SE509175C2 - Metod och anordning för att förbättra en antenns prestandaparametrar - Google Patents
Metod och anordning för att förbättra en antenns prestandaparametrarInfo
- Publication number
- SE509175C2 SE509175C2 SE9701475A SE9701475A SE509175C2 SE 509175 C2 SE509175 C2 SE 509175C2 SE 9701475 A SE9701475 A SE 9701475A SE 9701475 A SE9701475 A SE 9701475A SE 509175 C2 SE509175 C2 SE 509175C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- antenna
- tilting
- antenna device
- mechanical
- tilt
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 27
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 7
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000010267 cellular communication Effects 0.000 claims description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 24
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000001808 coupling effect Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/12—Supports; Mounting means
- H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
- H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
- H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
- H01Q1/246—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for base stations
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/12—Supports; Mounting means
- H01Q1/125—Means for positioning
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/02—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole
- H01Q3/04—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole for varying one co-ordinate of the orientation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
- Support Of Aerials (AREA)
Description
10
15
20
25
30
509 175
2
avlång resonansslits i jordplanet, så kallad slitskoppling. I vissa antennutföranden har
fördelningsnäten två separata delar som förbinder två olika polarisationer till antennelementen.
Det finns flera viktig prestandaparametrar, särskilt för täckning av en sektor i ett cellulärt
mobilkommunikationssystem medelst basstationsantenner, till exempel en spänning-
ståendevág-förhällande (VSWR), frarn-bakförhållande och isolering mellan
polarisationsanslumingar (i antenner som använder olik polarisationer). Det är viktigt att
strålningen i bakåt riktningen av antennen behålles låg mot horisonten, d.v.s. vid höj dvinkeln
0° för att reducera störningsnivån i angränsande celler och erhålla hög isolering. I regel
resulterar en hög VSWR i signalförluster beroende på missanpassning och en låg isolering
mellan polarisationsanslutriingarna, till exempel i en dubbel polariserande antenn reducerar
förstärkningen av polarisationsdiversiteten och ökar ñltreringsbehovet i den transmitterade
si grialbanan av basstationen.
I många installationer är antennema anordnade för optimal täckning, t.ex. genom hög
förstärkning riktad mot cellkanten, företrädesvis mycket nära horisonten. I detta fall har
bakåtriktad strålning, i det följande kallad bakstrålning även dess maximum riktad horisontellt,
vilket resulterar i en relativ låg frarn-bakstrålningsförhållande. I den strålande delen av antennen
som består av strålningselement och matningsnätverk är det lättare att erhålla låg VSWR och
högra isolering genom att utforma och använda elektriskt vippande, eftersom VSWR och
kopplingseffekter vanligtvis åstadkomrnes av strålningselementen.
Tiltning av en antennstråle, både elektriskt eller mekaniskt för att erhålla vissa egenskaper är
känd. Till exempel beskriver US 5,440,3l8 och australisk patent nr. 656857 (av samma
uppfinnare) en panelantenn, som är speciellt lämplig för användning i cellulära
kommunikationssystem. Panelantennen omfattar bipolära strålningselement, omfattande organ
för att tilta antennstrålen nedåt, både mekaniskt och elektriskt. Den elektriska tiltningen
används huvudsakligen av estetiska skäl och för det andra som ett grovt sätt medan den
mekaniska tiltningen används som ett finare sätt. Dessa dokument beskriver endast nedåt
tiltning av strålen.
US 4,249,l8l beskriver en anordning för att förbättra medelsignal-stömingförhållandet i
åtminstone ett kommunikationcellsornråde genom att tilta antennens förstärkningsmönster av en
lO
15
20
25
30
509 175
3
antenn under horisonten. Antennen tiltas nedåt i en förutbestämd grad. Antenntiltningen uppnås
antingen elektriskt eller mekaniskt.
Inga av ovan dokument nämner eller visar en metod eller anordning för att lösa problemen som
löses genom föreliggande uppfinning. Även om ovan australiska patent nämner ett ökat fram-
bakförhållande, så uppnås detta genom att anordna sidoväggar av panelen negativa. Dessutom
beskrives verken upptiltingen av antennstrålen eller visas i teknikens ståndpunkt. Det av känd
teknik lösta specifika problemet kan även lösas av föreliggande uppfinning, men inga
eventuella lösningar för problemen som löses av föreliggande uppfinning tillhandahålles.
KORTFATTAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN
Huvudsakliga ändamålet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en anordning och en
metod vid antenner, som förbättrar och åstadkommer en god (d.v.s. stor) täckning, hög fram-
bakstrålriingsförhållande, låg VSWR och hög isolering. Alla dessa problem löses med fördel
väsentligen samtidigt.
Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ovan lösningar medelst en
enkel och kostnadseffektiv anordning och metod, som kan användas och tillämpas på olika
typer av antenner. Dessutom kan matningsnätet av antennen enligt föreliggande uppfinning
konstrueras enklare för att erhålla låg VSWR och koppling. I antenner, som använder elektrisk
tiltning distribueras signalema till strålningselementen genom olika fasfördröjningar, varvid de
reflekterade signalerna, såväl som möjliga läcksignaler beroende på de begränsade isoleringama
i grunden kombineras i samma matningsnätverk och därigenom adderas inte signalema
sammanhängande, vilken resulterar i reduktion av maximumarnplituden.
