DE60306457T2 - Eine geformte Dipolantenne für eine oder zwei Polarisationen mit integrierter Speisung - Google Patents

Eine geformte Dipolantenne für eine oder zwei Polarisationen mit integrierter Speisung Download PDF

Info

Publication number
DE60306457T2
DE60306457T2 DE60306457T DE60306457T DE60306457T2 DE 60306457 T2 DE60306457 T2 DE 60306457T2 DE 60306457 T DE60306457 T DE 60306457T DE 60306457 T DE60306457 T DE 60306457T DE 60306457 T2 DE60306457 T2 DE 60306457T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
dipole
antenna
branches
cable
slot
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60306457T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60306457D1 (de
Inventor
Jean-Pierre Harel
Eric Deblonde
David Colleter
Nicolas Dejaun
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Radio Frequency Systems Inc
Original Assignee
Radio Frequency Systems Inc
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 Radio Frequency Systems Inc filed Critical Radio Frequency Systems Inc
Application granted granted Critical
Publication of DE60306457D1 publication Critical patent/DE60306457D1/de
Publication of DE60306457T2 publication Critical patent/DE60306457T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061Two dimensional planar arrays
    • H01Q21/062Two dimensional planar arrays using dipole aerials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/246Supports; 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0087Apparatus or processes specially adapted for manufacturing antenna arrays
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/08Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a rectilinear path
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/24Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/16Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
    • H01Q9/28Conical, 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/44Resonant antennas with a plurality of divergent straight elements, e.g. V-dipole, X-antenna; with a plurality of elements having mutually inclined substantially straight portions

