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Title:
TWO-DIMENSIONAL ANTENNA ARRAY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/051796
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a two-dimensional antenna array which is characterised by the following: at least two vertically extending gaps (5a, 5b) are present in said array; a radiator arrangement is respectively provided in each of the at least two vertically extending gaps (5a, 5b), said arrangements being separately fed; the radiator arrangement provided each gap (5a, 5b) respectively comprises at least one radiator or a radiator group (9); at least one additional radiator or an additional radiator group (109b or 109a) is provided for at least one gap (5a, 5b) in such a way that it is vertically staggered in relation to the radiator arrangement provided; and the at least one additional radiator or the at least one additional radiator group (109b or 109a) is fed by means of the radiator arrangement located in the other gap (5b or 5a).

Inventors:
GOETTL MAX (DE)
RUMOLD JUERGEN (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/013726
Publication Date:
June 17, 2004
Filing Date:
December 04, 2003
Export Citation:
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Assignee:
KATHREIN WERKE KG (DE)
GOETTL MAX (DE)
RUMOLD JUERGEN (DE)
International Classes:
H01Q1/24; H01Q3/30; H01Q21/06; H01Q21/22; H01Q21/26; H01Q25/00; (IPC1-7): H01Q1/24; H01Q3/30; H01Q21/06
Domestic Patent References:
WO2002005383A12002-01-17
WO2002084790A12002-10-24
Foreign References:
US6211841B12001-04-03
US20020021246A12002-02-21
EP1227545A12002-07-31
Attorney, Agent or Firm:
Flach, Dieter (Rosenheim, DE)
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Claims:
Patentansprüche :
1. Zweidimensionales AntennenArray mit folgenden Merkma len : mit zumindest zwei vertikal verlaufenden Spalten (5a, 5b), in jeder der zumindest beiden vertikal verlaufen den Spalten (5a, 5b) ist jeweils eine Strahler anordnung vorgesehen, die getrennt voneinander gespeist werden, und die in den beiden Spalten (5a, 5b) vorgesehene Strahleranordnung umfasst jeweils zumindest einen Strahler oder eine Strahlergruppe (9), gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale : für zumindest eine Spalte (5a, 5b) ist zu der vor gesehenen Strahleranordnung in Vertikalrichtung versetzt zumindest ein zusätzlicher Strahler oder eine zusätzliche Strahlergruppe (109b oder 109a) vorgesehen, und der zumindest eine zusätzliche Strahler oder die zumindest eine zusätzliche Strahlergruppe (109b oder 109a) wird mit der in der anderen Spalte (5b oder 5a) angeordneten Strahleranordnung gespeist.
2. AntennenArray nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale : zumindest in einer Spalte (5a, 5b, 5c, 5d) und vorzugsweise in allen Spalten (5a, 5b, 5c, 5d) sind zumindest zwei Strahler oder Strahlergruppen (9) in Vertikalrichtung zueinander angeordnet, in zumindest einer Spalte (5a, 5b, 5c, 5d) ist die Anordnung derart, dass die in dieser zumindest einen Spalte (5a, 5b, 5c, 5d) vorgesehene oder zusätzlich vorgesehene Strahler oder Strahlergrup pe (9) bis auf zumindest einen Strahler oder einer Strahlergruppe (109a, 109b, 109c, 109d) gemeinsam gespeist wird und dieser zumindest eine oder zumindest eine zusätz liche Strahler oder die zumindest eine oder zu mindest eine zusätzliche Strahlergruppe (109a, 109b, 109c, 109d) wird mit den Strahlern oder Strahlergruppen (9) einer benachbarten Spalte (5a, 5b, 5c, 5d) gemeinsam gespeist.
3. AntennenArray nach Anspruch loder 2, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale : in jeder der zumindest beiden vertikal verlaufen den Spalten (5a, 5b) ist neben der jeweils dort vorgesehenen Strahleranordnung, die getrennt ge speist werden, zumindest ein zusätzlicher Strahler oder zumindest eine zusätzliche Strahlergruppe (109b oder 109a) vorgesehen, und der in jeder Spalte (5a, 5b) zumindest eine zu sätzliche Strahler oder die zumindest eine zusätz liche Strahlergruppe (109b, 109a) werden jeweils mit der in einer benachbarten Spalte (5b, 5a) vor gesehenen Strahleranordnung gemeinsam gespeist.
4. AntennenArray nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, dass der zumindest eine zusätzliche Strahler oder die zumindest eine zusätzliche Strahler gruppe (109a, 109b) in einer jeweils benachbarten Spalte (5a, 5b) zwischen zwei dort in Vertikalrichtung benachbart sitzenden Strahlern oder Strahlergruppen (9) angeordnet ist, vorzugsweise mittig zwischen diesen.
5. AntennenArray nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, dass der zumindest eine zusätzlich vorgesehene Strahler oder die zumindest eine zusätzliche Strahlergruppe (109a, 109b) auf der vertikalen Verbin dungslinie zwischen den ansonsten in dieser Spalte (5a, 5b) vorgesehenen Strahlern oder Strahlergruppen (9) an geordnet ist.
6. AntennenArray nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, dass der zumindest eine zusätzlich vorgesehene Strahler oder die zumindest eine zusätzliche Strahlergruppe (109a, 109b) zu der vertikalen Verbindungs linie zwischen den ansonsten in dieser Spalte (5a, 5b) vorgesehenen Strahlern oder Strahlergruppen (9) versetzt liegt.
7. AntennenArray nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, dass die Strahler oder Strahler gruppen (9) in einer Spalte (5a, 5b) zu denjenigen einer benachbarten Spalte (5a, 5b) in Vertikalrichtung versetzt liegen, vorzugsweise um den halben Vertikalabstand zwi schen zwei vertikal übereinander setzenden Strahlern oder Strahlergruppen (9).
8. AntennenArray nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, dass die Strahler oder Strahler gruppen (9) in einer Spalte (5a, 5b) zu denjenigen einer benachbarten Spalte (5a, 5b) in einer gleichen horizonta len Höhe liegen.
9. AntennenArray nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da durch gekennzeichnet, dass zumindest fünf Strahler oder Strahlergruppen (9) in den Spalten (5a, 5b) mit Vertikal versatz übereinander angeordnet sind, und dass in den Spalten (5a, 5b), in denen zumindest ein zusätzlicher Strahler oder zumindest eine zusätzliche Strahlergruppe (109a, 109b) vorgesehen ist, bezogen auf die Vertikallänge des AntennenArrays, dieser zumindest eine zusätzliche Strahler oder die zumindest eine zusätzliche Strahler gruppe (109a, 109b) bevorzugt mittig oder im wesentlichen mittig angeordnet ist.
10. AntennenArray nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da durch gekennzeichnet, dass zumindest fünf Strahler oder Strahlergruppen (9) in den Spalten (5a, 5b) mit Vertikal versatz übereinander angeordnet sind, und dass in den Spalten, (5a, 5b), in denen zumindest ein zusätzlicher Strahler oder zumindest eine zusätzliche Strahlergruppe (109a, 109b) vorgesehen ist, bezogen auf die Vertikallänge des AntennenArrays, dieser zumindest eine zusätzliche Strahler oder die zumindest eine zusätzliche Strahler gruppe (109a, 109b) bevorzugt am oberen oder am unteren Ende des AntennenArrays angeordnet ist.
11. AntennenArray nach einem der Ansprüche 1'bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Spalten einen Abstand von 0,25 X bis 1 X, vorzugsweise um A/2 aufweisen, wobei A die BetriebsWellenlänge, vorzugsweise die mittlere Betriebs Wellenlänge ist.
12. AntennenArray nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der vertikale Abstand der Strahler oder Strahlergruppen (9) einer Spalte (5a, 5b) ohne Berücksichtigung von dort möglicherweise vorgesehenen zusätzlichen Strahler oder Strahlergruppen (109a, 109b) zwischen 0,7 A und 1, 2 A beträgt, wobei A die Betriebs Wellenlänge, vorzugsweise die mittlere BetriebsWellenlän ge ist.
13. AntennenArray nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahler oder Strahler gruppen aus Dipolen, Kreuzdipolen, kreuzförmig strahlenden Vektordipolen, linearpolarisierten Strahlern oder Patch strahlern bestehen.
14. AntennenArray nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die in einer Spalte (5a, 5b) vorgesehenen Strahler oder Strahlergruppen (9) und die diesen Strahlern (9) in einer betreffenden Spalte (5a, 5b) zugeordneten zusätzlichen Strahler oder Strahlergruppen (109a, 109b) mit gleicher elektrischer Phase gespeist werden.
15. AntennenArray nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die in einer Spalte (5a, 5b) vorgesehenen Strahler oder Strahlergruppen (9) und die diesen Strahlern (9) in einer betreffenden Spalte (5a, 5b) zugeordneten zusätzlichen Strahler oder Strahlergruppen (109a, 109b) mit unterschiedlicher elektrischer Phase zur Veränderung des TrackingVerhaltens gespeist werden.
16. AntennenArray nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Spalten (5a, 5b) unabhängig voneinander elektrisch einstellbar sind, bevorzugt mit Phasenschiebern.
17. AntennenArray nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Spalten (5a, 5b) gemeinsam elektrisch einstellbar sind, bevorzugt mit gekoppelten Phasenschiebern.
18. AntennenArray nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere bei Einstellung eines downtiltAbsenkwinkels unter Verwendung einer un terschiedlichen PhasenlageSpeisung für die verschiedenen vertikal übereinander angeordneten Strahler (9) die zu sätzlich vorgesehenen Strahler (109a, 109b) mit einer Pha senlage gespeist werden, die bevorzugt der Phasenlage des in einer Hauptspalte (5a, 5b) vorgesehenen Strahlers (9 ; 9', 9", 9"') entspricht, der auf gleicher Höhenlage oder in einem Vertikalabstand versetzt dazu liegt, der nicht größer ist als der Abstand zwischen zwei in einer Spalte 5a, 5b vertikal übereinander angeordneten Hauptstrahlern (9).
19. AntennenArray nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zwei zusätzliche Strahler (109a, 109b) mit gleicher Phasenlage gespeist werden wie ein Strahler (9') in der zugehörigen Hauptspalte.
20. AntennenArray nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Spalte (5a, 5b) eine ungeradzahlige Anzahl von vertikal übereinander angeordne ten Strahler (9) vorgesehen ist.
21. AntennenArray nach Anspruch 19, dadurch gekennzeich net, dass in jeder Spalte zumindest ein Strahler (9') vor gesehen ist, der mit zwei in einer benachbarten Spalte (5b) vorgesehenen zusätzlichen Strahler (109a, 109b) ge meinsam gespeist wird, vorzugsweise mit gleicher Phasenla ge.
22. AntennenArray nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils gemeinsam ge speisten Strahler oder Strahlergruppen (9) so angeordnet sind, dass auch bei gegebenem Horizontalversatz der Verti kalabstand gleich ist.
23. AntennenArray nach einem der Ansprüche 1 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils gemeinsam ge speisten Strahler oder Strahlergruppen (9 ; 109a, 109b, 109c, 109d) in Vertikalrichtung so versetzt zueinander angeordnet sind, dass der Vertikalabstand zwischen zwei vertikal versetzt zueinander liegenden Strahlern oder Strahlergruppen (9 ; 109a, 109 b, 109c, 109d) bzw. der Vertikalabstand der auf unterschiedlichen Höhen liegend angeordneten Strahlern oder Strahlergruppen (9 ; 109a, 109b, 109c, 109d) für die Mehrzahl der Strahler oder Strahlergruppen (9 ; 109a, 109b, 109c, 109d) ähnlich oder gleich ist.
24. AntennenArray nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils gemeinsam ge speisten Strahler oder Strahlergruppen (9,109a, 109b, 109c, 109d) in Vertikalrichtung so versetzt zueinander angeordnet sind, dass der Vertikalabstand zwischen zwei vertikal versetzt zueinander liegenden Strahlern oder Strahlergruppen (9 ; 109a, 109b, 109c, 109d) bzw. der Ver tikalabstand der auf unterschiedlichen Höhen liegend an geordneten Strahlern oder Strahlergruppen (9 ; 109a, 109b, 109c, 109d) für alle Strahler oder Strahlergruppen (9 ; 109a, 109b, 109c, 109d) ähnlich oder gleich ist.
25. AntennenArray nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahler und Strahler gruppen (9 ; 109a, 109b, 109c, 109d) in zumindest beiden Spalten (5 ; 5a, 5b) paarweise auf gemeinsamer Höhenlinie angeordnet sind.
26. AntennenArray nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils gemeinsam ge speisten Strahler oder Strahlergruppen (9 ; 109a, 109b, 109c, 109d) in einem regelmäßigen Vertikalabstand überein ander angeordnet sind und dabei zumindest der eine Strah ler oder die zumindest eine Strahlergruppe (109a, 109b, 109c, 109d) lediglich mit Horizontalversatz zu den anderen gemeinsam gespeisten Strahlern oder Strahlergruppen (9) in einer benachbarten Spalte (5 ; 5a, 5b, 5c, 5d) angeordnet sind.
27. AntennenArray nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass in den zumindest beiden Späl ten (5 ; 5a, 5b, 5c, 5d) jeweils Strahler oder Strahler gruppen (9 ; 109a, 109b, 109c, 109d) in regelmäßigem Verti kalabstand zueinander und dabei paarweise in gleicher Höhenlage angeordnet sind, wobei in zumindest beiden Spal ten (5 ; 5a, 5b, 5c, 5d) zumindest ein Paar von zwei Strah lern oder zwei Strahlergruppen (109a, 109b, 109c, 109d) vorgesehen sind, derart, dass jeweils die in einer Spalte (5 ; 5a, 5b, 5c, 5d) angeordneten und gemeinsam gespeisten Strahler oder Strahlergruppen (9 ; 109a, 109b, 109c, 109d) mit dem zumindest einen Strahler oder der zumindest einen Strahlergruppe (109a, 109b, 109c, 109d) der benachbarten Spalten (5 ; 5a, 5b, 5c, 5d) gemeinsam gespeist wird.
Description:
Zweidimensionales Antennen-Array Die Erfindung betrifft ein zweidimensionales Antennen- Array nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein gattungsbildendes Antennen-Array umfasst üblicherweise mehrere Strahler oder Strahlergruppen, mindestens jedoch zwei neben-und zwei übereinander angeordnete Strahler bzw. Strahlergruppen, so dass sich eine zweidimensionale Array-Anordnung ergibt. Beispielsweise kann ein derartiges zweidimensionales Antennen-Array vier vertikal verlaufende und horizontal nebeneinander angeordnete Spalten aufwei- sen, in denen beispielsweise jeweils sechs bis zehn in Vertikalrichtung übereinander versetzt angeordnete Strah- ler oder Strahlergruppen angeordnet werden. Derartige An- tennen werden dann teilweise je nach Einsatzweck auch als "Smart-Antennen"bezeichnet, die u. a. beispielsweise auch im Militärbereich zur Verfolgung von Zielen (Radar) einge- setzt werden können. In diesen Anwendungen wird auch oft- mals von"phased array"-Antennen gesprochen. Verstärkt werden diese Antennen in letzter Zeit jedoch auch im Mo-

