SE513138C2 - Förfarande och arrangemang för att öka isoleringen mellan antenner - Google Patents

Description

15 20 25 30 513 138 2 För antenner polariserade till exempel :45° kan det vara en fördel att element. använda enkelpolariserade enkelpolariserade Matning av strålningselement är enklare att anordna med god anpassning än vid dubbelpolariserade element. För att kunna hantera båda polarisationerna i en kolumn måste då elementen vara tätt placerade. Om i enlighet med teknikens ståndpunkt en antennkolumn är konstruerad för att ha vartannat element polariserat vid +45° och vartannat element polariserat vid -45° i enlighet med ñgur 1 kommer det att vara ett problem att uppnå en isolering av mer än 20 dB.

Därför finns det fortfarande ett önskemål att finna en antennkonstruktion som uppvisar en bättre isolation än vad som uppnås i grupper i enlighet med teknikens ståndpunkt.

SUMMERING En antenn i enlighet med den föreliggande uppfinningen kännetecknas av att den har åtminstone två kolumner med rektangulära mikrostrip- eller patchlelement som vardera har en enkel, linjär polarisation. Varje kolumn uppvisar strålningselement med antingen +45 eller -45 grader. Åtminstone två sådana kolumner kombineras på sådant sätt att en antenn erhålls som då blir dubbelpolariserad. Vidare är patchelementen sidmässigt förskjutna så att de bildar ett ñskbensmönster. Med andra ord är ett sådant nästa patchelement i en kolumn placerad på symmetrilinjer genom närliggande patchelement i den andra kolumnen. På detta sätt minimeras kopplingen mellan patchelementen och en hög isolering uppnås mellan de två polarisationerna. De erhållna två linjära polarisationerna används separat för polarisationsdiversitet. Vidare är antennens struktur konstruerad för att mellan de kompensera pekfel separata kolumnerna beroende på osymmetriska jordplan.

Förfarandet i enlighet med den föreliggande uppfinningen fastställs genom det bifogade oberoende patentkravet 1 och de beroende patentkraven 2 till 4. lO 15 20 25 30 5133138 På samma sätt fastställs ett antennarrangemang i enlighet med den föreliggande uppfinningen genom det bifogade oberoende patentkravet 5 och ytterligare utföringsformer definieras i de beroende patentkraven 6 - 8.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfinningen samt ytterligare syftemål och fördelar som uppnås därmed förstås bäst genom hänvisning till nedanstående beskrivning och de bifogde ritningarna, i vilka: Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3 Fig. 4 Fig. 5 Fig. 6 demonstrerar en antenn polariserad i45° och uppbyggd med två enkelpolariserade element i samma kolumn i enlighet med teknikens ståndpunkt, illustrerar en antenn uppbyggd med två enkelpolariserade element i en respektive kolumn för att bilda en antenn polariserad i45° i enlighet med den föreliggande uppfinningen, visar i en mer detaljerad vy fyra patchelement som bildar en del av fiskbensmönstret illustrerat i Fig. 2, illustrerar en allmän antennanordning konstruerad i enlighet med den föreliggande uppfinningen, illustrerar en andra utföringsforrn av antennarrangemanget i enlighet med den föreliggande uppfinningen för att erhålla parallella strålnings- diagram för de två antennkolumnerna, samt illustrerar en tredje utföringsform av antennarrangemanget i enlighet med den föreliggande uppfinningen för att erhålla parallella strålnings- diagram för de två antennkolumnema. 10 15 20 25 30 51; 158 DETALJERAD BESKRIVNING Ett förfarande i enlighet med den föreliggande uppfinningen för att uppnå en bättre isolation för antenner linjärt polariserade till exempel i storleksord- ningen :45° illustreras i Fig. 2 och 3. Antennen är uppbyggd med två separata enkelpolaríserade antennkolumner, en första kolumn 1 som uppvisar en linjär polarisation med ungefär -45° och en andra kolumn 2 linjärt polaríserad vid +45°. Kolumn 1 innehåller då ett antal patchelementstrålare 6 som har sitt polarisationsplan vid ungefär -45 grader, medan kolumn 2 i den belysande utföringsforrnen kommer att innehålla ett motsvarande antal patchelement- strålare 8 som har sitt polarisationsplan vid ungefär +45 grader. Kolumner-na är arrangerade tätt längs varandra som demonstrerat i Fig. 2. På detta sätt erhålls en kombinerad dubbelpolariserad antenn. Fig. 3 illustrerar hur sym- metrilinjerna för patchelementen 6 respektive 8 skall skära varandra i enlighet med den föreliggande metoden för att erhålla en maximal isolation. Detta resulterar i ett lätt synbart fiskbensmönster som kännetecknar en antenn- grupp i enlighet med den föreliggande metoden.