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Sachgebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf zweifach polarisierte Basisstations-Flachantennen für Anwendungen in Mobilkommunikationssystemen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Struktur von Dipolen, die in Verbindung mit zweifach polarisierten Basisstations-Flachantennen verwendet werden.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Dipolantennen sind in der Telekommunikationsindustrie gebräuchlich, und herkömmliche Strukturen, zu denen auch Halbwellenlängen-Dipole mit "Bow-Tie"-Strukturen und "Butterfly"-Strukturen gehören, werden in mehreren Büchern beschrieben, beispielsweise in Banalis, Constantine A., "Antenna Theory Analysis and Design", Wiley, 1997.
  • Insbesondere Basisstations-Flachantennen des Typs, der in Mobilkommunikationssystemen zum Einsatz kommt, sind meist als zweifach polarisierte Antennen aufgebaut. In vielen Fällen bestehen diese Antennen aus einfach linear polarisierten Elementen, die so gruppiert sind, daß sich eine zweifache Polarisation ergibt. In diesem Fall sind zwei separate Arrays von Strahlerelementen erforderlich, damit eine Abstrahlung in beiden Polarisationsebenen möglich ist.
  • Die Herstellung von Antennen nach diesem Konzept ist jedoch nicht wünschenswert, da die Erzielung der zweifachen Polarisation mit einfach linear polarisierten Elementen die Arbeitskosten und die Zahl der zur Herstellung der Antenne benötigten Bauelemente erhöht, während sich die Gesamtleistung der Antenne verringert. Um Abhilfe zu schaffen, werden die meisten Antennen mit zweifacher Polarisation aus direkt zweifach polarisierten Elementen hergestellt, indem man entweder ein einzelnes Patch-Element so einbaut, daß eine zweifach polarisierte Struktur entsteht, oder indem man zwei einfach linear polarisierte Dipole zu einem Dipol kombiniert, so daß ein einzelnes polarisiertes Element entsteht.
  • Die Übertragung von Signalen zu und von diesen zweifach polarisierten Strukturen wird gewöhnlich durch konventionelle Kopplungsstrukturen wie Koaxialkabel, Microstrip- oder Streifenleitungen oder Schlitze bewerkstelligt. Der Nachteil der Anwendung dieser konventionellen Kopplungsstrukturen in Verbindung mit den oben beschriebenen Antennen und Dipolen besteht darin, daß sie die Anzahl der Bauelemente erhöht, die zum Bau der Antenne benötigt werden, und zudem unerwünschte Intermodulationsverzerrungen verursacht.
  • Überdies erfordert die Herstellung dieser Flachantennen mit Dipolen, die zahlreiche Strahlerelemente enthalten, häufig zahlreiche Löt- und Schraubverbindungen. Die Gesamtzahl der Bauelemente, die für solche Flachantennen benötigt werden, sowie die Herstellungskosten machen diese Antennen für eine Großserienherstellung ungeeignet. Außerdem erhöhen Löt-, Schraub- und ähnliche Verbindungen zwischen den einzelnen Teilkomponenten nicht nur die Herstellungszeit und Arbeitskosten, sondern verursachen auch unerwünschte Intermodulationsverzerrungen.
  • Neben der Vermeidung dieser Intermodulationsverzerrungen ist es notwendig, eine gute Port-zu-Port-Isolation zwischen den beiden Eingängen der Strahlerelemente in der Antenne zu erzielen, damit ein effizientes Telekommunikationssystem entsteht. Diese Isolation ist das Verhältnismaß zwischen der aus einem Port austretenden Leistung und der in den anderen Port eintretenden Leistung. Die Verwendung von Leitungen mit Luft als Dielektrikum, wie sie in konventionellen Kopplungsstrukturen üblicherweise verwendet werden, verursacht jedoch Verzerrungen des Signals zum und vom Reflektor. Unter diesen Umständen ist es unvertretbar kostspielig und schwierig, die gewünschte Isolation zu erreichen, was bedeutet, daß die Antenne nicht so konfiguriert werden kann, daß ein Port zum Senden und der andere Port zum Empfangen genutzt wird.
  • Schließlich ist es neben guten Eigenschaften bezüglich der Port-zu-Port-Isolation und möglichst geringen Intermodulationsverzerrungen auch erforderlich, daß die Dipole im Antennenarray eine gute Impedanz aufweisen, so daß alle Dipole im Array richtig angepaßt werden können.
  • Angesichts der geschilderten Gegebenheiten besteht in der derzeitigen Technik Bedarf an kostengünstigen Basisstations-Flachantennen, die leicht zu montieren sind, eine einfache Anordnung der Strahlerelemente aufweisen und weniger Bauelemente und Verbindungen erfordern. Überdies müssen solche Antennen eine gute Port-zu-Port-Isolation, eine wohldefinierte Strahlungscharakteristik, eine gute Impedanz und geringe Intermodulationsverzerrungen aufweisen.
  • ZUSAMMENFASSENDE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht den Bau einer neuen und brauchbaren Antenne mit einfacher oder zweifacher Polarisation für den Einsatz in Mobilkommunikationssystemen.
