JP2005506749A

JP2005506749A - 二重偏波アンテナアレイ

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Publication number: JP2005506749A
Application number: JP2003537160A
Authority: JP
Inventors: ゲットル・マクシミリアン
Original assignee: カトライン−ベルケ・カーゲー
Priority date: 2001-10-11
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2005-03-03
Anticipated expiration: 2022-09-27
Also published as: CA2431290C; DE10150150A1; ES2263828T3; EP1327287B1; HK1060796A1; CN1476654A; CA2431290A1; US6985123B2; KR20040041087A; US20040051677A1; NZ526002A; AU2002349314A1; EP1327287A1; DE10150150B4; CN100574008C; ZA200303961B; DE50206987D1; ATE328374T1; KR100720806B1; BR0206141A

Abstract

正方形状の放射器構造体を備えたダイポール正方形及び／又はパッチ放射器から成る少なくとも二群の各放射器（１３）を備えた改良されたアンテナアレイでは、双方の互いに垂直である偏波のそれぞれに対して、少なくとも水平にずれて互いに配置された各放射器（１３，１３）、かつ／又は双方の直交する偏波のそれぞれに対して、少なくとも二つの水平にずれて互いに位置する追加の放射器（２１５）、かつ／又は少なくとも二つの水平配置により互いに配置された対の垂直に整列する各放射器を備え、それぞれ水平配置により互いに配置され且つ平行に互いに整列する各放射器が、下降角度に依存して種々の位相位置で給電される。

Description

【０００１】
本発明は、請求項１の前文による二重偏波アンテナアレイに関するものである。
【０００２】
二重偏波アンテナは、好ましくは８００ＭＨｚから１０００ＭＨｚの移動無線帯域及び１７００ＭＨｚから２２００ＭＨｚの帯域で使用される。このアンテナは、それぞれ二つの直交する偏波を送信し又は受信する。特に、垂直又は水平に対して＋４５度及び−４５度の方向をもつ二つの線形偏波の使用は、実際に非常に有効であることを示した。このように整列された二重偏波アンテナは、しばしばＸ偏波アンテナとも呼ばれる。アンテナを機械的に下降させる必要なしに、提供エリアの照射を最適化するために、各アンテナアレイの放射器の位相位置を変更することによる放射電磁界パターンの電気的な下降が行なわれる。これに対して、高い相互変調条件と高い送信出力のために好ましくは変更可能な出力長を備えた機械的に移動する構造体として構成される移相機が使用される。このような移相機は、例えばドイツ特許第１９９３８８６２号から公知である。
【０００３】
アンテナを各放射器の位相位置の変更により種々の強さで下降させる可能性は、それ自体現場での照射に適合するには最も有利であるが、不利なことに、＋／−４５度の偏波を備えたアンテナの場合、垂直線図の下降を変更する際、即ち各放射器の位相位置を変更する際に、水平な放射電磁界パターンが、それぞれの偏波に対してアジマス角だけずれることが判明した。
【０００４】
その際、垂直線図の変更された下降の場合に、水平な放射電磁界パターンが各偏波に対してずれるだけでなく、特に垂直な放射電磁界パターンの下降の場合にも、＋４５度の偏波に対する水平な放射電磁界パターンが、−４５度の偏波に対するように、互いに逆にアジマス角だけずれる点で特に不利であることが判明した。この＋４５度偏波に関する−４５度偏波への逆向きの離反移動は、各放射器の放射特性が主放射方向に対して回転対称ではないことから特に説明できる。換言すれば、各放射器の放射電磁界パターンは、多くの場合、一方で＋４５度、他方で−４５度の偏波の特別の構成により、垂直軸に関して正確な対称をもはや有しない。対称軸が存在する限り、これは、それ自体好ましくは放射器の各群に関して＋／−４５度だけ整列して延びる。しかしながら、これは、アンテナアレイの主放射方向の電気的な下降の場合には、所謂「トラッキング」とも呼ばれる主放射方向のずれの結果になる。従って、放射電磁界パターンのそれぞれ調整された下降角度による望ましくない依存性が生ずる。
【０００５】
前記の問題は、下降して整列する偏波の場合に、即ち特に例えば水平又は垂直に対して＋４５度と−４５度で整列される偏波の場合に排他的に発生する。
【０００６】
前記従来技術から出発して、本発明は、二重偏波シングルバンド，ダブルバンド及び／又はマルチバンド−アンテナアレイを、可変調整可能な下降角度の場合に、偏波依存の放射電磁界パターンの離反移動がより良好に補整可能又は抑制可能に改良する課題に挑戦する。
【０００７】