I ett föredraget utförande innefattar antennanordningen åtminstone en anordning för mekanisk
tiltning av strålorganen i en första riktning huvudsakligen divergerande från en förutbestämd
riktning och organ för att elektriskt tilta strålen i en andra huvudsakligen motsatt riktning. Med
fördel riktar organet för elektrisk tiltning av strålen i den andra riktningen strålen lika mycket
som den mekaniska tiltningen i den första riktningen.
I ett utförande riktar anordningen för den mekaniska tiltningen strålningselementen
huvudsakligen nedåt eller uppåt och organet för elektrisk tiltning riktar strålen huvudsakligen
10
20
25
30
509 175
4
uppåt respektive nedåt. Anordningen kan bestå av en stång, gångi äm, motor eller liknande. Den
mekaniska tiltningen kan vara justerbar och fiärrstyrd eller den mekaniska tiltningen kan
fixeras. I ett utförande är även den elektriska tiltningen justerbar och fjärr-styrd eller fixerad.
I ännu ett armat utföringsexempel består strålningselementen av dipolelement anordnade i
grupper och matade genom ett íördelningsnätverk. Fördelníngsnätverken innefattar
tördelningsledriingar, som har reglerbar längd och den elektriska tiltningen av strålen utföres
huvudsakligen genom att reglera längdema av fördelningsledriingarna av fördelníngsnätverken,
vilket resulterar i olika matningsfaslängder till dipolelementen, som genererar en huvudsakligen
progressiv fasfront över antennelementen och en elektrisk tiltning av strålen.
I ett annat utíöringsexempel består strålningselementen av mikrostrippatchelement matade
genom ett tördelningsnätverk och tördelningsnätverken innefattar anslutningsledningar. För att
tilta strålen elektriskt är anslutningsledningarna av fördelningsnätverken mellan
antennelementen utformade för att framställa en progressiv fasfront som resulterar i en elektrisk
tiltning av strålen.
En metod för att förbättra antennprestandaparametrar, enligt föreliggande uppñnning, vilken
antenn huvudsakligen omfattar strålningsorgan för att stråla en stråle i en huvudsakligen
förutbestämd riktning, vilket strålningsorgan är företrädesvis anordnat på en bärande
konstruktion kännetecknas av mekanisk tiltning av strålorganen i en första riktning för att
omställa strålen bort från sagda huvudsakligen förutbestämda riktning och elektrisk tiltning av
strålen i en andra motsatt riktning och företrädesvis den elektriska tiltningen i den andra
riktningen har samma belopp som den mekaniska tiltningen i den första riktningen.
I ett speciellt föredraget utförande omfattar antennanordningen huvudsakligen: ett första lager
omfattande ledande lager anordnade på ett isolerande substrat, ett andra lager av ett ledande
material anslutet till jord och som har åtminstone första och andra slitsar orienterade
huvudsakligen lodräta, d.v.s. horisontalt och vertikalt, första och andra tördelningsnätverk
omfattande första och andra grupper av ledare förbundna med första och andra
matningsanslutriingar. Antennen omfattar dessutom en anordning för att mekaniskt tilta
antennelementen i en första riktning och organ för att elektriskt tilta sagda stråle i en andra
riktning.
10
15
20
30
509 175
KORT BESKRIVNING AV RITNJINGARNA
I det följande kommer uppfinningen att beskrivas ytterligare med hänvisning till icke
begränsande utföringsexempel illustrerade i de bifogade ritningar-na, i vilka:
Fig. 1 visar en schematisk vy ovanifrån av en sektortäclcning av en basstationsantenn.
Fig, 2 visar en mycket schematisk sidovy av ett antennutförande med mekanisk nedtiltning och
elektrisk upptiltning, enligt föreliggande uppfinning.
Fig. 3A-3D visar elevationstrålningsmönster för antennen enligt fig. 2.
Fig. 4 visar en mycket schematisk sidovy av ett andra antennutförande med mekanisk
upptiltning och elektrisk nedtiltning, enligt föreliggande uppfinning.
F ig. 5A-5D visar elevationstrålningsmönster för antennen enligt fig. 4.
Fig. 6 visar en schematisk vy från ovan av ett antennutförande som använder mikrostrippatchar
och dubbelpolarisation.
Fig. 7 visar en schematisk perspektivisk vy av ett antennelementutförande, som använder
slitskopplade mikrostrippatchar och dubbelpolarisation.
DETALJERAD BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXENIPLEN
För att bättre förstå de grundläggande principerna enligt uppfinningen beskrivs i det följande ett
exempel visande en mycket schematisk antennanordning i ett mobil kommunikationssystem,
företrädesvis ett cellulärt kommunikationssystem för en tre-sektorer. Beskrivningen är
självfallet inte begränsad till ett sådant system och anordningen enligt uppfinningen kan
användas i alla applikationer i vilka ovan nämnda problem avses att lösas.