  • In einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist eine polarisierte Antenne für den Einsatz in einem Mobilkommunikationssystem vorgesehen, beinhaltend mindestens einen Dipol mit einem Unterteil und mehrere von dort ausgehende Strahlungszweigen, wobei der besagte Dipol als einzelne Struktur ausgebildet ist, und ferner eine Reflektorplatte, an welcher das Unterteil befestigt ist, wobei die Reflektorplatte eine Massefläche ist und polarisierte Hochfrequenzsignale reflektiert. Der Dipol kann zwei Gruppen von Zweigen haben, unter anderem eine erste Gruppe und eine zweite Gruppe, die jeweils eine erste Polarisation und eine zweite Polarisation aufweisen, welche zwei Polarisationen des besagten Dipols entsprechen. Jede Gruppe von Zweigen beinhaltet vorzugsweise zwei Zweigpaare, die in V-Form angeordnet sind und einen Scheitelpunktteil aufweisen. Ein erstes Zweigpaar in jeder Gruppe hat einen Schlitz am besagten Scheitelpunktteil, und ein zweites Zweigpaar hat einen Schlitz am besagten Scheitelpunktteil zur Aufnahme eines Speisekabels, wobei der besagte erste Schlitz einen Kabel-Mittelleiter aufnimmt und der besagte zweite Schlitz eine Isolierhülse aufnimmt. Der Dipol kann außerdem einen Hohlraum für die Speisung des Kabels am Scheitelpunktteil der Zweige aufweisen.
  • Die vorliegende Erfindung sieht ferner ein Verfahren zum Herstellen eines für den Einsatz in einer polarisierten Antenne vorgesehenen Dipols vor, beinhaltend den Schritt, einen gesamten Dipolkörper als einzelnes Teil zu formen, das aus einem Unterteil und mehreren von dort ausgehenden Strahlungszweigen besteht. Der Dipolkörper ist optimalerweise aus einem herkömmlichen Werkstoff wie Kunststoff, Aluminium oder einem ähnlichen Material geformt. In diesem Fall beinhaltet das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ferner das Beschichten des Dipolkörper-Formteils mit einem lötfähigen metallischen Material.
  • Dementsprechend beinhaltet die Erfindung die Merkmale des Aufbaus, der Kombination von Elementen und der Anordnung von Bauteilen, die anhand der im folgenden als Beispiel dargelegten Bauweise veranschaulicht werden, und der Geltungsbereich der Erfindung wird in den Patentansprüchen definiert.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden unter Bezug auf die im folgenden genannten Zeichnungen deutlicher werden, in denen gleiche Elemente mit gleichen Bezugsnummern versehen sind. Insbesondere zeigen
  • 1 eine perspektivische Ansicht einer Antenne, in der ein Array von Dipolen verwendet wird,
  • 2 eine perspektivische Ansicht des Dipols mit zweifacher Polarisation (wobei alle Bauteile zusammengebaut sind),
  • 3 eine Draufsicht des Dipols mit zweifacher Polarisation aus 2,
  • 4 eine Ansicht einer Ausführungsform einer Antenne, in der ein Array von Dipolen mit vielfältigen HF-Isolationselementen verwendet wird,
  • 5 ein Diagramm mit drei Strahlungscharakteristiken der ersten Polarisation mit Öffnungswinkeln von 65,4 Grad bei 1,71 GHz, 62,2 Grad bei 1,8 GHz beziehungsweise 60,5 Grad bei 1,88 GHz für ein 1 × 9-Antennenarray unter Anwendung des in 4 gezeigten Gegenstands der Erfindung und
  • 6 ein Diagramm mit drei Strahlungscharakteristiken für die zweite Polarisation eines 1 × 9-Antennenarrays unter Anwendung des in 4 gezeigten Gegenstands der Erfindung.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die Erfindung soll nun anhand einer bevorzugten exemplarischen Ausführungsform erläutert werden. Obwohl die Ausführungsform im Detail beschrieben wird, sei darauf hingewiesen, daß sich die Erfindung nicht nur auf diese Ausführungsform beschränkt, sondern einen weitaus größeren Geltungsbereich hat. Zur Abgrenzung des tatsächlichen Geltungsbereichs der Erfindung sollten die beigefügten Patentansprüche herangezogen werden.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschrieben. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Antenne 14 mit zweifacher Polarisation und einem 1 × 9-Array von Dipolen 16 gemäß der Erfindung. Die Antenne 14 beinhaltet das Dipol-Array 16 und eine Reflektorplatte 12, an welcher die Dipole 16 befestigt sind. Es versteht sich natürlich, daß sich die Erfindung nicht auf ein bestimmtes Array beschränkt.
  • 2 zeigt eine detailliertere Darstellung eines erfindungsgemäßen Dipols 16. Der Dipol 16 ist als einheitliche Struktur mit dem Unterteil, den Zweigen und der Speisestruktur ausgeformt, die nachstehend erläutert werden. Das Formen des Dipols kann durch konventionelle Verfahren wie zum Beispiel Formpressen, Gießen oder Schneiden erfolgen. Darüber hinaus kann der Dipol unter Verwendung konventioneller Werkstoffe wie zum Beispiel Kupfer, Bronze, Kunststoff, Aluminium oder einer Zamak-Legierung geformt werden. Wenn der verwendete Werkstoff nicht gelötet werden kann, wie es bei Kunststoff oder Aluminium der Fall ist, kann der geformte Dipol ganz oder teilweise mit einem metallischen Material überzogen oder beschichtet werden, das gelötet werden kann, beispielsweise mit Kupfer, Silber oder Gold.
  • Der Dipol 16 beinhaltet vier Zweigpaare 18, 20, 22 und 24, die auf einem Unterteil 26 befestigt sind. Die Zweige sind in Paaren 18, 20, 22 und 24 angeordnet und haben jeweils eine V- oder U-Form, wobei die Zweige vom V- oder U-Scheitelpunktteil 21 aus nach außen strahlen. Der Unterteil 26 des Dipols ist mit der in 1 gezeigten Reflektorplatte 12 verbunden.
