EP1695416B1

EP1695416B1 - Breitbandige antenne, insbesondere omnidirektionale antenne

Info

Publication number: EP1695416B1
Application number: EP04790981A
Authority: EP
Inventors: Thomas Haunberger; Dieter Zierhut
Original assignee: Kathrein Werke KG
Current assignee: Kathrein SE
Priority date: 2003-12-18
Filing date: 2004-10-28
Publication date: 2008-06-04
Anticipated expiration: 2024-10-28
Also published as: DE502004007336D1; WO2005060048A1; TW200522433A; BRPI0417667A; EP1695416A1; DE10359605A1; ES2305868T3; DE10359605B4; ATE397796T1; KR101083142B1; CN2718805Y; TWI351785B; KR20060117325A

Description

Die Erfindung betrifft eine Antenne, insbesondere eine omnidirektionale Antenne nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Omnidirektionale Antennen sind beispielsweise als sogenannte Indoor-Antennen bekannt, die multibandfähig sind und bevorzugt in vertikaler Polarisation strahlen. Sie umfassen eine Grundplatte, auf der sich quer, d.h. senkrecht zur Grundplatte ein monopolförmiger Strahler erhebt. Die gesamte Anordnung ist in der Regel mittels eines Schutzgehäuses (Radom) abgedeckt.
Auf der metallischen oder zumindest leitfähigen und in Draufsicht in der Regel kreisförmig gestalteten Grundplatte ist im Zentrum oder in der Nähe des Zentrums dazu leicht versetzt eine Ausnehmung eingearbeitet, in welcher ein Steckelement für eine Steckverbindung verankert ist, in der Regel ein steckerförmiges Kontaktelement. Von der Unterseite her kann dort ein Koaxialkabel als zweites Steckelement, in der Regel als buchsenförmiges Steckelement, angeschlossen werden. Der Außenleiter ist dabei mit der Grundplatte kontaktiert. Der Innenleiter des Speisekabels ist über den auf der Grundplatte vorgesehenen Steckkontakt elektrisch mit dem monopolförmigen Strahler verbunden, der sich über der Grundplatte erhebt. Mit anderen Worten ist der Innenleiter elektrisch-galvanisch getrennt von der Grundplatte und damit vom Außenleiter eines anzuschließenden Koaxialkabels.
Derartige omnidirektionale Antennen können so gestaltet sein, dass sie gleichzeitig in mehreren Frequenzbereichen, also gleichzeitig in mehreren Frequenzbändern strahlen können.
So sind von der Anmelderin bereits derartige Indoor-omnidirektionale Antennen hergestellt und angeboten worden, die beispielsweise gleichzeitig in folgenden Frequenzbereichen strahlen können:

824 - 960 MHz
1425 - 1710 MHz
1710 - 1880 MHz
1850 - 1990 MHz
1920 - 2170 MHz

Bekannt sind ebenfalls multibandfähige von der Anmelderin hergestellte und vertriebene Antennen, die beispielsweise in folgenden Frequenzen gleichzeitig betrieben werden können:

876 - 890 MHz
890 - 960 MHz
1710 - 2170 MHz
2170 - 2500 MHz

Eine gattungsbildende Antenne ist beispielsweise aus der DE 37 09 163 C2 oder auch aus der US 4 972 196 bekannt geworden.
Die an erster Stelle genannte Antenne zeigt eine stabförmige Antenne, die über einen Innenleiter unter Zwischenschaltung eines Kondensators gespeist wird.
Bei der an zweiter Stelle genannten Vorveröffentlichung wird eine Planarantenne mit einem scheibenförmigen Strahlerelement beschrieben, welches in der Mitte kapazitiv angespeist wird. Eine Antenne nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus US 4 074 268 bekannt. Anordnungen zur Impedanzanpassung breitbandiger kebelförmiger Monopolantennen sind aus GB 580 812 bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine vergleichsweise sehr niedrig bauende multibandfähige, d.h. ingesamt sehr breitbandige Antenne zu schaffen, die auch als omnidirektionale Antenne eingesetzt werden kann und die dabei einfach aufgebaut ist. Dabei soll die Antenne in noch größeren Brandbreiten gleichzeitig betrieben werden können.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Es muss als ausgesprochen überraschend angesehen werden, dass eine stark vergrößerte Brandbreite für den gleichzeitigen Betrieb in verschiedensten Frequenzbereichen durch eine sehr niedrig bauende Antenne allein dadurch möglich ist, dass die Speisung der Antenne mittels einer seriellen oder kapazitiven Leitungskopplung am Fußpunkt des Strahlers erfolgt.
Allein dadurch sind sehr große Bandbreiten möglich. Die erfindungsgemäße Antenne kann beispielsweise problemlos gleichzeitig im 800 bis 1000 MHz Band, im 1400 - 3500 MHz Band aber auch beispielsweise im 5000 - 6000 MHz Band betrieben werden. Wegen der seriellen (kapazitiven) Leitungskopplung können im oberen Band Resonanzen vorhanden sein.
Die erfindungsgemäße Antenne weist eine gattungsspezifische serielle bzw: kapazitive Kopplung auf. Denn erfindungsgemäß ist für die Innenleiterkopplung ein erstes Koppelelement vorgesehen, welches sich von der Grund- oder Gegengewichtsfläche aus von dieser elektrisch-galvanisch getrennt weg erstreckt. Damit zusammen wirkt ein zweites Leitungskoppelelement, welches mit dem Strahler elektrisch-galvanisch verbunden oder Teil des Strahlers ist. Das erste und das zweite Leitungskoppelelement sind dabei elektrisch galvanisch voneinander getrennt, also elektrisch-galvanisch nicht miteinander verbunden, worüber die serielle bzw. kapazitive Leitungskopplung bewirkt wird. Die beiden zusammenwirkenden Koppelelemente sind zum einen stabförmig und zum anderen rohrförmig gestaltet, so dass die beiden Koppelelemente ineinandersteckbar sind.
Dies bietet den wesentlichen Vorteil, dass durch die Längengestaltung eine optimale kapazitive bzw. serielle Kopplung bewirkt werden kann. Darüber hinaus kann zum anderen durch diese Gestaltung auch eine entsprechende Halte- und Tragfunktion für den Strahler bewirkt werden, insbesondere dann, wenn zwischen den beiden zusammenwirkenden Koppelelementen ein isolierendes Dielektrikum vorgesehen ist, wodurch bei galvanischer Trennung der beiden Koppelelemente diese mechanisch fest aneinander gehalten sind.
Die erfindungsgemäße monopolartige Antenne weist dabei bevorzugt eine Rotationssymmetrie auf oder ist bevorzugt zumindest in gewissen Winkelbereichen rotationssymmetrisch gestaltet, wobei sie zumindest einen Abschnitt umfasst, der sich in Längsrichtung der monopolförmigen Antenne kegel- oder konusförmig erweitert. Die Antenne kann auch insgesamt nur von ihrer Außenform her kegel- oder konusförmig gestaltet sein.
Von daher kann die Antenne grundsätzlich auch radialsymmetrisch oder strahlungssymmetrisch sein, also eine Querschnittsformgebung aufweisen, so dass die Antenne bei einer ebenen Drehung um einen bestimmten Winkel um eine Zentralachse zur Deckung gebracht werden kann. Dies kann beispielsweise alleine für den Strahler oder beispielsweise alleine für die Grundplatte oder für beides gelten.
Alternativ kann der monopolförmige bzw. monopolähnliche Strahler zylinderförmig gestaltet sein.
Bevorzugt weist der monopolförmige Strahler der Antenne jedoch eine Form auf, die sich in einen von der Grundplatte weg konisch erweiterten ersten Abschnitt und einem daran anschließenden zylinderförmigen zweiten Abschnitt gliedert. Mit anderen Worten ist der Strahler gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt aus einer Kombination aus einem kegel- oder konusförmigen und einem zylinderförmigen Strahlerabschnitt gebildet. Der kegelförmige Teil des Strahlers wirkt vor allem als Monopol für die oberen Frequenzbänder. Der zylinderförmige Teil des Strahlers wirkt demgegenüber mit der dazugehörigen Gegengewichtsfläche (Grundplatte) eher für die niedrigeren Frequenzen. Positiv ist anzumerken, dass dadurch keine Rückwirkung des zylinderförmigen Teils auf die oberen Frequenzbänder festzustellen ist.
Die serielle und/oder kapazitive Leitungskopplung, die also aus einer seriellen und/oder kapazitiven Innenleiter-Kopplung besteht, erfolgt bevorzugt über ein mit der Speiseleitung (Innenleiter eines Koaxialleiters) verbundenes erstes stabförmiges Koppelteil, welches sich von der Grundplatte isoliert über die Grundplatte erhebt. Das damit koppelnde zweite Koppelteil ist mit dem Strahler verbunden oder als Teil des Strahlers ausgebildet. Bevorzugt ist das zweite Koppelteil rohrförmig gestaltet. Insbesondere zur Erzielung einer Verdrehsicherung kann das Koppelteil auch nach Art eines Vieleckes oder dergleichen ausgebildet sein, also beispielsweise mit n-polygonalem Querschnitt. Allgemein gesprochen kann die Querschnittsform so gestaltet sein, dass sie zumindest eine von der Kreisform abweichende Formgestaltung aufweist. Dadurch kann der monopolähnliche, aus einer Kombination aus einer Konusfläche und einem sich daran anschließenden Zylinderabschnitt gebildete Strahler mit dem innenliegenden Rohrabschnitt (der sich vom Fußpunkt des Strahlers erhebt) direkt auf das erste stabförmige und mit dem Speisekabel verbundende Koppelteil aufgesetzt werden. Da das erste und zweite Koppelteil, also die Speiseleitung und der monopolförmige Strahler galvanisch getrennt sind, um die serielle Leitungskopplung zu realisieren, wird bevorzugt eine Isolierhülse des ersten Koppelteils aufgesetzt, auf welches dann der monopolförmige Strahler mit seinem zweiten Koppelteil aufgesetzt werden kann.
Auch dadurch ergibt sich eine höchst einfache Montage, da der Strahler ohne jede Lötung lediglich durch Aufschieben auf das mit der Speiseleitung verbundende erste Koppelteil unter Zwischenschaltung eines isolierenden Isolators oberhalb der Grundplatte montiert werden kann.
Der Isolator muss aber nicht zwingend aus einem beispielsweise Kunststoffmaterial mit vorwählbarer Dielektrizitätskonstante bestehen. Als Isolator kann auch Luft verwendet werden. Es muss dabei lediglich ein geeigneter Zentriereinrichtung und/oder Abstandshalter verwendet werden, die gewährleisten, dass der aufgesetzte Strahler nicht elektrisch-galvanisch in Kontakt treten kann mit dem in Rede stehenden stabförmigen von der Basisplatte vorstehenden Koppelteil und/oder der Basis- oder Grundplatte selbst.
Wegen der seriellen Speisung kann zudem die Strahlerhöhe gegenüber der herkömmlichen Lösung minimiert werden. Auch dadurch ist eine Verringerung der Gegengewichtsfläche (Grundplatte) möglich, weshalb sich eine vergleichsweise geringe Baugröße realisieren lässt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigen im Einzelnen:

Figur 1a:: eine schematische Draufsicht auf die erfindungsgemäße Antenne;
Figur 1b:: eine Unteransicht auf die erfindungsgemäße Antenne;
Figur 2:: einen schematischen Vertikalquerschnitt durch die axiale Mitte der erfindungsgemäßen Antenne;
Figur 3:: eine schematische perspektivische Darstellung eines sich von der Grundplatte 1 erhebenden stabförmig Koppelteiles, welches mit der Speiseleitung elektrisch verbunden ist;
Figur 4:: eine schematische perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Strahlers;
Figur 5:: eine axiale Querschnittsdarstellung durch eine nochmals abgewandelte Strahlerform;
Figur 6:: eine abgewandelte konus- bzw. kegelstumpfförmige St rahlerform im axialen Querschnitt;
Figur 7:: ein axialer Querschnitt durch die erfindüngsgemäße Antenne in einer ersten aufgesetzten Innenhaube; und
Figur 8:: eine entsprechende Querschnittsdarstellung zu Figur 7, in welcher eine alles überdeckende Außenhaube auf die Innenhaube aufgesetzt ist.

In Figur 1a ist in schematischer Draufsicht, in Figur 1b in schematischer Unteransicht und in Figur 2 in einer vertikalen durch die zentrale Achse verlaufenden Querschnittsdarstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antenne mit einem Strahler 15 gezeigt.
Die Antenne umfasst eine Grund-, Basis- oder Masseplatte 1, die im gezeigten Ausführungsbeispiel kreis- oder scheibenförmig gestaltet ist. Diese Grund-, Basis- oder Masseplatte 1 kann aber auch eine völlig andere Formgebung aufweisen. Sie kann beispielsweise quadratisch, rechteckig, oval etc. geformt sein, allgemein also auch n-polygonal oder andere beliebige Grundformen und Begrenzungslinien aufweisen. Die Platte 1 wird nachfolgend im Wesentlichen als Grundplatte 1 bezeichnet. Der Grundplatte 1 kommt dabei unter anderem auch die Funktion einer Gegengewichtsfläche zu.
In der Mitte der Grundplatte 1 ist eine Ausnehmung 3 eingearbeitet. In und unterhalb der Ausnehmung 3 ist ein Steckerelement 5 positioniert und befestigt, welches im gezeigten Ausführungsbeispiel als Koaxialsteckelement 5' ausgebildet ist. Der Außenleiter 7b des Steckelementes 5 ist mit der Grundplatte 1 elektrisch galvanisch verbunden. Der Innenleiter 7a des Steckelementes 5 ist vom Außenleiter 7b getrennt durch die Ausnehmung 3 hindurchgeführt und mit einem sich oberhalb der Grundplatte 1 erstreckenden ersten oder speiseseitigen Koppelelement 11 elektrisch galvanisch verbunden. Dieses Koppelelement 11 steht quer zur Grundplatte, d.h. im gezeigten Ausführungsbeispiel senkrecht. Es ist stabförmig gestaltet und kann bevorzugt einen kreisrunden Querschnitt aufweisen.
Auf diesem Koppelelement 11 aufgesetzt ist ein rohrförmiges Isolatorelement 13. Dieses Isolatorelement 13 weist im gezeigten Ausführungsbeispiel in etwa eine Länge auf, die der axialen Länge des Koppelelementes 11 entspricht. Im unteren Ende ist das Isolatorelement 13 mit einem seitlich überstehenden Flansch 13a versehen, der im gezeigten Ausführungsbeispiel ebenfalls kreis- oder scheibenförmig gestaltet ist und im Bereich der Ausnehmung 3 auf der Grundplatte 1 aufsteht.
Auch dieses Isolatorelement 13 ist dem in Figur 1 und 2 gezeigten monopolförmigen Strahler 15 aufgesteckt.
Der monopolartige Strahler 15 weist einen ersten Antennenabschnitt 15a und einen zweiten Antennenabschnitt 15b auf. Der erste Antennenabschnitt 15a ist vom Fußpunkt 19 ausgehend sich konus- oder kegelförmig erweiternd ausgerichtet, also mit seinem sich erweiternden Konusabschnitt von der Grundplatte 1 weg weisend. An diesen konus- oder kegelförmigen ersten Strahlerabschnitt 15 a schließt sich ein zweiter zylinderförmiger Strahlerabschnitt 15b an, wobei am Übergang vom ersten zum zweiten Strahlerabschnitt der Durchmesser des konusförmigen Strahlerabschnittes dem Durchmesser des zylinderförmigen Strahlerabschnittes entspricht. Der Strahler weist von daher eine Mantelfläche auf, die sich um die quer zur Grundplatte verlaufende Längsachse erstreckt. Der Strahler 15 ist dabei bevorzugt rotationssymmetrisch oder teilrotationssymmetrisch oder zumindest näherungsweise oder im Wesentlichen radialsymmetrisch oder strahligsymmetrisch gestaltet.