Fig. 1 visar en vy ovanifiän av en cellkonstruktion av ett cellulärt system omfattande celler 10. I
en tre-sektorkonñguration är en basstationsantennanordning ll anordnad i anslutningspunkten
av tre celler 10a, lOb och 10c omfattande tre antenner, en för varje cell. I Fig. l illustreras
endast antennen ll och dess täckning med dess huvudstråle representeras medelst 12 för en cell
10
15
20
25
30
509 175
6
lOa. I detta fall är täckningen typiskt i 60° för varje antenn. Linjerna betecknade A-D anger
fyra riktningar från antennen, där:
A är azimut = 0°,
B är azimut = 60°,
C är azimut = 90°, och
D är azimut=180°.
"A" indikerar även fortplantningsrikmingen av huvudstrålen. En sekimdär strålningsriktning
som har en axel, som utgör cza l80° vinkel med frarnriktningen av axlarna av de frontala
strålningama 12 av antennen indikeras med 13. 14 respektive 15 betecknar två riktningarna for
sidostrålrlingar.
Fi g. 2 visar en mekanisk nedtiltad antenn 11 anordnad på en bärande konstruktion 16, såsom en
stolpe, mast, en vägg av en byggnad eller liknande. Pilen visar den huvudsakligen
förutbestämda huvudstråleriktningen av antennen. Huvudstrålen är upptiltad elektriskt
huvudsakligen tillbaka till den förutbestämda strålningsrikmingen, vilken kommer att beskrivas
senare. Den streckade linjen indikerar riktningen längs vilka antennstrålen skulle ha strålat om
ingen elektrisk upptiltning användes. Antennen omfattar ett hus 17, innefattande ett väsentligen
parallellt fördelningsnätverk 18 och antenndipolelement 19. Ett skydd 20 kan anordnas framför
dipolelementen 19. Fördelningsnätverket matas med en signal genom matningsanslutningen 23.
Antennen ll fästes vid masten 16 och nedtiltas, till exempel medelst en stång 21. Ytterligare en
gångjärn 22 kan anordnas som ett extra stöd. Antennen är nedtiltad med en vinkel oc, d.v.s.
vinkeln mellan bakplanet av antennhuset 17 och masten 16, vilken i detta fall representerar
tiltningsvinkeln för planet av antennelementen 19. Dessutom är huvudstrålen av antennen
elektriskt upptiltad med en vinkel ß, d.v.s. vinkeln mellan pilen och den streckade linjen. ß är
lika med eller huvudsakligen lika med a, därigenom riktas huvudstrålen huvudsakligen vid noll
höjavinkei.
Den elektriska tiltningen av strâlen utföres huvudsakligen genom att reglera längderna av
fördelningsledningarna 24 av fördelningsnätverket 18, vilket resulterar i en kortare
matningsfaslängd till dipolelementen 19 anordnade i den nedre delen av antennen, d.v.s.
närmast marken. Såsom det framgår av ritningen är dipolelementen grupperade i två, första
10
15
20
25
30
509 175
7
nedre och andra övre grupper. Dessutom är längden av fördelningsledningariia mellan
dipolelementen av varje grupp så reglerade att en fasförskjutning mellan dipolelementen
erhålls. Genom att använda detta sätt erhålls en progressiv fasfront över antennelementen, som
resulterar i en elektrisk upptiltning av strålen.
F ig. 3A till 3D illustrerar höjdstrålningsmönstret för en antenn enligt fig. 2 och i varje
azimutriktning enligt fig. l, d.v.s. fig. 3A visar strålningsmönster för azimut A, 3B visar
strålningsmönster för azimut B o s v. De horisontella axlarna av diagramrnen indikerar
höjdvinkeln i ett intervall mellan -30° och 30°, och de vertikala axlarna indikerar
amplitudtörstärlmingen som har dB enhet i intervallet -30 och 0 dB.
I det följande antas identiska graderingar för alla delar av fig. 3A-3D. Enligt fig. 3A, är
amplitudtoppen vid O° höjdvinkel. I fig. 3B är arnplitudmaximumet vid omkring 3 ° och
arnplitudfcírstärkningen vid O° år omkring - 12 dB. I denna riktning och vid noll höjdvinkel är
förstärkningen reducerad med ungefär 2 dB jämförd med en antenn utan tiltning. Icke desto
mindre har det visat sig att verkan på täckningen år normalt inte betydelsefull. Genom att
utvidga azimutlobbredden är det möjligt att kompensera för de relativa
förstärkningsreduktionema. I några installationer kan verkan av höjdregleringen av de yttre
områdena av huvudstrålen med hänsyn till huvudstrålens centrumlinj e användas för optimering
av celltäckningen. Enligt fig. 3C har amplituden vid riktning C ett maximum vid omkring 5°
och en amplitud av omkring -23 dB vid O°. Dessutom riktas bakstrålningen omkring l2° upp
från horisontallinjen, fig. 3D, vilken vid 0° höjdvinkel resulterar i en låg nivå av bakstrålning.
Genom denna utformning får antennen fördelarna av den elektriska tiltningen, d.v.s. låg VSWR
och hög isolering samtidigt som en låg bakstrålning uppnås.