  • Die Zweigpaare sind so angeordnet, daß das Paar 18 gegenüber dem Paar 20 und das Paar 22 gegenüber dem Paar 24 liegt. Die gegenüberliegenden Paare sind elektrisch miteinander verbunden und im Hinblick auf die Reflektorplatte 12 so angeordnet, daß sie Hochfrequenzenergie in zwei Polarisationen abstrahlen beziehungsweise empfangen können, und zwar in einer ersten Polarisation von +45 Grad und einer zweiten Polarisation von –45 Grad. Die gegenüberliegenden Paare 20 und 18 entsprechen der ersten beziehungsweise zweiten Polarisation der Antenne 14. In gleicher Weise entsprechen die gegenüberliegenden Paare 24 und 22 der ersten und zweiten Polarisation. Der Dipol nach der vorliegenden Erfindung ist nicht auf diese Polarisationen beschränkt, und es versteht sich, daß eine Änderung der Anzahl, Anordnung und Position der Zweigpaare eine Änderung sowohl der Anzahl als auch der Winkel der Polarisationen der Antennen bewirken kann.
  • Jede Gruppe von gegenüberliegenden Zweigpaaren beinhaltet eine Speisestruktur 28, die am Scheitelpunktteil 21 eines der Zweigpaare positioniert ist. Diese Speisestruktur 28 besteht aus einem Hohlraum, der in Längsrichtung am Dipolkörper entlang verläuft, so daß ein Kabel 30 durch die Speisestruktur in den Unterteil 26 des Dipols und heraus zur Dipoloberseite geführt werden kann. Ein Schlitz, auf den noch eingegangen wird, ist am Scheitelpunkt des gegenüberliegenden Zweigpaares angeordnet. Der Leiter des Kabels ist über diesen Schlitz an diesen Scheitelpunkt angelötet.
  • In 2 und 3 ist der Kombination dieser Zweigpaare ausführlicher dargestellt. Mit besonderem Augenmerk auf einer einzelnen Zweiggruppe, die aus den Zweigpaaren 22 und 24 besteht, ist die Speisestruktur 28 durch den Hohlraum 23 definiert, die an der Scheitelpunktposition eines der Zweige 22 des Paares angeordnet. Das Kabel 20 verläuft durch den Hohlraum 23 hindurch. Diese Speisestruktur 28 beinhaltet außerdem eine Schlitzöffnung 32, die am Hohlraum entlang verläuft und die Breite m hat. Die Schlitzöffnung 32 legt die Isolierhülse 34 des Kabels 30 frei, das durch den Hohlraum 23 verläuft.
  • Jede Zweiggruppe beinhaltet außerdem erste und zweite Schlitze 31 beziehungsweise 38, durch welche das Kabel weitergeführt wird. Der erste Schlitz 31 befindet sich an der Scheitelpunktposition eines ersten Zweigpaares 22, und der zweite Schlitz 38 wird an der Scheitelpunktposition des zweiten Zweigpaares 24 geformt. Das Kabel ist so verlegt, daß der erste Schlitz 31 das gesamte (d. h. nicht abisolierte) Kabel und der zweite Schlitz 38 nur den Leiterabschnitt 36 des Kabels hält. Der Leiter 36 wird anschließend an die Scheitelpunktposition 21 des zweiten Zweigpaares 22 nahe dem zweiten Schlitz 38 gelötet.
  • Die aus den Zweigpaaren 18 und 20 bestehende Zweiggruppe ist in ähnlicher Weise angeordnet. Die Scheitelpunktposition 21 des Zweigpaares 18 beinhaltet eine Speisestruktur 28, die durch den Hohlraum 23 definiert ist und durch welche ein zweites Kabel 47 verläuft. Diese Speisestruktur 28 beinhaltet ebenfalls eine Schlitzöffnung 44, die am Hohlraum 23 entlang verläuft und eine Breite m hat. Die Schlitzöffnung 44 legt die Isolierhülse 46 des Kabels 42 frei, das durch den Hohlraum 23 verläuft.
  • Die Zweiggruppen 18 und 20 beinhalten ebenfalls erste und zweite Schlitze 47 beziehungsweise 50, durch welche das Kabel weitergeführt wird. Der erste Schlitz 47 befindet sich an der Scheitelpunktposition 21 des ersten Zweigpaares 18, und der zweite Schlitz 50 wird an der Scheitelpunktposition 21 des zweiten Zweigpaares 20 geformt. Das Kabel ist so verlegt, daß der erste Schlitz 47 das gesamte (d. h. nicht abisolierte) Kabel und der zweite Schlitz 50 nur den Leiterabschnitt 48 des Kabels 42 hält. Der Leiter 48 wird anschließend an die Scheitelpunktposition 21 des zweiten Zweigpaares 20 nahe dem zweiten Schlitz 50 gelötet.
  • Ein Vorteil dieser Dipolstruktur besteht darin, daß sie die Verwendung einfacher Koaxialkabel als die weiter oben beschriebenen Speisekabel 30 und 42 gestattet. Diese Koaxialkabel beinhalten typisch einen Innenleiter, der von einem Isolator aus PTFE oder ähnlichem Material umgeben ist.
  • Darüber hinaus machen es der Dipol und seine interne Speisestruktur möglich, daß diese Kabel 42 und 30 direkt durch den Körper des Dipols 16 zur Oberseite geführt und an den Schlitzen 50 beziehungsweise 38 mit den Zweigpaaren 20 und 18 beziehungsweise 24 und 22 verbunden werden können, ohne daß dafür Durchführungen zur Isolation der Innenleiter 36 und 48 gegenüber dem leitenden Unterteil 26 erforderlich sind, an welchem die Zweige 20 oder 24 befestigt sind. Hierdurch verringert sich die Gesamtzahl der zum Bau des Dipols benötigten Teile, was die Herstellkosten senkt und zugleich das Hochfrequenzverhalten der Antenne verbessert.
  • Das Signalübertragungsverhalten des Dipols 17 läßt sich weiter verbessern, indem man zwischen benachbarten Zweigpaaren herkömmliche Isolierstücke 37 anordnet. Diese Isolierstücke können aus herkömmlichem Isoliermaterial wie zum Beispiel Kunststoff oder PTFE hergestellt werden.
  • Da die Impedanz des Dipols von der Größe der Öffnungen, den Innenleiter des Kabels und die Löcher im Unterteil 26 bestimmt wird, die in die Hohlräume 28 übergehen, können diese Maße so gewählt werden, daß der Dipol die gewünschte Impedanz annimmt und zugleich das Formen und Beschichten des Dipols erleichtert wird. Insbesondere die Abmessungen dieser Öffnungen können groß genug gemacht werden, damit eine geeignete Beschichtung des Formteils gewährleistet ist, aber andererseits klein genug, damit der Dipol eine gute Port-zu-Port-Isolation, eine gute Impedanz und eine wohldefinierte Strahlungscharakteristik aufweist. Der Geltungsbereich der Erfindung beschränkt sich nicht auf irgendeine bestimmte Form dieser Öffnungen.