bilfunk eingesetzt, insbesondere in den Frequenzbereichen 800 MHz bis 1000 MHz bzw. 1700 MHz bis 2200 MHz.

Durch die Entwicklung neuer Primärstrahlersysteme ist nun- mehr auch der Aufbau von dualpolarisierten Antennen-Ar- rays, insbesondere mit einer Polarisationsausricht-ung von +45° bzw.-45° gegenüber der Horizontalen bzw. Vertikalen ermöglicht worden.

Derartige Antennen-Arrays, gleich, ob sie grundsätzlich dualpolarisiert sind oder nur aus einfach polarisierten Strahlern bestehen, können zur Bestimmung der Richtung des ankommenden Signals eingesetzt werden. Gleichzeitig kann jedoch durch entsprechende Abstimmung der Phasenlage der in die einzelnen Spalten eingespeisten Sendesignale auch die Abstrahlrichtung verändert werden, d. h. es erfolgt eine selektive Strahlformung.

Diese Ausrichtung der Abstrahlrichtung des Antennen-Arrays in unterschiedlicher Horizontalrichtung kann durch eine elektronische Strahlschwenkung erfolgen, d. h., dass die Phasenlagen der einzelnen Signale durch eine geeignete Signalverarbeitung eingestellt werden können. Ebenso mög- lich sind auch geeignet dimensionierte passive StrahLfor- mungsnetzwerke. Auch der Einsatz von aktiven oder durch Steuer-Signale ansteuerbaren Phasenschiebern in diesen Speisenetzwerken zur Veränderung der Abstrahlrichtung ist bekannt. Ein derartiges Strahlformungsnetzwerk kann bei- spielsweise aus einer sogenannten Butler-Matrix bestehen, die beispielsweise vier Eingänge und vier Ausgänge auf- weist. Das Netzwerk erzeugt je nach beschaltetem Eingang eine andere, aber feste Phasenbeziehung zwischen den Strahlern in den einzelnen Dipolreihen. Ein derartiger

Antennenaufbau mit einer Butler-Matrix ist beispielsweise aus der gattungsbildenden US 6, 351, 243 bekannt geworden.