Wie aus der Querschnittsdarstellung gemäß Figur 2 auch hervorgeht, ist Teil des Strahlers ein im Inneren ausgebildetes rohrförmiges Koppelelement 15c, welches einen freien Innendurchmesser aufweist, der gleich oder geringfügig größer ist als der Außendurchmesser des rohrförmigen Isolatorelementes 13. Somit kann mit diesem Koppelabschnitt 15c der monopolförmige Strahler auf das Isolatorelement 13 aufgeschoben werden, bis die unterste Anlagefläche 15' des Strahlers 15, also der Fußpunkt 19 des Strahlers, auf dem Isolatorflansch 13a des Isolatorelementes 13 aufliegt und dadurch elektrisch galvanisch von der Grundplatte 1 getrennt ist.
Die axiale Länge des Koppelelementes 15c ist in der Regel länger als die axiale Länge des Isolatorelementes 13 und/oder der Länge des ersten speisekabelseitigen Koppelelementes 11. Die Länge des hohlzylinderförmigen Isolators 13 ist dabei vergleichsweise unkritisch und kann auch deutlich kürzer gestaltet sein. Der. Isolator dient im Wesentlichen lediglich der mechanischen Halterung des Strahlers 15 und trägt zudem mit dazu bei, dass kein Abschnitt des Strahlers 15 und insbesondere nicht der Koppelabschnitt 15c elektrisch galvanisch das mit dem Innenleiter elektrisch in Kontakt stehende Koppelelement 11 berühren kann.
Die beiden parallel und im gezeigten Ausführungsbeispiel sogar koaxial zueinander angeordneten elektrisch galvanisch getrennten ersten und zweiten Koppelemente 11 und 15c bilden eine serielle (kapazitive) Leitungskopplung am Fußpunkt des Strahlers 15, d.h. eine serielle bzw. kapazitive Innenleiter-Kopplung. Von daher sollte die Länge des ersten und zweiten Koppelelementes 11 bzw. 15c bevorzugt so gewählt werden, dass für die unterschiedlichen Frequenzbereiche die gewünschte optimale Kopplung realisiert werden kann. Von daher ist das ein Teil der Strahleranordnung bildende Koppelelement 15c in der Regel länger gewählt als die Länge des speisekabelseitigen Koppelelementes 11. Die Länge des speiseseitigen Koppelelementes 11 wird bevorzugt in Abhängigkeit der oberen Frequenzbänder so gewählt, dass diese Länge Lambda/4 bzw. n x Lambda/4 ist, wobei n die ungeraden ganzzahligen Zahlen wiedergibt, nämlich n x = 1, 3, 5 .... Das offene Ende der Leitungskopplung wird somit (für die Mittenfrequenz des jeweiligen Bandes) an der Speisestelle 15' via Kurzschluss, d.h. wie galvanisch verbunden. Für die Randfrequenzen wird somit das speisekabelseitige Koppelelement 11 sowohl kapazitiv als auch induktiv. Für die Sequenzen, bei denen die Länge des speiseseitigen Koppelelementes 11 Lambda/2 ist, entsteht eine Resonanz, d.h., dass das offene Ende am Fußpunkt 15' des Strahlers 15 wie ein Leerlauf (hochohmig) wirkt. Für das unterste Frequenzband (im gezeigten und erläuterten Ausführungsbeispiel also das Band von etwa 800 bis 1000 MHz) ist die Länge des speisekabelseitigen Koppelelementes 11 sehr klein gegenüber Lambda/4 (also 11 << Lambda/4) und bildet somit eine Serienkapazität, die eine breitbandige Widerstandsanpassung bei dieser Frequenz ermöglicht und auch für die niedrige Bauweise maßgeblich ist.
In Figur. 3 ist in schematischer perspektivscher Darstellung das erste stabförmige elektrisch leitende Koppelelement 11 bei abgenommenem Strahler 15 gezeigt, wobei das Koppelelement im Bereich der Ausnehmung 3 mit dem auf der Unterseite der Grundplatte 1 befindlichen koaxialen Steckelement, d.h. im dortigen Innenleiter-Stecker elektrisch leitend verbunden ist.