Pig. 4 visar ett utförande av en antenn 11' med mekanisk tiltning uppåt. Antennen l 1' är
anordnad på en mast 16'. Pilen visar antemihuvudstrålens riktning, vilken stråle är nedtiltad
elektriskt. Den streckade linjen indikerar riktningen längs vilken antennstrålen skulle ha strålat
om ingen elektrisk nedtíltning användes. Antennen omfattar ett hus l7', innefattande en serie
fördelningsnätverk 26 och mikrostrippatchelement 25. F ördelriingsnåtverket matas med en
signal genom matningsanslutriingen 232 Antennen 1 l' är fast vid masten 16' och upptiltad, till
exempel medelst en stång 2l'. Antennen är upptiltad med en vinkel oi', d.v.s. vinkeln mellan
10
20
25
30
509 175
8
bakplanet av antennhuset 17' och masten 16' som representerar lutningsvinkeln av planet av
antennelementen 25. Dessutom är huvudstrålen av antennen elektriskt nedtiltad med en vinkel
ß', d.v.s. vinkeln mellan pilen och den streckade linjen. I detta utförande är ß' större än oc' och
huvudsrrålen riktas under horisonten, d.v.s. väsentligen under noll höjdvinkeln.
För att elektriskt tilta strålen är anslutningsledningar av fiórdelningsnätverket 26 mellan
antennelementen 25 utformade på ett lämpligt sätt som har varierande längder, så att en
progressiv fasfront över antennen erhålls, vilken resulterar i en elektrisk nedtiltning av strålen.
Fig. 5A till SD illustrerar strålningsmönstren för en antenn, enligt fig. 4, och för varje azimut
enligt fig. 1.
I det följande antas identiska skalor för alla delar i fig. SA-5D. Enligt ñg. 5A är amplitudtoppen
vid cza -3 ° höj dvinkel. I fig. SB är maximumet vid omkring -6° och arnplitudíörstärkriingen är
vid 0°omkring -17 dB. I denna riktning och vid noll höjdvinkel är förstärlcningen reducerad
med ungefär 2 dB järnförd med en antenn utan tiltning, men det har visat sig att verkan på
täckningen är normalt inte betydelsefull. Genom att utvidga azimutlobbredden är det möjligt att
kompensera för de relativa förstärkningsredulctionerna. I några installationer kan denna verkan
med fördel användas för optimering av celltäckningen, som det beskrevs i samband med
beskrivningen av fig. 3A. Dessutom riktas bakstrålningen omkring - 15 ° nedåt från horisonten,
fig. 5D, vilken vid 0° höjdvinkel resulterar i en låg nivå (ordentligt under -30 dB) av
bakstrålriingen. Enligt fig. SC har arnplituden vid riktning C ett maximum vid omkring -9° och
en amplitud omkring -30 dB vid 0°. Även genom denna utformning får antennen fördelarna av
den elektriska tiltningen, d.v.s. låg VSWR och hög isolering samtidigt som en låg bakstrålning
uppnås .
Antennema enligt ñg. 2 och 4 förmodas att ha en likformig avtagande och en höjd av 6,42» där
Ä. är drififrekvensens våglängd och dessa är mekaniskt tiltade med en vinkel av omkring 6°.
För att tilta antennstrålen är självfallet möjligt att tilta antennelementen mekaniskt eller endast
vissa delar av antennen och inte hela antennhuset, såsom visas i ovan utföringsexempel.
10
15
20
25
30
509 175
9
Antennen ll"' enligt fig. 6 har en två-lagerkonstrtrlction och omfattar ett huvudsakligen ledande
hus och j ordplan 27, som utgör antennens huvudkonstnrktion och bär ett antal
nrikrostrippatchelement 28 och två fördelningsnätverk 29 och 30, bestående av ett flertal ledare
31 respektive 32, vart och ett anbragt till exempel genom etsning på en sida av ett koppartäckt
tunt isolerande substrat distanserade dielektrikurn (inte visade). Varje fördelningsnätverk 29, 30
är förbundet med en matningsanslutrring 33 respektive 34.
F ig. 7 visar ett annat utföringsexempel av en milcrostripantenn med fördelningsnätverket på en
sida av jordplanet, som matar strålningselementen på den motsatta sidan av j ordplanet genom
slits i jordplanet, så kallade slitskoppling.
I flerlagerskonstruktionen av antennen innefattar det första lagret 41 av antennen patchelement
46, vilka huvudsakligen är ledande (etsade) lager, till exempel på koppar, arrangerade på ett
isolerande substrat 47, till exempel ett väsentligen stelt glasfiberlarninat eller polymerrnaterial.
Substratet 47 kan bära ett eller flera antennpatchelement. Ett flertal patchelement på substratet
bildar antennplanet.
Mellan det första lagret 41 och det tredje lagret 43 är ett andra lager 42 av dielektriskt material
infört. Det tredje lagret 43 är av ett ledande material 48 och anordnat med slitsar 49 och 50, i en
i grunden lodrät konfiguration för varje polarisationsledning och förbundna med jord
åstadkommande jordplanet huvudsakligen parallellt med antennelementen. Jordplanet bildar en
skyddande och reflekterande yta och förstärker huvudsakligen antennelementens 46 riktfaktor.
Slitsarna polariserar den levererade signalen så att varje slits matar antennelementen med en
förutbestämd polarisation. Polarisationen bestäms genom varje slits riktning.
Det fjärde lagret 44 är huvudsakligen av ett dielektriskt material som distanserar det tredje
lagret 43 från det femte lagret 45 . Det femte lagret 45 är ett huvudsakligen isolerande laminat
53 som bär ledarna 51 och 52 av fördelningsnätverket på en sida mitt emot patcharna.
Slitsarna 49 och 50 på lager tre och slutet av ledarna 51 och 52 av det femte lagret är så
arrangerade att öppningar-na 49 och 50 korsar ledarna 51 respektive 52 så att en
tvårkonfiguration erhålls.
10
l5
509 175
10
Följaktligen kan antennen framställd på detta sätt stråla och mottaga signaler, som har
horisontell- och/eller vertikalpolarisation. Genom elektrisk tiltning kan längden av ledarna 51
eller 52 varieras för att erhålla en önskad tiltningseffekt. Den mekaniska tiltningen erhålls
genom att luta antennhuset 27 (ñg. 6) eller flerlagerskonstruktionen av antennen.
Vi har visat och beskrivit några föredragna utíöringsfonner som exempel emellertid kan
uppfinningen självklart ändras på ett antal olika sätt inom omfånget för patentlcraven. Till
exempel, kan stången för mekanisk tiltning ha reglerbar längd eller tiltningen kan utföras
genom att använda en (fiärrstyrd) stegmotor eller liknande och den elektriska tilmingen kan
anpassas med avseende på den mekaniska tiltningen genom att variera matningsledningama på
olika sätt. I några utföringsexempel kan ändringen av ledningslängden vara antingen fast, d.v.s.
bestämd före tillverkningen, reglerbar på plats genom val bland en uppsättning inbyggda
ledningslängder med en anslutningsanordning eller slutligen fiärrstyrd genom användning av
fasförskjutningsanordningar på ett känt sätt.
Även om utföringsexemplen understryker parametrarna för antennens sändningsmod är det
tydligt for en fackman att samma parametrar och karakteristiska uppförande är lämpliga för
antenner som opererar i mottagningsmod.
20
30
ll
HÃNVISNINGSBETECKNINGAR
10 Cell av mobilkommuníkationssystem
11,11',1l"' Antenn
12 Framstrålrming
13 Bakstrålning
14, 15 Sidostrålning
16, 16' Bärande konstruktion
17, 1 7' Hus
18 Fördelningsnätverk
19 Dipol antennelement
20 Skydd
21 Tiltningsanordnin g
22 Gångjärn
23 Matningsanslutning
24 Fördelníngsledning
25 Mikrostnppatchantennelement
26 Fördelningsnätverk
27 Hus
28 Mikrostrippatchelement
29, 30 Fördelningsnätverk
31, 32 Ledare
33, 34 Matníngsanslutníng
41 Första lager
42 Andra lager
43 Tredje lager
44 Fjärde lager
45 Femte lager
47 Substrat
48 Ledande lager
49, 50 Slits
51, 52 Ledare
53 Isolerande bärare
509 175
Claims (28)
1. Metod för att förbättra en antenns prestanda parametrar, vilken antenn huvudsakligen omfattar strålningsorgan (19, 25, 28), för att stråla en stxåle i en huvudsakligen förutbestämd riktning, vilket strålningsorgan är företrädesvis anordnat på en bärande konstruktion (16, l6'), kännetecknad av, att mekaniskt tilta strålorganen i en första riktning för att rikta om strålen bort från den huvudsakligen förutbestämda riktningen och elektriskt tilta strålen i en andra, huvudsakligen motsatt riktning.
2. Metod enligt patentkrav 1, kännetecknad av, att den elektriska tiltningen i den andra riktningen har samma storlek som den mekaniska tiltningen i den första riktningen.
3. Metod enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknad av, att den första riktningen är huvudsakligen nedåt och den andra riktningen är huvudsakligen uppåt.
4. Metod enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknar! av, att den första riktningen är huvudsakligen uppåt och den andra riktning är huvudsakligen nedåt.
5. Metod enligt något av patentkraven 1 - 4, kännetecknar! av, att den mekaniska tiltningen är reglerbar.
6. Metod enligt patentkrav 5, kännetecknad av, att den mekaniska tiltningen är fiärrstyrd. 10 15 20 25 30 5 Ü 9 1 7 5 13
7. Metod enligt något av patentkraven 1 - 4, kännetecknad av, att den mekaniska tiltningen är fixerad.
8. Metod enligt något av patentkraven 1 - 7, kännetecknad av, att den elektriska tiltningen är reglerbar.
9. Metod enligt patentkrav 8, kännetecknad av, att den elektriska tiltningen är fiärrstyrd.
10. Metod enligt något av patentkraven 1 - 7, kännetecknad av, att den elektriska tiltningen år fixerad.
ll. Antennanordning huvudsakligen omfattande strålningsorgan (19, 25, 28) för att stråla en stråle i en huvudsakligen förutbestämd riktning, vilket strålningsorgan (19, 25) år anordnat på en bärande konstruktion (16, l6'), kännetecknar! av, att antennanordningen innefattar åtminstone en anordning (21, 21') för mekaniskt tiltning av strålorganen i en första, huvudsakligen från den förutbestämda riktningen divergerande riktning och organ för att elektriskt tilta strålen i en andra huvudsakligen motsatt riktning.
12. Antennanordning enligt patentkrav ll, kännetecknad av, att organet för elektrisk tiltning av strålen i den andra riktningen riktar strålen med samma belopp som den mekaniska tiltningen i den första riktningen.
13. Antennanordning enligt ett av patentkraven ll eller 12, kännetecknad av, att anordningen (21, 21') for mekanisk tiltning riktar strålningselementen huvudsakligen nedåt och organet för elektrisk tiltning av strålen riktar strålen huvudsakligen uppåt. 10 15 20 25 30 509 175 14
14. Antennanordning enligt något av patentkraven 11 eller 12, kännetecknad av, att anordningen (21, 21') för mekanisk tiltning riktar strålningselementen huvudsakligen uppåt och organet för elektrisk tilming av stïålen riktar strålen huvudsakligen nedåt.
15. Antennanordning enligt något av patentkraven 11 - 14, kännetecknad av, att anordningen (21, 21') för mekanisk tiltning innefattar en stång, gångjärn, motor eller lilcriande.
16.Antennanordníng enligt något av patentkraven ll - 15, känneteclmad av, att den mekanisk tiltningen är reglerbar.
17. Antennanordning enligt patentkrav 16, kännetecknad av, att den mekaniska tiltningen är fiäirstyrd.
18. Antennanordning enligt något av patentkraven ll - 15 kännetecknad av, att den mekaniska tiltningen är fixerad.
19. Antennanordning enligt något av patentkraven 11 - 18 kännetecknad av, att den elektriska tiltningen är reglerbar.
20. Antennanordning enligt patentkrav 19, kännetecknad av, att den elektriska tiltningen är fiärrstyrd.
21. Antennanordning enligt något av patentkraven 11 - 18, kännetecknad av, att den elektrisk tiltningen är fixerad. 10 15 20 25 30 509 175 15
22. Antennanordning enligt något av patentkraven 11 - 21, kännetecknad av, att strålningselementen består av dipolelement (19) anordnade i grupper och matade genom ett fördelningsnätverk (18).
23. Antennanordning enligt patentkrav 22, kännetecknad av, att tördelningsnätverket (18) innefattar fiirdelníngsledrtingar (24) som har reglerbara längder och den elektriska tiltningen av strålen åstadkommes huvudsakligen genom reglering av längderna av fördelningsledningarna (24) av tördelningsnätverken (18), vilka resulterar i olika matningsfaslängder till dipolelementen (19) genererande en huvudsakligen progressiv fasfront över antennen och en elektrisk tiltning av strålen.
24. Antennanordning enligt något av patentkraven 1 l - 21, kännetecknar! av, att strålningselementen består av mikrostrippatchelement (25, 28) matade genom åtminstone ett fördelningsnâtverk (26, 29, 30).
25. Antennanordning enligt patentkrav 24, kännetecknar! av, att fördelningsnätverket (26, 29, 30) innefattar anslutningsledningar och för elektrisk tiltning av strålen är anslutningsledningarna av tördelningsnätverken mellan antennelementen utformade för att fiamstålla en progressiv fasfront som resulterar i en elektrisk tiltning av strålen.
26. En antenn omfattande en antennelementdel huvudsakligen omfattande: - ett första lager (41) utgörande strålníngsorgan riktbara i en huvudsakligen förutbestämd riktning och omfattande ledande lager (46) anordnade på ett isolerande substrat (47), - ett andra lager (43) av ett ledande material (48) anslutna till jord och med åtminstone en första slits (48) och en andra slits (49) huvudsakligen anordnade vinkelräta mot varandra, - första och andra fördelningsnätverk omfattande första och andra grupp av ledare (51, 52) förbundna med första och andra mamingsanslutriingar, 10 509 175 16 kämzetecknad av, att antennen dessutom omfattar en anordning för mekanisk tiltning av strålorganen i en första huvudsakligen från den förutbestämda riktningen divergerande riktning och organ för att elektriskt tilta strålen i en andra, huvudsakligen motsatt riktning.
27. Antenn enligt patentkrav 26, kännetecknad av, att den första slitsen (48) är huvudsakligen anordnad horisontellt och den andra slitsen (49) är anordnad huvudsakligen vertikalt för att polarisera den utstrålade strålen vertikalt respektive horisontalt.
28. En basstationsantenn i ett cellulärt kommunikationssystem omfattande antennanordning enligt något av patentkraven 11- 25.