Ebenso kann durch Verwendung von festeingestellten Phasen oder durch die Verwendung von Phasenschiebern zwischen den Spalten die elektronische Schwenkung des Horizontaldia- grammes vorgenommen werden. Ebenso ist durch festeinge- stellte Phasen oder durch Verwendung von Phasenschiebern eine Anhebung oder Absenkung des vertikalen Strahlungs- diagrammes möglich (downtilt).

Daneben kann natürlich das Antennen-Array auch so einge- setzt werden, dass die einzelnen Strahler oder Strahler- gruppen in den einzelnen Spalten unabhängig voneinander betrieben werden, um unabhängig voneinander in einem ge- wünschten Sende-oder Empfangsbetrieb eingesetzt zu wer- den.

Derartige Antennen-Arrays weisen bezüglich der einzeln in einer Spalte angeordneten Strahler oder Strahlergruppen ein Strahlungsdiagramm auf, deren in Horizontalrichtung verlaufende Halbwertsbreite etwa zwischen 80° und 100° liegt.

Es sind jedoch Einsatzfälle bekannt geworden, bei denen beispielsweise durchaus eine Halbwertsbreite in der Grö- ßenordnung von 60° bis beispielsweise 65° wünschbar sind.

Dabei ist bereits versucht worden, die Strahler oder Strahlergruppen in den einzelnen Spalten in unterschiedli- cher Horizontallage anzuordnen. Dies kann in gewisser Weise die Halbwertsbreite der einzelnen Strahler oder Strahlergruppen einer Spalte beeinflussen. Dadurch lassen

sich Halbwertsbreiten zwischen 75° und 100° realisieren.

Eine weitere Reduzierung der Halbwertsbreite ist auf die- sem Wege jedoch nicht mehr möglich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es von daher, ein Antennen-Array zu schaffen, welches zumindest in einer Spalte und vorzugsweise in mehreren oder allen Spalten die Möglichkeit vorsieht, die horizontale Halbwertsbreite der Strahler oder Strahlergruppen in den einzelnen Spalten auch auf Werte unter 75° absenken zu können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im An- spruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausge- staltungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ohne dass die gesamte Antennenkonstruktion größer baut, ist es erfindungsgemäß möglich, die Halbwertsbreite der Spaltenstrahler dadurch zu verringern, dass bezüglich der in einer Spalte vertikal übereinander angeordneten Strah- ler oder Strahlergruppen horizontal versetzt dazu zumin- dest ein zusätzlicher Strahler oder zumindest eine zusätz- liche Strahlergruppe vorgesehen ist, die bevorzugt in einer benachbarten Spalte untergebracht wird. Gespeist wird dieser zumindest eine zusätzliche Strahler oder diese zumindest eine zusätzliche Strahlergruppe aber nicht mit den Strahlern oder Strahlergruppen in der betreffenden Spalte, in der sie angeordnet sind, sondern gemeinsam mit den Strahlern oder Strahlergruppen der benachbarten Spal- te. Dadurch lässt sich die Halbwertsbreite deutlich redu- zieren, wobei die optimale, gewünschte Halbwertsbreite dadurch bevorzugt eingestellt werden kann, dass die einer bestimmten Spalte zugeordneten aber zu dieser versetzt

angeordneten Anzahl von Strahlern oder Strahlergruppen in geeigneter Weise gewählt wird. In der Praxis hat sich gezeigt, dass beispielsweise die Verwendung zweier zusätz- licher Strahler oder Strahlergruppen bei einem Antennen- Array mit sechs bis zwölf übereinander angeordneten Strah- ler oder Strahlergruppen ausreichend ist, um eine Halb- wertsbreite von etwa 60° bis 65° zu realisieren.

Die erfindungsgemäße Lösung kann zum Einsatz gelangen, wenn die in den einzelnen Spalten verwendeten Strahler aus linearpolarisierten Strahlern, oder aber auch aus dual- polarisierten oder zirkularpolarisierten Strahlern be- stehen. Dabei können alle geeigneten Strahler in Betracht kommen, beispielsweise Dipolstrahler in Form von herkömm- lichen Dipolstrahlern (insbesondere bei linearpolarisier- ten Antennen) oder beispielsweise nach Art eines Dipolqua- drates gebildeter, aber nach Art eines Dipolkreuzes strah- lender Dipolanordnung, wie sie beispielsweise aus der WO 00/39894 grundsätzlich als bekannt zu entnehmen sind.

Ebenso können aber auch Dipolquadrate zum Einsatz kommen oder aber auch Patchstrahler etc. Insbesondere bei kreuz- förmigen Strahleranordnungen können diese bevorzugt in einer +/-45° Orientierung in der Horizontalen bzw. Verti- kalen ausgerichtet sein.

Der Spaltenabstand, also der Abstand zwischen den Strah- lern oder Strahlergruppen zwischen zwei benachbarten Spal- ten, beträgt bevorzugt etwa A/2 der mittleren Betriebs- wellenlänge. Dieser Spaltenabstand kann grundsätzlich aber in einem Bereich von 0, 25 X bis 1,0 A der Betriebswellen- länge, vorzugsweise der mittleren Betriebswellenlänge, liegen. Bevorzugt beträgt der vertikale Abstand der Strah- ler in einer Spalte 0,7 X bis 1,2 Ä. Sollte dazwischen ein

Zusatzstrahler oder eine zusätzliche Strahlergruppe (wel- che mit den Strahlern in einer benachbarten Spalte zu- sammen gespeist wird) integriert werden, so reduziert sich der freie Abstand zu einem oberen bzw. unteren Strahler oder unteren Strahlergruppe bevorzugt auf den halben Ab- stand.

Die erfindungsgemäße Antenne kann, wie erläutert, so be- trieben werden, dass die in einer Spalte grundsätzlich vorgesehenen Strahler oder Strahlergruppen von denjenigen in einer benachbarten Spalte unabhängig gespeist und be- trieben werden (natürlich mit Ausnahme der erfindungsgemäß integrierten zusätzlichen Strahler oder Strahlergruppen, die gemeinsam mit jenen in einer benachbarten Spalte ge- speist werden). Bevorzugt sind die in einer Spalte von Hause aus vorgesehenen Strahler oder Strahlergruppen über Phasenschieber ansteuerbar, worüber gegenüber einer Hori- zontalebene ein unterschiedlicher Absenkwinkel, ein so- genannter unterschiedlicher down-tilt-Winkel einstellbar ist.

Wie im Stand der Technik auch, kann bei einem derartigen Antennen-Array durch integrierte oder nachrüstbare, ins- besondere elektromechanische Steuerungseinrichtungen auch eine fernsteuerbare Phasenveränderung bezüglich der den einzelnen Spalten zugeordneten Strahlern oder Strahler- gruppen so vorgenommen werden, dass in den einzelnen Spal- ten eine jeweils gewünschte down-tilt-Einstellung vor- genommen werden kann.

Schließlich kann aber mit einem Antennen-Array der be- schriebenen Art auch eine Beam-Formung in beliebiger Art durchgeführt werden, insbesondere dann, wenn den einzelnen

Spalten und den dort vorgesehenen Strahlern oder Strahler- gruppen eine sogenannte Butlermatrix oder ähnliche Strahl- formungs-Netzwerke vorgeschaltet werden. Alternativ dazu können in den einzelnen Spalten auch Hybride zugeschaltet werden.

Die Spalten sind bevorzugt mit gleichmäßigem Abstand nebeneinander vorgesehen, wobei aber auch Antennen-Arrays mit ungleichmäßigen Abständen nebeneinander realisierbar sind.

Schließlich können die einzelnen Strahler oder Strahler- gruppen in den einzelnen Spalten jeweils auf gleicher Höhe angeordnet oder aber in Vertikalrichtung jeweils zuein- ander versetzt liegend angeordnet sein. Dabei kann die Mittelposition eines Strahlers oder einer Strahlergruppe in einer Spalte in beliebiger relativer Vertikalhöhenlage zu der jeweiligen Position der dort vorgesehenen Strahlern oder Strahlergruppen angeordnet sein. Der Vertikalversatz kann aber auch exakt dem halben Vertikalabstand zweier übereinander angeordneter Strahler oder Strahlergruppen entsprechen.

Sind die Strahler oder Strahlergruppen in zwei benachbar- ten Spalten in Vertikalrichtung versetzt liegend zuein- ander angeordnet, so bietet dies den Vorteil, dass der oder die zusätzlich vorgesehenen Strahler oder Strahler- gruppen, die einer bestimmten Spalte zugeordnet sind, aber in einer benachbarten Spalte angeordnet werden, so an- geordnet werden können, dass sie auf einer gleichen Höhen- linie neben einem Strahler oder Strahlergruppe in der ihnen zugehörigen Spalte zu liegen kommen. Dadurch lässt sich letztendlich eine optimierte Antenne realisieren,

ohne dass deren Baugröße zunimmt.

Die zusätzlich vorgesehenen Strahler oder Strahlergruppen zur Verringerung der Halbwertsbreite können dabei sowohl eher mittig als auch am oberen und/oder unteren Ende einer Spalte angeordnet werden. Sie können auch dazwischen in beliebiger Lage angeordnet werden. Mittels dieser Positio- nier-Maßnahmen können Feinoptimierungen vorgenommen wer- den.

Um die gewünschte Minimierung der Halbwertsbreite vor- zunehmen, ist, wie erwähnt, zumindest jeweils ein zusätz- licher Strahler oder eine zusätzliche Strahlergruppe für eine Spalte vorgesehen, die dazu horizontal oder mit Horizontal-oder Vertikalkomponenten versetzt liegend in einer benachbarten Spalte integriert sind. Maximal ent- spricht die Anzahl dieser zusätzlichen Strahler oder Strahlergruppen der Zahl N-1, wobei N die Zahl der von Hause aus vorgesehenen Strahler oder Strahlergruppen in einer Spalte entspricht.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass alle Strahler oder Strahlergruppen in einer Spalte in Vertikalrichtung in gleichem Abstand versetzt zueinander angeordnet sind, wobei zumindest ein Strahler oder eine Strahlergruppe, gegebenenfalls auch mehrere jeweils mit den Strahlern oder Strahlergruppen in einer benachbarten Spalte gespeist werden. Dies ermöglicht es, dass bei- spielsweise die Strahler oder Strahlergruppen in zwei benachbarten Spalten jeweils in gleicher Höhenlinie an- geordnet sind, also paarweise auf gleicher Höhenlinie, wobei ein derartiges Paar von Strahlern oder Strahler- gruppen dann wechselweise jeweils mit den in der anderen

Spalte befindlichen Strahlern oder Strahlergruppen ge- speist werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei- spielen näher erläutert. Dabei zeigen im Einzelnen : Figur 1 : eine schematische Frontansicht eines zwei- spaltigen erfindungsgemäßen Antennen-Ar- rays ; Figur la : eine auszugsweise schematische perspekti- vische Darstellung eines sog. Dipolstrah- lers, wie er bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 verwendet wird ; Figur 2 : eine Detaildarstellung des in Figur 1 wie- dergegebenen erfindungsgemäßen Antennen- Arrays mit Strahler oder Strahlergruppen in nur einer Spalte und'den erfindungs- gemäß vorgesehenen horizontal versetzt zusätzlichen Strahler oder Strahlergruppen in einer Nachbarspalte ; Figur 3 : eine entsprechende auszugsweise Darstel- lung aus dem Antennen-Array gemäß Figur 1, jedoch bezüglich der in der zweiten Spalte von Haus aus vorgesehenen Strahler bzw.

Strahlergruppen und den dazu erfindungs- gemäß vorgesehenen horizontal versetzten weiteren Strahler oder Strahlergruppen ; Figur 4 : ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel zu dem Antennen-Array gemäß Figur 1 ;

Figur 5 : ein weiteres abgewandeltes Ausführungsbei- spiel ; Figur 6 : ein nochmaliges abgewandeltes Ausführungs- beispiel ; Figur 7 : ein weiteres zu Figur 1 abgewandeltes Aus- führungsbeispiel bestehend aus einer Viel- zahl von kreuzförmigen Dipolstrahlergrup- pen (Kreuzstrahler) ; Figur 8 : ein weiteres Ausführungsbeispiel unter Verwendung von aus Dipolen zusammengesetz- ten Dipolquadraten für die einzelnen Strahlergruppen ; Figur 9 : ein weiteres zu Figur 1 abgewandeltes Aus- führungsbeispiel für ein zweispaltiges An- tennen-Array unter Verwendung von Patch- strahlern ; Figur 10 : ein weiteres abgewandeltes Ausführungsbei- spiel unter Verwendung von einfachen pola- risierten Strahlern, vorzugsweise linear polarisierten Dipolstrahlern, die gemäß diesem Ausführungsbeispiel in Vertikal- richtung ausgerichtet sind ; Figur 11 : ein nochmals abgewandeltes Ausführungsbei- spiel ; Figur 12 : eine weiteres Ausführungsbeispiel für ein zweispaltiges Antennen-Array ;

Figur 13 : ein zu Figur 12 leicht abgewandeltes Aus- führungsbeispiel ; und Figur 14 : ein Ausführungsbeispiel für ein vierspal- tiges Antennen-Array.

In Figur 1 ist in schematischer Draufsicht ein erfindungs- gemäßes Antennen-Array 1 gezeigt, welches üblicherweise einen rückwärtigen Reflektor 3 aufweist, der bei vertika- ler Ausrichtung des Antennen-Arrays vertikal verläuft. Der Reflektor 3 kann beispielsweise aus einer elektrisch lei- tenden oder mit einer elektrisch leitenden Oberfläche versehenen Platte bestehen, wobei an den vertikalen Außen- begrenzungen abgewinkelte oder sogar senkrecht zur Reflek- torebene verlaufende und sich über eine gewisse Höhe zur Reflektorebene erstreckende Stege vorgesehen sein können.

Im gezeigten Ausführungsfall umfasst das Antennen-Array 1 zwei Spalten 5. In jeder der Spalten 5 sind mehrere, d. h. zumindest zwei primäre oder erste, d. h. grundsätzlich vorgesehene Strahler oder Strahlergruppen 9 in Vertikal- richtung versetzt zueinander angeordnet, wobei beispiels- weise die linke Spalte 5a über zwei Eingänge lla gespeist werden, nämlich für jede Polarisation über einen Eingang.

Bei einer einfach, z. B. vertikal polarisierten Antenne wäre nur ein Eingang lla vorgesehen. D. h., alle in Figur 1 dunkel wiedergegebenen und in regelmäßigen Vertikal- abständen übereinander angeordneten acht Strahler oder Strahlergruppen 9 werden über einen Eingang lla mit glei- cher Phasenlage gespeist. Würde anstelle einer dualpolari- sierten Antennenarrayanordnung nur ein Antennenarray mit einer einfachen, beispielsweise vertikalen Polarisation verwendet werden, so werden die jeweils übereinander an-

geordneten einfach polarisierten Strahler oder Strahler- gruppen nur über einen einzigen Eingang 11 gespeist. So- fern gewünscht wird, dass das Antennenarray auch in elek- trischer Hinsicht mit unterschiedlichem down-tilt-Winkel einstellbar sein soll (also in unterschiedlichen Abstrahl- winkeln gegenüber der Horizontalebene), so können in dem Antennenarray noch diverse Phasenschieber integriert sein, worüber die einzeln vertikal übereinander angeordneten Strahler oder Gruppen von übereinander angeordneten Strah- lern mit unterschiedlicher Phasenlage eingespeist werden könnten. Für jede Polarisation sind dabei also wiederum zwei Eingänge lla für eine Spalte vorgesehen, wobei über das nicht näher gezeigte Speisenetzwerk mit beispielsweise mehreren Phasenschiebern die Phasenlage für die vertikal übereinander angeordneten Strahler oder Strahlergruppen unterschiedlich einstellbar ist. Es wird hierzu beispiels- weise auf die vorveröffentlichte WO 01/13459 verwiesen und zum Inhalt dieser Anmeldung gemacht.

