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EP 1 057 224 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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22.10.2003 Patentblatt 2003/43 |
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Anmeldetag: 16.12.1999 |
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Internationale Patentklassifikation (IPC)7: H01Q 21/26 |
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Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/EP9910/017 |
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Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 0003/9894 (06.07.2000 Gazette 2000/27) |
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| (54) |
DUALPOLARISIERTER DIPOLSTRAHLER
DUAL-POLARIZED DIPOLE ANTENNA
Antenne DIPOLE A DOUBLE POLARISATION
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Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE |
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Priorität: |
23.12.1998 DE 19860121
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| (43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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06.12.2000 Patentblatt 2000/49 |
| (73) |
Patentinhaber: Kathrein-Werke KG |
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83022 Rosenheim (DE) |
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Erfinder: |
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- GABRIEL, Roland
D-83556 Griesstätt (DE)
- GÖTTL, Maximilian
D-83109 Grosskarolinenfeld (DE)
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Vertreter: Flach, Dieter Dipl.-Ing et al |
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Andrae Flach Haug
Adlzreiterstrasse 11 83022 Rosenheim 83022 Rosenheim (DE) |
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Entgegenhaltungen: :
DE-A- 19 627 015 DE-A- 19 829 714 US-A- 4 434 425
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DE-A- 19 722 742 US-A- 4 062 019 US-A- 5 977 929
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft einen dualpolarisierten Dipolstrahler nach dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
[0002] Mittels dualpolarisierter Antennen können bekanntermaßen zwei orthogonale Polarisationen
abgestrahlt oder empfangen werden. Bei entsprechender Verschaltung beider Systeme
können diese auch zum Abstrahlen oder Empfangen beliebiger anderer Kombinationen der
linearen orthogonalen Polarisationen, wie bspw. einer zirkulare Polarisation eingesetzt
werden.
[0003] Dualpolarisierte Antennen besitzen als Primärstrahler üblicherweise Dipolstrahler,
Patchstrahler oder Schlitzstrahler. Bei den Dipolstrahlern kommen im wesentlichen
als Strukturen das Dipolquadrat, bestehend aus vier Einzeldipolen, sowie eine Kreuzdipolanordnung
zur Anwendung. Damit können die genannten Strahler sowohl horizontal als auch vertikal
sowie mit einer Polarisationsausrichtung in einem Winkel ±45° betrieben werden. Man
spricht in diesem Falle beispielsweise auch von einer X-polarisierten Antenne, wie
diese grundsätzlich aus der DE 196 27 015 bekannt ist.
[0004] Probleme bestehen bei derartigen dualpolarisierten Antennen dann, wenn beispielsweise
Halbwertsbreiten von weniger als ca. 75° bei kompakter Antennenbauweise realisiert
werden sollen. In diesem Falle lassen sich dualpolarisierte Antennen praktisch nur
durch Dipolquadrate und/oder durch Verwendung sehr breiter Reflektoren realisieren.
Damit verbunden ist ein nicht unerheblicher Verschaltungsaufwand. So müssen beispielsweise
zur Speisung der Dipole vier Kabel eingesetzt werden. Nachteilig sind aber auch, insbesondere
durch die erforderlichen breiten Reflektoren, die großen Antennenmaße.
[0005] Ein weiterer Nachteil besteht insbesondere bei ±45°-polarisierten Dipolantennen darin,
daß eine relativ hohe Verkopplung bei einer aus Dipolquadraten bestehenden Array-Anordnung
festzustellen ist. Diese relativ hohe Verkopplung wirkt sich insbesondere bei Antennen
mit abstimmbarer Phasenlage der Dipole störend aus (einstellbarer elektrischer Downtilt).
[0006] Eine weitere Ausführungsform von dualpolarisierten Strahlern ist beispielsweise aus
der EP 0 685 900 A1 bekannt geworden. Hierbei handelt es sich um einen entsprechend
anregbaren Schlitzstrahler. Durch die hierbei notwendige einschränkende Dimensionierung
der Schlitz-Speisekopplung ist zudem die Verwirklichung kleiner Halbwertsbreiten auch
bei diesem bekannten Stand der Technik nur mittels entsprechend großer Reflektoren
möglich.
[0007] Ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik ist es deshalb Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, einen dualpolarisierten Dipolstrahler zu schaffen, der einfach
aufgebaut ist und insbesondere auch im Falle eines Array-Aufbaus unter Verwendung
mehrerer dualpolarisierter Strahlermodule eine verbesserte Entkopplung aufweist.
[0008] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen
gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
[0009] Die erfindungsgemäßen dualpolarisierten Dipolstrahler sind gegenüber herkömmlichen
Lösungen einfacher aufgebaut, so daß die erfindungsgemäßen Dipolstrahler zum einen
kostengünstiger herstellbar sind.
[0010] Sie weisen aber auch eine völlig überraschende und von herkömmlichen Lösungen abweichende
Struktur auf, die vor allem bei Realisierung eines Antennenarrays verbesserte Werte
für die Entkopplung ergeben.
[0011] Das Überraschende ist, daß die erfindungsgemäßen dualpolarisierten Dipolstrahler
in elektrischer Hinsicht wie ein Kreuzdipol wirken, in mechanischer konstruktiver
Hinsicht demgegenüber aber eher einem Dipolquadrat ähneln.
[0012] Überraschend ist dabei ferner, daß das von seiner räumlich konstruktiven Seite her
eher einem Dipolquadrat ähnelnde Antennenmodul bei in Horizontal- und Vertikalausrichtung
ausgerichteten Dipolkomponenten in elektrischer Hinsicht ein X-polarisiertes Antennenmodul
ergibt, mit anderen Worten in elektrischer Hinsicht eine in ±45° strahlende Antenne.
[0013] Soll demgegenüber die Antenne in Horizontal- und/oder Vertikalrichtung polarisiert
strahlen oder empfangen, also in elektrischer Hinsicht die Ausrichtung des Kreuzdipols
mit seinen elektrischen Dipolachsen in Horizontal- und Vertikalrichtung liegen, so
müßte das in konstruktiver Hinsicht eher einem Dipolquadrat ähnelnde Modul mit den
einzelnen Dipolkomponenten in ±45°-Richtung ausgerichtet werden.
[0014] Erfindungsgemäß ist dazu vorgesehen, daß jeder der vier Dipole durch eine symmetrische
Leitung gespeist wird, und durch die spezielle Art der Zusammenschaltung jeweils die
orthogonal aufeinander stehenden benachbarten Dipolhälften zweier benachbarter Dipole
gleichphasig erregt werden. Diese symmetrischen oder zumindest im wesentlichen oder
annähernd symmetrischen Speiseleitungen bestehen aus zwei Leitungshälften, welche
einzeln betrachtet gegenüber einem fiktiven Nullpotential eine unsymmetrische Leitung
darstellen. Die Zusammenschaltung der unsymmetrischen Leitungshälften erfolgt erfindungsgemäß
in der Art, daß jeweils die zu zwei benachbarten und orthogonal zueinander ausgerichteten
Dipolhälften führenden beiden Leitungshälften elektrisch miteinander verbunden sind.