I Fig. 4 visas en horisontell genomskäming av en vertikalt inriktad grund- antenngrupp i enlighet med Fig. 2. Antenngruppen består av de två antenngrupperna 1 och 2 som vardera uppvisar en standardiserad bakplans- struktur. Bakplansstrukturen består av ett bakplan lOa som bär stöd eller en stödprofil 12 som håller ett laminat 14a som uppvisar slitsar och fördel- ningsnät (inte visat). I en föredragen belysande utföringsform är stödproñlen ord av extruderad aluminium, men kan lika väl vara ord av ett annat icke- ledande material. Till exempel i en belysande utföringsform, som arbetar omkring 1800 MHz är stödprofilens bredd av sorleksordningen 250 mm.

Lamínatet 14a uppvisar i sin tur en andra uppsättning stöd 16 som uppbär ett patchlaminat 18a vid ett lämpligt avstånd från slitsarna formade i laminatet 14a. Patchlaminatet 16a uppvisar patchelement 6 som demon- strerar en riktning för linjär polarisation, medan ett motsvarande patch- laminat 18 i kolumn 2 har patchelement 8, som representerar den andra polarisationen. 10 15 20 25 30 513 5138 Det finns emellertid en nackdel med detta arrangemang i det att jordplanet för den vertikala kolumnen l kommer att bli osymmetiiskt beroende på jord- planet för den närliggande kolumnen 2, och motsvarande kommer jordplanet för kolumn 2 på motsvarande sätt påverkas av jordplanet för kolumn 1.

Beroende på de osymmetriska jordplanen kommer varje kolumn i Fig. 4 erhålla ett pekfel i sitt strålningsdiagrarri som illustrerats av de två pilarna i Fig. 4 som demonstrerar en strålningsriktning för respektive kolumn. Detta pekfel kan vara av storleksordningen upp till lO grader, vilket inte är ett försumbart värde i sammanhanget.

Fig. 5 demonstrerar en andra utföringsform av antenngruppen i enlighet med den föreliggande uppfinningen i vilken strålningsriktningarna för var och en av de två kolumnerna har korrigerats. Genom att introducera en vinkel 20 mellan de näraliggande stöden eller stödprofilema 12 för bakplansstruk- turerna lOa och lOb kommer strålningsriktningen för vardera kolumnen att kompenseras, så att strålningsriktriingarna för båda kolumnerna kommer att vara parallella. Detta är fördelaktigt eftersom de två polarisationerna vid i45° önskas täcka exakt samma område sett från en basstation som utnyttjar en antenngrupp i enlighet med uppfinningen.

Fig. 6 demonstrerar en tredje utföringsforrn av antenngruppen i enlighet med Fig. 4 i vilken en vägg 24 mellan kolumnerna l och 2 introduceras för att minimera effekten av jordplanet för den näraliggande kolumnen. Denna vägg är en ledande del och lämpligen en integrerad del i stödprofilen. Med hjälp av väggen 24 kommer nu strålningsriktningania för de två kolumnerna att vara parallella som indikerats av pilarna. l de belysande utföringsformerna har hänvisats till patchelementantenner, men det är enkelt uppenbart för fackmannen att principerna i enlighet med den föreliggande beskrivningen kan användas även för andra strålnings- element, t.ex. dipoler eller vågledarslitsar. 513 å38 Uppfinningen har beskrivits funktionellt med hänvisning till ritningarna relaterade till belysande utföringsfonner. Den mer detaljerade realiseringen kan erhållas med en teknik som är väl känd av fackmannen i mikrovågs- antennteknik. Möjligheten till en godtycklig kombination av olika utförings- former för att skapa ett effektivt och lämpligt arrangemang avses också ligga inom uppñnníngens andemening och omfattning.

Claims (8)

10 15 20 25 30 5137138 PATENTKRAV

1. Förfarande för att erhålla en dubbelpolariserad mikrovågsantenngrupp som uppvisar optimal isolation mellan linjära polarisationer av storleks- ordningen i45° kännetecknat av stegen anordnande av åtminstone två vertikala kolumner som innehåller ett antal strålningselement, anordnade av en första grupp strålningselement i en sådan vertikal kolumn (1) för att skapa en linjär polarisation vid ungefär -45 grader, anordnade av en andra grupp strålningselement i en sådan vertikal kolumn (2) för att skapa en linjär polarisation vid ungefär +45 grader, inriktning av en grupp som innehåller den första gruppen av strålnings- element i förhållande till en kolumn som innehåller den andra gruppen av strålningselement så att en symmetrilinje genom ett symmetricentrum för ett strålningselement i den första gruppen går igenom ett symmetricentrum för ett angränsande strålningselement i en kolumn som innehåller den andra gruppen av strålningselement och en kolumn som innehåller den andra gruppen av strålningselement i förhållande till en kolumn som innehåller den första gruppen av strålningselement så att en symmetrilinje genom ett symmetricentrum för ett strålningselement i den andra gruppen går genom ett symmetricentrum för ett angränsande strålningselement i en kolumn som innehåller den första gruppen av strålningselement, för att därmed erhålla en optimal isolation mellan den första kolumnen och den andra kolumnen.

2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av det ytterligare steget att arrangera varje element i form av ett rektangulärt patchelement (6, 8), varvid dessa rektangulära patchelement (6, 8) kommer att uppträda i ett fiskbens- mönster i antennarrangemanget.

3. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av det ytterligare steget att arrangera varje element i form av ett dipolelement, varvid dipolelementen kommer att uppträda i ett fiskbensmönster i antennarrangemanget. 10 15 20 25 30 513 gas

4. Förfarande enligt krav l, kännetecknat av det ytterligare steget att arrangera varje element i form av en vägledarslits, varvid de rektangulära vägledarslitsarna kommer att uppträda i ett fiskbensmönster i antenn- arrangemanget.

5. Antennarrangemang för att erhålla en dubbelpolariserad mikrovågs- antenn som uppvisar optimal isolation mellan två linjära polarisationer av storleksordningen i45°, kännetecknat av en första antennkolumn (1) som uppvisar ett antal strålningselement (6) linjärt polariserade vid ungefär -45°, en andra antennkolumn (2) som uppvisar ett antal strålningselement (8) linjärt polariserade vid ungefär +45°, varvid den första antennkolumnen (1) är vertikalt inriktad med den andra antennkolumnen (2) så att en symmetrilinje längs riktningen i polarisations- planet genom en symmetripunkt i strålningselementet (6) i den första kolumnen (1) går genom ett symmetricentrum för ett angränsande strålnings- element (8) i den andra antennkolumnen (2) och en symmetrilinje längs riktningen för polarisationsplanet genom en symmetripunkt för ett strålningselement (8) i den andra antennkolumnen (2) går genom ett symmetricentrurn för ett angränsande strålningselement (6) i den första antennkolumnen (l) för att därmed erhålla en optimal isolation mellan den första kolumnen och den andra kolumnen.

6. Arrangemang i enlighet med krav 5, kännetecknat av att varje antennkolumn innefattar en bakplansstruktur (l0a, lOb) som bär en första uppsättning av stöd eller stödprofiler (12) som häller ett första larninat (14a, 14b) som uppvisar slitsar och ett fördelningsnät, varvid det första laminatet bär en andra uppsättning av stöd (16) som håller ett andra laminat (18a, l8b) som bildar ett antal rektangulära patchelement.

7. Arrangemang i enlighet med krav 5, kännetecknat av att den första kolumnen och den andra kolumnen är monterade med en vinkel (20) mellan de inre stöden i den första uppsättningen av stöd eller stödprofiler (12) för att Il 10 5139138 kompensera en pekfel mellan den första antennkolumnen ( 1) och den andra antennkolumnen (2) på grund av osymmetriska jordplan.

8. Arrangemang i enlighet med krav 5, kännetecknat av att en separationsvägg (24) är vertikalt insatt mellan de andra larninaten (18a, 18b) i den första antennkolumnen (1) och den andra antennkolumnen (2) för att minimera växelverkan mellan jordplanen i den första antennkolumnen och den andra antennkolumnen.