Die vorliegende Erfindung betrifft eine dual polarisierte Antenne, mit einem Dipolstrahler, einem Hohlraumresonatorstrahler und einem Reflektor. Insbesondere handelt es sich dabei um eine dual polarisierte Antenne für eine Mobilfunkbasisstation.

Im Bereich der Mobilfunkantennen werden dual polarisierte Antennen üblicherweise durch die Dipole oder Schlitzstrahler zur Verfügung gestellt, wobei die zwei orthogonalen Polarisationen durch eine 90°-Drehung zweier identischer Strahler erzeugt werden. Hierdurch benötigen dual polarisierte Antennen jedoch in beide Polarisationsrichtungen relativ viel Volumen.

Es wurden bereits verschiedentlich Versuche unternommen, den Platzbedarf orthogonal polarisierter Antennen durch die Verwendung unterschiedlicher Strahler und insbesondere durch eine Kombination aus einem Dipolstrahler und einem Hohlraum-Resonator-Strahler oder einem Schlitzstrahler zu verbessern. Aus Druckschrift US 6,166,701 A ist eine dual polarisierte Antennenanordnung bekannt, bei welcher eine Vielzahl von Hohlraum-Resonatoren, welche über Schlitze in ihrer Oberseite abstrahlen, nebeneinander angeordnet sind. Zwischen den einzelnen Hohlraumresonatoren sind Platten angeordnet, welche eine Vielzahl von Dipol-Antennen tragen. Sowohl die Hohlresonator-Strahler als auch Dipol-Strahler werden über Hohlraum-Wellenleiter mit Signalen versorgt.

Aus der Druckschrift US 2012/0081255 A1 ist weiterhin eine dual polarisierte Antenne bekannt, bei welcher eine der beiden Polarisationen über eine als Schlitzstrahler arbeitende, nach oben hin offene Box zur Verfügung gestellt wird. Aus der Box heraus schaut ein Dipolstrahler, welcher die zweite Polarisation zur Verfügung stellt. Die Box mit dem Dipolstrahler ist dabei auf einem Reflektor angeordnet.

Die Druckschriften EP 2 256 864 A1 , US 5,272,487 A, US 4,839,663 A und CN 102420352 A zeigen jeweils Antennenanordnungen, bei welchen Dipolstrahler im Bereich eines Schlitzstrahlers angeordnet sind und mit diesem parallel geschaltet sind.

Weitere Antennenanordnungen sind aus der US 7,498,994 B2 und der US 6,424,309 B1 bekannt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine kompakte dual polarisierte Antenne zur Verfügung zu stellen. Bevorzugt soll die dual polarisierte Antenne dabei einen geringen Abstrahlwinkel aufweisen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine dual polarisierte Antenne gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die vorliegende Erfindung umfasst eine dual polarisierte Antenne mit einem Dipolstrahler, einem Hohlraumresonatorstrahler und einem Reflektor. Erfindungsgemäß ist der Hohlraumresonatorstrahler dabei unterhalb des Reflektors angeordnet und strahlt durch einen Schlitz im Reflektor ab. Der Dipolstrahler ist oberhalb des Reflektors angeordnet. In einer ersten Variante ist dabei eine Signalleitung des Dipolstrahlers durch den Schlitz im Reflektor hindurch geführt. In einer zweiten Variante geht ein Träger des Dipol-Strahlers durch den Schlitz hindurch. Beide Varianten sind unabhängig voneinander Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Bevorzugt werden jedoch beide Varianten in Kombination eingesetzt.

Die dual polarisierte Antenne gemäß der vorliegenden Erfindung besteht damit anders als bekannte dual polarisierte Antennen, welche aus einer Kombination zweier um 90° zueinander gedrehter identischer Strahler besteht, aus zwei Strahlern unterschiedlicher Bauart. Hierdurch ergibt sich eine in Richtung einer der Polarisationen kompakte Bauform sowie Kombinations- und Verschachtelungsmöglichkeiten mit weiteren Antennen. Weiterhin wird durch die Anordnung der Strahler oberhalb bzw. unterhalb des Reflektors eine gute Trennung zwischen dem Dipolstrahler und dem Hohlraumresonatorstrahler und eine gute Richtcharakteristik erreicht. Die durch den Schlitz geführte Signalleitung vermeidet Störungen in der Abstrahlcharakteristik des Hohlraumresonatorstrahlers. Der durch den Schlitz geführte Träger erlaubt eine besonders einfache Konstruktion und eine einfache Positionierung des Dipolstrahlers über dem Schlitz. Bevorzugt erstreckt sich die Signalleitung und/oder der Träger aus dem Hohlraum des Hohlraum-Resonator-Strahlers durch den Schlitz nach oben.

Bevorzugt handelt es sich bei der dual polarisierten Antenne der vorliegenden Erfindung um eine Antenne für eine Mobilfunkbasisstation.

Bevorzugt ist der Dipolstrahler über die Signalleitung, welche durch den Schlitz hindurch geführt ist, elektrisch mit einem unterhalb des Reflektors angeordneten Speisepunkt verbunden. An dem Speisepunkt kann die Signalleitung bspw. mit einem Koaxialkabel in Verbindung stehen. In einer alternativen Ausführungsform, in der nur der Träger durch den Schlitz hindurch geht, kann der Speisepunkt jedoch auch oberhalb des Reflektors liegen.

Alternativ oder zusätzlich ist der Dipolstrahler bevorzugt durch den durch den Schlitz geführten Träger mechanisch an einem unterhalb des Reflektors angeordneten Befestigungspunkt gehalten, und insbesondere über den Träger mit dem den Hohlraum des Hohlraumresonators bildenden Gehäuse verbunden.

In einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Dipolstrahler und / oder die Signalleitung des Dipolstrahlers durch die Metallisierung einer Leiterplatte gebildet, welche sich aus dem Hohlraum des Hohlraumstrahlers heraus nach oben durch den Schlitz erstreckt. Die Leiterplatte bildet damit den Träger des Dipolstrahlers und trägt zudem die Signalleitung des Dipolstrahlers.

Die Signalleitung kann dabei insbesondere als Mikrostreifenleitung und/oder gekoppelte Mikrostreifenleitung und/oder koplanare Streifenleitung oder koplanare Schlitzleitung auf der Leiterplatte ausgebildet sein, welche sich auf der Leiterplatte aus dem Hohlraum durch den Schlitz nach oben erstreckt. Die beiden Arme des Dipolstrahlers werden bevorzugt durch eine einseitig aufgebrachte Metallisierung der Leiterplatte gebildet, im Fall einer bailancierten Signalleitung. Im Fall einer un- ballancierten Signalleitung werden die beiden Arme des Dipolstrahlers bevorzugt durch eine beidseitig aufgebrachte Metallisierung der Leiterplatte gebildet.

Die Leiterplatte weist bevorzugt einen Speisepunkt des Dipol-Strahlers auf. Alternativ oder zusätzlich kann sie einen oder mehrere mechanische Befestigungspunkte zur Befestigung mit dem den Hohlraum des Hohlraumresonators bildenden Gehäuse aufweisen.

In möglichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Metallisierung der Leiterplatte weiterhin eine Impedanzanpassung und / oder eine Filterstruktur und / oder einen Hybridkoppler und/oder einen Balun und/oder eine Feldsym- metrierungsstruktur zum speisen symmetrischer und/oder differentieller Antennen umfassen.

Bevorzugt erstreckt sich die Leiterplatte senkrecht zur Ebene des Reflektors durch den Schlitz. Bevorzugt erstreckt sich die Leiterplatte dabei parallel zur Längsachse des Schlitzes und/oder entlang einer Mittelachse des Schlitzes.

Die Leiterplatte kann mechanisch mit einer Bodenplatte, den Seitenwänden, der Deckenplatte des Hohlraums oder seitlichen Enden des Schlitzes mechanisch verbunden sein.

In einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Dipolstrahler und / oder die Signalleitung des Dipolstrahlers und/oder der Träger des Dipolstrahlers durch eine Blechstruktur und/oder als Luftleitungen realisiert. Insbesondere können dabei die durch eine Blechstruktur gebildeten Signalleitungen gleichzeitig auch den Träger des Dipolstrahlers bilden. Zusätzlich können in diesem Fall noch weitere Trägerelemente für die Blechstruktur vorgesehen sein, welch nicht notwendigerweise durch den Schlitz hindurch gehen müssen und bspw. aus dielektrischem Material bestehen können. Bevorzugt bildet ein Sockelbereich der Blechstruktur die Signalleitung des Dipol-Strahlers und/oder den Träger des Dipol-Strahlers und erstreckt sich aus dem Hohlraum des Hohlraumstrahlers heraus nach oben durch den Schlitz. Weiterhin kann ein Kopfbereich der Blechstruktur den Dipol-Strahler bilden.

Die Blechstruktur kann in gleicher Weise gestaltet sein und/oder die gleichen Elemente umfassen wie die oben bereits beschriebene Metallisierung einer Leiterplatte, nur dass im Unterschied zur Ausführungsform mit einer Leiterplatte auf ein Substrat verzichtet wird.

Die Blechstruktur kann aus einer Blechplatte gestanzt sein und/oder durch das Abwinkein von Blechelementen geformt sein. Weiterhin kann eine Anregungsstruktur zur Anregung des Hohlraumstrahlers vorgehsehen sein, welche sich innerhalb des Hohlraums des Hohlraum-Resonator- Strahlers erstreckt. Die Anregungsstruktur kann dabei insbesondere durch zwei sich innerhalb des Hohlraums erstreckende Leiter gebildet sein.

Bevorzugt erstreckt sich die Anregungsstruktur und/oder erstrecken sich die Leiter senkrecht zur Längsachse des Schlitzes und/oder parallel zur Ebene des Reflektors. Insbesondere kann sich die Anregungsstruktur senkreckt zu einer den Dipolstrahler und/oder die Signalleitung des Dipolstrahlers tragenden Leiterplatte erstrecken.

Alternativ oder zusätzlich kann die Anregungsstruktur bezüglich der Längserstreckung des Schlitzes mittig unterhalb des Schlitzes im Hohlraum angeordnet sein.

In einer ersten Ausführungsform handelt es sich bei den Leitern der Anregungsstruktur um den Innenleiter und den Außenleiter eines Koaxialkabels. Insbesondere kann ein Bereich des Koaxialkabels, welcher einen Außenleiter und einen Innenleiter aufweist, von einer Seitenwand des Hohlraumes bis unter den Schlitz reichen. Von dort aus ist der Innenleiter bevorzugt weiter in Richtung auf die andere Seitenwand geführt, während der Außenleiter unterhalb des Schlitzes endet. Der Außenleiter und / oder der Innenleiter können mit der jeweiligen Seitenwand elektrisch gekoppelt sein, insbesondere kapazitiv oder galvanisch.

In einer zweiten Ausführungsform handelt es sich bei den Leitern der Anregungsstruktur um Luftwellenleiter. Insbesondere kann die Anregungsstruktur dabei als Blechstruktur ausgebildet sein.

In einer dritten Ausführungsform werden die Leiter der Anregungsstruktur des Hohlraumstrahlers durch die Metallisierung einer Leiterplatte gebildet. Die Leiterplatte kann sich dabei bevorzugt senkrecht zu einer die Signalleitung und / oder den Dipolstrahler tragenden Leiterplatte erstrecken. Bevorzugt ist dabei eine Mikrostrei- fenleitung und/oder gekoppelte Mikrostreifenleitung und/oder koplanare Streifenleitung oder koplanare Schlitzleitung vorgesehen, welche sich von einer Seitenwand bis unter den Schlitz erstreckt, wobei einer der Leiter von dort aus weiter in Richtung auf die zweite Seitenwand weitergeführt ist, während der andere Leiter unter dem Schlitz endet.

Weiterhin kann die Anregungsstruktur und/oder die die Anregungsstruktur tragende Leiterplatte einen außerhalb des Hohlraums des Hohlraumstrahlers angeordneten Speisepunkt aufweisen, wobei bevorzugt in dem Speisepunkt ein Koaxialkabel mit einer auf der Leiterplatte angeordneten oder durch eine Blechstruktur gebildeten Leitung kontaktiert ist. Bevorzugt geht die Leiterplatte oder Blechstruktur dabei im Bereich des Speisepunktes durch eine Aussparung in einer Seitenwand des Hohlraums des Hohlraumresonatorstrahlers hindurch. Die Leiterplatte oder Blechstruktur kann mit einer oder beiden Seitenwänden des Hohlraumes mechanisch verbunden sein.

Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung der Leiter der Anregungsstruktur erstreckt sich bevorzugt der erste Leiter über einen ersten Teil seiner Erstreckung parallel zu dem zweiten Leiter und bildet zusammen mit diesem einen geschlossenen oder offenen Wellenleiter. Bevorzugt endet der zweite Leiter dabei unterhalb des Schlitzes. Weiterhin bevorzugt verläuft der zweite Teil des Leiters frei, sodass der freie Teil des zweiten Leiters zusammen mit dem ersten Leiter die Anregungsstruktur für den Hohlraumresonator bildet. Dabei kann einer oder können beide Leiter mit den Seitenwänden des Resonators elektrisch gekoppelt sein.

Gemäß einer möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Anregungsstruktur des Hohlraumresonatorstrahlers und kann insbesondere mindestens ein Leiter der Anregungsstruktur durch eine Aussparung in dem Träger und insbesondere der den Dipolstrahler und / oder die Signalleitung des Dipolstrahlers tragenden Leiterplatte oder der diese bildenden Blechstruktur hindurchgehen. Hierdurch ergibt sich eine besonders kompakte Anordnung. Die Aussparung in der Lei- terplatte oder der Blechstruktur, durch welche die Anregungsstruktur hindurchgeht, kann dabei geschlossen sein, d. h. einen Durchbruch durch die Leiterplatte oder die Blechstruktur bilden. Die Aussparung kann in einer anderen Ausführungsform jedoch auch nach außen hin offen sein, bspw. in Form eines Schlitzes, was eine noch einfachere Montage ermöglicht, da die Anregungsstruktur des Hohlraumresonatorstrahlers und die Leiterplatte oder die Blechstruktur für den Dipolstrahler hierdurch ineinander geschoben werden können. Insbesondere kann dabei eine die Anregungsstruktur tragende Leiterplatte oder eine diese bildende Blechstruktur durch die Aussparung in der den Dipolstrahler und / oder die Signalleitung des Dipolstrahlers tragenden Leiterplatte oder der diese bildenden Blechstruktur hindurchgehen. Bevorzugt handelt es sich in diesem Fall um eine nach außen hin offene Aussparung.

Weiterhin kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass sich die Anregungsstruktur und bevorzugt beide Leiter der Anregungsstruktur des Hohlraumresonatorstrahlers durch eine Seitenwand des Hohlraumes des Hohlraumresonators hinein in den Hohlraum erstreckt oder erstecken. Hierdurch ergibt sich ein besonders kompakter Anschluss für die Anregungsstruktur des Hohlraumresonatorstrahlers. Bevorzugt ist die Anregungsstruktur des Hohlraumresonatorstrahlers dabei mechanisch mit der Seitenwand des Hohlraums des Hohlraumresonators verbunden, und insbesondere in dem Durchbruch in der Seitenwand des Hohlraums des Hohlraumresonators, durch welche die Anregungsstruktur in den Hohlraum hineingeführt ist, festgelegt. In einer möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Anregungsstruktur auch mit der gegenüberliegenden Seitenwand des Hohlraumes mechanisch verbunden sein.

Bevorzugt ist der Speisepunkt des Dipolstrahlers bei der erfindungsgemäßen dual polarisierten Antenne unterhalb einer Anregungsstruktur des Hohlraumresonatorstrahlers im Hohlraum des Hohlraumresonatorstrahlers angeordnet, insbesondere in einem Bodenbereich des Hohlraumes. Alternativ kann er Speisepunkt auch außerhalb und bevorzugt unterhalb des Hohlraums des Hohlraumresonatorstrahlers angeordnet sein, insbesondere unterhalb einer Bodenplatte des Hohlraumes. In beiden Fällen wird die Strahlung des Hohlraumresonatorstrahlers durch die Ankop- pelung des Dipolstrahlers nicht oder nur geringfügig beeinflusst.

Bevorzugt kann in dem Speisepunkt des Dipolstrahlers ein Koaxialkabel mit einer auf einer Leiterplatte angeordneten oder durch eine Blechstruktur gebildeten Leitung kontaktiert sein. Befindet sich der Speisepunkt dabei im Hohlraum des Hohlraumresonators, verläuft die Koaxialleitung bevorzugt im Bodenbereich des Hohlraumes oberhalb der Bodenplatte, und hat hierdurch nur einen geringfügigen Ein- fluss auf die Strahlungscharakteristik des Hohlraumresonatorstrahlers. Noch geringer ist der Einfluss, wenn der Speisepunkt unterhalb des Hohlraumes und insbesondere unterhalb einer Bodenplatte des Hohlraumes vorgesehen ist, sodass das Koaxialkabel außerhalb des Hohlraumes verläuft. Insbesondere kann dabei ein Bereich der Leiterplatte oder der Blechstruktur, welcher den Speisepunkt trägt, durch die Bodenplatte des Hohlraumes hindurchgeführt sein.

Die Anregungsstruktur kann mindestens eine metallische Anpassstruktur und/oder Strahlerstruktur aufweisten. Eine solche Anpassstruktur und/oder Strahlerstruktur kann das lösen der Welle von der Anregungsstruktur vereinfachen.

Bevorzugt vergrößert die Anpassstruktur und/oder Strahlerstruktur die Breite der Leiter der Anregungsstruktur nach außen hin.

Alternativ oder zusätzlich kann die Anpassstruktur und/oder Strahlerstruktur einen metallischen Körper aufweisen, wobei der metallische Körper bevorzugt um die Anregungsstruktur des Hohlraumresonators angeordnet ist. Bevorzugt sind um beide Leiter der Anregungsstruktur ein metallischer Körper angeordnet, welcher weiter bevorzugt einen zylindrischen und/oder konischen Abschnitt aufweist. Weiterhin bevorzugt können die Leiter der Anregungsstruktur des Hohlraumresonatorstrahlers dabei axial durch die Körper hindurchtreten. Die Anpassstruktur und/oder Strahlerstruktur kann einen zusätzlichen Strahler bilden, insbesondere einen Dipolstrahler, welcher den Hohlraumresonatorstrahler anregt. Alternativ oder zusätzlich kann die Anpassstruktur und/oder Strahlerstruktur als parasitäres Element wirken.

In einer möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann in dem Hohlraum des Hohlraumresonatorstrahlers mindestens ein dielektrischer Körper angeordnet sein. Hierdurch lässt sich die Größe des Hohlraums reduzieren.

Weiterhin bevorzugt kann der Hohlraumresonatorstrahlers an Stellen hoher und/oder niedriger elektrischer Feldstärken mit einem oder mehreren metallischen und/oder dielektrikschen Körpern gefüllt werden.

Erfindungsgemäß können sich entlang der Ränder des Schlitzes kragenförmige Wandbereiche erstrecken. Hierdurch werden die Ränder des Schlitzes durch Wandbereiche gebildet, welche sich zumindest auch in Höhenrichtung erstrecken. Die die Ränder bildenden Wandbereiche verbessern dabei die Richtcharakteristik des Hohlraum-Resonator-Strahlers erheblich. Die Wandbereiche können sich dabei oberhalb und / oder unterhalb des Reflektors erstrecken. In einer bevorzugten Ausgestaltung erstrecken sich die Wandbereiche dabei umlaufend entlang der Ränder des Schlitzes.

Bevorzugt bilden die Wandbereiche eine Stufe mit dem Reflektor. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform können die Wandbereiche dabei senkrecht auf der durch den Reflektor gebildeten Ebene stehen. Es sind jedoch auch Anordnungen denkbar, bei welchen die Wandbereiche sich schräg zur Ebene des Reflektors erstrecken.

Weiterhin sind Ausführungsformen denkbar, bei welchen die Wandbereiche mehrere Stufen bilden. Im Folgenden werden bevorzugte Bemessungen der erfindungsgemäßen dual polarisierten Antenne näher beschrieben. Die einzelnen Maße sind dabei jeweils für sich genommen von Vorteil, und können beliebig kombiniert werden.

Soweit die Maße in Abhängigkeit von Lambda angegeben werden, handelt es sich bei Lambda um die Wellenlänge der Mittenfrequenz des untersten Resonanzfrequenzbereiches des jeweiligen Strahlers.

Ganz allgemein wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter einem Resonanzfrequenzbereich ein zusammenhängender Frequenzbereich des Strahlers bezeichnet, welcher eine Rückflussdämpfung von besser 6 dB, oder besser 10 dB oder besser 15 dB aufweist. Die einzelnen Grenzwerte der Rückflussdämpfung hängen dabei von der konkreten Anwendung der Antenne ab. Die Mittenfrequenz ist als das arithmetische Mittel der obersten und der untersten Frequenz im Resonanzfrequenzbereich definiert.

Der Resonanzfrequenzbereich und damit die Mittenfrequenz werden erfindungsgemäß bevorzugt bezüglich der Impedanzlage im Smith-Chart bestimmt, unter Annahme nachfolgender Elemente zur optimalen Impedanzanpassung und / oder Impedanztransformation.

Die Wellenlänge Lambda ist dabei die Wellenlänge im jeweiligen Medium. Ist der Hohlraum daher mit einem Dielektrikum gefüllt, so beziehen sich die Bemaßungen des Hohlraums und des Schlitzes auf die Wellenlänge im Dielektrikum.

Im Rahmen der Verwendung der erfindungsgemäßen dual polarisierten Antenne wird unter dem untersten Resonanzfrequenzbereich bevorzugt der unterste zum Senden und / oder Empfangen genutzte Resonanzfrequenzbereich der Antenne verstanden. Bevorzugt weisen die kragenfömigen Wandbereiche, welche sich entlang der Ränder Schlitzes erstrecken, in Höhenrichtung eine Erstreckung zwischen 0,01 Lamb- da und 0,4 Lambda auf, bevorzugt zwischen 0,05 Lambda und 0,2 Lambda. Bei Lambda handelt es sich dabei um die Wellenlänge der Mittenfrequenz des untersten Resonanzfrequenzbereichs des Hohlraum-Resonator-Strahlers. In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung können die Wandbereiche eine konstante Höhe aufweisen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung strahlt der Hohlraumresonatorstrahler durch einen Schlitz im Reflektor ab. Der Hohlraum des Hohlraumresonators ist daher zumindest in einem Teilbereich breiter als der Schlitz. Die hat erfindungsgemäß den Vorteil, dass der Dipolstrahler besser von dem Hohlraumresonatorstrahler entkoppelt ist und/oder eine höhere Richtwirkung erzielt, da er im Wesentlichen den Reflektor sieht.

Bevorzugt sind die in Längsrichtung des Schlitzes verlaufenden Seitenwände des Hohlraums des Hohlraumresonatorstrahlers in Breitenrichtung von den Rändern des Schlitzes beabstandet angeordnet. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform folgen die Seitenwände der Form der Ränder des Schlitzes, insbesondere mit einem gewissen Abstand.

Bevorzugt beträgt der Abstand zwischen den Seitenwänden und den Rändern in Breitenrichtung weniger als 0,25 Lambda und weiter bevorzugt weniger als 0,15 Lambda, wobei es sich bei Lambda um die Wellenlänger der Mittenfrequenz des untersten Resonanzfrequenzbereichs des Hohlraumresonatorstrahlers handelt. Alternativ oder zusätzlich kann der Abstand zwischen den Seitenwänden und den Rändern in Breitenrichtung größer als 0,05 Lambda und bevorzugt größer als 0,1 Lambda betragen, wobei es sich bei Lambda um die Wellenlänger der Mittenfrequenz des untersten Resonanzfrequenzbereiches des Hohlraumresonatorstrahlers handelt. Alternativ oder zusätzlich kann der Abstand zwischen den Seitenwänden und den Rändern in Breitenrichtung zwischen dem 0,5-fachen und dem 1 ,5-fachen der kleinsten Breite des Schlitzes betragen.

Besonders bevorzugt ist der Abstand in Breitenrichtung zwischen den Seitenwänden und den Rändern konstant, d. h. die Seitenwände folgen dem Verlauf der Ränder mit einem konstanten Abstand.

Auch in Längenrichtung können die Seitenwände vom Ende des Schlitzes beabstandet sein. In diesem Fall beträgt der Abstand in Längenrichtung dabei weniger als 0,25 Lambda und weiter bevorzugt weniger als 0,15 Lambda, wobei es sich bei Lambda um die Wellenlänger der Mittenfrequenz des untersten Resonanzfrequenzbereichs des Hohlraumresonatorstrahlers handelt.

In einer alternativen Ausführungsform kann der Abstand zwischen den Seitenwänden in Längsrichtung des Schlitzes jedoch der Länge des Schlitzes entsprechen.

Durch eine der oben genannten Bemessungen ergibt sich einerseits ein in Breitenrichtung sehr kompakter Strahler, welcher andererseits eine gute Abstrahlcharakteristik aufweist.

Besonders bevorzugt wird der Hohlraum des Hohlraumresonatorstrahlers durch eine Bodenplatte, Seitenwände und eine Deckenplatte gebildet. Gegebenenfalls können dabei die Bodenplatte und / oder die Seitenwände und / oder die Deckenplatte auch einstückig aus einer Metallplatte gefertigt und über Falze miteinander in Verbindung stehen. Bevorzugt ist dabei erfindungsgemäß der Schlitz in der Deckenplatte angeordnet. In einer möglichen Ausführungsform können die Bodenplatte und die Deckenplatte parallel zueinander verlaufen. Alternativ oder zusätzlich können die Seitenwände senkrecht auf der Bodenplatte und / oder der Deckenplatte stehen. An der Deckenplatte sind bevorzugt die kragenförmigen, entlang der Ränder des Schlitzes verlaufenden Wandbereiche angebracht. Das den Hohlraum bildende Gehäuse und insbesondere die Bodenplatte und / oder die Seitenwände und / oder die Deckenplatte und/oder die kragenförmigen Wandbereiche bestehen aus einem leifähigen Material, insbesondere Metallblech.

Die Deckenplatte kann erfindungsgemäß elektrisch einen Teil des Reflektors bilden. In einer möglichen konstruktiven Ausgestaltung kann eine Reflektorplatte vorgesehen sein, welche parallel zur Deckenplatte des Hohlraumes verläuft. Die Reflektorplatte kann eine Aussparung aufweisen, in welche die Deckenplatte - bevorzugt bündig - eingefügt ist. Alternativ kann die Deckenplatte unterhalb der Reflektorplatte angeordnet sein, sodass die Aussparung in der Reflektorplatte kleiner ist als die Deckenplatte. Bevorzugt sind die an den Rändern des Schlitzes angeordneten kragenförmigen Wandbereiche an der Deckenplatte des Hohlraumes befestigt und ragen durch die Aussparung in der Reflektorplatte nach oben.

Alternativ können die Deckenplatte und die Reflektorplatte einstückig sein und durch eine einzige Platte gebildet werden.

In einer weiteren Ausführungsform können Bodenplatte und / oder die Seitenwände und / oder die Deckenplatte zusätzlich Materialaussparungen besitzen und/oder aus einem Metallgitter bestehen, um das Gewicht zu senken und/oder die elektrischen Eigenschaften wie z.B. Fernfeld und Bandbreite zu verbessern. Besondern bevorzugt sind dabei Materialaussparungen an Stellen hoher und/oder niedriger elektrischer Feldstärken.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Schlitz an seiner schmälsten Stelle eine erste Breite auf, welche kleiner als 0,25 Lambda und bevorzugt kleiner als 0,15 Lambda ist. Alternativ oder zusätzlich kann der Schlitz an seiner breitesten Stelle eine zweite Breite aufweisen, welche kleiner als 0,5 Lambda und bevorzugt kleiner 0,3 Lambda ist. Dabei handelt es sich bei Lambda jeweils um die Wellenlänge der Mittenfrequenz des untersten Resonanzfrequenzbereichs des Hohlraumresonatorstrahlers. Alternativ oder zusätzlich kann der Schlitz in einem in Längsrichtung mittleren Bereich seine kleinste Breite aufweisen und in den in Längsrichtung neben dem mittleren Bereich angeordneten Bereichen eine größere Breite aufweisen.

Bevorzugt weist der Schlitz dabei im mittleren Bereich eine konstante erste Breite auf. Alternativ oder zusätzlich kann der mittlere Bereich eine Länge von 0,1 Lambda bis 0,5 Lambda, bevorzugt von 0,2 Lambda bis 0,3 Lambda aufweisen. Bei Lambda handelt es sich um die Wellenlänger der Mittenfrequenz des untersten Resonanzfrequenzbereichs des Hohlraumresonatorstrahlers.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kann die Breite des Schlitzes in den neben dem mittleren Bereich angeordneten äußeren Bereichen nach außen hin graduell zu einer zweiten Breite ansteigen. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Breite in den äußeren Bereichen über einen ersten Teilbereich graduell zu einer zweiten Breite ansteigt.

Alternativ oder zusätzlich kann die Breite in einem zweiten Teilbereich der äußeren Bereiche konstant sein. Weiterhin alternativ oder zusätzlich kann in einem dritten Teilbereich die Breite wieder graduell nach außen hin abnehmen.

Weiterhin kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Differenz zwischen der kleinsten und der größten Breite größer als 0,05 Lambda und weiter bevorzugt größer als 0,1 Lambda ist. Dabei handelt es sich bei Lambda um die Wellenlänge der Mittenfrequenz des untersten Resonanzfrequenzbereichs des Hohlraumresonatorstrahlers. Alternativ oder zusätzlich kann die Differenz zwischen der kleinsten und der größten Breite zwischen dem 0,5-fachen und der 1 ,5-fachen der kleinsten Breite betragen.

Besonders bevorzugt weist der Schlitz dabei eine Hantelform bzw. eine Knochenform auf. Alternativ oder zusätzlich kann der Schlitz in Längs- und/oder in Breitenrichtung eine bezüglich der jeweiligen Mittellinie spiegelsymmetrische Form aufweisen.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann der Schlitz eine Gesamtlänge von 0,2 Lambda bis 1 ,0 Lambda aufweisen, bevorzugt von 0,4 Lambda bis 0,8 Lambda. Besonders bevorzugt beträgt die Länge dabei zwischen 0,4 Lambda und 0,6 Lambda. Bei Lambda handelt es sich um die Wellenlänge der Mittenfrequenz des untersten Resonanzfrequenzbereichs des Hohlraumresonatorstrahlers.

Die Verwendung eines Schlitzes mit einer der oben genannten Bemessungen vergrößert die Breite des Resonanzfrequenzbereiches des Hohlraumresonatorstrahlers.

Der Hohlraum des Hohlraumresonatorstrahlers ist in Längsrichtung des Schlitzes bevorzugt gleich lang oder länger als der Schlitz.

Alternativ oder zusätzlich kann der Hohlraum des Hohlraumresonatorstrahlers in Längsrichtung des Schlitzes eine Länge zwischen 0,3 Lambda und 1 ,5 Lambda, bevorzugt zwischen 0,5 Lambda und 1 ,0 Lambda aufweisen. Bei Lambda handelt es sich dabei um die Wellenlänge der Mittenfrequenz des untersten Resonanzfrequenzbereichs des Hohlraumresonatorstrahlers.

Alternativ oder zusätzlich kann der Hohlraum des Hohlraumresonatorstrahlers in Längs- und/oder in Breitenrichtung eine bezüglich der jeweiligen senkrecht zur Ebene des Reflektors verlaufenden Mittelebene spiegelsymmetrische Form aufweisen.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist der Hohlraumresonator eine Anregungsstruktur auf, welche in einem Abstand zwischen 0,05 Lambda und 0,6 Lambda, bevorzugt zwischen 0,15 Lambda und 0,35 Lambda oberhalb des Bodens des Hohlraums des Hohlraumresonators angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich kann der Hohlraumresonator eine Anregungsstruktur aufweisen, welche in einem Abstand zwischen 0,05 Lambda und 0,6 Lambda, bevorzugt von zwischen 0,15 Lambda und 0,35 Lambda unterhalb einer Oberkante des Schlitzes angeordnet ist. Wird der Schlitz dabei durch sich in Höhenrichtung erstreckende Wandbereiche gebildet, definiert sich die Oberkante des Schlitzes als die Oberkante dieser Wandbereiche in Höhenrichtung. Bei Lambda handelt es sich um die Wellenlänge der Mittenfrequenz des untersten Resonanzfrequenzbereichs des Hohlraumresonatorstrahlers.

Durch die entsprechende Anordnung der Anregungsstruktur ergibt sich eine besonders gute Resonanz- und Abstrahlcharakteristik des Hohlraumresonatorstrahlers.

Der Dipolstrahler ist bevorzugt in einem Abstand zwischen 0,1 Lambda und 0,6 Lambda, bevorzugt von zwischen 0,15 Lambda und 0,35 Lambda oberhalb des Reflektors angeordnet. Bei Lambda handelt es sich dabei um die Wellenlänge der Mittenfrequenz des untersten Resonanzfrequenzbereichs des Dipolstrahlers. Alternativ oder zusätzlich kann der Dipol eine Länge zwischen 0,3 Lambda und 0,7 Lambda, bevorzugt von zwischen 0,4 Lambda und 0,6 Lambda aufweisen. Auch hier handelt es sich bei Lambda um die Wellenlänge der Mittenfrequenz des untersten Resonanzfrequenzbereichs des Dipolstrahlers.

Wird der Dipol im Abstand zwischen 0,15 Lambda und 0,35 Lambda oberhalb des Reflektors angeordnet weist dieser eine direktionale Fernfeldcharakteristik auf und im Abstand zwischen 0,4 Lambda und 0,6 Lambda eine bi-direktionale Fernfeldcharakteristik.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weisen die jeweils neben dem Schlitz angeordneten Bereiche des Reflektors in Breitenrichtung des Schlitzes jeweils ausgehend vom Rand des Schlitzes eine Breite auf, welche mindestens doppelt so groß ist wie die minimale Breite des Spitzes. Bevorzugt ist die Breite jeweils mindestens doppelt so groß wie die maximale Breite des Spitzes. Weiterhin bevorzugt ist die Breite der jeweiligen Bereiche des Reflektors mindestens viermal und weiter bevorzugt mindestens sechsmal so groß wie die minimale Breite des Schlitzes, weiterhin bevorzugt mindestens viermal und weiter bevorzugt mindestens sechsmal so groß wie die maximale Breite des Schlitzes. Durch die Breite des Reflektors und/oder des Schlitzes wird sichergestellt, dass der Dipolstrahler elektrisch im Wesentlichen nur den Reflektor sieht, und daher nicht von dem Hohlraumresonator des Hohlraumresonatorstrahlers beeinflusst wird und eine hohe Richtwirkung und geringe Abstrahlwinkel erzielt.

Der erfindungsgemäße Reflektor erstreckt sich bevorzugt in einer Ebene. Die oben genannten Breitenangaben beziehen sich dabei auf die Erstreckung des Reflektors in dieser Ebene. In seinem Randbereich kann der Reflektor weiterhin Abkantungen aufweisen. Der Reflektor kann dabei mechanisch durch eine einzige Reflektorplatte oder durch eine Kombination mehrerer Platten gebildet werden.

Der Dipolstrahler und der Hohlraumstrahler der erfindungsgemäßen dual polarisierten Antenne weisen bevorzugt unterschiedliche Polarisationen auf. Insbesondere stehen die Polarisationen dabei orthogonal aufeinander.

Alternativ oder zusätzlich kann sich der Dipolstrahler in Längsrichtung des Schlitzes erstrecken. Bevorzugt erstreckt sich der Dipolstrahler dabei oberhalb des Schlitzes entlang der Mittellinie des Schlitzes. Alternativ oder zusätzlich ist der Dipolstrahler in Längs- und/oder in Breitenrichtung symmetrisch zu den Rändern des Schlitzes ausgerichtet.

Erfindungsgemäß können dabei durch die Kombination aus Dipolstrahler und Hohlraumstrahler trotz der jeweiligen Erstreckung entlang der gleichen Längsachse orthogonale Polarisationen der jeweiligen Strahler erreicht werden. Dies ist dadurch begründet, dass der Dipolstrahler einen elektrischen Dipol bildet. Der Hohlraum- strahier, welcher durch den Schlitz abstrahlt, bildet dagegen entlang des Schlitzes einen magnetischen Dipol, sodass die jeweiligen Polarisationen von Dipolstrahler und magnetischem Strahler senkrecht aufeinander stehen. Hierdurch wird eine in Breitenrichtung des Schlitzes äußerst kompakte Anordnung erreicht.

Bevorzugt weisen der Dipolstrahler und der Hohlraumresonatorstrahler im Wesentlichen den oder die gleichen Resonanzfrequenzbereiche auf. Bevorzugt ist dabei mindestens ein Resonanzfrequenzbereich des einen Strahlers zu mindestens 60 % in einem Resonanzfrequenzbereich des anderen Strahlers enthalten, weiterhin bevorzugt zumindest 80 %.

Alternativ oder zusätzlich können die beiden Strahler für die gleichen Frequenzbänder einsetzbar sein bzw. zum Empfangen und / oder Senden in den gleichen Frequenzbändern genutzt werden.

Der erfindungsgemäße Dipolstrahler und der erfindungsgemäße Hohlraumresonatorstrahler weisen separate Ports auf, und können daher jeweils separat mit Signalen versorgt werden.

Die erfindungsgemäße dual polarisierte Antenne eignet sich besonders gut dafür, mit mindestens einer weiteren Antenne und bevorzugt einer Mehrzahl von weiteren Antennen zu einer Antennenanordnung kombiniert zu werden. Bei der oder den weiteren Antennen kann es sich dabei sowohl um weitere erfindungsgemäße dual polarisierte Antennen handeln, als auch um nicht erfindungsgemäß ausgestaltete, gegebenenfalls aber ebenfalls dual polarisierte Antennen.

Die vorliegende Erfindung umfasst daher weiterhin eine Antennenanordnung mit mindestens einer dual polarisierten Antenne, wie sie oben näher beschrieben wurde, sowie mit mindestens einer weiteren Antenne. Bevorzugt umfasst die Antennenanordnung dabei eine Mehrzahl weiterer Antennen. Bei der oder den weiteren Antennen kann es sich dabei um erfindungsgemäße dual polarisierte Antennen handeln, wie sie oben beschrieben wurden, und / oder um nicht erfindungsgemäß aufgebaute weitere Antennen.

In einer möglichen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antennenanordnung kann die weitere Antenne neben dem Dipolstrahler auf dem Reflektor angeordnet sein. Bevorzugt ist die weitere Antenne dabei in Breitenrichtung des Schlitzes neben dem Dipolstrahler auf dem Reflektor angeordnet. Die weitere Antenne kann dabei in Längsrichtung des Schlitzes bzw. des Dipolstrahlers bevorzugt auf der gleichen Höhe angeordnet sein wie der Dipolstrahler. Insbesondere sind dabei der Mittelpunkt der weiteren Antenne und der Mittelpunkt des Dipolstrahlers in Längsrichtung des Schlitzes auf der gleichen Höhe angeordnet.

Alternativ oder zusätzlich können mindestens zwei weitere Antennen neben dem Dipolstrahler angeordnet sein, wobei die Antennen dabei bevorzugt in Längsrichtung des Schlitzes symmetrisch bezüglich der Mittelachse des Dipolstrahlers angeordnet sind.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind auf beiden Seiten des Dipolstrahlers mindestens eine Antenne angeordnet. Gegebenenfalls können dabei auf beiden Seiten auch mehrere weitere Antennen angeordnet sein. Bevorzugt sind die auf den jeweiligen Seiten des Dipolstrahlers angeordneten Antennen dabei spiegelsymmetrisch bezüglich einer Ebene angeordnet, welche senkrecht auf dem Reflektor steht und sich in Längsrichtung des Schlitzes und / oder des Dipolstrahlers erstreckt.

Bei der oder den oben genannten weiteren Antennen handelt es sich bevorzugt um dual polarisierte Antennen. Diese müssen jedoch nicht erfindungsgemäß ausgestaltet sein. Vielmehr können auch dual polarisierte Antennen eingesetzt werden, bei welchen beide Polarisationen durch Dipole zur Verfügung gestellt werden. Insbesondere kann es sich bei den weiteren Antennen dabei um Antennen handelt, wel- che zwei orthogonal zueinander ausgerichtete Dipolstrahler aufweisen, insbesondere um Dipolquadrate.

Bevorzugt handelt es sich bei den weiteren Antennen um Antennen für ein anderes Frequenzband. Bevorzugt handelt es sich dabei um Antennen für ein höheres Frequenzband. Alternativ oder zusätzlich können die weitere oder die weiteren Antennen dabei einen anderen Resonanzfrequenzbereich aufweisen als die Strahler der erfindungsgemäßen dual polarisierten Antenne, insbesondere einen höheren untersten Resonanzfrequenzbereich.

Weiterhin alternativ oder zusätzlich kann die weitere oder können die weiteren Antennen eine geringere Höhe über dem Reflektor aufweisen als der Dipolstrahler der erfindungsgemäßen Antenne.

Bevorzugt weist die mindestens eine weitere Antenne einen Abstand von dem erfindungsgemäßen Dipolstrahler auf, welcher kleiner ist als 2 Lambda und weiterhin bevorzugt kleiner als 1 Lambda, wobei es sich bei Lambda um die Wellenlänge der Mittenfrequenz des untersten Resonanzfrequenzbereiches des Dipolstrahlers handelt. Der Abstand wird dabei bevorzugt als die kleinste Entfernung zwischen einem strahlenden Bereich der weiteren Antenne und einem strahlenden Bereich des erfindungsgemäßen Dipolstrahlers projiziert in die Reflektorebene definiert. Bevorzugt beträgt der Abstand dabei weniger als 0,7 Lambda.

Die weitere Antenne bzw. die weiteren Antennen können erfindungsgemäß als parasitäre Elemente mit dem Dipolstrahler und/oder dem Hohlraumresonatorstrahler der erfindungsgemäßen Antenne koppeln. Hierdurch wird ein sehr schmales Fernfelddiagramm des Strahlers erreicht. Wird dabei eine symmetrische Anordnung der weiteren Antennen um den erfindungsgemäßen Dipolstrahler gewählt, so wird das Fernfeld dementsprechend symmetrisch beeinflusst. In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Antennenanordnung mehrere erfindungsgemäße Antennen, wie sie oben beschrieben wurden, umfassen. Die erfindungsgemäßen Antennen weisen dabei bevorzugt eine gemeinsame Reflektorebene auf. Insbesondere können die Antennen dabei einen gemeinsamen Reflektor aufweisen. Beispielsweise kann dabei als Reflektor eine gemeinsame Metallplatte mit Aussparungen für die jeweiligen Oberseiten der Hohlraumresonatoren bzw. die erfindungsgemäßen Schlitze der Hohlraumresonatorstrahler eingesetzt werden. Die Reflektorebene kann jedoch mechanisch auch aus einer Mehrzahl von einzelnen Reflektorplatten zusammengesetzt sein.

In einer ersten Ausführungsform können mehrere erfindungsgemäße Antennen, wie sie oben beschrieben wurden, in einer Reihe nebeneinander angeordnet sein. Bevorzugt weisen die Antennen dabei jeweils abwechselnde, weiterhin bevorzugt zueinander orthogonale Ausrichtungen auf. Die erfindungsgemäß bevorzugten Ausgestaltungen des Schlitzes bzw. des Hohlraumresonators erlauben hier eine besonders kompakte Anordnung der einzelnen Antennen zueinander.

Dabei können mehrere solcher Reihen von erfindungsgemäßen Antennen nebeneinander angeordnet werden. In diesem Fall weisen die Antennen bevorzugt auch in einer Richtung senkrecht zu den Reihen jeweils abwechselnde, weiterhin bevorzugt zueinander orthogonale Ausrichtungen auf.

In einer weiteren Ausführungsform können mindestens vier erfindungsgemäße Antennen, wie Sie oben beschrieben wurden, in einem Quadrat zueinander angeordnet sein. Insbesondere können die Schlitze dabei jeweils auf den Schenkeln eines Quadrates angeordnet sein.

Die erfindungsgemäßen Antennenanordnungen, bei welchen mehrere erfindungsgemäße Antennen miteinander kombiniert werden, können ebenfalls weitere Antennen aufweisen, welche gegebenenfalls nicht erfindungsgemäß ausgestaltet sind. Insbesondere ist dabei eine Kombination mit dem oben beschriebenen Beispiel ei- ner Kombination mit mindestens einer weiteren Antenne, welche auf dem Reflektor angeordnet ist, denkbar.

Insbesondere können dabei weitere Antennen innerhalb und / oder außerhalb des Quadrates auf dem Reflektor angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann neben einer oder mehreren Reihen von erfindungsgemäßen Antennen eine Reihe von weiteren Antennen angeordnet sein.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen sowie Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 : ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen dual polarisierten Antenne in einer perspektivischen Ansicht,

Fig. 2: das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel in einer Explosionsdarstellung sowie einer Schnittansicht,

Fig. 3a: das Ausführungsbeispiel in einer Draufsicht und in einer Seitenansicht mit Bemessungen des Hohlraumresonatorstrahlers,

Fig. 3b: das Ausführungsbeispiel in einer Seitenansicht mit Bemessungen des

Dipolstrahlers,

Fig. 4: drei Varianten des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels, welche sich im Hinblick auf die Position der kragenförmigen Wandbereiche, welche den Rand des Schlitzes bilden, unterscheiden,

Fig. 5: eine erste Variante für die Speisung der beiden Strahler, wobei eine Leiterplatte für den Dipolstrahler und ein Koaxialkabel für den Hohlraumresonatorstrahler zum Einsatz kommen, Fig. 6: eine zweite Variante der Speisung der beiden Strahler, wobei eine bi-konische Struktur aus Metall für den Hohlraumresonatorstrahler zum Einsatz kommt,

Fig. 7: eine dritte Variante der Speisung, wobei für beide Strahler Leiterplatten eingesetzt werden,

Fig. 8: eine Schnittansicht durch die in Fig. 7 gezeigten Speisung,

Fig. 9: eine vierte Variante der Speisung der beiden Strahler, wobei wiederum

Leiterplatten für beide Strahler zum Einsatz kommen,

Fig. 10: eine perspektivische Ansicht des gesamten Strahlers mit der in Fig. 9 gezeigten Speisung,

Fig. 11 : eine fünfte Variante der Speisung, wobei wiederum Leiterplatten für beide Strahler zum Einsatz kommen,

Fig. 12: eine perspektivische Ansicht des gesamten Strahlers, wobei die Anregungsstruktur gemäß Fig. 11 zum Einsatz kommt,

Fig. 13: eine perspektivische Ansicht und Schnittansicht durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antennenanordnung mit einer erfindungsgemäßen dual polarisierten Antenne und zwei weiteren Antennen, welche auf dem Reflektor angeordnet sind,

Fig. 14: die E-Feldverteilung des Hohlraumresonatorstrahlers bei dem in Fig. 13 gezeigten Ausführungsbeispiel,

Fig. 15: die E-Feldverteilung des Dipolstrahlers bei dem in Fig. 13 gezeigten Ausführungsbeispiel, Fig. 16: ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antennenanordnung mit einer erfindungsgemäßen dual polarisierten Antenne und einer Mehrzahl von weiteren Antennen, welche auf dem Reflektor angeordnet sind,

Fig. 17: ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antennenanordnung, bei welchem eine Mehrzahl von erfindungsgemäßen Antennen mit abwechselnder Ausrichtung in einer Reihe angeordnet sind,

Fig. 18: ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antennenanordnung, bei welcher erfindungsgemäße Antennen mit abwechselnder Ausrichtung in zwei Reihen angeordnet sind,

Fig. 19: ein fünftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antennenanordnung, bei welcher vier erfindungsgemäße dual polarisierte Antennen in einem Quadrat angeordnet sind, und

Fig. 20: eine Draufsicht der in Fig. 19 gezeigten erfindungsgemäßen Antennenanordnung.

In Fig. 1 bis 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen dual polarisierten Antenne gezeigt. Bei der erfindungsgemäßen dual polarisierten Antenne handelt es sich bevorzugt um eine Antenne für eine Mobilfunkbasisstation. Die Antenne wird dabei zum Aussenden und / oder Empfangen von Mobilfunksignalen in einer Basisstation eines Mobilfunknetzes eingesetzt.

Erfindungsgemäß sind die beiden Strahler 1 und 2, welche die beiden Polarisationen der erfindungsgemäßen dual polarisierten Antenne erzeugen, von der Art her unterschiedlich. Die beiden Strahler 1 und 2 weisen jedoch einen gemeinsamen Reflektor 3 auf. Die beiden Strahler sind bezüglich des Reflektors 3 so angeordnet, dass die Polarisation über dem gemeinsamen Reflektor erzeugt wird, die andere, hierzu bevorzugt orthogonale Polarisation unter dem gemeinsamen Reflektor 3.

Erfindungsgemäß wird die erste Polarisation über einen Dipolstrahler 1 erzeugt, die zweite Polarisation über einen Hohlraumresonatorstrahler 2. Der Hohlraumresonatorstrahler 2 ist unterhalb des Reflektors angeordnet und strahlt durch einen Schlitz 4 im Reflektor 3. Der Dipolstrahler 1 ist oberhalb des Reflektors angeordnet, wobei eine Signalleitung 5 des Dipol-Strahlers 1 durch den Schlitz 4 hindurch geht.

Die einzelnen Bestandteile der erfindungsgemäßen dual polarisierten Antenne sind dabei insbesondere in Fig. 2 deutlich zu erkennen. Links ist die gesamte dual polarisierte Antenne in einer perspektivischen Ansicht und einer Schnittansicht dargestellt. Rechts ist oben der Dipolstrahler 1 dargestellt. Der Dipolstrahler 1 weist zwei Dipolhälften 6 auf, welche parallel zur Ebene des Reflektors verlaufen. Die beiden Dipolarme werden über die Signalleitungen 5 mit Signalen versorgt. Die Signalleitungen 5 verlaufen aus dem Hohlraum des Hohlraumresonatorstrahlers durch den Schlitz hindurch nach oben zu den beiden Dipolhälften 6.

In Fig. 1 und 2 ist aus Gründen der besseren Übersicht lediglich die leitende Struktur dargestellt, welche zum einen als Metallisierung einer Leiterplatte oder zum anderen als Blechstruktur realisiert werden kann. Wird eine Leiterplatte eingesetzt, erstreckt sich diese damit ebenfalls durch den Schlitz 4 und bildet einen Träger für den Dipolstrahler 1. Wird eine Blechstruktur eingesetzt, bilden die Signalleitungen gleichzeitig den Träger für den Dipolstrahler.

Rechts unten in Fig. 2 ist der Hohlraumresonatorstrahler gezeigt. Der Hohlraum 8 des Hohlraumresonatorstrahlers 2 weist eine Bodenplatte 10, eine Deckenplatte 11 sowie Seitenwände 9 auf, welche sich von der Bodenplatte zur Deckenplatte erstrecken. In der Deckenplatte 11 ist der Schlitz 4 angeordnet, durch welchen der Hohlraumresonatorstrahler abstrahlt. Bei dem in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Schlitz 4 durch umlaufende, kragenförmige Wandbereiche 12 umgeben. Im Ausführungsbeispiel bilden diese eine senkrecht zur Reflektorebene verlaufende Stufe. Diese Wandbereiche verbessern die Richtwirkung des Hohlraumresonatorstrahlers. Die Wände des Hohlraums sind aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigt, bevorzugt aus Blech. Die Anregung des Hohlraumresonatorstrahlers 2 erfolgt durch eine in den Hohlraum hineinreichende Sonde 7. Die Sonde verläuft bevorzugt parallel zur Reflektorebene und senkrecht zur Längsrichtung des Schlitzes in dem Hohlraum.

Im Ausführungsbeispiel ist weiterhin die Anregungsstruktur 7 durch eine Aussparung 28 in der die Signalleitungen 5 und die Dipolantenne 6 tragenden Leiterplatte 19 hindurchgeführt.

Die Deckenplatte 11 des Hohlraumes 8 des Hohlraumresonators 2 kann elektrisch einen Teil des gemeinsamen Resonators der beiden Strahler bilden. Bei dem in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Deckenplatte 11 hierfür bündig in eine entsprechende Aussparung 13 der Resonatorplatte eingefügt. In alternativen Ausgestaltungen könnte die Resonatorplatte jedoch auch über die Deckenplatte 11 gelegt werden, oder die Deckenplatte 11 einstückig mit der Resonatorplatte ausgeführt sein.

Der Hohlraumresonatorstrahler und der Dipolstrahler sind im Ausführungsbeispiel zu einer orthogonal polarisierten Antenne kombiniert. Dabei erstreckt sich der Dipolstrahler 1 parallel zu dem Schlitz 4 des Hohlraumresonatorstrahlers 2.

Der Dipol 1 erstreckt sich parallel zum Schlitz 4 und senkrecht zur Anregungsstruktur 7 des Hohlraumresonatorstrahlers. Hierdurch erzeugen Hohlraumresonatorstrahler 2 und Dipol 1 orthogonal aufeinander stehende Polarisationen. Durch die parallele Anordnung von Schlitz 4 und Dipol 1 ergibt sich dennoch eine in einer Richtung senkrecht zur Längserstreckung des Schlitzes 4 sehr kompakte Anordnung. Bevorzugte Abmessungen der erfindungsgemäßen dual polarisierten Antenne werden nun anhand von Fig. 3a und 3b näher beschrieben. Die einzelnen anhand des konkreten Ausführungsbeispiels dargestellten Werte können dabei auch jeweils für sich genommen und unabhängig von den übrigen Werten vorteilhaft zum Einsatz kommen. Sämtliche Werte sind dabei mit Bezug auf die Wellenlänge Lambda der Mittenfrequenz des untersten Resonanzfrequenzbereiches des jeweiligen Strahlers bezogen, d.h. im Hinblick auf die Bemessungen in Fig. 3a auf die des Hohlraumresonatorstrahlers, im Hinblick auf die Bemessungen in Fig. 3b auf die des Dipolstrahlers.

Ein Resonanzfrequenzbereich ist dabei ein zusammenhängender Frequenzbereich mit einer Anpassung von besser 6 dB (z. B für Mobiltelefonantennen), oder besser 10 dB (z. B. Mikrozellen-Antennen) oder besser 14 dB (z. B. Makrozellenantennen). Als unterster Resonanzfrequenzbereich wird dabei bevorzugt der unterste zum Betrieb der Antenne genutzte Resonanzfrequenzbereich verstanden.

Dabei handelt es sich bei der bezüglich der Bemessung angegebenen Wellenlänge jeweils um die effektive Wellenlänge, d. h. um die Wellenlänge im entsprechenden Medium. Dabei ist es denkbar, den Schlitz und / oder den Hohlraum mit Dielektrikum zu füllen. Hierdurch können Herstellungskosten, Abmessungen sowie elektrische und mechanische Eigenschaften beeinflusst werden.

Insbesondere kann z. B. der Hohlraum komplett mit Dielektrikum gefüllt werden, um die Abmessungen zu verkleinern. In diesem Fall beziehen sich die Bemessungen auf die Wellenlänge Lambda im Dielektrikum. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, den Hohlraum zumindest teilweise mit Dielektrikum zu füllen, um die elektromagnetischen Felder in Richtung auf die Reflektorebene zu binden und / oder zu fokussieren. Bevorzugte Bemessungen des Hohlraumresonatorstrahler werden nun im folgenden anhand von Fig. 3a angegeben. Die Abmessungen des Hohlraumresonatorstrahlers werden bezüglich der Wellenlänge Lambda der Mittenfrequenz des untersten Frequenzbereiches des Hohlraumresonatorstrahlers dargestellt.

Der Schlitz 4 weist über seine Erstreckung unterschiedliche Breiten auf. In einem mittleren Teil 14 weist der Schlitz eine konstante erste Breite B1 auf. Die Breite B1 beträgt dabei weniger als 0,25 Lambda, bevorzugt weniger als 0,15 Lambda.

An den mittleren Bereich schließen sich rechts und links Bereiche an, in welchen die Breite des Schlitzes von der ersten Breite B1 zu einer zweiten Breite B1 +B2 ansteigt. Der Anstieg der Breite ist dabei im Ausführungsbeispiel graduell, insbesondere linear. B2 ist dabei kleiner als 0,25 Lambda, bevorzugt kleiner als 0,15 Lambda. Nach einem kurzen Abschnitt mit konstanter Breite B1+B2 sinkt die Breite nach außen hin wieder zur ersten Breite B1 ab. Auch dies erfolgt graduell, im Ausführungsbeispiel linear.

Der mittlere Bereich 14, in welchem der Schlitz eine konstante erste Breite B1 aufweist, weist eine Länge L1 zwischen 0,1 Lambda und 0,5 Lambda auf, bevorzugt zwischen 0,2 Lambda und 0,3 Lambda.

Die erfindungsgemäße Knochenform des Schlitzes mit den seitlichen Bereichen 15, in welchen die Breite des Schlitzes von der Mitte ausgehend ansteigt, erhöht dabei die Bandbreite des Hohlraumresonatorstrahlers.

Die maximale Breite des Schlitzes B1+B2 ist kleiner als 0,5 Lambda, bevorzugt kleiner als 0,3 Lambda.

Die Gesamtlänge des Schlitzes beträgt 0,2 Lambda bis 1 Lambda, bevorzugt 0,4 Lambda bis 0,8 Lambda. Die Seitenwände 9 des Hohlraums des Hohlraumresonators sind im Ausführungsbeispiel mit einem konstanten Abstand zu den Rändern des Schlitzes 4 angeordnet. Insbesondere folgen die Seitenwände dabei dem Verlauf des Schlitzes mit einem im Wesentlichen konstanten Abstand in Breitenrichtung. Der Abstand zwischen den Seitenwänden des Hohlraums und den Rändern des Schlitzes in Breitenrichtung B3 beträgt dabei weniger als 0,25 Lambda, bevorzugt weniger als 0,15 Lambda.

Im Ausführungsbeispiel sind auch die an den beiden Längsseiten des Schlitzes bzw. des Hohlraumes angeordneten Seitenwände des Hohlraumes in einem gewissen Abstand in Längsrichtung von den Enden des Schlitzes angeordnet. Dies ist jedoch nicht zwingend notwendig.

Erfindungsgemäß weist der Hohlraumresonator damit bis auf einen konstanten Abstand bzw. Offset die gleiche Form auf wie der Schlitz im Reflektor. Weiterhin kann es sich bei der Form des Hohlraumresonators um eine Vergrößerung der Form des Schlitzes handeln.

Die dargestellte Form des Hohlraums des Hohlraumresonators hat, wie im Folgenden noch näher dargestellt wird, Vorteile bei der Verschachtelung mehrerer erfindungsgemäßer Antennen. Es sind jedoch auch andere Formen des Schlitzes und des Hohlraumes denkbar.

Die Gesamtlänge des Hohlraums des Hohlraumresonators L3 beträgt zwischen 0,3 Lambda und 1 ,5 Lambda, bevorzugt zwischen 0,5 Lambda und 1 Lambda.

Bevorzugt betragen B1 , B2 und / oder B3 jeweils für sich genommen mehr als 0,05 Lambda, weiter bevorzugt mehr als 0,1 Lambda.

In Höhenrichtung sind im Ausführungsbeispiel die Seitenwände 9, welche sich von der Bodenplatte 10 bis zur Deckenplatte 11 erstrecken, gerade ausgeführt. Weiter- hin stehen diese Seitenwände senkrecht auf der Ebene des Reflektors. Hier sind jedoch auch Abstufungen und / oder Schrägen denkbar.

Die Ränder des Schlitzes 4 sind als eine Abstufung 12 ausgebildet, welche sich im Ausführungsbeispiel mit einer Höhe HO in einer Richtung senkrecht zu der Ebene der Deckenplatte 11 bzw. des Reflektors 3 erstreckt. Diese Abstufung 12 umgibt auf allen Seiten den Schlitz 4 und sorgt für eine verbesserte Richtwirkung. Die Höhe HO beträgt 0 Lambda bis 0,4 Lambda, bevorzugt zwischen 0,1 Lambda und 0,2 Lambda.

Im Ausführungsbeispiel in Fig. 1 bis 3 ist dabei eine einzige Abstufung gezeigt, welche sich von der Ebene der Deckenplatte 11 bzw. des Reflektors 3 nach oben erstreckt. Wie im Folgenden noch dargestellt wird, sind jedoch auch andere Abstufungen oder andere Anordnungen der Abstufung denkbar.

Die Anregungsstruktur 7 für den Hohlraumresonator ist bevorzugt auf halber Höhe zwischen der Oberkante 15 des Schlitzes, welche durch die Oberkante der Abkantung 12 gebildet wird, und der durch die Bodenplatte 10 gebildeten Unterkante des Hohlraumresonators angeordnet. Diese Mittelebene trägt in Fig. 3 das Bezugszeichen 17.

Alternativ oder zusätzlich beträgt der Abstand H1 zwischen der Höhenposition der Anregungsstruktur 7 und der Oberkante des Schlitzes bzw. des Hohlraumresonators zwischen 0 Lambda und 0,6 Lambda, bevorzugt zwischen 0,15 Lambda und 0,35 Lambda. Weiterhin alternativ oder zusätzlich kann der Abstand H2 zwischen der Höhenposition 17 der Anregungsstruktur 7 des Hohlraumresonators und der durch die Bodenplatte 10 gebildeten unteren Ebene 18 zwischen 0 Lambda und 0,6 Lambda, bevorzugt zwischen 0,15 Lambda und 0,35 Lambda, betragen. In Fig. 3b sind die Bemessungen des Dipolstrahlers 1 des Ausführungsbeispiels gezeigt. Die Abmessungen des Dipols werden bezüglich der Wellenlänge Lambda der Mittenfrequenz des untersten Frequenzbereiches des Dipols dargestellt.

Der Dipol 1 weist eine Länge L4 zwischen 0,3 Lambda und 0,7 Lambda auf, bevorzugt zwischen 0,4 Lambda und 0,6 Lambda. Die Länge L4 des Dipols 1 bemisst sich dabei als der Abstand der jeweiligen äußeren Enden der beiden Dipolhälften 6 des Dipols 1.

Je nach Bandbreite und Antennendiagramm bzw. den gewünschten Fernfeldeigenschaften sind verschiedene Höhen H3 des Dipols 1 über der Reflektorebene 15 denkbar. Bevorzugt beträgt die Höhe dabei zwischen 0,1 Lambda und 0,6 Lambda, weiterhin bevorzugt zwischen 0,2 Lambda und 0,3 Lambda oder zwischen 0,4 Lambda und 0,6 Lambda. Für ein direktionales Antennendiagramm beträgt die optimale Höhe dabei 0,25 Lambda, für ein bidirektionales Antennendiagramm 0,5 Lambda.

Im folgenden werden unterschiedliche Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Antenne näher beschrieben:

In Fig. 4 sind drei Ausführungsbeispiele mit den Bezeichnungen 000, 003 und 004 dargestellt, welche sich im Hinblick auf die kragenförmige Abkantung 12, welche den Rand des Schlitzes bildet, unterscheiden. In allen drei Beispielen ist die Höhe HO der kragenförmigen Abkantung identisch, und liegt im Ausführungsbeispiel bei 15 mm.

Bei dem oben in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel 000 ist die kragenförmige Abkantung komplett oberhalb des Hohlraumes angeordnet, und erstreckt sich von der Deckenplatte bzw. der Ebene des Reflektors 3 nach oben. Bei dem in der Mitte dargestellten Ausführungsbeispiel 003 erstreckt sich die Abkantung von der Ebene der Deckenplatte bzw. des Reflektors sowohl nach oben, als auch nach unten in den Hohlraumresonator hinein.

Bei dem unten dargestellten Ausführungsbeispiel 004 erstreckt sich die Abkantung dagegen von der Ebene des Reflektors bzw. der Deckenplatte ausschließlich nach unten in den Hohlraumresonator hinein, und nicht über die Ebene des Reflektors nach oben.

Alle drei Ausführungsbeispiele weisen ähnliche Fernfelddiagramme und ähnliche S- Parameter auf und zeigen somit Einflüsse auf die Feinabstimmung der Antenne .

In den drei Ausführungsbeispielen wurde die Lage der Anregungsstruktur 7 für den Hohlraumresonator dabei an die Lage der Oberkante des Schlitzes angepasst, dass sich diese in Höhenrichtung in einem Abstand von ca. 0,25 Lambda unterhalb der Oberkante des Schlitzes befindet. In den Ausführungsbeispielen 003 und 004 wurde die Anregungsstruktur 7 daher entsprechend niedriger angeordnet als im Ausführungsbeispiel 000.

Im Folgenden werden nun mehrere unterschiedliche Ausführungsbeispiele für die Speisung des Dipolstrahlers und des Hohlraumresonanzstrahlers näher dargestellt.

Bei allen beschriebenen kann der Dipolstrahler in einer ersten Variante als Leiterplattenstrahler ausgestaltet sein, und durch einen auf der Leiterplatte angeordneten Wellenleiter gespeist wird. Der Wellenleiter 5 ist dabei eine durch die Metallisierung der Leiterplatte gebildete Signalleitung und bspw. als Mikrostreifenleitung und/oder gekoppelte Mikrostreifenleitung und/oder koplanare Streifenleitung oder koplanare Schlitzleitung ausgeführt. Im Ausführungsbeispiel verbindet die durch die Metallisierung der Leiterplatte gebildete Signalleitung die durch die Metallisierung der Leiterplatte gebildeten Dipolhälften 6 mit einem Speisepunkt 20, an welchem die Leiterplatte mit einem Koaxialkabel 21 in Verbindung steht. Die Verwendung einer Leiter- platte 19 als Träger für den Dipolstrahler und / oder die Signalleitung hat dabei den Vorteil, dass eine mechanisch und konstruktiv äußerst einfache Lösung gefunden werden konnte, durch welche die Signalleitung bzw. der Träger durch den Schlitz des Hohlraumresonatorstrahlers geführt werden kann. Hierdurch kann der Dipolstrahler über dem Schlitz positioniert werden.

Die Leiterplatte kann gegebenenfalls auch zur Impedanzanpassung und / oder Zusammenschaltung des Dipols und / oder Hohlraumresonatorstrahlers verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich können auf der Leiterplatte Filterstrukturen und / oder Hybridkoppler und/oder einen Balun und/oder eine Feldsymmetrierungsstruk- tur zum speisen symmetrischer und/oder differentieller Antennen und / oder andere Strukturen integriert werden. Insbesondere kann es sich auch bei diesen Strukturen um gedruckte Schaltungen handeln, d. h. um Elemente, welche durch die Metallisierung der Leiterplatte zur Verfügung gestellt werden.

Die Ankoppelung des Koaxialkabels an die Leiterplatte kann sowohl innerhalb des Hohlraums des Hohlraumresonatorstrahlers, als auch außerhalb erfolgen. Erfolgt sie außerhalb, so wird die Leiterplatte bevorzugt in einem Teilabschnitt, welcher den Speisepunkt trägt, aus dem Hohlraum herausgeführt, wobei die Mikrostreifen- leitung 5 von dem außerhalb des Hohlraums liegenden Kontaktpunkt 20 ins Innere des Hohlraumes und von dort durch den Schlitz zu den Dipolelementen 6 geführt ist.

In einer zweiten Variante kann der Dipolstrahler als Blechstrahler ausgestaltet sein. In diesem Fall werden die Dipolhälften und Signalleitungen durch eine Blechstruktur gebildet. Die Blechstruktur kann dabei die gleiche Form und/oder Ausgestaltung aufweisen wie die bei der ersten Variante vorgesehene Metallisierung. Es wird lediglich auf ein Substrat verzichtet. Hierdurch können die Kosten erheblich gesenkt werden. Die Anregungsstruktur für den Hohlraumresonatorstrahler ist durch eine Öffnung in einer Seitenwand des Hohlraums des Hohlraumresonatorstrahlers in diesen hineingeführt, und verläuft dort parallel zur Ebene des Reflektors und senkrecht zur Ebene der Leiterplatte des Dipols bzw. senkrecht zur Längserstreckung des Schlitzes.

Die Anregungsstruktur erstreckt sich durch eine Aussparung der Leiterplatte bzw. Blechstruktur des Dipols hindurchgeführt.

Der Dipol ist dabei bezüglich der Längserstreckung und / oder bezüglich der Breitenrichtung des Schlitzes mittig über dem Schlitz angeordnet. Gleiches gilt im Ausführungsbeispiel für die Signalleitung, welche von der Oberkante des Schlitzes nach oben zu den beiden Dipolhälften 6 geführt ist. Die Anregungsstruktur für den Hohlraumresonator ist in Längsrichtung mittig unterhalb des Schlitzes angeordnet.

In Fig. 5 ist nun ein erstes Ausführungsbeispiel der Speisung des Dipolstrahlers und des Hohlraumresonatorstrahlers gezeigt. Links ist dabei lediglich die Metallisierung der Leiterplatte, welche die Signalleitung und den Dipol trägt, gezeigt, sowie die Anregungsstruktur 7 für den Hohlraumresonator. Rechts ist eine Schnittansicht durch die erfindungsgemäße Antenne gezeigt, wobei hier auch die Leiterplatte 19 selbst dargestellt ist. Alternativ kann die links gezeigte Metallisierung auch als Blechstruktur ohne Substrat ausgeführt sein.

Dabei erfolgt die Speisung des Dipols über einen Speisepunkt 20, welcher unterhalb der Ebene Anregungsstruktur 7 innerhalb des Hohlraumes des Hohlraumresonators angeordnet ist. Die dort über das Koaxialkabel 21 eingespeiste Energie wird dann über den auf der Leiterplatte angeordneten oder durch die Blechstruktur gebildeten Wellenleiter 5, welcher als Mikrostreifenleitung ausgeführt ist, nach oben zum Dipol geführt. Die Leiterplatte 19 bzw. die Blechstruktur und damit der Dipol steht hierdurch schwebend in dem Schlitz des Hohlraumresonatorstrahlers. Die Anordnung des Koaxialkabels 21 im Bodenbereich hat dabei den Vorteil, dass das Feld des Hohlraumresonatorstrahlers nicht durch das Dipolkabel gestört wird und somit symmetrischer ist.

Das Koaxialkabel 21 zur Speisung des Dipols 6 wird dabei durch eine Seitenwand des Hohlraums des Hohlraumresonators in den Hohlraum hineingeführt.

Die Anregungsstruktur 7 für den Hohlraumresonatorstrahler ist durch eine Öffnung in einer Seitenwand des Hohlraums des Hohlraumresonatorstrahlers in diesen hineingeführt, und verläuft dort parallel zur Ebene des Reflektors 3 und senkrecht zur Ebene der Leiterplatte 19 bzw. senkrecht zur Längserstreckung des Schlitzes 4. Die Anregungsstruktur 7 ist dabei durch eine Aussparung 28 durch die Leiterplatte 19 bzw. die Blechstruktur hindurchgeführt.

Im Ausführungsbeispiel in Fig. 5 wird die Anregungsstruktur durch das Ende eines Koaxialkabels 22 gebildet, welches seitlich in den Hohlraumresonator hineinragt. Im Ausführungsbeispiel ist der Außenleiter des Koaxialkabels 22 nur bis unter den Schlitz bzw. zur Mittelebene des Hohlraumes geführt, und ab dann entfernt. Der Innenleiter 23 erstreckt sich dagegen weiter in Richtung auf die gegenüberliegende Seitenwand. Sowohl der Außenleiter, als auch der Innenleiter können dabei mit den jeweiligen Seitenwänden kapazitiv und / oder galvanisch gekoppelt sein.

Dem in Fig. 6 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel liegt die gleiche Ausgestaltung der Anregungsstruktur des Dipolstrahlers und des Hohlraumresonatorstrahlers zugrunde, welches bereits zu Fig. 5. dargestellt wurde. Zusätzlich sind hier jedoch zwei metallische Körper 25 um die beiden Hälften der Anregungsstruktur 7 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel wird so eine bikonische Struktur gebildet. Die beiden Konuskörper 25 sind dabei jeweils rotationssymmetrisch um den Innenleiter 23 bzw. den Außenleiter des Koaxialkabels 22 angeordnet und zeigen mit Ihren beiden Koni aufeinander. Hierdurch wird die Ablösung der Welle vom Speisekabel und / oder die Anregung des Hohlraumresonatorstrahlers begünstigt. Bei den metalli- sehen Körpern handelt es sich dabei um eine Anpass- und/oder Strahlerstruktur der Anregungsstruktur.

Bei den in Fig. 7, 8 und 9 dargestellten Ausführungsbeispielen erfolgt die Anregung des Hohlraumresonatorstrahlers durch eine auf einer Leiterplatte 30 angeordnete oder durch eine Blechstruktur gebildete Anregungsstruktur. Die Leiterplatte 30 oder Blechstruktur zur Anregung des Hohlraumresonatorstrahlers verläuft dabei orthogonal zu der Leiterplatte 29 oder Blechstruktur, welche den Dipolstrahler und / oder die Signalleitung 5 des Dipolstrahlers trägt. In Fig. 7 ist links die Leiterplattenstruktur gezeigt, und rechts die Metallisierung ohne die dazwischen liegenden Leiterplatten bzw. die Blechstrukturen. In Fig. 8 ist eine Schnittansicht durch den erfindungsgemäßen Strahler gezeigt.

Die Leiterplatte 29 bzw. die Blechstruktur des Dipols weist dabei jeweils eine zu einer Seite hin offene Aussparung 37, 45 bzw. 47 auf, durch welche die Leiterplatte 30 bzw. die Blechstruktur der Anregungsstruktur in eine Endposition geschoben werden kann, in welcher sie die Leiterplatte 29 bzw. die Blechstruktur des Dipolstrahlers durchsetzt. Hierdurch ist eine besonders einfache Montage möglich.

Die Anregungsstruktur wird dabei durch einen Metallisierungsstreifen 31 auf der Leiterplatte 30 gebildet, welcher den Hohlraumresonator senkrecht zur Ebene der Leiterplatte 29 des Dipols durchsetzt und über die durch die Leiterplatte 29 gebildete Mittelebene hinaus verlängert ist. Die dem Metallisierungsstreifen 31 über die Leiterplatte gegenüberliegende Metallisierung 33 ist dagegen lediglich bis zur Mitte des Hohlraumes geführt. Die beiden Metallisierungsstreifen 31 und 33 stehen dabei über einen Speisepunkt 34 mit einem Koaxialkabel 32 in Verbindung. Anstelle einer Metallisierung kann wiederum auch eine entsprechende Blechstruktur eingesetzt werden.

Für die konkrete Form der Metallisierung 31 und 32 bzw. der Leiterplatte 30 der Anregungsstruktur bzw die entsprechende Blechstruktur, sowie die Lage der Ein- speisepunkte, sind unterschiedliche Ausgestaltungen denkbar. So kann auch hier der Speisepunkt 34 innerhalb oder außerhalb des Hohlraumresonators liegen.

Bei dem in Fig. 7 und 8 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Leiterplatte 30, welche die Anregungsstruktur für den Hohlraumresonator trägt, bzw. die Blechstruktur der Anregungsstruktur parallel zur Ebene des Reflektors ausgerichtet. Der Speisepunkt 34 befindet sich im Inneren des Hohlraumresonators, in der Nähe einer Seitenwand, sodass das Koaxialkabel 32 im Inneren mit der Leiterplatte 30 bzw. der Blechstruktur in Verbindung steht und in einem Bodenbereich 10 durch eine dort angeordnete Öffnung 39 aus dem Hohlraum herausgeführt ist. In diesem Ausführungsbeispiel liegt auch der Speisepunkt 20, mit welchem das Koaxialkabel 21 mit den Signalleitungen 35, 36 für den Dipolstrahler in Verbindung steht, innerhalb des Hohlraumes des Hohlraumresonators. Das Koaxialkabel 21 ist dabei durch eine Öffnung 38 in einer Seitenwand 9 des Hohlraumes herausgeführt.

Der Speisepunkt 20 für den Dipolstrahler ist unterhalb des Speisepunktes 34 für den Hohlraumresonatorstrahler angeordnet. Hierfür weist die Leiterplatte 29 bzw. die Blechstruktur eine seitlich offene Aussparung 37 auf, durch welche die Leiterplatte 30 bzw. die Blechstruktur der Anregungsstruktur hindurch geht. Die die Signalleitung 5 bildende Metallisierung 35, 36 auf der Leiterplatte 29 des Dipolstrahlers ist bogenförmig von dem unten liegenden Speisepunkt 20 um die Aussparung und damit die Anregungsstruktur herum geführt. Sind die Signalleitungen 5 des Dipolstrahlers durch eine Blechstruktur gebildet, weist diese durch die bogenförmige Führung der Signalleitungen eine Aussparung für die Anregungsstruktur auf.

In Fig. 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei links die jeweiligen Leiterplattenstrukturen, und rechts nur die Metallisierung ohne die Leiterplatten bzw. die Blechstruktur gezeigt ist. Fig. 10 zeigt die in Fig. 9 gezeigte Leiterplattenstruktur eingebaut in den Hohlraum des Hohlraumresonatorstrahlers. Bei dem in Fig. 9 und 10 gezeigten Ausführungsbeispielen liegen die Einspeisepunkte 20' und 34' für den Dipolstrahler und die Anregungsstruktur jeweils außerhalb des Hohlraumes des Hohlraumresonatorstrahlers. Die hierfür eingesetzten Leiterplatten 29' bzw. 30' bzw. Blechstrukturen weisen hierfür entsprechende Fortsätze auf, mit welchen sie durch Aussparungen im Boden bzw. in der Seitenwand des Hohlraumresonatorstrahlers hindurchgehen.

Das in Fig. 9 und 10 gezeigte Ausführungsbeispiel weist weiterhin eine andere mechanische Ausgestaltung auf. Die Leiterplatte 29' weist seitliche Flügel 38 auf, mit welchen sie mit den Seitenwänden des Hohlraumes des Hohlraumresonatorstrahlers verbunden werden kann. Weiterhin weist sie Füße 39 und 40 auf, mit welche sie durch Schlitze in der Bodenplatte hindurch geht. Einer der Füße trägt dabei zusätzlich den Einspeisepunkt 20, über welchen das Koaxialkabel mit den Metallisierungen 35' und 36', welche die Signalleitungen und den Dipolstrahler bilden, in Verbindung steht.

Die Leiterplatte 30' bzw. Blechstruktur für die Anregungsstruktur 7 ist über eine zu einer unteren Seitenkante der Leiterplatte 29' offene Aussparung 44 in der Leiterplatte 29' in Position schiebbar. Die Metallisierungen 31' und 33' bzw. Blechelemente, welche die Anregungsstruktur bilden, sind dabei jeweils dreieckförmig gebildet, um die Bandbreite zu erhöhen.

Die Leiterplatte 30' bzw. Blechstruktur wird beidseitig an den Seitenwänden 9 des Hohlraumes mechanisch befestigt, und insbesondere in dort vorgesehene in Schlitze 43 eingeschoben. Weiterhin kann hier auch eine galvanische und / oder kapazitive Koppelung der Metallisierungen 31' und 33' bzw. Blechelemente mit den jeweiligen Seitenwänden erfolgen. Der Speisepunkt 34' ist mittig herausgeführt.

Wie in Fig. 10 näher ersichtlich, weisen die den Hohlraum bildenden Wände weiterhin Laschen auf, durch welche die Koaxialkabel 21 und 32 geführt sind und hierdurch mechanisch gehalten werden. Das in Fig. 11 und 12 gezeigte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in Fig. 9 und 10 gezeigten Ausführungsbeispiel mit dem Unterschied, dass die Leiterplatte 30" bzw. die Blechstruktur, welche die Anregungsstruktur trägt bzw. bildet, nunmehr senkrecht zur Reflektorebene und senkrecht zur Leiterplatte 29" bzw. Blechstruktur des Dipolstrahlers ausgerichtet ist. Hierdurch muss zum Einschieben der Leiterplatte 30' bzw. die Blechstruktur, welche die Anregungsstruktur trägt bzw. bildet, lediglich ein schmaler Schlitz 45 in der Leiterplatte 29" bzw. Blechstruktur des Dipolstrahlers vorgesehen sein.

Allgemein können die Enden der jeweiligen Metallisierung bzw. Blechstruktur, welche die Anregungsstruktur 7 bildet, gegenüber dem Mittelteil verbreitert ausgeführt sein, um die Ablösung der Wellen zu begünstigen. In gleicher Weise können auch die Enden der beiden Dipolhälften verbreitert ausgeführt sein.

Die erfindungsgemäße dual polarisierte Antenne eignet sich besonders gut zur Verwendung in einer Gruppenantenne, bei welchen die erfindungsgemäße dual polarisierte Antenne mit mindestens einer weiteren Antenne zu einer Antennenanordnung kombiniert und/oder verschachtelt ist.

Zum einen ist eine Verschachtelung der erfindungsgemäßen Antenne mit anders ausgestalteten Strahlern bzw. anders ausgestalteten Antennen, wie z. B. Vektordipolen oder Kreuzdipolen, denkbar. Die weitere Antenne bzw. weiteren Antennen können dabei im gleichen Frequenzband und / oder in einem unterschiedlichen Frequenzband betrieben werden als die erfindungsgemäße dual polarisierte Antenne. Bevorzugt weisen die weitere Antenne bzw. die weiteren Antennen gegenüber den Resonanzfrequenzbereichen der erfindungsgemäßen dual polarisierten Antenne andere Resonanzfrequenzbereiche auf.

In Fig. 13 ist nun ein erstes Ausführungsbeispiel einer solchen Antennenanordnung gezeigt, bei welcher eine erfindungsgemäße dual polarisierte Antenne 48 mit zwei weiteren Strahlern 49 und 50 kombiniert wurde. Die beiden weiteren Strahler 49 und 50 sind auf dem Reflektor 3 der erfindungsgemäßen Antenne angeordnet. Der Reflektor 3 bildet damit einen gemeinsamen Reflektor für sämtliche Antennen.

Bei den beiden weiteren Antennen 49 und 50 handelt es sich um dual polarisierte Antennen, welche aus zwei orthogonal ausgerichteten Dipolstrahlern gebildet werden, insbesondere um zwei Dipolquadrate. Diese sind symmetrisch bezüglich der Breitenrichtung und der Längsrichtung des Schlitzes 4 neben dem Dipol 1 bzw. dem Schlitz 4 angeordnet.

Die weiteren Strahler werden im Ausführungsbeispiel für einen Frequenzbereich eingesetzt, welcher über dem Frequenzbereich der erfindungsgemäßen Antenne liegt. Entsprechend ist die Höhe der Antennen 49 und 50 über dem Reflektor 3 geringer als die Höhe des Dipols 1.

Im Ausführungsbeispiel wird die erfindungsgemäße Antenne für den Frequenzbereich 1427 bis 1550 MHz eingesetzt, und weist einen hierfür optimierten Frequenzbereich auf. Die weiteren Antennen 49 und 50 werden dagegen für den Frequenzbereich 1695 bis 2690 MHz eingesetzt und weisen einen dementsprechend optimierten Frequenzbereich auf.

Die in Fig. 13 dargestellte Verschachtelung hat den Vorteil, dass die weiteren Dipole 49 und 50 die Fernfeldcharakeristik der erfindungsgemäßen dual polarisierten Antenne 48 positiv beeinflussen. Wie die in Fig. 14 und 15 dargestellten E- Feldverteilungen zeigen, wirken die weiteren Antennen 49 und 50 dabei als parasitäre Elemente insbesondere für den Hohlraumresonatorstrahler und verschmälern das Fernfelddiagramm.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Antennenanordnung mit hoher Integrationsdichte ist in Fig. 16 gezeigt. Dabei ist auf dem Reflektor 3 der erfindungsgemäßen Antenne eine Vielzahl weiterer Antennen 49 und 50 angeordnet. Die Anordnung ist symmetrisch bezüglich der durch den Dipol 1 gebildeten Mittelebene. Bei den weiteren Antennen handelt es sich um dual polarisierte Antennen, welche aus zwei orthogonal ausgerichteten Dipolstrahlern gebildet werden, insbesondere um zwei Dipolquadrate, und/oder um Antennen für einen höheren Frequenzbereich. Im Ausführungsbeispiel sind dabei jeweils zwei Reihen ä vier Antennen in Längsrichtung des Schlitzes nebeneinander angeordnet.

Alternativ oder zusätzlich zur Kombination mit weiteren, andersartigen Antennen können auch mehrere erfindungsgemäße Antennen miteinander verschachtelt werden. Auch hier können die erfindungsgemäßen Antennen für die gleichen und / o- der verschiedene Frequenzbänder bzw. mit den gleichen und / oder verschiedenen Resonanzfrequenzbereichen eingesetzt werden.

In Fig. 17 ist eine Anordnung gezeigt, bei welcher mehrere erfindungsgemäße Antennen in einer Reihe 65 nebeneinander angeordnet sind. Dabei wechseln sich jeweils Antennen 60 und 61 mit zueinander orthogonalen Ausrichtungen in der Reihe ab. Durch die erfindungsgemäße Knochenform der Hohlräume der Hohlraumresonatoren ergibt sich dabei, wie in Fig. 17 unten gezeigt, eine besonders kompakte Anordnung in der Reihe. Für die einzelnen Antennen wird eine gemeinsame Reflektorplatte 3 eingesetzt.

In Fig. 18 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine solche Verschachtelung gezeigt, bei welcher zwei Reihen 65 und 66 von wie in Fig. 17 gezeigt verschachtelten Antennen nebeneinander angeordnet sind. Die Antennen sind dabei sowohl in Reihenrichtung, als auch senkrecht zur Reihe jeweils mit orthogonaler Ausrichtung zueinander angeordnet. Auch hier ergibt sich eine besonders kompakte Ausrichtung.

Bei der in Fig. 19 und 20 gezeigten Anordnung sind vier erfindungsgemäße Antennen im Quadrat angeordnet. Hierbei sind im Ausführungsbeispiel zwei Strahler 70 für das Frequenzband 824 bis 880 MHz optimiert, zwei Antennen 71 für das Fre- quenzband 880 bis 960 MHz. Die Antennen sind in einem Quadrat mit einer Seitenlänge D2 von 230 mm angeordnet.

Weiterhin sind innerhalb des durch die erfindungsgemäßen Antennen gebildeten Quadrates weitere Strahler 73, und außerhalb weitere Strahler 72 angeordnet. Die weiteren Strahler können dabei beispielsweise für das Frequenzband 1696 bis 2690 MHz und / oder 1350 bis 2170 MHz optimiert sein. Bei den weiteren Strahlern handelt es sich bevorzugt um dual polarisierte Dipolstrahler, welche wiederum auf dem gemeinsamen Reflektor 3 angeordnet sind.

In einer möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können mehrere Strahler der Antenne oder Antennenanordnung miteinander kombiniert werden, um über die Zusammenschaltung eine Impedanzkompensation und/oder Phasenkompensation und / oder eine Fernfeldkompensation vorzunehmen.

Beispielsweise können auch unabhängig von der Kombination der erfindungsgemäßen Antenne mit weiteren Antennen der erfindungsgemäße Dipolstrahler und der erfindungsgemäße Hohlraumresonatorstrahler zusammengeschaltet werden.

Werden mehrere erfindungsgemäße Strahler eingesetzt, können auch diese beliebig zusammengeschaltet werden. Dies gilt insbesondere auch für die in Fig. 17 und 18 gezeigten Verschachtelungsmöglichkeiten, bei welchen verschiedenste VerSchaltungen der Einzelstrahler möglich sind.

Des Weiteren ist es bei allen erfindungsgemäßen dual polarisierten Antennen denkbar, eine Polarisationsdrehung von einem VH-Pol auf einen X-Pol vorzunehmen. Dies kann entweder durch eine räumliche Drehung der Antenne, und / oder durch eine elektrische Zusammenschaltung der Strahler erfolgen. Eine solche Zusammenschaltung kann dabei z.B. über 90 180°, x-Grad-Hybridkoppler erfolgen.