Über zwei zweite Eingänge llb werden die in der rechten Spalte 5b vorgesehenen, in regelmäßigen Vertikalabständen übereinander angeordneten acht Strahler oder Strahler- gruppen 9 mit ebenfalls gleicher Phasenlage oder bei Ver- wendung eines Speisenetzwerkes mit einem oder mehreren Phasenschiebern mit unterschiedlicher Phasenlage zur Er- zeugung eines down-tilt-Winkels gespeist.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel bestehen dabei die Strah- ler oder Strahlergruppen 9 aus sogenannten Kreuz-Vektordi- polen, die in ihrer Strahlrichtung im +45° bzw.-45° ge- genüber der Horizontalen oder Vertikalen ausgerichtet sind. Aufbau und Funktionsweise dieser in der schemati- schen Darstellung gemäß Figur 1 eher rechteckförmig er-

scheinenden, in ihrer elektrischen Wirkung aber nach Art von Kreuzdipolen in zwei senkrecht zueinander stehenden Ebenen polarisierten Strahlern sind grundsätzlich aus der WO 00/39894 bekannt, auf deren Offenbarungsinhalt in vol- lem Umfang Bezug genommen und zum Inhalt dieser Anmeldung gemacht wird. Anstelle dieser sogenannten Kreuz-Vektordi- pole können aber auch herkömmliche Kreuzdipole oder Di- polquadrate oder Patchstrahler etc. eingesetzt werden, wenn die einzelnen Strahler oder Strahlergruppen jeweils in zwei senkrecht zueinander stehenden Polarisationsebenen strahlen sollen. Hierauf wird später noch anhand weiterer schematischer Figuren eingegangen.

Da die Strahler in jeder der beiden Spalten 5a und 5b grundsätzlich im günstigsten Fall eine Halbwertsbreite aufweisen, die nicht kleiner als 75° ist, ist nunmehr erfindungsgemäß vorgesehen, dass zusätzliche Strahler oder Strahlergruppen vorgesehen sind.

Zum besseren Verständnis wird deshalb ergänzend auf Figur 2 Bezug genommen, in der bei dem gleichen in Figur 1 auch wiedergegebenen Antennen-Array jedoch nur die Strahler und Strahlergruppen 9 eingezeichnet sind, die bei dem An- tennen-Array in Figur 1 in der linken Spalte 5a vorgesehen sind (wie dies bereits anhand von Figur 1 erläutert wur- de). Mit anderen Worten sind die zur zweiten Spalte gehö- renden und in Figur 1 hell wiedergegebenen Strahler oder Strahlergruppen 9 in dem Beispiel gemäß Figur 2 weggelas- sen worden. Zur Verringerung der Halbwertsbreite der Strahler in der ersten Spalte 5a werden nunmehr in diesem Ausführungsbeispiel zwei zusätzliche Strahler oder Strah- lergruppen 109,109a vorgesehen, die zu der ersten Spalte 5a versetzt angeordnet werden, bevorzugt in dem Ausfüh-

rungsbeispiel in der zweiten Spalte 5b. Diese werden ge- meinsam mit denen in der ersten Spalte von Hause aus vor- gesehenen Strahler oder Strahlergruppen 9 gespeist. Durch diese zusätzlichen horizontal versetzt liegenden Strahler und Strahlergruppen 109a lässt sich. nunmehr die Halbwerts- breite verringern. Dabei wird das Maß der Halbwertsbreite bezüglich der beiden mittleren Strahler oder Strahler- gruppen 9'beispielsweise sogar auf 45° hoch gebündelt. Im Fernfeld jedoch wird nur eine Halbwertsbreite wahrgenom- men, wodurch sich die gesamte Halbwertsbreiten-Reduzierung z. B. auf einen gewünschten Bereich von etwa 60° oder 65° ergibt.

Entsprechend werden auch für die Strahler oder Strahler- gruppen 9 für die zweite Spalte 5b zusätzliche Strahler oder Strahlergruppen 109,109b vorgesehen, die-wie dies insbesondere in Figur 3 zu ersehen ist-ebenfalls in der Mitte liegend in Richtung der ersten Spalte 5a versetzt liegend angeordnet werden. Auch diese zusätzlichen Strah- ler oder Strahlergruppen 109,109b werden gemeinsam mit den Strahlern oder Strahlergruppen 9 in der zweiten Spalte 5b gespeist. Die zusätzlichen Strahler 109b in der Spalte 5a sind dabei in gleicher Höhenlinie zu den benachbarten Strahlern oder Strahlergruppen 9"in der zweiten Spalte 5b angeordnet.

Die in Figur 1 wiedergegebene Antenne ist letztlich aus den beiden Antennenteilen gemäß Figur 2 und Figur 3 zu- sammengesetzt.

Da gemäß dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 bis 3 ferner vorgesehen ist, dass die Strahler oder Strahler- gruppen in der ersten Spalte 5a um den halben Vertikal-

abstand zweier in der benachbarten Spalte angeordneten Strahler oder Strahlergruppen 9 versetzt liegend angeord- net sind, eröffnet dies die Möglichkeit, dass jeweils die zusätzlichen Strahler oder Strahlergruppen 109,109a oder 109,109b zur Reduzierung der jeweiligen Halbwertsbreite in der dazu jeweils anderen Spalte auf gleicher Höhe zu Liegen kommen, und zwar zwischen zwei vertikal benachbar- ten, dort vorgesehenen Strahler oder Strahlergruppen.

Wie bereits ausgeführt wurde, kann das zweispaltige Anten- nenarray ohne down-tilt-Einrichtung versehen sein. Über die Speiseeingänge lla bzw. llb werden für beide Polarisa- tionen dann alle Strahler 9 gleichmäßig gespeist. Von daher können die zur jeweiligen Hauptgruppe 5a bzw. 5b zu- sätzlich vorgesehenen, dann quasi in einer Nebenspalte an- geordneten zusätzlichen Strahler 109a bzw. 109b jeweils mit der gleichen Phasenlage gespeist werden wie die zur jeweiligen Hauptspalte gehörenden Strahler. Wird aber bei- spielsweise ein integriertes Speisenetzwerk verwendet, um die vertikal übereinander angeordneten Strahler jeweils mit unterschiedlicher Phasenlage zu speisen (oder bei- spielsweise immer zwei Gruppen von übereinander angeordne- ten Strahlern mit unterschiedlicher Phasenlage zu spei- sen), um also einen unterschiedlich starken down-tilt- Winkel einstellen zu können, so empfiehlt sich dann die jeweils zu den in einer Hauptspalte vorgesehenen Strahlern zugeordneten und in einer Nachbarspalte angeordneten zu- sätzlichen Strahler oder Strahlergruppen 109a, 109b mög- lichst mit der gleichen Phasenlage oder einer nächstlie- genden Phasenlage zu speisen, mit der der auch benachbart in der jeweiligen Hauptspalte liegende Strahler gespeist wird. Bei entsprechender Absenkung des Strahlungsdiagram- mes mit einem bestimmten down-tilt-Winkel soll also bei-

spielsweise bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 der in der linken Spalte 5a angeordnete Strahler 9'mit der gleichen Phasenlage gespeist werden wie der in der Neben- spalte angeordnete zusätzliche Strahler 109'a. Der dar- unter befindliche weitere Strahler 9"kann beispielsweise in nochmals verschobener Phasenlage gespeist werden, aber gemeinsam mit der in der Nebenspalte sitzenden Strahleran- ordnung 109"a. Entsprechendes gilt für die in Figur 1 hell gezeichneten Zusatzstrahler 109b, die mit der entsprechen- den gleichen Phasenlage (und zwar ebenfalls für jede Pola- risation getrennt) gespeist werden, wie die rechts davon in der Spalte 5b sitzenden Strahler.

Ergänzend wird noch auf Figur la verwiesen, in der aus- zugsweise eine vergrößerte Detaildarstellung der Antenne gemäß Figur 1 in perspektivischer Darstellung wieder- geben ist. Daraus ist auch zu ersehen, dass außen liegend am vertikalen Rand des Reflektors noch eine Randbegrenzung 3'vorgesehen sein kann, die sich im Wesentlichen senk- recht oder zumindest quer zur Reflektorebene 3 erstreckt.

Die einzelnen Spalten 5a und 5b können auch dazwischen liegend noch über eine weitere, sich bevorzugt senkrecht zur Reflektorebene erstreckende Begrenzungswand oder Be- grenzungssteg getrennt oder gegliedert sein, der auch eine andere Höhe aufweisen kann als die außen liegenden Reflek- torbegrenzungen 3'.

Ganz allgemein kann das anhand der Figuren 1 bis 3 bisher erläuterte erfindungsgemäß Antennenarray in seiner ein- fachsten Form so aufgebaut sein, dass es lediglich zwei vertikal verlaufende Spalten 5a und 5b umfasst. Dabei ist in jeder der zumindest beiden vertikal verlaufenden Spal- ten 5a und 5b jeweils eine Strahleranordnung vorgesehen,

die eingespeist wird. Die in den beiden Spalten 5a und 5b vorgesehene Strahleranordnung umfasst dabei jeweils zu- mindest einen Strahler oder zumindest eine Strahlergruppe 9. Erfindungsgemäß ist nunmehr ferner vorgesehen, dass zumindest für eine Spalte 5a oder 5b zu der dort bereits vorgesehenen Strahleranordnung in Vertikalrichtung ver- setzt liegend zumindest noch ein weiterer zusätzlicher Strahler oder zumindest eine weitere zusätzliche Strahler- gruppe 109b oder 109a vorgesehen ist und dass der zumin- dest eine zusätzliche Strahler oder die zumindest eine zusätzliche Strahlergruppe 109b oder 109a mit der in der anderen Spalte 5b oder 5a angeordneten Strahleranordnung gespeist wird.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 unterscheidet sich von jenem nach Figur 1 in zweierlei Hinsicht, nämlich dadurch, dass zum einen für jede Spalte 5 nur ein zusätz- licher Strahler oder eine zusätzliche Strahlergruppe 109a bzw. 109b vorgesehen ist, die zum anderen hier nicht eher im mittleren Bereich des Antennen-Arrays, sondern zu dem zu oberst bzw. dem zu unterst angeordneten Strahlerelement seitlich versetzt angeordnet ist. Auch hierdurch wird die Halbwertsbreite bezüglich aller Strahler oder Strahler- anordnungen in einer jeweiligen Spalte reduziert.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 sind wiederum pro Spalte zwei zusätzliche Strahler oder Strahleranord- nungen 109a bzw. 109b vorgesehen, und zwar am oberen und am unteren Ende bzw. Endbereich des Antennen-Arrays.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 sind die von Hause aus in jeder Spalte 5 vorgesehenen Strahler oder Strahlergruppen 9 in gleicher Horizontalhöhenlage zuein-

ander angeordnet, also paarweise. In diesem Fall müssen die zusätzlich vorgesehenen Strahler oder Strahlergruppen 109, die wechselweise in der benachbarten Spalte montiert sind, in einer Zwischenhöhe zu den in der jeweiligen Hauptspalte vorgesehenen Strahlern oder Strahlergruppen vorgesehen sein, wie dies aus Figur 6 ersichtlich ist.

In diesem Falle können insbesondere dann, wenn wiederum ein Speisenetzwerk zur Einstellung eines unterschiedlichen down-tilt-Winkels vorgesehen ist, die zu einer jeweiligen Hauptspalte 5a bzw. 5b vorgesehenen und in der jeweils dazu angeordneten Nebenspalte 5b bzw. 5a angeordneten zusätzlichen Strahler 109a bzw. 109b mit einer Phasenlage gespeist werden, die entweder der optimalen Phasenlage entsprechend ihrer Horizontalanordnung entspricht, oder aber eine Phasenlage aufweist, die beispielsweise mit dem in der zugehörigen Hauptspalte 5a bzw. 5b unmittelbar oberhalb oder unmittelbar unterhalb angeordneten Strahler übereinstimmt. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 könnte also von daher beispielsweise der obere zusätzliche Strahler 109'a eine Phasenlage aufweisen, die entweder der Phasenlage des Strahlers 9'oder Strahler 9"in der zu- gehörigen Hauptspalte 5a entspricht. Der in der Spalte 5b vorgesehene zusätzliche Strahler 109"a könnte wiederum eine Phase aufweisen, die der Phasenlage des in der Haupt- spalte 5a vorgesehenen Strahlers 9"oder 9"'entspricht.

Entsprechendes gilt natürlich auch für die in der Spalte 5a vorgesehenen zusätzlichen Strahler 109b, die mit den entsprechenden, in der zugehörigen Hauptgruppe 5b angeord- neten Strahlern gemeinsam betrieben werden.

Anhand von Figur 7 ist gezeigt, dass eine gleiche Anten- nenanordnung wie in Figur 1 beispielsweise auch unter

Verwendung herkömmlicher Kreuzstrahler aufgebaut sein kann.

Anhand von Figur 8 ist dabei gezeigt, dass beispielsweise anstelle der Kreuzstrahler auch Dipolquadrate eingesetzt werden können.

Figur 9 zeigt ein entsprechendes Ausführungsbeispiel unter Verwendung von Patchstrahlern.

Bei entsprechender Ausrichtung sind alle vorstehend ge- nannten Antennen-Arrays so aufgebaut, dass sie in zwei senkrecht zueinander stehenden Polarisationsebenen strah- len oder empfangen, die um +45° bzw.-45° gegenüber der Horizontalen oder Vertikalen ausgerichtet sind.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 10 ist ein An- tennen-Array mit zwei Spalten 5 mit lediglich vertikal polarisierten Dipolen gezeigt. Dieses Beispiel zeigt, dass die Strahler oder Strahlergruppen nicht zwingend aus dual- polarisierten Strahlern (oder beispielsweise aus zirkular- polarisierten Strahlern), sondern genauso auch aus linear- polarisierten Strahlern oder Strahlergruppen bestehen können.

In allen Beispielen werden durch die gleichen technischen Maßnahmen die Halbwertsbreiten der Strahlungsdiagramme für die einzelnen Spalten 5 reduziert.

Schließlich wird auch noch auf Figur 11 Bezug genommen, die eine weitere Variante beschreibt. Das zweispaltige Antennenarray 1 gemäß Figur 11 ist grundsätzlich ähnlich zu dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 bis 3 aufge-

baut. Die Besonderheiten liegen zum einen darin, dass in jeder Spalte zunächst einmal grundsätzlich nur eine unge- rade Anzahl von Hauptstrahlern 9 angeordnet sind, nämlich in der Spalte 5a im gleichen Vertikalabschnitt überein- ander in diesem Ausführungsbeispiel neun Strahler 9, eben- so wie in der Spalte 5b. Durch die ungeradzahlige Anzahl der Hauptstrahler in jeder Spalte kommt jeweils ein Strah- ler 9'in der Mitte des Antennenarrays zu liegen.

In diesem Ausführungsbeispiel sind für die in der Spalte 5a vorgesehenen Strahler zwei zusätzliche Strahler 109a, nämlich 109'a und 109"a, vorgesehen, die nunmehr um einen halben Vertikalabstand entsprechend dem vertikalen Abstands-Rastermaß zwischen den Strahlern 9 angeordnet sind. Wird die Antenne auch wieder in einem bestimmten down-tilt-Winkel betrieben, wobei also die in einer Spalte vertikal übereinander angeordneten Strahler 9 mit unter- schiedlicher Phasenlage gespeist werden, so werden bei diesem Ausführungsbeispiel bevorzugt die zusätzlich vor- gesehenen Strahler 109'a und 109"a mit der gleichen Pha- senlage gespeist wie der in der zugehörigen Hauptspalte, d. h. hier in der Spalte 5a vorgesehenen mittig angeordne- ten Strahler 9'. Entsprechendes gilt für die in Figur 11 hell gezeichneten Strahler. Dort wird der mittlere Strah- ler in der Spalte 5b mit gleicher Phasenlage wie die bei- den dazu versetzt liegenden, in der Spalte 5a vorgesehenen zusätzlichen Strahler 109b gespeist. Ebenso wäre natürlich denkbar, dass beispielsweise die zusätzlichen Strahler 109'a mit der Phasenlage des Strahlers 9"gespeist wird.

Weitere zusätzliche Strahler 109"a könnten mit der Phasen- lage des tiefer liegenden Strahlers 9"'gespeist werden.

Auch hierdurch würde eine hohe Symmetrie erzielt werden.

Ergänzend wird noch angemerkt, dass die Strahler oder Strahlergruppen 9 in einer Spalte 5 zu den jeweiligen Strahler oder Strahlergruppen 9 in der benachbarten Spalte 5b z. B. einen Abstand zwischen 0,25 X und 1 A aufweisen, bevorzugt um, A/2. X stellt dabei eine Wellenlänge der Betriebswellenlänge dar, vorzugsweise die mittlere Be- triebswellenlänge in einem zu übertragenen Frequenzband.

Der vertikale Abstand der einzelnen Strahler in den ein- zelnen Spalten differiert vorzugsweise zwischen 0,7 A und 1,3 X.

Abweichend zu den gezeigten Ausführungsbeispielen können auch Antennen-Arrays mit drei, vier oder noch mehr Spalten vorgesehen sein, wobei die Spalten vorzugsweise in Hori- zontalrichtung betrachtet gleichmäßigen Abstand zueinander haben. Aber auch Spalten mit ungleichmäßigen Abständen nebeneinander sind möglich.

Anhand der Ausführungsbeispiele wurde gezeigt, dass die Anzahl der zusätzlichen Strahler, die in der jeweils ande- ren Spalte zusätzlich integriert sind, aus zumindest einem Strahler oder zumindest einer Strahlergruppe 109,109a bzw. 109b bestehen. Bevorzugt ist die Anzahl dieser zu- sätzlich vorgesehenen Strahler 109a, 109b in maximaler Hinsicht auf eine Anzahl begrenzt, die um eins niedriger ist als die in der zugehörigen Hauptspalte"vorgesehenen Strahler oder Strahlergruppen".

Die jeweils zusätzlich vorgesehenen Strahler oder Strah- lergruppen 109,109'müssen nicht exakt in der Vertikalli- nie vorgesehen sein, in der die Strahler oder Strahler- gruppen der jeweils benachbarten Spalte angeordnet sind.

Mit anderen Worten kann hier ein zusätzlicher Versatz in

Horizontalrichtung vorgesehen sein.

Durch die erläuterten erfindungsgemäßen zusätzlichen Strahler oder Strahlergruppen lassen sich Halbwertsbreiten von beispielsweise bevorzugt 45°, 50°, 55°, 60° oder auch 65° oder 70° oder beliebige Zwischengrößen realisieren.

Dabei ist es auch möglich, eine oder mehrere Spalten nicht mit den erläuterten zusätzlich integrierten Strahlern vorzusehen, so dass hier herkömmliche Halbwertsbreiten für diese Spalte von beispielsweise 75°, 80° oder 85° reali- sierbar sind.

Anhand der erläuterten Ausführungsbeispiele ergibt sich, dass die einzelnen Spalten 5,5a, 5b etc. unabhängig von- einander elektrisch einstellbar sind, bevorzugt über eige- ne Phasenschieber. Genauso sind die Spalten aber auch ge- meinsam elektrisch einstellbar, bevorzugt über gekoppelte Phasenschieber. Sind die erläuterten Beispiele der Anten- nen-Arrays mit einer integrierten elektromechanischen Einheit versehen, so kann eine elektrische Absenkung des Hauptstrahlers (Hauptkeule) der jeweiligen in einer Spalte angeordneten Strahlers mittels Fernsteuerung vorgenommen werden. Gegebenenfalls kann hier auch eine Nachrüstung zur Durchführung einer ferngesteuerten Absenkung durchgeführt werden.

Schließlich sind die Spalten aber auch beispielsweise mit einer Butler-Matrix oder anderen vorgeschalteten Strahl- formungs-Netzwerken gemeinsam betreibbar, um ein sogenann- tes Beam-Forming zu realisieren.

Die Spalten können aber auch mit Hybriden geschaltet wer- den, um ein Beam-Forming realisieren zu können.

Schließlich können die Antenne auch mit einer Kalibrier- einrichtung versehen sein, um die Phasenlagen der ein- zelnen Spalten festzustellen.

Bei allen gezeigten Ausführungsbeispielen wird davon aus- gegangen, dass die zusätzlich vorgesehenen Strahler mit den eigentlich in einer benachbarten Spalte vorgesehenen Strahlern stets gemeinsam mit gleicher Phasenlage gespeist werden. Grundsätzlich wäre es aber auch möglich, die zu einer Spalte vorgesehenen zusätzlichen und zu dieser Spal- te seitlich versetzt angeordneten Strahler oder Strahler- gruppen auch mit einer zur zugeordneten Spalte unter- schiedlichen elektrischen Phase zu speisen, wodurch sich das"Tracking-Verfahren"noch verändern lässt.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 12 ist ein Antennen-Array mit zwei Spalten 5, d. h. einer Spalte 5a und einer Spalte 5b vorgesehen, in welchem eine Vielzahl von dualpolarisierten Strahlern 9 in einem regelmäßigen Vertikalabstand übereinander angeordnet sind.

Dabei sind die in Figur 12 in hell wiedergegebenen Strah- ler 9 in der linken Spalte 5a gemeinsam gespeist. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist ersichtlich, dass bei den Strahlern in der linken Spalte 5a-wie bei diesem Ausführungsbeispiel in der Mitte, was aber nicht zwangs- läufig notwendig ist-ein Strahler 109b eingezeichnet ist, der dunkel gestaltet ist. Bei einem üblichen Antennen-Array nach dem Stand der Technik würde dieser in der linken Spalte 5a in der Mitte wiedergegebene und dun- kel eingezeichnete Strahler 109b ebenfalls mit den anderen Strahlern in dieser Spalte 5a gespeist werden. Dabei würde der Vertikalabstand zwischen allen gezeigten Strahlern 9

der linken Spalte 5a im ganzen oder im überwiegenden Maße in einem gleichen Rasterabstand vertikal übereinander angeordnet sein. Abweichend zum Stand der Technik ist aber nunmehr vorgesehen, dass der in der Mitte an sich vor- gesehene und mit den in der linken Spalte 5a gemeinsam gespeisten und dort hell eingezeichneten Strahlern 9 zu- sätzlich vorgesehene Strahler nicht in der linken Spalte, sondern dazu versetzt nunmehr in der rechten Spalte 5b angeordnet wird, wo er mit dem Bezugszeichen 109a gekenn- zeichnet und in der rechten Spalte in der Mitte sitzend eingezeichnet ist. Alle hell gezeichneten und in der lin- ken Spalte 5a sitzenden Strahlerelement werden nunmehr gemeinsam mit dem ebenfalls hell gezeichneten und in der rechten Spalte 5b angeordneten Strahler 109a gemeinsam gespeist. Die vertikale Rasterfolge, d. h. der vertikale Abstand, allgemein gesprochen also die Vertikalkomponente des räumlichen Abstandes zwischen jeweils zwei benachbar- ten gemeinsam gespeisten Strahlern 9,109, ist also gleich geblieben. Denn es ist lediglich ausgehend von einem her- kömmlichen Antennen-Array nach dem Stand der Technik ein Strahler 109 genommen und in eine benachbarte Spalte 5b positioniert worden. Gleichwohl werden alle diese in Figur 12 hell wiedergegebenen Strahler gemeinsam gespeist.

Das gleiche gilt für die in dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 12 für die rechte Spalte 5b wiedergegebenen und dort grundsätzlich dunkel eingezeichneten Strahler 9. Letztlich ergibt sich das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 12 alleine dadurch, dass ausgehend von einem herkömmlichen Strahler- element die in einer Höhenlinie an sich positionierten Strahler 109a und 109b nicht in der Spalte angeordnet sind, in der sie gemeinsam mit den verbleibenden Strahlern 109 gespeist werden, sondern dass diese beiden auf glei-

cher Höhenlinie liegenden Strahler 109a, 109b in ihrer Position vertauscht werden, so dass der Strahler 109a, der mit den in der Spalte 5a befindlichen Strahlern 9 gemein- sam gespeist wird, nunmehr in einer dazu versetzt liegen- den anderen Spalte, allgemein in einer benachbarten Spalte 5b sitzt, und dass umgekehrt der mit den in der rechten Spalte 5b gemeinsam gespeisten Strahlern 9 an sich befind- liche Strahler 109b nunmehr in der linken Spalte positio- niert wird. Ebenso könnte das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 12 auch so gedeutet werden, dass lediglich auf einer gemeinsamen Höhenlinie zumindest ein Paar von Strahlern 109a, 109b festgelegt wird, die nicht mit den in der glei- chen Spalte befindlichen Strahlern gemeinsam gespeist werden, sondern die jeweils wechselweise mit den Strahlern in einer benachbarten Gruppe gemeinsam gespeist werden.

Abweichend von dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 12 könnten natürlich auch auf anderen Höhenlinien jeweils ein weiteres Paar von Strahlern genommen werden, bei denen der betreffende Strahler nicht mit den in der gleichen Spalte befindlichen weiteren Strahlern, sondern mit den in einer benachbarten Spalte angeordneten Strahlern gemeinsam ge- speist werden.