Die Einspeisung des resultierenden Gesamtstrahlers erfolgt dabei über Kreuz. Das heißt,
daß die jeweils vorstehend genannten beiden verbundenen Leitungshälften zweier senkrecht
aufeinander stehender Dipolhälften über Kreuz mit den beiden Leitungshälften der diametral
gegenüberliegenden benachbarten und orthogonal zueinanderstehenden Dipolhälften jeweils
miteinander elektrisch verbunden sind, vorzugsweise über Kreuz. Somit wirkt der Gesamtstrahler
elektrisch eher wie ein Kreuzdipol, wobei durch die spezielle Ausbildung der von der
Mitte herausgehenden Leitungen diese nicht oder nur unwesentlich mitstrahlen. Insofern
kann man die jeweils orthogonal aufeinander stehenden benachbarten Dipolhälften, welche
ja gleichphasig erregt werden, als Teil eines resultierenden Kreuzdipols auffassen.
Aus diesem Grunde wird der erfindungsgemäß aufgebaute Strahler auch als resultierender
Kreuzdipol bezeichnet. Vollkommen überraschend ist nunmehr, daß eine breitbandige
hohe Entkopplung zwischen den Speisepunkten in der ersten Polarisation und in der
zweiten, dazu orthogonalen Polarisation, erzielt wird.
[0015] Die erwähnten mit den jeweiligen Dipolhälften in Verbindung stehenden symmetrischen
Speiseleitungen sind bevorzugt symmetrisch aufgebaut, wobei, da wie erwähnt die zugehörigen
Leitungshälften gegenüber einem Nullpotential für sich genommen unsymmetrisch zueinander
angeordnet und gegenphasig eingespeist werden, sich die bevorzugte symmetrische Leitungsanordnung
ergibt. Die erfindungsgemäßen Vorteile werden dabei natürlich immer noch erzielt,
wenn die symmetrische Speiseleitung nicht 100%ig symmetrisch ist, sondern davon abweicht,
wobei mit zunehmend stärkerer Abweichung vom symmetrischen Aufbau der Speiseleitungen
der Grad der Entkopplung abnimmt.
[0016] In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die jeweilige zum Dipol führende
Leitungshälfte der symmetrischen Speiseleitung als mechanische Halterung der Dipolhälfte
ausgebildet und diese liegt oder endet bevorzugt in dem gleichen Abstand über dem
Reflektor, in dem der Dipol selbst über dem Reflektor angebracht ist. Somit kann diese
Leitung auch als Teil des resultierenden Kreuzdipols aufgefaßt werden, durch die gegenphasigen
Ströme auf den Leitungshälften strahlt diese jedoch nicht oder nur geringfügig mit.
Es ergibt sich also hier die gewünschte Aufhebung der Strahlungswirkung und somit
eine bessere Bündelung der Dipole. Daher ist völlig überraschend, daß dann durch die
entsprechende Verschaltung über Kreuz im Speisepunkt einerseits eine Abstrahlung der
in einer ±45°-Ebene liegenden Polarisation erzielt wird und andererseits eine breitbandige
hohe Entkopplung erreicht wird.
[0017] Bevorzugt sind die symmetrischen Speiseleitungen mit ihren jeweils beiden unsymmetrischen
Leitungshälften so angeordnet, dass diese bei Draufsicht auf eine Strahleranordnung
von einer etwa mittig liegenden Symmetrierung ausgehen und zu den jeweils beiden Anschlußstellen
zweier in axialer Verlängerung zueinander liegender Dipolhälften führen. Diese Speiseleitungen
können aber auch völlig andersverlaufend angeordnet werden. Beispielsweise ist es
auch möglich, diese Leitungshälften der symmetrischen Speiseleitung von der Rückseite
eines Reflektorbleches durch dieses hindurch zu führen, wobei die Leitungshälften
beispielsweise etwa senkrecht zur Ebene des Reflektorbleches direkt zu den darüber
befindlichen Anschlußpunkten der jeweils in axialer Verlängerung liegenden Dipolhälften
führen. Ebenso kann die Halteeinrichtung für die Dipolhälften von den mit den Dipolhälften
in Verbindung stehenden Leitungshälften völlig getrennt ausgebildet sein.
[0018] Die jeweils beiden senkrecht zueinander stehenden Halbdipol-Komponenten sind üblicherweise
so angeordnet, daß sie jeweils mit ihren freien Enden auf einen gemeinsamen Schnittpunkt
weisen, der die Eckpunkte eines Quadrates bildet. Die Komponenten der Dipolhälften
müssen hier nicht in konstruktiver Verbindung stehen, können dies aber. Dabei können
die Komponenten metallisch sein oder durch Verwendung von Isolatoren, die in den Eckpunkten
des erwähnten Quadrates sitzen, verbunden sein.
[0019] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Dabei zeigen im einzelnen:
- Figur 1:
- eine schematische Draufsicht auf ein Dipolquadrat nach dem Stand der Technik;
- Figur 2:
- eine schematische Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen dualpolarisierten Dipolstrahler
mit einer in elektrischer Hinsicht ±45° Polarisation;
- Figur 3:
- eine perspektivische Darstellung eines konkreter gezeigten Ausführungsbeispieles eines
erfindungsgemäßen Dipolstrahlers;
- Figur 4:
- eine schematische Seitenansicht des erfindungsgemäßen dualpolarisierten Dipolstrahlers;
und
- Figur 5:
- eine schematische Draufsicht auf ein Antennenarray mit mehreren dual-polarisierten
Dipolstrahlern entsprechend Figur 1 und 2.
[0020] Zur Verdeutlichung der erfindungsgemäßen Unterschiede zu einem herkömmlichen dualpolarisierten
Dipolstrahler wird zunächst auf Figur 1 Bezug genommen, in welcher ein derartiger
dualpolarisierter Dipolstrahler 1 in Form eines Dipolquadrates gezeigt ist.
[0021] Der nach dem Stand der Technik bekannte Dipolstrahler 1 gemäß Figur 1 ist so aufgebaut,
daß -dessen Dipole 3 lineare Polarisationen mit einem Winkel von +45° und -45° bezogen
auf die Vertikale bzw. Horizontale empfangen oder ausstrahlen können. Derartige Antennen-
oder Antennenarray werden auch kurz als X-polarisierte Antennen oder Antennenarrays
bezeichnet.
[0022] Gemäß Figur 1 sind jeweils vom axialen Mittelpunkt 5 der Antennenordnung versetzt
liegend erste Dipole 3" in einer -45°-Ausrichtung und zweite Dipole 3' in einer +45°-Ausrichtung
vorgesehen. In Figur 1 ist schematisch angedeutet, daß dabei jeweils die beiden gegenüberliegenden
Dipole 3' bzw. 3" zu einem Doppeldipol zusammengefaßt sind. Somit sind insgesamt vier
Verbindungsleitungen 7 notwendig, um von dem Mittelpunkt 5 aus, d.h. von den im Bereich
des Mittelpunktes 5 liegenden Einspeis- oder Zusammenschaltpunkten 5' bzw. 5", die
Speisung der beiden Polarisationen vorzunehmen.
[0023] Anhand von Figuren 2 bis 4 ist nunmehr ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel
für einen dualpolarisierten Dipolstrahler gezeigt.
[0024] Der in Figur 2 dargestellte Dipolstrahler wirkt - was nachfolgend noch im einzelnen
erörtert wird - in elektrischer Hinsicht wie ein mit einer Polarisation von ±45° strahlender
Dipol, also bspw. wie ein Kreuzdipol. Der in elektrischer Hinsicht als Kreuzdipol
3 wirkende Strahler ist gestrichelt in Figur 2 eingezeichnet. Dieser in elektrischer
Hinsicht als Kreuzdipol 3 wirkende Strahler mit einer ±45°-Ausrichtung gegenüber der
Horizontale wird durch einen elektrischen Dipol 3' (in +45°-Richtung geneigt) und
einen dazu senkrechten Dipol 3" (mit -45° gegenüber der Horizontalen geneigt) gebildet.
Jeder der beiden in elektrischer Hinsicht gebildeten Dipole 3' und 3" umfaßt jeweils
die zugehörigen Dipolhälften 3'a und 3'b für den Dipol 3' sowie die Dipolhälften 3"a
sowie 3"b für den Dipol 3". In konstruktiver Hinsicht wird dabei die sich elektrisch
ergebende Dipolhälfte 3'a durch zwei senkrecht aufeinander stehende Halbdipol-Komponenten
114b und 111a gebildet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel enden die Halbdipol-Komponenten
114b, 111a mit ihren rechtwinklig aufeinderzu laufenden Enden im Abstand voneinander.
Sie könnten dort allerdings auch verbunden sein, und zwar sowohl durch eine elektrisch
leitende, metallische Verbindung, als auch durch Einfügung eines elektrisch nicht
leitenden Elements oder Isolators, um z.B. eine höhere mechanische Stabilität zu gewährleisten.
An den Enden der Dipolhälften können diese auch noch mit Abwinkelungen versehen sein.
[0025] Entsprechend wird die im Uhrzeigersinn nächste Dipolhälfte 3"b des in elektrischer
Hinsicht mit -45°-Ausrichtung vorgesehenen elektrischen Dipols 3" durch die beiden
Halbdipol-Komponenten 111b und 112a gebildet. Die in Verlängerung zur Dipolhälfte
3'a gebildete zweite Dipolhälfte 3'b wird durch die beiden Halbdipol-Komponenten 112b,
113a und die vierte Dipolhälfte 3"a durch die beiden Halbdipol-Komponenten 113b, 114a
in analoger Weise gebildet.
[0026] Die als Dipolquadrat angeordneten Halbdipol-Komponenten werden nunmehr durch jeweils
eine symmetrische Speiseleitung 115, 116, 117 bzw. 118 gespeist. Dabei werden beispielsweise
die beiden Halbdipol-Komponenten 114b und 111a, also jeweils die benachbarten orthogonal
zueinander ausgerichteten Halbdipol-Komponenten, über eine gemeinsame Einspeisstelle,
hier die Einspeisstelle 15' gleichphasig erregt. Die zu diesen Halbdipol-Komponenten
114b, 111a gehörende Anschlußleitungen bestehen aus jeweils zwei Leitungshälften 118b
und 115a, welche einzeln betrachtet gegenüber einem fiktiven Nullpotential 20 eine
unsymmetrische Leitung darstellen. Entsprechend werden beispielsweise die beiden nächsten
Halbdipol-Komponenten 111b und 112a über die Leitungshälften 115b bzw. 116a mit ihrem
gemeinsamen Einspeispunkt 5" elektrisch verbunden, usw. Bei dieser Verschaltung ist
die jeweils zugehörige symmetrische Speiseleitung gleichzeitig so gestaltet, daß sie
die mechanische Fixierung der Dipole, d.h. der Halbdipol-Komponenten, übernimmt. Dabei
trägt beispielsweise von der symmetrischen Leitung 115 die eine unsymmetrische Leitungshälfte
115a die Dipolhälfte 111a und die von Leitungshälfte 115a elektrisch getrennte bevorzugt
parallel verlaufende zweite Leitungshälfte 115b die zweite Dipolhälfte 111b. Mit anderen
Worten tragen also jeweils die beiden zu einer symmetrischen Leitung 115 bis 118 gehörenden
zugehörigen unsymmetrischen Leitungshälften jeweils die beiden in axialer Verlängerung
zueinander angeordneten Dipolhälften eines Dipols 111 bis 114. Dadurch, daß die Leitungshälften,
welche zu den jeweils benachbarten orthogonal aufeinander stehenden Dipolhälften führen,
an ihrem Einspeispunkt elektrisch leitend verbunden sind, ergeben sich vier Zusammenschaltpunkte
15', 5", 15", 5', welche wiederum symmetrisch über Kreuz angespeist werden, wie sich
insbesondere auch aus der Darstellung gemäß Figur 5 ergibt. Der dadurch entstehende
Gesamtstrahler wirkt nunmehr durch die gleichphasige Erregung der Halbdipol-Komponenten
114b, 111a bzw. der Halbdipol-Komponenten 111b und 112a bzw. 112b und 113a bzw. 113b
und 114a elektrisch wie ein Kreuzdipol. Durch die spezifische Anordnung der Leitungshälften,
die jeweils parallel im geringen Abstand zueinander angeordnet sind und gegenphasig
der Strom darin fließt, wird sichergestellt, daß die Leitungshälften selbst keinen
nennenswerten Strahlungsbeitrag liefern, jede Strahlung also durch Überlappung ausgelöscht
wird.
[0027] Der Grundaufbau in Draufsicht auf die Strahleranordnung gemäß Figur 2 zeigt, dass
das Strahlermodul eine in Draufsicht vierfache Symmetrie aufweist. Zwei rechtwinklig
zueinanderstehende Symmetrieachsen werden durch die symmetrischen Leitungen 115 und
117 bzw. 112 und 118 gebildet, wobei die dritte und vierte Symmetrieachse in Draufsicht
auf die Strahleranordnung gemäß Figur 2 dazu um 45° verdreht liegt und durch die sich
in elektrischer Hinsicht ergebenden Dipole 3' und 3" gebildet werden.
[0028] In Figur 3 ist ferner noch an dem Einspeis- und Zusammenschaltpunkt 5' der jeweils
eine Teil der Symmetrierung 21 und im geringfügigen Abstand gegenüberliegend zum Mittelpunkt
5 der andere Teil der Symmetrierung 21a gezeigt, welche einerseits zur mechanischen
Befestigung der Dipolstruktur an dem Reflektorblech dient und andererseits den Übergang
auf unsymmetrische Speiseleitungen (bspw. Koaxialleitungen) im Zusammenschaltpunkt
ermöglicht.
[0029] Entsprechend wird insbesondere in Figur 3 gezeigt, daß der Zusammenschaltpunkt 15'
für die Halbdipol-Komponenten 114b und 111a sowie der gegenüberliegende Zusammenschaltpunkt
15" für die Halbdipol-Komponenten 112b und 113a im Bereich der Symmetrierung 22 und
180° bzw. dazu gegenüberliegend bei der Symmetrierung 22a gebildet ist, welche ebenfalls
wieder einerseits der mechanischen Befestigung der Dipolstruktur an einem rückwärtigen
Reflektorblech 33 dient und andererseits den Übergang auf die unsymmetrische Speiseleitung
(bzw. Koaxialleitung) im Zusammenschaltpunkt ermöglicht. Dabei ist insbesondere in
Figur 3 sehr gut zu sehen, wie über eine Überkreuzschaltung mit einer ersten Schaltungsbrücke
121 und einer dazu um 90° versetzt liegenden zweiten Schaltungsbrücke 122 an den jeweils
gegenüberliegenden Symmetrierungen 21 und 21a bzw. 22 und 22a die elektrische Anspeisung
erfolgt. Die zuletzt genannten Schaltungsbrücken 121 und 122 sind im Vertikalabstand
zueinander angeordnet, elektrisch also nicht miteinander verbunden.
[0030] Dabei ist aus Figur 3 auch zu ersehen, dass beispielsweise die stiftförmige Brücke
122 an der in Figur 3 rückwärtig liegenden Hälfte der Symmetrierung 22 mechanisch
fest angebracht und dort elektrisch mit der Symmetrierung 22 verbunden ist, wohingegen
das gegenüberliegende freie Ende dieser stiftförmigen Brücke durch eine entsprechende
größer bemessene Bohrung durch die vordere Hälfte der Symmetrierung 22a hinausragt,
ohne mit dieser Symmetrierung 22a elektrisch verbunden zu sein. Dies eröffnet die
Möglichkeit, vor der Symmetrierung 22a ein Koaxialkabel zur Anspeisung heraufzuführen,
den Außenleiter an geeigneter Stelle an der Symmetrierung elektrisch anzubinden und
den Innenleiter an dem freien Ende der Brücke 121 anzuschließen und darüber die Anspeisung
zu bewerkstelligen. Auch der zweite Teile der Brücke 121 ist entsprechend aufgebaut,
d.h. mit seinem rückwärtigen Ende an der Symmetrierung 21 mechanisch angebracht und
elektrisch damit verbunden, wohingegen das gegenüberliegende freie Ende durch eine
größer bemessene Bohrung ohne elektrische Kontaktierung über die in Figur 3 rechts
vorne liegende Symmetrierung 21a übersteht. Dort kann das zweite Koaxialkabel von
unten kommend beispielsweise parallel zur Symmetrierung verlegt werden, der Außenleiter
mit der Symmetrierung elektrisch verbunden und der Innenleiter an dem freien Ende
der stiftförmigen Brücke 121 angeschlossen werden.
[0031] Nur der Vollständigkeit halber wird erwähnt, dass auch andere Anschlußmöglichkeiten
ebenso möglich sind, beispielsweise dergestalt, dass ein Innenleiter zwischen den
jeweiligen Symmetrierungen von unten nach oben geführt und dann an geeigneter Stelle
am oberen Ende einer zugeordneten Symmetrierung elektrisch angeschlossen wird, um
darüber die symmetrische Anspeisung zu ermöglichen. Der Außenleiter kann über einen
Teil dieser Strecke mitgeführt oder bereits tieferliegend mit der jeweils gegenüberliegenden
Hälfte der Symmetrierung elektrisch verbunden sein. Die möglichen Umsetzungen der
Anspeisung sind insoweit nur beispielhaft erläutert.
[0032] Mit anderen Worten erfolgt die Speisung also über Kreuz zwischen den Einspeispunkten
5', 5" bzw. 15', 15". Die erwähnten elektrischen Leitungshälften 115a bis 118b sind
dabei jeweils paarweise symmetrisch zueinander angeordnet, d.h. die benachbarten elektrischen
Leitungshälften jeweils zweier benachbart liegender Halbdipol-Komponenten verlaufen
in vergleichsweise geringem Abstand zueinander parallel, wobei dieser Abstand bevorzugt
dem Abstand 55 zwischen den jeweils aufeinanderzuweisenden Enden der zugehörigen Dipolhälften
entspricht, also beispielsweise dem Abstand zwischen den aufeinanderzuweisenden Enden
der Dipolhälften 111a, 111b usw. Grundsätzlich können dabei die Leitungshälften parallel
zu einem rückwärtigen Reflektorblech in der Ebene der Halbdipol-Komponenten verlaufen.
In Abweichung dazu ist in dem Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 2 und 3 eine Ausführung
gezeigt, bei welcher die auch die Haltereinrichtung für die Halbdipol-Komponenten
darstellenden Leitungshälften von ihrer zugeordneten Symmetrierung ausgehend leicht
abfallend montiert sind und in Höhe der Halbdipol-Komponenten enden, die parallel
zu einem rückwärtigen Reflektorblech 33 angeordnet sein können. Dies hängt mit dem
Wellenbereich der zu sendenden oder empfangenden elektromagnetischen Wellen zusammen,
da die Höhe der Symmetrierung über dem Reflektorblech 33 etwa λ/4 entsprechen soll
und bezüglich der Strahlungscharakteristik es ggf. wünschenswert sein kann, dass die
Dipole und Dipolhälften näher gegenüber dem Reflektorblech 33 angeordnet sein sollen.
[0033] Aufgrund dieser Anordnung wirkt demzufolge dabei ein Dipol immer gleichzeitig für
die +45° und die -45°-Polarisation,
wobei allerdings in Abweichung von der räumlich geometrischen Ausrichtung der einzelnen
Halbdipolkomponenten in Horizontal- und Vertikalrichtung erst durch die Kombination
der Strahleranteile sich die resultierende +45°-Polarisation bzw. -45°-Polarisation,
mit anderen Worten also der in elektrischer Hinsicht in Figur 2 eingezeichnete X-polarisierte
Kreuzdipolstrahler 3 ergibt. Grundlage für die Wirkungsweise ist, dass sich die Ströme
auf den jeweils benachbart und parallel zueinander liegenden Zuoder Verbindungsleitungen,
d.h. z.B. auf den elektrischen Leitungen 115a mit dem Strom auf der elektrischen Leitung
115b sowie der Strom auf der Leitung 116a mit jenem auf der elektrischen Leitung 116b
usw. phasenmäßig so überlagern, dass diese nicht oder nur geringfügig mitstrahlen,
gleichzeitig ergibt sich bei der Superposition der Ströme in den Speisepunkten eine
Entkopplung der Speisepunkte (5', 5") von den Speisepunkten (15', 15") .
[0034] Anhand von Figur 5 ist dargestellt, dass unter Verwendung eines anhand von Figuren
2 bis 4 erläuterten dualpolarisierten Dipolstrahlers 1 auch ein entsprechendes Antennenarray
mit mehreren bspw. in vertikaler Anbaurichtung übereinander angeordneten Dipolstrahlern
1 aufgebaut sein kann, die allesamt trotz der horizontal und vertikal ausgerichteten
Halbdipol-Komponenten in elektrischer Hinsicht eine in +45° bzw. -45° polarisierte
Antenne beschreiben.
[0035] Die in Figur 5 gezeigten Strahleranordnungen sind mit ihrer zugehörigen Symmetrierung
jeweils auf einem Reflektorblech 33 angeordnet, welches in Anbaurichtung der einzelnen
Strahlermodule an den gegenüberliegenden Seiten mit senkrecht zur Reflektorebene verlaufenden
elektrisch leitenden Rändern 35 versehen sind.
[0036] Abweichend von dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 2 bis 5 ist es aber genauso
möglich, die elektrische Einspeisung an den Dipolhälften nicht im Bereich der Symmetrierung
und den an der Symmetrierung 21, 21a bzw. 22, 22a elektrisch befestigten und gleich
die Haltefunktion wahrnehmenden Leitungshälften vorzunehmen. Abweichend dazu ist es
möglich, dass die in den Figuren 2 bis 5 bezeichneten Elemente 115a bis 118b nur als
nicht leitende Tragelemente für die Dipolhälften ausgebildet sind und die symmetrischen
Leitungen 115 bis 118 direkt von unten her durch das Reflektorblech 33 hindurch zu
den Anschlußenden 215a, 215b, 216a, 216b, 217a, 217b bzw. 218a, 218b erfolgt. Schließlich
ist es ebenso denkbar, dass in einem derartigen Fall die Tragelemente 115a bis 118b
für die Dipolhälften in konstruktiver Hinsicht völlig anders ausgestaltet und anders
verlaufend angeordnet sind, beispielsweise von den Anschlußstellen 215a bis 218b,
von der Mitte der Dipolhälften ausgehend oder vom Eckbereich der jeweils senkrecht
aufeinander stehenden Dipolhälften senkrecht oder schräg nach unten auf den Reflektor
33 zu verlaufen und dort mechanisch verankert sind.
[0037] Abweichend dazu ist ferner auch denkbar, dass der Reflektor selbst als Leiterplatine
ausgebildet ist, d.h. beispielsweise als Oberseite einer Leiterplatine, auf welcher
die gesamte Antennenanordnung aufgebaut ist. Die entsprechende Einspeisung kann auf
der Rückseite der Leiterplatine vorgenommen werden, wobei von dort ausgehend die elektrischen
Leitungshälften auf einem geeigneten Weg zu den erwähnten Anschlußstellen 215a bis
218b verlaufen. Zur Erzielung einer möglichst guten Strahlungscharakteristik ist lediglich
darauf zu achten, dass diese Leitungshälften, unabhängig wie sie zu den Anschlußstellen
an den Dipolhälften geführt sind, möglichst, d.h. im wesentlichen oder zumindest annähernd
parallel zueinander ausgerichtet sind, mit anderen Worten zumindest im wesentlichen
oder annähernd eine symmetrische Leitung ergeben.
1. Dualpolarisierte Strahleranordnung, mit den folgenden Merkmalen
- die Strahleranordnung umfasst mehrere Dipole, die in Draufsicht nach Art eines Dipolquadrates
oder dipolquadrat-ähnlich angeordnet sind,
- jeder Dipol wird mittels einer symmetrischen oder im Wesentlichen oder annähernd
symmetrischen Leitung (115-118) gespeist,
gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale:
- die in Form eines Dipolquadrates gebildete Strahleranordnung oder die einem Dipolquadrat
ähnelnde Strahleranordnung ist so verschaltet und wird so gespeist, dass die Strahleranordnung
in elektrischer Hinsicht in zwei aufeinander senkrecht stehenden Polarisationsebenen
strahlt, die parallel zu den beiden senkrecht aufeinander stehenden, durch die Strahleranordnung gebildeten Diagonalen verlaufen,
- die Verschaltung der Enden der zu den jeweiligen Dipolhälften (111a-114b) führenden
symmetrischen oder im Wesentlichen oder annähernd symmetrischen Leitungen erfolgt
derart, dass immer die entsprechende Leitung selbst (115a-118b) der benachbarten und
senkrecht zueinander stehenden Dipolhälften (114b und 111a; 111b und 112a; 112b und
113a; 113b und 114a) elektrisch verbundon cind, und
- die elektrische Verbindung zwischen jeweils zwei senkrecht zueinander stehenden
und benachbarten Dipolhälften (111a, 114b; 112a, 111b; 113a, 112b; 114a, 113b) erfolgt
jeweils über eine Leitungshälfte der jeweils zwei Leitungshälften umfassenden symmetrischen
Leitung (115 bis 118).
2. Strahleranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Einspeisung der zum Zentrum des Dipolquadrates jeweils diametral
gegenüberliegenden Dipolhälften (114b, 111a und 112b, 113a; 111b, 112a und 113b, 114a)
bezüglich der orthogonal aufeinanderstehenden Polarisationen entkoppelt erfolgt.
3. Strahleranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in elektrischer Hinsicht jeweils eine Dipolhälfte (3'a, 3'b, 3"a, 3"b) in konstruktiver
Hinsicht aus jeweils einem Paar senkrecht zueinander ausgerichteter und benachbart
zueinander liegender Dipolhälften (114b, 111a; 111b, 112a; 112b, 113a; 113b, 114a)
gebildet ist, die gemeinsam elektrisch gespeist sind.
4. Strahleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale:
- der dual polarisierte Dipolstrahler strahlt in elektrischer Hinsicht in einer Polarisation
in einem Winkel von +45' bzw. -45' gegenüber der konstruktiv vorgegebenen Ausrichtung
der Dipole (111-114);
- die Verschaltung der Enden der zu den jeweiligen Dipolhälften (111a bis 114b) führenden
symmetrischen oder im wesentlichen oder annähernd symmetricchon Loitungen erfolgt
derart, dass immer die entsprechenden Leitungshälften (115a bis 118b) der benachbarten,
senkrecht aufeinander stehenden Dipolhälften (114b und 111a; 111b und 112a; 112b und
113a; 113b und 114a) elektrisch verbunden sind.
5. Dualpolarisierte Strahleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale:
- der Dipolstrahler (3', 3") besteht in elektrischer Hinsicht aus einem Kreuzdipol
(3) und ist in konstruktiver Hinsicht einem Dipolquadrat nachgebildet,
- die in elektrischer Hinsicht jeweils eine Dipolhälfte (3'a, 3'b; 3"a, 3"b) ist in
konstruktiver Hinsicht aus jeweils zwei senkrecht zueinander ausgerichteten Halbdipol-Komponenten
(114b, 111a; 111b, 112a; 112b, 113a; 113b, 114a) gebildet, die jeweils über eine elektrische
Leitungshälfte (118b, 115a; 115b, 116a; 116b, 117a; 117b, 118a) elektrisch gespeist
werden; und
- jeweils zwei benachbarte Leitungshälften (115a, 115b; 116a, 116b; 117a; 117b; 118a,
118b), die zur Speisung zweier benachbarter in axialer Verlängerung zueinander ausgerichteten
Halbdipol-Komponenten (111a, 111b; 112a, 112b; 113a, 113b; 114a, 114b) dienen, sind
jeweils mit Seitenversatz parallel oder im wesentlichen oder annähernd parallel zueinander
verlaufend angeordnet.
6. Strahleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die symmetrischen Speiseleitungen (115, 116, 117, 118) aus je zwei gleichen unsymmetrischen
Leitungshälften (115a, 115b; 116a, 116b; 117a, 117b; 118a, 118b) gebildet werden.
7. Strahleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die symmetrischen Speiseleitungen (115, 116, 117, 118) gleichzeitig die mechanische
Halterung der Dipole (111-114) bilden.
8. Strahleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenwiderstand der symmetrische Speiseleitungen (115, 116, 117, 118) zur Speisung
der Dipole (111-114) längs der Leitung nicht konstant ist.
9. Strahleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die symmetrischen Speiseleitungen (115, 116, 117, 118) zur Speisung der Dipole (111-114)
aus mehreren Abschnitten mit unterschiedlichen Wellenwiderständen bestehen.
10. Strahleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet daß die symmetrischen Speiseleitungen (115, 116, 117, 118) in der gleichen Ebene oder
einer Parallelebene zu den wie die Dipole (111-114) liegen, welche sich vor dem Reflektor
befindet.
11. Strahlenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die symmetrischen Speiseleitungen (115, 116, 117, 118) gegenüber dem Reflektorblech
(33) geneigt verlaufend angeordnet sind, vorzugsweise in Richtung der zu speisenden
Dipole (111-114) zumindest leicht fallend ausgerichtet sind.
12. Strahleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Dipole (111-114) gegenüber einem Reflektor (33) kleiner ist als λ/4.
13. Strahleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammenschaltung der symmetrischen Speiseleitungen (115, 116, 117, 118) auf
der den Dipolen (111-114) abgewandten Seite des Reflektors (33) erfolgt.
14. Strahleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet daß der Zusammenschaltpunkt (15', 15"; 5', 5") der symmetrischen Speiseleitungen (115,
116, 117, 118) durch eine Symmetrierung (21, 21a; 22, 22a) auf ein unsymmetrisches
Speisekabel transformiert wird.
15. Strahleranordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Symmetrierung (21, 21a, 22, 22a) gleichzeitig als mechanische Halterung der symmetrischen
Speiseleitungen (115, 116, 117, 118) und/oder der Dipole (111-114) dient.
16. Strahleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden der Halbdipol-Komponenten, die orthogonal aufeinanderstehen, mechanisch
verbunden sind.
17. Strahleranordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Verbindung der Dipolenden elektrisch leitend ist.
18. Strahleranordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Verbindung der Dipolenden elektrisch nicht leitend ist.
19. Strahleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammenschaltung der Dipole (111-114) durch eine gedruckte Schaltung erfolgt.
20. Strahleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Dipolstrahler zu einem Array angeordnet sind.
21. Strahlenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils zusammengeschalteten Halbdipol-Komponenten gleichzeitig in beiden orthogonalen
Polarisationen betrieben werden.
22. Strahlenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspeisung bezüglich der jeweils elektrisch miteinander verbundenen Leitungshälften
(115a, 115b; 116a, 116b; 117a, 117b; 118a, 118b) bezüglich der zugehörigen orthogonal
zueinanderstehenden Dipolhälften (114b, 111a; 111b, 112a; 112b, 113a; 113b, 114a)
jeweils zwischen den entsprechenden Zusammenschaltpunkten (15', 15"; 5', 5") der jeweils
diametral gegenüberliegenden Leitungshälften über Kreuz erfolgt.
23. Dipolstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspeisung bezüglich der jeweils gegenüberliegenden Hälften der Symmetrierung
(21, 21a; 22, 22a) mittels einer elektrisch leitenden und miteinander nicht im elektrischen
Kontakt stehenden Brücke (121, 122) erfolgt, die jeweils mit ihrem einen Ende an der
zugehörigen Hälfte der Symmetrierung (21 bzw. 22) mechanisch gehalten und elektrisch
mit dieser verbunden ist und mit ihrem jeweils gegenüberliegenden freien Ende durch
eine Bohrung in der zugehörigen gegenüberliegenden Hälfte der Symmetrierung (21a bzw.
22a) zur Durchführung einer elektrischen Anspeisung hinausragt.
24. Dipolstrahler nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass an dem jeweils freien Ende der Brücke (121, 122) die elektrische Anspeisung durch
die elektrische Kontaktierung mit einem elektrischen Leiter, insbesondere Innenleiter
eines Koaxialkabels, erfolgt, wobei vorzugsweise der Außenleiter des Koaxialkabels
an der mit der zugehörigen Brücke (121, 122) elektrisch nicht kontaktierten Hälfte
der Symmetrierung (21a, 22a) elektrisch kontaktiert ist.
1. Dual-polarized radiator arrangement, having the following features
- the radiator arrangement comprises a plurality of dipoles which are arranged in
top view in the manner of a dipole square or like a dipole square,
- each dipole is fed by means of a symmetrical or essentially or approximately symmetrical
line (115-118),
characterized by the following further features:
- the radiator arrangement formed in the shape of a dipole square or the radiator
arrangement resembling a dipole square is connected up in such a way and fed in such
a way that the radiator arrangement radiates electrically in two polarization planes
which are mutually perpendicular and run parallel to the two mutually perpendicular
diagonals formed by the radiator arrangement,
- the ends of the symmetrical lines, or essentially or approximately symmetrical lines,
which lead to the respective dipole halves (111a-114b) are interconnected such that
the corresponding line itself (115a-118b) of the adjacent dipole halves (114b and
111a; 111b and 112a; 112b and 113a; 113b and 114a), which are at right angles to one
another, are always electrically connected, and
- the electric connection between in each case two mutually perpendicular and adjacent
dipole halves (111a, 114b; 112a, 111b; 113a, 112b; 114a, 113b) is performed in each
case via a line half of the symmetrical line (115 to 118) respectively comprising
two line halves.
2. Radiator arrangement according to Claim 1, characterized in that the electric feeding of the dipole halves (114b, 111a and 112b, 113a; 111b, 112a
and 113b, 114a), which are respectively diametrically opposite relative to the centre
of the dipole square, is performed in a decoupled fashion with reference to the mutually
orthogonal polarizations.
3. Radiator arrangement according to Claim 1 or 2, characterized in that in electrical terms a dipole half (3'a, 3'b, 3''a, 3''b) is respectively formed structurally
from in each case one pair of dipole halves (114b, 111a; 111b, 112a; 112b, 113a; 113b,
114a) which are aligned in a mutually perpendicular fashion and situated adjacent
to one another, and are jointly fed electrically.
4. Radiator arrangement according to one of Claims 1 to 3,
characterized by the following further features:
- the dual-polarized dipole radiator radiates electrically in a polarization at an
angle of +45° or -45° to the structurally prescribed alignment of the dipoles (111-114);
- the ends of the symmetrical or substantially or approximately symmetrical lines
leading to the respective dipole halves (111a to 114b) are connected up in such a
way that the corresponding line halves (115a to 118b) of the adjacent, mutually perpendicular
dipole halves (114b and 111a; 111b and 112a; 112b and 113a; 113b and 114a) are always
electrically connected.
5. Dual-polarized radiator arrangement according to one of Claims 1 to 4,
characterized by the following further features:
- the dipole radiator (3', 3'') electrically comprises a turnstile dipole (3) and
structurally simulates a dipole square,
- the electrically respectively single dipole half (3'a, 3'b; 3''a, 3''b) is structurally
formed respectively from two half dipole components (114b, 111a; 111b, 112a; 112b,
113a; 113b, 114a) which are aligned in a mutually perpendicular fashion and are respectively
electrically fed via an electric line half (118b, 115a; 115b, 116a; 116b, 117a; 117b,
118a); and
- in each case two adjacent line halves (115a, 115b; 116a, 116b; 117a; 117b; 118a,
118b), which serve to fed two adjacent half dipole components (111a, 111b; 112a, 112b;
113a, 113b; 114a, 114b) mutually aligned in an axial extension, are respectively arranged
with a lateral offset running parallel or substantially or approximately parallel
to one another.
6. Radiator arrangement according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the symmetrical feed lines (115, 116, 117, 118) are formed from in each case two
identical asymmetric line halves (115a, 115b; 116a, 116b; 117a, 117b; 118a, 118b).
7. Radiator arrangement according to one of Claims 1 to 6, characterized in that, the symmetrical feed lines (115, 116, 117, 118) simultaneously form the mechanical
holder of the dipoles (111-114).
8. Radiator arrangement according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the characteristic impedance of the symmetrical feed lines (115, 116, 117, 118) for
feeding the dipoles (111-114) is not constant along the line.
9. Radiator arrangement according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the symmetrical feed lines (115, 116, 117, 118) for feeding the dipoles (111-114)
comprise a plurality of sections with different characteristic impedances.
10. Radiator arrangement according to one of Claims 1 to 9, characterized in that the symmetrical feed lines (115, 116, 117, 118) lie in the same plane as or a plane
parallel to that of the dipoles (111-114), which is located upstream of the reflector.
11. Radiator arrangement according to one of Claims 1 to 10, characterized in that the symmetrical feed lines (115, 116, 117, 118) are arranged running inclined to
the reflector plate (33), preferably are aligned falling at least slightly in the
direction of the dipoles (111-114) to be fed.
12. Radiator arrangement according to one of Claims 1 to 11, characterized in that the spacing of the dipoles (111-114) from a reflector (33) is smaller than λ/4.
13. Radiator arrangement according to one of Claims 1 to 12, characterized in that the interconnection of the symmetrical feed lines (115, 116, 117, 118) is performed
on the side of the reflector (33) averted from the dipoles (111-114).
14. Radiator arrangement according to one of Claims 1 to 13, characterized in that the interconnection point (15', 15''; 5', 5'') of the symmetrical feed lines (115,
116, 117, 118) is transformed by a balun (21, 21a; 22, 22a) to an asymmetric feed
cable.
15. Radiator arrangement according to Claim 14, characterized in that the balun (21, 21a, 22, 22a) serves simultaneously as a mechanical holder of the
symmetrical feed lines (115, 116, 117, 118) and/or the dipoles (111-114).
16. Radiator arrangement according to one of Claims 1 to 15, characterized in that the ends of the half dipole components, which are mutually orthogonal, are mechanically
connected.
17. Radiator arrangement according to Claim 16, characterized in that the mechanical connection of the dipole ends is electrically conducting.
18. Radiator arrangement according to Claim 16, characterized in that the mechanical connection of the dipole ends is electrically nonconducting.
19. Radiator arrangement according to one of Claims 1 to 18, characterized in that the interconnection of the dipoles (111-114) is performed by a printed circuit.
20. Radiator arrangement according to one of Claims 1 to 19, characterized in that the dipole radiators are arranged to form an array.
21. Radiator arrangement according to one of Claims 1 to 20, characterized in that the respectively interconnected half dipole components are simultaneously operated
in both orthogonal polarizations.
22. Radiator arrangement according to one of Claims 1 to 21, characterized in that the feeding with reference to the respectively electrically interconnected line halves
(115a, 115b; 116a, 116b; 117a, 117b; 118a, 118b) with reference to the associated
mutually orthogonal dipole halves (114b, 111a; 111b, 112a; 112b, 113a; 113b, 114a)
is performed in a crosswise fashion in each case between the corresponding interconnection
points (15', 15''; 5', 5'') of the respectively diametrically opposite line halves.
23. Dipole radiator according to one of Claims 1 to 22, characterized in that the feeding with reference to the respectively opposite halves of the balun (21,
21a; 22, 22a) is performed by means of an electrically conducting bridge (121, 122)
not in mutual electric contact, which is respectively mechanically held with one of
its ends on the associated half of the balun (21 or 22) and is electrically connected
to the latter, and projects with its respective opposite free end through a bore in
the associated opposite half of the balun (21a or 22a) for leading through an electric
feed.
24. Dipole radiator according to Claim 23, characterized in that at the respective free end of the bridge (121, 122) the electric feed is performed
by means of the electric contact with an electric conductor, in particular the inner
conductor of a coaxial cable, the outer conductor of the coaxial cable preferably
making electric contact with the half of the balun (21a, 22a) not making electric
contact with the associated bridge (121, 122).
1. Agencement d'antenne à double polarisation, présentant les éléments suivants :
- l'agencement d'antenne comprend plusieurs dipôles qui, vus de dessus, sont agencés
à la manière d'un carré dipolaire ou de manière similaire à un carré dipolaire,
- chaque dipôle est alimenté au moyen d'une ligne symétrique ou sensiblement ou approximativement
symétrique (115 à 118),
caractérisé par les autres éléments suivants :
- l'agencement d'antenne réalisé sous forme de carré dipolaire ou l'agencement d'antenne
ressemblant à un carré dipolaire est branché et alimenté de telle sorte que l'agencement
d'antenne rayonne, sur le plan électrique, dans deux plans de polarisation perpendiculaires
l'un sur l'autre qui s'étendent parallèlement aux diagonales perpendiculaires l'une
à l'autre et formées par l'agencement d'antenne,
- le branchement des extrémités des lignes symétriques ou sensiblement ou approximativement
symétriques menant vers les demi-dipôles respectifs (111a à 114b) s'effectue de telle
sorte que les lignes correspondantes elles-mêmes (115a à 118b) des demi-dipôles voisins
(114b et 111a ; 111b et 112a ; 112b et 113a ; 113b et 114a) perpendiculaires l'un
à l'autre sont toujours connectées électriquement, et
- la connexion électrique entre deux demi-dipôles respectifs voisins (111a, 114b ;
112a, 111b ; 113a, 112b ; 114a, 113b) perpendiculaires l'un à l'autre s'effectue via
une demi-ligne respective de la ligne symétrique (115 à 118) comprenant chacune deux
demi-lignes.
2. Agencement d'antenne selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'alimentation électrique des demi-dipôles (114b, 111a et 112b, 113a ; 111b, 112a
et 113b, 114a) diamétralement opposés au centre du carré dipolaire s'effectue avec
découplage par rapport aux polarisations situées orthogonalement l'une sur l'autre.
3. Agencement d'antenne selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que sur le plan électrique un demi-dipôle respectif (3'a, 3'b, 3"a, 3"b) est formé, sur
le plan structurel, par une paire respective de demi-dipôles (114b, 111a ; 111b, 112a
; 112b, 113a ; 113b, 114a) orientés perpendiculairement l'un à l'autre et situés mutuellement
au voisinage, qui sont alimentés conjointement en courant électrique.
4. Agencement d'antenne selon l'une des revendications 1 à 3,
caractérisé par les autres éléments suivants :
- sur le plan électrique, l'antenne dipolaire à double polarisation rayonne dans une
polarisation d'un angle de +45° ou -45° par rapport à l'orientation des dipôles (111
à 114) donnée de par la construction ;
- le branchement des extrémités des lignes symétriques ou sensiblement ou approximativement
symétriques menant vers les demi-dipôles respectifs (111a à 114b) s'effectue de telle
sorte que les demi-lignes correspondantes (115a à 118b) des demi-dipôles voisins (114b
et 111a ; 111b et 112a ; 112b et 113a ; 113b et 114a) perpendiculaires l'un à l'autre
sont toujours connectées électriquement.
5. Agencement d'antenne à double polarisation selon l'une des revendications 1 à 4,
caractérisé par les autres éléments suivants :
- sur le plan électrique, l'antenne dipolaire (3', 3") est constituée par un dipôle
en croix (3), et sur le plan structurel, elle reproduit un carré dipolaire,
- ledit demi-dipôle (3'a, 3'b ; 3"a, 3"b) individuel respectif sur le plan électrique
est constitué, sur le plan structurel, par deux composants demi-dipolaires respectifs
(114b, 111a ; 111b, 112a ; 112b, 113a ; 113b, 114a) orientés perpendiculairement l'un
à l'autre qui sont alimentés en courant électrique chacun via une demi-ligne électrique
(118b, 115a ; 115b, 116a ; 116b, 117a ; 117b, 118a) ; et
- deux demi-lignes voisines respectives (115a, 115b ; 116a, 116b ; 117a ; 117b ; 118a,
118b) servant à alimenter deux composants demi-dipolaires voisins (111a, 111b ; 112a,
112b ; 113a, 113b ; 114a, 114b) orientés en prolongement axial l'un par rapport à
l'autre, sont agencées parallèlement avec décalage latéral ou sensiblement ou approximativement
parallèlement l'une à l'autre.
6. Agencement d'antenne selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les lignes d'alimentation symétriques (115, 116, 117, 118) sont formées chacune par
deux demi-lignes égales asymétriques (115a, 115b ; 116a, 116b ; 117a, 117b ; 118a,
118b).
7. Agencement d'antenne selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les lignes d'alimentation symétriques (115, 116, 117, 118) forment simultanément
la monture mécanique des dipôles (111 à 114).
8. Agencement d'antenne selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'impédance caractéristique des lignes d'alimentation symétriques (115, 116, 117,
118) pour alimenter les dipôles (111 à 114) n'est pas constante le long de la ligne.
9. Agencement d'antenne selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les lignes d'alimentation symétriques (115, 116, 117, 118) pour alimenter les dipôles
(111 à 114) sont constituées par plusieurs tronçons présentant des impédances caractéristiques
différentes.
10. Agencement d'antenne selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les lignes d'alimentation symétriques (115, 116, 117, 118) se trouvent dans le même
plan ou dans un plan parallèle à celui des dipôles (111 à 114) qui se trouve en avant
du réflecteur.
11. Agencement d'antenne selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les lignes d'alimentation symétriques (115, 116, 117, 118) sont agencées de manière
à s'étendre de façon inclinée par rapport à la tôle de réflecteur (33), de préférence
en étant orientées au moins légèrement en pente descendante en direction des dipôles
à alimenter (111 à 114).
12. Agencement d'antenne selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la distance des dipôles (111 à 114) par rapport à un réflecteur (33) est inférieure
à λ/4.
13. Agencement d'antenne selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'interconnexion des lignes d'alimentation symétriques (115, 116, 117, 118) s'effectue
sur le côté du réflecteur (33), qui est détourné des dipôles (111 à 114).
14. Agencement d'antenne selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le point d'interconnexion (15', 15" ; 5', 5") des lignes d'alimentation symétriques
(115, 116, 117, 118) est transformé sur un câble d'alimentation asymétrique par un
transformateur d'entrée symétrique-dissymétrique.
15. Agencement d'antenne selon la revendication 14, caractérisé en ce que le transformateur d'entrée symétrique-dissymétrique (21, 21a, 22, 22a) sert simultanément
de monture mécanique des lignes d'alimentation symétriques (115, 116, 117, 118) et/ou
des dipôles (111 à 114).
16. Agencement d'antenne selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que les extrémités des composants demi-dipolaires situés orthogonalement les uns sur
les autres sont reliées par voie mécanique.
17. Agencement d'antenne selon la revendication 16, caractérisé en ce que la liaison mécanique des extrémités des dipôles est électriquement conductrice.
18. Agencement d'antenne selon la revendication 16, caractérisé en ce que la liaison mécanique des extrémités des dipôles n'est pas électriquement conductrice.
19. Agencement d'antenne selon l'une des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que l'interconnexion des dipôles (111 à 114) s'effectue par un circuit imprimé.
20. Agencement d'antenne selon l'une des revendications 1 à 19, caractérisé en ce que les antennes dipolaires sont agencées en réseau.
21. Agencement d'antenne selon l'une des revendications 1 à 20, caractérisé en ce que les composants demi-dipolaires respectifs interconnectés fonctionnent simultanément
dans les deux polarisations orthogonales.
22. Agencement d'antenne selon l'une des revendications 1 à 21, caractérisé en ce que l'alimentation par rapport aux demi-lignes respectives (115a, 115b ; 116a, 116b ;
117a, 117b ; 118a, 118b) connectées électriquement les unes aux autres par rapport
au demi-dipôles associés (114b, 111a ; 111b, 112a ; 112b, 113a ; 113b, 114a) situés
orthogonalement les uns aux autres s'effectue en croix entre les points d'interconnexion
correspondants respectifs (15', 15" ; 5', 5") des demi-lignes respectives diamétralement
opposées.
23. Antenne dipolaire selon l'une des revendications 1 à 22, caractérisée en ce que l'alimentation par rapport aux moitiés respectives opposées du transformateur d'entrée
symétrique-dissymétrique (21, 21a ; 22, 22a) s'effectue au moyen d'un pont (121, 122)
électriquement conducteur et non pas en contact électrique qui est retenu mécaniquement
par l'une de ses extrémités sur la moitié associée du transformateur d'entrée symétrique-dissymétrique
(21 ou 22) et qui est électriquement connecté à celle-ci et qui dépasse par son extrémité
libre opposée respective vers l'extérieur à travers un perçage dans la moitié associée
opposée du transformateur d'entrée symétrique-dissymétrique (2 la ou 22a) pour faire
passer une alimentation électrique.
24. Antenne dipolaire selon la revendication 23, caractérisée en ce qu'à l'extrémité libre respective du point (121, 122) l'alimentation électrique s'effectue
à travers la mise en contact électrique avec un conducteur électrique, en particulier
un conducteur intérieur d'un câble coaxial, le conducteur extérieur du câble coaxial
étant de préférence en contact électrique sur la moitié du transformateur d'entrée
symétrique-dissymétrique (21a, 22a), laquelle n'est pas en contact électrique avec
le pont associé (121, 122).