この課題は、本発明では、請求項１に示す特徴部分により解決される。本発明の有利な実施の形態を他の請求項に示す。
【０００８】
本発明では、二重偏波アンテナアレイの下降角度を種々に調整するだけでなく、予め選択可能な種々の下降角度に依存して生ずる＋４５度偏波及び−４５度偏波に対する各放射特性の離反移動を低減し又は完全に回避することが初めて可能であるとの意外性が示される。
【０００９】
本発明では、各例えば垂直配置で重なって配置され、二つの直角に重なって位置するほぼ＋４５度及び−４５度の偏波で放射し受信する放射器装置と並んで、付加的に補整装置を設けることにより前記課題を実現できる。本発明では、補整装置は、追加の放射器又は放射器装置を含み、その放射電磁界パターンがアンテナアレイの垂直放射電磁界パターンを下降する際に全体としてアジマス方向に互いに離反してずれるのではなく、これとは逆に相対的に移動される。従って、これにより、下降角度の傾斜が徐々に増大するにもかかわらず、即ち垂直放射電磁界パターンの下降が徐々に強くなるにもかかわらず、放射電磁界パターンのアジマス角度方向への水平成分の離反移動が最小化され又は阻止される全放射電磁界パターンが生ずる。それどころか、必要に応じて、＋４５度に関する偏波の−４５度への水平放射電磁界パターンの僅かに逆の位置変更を実現できる過補整装置を設けることができる。
【００１０】
本発明の好適な置換技術では、補整装置は、前述の偏波に関して、それぞれ少なくとも一対のダイポール放射器又は少なくとも一対のパッチ放射器の少なくとも一対の給電点を含み、それは、少なくとも水平に（必要に応じて付加的に垂直にも）互いにずれて配置され、その際アンテナアレイの下降角度に依存する位相差で給電される。これは、好ましくはアンテナ内に配置される移相機構造体群の一つにより得ることができる。
【００１１】
本発明の他の構成では、更にトラッキングを回避する補整度も制御することができる点で有利であることに注意しなければならない。その際、各放射器の給電に関して、出力分割により制御を行なうことができる。
【００１２】
種々の放射器タイプを使用して本発明を実現できる。その際、更に本発明によるアンテナアレイにより、対応する各放射器だけでなく、群放射器も使用できる。
【００１３】
従って、アンテナアレイは、例えば多数の垂直に互いに重なって配置された十字ダイポール又は十字状のダイポール構造体を含んでもよい。同様に、各垂直に互いに重なって配置された放射器装置は、全体として又は部分的に、ダイポール正方形又は正方形状のダイポール構造体から構成できる。同様に、本発明が完全に又は部分的に例えば二つの給電点又は４つの給電点を含む給電構造体を備え、それにより角度＋４５度及び−４５度で前記偏波を受信し又は送信できるパッチ放射器の使用のもとで置き換えられることも可能である。
【００１４】
従って、換言すれば、例えば水平にずれて位置する各放射器又は水平にずれて位置するアンテナアレイの放射器群が、トラッキングを回避するその放射角度を下降する際に、少なくとも二つの水平にずれて位置する放射器の位相位置が調整角度又は下降角度に依存して種々に選択することにより、逆補整できる。
【００１５】
例えば正方形の放射器構造体、即ち特にダイポール正方形形態の正方形ダイポール構造体を使用すると、この放射器装置は、角度＋４５度及び−４５度での偏波の受信及び送信に対し整列の際に、偏波毎に水平配置を互いに有する二つの各放射器を含む。この場合、所望の補整作用を実現するために、アンテナアレイの下降角度に依存する位相差によりダイポール正方形の対となる互いに整列するダイポール放射器を制御することができる。例えば、アンテナアレイがただ一つのこのような補整に役立つダイポール正方形又は多数のこのようなダイポール正方形を有するように、これを行なうことができる。特に望ましくは、これが、本発明によるアンテナアレイが例えば二つの垂直に互いに重なって配置されたダイポール正方形を含み、双方の垂直に重なって配置されるダイポール正方形のそれぞれ平行な隣接して位置するダイポールが同じ位相で共に制御され、即ち少なくとも固定された位相関係で互いに制御され、当該ダイポール正方形のそれぞれこれに対して平行な他のダイポールが、下降角度に依存する異なる位相位置で給電されることにより、置き換えられ得る。
【００１６】
その点で、例えば双方の偏波のそれぞれに対して対となって協働する給電点を含むパッチ放射器の使用のもとでも、同様の解決法を実施できる。
【００１７】
しかしながら、他のアンテナ構造体の場合にも、例えば十字形の放射器（ダイポール十字形又は十字形の放射器構造を備えたパッチ放射器）の使用のもとでも、本発明を適用できる。その場合、垂直方向のみに異なる成分でずれて、必要に応じて水平方向にずれずに、それぞれ平行な各放射器を設ける。しかしながら、少なくとも、この場合（当然に他の同様の場合も）に、水平な側部と共に配置される追加の放射器要素を使用できる。従って、本発明による他の実施の形態では、他の重なって配置される放射器と並び、追加の放射器要素を設けて、それが少なくとも水平に、そして好ましくは垂直な対称軸又は対称面に対して対称にずれて位置し、各偏波に関して当該放射器要素が移相機構造体群の関連する出力端子に電気的に接続されるように企図される。これでも、垂直線図の電気的に下降する際に照射領域の離反移動を可能にする本発明による完全に新規な補整が行われる。
