EP1327287B1

EP1327287B1 - Dualpolarisiertes antennenarray

Info

Publication number: EP1327287B1
Application number: EP02781194A
Authority: EP
Inventors: Maximilian GÖTTL
Original assignee: Kathrein Werke KG
Current assignee: Kathrein SE
Priority date: 2001-10-11
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2006-05-31
Anticipated expiration: 2022-09-27
Also published as: ZA200303961B; DE50206987D1; KR20040041087A; US20040051677A1; ATE328374T1; CA2431290C; DE10150150B4; NZ526002A; TW589764B; HK1060796A1; DE10150150A1; EP1327287A1; JP2005506749A; CA2431290A1; JP4109196B2; CN100574008C; CN1476654A; ES2263828T3; US6985123B2; KR100720806B1

Description

Die Erfindung betrifft ein dualpolarisiertes Antennenarray nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Dualpolarisierte Antennen werden bevorzugt im Mobilfunkbereich bei 800 MHz bis 1.000 MHz sowie im Bereich von 1.700 MHz bis 2.200 MHz verwendet. Die Antennen senden bzw. empfangen jeweils zwei orthogonale Polarisationen. Insbesondere der Einsatz von zwei linearen Polarisationen mit einer Ausrichtung von +45° und -45° gegenüber der Vertikalen oder Horizontalen haben sich in der Praxis sehr bewährt. Derartig ausgerichtete dual polarisierte Antennen werden häufig auch als X-polarisierte Antennen bezeichnet. Um die Ausleuchtung des Versorgungsbereiches zu optimieren, ohne die Antenne mechanisch absenken zu müssen, wird eine elektrische Absenkung des Strahlungsdiagrammes durch die Veränderung der Phasenlage der einzelnen Strahler des Antennenarrays vorgenommen. Hierzu werden Phasenschieber eingesetzt, welche wegen der hohen Intermodulations-Anforderungen und den hohen Sendeleistungen bevorzugt als mechanisch bewegliche Strukturen mit veränderbaren Leitungslängen ausgeführt sind. Derartige Phasenschieber sind beispielsweise aus der DE 199 38 862 C1 bekannt.
Obgleich die Möglichkeit, die Antenne durch Veränderung der Phasenlage der einzelnen Strahler unterschiedlich stark abzusenken, an sich für die Anpassung der Ausleuchtung vor Ort höchst vorteilhaft ist, erweist sich allerdings bei Antennen mit einer Polarisation von +/-45° als nachteilig, dass bei der Veränderung der Absenkung des Vertikaldiagrammes, d.h. bei der Veränderung der Phasenlage der einzelnen Strahler, sich die horizontalen Strahlungsdiagramme für die jeweilige Polarisation im Azimutwinkel verschieben. -
Als besonders nachteilig stellt sich dabei heraus, dass sich bei der veränderten Absenkung des Vertikaldiagrammes die horizontalen Strahlungsdiagramme für die jeweilige Polarisation nicht nur verschieben, sondern dass vor allem beim Absenken des vertikalen Strahlungsdiagrammes sich die horizontalen Strahlungsdiagramme für die +45° Polarisation wie für die -45° Polarisation entgegengesetzt zueinander im Azimutwinkel verschieben. Dieses entgegengesetzte Auseinanderdriften für die +45° Polarisation in die -45° Polarisation kann u.a. daraus erklärt werden, dass die Strahlungscharakteristik der Einzelstrahler nicht rotationssymmetrisch zur Hauptstrahlrichtung liegt. Mit anderen Worten weist das Strahlungsdiagramm der Einzelstrahler durch die spezielle Ausführung der Polarisation von +45° zum einen und -45° zum anderen in den meisten Fällen keine exakte Symmetrie bezüglich der vertikalen Achse mehr auf. Soweit eine Symmetrieachse überhaupt vorhanden ist, würde diese an sich bevorzugt um +/-45° bezogen auf einzelne Gruppen von Strahlern ausgerichtet verlaufen. Dies hat aber nunmehr bei einer elektrischen Absenkung der Hauptstrahlrichtung des Antennenarrays eine Verschiebung der Hauptstrahlrichtung zur Folge, das auch als sog. "Tracking" bezeichnet wird. Somit ergibt sich eine unerwünschte Abhängigkeit der Strahlungsdiagrammes von jeweils eingestellten Absenkwinkeln.
Das erläuterte Problem tritt ausschließlich bei schiefwinklig ausgerichteten Polarisationen auf, also vor allem bei Polarisationen, die beispielsweise mit +45° und -45° gegenüber der Horizontalen oder Vertikalen ausgerichtet sind.
Aus der WO 01/69714 A 1 ist eine dualpolarisierte Dipolantenne bzw. ein Antennenarray aus mehreren vertikal übereinander angeordneten dualpolarisierten Dipolantennen in Form eines Dipolquadrates bekannt, bei denen bei vergleichsweise starker Absenkung des sogenannten Downtilt-Winkels die Horizontaldiagramme nur wenig auseinanderdriften oder zumindest das Auseinanderdriften gegenüber dem Stand der Technik minimiert sind. Dies wird gemäß dieser Vorveröffentlichung dadurch realisiert, dass jeweils bei einem aus Dipolstrahlern aufgebauten Dipolquadrat die jeweils paarweise parallel zueinander angeordneten Dipole so gespeist werden, dass ein Speisekabel jeweils nur zu einer Einspeisestelle an dem Dipol geführt wird, und dass von dieser Einspeisestelle ausgehend dann ein Verbindungskabel zu der Einspeisestelle an dem jeweils gegenüber parallelen Dipol des Dipolquadrates verlegt und angeschlossen wird. Die Verbindungsleitung zwischen den jeweils beiden parallelen Dipolen eines Dipolquadrates soll dabei zumindest näherungsweise λ oder ein ganzzahliges Vielfaches des zu übertragenden Frequenzbandbereiches, insbesondere bezogen auf die Mittenfrequenz, betragen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, ein dualpolarisiertes Singleband-, Dualband- und/oder Multiband-Antennenarray so zu verbessern, dass bei veränderlich einstellbaren Absenkwinkel ein Auseinanderdriften der polarisationsabhängigen Strahlungsdiagramme besser kompensierbar oder sogar unterdrückbar ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend dem im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Es muss als durchaus überraschend bezeichnet werden, dass gemäß der vorliegenden Erfindung bei einem dualpolarisierten Antennenarray, dessen Absenkwinkel unterschiedlich eingestellt werden kann, nunmehr in Abhängigkeit des unterschiedlich vorwählbaren Absenkwinkels sicherzustellen, dass bei unterschiedlichem Einstellen des Absenkwinkels ein Auseinanderdriften der einzelnen Strahlungscharakteristiken für die +45° Polarisation und die -45° Polarisation verringert oder gar völlig vermieden wird.
Erfindungsgemäß lässt sich dies dadurch realisieren, dass neben den einzelnen, beispielsweise mit Vertikalversatz übereinander angeordneten Strahleranordnungen, die in zwei orthogonal aufeinander stehenden Polarisationen von etwa +45° und etwa -45° strahlen und empfangen, zusätzlich eine Kompensationseinrichtung vorgesehen ist. Diese Kompensationseinrichtung ist erfindungsgemäß so aufgebaut, dass sie Strahler oder Strahleranordnungen und gegebenenfalls zusätzliche Strahler oder Strahleranordnungen umfasst, deren Strahlungsdiagramme beim Absenken des vertikalen Strahlungsdiagrammes des Antennenarrays insgesamt in Azimutrichtung nicht auseinander driften, sondern umgekehrt gegensinnig dazu relativ verschoben werden. Dadurch wird also ein Gesamt-Strahlungsdiagramm erzeugt, bei welchem trotz zunehmender Absenkung des Down-Tilt-Winkels, also trotz zunehmend stärkerer Absenkung des vertikalen Strahlungsdiagrammes ein Auseinanderdriften der horizontalen Anteile des Strahlungsdiagrammes in Azimutwinkelrichtung minimiert oder sogar verhindert wird. Bei Bedarf könnte sogar eine -Überkompensation vorgesehen sein, bei welcher sogar eine geringfügige gegensinnige Lageveränderung der horizontalen Strahlungsdiagramme für die +45° in die -45° Polarisation realisierbar ist.
Diese Kompensationseinrichtung ist erfindungsgemäß so aufgebaut, dass zumindest für eine Polarisation und vorzugsweise für zwei senkrecht zueinander stehende Polarisationen jeweils ein mit Horizontalversatz angeordnetes Dipolpaar eines Dipolquadrates in Abhängigkeit des Absenkwinkels mit einer entsprechenden Phasendifferenz gespeist wird. Im Falle eines Patch-Strahlers wird für die zumindest eine Polarisation ein Patch-Strahler mit zwei Speisepunkten (und für zwei senkrecht zueinander stehende Polarisationen dann ein Patch-Strahler mit zwei Paaren von Einspeisepunkten) verwendet, wobei jeweils die Speisepunkte für eine Polarisation mit Horizontalversatz angeordnet sind und ebenfalls in Abhängigkeit des Absenkwinkels mit einer entsprechenden Phasendifferenz gespeist werden.
Ferner können neben der Kompensationseinrichtung auch noch zusätzliche Strahler vorgesehen sein. Diese zusätzlichen Strahler können mit Horizontalversatz parallel ausgerichtete Dipolstrahler und/oder beispielsweise zumindest ein Paar von Patch-Strahlern umfassen, die ebenfalls mit Horizontalversatz angeordnet sind. Diese parallelen Dipolstrahler oder Patch-Strahler werden ebenfalls wieder in Abhängigkeit des Absenkwinkels mit einer Phasendifferenz gespeist.
Als besonders günstig muss angemerkt werden, dass es in einer Weiterbildung der Erfindung zudem möglich ist, auch den Kompensationsgrad zur Vermeidung eines Trackings zu steuern. Die Steuerung kann dabei über eine Leistungsteilung bezüglich der Speisung der einzelnen Strahler vorgenommen werden.
Die Erfindung kann unter Verwendung der unterschiedlichsten Strahlertypen realisiert werden. Dabei können ferner von einem erfindungsgemäßen Antennenarray nicht nur entsprechende Einzelstrahler, sondern auch Gruppenstrahler zum Einsatz kommen.
So kann das Antennenarray im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform nach dem Unteranspruch beispielsweise mehrere vertikal übereinander angeordnete Kreuzdipole oder kreuzähnliche Dipolstrukturen umfassen. Ebenso können die einzelnen vertikal übereinander angeordneten Strahleranordnungen insgesamt oder teilweise aus Dipolquadraten oder dipolquadratähnlichen Dipolstrukturen bestehen. Genauso ist es möglich, dass die Erfindung ganz oder teilweise unter Verwendung von Patchstrahlern umgesetzt wird, die beispielsweise mit einer vier Anspeisepunkte umfassenden Anspeisestruktur versehen sind, worüber im +45° und -45° Winkel die betreffenden Polarisationen empfangen oder gesendet werden können.
Mit anderen Worten können also beispielsweise horizontal versetzt liegende Einzelstrahler oder horizontal versetzt liegende Strahlergruppen des Antennenarrays beim Absenken ihres Abstrahlwinkels zur Vermeidung eines Trackings dadurch gegenkompensiert werden, dass die Phasenlage von zumindest zwei horizontal versetzt liegenden Strahlern abhängig vom Einstell- oder Absenkwinkel unterschiedlich gewählt wird.
Werden beispielsweise quadratische Strahlerstrukturen, d.h. insbesondere quadratische Dipolstrukturen in Form eines Dipolquadrates verwendet, so umfasst diese Strahleranordnung bei einer Ausrichtung zum Empfangen und zum Senden von Polarisationen im +45° Winkel und im -45° Winkel pro Polarisation zwei Einzelstrahler, die einen Horizontalversatz zueinander aufweisen. In diesem Falle können die paarweise zueinander ausgerichteten Dipolstrahler eines Dipolquadrates mit vom Absenkwinkel des Antennenarrays abhängiger Phasendifferenz angesteuert werden, um die gewünschte Kompensationswirkung zu realisieren. Dies kann beispielsweise so erfolgen, dass das Antennenarray nur ein derartiges, der Kompensation dienendes Dipolquadrat oder mehrere derartige Dipolquadrate aufweist. Besonders günstig kann dies dadurch umgesetzt werden, dass ein erfindungsgemäßes Antennenarray beispielsweise zwei vertikal übereinander angeordnete Dipolquadrate umfasst, wobei die jeweils parallelen benachbart liegenden Dipole der beiden vertikal übereinander angeordneten Dipolquadrate phasengleich zusammen geschaltet sind, zumindest also in fester Phasenzuordnung zueinander zusammen geschaltet sind, und die jeweils dazu parallelen weiteren Dipole des betreffenden Dipolquadrates mit vom Absenkwinkel abhängiger unterschiedlicher Phasenlage gespeist werden.
Eine insoweit vergleichbare Lösung kann auch unter Verwendung von Patchstrahlern erfolgen, die beispielsweise jeweils für jede der beiden Polarisationen paarweise zusammen wirkende Anspeisepunkte umfassen.
Aber auch bei anderen Antennenstrukturen, beispielsweise unter Verwendung von kreuzförmigen Strahlern (Dipolkreuze oder Patchstrahler mit kreuzförmigen Strahlerstrukturen) kann die Erfindung angewendet werden. Dort sind zwar die jeweils parallelen Einzelstrahler nur in Vertikalrichtung und gegebenenfalls nicht in Horizontalrichtung mit unterschiedlichen Komponenten versetzt vorgesehen. Zumindest aber in diesem Fall (aber natürlich auch in den anderen o.g. Fällen) können neben der erfindungsgemäß vorgesehenen Kompensationseinrichtung auch zusätzliche Strahlerelemente eingesetzt werden, die mit horizontalem Seitenversatz angeordnet sind. Von daher ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass neben der erfindungsgemäß vorgesehenen Kompensationseinrichtung und den sonstigen übereinander angeordneten Strahlern eines Antennenarrays zusätzliche Strahlerelemente vorgesehen sind, die zumindest horizontal und dabei vorzugsweise symmetrisch zu einer vertikalen Symmetrieachse oder Symmetrieebene versetzt liegen, wobei für jede Polarisation die betreffenden Strahlerelemente mit dem zugehörigen Ausgang einer Phasenschieberbaugruppe elektrisch verbunden sind. Auch hierdurch wird eine Kompensation weiter unterstützt, die ein Auseinanderdriften des Ausleuchtbereiches beim elektrischen Absenken des Vertikaldiagrammes ermöglicht.
Die der Kompensation mit dienenden zusätzlichen Strahlerelemente können also aus mit Horizontalversatz angeordneten Dipolstrukturen, insbesondere Einzeldipolen beispielsweise in Form einer kreuzförmigen oder quadratischen Dipolstruktur oder aus einem Patchstrahler mit zumindest zwei Anspeisepunkten oder zwei Paaren von Anspeisepunkten für jede der beiden Polarisationen erzeugt werden. Darüber hinaus können aber sogar vertikal ausgerichtete Einzelstrahler verwendet werden, die paarweise mit Horizontalversatz vorzugsweise zu einer vertikalen Mittelsymmetrieebene angeordnet sind, wobei jedes Paar vertikal-ausgerichteter Einzelstrahler oder eines entsprechenden Paares von Patchstrahlern für jede der entsprechend zu kompensierenden Polarisationen vorgesehen ist.
Zusammengefasst kann also festgehalten werden, dass das Antennenarray die unterschiedlichsten Strahler und Strahleranordnungen umfassen kann, deren Strahlungsdiagramm normalerweise bei zunehmend stärkerem Absenken des Strahlungsdiagramms in Horizontal- und damit in Azimutrichtung auseinanderdriften, und dass erfindungsgemäß eine Kompensationseinrichtung vorgesehen ist, deren Einzelstrahler oder Anspeisepunkte eines Patchstrahlers mit unterschiedlicher Phasenlage so ansteuerbar sind, dass dem Auseinanderdriften des Strahlungsdiagrammes entgegengewirkt wird, ein derartiges Auseinanderdriften verringert oder sogar unterbunden wird und bei Bedarf sogar überkompensiert wird. Durch die Anzahl der zur Kompensationseinrichtung gehörenden Strahler und vor allem durch eine entsprechend vorzunehmende Leistungsteilung kann der Kompensationsgrad entsprechend eingestellt oder vorgewählt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen unter Vergleich eines nach dem Stand der Technik bekannten dualpolarisierten Antennenarrays näher erläutert. Dabei zeigen im einzelnen:

Figur 1 :: ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Antennenarrays mit quadratischer Strahlerstruktur;
Figur 2 :: ein zu Figur 1 abgewandeltes Ausführungsbeispiel zur Erläuterung eines nach dem Stand der Technik bekannten Antennenarrays zur Verdeutlichung der Unterschiede zu einem erfindungsgemäßen Antennenarray;
Figur 3 :: ein vom Prinzip her Figur 1 entsprechendes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel, bei welchem anstelle von Strahler in Form von Dipolquadraten Strahlern in Form von Patchstrahlern mit quadratischer Strahlerstruktur eingesetzt werden;
Figur 4 :: ein weiteres Beispiel eines Antennenarrays mit zusätzlichen Strahlern zur Vermeidung eines Trackings;
Figur 5 :: ein Antennenarray mit kreuzförmiger Strahlerstruktur mit Zusatzstrahlern mit Horizontalversatz zur Vermeidung eines Trackings;
Figur 6 :: ein weiteres Beispiel mit Zusatzstrahlern in Form von Vertikalstrahlern zur Vermei- dung eines Trackings; und
Figur 7 :: ein zu Figur 1 nochmals abgewandeltes vereinfachtes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel.

In Figur 1 ist ein erfindungsgemäßes dualpolarisiertes Antennenarray gezeigt. Es umfasst vor einem vertikal ausgerichteten Reflektor 11 eine Vielzahl von Einzelstrahlern 13, wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils vier Einzelstrahler 13 ein Dipolquadrat 15 bilden. Gemäß Ausführungsbeispiel nach Figur 1 sind vier Dipolquadrate 15 vor dem Reflektor 11 in vertikaler Anbaurichtung übereinander liegend angeordnet. Die Einzelstrahler 13 bestehen dabei aus Dipolstrahlern, die jeweils in einem +45° Winkel bzw. in einem -45° Winkel gegenüber der Vertikalen oder Horizontalen angeordnet sind, so dass insoweit auch von einem kurz x-polarisierten Antennenarray gesprochen werden kann.
In Figur 1 ist gezeigt, dass beispielsweise der in einem +45°-Winkel gegenüber der Horizontalen ausgerichtete Einzelstrahler 3a des von oben her gezählten zweiten Dipolquadrates 15 über eine Leitung 19 und über einen Summierpunkt 21 und eine Speiseleitung 23 mit einem zugeordneten Eingang 24 einer Phasenschieberbaugruppe 27 verbunden ist. Der entsprechende Dipol 3b des darunter befindlichen Dipolquadrates 15, welcher zu dem Dipol 3a des darüber befindlichen Dipolquadrates parallel (im +45°-Winkel gegenüber der Horizontalen) ausgerichtet ist, ist zu diesem Dipol 3a in horizontaler Richtung betrachtet versetzt liegend angeordnet. Auch dieser Dipol 3b wird über eine entsprechende Leitung 19, den Verbindungspunkt 21 und die nachfolgende Leitung 23 mit dem Eingang 24 der Phasenschieberbaugruppe 27 verbunden, steht also in Verbindung mit der gemeinsamen Speisenetzleitung 31.
Beim gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei den beiden erläuterten parallelen Dipolstrahlern 3a und 3b um jene, die bezüglich der beiden mittleren Dipolquadrate 15 näher zueinander liegen als die verbleibenden, ebenfalls zu ihnen parallelen Einzelstrahler 3'a bzw. 3'b der beiden mittleren Dipolquadrate 15.
Die Phasenschieberbaugruppe 27 umfasst in dem gezeigten Ausführungsbeispiel zwei integrierte Phasenschieber 27' und 27", so dass über eine gemeinsame Speisenetzleitung 31 und einem zeigerförmig verdrehbaren Phasenschieber-Einstellelement 33 entsprechende Phasenverschiebungen vorgenommen werden können, wodurch unterschiedlich starke Absenkwinkel beispielsweise zwischen 2° bis 8° eingestellt werden können. Dazu sind dem Ausgang 27"a über eine Leitung 43 sowie eine Summierungsstelle 25 die beiden ersten im +45°-Winkel gegenüber der Horizontalen ausgerichteten parallelen Dipole zugeordnet, wohingegen der andere Ausgang 27"b über eine nachfolgende Leitung 43' und einem nachfolgenden Summierungspunkt 25' und nachfolgenden Leitungen ebenfalls mit den beiden im +45°-Winkel gegenüber der Horizontalen ausgerichteten Dipolen 13 des untersten Dipolquadrates 15 elektrisch verbunden ist. Durch Verstellung einer derartigen Phasenschieberbaugruppe, die als Differenzphasenschieber aufgebaut ist, wird die Weglänge von dem jeweiligen Eingang 24 bzw. 124 über das verdrehbare Phasenschieber-Einstellelement 33 auf die verzweigten Ausgänge 27'a, 27'b bzw. 27"a und 27"b unterschiedlich lang, wodurch an den Ausgängen unterschiedliche Phasenlagen anstehen. Ein entsprechender Aufbau und eine entsprechende Wirkungsweise ist beispielweise im weiteren Detail aus der DE 199 38 862 C2 grundsätzlich bekannt.
Der zu dem Dipol 3a parallele Dipol 3'a ist mit dem einen Ausgang 27'a und der zum dritten Dipolquadrat gehörende und zum Dipol 3b parallele Dipol 3'b ist über eine entsprechende Leitung mit dem zweiten Eingang 27'b verbunden.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist ferner die Speiseleitung 31 nicht nur mit dem Phasenschieber-Einstellelement 33, sondern von dort abzweigend über einen Summierungs- oder Teilungspunkt 21-und zwei von dort ausgehende Zweigleitungen 19 zum einen mit dem im 45° Winkel ausgerichteten Dipol 3a des zweiten Dipolquadrates 15 und zum anderen mit dem dazu parallelen Dipol 3b des dritten Dipolquadrates von oben an gezählt verbunden.
Soll nunmehr das Strahlungsdiagramm abgesenkt werden, so wird das Phasenschieber-Einstellelement 33 entsprechend verstellt. Dadurch werden die beiden parallelen im +45° Winkel ausgerichteten Dipole 13 des obersten Dipolquadrates 15 und des untersten Dipolquadrates 15 über die beiden zugeordneten Ausgänge des Phasenschiebers 27" mit unterschiedlicher Phase gespeist. Durch den weiteren Phasenschieber 27' wird auch der Dipol 3'a des zweiten Dipolquadrates und der dazu parallele und horizontal versetzte Dipol 3'b des dritten Dipolquadrates mit unterschiedlicher Phasenlage gespeist. Die über die gemeinsamen Zweigleitungen 19 mit der Speiseleitung 31 verbundenen parallelen Dipole 3a und 3b des zweiten und dritten Dipolquadrates werden unverändert mit gleicher Phasenlage gespeist. Dadurch wird also die Dipolstrahlergruppe zwei und drei, d.h. also die jeweils parallelen Dipole des zweiten und dritten Dipolquadrates (also die beiden mittleren Dipolquadrate in Figur 1) in Abhängigkeit des Absenkwinkels des Antennenarrays nunmehr mit unterschiedlicher Phasenlage zueinander gespeist, wodurch die gewünschte Kompensation realisiert wird. Denn über das zweite und dritte Dipolquadrat wird nunmehr ein Strahlungsdiagramm erzeugt, welches bei zunehmend größerer Absenkung des Strahlungsdiagrammes des Antennenarrays insgesamt nicht in Azimutrichtung voneinander weg driftet, sondern in umgekehrter Richtung verstellt wird, dadurch also die gewünschte Kompensation bewerkstelligt. Durch eine entsprechende Leistungsaufteilung in der Phasenschieberbaugruppe 27 kann zudem der gewünschte Kompensationsgrad eingestellt werden.
Durch die erläuterte Kompensationseinrichtung bzw. Kompensationsanordnung kann dem unerwünschten Auseinanderdriften beim Absenken der Hauptkeule des Antennenarrays entgegengewirkt werden. Ohne Anwendung der erfindungsgemäßen Lösung würde ansonsten wie ausgeführt beim Absenken der Hauptkeule des Antennenarrays das Horizontaldiagramm bzw. das Azimutaldiagramm für die eine Polarisation und die andere Polarisation in Horizontal- oder Azimutrichtung auseinanderdriften. Dabei wird ferner noch angemerkt, dass üblicherweise das Horizontaldiagramm im Schnitt der Hauptkeule, d.h. in der Hauptstrahlrichtung gemessen wird. Dadurch ergibt sich bei elektrischer Absenkung der Hauptkeule ein Kegelschnitt.
Anhand des bisher erläuterten Ausführungsbeispieles ergibt sich ferner, dass die erläuterte Kompensationseinrichtung oder Kompensationsanordnung erfindungsgemäß teilweise auch alleine dadurch umgesetzt werden kann, dass entsprechende Strahlerelemente des Antennenarrays in völlig neuartiger Weise verschaltet werden, um dem Auseinanderdriften entgegenzuwirken.
Der entsprechende Aufbau und die entsprechende Funktionsweise ist für die im +45° Winkel ausgerichteten Dipole erläutert worden. Für alle im -45° Winkel ausgerichteten weiteren Dipole der einzelnen Dipolquadrate ist der Aufbau entsprechend symmetrisch bezüglich einer in Figur 1 ferner wiedergegebenen links liegenden Phasenschieberbaugruppe 127 mit einem inneren Phasenschieber 127' und einem äußeren Phasenschieber 127" sowie einer gemeinsamen Speisenetzleitung 131. Somit sind also die beiden -45°-Winkel ausgerichteten Dipolstrahler 3c und 3d über eine gemeinsame Verbindungsleitung 119 und von einem gemeinsamen Summierungspunkt über eine nachfolgende Leitung 123 mit dem Eingang 124 der weiteren Phasenschieberbaugruppe 127 verbunden, zu der die gemeinsame Speisenetzleitung 131 führt. Die zu den erwähnten weiteren benachbart zueinander liegenden Einzelstrahlern 3c und 3d jeweils parallelen weiteren Einzelstrahler 3'c sowie 3'd sind vergleichbar den Einzelstrahlern 3'a bzw. 3'b mit der Phasenschieberbaugruppe 127 verbunden. Auch dadurch werden die jeweils beiden parallelen Paare von Einzel-Dipolen des zweiten und dritten Dipolquadrates in -45° Ausrichtung mit einer vom Absenkwinkel der Antenne abhängigen Phasendifferenz gespeist, die von der in der Antenne befindlichen Phasenschieberbaugruppe erzeugt wird. Somit bildet die zweite und dritte Phasenschieberbaugruppe die gewünschte Kompensationseinrichtung zur Veränderung eines Auseinanderdriftens der Strahlungsdiagramme bei Absenkung des Strahlungsdiagrammes. Umgekehrt wird natürlich beim Anheben des Strahlungsdiagrammes auch hier die gewünschte Halbwärtsbreite aufrechterhalten und nicht verändert.
Anhand von Figur 2 ist nunmehr ein nach dem Stand der Technik bekanntes dualpolarisiertes Antennenarray gezeigt, um nochmals die Unterschiede zum erfindungsgemäßen Antennenarray zu erläutern.
Das Antennenarray gemäß Figur 2 betrifft nunmehr eines, welches nach dem Stand der Technik bekannt ist. Es unterscheidet sich von dem erfindungsgemäßen Antennenarray nach Figur 1 dadurch, dass nicht nur die beiden äußeren Dipolquadrate gemäß Figur 1 gemeinsam verschaltet bleiben und werden, bei denen also jeweils zwei parallele Dipole 13 für die +45° Polarisation ebenso, wie für die -45° Polarisation fest miteinander verschaltet sind, sondern dass nunmehr auch bei den mittleren Dipolquadraten die jeweils beiden Paare von parallelen Dipolen über eine gemeinsame Speiseleitung gespeist werden, also mit gleicher Phasenlage oder mit zwar unterschiedlicher aber fest vorgegebener und während des Absenkens des Strahlungsdiagrammes nicht veränderbarer Phasenlage zueinander gespeist werden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 sind also die beiden parallelen Dipole 3a und 3'a gemeinsam an den einen Eingang 27'a der Phasenschieberbaugruppe angeschlossen. Auch die beiden ebenfalls parallel zueinander ausgerichteten Dipole 3b und 3'b der nächsten darunter liegenden Strahlergruppe, d.h. des nächsten darunter liegenden Strahlerquadrates sind über die Leitung 23" zusammen geschaltet und mit dem anderen Ausgang der gleichen Phasenschiebergruppe 27' leitend verbunden. Somit kann bei diesem Antennenarray nach dem Stand der Technik jede der vier gezeigten Strahleranordnungen, d.h. jede der vier übereinander angeordneten, aus einem Dipolquadrat gebildeten Strahlergruppen nur untereinander, d.h. zu einer nächsten Strahlergruppe mit unterschiedlichem Phasenwinkel über die Phasenschieberbaugruppe eingestellt werden, so dass dadurch nur der Abstellwinkel insgesamt elektrisch verändert werden kann. Dabei kommt es aber zu dem unerwünschten Auseinanderdriften der Strahlungsdiagramme in Horizontal- oder Azimutrichtung. Diese Nachteile sind auch dann gegeben, wenn die jeweils paarweise gemeinsam gespeisten Dipole nicht mehr mit identischer Phasenlage, sondern gegebenenfalls mit zwar unterschiedlicher aber fest zueinander voreingestellter Phasenlage gespeist werden.
Nur der besseren Übersicht halber ist in Figur 2 die für die zweite Polarisation notwendige Phasenschieberbaugruppe 27 und die zugehörigen Speiseleitungen für die andere Polarisation nicht eingezeichnet worden. Der Aufbau ist insoweit aber identisch.
Nachfolgend wird auf das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 Bezug genommen, welches weitgehend jenem nach Figur 1 entspricht, jedoch mit dem Unterschied, dass als Strahler nicht in Form von Dipolquadraten zusammengestellte Dipole 13, sondern Einzelstrahler in Form von Patchstrahlern 15' verwendet werden. Die Einzel- oder Patchstrahler 15' sind im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 so aufgebaut, dass sie jeweils zwei Paare von Anspeisepunkten 13' aufweisen, die im gezeigten Ausführungsbeispiel an entsprechenden paarweise parallel zueinander ausgerichteten Schlitzen vorgesehen sind. Der Aufbau der Einzel- oder Patchstrahler 15' ist dabei so vorgesehen, dass diese in einem +45° und in einem -45° Winkel gegenüber der Vertikalen senden oder empfangen, insoweit von der Funktion her vergleichbar den Dipolquadraten nach Figur 2 sind.
Bezüglich der beiden mittleren Patchstrahler 15' mit quadratischem Strukturaufbau sind die entsprechend positionierten Anspeisepunkte 13' ebenfalls wieder so verschaltet, dass bezüglich der beiden mittleren Patchstrahler 15' (die in einem Winkel von +45° gegenüber der Horizontalen ausgerichtet sind) der Anspeisepunkt 3'a mit dem ersten Ausgang 27'a und der dazu in der Vertikalen und Horizontalen versetzt liegende Anspeisepunkt 3'b des dritten Patchstrahlers 15' mit dem dazu zweiten Ausgang 27'b des Phasenschiebers 27' elektrisch verbunden ist, wobei die-in der gleichen Polarisation strahlenden oder empfangenden Anspeisepunkte 3b und 3a wiederum über eine gemeinsame Verbindungsleitung 19 elektrisch zusammen geschaltet sind und von einem gemeinsamen Verbindungspunkt 21 über eine nachfolgende Leitung 23 mit dem entsprechenden Eingang der Phasenschieberbaugruppe 27 und damit mit der Speisenetzleitung 31 elektrisch in Verbindung stehen. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine weitere Phasenschieberbaugruppe 127 vorgesehen, die für die für die anderen Polarisationen vorgesehenen Anspeisepunkte benötigt wird. Der Aufbau ist insoweit wiederum entsprechend.
Auch hier dienen die beiden mittleren Einzel- oder Patchstrahler 15' als Kompensationsanordnung, bei der die jeweils paarweise zusammenwirkenden Anspeisepunkte 3'a und 3a bzw. 3b und 3'b mit einer vom Absenkwinkel der Antenne abhängigen Phasendifferenz gespeist werden, welche von der in der Antenne befindlichen Phasenschieberbaugruppe erzeugt wird. Zudem kann der Kompensationsgrad wiederum durch die über die Phasenschieberbaugruppe 27 mögliche Leistungsaufteilung eingestellt und feinjustiert werden.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 basiert grundsätzlich auf dem gleichen Prinzip wie das nach Figur 1 oder 3. Jedoch werden zur Kompensation des Trackings bei diesem Ausführungsbeispiel zusätzliche Strahlerelemente 215 bzw 215' eingesetzt, welche in Abhängigkeit des Absenkwinkels ein horizontales Schwenken des Strahlungsdiagrammes bewirken. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 werden vier Patchstrahler 15' eingesetzt, die jeweils paarweise zusammenwirkende Anspeisepunkte 13' für die eine der beiden orthogonalen Polarisationen aufweisen. Jeweils die paarweise gegenüberliegenden Anspeisepunkte 13' sind wie in den Figuren 1 und 3 bei den dort gezeigten zuäußerst liegenden Patchstrahlern 15' fest zusammen geschaltet. Dabei sind jeweils die in Figur 4 gezeigten Anspeisepunkte 13' des obersten und untersten Patchstrahlers 15' über entsprechende Leitungen 43 bzw. 43' mit den Eingängen 27"a bzw. 27"b der einen Phasenschieberbaugruppe 27" und die parallelen Anspeisepunkte 13' der beiden mittleren benachbart zueinander liegenden Patchstrahler 15' jeweils über getrennte Leitungen 143 bzw. 143' mit den beiden Eingängen 27'a bzw. 27'b der weiteren Phasenschieberbaugruppe 27' elektrisch verbunden. Dieses erläuterte Ausführungsbeispiel entspricht insoweit einem anhand von Figur 2 erläuterten und nach dem Stand der Technik bekannten Antennenarray, welches in Abweichung zu Figur 2 aber nicht mit Dipolstrukturen, sondern unter Verwendung von Patchstrahlern aufgebaut ist.
In diesem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 ist aber nunmehr mit dem jeweiligen Eingang 27"a oder 27"b des Phasenschiebers 27" über eine Zusatzleitung 47.1 bzw. 47.2 eine Speisung für einen zusätzlich vorgesehenen Kreuzdipol 215 bzw. einen Schlitzstrahler oder Patchstrahler 215' geschaltet. Somit umfassen diese beiden zusätzlichen Strahler 215 - wenn sie als Dipolkreuz ausgebildet sind - zwei im +45°-Winkel ausgerichtete und zwei im -45°-Winkel gegenüber der Horizontalen ausgerichteten Dipolstrahler 13. Anstelle von Dipolkreuzen 215 können aber auch z.B. Patchstrahler 215' verwendet werden, die Anspeisepunkte 13' umfassen, um mit einer +45° und einer -45° Polarisation zu strahlen und zu empfangen. In beiden Fällen ist dadurch sichergestellt, dass das Antennenarray horizontal versetzt liegende Einzelstrahler 13 bzw. horizontal versetzt liegende Anspeisepunkte 13' umfasst(und zwar bezüglich der +45° Polarisation sowie der-45° Polarisation), wodurch sich der erwünschte Kompensationseffekt wie bei den anderen erläuterten Ausführungsbeispielen realisieren lässt. Auch in diesem Ausführungsbeispiel sind die zusätzlichen Strahler 215 bzw. 215' wieder symmetrisch zu der vertikalen Symmetrieachse 245 angeordnet.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist die weitere Phasenschieberbaugruppe 127 mit den beiden Phasenschiebern 127' und 127" sowie die zugehörigen Anschlussleitungen zu den weiteren Einzelstrahlern 15' und den Strahleranordnungen für die Kompensationseinrichtung bezüglich der -45° Polarisation zur Vermeidung einer unübersichtlichen Darstellung weggelassen, wobei insoweit auf den vergleichbaren Aufbau verwiesen wird, wie dies anhand von Figur 1 erläutert wurde.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 umfasst also die Kompensationseinrichtung zusätzliche in Horizontalrichtung versetzt liegende Strahleranordnungen, die beispielsweise aus kreuzförmigen Dipolstrukturen 215, quadratischen Dipolstrukturen, aber auch aus Patchstrahlern 215' mit jeweils einem Anspeisepunkt für beide Polarisationen oder jeweils einem Paar von Anspeisepunkten für jede Polarisation gebildet sein können. Auch Schlitzstrahler sind dabei prinzipiell geeignet.
Die entsprechende Anspeisung erfolgt über Leitungen 47.1 und 47.2, so dass hier ebenfalls wiederum diese Einzelstrahler oder Anspeisepunkte mit einer vom Absenkwinkel der Antenne abhängigen Phasendifferenz gespeist werden. Auch hier kann die Phasendifferenz von der in der Antenne befindlichen Phasenschieberbaugruppe erzeugt werden.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 ist unter Verwendung der zusätzlichen Strahlerelemente 215 bzw. 215' erläutert worden, die eine Kompensationsanordnung bilden, mit der bei Veränderung des Absenkwinkels ein Auseinanderdriften der polarisationsabhängigen Strahlungsdiagramme kompensierbar, unterdrückbar oder sogar überkompensierbar ist. Die erwähnten beiden mit Horizontalversatz vorgesehenen Dipolkreuze 215, 215' stellen quasi ein "entartetes Dipolquadrat" dar, bei dem jeweils die beiden parallelen und mit horizontalen Versatz angeordneten Dipole mit einer entsprechenden Phasendifferenz gespeist werden. Die der Kompensation dienenden Dipolkreuze 215, 215' gemäß Figur 4 können im Rahmen der Erfindung zusätzlich zu der Kompensationseinrichtung, beispielsweise gemäß Figur 1, gemäß Figur 3 oder gemäß Figur 7 eingesetzt werden.
Anhand von Figur 5 wird gezeigt, wie das erläuterte Prinzip grundsätzlich nicht nur bei Strahlern mit quadratischer Strahlerstruktur (also z.B. Dipolquadrat entsprechend Figur 1 oder Patchstrahlern mit jeweils paarweise zusammen wirkenden Anspeisepunkten 13' gemäß Figur 4)zum Tragen kommt, sondern auch bei kreuzförmigen Dipolstrahlern 115 (z.B. Dipolkreuzen) oder Patchstrahlern 115' mit kreuzförmiger Strahlerstruktur (in Form von jeweils einem Anspeisepunkt für jede Polarisation), die von Hause aus beispielsweise nur in Vertikalrichtung und nicht mit Horizontalversatz zueinander angeordnet sein können.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 lässt sich durch die zusätzlichen Strahler 215, 215' die gewünschte Kompensation beim Absenken des Strahlungsdiagrammes realisieren, damit ein Auseinanderdriften entsprechend dem erläuterten Tracking vermieden wird.
Dazu ist bei diesem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 im Gegensatz zu einem nach dem Stand der Technik bekannten Antennenarray mit nur in Vertikalausrichtung übereinander angeordneten kreuzförmigen Dipolstrukturen 115 oder Patchstrahlern 115' (die nachfolgend auch kurz als Kreuzstrahler bezeichnet werden) vorgesehen, dass z. B. anstelle zweier vertikal übereinander angeordneter Kreuzstrahler in der Mitte des Antennenarrays nunmehr eine Kompensations-Einrichtung mit zwei mit Horizontalversatz nebeneinander angeordneten Kompensationsstrahlern 215 oder 215' vorgesehen ist. Dabei sind die beiden in einem Winkel von +45° gegenüber der Horizontalen parallel ausgerichteten Dipolstrahler 203a und 203b über Leitungen 223a bzw. 223b mit dem Ausgang 27'a bzw. 27'b der inneren Phasenschieberbaugruppe 27' verbunden. Die jeweils parallelen, im gezeigten Ausführungsbeispiel in einem Winkel von -45° ausgerichteten Dipole der Dipolkreuze 215 bzw. der entsprechenden Patchstrahler 215' der Kompensationsstrahler sind jeweils paarweise (also bezüglich der beiden oberen und beiden unteren Strahlerstrukturen in Figur 5) mit einer hierfür separat vorgesehenen Phasenschieberbaugruppe verbunden. Das Gleiche gilt für die -45°-Ausrichtung der Einzelstrahler der beiden zusätzlichen Strahleranordnungen 215 bzw. 215', die ebenfalls mit einer separaten Phasenschieberbaugruppe verbunden sind. Der Aufbau erfolgt dabei insoweit wiederum symmetrisch zu dem in Figur 5 nur teilweise wiedergegebenen Ausführungsbeispiel, wie dies ansonsten anhand von Figur 1 erläutert ist. Die Variante gemäß Figur 5 kann dabei in Ergänzung zur Kompensationseinrichtung gemäß Figur 1, 3 oder 7 eingesetzt werden.
Eine entsprechende elektrische Verbindung ist über eine in Figur 5 nicht wiedergegebene, aber dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 entsprechende links liegende weitere Phasenschieberbaugruppe für die jeweils mit anderer Polarisation ausgerichteten Dipolen vorgesehen. Über diese Phasenschieberbaugruppe werden in entsprechender symmetrischer Weise auch die beiden mittleren mit Horizontalversatz vorgesehenen, im -45° Winkel ausgerichteten Dipole 203c und 203d elektrisch gespeist.
Auch hier könnten also anstelle der kreuzförmigen Dipolstrukturen 115 Patchstrahler 115' verwendet werden, wie dies anhand von Figur 3 erläutert ist (in Figur 3 mit Bezugszeichen 15' gekennzeichnet). Dabei können bei einem Antennenarray gemäß Figur 5 die zusätzlichen, mit Horizontalversatz vorgesehenen Kompensationsstrahler 215, 215' in Abweichung zu Figur 5 nicht nur mit kreuzförmiger Strahlerstruktur (kreuzförmige oder quadratische Dipolstruktur) ausgebildet sein, sondern es könnten als Kompensationsstrahler auch Patchstrahler mit jeweils zwei Paaren von Anspeisepunkten wie in Figur 3 oder 4 gezeigt eingesetzt werden. Die in Figur 5 gezeigte Kompensationseinrichtung mit den beiden in Horizontalrichtung versetzt angeordneten Strahleranordnungen 215 bzw. 215' ist insoweit also vergleichbar zu der Kompensationseinrichtung gemäß Figur 4 aufgebaut.
Abweichend von den vorausgegangenen Ausführungsbeispielen wird angemerkt, dass die zusätzlichen mit Horizontalversatz vorgesehenen Strahlerelemente nicht zwangsläufig die gleiche Polarisation wie die Einzelstrahler 13 aufweisen müssen. D.h. es ist auch denkbar hierfür vertikal polarisierte Strahler zu verwenden. Dabei sind dann beispielsweise getrennte zusätzliche Strahler zur Kompensation für die +45° Polarisation und die -45° Polarisation vorzusehen und vorzugsweise durch eine geeignete Konstellation oder andere Koppelelemente wie beispielsweise Richtkoppler an einem phaseneinstellbaren Speisezweig anzuschalten bzw. zu koppeln.
Figur 6 zeigt insoweit ein entsprechendes Ausführungsbeispiel, bei welchem das Antennenarray grundsätzlich nur Kreuzstrahler 115 umfasst, die mit Vertikalversatz übereinander angeordnet sind, wobei also die einzelnen parallel zueinander ausgerichteten Dipolstrahler 13 keinen horizontalen Seitenversatz zueinander aufweisen. Anstelle der Dipol-Kreuze 13 bzw. der kreuzförmigen Dipolstrukturen können aber auch quadratische Dipolstrukturen (Dipolquadrate) oder entsprechende Patchstrahler 13' verwendet werden. Bei all diesen Beispielen kann die Erfindung ebenso realisiert werden, wenn wiederum ebenfalls zu den vertikal übereinander angeordneten Strahlern, Strahleranordnungen oder Strahlergruppen zusätzlich noch mit Horizontalversatz angeordnete Kompensations- oder Zusatzstrahler 415 vorgesehen sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich dabei um Vertikalstrahler 415, wobei jeweils Vertikalstrahler 415 paarweise vorgesehen sind und dabei mit Vertikalausrichtung jeweils ein Vertikalstrahler 415 bei frontseitiger Betrachtung des Antennenarrays gemäß Figur 6 einmal links und ein weiterer Vertikalstrahler 415 einmal rechts zur vertikalen Symmetrieebene 245 angeordnet ist und dabei diese beiden Strahler mit den beiden Eingängen einer zugehörigen Phasenschieberbaugruppe 27' verbunden sind. Es ist ferner ein zweites Paar von Vertikalstrahlern 416 vorgesehen, wobei die beiden zugehörigen einzelnen Vertikalstrahler in Vertikalausrichtung und symmetrisch zur mittleren Vertikalachse oder -ebene 245 angeordnet sind, und zwar in Vertikalausrichtung betrachtet unterhalb des ersten Strahlerpaares 415. Auch diese zweiten Vertikalstrahler 415 sind dann über entsprechende Leitungen mit einer zugehörigen Phasenschieberbaugruppe 127' verbunden, d.h. mit den beiden zugeordneten Ausgängen dieser Phasenschieberbaugruppe 127', worüber die Einzelstrahler oder Dipolstrahler mit -45°-Ausrichtung gespeist werden. Auch dieses Ausführungsbeispiel kann wiederum für Patchstrahler 415' und 416' entsprechend umgesetzt werden. Die Kompensationsstrahler gemäß Figur 6 können im Rahmen der Erfindung zusätzlich zu der Kompensationseinrichtung eingesetzt werden, wie sie beispielsweise anhand der Figur 1 oder 3 erläutert wurde und anhand von Figur 7 nachfolgend noch beschrieben wurde.
Anhand von Figur 7 ist noch erläutert, dass grundsätzlich eine Kompensationseinrichtung auch nur mit einem Kompensationsstrahler ausreichend sein kann. Figur 7 entspricht vom Prinzip her dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1, jedoch lediglich mit dem Unterschied, dass anstelle zweier zur Kompensationseinrichtung gehörender mittlerer Dipolquadrate nur ein Dipolquadrat 15 vorgesehen ist. Gemäß Figur 7 werden die beiden jeweils parallelen Dipole 13, d.h. die Dipole 3a und 3'a vom Absenkwinkel des Strahlungsdiagrammes abhängig mit unterschiedlicher Phase gespeist, wozu diese beiden parallelen Dipole mit den beiden Eingängen 27'a und 27'b verbunden sind. Die beiden um 90° versetzt dazu angeordneten Dipole sind dann entsprechend, wie in Figur 1 vom Prinzip her erläutert, für die zweite Polarisation mit einer weiteren Phasenschieberbaugruppe 127 verbunden. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird allerdings die Phasenschieberbaugruppe nicht ebenso optimal eingesetzt wie bei Figur 1. Denn bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 kann die eine Phasenschieberanordnung 27' zur Kompensation für zwei Dipolquadrate eingesetzt werden, wohingegen bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7 dieser Phasenschieber 27' nur zur entsprechenden Ansteuerung eines Dipolquadrates verwendet werden kann. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel kann natürlich anstelle des erläuterten Dipolquadrates ein entsprechend aufgebauter Patchstrahler verwendet werden, worüber die jeweils beiden Paare eines Anspeisepunktes für die eine und die andere Polarisation gespeist werden.

Claims

Dualpolarisiertes Antennenarray mit absenkbarer Hauptkeule folgenden Merkmalen
- mit mehreren Strahleranordnungen (15, 15', 115, 115') von denen zumindest ein Teil in Vertikalrichtung betrachtet auf unterschiedlichen Höhenlinien vor einem Reflektor (11) angeordnet sind,

- die Strahleranordnungen (15, 15', 115, 115') sind so aufgebaut und angeordnet, dass darüber zwei senkrecht aufeinander stehende Polarisationen empfangen und/oder gesendet werden können, wobei die Polarisationen in einem gegenüber der Vertikalen geneigten Winkel von etwa +45° zum einen und -45° zum anderen ausgerichtet sind,

- die Strahleranordnungen (15, 15', 115, 115') umfassen dazu
(a) Dipolstrukturen, insbesondere in Form von kreuzförmigen oder kreuzähnlichen Dipolstrukturen (115) oder nach Art quadratischer Dipolstrukturen (15), und/oder

(b) Patchstrahler (15', 115') mit zumindest zwei oder vier Anspeisepunkten (13', 113')

- mit zumindest einem Phasenschieber bzw. einer Phasenschieberbaugruppe (27, 127; 27", 127', 127"), worüber ein unterschiedlicher Absenkwinkel einstellbar ist,
gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale:
- für zumindest eine oder vorzugsweise beide Polarisationen ist eine Kompensationseinrichtung zur Minimierung, zur Verhinderung oder zur Überkompensation eines absenkwinkel-abhängigen Wegdriftens des horizontalen Gesamtstrahlungsdiagrammes in Horizontal- oder Azimutrichtung vorgesehen,

- die Kompensationseinrichtung umfasst dazu für zumindest eine Polarisation
(a) zumindest ein Paar von parallel zueinander und mit Horizontalversatz ausgerichteten Dipolstrahlern (13; 3a, 3'a, 3b, 3'b, 3c, 3'c, 3d) eines Dipolquadrates (15) und/oder

(b) zumindest ein Paar von mit Horizontalversatz zueinander angeordneten Speisepunkten (13'; 3a, 3'a, 3b, 3'b) eines Patch-Strahlers (15'),
die mit einer von dem unterschiedlich einstellbaren Absenkwinkel abhängigen Phasendifferenz gespeist sind.
Dual polarisiertes Antennenarray nach Anspruch 1, gegennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale:
- eine Kompensationsanordnung umfasst für zumindest eine Polarisation neben den auf einem vertikalen Strahlerarray vorgesehenen Strahlern zusätzliche Strahler, nämlich
(a) zumindest ein Paar von mit Horizontalversatz angeordneten Dipolstrahlern (215; 415, 416),
und/oder

(b) zumindest zwei mit Horizontalversatz zueinander angeordnete Speisepunkte (13') zumindest zweier mit Horizontalversatz angeordneter Patch-Strahler (215'; 415', 416'),
die mit einer von dem unterschiedlich einstellbaren Absenkwinkel abhängigen Phasendifferenz gespeist sind.
Dualpolarisiertes Antennenarray nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mit absenkwinkel-abhängiger Phasendifferenz angesteuerten Dipolstrahler (3a, 3'a; 3b, 3' b; 3c, 3'c; 3d, 3' d; 215; 415) der Kompensationsanordnung Teil einer quadratischen Dipolstruktur, vorzugsweise in Form eines Dipolquadrates sind.
Dualpolarisiertes Antennenarray nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mit absenkwinkel-äbhängiger Phasendifferenz angesteuerten Dipolstrahler (203a, 203b, 203c, 203d; 215) der Kompensationsanordnung eine kreuzförmige Dipolstruktur, vorzugsweise in Form zweier zumindest mit Horizontalkomponente versetzt zueinander angeordneter Kreuzdipole bilden.
Dualpolarisiertes Antennenarray nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Paar von parallel zueinander ausgerichteten Dipolstrahlern (15, 13, 3a, 3'a, 3b, 3'b, 3c, 3'c, 3d, 3'd; 215; 415; 416) oder zumindest das vorgesehene eine Paar von Patch-Strahlern (15', 13';215'; 415';416') oder der zumindest eine Patch-Strahler (15') mit zumindest zwei Speisepunkten (13') symmetrisch zu einer vertikalen Mittelsymmetrieebene (245) angeordnet ist bzw. sind.
Dualpolarisiertes Antennenarray nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dipolstrahler (3a - 3'd; 203a - 203d; 215; 415) und/oder die zugehörigen Anspeisepunkte der Patchstrahler (15', 115', 215', 415', 416') über Phasenschieber (27; 127) vorzugsweise in Form von Phasenschieberbaugruppen mit unterschiedlich einstellbarer Phase gespeist werden.
Dualpolarisiertes Antennenarray nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere in Form der verwendeten Phasenschieberbaugruppen (27; 127) eine Leistungsaufteilung durchführbar ist, worüber die zur Kompensations-Einrichtung gehörenden Dipol- und/oder Patchstrahler (3a, 3'a; 3b, 3'b; 3c, 3'c; 3d, 3'd) mit unterschiedlicher Leistung gegenüber den verbleibenden Strahleranordnungen des Antennenarrays speisbar sind.
Dualpolarisiertes Antennenarray nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere in Form der verwendeten Phasenschieberbaugruppen (27; 127) eine Leistungsaufteilung durchführbar ist, worüber die zur Kompensations-Anordnung gehörenden Dipol- und/ oder Patchstrahler (215, 215'; 415, 415') mit unterschiedlicher Leistung gegenüber den verbleibenden Strahleranordnungen des Antennenarrays speisbar sind.
Dualpolarisiertes Antennenarray nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle eines Antennenarrays mit einer Kompensationseinrichtung mit zumindest zwei Dipolquadraten (15) die jeweils parallelen, sich näher liegenden Dipole (3a, 3b) der beiden Dipolquadrate (15) über eine gemeinsame Verbindungsleitung (19, 119) miteinander verbunden und vorzugsweise über einen Summierpunkt (21, 121) mit einer zugehörigen Speiseleitung (31, 131) zusammengeschaltet sind.
Dualpolarisiertes Antennenarray nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle eines Antennenarrays mit zumindest zwei Dipolquadraten (15) der zu den gemeinsam verschalteten Dipolen (3a, 3b; 3c, 3d) jeweils parallele Dipol (3'a, 3'b; 3'c, 3'd) mit einem separaten Eingang (27'a, 27'b, 127'a, 127'b) eines Phasenschiebers (27', 127') verbunden ist.
Dualpolarisiertes Antennenarray nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle eines Antennenarrays mit einer Kompensationseinrichtung mit zumindest zwei Patchstrahlern (15') mit jeweils zwei Paaren von Anspeisepunkten (13') die für die betreffende Polarisation jeweils näher liegenden Anspeisepunkte (3a, 3b; 3c, 3d) jeweils über eine Verbindungsleitung (19, 119) miteinander verbunden und vorzugsweise über einen Summierpunkt (21, 121) mit einer zugehörigen Speiseleitung (31, 331) zusammengeschaltet sind.
Dualpolarisiertes Antennenarray nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle eines Antennenarrays mit zumindest zwei Patchstrahlern (15') mit jeweils zwei Anspeisepunkten (13') der zu den gemeinsam verschalteten Anspeisepunkten (3a, 3b; 3c, 3d) jeweils weitere Anspeisepunkt (3'a, 3'b; 3'c, 3'd) des betreffenden Patchstrahlers (15') mit einem separaten Eingang (27'a, 27'b, 127'a, 127'b) eines Phasenschiebers (27', 127') verbunden ist.
Dualpolarisiertes Antennenarray nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensations-Strahlereinrichtung aus einem Dipolquadrat (15) oder einem Patchstrahler (15') mit zwei Paaren von Anspeisepunkten (13') für jede Polarisation besteht, wobei die zueinander parallelen Dipole (13) des Dipolquadrates (15) oder die beiden für eine Polarisation vorgesehenen Anspeisepunkte (13') des Patchstrahlers (15') der Kompensations-Strahlereinrichtung mit den beiden Eingängen eines Phasenschiebers (27', 127') verbunden sind.
Dualpolarisiertes Antennenarray nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die neben der Kompensations-Strahlereinrichtung vorgesehenen weiteren Strahleranordnungen als Gruppenstrahler aufgebaut sind, die pro Polarisation zumindest zwei Dipole oder im Falle eines Patchstrahlers zumindest zwei Anspeisepunkte (13') umfassen, die mit gleicher Phasenlage oder fest vorgegebener Phasenlage zueinander gespeist werden.