  • Insbesondere in Abhängigkeit von der Größe m der Öffnungen in der Speisestruktur läßt sich die charakteristische Impedanz Zo leicht auf die folgende Weise abschätzen.
  • Zunächst läßt sich für den Fall, daß die Öffnungen 32 und 44 geschlossen sind (d. h. eine Breite m von null haben), die Impedanz Zo nach der folgenden Gleichung berechnen:
  • Figure 00090001
  • Darin ist D der Durchmesser der Löcher im Unterteil 26 und in den Längshohlräumen 28, d der Durchmesser des Kabel-Innenleiters und εr die Dielektrizitätskonstante des im Kabel verwendeten Isolators.
  • Im zweiten Fall, in welchem die Breite m der Öffnungen 32 und 44 sehr klein ist, ist der Einfluß der Breite auf die Impedanz vernachlässigbar. Ist die Öffnung jedoch in einem Winkel entlang der Speisestruktur geneigt, dann läßt sich die charakteristische Impedanz Zo mit folgender Gleichung exakter approximieren:
  • Figure 00100001
  • Darin ist D der Durchmesser der Löcher im Unterteil 26 und in den Längshohlräumen 28, d der Durchmesser des Kabel-Innenleiters, Θ der Winkel, unter dem die Öffnung geneigt ist, und εr die Dielektrizitätskonstante des im Kabel verwendeten Isolators.
  • Im dritten Fall, in welchem die Breite m der Öffnungen 32 und 44 größer ist, so daß die Kabeloberfläche freigelegt ist, läßt sich die charakteristische Impedanz Zo mit folgender Gleichung approximieren:
  • Figure 00100002
  • Darin ist h der Radius der Längshohlräume, d der Durchmesser des Kabel-Innenleiters, und εr die Dielektrizitätskonstante des im Kabel verwendeten Isolators.
  • Es versteht sich, daß der als Formteil hergestellte Dipol gemäß der Erfindung in einer Vielzahl von Antennenkonfigurationen verwenden werden kann. Darüber hinaus kann der Unterteil 26 des als Formteil hergestellten Dipols so konstruiert und geformt werden, daß er mit einer komplementären Form auf der Reflektorplatte 12 zusammenpaßt, was den Zusammenbau des Antennenarrays weiter erleichtert. Für den Fachmann wäre es offensichtlich, daß die Größe und Form des Unterteils von Antenne zu Antenne variieren kann, ohne daß dadurch der Geltungsbereich der Erfindung verlassen würde.
  • Die vorliegende Erfindung bewirkt außerdem die Isolation der Eingänge eines Dipols 16 in Antennenarrays, die mehrere Dipole gemäß der vorliegenden Erfindung beinhalten. Dipole 16 in der zweifach polarisierten Antenne 14 lassen sich mit konventionellen Hochfrequenz-Isolationsbauelementen wie zum Beispiel Trennwänden, H-Strukturen und I-Strukturen voneinander isolieren. 4 zeigt beispielsweise eine zweifach polarisierte Antenne 70, in welcher die Dipole 16 mit verschiedenen Isolationsbauelementen wie den Wänden 60, den H-Isolatoren 62 und den I-Isolatoren 64 voneinander isoliert sind. Es versteht sich, daß der Dipol gemäß der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit gewöhnlichen Isolationsbauelementen und -strukturen verwendet werden kann.
  • Die 5 und 6 zeigen das Betriebsverhalten des in 4 dargestellten Antennenarrays. Die 5 und 6 zeigen Diagramme mit drei Strahlungscharakteristiken der ersten und zweiten Polarisation des Antennenarrays aus 4, in welchem Dipole 16 gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Wie hieraus ersichtlich ist, zeigt die Antenne bei verschiedenen Öffnungswinkeln und bei hohen Frequenzen eine gute Port-zu-Port-Isolation von weniger als 30 dB.
  • Die obige Beschreibung hat lediglich exemplarischen Charakter und ist nicht als einschränkend zu verstehen. Für den Fachmann sind Modifikationen unmittelbar offenkundig und werden als im Geltungsbereich der Erfindung liegend betrachtet, der lediglich durch die nachstehenden Patentansprüche begrenzt wird. Obwohl beispielsweise auf Zweigpaare eingegangen wird, die eine V-Form aufweisen, versteht es sich, daß diese Zweigpaare auch eine U-Form aufweisen könnten, ohne daß dadurch das Wesen der Erfindung verlassen wird. So soll ein Verweis auf eine "V-förmige" Anordnung selbstverständlich auch eine U-förmige Anordnung einschließen. Bildlegende Abb. 5
    H PLANE RADIATION PATTERN STRAHLUNGSCHARAKTERISTIK IN DER HORIZONTALEBENE
    9 DIPOLES ARRAY 9-DIPOL-ARRAY
    "–3 dB" OPENINGS ARE "–3-dB"-Öffnungswinkel:
    65.4° AT 1.71 GHz 65,4° BEI 1,71 GHz
    62.2° AT 1.8 GHz 62,2° BEI 1,8 GHz
    60.5° AT 1.88 GHz 60,5° BEI 1,8 GHz
    OFFSET d'amplitude: 24.22 dB Amplituden-OFFSET: 24,22 dB
    OFFSET de POSITION: 0.03° Positions-OFFSET: 0,02°
    Bildlegende Abb. 6
    H PLANE RADIATION PATTERN STRAHLUNGSCHARAKTERISTIK IN DER HORIZONTALEBENE
    CO-POLARIZATION AND CROSS- ... KOPOLARISATION UND KREUZPOLARISATION
    9 DIPOLES ARRAY 9-DIPOL-ARRAY
    IN MAIN DIRECTION (0°), FROM ... IN HAUPTRICHTUNG (0°), VON KOPOLARISATION ZUR KREUZPOLARISATION
    –24 dBc AT 1.71 GHz –24 dBc BEI 1,71 GHz
    –22 dBc AT 1.71 GHz –23 dBc BEI 1,8 GHz
    –25 dBc AT 1.71 GHz –25 dBc BEI 1,88 GHz
    OFFSET d'amplitude: 24.22 dB Amplituden-OFFSET: 24,22 dB
    OFFSET de POSITION: 0.03° Positions-OFFSET: 0,02°