【００１８】
従って、水平配置により配置されたダイポール構造体、特に例えば十字形又は正方形のダイポール構造体形態の各ダイポールから又は少なくとも二つの給電点又は双方の偏波のそれぞれに対して二対の給電点を備えたパッチ放射器から補整装置に役立つ追加の放射器要素を構成できる。しかしながら、更に、対となって水平配置により好ましくは垂直な中心対称面に対して配置される垂直に整列する各放射器さえ使用でき、各対の垂直に整列する各放射器又は対応する対のパッチ放射器が、対応して補整すべき偏波のそれぞれに対して設けられる。
【００１９】
従って、アンテナアレイが、その放射電磁界パターンが通常は放射電磁界パターンの下降が強くなるにつれて、水平方向そしてアジマス方向に離反移動する種々の放射器及び放射器装置を含んでもよく、その各放射器又はパッチ放射器の給電点が、放射電磁界パターンの離反移動に対抗してこのような離反移動が低減され又は阻止され、場合により過補整されるように、種々の位相位置で制御可能である、本発明により種々の放射器又は放射器装置又は群放射器から構成される補整装置を設けられる点に要約して注目できる。補整装置に関連付けられる放射器の数により、そして特に対応して増大する出力分割により、補整度が適宜に調整され又は前もって選定できる。
【００２０】
従来公知の二重偏波アンテナアレイと比較しながら、図面について本発明を以下より詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明による二重偏波アンテナアレイを示す。図１に示す二重偏波アンテナアレイは、垂直に整列するリフレクタ１１の前方に配置された多数の各放射器１３を含み、図示の実施の形態では、それぞれ４つの各放射器１３が一つのダイポール正方形１５を構成する。図１の実施の形態では、４つのダイポール正方形１５は、垂直取付方向に上下に重なってリフレクタ１１の前方に配置される。その際、各放射器１３は、それぞれ垂直又は水平に対して角度＋４５度及び−４５度で配置されるダイポール放射器から構成されるので、その点では短いＸ偏波アンテナアレイとも表わすことができる。
【００２２】
図１では、上方から二番目のダイポール正方形１５の水平に対して例えば角度＋４５度で整列する各放射器３ａは、ライン１９、合流点２１及び給電ライン２３を介して移相機構造体群２７の対応する入力端子２４に接続される。上方に配置されるダイポール正方形のダイポール３ａに対して平行に（水平に対して角度＋４５度に）整列して下に配置されるダイポール正方形１５の対応するダイポール３ｂは、ダイポール３ａに対して、水平方向にずれて配置される。ダイポール３ｂも、対応するライン１９、接続点２１及び続くライン２３を介して移相機構造体群２７の入力端子２４と、共通の給電網ライン３１とに接続される。
【００２３】
図示の実施の形態では、双方の平行なダイポール放射器３ａ及び３ｂは、それぞれ双方の中央のダイポール正方形１５に関して、他のものよりも、同様に双方の中央のダイポール正方形１５のその平行な各放射器３’ａ及び３’ｂに対して、より接近して互いに位置することが重要である。
【００２４】
図示の実施の形態では、移相機構造体群２７は、二つの一体化された移相機２７’及び２７’’を含むので、共通の給電網ライン３１及び針状の回転可能な移相機−調整要素３３により適宜の位相シフトを行うことができ、それにより例えば２度〜８度の間で種々の強さの下降角度を調整できる。このために、出力端子２７’’ａには、ライン４３及び合流位置２５を介して、水平に対して角度＋４５度に整列する平行な双方の第一のダイポールが電気的に接続され、それに対して、他方の出力端子２７’’ｂは、続くライン４３’及び続く合流点２５’及び続くラインを介して、同様に水平に対して角度＋４５度で整列する最下のダイポール正方形１５の双方のダイポール１３に電気的に接続される。別法として、本明細書の内容として引用するドイツ特許第１９９３８８６２号に開示された構成及び作用を参照されたい。
【００２５】
ダイポール３ａに対して平行なダイポール３’ａは、出力端子２７’ａに接続され、上方から第三のダイポール正方形１５のダイポール３ｂに対して平行なダイポール３’ｂは、対応するラインを介して第二の入力端子２７’ｂに接続される。
【００２６】
図示の実施の形態では、更に、給電ライン３１は、移相機−調整要素３３のみならず、そこで分岐されて、合流又は分岐点２１及び二つのそこから出る分岐ライン１９を介して、一方で第二のダイポール正方形１５の角度４５度に整列するダイポール３ａと、他方で上方から数えて第三のダイポール正方形１５のこれに対して平行なダイポール３ｂとに接続される。
【００２７】
放射電磁界パターンを下降すべきとき、移相機−調整要素３３を対応して調整する。これにより、最上のダイポール正方形１５と最下のダイポール正方形１５の双方の平行な角度＋４５度に整列するダイポール１３に、移相機２７’’の双方の関連する出力端子を介して、種々の位相で給電される。第二のダイポール正方形１５のダイポール３’ａとこれに平行で且つ水平にずれた第三のダイポール正方形１５のダイポール３’ｂも、種々の位相位置で別の移相機２７’により給電される。第二及び第三のダイポール正方形の共通の分岐ライン１９を介して給電ライン３１に接続される平行なダイポール３ａ及び３ｂは、不変の同一位相位置で給電される。従って、これにより、ダイポール放射器群２及び３、即ち第二及び第三のダイポール正方形（即ち図１にて二つの中央のダイポール正方形）のそれぞれ平行なダイポールに、アンテナアレイの下降角度に依存して、互いに種々の位相位置で給電することにより所望の補整を実現できる。その理由は、第二及び第三のダイポール正方形を介して、アンテナアレイ全体の放射電磁界パターンの下降が大きくなるにつれて、方位角（アジマス方向）で互いに離反してずれるのではなく、逆方向に調整することにより所望の補整を実行する放射電磁界パターンを生ずるからである。移相機構造体群２７での適宜の出力分配により、さらに所望の補整度を調整できる。
【００２８】
前記補整装置又は補償装置により、アンテナアレイの主ローブを下降する際に有害な離反移動を阻止できる。本発明による解決法を使用しないと、アンテナアレイの主ローブを下降する際に行なわれるように、一方の偏波及び他方の偏波に関する水平線図及びアジマス線図が、水平方向又はアジマス方向に離反移動する。その際、通常水平線図が、主ローブの断面にて、即ち主放射方向にて測定されることにさらに注目すべきである。これにより、主ローブの電気的下降の際に、円形断面が生ずる。
【００２９】
前記実施の形態では、更に、本発明では部分的にのみ、離反移動を阻止するために、アンテナアレイの適宜の放射器要素を完全に新規な方法で制御することにより前記補整装置又は補償装置を変更できる。
【００３０】
角度＋４５度に整列するダイポールに関して適宜の構成及び適宜の機能方法を説明する。各ダイポール正方形の角度−４５度に整列する他の全てのダイポールに関する構成は、図１の左側に配置される内側の移相機１２７’と外側の移相機１２７’’及び共通の給電網ライン１３１を備えた移相機構造体群１２７に関して対応して対称である。従って、双方の角度−４５度に整列するダイポール放射器３ｃ及び３ｄは、共通の接続ライン１１９及び共通の合流点から続くライン１２３を介して別の移相機構造体群１２７の入力端子１２４に接続され、入力端子１２４に共通の給電網ライン１３１が導出される。別の互いに隣接して配置される各放射器３ｃ及び３ｄに対してそれぞれ平行な別の各放射器３’ｃ及び３’ｄは、各放射器３’ａ及び３’ｂと同様に、移相機構造体群１２７に接続される。これにより、また第二及び第三のダイポール正方形のそれぞれ双方の平行な対の各ダイポールが、−４５度に整列してアンテナの下降角度に依存する位相差で、アンテナ内に配置される移相機構造体群２７、１２７により給電される。従って、第二及び第三の移相機構造体群は、放射電磁界パターンを下降する際の放射電磁界パターンの離反移動を変更する所望の補整装置を構成する。逆に、放射電磁界パターンの上昇の際にも、当然に所望の半値幅が変更されずに保持される。
【００３１】
図２は、再び本発明によるアンテナアレイに対する差異を説明するために、従来公知の二重偏波アンテナアレイを示す。
【００３２】
図２に示すアンテナアレイは、従来公知のアンテナアレイに関する。図２のアンテナアレイは、図１に示す双方の外側のダイポール正方形が共通に制御され、その際それぞれ二つの平行な＋４５度の偏波に対するダイポール１３が、−４５度の偏波に対すると同様に互いに固定して制御されるだけでなく、中央のダイポール正方形でも、それぞれ双方の対の平行なダイポールが、共通の給電ラインを介して給電される、即ち同じ位相位置で又は種々のしかし固定的に前もって与えられ、放射電磁界パターンの下降の間、変更可能ではない位相位置で互いに給電される点で、図１の本発明によるアンテナアレイとは異なる。
【００３３】
図２に示す実施の形態では、双方の平行なダイポール３ａ及び３’ａは、共通して移相機構造体群の入力端子２７’ａに接続される。最も近いその下に位置する放射器群即ち最も近いその下に位置する放射器正方形の双方の同様に平行な互いに整列するダイポール３ｂ及び３’ｂも、ライン２３’’を介して共通に制御され、同じ移相機構造体群２７’の他の出力端子に導通して接続される。これにより、従来のアンテナアレイでは、図示の４つの放射器装置のそれぞれ、即ち４つの上下に重なって配置されダイポール正方形から構成された放射器群のそれぞれのみが、互いに重なって、即ち最も近い放射器群に対して種々の位相角で移相機構造体群を介して調整できるので、これにより全体の下降角度のみを全体として電気的に変更できる。しかしながら、その際、水平方向又はアジマス方向への放射電磁界パターンの望ましくない離反移動が生ずる。それぞれの対の共通に給電されるダイポールが、同一の位相位置ではなく、必要であれば種々のしかしながら固定した互いに前もって調整された位相位置で給電される場合にも、この欠点は生ずる。
【００３４】
より見易いように、図２では、第二の偏波に必要な移相機構造体群２７と、他方の偏波の関連する給電ラインを図示しない。しかしながら、構成は、その点では同じである。