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9701475A SE509175C2 (sv) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | Metod och anordning för att förbättra en antenns prestandaparametrar |
| CA002286613A CA2286613A1 (en) | 1997-04-18 | 1998-04-09 | A method for improving antenna performance parameters and an antenna arrangement |
| AU70925/98A AU7092598A (en) | 1997-04-18 | 1998-04-09 | A method for improving antenna performance parameters and an antenna arrangement |
| EP98917876A EP0976171B1 (en) | 1997-04-18 | 1998-04-09 | A method for improving antenna performance parameters and an antenna arrangement |
| PCT/SE1998/000661 WO1998048472A1 (en) | 1997-04-18 | 1998-04-09 | A method for improving antenna performance parameters and an antenna arrangement |
| DE69816609T DE69816609T2 (de) | 1997-04-18 | 1998-04-09 | Verfahren zur verbesserung von antennenleistungsparametern und antennenanordnung |
| JP54558098A JP4107514B2 (ja) | 1997-04-18 | 1998-04-09 | アンテナ性能パラメータおよびアンテナ構成を改良するための方法 |
| CN98806124.4A CN1260912A (zh) | 1997-04-18 | 1998-04-09 | 改善天线性能参数的方法和天线装置 |
| US09/061,962 US6067054A (en) | 1997-04-18 | 1998-04-17 | Method and arrangement relating to antennas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9701475A SE509175C2 (sv) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | Metod och anordning för att förbättra en antenns prestandaparametrar |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE9701475D0 SE9701475D0 (sv) | 1997-04-18 |
| SE9701475L SE9701475L (sv) | 1998-10-19 |
| SE509175C2 true SE509175C2 (sv) | 1998-12-14 |
Family
ID=20406648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE9701475A SE509175C2 (sv) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | Metod och anordning för att förbättra en antenns prestandaparametrar |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6067054A (sv) |
| EP (1) | EP0976171B1 (sv) |
| JP (1) | JP4107514B2 (sv) |
| CN (1) | CN1260912A (sv) |
| AU (1) | AU7092598A (sv) |
| CA (1) | CA2286613A1 (sv) |
| DE (1) | DE69816609T2 (sv) |
| SE (1) | SE509175C2 (sv) |
| WO (1) | WO1998048472A1 (sv) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1304083B1 (it) * | 1998-12-22 | 2001-03-07 | Italtel Spa | Sistema e procedimento per il controllo delle antenne di una retedi telefonia radiomobile |
| FR2790142A1 (fr) * | 1999-02-24 | 2000-08-25 | France Telecom | Antenne a tilt reglable |
| NL1012281C2 (nl) * | 1999-06-09 | 2000-12-12 | Libertel Netwerk Bv | Antenne-inrichting voor mobiele telefonie. |
| WO2001031742A1 (en) * | 1999-10-28 | 2001-05-03 | Qualcomm Incorporated | Non stationary sectorized antenna |
| GB2359195A (en) * | 2000-02-14 | 2001-08-15 | Orange Personal Comm Serv Ltd | Mounting a shielded antenna unit inside a building |
| JP3721050B2 (ja) * | 2000-05-25 | 2005-11-30 | 日本電信電話株式会社 | ダイバーシチアンテナ |
| GB0125349D0 (en) * | 2001-10-22 | 2001-12-12 | Qinetiq Ltd | Antenna system |
| FR2842653B1 (fr) * | 2002-07-17 | 2009-10-30 | Eurl Midi Pyrenees Antennes | Mat support d'antenne |
| WO2005109920A2 (en) * | 2004-05-05 | 2005-11-17 | Nextg Networks | Wireless networks frequency reuse distance reduction |
| US7030825B1 (en) * | 2004-09-29 | 2006-04-18 | Lucent Technologies Inc. | Aperture antenna element |
| DE202005002845U1 (de) * | 2005-02-21 | 2005-05-12 | DataCollect Traffic Systems GmbH & Co.KG. | Ausrichtungsvorrichtung für ein Radargerät |
| FR2897474B1 (fr) * | 2006-02-10 | 2010-01-08 | Athos Dev | Dispositif de support et d'orientation d'au moins une antenne munie d'une tige de reglage, relais et reseau equipes d'un tel dispositif. |
| US8423028B2 (en) * | 2009-12-29 | 2013-04-16 | Ubidyne, Inc. | Active antenna array with multiple amplifiers for a mobile communications network and method of providing DC voltage to at least one processing element |
| US9030363B2 (en) * | 2009-12-29 | 2015-05-12 | Kathrein-Werke Ag | Method and apparatus for tilting beams in a mobile communications network |
| US8433242B2 (en) * | 2009-12-29 | 2013-04-30 | Ubidyne Inc. | Active antenna array for a mobile communications network with multiple amplifiers using separate polarisations for transmission and a combination of polarisations for reception of separate protocol signals |
| US8731616B2 (en) * | 2009-12-29 | 2014-05-20 | Kathrein -Werke KG | Active antenna array and method for relaying first and second protocol radio signals in a mobile communications network |
| US8963560B2 (en) * | 2011-08-15 | 2015-02-24 | Steppir Antenna Systems | Antenna system for electromagnetic compatibility testing |
| US9537204B2 (en) * | 2013-04-27 | 2017-01-03 | Commsky Technologies, Inc. | Multi-channel multi-sector smart antenna system |
| WO2015001425A2 (en) * | 2013-07-01 | 2015-01-08 | Powerwave Technologies S.A.R.I. | Airborne antenna system with controllable null pattern |
| CN106654533A (zh) * | 2016-11-24 | 2017-05-10 | 东莞市冠中信息技术有限公司 | 一种基于窄带宽频的uhf标签天线 |
| US11201401B2 (en) * | 2017-03-17 | 2021-12-14 | Commscope Technologies Llc | Current surge protection circuits for base station antennas having remote electronic tilt capability and related methods |