Claims (18)

  1. Polarisierte Antenne (14), beinhaltend mindestens einen Dipol (16) mit einem Unterteil (26) und mehreren von dort ausgehenden Strahlungszweigen (18, 20, 22, 24), wobei ein erstes Paar (22) besagter Zweige einen Scheitelpunktteil (21) mit einem ersten Schlitz (31) zur Aufnahme einer Isolierhülse (34) eines Speisekabels (30) hat und ein zweites Paar (24) besagter Zweige einen Scheitelpunktteil (21) mit einem zweiten Schlitz (38) zur Aufnahme eines Kabel-Mittelleiters (36) des Speisekabels (30) hat, ferner eine Speisestruktur (28) mit einer Apertur (32) einer vorgegebenen Breite (m) und eine Reflektorplatte (12), an welcher das Unterteil (26) befestigt ist, wobei die Reflektorplatte (12) eine Massefläche ist und polarisierte Hochfrequenzsignale reflektiert.
  2. Antenne (14) gemäß Anspruch 1, wobei der besagte Dipol (16) ein als Formteil ausgeführter Dipol ist.
  3. Antenne (14) gemäß Anspruch 2, wobei der besagte Dipol (16) aus Kunststoff, Aluminium, Messing oder einer Zamak-Legierung besteht.
  4. Antenne (14) gemäß Anspruch 3, wobei der besagte Dipol (16) zumindest teilweise mit einem lötfähigen Beschichtungsmaterial überzogen ist.
  5. Antenne (14) gemäß Anspruch 1, wobei die besagten mehreren Strahlungszweige (18, 20, 22, 24) in zwei Gruppen unterteilt sind, bestehend aus einer ersten Gruppe (18, 20) und einer zweiten Gruppe (22, 24), die jeweils eine erste Polarisation beziehungsweise eine zweite Polarisation haben, welche zwei Polarisationen des besagten Dipols (16) entsprechen.
  6. Antenne (14) gemäß Anspruch 5, wobei jede der besagten ersten und zweiten Gruppen von Zweigen zwei Zweigpaare beinhalten, die in V-Form angeordnet sind und einen Scheitelpunktteil (21) aufweisen.
  7. Antenne (14) gemäß Anspruch 1, wobei der besagte Dipol (16) eine darin angeordnete Speisestruktur (28) aufweist, wobei die besagte Speisestruktur (28) eine Apertur (32) der Breite m aufweist, und wobei der besagte Dipol (16) eine Speiseöffnung im besagten Unterteil (26) des Dipols (16) aufweist, durch welche hindurch ein Speisekabel (30) in die besagte Speisestruktur (28) verlaufen kann, wobei die besagte Öffnung einen Durchmesser D hat, und wobei das besagte Kabel (30) einen Mittelleiter (36) mit einem Durchmesser d aufweist.
  8. Antenne (14) gemäß Anspruch 7, wobei die Impedanz des Dipols (16) eine Funktion des Innenleiter-Durchmessers (d) und des Durchmessers (D) der besagten Speiseöffnung ist.
  9. Antenne (14) gemäß Anspruch 7, wobei die besagte Speisestruktur (28) einen Radius (h) hat und die Aperturbreite (m) kleiner als der Durchmesser (2h) der besagten Speisestruktur (28) ist.
  10. Antenne (14) gemäß Anspruch 9, wobei die Impedanz des Dipols (16) eine Funktion des Innenleiter-Durchmessers (d) und des Radius der besagten Speisestruktur (28) ist.
  11. Antenne (14) gemäß Anspruch 1, ferner beinhaltend ein Isolierelement (37), das zwischen den besagten Zweigen (18, 20, 22, 24) angeordnet ist.
  12. Verfahren zum Herstellen eines für den Einsatz in einer polarisierten Antenne (14) vorgesehenen Dipols (16), beinhaltend die Schritte, einen Dipolkörper als einzelnes Teil zu formen, wobei der besagte Dipolkörper ein Unterteil (26) und mehrere von dort ausgehende Strahlungszweige (18, 20, 22, 24) besitzt, wobei ein erstes Paar (22) besagter Zweige einen Scheitelpunktteil (21) mit einem ersten Schlitz (31) hat, wobei ein zweites Paar (24) besagter Zweige einen Scheitelpunktteil (21) mit einem zweiten Schlitz (38) hat und wobei der besagte zweite Schlitz (38) kleiner als der besagte erste Schlitz (31) ist.
  13. Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei die besagten mehreren Strahlungszweige (18, 20, 22, 24) in zwei Gruppen unterteilt sind, bestehend aus einer ersten Gruppe (18, 20) und einer zweiten Gruppe (22, 24), die jeweils eine erste Polarisation beziehungsweise eine zweite Polarisation haben, welche zwei Polarisationen des besagten Dipols (16) entsprechen.
  14. Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei der besagte Dipol (16) eine darin angeordnete Speisestruktur (28) aufweist, wobei die besagte Speisestruktur (28) eine Apertur (32) der Breite m aufweist, und wobei der besagte Dipol (16) eine Speiseöffnung im besagten Unterteil (26) des Dipols (16) aufweist, durch welche hindurch ein Speisekabel (30) in die besagte Speisestruktur (28) verlaufen kann, wobei die besagte Öffnung einen Durchmesser D hat, und wobei das besagte Kabel (30) einen Mittelleiter (36) mit einem Durchmesser d aufweist.
  15. Verfahren zum Herstellen eines Dipols (16) gemäß Anspruch 12, wobei der besagte Dipolkörper als Formteil ausgeführt ist.
  16. Verfahren zum Herstellen eines Dipols (16) gemäß Anspruch 15, wobei der besagte Dipolkörper ein Formteil aus Kunststoff, Aluminium oder einer Zamak-Legierung ist.
  17. Verfahren gemäß Anspruch 12, ferner beinhaltend den Schritt, zumindest einen Teil des Dipolkörper-Formteils mit einem metallischen Material zu beschichten.
  18. Verfahren gemäß Anspruch 12, ferner beinhaltend einen Schritt, ein Isolierelement (37) vorzusehen, das zwischen den besagten Zweigen (18, 20, 22, 24) angeordnet ist.
DE60306457T 2002-05-31 2003-05-30 Eine geformte Dipolantenne für eine oder zwei Polarisationen mit integrierter Speisung Expired - Lifetime DE60306457T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US157838 2002-05-31
US10/157,838 US6747606B2 (en) 2002-05-31 2002-05-31 Single or dual polarized molded dipole antenna having integrated feed structure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60306457D1 DE60306457D1 (de) 2006-08-10
DE60306457T2 true DE60306457T2 (de) 2007-07-05

