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WO2016198232A1 - Dipolförmige strahleranordnung - Google Patents

Dipolförmige strahleranordnung Download PDF

Info

Publication number
WO2016198232A1
WO2016198232A1 PCT/EP2016/060660 EP2016060660W WO2016198232A1 WO 2016198232 A1 WO2016198232 A1 WO 2016198232A1 EP 2016060660 W EP2016060660 W EP 2016060660W WO 2016198232 A1 WO2016198232 A1 WO 2016198232A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
radiator
filter
arrangement according
signal line
dipole
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/060660
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Maximilian GÖTTL
Original Assignee
Kathrein-Werke Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kathrein-Werke Kg filed Critical Kathrein-Werke Kg
Publication of WO2016198232A1 publication Critical patent/WO2016198232A1/de

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
    • H01Q9/28—Conical, cylindrical, cage, strip, gauze, or like elements having an extended radiating surface; Elements comprising two conical surfaces having collinear axes and adjacent apices and fed by two-conductor transmission lines
    • H01Q9/285—Planar dipole
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
    • H01P1/203—Strip line filters
    • H01P1/2039—Galvanic coupling between Input/Output
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
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    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/246—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for base stations
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    • H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/10—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces
    • H01Q19/108—Combination of a dipole with a plane reflecting surface
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    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/24—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
    • H01Q21/26—Turnstile or like antennas comprising arrangements of three or more elongated elements disposed radially and symmetrically in a horizontal plane about a common centre
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    • H01Q5/335—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way using frequency dependent circuits or components, e.g. trap circuits or capacitors at the feed, e.g. for impedance matching
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    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
    • H01P1/202—Coaxial filters

Definitions

  • dipole radiator 196 27 015 A have been known for example from the Vorveröffent ⁇ cations DE 197 22 742 A and DE.
  • dipole radiators may have a conventional dipole structure in the form of a simple dipole or may consist, for example, of a crossed dipole or a dipole square, etc.
  • a so-called vector dipole is known eg from the publication WO 00/39894 Vorveröf ⁇ . Its structure seems to be comparable to a dipole square. However, because of the specific design of the dipole radiator according to this prior publication and the special supply, this dipole radiator acts in a similar way to a crossed dipole, which radiates in two mutually perpendicular polarization planes. In constructive In particular, due to its outer contour design, it is rather square in shape.
  • Such dipole antenna elements are usually so- ⁇ fed, that a dipole or radiator half having an outer conductor for direct current (ie galvanically) is connected, whereas the inner conductor of a coaxial connection cable to the second dipole or radiator half direct current (that is in turn electrically) is connected.
  • the feed takes place in each case at the end regions of the dipole or radiator halves facing one another.
  • such single- or dual-polarized emitters can also have a very broadband design so that they can transmit and / or receive in different frequency ranges or frequency bands.
  • the single- or dual-polarized radiator are fed via a single-ended coaxial cable to form a balun.
  • a specific embodiment of vector dipoles which has proved to be favorable, has semicylindrical carrier sections, within which the feed lines are arranged running from a root point to the radiator halves, wherein the wall sections closed to the outside, semicylindrical or semi-cylindrical, form a quasi-coaxial line structure with the inside form laid signal lines.
  • the feeding itself to the respective opposite radiator half can be carried out galvanically or capacitively, namely in the case of singly polarized radiators, but also in the case of cross-shaped polarized radiators, such as dipole crosses, dipole squares or the mentioned vector dipoles.
  • multi-band antennas that are suitable for different frequency ranges.
  • These are generally so-called X-polarized antennas whose polarization ⁇ levels is preferably aligned in a + 45 ° or -45 ° angle against ⁇ over the horizontal as vertical.
  • Very widespread are antennas and in particular mobile radio antennas, which can be operated in different frequency bands in a lower frequency range and in an upper frequency range.
  • These antennas are also referred to as dual-band, triple-band, quad-band, pen-taband or hexaband antennas.
  • These filters are usually housed in the base station or in a so-called Remote Radio Head (RRH) near the antenna. These filters are usually designed as a duplex filter or as a bandpass filter. The technical requirements are enormous regarding insulation and outer band suppression.
  • RRH Remote Radio Head
  • decoupling such as e.g. the so-called interband decoupling between the frequency bands. As a rule, this decoupling should have at least 30 dB.
  • These decoupling will be e.g. generated in a lower and upper frequency band using high and low pass filters.
  • Such filter structures under construction of stubs have become known, for example, from WO 2010/124810 AI.
  • US 4,623,894 A describes a dipole antenna having at least two radiator halves, over which the antenna is operated in a polarization plane.
  • the Strah ⁇ lerhquen are electrically conductively connected to the carrier elements, the radiator halves and the support elements are arranged in front of a reasonable electrically conductive reflector.
  • the support element can be used inter alia as a signal line or feed line for the dipole antenna, wherein in the signal line or feed line, a filter is integrated, which is thus arranged so on the front or above the reflector tor.
  • a dipole-shaped antenna structure can also be taken from US 2009/0284431 AI as known. According to this prior publication, it is proposed to provide a matching circuit on the front side of a reflector, in particular in the region of a feed line. The object of the present invention is now to provide an improved feed structure on the basis of such a prior art.
  • the inventive solution is based on that zusharm ⁇ Liche filter in the form are provided by coaxial filter structures, wherein the filters are arranged within a external conductors ⁇ ters. These filters can be provided in particular in the form of low-pass filters, on the reflector front side, on which the radiators are also arranged. The corresponding new coaxial filter structures are therefore not on the back of the accommodated.
  • ⁇ nen filter at least such a strong filtering can be rea ⁇ linstrument that - if additional filtering devices should not be necessary - these can be implemented on the back of the reflector or outside the antenna separately, but with considerably lower construction costs and therefore lower costs.
  • the solution according to the invention proves to be particularly preferred when the corresponding filters are provided and formed directly on the radiators.
  • the filters with the corresponding filter functions are realized as a low-pass filter. They sit between the radiator feed (i.d.R. at the level of the radiator elements or halves) and the radiator base or the radiator base.
  • the filters are typically located immediately adjacent outside or in corresponding receiving spaces within the carrier carrying the radiator halves, i. the carrier halves or, for example, in the formation of vector dipoles of the four completely or predominantly separated by slots slots carrier sections.
  • the filter function can sit on one or both sides of the radiator halves or the radiator symmetry.
  • the filters can be designed in many different ways, for example as a coaxial system, also in the board base, etc.
  • the preferred solution has been the formation of the filters in the form of stubs, as is known in principle in a coaxial structure already known from WO 2010/124180 A1 are. It has also been found that the filters can be used and adapted in the context of the invention as well as impedance transformation between radiator feed and Strahlerfußddling, thereby helping to improve the VSWR, so the so-called standing wave ratio (Voltage Standing Wave Ratio).
  • Figure 1 is a schematic plan view of a einspalti ⁇ ges antenna array and depicting different, more suitable in the invention dipole radiators;
  • Figure 2 a fragmentary simplified spatial
  • FIGS. 3a to 3c Representation of a simple polarized dipole radiator, as it can be used in the invention.
  • FIGS. 4a and 4b are identical to FIGS. 4a and 4b.
  • FIGS. 5a to 5e are identical to FIGS. 5a to 5e:
  • FIGS. 6a to 6d are identical to FIGS. 6a to 6d:
  • FIGS. 7a to 7d are identical to FIGS. 7a to 7d.
  • FIGS. 8a and 8b are identical to FIGS. 8a and 8b.
  • FIGS. 9a to 9d are identical to FIGS. 9a to 9d.
  • Feed lines of the associated filter structure consists of metal strip, which by punching or cutting and / or edges or bending are made;
  • FIGS. 10a to 12b are identical to FIGS. 10a to 12b.
  • FIGS. 13a to 13d are identical to FIGS. 13a to 13d:
  • vector dipole which is made entirely of a sheet metal part including associated feed lines with filter structures
  • FIGS. 14a to 15b are identical to FIGS. 14a to 15b.
  • Feeder lines with associated filter structures according to the invention.
  • Figure 1 a schematic plan view of an antenna arrangement, i. in the concrete, a single-column antenna nenarray 1 shown, which is usually mounted extending in the vertical direction.
  • This antenna array 1 comprises a reflector 3, which is shown in a vertical plan view in FIG.
  • V of the antenna array 1 are generally at equidistant intervals A radiator 5 mounted (distance A between two in the V direction be ⁇ neighboring centers of two radiators).
  • dipolförmiger cross emitters are merely illustrative of a basic construction of a corresponding antenna or cellular antenna 5b still and again lying offset a so- ⁇ -called vector radiator 5c in plan view shown, the two vertically aligned polarization- ⁇ onsebenen PI and P2.
  • An equally applicable dipole square is not shown to achieve better Small dimension, but might as well be ⁇ sets.
  • the dipole cross 5b shown in FIG. 1 as well as the vector dipole 5c would be able to transmit and / or receive in two mutually perpendicular polarization planes PI and P2, as well as in FIG. For example, in a suitably aligned dipole ⁇ square.
  • the actual radiator elements that is the dipole halves 7.1a and 7.1b at easy-polarized antenna and the radiator halves 7.1a, 7.1b and 7.2a, 7.2b at ⁇ dual polarized radiators usually run at a distance to the reflector 3 in parallel alignment with the reflector plane RE.
  • an antenna array 1 can be constructed using a very wide variety of radiators 5 a, 5 b and / or 5 c, ie using radiators of the same type or also of radiators with different radii design.
  • the structures can thus be different, whereby differently shaped radiators can be used, which radiate in different bands.
  • vector radiators 5c these can be designed very broad band of home, so that they are offset in at least two or even in several ⁇ ren send to each other lying frequency bands and / or receive.
  • FIG. 2 shows a corresponding spatial representation of the antenna array shown in FIG. 1, but only with a simplified view of a simple dipole radiator 5 a which radiates PI in only one polarization plane.
  • Such a dipole-shaped radiator usually have ei ⁇ NEN carrier 11, which in the case of a dipole radiator 2
  • Carrier halves 11.1a and 11.1b includes, extending from the reflector plane RE of the reflector 3 to the amount of mall ⁇ lich each other away from each other dipole halves 7.1a and 7.1b, namely forming a slit see this 13.1 provided in the case a dipole can also be referred to as Symmetri proceedingssschlitzes 13.1.
  • the dipole halves 7.1a and 7.1b are galvanically separated in height of the radiator via the above-mentioned slit 13.1 of each other, and thereby have adjacent zuei ⁇ Nander lying, so-called inner beam end portions 107, ie, 107.1a and 107.1b to a lying and removed to the outside -setting beam end portions 117.1a and 117.1b on the other, hereinafter referred to as externa ⁇ ßere beam end portions 117.1a, 117.1b.
  • Such a dipole or generally dipole-shaped radiator 5 can be made of a conductive metal, for example of a cast part, in particular an aluminum cast part.
  • a corresponding dipole for example a crossed dipole, can also consist of a sheet metal part or be made of a sheet metal part, which can be shaped accordingly by cutting, punching, edging and / or bending.
  • such a dipole-shaped radiator may be gebil ⁇ det also using, for example a dielectric, for example in the form of a mono- or multilayer circuit board or by using a corresponding platinum material, which at least on one side, ie the front or the back with a metallizing Layer is coated.
  • the entire top surface is metallized ⁇ accordingly.
  • the slot 13.1 extends as mentioned almost over the entire height of the dipole, or may be different from ge ⁇ shown embodiment of Figure 2 adjacent a bottom to reflector 3 underlying having two carrier halves 11.1a and 11.1b connecting connecting web 15.1, whereby the entire joint Base 17 of the carrier 11.1 and thus the base 17 of the radiator 5 is formed.
  • This connecting web 15.1 is shown as one of the possible variants in Figure 2 only by dashed lines, since the radiator halves 7.1a and 7.1b can also extend to the reflector plane RE through the slot 13 separately.
  • connection of the underside of the carrier 11.1 or the carrier halves 11.1a, 11.1b with or without additional connecting web 15.1, ie generally the common or separate base 17, may preferably be realized galvanically on the conductive reflector 3. But also possible here is the formation of a capacitive connection. If an insulating intermediate layer is provided between the base 17, that is to say the underside of the base 17 (with or without the connecting web 15.1 shown in FIG. 2) and the electrically conductive reflector layer, a capacitive coupling of the respective radiator arrangement to the reflector 3 is thereby produced. In other words, an even a galvanic connection to be provided to the reflector ⁇ capacitive or if necessary here to the base 17 of the carrier. 11
  • the statements made above generally apply generally to other dual-polarized radiator types, for example the above-mentioned cross radiator 5b and, above all, also the vector dipole 5c.
  • the feed height or the feed plane SpE is usually provided, which is shown in dashed form in FIG. 2, this plane extending parallel to the reflector plane RE.
  • this feed height or feed level the feeding of the transmission signals or the received signals, which is explained in detail below, usually takes place.
  • the feed can certainly be provided in a certain range even below the height range in which the dipole or radiator halves 7.1a, 7.1b are formed.
  • the radiator height H with respect to the reflector plane RE and thus more or less the length of the slot 13.1 generally corresponds to a value of about ⁇ / 4.
  • the radiator height and / or the slit length should all ⁇ absolutely not screaming ⁇ th preferably a value of ⁇ / 10 min.
  • a limitation in the upward direction in principle does not exist, so that the antenna height could in principle be any multiple of ⁇ (especially as a radiator without Reflector has a radiation pattern).
  • ⁇ preferably represents a wavelength from the frequency band to be transmitted, preferably in a middle frequency of the band to be transmitted. If it is a broadband radiator transmitting two or more frequency bands, the value of ⁇ should preferably be a mean size of the total Frequency band range from the lowest to the highest ⁇ th value of the various frequency bands amount.
  • FIG. 3a shows a schematic side view, in FIG. 3b a spatial view and in FIG. 3c a top view of a section of the dipole emitter 7.1 according to FIGS. 1 and 2, namely with its two carrier halves 11.1a, 11.1b and the lower connecting web 15.1, FIG. namely without the at the upper end of the carrier 11.1 running away from each other dipole or radiator halves 7.1a, 7.1b, which are merely indicated in Figure 3a.
  • Such a dipole radiator is thereby fed to the control using an unbalanced line system, for example, using a two-line power 21.1 in the form of an unbalanced co axialskos 21.1, which from the bottom or back ⁇ side of the reflector 3 via a recess or bore in the reflector 3 passed to the emitter side and then along a support half, for example, the Trä ⁇ gerhque 11.1a in the direction of the upper end of the carrier 11.1 is guided running.