【００３５】
以下に、図３は、図１に示す実施の形態と広く一致するが、放射器として、ダイポール正方形の形態に組み立てられたダイポール１３ではなく、パッチ放射器１５’の形態の各放射器を使用する点で異なる本発明の実施の形態を示す。図３に示す実施の形態では、個々の又は複数のパッチ放射器１５’は、対応する対の互いに平行に整列するスリットに設けられるそれぞれ二対の給電点１３’を有する。その際、図２に示すダイポール正方形と同様の機能により、垂直に対して角度＋４５度及び−４５度で送信し又は受信するように、個々の又は複数のパッチ放射器１５’が構成される。
【００３６】
正方形の構造体を備えた双方の中央のパッチ放射器１５’に関して、適宜に位置決めされた給電点１３’は、（水平に対して角度＋４５度に整列された）双方の中央のパッチ放射器１５’に関して、給電点３’ａが第一の出力端子２７’ａに接続され、これに対して垂直及び水平にずれて位置する第三のパッチ放射器１５’の給電点３’ｂが移相機２７’の第二の出力端子２７’ｂに電気的に接続され、同じ偏波で放射し又は受信する給電点３ｂ及び３ａが更に共通の接続ライン１９を介して電気的に共通に制御され、共通の接続点２１から続くライン２３を介して移相機構造体群２７の対応する入力端子と、給電網ライン３１に電気的に接続されるように制御される。この実施の形態でも、他方の偏波のために設けられる給電点に必要な別の移相機構造体群１２７が設けられる。構成は、その点では再び同じである。
【００３７】
この場合にも、双方の中央の個々の又は複数のパッチ放射器１５’は、補整装置として役立ち、その際それぞれ対で協働する給電点３’ａ及び３ａ又は３ｂと３’ｂが、アンテナ内に配置される移相機構造体群により行われるアンテナの下降角度に依存する位相差で給電される。更に、移相機構造体群２７により可能な出力分配により補整度を調整し、微調整できる。
【００３８】
図４に示す実施の形態は、図１又は図３の実施の形態と基本的に同じ原理に基づく。しかしながら、トラッキングの補整のために、この実施の形態では、下降角度に依存して放射電磁界パターンの水平な揺動を行う。追加の放射器要素３１５が使用される。図４による実施の形態では、それぞれ双方の直交する偏波の一方に関して対で協働すべき給電点１３’を有する４つのパッチ放射器１５’が使用される。対となって対向する給電点１３’は、それぞれ図１及び図３と同様に、そこに示す一番外側に位置するパッチ放射器１５’の場合、固定して共通に制御される。その際、それぞれ最上及び最下のパッチ放射器１５’の図４に示す給電点１３’は、適宜のライン４３及び４３’を介して、移相機構造体群２７’’の入力端子２７’’ａ及び２７’’ｂと、また双方の中央の互いに隣接して位置するパッチ放射器１５’の平行な給電点１３’は、それぞれ分離されたライン１４３及び１４３’を介して別の移相機構造体群２７’の双方の入力端子２７’ａ及び２７’ｂに電気的に接続される。前記実施の形態は、その点では、図２により説明し且つ従来技術により公知であるアンテナアレイと同じであるが、図２とは異なり、ダイポール構造体ではなく、パッチ放射器の使用のもとで構成される。
【００３９】
しかしながら、図４に示す実施の形態では、それぞれ移相機２７’’のそれぞれの入力端子２７’’ａ又は２７’’ｂと、追加ライン４７．１及び４７．２を介して、付加的に設けられる十字形ダイポール又はスリット放射器又はパッチ放射器２１５への給電が制御される。これにより、この双方の追加の放射器２１５は、−ダイポール十字形として構成する場合−二つの水平に対して角度＋４５度に整列するダイポール放射器と、二つの水平に対して角度−４５度で整列するダイポール放射器１３を含む。しかしながら、ダイポール十字形２１５の代わりに、＋４５度及び−４５度の偏波を放射し且つ受信するために、給電点１３’を含む例えばパッチ放射器２１５’も使用できる。何れの場合も、これにより、アンテナアレイが、（＋４５度の偏波及び−４５度の偏波に関して）水平にずれて位置する各放射器１３及び水平にずれて位置する給電点１３’を含み、それにより他の説明した実施の形態と同様に、所望の補整作用を確実に実現できる。この実施の形態でも、追加の放射器２１５及び２１５’は、再び垂直な対称軸２４５に対して対称に配置される。
【００４０】
この実施の形態でも、双方の移相機１２７’及び１２７’’及び−４５度の偏波に関する補整装置の別の各放射器１５’及び放射器装置への関連する接続ラインを備えた別の移相機構造体群１２７を、見にくい図面を回避するために省略するが、その点では、図１と同様の構成を適用できる。
【００４１】
図４に示す実施の形態では、例えば十字形のダイポール構造体２１５、正方形のダイポール構造体更にそれぞれ双方の偏波に対して一つの給電点を備え又はそれぞれ各偏波に対して一対の給電点を備えたパッチ放射器２１５’から補整装置を構成できる追加の水平方向にずれて位置する放射器装置を含む。その際、スリット放射器も原理的に適する。
【００４２】
ライン４７．１及び４７．２を介して適宜の給電を行なえるので、再び同様に、アンテナの下降角度に依存した位相差でこの各放射器又は給電点が給電される。この場合も、アンテナ内に配置される移相機構造体群により位相差が発生する。
【００４３】
図５に示すように、正方形の放射器構造体を備えた放射器（即ち例えば図１によるダイポール正方形又はそれぞれ対で協働する給電点１３’を備えた図４によるパッチ放射器）の場合だけでなく、始めから例えば垂直方向にのみ互いに配置され、水平配置に配置できない十字形ダイポール放射器１１５（例えばダイポール十字形）又は（それぞれ各偏波に対する給電点形態の）十字形の放射器構造体を備えたパッチ放射器１１５’にも、本発明による原理を原則的に適用できる。
【００４４】
図５による実施の形態でも、追加の放射器２１５、２１５’により、放射電磁界パターンを下降する際の所望の補整を実現でき、それにより前記トラッキングに対応する離反移動を回避できる。
【００４５】
このために、図５による実施の形態では、従来公知のアンテナアレイとは対照的に、垂直方向にのみ互いに重なって配置された（以下に十字放射器とも呼ばれる）十字形のダイポール構造体１１５又はパッチ放射器１１５’により、例えばアンテナアレイの中心にて二つの垂直に互いに重なって配置された十字放射器の代わりに、二つの水平配置により配置された補整放射器装置２１５又は２１５’が設けられる。その際、双方の水平に対して＋４５度の角度にて平行に整列するダイポール放射器２０３ａ及び２０３ｂが、ライン２２３ａ及び２２３ｂを介して内側の移相機構造体群２７’の出力端子２７’ａ及び２７’ｂに接続される。補整放射器のダイポール十字形２１５又は対応するパッチ放射器２１５’のそれぞれ平行な図示の実施の形態では角度−４５度で整列するダイポールは、それぞれ対となって（即ち図５にて双方の上方及び双方の下方の放射器構造体に関して）、このために分離された移相機構造体群に接続される。同様に別体の移相機構造体群に接続される双方の追加の放射器装置２１５及び２１５’の各放射器の−４５度の整列に対しても適用できる。その際、構成は、その点では再び、別法として図１に示すような図５にて部分的に表わされた実施の形態に対して対称的に行なわれる。
【００４６】
図５に示さないが、それぞれ他の偏波と整列するダイポールの図１による実施の形態に対応して左側に位置する別の移相機構造体群を介して、対応する電気的接続が設けられる。この移相機構造体群を介して、対応して対称的に、双方の中央の水平配置を備えた−４５度の角度に整列するダイポール２０３ｃ及び２３０ｄも電気的に給電される。
【００４７】
この場合も、十字形のダイポール構造体１１５の代わりに、図３に示すようなパッチ放射器２１５’を使用できる。その際、図５によるアンテナアレイの場合には、図５とは異なり、追加の水平配置を備えた補整放射器２１５、２１５’が、十字形の放射器構造体（十字形又は正方形のダイポール構造体）により構成されるだけでなく、補整放射器として、図３又は図４に示すようにそれぞれ二対の給電点を備えたパッチ放射器も使用できる。双方の水平方向にずれて配置された放射器装置２１５及び２１５’を備えた図５に示す補整装置は、その点では、図４による補整装置と同様に構成される。
【００４８】
前記実施の形態とは異なり、追加の水平配置を備えた放射器要素が強制的に各放射器１３と同じ偏波を有する必要はない点で注目される。即ち、このために垂直偏波の放射器を使用することも考えられる。その際、＋４５度の偏波及び−４５度の偏波に関する補整のために、例えば分離された追加の放射器を備え、好ましくは適宜の状況又は例えば方向性結合器のような他の結合要素により、位相調整可能な給電分岐に接続又は結合するべきである。
【００４９】
その点では、図６は、適宜の実施の形態を示し、アンテナアレイは、基本的に、垂直配置により互いに重なって配置され、その際各平行な互いに整列するダイポール放射器１３が水平な側方配置を互いに有しない十字放射器１１５のみを含む。しかしながら、ダイポール十字形１３又は十字形状のダイポール構造体の代わりに、正方形のダイポール構造体（ダイポール正方形）又は対応するパッチ放射器１３’も使用できる。これら全ての例では、さらに同様に垂直に互いに重なって配置された放射器，放射器装置又は放射器群に対して追加の水平配置を備えた配置された補整又は追加の放射器４１５を設ける場合に、本発明を同様に実現できる。その際、この実施の形態では、垂直放射器４１５が重要であり、それぞれ垂直放射器４１５が対となって設けられ、垂直の整列によりそれぞれ一つの垂直放射器４１５が図６によるアンテナアレイの正面から見て垂直な対称面２４５に対して左に、また他の垂直放射器４１５が右に配置され、その際この双方の放射器が、関連する移相機構造体群２７’の双方の入力端子に接続される。更に、第二の対の垂直放射器４１６が備えられ、双方の関連する各垂直放射器は、垂直に整列して中央の垂直軸又は面２４５に対して対称に配置され、垂直に整列して第一の放射器対４１５の下方に見える。第二の垂直放射器４１５も、適宜のラインを介して関連する移相機構造体群１２７’と、即ち移相機構造体群１２７’の双方の関連する出力端子に接続され、それにより各放射器又はダイポール放射器が、−４５度の整列方向で給電される。この実施の形態も、さらにパッチ放射器４１５’により適宜に置換できる。
【００５０】