Family

ID=29419656

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60306457T Expired - Lifetime DE60306457T2 (de) 2002-05-31 2003-05-30 Eine geformte Dipolantenne für eine oder zwei Polarisationen mit integrierter Speisung

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6747606B2 (de)
EP (1) EP1367672B1 (de)
KR (1) KR101056310B1 (de)
CN (1) CN1462089B (de)
AT (1) ATE332019T1 (de)
AU (1) AU2003204333B2 (de)
BR (1) BRPI0302034B1 (de)
DE (1) DE60306457T2 (de)

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7280082B2 (en) * 2003-10-10 2007-10-09 Cisco Technology, Inc. Antenna array with vane-supported elements
DE602004012705T2 (de) * 2004-02-20 2008-07-17 Alcatel Lucent Dualpolarisiertes Antennenmodul
SE527757C2 (sv) * 2004-07-28 2006-05-30 Powerwave Technologies Sweden En reflektor, en antenn som använder en reflektor och en tillverkningsmetod för en reflektor
EP1667278A1 (de) * 2004-11-23 2006-06-07 Alcatel Antenne einer Basisstation mit dualpolarisierten Strahlerelementen und geformtem Reflektor
WO2006114455A1 (es) * 2005-04-25 2006-11-02 Radiacion Y Microondas, S.A. Antena de cavidad excitada con uno o varios dipolos
US20080231528A1 (en) * 2005-04-25 2008-09-25 Ramon Guixa Arderiu Cavity Antenna Excited with One or Several Dipoles
CN107425296B (zh) * 2005-07-22 2021-05-04 英特尔公司 具有交错天线元的天线装置
FI120522B (fi) * 2006-03-02 2009-11-13 Filtronic Comtek Oy Uudenlainen antennirakenne ja menetelmä sen valmistamiseksi
US7864130B2 (en) * 2006-03-03 2011-01-04 Powerwave Technologies, Inc. Broadband single vertical polarized base station antenna
KR100708542B1 (ko) 2006-12-13 2007-04-18 장유규 이종 재질을 이용한 복사 소자 및 이종 재질의 복사 소자를이용한 안테나
US7990329B2 (en) * 2007-03-08 2011-08-02 Powerwave Technologies Inc. Dual staggered vertically polarized variable azimuth beamwidth antenna for wireless network
US8330668B2 (en) * 2007-04-06 2012-12-11 Powerwave Technologies, Inc. Dual stagger off settable azimuth beam width controlled antenna for wireless network
US7948441B2 (en) 2007-04-12 2011-05-24 Raytheon Company Low profile antenna
WO2008156633A2 (en) 2007-06-13 2008-12-24 Powerwave Technologies, Inc. Triple stagger offsetable azimuth beam width controlled antenna for wireless network
US7688265B2 (en) * 2007-09-18 2010-03-30 Raytheon Company Dual polarized low profile antenna
US7710343B2 (en) * 2007-10-16 2010-05-04 Hong Kong Technologies Group Limited Compact 3-port orthogonally polarized MIMO antennas
US8508427B2 (en) 2008-01-28 2013-08-13 P-Wave Holdings, Llc Tri-column adjustable azimuth beam width antenna for wireless network
DE112008003704T5 (de) * 2008-02-04 2010-12-09 AGC Automotive Americas R&D, Inc., Ypsilanti Hohlraumgekoppelte Mehrelementantenne
EP2226890A1 (de) * 2009-03-03 2010-09-08 Hitachi Cable, Ltd. Mobile Kommunikationsbasisstationsantenne
CN101877434A (zh) * 2009-04-28 2010-11-03 华为技术有限公司 一种偶极子天线单元及其制造方法
FR2946805B1 (fr) * 2009-06-11 2012-03-30 Alcatel Lucent Element rayonnant d'antenne
US8547280B2 (en) 2010-07-14 2013-10-01 Raytheon Company Systems and methods for exciting long slot radiators of an RF antenna
CN102025023A (zh) * 2010-12-09 2011-04-20 广东通宇通讯股份有限公司 一种宽频宽波束双极化天线单元
CN103503231B (zh) * 2011-05-02 2015-06-10 康普技术有限责任公司 三极子天线元件与天线阵列
US9325057B2 (en) * 2011-11-02 2016-04-26 Alcatel Lucent Antenna radiating element
WO2016078475A1 (zh) 2014-11-18 2016-05-26 李梓萌 小型化双极化基站天线
US9843108B2 (en) 2014-07-25 2017-12-12 Futurewei Technologies, Inc. Dual-feed dual-polarized antenna element and method for manufacturing same
US9917363B1 (en) 2014-11-14 2018-03-13 Sprint Communications Company L.P. Adjustable cross-polarized antenna array elements
US10148012B2 (en) * 2015-02-13 2018-12-04 Commscope Technologies Llc Base station antenna with dummy elements between subarrays
KR101703741B1 (ko) 2015-09-11 2017-02-07 주식회사 케이엠더블유 다중편파 방사소자 및 이를 구비한 안테나
CN105977652B (zh) * 2016-07-07 2019-05-31 京信通信技术(广州)有限公司 双频阵列天线
EP3280006A1 (de) 2016-08-03 2018-02-07 Li, Zimeng Doppelt polarisierte antenne
US10641867B2 (en) * 2016-08-15 2020-05-05 Magna Electronics Inc. Vehicle radar system with shaped radar antennas
WO2018103822A1 (en) * 2016-12-06 2018-06-14 Huawei Technologies Co., Ltd. Dual-band antenna element and base station
CN107887713B (zh) * 2017-10-19 2021-03-30 深圳市飞荣达科技股份有限公司 集成电路天线振子及其制作方法
US11103925B2 (en) * 2018-03-22 2021-08-31 The Boeing Company Additively manufactured antenna
CN108539434A (zh) * 2018-04-17 2018-09-14 昆山恩电开通信设备有限公司 一种超宽带低成本辐射单元及天线
CN109980329B (zh) * 2019-03-12 2023-12-26 广州司南技术有限公司 一种宽带双极化天线
DE102019108901A1 (de) 2019-03-22 2020-09-24 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Antennenanordnung für Mobilfunksysteme mit zumindest einem dual-polarisierten Kreuzdipol
US11909110B2 (en) 2020-09-30 2024-02-20 The Boeing Company Additively manufactured mesh horn antenna