Wie aus der schematischen perspektivischen Darstellung gemäß Figur 3 hervorgeht, ist auf diesem ersten Koppelelement 11 das rohrförmige Isolatorelement 13 lediglich aufgesteckt, welches bevorzugt aus Kunststoff besteht und einen günstigen Wert für die Dielektrizitätskonstante aufweist. Hierauf kann dann, wie ausgeführt, der Strahler 15 mit seinem zweiten innenliegenden rohrförmigen Element 15c aufgesteckt werden.
Anhand von Figur 4 ist der Strahler 15 alleine in perspektivischer Darstellung gezeigt, der sich in einen konus- oder kegelförmigen Strahlerabschnitt 15a und einen zylinderförmigen Strahlerabschnitt 15b gliedert.
Anhand von Figur 6 ist in schematischer Querschnittsdarstellung ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel für einen Strahler gezeigt, der lediglich aus einem konus- oder kegelförmigen Strahler 15 besteht. Dabei kann es sich um eine kegelstumpfförmige Formgebung handeln.
Entsprechend der Querschnittsdarstellung gemäß Figur 5 ist gezeigt, dass hier als Strahler 15 lediglich ein zylinderförmiger oder topfförmiger monopolartiger Strahler verwendet wird, der keinen konusförmigen Abschnitt umfasst. In diesem Falle ist das Koppelelement 15c mittels eines radialen Verbindungs- oder Bodenabschnittes (15d) mit dem äußeren Mantel des zylinderförmig gestalteten Strahlers (15) verbunden.
Sowohl bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 wie auch dem Beispiel gemäß Figur 5 ist jeweils im Schnitt der Teil der Strahleranordnung bildende innen zentral sitzende Koppelabschnitt 15c in Hohlzylinderform gezeigt, der dann auf das erste Koppelelement 11 dieses übergreifend vorzugsweise unter Zwischenschaltung eines hohlzylinderförmigen Isolators aufgesteckt wird.
Mit einem Strahler gemäß Figur 5 kann eine kleinbauende omnidirektionale Antenne realisiert werden, die vor allem in niedrigen Frequenzbereichen betrieben werden kann. Mit einem Strahler gemäß Figur 6, also einem lediglich kegel-oder kegelstumpfförmigen Strahler, wird eine kleinbaudende Antenne realisiert, die vor allem in hohen Frequenzbändern betrieben werden kann. Bevorzugt wird jedoch ein Antennentyp mit einem Strahler gemäß Figur 1 und 2 realisiert, dessen Bandbreite sowohl niedrigere wie auch hohe und sehr hohe Frequenzbereiche und Bänder umfasst.
Mit dem geschilderten Antennentyp kann nicht nur eine sehr breitbandige Antenne realisiert werden, sondern es lässt sich vor allem auch durch die serielle Speisung die Strahlerhöhe minimieren und dadurch wiederum auch die Gegengewichtsfläche (Grundplatte) kleiner gestalten. Somit weisen die geschilderten Antennen den Vorteil auf, dass sie bei geringerer Baugröße gegenüber herkömmlichen Antennen breitbandiger sind und dabei noch einfacher hergestellt und montiert werden können, da vom Grundsatz her nur der jeweilige Strahler mit seinem integrierten Koppelelement 15c auf das mit der Speiseleitung elektrisch verbundene erste Koppelelement 11 aufgeschoben werden muss.
Grundsätzlich kann auf ein Isolatorelement 13 verzichtet werden, sofern nur der monopolförmige Strahler mit seinem Koppelelement 15c elektrisch galvanisch getrennt zum ersten Koppelelement 11 angeordnet werden kann. Dazu kann es ausreichend sein, wenn der Strahler lediglich im Bereich seines Fußpunktes an einem scheiben- oder plattenförmigen Isolatorelement gehalten und fixiert ist, so dass die beiden Koppelelemente 11 und 15c elektrisch sich nicht kontaktieren.
Abweichend von den gezeigten Ausführungsbeispielen muss das Steckerelement 5 nicht unbedingt aus einer Buchse (z.B. einer N-Buchse) bestehen. Es ist auch möglich, ein fest angeschlossenes Kabel zu verwenden, d. h. insbesondere den Innenleiter eines Koaxialkabels entsprechend so zu positionieren, dass er entsprechend den zeichnerischen Darstellungen als speiseseitiges Koppelelement 11 dient. Von daher kann unter dem gewählten Begriff "speiseseitiges Koppelelement 11" auch eine Ausführungsform verstanden werden, bei welcher das Koppelelement 11 das Ende eines entsprechenden Speiseleiters (vorzugsweise das Ende des Innenleiters eines entsprechenden koaxialen Speiseleitungskabels darstellt.
Schließlich kann in einer weiteren Abwandlung ebenso vorgesehen sein, dass das speiseleiterseitige Koppelelement 11, die das Koppelelement 11 umgebende Isolierung 13 und vorzugsweise ferner auch das Steckerelement 5 einschließlich des Innenleiters 7a als vorgefertigte gemeinsam handhabbare Baueinheit zur Verfügung gestellt und verwendet werden, die an einer entsprechenden Bohrung an der Grundplatte 1 eingefügt und mechanisch verankert wird, um dann lediglich nur noch den Strahler 15 mit seinem strahlerseitigen Koppelelement 15c aufzusetzen.
Wie aus der Querschnittsdarstellung gemäß den Figuren 7 und 8 hervorgeht, weist der Reflektor an einigen zum Zentrum versetzt liegenden Stellen vertiefte Einprägungen oder sogenannte Montagepunkte 31 auf, in denen jeweils eine Bohrung 33 eingebracht ist, um den Reflektor an einem Träger durch Eindrehen von Schrauben entsprechend befestigen zu können.
Die gesamte Antennenanordnung wird letztlich durch eine Innenhaube 35 gehalten und fixiert. Die Innenhaube 35 weist reflektorseitig in Umfangsrichtung versetzt liegende Rast- oder Clipelemente 37 auf, die in entsprechende. Ausstanzungen oder Öffnungen im Reflektor 1 eingesteckt werden können. Im eingeschnappten Zustand hinterrasten die Rastelemente 37 dann die Einstanzungen im Reflektor, so dass ohne weitere Montagemaßnahmen ein sicherer Halt der Antenne und der Innenhaube 37 gewährleistet ist.
Dabei ist die Innenhaube 35 so gestaltet, dass sie zentral eine nach unten in das becherförmige Strahlerelement eingreifenden Halteabschnitt 37a aufweist, der mit seiner reflektorseitigen Stirnseite 37b den Strahler in der aufgesteckten Position sichert. Die Stirnseite 37b der Innenhaube kann dabei die ihm zugewandt liegende obere Stirnseite des strahlerseitigen Koppelelement es 15c berühren. Durch diese Innenhaube wird also der Strahler 15 gegen ein axiales Herausrutschen sowie gegen ein radiales Kippen gesichert und fixiert.
Schließlich kann eine sogenannte Außenhaube 41 alles überdecken aufgesetzt werden, wobei die Außenhaube ebenfalls über innen liegende Rast- oder Clipelemente 37 z.B. an einem Stufenabsatz an der Innenhaube in dort eingebrachte Öffnungen und/oder in Öffnungen im Reflektor einrasten kann, und zwar dadurch, dass entsprechende Rast- oder Clipelemente durch Öffnung hindurch gesteckt und hinter den entsprechenden Materialabschnitten der Innenhaube und/oder des Reflektors einrasten können. Die Außenhaube ist dabei so gestaltet, dass alles einschließlich des Reflektors über- und dadurch abgedeckt wird.
Die Innen- und Außenhaube 35, 41 sind dabei aus einem Material gefertigt, das für elektromagnetische Strahlen insbesondere in dem zu übertragenden Frequenzbereich durchlässig ist.
Abschließend wird angemerkt, dass der Strahler 15 in seinen unterschiedlichen Ausführungsformen nicht zwangsläufig von Hause aus leitfähigem Metall bestehen muss, sondern dass er auch aus anderen nicht leitfähigen Material gebildet sein kann, beispielsweise Kunststoff. In diesem Falle sollte der Strahler 15 an seine Innen- und/oder Außenfläche oder in sonstiger Weise eine geeignete elektrisch leitfähige Schicht umfassen oder damit versehen sein.

Claims

Breitbandige Antenne, insbesondere omnidirektionale Antenne mit folgenden Merkmalen:
- mit einem monopolförmigen Strahler (15),

- der Strahler (15) erhebt sich über einer Grundplatte oder Gegengewichtsfläche (1),

- der Strahler (15) weist eine Mantelfläche auf, die sich von der Grundplatte (1) weg erstreckt,

- der Strahler (15) umfasst einen im Wesentlichen kegel-oder kegelstumpfförmigen Strahlerabschnitt (15; 15a), der mit seiner kegel- oder kegelstumpfförmigen Erweiterung von der Grundplatte oder Gegengewichtsfläche (1) weg weist,

- in der Grundplatte (1) ist eine Ausnehmung (3) vorgesehen, in deren Bereich der Fußpunkt (19) des monopolförmigen Strahlers (15) von der Grundplatte oder der Gegengewichtsfläche (1) elektrisch galvanisch getrennt angeordnet ist,

- der Strahler (15) ist mittels einer Innenleiter-Leitungskopplung gespeist,

- die Innenleiter-Leitungskopplung umfasst ein erstes und ein zweites Koppelelement (11, 15c),

- das erste Koppelelement (11) ist stabförmig gestaltet und das zweite Koppelelement (15c) ist rohrförmig gestaltet, wobei das stabförmig gestaltete Koppelelement (11) in das rohrförmig gestaltete Koppelelement (15c) eingesteckt bzw. eingeschoben ist, und

- die beiden galvanisch nicht miteinander verbundenen Koppelelemente (11, 15c) eine serielle Leitungskopplung bilden,
gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale:
- das erste stabförmige Koppelelement (11) erstreckt sich quer und vorzugsweise senkrecht zur Grundplatte oder Gegengewichtsfläche (1) und ist in einer von der Grundplatte oder Gegengewichtsfläche (1) elektrisch-galvanisch getrennten Anordnung mit einer Speiseleitung elektrisch verbunden oder kontaktierbar,

- das zweite rohrförmige Koppelelement (15c) ist mit dem Strahler (15) elektrisch-galvanisch verbunden oder ist Teil des Strahlers (15) und befindet sich im Inneren des im Wesentlichen kegel- oder kegelstumpfförmig ausgebildeten Strahlers (15) oder Strahlerabschnitts (15; 15a) .
Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahler (15) zumindest in zwei Abschnitte gegliedert ist und einen sich von der Grundplatte weg konisch erweiternden ersten Strahlerabschnitt (15a) aufweist, der an seiner zur Grundplatte oder Gegengewichtsfläche (1) entfernt liegenden Seite in einen zylinderförmigen Strahlerabschnitt (15b) übergeht.
Antenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der in Umfangsrichtung verlaufende Mantel des Strahlers (15) auf der der Grundplatte oder Gegengewichtsfläche (1) zugewandt liegenden Seite mittels eines vorzugsweise parallel zur Grundplatte oder Gegengewichtsfläche (1) verlaufenden Verbindungs- oder Bodenabschnitts (15d) mit dem Koppelelement (15c) verbunden ist.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Koppelelement (11) und dem zweiten Koppelelement (15c) ein rohrförmiges Isolatorelement (13) angeordnet ist.
Antenne nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolatorelement (13) zum Bereich des Fußpunktes des Strahlers (15) einen radial überstehenden Anschlag, Flansch oder Flanschabschnitt (13a) aufweist, worüber das Isolatorelement (13) gegenüber der Grundplatte (1) abgestützt oder gehalten ist.
Antenne nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahler (15) mit seinem Fußpunkt (19) auf den Flansch (13a) aufliegt.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Koppelelement (11) Teil eines Speiseleiters ist, insbesondere aus dem Innenleiter einer koaxialen Speiseleitung gebildet ist.
Antenne nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Koppelelement (11) aus dem Innenleiter einer koaxialen Speiseleitung gebildet ist.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Koppelelement (11) sowie das Isolatorelement (13) eine einheitlich handhabbare Baueinheit darstellt, insbesondere dadurch, dass auf dem ersten Koppelelement (11) der Isolator (13) aus einem aufgespritzten Kunststoff bzw. im aufgespritzten Dielektrikum besteht.
Antenne nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Koppelelement (11) mit dem darauf befindlichen Isolatorelement (13) und einem an der Grundplatte verankerbären Steckerelement (5, 5') als einheitlich handhabbare Baueinheit an einer Grundplatte (1) befestigt ist.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge des ersten Koppelelementes (11) Lambda/4 ± < 40% und vorzugsweise ± < 20% davon beträgt, wobei Lambda die mittlere Wellenlänge des zu übertragenden Frequenzbandes ist.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge des ersten Koppelelementes (11) n x Lambda/4 ± < 40% und vorzugsweise ± < 20% davon beträgt, wobei n =1, 3, 5 ... ist.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass für die unterste Frequenz eines der mehreren Frequenzbänder die axiale Länge des ersten Koppelelementes (11) so bemessen ist, dass diese klein gegenüber Lambda/4 ist, wobei Lambda die Mittenfrequenz des betreffenden Frequenzbandes darstellt.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahler (15) aus elektrisch leitfähigem Material besteht.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahler (15) aus Kunststoff, insbesondere einem Kunststoffspritzteil besteht, welches mit einer leitenden Beschichtung versehen ist.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahler (15) mit einer Haube überdeckt ist, worüber der Strahler (15) gegen axiales Verrutschen und vorzugsweise gegen ein radiales Verkippen gesichert ist.
Antenne nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckeinrichtung eine Innenhaube (35) umfasst, welche am Reflektor (1) befestigbar ist, vorzugsweise mittels einer Klipp- und/oder Rasteinrichtung.
Antenne nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenhaube (35) einen zentralen in das Innere des becherförmigen Strahlers (15) hineinragenden Fixierabschnitt (37a) umfasst, der auf die angrenzende Stirnseite des zweiten Koppelelementes (15c) drückt und dadurch den Strahler (15) gegen axiales Verschieben und/oder radiales Verkippen sichert.
Antenne nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Innenhaube (35) eine alles überdeckende Außenhaube (41) aufsetzbar ist, die vorzugsweise über eine Klipp- und/oder Rasteinrichtung an der Innenhaube und/oder am Reflektor (1) verankerbar ist.