図７では、基本的に補整装置は、補整放射器装置によりのみでも十分であることを示す。図７は、図１による実施の形態の原理と同じであるが、二つの補整装置に関連付けられた中央のダイポール正方形の代わりに、一つのダイポール正方形１５を設ける点でのみ異なる構成になる。図７では、双方のそれぞれ平行なダイポール１３即ちダイポール３ａ及び３’ａは、放射電磁界パターンの下降角度に依存して種々の位相で給電され、そのために、この双方の平行なダイポールは、双方の入力端子２７’ａ及び２７’ｂに接続される。双方のこれに対して９０度だけずれて配置されるダイポールは、図１に原理的に示すのと同様であり、第二の偏波に関して別の移相機構造体群１２７に接続される。この実施の形態では、いずれにせよ、移相機構造体群は、図１と同様に最適には使用されない。即ち、図１の実施の形態では、二つのダイポール正方形に関する補整に対し一つの移相機装置２７’を使用し、それに対して図７の実施の形態では、一つのダイポール正方形の適宜の制御にのみ移相機２７’を使用できるからである。この実施の形態でも、当然に、前記ダイポール正方形の代わりに、適宜に構成されたパッチ放射器を使用でき、それにより一方及び他方の偏波に関してそれぞれ双方の対の給電点に給電される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による正方形の放射器構造体を備えたアンテナアレイの第一の実施の形態を示す図
【図２】本発明によるアンテナアレイに対する差異を明らかにするために、従来公知のアンテナアレイを説明する図１とは異なる実施の形態を示す図
【図３】ダイポール正方形形態の放射器の代わりに、正方形の放射器構造体を備えたパッチ放射器の形態の放射器を使用す図１の原理に対応する実施の形態を示す図
【図４】トラッキングを回避する追加の放射器を備えた他の実施の形態を示す図
【図５】トラッキングを回避する水平配置を有する追加の放射器を備えた十字形の放射器構造体のアンテナアレイを示す図
【図６】トラッキングを回避する垂直放射器の形態の追加の放射器を備えたさらなる実施の形態を示す図
【図７】図１とは異なる簡単な実施の形態を示す図
【符号の説明】
（１１）・・リフレタク、（１３；３ａ，３’ａ；３ｂ，３’ｂ；３ｃ，３’ｃ；３ｄ，３’ｄ；１１３；２１５，４１５）・・ダイポール放射器、（１３’，１１３’）・・給電点（ダイポール放射器）、（１５，１５’，１１５，１１５’）・・放射器装置（ダイポール構造体）、（１９，１１９）・・接続ライン、（２１，１２１）・・合流点、（２７，１２７；２７’，２７’’，１２７’，１２７’’）・・移相機又は移相機群、（３１，１３１）・・給電ライン、（２４５）・・中心対称面、（４１５；４１６；４１５’；４１６’）・・放射器、

Claims

垂直方向に隣接して種々の高さ位置に、好ましくはリフレタク（１１）の前方に少なくとも一部が配置される多数の放射器装置（１５，１５’，１１５，１１５’）を備え、
放射器装置（１５，１５’，１１５，１１５’）は、それにより二つの互いに垂直である偏波を受信しかつ／又は送信でき、偏波が垂直に対してほぼ一方で＋４５度、他方で−４５度の傾斜角度で整列して構成され且つ配置され、
これにより、放射器装置（１５，１５’，１１５，１１５’）は、
（ａ）特に十字形又は十字状のダイポール構造体（１１５）の形態の、又は正方形のダイポール構造体（１５）のようなダイポール構造体、及び／又は
（ｂ）少なくとも二つ又は４つの給電点（１３’，１１３’）を備えたパッチ放射器（１５，１１５’）とを含み、
放射器装置（１５，１５’，１１５，１１５’）は、アンテナアレイの主ローブを下降する際に、一方の偏波及び他方の偏波に関する水平線図又はアジマス線図は、水平方向又はアジマス方向に離反移動し、
好ましくは、少なくとも一つの移相機又は移相機群（２７，１２７；２７’，２７’’，１２７’，１２７’’）を備える下降可能な主ローブを備えた二重偏波アンテナアレイにおいて、
少なくとも一方又は好ましくは双方の偏波に関して、水平又はアジマス方向での水平な全放射電磁界パターンの下降角度に依存する離反移動を最小化し、阻止し又は過補整する補整装置又は補償装置が備えられ、
補整装置又は補償装置は、関連する偏波に関して、少なくとも一つの補整放射器装置又は少なくとも一つの補償放射器装置を含み、アンテナアレイの放射電磁界パターンの下降が大きくなるにつれて、少なくとも他方の放射器装置（１５，１５’，１１５，１１５’）の放射電磁界パターンに対して、その関連する放射電磁界パターンは、逆に変化され又は移動されることを特徴とする二重偏波アンテナアレイ。
補整放射器装置又は補償放射器装置は、関連する偏波に関して、アンテナアレイの下降角度に依存する位相差で給電される少なくとも一対のダイポール放射器（１３；３ａ，３’ａ；３ｂ，３’ｂ；３ｃ，３’ｃ；３ｄ，３’ｄ；１１３；２１５，４１５）を含み、
少なくとも一対のダイポール放射器（１３；３ａ，３’ａ；３ｂ，３’ｂ；３ｃ，３’ｃ；３ｄ，３’ｄ；２１５，４１５）は、水平配置で互いに重なって配置され又は少なくとも水平方向に隣接して互いに間隔を有する請求項１に記載の二重偏波アンテナアレイ。