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4613868A (en) 1983-02-03 1986-09-23 Ball Corporation Method and apparatus for matched impedance feeding of microstrip-type radio frequency antenna structure
US4543583A (en) 1983-06-06 1985-09-24 Gerard A. Wurdack & Associates, Inc. Dipole antenna formed of coaxial cable
GB2191043A (en) 1986-05-28 1987-12-02 Gen Electric Co Plc Dipole array
US5726666A (en) 1996-04-02 1998-03-10 Ems Technologies, Inc. Omnidirectional antenna with single feedpoint
US6298386B1 (en) 1996-08-14 2001-10-02 Emc Corporation Network file server having a message collector queue for connection and connectionless oriented protocols
US6182157B1 (en) 1996-09-19 2001-01-30 Compaq Computer Corporation Flexible SNMP trap mechanism
CA2240114A1 (en) 1997-07-03 1999-01-03 Thomas P. Higgins Dual polarized cross bow tie dipole antenna having integrated airline feed
FR2766626B1 (fr) * 1997-07-28 1999-10-01 Alsthom Cge Alcatel Systeme d'antennes directionnelles a polarisation croisee
US5982336A (en) 1997-08-01 1999-11-09 Transystems, Inc. Structure of super integrated down converter (SIDC) with dual band mechanical and notch filters
US6127986A (en) 1998-01-02 2000-10-03 Transystem, Inc. Integrated down-converter with dipole-antenna implemented with novel mechanical filter structure
US6072439A (en) 1998-01-15 2000-06-06 Andrew Corporation Base station antenna for dual polarization
JP3707233B2 (ja) 1998-02-26 2005-10-19 ブラザー工業株式会社 ネットワークアダプタ及びこれを備えた端末システム
US6085237A (en) 1998-05-01 2000-07-04 Cisco Technology, Inc. User-friendly interface for setting expressions on an SNMP agent
US6272131B1 (en) 1998-06-11 2001-08-07 Synchrodyne Networks, Inc. Integrated data packet network using a common time reference
US6292829B1 (en) 1998-07-15 2001-09-18 Nortel Networks Limited Method and device for network management
US6034649A (en) * 1998-10-14 2000-03-07 Andrew Corporation Dual polarized based station antenna
US6211840B1 (en) * 1998-10-16 2001-04-03 Ems Technologies Canada, Ltd. Crossed-drooping bent dipole antenna
US6253243B1 (en) 1998-12-04 2001-06-26 Sun Microsystems, Inc. Automated trap control for a distributed network management system
DE19860121A1 (de) 1998-12-23 2000-07-13 Kathrein Werke Kg Dualpolarisierter Dipolstrahler
US6300912B1 (en) 2000-03-07 2001-10-09 Antenna World, Inc. Compact mountable dipole antenna
US6529172B2 (en) * 2000-08-11 2003-03-04 Andrew Corporation Dual-polarized radiating element with high isolation between polarization channels
US6307510B1 (en) 2000-10-31 2001-10-23 Harris Corporation Patch dipole array antenna and associated methods
WO2005082276A1 (en) * 2004-02-23 2005-09-09 Uromedica, Inc. Method and apparatus for fecal continence

Also Published As

Publication number Publication date
US20030222830A1 (en) 2003-12-04
CN1462089A (zh) 2003-12-17
CN1462089B (zh) 2010-05-12
EP1367672A1 (de) 2003-12-03
EP1367672B1 (de) 2006-06-28
BR0302034A (pt) 2004-08-24
US6747606B2 (en) 2004-06-08
ATE332019T1 (de) 2006-07-15
AU2003204333A1 (en) 2003-12-18
KR20030094023A (ko) 2003-12-11
KR101056310B1 (ko) 2011-08-11
DE60306457D1 (de) 2006-08-10
AU2003204333B2 (en) 2008-09-04
BRPI0302034B1 (pt) 2016-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60306457T2 (de) Eine geformte Dipolantenne für eine oder zwei Polarisationen mit integrierter Speisung
EP3329545B1 (de) Dual-polarisierte antenne
EP2050165B1 (de) Antennenanordnung, insbesondere für eine mobilfunk-basisstation
DE69821884T2 (de) Multifrequenzstreifenleitungsantenne und Gerät mit einer derartigen Antenne
EP3635814B1 (de) Dual-polarisierter kreuzdipol und antennenanordnung mit zwei solchen dual-polarisierten kreuzdipolen
EP0634058B1 (de) Richtantenne, insbesondere dipolantenne
DE102007003388A1 (de) Rundhohlleiter-Antenne und Rundhohlleiter-Array-Antenne
EP3411921A1 (de) Dual polarisierte antenne
DE10350034A1 (de) Antennenanordnung insbesondere für Radaranwendungen bei Kraftfahrzeugen
DE69828848T2 (de) Richtantennensystem mit gekreuzter Polarisation
DE2610324A1 (de) Phasengesteuerte antennenzeile
EP3244483B1 (de) Schirmgehäuse für hf-anwendungen
DE202018002036U1 (de) Deckenmontierte Mehrfacheingangs-Mehrfachausgangs-(MIMO-) Rundstrahlantennen mit niedrigem Profil
DE102014013926A1 (de) Mehrstruktur-Breitband-Monopolantenne für zwei durch eine Frequenzlücke getrennte Frequenzbänder im Dezimeterwellenbereich für Fahrzeuge
DE3926188A1 (de) Schlitzstrahler
DE102018120612A1 (de) Multibandantennenanordnung für Mobilfunkanwendungen
EP1561257B1 (de) Verbindungseinrichtung zum anschluss zumindest zweier versetzt zueinander angeordneter strahlereinrichtungen einer antennenanordnung
DE212014000257U1 (de) Antennenaufbauten
DE2802585A1 (de) Antenne
EP2093837B1 (de) Antenne
DE19603803C2 (de) Quad-Antenne, auf einem isolierenden Material und Verfahren zu deren Fertigung
DE60100376T2 (de) Monolitische Antenne mit orthogonaler Polarisation
DE3409460A1 (de) Antenne
DE202019101043U1 (de) Phasenschiebermodulanordnung zum Einsatz in einer Mobilfunkantenne
EP4200936A1 (de) Antenne

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition