EP2929589B1

EP2929589B1 - Dualpolarisierte, omnidirektionale antenne

Info

Publication number: EP2929589B1
Application number: EP13789186.7A
Authority: EP
Inventors: Manfred Stolle; Maximilian GÖTTL
Original assignee: Kathrein Werke KG
Current assignee: Kathrein SE
Priority date: 2012-12-06
Filing date: 2013-11-07
Publication date: 2018-09-05
Anticipated expiration: 2033-11-07
Also published as: KR101672502B1; JP6014774B2; DE102012023938A1; KR20150093680A; WO2014086452A1; EP2929589A1; JP2016504843A; CN105379006B; CN105379006A

Description

Die Erfindung betrifft eine dualpolarisierte, omnidirektionale Antenne nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine omnidirektionale Antenne (Rundstrahler) ist beispielsweise aus der WO 2011/120090 A1 bekannt geworden. Ein derartiger omnidirektionaler Rundstrahler umfasst beispielsweise drei Antennenarray-Anordnungen, die jeweils in einem 120° Winkel versetzt zueinander um eine Zentralachse herum angeordnet sind, wodurch sich in axialer Draufsicht ein dreieckförmiger Aufbau ergibt. Dadurch kann jedes Antennenarray ungefähr einen Azimut-Winkelbereich von 120° abdecken.
Entsprechende Antennen können die unterschiedlichsten Strahler und Strahlereinrichtungen nach dem Stand der Technik umfassen, beispielsweise Dipole, sogenannte Vektordipole, Patch-Strahler etc.. Sogenannte dualpolarisierte Vektorstrahler sind beispielsweise aus der EP 1 057 224 B1 bekannt geworden.
Jede der drei versetzt zueinander vorgesehenen Antennenarrays umfasst beispielsweise mehrere in gleichen Abständen übereinander angeordnete dualpolarisierte Strahlereinrichtungen. Über eine entsprechende Speiseeinrichtung werden die jeweils dualpolarisierten Strahler gespeist. Die Strahler können dabei auch zirkular gespeist werden. Die beiden Polarisationsebenen stehen wie üblich bevorzugt nicht nur senkrecht zueinander, sondern sind in einem Winkelbereich von +45° oder -45° gegenüber einer horizontal oder vertikal ausgerichteten Ebene geneigt angeordnet.
Ferner können die einzelnen Sektorantennen MIMO-fähig ausgestaltet sein, sind also Teil eines Empfangssystems mit mehreren Eingangs- und Ausgangssignalen.
Eine vertikal polarisierte Antenne ist beispielsweise auch aus der DE 600 19 412 T2 bekannt geworden. Sie umfasst eine vertikale, längliche Tragkonstruktion mit mehreren Dipolen, die in verschiedenen Höhen entlang der Tragkonstruktion angeordnet und an einem Koaxial-Stromversorgungskabel angeschlossen sind. Entlang der genannten Konstruktion ist pro Höhenstufe jeweils nur ein Dipol vorgesehen. Dabei sind die Dipole koplanar und exakt kolinear angebracht, und zwar in zwei Gruppen aufgeteilt, die nacheinander auf der genannten Konstruktion ausgebildet sind. Die Dipole in den beiden Gruppen sind in umgekehrter Richtung zueinander ausgerichtet, so dass die horizontalen Polarisationskomponenten der beiden Gruppen entgegengesetzt verlaufen. Die Anordnung ist dabei so, dass zwischen den beiden Dipolgruppen ein geringer Abstand entsteht, der die Möglichkeit bietet die Phasenzentren der Dipole beider Gruppen abzugleichen, um damit eine geringe Verschiebung aufgrund der Wirkung der Erdungsfläche auf die Dipole zu kompensieren.
Daneben sind auch vertikal polarisierte Rundstrahler bekannt, die nur in einer Polarisation strahlen oder empfangen, die nicht MIMO-fähig sind. Diese vertikal polarisierten Rundstrahler mit beispielsweise drei oder vier Panels werden um einen Mast in einer gleichen Ebene zu einem Rundstrahldiagramm zusammengeschaltet. Für eine bessere Rundheit können auch mehrere Ebenen verdreht zusammengeschaltet werden. Der Nachteil dabei ist, dass gute Rundstrahleigenschaften nur für einen kleinen Frequenzbereich möglich sind (aufgrund der geometrischen Anordnung ergeben sich dabei phasenabhängige Auslöschungen) .
Eine Multisektorantenne ist beispielsweise auch aus der DE 697 34 172 T2 bekannt geworden. Zur Abstrahlung eines einzigen Strahls in eine gewünschte Richtung wird eine Vielzahl von Elementantennen verwendet, die jeweils eine andere Richtwirkung in einer horizontalen Ebene haben. Dabei ist jede Elementarantenne in einer vertikalen Ebene angeordnet, wobei wenigstens eine der Elementarantennen in einer anderen Höhe als die der anderen Elementarantennen positioniert ist. Dabei sind die Elementarantennen hinsichtlich einer vertikalen Achse der Sektorantennen angeordnet, die so definiert ist, dass die Elementarantennen achsensymmetrisch in Bezug auf die erwähnte Achse angeordnet sind.
Eine nach dem Stand der Technik bekannte omnidirektionale Antenne ist aus der US 6,369,774 B1 bekannt geworden. Diese Vorveröffentlichung beschreibt eine Antenne, bei der beispielsweise längs einer X-Achse übereinanderliegend in drei beabstandeten Bereichen jeweils eine Dipolantenne positioniert ist, die jeweils für sich alleine genommen als Frontstrahler wirkt.
Um sicherzustellen, dass die einzelnen Antennen voneinander entkoppelt sind, werden die erwähnten drei Dipolantennen längs der X-Achse entfernt voneinander positioniert und sind zudem von einem ersten Medium mit höherer Impedanz umgeben, wobei dieses Medium mit einer höheren Impedanz von einem zweiten Medium umgeben ist, welches eine gegenüber dem ersten Medium niedrigere Impedanz aufweist.
Andere Beispiele umfassen eine Sektorantenne, bei der drei Patch-Strahler jeweils um 120° unterschiedlich ausgerichtet längs der X-Achse entfernt voneinander angeordnet sind.
Ferner ist ein Einzelstrahler mit einem Vektordipol aus der WO 2008/017386 A1 bekannt. Dieser Einzelstrahler sitzt vor einem spezifisch ausgebildeten, in Draufsicht quadratischen Reflektor, der an allen vier Seiten von einem Reflektorsteg umgeben ist, der in Strahlrichtung quer zur Reflektorebene, insbesondere senkrecht dazu vorsteht.
Zudem ist aus dieser Vorveröffentlichung eine einspaltige Antenne als bekannt zu entnehmen, die entsprechende Vektorstrahler in den einzelnen übereinander angeordneten Reflektorfeldern aufweist, die wie der Einzelreflektor ebenfalls an allen vier Seiten um jeden Strahler umlaufend von einem Reflektorsteg umgeben ist. Die Reflektorstege dienen dabei der Strahlformung.
Eine gattungsbildende omnidirektionale Antenne ist aus der EP 0 802 579 A2 bekannt geworden. Diese Veröffentlichung zeigt eine Antenne, die in Axialrichtung übereinander angeordnet und versetzt zueinander liegend jeweils drei, beispielsweise um 120° verdreht zueinander ausgerichtete Reflektorebenen aufweist. Diese Reflektorebenen schneiden sich in axialer Draufsicht längs der Zentralachse in dieser Zentralachse. Vor den Reflektorebenen sind entsprechende Strahler angeordnet. Dabei kann es sich auch um dualpolarisierte Strahler handeln, die in einem Abschnitt vor dem Reflektor sitzen, der durch einen um den Strahler herum verlaufenden Reflektorsteg begrenzt ist.
Diese Vorveröffentlichung beschreibt auch jeweils ein Paar von parallel zueinander verlaufenden Reflektorebenen, wobei jedes dieser Paare von Reflektorebenen in unterschiedlichen Azimutwinkeln ausgerichtet sind und in Axialrichtung längs der Zentralachse versetzt zueinander liegen. Dies eröffnet die Möglichkeit, dass an den gegenüberliegenden Seiten der beiden parallel, im Abstand zueinander verlaufenden Reflektoren entsprechende Strahler angeordnet werden können. In diesem Falle sitzen die jeweils beiden parallel zueinander verlaufenden Reflektorebenen eines Reflektor-Paars derart, dass die Zentralachse zwischen diesen Reflektorebenen hindurch verläuft.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine verbesserte dualpolarisierte und dabei omnidirektionale Antenne oder Gruppenantennen zu schaffen, die gegenüber herkömmlichen Lösungen eine verbesserte Rundstrahleigenschaft bei möglichst geringem Bauraum aufweist.