Abweichend von dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 12 kann natürlich die Zahl der in jeder Spalte insgesamt vorgese- henen Strahler oder Strahlergruppen größer oder niedriger als im gezeigten Ausführungsbeispiel sein. Ebenso kann die Anzahl der Strahler in den einzelnen Spalten voneinander abweichen. Selbst die Art des verwendeten Strahlerelemen- tes kann unterschiedlich gewählt werden, beispielsweise in Form eines Dipolkreuzes, Dipolquadrates, eines sogenannten Vektor-Dipoles wie es anhand des Ausführungsbeispiels

gemäß Figur 12 erläutert ist etc. Die in Figur 1 in einer anderen Spalte sitzenden Strahler 109a bzw. 109b könnten auch nach außen liegend versetzt angeordnet sein, so dass die Gesamtbreite des Antennen-Arrays dadurch doppelt so breit werden würde. Dies würde aber nur unnötigen Bauraum erfordern, weshalb der viel effizientere, raumsparende Weg jener ist, wie anhand von Figur 12 erläutert ist. Denn dort kann der seitliche Versatz der Strahler 109a und 109b vorgenommen werden, ohne dass zusätzlicher Bauraum benö- tigt wird.

Mit einem Antennenarray entsprechend Figur 12 (grundsätz- lich aber auch ebenso bezüglich der nachfolgend noch erör- terten Figur 13 oder Figur 14) ist es möglich, die jeweils gemeinsam gespeisten Strahler als eine Antenne zu verwen- den, die getrennt von den mehrheitlich in einer anderen Spalte angeordneten und gemeinsam gespeisten Strahlern betrieben wird. Dies ist auch deshalb möglich, da übli- cherweise die gemeinsam gespeisten Strahler von den ande- ren Strahlern ausreichend entkoppelt sind, obgleich sie üblicherweise in einem gleichen Frequenzband oder Fre- quenzbereich betrieben oder eingesetzt werden können. Im Sendebetrieb wird aber üblicherweise nur eine Antenne verwendet, d. h. beispielsweise die in Figur 12 in der linken Spalte 5a befindlichen und dort hell eingezeich- neten Strahler 9 zusammen mit den in der rechten Spalte befindlichen, mittig angeordneten und ebenfalls hell ein- gezeichneten Strahler 109a. Durch diese zumindest eine zusätzliche Strahlereinheit 109a wird dabei die Strahl- breite in horizontaler Richtung verändert und kann dadurch bevorzugt verringert werden. Ohne diese in der anderen Spalte angeordneten zumindest eine zusätzliche Strahler- einheit 9a würde ansonsten zwangsläufig die Halbwerts-

breite eines derartigen spaltenförmigen Antennenaufbaus zwischen 80 bis 100°, d. h. insbesondere um 90° liegen, wobei diese Halbwertsbreite praktisch nicht verändert oder verringert werden könnte. Da die in Rede stehenden Anten- nenarrays bevorzugt auch als sogenannte Smart-Antennen eingesetzt werden können, bei der die in mehreren Spalten befindlichen Strahler zur Durchführung einer Beamformung verwendet werden, um die Hauptkeule des Antennenarrays in unterschiedlichen Azimutrichtungen einstellen zu können, ist es insbesondere erforderlich, dass der Horizontal- abstand der Zentren der Strahler, also der Horizontal- abstand zwischen Vertikallinien, auf den in zwei benach- barten Spalten die Strahler 9 angeordnet sind, etwa A/2 beträgt (wobei die Abweichung bevorzugt weniger als 20% bzw. weniger als 10% oder gar weniger als 5% betragen sollen), erschwert dies an sich die Aufgabe, eine Lösung zu finden, um das Strahlungsspektrum einer Einzelantenne auf deutlich unter 90° Halbwertsbreite zu verringern. Dies ist ferner durch die erfindungsgemäße Lösung mit der An- ordnung von einem oder mehreren Strahlern oder Strahler- gruppen in einer benachbarten Spalte möglich. Insbesondere beim Empfang kann das Antennenarray bezüglich der Strah- lung einzelner Spalten ebenfalls wieder getrennt betrieben oder gerade in mehreren Spalten zusammengeschaltet werden.

Figur 13 unterscheidet sich von Figur 12 zum einen nur dadurch, dass in einer Spalte übereinander nicht elf Strahler, sondern lediglich neun Strahler angeordnet sind.

Dies ist aber insoweit relativ unerheblich, da in den einzelnen Spalten ohnehin die Zahl der übereinander an- geordneten Strahler beliebig abweichen kann.

Anhand von Figur 13 ist lediglich gezeigt worden, dass der

Horizontalversatz der beiden mittleren Strahler 109a und 109b, die jeweils wechselweise mit den Strahlern 9 in der jeweils anderen Spalte gespeist werden, größer ist als der Horizontalabstand der verbleibenden, jeweils auf einer Höhenlinie angeordneten Strahler in den benachbarten Spal- ten. Auch dadurch kann das horizontale Strahlspektrum nochmals beeinflusst und verändert werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt der Abstand zwischen den Zen- tren der in den linken und rechten Spalten angeordneten Strahler an sich etwa A/2 oder liegt in diesem Bereich.

D. h., dass der Abstand zwischen den Strahlern der linken und rechten Spalte beispielsweise kleiner als Au2 20% oder vorzugsweise kleiner als Ä/2 10% betragen kann, wobei nunmehr der Abstand zwischen den Zentren der beiden in der Mitte angeordneten nach außen versetzt liegenden Strahler 109a, 109b, beispielsweise in einem Bereich zwi- schen A/2 und A liegt. Aber auch hier kann der Abstand noch deutlich größer gewählt werden, um unterschiedliche Strahlformungsbreiten zu realisieren.

Anhand von Figur 14 ist ein Beispiel für ein vierspaltiges Antennen-Array mit den Spalten 5a, 5b, 5c und 5d gezeigt.

In jeder Spalte sind in diesem Ausführungsbeispiel ins- gesamt 9 Strahler angeordnet.

Üblicherweise werden alle Strahler in einer Spalte gemein- sam gespeist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist auf mittlerer Höhenlinie jedoch jeweils paarweise eine Vertau- schung der Speisung derart vorgenommen worden, dass die in der linken Spalte 5a an sich gemeinsam gespeisten Strahler 9 nicht mit dem in der linken Spalte 5a befindlichen mitt- leren Strahler 109b, sondern den mit dem in der zweiten Spalte 5b in gleicher Höhenlinie vorgesehenen Strahler

109a gemeinsam gespeist werden.

Umgekehrt werden die in der zweiten Spalte befindlichen dunkel eingezeichneten Strahler 9 gemeinsam gespeist, allerdings nicht mit dem in der Mitte befindlichen Strah- ler. Hier erfolgt die gemeinsame Speisung mit dem in der ersten Spalte 5a angeordneten Strahler 109b.

Ebenso ist die Anspeisung in der dritten und vierten Spal- te 5c, 5d vertauscht vorgenommen. Auch dort werden die in der Spalte 5d hell eingezeichneten Strahler 9 nicht mit dem in der gleichen Spalte in der Mitte angeordneten Strahler 109c, sondern mit dem in der dritten Spalte 5c in der Mitte angeordneten Strahler 109d gemeinsam gespeist.

Die in der dritten Spalte 5c angeordneten dunkel einge- zeichneten Strahler werden dann mit dem in der Mitte des Antennen-Arrays in Spalte 5d liegenden Strahlereinheit 109c gemeinsam gespeist.

Auch in diesem Ausführungsbeispiel können wiederum weitere Paare von Strahlern auf anderen Höhenlinien ebenfalls vertauscht angespeist werden. Im übrigen können auch alle in Figur 14 hell eingezeichneten Strahler gemeinsam ge- speist und beispielsweise alle dunkel eingezeichneten Strahler gemeinsam gespeist werden.

Auch bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 14 beträgt der Abstand zwischen zwei horizontal benachbarter Strahler, die in zwei unterschiedlichen Spalten angeordnet sind, bevorzugt etwa A/2. D. h., allgemein beträgt der Abstand zwischen den horizontal benachbarten Strahlern A/2 + weni- ger als 20% bzw. weniger als 10% Abweichung davon.

Durch all diese Maßnahmen kann eine Strahlformung inner- halb einer Spalte mit einfachsten Mitteln unterschiedlich voreingestellt werden. Denn in Abhängigkeit davon, ob in einer Spalte jeweils nur ein Teil der dort vorgesehenen Strahler gemeinsam gespeist werden und ob und wenn ja wie viele weitere gemeinsam gespeiste Strahler in einer ande- ren Spalte angeordnet sind, wird ein unterschiedlich brei- tes Horizontaldiagramm bezüglich einer Spalte eines der- artigen Antennen-Arrays erzielt.