対で少なくとも水平成分により互いにずれて配置され且つ下降角度に依存する位相差で制御されるダイポール放射器（１３；３ａ，３’ａ；３ｂ，３’ｂ；３ｃ，３’ｃ；３ｄ，３’ｄ；２１５，４１５）は、好ましくはダイポール正方形形態の正方形のダイポール構造体を構成する請求項２に記載の二重偏波アンテナアレイ。
対で少なくとも水平成分により互いにずれて配置され且つ下降角度に依存する位相差で制御されるダイポール放射器（１３；３ａ，３’ａ；３ｂ，３’ｂ；３ｃ，３’ｃ；３ｄ，３’ｄ；２１５，４１５）は、好ましくは二つの少なくとも水平成分により互いにずれて配置された十字ダイポール形態の十字形のダイポール構造体を構成する請求項２に記載の二重偏波アンテナアレイ。
補整放射器装置又は補償放射器装置は、関連する偏波に関して、二つの給電点（１３’）を備えた少なくとも一つのパッチ放射器（１５’）、又は少なくとも一つの給電点（１３’）を備えた少なくとも二つのパッチ放射器（１１５’，２１５’，４１５’）を含み、それぞれ少なくとも双方の給電点（１３’）は、水平配置で互いに又は少なくとも水平方向に間隔をあけて互いに配置される請求項１〜４の何れか１項に記載の二重偏波アンテナアレイ。
補整放射器装置又は補償放射器装置は、一方の偏波に対する少なくとも一対の垂直又は水平放射器（４１５；４１６；４１５’；４１６’）を含み、それが、水平配置により又は水平方向に間隔を形成して、好ましくは垂直な中心対称面（２４５）に対して対称に配置されて、関連する対の垂直放射器（４１５；４１６）は、アンテナの下降角度に依存する位相差で給電される請求項１〜５の何れか１項に記載の二重偏波アンテナアレイ。
補整放射器（３ａ〜３’ｄ；２０３ａ〜２０３ｄ；２１５；４１５）及び／又はパッチ放射器（１５’，１１５’，２１５’，４１５’，４１６’）の関連する給電点は、好ましくは移相機構造体群の形態の移相機（２７；１２７）を介して種々に調整可能な位相で給電される請求項１〜６の何れか１項に記載の二重偏波アンテナアレイ。
補整装置又は補償装置は、補整放射器装置又は補償放射器装置の給電に関するライン分割を含み、それにより補整度を調整できる請求項１〜７の何れか１項に記載の二重偏波アンテナアレイ。
少なくとも二つのダイポール正方形（１５）を有する補整装置又は補償装置を備えたアンテナアレイの場合に、双方のダイポール正方形（１５）のそれぞれ平行なより近くに位置するダイポール（３ａ，３ｂ）は、共通の接続ライン（１９，１１９）を介して互いに接続され、好ましくは合流点（２１，１２１）を介して関連する給電ライン（３１，１３１）に共通接続される請求項１〜８の何れか１項に記載の二重偏波アンテナアレイ。
少なくとも二つのダイポール正方形（１５）を備えたアンテナアレイの場合に、共通に接続されるダイポール（３ａ，３ｂ；３ｃ，３ｄ）に対してそれぞれ平行なダイポール（３’ａ，３’ｂ；３’ｃ，３’ｄ）は、移相機（２７’，１２７’）の別の入力端子（２７’ａ，２７’ｂ，１２７’ａ，１２７’ｂ）に接続される請求項９に記載の二重偏波アンテナアレイ。
それぞれ二対の給電点（１３’）を有する少なくとも二つのパッチ放射器（１５’）を備えた補整装置又は補償装置を備えたアンテナアレイの場合に、関連する偏波に関してそれぞれより近くに位置する給電点（３ａ，３ｂ；３ｃ，３ｄ）は、それぞれ接続ライン（１９，１１９）を介して互いに接続され、好ましくは合流点（２１，１２１）を介して関連する給電ライン（３１，３３１）に共通接続される請求項１〜１０の何れか１項に記載の二重偏波アンテナアレイ。
それぞれ二つの給電点（１３’）を有する少なくとも二つのパッチ放射器（１５’）を備えたアンテナアレイの場合に、共通に接続される給電点（３ａ，３ｂ；３ｃ，３ｄ）に対して関連するパッチ放射器（１５’）のそれぞれさらなる給電点（３’ａ，３’ｂ；３’ｃ，３’ｄ）は、移相機（２７’，１２７’）の別の入力端子（２７’ａ，２７’ｂ，１２７’ａ，１２７’ｂ）に接続される請求項１１に記載の二重偏波アンテナアレイ。
補整放射器装置又は補償放射器装置は、各偏波に関して二対の給電点（１３’）を備えた一つのダイポール正方形（１５）又は一つのパッチ放射器（１５’）から構成され、補整放射器装置又は補償放射器装置のダイポール正方形（１５）の互いに平行なダイポール（１３）又はパッチ放射器（１５’）の一方の偏波に関して設けられた双方の給電点（１３’）は、移相機（２７’，１２７’）の双方の入力端子に接続される請求項１〜８の何れか１項に記載の二重偏波アンテナアレイ。
放射器装置は、補整放射器装置又は補償放射器装置と並んで、一方の偏波に関して少なくとも一つの給電点（１３’）、好ましくは一方の偏波に関して二つの給電点（１３’）を備えた、好ましくは十字形又は十字状のダイポール及び／又はダイポール正方形の形態かつ／又はパッチ放射器の形態のダイポール構造体から構成される請求項１〜８の何れか１項に記載の二重偏波アンテナアレイ。
補整放射器装置又は補償放射器装置と並んで設けられるさらなる放射器装置は、同じ位相位置又は固定した前もって与えられた位相位置で互いに給電される、偏波毎に少なくとも二つのダイポール又はパッチ放射器の場合には少なくとも二つの給電点（１３’）を含む群放射器として構成される請求項１〜１４の何れか１項に記載の二重偏波アンテナアレイ。