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WO2005060049A1 - Antenne mit zumindest einem dipol oder einer dipolähnlichen strahleranordnung - Google Patents

Antenne mit zumindest einem dipol oder einer dipolähnlichen strahleranordnung Download PDF

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Publication number
WO2005060049A1
WO2005060049A1 PCT/EP2004/014364 EP2004014364W WO2005060049A1 WO 2005060049 A1 WO2005060049 A1 WO 2005060049A1 EP 2004014364 W EP2004014364 W EP 2004014364W WO 2005060049 A1 WO2005060049 A1 WO 2005060049A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
reflector
coupling element
carrier device
antenna according
dipole
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.)
Ceased
Application number
PCT/EP2004/014364
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Maximilian GÖTTL
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.)
Kathrein SE
Original Assignee
Kathrein Werke KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kathrein Werke KG filed Critical Kathrein Werke KG
Priority to DE502004007635T priority Critical patent/DE502004007635D1/de
Priority to EP04803976A priority patent/EP1695417B1/de
Publication of WO2005060049A1 publication Critical patent/WO2005060049A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • 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
    • H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/10—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces
    • H01Q19/108—Combination of a dipole with a plane reflecting surface
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
    • H01Q21/062—Two dimensional planar arrays using dipole aerials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/24—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
    • H01Q21/26—Turnstile or like antennas comprising arrangements of three or more elongated elements disposed radially and symmetrically in a horizontal plane about a common centre

Definitions

  • the invention relates to an antenna with at least one dipole or a dipole-like radiator arrangement according to the preamble of claim 1.
  • Dipole radiators have become known, for example, from the prior publications DE 197 22 742 A and DE 196 27 015 A.
  • the dipole emitters can have a conventional dipole structure or can consist, for example, of a cross-dipole arrangement or a dipole square, etc.
  • a so-called vector cross dipole is known, for example, from the prior publication WO 00/39894.
  • the structure appears to be comparable to a dipole square. Due to the specific design of the dipole radiator according to this prior publication, however, an electrical cross-dipole structure is ultimately created, so that the antenna element formed in this way is perpendicular to one another aligned polarizations can radiate and receive.
  • all these prior publications and the other dipole structures which are well known to the person skilled in the art are also made the content of the present application.
  • the further advantage is realized that no voltage potential can occur between the dipole and the reflector. This is because, due to the different materials chosen for a dipole radiator or the carrier device for a dipole radiator and the material of the reflector, an electrochemical voltage otherwise occurs, which can lead to contact corrosion. Since this is avoided according to the invention, there is also a greater choice of the materials to be used for the dipole and / or the reflector.
  • the invention has been described below with the aid of a so-called vector dipole, the basic structure of which is known from WO 00/39894, the disclosure content of which is referred to in full.
  • the invention can be implemented with all dipoles, for example also with cross-shaped dipoles or simple dipoles, as described, for example, in DE 197 22 742 AI, DE 198 23 749 AI, DE 101 50 150 AI or, for example, US Pat. No. 5,710,569 are known.
  • the object of the present invention is to provide a further improved antenna with a capacitive coupling between see the radiator or its support device and an associated conductive reflector or a conductive reflector surface to create.
  • the present invention provides a significant improvement over all conventional antennas known in the prior art.
  • the present invention represents a further, further improvement also compared to the above-mentioned not previously published solution, according to which a capacitive coupling of the antenna to the reflector was already provided.
  • an electrically conductive coupling element which rises in the form of a rod from the reflector, is now provided and is preferably electrically-galvanically connected to the reflector plate.
  • the actual radiator device can be placed thereon, as a rule the carrier device carrying the dipole-shaped radiator or the dipole-shaped radiator structure, which has an axial recess with which the carrier device can be placed on the rod-shaped coupling element.
  • the rod-shaped coupling element is immersed in the axial recess of the carrier device and generally comes to lie coaxially in the axial recess of the carrier device, the rod-shaped coupling element is electrically-galvanically separated from the conductive carrier device.
  • the electrically conductive rod-shaped coupling element is designed as a tubular body which can be soldered, welded or otherwise fastened to the reflector plate. Then only a hollow cylindrical sleeve acting as an insulator or any other spacer shown is pushed onto the rod-shaped coupling element, a flange preferably being formed at the lower end of this sleeve acting as a dielectric, up to which the conductive carrier device of the radiator structure can be pushed open.
  • air can also be used as a dielectric. All that needs to be ensured is that certain spacers do not cause the attached electrically conductive carrier device to come into electrical-galvanic contact with the reflector and / or the rod-shaped coupling element electrically connected to the reflector.
  • the electrical carrier device itself from non-conductive material, for example plastic, and to cover it only on the outside with an electrically conductive overlayer.
  • the carrier device can then be fitted onto the electrically conductive rod-shaped coupling element in a snug fit or with little play, whereby the length of the rod-shaped coupling elements can also ensure that the end lower end of the carrier device adjacent to the reflector cannot come into contact with the reflector and / or here too an insulating layer is formed or provided or the end wall of the carrier device is not provided with one electrical outer layer is provided at this point.
  • the rod-shaped coupling element is preferably hollow or hollow cylindrical.
  • a corresponding recess is provided for this purpose in axial alignment. This opens up the possibility of connecting the outer conductor of a coaxial cable for feeding the radiator arrangement to the reflector plate and / or to the pipe extension of the electrically conductive rod-shaped coupling element, which may also protrude onto the underside (usually to be connected electrically-galvanically, for example by soldering), and electrically separate therefrom to lead the inner conductor coaxially upward through the rod-shaped coupling element in order to connect the inner conductor there in a suitable manner, ie usually to be electrically connected to the opposite dipole half.
  • an electrical rod-shaped element which is firmly integrated there can be provided for the inner conductor in the rod-shaped coupling element, so that the inner conductor is connected at the bottom.
  • the inner conductor can also be laid directly as an extended cable-shaped inner conductor through the rod-shaped element, preferably with the interposition of an insulator.
  • the coupling element can namely be formed as an outer pot part, which is galvanically connected to the reflector.
  • the carrier section of the dipole is positioned in the interior by an insulator, by air or by any other suitable means in order to implement the coupling, which is primarily referred to as capacitive outer conductor coupling.
  • Figure 1 is a schematic perspective view of a single-column antenna array with three vertically one above the other dual polarized emitters;
  • Figure la a side view of the radiator arrangement, the base of which is contacted directly to produce an electrical-galvanic contact with the reflector;
  • Figure lb a schematic plan view of the dual-polarized dipole emitter arrangement according to Figure la;
  • Figure 2 is a schematic perspective view of an individual radiator used in Figure 1 in front of a reflector
  • FIG. 3 a schematic rear view of the reflector, specifically at the point at which a radiator according to FIG. 1 is mounted on the opposite side;
  • Figure 4 is a schematic axial cross-sectional view through a radiator according to Figure 2 according to a first embodiment
  • Figure 4a a modified embodiment with an electrical-galvanic inner conductor connection to a dipole half
  • FIG. 5 shows a schematic axial cross-sectional view through a radiator according to FIG. 2 according to a second embodiment
  • FIG. 6 a schematic axial cross-sectional view Position by an emitter according to Figure 2 according to a third embodiment
  • FIG. 7 shows a schematic axial cross-sectional view through a radiator according to FIG. 2 according to a fourth embodiment
  • FIG. 7a a schematic perspective illustration of the coupling elements, which are electrically conductively connected to the reflector and a base to be attached, as well as tubular insulator elements provided;
  • Figure 7b a corresponding perspective view after the assembly of the base and the insulators
  • FIG. 7c a corresponding perspective illustration of a radiator arrangement with a carrier device
  • Figure 7d a corresponding perspective view with the radiator element finally attached
  • FIGS. 7a to 7d an exploded perspective view of the radiator arrangement mounted on the reflector in FIGS. 7a to 7d,
  • FIG. 8 is a schematic side view of a modified embodiment of a dipole radiator
  • FIG. 9 a schematic plan view of a dipole according to FIG. 8 radiating in only one polarization plane, which is connected according to the present invention with a mainly capacitive and / or inductive external conductor coupling; and
  • FIG. 10 an exemplary embodiment modified from FIGS. 4 and 5 in the sense of a reversal of the coupling principle according to the invention, in which the coupling element is pot-shaped and in the interior of the carriers introduced therein a radiator device with the generation of a capacitive device, above all and / or inductive outer conductor coupling is positioned.
  • FIG. 1 shows an antenna arrangement 1 in a schematic representation with a reflector or reflector plate 3.
  • the reflector 3 e.g. in the manner of a reflector plate, preferably on its two opposite longitudinal sides 5 or offset further inward, can be provided with a reflector boundary 3 ', which is oriented, for example, perpendicular to the plane of the reflector plate 3 or else at an oblique angle deviating from a right angle can.
  • the radiator or the radiator arrangements 11 can consist of single-band radiators, dual-band radiators, triple-band radiators or generally of multiband radiators or the like. hen. In today's antenna generation, dual-band radiators or even triple-band radiators are preferably used, which can also transmit and / or receive in two orthogonally aligned polarizations, and which are preferably at an angle of + 45 ° to the horizontal or Are aligned vertically.
  • radiators and radiator elements and modifications thereof can be used and used in the context of the present invention. It is therefore also possible to use emitters with a real dipole structure, in the manner of a cross dipole, a dipole square or in the manner of its so-called vector dipole, as are known, for example, from WO 00/39894. All these types of emitters and modifications are made the content of this application with reference to the above-mentioned prior publications.
  • FIGS. 1 a and 1 b A vector dipole, as is known from WO 00/39894, is shown in principle in FIGS. 1 a and 1 b in a schematic side view and in a schematic top view. There is the symmetry 15, i.e. the carrier 15 is directly electrically-galvanically attached to the reflector 3.
  • Figures la and lb serve only to illustrate the basic structure of a corresponding vector dipole, as it can be used in the context of the invention with reference to the following figures.
  • a first radiator arrangement 11 according to the invention on a reflector 3 is shown in greater detail in different representations in FIGS.
  • the In principle, the radiator arrangement 11 has a structure as known from WO 00/39894 and described there in detail. Reference is therefore made in full to the disclosure content of the above publication and made the content of this application. It is known from this that the radiator arrangement 11 according to the exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 3 is designed like a dipole square in a schematic plan view, but, due to the specific design, transmits and receives like a cross dipole in electrical terms. In FIG.
  • the two polarization directions 12a and 12b are drawn in with respect to a radiator arrangement 11, which are perpendicular to one another and are formed by the diagonal radiator arrangement 11, which is rather square in plan view.