| KR102560762B1 (ko) * | 2019-02-13 | 2023-07-28 | 삼성전자주식회사 | 안테나를 포함하는 전자 장치 |
| WO2020185318A1 (en) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | Commscope Technologies Llc | Base station antennas having arrays with both mechanical uptilt and electronic downtilt |
| US11398680B2 (en) * | 2020-05-22 | 2022-07-26 | Star Systems International Limited | Directional curved antenna |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4249181A (en) * | 1979-03-08 | 1981-02-03 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Cellular mobile radiotelephone system using tilted antenna radiation patterns |
| JPS61172411A (ja) * | 1985-01-28 | 1986-08-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 多段リニアアレイアンテナのビームチルティング角制御方法 |
| JPS61172411U (sv) * | 1985-04-17 | 1986-10-27 | ||
| NZ235010A (en) * | 1990-08-22 | 1993-12-23 | Deltec New Zealand | Dipole panel antenna with electrically tiltable beam. |
| JPH0537222A (ja) * | 1991-07-31 | 1993-02-12 | Nec Corp | チルト角可変型空中線 |
| JPH0537222U (ja) * | 1991-10-29 | 1993-05-21 | 和子 瀬下 | 生理用ナプキン |
| JPH0546108U (ja) * | 1991-11-20 | 1993-06-18 | 凸版印刷株式会社 | アンテナ支持具 |
| JP3181124B2 (ja) * | 1992-12-28 | 2001-07-03 | 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ | 指向性アンテナ |
| JPH07106833A (ja) * | 1993-09-30 | 1995-04-21 | Kubota Corp | 受信用面状アンテナ装置 |
| JPH07263942A (ja) * | 1994-03-24 | 1995-10-13 | Matsushita Electric Works Ltd | 移動体無線の基地局アンテナ |
| EP1239538B1 (en) * | 1994-11-04 | 2004-07-28 | Andrew Corporation | Cellular base station antenna system for adjusting a fixed beam elevation |
| WO1997002623A1 (en) * | 1995-07-05 | 1997-01-23 | California Institute Of Technology | A dual polarized, heat spreading rectenna |
-
1997
- 1997-04-18 SE SE9701475A patent/SE509175C2/sv unknown
-
1998
- 1998-04-09 AU AU70925/98A patent/AU7092598A/en not_active Abandoned
- 1998-04-09 DE DE69816609T patent/DE69816609T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-04-09 EP EP98917876A patent/EP0976171B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-04-09 JP JP54558098A patent/JP4107514B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1998-04-09 CN CN98806124.4A patent/CN1260912A/zh active Pending
- 1998-04-09 WO PCT/SE1998/000661 patent/WO1998048472A1/en not_active Ceased
- 1998-04-09 CA CA002286613A patent/CA2286613A1/en not_active Abandoned
- 1998-04-17 US US09/061,962 patent/US6067054A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69816609D1 (de) | 2003-08-28 |
| JP4107514B2 (ja) | 2008-06-25 |
| WO1998048472A1 (en) | 1998-10-29 |
| JP2001521711A (ja) | 2001-11-06 |
| CA2286613A1 (en) | 1998-10-29 |
| US6067054A (en) | 2000-05-23 |
| EP0976171B1 (en) | 2003-07-23 |
| SE9701475L (sv) | 1998-10-19 |
| CN1260912A (zh) | 2000-07-19 |
| DE69816609T2 (de) | 2004-06-09 |
| EP0976171A1 (en) | 2000-02-02 |
| SE9701475D0 (sv) | 1997-04-18 |
| AU7092598A (en) | 1998-11-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SE509175C2 (sv) | Metod och anordning för att förbättra en antenns prestandaparametrar | |
| US5629713A (en) | Horizontally polarized antenna array having extended E-plane beam width and method for accomplishing beam width extension | |
| US7868842B2 (en) | Base station antenna with beam shaping structures | |
| CA2129041C (en) | Antenna device | |
| US4099184A (en) | Directive antenna with reflectors and directors | |
| US6188373B1 (en) | System and method for per beam elevation scanning | |
| US6963314B2 (en) | Dynamically variable beamwidth and variable azimuth scanning antenna | |
| US6924776B2 (en) | Wideband dual polarized base station antenna offering optimized horizontal beam radiation patterns and variable vertical beam tilt | |
| EP1636873B1 (en) | Planar antenna for a wireless mesh network | |
| US20110134008A1 (en) | Circularly-Polarized Antenna | |
| US20040246175A1 (en) | Apparatus for steering an antenna system | |
| US11962072B2 (en) | Phased array antennas having switched elevation beamwidths and related methods | |
| US6608591B2 (en) | Dual-beam antenna aperture | |
| JPS6028444B2 (ja) | マイクロ波アンテナ | |
| US8330668B2 (en) | Dual stagger off settable azimuth beam width controlled antenna for wireless network | |
| Ojefors et al. | Electrically steerable single-layer microstrip traveling wave antenna with varactor diode based phase shifters | |
| US10700420B2 (en) | Compact multiband feed for small cell base station antennas | |
| US7081858B2 (en) | Radial constrained lens | |
| Kijima et al. | Development of a dual-frequency base station antenna for cellular mobile radios | |
| US20020084945A1 (en) | Low multipath interference microstrip array and method | |
| CN107546478A (zh) | 采用特殊方向图阵元的宽角扫描相控阵天线及设计方法 | |
| US20230037629A1 (en) | Radio nodes having beam steering antenna arrays | |
| US20030214438A1 (en) | Broadband I-slot microstrip patch antenna | |
| Collins | TV and FM Broadcast Antennas | |
| AU2002336188A1 (en) | Apparatus for steering an antenna system |