  • a coaxial feed structure is created, ie using a coaxial cable.
  • the feed is carried out as described in more detail below, with the formation of a balun.
  • the upper end of the ground conductor 25.1 in case of Ko ⁇ axiallogies 125.1 in the form of an outer conductor 125.1 can capacitively and preferably electrically be connected in particular by soldering with the electrically conductive surface of the Toggle adjacent carrier half IIa, ie at ⁇ play, at a mass feed point 126.1 a.
  • connection is to be electrically example ⁇ means of soldering.
  • signal coupling takes place via the signal line here in the form of the inner conductor 27.1 at a signal feed point 128.1b at the top and inner region of the second carrier half IIb.
  • At least one filter F ie a filter arrangement or filter structure F
  • the mentioned filter F are not only on the front of the reflector, lying between the reflectors or on the reflector surface itself, but un ⁇ indirectly provided in the area of the radiator 5, namely integrated directly into the two-line feed 21.1 in the illustrated embodiment.
  • the filter F as a coaxial filter system and is formed UNMIT ⁇ telbar running parallel to the adjacent, ie sawn adjacent carrier 11.1 or carrier halves 11.1a, 11.1b integrated into the coaxial feed line.
  • radiator feed that is to say generally at the level of the dipole or radiator halves on the one hand and the radiator base 17, with radiator base 17 also being spoken in part instead of radiator base 17.
  • this coaxial filter comprises the continuous inner conductor, that is, the signal line 27.1, on which in the exemplary embodiment shown has a specific filter arrangement in the form of two oppositely oriented stub lines 205, in the illustrated embodiment 205a and 205b.
  • These stubs branch off at a base point 207 from the signal line 27.1 and then pass over a subsequent angle or arc section 209 in the ei ⁇ tual stub lines 205, which is preferably paral ⁇ lel to the signal line 27.1 at a small distance therefrom.
  • the length of the individual stubs may be formed differ long enough to produce the desired passage or blocking function of the filter.
  • the entire filter structure thus formed is housed within the outer conductor 125.1a, which is not shown in Figure 4a.
  • the structure and the structure of the filter basically correspond to the structure as it is known from WO 2010/124810 AI. Therefore, reference is made to the Of ⁇ fenbarungsgehalt this prior publication and in the content of this application.
  • filter structures can also be used deviating therefrom.
  • the filter structure F ( ⁇ punching part) could be formed within the hollow-cylindrical outer conductor as a metallic conductive sheet metal part.
  • the filter structure F can also be realized as a conductor track, which is formed on a board material.
  • this example is a cross-shaped dipole radiator 5b which transmits and receives in two polarization planes PI and P2 which are perpendicular to one another.
  • the other difference from the preceding embodiment in that the asymmetric two-Lei ⁇ tung system 21.1 is not by means of coaxial cable 121 reali ⁇ Siert but using Micro-Strip lines 221 (lines).
  • P2 a feed could be performed by means of a two-line system 21.1 and 21.2, under using coaxial cables 121, as was explained with reference ⁇ of the previous embodiment.
  • the two-line feed system 21.1 and 21.2 explained below for one or both polarization planes PI, P2 could also be carried out in the above explained exemplary embodiment not using coaxial cables 212 but using microstrip lines 221, such as different ones , are basically possible feeder systems insbeson ⁇ wider unbalanced feed line systems.
  • the cross-shaped radiator 5b comprises two dipoles 7.1 and 7.2 perpendicular to one another, each with two dipole or radiator halves 7.1a, 7.1b and 7.2a, 7.2 lying in the associated polarization plane PI, P2 b, where ⁇ in the polarization planes PI, P2, as in the first embodiment also, are aligned perpendicular to the reflector plane RE according to the design of the radiator.
  • the two polarization planes PI and P2 intersect at the center of the radiators such that the two diodes pole halves 7.1a, 7.1b in the first polarization plane PI and the two perpendicular thereto radiator or the dipole halves 7.2a, 7.2b in the second polarization plane P2.
  • Each of the supports 11.1 and 11.2 lying parallel to the planes of polarization PI, P2 with the associated carrier halves 11.1a and 11.1b or 11.2a, 11.2b can be made of metal or metal plates, in particular of one or more assembled sheet metal parts. It is also possible that these carriers are formed for example from Lei ⁇ terplattenmaterial, ie from a dielectric, wherein at least one and preferably both of the opposite side surfaces are coated with an electrically conductive layer, which are preferably galvanically connected to each other ⁇ .
  • the pairs of carrier halves 11.1a, 11.1b and 11.2a, 11.2b which are perpendicular to each other for both polarization planes PI, P2, can be mounted and / or held on a common base 17, with which they preferably also galvanically are connected. Via a provided for example in the center of the base 17 bore 18 then the base as well as the spotlight total galvanic or capacitive, as explained, are connected to an electrically conductive reflector, whereby it is electrically connected and mechanically held accordingly.
  • the two feed systems are basically similar and comparable to the previous embodiment formed from ⁇ . In the variant according to FIGS.
  • the connection of the ground line 25, ie the ground line 25.1a or 25.2a for example via the galvanic connection of the lower end of the carrier 11, ie the respective carrier halves 11.1a, 11.1b and 11.2a , 11.2b not only directly, but also for example via the base 17 with the reflector 3 and / or via a separate ground line 25 done.
  • a galvanic or capacitive connection of the ground line for example in the vicinity of the upper regions of a carrier half 11.1a, 11.1b and 11.2a, 11.2b, as described explained by Fi gures ⁇ 3a and 3b.
  • the two signal lines 27.1 and 27.2 are in this example preferably in each case as a micro-strip line (ie as a strip line) 221.1 and 221.2 formed, ie as a conductor on a corresponding dielectric 128, for example in the form of a printed circuit board material 128, which thus as a substrate or carrier , here in Spe ⁇ zifischen serves as a support plate.
  • a micro-strip line ie as a strip line
  • 221.1 and 221.2 formed, ie as a conductor on a corresponding dielectric 128, for example in the form of a printed circuit board material 128, which thus as a substrate or carrier , here in Spe ⁇ zifischen serves as a support plate.
  • the formation of the respective line system 21.1 and 21.2 in the embodiment shown in the form of a micro-strip line system 221.1 or 221.2 designed in a lateral plan view in the manner of an inverted L or approximately L-shaped, with the associated carrier or the substrate 128th can be designed with appropriate design but not must.
  • the aforementioned printed circuit board material 128 with the thereon micro-strip feed line 27.1, 27.2 in each case for each plane of polarization PI and P2 in paral ⁇ Lelex position at a small distance to the actual plate-shaped carrier 11, that is, the respective support half 11.1 and 11.2 arranged ,
  • the electrically conductive surface of the carrier 11 serves as a Mas ⁇ sefiguration for the spaced apart by the thickness of the substrate 128 to micro-strip conductor track.
  • the signal line 27.1a, 27.1b and 27.2a, 27.2b are preferably each pointing outward on the associated non-conductive surface of the carrier 11.
  • opposite rear side of the substrate 128 to form the micro-strip conductor tracks an associated ground plane, the preferred receiving under Zvi ⁇ rule circuit of a dielectric film or with interposition of an air Abstandsspal- tes from the Ground surface of the carrier halves is separated.
  • the respective plate-shaped dielectric support (Sub ⁇ strat) 128 preferably has a at the lower end of standing before ⁇ tongue 128a, wherein the formed on the plate-shaped dielectric substrate 128 provided signal line 27.1 or 27.2 into the region of the projecting tongue 128a extending is.
  • the jewei ⁇ celled signal line 27 preferably terminates in the region of this projecting tongue 128a, which vorzugt loading in the assembled state to the back of the reflector protrudes through a bore or recess in the reflector 3 of the antenna elements or the front side, so that there the corresponding end 27 'of the signal conductor 27.1 (FIG. 5c) and 27.2 can be connected to a corresponding feed network (usually by soldering).
  • a capacitive coupling between the guided via the slot 13 away portion of the micro-strip line as ⁇ by resulting for example in each case 221.1 and 221.2 for the two polarization planes.
  • this ground area can extend into the region of the tongue 128a (also there on the rear side to the end 27 'of the feed line 21) run, then also at the appropriate location below the reflector plane RE, ie on the back of the reflector or angebun to be in the region of the reflector itself, to ground ⁇ .
  • the micro-strip lines could also on the 11.1 and 11.2 of the zug tactileigen dipole or radiator half facing the zug culinaryigen support portion are ⁇ the side of the substrate 128 formed when the ⁇ particular between this micro-strip line and the corresponding ground plane the carrier 11.1, 11.2 or the dipole or radiator surface is still provided an insulating Zwi ⁇ rule layer.
  • the support 128 for the feed system is so large, ie generally dimensioned so wide that in this area, in addition to the feed line 27, the mentioned filters or filter structures F are or can be accommodated ,
  • these filter structures F are shown only schematically as enlarged line sections.
  • the specific Design of the filter structures can be formed very different.
  • the filter structures F are also useful in this he ⁇ läuterten example in each case in the parallel to the support section 11, ie, 11.1 and 11.2 extending portion of the associated radiator out ⁇ forms and / or positioned, where relatively large amount of space for accommodating the filter structures is available.
  • the feed system explained with reference to the first exemplary embodiment using an asymmetrical coaxial cable (coaxial feed structure) could however also be realized in the case of a crossed dipole, as shown by the second exemplary embodiment of the microstrip lines.
  • the solution according to the invention also opens on the basis of this example that the desired filter structures can be produced and mounted directly with the radiators in their specific adaptation.
  • filter structures structural ⁇ F are shown only by way of example. They also have a number of stubs again. However, the filter structures F can also be designed completely differently. Thus, different filter types can be used, notwithstanding the exemplary embodiments shown. However, it has proved to be advantageous to use filter structures which, as explained, preferably comprise branch lines which run parallel to the signal line, as has been explained with reference to the preceding exemplary embodiments.
  • a further execution namely a vector dipole 5, 5c, has the basic ⁇ additionally a dual-polarized antenna structure ⁇ .
  • the vector dipole may basically have a shape ⁇ as exemplary only and in principle in WO 2008/022703 Al or WO 2005/060049 Al or in one of the Vorveröf- initially described and mentioned is treated fentlichept.
  • vector dipoles also radiate and receive in two mutually perpendicular planes of polarization PI and P2, the planes of polarization perpendicular to each other running in each case through the diagonal through the vector dipole.
  • the two radiator halves provided for each of the planes of polarization are taken to be more square in plan view, or approximate to a square from the basic structure.
  • the support 11 here consists of four support quadrants 11.1a, 11.1b, 11.2a, 11.2b, which are arranged lying in plan view about the central central axis Z offset by 90 °.
  • two adjacent carrier quadrants are separated from each other via a slot 13 extending from the base upwards and thereby at least almost over the entire height of the beam.
  • the carrier quadrants are connected to one another only via their underlying base 17 and / or only at a low partial height. It is also possible that the individual Suquadranten separated from each other directly electrically or capacitively electrically connected to the electrically conductive reflector and are mechanically fixed there.
  • Each extending in the diagonal direction, so cover ⁇ equal to two mutually perpendicular Pola Risationsebenen PI, P2 are from the center Z outwardly extending, ie outwardly closed U-shaped or semi-cylindrical or partially cylindrical wall sections 43 formed, which inwardly toward the center Z towards cylinder or tubular and in plan view along the Primaach ⁇ se Z four 90 ° offset recording areas 45 arise, converge in the center toward the center in a common central space 46 or connected thereto.
  • the Feiselei ⁇ tions 27 described below with the associated filter structures F are housed.
  • the signal line then transitions into an optionally only briefly immersed free end section 27 ', which dips into the respectively nearly opposite cylindrical or semicylindrical receiving areas and there leads to the signal line being interrupted. citric is coupled to the corresponding radiator half.
  • this signal line again comprises the desired filter F.
  • the filter F can be constructed in exactly the same way as was explained in principle with reference to FIGS. 4a and 4b.
  • the filter structure 4 may be formed on a substrate plate 28, wherein the signal ⁇ line 27 is carried out as a micro-strip line here, formed on one side of the substrate 28 is, for example, again with at least one or in the illustrated embodiment with two stub lines 205, which may be formed in different lengths to achieve the desired filtering effect and thereby have, for example, in the opposite direction but need not show.
  • the filter according to Figures 8a and 8b is shown only by way of example.
  • the corresponding capacitive coupling is in the sectional view of Figure 7b also again gege ⁇ ben, namely there without the underlying in Figure 7a plug.
  • the lower end portion of the signal line which leads through a corresponding hole in the reflector to a network formed on the back side 3b of the reflector 3, is preferably connected by means of soldering.
  • the free end of the signal line does not only have to be capacitively connected at the level of the radiator halves must, but also can be galvanically connected (so can be short-circuited).
  • the connecting or coupling end of the signal line shown in FIG. 5d is preferably galvanically connected by means of soldering to the upper end region of the wall section 43, which is galvanically connected to the associated radiator half.
  • the inwardly open and outwardly closed and so far partially cylindrical-shaped and thus shielded receiving spaces 45 serve as ground or outer conductor 25, 125 of the corresponding unbalanced feed structure, i. the coaxial feed structure.
  • the design of the feeder with the associated filter F is the same, except that the crossbar of the feeder line at the level of the associated radiator halves is offset in the altitude to the offset by 90 ° other cross bar of the feed line for the other plane of polarization, so that here both bars of the feeder ⁇ lines can be passed past each other without contact, so can cross over, as can be seen in particular from the spatial representation of Figure 5a.
  • the two feed lines in the form of these metal strips are provided in the intersecting central portion on the one hand with an upwardly raised and on the other hand with a downwardly spaced, contactlessly past each other past center section Ml or M2.
  • the coupling of the feed line 27 to the associated radiator half is in turn capacitive for each of the two polarization planes PI and P2, that is to say without contact.
  • the connection of the free end 27 'of the corresponding metal strip 327 (which forms the feed line 27, 127.1 or 127.2) at the respective inner end portion of the associated radiator half also be made galvanically , as shown schematically again with reference to the cross-sectional view according to FIG. 9d.
  • the free end 27 'of the feed line is soldered to the corresponding inner end portion of the radiator half, for example.
  • the supply lines are held back by electrically non-conductive spacers 66, preferably made of plastic contact ⁇ freely to the walls of the carrier, such as by way of example only with reference to figures 9b and 9c is shown.
  • the mentioned spacer 66 is embodied here in the form of a spacer basket or frame 66 ', via which both intersecting feed lines 27 can be anchored without contact in the form of the respective metal strips 327, so that not only the actual feed line 27, but also the free end portion 27 'can extend without contact to the carrier in the AufEnglishung 45, wherein the wall of the carrier also serves as outer conductor 125.1, 125.2 in this embodiment. This forms the coaxial feed structure.
  • Figure 9e shows furthermore also, for example, that the base of the carrier 11 can be held over a se parate ⁇ holder again, that can be anchored to a corresponding reflector, whereby this holder is designed for example as an insulating dielectric.
  • the galvanic connection of the carrier is then transferred to the support base 17 above, usually in one piece with the carrier comparable
  • Thematic conductive connection pins 111 which project through entspre ⁇ sponding holes in the reflector, and then preferably on the rear side 3b of the reflector to earth ⁇ be closed, so in general be grounded.
  • the signal line 27 in the form of the metal strips 327 may be formed differently.
  • the signal line thus formed into a receiving space 45 of an associated carrier half leads, wherein the free end 27 is immersed 'in the diagonally opposite receiving space 45 of an opposite support half and ⁇ play capacitively coupled there with, if not, how He ⁇ explains, with reference to Figure 9d, a galvanic connection is desired.
  • the corresponding metal strip-shaped stub lines 205 are formed, which can be connected to the metal strip at different heights, that is to say at different base points 209, can be of different lengths, etc.
  • the filters in the two terminal branches Z127a and Z127b of the signal lines 27, 127 are identical, so are at the same place, the jewei ⁇ ended foot points 207 in the same distance to the lower end of the two terminal branches Z127a and Z127b are located and from there in each case the same aligned and equally long stub lines 205 are formed.
  • FIGS. 12a and 12b With regard to the two branches Z127a and Z127b of the supply lines, a different structure is shown in FIGS. 12a and 12b.
  • the stub lines 205 while forming the desired filter structure, are not only provided at different locations, but are also designed with different lengths and numbers. As a result, a different blocking and / or transmission effect can be generated on both connecting sections of the double signal line thus formed.
  • FIG. 9 A corresponding vector dipole producible by punching and edges is shown with reference to FIG. 9, as it is known from the aforementioned utility model.
  • a radiator half is provided with a metal strip produced by punching and edges and thus positively connected, which is folded over several times and forms the illustrated feed line.
  • the course of the feed line for each of the two planes of polarization can be formed as explained in the other exemplary embodiments.
  • the feed line is arranged parallel and at a distance to a neighboring Trä ⁇ ger 11 extending from bottom to top and a parallel to the radiator halves extending horizontal bracket with an opposite coupling section 327 'provided, which is capacitively coupled to the associated radiator or dipole half.
  • the Rushba ⁇ sis is also total or via separate terminal ⁇ points or pins with the ground surface of the reflector at the, preferably each parallel to the carrier duri fenden signal line section connected and could then be formed in turn in the corresponding filter or the filter structures, for example with the stubs, as already explained in principle with reference to the other embodiments.
  • a metal strip 327 likewise formed by punching and edges, which forms the signal line 27, is shown with reference to FIGS. 14a to 15b.
  • At the respectively parallel to the support portion extending line section are also punching lines, edges and possibly 180 ° bending ( Figures 15a and 15b) pa ⁇ rallel to the signal line section extending stubs ⁇ lines 205 formed, which also again metallic are formed strip-shaped.
  • This filter structures may be formed on both the extending upwardly from the base signal line portion as compared to the second ⁇ opposite, capacitively coupled signal line portion.
  • the Stichleitun ⁇ gene to provide the desired filtering effect to erzeu ⁇ gene may also be formed at different locations in different orientations and different length.
  • Fil ⁇ ter Vietnamese can be generated by different configuration, arrangement and / or dimensions, for example, using bar lines, and this in a particularly simple and space-saving manner.
  • the filter structures are arranged on the one hand on the radiator side of the reflector, ie on the front ⁇ side 3a of the reflector on which the radiators are posi- tioned.
  • the above-Fil ⁇ F terpatenteden preferably arranged directly in the area itself or in the vicinity of the radiator, ie, especially directly adjacent to the associated carrying device of the radiator or radiator structures, and in particular of the dipole-shaped radiator structures shown.
  • the exemplary embodiments shown also show that the filters are each arranged between the radiator feed-in , that is to say usually at the level of the dipole or radiator halves on the one hand and the radiator base or the radiator base point.
  • the fil ⁇ ter Vietnamese is integrated into the signal line. Thereby The filters can be arranged and stored highly space efficient, on the reflector front 3a.
  • the associated support structure for single- or dual-polarized radiators is constructed such that the associated carrier halves 11.1a, 11.1b and / or 11.2a, 11.2b are configured in a hollow cylindrical fashion, then this hollow or partially cylindrical support structure can be used as an outer conductor and / or shielding for the internal conductor or signal conductor laid therein to form a coaxial feed structure for feeding the dipole radiators.
  • this hollow or partially cylindrical support structure can be used as an outer conductor and / or shielding for the internal conductor or signal conductor laid therein to form a coaxial feed structure for feeding the dipole radiators.
  • a symmetrical or asymmetrical microstrip line and / or a coaxial line for the feed as explained.
  • Show all embodiments described as Mo ⁇ bilfunk spotlights can be equipped with an integrated filter.
  • the radiators can this case be configured for example as a dipole antenna, crossed dipoles, dipole squares or Vek ⁇ tordipole or in any other way.
  • the filters may be designed so that the filter function is preferably implemented as a low pass.
  • the filters themselves and the filter functions can only sit on one or both sides of the radiator support, in particular the radiator symmetry.
  • the filters can, as described and shown, be designed, for example, in the form of stubs, but also as a coaxial system or on a platform. nenbasis. Completely different filter designs and filter structures are also possible. There are no restrictions in this respect.
  • the basis of all embodiments explained ⁇ be signed filters can be used in addition to the impedance transformation between the radiator and the feed Strahlerfußddling and adapted. Inso far ⁇ the filter structures can generally also so-called adjustments Anpasstransformationen or even the aforementioned impedance transformations include. This makes it possible ver ⁇ mend also the VSWR ratio of the radiator, so the so-called standing wave ratio Zvi ⁇ rule pros and returning wave.
  • the invention and some embodiments of the He ⁇ invention have been explained so far for a dipole-shaped Strahleranord ⁇ voltage, for example, includes one or more emitters with the associated filters which are arranged in a single column or intended antenna installed.
  • the invention can also be implemented in two- or multi-column antennas, that is to say in the case of a radiator arrangement comprising, for example, two antenna columns or even more adjacent antenna columns, in each of which at least one or more radiators with the associated explained filters are provided.
  • the same radiator can be arranged, as well as radiators, of which at least some structurally differ from each other.
  • These emitters can be operated, for example, in the same frequency band, in a dual-band or in a multi-band.
  • Such an arrangement, for example, with two transformants ⁇ nenspalten is also within the scope of the invention, for example when the provided in an antenna column radiator is operated for example as a low-band antenna element arrangement, whereas the one or more vorgese ⁇ Henen in the second antenna column radiators in the sense of a high-band radiator arrangement, ie transmission and / or reception.
  • These at least two antenna columns thus become so operated differently and are preferably arranged side by side.
  • this principle can also be further developed for antenna arrangements or antenna arrays which have more than two antenna columns, wherein the radiators arranged in the individual antenna columns can be operated in different bands, ie different frequency ranges.

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Abstract

Eine verbesserte dipolförmige Strahleranordnung zeichnet sich durch folgende Merkmale aus: - die dipolförmige Strahleranordnung umfasst zumindest einen Strahler (5a, 5b, 5c) mit zumindest zwei Strahlerhälften (7.1a, 7.1b; 7.2a, 7.2b), worüber die dipolförmige Strahleranordnung in zumindest einer Polarisationsebene (P1, P2) betrieben wird, - die zumindest beiden Strahlerhälften (7.1a, 7.1b; 7.2a, 7.2b) sind über einen Träger (11; 11.1a, 11.1b; 11.2a, 11.2b) vor einem elektrisch leitfähigen Reflektor (3) angeordnet und/oder gehalten, wobei eine Basis oder ein Fußpunkt (17) des Trägers (11; 11.1, 11.2) unmittelbar oder mittelbar auf dem Reflektor (3) angeordnet und/oder gehalten ist, - der zumindest eine Strahler (5a, 5b, 5c) ist über zumindest eine Signalleitung (27.1, 27.2) gespeist.

Description

Dipolförmige Strahleranordnung
Die Erfindung betrifft eine dipolförmige Strahleranord¬ nung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Dipolstrahler sind beispielsweise aus den Vorveröffent¬ lichungen DE 197 22 742 A sowie DE 196 27 015 A bekannt geworden. Derartige Dipolstrahler können eine übliche Dipolstruktur in Form eines einfachen Dipols aufweisen oder beispielsweise aus einem Kreuzdipol oder einem Di- polquadrat etc. bestehen.
Ein sogenannter Vektordipol ist z.B. aus der Vorveröf¬ fentlichung WO 00/39894 bekannt geworden. Dessen Struktur scheint einem Dipolquadrat vergleichbar zu sein. Aufgrund der spezifischen Ausbildung des Dipolstrahlers gemäß dieser Vorveröffentlichung und der besonderen An- speisung wirkt dieser Dipolstrahler jedoch ähnlich wie ein Kreuzdipol, der in zwei senkrecht zueinander stehenden Polarisationsebenen strahlt. In konstruktiver Hin- sieht ist er insbesondere aufgrund seiner Außenkonturge- staltung eher quadratisch gebildet.
Aus der WO 2004/100315 AI ist eine weitere Ausgestaltung des vorstehend genannten Vektordipols bekannt geworden, bei welchem die Strahlerhälften beider Polarisationsebenen zu einem großen Teil vollflächig geschlossen sein können .
Derartige Dipolstrahler werden üblicherweise so ge¬ speist, dass eine Dipol- oder Strahlerhälfte mit einem Außenleiter gleichstrommäßig (also galvanisch) verbunden wird, wohingegen der Innenleiter eines koaxialen Anschlusskabels mit der zweiten Dipol- oder Strahlerhälfte gleichstrommäßig (also wiederum galvanisch) verbunden wird. Die Einspeisung erfolgt dabei jeweils an den auf¬ einander zu weisenden Endbereichen der Dipol- oder Strahlerhälften .
Aus der WO 2005/060049 AI ist dabei bekannt, eine Außen- leiterspeisung mittels einer kapazitiven Außenleiter- kopplung durchzuführen. Die Trageinrichtung bzw. die jeweils zugehörige Hälfte der Trageinrichtung der Strahleranordnung kann daher ferner an ihrem Fußbereich oder an ihrer Basis kapazitiv mit Masse gekoppelt oder galva¬ nisch mit dem Reflektor verbunden und dadurch auf Masse gelegt sein.
Derartige einfach- oder dualpolarisierte Strahler können gegebenenfalls auch sehr breitbandig ausgebildet sein, so dass sie in unterschiedlichen Frequenzbereichen oder Frequenzbändern senden und/oder empfangen können. Üblicherweise werden die einfach- oder dualpolarisierten Strahler über ein unsymmetrisches Koaxialkabel unter Ausbildung eines Baluns gespeist. Eine spezifische, sich als günstig erwiesene Ausführungsform von Vektordipolen weist dabei halbzylinderförmige Trägerabschnitte auf, innerhalb derer die Speiseleitungen von einem Fußpunkt zu den Strahlerhälften verlaufend angeordnet sind, wobei die nach außen hin geschlossenen, halbzylinderförmigen oder halzylinderähnlichen Wandabschnitte eine quasi koa- xiale Leitungsstruktur mit den innen verlegten Signalleitungen bilden. Die Einspeisung selbst an der jeweils gegenüberliegenden Strahlerhälfte kann dabei galvanisch oder kapazitiv erfolgen, und zwar bei einfach polarisierten Strahlern, wie aber auch bei kreuzförmig polari- sierten Strahlern, wie beispielsweise Dipolkreuzen, Dipolquadraten oder den erwähnten Vektordipolen.
Seit einigen Jahren werden im Mobilfunk Multibandanten- nen eingesetzt, die für verschiedene Frequenzbereiche geeignet sind. Hierbei handelt es sich in der Regel um sogenannte X-polarisierte Antennen, deren Polarisations¬ ebenen bevorzugt in einem +45° bzw. -45° Winkel gegen¬ über der Horizontalen wie Vertikalen ausgerichtet ist. Sehr verbreitet sind dabei Antennen und insbesondere Mo- bilfunkantennen, die in verschiedenen Frequenzbändern in einem unteren Frequenzbereich und in einem oberen Frequenzbereich betrieben werden können. Diese Antennen werden auch als Dualband-, Trippleband- , Quadband-, Pen- taband- oder Hexaband-Antennen bezeichnet.
Durch die Nutzung von immer mehr Frequenzbändern kommt der Separierung der Frequenzbänder eine immer größere Bedeutung zu. Dazu werden entsprechende, zunehmend auf¬ wändigere Filter benötigt.
Diese Filter sind in der Regel in der Basisstation oder in einem sogenannten Remote-Radio-Head (RRH) antennennah untergebracht. Diese Filter werden üblicherweise als Duplexfilter oder als Bandpassfilter ausgelegt. Die technischen Anforderungen sind bezüglich Isolation und Outerband-Suppression enorm. An den Antennen gibt es ho- he Forderungen bezüglich der Entkopplung, wie z.B. der sogenannten Interband-Entkopplung zwischen den Frequenzbändern. Diese Entkopplung soll in der Regel zumindest 30 dB aufweisen. Diese Entkopplungen werden z.B. in einem unteren und oberen Frequenzband mit Hilfe von Hoch- und Tiefpassfiltern erzeugt. Derartige Filterstrukturen unter Aufbau von Stichleitungen sind beispielsweise aus der WO 2010/124810 AI bekannt geworden.
Die US 4 623 894 A beschreibt eine dipolförmige Antenne mit zumindest zwei Strahlerhälften, worüber die Antenne in einer Polarisationsebene betrieben wird. Die Strah¬ lerhälften sind mit Trägerelementen elektrisch leitfähig verbunden, wobei die Strahlerhälften und die Trägerelemente vor einem elektrisch leitfähigen Reflektor ange- ordnet sind. Das Trägerelement kann unter anderem als Signalleitung oder Speiseleitung für die dipolförmige Antenne verwendet werden, wobei in der Signalleitung bzw. Speiseleitung ein Filter integriert ist, welches somit also auf der Vorderseite oder oberhalb des Reflek- tors angeordnet ist.
Eine dipolförmige Antennenstruktur ist auch aus der US 2009/0284431 AI als bekannt zu entnehmen. Gemäß dieser Vorveröffentlichung wird vorgeschlagen, an der Frontseite eines Reflektors, insbesondere im Bereich einer Speiseleitung, eine Anpassschaltung vorzusehen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nunmehr, ausgehend von einem derartigen Stand der Technik eine verbesserte Speisestruktur zu schaffen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im An- spruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben .
Es muss als besonders überraschend bezeichnet werden, dass auch für eine koaxiale Speisestruktur nunmehr mit vergleichsweise einfachen Mitteln eine gewünschte Fil¬ terstruktur realisierbar ist, die klein dimensioniert ist, also wenig Bauraum beansprucht und dabei einen ma¬ ximal möglichen Bauraum vor allem auf der Rückseite des Reflektors bereitstellt. Dies bietet große Vorteile vor allem bei aktiven Antennen, da durch die Erfindung auf der Rückseite des Reflektors nunmehr sogar noch mehr freier Bauraum zur Verfügung steht, der für anderen Komponenten benötigt wird.
Die erfindungsgemäße Lösung basiert darauf, dass zusätz¬ liche Filter in Form von koaxialen Filterstrukturen vorgesehen sind, wobei die Filter innerhalb eines Außenlei¬ ters angeordnet sind. Diese Filter können insbesondere in Form von Tiefpassfiltern, auf der Reflektor- Vorderseite vorgesehen sind, auf der auch die Strahler angeordnet sind. Die entsprechenden neuen koaxialen Filterstrukturen sind also nicht auf der Rückseite des Re- flektors untergebracht. Durch die frontseitig vorgesehe¬ nen Filter kann zumindest eine so starke Filterung rea¬ lisiert werden, dass - wenn noch zusätzliche Filtereinrichtungen notwendig sein sollten - diese auf der Rück- seite des Reflektors oder außerhalb der Antenne separat realisiert sein können, allerdings mit erheblich geringerem Bauaufwand und damit auch geringeren Kosten.
Als besonders bevorzugt erweist sich die erfindungsgemä- ße Lösung dann, wenn die entsprechenden Filter direkt an den Strahlern vorgesehen und ausgebildet sind.
Im Rahmen der Erfindung ist also bevorzugt vorgesehen, dass die Filter mit den entsprechenden Filterfunktionen als Tiefpass realisiert sind. Sie sitzen dabei zwischen der Strahlereinspeisung (i.d.R. in Höhe der Strahlerelemente oder -hälften) und dem Strahlerfußpunkt oder der Strahlerbasis. Mit anderen Worten sitzen die Filter in der Regel unmittelbar benachbart außerhalb oder in ent- sprechenden Aufnahmeräumen innerhalb des die Strahlerhälften tragenden Trägers, d.h. der Trägerhälften oder beispielsweise bei Ausbildung von Vektordipolen der vier durch Schlitze ganz oder überwiegend getrennten Trägerabschnitte. Mit anderen Worten kann die Filterfunktion auf einer oder auf beiden Seiten der Strahlerhälften o- der Strahlersymmetrierung sitzen.
Die Filter können unterschiedlichst ausgebildet sein, beispielsweise als Koaxialsystem, auch in der Platinen- basis etc. Als bevorzugte Lösung hat sich die Ausbildung der Filter in Form von Stichleitungen erwiesen, wie sie grundsätzlich in einer koaxialen Struktur bereits aus der WO 2010/124180 AI bekannt sind. Dabei hat sich ferner gezeigt, dass die Filter im Rahmen der Erfindung als auch Impedanztransformation zwischen Strahlereinspeisung und STrahlerfußpunkt verwendet und angepasst werden können, und dabei das VSWR, also das sogenannte Stehwellenverhältnis (Voltage Standing Wave Ratio) verbessern helfen.
Vor allem aber lässt sich zwischen den einzelnen Frequenzbändern durch die erfindungsgemäße Lösung mit ein- fachsten Mitteln die Kopplung deutlich verbessern.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen im Einzelnen: Figur 1: eine schematische Draufsicht auf ein einspalti¬ ges Antennenarray unter Darstellung unterschiedlicher, im Rahmen der Erfindung verwendbarer Dipol-Strahler; Figur 2: eine ausschnittsweise vereinfachte räumliche
Darstellung eines einfach polarisierten Dipol- Strahlers, wie er im Rahmen der Erfindung verwendet werden kann; Figuren 3a bis 3c:
drei vereinfachte Darstellungen in Seitenansicht, räumlicher Darstellung bzw. in Draufsicht bezüglich eines ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles ;
Figuren 4a und 4b:
zwei Darstellungen einer im Rahmen der Erfindung vorgesehenen Filteranordnung unmittelbar benachbart zum Strahler als Teil der Spei¬ sestruktur;
Figuren 5a bis 5e:
unterschiedliche Darstellungen eines Dipolkrei- zes mit der nicht zur Erfindung gehörenden Filterstruktur zur Verdeutlichung, wo entsprechende erfindungsgemäße Filter ausgebildet und/oder angeordnet sein können;
Figuren 6a bis 6d:
ein zu dem vorausgegangenen Beispiel ähnliches nicht erfinderisches Beispiel in unterschiedli¬ chen Darstellungen mit größer dimensionierten Trägerplatten, wodurch mehr Raum für die vorgesehenen Filterstrukturen geschaffen wird;
Figuren 7a bis 7d:
vier Darstellungen bezüglich eines abgewandel- ten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels unter Verwendung eines Vektordipols;
Figur 8a und 8b:
zwei unterschiedliche Darstellungen einer er- findungsgemäßen Lösung mit einer im Rahmen eines Vektordipols verwendeten Filterstruktur;
Figur 9a bis 9d:
ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel unter Verwendung eines Vektordipols, bei welchem die
Speiseleitungen der zugehörigen Filterstruktur aus Metallstreifen besteht, die durch Stanzen bzw. Schneiden und/oder Kanten oder Biegen gestellt sind;
Figur 10a bis 12b:
Wiedergabe von drei Ausführungsbeispielen jeweils unter Bezugnahme auf zwei zugehörige Dar¬ stellungen zur Verdeutlichung, wie die erfindungsgemäßen Filter unter Verwendung von Metallstreifen ausgebildet sein können;
Figur 13a bis 13d:
ein weiteres nicht zur Erfindung gehörendes Beispiel eines Vektordipols, der insgesamt aus einem Blechteil einschließlich zugehöriger Speiseleitungen mit Filterstrukturen hergestellt ist; und
Figur 14a bis 15b:
jeweils zwei Darstellungen zweier unterschied- licher erfindungsgemäßer Ausführungsformen von
Speiseleitungen mit zugehörigen erfindungsgemäßen Filterstrukturen.
In Figur 1 ist in schematischer Draufsicht eine Anten nenanordnung, d.h. im Konkreten ein einspaltiges Anten nenarray 1 gezeigt, welches üblicherweise in Vertikal richtung verlaufend montiert wird.
Dieses Antennenarray 1 umfasst einen Reflektor 3, der in senkrechter Draufsicht in Figur 1 dargestellt ist.
In Vertikal- oder Längsrichtung V des Antennenarrays 1 sind in der Regel in äquidistanten Abständen A Strahler 5 montiert (Abstand A zwischen zwei in V-Richtung be¬ nachbarten Zentren von zwei Strahlern) .
Bei der Darstellung gemäß Figur 1 sind beispielsweise zwei in Richtung V beabstandet zueinander angeordnete einfach-polarisierte Strahler 5a in Form eines Dipols wiedergegeben, deren beiden Dipol- oder Stahlerhälften 7.1a und 7.1b quer und insbesondere senkrecht zur Verti¬ kal- oder Längsrichtung V ausgerichtet sind. Dadurch ist eine zugehörige, senkrecht zur Reflektorebene RE verlau¬ fende Polarisationsebene PI definiert, die in Figur 1 strichliert dargestellt ist und senkrecht zur Reflek¬ torebene Recherche und damit senkrecht zur Zeichenebene verläuft .
Versetzt zu den beiden vorstehend erwähnten einfachpolarisierten Strahlern 5a sind nur zur Verdeutlichung eines grundsätzlichen Aufbaus einer entsprechenden Antenne oder Mobilfunkantenne noch ein dipolförmiger Kreuzstrahler 5b und nochmals versetzt liegend ein soge¬ nannter Vektorstrahler 5c in Draufsicht wiedergegeben, die zwei senkrecht zueinander ausgerichtete Polarisati¬ onsebenen PI und P2 aufweisen. Ein ebenso einsetzbares Dipolquadrat ist zur Erzielung einer besseren Übersicht- lichkeit nicht dargestellt, könnte aber genauso einge¬ setzt werden.
Während es sich bei den Strahlern 5a um einfach polarisierte Dipolstrahler handelt, würde das in Figur 1 dar- gestellte Dipolkreuz 5b sowie der Vektordipol 5c in zwei senkrecht zueinander stehende Polarisationsebenen PI und P2 senden und/oder empfangen können, ebenso wie bei- spielsweise in einem entsprechend ausgerichteten Dipol¬ quadrat .
Die eigentlichen Strahlerelemente, d.h. die Dipolhälften 7.1a und 7.1b bei einfach polarisierten Strahlern sowie die Strahlerhälften 7.1a, 7.1b und 7.2a, 7.2b bei dual¬ polarisierten Strahlern verlaufen üblicherweise in einem Abstand zum Reflektor 3 in paralleler Ausrichtung zur Reflektorebene RE .
Die unterschiedlichen Strahler sind nur beispielhaft in Figur 1 wiedergegeben, um zu verdeutlichen, dass ein An- tennenarray 1 unter Verwendung von unterschiedlichsten Strahlern 5a, 5b und/oder 5c aufgebaut sein kann, d.h. unter Verwendung von Strahlern gleichen Typus oder auch von Strahlern mit unterschiedlicher Bauform. Die Strukturen können also unterschiedlich sein, wobei auch unterschiedlich ausgebildete Strahler verwendet werden können, die in unterschiedlichen Bändern strahlen. Ins- besondere bei Verwendung von Vektorstrahlern 5c können diese von Hause aus sehr breitbandig ausgestaltet sein, so dass sie in zumindest zwei oder sogar noch in mehre¬ ren versetzt zueinander liegenden Frequenzbändern senden und/oder empfangen können.
In Figur 2 ist eine entsprechende räumliche Darstellung des in Figur 1 wiedergegebenen Antennenarrays gezeigt, allerdings lediglich unter vereinfachter Ansicht eines einfachen Dipolstrahlers 5a, der in nur in einer Polari- sationsebene PI strahlt.
Derartige dipolförmige Strahler weisen üblicherweise ei¬ nen Träger 11 auf, der im Falle eines Dipolstrahlers 2 Trägerhälften 11.1a und 11.1b umfasst, die sich von der Reflektorebene RE des Reflektors 3 bis in Höhe der seit¬ lich voneinander weg verlaufenden Dipolhälften 7.1a und 7.1b erstrecken, und zwar unter Ausbildung eines dazwi- sehen vorgesehenen Schlitzes 13.1, der im Falle eines Dipols auch als Symmetrierungsschlitzes 13.1 bezeichnet werden kann.
Die Dipolhälften 7.1a und 7.1b sind dabei in Höhe der Strahler über den erwähnten Schlitz 13.1 galvanisch voneinander getrennt, und weisen dadurch benachbart zuei¬ nander liegende, sogenannte innere Strahlerendabschnitte 107, d.h. 107.1a und 107.1b zum einen und entfernt dazu liegend nach außen weisende Strahlerendabschnitte 117.1a und 117.1b zum anderen auf, die nachfolgend auch als äu¬ ßere Strahlerendabschnitte 117.1a, 117.1b bezeichnet werden .
Ein derartiger Dipol oder allgemein dipolförmiger Strah- 1er 5 kann aus einem leitenden Metall hergestellt sein, beispielsweise aus einem Gussteil, insbesondere einem Alu-Gussteil. Wie später auch noch gezeigt wird, kann ein entsprechender Dipol, beispielsweise ein Kreuzdipol, auch aus einem Blechteil bestehen oder aus einem Blech- teil hergestellt sein, welches durch Schneiden, Stanzen, Kanten und/oder Biegen entsprechend geformt werden kann. Ebenso können derartige dipolförmige Strahler aber auch beispielsweise unter Verwendung eines Dielektrikums z.B. in Form einer ein- oder mehrlagigen Platine oder unter Verwendung eines entsprechenden Platinenmaterials gebil¬ det sein, welches zumindest an einer Seite, d.h. der Front- oder der Rückseite mit einer metallisierenden Schicht überzogen ist. Bevorzugt ist die gesamte Ober¬ fläche entsprechend metallisiert.
Der Schlitz 13.1 erstreckt sich wie erwähnt fast über die gesamte Höhe des Dipols oder kann abweichend vom ge¬ zeigten Ausführungsbeispiel nach Figur 2 einen unten benachbart zum Reflektor 3 liegenden, die beiden Trägerhälften 11.1a und 11.1b verbindenden Verbindungssteg 15.1 aufweisen, wodurch die gesamte gemeinsame Basis 17 des Trägers 11.1 und damit die Basis 17 des Strahlers 5 gebildet ist. Dieser Verbindungssteg 15.1 ist als eine der möglichen Varianten in Figur 2 nur strichliert eingezeichnet, da die Strahlerhälften 7.1a und 7.1b auch bis zur Reflektorebene RE durch den Schlitz 13 getrennt verlaufen können.
Die Anbindung der Unterseite des Trägers 11.1 bzw. der Trägerhälften 11.1a, 11.1b mit oder ohne zusätzlichen Verbindungssteg 15.1, also allgemein die gemeinsame oder getrennte Basis 17, kann bevorzugt galvanisch auf dem leitfähigen Reflektor 3 realisiert sein. Möglich ist aber auch hier die Ausbildung einer kapazitiven Anbindung. Wenn eine isolierende Zwischenschicht zwischen der Basis 17, also der Unterseite der Basis 17 (mit oder oh- ne in Figur 2 gezeigtem Verbindungssteg 15.1) und der elektrisch leitfähigen Reflektorschicht vorgesehen ist, wird dadurch eine kapazitive Ankopplung der jeweiligen Strahleranordnung am Reflektor 3 erzeugt. Mit anderen Worten kann also hier an der Basis 17 des Trägers 11 ei- ne kapazitive oder bei Bedarf auch eine galvanische An¬ bindung zum Reflektor vorgesehen sein. Die vorstehend gemachten Ausführungen gelten grundsätzlich allgemein auch für andere dualpolarisierte Strahlertypen, beispielsweise den oben erwähnten Kreuzstrahler 5b und vor allem auch den Vektordipol 5c.
Im Bereich der Dipole 7.1a und 7.1b ist üblicherweise die Speisehöhe oder die Speiseebene SpE vorgesehen, die in Figur 2 in strichlierter Form dargestellt ist, wobei diese Ebene parallel zur Reflektorebene RE verläuft. In dieser Speisehöhe oder Speiseebene erfolgt üblicherweise die nachfolgend im Detail erläuterte Einspeisung der Sendesignale bzw. der Empfangssignale. Dabei kann die Einspeisung durchaus in einem gewissen Bereich auch noch unterhalb des Höhenbereiches vorgesehen sein, in welchem die Dipol- oder Strahlerhälften 7.1a, 7.1b ausgebildet sind .
Die Strahlerhöhe H gegenüber der Reflektorebene RE und damit mehr oder weniger die Länge des Schlitzes 13.1 entspricht in der Regel einem Wert von etwa λ/4. Die Strahlerhöhe und/oder die Schlitzlänge sollten aller¬ dings einen Wert von λ/10 bevorzugt nicht unterschrei¬ ten. Eine Beschränkung nach oben hin besteht grundsätzlich nicht, so dass die Strahlerhöhe grundsätzlich ein beliebiges Vielfaches von λ betragen könnte (zumal ein Strahler auch ohne Reflektor ein Strahlungsdiagramm aufweist) . λ stellt dabei bevorzugt eine Wellenlänge aus dem zu übertragenden Frequenzband dar, vorzugsweise in einer mittleren Frequenz des zu übertragenden Bandes. Handelt es sich um einen breitbandigen Strahler, der zwei oder mehrere Frequenzbänder überträgt, sollte der Wert für λ bevorzugt eine mittlere Größe des gesamten Frequenzbandbereiches von dem niedrigsten bis zum höchs¬ ten Wert der verschiedenen Frequenzbänder betragen.
Nachfolgend wird auf die Speisung des Dipols näher ein- gegangen.
In Figur 3a ist in schematischer Seitenansicht, in Figur 3b in räumlicher Ansicht und in Figur 3c in Draufsicht ein Ausschnitt des Dipol-Strahlers 7.1 gemäß Figur 1 und 2 wiedergegeben, nämlich mit seinen beiden Trägerhälften 11.1a, 11.1b und dem unteren Verbindungssteg 15.1, und zwar ohne die am oberen Ende des Trägers 11.1 voneinander weglaufenden Dipol- oder Strahlerhälften 7.1a, 7.1b, die in Figur 3a lediglich angedeutet sind.
Ein derartiger Dipol-Strahler wird dabei in der Regel unter Verwendung eines unsymmetrischen Leitungssystems gespeist, beispielsweise unter Verwendung einer Zwei- Leitungs-Speisung 21.1 in Form eines unsymmetrischen Ko- axialkabels 21.1, welches von der Unterseite oder Rück¬ seite des Reflektors 3 über eine Ausnehmung oder Bohrung im Reflektor 3 auf die Strahlerseite hindurchgeführt und dann längs einer Trägerhälfte, beispielsweise der Trä¬ gerhälfte 11.1a in Richtung oben liegendes Ende des Trä- gers 11.1 verlaufend geführt ist. Somit wird also im Rahmen der Erfindung eine koaxiale Speisestruktur geschaffen, also unter Verwendung eines Koaxialkabels.
Um die Einspeisung gleichwohl symmetrisch vorzunehmen, wird - wie an sich bekannt ist - die Einspeisung wie nachfolgend im Detail noch weiter beschrieben, unter Ausbildung eines Baluns durchgeführt. Das obere Ende des Masseleiters 25.1, im Falle eines Ko¬ axialkabels 125.1 in Form eines Außenleiters 125.1, kann kapazitiv und bevorzugt galvanisch insbesondere durch Löten mit der elektrisch leitfähigen Oberfläche der an- grenzenden Trägerhälfte IIa verbunden sein, also bei¬ spielsweise an einer Massespeisestelle 126.1a. Üblicher¬ weise ist der Außenleiter des in den Figuren 3a bis 3c gezeigten Koaxialkabels 125.1 noch mit einer isolierenden Außenumhüllung umgeben, die bis in die Nähe zur Speisestelle 126.1a führt, an der der dann freigelegte Außenleiter an dem oberen Ende des Trägers des Strahlers angelötet ist. Diese isolierende Außenumhüllung ist der Einfachheit halber in den Figuren nicht dargestellt. In der koaxialen Masseleitung 25.1, d.h. in dem Außenleiter 125.1 verläuft die Signalleitung 27.1, hier in Form eines Innenleiters 127.1 des Koaxialkabels 121.1, wobei der Innenleiter ferner über den Schlitz 13 hinweggeführt und an dem gegenüberliegenden Abschnitt der an- deren Dipol- oder Strahlerhälfte 7.1b kapazitiv oder galvanisch angebunden ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel soll die Anbindung galvanisch beispielsweise mit¬ tels Löten erfolgen. Mit anderen Worten erfolgt die Signaleinkopplung über die Signalleitung hier in Form des Innenleiters 27.1 an einer Signalspeisestelle 128.1b an dem oben und innenliegenden Bereich der zweiten Trägerhälfte IIb.
Mit anderen Worten wird beabstandet und entfernt zum Re- flektor 3 liegend und damit in der Nähe des offenen En¬ des des Schlitzes 13 in einem Bereich benachbart zu den beiden aufeinander zu weisenden, also innenliegenden Strahlerendabschnitten 107.1a und 107.1b die Speisung an dort ausgebildeten Speisestellen oder -punkten 126.1a und 128.1b durchgeführt, indem an der einen Speisestelle 126.1a der Masseleiter 25.1 und an der anderen Speisestelle 126.1b der Signalleiter 27.1 galvanisch oder ka- pazitiv angebunden sind.
Unter der zuvor erläuterten Ausbildung des Trägers 11.1 mit dem die beiden Trägerhälften 11.1a und 11.1b sowie dem die vorstehend genannten Trägerhälften trennenden Schlitz 13 wird ein zwischen der Trägerbasis und dem Re¬ flektor bestehender Kurzschluss in einen Leerlauf in Dipolhöhe (etwa λ/4 Höhe gegenüber der Reflektorebene) transformiert, wodurch sich der gewünschte Balun-Effekt einstellt, λ stellt aber in der Regel und bevorzugt die mittlere Wellenlänge des zu übertragenden Frequenzbandes dar .
Im Rahmen der Erfindung ist allerdings nunmehr vorgesehen, dass zumindest ein Filter F, d.h. eine Filteranord- nung oder Filterstruktur F, nicht wie sonst üblich auf der Rückseite 3b des Reflektors 3 sondern auf dessen Frontseite 3a vorgesehen ist, auf der auch die Strahler angeordnet sind. Insbesondere sind die erwähnten Filter F nicht nur frontseitig auf dem Reflektor, zwischen den Reflektoren oder auf der Reflektorfläche selbst liegend, sondern un¬ mittelbar im Bereich der Strahler 5 vorgesehen, nämlich im gezeigten Ausführungsbeispiel unmittelbar in die Zwei-Leitungs-Speisung 21.1 integriert. Im konkreten Ausführungsbeispiel ist mit anderen Worten der Filter F als koaxiales Filter-System ausgebildet und ist unmit¬ telbar parallel verlaufend zum angrenzenden, d.h. be- nachbarten Träger 11.1 bzw. Trägerhälften 11.1a, 11.1b in die koaxiale Speiseleitung integriert.
Die nachfolgend noch im Detail beschriebenen Filter F sind dabei zwischen der Strahlereinspeisung, also in der Regel in Höhe der Dipol- oder Strahlerhälften zum einen und der Strahlerbasis 17 angeordnet, wobei anstelle von Strahlerbasis 17 teilweise auch von Strahlerfußpunkt 17 gesprochen wird.
Der Filter F ist dabei in Figur 4a und in Figur 4b einmal in perspektivischer Darstellung und einmal in Seitendarstellung separat und vergrößert wiedergegeben. Daraus ist zu ersehen, dass dieser koaxiale Filter den durchlaufenden Innenleiter, also die Signalleitung 27.1 umfasst, an der im gezeigten Ausführungsbeispiel eine spezifische Filteranordnung in Form von zwei gegensinnig verlaufend ausgerichteten Stichleitungen 205, im gezeig- ten Ausführungsbeispiel 205a und 205b, aufweist.
Diese Stichleitungen zweigen an einem Fußpunkt 207 von der Signalleitung 27.1 ab und gehen dann über einen nachfolgenden Winkel oder Bogenabschnitt 209 in die ei¬ gentliche Stichleitungen 205 über, die bevorzugt paral¬ lel zur Signalleitung 27.1 im geringen Abstand dazu verläuft .
Die Länge der einzelnen Stichleitungen kann unterschied lieh lang ausgebildet sein, um die gewünschte Durchlass oder Sperrfunktion des Filters zu erzeugen. Die gesamte so gebildete Filterstruktur ist innerhalb des Außenleiters 125.1a untergebracht, der in Figur 4a nicht dargestellt ist. Der Aufbau und die Struktur des Filters entsprechen grundsätzlich jenem Aufbau, wie er aus der WO 2010/124810 AI bekannt ist. Von daher wird auf den Of¬ fenbarungsgehalt dieser Vorveröffentlichung Bezug genommen und zum Inhalt dieser Anmeldung gemacht.
Grundsätzlich können aber auch dazu abweichend Filterstrukturen verwendet werden.
Der Aufbau der Filterstruktur kann auf grundsätzlich be- liebige Art und Weise erfolgen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 4a und 4b könnte die Filterstruktur F innerhalb des hohlzylinderförmigen Außenleiters als metallisch leitfähiges Blechteil (Stanz¬ teil) ausgebildet sein. Realisiert sein kann die Fil- terstruktur F auch als Leiterbahn, die auf einem Platinenmaterial ausgebildet ist. Auch dies sind nur bei¬ spielhafte Möglichkeiten zur Umsetzung, ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt ist. Nachfolgend wird ein nicht zur Erfindung gehörendes Bei¬ spiel an Hand der Figuren 5a bis 5e erläutert.
Bei diesem Beispiel handelt es sich abweichend zu dem Ausführungsbeispiel nach den zunächst erläuterten Figu- ren um einen kreuzförmigen Dipolstrahler 5b, der in zwei senkrecht zueinander stehenden Polarisationsebenen PI und P2 sendet und empfängt. Der weitere Unterschied zu dem vorausgegangenen Ausführungsbeispiel ist, dass das unsymmetrische Zwei-Lei¬ tungs-System 21.1 nicht mittels Koaxialkabel 121 reali¬ siert ist, sondern unter Verwendung von Micro-Strip- Leitungen 221 (Streifenleitungen) .
Bereits an dieser Stelle wird angemerkt, dass auch bei dem Ausführungsbeispiel mit einem dualpolarisierten Strahler nach den Figuren 5a bis 5e für jede der beiden Polarisationsebenen PI, P2 eine Speisung mittels eines Zwei-Leitungs-Systems 21.1 bzw. 21.2 durchgeführt werden könnte, und zwar unter Verwendung von Koaxialkabeln 121, wie anhand des vorausgegangenen Ausführungsbeispiels er¬ läutert wurde. Genauso könnte das nachfolgend erläuterte Zwei-Leitungs-Speisesystem 21.1 und 21.2 für eine oder für beide Polarisationsebenen PI, P2 auch bei dem vorausgegangenen erläuterten Ausführungsbeispiel nicht anhand von Koaxialkabeln 212, sondern unter Verwendung von Mikrostrip-Leitungen 221 durchgeführt werden, wie über- haupt unterschiedliche Speiseleitungssysteme, insbeson¬ dere unsymmetrische Speiseleitungssysteme, grundsätzlich möglich sind.
Aus den Figuren 5a bis 5e ist dabei ersichtlich, dass der kreuzförmige Strahler 5b zwei senkrecht zueinander stehende Dipole 7.1 und 7.2 umfasst, jeweils mit zwei in der zugehörigen Polarisationsebene PI, P2 liegenden Dipol- oder Strahlerhälften 7.1a, 7.1b und 7.2a, 7.2b, wo¬ bei die Polarisationsebenen PI, P2, wie beim ersten Aus- führungsbeispiel auch, entsprechend der Gestaltung des Strahlers senkrecht zur Reflektorebene RE ausgerichtet sind. Die beiden Polarisationsebenen PI und P2 schneiden sich im Zentrum der Strahler derart, dass die beiden Di- polhälften 7.1a, 7.1b in der ersten Polarisationsebene PI und die beiden senkrecht dazu stehenden Strahler- o- der Dipolhälften 7.2a, 7.2b in der zweiten Polarisationsebene P2 liegen.
Jeder der parallel zu den Polarisationsebenen PI, P2 liegenden Träger 11.1 und 11.2 mit den zugehörigen Trägerhälften 11.1a und 11.1b bzw. 11.2a, 11.2b kann aus Metall oder Metallplatten bestehen, insbesondere aus ei- nem oder mehreren zusammengefügten Blechteilen. Möglich ist genauso, dass diese Träger beispielsweise aus Lei¬ terplattenmaterial, also aus einem Dielektrikum gebildet sind, wobei zumindest eine und vorzugsweise beide der gegenüberliegenden Seitenflächen mit einer elektrisch leitfähigen Schicht überzogen sind, die bevorzugt mit¬ einander galvanisch verbunden sind.
Die jeweils paarweise ausgebildeten Trägerhälften 11.1a, 11.1b bzw. 11.2a, 11.2b, die für beide Polarisationsebe- nen PI, P2 senkrecht zueinander stehen, können auf einer gemeinsamen Basis 17 montiert und/oder gehalten sein, mit der sie bevorzugt ebenfalls galvanisch verbunden sind. Über eine beispielsweise mittig in der Basis 17 vorgesehene Bohrung 18 kann dann die Basis wie auch der Strahler insgesamt galvanisch oder aber auch kapazitiv, wie erläutert, mit einem elektrisch leitfähigen Reflektor verbunden werden, wodurch er entsprechend elektrisch angebunden und mechanisch gehalten ist. Die beiden Speisesysteme sind grundsätzlich ähnlich und vergleichbar zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel aus¬ gebildet . Bei der Variante gemäß den Figuren 5a bis 5e kann die Anbindung der Masseleitung 25, d.h. der Masseleitung 25.1a bzw. 25.2a beispielsweise über die galvanische Verbindung des unteren Endes des Trägers 11, d.h. der jeweiligen Trägerhälften 11.1a, 11.1b bzw. 11.2a, 11.2b nicht nur direkt, sondern z.B. auch über die Basis 17 mit dem Reflektor 3 und/oder über eine separate Masseleitung 25 erfolgen. Ansonsten kann über eine entsprechende Leitungsverbindung von der Rückseite des Reflek- tors 3 durch eine entsprechende Bohrung eine galvanische oder kapazitive Anbindung der Masseleitung z.B. in der Nähe der oberen Bereiche einer Trägerhälfte 11.1a, 11.1b und 11.2a, 11.2b durchgeführt werden, wie anhand von Fi¬ guren 3a und 3b erläutert.
Die beiden Signalleitungen 27.1 und 27.2 sind in diesem Beispiel bevorzugt jeweils als Micro-Strip-Leitung (also als Streifenleitung) 221.1 und 221.2 ausgebildet, also als Leitungsbahn auf einem entsprechenden Dielektrikum 128, beispielsweise in Form eines Leiterplattenmaterials 128, welches also als Substrat oder Träger, hier im Spe¬ zifischen als Trägerplatte dient.
Dabei ist die Ausbildung des jeweiligen Leitungssystems 21.1 und 21.2 im gezeigten Ausführungsbeispiel in Form eines Micro-Strip-Leitungssystems 221.1 bzw. 221.2 in seitlicher Draufsicht nach Art eines umgekehrten L gestaltet oder näherungsweise L-förmig gestaltet, wobei auch der zugehörige Träger oder das Substrat 128 mit entsprechender Formgebung gestaltet sein kann aber nicht muss . Das erwähnte Leiterplattenmaterial 128 mit der darauf befindlichen Micro-Strip-Speiseleitung 27.1, 27.2 ist jeweils für jede Polarisationsebene PI bzw. P2 in paral¬ leler Lage in einem geringen Abstand zu dem eigentlichen plattenförmigen Träger 11, d.h. der jeweiligen Trägerhälfte 11.1 bzw. 11.2 angeordnet. Dabei dient die elektrisch leitfähige Oberfläche des Trägers 11 als Mas¬ sefläche für die durch die Dicke des Substrats 128 dazu beabstandet liegende Micro-Strip-Leiterbahn. Mit anderen Worten liegt also die Signalleitung 27.1a, 27.1b sowie 27.2a, 27.2b bevorzugt jeweils nach außen weisend auf der zugehörigen nicht-leitenden Fläche des Trägers 11.
Alternativ und ergänzend kann dazu auf der unmittelba- ren, gegenüberliegenden Rückseite des Substrates 128 zur Bildung der Micro-Strip-Leiterbahnen eine zugehörige Massefläche ausgebildet sein, die bevorzugt unter Zwi¬ schenschaltung eines dielektrischen Films oder unter Zwischenschaltung eines Luft aufnehmenden Abstandsspal- tes von der Massefläche der Trägerhälften getrennt ist.
Der jeweilige plattenförmige dielektrische Träger (Sub¬ strat) 128 weist vorzugsweise eine am unteren Ende vor¬ stehende Zunge 128a auf, wobei die auf dem plattenförmi- gen dielektrischen Träger 128 vorgesehene Signalleitung 27.1 bzw. 27.2 bis in den Bereich der vorstehenden Zunge 128a verlaufend ausgebildet ist. Dabei endet die jewei¬ lige Signalleitung 27 vorzugsweise im Bereich dieser vorstehenden Zunge 128a, die im montierten Zustand be- vorzugt über eine Bohrung oder Ausnehmung im Reflektor 3 von der Strahler- oder Frontseite aus bis auf die Rückseite des Reflektors hindurch ragt, so dass dort das entsprechende Ende 27' des Signalleiters 27.1 (Figur 5c) sowie 27.2 an einem entsprechenden Speisenetzwerk angeschlossen werden kann (in der Regel durch Löten) . Die Signalleitung in Form der Leiterbahnen verläuft also parallel zum dahinter befindlichen Leitungsbahn-Trägerab- schnitt in Form des erwähnten Dielektrikums 128 von der Zunge 128a bis in Höhe des obenliegenden Dipol- oder Strahlerabschnittes 7.1 sowie 7.2, um dann in einen rechtwinklig dazu verlaufenden Leitungsabschnitt überzu¬ gehen, der im Bereich der gegenüberliegenden Dipol- oder Strahlerhälfte in Parallelausrichtung dazu endet. Da¬ durch ergibt sich z.B. jeweils eine kapazitive Kopplung zwischen dem über den Schlitz 13 hinweg geführten Abschnitt der Micro-Strip-Leitung 221.1 bzw. 221.2 für die beiden Polarisationsebenen. In diesen Bereichen sind dann quasi auch die entsprechenden Signalleiter-Speise¬ stellen 126.1, 128.1 für die eine Polarisationsebene PI und die Signalleiter-Speisestellen 126.2, 128.2 für die andere Polarisationsebene P2 gegeben. Anstelle einer kapazitiven Anbindung könnte aber auch hier eine galvanische Anbindung zwischen den Signallei¬ tern und der zugehörigen Dipol- und Strahlerhälfte rea¬ lisiert sein. Ist die zur Speiseleitung 27 gegenüberliegende Seite des Trägers 11 zur Erzeugung der gewünschten Micro-Strip- Leitungen in der Regel vollflächig metallisiert und damit elektrisch leitfähig, so kann diese Massefläche bis in den Bereich der Zunge 128a (auch dort auf der Rück- seite zum Ende 27' der Speiseleitung 21) verlaufen, um dann ebenfalls an entsprechender Stelle unterhalb der Reflektorebene RE, also auf der Rückseite des Reflektors oder im Bereich des Reflektors selbst, an Masse angebun¬ den zu sein.
Grundsätzlich könnten die Micro-Strip-Leitungen auch auf der dem zughörigen Trägerabschnitt 11.1 bzw. 11.2 der zughörigen Dipol- oder Strahlerhälfte zugewandt liegen¬ den Seite des Substrats 128 ausgebildet sein, wenn ins¬ besondere zwischen dieser Micro-Strip-Leitung und der zugehörigen Massefläche des Trägers 11.1, 11.2 bzw. der Dipol- oder Strahlerfläche noch eine isolierende Zwi¬ schenschicht vorgesehen ist.
In dem zuletzt erläuterten Beispiel ist also für das Speisesystem der Strahler jeweils eine Streifenleitung verwendet worden, d.h. im konkreten erläuterten Ausführungsbeispiel in Form einer unsymmetrischen Streifenleitung (Micro-Strip-Leitung) . Ebenso ist aber auch die Verwendung und der Aufbau einer symmetrischen Streifenleitung möglich, wenn die Speiseleitung 27 in einem Die- lektrikum untergebracht ist, welches auf beiden Seiten zur Speiseleitung galvanisch getrennt mittels einer dielektrischen Deckschicht sandwichartig umfasst ist. Inso¬ weit wird häufig auch von Streifenleitungen und nicht von Micro-Strip-Streifenleitung gesprochen.
Wie in den Zeichnungen ferner angedeutet ist, ist der Träger 128 für das Speisesystem so groß, d.h. in der Regel so breit dimensioniert, dass in diesem Bereich neben der Speiseleitung 27 auch die erwähnten Filter oder Fil- terstruktur F ausgebildet sind bzw. untergebracht sein können. In dem erläuterten Beispiel sind diese Filterstrukturen F nur ganz schematisch als vergrößerte Leitungsabschnitte dargestellt. Die spezifische Ausge- staltung der Filterstrukturen kann dabei unterschiedlichst ausgebildet sein. Dabei sind auch bei diesem er¬ läuterten Beispiel die Filterstrukturen F jeweils in dem parallel zum Trägerabschnitt 11, d.h. 11.1 bzw. 11.2 verlaufenden Abschnitt des zugehörigen Strahlers ausge¬ bildet und/oder positioniert, wo verhältnismäßig viel Raum zur Unterbringung der Filterstrukturen zur Verfügung steht. Das anhand des ersten Ausführungsbeispiels erläuterte Speisesystem unter Verwendung eines unsymmetrischen Koaxialkabels (koaxiale Speisestruktur) könnte ebenso aber auch bei einem Kreuzdipol realisiert werden, wie dies anhand des zweiten Ausführungsbeispiels für die Micro- Strip-Leitungen gezeigt ist.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 6a bis 6e ist ferner gezeigt, dass die entsprechenden dielektrischen Trägerplatten, also das Substrat 128, wo- rauf die Micro-Strip-Leitungen 221.1 für die eine Polarisationsebene PI bzw. 221.2 für die zweite Polarisati¬ onsebene P2 verlaufend ausgebildet sind, so gestaltet oder so groß gestaltet sein können, um die erwähnten Filterstrukturen F und gegebenenfalls auch noch zusätz- liehe Anpassschaltungen AS zu realisieren.
Dadurch ist es möglich beispielsweise schon im Bereich der Strahler Duplex-Strukturen auszubilden, um die Signalwege zur Einspeisung des Sendesignals in die Dipol- und/oder Strahlerhälften 7.1a, 7.1b bzw. 7.2a, 7.2b und die hierüber empfangenen Empfangssignale auf einen davon getrennten Übertragungsweg frequenzselektiert in die nachgeordneten Empfangssysteme weiterzuleiten. Mit anderen Worten ist auch in diesem Beispiel unmittelbar parallel und dicht benachbart zum eigentlichen Trä¬ ger 11 und damit benachbart zu den Trägerhälften die Micro-Strip-Leitung mit der integrierten Filterstruktur, d.h. dem Filter F ausgebildet. Die Speiseleitung 27 mit den zugehörigen Filtern F kann von daher raumsparend auf der Frontseite 3a des Reflektors 3 unmittelbar im Be¬ reich der einzelnen Strahler untergebracht werden. Dadurch wird kein zusätzlicher Bauraum benötigt, da die Micro-Strip-Strukturen allein für ein so realisiertes Speisesystem ohnehin vorhanden und notwendig sind. Zudem eröffnet die erfindungsgemäße Lösung auch anhand dieses Beispiels, dass die gewünschten Filterstrukturen in ihrer spezifischen Anpassung direkt mit den Strahlern her- gestellt und montiert werden können.
Anhand der Figuren 6a bis 6e sind mögliche Filterstruk¬ turen F nur beispielhaft gezeigt. Sie weisen ebenfalls wieder eine Reihe von Stichleitungen auf. Die Fil- terstrukturen F können aber auch völlig anders ausgebildet sein. So können auch abweichend von den gezeigten Ausführungsbeispielen andere Filtertypen verwendet werden. Als günstig hat sich jedoch erwiesen, Filterstrukturen zu verwenden, die, wie erläutert, bevorzugt Stich- leitungen umfassen, die parallel zur Signalleitung verlaufen, wie dies anhand der vorausgegangenen Ausführungsbeispiele erläutert wurde.
Anhand von Figuren 7a bis 7d ist ein weiteres Ausfüh- rungsbeispiel mit einer koaxialen Speisestruktur gezeigt, und zwar für einen Vektordipol 5, 5c, der grund¬ sätzlich eine dualpolarisierte Strahlerstruktur auf¬ weist. Der Vektordipol kann dabei grundsätzlich eine Form auf¬ weisen, wie sie nur beispielhaft und grundsätzlich in der WO 2008/022703 AI oder der WO 2005/060049 AI oder in einer der eingangs beschriebenen und erwähnten Vorveröf- fentlichungen abgehandelt ist.
Daraus ist bekannt, dass Vektordipole ebenfalls in zwei senkrecht zueinander stehenden Polarisationsebenen PI und P2 strahlen und empfangen, wobei die senkrecht zuei- nander stehenden Polarisationsebenen jeweils durch die Diagonalen durch den Vektordipol laufen. Die beiden für jede der Polarisationsebenen vorgesehenen Strahlerhälften sind dabei für sich genommen in Draufsicht eher quadratisch gebildet, oder einem Quadrat von der Grund- struktur her angenähert.
Der Träger 11 besteht hier aus vier Trägerquadranten 11.1a, 11.1b, 11.2a, 11.2b, die in Draufsicht um die mittlere Zentralachse Z jeweils um 90° versetzt liegend angeordnet sind. Dabei sind jeweils zwei benachbarte Trägerquadranten über einen von der Basis nach oben und dabei zumindest fast über die gesamte Höhe des Strahles verlaufenden Schlitz 13 voneinander getrennt. Mit anderen Worten sind die Trägerquadranten lediglich über ihre untenliegende und/oder nur in einer geringen Teilhöhe verlaufende Basis 17 miteinander verbunden. Möglich ist auch, dass die einzelnen Trägerquadranten voneinander getrennt direkt galvanisch oder kapazitiv auf dem elektrisch leitfähigen Reflektor elektrisch angebunden und dort mechanisch befestigt sind.
Jeweils in Diagonalrichtung verlaufend, also deckungs¬ gleich zu beiden senkrecht zueinander verlaufenden Pola- risationsebenen PI, P2 sind vom Zentrum Z nach außen verlaufende, d.h. nach außen hin verschlossene U-förmige oder halb- oder teilzylinderförmige Wandabschnitte 43 gebildet, wodurch nach innen zum Zentrum Z hin zylinder- oder rohrförmige und in Draufsicht längs der Zentralach¬ se Z vier um 90° versetzt liegende Aufnahmebereiche 45 entstehen, die in der Mitte zum Zentrum hin in einem gemeinsamen zentralen Raum 46 zusammenlaufen oder hierüber verbunden sind. In den erläuterten Aufnahmebereichen 45 sind die nachfolgend im Detail beschriebenen Speiselei¬ tungen 27 mit den zugehörigen Filterstrukturen F untergebracht .
Aus der vergrößerten Detaildarstellung gemäß Figuren 8a und 8b ist eine jeweilige Speiseleitung 27 zu sehen, die in dem jeweiligen zylinderförmigen Aufnahmeraum 45 eingefügt und dort in der Regel durch aus Kunststoff beste¬ hende (also galvanisch nicht gleitende) Abstandshalter 66 zu den Wandabschnitten 43 galvanisch getrennt gehal- ten sind. Dieser Innenleiter wird von oben her so in die Aufnahmebereiche 45 eingefügt, dass die eine Signallei¬ tung den einen Aufnahmeraum 45 in voller Länge durchsetzt und noch eine Bohrung im darunter befindlichen Reflektor durchragt, wo die Signalleitung beispielsweise an einer entsprechende Buchse 46 angeschlossen werden kann .
Über den gezeigten horizontalen Leitungsabschnitt 27.1 bzw. 27.2 geht die Signalleitung dann in einen gegebe- nenfalls nur kurz eintauchenden freien Endabschnitt 27' über, der in die jeweils beinahe gegenüberliegenden Zylinder- oder halbzylinderförmigen Aufnahmebereiche eintaucht und dort dazu führt, dass die Signalleitung kapa- zitiv an der entsprechenden Strahlerhälfte angekoppelt ist .
Wie aus den Detaildarstellungen gemäß Figuren 8a und 8b zu ersehen ist, umfasst diese Signalleitung wiederum den gewünschten Filter F. Der Filter F kann dabei genauso aufgebaut sein, wie er grundsätzlich anhand von Figuren 4a und 4b erläutert wurde. Gegebenenfalls abweichend zu dem vorstehend genannten Ausführungsbeispiel gemäß Figu- ren 4a und 4b kann die Filterstruktur 4 auf einer Substratplatte 28 ausgebildet sein, wobei hier die Signal¬ leitung 27 als Micro-Strip-Leitung durchgeführt ist, die auf der einen Seite des Substrates 28 ausgebildet ist, beispielsweise wieder mit zumindest einer oder im ge- zeigten Ausführungsbeispiel mit zwei Stichleitungen 205, die in unterschiedlicher Länge zur Erzielung der gewünschten Filterwirkung ausgebildet sein können und dabei beispielsweise in entgegengesetzte Richtung weisen aber nicht weisen müssen. Insoweit wird der Filter gemäß Figuren 8a und 8b nur beispielhaft dargestellt.
Die entsprechende kapazitive Ankopplung ist in der Schnittdarstellung gemäß Figur 7b ebenfalls wiedergege¬ ben, und zwar dort ohne den in Figur 7a untenliegenden Stecker. Bei einer derartigen Ausbildung wird der untenliegende Endabschnitt der Signalleitung, die durch eine entsprechende Bohrung in dem Reflektor zu einem auf der Rückseite 3b des Reflektors 3 ausgebildeten Netzwerk führt, vorzugsweise mittels Löten angeschlossen.
Bei der Variante gemäß Figur 7d ist im Schnitt gezeigt, dass das freie Ende der Signalleitung in Höhe der Strahlerhälften nicht nur zwingend kapazitiv verbunden sein muss, sondern auch galvanisch angeschlossen sein kann (also kurzgeschlossen sein kann) . Dazu ist das in Figur 5d gezeigte Anschluss- oder Koppelende der Signalleitung vorzugsweise mittels Löten an dem obenliegenden Endbe- reich des Wandabschnittes 43 galvanisch angeschlossen, der mit der zugehörigen Strahlerhälfte galvanisch verbunden ist.
Bei der erläuterten Ausführungsform dienen also die nach innen hin offenen und nach außen hin geschlossenen und insoweit teilzylinderförmig ausgestalteten und dadurch geschirmten Aufnahmeräume 45 als Masse- oder Außenleiter 25, 125 der entsprechenden unsymmetrischen Speisestruktur, d.h. der koaxialen Speisestruktur. Durch die Aus- bildung der Schlitze 13 und durch die kapazitive oder galvanische Anbindung der Trägerbasis der Strahler an Masse und/oder am Reflektor (der auf Masse liegt) wird ein Balun erzeugt, worüber letztlich trotz unsymmetrischer Speiseleitungen eine symmetrische Speilung insge- samt realisiert wird.
Für die zweite Polarisationsebene ist die Ausbildung des Speiseleiters mit dem zugehörigen Filter F entsprechend, nur mit dem Unterschied, dass der Querbügel der Speise- leitung in Höhe der zugehörigen Strahlerhälften in der Höhenlage versetzt ist zu dem um 90° versetzt liegenden anderen Querbügel der Speiseleitung für die andere Polarisationsebene, damit hier beide Querbügel der Speise¬ leitungen kontaktfrei aneinander vorbeigeführt werden können, sich also überkreuzen können, wie insbesondere aus der räumlichen Darstellung gemäß Figur 5a zu ersehen ist . Anhand der Figuren 9a bis 9d ist eine ähnliche Ausge¬ staltung wie zu dem vorausgegangenen Ausführungsbeispiel mit zwei Abwandlungen bezüglich der Speiseleitung erläutert, wobei hier die Speise- oder Innenleiter 27 als Me- tallstreifen 327 ausgebildet sind. An diesen Metall¬ streifen sind die entsprechenden Stichleitungen 205 vorzugsweise wieder in Paralellausrichtung zu dem angrenzenden, benachbarten Abschnitt der Speiseleitung zur Erzeugung der Filter F vorgesehen, wie insbesondere an den vergrößerten Detaildarstellungen gemäß den Figuren 10a bis 12b zu ersehen ist.
Die beiden Speiseleitungen in Form dieser Metallstreifen sind in dem sich kreuzenden Mittelabschnitt zum einen mit einem nach oben erhabenen und zum anderen mit einem nach unten beabstandeten, kontaktlos aneinander vorbeigefügten Mittenabschnitt Ml bzw. M2 versehen.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 9a bis 9c erfolgt die Ankopplung der Speiseleitung 27 an der zugehörigen Strahlerhälfte für jede der beiden Polarisationsebenen PI und P2 wiederum kapazitiv, also kontaktfrei. Abweichend davon kann aber der Anschluss des freien Endes 27' des entsprechenden Metallstreifens 327 (der die Speiseleitung 27, 127.1 bzw. 127.2 bildet) an dem betreffenden innenliegenden Endabschnitt der zugehörigen Strahlerhälfte (wie vorstehend an den anderen Aus¬ führungsbeispielen erläutert) auch galvanisch vorgenommen werden, wie dies schematisch wiederum anhand der Querschnittsdarstellung gemäß Figur 9d gezeigt ist. In diesem Falle ist das freie Ende 27' der Speiseleitung an dem entsprechenden innenliegenden Endabschnitt der Strahlerhälfte beispielsweise angelötet. Auch in diesen Ausführungsbeispielen werden die Speiseleitungen wieder durch elektrisch nicht leitfähige Abstandshalter 66, vorzugsweise aus Kunststoff, kontakt¬ frei zu den Wandungen des Trägers gehalten, wie nur bei- spielhaft anhand von Figuren 9b und 9c dargestellt ist. Dabei ist der erwähnte Abstandshalter 66 hier in Form eines Abstandshalter-Korbes oder -Rahmens 66' ausgebil¬ det, worüber beide sich kreuzenden Speiseleitungen 27 in Form der jeweiligen Metallstreifen 327 kontaktfrei ver- ankert werden können, so dass nicht nur die eigentliche Speiseleitung 27, sondern auch der freie Endabschnitt 27' kontaktfrei zum Träger in der Aufnehmung 45 verlaufen kann, wobei die Wandung des Trägers auch in diesem Ausführungsbeispiel als Außenleiter 125.1, 125.2 dient. Dadurch wird die koaxiale Speisestruktur gebildet.
Figur 9e zeigt dabei ferner auch, dass beispielsweise auch die Basis des Trägers 11 noch einmal über eine se¬ parate Halterung gehalten werden kann, d.h. an einem entsprechenden Reflektor verankert werden kann, wobei auch diese Halterung beispielsweise als isolierendes Dielektrikum ausgebildet ist. Die galvanische Anbindung des Trägers erfolgt dann über an der Trägerbasis 17 vorstehende, in der Regel einstückig mit dem Träger ver- bundene leitende Anschlusszapfen 111, die durch entspre¬ chende Bohrungen im Reflektor hindurchragen und dann bevorzugt auf der Rückseite 3b des Reflektors an Masse an¬ geschlossen werden, also allgemein auf Masse gelegt werden .
Die Signalleitung 27 in Form der Metallstreifen 327 kann unterschiedlich ausgebildet sein. Bei der Variante gemäß Figuren 10a und 10b führt die so gebildete Signalleitung in einen Aufnahmeraum 45 einer zugehörigen Trägerhälfte, wobei das freie Ende 27' in den diagonal gegenüberliegenden Aufnahmeraum 45 einer gegenüberliegenden Trägerhälfte eintaucht und dort bei¬ spielsweise kapazitiv gekoppelt ist, wenn nicht, wie er¬ läutert, anhand von Figur 9d eine galvanische Anbindung gewünscht wird. An dem Metallstreifen sind die entsprechenden metallstreifenförmigen Stichleitungen 205 ausgebildet, die an unterschiedlicher Höhe, also an unterschiedlichen Fußpunkten 209 an den Metallstreifen angebunden sein können, dabei unterschiedlich lang ausgebildet sein können etc.
Bei der Variante gemäß Figuren IIa und IIb ist der Me¬ tallstreifen 327 mit seinen beiden in den jeweiligen Aufnahmeraum 45 der Trägerhälften verlaufenden Abschnit- ten quasi gleichlang ausgebildet. Er weist dabei an sei¬ nen jeweils untenliegenden Abschnitten ein freies Ende 27' auf, so dass hier eine doppelte Einspeisung bevorzugt wiederum von der Rückseite des Reflektors ausgehend möglich ist. Diese Anschlussenden 27' werden in der Re- gel kontaktfrei durch Bohrungen im Reflektor auf die Rückseite des Reflektors hindurchgeführt.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figuren IIa und IIb sind die Filter in den beiden Anschluss zweigen Z127a und Z127b der Signalleitungen 27, 127 identisch ausgebildet, befinden sich also an gleicher Stelle, wobei die jewei¬ ligen Fußpunkte 207 in gleicher Abstandslage zum unteren Ende der beiden Anschlusszweige Z127a und Z127b liegen und von dort jeweils gleich ausgerichtete und gleich lang verlaufende Stichleitungen 205 ausgebildet sind.
Bezüglich der beiden Zweige Z127a und Z127b der Speise- leitungen ist in den Figuren 12a und 12b eine abweichende Struktur gezeigt.
Bei der Variante gemäß Figuren 12a und 12b sind die Stichleitungen 205 unter Ausbildung der gewünschten Fil- terstruktur nicht nur an unterschiedlicher Stelle vorgesehen, sondern auch mit unterschiedlicher Länge und Anzahl ausgebildet. Dadurch kann eine unterschiedliche Sperr- und/oder Durchlasswirkung auf beiden Anschlussabschnitten der so gebildeten doppelten Signalleitung er- zeugt werden.
Nachfolgend wird noch auf eine weitere beispielhafte Ab¬ wandlung verwiesen. Anhand der Darstellung gemäß Figuren 13a bis 13c ist ein weiteres Beispiel eines Vektordipols gezeigt, der bei¬ spielsweise aus einem Metallblech durch Stanzen und Kanten hergestellt werden kann. Hierzu wird nur beispiel¬ haft auf die vorveröffentlichte DE 20 2005 015 708 Ul verwiesen, die derartige Vektordipole zeigt und be¬ schreibt. Es wird von daher auf den Offenbarungsgehalt dieser Vorveröffentlichung in vollem Umfange Bezug genommen und zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht .
Ein entsprechender durch Stanzen und Kanten herstellbarer Vektordipol ist dabei anhand von Figur 9 gezeigt, wie er aus der vorstehend genannten Gebrauchsmusterschrift bekannt ist.
Dabei ist jeweils eine Strahlerhälfte mit einem durch Stanzen und Kanten hergestellten und damit formschlüssig verbundenen Metallstreifen versehen, der mehrfach gekantet ist und die erläuterte Speiseleitung bildet. Der Verlauf der Speiseleitung für jede der beiden Polarisationsebenen kann, wie in den anderen Ausführungsbeispie- len erläutert, ausgebildet sein. Die Speiseleitung ist dabei parallel und im Abstand zu einem benachbarten Trä¬ ger 11 verlaufend von unten nach oben angeordnet und über einen parallel zu den Strahlerhälften verlaufenden Horizontalbügel mit einem gegenüberliegenden Koppelab- schnitt 327' versehen, der mit der zugehörigen Strahleroder Dipolhälfte kapazitiv gekoppelt ist. Die Trägerba¬ sis ist ferner insgesamt oder über separate Anschluss¬ stellen oder Stifte mit der Massefläche des Reflektors an dem, vorzugsweise jeweils parallel zum Träger verlau- fenden Signalleitungsabschnitt verbunden und könnte dann hieran wiederum in dem entsprechenden Filter oder den Filterstrukturen ausgebildet sein, beispielsweise mit den Stichleitungen, wie sie bereits anhand der anderen Ausführungsbeispiele grundsätzlich erläutert wurden.
Anhand von Figuren 14a bis 15b ist dabei ein ebenfalls durch Stanzen und Kanten ausgebildeter Metallstreifen 327 gezeigt, der die Signalleitung 27 bildet. An dem jeweils parallel zum Trägerabschnitt verlaufenden Lei- tungsabschnitt sind ebenfalls durch Stanzen, Kanten und gegebenenfalls um 180° Biegen (Figuren 15a und 15b) pa¬ rallel zu dem Signalleitungsabschnitt verlaufende Stich¬ leitungen 205 gebildet, die ebenfalls wieder metall- streifenförmig ausgebildet sind. Diese Filterstrukturen können sowohl an dem von der Basis nach oben verlaufenden Signalleitungsabschnitt wie an dem zweiten gegen¬ überliegenden, kapazitiv angekoppelten Signalleitungsab- schnitt ausgebildet sein. Dabei können die Stichleitun¬ gen auch an unterschiedlichen Stellen in unterschiedlicher Ausrichtung und in unterschiedlicher Länge ausgebildet sein, um die gewünschte Filterwirkung zu erzeu¬ gen .
Anhand aller erläuterten Ausführungsbeispiele ist also mehrfach gezeigt worden, wie unterschiedliche Fil¬ terstrukturen durch unterschiedliche Ausgestaltung, Anordnung und/oder Dimensionierung beispielsweise unter Verwendung von Strichleitungen erzeugt werden können, und dies auf besonders einfache und raumsparende Weise. Denn die Filterstrukturen sind zum einen auf der Strahlerseite des Reflektors angeordnet, also auf der Front¬ seite 3a des Reflektors, auf der auch die Strahler 5 po- sitioniert sind. Ferner sind die erläuterten Fil¬ terstrukturen F bevorzugt unmittelbar im Bereich oder in der Nähe der Strahler selbst angeordnet, d.h. vor allem unmittelbar benachbart zu der zugehörigen Trageinrichtung der Strahler oder der Strahlerstrukturen, insbeson- dere der gezeigten dipolförmigen Strahlerstrukturen.
Die gezeigten Ausführungsbeispiele zeigen dabei ferner, dass die Filter jeweils zwischen der Strahlereinspei¬ sung, also in der Regel in Höhe der Dipol- oder Strah- lerhälften zum einen und der Strahlerbasis oder dem Strahlerfußpunkt angeordnet sind. Dabei ist die Fil¬ terstruktur in die Signalleitung integriert. Dadurch lassen sich die Filter höchst raumeffizient anordnen und unterbringen, und zwar auf der Reflektor-Vorderseite 3a.
Ist die zugehörige Tragstruktur für einfach- oder dualpolarisierte Strahler so aufgebaut, dass die zugehörigen Trägerhälften 11.1a, 11.1b und/oder 11.2a, 11.2b hohlzy- linderförmig ausgestaltet sind, so kann diese hohl- oder teilzylinderförmige Tragstruktur als Außenleiter und/ oder Schirmung für den darin verlegten Innenleiter oder Signalleiter unter Bildung einer koaxialen Speisestruktur zur Speisung der dipolförmigen Strahler verwendet werden. Ebenso können aber auch eine symmetrische oder unsymmetrische Mikrostreifenleitung und/oder auch eine Koaxialleitung wie erläutert zur Speisung herangezogen werden .
Alle beschriebenen Ausführungsbeispiele zeigen, wie Mo¬ bilfunk-Strahler mit einem integrierten Filter ausgestattet werden können. Die Strahler können dabei z.B. als Dipolstrahler, Kreuzdipole, Dipolquadrate oder Vek¬ tordipole oder in sonstiger Art und Weise ausgestaltet sein .
Dabei können die Filter so ausgeführt sein, dass die Filterfunktion bevorzugt als Tiefpass umgesetzt ist.
Die Filter selbst und die Filterfunktionen können dabei nur auf einer oder auf beiden Seiten des Strahlerträgers, insbesondere der Strahlersymmetrierung sitzen.
Die Filter können, wie beschrieben und gezeigt, beispielsweise in Form von Stichleitungen ausgeführt sein, ebenso aber auch als Koaxialsystem oder auf einer Plati- nenbasis. Auch völlig andere Filterausführungen und Filterstrukturen sind ebenso möglich. Einschränkungen bestehen insoweit nicht. Die anhand aller erläuterten Ausführungsbeispiele be¬ schriebenen Filter können für die Impedanztransformation zwischen der Strahlereinspeisung und dem Strahlerfußpunkt zusätzlich verwendet und angepasst werden. Inso¬ weit können die Filterstrukturen allgemein auch soge- nannte Anpassungen, Anpasstransformationen oder eben die erwähnten Impedanztransformationen mit umfassen. Dadurch lässt sich auch das VSWR-Verhältnis des Strahlers ver¬ bessern, also das sogenannte Stehwellenverhältnis zwi¬ schen vor- und rücklaufender Welle.
Wenn die erwähnen Filter F bevorzugt als Tiefpass ausge¬ führt werden, trägt dies dazu bei, dass zwischen unteren und oberen Frequenzband eine verbesserte Entkopplung re¬ alisiert wird. Dies hat große Vorteile dann, wenn die Strahler als Dual- oder Multiband-Strahler eingesetzt werden, beispielsweise auch mit weiteren Strahlern, die in einem anderen, versetzt liegenden Frequenzband senden oder empfangen. Ferner kann durch die erwähnten Filter F sichergestellt werden, dass die mit dem Filter ausgestatteten Strahler alle weiteren höheren Frequenzen und damit die sogenannten spurious Emissionen unterdrückt. Diese Aufgaben mussten bisher die Duplex- oder Bandpassfilter in den Basisstationen oder in dem sogenannten Remote-Radio- Heads (RRH) übernehmen. Diese Filter sind sehr aufwändig und teuer. Zudem erfordern sie einen weiteren, nicht zu vernachlässigenden Bauraum. Durch die erfindungsgemäßen Strahler mit den integrierten Filtern können die Duplex- und Bandpassfilter wesentlich kleiner, kompakter, verlustärmer und kostengünstiger ausgeführt werden.
Die Erfindung sowie einige Ausführungsbeispiele der Er¬ findung sind bisher für eine dipolförmige Strahleranord¬ nung erläutert worden, die beispielsweise einen oder mehrere Strahler mit den zugehörigen Filtern umfasst, die in einer einzigen vorgesehenen Antennenspalte angeordnet bzw. verbaut sind. Die Erfindung kann aber ebenso in zwei- oder mehrspaltigen Antennen realisiert sein, also bei einer Strahleranordnung, die beispielsweise zwei Antennenspalten oder noch mehr nebeneinander ange- ordnete Antennenspalten umfasst, in denen jeweils zumindest ein oder mehrere Strahler mit den zugehörigen erläuterten Filtern vorgesehen sind. Dabei können bevorzugt in den zwei oder den mehreren Antennenspalten gleiche Strahler angeordnet sein, ebenso wie Strahler, von denen sich zumindest einige konstruktiv voneinander unterscheiden. Diese Strahler können z.B. in einem gleichen Frequenzband, in einem Dual-Band oder in einem Mul- ti-Band betrieben werden. Eine derartige Anordnung beispielsweise mit zwei Anten¬ nenspalten eignet sich auch dann im Rahmen der Erfindung, wenn beispielsweise die in einer Antennenspalte vorgesehenen Strahler beispielsweise als Low-Band- Strahleranordnung betrieben wird, wohingegen der eine oder die mehreren in der zweiten Antennenspalte vorgese¬ henen Strahler im Sinne einer High-Band-Strahleranord- nung betrieben werden, also Senden und/oder Empfangen. Diese zumindest beiden Antennenspalten werden also somit unterschiedlich betrieben und sind bevorzugt nebeneinander angeordnet. Dieses Prinzip kann aber auch weiter für Antennenanordnungen oder Antennenarrays ausgebaut werden, die noch mehr als zwei Antennenspalten aufweisen, wobei die in den einzelnen Antennenspalten angeordneten Strahler in unterschiedlichen Bändern, also unterschiedlichen Frequenzbereichen betrieben werden können.

Claims

Patentansprüche : 1. Dipolförmige Strahleranordnung mit folgenden Merkma¬ len
die dipolförmige Strahleranordnung umfasst zumindest einen Strahler (5a, 5b, 5c) mit zumindest zwei Strahlerhälften (7.1a, 7.1b; 7.2a, 7.2b), worüber die dipolförmige Strahleranordnung in zumindest ei¬ ner Polarisationsebene (PI, P2) betrieben wird, die zumindest beiden Strahlerhälften (7.1a, 7.1b; 7.2a, 7.2b) sind über einen Träger (11; 11.1a, 11.1b; 11.2a, 11.2b) vor einem elektrisch leitfähi- gen Reflektor (3) angeordnet und/oder gehalten, wobei eine Basis oder ein Fußpunkt (17) des Trägers (11; 11.1, 11.2) unmittelbar oder mittelbar auf dem Reflektor (3) angeordnet und/oder gehalten ist, der zumindest eine Strahler (5a, 5b, 5c) ist über eine Speisestruktur mit zumindest einer Signallei¬ tung (27.1, 27.2) gespeist,
es ist zumindest ein Filter (F) auf der Vorderseite (3a) des Reflektors (3) vorgesehen,
der zumindest eine Filter (F) ist in die Signallei- tung (27.1, 27.2) integriert,
gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale
die Speisestruktur besteht aus einer koaxialen Speisestruktur, wozu die Signalleitung (27.1, 27.2) in Form eines Innenleiters (127.1, 127.2) innerhalb ei-
Außenleiters (125.1, 125.2) verläuft, und der zumindest eine Filter (F) besteht aus einer koa¬ xialen Filterstruktur, die dem Außenleiter
(125.1, 125.2) untergebracht ist.
2. Dipolförmige Strahleranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Filter (F) zwischen der Basis (17) oder dem Fußpunkt (17) und den Dipol- und/oder Strahlerhälften (7.1a, 7.1b; 7.2a, 7.2b) angeordnet ist.
3. Strahleranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Filter (F) unmit- telbar benachbart zum Träger (11) oder einer zugehörigen Trägerhälfte (IIa, IIb) angeordnet ist.
4. Strahleranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalleitung (27.1, 27.2) unmittel- bar benachbart auf der Außenseite des Trägers (11) pa¬ rallel zu diesem und davon galvanisch getrennt verläuft, und zwar bis zu einer Einspeisestelle vorzugsweise in Höhe der Dipol- oder Strahlerhälften (7.1a, 7.1b; 7.2a, 7.2b), an der die Einspeisung galvanisch oder kapazitiv erfolgt.
5. Strahleranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (F) innerhalb des Trägers (11) bzw. einer zugehörigen Trägerhälfte (11.1a, 11.1b; 11.2a, 11.2b) angeordnet ist.
6. Strahleranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (11) oder die zugehörigen Trä- gerhälften (11.1a, 11.1b; 11.2a, 11.2b) hohlzylinderför- mig oder teilzylinder-ähnlich mit innenliegendem Hohloder Aufnahmeraum (45) ausgebildet sind, durch die hindurch die Signalleitung (27.1, 27.2) mit dem zugehörigen Filter (F) verläuft.
7. Strahleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Filter (F) eine von der Signalleitung (27.1, 27.2) abzweigende Stichleitung (205) umfasst.
8. Strahleranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Stichleitung (205) pa¬ rallel zu einem benachbarten Abschnitt der Signalleitung (27.1, 27.2) verläuft.
9. Strahleranordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Stichleitung (205) an einem Fußpunkt (207) mit der Signalleitung (27.1, 27.2) galvanisch verbunden ist und über einen Winkel oder Krümmungsabschnitt (209) in die vorzugsweise paral¬ lel zu einem benachbarten Abschnitt der Signalleitung (27.1, 27.2) verlaufende Stichleitung (205) übergeht.
10. Strahleranordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei oder zumin¬ dest drei Stichleitungen (205) an einem entsprechenden Abschnitt der Signalleitung (27.1, 27.2) vorgesehen sind, die in Längsrichtung der Signalleitung (27.1, 27.2) an gleicher Stelle oder versetzt zueinander abzweigen und/oder mit gleicher oder unterschiedlicher Länge vorgesehen sind.
11. Strahleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalleitung (27.1, 27.2)
a) aus einer symmetrischen oder unsymmetrischen Strei- fenleitung (227) oder
b) aus einem Blechteil insbesondere in Form eines Me¬ tallstreifens (327)
besteht .
12. Strahleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass auch der Filter (F)
a) aus einer symmetrischen oder unsymmetrischen Streifenleitung oder
b) einem Blechteil in Form eines Metallstreifens besteht.
13. Strahleranordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalleitung (27.1, 27.2) und der zugehörige Filter (F) aus einem gemeinsamen Blech- teil insbesondere in Form eines Metallstreifens oder aus mehreren Metallstreifen besteht.
14. Strahleranordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Stichleitung (205) an einer der Sei- tenbegrenzungen der aus einem Metallstreifen gebildeten Signalleitung (27.1, 27.2) mit dieser Signalleitung (27.1, 27.2) verbunden ist.
15. Strahleranordnung nach Anspruch 14, dadurch gekenn- zeichnet, dass die am Seitenrand der Signal- oder Spei¬ seleitung (27.1, 27.2) vorgesehene zumindest eine Stichleitung (205) durch Biegen oder Kanten in eine Parallellage zur Signal- oder Speiseleitung (27.1, 27.2) ge- bracht ist, in der die Ebenen des Metallstreifens im Be¬ reich der Signal- oder Speiseleitung (27.1, 27.2) und der zumindest einen Stichleitung (205) parallel zueinander liegen.
16. Strahleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalleitung (27.1, 27.2) Teil eines Koaxialkabel (127) ist, wobei das Koa¬ xialkabel (127) einen Abschnitt umfasst, in dem der zu- mindest eine Filter (F) mittels einer Außenleiteranord- nung geschirmt untergebracht ist.
17. Strahleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalleitung (27.1, 27.2) und der dazugehörige Filter (F) aus einer gemeinsamen unsymmetrischen Streifenleitung besteht.
18. Strahleranordnung nach Anspruch 11, 12 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalleitung (27.1, 27.2) aus einem Blechteil vorzugsweise in Form eines Me¬ tallstreifens (327) besteht und dass die zumindest eine ebenfalls aus einem Metallstreifen bestehende Stichlei¬ tung (205) auf der Breitseite des Metallstreifens galva¬ nisch mit diesem verbunden ist.
19. Strahleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (F) so aufgebaut ist, dass eine Impedanztransformation bewirkt wird.
20. Strahleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Filter (F) als Tiefpass ausgebildet ist.
21. Strahleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalleitung (27) mit dem integrierten Filter (F) an ihrem freien Ende galvanisch oder kapazitiv an einer zugehörigen Dipol- oder Strahlerhälfte (7.1a, 7.1b; 7.2a, 7.2b) angekoppelt ist.
22. Strahleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalleitung (27.1, 27.2) als in Seitenansicht U-förmiger oder U-ähnlicher Bügel ausgebildet ist, und zwar mit zwei Speiseleitungs¬ zweigen (Z127a, Z127b) , die jeweils mit zumindest einem Filter (F) versehen sind, wobei die beiden Filter (F) in den beiden Signalleitungszweigen (Z127a, Z127b) gleich oder unterschiedlich ausgebildet sind.
23. Strahleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die dipolförmige Strahler¬ anordnung zumindest mehrere Strahler (5a, 5b, 5c) um- fasst, die nur in einer Antennenspalte oder die in zwei Antennenspalten oder die in mehr als zwei Antennenspal¬ ten angeordnet sind.
24. Strahleranordnung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die in zumindest zwei Antennenspalten an- geordneten Strahler (5a, 5b, 5c) aus gleichen Strahlern (5a, 5b, 5c) bestehen und/oder in einem gleichen Frequenzband betrieben werden.
25. Strahleranordnung nach Anspruch 23, dadurch gekenn- zeichnet, dass die in zumindest zwei Antennenspalten vorgesehenen Strahler (5a, 5b, 5c) unterschiedlich ausgebildet sind und/oder in unterschiedlichen Frequenzbändern betreibbar sind oder betrieben werden, wobei vor- zugsweise die in zumindest einer der mehreren Antennenspalten vorgesehenen Strahler (5a, 5b, 5c) Low-Band- Strahler (5a, 5b, 5c) und die in der zumindest einen zweiten Antennenspalte vorgesehenen Strahler (5a, 5b, 5c) High-Band-Strahler (5a, 5b, 5c) sind.
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