Die Erfindung wird entsprechend den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Lösung geht von dem bekannten Aufbau aus, bei welchem mehrere, beispielsweise drei um 120° versetzt zueinander strahlende Sektor-Antenneneinrichtungen, insbesondere Antennenarrays, vorgesehen sein können, die nicht in gleicher Höhenlage, sondern in Vertikalrichtung (also in ihrer Anbaurichtung) versetzt zueinander liegen. Dies eröffnet die Möglichkeit, dass jede einzelne Sektorantenne, bezogen auf ihre Zentral- oder Anbauachse, entgegengesetzt zu ihrer Strahlungsrichtung (in Abweichung zum gattungsbildenden Stand der Technik) versetzt liegend montiert wird, so dass letztlich die Phasenzentren in Draufsicht auf die diversen Sektorantennen deckungsgleich zu liegen kommen. Unter einem Phasenzentrum versteht man dabei jene elektronischen Referenzpunkte einer Antenne, von denen die elektromagnetische Antennenstrahlung vom Empfangsort aus betrachtet auszugehen scheint.
Dabei kann die Reflektorebene in der Regel zumindest näherungsweise als Phasenzentrum bezeichnet werden, das heißt üblicherweise der mittlere Bereich einer entsprechenden Reflektoranordnung einer Sektorantenne.
Da somit für alle Sektorantennen dieser Referenzpunkt identisch ist, wird dadurch eine eklatante Verbesserung der Rundstrahleigenschaften realisiert.
Da dadurch alle Sektorantennen näher an der zentralen Vertikal- oder Anbauachse liegend angeordnet sind, ergibt sich insgesamt - bei zwar vertikal größerer Gesamthöhe - eine vom Durchmesser her schmälere Antennenanordnung. Da der Durchmesser der Gesamtanordnung im Rahmen der Erfindung wesentlich kleiner ist als bei Lösung nach dem Stand der Technik, ist somit auch der optische Einfluss der Gesamtanordnung im Rahmen der Erfindung geringer. Ferner reduziert sich auch die Windlast bei der erfindungsgemäßen Lösung.
Die Erfindung schlägt ferner vor, dass zwischen zwei benachbarten und längs der Zentralachse versetzt zueinander angeordneten Sektorantennen zwischen eine Entkopplungseinrichtung vorgesehen ist. Diese Entkopplungseinrichtung besteht aus zumindest einem Reflektorsteg, der quer zur Reflektorebene des zugehörigen Reflektors ausgerichtet ist. Derartige Querstege, die am Reflektor ausgebildet sind, sind zwar grundsätzlich beispielsweise aus der DE 103 16 787 A1 bekannt geworden. Es handelt sich dabei allerdings um eine übliche einspaltige Mobilfunkantenne, die zumindest zwei zu einem Gesamtreflektor zusammenbaubare Reflektormodule umfasst, die jeweils durch seitliche Längsstege und zwischen den einzelnen Strahleranordnungen verlaufende Querstege gekennzeichnet ist.
Gemäß der Erfindung ist dabei die zumindest eine Reflektorebene einer jeden Sektorantenne so angeordnet, dass die vertikale Zentralachse in einem Abstand zur Reflektorebene verlaufend angeordnet ist.
Die Reflektorwände oder die Reflektorebenen liegen dabei in einem derartigen Abstand parallel zur Zentralachse, dass der Abstand zwischen der Reflektorebene einer Sektorantenne und der Zentralachse kleiner ist als 15% der Spaltenbreite einer zugehörigen Antennenspalte. Dabei verläuft die Zentralachse auf der Seite der Reflektorebene, auf der auch die Strahler vorgesehen sind.
Dabei ist die Anordnung derart, dass die Zentralachse die Reflektorstege durchsetzt.
Dadurch ergibt sich ein geringer Bauraum.
Als Vorteil ergibt sich im Rahmen der Erfindung dabei auch, dass das Phasenzentrum der Gesamtanordnung für das Horizontaldiagramm identisch mit dem Phasenzentrum einer Einzelantenne ist. Dadurch ist der Gruppenfaktor der Gesamtanordnung frequenzunabhängig und das Rundstrahldiagramm somit extrem breitbandig (es ist somit auch für Dualbandantennen geeignet). Die Rundheit der Gesamtanordnung hängt nur noch von der Halbwertsbreite der Einzelantenne ab.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ferner ein entkopplungsoptimierter Aufbau der Einzelstrahler bzw. Richtantennen vorgesehen. Dieser kann beispielsweise umlaufende oder abschnittsweise umlaufende Reflektorstege aufweisen, vor allem Reflektorstege, die quer zur jeweiligen Reflektorebene liegen und zwischen den einzelnen, vertikal übereinander angeordneten Sektorantennen ausgebildet sind.
Ebenso ist es im Rahmen der Erfindung möglich, nicht nur eine omnidirektionale Monoband-Antenne zu realisieren, sondern beispielsweise auch eine omnidirektionale Dual-band-Antenne oder eine noch mehrere Bänder umfassende omnidirektionale Multiband-Antenne, die zudem dualpolarisiert oder zirkularpolarisiert senden und/oder empfangen kann.
Dies kann bevorzugt unter Verwendung geeigneter Strahler und Strahlereinrichtungen realisiert werden, beispielsweise in Form von Patchstrahlern, aber auch in Form von sogenannten Dipol- oder Vektorstrahlern, wie sie beispielsweise aus der EP 1 082 728 B1 sowie der EP 1 470 615 B1 als bekannt zu entnehmen sind. Insbesondere in der zuletzt genannten Vorveröffentlichung ist gezeigt, dass sogenannte kelchförmige, etwas größer dimensionierte dualpolarisierte Strahler und im Zentrum davon sitzend kleiner dimensionierte für den höheren Frequenzbandbereich vorgesehene dualpolarisierte Strahler verwendet werden können.
Im Rahmen bevorzugter Ausführungsformen und Weiterbildung der Erfindung ist es ebenso möglich, die Anzahl der Strahler auch auf raumsparende Weise zu erhöhen, indem beispielsweise an jeder Stelle, an der eine Sektorantenne vorgesehen ist, bezogen auf die gleiche Reflektorebene, eine weitere in entgegengesetzter Richtung strahlende Sektorantenne eingesetzt wird. Somit ist an jedem Montageort quasi eine doppelte Sektorantenne vorgesehen, die in entgegengesetzten Richtungen strahlt.
Ebenso können in jeder Antennenspalte in der Regel in Vertikalrichtung übereinander angeordnet auch mehrere Monoband-, Dualband oder Mehrband-Strahler oder -Strahlereinrichtungen angeordnet sein, wie bei einer sonst üblichen Antenne. Jede dieser Antennenspalten mit den mehreren übereinander angeordneten Strahlern sind dann in Umfangsrichtung um die Zentralachse herum versetzt angeordnet, das heißt ausgerichtet, also mit unterschiedlichen Azimutwinkeln. Eine Verdopplung der Strahler kann wie oben erläutert dadurch bewirkt werden, dass bezogen zur jeweiligen Reflektorebene (also um 180° versetzt liegend) entgegengesetzt ausgerichtete Strahlereinrichtungen vorgesehen sind.
Wenn beispielsweise zwei Antenennspalten mit entsprechenden Strahlereinrichtungen verwendet werden, kann die gemeinsame Ebene, in der die Phasenzentren einer Spaltenantenne liegen oder zumindest näherungsweise liegen, so angeordnet sein, dass diese bevorzugt durch die Zentralachse oder in der Nähe der Zentralachse verläuft.
In Abweichung davon ist es in einer Weiterbildung der Erfindung aber auch möglich, in gleicher Höhenposition einer Strahlereinrichtung radial nach außen versetzt liegend zur vertikalen Zentralachse noch eine oder eine doppelte weitere Sektorantenne vorzusehen. Mit anderen Worten könnten bei einer derartigen, beispielsweise zweispaltigen Antennenanordnung (wie die Sektorantenne) die Strahler in der einen Spalte so angeordnet sein, dass deren Phasenzentren exakt oder möglichst exakt zur jeweiligen Zentralachse der Antennenanordnung zu liegen kommen, und dass dann die in einer dazu beispielsweise zweiten Antennenspalte angeordneten Strahlereinrichtungen in Radialrichtung, also in Seitenrichtung versetzt zur Zentralachse zu liegen kommen, insoweit also die beiden Spalten nicht symmetrisch zur Zentralachse liegen. Auch dies bietet weitere Vorteile, selbst wenn diese weitere Sektorantenne radial zur vertikalen Zentralachse entfernter positioniert ist. Dadurch lassen sich Mehrspalten-Antennen mit höheren MIMO-Moden realisieren, bei denen die Phasenzentren zwar nicht identisch sind, bei denen sich jedoch gleichwohl eine bestmögliche Rundheit des Strahlungsdiagramms bei hoher Breitbandigkeit ergibt.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend erörterten Beispielen im Zusammenhang mit einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel. Dabei zeigen im Einzelnen:

Figur 1:: eine perspektivische Darstellung eines ersten Beispiels einer omnidirektionalen dualpolarisierten mehrbandfähigen Antenne;
Figur 2:: eine schematische axiale Draufsicht auf das Beispiel gemäß Figur 1;
Figur 3:: eine entsprechende Darstellung zu Figur 2, jedoch bei nicht eingezeichneten Reflektoren;
Figur 4a:: eine perspektivische Ansicht einer abgewandelten Antenne (Sektorantennen-Anordnung) mit zwei entgegengesetzt ausgerichteten Sektorantennen, die bevorzugt einen gemeinsamen, in einer Symmetrieebene liegenden Reflektor umfassen;
Figur 4b:: eine Draufsicht auf das Beispiel gemäß Figur 4a;
Figur 4c:: eine entsprechende Darstellung zu Figur 4b, jedoch ohne eingezeichnete Reflektoren;
Figur 5:: ein zu Figur 1 abgewandeltes Beispiel in perspektivischer Darstellung bezüglich einer Antenne (Rundstrahlers) mit drei Sektorantennen, die lediglich in einem Band strahlen und/oder empfangen;
Figur 6:: eine schematische, axiale Draufsicht auf das Beispiel gemäß Figur 5;
Figur 7:: eine entsprechende Darstellung zu Figur 6, jedoch bei nicht eingezeichneten Reflektoren;
Figur 8:: ein zu den Figuren 5 bis 7 abgewandeltes Beispiel mit zwei in Zentralrichtung versetzt zueinander angeordneten Strahlern pro einspaltiger Sektorantenne;
Figur 9:: eine Draufsicht auf das Beispiel gemäß Figur 8;
Figur 10:: eine entsprechende Darstellung zu Figur 9, jedoch bei nicht eingezeichneten Reflektoren;
Figur 11:: ein zu Figur 8 abgewandeltes Beispiel in perspektivischer Darstellung mit zwei Antennenspalten pro Sektorantenne, in der jeweils zwei in Zentralrichtung übereinander angeordnete Strahler vorgesehen sind;
Figur 12:: eine schematische, axiale Draufsicht auf das Beispiel gemäß Figur 11;
Figur 13:: eine entsprechende Darstellung zu Figur 12, jedoch bei nicht eingezeichneten Reflektoren;
Figur 14:: ein zu Figur 11 abgewandeltes Beispiel, bei der die beiden Antennenspalten gegenüber dem Beispiel nach Figur 11 quer zur Zentralachse seitlich positioniert sind;
Figur 15:: eine schematische, axiale Draufsicht auf das Beispiel gemäß Figur 14;
Figur 16:: eine entsprechende Darstellung zu Figur 15, jedoch bei nicht eingezeichneten Reflektoren;
Figur 17:: ein zu den vorausgegangenen Beispielen abgewandeltes Beispiel eines Rundstrahlers, bei dem in jedem Höhenbereich bezogen auf die Zentralachse jeweils zwei um 180° versetzt zueinander strahlende Strahler vorgesehen sind, die auf einer gemeinsamen Reflektorwand sitzen;
Figur 18:: eine schematische, axiale Draufsicht auf das Beispiel gemäß Figur 14;
Figur 19:: eine entsprechende Darstellung zu Figur 15, jedoch bei nicht eingezeichneten Reflektoren;
Figur 20:: eine axiale Draufsicht auf ein abgewandeltes Beispiel in Abweichung zu dem Beispiel gemäß Figur 6, bei welchem die einzelnen Sektorantennen in Strahlrichtung mit geringem Versatz von der Zentralachse 1 beabstandet angeordnet sind;
Figur 21:: ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel in axialer Drausicht, bei dem im Gegensatz zu den Figuren 6 und 20 die einzelnen Sektorantennen mit leichtem seitlichen Radialversatz zur Zentralachse so angeordnet sind, dass die Zentralachse nicht auf der rückwärtigen Seite der Reflektoren, sondern auf der Strahlerseite der Sektorantennen parallel zur Reflektorwand verläuft; und
Figur 22:: eine schematische Draufsicht auf eine entsprechende Antennenanordnung mit drei um 120° versetzt zueinander angeordneten Sektorantennen nach dem Stand der Technik, bei der die Sektorantennen in gleicher Höhenlage angeordnet sind.

Nachfolgend wird auf die Figuren 1 bis 3 Bezug genommen, in welchen ein erstes Beispiel gezeigt ist.
In Figur 1 ist eine vertikale Zentralachse 1 strichliert eingezeichnet, die nachfolgend auch als Anbauachse oder Anbaulinie bezeichnet wird.
Im gezeigten Beispiel sind drei Sektorantennen 5 übereinander angeordnet, die jeweils in Azimutrichtung um 120° in Umfangsrichtung versetzt zueinander ausgerichtet sind, also um 120° versetzt zueinander strahlen.
Dabei ist aus den Zeichnungen zu entnehmen, dass die drei Sektorantennen 5 nicht in gleicher Höhenlage, bezogen auf ihre vertikale Zentralachse 1 (wie im Stand der Technik üblich), sondern in Richtung der vertikalen Zentralachse oder Anbaulinie 1 versetzt zueinander liegend positioniert sind.
Jede der Sektorantennen 5 umfasst dazu beispielsweise einen dualpolarisierten Strahler 7, beispielsweise für ein erstes, höheres Frequenzband (Highband) sowie einen weiteren, dualpolarisierten Strahler 9 für ein niedrigeres Frequenzband (Lowband), wobei diese Sektorantenne 5 in einer Antennenspalte 6 angeordnet ist.
Der Vektorstrahler für das höhere Frequenzband weist einen Aufbau auf, wie er grundsätzlich beispielsweise aus der EP 1 057 224 B4 oder der DE 198 60 121 A1 bekannt ist.
Dieser dualpolarisierte Strahler für das höhere Frequenzband (nachfolgend auch kurz Vektordipol genannt) ist beispielsweise innerhalb eines sogenannten kelchförmigen Dipols angeordnet, der ebenfalls als dualpolarisierter Strahler ausgebildet ist und aufgrund seiner größeren Bemessung zum Senden und Empfangen in einem niedrigen Frequenzband geeignet ist. Ein derartiger Strahler ist grundsätzlich beispielsweise aus der EP 1 470 615 B1 als bekannt zu entnehmen.
Die beiden Strahler 7 und 9 sitzen an einer gleichen Position bei frontseitiger Betrachtung senkrecht auf dem jeweils zugehörigen Reflektor 11, der im gezeigten Beispiel jeweils eine zum Strahler rückwärtige Reflektorwand 13 umfasst, die in einer Reflektorebene 13' angeordnet ist, wobei im gezeigten Beispiel umlaufend Reflektorstege 15 angeordnet sind. Diese Reflektorstege 15 stehen quer und vorzugsweise im gezeigten Beispiel senkrecht zur Reflektorebene 13' und sind dabei als Teil des gesamten Reflektors 11 als umlaufende Begrenzung vorgesehen. Dadurch lässt sich ein entkopplungsoptimierter Aufbau realisieren, das heißt ein Antennenaufbau, bei dem eine jeweilige Sektorantenne 5 optimal von einer darunter oder darüber befindlichen, benachbarten Sektorantenne entkoppelt ist.
Der erwähnte, entkoppelte Reflektoraufbau umfasst dazu also zumindest einen Reflektorsteg 15', der quer und vorzugsweise senkrecht zur Reflektorebene 13' der betreffenden Sektorantenne 5 ausgerichtet ist und dabei zwischen zwei benachbarten Sektorantennen angeordnet ist. Dabei soll dieser, vor allem der Entkopplung zu einer benachbarten Sektorantenne dienende Quersteg 15' des Reflektors 11 quer und insbesondere senkrecht zur Verbindungslinie, das heißt der Zentralachse 1, ausgerichtet verlaufen.
Im gezeigten Beispiel kann noch ein Zwischenreflektor 17 in einer Zwischenreflektorebene 17' in einem parallelen Abstand zur rückwärtigen Reflektorwand 13 angeordnet sein, der kleiner dimensioniert ist als der dualpolarisierte Strahler 9 für den niedrigen Frequenzbereich, wobei die Symmetrierung des entsprechenden Vektorstrahlers 7 eine entsprechende Zentralöffnung 17a in diesem Zwischenreflektor 17 elektrisch, galvanisch kontaktierungsfrei durchragt.
Das in Figur 1 perspektivisch wiedergegebene Beispiel umfasst die erwähnten drei Sektorantennen 5, die in Vertikal- oder Zentralrichtung 1 jeweils um 120° versetzt zueinander ausgerichtet sind. Der Aufbau aller Antennen ist grundsätzlich gleich, könnte allerdings auch unterschiedlich zueinander sein.
Jede Sektorantenne 5, das heißt jedes entsprechende Antennensystem 5 ist in der gezeigten Ausführungsform nach Art einer einspaltigen Sektorantenne aufgebaut, die im gezeigten Beispiel auch nur eine Reihe und somit also nur eine entsprechende Strahleranordnung zum Übertragen in ein höheres und niedrigeres Frequenzband umfasst. Wie später noch gezeigt wird, können in Vertikalrichtung in einer gemeinsamen Antennenspalte 6 auch zwei oder mehrere Sektorantennen zu einem entsprechenden Sektor-Antennenarray zusammengefasst sein. Darüber hinaus können auch weitere Antennensysteme oder Sektorantennen vorgesehen sein, die in einer eher seitlich, radial oder horizontal verlaufenden Anbaurichtung positioniert sind.
Im gezeigten Beispiel liegt die erwähnte vertikale Zentralachse 1 jeweils mittig in jeder der Reflektorebenen 13' bzw. in der Mitte der jeweiligen Reflektorwand 13. Dadurch ist gewährleistet, dass das Phasenzentrum einer jeden Sektorantenne 5, das näherungsweise in der Regel mittig in der zugehörigen Reflektorebene 13' bzw. in der Reflektorwand 13 einer jeder Sektorantenne 5 liegt, in axialer Draufsicht auf der vertikalen Zentralachse 1 liegt, so dass sich von daher ein gegenüber der herkömmlichen Lösung deutlich verbessertes omnidirektionales Strahlungsdiagramm ergibt.
Anhand von Figur 4 ist ein doppelter Einzelstrahler gezeigt, das heißt eine doppelte Sektorantenne, die im gezeigten Beispiel jeweils in zwei Frequenzbändern betrieben werden kann. Diese doppelte Sektorantenne 5 umfasst einen senkrecht zur Zeichenebene verlaufenden mittigen, in dieser Ausführungsform gemeinsamen Reflektor 11 mit einer gemeinsamen Reflektorwand 13, der in der erwähnten gemeinsamen Reflektorebene 13' liegt. Mit anderen Worten sind die beiden Sektorantennen 5 in diesem Beispiel um 180° versetzt zueinander liegend und damit symmetrisch zur Reflektorebene 13' positioniert. Der weitere Aufbau ist dabei so realisiert, dass jede der beiden um 180° verdreht zueinander montierten Sektorantennen (wie in dem vorausgegangen Beispiel) jeweils einen größer dimensionierten (und z.B. kelchförmig gestalteten) dualpolarisierten Strahler 9 für das niedrigere Frequenzband und in dessen mittiger Position einen weiteren, ebenfalls dualpolarisierten Vektorstrahler 7 umfasst, gegebenenfalls wieder mit dem zusätzlichen in Figur 4 nicht sichtbaren und von der eigentlichen Reflektorebene 13' beabstandeten Reflektor 17, der ebenfalls wieder in einer Reflektorebene 17' vorgesehen ist.
Dieser Aufbau mit einer um 180° versetzt zueinander ausgerichteten doppelten Sektorantenne 5 kann nunmehr für jede der in Figur 1 gezeigten drei Sektorantennen verwendet werden, so dass sich dadurch bei gleich hohem axialen Aufbau, wie aber auch bei gleichem Durchmesser der so gebildeten Antennenanordnung letztlich sechs Strahler unterbringen lassen. Dadurch wird nicht nur das Rundstrahldiagramm verbessert, sondern es lässt sich auch eine MIMO-Fähigkeit realisieren.
Nachfolgend wird auf ein Beispiel gemäß den Figuren 5 bis 7 eingegangen, welches vom Grundsatz her dem Beispiel nach den Figuren 1 bis 3 entspricht, jedoch mit dem Unterschied, dass in Abweichung zu den Figuren 1 bis 3 (die einen omnidirektionalen Rundstrahler unter Verwendung von dualpolarisierten Strahlern für eine Dual-band-Antenne beschreiben) nunmehr Vektorstrahler 7 oder 9 vorgesehen sind, die nur in einem Frequenzband senden oder empfangen können. Verwendet wird dabei ein Vektorstrahler oder Vektordipol, wie er beispielsweise aus der DE 10 2004 057 774 B4 für das dort beschriebene höhere Frequenzband zu entnehmen ist. Alle gezeigten drei, in Vertikalrichtung längs der Zentralachse 1 übereinander angeordnete Sektorantennen 5 sind dabei in einem 120°-Winkel versetzt zueinander angeordnet, wie sich insbesondere aus der Ansicht längs der Zentralachse gemäß Figuren 6 und 7 ergibt. Grundsätzlich kann die Anordnung so sein, dass mittels eines derartigen Rundstrahlers in jedem gewünschten Frequenzband gesendet und/oder empfangen werden kann, und zwar für beide Polarisationen. Auch hier können anstelle des gezeigten dualpolarisierten Vektordipols andere geeignete Strahlereinrichtungen, wie beispielsweise Patchstrahler, eingesetzt werden.
Anhand der Figuren 8 bis 10 ist nunmehr das vorstehend erläuterte Beispiel insoweit erweitert worden, als nunmehr für jede Sektorantenne 5 zwar weiterhin nur eine Antennenspalte 6 vorgesehen ist, bei der allerdings nunmehr in jeder Antennenspalte 6 längs der Zentralrichtung zwei versetzt zueinander liegende dualpolarisierte Strahler 7 oder 9 angeordnet sind. Der Abstand der Strahler wird üblicherweise in Abhängigkeit des gewählten Frequenzbandes festgelegt, in dem die Antenne strahlen und/oder empfangen soll. Dieser Abstand beträgt üblicherweise einen Wert zwischen λ/2 bis λ, beispielsweise um 0,7 bis 0,75 λ, wobei λ die Mittenbetriebsfrequenz für das betreffende Frequenzband sein kann. Es handelt sich bei diesem Beispiel also um einen dualpolarisierten, omnidirektionalen Rundstrahler für ein Monoband, bei welchem jede Sektorantenne zumindest zwei in Anbaurichtung, in der Regel in Richtung der vertikalen Zentralachse 1 übereinander angeordnete dualpolarisierte Strahler umfasst. Mit anderen Worten kann das Prinzip ausgebaut werden, dass drei, vier usw. entsprechende Strahler längs der Zentralachse übereinander angeordnet sind. Ansonsten ist jede Sektorantenne, wie bei den anderen Beispielen auch, in einem entsprechenden Winkel um die Zentralachse 1 herum versetzt zueinander angeordnet, wie die Figuren 9 und 10 zeigen.
Das erläuterte Beispiel gemäß den Figuren 8 bis 10 ist ebenfalls wieder für eine Monoband-Antenne mit mehreren, längs der Zentralachse 1 übereinander angeordneten, dualpolarisierten Strahlern gezeigt. Aber auch hier können die einzelnen Sektorantennen als dualpolarisierte Dual-band- oder dualpolarisierte Triband- oder allgemein dualpolarisierte Mehrband-Antennen ausgebildet sein. Sollen die Strahler in den einzelnen Sektorantennen 5 beispielsweise in zwei (oder mehreren) Frequenzbändern strahlen, wird üblicherweise zwischen den einzelnen Strahlern von der Betriebswellenlänge abhängig ein unterschiedlicher Strahlerabstand gewählt, wie dies grundsätzlich beispielsweise aus der EP 1 082 782 B1 (entspricht der WO 99/062139 A1 ) bekannt ist. Dies hieße beispielsweise in Anlehnung auf das Beispiel gemäß Figur 1 oder Figur 8, dass beispielsweise jede Sektorantenne 5 zwei dualpolarisierte, längs der Zentralachse 1 beabstandete Strahler 9 für das niedrigere Frequenzband und beispielsweise in gleicher Anbaurichtung versetzt liegend drei dualpolarisierte Strahler 7 für das höhere Frequenzband umfasst, wobei beispielsweise bei doppelt so hohem oberen Frequenzband (beispielsweise 1800 MHz-Band) im Verhältnis zum unteren Frequenzband (beispielsweise 900 MHz-Band) zwei dualpolarisierte Strahler 9 für das höhere Frequenzband in der mittigen Zentralposition der beiden dualpolarisierten Strahler für das niedrigere Frequenzband 9 sitzen (wie in Figur 1 gezeigt), und dass der dritte dualpolarisierte Strahler 7 für das höhere Frequenzband zwischen den beiden Zentren der beiden Strahler für das niedrige bzw. höhere Frequenzband angeordnet sein kann.
Nachfolgend wird auf ein nochmalig abgewandeltes Beispiel gemäß den Figuren 11 bis 13 eingegangen, welches vom Grundsatz her drei in 120°-Winkeln verdreht zueinander angeordnete Sektorantennen 5 beschreibt, die wie bei allen anderen Beispielen längs der Zentralachse 1 versetzt zueinander liegen. In Abweichung zu den vorausgegangenen Beispielen umfasst dieser omnidirektionale Rundstrahler nicht nur drei Sektorantennen 5 mit dualpolarisierten Strahlern, die nur in einer Antennenspalte 6 angeordnet sind, sondern die jeweils in zwei Antennenspalten 6 angeordnet sind. In jeder Antennenspalte können dabei zumindest ein oder mehrere, vorzugsweise in Zentralrichtung 1 versetzt zueinander liegende Monoband-, Dualband- oder allgemein Mehrband-Strahler angeordnet sein, wie dies anhand der vorausgegangenen Beispielen grundsätzlich erläutert wurde.
Der Reflektor 11 mit seiner Reflektorwand 13 liegt dabei für jeweils beide Antennenspalten 6 jeder Sektorantenne 5 in einer gleichen Reflektorebene 13'. Entsprechende Reflektorstege 15 sind für jede Spaltenanordnung vorgesehen, die um alle zu einer Antennenspalte gehörenden Strahler 7, 9 herum verlaufen, einschließlich der erwähnten quer zur Zentralachse 1 ausgerichteten Reflektorstege 15' zur Erzielung einer Entkopplung zur nächsten Sektorantenne. In Abweichung beispielsweise von Figur 8 oder von Figur 11 könnten bei Bedarf noch quer verlaufende Reflektorstege zwischen den einzelnen Strahlern 7 oder 9 in den einzelnen Antennenspalten 6 vorgesehen sein.
Bei der Variante gemäß der Figur 11 ist ein in zentraler Axialrichtung 1 verlaufender Antennensteg 15" auch zwischen den beiden Antennenspalten vorgesehen.
Der Abstand zwischen den Mittellängsachsen durch jede der Antennenspalten 6 sollte auch hier wieder dem üblichen Abstand entsprechen, also beispielsweise zwischen λ/2 und λ bezüglich der Mittenbetriebsfrequenz liegen. Entsprechend geeignete Werte liegen häufig zwischen 0,65 λ bis 0,75 λ, also beispielsweise um 0,7 λ (bezogen auf die Mittenbetriebsfrequenz, wenn es sich um eine Monband-Antenne handelt; andernfalls bei Dualband-Antennen ist für λ der Wert der Mittenfrequenz für das niedrigere Frequenzband als Bezugsgröße heranzuziehen).
Bei dem erläuterten Beispiel sind die beiden Antennenspalten 6 jeweils zu einer vertikalen Symmetrieebene (senkrecht zur Reflektorebene 13' stehend) angeordnet, so dass die vertikale Zentralachse 1 die Reflektorebene 13' durchläuft, und zwar genau an der Trenn- und Verbindungsstelle zwischen den beiden Antennenspalten 6. Das heißt, dass die jeweilige vertikale Symmetrieachse 1 zwischen den Antennenspalten 6 parallel zur zugehörigen Reflektorebene 13' verläuft. Die ergibt, dass im Fernfeld die Phasenzentren der Sektorantennen 5 (mit den Strahlern in den beiden Spalten 6) scheinbar in der Zentralachse 1 liegen oder zumindest näherungsweise dort liegen.
Anhand des Beispiels gemäß den Figuren 14 bis 16 ist ein omnidirektionaler Rundstrahler mit zwei Antennenspalten 6 und einem oder mehreren Strahlern 7, 9 in den einzelnen Spalten 6 gezeigt, bei der die eine Antennenspalte 6, wie bei den Beispielen gemäß den Figuren 1 bis 10 bezüglich der Zentralachse 1 so angeordnet ist, dass sich die drei vertikal ausgerichteten Symmetrieebenen (die senkrecht zur jeweiligen Reflektorebene 13' stehen) der drei in Vertikalrichtung übereinander und verdreht zueinander angeordneten Sektorantennen 5 in der Zentralachse 1 schneiden. Die dazu jeweils zweite Antennenspalte 6 ist dann asymmetrisch zur Zentralachse 1 jeweils seitlich versetzt, das heißt radial nach außen versetzt liegend angeordnet, so dass sich in Draufsicht auf die Figuren 15 und 16 eine zu den Figuren 12 und 13 abweichende Anordnung ergibt. Mit anderen Worten ist auch bei diesem Beispiel, wie in dem vorausgegangenen Beispiel sichergestellt, dass zumindest ein zusätzlicher weiterer, in einer weiteren Antennenspalte 6 angeordneter Strahler 7, 9 vorgesehen ist, also zumindest ein zusätzlicher seitlich oder radial versetzt liegender Strahler 7, 9 vorgesehen ist. Bei dem Beispiel gemäß den Figuren 11 bis 13 wie bei dem Beispiel nach den Figuren 14 bis 16 können dabei die einzelnen Sektorantennen 5 mit den gezeigten zumindest beiden Antennenspalten in Querrichtung, das heißt senkrecht zur Zentralachse 1 in unterschiedlichen Stellungen positioniert werden, also müssen nicht zwingend nur in der in den Figuren 11 bis 13 bzw. 14 bis 16 gezeigten Stellung angeordnet sein. Beliebige andere abweichende Relativpositionen in einer unterschiedlichen Verschiebestellung senkrecht zur Zentralachse sind möglich. Bevorzugt ist jedoch eine Anordnung, bei der in Draufsicht auf eine entsprechende Sektorantenne mit den zumindest einen oder den zumindest beiden Antennenspalten die Zentralachse 1 stets in einer überlappenden Position zu der ein-, zwei- oder mehrspaltigen Sektorantenne 5 liegt.
Genauso sind aber auch in weiten Bereichen Zwischenpositionen möglich, in denen die beispielsweise beiden Antennenspalten 6 in Horizontalrichtung relativ zur Zentralachse 1 in unterschiedlicher Lage positioniert werden können.
Bei den vorausgehend erläuterten Beispielen unter Verwendung mehrerer Strahler pro Sektorantenne, insbesondere auch bei Verwendung eines zwei- oder mehrspaltigen Antennenaufbaus (Antennenarray) lässt sich vor allem eine MIMO-Fähigkeit des omnidirektionalen Rundstrahlers realisieren bzw. weiter ausbauen und verbessern. Diese verbesserte MIMO-Fähigkeit lässt sich dabei bei bestmöglicher Rundheit des Strahlungsdiagramms sicherstellen.
Anhand von Figur 4 ist gezeigt worden, dass an jeder Position der Sektorantenne die Strahleranzahl verdoppelt werden kann, dadurch, dass bezogen auf den Reflektor 11 bzw. die Reflektorwand 13 quasi dazu spiegelbildlich auf beiden Seiten eine entsprechende Strahlerstruktur vorgesehen ist. Dieses anhand von Figur 4 grundsätzlich erläuterte Prinzip lässt sich aber bei allen Beispielen realisieren. Dies soll nur beispielhaft anhand der Figuren 17 bis 19 gezeigt werden, welches vom Prinzip her dem Beispiel nach den Figuren 8 bis 10 entspricht, mit der Besonderheit, dass der anhand von Figur 4 erläuterte Grundgedanke auch hier realisiert ist. Dadurch ergibt sich eine doppelte Strahleranordnung, bei der in jedem der drei Höhenbereiche quasi eine doppelte Sektorantenne 5 vorgesehen ist, die in 180° Richtung versetzt, also entgegengesetzt zueinander ausgerichtete und eine oder mehrere Einband- oder Mehrbandstrahler in einer, zwei oder mehreren Spalten umfassen kann, und dies stets bei Verwendung von dualpolarisierten oder zirkular polarisierten Strahlern.
Wie erwähnt ist der Antennenaufbau grundsätzlich so, dass die Phasenzentren aller Spaltenantennen, das heißt zumindest der Spaltenantennen, die längs der Zentralachse 1 in der Regel in Vertikalrichtung aufeinanderfolgend angebaut sind, in der Zentralachse 1 zusammenfallen oder zumindest in der Nähe der Zentralachse 1 liegen. Diese Phasenzentren liegen dabei in der Regel in der Reflektorebene 13' der Reflektorwand 13. Allgemein gesprochen sind die einzelnen Sektorantennen mit ihren Reflektoren 11 so um eine Zentralachse 1 herum angeordnet, dass sich in Draufsicht längs der Zentralachse 1 die Reflektoren 11 und damit auch die Reflektorwand 13 zumindest teilweise überlappen und überschneiden. Dieser Abstand ist jedenfalls deutlich und bevorzugt mehr als die Hälfte kleiner als der übliche Abstand zwischen den Phasenzentren, das heißt insbesondere der jeweiligen Reflektorebene 13', der Reflektorwände 13 und der Zentralachse X bei herkömmlichen Rundstrahlantennenanordnungen, die einen in Draufsicht dreieckförmigen Aufbau aufweisen, bei welchem die Reflektorebenen an den Seiten eines gleichseitigen Dreiecks positioniert sind.
Bevorzugt sind also im Rahmen der Erfindung die Reflektorwände 13, das heißt die jeweilige Reflektorebene 13' bezogen auf die Zentralachse 1 so angeordnet, dass der radiale Abstand zur Zentralachse 1 dieser Reflektorwand 13 oder der Reflektorebene 13' kleiner ist als 15%, insbesondere kleiner ist als 10%, 8%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2% und insbesondere auch kleiner ist als 1% der Spaltenbreite B der jeweiligen Antennenspalte 6 (siehe Figuren 1, 8 oder 11).
Die erläuterten Beispiele sind allesamt so beschrieben worden, dass die jeweilige Reflektorebene 13' einer Reflektorwand 13 eines Reflektors 11 einer jeden Sektorantenne 5 so angeordnet ist, dass die Zentralachse 1 in der Reflektorebene 13' liegt. Die einzelnen Sektorantennen mit ihren Reflektoren 11 und den Reflektorwänden können aber auch in einem radialen Abstand zur Zentralachse versetzt angeordnet werden, um immer noch die beschriebenen Vorteile zu realisieren, wenn dieser Abstand nicht zu groß wird. Von daher soll dieser Abstand bevorzugt kleiner als 15%, insbesondere kleiner als 10%, 8%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2% und insbesondere auch kleiner als 1% der Spaltenbreite B einer Antennenspalte 6 sein.
In Figur 20 ist eine derartige Anordnung der einzelnen Reflektoren gezeigt, in der die jeweilige Reflektorebene 13' einen in dem vorstehend genannten Sinne geringen Radialversatz zur Zentralachse 1 aufweist. Eine solche Ausbildungsform kommt unter anderem dann in Betracht, wenn in dem so gebildeten Freiraum zwischen den in Draufsicht drei in unterschiedlicher Höhenlage angeordneten Sektorantennen beispielsweise ein Antennenmast vorgesehen sein soll, der von der Zentralachse 1 durchsetzt wird.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung gemäß Figur 21 ist ein Versatz der einzelnen Sektorantennen in negativer Richtung vorgenommen worden. Dort sind also die Reflektorwände 13 mit ihren zugehörigen Reflektorebenen 13' relativ zur Zentralachse 1 versetzt angeordnet, dass die Zentralachse 1 die Reflektorstege durchsetzt. Mit anderen Worten verläuft also hier die Zentralachse 1 auf der Seite der Reflektorebene 13', auf der auch die Strahler 7 und/oder Strahler 9 vorgesehen sind (bei dem Beispiel gemäß Figur 20 verläuft die Zentralachse 1 auf der Rückseite der Reflektorwände 13, also auf der gegenüberliegenden Seite zu den Strahlern 7/9).
Anhand von Figur 22 ist nur zur Vervollständigung in axialer Draufsicht eine Antenne mit drei Sektorantennen nach dem Stand der Technik gezeigt, bei der die drei Sektorantennen 5 um die Zentralachse herum um einen 120°-Winkel angeordnet sind, wobei in diesem Fall alle Sektorantennen in einer gleichen Höhenlage montiert sind, da die Reflektorwände einen so großen Abstand zur Zentralachse 1 aufweisen, dass sich die so gebildeten Sektorantennen und insbesondere deren Reflektoren 11 oder Reflektorwände 13 in Draufsicht nicht überlappen oder schneiden.
Um den erwähnten entkopplungsoptimierten Aufbau der Einzelstrahler 5 bzw. der Richtantennen 5, also der einen oder mehreren Sektorantennen 5 zu realisieren, sind die erwähnten, quer und insbesondere senkrecht zu der Reflektorebene 13' der Reflektorwand 13 oder des gesamten Reflektors 11 verlaufenden Reflektorstege 15 bzw. 15' vorgesehen. Diese Reflektorstege 15 bzw. 15' sollen bevorzugt eine Reflektorsteg-Höhe R aufweisen, die größer als 0,05 λ ist, wobei λ die Mittenfrequenz im Falle eines Monoband-Strahlers ist. Im Falle einer Dualband- oder Multiband-Strahleranordnung ist λ die Mittenfrequenz des niedrigsten Frequenzbandes. Allgemein gesprochen soll die Höhe R der Seitenwand oder der Seitenstege 15, 15' des Reflektors 11 gegenüber der Reflektorebene 13' nicht größer sein als die Höhe H1, also die Höhe der Strahler 7 gegenüber der Reflektorebene 13' und damit aber auch nicht höher sein als die Höhe H2, das heißt die Höhe der Strahler 9 gegenüber der Reflektorebene 13' (siehe Figur 4).
Mit anderen Worten ist also im gezeigten Beispiel die Reflektorsteg-Höhe R der Reflektorstege 15, 15' sowie 15" kleiner als die Höhe H2 der dual- oder vertikalpolarisierten Dipol- oder Vektorstrahler 9 für das niedrigere Frequenzband und damit auch noch niedriger als die Höhe H1 der noch höher bauenden dual- oder vertikalpolarisierten Dipol- oder Vektorstrahler 7 für das höhere Frequenzband, wie dies aus den Figuren 2 oder 4 zu ersehen ist.
In den erwähnten Beispielen und dem an Hand von Figur 21 erläuterten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist auf das Speisesystem nicht mehr einzeln eingegangen worden. Üblicherweise werden die entsprechenden Strahler und Antennen bzgl. der beiden senkrecht zueinander stehenden Polarisationsebenen sowie für die einen oder mehreren Frequenzbänder über Koaxialleitungen jeweils getrennt gespeist. Ebenso verwendet werden können aber auch Combiner/Verteiler, worüber die gemeinsam zugeführten Frequenzen aufgeteilt bzw. zusammengefasst werden können. Es wird insoweit auf bekannte Lösungen verwiesen, was ebenso für den Betrieb der Sektorantennen 5 zur Realisierung eines MIMO-Betriebs gilt.
Ferner wird angemerkt, dass die zu dem erläuterten Rundstrahler gehörenden Sektorantennen, die in einer einzigen Polarisation strahlen oder empfangen, über ein Speise-netzwerk zusammengeschaltet sein können (dies gilt nicht für den Sektorbetrieb). Soweit für die Sektorantennen Strahler vorgesehen sind, die in zwei senkrecht zueinander stehenden Polarisationsebenen senden und/oder empfangen, können alle in einer gemeinsamen Polarisationsebene (von beispielsweise +45° oder -45° gegenüber der Horizontalen ausgerichtet) betriebene Strahler über ein Speisenetzwerk zusammengeschaltet sein.

Claims

Dualpolarisierte, omnidirektionale Antenne mit zumindest drei separaten in Umfangsrichtung um eine Zentralachse (1) versetzt zueinander liegenden Sektorantennen (5) mit folgenden Merkmalen:
- jede Sektorantenne (5) umfasst zumindest eine Antennenspalte (6) mit einem zugehörigen Reflektor (11), der zumindest teilweise in einer Reflektorebene (13') angeordnet ist, wobei in der Antennenspalte (6) vor dem Reflektor (11) zumindest ein dualpolarisierter Strahler (7, 9) angeordnet ist,

- mit einer Speiseeinrichtung, die mit der Sektorantenne (5) gekoppelt ist,

- die Sektorantennen (5) sind zusätzlich längs ihrer Zentralachse (1) versetzt zueinander angeordnet,

- die Sektorantennen (5) sind so angeordnet, dass sich in axialer Ansicht längs der Zentralachse (1) die Reflektoren (11) mit ihrer in einer jeweiligen Reflektorebene (13') angeordneten Reflektorwand (13) schneiden,

- zwischen zwei benachbarten und längs der Zentralachse (1) versetzt zueinander angeordneten Sektorantennen (5) ist eine Entkopplungseinrichtung vorgesehen,

- die Entkopplungseinrichtung besteht aus zumindest einem Reflektorsteg (15, 15'), der quer zur Reflektorebene (13') des zugehörigen Reflektors (11) ausgerichtet ist,

- die Reflektorwände (13) oder die Reflektorebenen (13') liegen in einem Abstand parallel zur Zentralachse (1),

- die Reflektorwände (13) oder die Reflektorebenen (13') liegen in einem derartigen Abstand parallel zur Zentralachse (1), dass der Abstand zwischen der Reflektorebene (13') einer Sektorantenne (5) und der Zentralachse (1) kleiner ist als 15% der Spaltenbreite (B) einer zugehörigen Antennenspalte (6), wobei die Spaltenbreite (B) der Breite der Reflektorwand (13) entspricht, und

- die Zentralachse (1) verläuft dabei derart auf der Seite der Reflektorebene (13'), auf der auch die Strahler (7, 9) vorgesehen sind, dass die Zentralachse (1) die Reflektorstege (15, 15') durchsetzt.
Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Reflektorstegs (15, 15', 15") größer ist als 0,05 λ bezogen auf die Mittenfrequenz in einer Monoband-Antenne oder bezogen auf die tiefere Mittenfrequenz in einer Dualband- oder Multiband-Antenne und kleiner ist als eine Höhe (H1) der dualpolarisierten Strahler (7) und/oder kleiner ist als die Höhe (H2) der dualpolarisierten Strahler (9), jeweils gegenüber der Reflektorebene (13') des zugehörigen Reflektors (11) einer Sektorantenne (5).
Antenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Sektorantenne (5) einen umlaufend geschlossenen oder unterbrochenen Reflektorsteg (15) aufweist, wodurch der Reflektor (11), mit der innerhalb des Reflektorsstegs (15, 15') sitzenden Sektorantenne (5) umfasst ist.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektorwände (13) oder die Reflektorebenen (13') derart parallel zur Zentralachse liegen, dass der Abstand zwischen der Reflektorebene (13') einer Sektorantenne (5) und der Zentralachse (1) kleiner ist als 10%, insbesondere kleiner ist als 8%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2% und insbesondere kleiner ist als 1% der Spaltenbreite (B) einer zugehörigen Antennenspalte (6) .
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sektorantennen (5) so angeordnet sind, dass die Zentralachse (1) durch die Phasenzentren hindurch verläuft oder einen Abstand dazu aufweist, der kleiner ist als 15%, insbesondere kleiner ist als 10%, 8%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2% und insbesondere kleiner ist als 1% der Spaltenbreite (B) einer zugehörigen Antennenspalte (6).
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jede Sektorantenne (5) als Monoband-Antenne, als Dualband-Antenne oder als Multiband-Antenne ausgebildet ist.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich jeder Sektorantenne (5) eine um 180°, das heißt entgegengesetzt ausgerichtete zweite Sektorantenne (5) vorgesehen ist, die vorzugsweise einen gemeinsamen Reflektor (11), insbesondere eine gemeinsame Reflektorwand (13) mit einer gemeinsamen Reflektorebene (13') umfasst.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede Sektorantenne (5) mehrere in der Antennenspalte (6) liegende und in Richtung der Zentralachse (1) versetzt zueinander angeordnete dualpolarisierte Strahler (7, 9) umfasst.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sektorantennen (5) zumindest zwei parallel zueinander angeordnete Antennenspalten (6) umfasst, wobei in jeder Antennenspalte zumindest ein dualpolarisierter Strahler (7, 9) und vorzugsweise mehrere dualpolarisierte Strahler (7,9) in Richtung der Antennenspalte (6) beabstandet zueinander angeordnet sind.
Antenne nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die dualpolarisierten Strahler (7, 9) in den einzelnen Antennenspalten (6) einer Sektorantenne (5) in gleicher Höhenlage angeordnet sind.
Antenne nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Antennenspalten (6) zwischen 0,65 λ und 0,75 λ liegt, wobei λ die Mittenbetriebsfrequenz für das niedrigste Frequenzband ist.
Antenne nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass jede Sektorantenne (5) mit ihren zumindest beiden Antennenspalten (6) symmetrisch zur Zentralachse (1) angeordnet ist.
Antenne nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sektorantennen (5) so angeordnet sind, dass jeweils eine Antennenspalte (6) symmetrisch zur Zentralachse (1) positioniert ist, wohingegen die zumindest eine weitere Antennenspalte (6) dazu radial, seitlich oder quer zur Zentralachse (1) versetzt liegt.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere in einer oder in unterschiedlichen Antennenspalten (6) angeordnete dualpolarisierte Strahler (7, 9) als MIMO-Antennen betreibbar sind.
Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die dualpolarisierten Strahler (7, 9) monoband-, dualband- oder mehrbandfähig sind.