  • the structures opposite each other by 180 ° according to the radiator arrangement 11 act as dipole halves of two cross-shaped dipoles.
  • a dipole-shaped radiator arrangement 11 formed in this way is held and mounted on the reflector 3 via an associated carrier device or carrier 15.
  • the four dipole halves 13 in this exemplary embodiment (which are arranged in a cross-shaped manner with respect to one another) and the associated carrier device 15 consist of electrically conductive material, generally metal or a corresponding metal alloy.
  • the dipole halves or the associated carrier device or parts thereof can also consist of a non-conductive material, for example plastic, in which case the corresponding parts can be coated and / or coated with a conductive layer.
  • the radiator which is cruciform in electrical terms, has a support which is approximately square in horizontal cross section or a square support device 15 which has slots 15d ending from top to bottom in the exemplary embodiment shown, just before the reflector is.
  • These slots 15d are aligned with the slots 11a, which each separate two adjacent dipole halves of two mutually perpendicular polarizations.
  • the associated symmetrization 15e of the dipole structure in question is thus formed in each case by the slots 15d in the common carrier device 15 for the entire radiator arrangement (that is to say for both polarizations).
  • the length of the slots and thus the length of the symmetrization thus formed can vary, a value around ⁇ / 4 being frequently suitable for a frequency in question.
  • the slots 15d mentioned in the carrier device 15 do not go to the bottom, but usually end at a short distance above the bottom, i.e. above the reflector plane, so that the support structure here has a mechanical short circuit with respect to the four otherwise separate from one another Has support sections.
  • a rod-shaped coupling element 21 is fastened to the reflector 3 (FIGS. 4 to 7), ie in the exemplary embodiment shown producing an electrically galvanic connection with the reflector 3.
  • Both the reflector and the rod-shaped coupling element can consist of non-conductive material. In this case, the corresponding ones Parts covered with a conductive layer. It must be ensured that the electrically conductive layer of the coupling element and the corresponding conductive layer on the reflector are electrically conductively connected. If the reflector is conductive overall, the corresponding conductive layer of the coupling element must be electrically conductively connected to the reflector as a whole.
  • the rod-shaped coupling element 21 is tubular or cylindrical and is inserted through a bore 23 aligned with this rod-shaped coupling element 21 from the rear 3a of the reflector until a corresponding step shoulder 21a of the hollow-cylindrical coupling element 21 strikes the rear side of the reflector 3 ,
  • the outer circumference of the section 21b of the coupling element 21 below the step shoulder 21a is wider than the bore 23, so that the cylindrical coupling element 21 can only be inserted into the hole 23 until the mentioned step shoulder 21a strikes the reflector on the rear.
  • the coupling element 21 is preferably electrically-galvanically connected to the reflector 3, which preferably consists of a reflector plate.
  • a hollow cylindrical insulator 25 is then fitted onto this rod-shaped coupling element 21, the inside diameter and the inside cross section of the insulator 25 being preferably adapted to the outside cross section and the outside shape of the rod-shaped coupling element 21.
  • the insulator in the case of a hollow-cylindrical coupling element 21, the insulator is also designed in a hollow-cylindrical shape and sits more or less on the coupling element 21 at least almost without play or with little play.
  • the hollow-cylindrical insulator 25 is located at the bottom, that is to say adjacent to the reflector 3, with a peripheral edge or flange 25a, over which the insulator 25 rests on the front or front side 3b of the reflector.
  • radiator structure with its carrier device 15 in the interior of which an axial bore 15a is made, has to be plugged onto the insulator 25 provided with an axial inner recess.
  • the inner diameter and the inner cross-sectional shape of the axial bore 15a are in turn adapted to the outer dimension and the horizontal cross-sectional shape of the insulator 25, so that the carrier device can also be plugged onto the insulator 25 at least approximately without play or with little play.
  • the carrier device with its axial bore 15a is preferably pushed onto the insulator 25 until the carrier device 15 with its lower end face 15b on which the reflector 3 is based now rests on the non-conductive edge or flange 25a belonging to the insulator 25. It can thus be seen from this that a soldering process for fastening the carrier device on the reflector 3 is not necessary for fastening and assembling the radiator arrangement 11.
  • the axial length ratios could be such that when the radiator is placed on it, its support device 15 is pushed onto the insulator 25 until the upper end face 25b facing away from the reflector 3 on a corresponding upper stop 15c of the radiator arrangement or facing the reflector 3 the of the associated carrier device, in such a way that the lower end face 15b of the carrier device 15 ends at least a short distance in front of the reflector 3 and cannot contact the reflector 3 there.
  • a centering or fixing base 22 which surrounds the carrier device 15 of the emitter device 11 and is also provided on the reflector and also holds the carrier device in the desired fixing position.
  • the base 22 is provided with a corresponding inner receptacle and a support section 22a, so that the mounted, generally conductive support device 15 of the radiator arrangement 11 cannot come into electrical-galvanic contact with the reflector 3.
  • the base 22 or the base support device 22 can then be provided, for example, with latching or centering zones which pass through the reflector through corresponding bores or punched-out areas and can therefore be easily placed on the reflector in the manner of a snap connection and fastened thereon.
  • Such a base centering 22 is also particularly suitable when no insulator is used, so that. the carrier device 15 can be anchored in non-electrical-galvanic contact with the rod-shaped coupling element 21 in front of the reflector 3.
  • the carrier device 15 can also be designed such that its lower end face facing the reflector 3 and perhaps still adjacent to it is non-conductive at a certain height axially rising from this end face, or is provided with a non-conductive coating to make an electrical-galvanic contact with the Avoid reflector plate or reflector 3.
  • the fixing base 3 mentioned could also be dispensed with.
  • FIGS. 7a to 7e For a better understanding, the perspective representations according to FIGS. 7a to 7e are discussed below.
  • FIG. 7a shows a perspective view of a section of the reflector 3, on which four coupling elements 21 are arranged in a tubular configuration. As explained, these conductive coupling elements 21 are electrically-galvanically connected to the reflector 3. The rod-shaped or tubular coupling elements 21 sit in plan view at the corner points of a square.
  • An electrically non-conductive base 22 is plugged onto it, in which four circular openings 22a are introduced so that this base 22 can be pushed onto the tubular coupling elements 21 until the base of the base rests on the top of the reflector.
  • the four separate tubular or hollow-cylindrical insulators 25 shown in FIG. 7a are plugged into the recesses 22a, and their lower front edge either comes to rest in the region of the recesses 22a in the base 22 or penetrate the openings 22a provided in the base 22 and with their lower ones End faces then rest on the reflector surface.
  • FIG. 7b shows the state when the base 22 and the tubular insulators 25 are applied to the coupling elements 21. are stuck.
  • FIG. 7e shows the entire arrangement and the structure again in an exploded perspective view.
  • the described measures result in a capacitive outer conductor coupling 29, the two coupling parts effecting the capacitive outer conductor couplings 29, on the one hand, from the coupling element 21, which is electrically-galvanically connected to the reflector, and on the other hand, from the carrier device 15 or the axial bore 15 'and the section of the support device 15 surrounding the support device, which, as can be seen from the exemplary embodiment, comes to lie parallel to the coupling element 21.
  • it is a coaxial capacitive coupling in which the hollow cylindrical coupling element 21 is arranged on the inside, to which the corresponding section of the carrier device 15 comes to lie on the outside and encircling this coupling element 21 in the circumferential direction.
  • the coupling mentioned is above all capacitive if the longitudinal extension of the hollow cylindrical coupling elements elements 21 starting from the reflector 3 is small in relation to the wavelength. In this case, the coupling is essentially capacitive and an inductive component is negligible. From a length of 0.1 wavelength ( ⁇ ), however, high-frequency effects become noticeable. The current which flows from one end (connection end of the coupling element 21 on the reflector) to the open end undergoes a phase shift via this path. At 0.25 wavelengths ( ⁇ ) the phase shift is 90 °. The current minimum at the open end of the coupling elements 21 leads to a current maximum at the opposite end (connection end), and the voltage maximum at the open end at the coupling elements 21 results in a voltage minimum at the opposite end.
  • the electrically conductive or rod-shaped coupling element 21, which is provided with an electrically conductive surface, could also be capacitively connected to the reflector 3 on the underside, which, however, is less advantageous in the present case.
  • a protruding nose can be attached, for example, to the underside of the carrier device 15, which protrudes into a corresponding recess in the reflector. pulls firmly into place. This allows a simple snap connection to be created. To remove the nose behind the reflector then only has to be bent in order to lift the antenna arrangement upwards again from the rod-shaped coupling element 21.
  • a coaxial cable 31 at the coaxial cable end 31a on the back of the reflector 3 that is to say, for example, to electrically connect a correspondingly stripped section of the outer conductor 31b to the conductive coupling element 21, for example by soldering.
  • the coaxial cable 31 can be laid in parallel on the back of the reflector and can be laid in a radial opening or radial bore in the section of the rod-shaped coupling element which projects downward beyond the back of the reflector into this area of the step shoulder 21a and can be electrically connected there.
  • a corresponding axially projecting section of the inner conductor 31c can then be soldered to a prepared inner conductor section 37 at the bottom, which in the exemplary embodiment shown is designed in the manner of an inverted L and thus from above into a corresponding recess 21a in the rod-shaped coupling element 21 thereof upper open end face is inserted coaxially to the longitudinal axis of the coupling element 21.
  • the upper end section 37a of this inner conductor structure which creates a connection with the opposite dipole half 13, then comes to lie in a corresponding transverse recess 39 in the dipole radiator structure and can be connected electrically-galvanically at its free end to a soldering point.
  • the solder joint 38 is located at the exemplary embodiment according to FIG. 4 on an upper projection 41a of an electrically conductive hollow cylinder 41 which is closed at the end and which is seated in a further axial bore 41b of the carrier device 15 and is thus connected in an electrically conductive manner.
  • the length of the carrier device and / or the length of the rod-shaped coupling element 21 is approximately ⁇ / 4 ⁇ ⁇ 30% thereof, that is approximately ⁇ / 4 * (1 ⁇ ⁇ 0.3)
  • ⁇ is a wavelength of the frequency band to be transmitted, preferably the center of the frequency band to be transmitted.
  • the cylinder 41 which is closed at the top on the front and which is electrically conductive overall or at least comprises electrically conductive sections, is dimensioned and arranged in such a way that its circumferential surface and upper end face as well as the projecting pin 41a is not electrically-galvanically connected to the dipole structure or the associated carrier device 15.
  • the hollow cylinder 41 is preferably electrically galvanically connected to the reflector plate on its underside via a circumferential collar 41c.
  • this hollow cylinder 41 is preferably ⁇ / 4 ⁇ , preferably less than 30% thereof, this ultimately leads to the fact that the inner conductor 31c of the coaxial feed cable with the associated dipole half, that is to say in the area on the hollow cylinder 41, lies above in the manner of a short circuit connected at the base of the hollow cylinder, at which it connects to the flector 3 is electrically connected, is transformed into an idle. Conversely, the structure also leads to an idling at the upper end of the hollow cylinder being transformed into a short circuit at the base of the hollow cylinder.
  • FIG. 4a namely, the inner conductor section 37 is connected with its end section 37a directly to the inner connection end of an associated dipole half 11a, i.e. electrically-galvanically connected by means of a solder connection, for example.
  • the carrier 15 is also provided below the end section 37a with an axial longitudinal bore, in which the electrically conductive cylinder or hollow cylinder 41 is also used in this exemplary embodiment and is electrically-galvanically contacted at its base with the reflector 3.
  • This cylinder 41 is otherwise not in electrical contact with the carrier 15 by means of a metallic connecting bridge.
  • FIG. 5 shows a modification in that a capacitive inner conductor coupling is provided, in which an inner conductor section 37b plunges into the hollow cylinder 41b open at the top and ends there freely.
  • the inner conductor section 37 is therefore provided with a roughly rod-shaped line section which passes through the hollow coupling element 21 and the adjoining upper line section 37a, which runs essentially parallel to the reflector plane, with a second inner conductor section 37b, which has a suitable length in the Immersed axial bore 34a of the carrier device 15.
  • the hollow cylinder 41 is also not electrically-galvanically connected to the electrically conductive carrier device 15, but is only connected electrically-galvanically on the reflector 3, so that an idling at the upper end of the hollow cylinder 41 transforms into a virtual short circuit at the base of the hollow cylinder 41 is, and vice versa, a virtual short circuit at the upper end of the hollow cylinder is transformed into an idle at its foot in the region of the reflector 3.
  • An upward protruding inner conductor section 31c is then electrically connected to the respective opposite dipole half 13 via a conductor bracket 42, for example at a soldering point 38 comparable to FIG. 4 on a hollow cylinder arrangement 41 which is provided there and is closed at the end.
  • FIGS. 6 and 7 show, in addition to the coaxial feed cable 31, a further coaxial feed cable 31 ', which in the exemplary embodiment shown in FIGS. 6 and 7 serves to feed in the two further dipole halves which are perpendicular to the first dipole halves.
  • the feed cable 31 is used to feed the associated dipole halves, which, for example, radiate according to FIG. 1 in the polarization plane 12a
  • the coaxial feed cable 31 ' is used to feed the dipole halves which are offset by 90 °, according to the polarization plane 12b send or receive.
  • Stop 21a on the coupling element 21 can also be designed such that the coupling element 21b can be inserted into the bore 23 of the reflector 3 from above until the stop 21b radially protruding in the circumferential direction or in parts in the circumferential direction strikes the top 3b of the reflector 3 ,
  • radiator arrangement 11 which only radiates in one polarization plane is shown, which consists of a dipole 11 with two diametrically opposed dipole halves 11a and 11b.
  • a capacitive (and / or possibly inductive) coupling is implemented, in particular a so-called capacitive and / or inductive outer conductor coupling in the sense of a reversal of the coupling principle, in such a way that the coupling element which is electrically galvanically connected to the reflector 3 is now used 21 is cup-shaped, and now the electrically conductive carrier device 15 of a radiator arrangement 11 is inserted into this cup-shaped coupling element 21.
  • the carrier device 15 is separated both from the coupling element 21 and from the electrically conductive reflector 3 using an electrical-galvanic connection, for which purpose an insulator 25 is again preferably used.
  • this insulator 25 is also cup-shaped and is first inserted into the cup-shaped coupling element 21, the insulator 15 having a tubular projection 25b in the bottom region which projects downward in the exemplary embodiment shown, as a result of which a downwardly open, in the exemplary embodiment shown, a cylindrical tube section is formed.
  • the carrier device 15 is also provided with a tubular extension 15 f which projects downward from the lower end face and is now additionally centered by the tubular extension 25b of the insulator 25 and is in electrically non-conductive (ground) contact with the reflector 3 is positioned.
  • This extension 15f of the carrier device 15 can then be used Inner conductors of a coaxial feed line 31 are connected accordingly, the corresponding dipole half of a dipole radiator being able to be fed via an inner conductor intermediate connection 37, as described above.
  • An inner conductor intermediate connection 37 is again held by means of an insulating spacer inside the tubular carrier device 15, via which the inner conductor of a coaxial cable can be electrically connected to the associated dipole half.
  • the outer conductor 31b of a coaxial feed line must then again be connected in a suitable manner, preferably electrically-galvanically, to the cup-shaped coupling element 31, in which case a solder connection can be made from the outer conductor 31b of the coaxial feed line 31 to the underside of the reflector 3, preferably in FIG the vicinity of the base point at which the cup-shaped coupling element 21 is electrically-galvanically connected to the reflector 3.

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Abstract

Eine Antenne oder Antennen-Array mit zumindest einem Dipol oder einer dipolähnlichen Strahleranordnung oder Strahlerstruktur (11) und einem Reflektor (3), mit folgenden Merkmalen: die Strahleranordnung (11) umfasst eine elektrisch leifgähige Trägereinrichtung (15), die mit dem ebenfalls elektrisch leitfähigen Reflektor (3) kapazitiv und/oder elektrisch-galvanisch berührungslos verbunden ist., auf dem Reflektor (3) ist auf dessen Vorderseite ein sich quer zur Reflektorebene erstreckendes elektrisch leitfähiges stabförmiges Koppelelement (21) vorgesehen, auf dem die Trägereinrichtung (15) mit einer im inneren vorhandenen Axialbohrung derart aufsetzbar, dass die Trägereinrichtung (15) und das stabförmige Koppelelement (21) unter Vermeidung einer elektrisch-galvanischen Berührung kapazitiv gekoppelt sind, die Speisung der Antenne erfolgt mittels ein Koaxialkabel (31) dessen Aussenleiter mit dem Reflektor und/oder dem stabförmigen Koppelelement (21) verbunden ist und dessen Innenleiter mit einer gegeüber liegenden Dipolehälfte elektrisch-galvanischen oder kapazitiv verbunden ist.

Description

Antenne mit zumindest einem Dipol oder einer dipolähnlichen Strahleranordnung
Die Erfindung betrifft eine Antenne mit zumindest einem Dipol oder einer dipolähnlichen Strahleranordnung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Dipolstrahler sind beispielsweise aus den Vorveröffentlichungen DE 197 22 742 A sowie der DE 196 27 015 A bekannt geworden. Die Dipolstrahler können dabei eine übliche Dipolstruktur aufweisen oder beispielsweise aus einer Kreuzdipolanordnung oder einem Dipolquadrat etc. bestehen. Ein sogenannter Vektor-Kreuzdipol ist z.B. aus der Vorveröffentlichung WO 00/39894 bekannt. Die Struktur scheint vergleichbar einem Dipolquadrat zu sein. Aufgrund der spezifischen Ausbildung des Dipolstrahlers gemäß dieser Vorveröffentlichung wird jedoch in elektrischer Hinsicht letztlich eine Kreuzdipol-Struktur geschaffen, so dass das so gebildete Antennenelement in zwei senkrecht zueinander ausgerichteten Polarisationen strahlen und empfangen kann. All diese Vorveröffentlichungen sowie die dem Durchschnittsfachmann hinlänglich bekannten sonstigen Dipolstrukturen werden insoweit auch zum Inhalt der vorliegen- den Anmeldung gemacht .
Während bisher alle Generationen von Dipolstrahlern oder dipolähnlichen Strahlern so auf dem Reflektor positioniert wurden, dass sie elektrisch, d.h. galvanisch mit dem Re- flektor verbunden sind, wurde bereits in einer nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung vorgeschlagen, ein derartiges Strahlerelement kapazitiv am Reflektorblech anzukoppeln. Unter Zwischenschaltung z.B. eines nicht leitenden Elementes, insbesondere Dielektrikums oder unter Ausbildung eines nicht leitenden Berührungsabschnittes am Strahler oder dessen Trägereinrichtung, an dem der Strahler am Reflektorblech aufgesetzt wird, lässt sich dadurch eine in elektrischer Hinsicht eindeutig reproduzierbare Positionierung des Strahlers auf dem Reflektor realisie- ren, da die nach dem Stand der Technik unter Umständen auftretenden Intermodulations-Probleme vermieden werden. Denn bei einer mechanischen Befestigung von Dipol oder dipolähnlichen Strahlerelementen auf dem Reflektorblech nach dem Stand der Technik wurden diese üblicherweise mit- tels Schrauben oder sonstiger Verbindungsmechanismen auf dem Reflektorblech angebracht, wodurch sich je nach Montagegenauigkeit unterschiedliche Kontaktverhältnisse einstellten, mit der Folge, dass Intermodulations-Probleme auftreten konnten, die sich unterschiedlich äußerten.
Dabei muss auch berücksichtigt werden, dass in der Mehrzahl aller Fälle die Dipole oder dipolähnlichen Strahler auf dem Reflektorblech aufgesetzt und von der Reflektor- rückseite her durch Eindrehen einer oder mehrerer Schrauben befestigt werden. Lässt aber beispielsweise auch aufgrund von Wärmeeinflüssen der Anpressdruck nach, so verändern sich die Kontaktverhältnisse, wodurch die Perfor- mance eines derartigen Antennenelementes signifikant nach- lässt .
Gemäß der vorstehend genannten nicht vorveröffentlichten Anmeldung wird unter Vermeidung eines elektrisch-galva- nischen Kontaktes unter Verwirklichung einer kapazitiven Koppelung zudem der weitere Vorteil realisiert, dass zwischen dem Dipol und dem Reflektor kein Spannungspotential auftreten kann. Denn durch die unterschiedlich gewählten Materialien für einen Dipolstrahler oder die Trägerein- richtung für einen Dipolstrahler und das Material des Reflektors tritt herkömmlicherweise ansonsten eine elektrochemische Spannung auf, die zu Kontaktkorrosion führen kann. Da dies erfindungsgemäß vermieden wird, ergibt sich auch eine größere Auswahlmöglichkeit der zu verwendenden Materialien für den Dipol und/oder den Reflektor.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines sogenannten Vektor-Dipols beschrieben worden, der von seinem grundsätzlichen Aufbau her aus der WO 00/39894 bekannt ist, auf deren Offenbarungsgehalt in vollem Umfang Bezug genommen wird. Die Erfindung lässt sich aber bei allen Dipolen realisieren, beispielsweise auch bei kreuzförmigen Dipolen oder einfachen Dipolen, wie sie beispielsweise aus der DE 197 22 742 AI, der DE 198 23 749 AI, der DE 101 50 150 AI oder beispielsweise der US 5 710 569 bekannt sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine nochmals verbesserte Antenne mit einer kapazitiven Koppelung zwi- sehen dem Strahler bzw. seiner Trägereinrichtung und einem zugeordneten leitenden Reflektor oder einer leitenden Reflektoroberfläche zu schaffen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Durch die vorliegende Erfindung wird eine deutliche Verbesserung gegenüber allen herkömmlichen, nach dem Stand der Technik bekannten Antennen geschaffen. Dabei stellt die vorliegende Erfindung eine nochmalige weitergehende Verbesserung auch gegenüber der vorstehend genannten nicht vorveröffentlichten Lösung dar, gemäß der bereits eine kapazitive Koppelung der Antenne am Reflektor vorgesehen war.
Erfindungsgemäß ist nunmehr ein sich stabförmig vom Re- flektor erhebendes elektrisch leitfähiges Kopplungselement vorgesehen, welches mit dem Reflektorblech bevorzugt elektrisch-galvanisch verbunden ist. Hierauf aufsetzbar ist die eigentliche Strahlereinrichtung, in der Regel die den dipolförmigen Strahler oder die dipolförmige Strahler- Struktur tragende Trägereinrichtung, die eine axiale Ausnehmung aufweist, mit welcher die Trägereinrichtung auf das stabförmige Koppelelement aufgesetzt werden kann. Obgleich das stabförmige Koppelelement in die axiale Ausnehmung der Trägereinrichtung eintaucht und in der Regel koaxial in der axialen Ausnehmung der Trägereinrichtung zu liegen kommt, ist das stabförmige Koppelelement von der leitfähigen Trägereinrichtung elektrisch-galvanisch getrennt. Dadurch wird unter anderem eine kapazitive und/oder gegebenenfalls eine induktive Außenleiterkopplung zwischen dem Reflektor und dem bevorzugt mit dem Reflektor elektrisch-galvanisch verbundenen Koppelement zum einen und dem elektrisch leitfähigen Teil der Trägereinrichtung realisiert.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist dabei das elektrisch leitfähige stabförmige Koppelelement als Rohrkörper ausgebildet, der auf dem Reflektorblech angelötet, an- geschweißt oder in sonstiger Weise befestigt sein kann. Dann wird lediglich eine als Isolator wirkende hohlzylin- derförmige Hülse oder ein sonstiger gezeigter Abstandshalter auf das stabförmige Koppelelement aufgeschoben, wobei vorzugsweise am untere Ende dieser als Dielektrikum wirkenden Hülse ein Flansch ausgebildet ist, bis zu dem die leitfähige Trägereinrichtung der Strahlerstruktur aufgeschoben werden kann.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann aber als Dielek- trikum auch Luft verwendet werden. Dazu muss lediglich gewährleistet sein, dass durch gewisse Abstandshalter die aufgesetzte elektrisch leitfähige Trägereinrichtung nicht in elektrisch-galvanischen Kontakt mit dem Reflektor und/oder dem mit dem Reflektor elektrisch verbundenen stabformigen Koppelelement kommt.
Grundsätzlich ist es auch möglich, die elektrische Trägereinrichtung selbst aus nicht leitfähigem Material, beispielsweise Kunststoff auszubilden und nur an der Außen- seite mit einer elektrisch leitfähigen Überschicht zu überziehen. Dann kann die Trägereinrichtung im Passsitz oder mit vorzugsweise geringem Spiel auf das elektrisch leitfähige stabförmige Koppelelement aufgesetzt werden, wobei durch die Länge der stabformigen Koppelelemente auch sichergestellt sein kann, dass das stirnseitige untere Ende der Trägereinrichtung benachbart zum Reflektor mit diesem nicht in Kontakt treten kann und/oder hier eben- falls eine isolierende Schicht ausgebildet oder vorgesehen oder die Stirnwand der Trägereinrichtung nicht mit einer elektrischen Außenschicht an dieser Stelle versehen ist.
Wie erwähnt ist das stabförmige Koppelelement bevorzugt hohl oder hohlzylinderförmig gestaltet. Dazu axial fluchtend ist im Reflektor eine entsprechende Ausnehmung vorgesehen. Diese eröffnet die Möglichkeit, auf der Reflektorrückseite den Außenleiter eines Koaxialkabels zur Speisung der Strahleranordnung am Reflektorblech und/oder an dem gegebenenfalls auch auf die Unterseite überstehenden Rohransatz des elektrisch leitfähigen stabformigen Koppelelementes anzuschließen (in der Regel elektrisch-galvanisch anzubinden, beispielsweise durch löten) , und davon elektrisch getrennt den Innenleiter koaxial durch das stabförmige Koppelelement nach oben hin hindurchzuführen, um dort den Innenleiter in geeigneter Weise anzuschließen, d.h. in der Regel mit der gegenüberliegenden Dipolhälfte elektrisch zu verbinden.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann für den Innenleiter in dem stabformigen Koppelelement ein dort fest integriertes elektrisches stabförmiges Element vorgesehen sein, so dass der Innenleiter unten liegend angeschlossen wird. Der Innenleiter kann aber auch direkt als verlänger- ter kabeiförmiger Innenleiter durch das stabförmige Element bevorzugt unter Zwischenschaltung eines Isolators nach oben verlegt sein. Möglich ist es aber auch, einen Innenleiter insgesamt durch das stabförmige Element hindurch zu verlegen und den Außenleiter oben liegend an dem stabformigen Element anzuschließen und davon getrennt den Innenleiter zu der in der Regel gegenüberliegenden Dipolhälfte verlängert auszuführen oder in unmittelbarer räumlicher Nähe zur elektrischen Kontaktierung des Außenleiters mit einem elektrischen Verbindungsbügel elektrisch zu kontaktieren, der eine Verbindung zur gegenüberliegenden Dipolhälfte her- stellt.
Grundsätzlich ist aber auch eine Umkehrung des Kopplungsprinzips möglich. Das Koppelelement kann nämlich als äußerer Topfteil gebildet sein, der mit dem Reflektor galva- nisch verbunden ist. Hierin wird im Inneren durch einen Isolator, durch Luft oder durch sonstige geeignete Weise der Trägerabschnitt des Dipols positioniert, um die primär als kapazitive Außenleiterkopplung bezeichnete Kopplung zu realisieren.
Weitere vielfältige, teilweise in der Beschreibung noch im Detail erörterte Abwandlungen sind möglich.
Schließlich ist es ebenso in einer bevorzugten Ausfüh- rungsform der Erfindung möglich, die Innenleiterkontaktie- rung ebenfalls kapazitiv zu gestalten.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen im einzelnen:
Figur 1: eine schematische perspektivische Darstellung eines einspaltigen Antennenarrays mit drei vertikal übereinander angeordneten dualpolarisierten Strahlern;
Figur la: eine Seitenansicht auf die Strahleranordnung, deren Sockel direkt unter Herstel- lung eines elektrisch-galvanischen Kontaktes mit dem Reflektor kontaktiert ist;
Figur lb: eine schematische Draufsicht auf die dualpolarisierte Dipolstrahleranordnung nach Figur la;
Figur 2: eine schematische perspektivische Darstellung eines einzelnen in Figur 1 verwendeten Strahlers vor einem Reflektor;
Figur 3: eine schematische rückwärtige Ansicht auf den Reflektor, und zwar auf die Stelle, an der an der gegenüberliegenden Seite ein Strahler gemäß Figur 1 montiert ist;
Figur 4: eine schematische axiale Querschnittsdarstellung durch einen Strahler gemäß Figur 2 gemäß einer ersten Ausführungsform;
Figur 4a: ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel mit einer elektrisch-galvanischen Innenleiter- verbindung zu einer Dipolhälfte;
Figur 5: eine schematische axiale Querschnittsdar- Stellung durch einen Strahler gemäß Figur 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform;
Figur 6: eine schematische axiale Querschnittsdar- Stellung durch einen Strahler gemäß Figur 2 gemäß einer dritten Ausführungsform;
Figur 7: eine schematische axiale Querschnittsdar- Stellung durch einen Strahler gemäß Figur 2 gemäß einer vierten Ausführungsform;
Figur 7a: eine schematische perspektivische Darstellung der am Reflektor elektrisch leitend angeschlossenen Koppelelemente und eines aufzusetzenden Sockels sowie ferner vorgesehener rohrförmiger Isolatorelementen;
Figur 7b: eine entsprechende perspektivische Dar- Stellung nach der Montage des Sockels und der Isolatoren;
Figur 7c: eine entsprechende perspektivische Darstellung einer Strahleranordnung mit Trä- gereinrichtung;
Figur 7d: eine entsprechende perspektivische Darstellung bei endgültig aufgesetztem Strahlerelement;
Figur 7e: eine explosionsartige perspektivische Darstellung der in den Figuren 7a bis 7d auf dem Reflektor montierten Strahleranordnung,
Figur 8: eine schematische Seitenansicht eines abgewandelten Ausführungsbeispiels eines Dipolstrahlers; Figur 9: eine schematische Draufsicht auf einen in lediglich einer Polarisationsebene strahlenden Dipol gemäß Figur 8, der gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer vor allem kapazitiven und/oder induktiven Außenlei- terkopplung angeschlossen ist; und
Figur 10: ein zu den Figuren 4 und 5 abgewandeltes Ausführungsbeispiel im Sinne einer Umkeh- rung des erfindungsgemäßen Kopplungsprin- zipes, bei welchem das Koppelelement topf- förmig gestaltet ist und im Inneren der darin eingeführten Träger eine Strahlereinrichtung unter Erzeugung einer vor al- lern kapazitiven und/oder induktiven Außen- leiterkopplung positioniert ist.
In Figur 1 ist eine Antennenanordnung 1 in schematischer Wiedergabe mit einem Reflektor oder Reflektorblech 3 ge- zeigt. Der Reflektor 3 z.B. nach Art eines Reflektorbleches kann bevorzugt an seinen beiden gegenüberliegenden Längsseiten 5 oder davon weiter nach innen versetzt mit einer Reflektorbegrenzung 3' versehen sein, die beispielsweise senkrecht zur Ebene des Reflektorbleches 3 oder aber auch in einem von einem rechten Winkel abweichenden, schräg verlaufenden Winkel ausgerichtet sein kann.
Üblicherweise sind auf einem derartigen Reflektorblech 3 in Vertikalrichtung versetzt zueinander mehrere Dipole oder dipolähnliche Strahler angeordnet. Der Strahler oder die Strahleranordnungen 11 können aus Single-Band-Strahlern, Dual-Band-Strahlern, Trippel-Band-Strahlern oder allgemein aus Mehrband-Strahlern oder dergleichen beste- hen. Bei der heutigen Antennengeneration werden bevorzugt Dual-Band-Strahler oder sogar Trippel-Band-Strahler verwendet, die zudem in zwei orthogonal aufeinander ausgerichteten Polarisationen senden und/oder empfangen können, und die dabei bevorzugt in einem + 45° Winkel gegenüber der Horizontalen bzw. Vertikalen ausgerichtet sind. Es wird dabei insbesondere auf die Vorveröffentlichungen DE 197 22 742 A sowie DE 196 27 015 A verwiesen, die unterschiedliche Antennen mit verschiedensten Strahleranordnun- gen zeigen und beschreiben. All diese Strahler und Strahlerelemente sowie Abwandlungen hiervon können im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet und eingesetzt werden. Von daher können also auch Strahler mit echter Dipolstruktur, nach Art eines Kreuzdipols, eines Dipolquadrates oder nach Art seines sogenannten Vektordipols verwendet werden, wie sie beispielsweise aus der WO 00/39894 bekannt sind. All diese Strahlertypen und Abänderungen werden unter Bezugnahme auf die vorstehend genannten Vorveröffentlichungen zum Inhalt dieser Anmeldung gemacht.
In Figur la und lb ist in schematischer Seitenansicht und in schematischer Draufsicht grundsätzlich ein Vektordipol gezeigt, wie er aus der WO 00/39894 bekannt ist. Dort ist die Symmetrierung 15, d.h. der Träger 15 direkt elektrisch-galvanisch auf dem Reflektor 3 angebracht. Figur la und lb dienen hierbei lediglich zur Verdeutlichung des Grundaufbaus eines entsprechenden Vektordipols, wie er anhand der nachfolgenden Figuren im Rahmen der Erfindung benutzt werden kann.
In den Figuren 2 und 3 ist im größeren Detail in unterschiedlichen Darstellungen eine erste erfindungsgemäße Strahleranordnung 11 auf einem Reflektor 3 gezeigt. Die Strahleranordnung 11 weist dabei vom Prinzip her einen Aufbau auf, wie er aus der WO 00/39894 bekannt und dort ausführlich beschrieben ist. Es wird von daher auf den Offenbarungsgehalt der vorstehenden Veröffentlichung in vollem Umfange verwiesen und zum Inhalt dieser Anmeldung gemacht. Daraus ist bekannt, dass die Strahleranordnung 11 gemäß den Ausführungsbeispielen nach Figuren 1 bis 3 in schematischer Draufsicht zwar wie ein Dipolquadrat gestaltet ist, aufgrund der spezifischen Ausbildung jedoch in elektrischer Hinsicht wie ein Kreuzdipol sendet und empfängt. In Figur 1 sind dabei bezüglich einer Strahleranordnung 11 die beiden Polarisationsrichtungen 12a und 12b eingezeichnet, die senkrecht zueinander stehen und durch die diagonale, durch die in Draufsicht eher quadra- tisch gebildete Strahleranordnung 11 gebildet ist. Die jeweils um 180° gegenüberliegende Strukturen gemäß der Strahleranordnung 11 wirken insoweit als Dipolhälften zweier kreuzförmig angeordneter Dipole.
Eine so gebildete dipolförmige Strahleranordnung 11 ist über eine zugehörige Trägereinrichtung oder Träger 15 auf dem Reflektor 3 gehalten und montiert. Die in diesem Ausführungsbeispiel vier Dipolhälften 13 (die kreuzförmig zueinander liegend angeordnet sind) und die zugehörige Trägereinrichtung 15 bestehen dabei aus elektrisch leitfähigem Material, in der Regel Metall bzw. einer entsprechenden Metalllegierung. Die Dipolhälften oder die zugehörige Trägereinrichtung oder Teile davon können aber auch aus einem nicht-leitfähigen Material, beispielsweise Kunststoff bestehen, wobei dann die entsprechenden Teile mit einer leitfähigen Schicht überzogen und/oder beschichtet sein können. In der perspektivischen Darstellung gemäß Figur 2 ist auch zu ersehen, dass der in elektrischer Hinsicht kreuzförmige Strahler einen im Horizontalquerschnitt annähernd quadratischen Träger oder eine quadratische Trägereinrichtung 15 aufweist, die mit von oben nach unten, im gezeigten Ausführungsbeispiel kurz vor dem Reflektor endenden Schlitzen 15d versehen ist. Diese Schlitze 15d fluchten mit den Schlitzen 11a, die jeweils zwei benachbarte Dipolhälften zweier senkrecht aufeinanderstehender Polarisationen von- einander trennen. Durch die Schlitze 15d in der gemeinsamen Trägereinrichtung 15 für die gesamte Strahleranordnung (also für beide Polarisationen) wird so jeweils die zugehörige Symmetrierung 15e der betreffenden Dipolstruktur gebildet. Die Länge der Schlitze und damit die Länge der dadurch gebildeten Symmetrierung kann variieren, wobei ein Wert um λ/4 für eine betreffende Frequenz häufig geeignet ist. Dabei gehen die erwähnten Schlitze 15d in der Trägereinrichtung 15 (der Symmetrierung) nicht bis zum Boden, sondern enden in der Regel im geringen Abstand oberhalb des Bodens, also oberhalb der Reflektorebene, so dass die Tragstruktur hier einen mechanischen Kurzschluss bezüglich den vier ansonsten voneinander getrennten Tragabschnitten aufweist.
Um nunmehr eine kapazitive und/oder induktive Ankopplung auf dem Reflektorblech 3 zu gewährleisten, also eine elektrisch berührungslose Verbindung zu schaffen, ist auf dem Reflektor 3 ein stabförmiges Koppelelement 21 befestigt (Figuren 4 bis 7), d. h. im gezeigten Ausführungsbeispiel unter Herstellung einer elektrisch-galvanischen Verbindung mit dem Reflektor 3. Sowohl der Reflektor als auch das stabförmige Koppelelement können aus nicht-leitfähigem Material bestehen. In diesem Fall sind die entsprechenden Teile mit einer leitfähigen Schicht überzogen. Dabei muss gewährleistet sein, dass die elektrisch leitfähige Schicht des Koppelelementes und die entsprechende leitfähige Schicht auf dem Reflektor elektrisch leitend verbunden sind. Sofern der Reflektor insgesamt leitfähig ist, muss die entsprechende leitfähige Schicht des Koppelelementes mit dem Reflektor insgesamt elektrisch leitend verbunden sein.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das stabförmige Koppelelement 21 röhr- oder zylinderförmig gestaltet und dabei durch eine mit diesem stabformigen Koppelelement 21 fluchtende Bohrung 23 von der Rückseite 3a des Reflektors eingeschoben, bis ein entsprechender Stufenabsatz 21a des hohlzylinderförmigen Koppelelementes 21 auf der rückwärtigen Seite des Reflektors 3 anschlägt. Mit andere Worten ist der Außenumfang des Abschnittes 21b des Koppelelementes 21 unterhalb des Stufenabsatzes 21a breiter als die Bohrung 23, so dass das zylinderförmige Koppelelement 21 nur soweit in die Bohrung 23 eingeschoben werden kann, bis der erwähnte Stufenabsatz 21a am Reflektor rückseitig anschlägt. In dieser Position wird das Koppelelement 21 bevorzugt durch löten elektrisch-galvanisch mit dem bevorzugt aus einem Reflektorblech bestehenden Reflektor 3 verbunden. Auf dieses stabförmige Koppelelement 21 ist dann ein hohlzylinderförmiger Isolator 25 aufgesteckt, wobei der Innendurchmesser und der Innenquerschnitt des Isolators 25 an den Außenquerschnitt und die Außenform des stabformigen Koppelelements 21 bevorzugt angepasst ist. Bei einem hohlzylinderförmigen Koppelelement 21 ist mit anderen Worten auch der Isolator hohlzylinderförmig gestaltet und sitzt mehr oder weniger zumindest fast spielfrei oder nur mit wenigem Spiel auf dem Koppelelement 21. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der hohlzylinderför- mige Isolator 25 unten liegend, also benachbart zum Reflektor 3 mit einem umlaufenden Rand oder Flansch 25a versehen, worüber der Isolator 25 auf der Front- oder Vorderseite 3b des Reflektors aufliegt.
Nunmehr muss lediglich die Strahlerstruktur mit ihrer Trägereinrichtung 15, in deren Innerem eine Axialbohrung 15a eingebracht ist, auf den mit einer axialen Innenaus- nehmung versehenen Isolator 25 aufgesteckt werden. Dabei ist der Innendurchmesser und die- Innenquerschnittsform der Axialbohrung 15a wiederum an die Außenabmessung und die horizontale Querschnittsform des Isolators 25 angepasst, so dass auch die Trägereinrichtung zumindest näherungs- weise spielfrei oder nur mit geringem Spiel auf den Isolator 25 aufgesteckt werden kann.
Bevorzugt wird dabei die Trägereinrichtung mit ihrer Axialbohrung 15a so weit auf den Isolator 25 aufgeschoben, bis die Trägereinrichtung 15 mit ihrer dem Reflektor 3 zugrunde liegenden unteren Stirnseite 15b nunmehr auf dem zum Isolator 25 gehörenden nicht-leitenden Rand oder Flansch 25a aufliegt. Daraus ist also ersichtlich, dass für die Befestigung und Montage der Strahleranordnung 11 ein Lötvorgang zur Befestigung der Trägereinrichtung auf dem Reflektor 3 nicht notwendig ist.
Ebenso könnten die axialen Längenverhältnisse so sein, dass beim Aufsetzen des Strahlers dessen Trägereinrichtung 15 soweit auf den Isolator 25 aufgeschoben wird, bis die vom Reflektor 3 abgewandt liegende obere Stirnseite 25b an einem entsprechenden oberen, dem Reflektor 3 zugewandt liegenden Anschlag 15c der Strahleranordnung bzw. der zugehörigen Trägereinrichtung anschlägt, und zwar so, dass die untere Stirnseite 15b der Trägereinrichtung 15 im zumindest geringem Abstand vor dem Reflektor 3 endet und dort den Reflektor 3 nicht kontaktieren kann.
Schließlich ist im gezeigten Ausführungsbeispiel auch noch ein die Trägereinrichtung 15 der Strahlereinrichtung 11 umgebender auf dem Reflektor angebrachter Zentrier- oder Fixiersockel 22 vorgesehen, der ebenfalls die Trägerein- richtung in der gewünschten Fixierlage hält. Dazu ist der Sockel 22 mit einer entsprechenden inneren Aufnahme versehen sowie einem Auflageabschnitt 22a, so dass die aufgesetzte in der Regel leitende Trägereinrichtung 15 der Strahleranordnung 11 nicht elektrisch-galvanisch in Kon- takt mit dem Reflektor 3 kommen kann. Der Sockel 22 bzw. die Sockel-Trägereinrichtung 22 kann dann beispielsweise mit Rast- oder Zentrierzonen versehen sein, die durch entsprechende Bohrungen oder Ausstanzungen den Reflektor durchgreifen und daher leicht nach Art einer Schnappver- bindung auf dem Reflektor aufgesetzt und daran befestigt werden können. Eine derartige Sockel-Zentrierung 22 ist auch vor allem dann geeignet, wenn kein Isolator verwendet wird, so dass dadurch . die Trägereinrichtung 15 in nicht elektrisch-galvanischen Kontakt zu dem stabformigen Kop- pelelement 21 vor dem Reflektor 3 verankert werden kann.
Grundsätzlich kann die Trägereinrichtung 15 aber auch so gestaltet sein, dass deren untere, dem Reflektor 3 zugewandt liegende Stirnseite und vielleicht noch daran angrenzend in einer gewissen sich von dieser Stirnseite aus axial erhebenden Höhe nicht leitend ausgestaltet ist, oder mit einem nicht leitenden Überzug versehen ist, um hier eine elektrisch-galvanische Kontaktierung mit dem Reflektorblech oder Reflektor 3 zu vermeiden. In diesem Fall könnte auch auf den erwähnten Fixiersockel 3 verzichtet werden.
Zum besseren Verständnis wird nachfolgend auf die perspektivischen Darstellungen gemäß Figur 7a bis 7e eingegangen.
In Figur 7a ist in perspektivischer Darstellung der Re- flektor 3 ausschnittsweise gezeigt, auf welchem vier Koppelelemente 21 in rohrförmiger Gestaltung sitzend angeordnet sind. Wie erläutert, sind diese leitenden Koppelelemente 21 mit dem Reflektor 3 elektrisch-galvanisch verbunden. Die stab- oder rohrförmigen Koppelelemente 21 sitzen in Draufsicht an den Eckpunkten eines Quadrates.
Darauf aufgesteckt wird ein elektrisch nicht leitender Sockel 22, in welchem vier kreisförmige Durchbrüche 22a eingebracht sind, damit dieser Sockel 22 auf die rohrför- migen Koppelelemente 21 aufgeschoben werden kann, bis der Sockel mit seiner Unterseite auf der Reflektoroberseite aufliegt.
In die Ausnehmungen 22a werden die in Figur 7a gezeigten vier separaten rohrförmigen oder hohlzylinderförmigen Isolatoren 25 aufgesteckt, die mit ihrem unteren stirnseitigen Rand entweder im Bereich der Ausnehmungen 22a im Sockel 22 zu liegen kommen oder die im Sockel 22 vorgesehenen Öffnungen 22a durchsetzen und mit ihren unteren Stirnseiten dann auf der Reflektorfläche aufliegen.
Figur 7b zeigt den Zustand, wenn auf die Koppelelemente 21 der Sockel 22 und die rohrförmigen Isolatoren 25 aufge- steckt sind.
Anschließend wir die Strahleranordnung 11 mit ihrer Trägereinrichtung 15 (also ihrer Symmetrierung) auf die rohrförmigen Isolatoren 25 aufgesteckt, die dann in den entsprechenden rohrförmigen Ausnehmungen in der Trägereinrichtung 15 der Strahleranordnung 11 zu liegen kommen. Die Unterseite der Trägereinrichtung 15 kommt innerhalb des Sockels 22 bzw. des Sockelrandes zu liegen, wie dies in Figur 7d zu ersehen ist.
In Figur 7e ist nochmals die gesamte Anordnung und der Aufbau in explosionsartiger perspektivischer Darstellung wiedergegeben.
Durch die geschilderten Maßnahmen wird eine kapazitive Außenleiterkopplung 29 realisiert, wobei die zwei die kapazitiven Außenleiterkopplungen 29 bewirkenden Koppelteile zum einen aus dem mit dem Reflektor elektrisch-gal- vanisch verbundenen Koppelelement 21 und zum anderen aus der Trägereinrichtung 15 bzw. den die Axialbohrung 15' und die Trägereinrichtung umgebenden Abschnitt der Trägereinrichtung 15 besteht, der wie aus dem Ausführungsbeispiel ersichtlich ist, parallel zum Koppelelement 21 zu liegen kommt. Es handelt sich entsprechend dem erläuterten Ausführungsbeispiel um eine koaxiale kapazitive Kopplung, bei der innenliegend das hohlzylinderförmige Koppelelement 21 angeordnet ist, zu welchem außenliegend und dieses Koppelelement 21 in Umfangsrichtung umkreisend der entsprechende Abschnitt der Trägereinrichtung 15 zu liegen kommt.
Die erwähnte Kopplung ist vor allem dann kapazitiv, wenn die Längserstreckung der hohlzylinderförmigen Koppelele- mente 21 vom Reflektor 3 ausgehend klein ist im Verhältnis zur Wellenlänge. In diesem Fall ist die Kopplung im Wesentlichen kapazitiv und ein induktiver Anteil ist vernachlässigbar. Ab einer Länge von 0,1 Wellenlänge (λ) machen sich jedoch Hochfrequenz-Effekte bemerkbar. Der Strom, der von einem Ende (Anschlussende des Koppelelementes 21 auf dem Reflektor) zum offenen Ende fließt, erfährt über diesen Weg eines Phasendrehung. Bei 0,25 Wellenlängen (λ) beträgt die Phasendrehung 90°. Das Strom-Minimum am offenen Ende der Koppelelemente 21 führt zu einem Strom- Maximum am gegenüberliegenden Ende (Anschlussende) , und das Spannungsmaximum am offenen Ende an den Koppelelementen 21 ergibt ein Spannungsminimum am gegenüberliegenden Ende. Bei axialen Längserstreckungen, die größer als 0,25 der Wellenlänge (λ) sind, bzw. bei einer Erhöhung der Frequenz entfernt man sich wieder vom idealen Kurzschluss, wobei die Eingangsimpedanz jetzt einen induktiven Blindwiderstand aufweist. Bei einer halben Wellenlänge ist die Eingangsimpedanz wieder ein Leerlauf, was für den vorlie- genden Anwendungsfall kaum praktische Bedeutung hat.
Nur der Vollständigkeit halber wird angemerkt, dass das elektrisch leitfähige oder mit einer elektrisch leitfähigen Oberfläche versehene stabförmige Koppelelement 21 ebenfalls kapazitiv an der Unterseite mit dem Reflektor 3 verbunden sein könnte, was im vorliegenden Fall aber als weniger vorteilhaft gewünscht ist.
Um möglicherweise die lediglich durch Aufschieben anzu- bringende Antennenanordnung 1 auf dem Reflektor zu fixieren, kann beispielsweise an der Unterseite der Trägereinrichtung 15 eine vorstehende Nase angebracht sein, die in eine entsprechende Ausnehmung im Reflektor diesen bevor- zugt durchgreifend einrastet. Dadurch kann eine einfache Schnappverbindung geschaffen werden. Zum Entfernen muss die den Reflektor hintergreifende Nase dann lediglich verbogen werden, um die Antennenanordnung wieder nach oben hin vom stabformigen Koppelelement 21 abzuheben.
Um die Strahleranordnung funktionsmäßig anzuschließen, ist es dabei lediglich erforderlich, beispielsweise ein Koaxialkabel 31 am Koaxialkabelende 31a auf der Rückseite des Reflektors 3 entsprechend vorzubereiten, d.h. beispielsweise einen entsprechend abisolierten Abschnitt des Außenleiters 31b beispielsweise durch Löten mit dem leitfähigen Koppelelement 21 elektrisch zu verbinden. Das Koaxialkabel 31 kann dabei parallel auf der Rückseite des Reflektors verlegt sein und ein einer Radialöffnung oder Radialbohrung in dem über die Rückseite des Reflektors nach unten überstehenden Abschnittes des stabformigen Koppelelementes bis in diesen Bereich des Stufenabsatzes 21a hinein verlegt und dort elektrisch angeschlossen sein. Ein entspre- chender axial überstehender Abschnitt des Innenleiters 31c kann dann mit einem vorbereiteten Innenleiterabschnitt 37 unten verlötet werden, der im gezeigten Ausführungsbeispiel nach Art eines umgekehrten L gestaltet ist und von oben her so in eine entsprechende Ausnehmung 21a des stab- förmigen Koppelelementes 21 von dessen oberer offenen Stirnseite her koaxial zur Längsachse des Koppelelementes 21 eingefügt wird. Der obere eine Verbindung mit der gegenüberliegenden Dipolhälfte 13 bewirkende Endabschnitt 37a dieser Innenleiterstruktur kommt dann in einer ent- sprechenden quer verlaufenden Ausnehmung 39 in der Dipolstrahlerstruktur zu liegen und kann dabei an seinem freien Ende an einer Lötstelle elektrisch-galvanisch angeschlossen werden. Die Lötstelle 38 befindet sich bei dem Aus- führungsbeispiel gemäß Figur 4 an einem oberen Vorsprung 41a eines stirnseitig verschlossenen elektrisch leitfähigen Hohlzylinders 41, der in einer weiteren axialen Bohrung 41b der Trägereinrichtung 15 sitzt und damit elek- frisch leitend verbunden ist.
Die Länge der Trägereinrichtung und/oder die Länge des stabförmiges Koppelelements 21 beträgt ungefähr λ/4 ± < 30 % hiervon, also ungefähr λ/4 * (1 ± < 0,3)
wobei λ jeweils eine Wellenlänge des zu übertragenden Frequenzbandes ist, vorzugsweise die Mitte des jeweils zu übertragenden Frequenzbandes.
Wie aus der Schnittdarstellung gemäß Figur 4 zu ersehen ist, ist der oben stirnseitig geschlossene Zylinder 41, der insgesamt elektrisch leitend ist, oder zumindest elek- frisch leitende Abschnitte umfasst, so dimensioniert und angeordnet, dass dessen Umfangsflache und obere Stirnfläche sowie der vorstehende Zapfen 41a mit der Dipolstruktur oder der zugehörigen Trägereinrichtung 15 nicht elektrisch-galvanisch verbunden ist. Allerdings ist der Hohlzylinder 41 an seiner Unterseite vorzugsweise über einen umlaufenden Bund 41c dem Reflektorblech elektrischgalvanisch verbunden. Da die Länge dieses Hohlzylinders 41 bevorzugt um λ/4 ± vorzugsweise weniger als 30% davon beträgt, führt dies dazu, dass obenliegend letztlich der Innenleiter 31c des koaxialen Speisekabels mit der zugehörigen Dipolhälfte, also im Bereich an dem Hohlzylinder 41 obenliegend nach Art eines Kurzschlusses verbunden ist, der am Fuß des Hohlzylinders, an dem dieser mit dem Re- flektor 3 elektrisch verbunden ist, in einen Leerlauf transformiert wird. Umgekehrt führt der Aufbau ebenso dazu, dass ein Leerlauf am oberen Ende des Hohlzylinders in einem Kurzschluss am Fuß des Hohlzylinders transfor- miert wird.
Abweichend nach dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 könnte aber bei der Lötstelle 38 auch eine direkte elektrisch-galvanische Verbindung zu der zugehörigen Di- polhälfte hergestellt sein, so dass abweichend vom Dipol 4 die zugehörige Dipolhälfte über den Innenleiterabschnitt 37 mit dem Innenleiter 31c des koaxialen Speisekabels nicht kapazitiv und/oder induktiv, sondern direkt elektrisch-galvanisch verbunden ist. Dies ist anhand von Figur 4a dargestellt. Dort ist nämlich der Innenleiterabschnitt 37 mit seinem Endabschnitt 37a direkt am inneren Anschlussende einer zugehörigen Dipolhälfte 11a angeschlossen, d.h. elektrisch-galvanisch mittels beispielsweise einer Lötverbindung angeschlossen. Zur Erzielung einer hohen Symmetrie ist der Träger 15 unterhalb des Endabschnittes 37a aber ebenfalls mit einer axialen Längsbohrung versehen, in welcher auch in diesem Ausführungsbeispiel der elektrisch leitfähige Zylinder oder Hohlzylinder 41 eingesetzt und an seinem Fußpunkt mit dem Reflektor 3 elektrisch-galvanisch kontaktiert ist. Dieser Zylinder 41 ist ansonsten nicht mittels einer metallischen Verbindungsbrücke mit dem Träger 15 elektrisch kontaktiert .
Bei einer dualpolarisierten Dipolstruktur entsprechend den Figuren 1 und 3 ist der Aufbau, wie er anhand der Querschnittsdarstellung gemäß Figur 4 erläutert wurde, in einer um 90' versetzten weiteren senkrecht zur Reflektor- ebene stehenden Schnittdarstellung gleich, da bei einer dualpolarisierten Dipolstruktur vier axiale Bohrungen in der Trägereinrichtung vorgesehen sind, und zwar mit zwei kapazitiven Außenleiterkopplungen .
Anhand von Figur 5 ist eine Abwandlung insoweit gezeigt, als hier eine kapazitive Innenleiterkopplung vorgesehen ist, bei welcher ein Innenleiterabschnitt 37b in den oben offenen Hohlzylinder 41b eintaucht und dort frei endet. Mit anderen Worten ist also dazu der Innenleiterabschnitt 37 mit seinem etwa stabformigen, durch das hohle Koppelelement 21 hindurch geführten Leitungsabschnitt und den sich daran anschließenden oberen im wesentlichen parallel zur Reflektorebene verlaufenden weiteren Leitungsabschnitt 37a mit einem zweiten Innenleiterabschnitt 37b versehen, der in geeigneter Länge in die Axialbohrung 34a der Trägereinrichtung 15 eintaucht. Der Hohlzylinder 41 ist dabei mit der elektrisch leitenden Trägereinrichtung 15 ebenfalls nicht elektrisch-galvanisch verbunden, sondern sitzt elektrisch-galvanisch angebunden lediglich auf dem Reflektor 3, so dass ein Leerlauf am oberen Ende des Hohlzylinders 41 in einen virtuellen Kurzschluss am Fuß des Hohlzylinders 41 transformiert wird, und umgekehrt ein virtueller Kurzschluss am oberen Ende des Hohlzylinders in einen Leerlauf an dessen Fuß im Bereich des Reflektors 3 transformiert wird. .
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 ist abweichend zu Figur 1 gezeigt, dass dort das koaxiale Speisekabel 31 in der Axialbohrung des hohlen Koppelelementes 21 von der rückwärtigen Seite des Reflektors 3 durch die dort ausgebildete Bohrung 21a hindurch verlegt ist. In diesem Fall ist ein entsprechend abisolierter Abschnitt am Ende 31a des Koaxialkabels freigelegt, so dass der dortige Außenleiterabschnitt 31b beispielsweise an der Kontaktstelle 32 (Kontaktring 32) beispielsweise durch Löten nunmehr am oberen Ende des stabformigen hohlzylinderförmi- gen Koppelelementes 21 elektrisch-galvanisch angeschlossen und damit verbunden ist.
Ein nach oben hin überstehender Innenleiterabschnitt 31c ist dann über einen Leitungsbügel 42 mit der jeweils ge- genüberliegenden Dipolhälfte 13 elektrisch verbunden, und zwar beispielsweise an einer mit Figur 4 vergleichbaren Lötstelle 38 an einer dort vorgesehenen stirnseitig verschlossenen Hohlzylinderanordnung 41.
Anhand von Figur 7 ist lediglich gezeigt, dass die anhand von Figur 6 beschriebene elektrische Anschlussmöglichkeit des Außenleiters am oberen Ende des Koppelelementes 21 auch dann möglich ist, wenn der Innenleiter wiederum kapazitiv mit der gegenüberliegenden Dipolhälfte gekoppelt ist. Dazu ist der erwähnte Bügel 42 mit einem entsprechenden Innenleiter 37b elektrisch verbunden, wie dies grundsätzlich anhand von Figur 5 erläutert wurde.
In Figuren 6 und 7 ist neben dem koaxialen Speisekabel 31 noch ein weiteres koaxiales Speisekabel 31' gezeigt, das im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 6 und 7 zur Einspeisung der beiden weiteren Dipolhälften dient, die zu den ersten Dipolhälften senkrecht stehen. Wird mit anderen Worten das Speisekabel 31 zur Speisung der zugehörigen Dipolhälften verwendet, die beispielsweise gemäß Figur 1 in der Polarisationsebene 12a strahlen, so dient das koaxiale Speisekabel 31' zur Anspeisung der um 90° versetzt liegenden Dipolhälften, die gemäß der Polarisationsebene 12b senden oder empfangen.
Schließlich ist anhand der Figuren 6 und 7 auch gezeigt, dass der bei den Figuren 4 und 5 erwähnte Anschlag 21a beim stabformigen Koppelelement 21 in der montierten Stellung nicht auf der rückwärtigen Seite 3a des Reflektors 3 zu liegen kommen muss, sondern dass ein entsprechend umgekehrt ausgerichteter Anschlag 21a am Koppelelement 21 auch so ausgebildet sein kann, dass das Koppelelement 21b von oben her in die Bohrung 23 des Reflektors 3 eingeschoben werden kann, bis der in Umfangsrichtung oder in Teilen in Umfangsrichtung radial vorstehende Anschlag 21b an der Reflektoroberseite 3b des Reflektors 3 anschlägt.
• Nachfolgend wird auf die schematische Seitenansicht gemäß Figur 8 und die Draufsicht gemäß Figur 9 Bezug genommen, in welcher eine lediglich in einer Polarisationsebene strahlende Strahleranordnung 11 gezeigt ist, die aus einem Dipol 11 mit zwei diametral gegenüberliegenden Dipolhälf- ten 11a und 11b besteht.
Anhand von Figur 8 und 9 soll dabei lediglich verdeutlicht werden, dass die geschilderte erfindungsgemäße, insbesondere kapazitive und/oder gegebenenfalls auch induktive Kopplung auch mit einem einfachen Dipolstrahler möglich ist .
Bauteile mit gleichen Bezugszeichen zu den vorausgegangenen Ausführungsbeispielen bezeichnen insoweit zumindest funktionsgleiche Teile. Es wird insoweit auf die vorausgegangenen Ausführungsbeispiele verwiesen.
Schließlich wird nachfolgend noch auf ein weiteres Aus- führungsbeispiel gemäß Figur 10 Bezug genommen, welches ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel insbesondere zu den Ausführungsbeispielen 1 bis 5 darstellt.
In Abweichung zu den eingangs erläuterten Ausführungsbeispielen wird hier eine kapazitive (und/oder gegebenenfalls induktive) Kopplung realisiert, insbesondere eine sogenannte kapazitive und/oder induktive Außenleiterkopplung im Sinne einer Umkehrung des Kopplungsprinzipes derge- stalt, dass nunmehr das mit dem Reflektor 3 elektrischgalvanisch verbundene Koppelelement 21 topfförmig gestaltet ist, und nunmehr die elektrisch leitfähige Trägereinrichtung 15 einer Strahleranordnung 11 in dieses topfför- mige Koppelelement 21 eingesteckt wird. Dabei ist die Trägereinrichtung 15 sowohl von dem Koppelelement 21 als auch von dem elektrisch leitfähigen Reflektor 3 unter Verwendung einer elektrisch-galvanischen Verbindung getrennt, wozu ebenfalls wieder bevorzugt ein Isolator 25 verwendet wird. Auch dieser Isolator 25 ist in dem ge- zeigten Ausführungsbeispiel topfförmig gestaltet und wird zunächst in das topfförmige Koppelelement 21 eingefügt, wobei der Isolator 15 in seinem Bodenbereich nach unten überstehend einen rohrförmigen, im gezeigten Ausführungsbeispiel zylinderförmigen Ansatz 25b aufweist, wodurch ein nach unten offener, im gezeigten Ausführungsbeispiel zy- linderförmiger Rohrabschnitt gebildet wird. Auch die Trägereinrichtung 15 ist mit einem über die untere Stirnseite nach unten überstehenden rohrförmig verlängerten Ansatz 15 f versehen, der nunmehr durch den rohrförmigen Ansatz 25b des Isolators 25 zusätzlich zentriert gehalten und in elektrisch nicht-leitendem, (Masse-) Kontakt mit dem Reflektor 3 positioniert ist. Über die untere Stirnöffnung dieses Ansatzes 15f der Trägereinrichtung 15 kann dann der Innenleiter einer koaxialen Speiseleitung 31 entsprechend angeschlossen werden, wobei wie im geschilderten Sinne über eine Innenleiter-Zwischenverbindung 37 die entsprechende Dipolhälfte eines Dipolstrahlers gespeist werden kann. Eine Innenleiter-Zwischenverbindung 37 ist dabei wieder mittels isolierendem Abstandshalter im Inneren der rohrförmigen Trägereinrichtung 15 gehalten, worüber der Innenleiter eines Koaxialkabels mit der zugehörigen Dipolhälfte elektrisch verbunden werden kann. Der Außenlei- ter 31b einer koaxialen Speiseleitung muss dann in geeigneter Weise wiederum mit dem topfförmigen Koppelelement 31 bevorzugt elektrisch-galvanisch verbunden werden, wobei hier eine Lötverbindung vom Außenleiter 31b der koaxialen Speiseleitung 31 zur Unterseite des Reflektors 3 herge- stellt werden kann, bevorzugt in der Nähe des Fußpunktes, an welchem das topfförmige Koppelelement 21 mit dem Reflektor 3 elektrisch-galvanisch verbunden ist.

Claims

Ansprüch :
1. Antenne, insbesondere Antennen-Array mit zumindest einem Dipol oder einer dipolähnlichen Strahleranordnung oder Strahlerstruktur (11), mit folgenden Merkmalen: die Strahleranordnung (11) umfasst eine Trägerein- richtung (15), die Trägereinrichtung (15) ist zumindest mittelbar mechanisch mit dem Reflektor (3) verbunden und/oder auf dem Reflektor (3) befestigt, die Trägereinrichtung (15) ist elektrisch leit- fähig, und die Trägereinrichtung (15) ist mit dem elektrisch leitfähigen Reflektor (3) kapazitiv und/oder elektrisch-galvanisch berührungslos mit dem Reflektor (3) verbunden, gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale: auf dem Reflektor (3) ist auf dessen Vorderseite (3b) ein sich quer zur Reflektorebene erstreckendes elektrisch leitfähiges stabförmiges Koppelelement (21) vorgesehen, die Trägereinrichtung (15) umfasst im Inneren eine Axialbohrung (15a), die Trägereinrichtung (15) ist mit ihrer Axialbohrung (15a) auf das stabförmige Koppelelement (21) aufsetzbar, derart, dass die Trägereinrichtung (15) und das stabförmige Koppelelement (21) unter Vermeidung einer elektrisch-galvanischen Berührung kapazitiv gekoppelt sind.
2. Antenne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das stabförmige Koppelelement (21) zylinderförmig ausgestaltet ist.
3. Antenne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das stabförmige Koppelelement (21) im Inneren eine axial verlaufende Ausnehmung, vorzugsweise eine Axialbohrung umfasst.
4. Antenne nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das stabförmige Koppelelement (21) hohlzylinderförmig gestaltet ist.
5. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass axial fluchtend zu dem stabformigen Koppelelement (21) eine Bohrung (23) im Reflektor (3) eingebracht ist, durch welche das stabförmige Koppelelement (21) mit einer Teillänge den Reflektor (3) durchragt.
6. Antenne nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Koppelelement (21) ein radial vorstehender Vorsprung oder ein umlaufender Stufenabsatz (21a) ausgebildet ist, so dass das stabförmige Koppelelement (21) in einer Teillänge durch die Bohrung (23) im Reflektor (3) bis zum Erreichen eines Anschlages oder des Stufenabsatzes (21a) am Reflektor (3) einsteckbar ist.
7. Antenne nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (21) von der rückwärtigen Seite (3a) des
Reflektors (3) oder von der vorderen Seite (3b) des Reflektors (3) in die Bohrung (23) einsteckbar ist, so dass der radial vorstehende Anschlag oder Stufenabsatz (21a) auf der Rückseite (3a) bzw. auf der Vorderseite (3b) des Reflektors (3) zu liegen kommt.
8. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, das die kapazitive Außenleiterkopplung (19) als Dielektrikum Luft umfasst.
9. Antenne nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fixierung der Strahleranordnung (11) und der zugehörigen Trägereinrichtung (15) mittels eines auf dem Reflektor (3) aufsetzbaren Isolators (25) erfolgt, worüber der auf dem Isolator (25) aufsetzbare, dem Reflektor (3) zugewandt liegende Bereich oder Abschnitt, insbesondere die Stirnseite (15b) der Trägereinrichtung (15) in kontaktloser Relativlage das stabförmige Koppelelement (21) übergreifend vor dem Reflektor (3) positionierbar ist.
10. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf das stabförmige Koppelelement (21) ein mit einer Axialausnehmung versehener Isolator (25) aufsetzbar ist, auf welchem die Trägereinrichtung (15) mit der zugehörigen Axialbohrung (15a) aufschiebbar ist .
11. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator (25) auf der dem Reflektor (3) zugewandt liegenden Seite einen radial zu- mindest teilweise vorstehenden Rand oder Flansch (25a) aufweist, auf welchem die Trägereinrichtung (15) aufliegt.
12. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des hohlen Isolators (25) größer ist als die Einstecktiefe, mit der die Trägereinrichtung (15) einer Strahleranordnung (11) auf das Koppelelement (21) aufsetzbar ist, derart, dass das Koppelelement (21) mit seinem dem Reflektor (3) abgewandt liegenden Anschlag an einem dem Reflektor (3) zugewandt liegenden Anschlag an der Strahleranordnung (11) bzw. der zugehörigen Trägereinrichtung (15) derart anschlägt, dass die Trägereinrichtung (15) in zumindest geringem Abstand vor der Ebene des Reflektors (3) im montierten Zustand zu liegen kommt.
13. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sockel bzw. eine Sockelzentrierung (22) vorgesehen ist, die auf dem Reflektor (3) befestigt ist und die die Trägereinrichtung (15) einer Strahleranordnung (11) ohne elektrische Verbindung zum Reflektor (3) zentriert aufnimmt und bevorzugt hält.
14. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Außenleiteranschluss derart er- folgt, dass der Außenleiter (31b) eines Koaxialkabels (31) an dem unteren Ende des mit einer Axialausnehmung versehenen Koppelelementes (21) elektrisch-galvanisch angeschlossen ist, vorzugsweise mittels löten.
15. Antenne nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenleiter (31b) eines Koaxialkabels (31) auf der Rückseite (3a) des Reflektors (3) an dem bis auf die Rückseite des Reflektors (3) überstehenden Abschnittes (21b) des Koppelelementes (21) elektrisch-galvanisch angeschlossen ist.
16. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass am unteren Ende des Koppelelementes (21) ein Innenleiter (31c) eines Koaxialkabels (31) elektrisch-galvanisch angeschlossen ist, und zwar an einem das mit einer Axialausnehmung versehene Koppelelement (21) durchsetzenden Innenleiterabschnitt (37) .
17. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Außenleiter (31b) eines Koaxialkabels (31) am obere Ende des mit einer Axialausnehmung versehenen Koppelelementes (21) elektrisch-galvanisch angeschlossen ist, vorzugsweise mittels löten.
18. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 14 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Innenleiter (31c) eines Koaxialkabels (31) am oberen Ende des Koppelelementes (21) mit einer elektrischen Leitungsverbindung elektrisch-gal- vanisch verbunden, vorzugsweise dann angelötet ist, worüber eine elektrische Verbindung mit dem jeweils gegenüberliegenden Dipolhälfte (13) herstellbar ist.
19. Antenne nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenleiter (31c) elektrischgalvanisch mit der jeweils gegenüberliegenden Dipolhälfte verbunden ist.
20. Antenne nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenleiter (31c) eines Koaxialkabels (31) zumindest mittelbar kapazitiv mit der gegenüberliegenden Dipolhälfte verbunden ist.
21. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (21) topfförmig gestaltet ist und die Trägereinrichtung (15) eine Strahleranordnung (11) im Inneren aufnimmt.
22. Antenne nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator (25) topfförmig gestaltet ist und im Inneren des topfförmigen Koppelelementes (21) angeordnet ist, wobei die Trägereinrichtung (15) der Strahleranordnung (11) im Inneren des topfförmigen Isolators (25) eingesetzt ist .
23. Antenne nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass im Reflektor (3) eine Öffnung eingebracht ist, in welcher der Isolator (25) mit einem die Öffnung zumindest teilweise durchsetzenden Einsatz (25b) hindurchragt.
24. Antenne nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägereinrichtung (15) mit einem rohrförmi- gen Ansatz (15f) versehen ist, der eine entsprechende Öffnung im Reflektor (3) und einen in der Öffnung im Reflektor (3) vorgesehene Isolieransatz (25b) des Isolators (25) durchragt.
25. Antenne nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass in dem topfförmigen Koppelelement (21) ein sich vor allem im Bodenbereich auf dem Reflektor (3) aufliegender isolierender Fixiereinsatz (25) vorgese- hen ist, worüber die Trägereinrichtung (15) einer Strahleranordnung (11) berührungslos zu dem topfförmigen Koppelelement (21) gehalten ist.
26. Antenne nach einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das topfförmige Koppelelement (21) an seiner Innenseite und/oder die Trägereinrichtung (15) der Strahleranordnung (11) an ihrem Außenumfang mit einer nicht leitenden und/oder isolierenden Oberflächenschicht versehen ist, worüber ein elektrisch-galvanischer Kontakt zwischen dem Koppelelement (21) und der Trägereinrichtung (15) verhindert ist.
27. Antenneneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahleranordnung (11) aus einem Dipolstrahler besteht, und dass lediglich ein Koppelelement (21) vorgesehen ist.
28. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahleranordnung (11) aus einer zumindest in elektrischer Hinsicht kreuzförmigen Strahleranordnung (11) besteht, so dass zumindest zwei Koppelelemente (11) vorgesehen sind, die in entsprechenden Ausnehmungen in der Trägereinrichtung (15) positioniert sind.
29. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 20 oder 27, 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufbau der Strahleranordnung und insbesondere der Trägereinrichtung (15) symmetrisch ist und für jeweils zwei Dipolhälften (11a, 11b) ein symmetrischer Aufbau insoweit vorgesehen ist, als jeder der beiden Dipolhälften (11a, 11b) jeweils eine Axialbohrung in der Trägereinrichtung (15) zugeordnet ist, wobei in der einen Axialbohrung das Koppelelement (21) angeordnet ist, und in der jeweils dazu parallelen anderen Axialbohrung ein für eine Innenleiterkopplung vorgesehenes weiteres Koppelelement positioniert ist.
30. Antenne nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch-galvanisch berührungslose Kopplung neben einem kapazitiven Anteil auch einen induktiven Anteil umfasst.
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