專利名稱：用于操作相位控制的多振子天線的方法和相移器組件以及相應(yīng)的相位控制的多振子天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1前序部分所述的用于操作相位控制的多振子天線的方法和按權(quán)利要求10前序部分所述的相移器組件以及按權(quán)利要求17前序部分所述的相應(yīng)的相位控制的多振子天線。
背景技術(shù)：
相位控制的多振子天線例如從移動通信技術(shù)中是已知的。對于基站通常使用移動電話天線，移動通信天線由一個或更多個并排設(shè)置的列組成，在其中分別設(shè)置多個重疊布置的輻射器或者輻射器分組。在此，輻射器可以是單極化或雙極化的輻射器。天線可以設(shè)計為包括輻射器的單頻帶天線、雙頻帶天線或者也可以設(shè)計為多頻帶天線，這些輻射器可以以多個頻率或頻率范圍(頻帶)進行發(fā)射和接收。就此而言，在這種多振子天線以及輻射器和輻射器裝置的結(jié)構(gòu)方面請參閱已知的解決方案，例如初步公開文本 WO 00/39894A1, DE197 22 742 Al, DE 198 23 749 Al, DE 101 50 150 Al,或者例如US5, 710, 569。因為在移動通信系統(tǒng)中可供使用的信道的數(shù)量是有限的，因此在一定的距離中重復使用相同的頻率。從而基站的作用范圍也是有限的，由此限定所謂的移動通信單元，借此移動通信系統(tǒng)的各個單元不會彼此干擾，亦即由此不發(fā)生互擾。由此已知，用于這樣的基站的多振子天線按照需要安置有不同的下傾角(Down-Tilt-Winkel)。在移動通信技術(shù)起初中經(jīng)常通過機械措施可調(diào)節(jié)該下傾角，而當今優(yōu)選采用這樣的系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中根據(jù)需要例如可遠程控制低調(diào)節(jié)不同的下傾角，和也可以持續(xù)地改變通信密度。在此背景下優(yōu)選使用相移器，而且是相移系統(tǒng)，以便用不同的相位來控制各個輻射器，由此在電路線上可調(diào)定不同的下傾角。這樣已知使用例如差分的相移器，如其由EP 1208614B1基本已知的那樣。在此，可以經(jīng)由一個這樣的單重相移器或多重相移器來控制奇數(shù)個輻射器或輻射器子組，其中，優(yōu)選中間的輻射器或中間的輻射器組無相移地直接被供給，例如通過差分的相移器進行，在其輸出端兩個輻射器或輻射器組可以通過不同的相移加以控制。分別兩個另外的輻射器或輻射器子組要通過還更強的傳播時間變化和由此通過不同的相位加以控制，相應(yīng)需要一個另外的單重相移器，但或者使用一個多重相移器，如其按照EP 1208614B1所建議的那樣。代替包括無相移地操作的至少一個輻射器或輻射器組的多振子天線，基本也考慮這樣的多振子天線，其包括偶數(shù)個輻射器或輻射器組和/或沒有輻射器組，其無相移地操作。例如由US 5917455A已知，使用單重相移器來控制輻射器子組。
WO 03/019723 Al描述一種帶有相移裝置的可調(diào)節(jié)的天線饋給網(wǎng)絡(luò)，其構(gòu)造為，使得通過可移動的電介質(zhì)在通向輻射器的接頭可產(chǎn)生相同的相差。WO 02/35651 Al同樣描述了使用相移器，在其中電介質(zhì)在帶狀導體中移動。在此，移動位移總是相同。但是因為有效的介電系數(shù)是不同的，在輻射器接頭上可實現(xiàn)相移，其分別具有彼此相同的相差。由此能夠產(chǎn)生帶有不同的下傾角的基本直的波正面。在此由WO 96/37922A1同樣已知與上述同樣目的而使用的相應(yīng)相移器。最后，由US 2005/0219133 Al也已知一種天線裝置，用于降低下傾角或者也用于調(diào)節(jié)方位角方向的主瓣的反射方向。在該初步公開文本中在前言中描述了一種使用差分相移器的帶有相移器組件的天線裝置，其中，第一相移器裝置的輸出端與相應(yīng)的第二相移器裝置的輸出端連接，以便由此控制輻射器元件。此外，由該初步公開文獻還描述了一種按現(xiàn)有技術(shù)的相移器網(wǎng)絡(luò)的另一種可能性，其包括相移器組件，它包括兩個部分圓形的相移器導線段，該導線段同心地設(shè)置并且由一個共同的饋電臂饋電，該饋電臂可以指針式圍繞一個共同的中心點轉(zhuǎn)動。與此相反，上述初步公開文本作為改進的方案而建議使用這樣的相移器，其兩個輸出端分別與輻射元件直接連接。換句話說，也就是使用一種單級的結(jié)構(gòu)，其對于相應(yīng)兩個輻射元件多重設(shè)置。對于一種帶有要用不同的相位進行饋電的多個輻射器的天線裝置，由此使用相應(yīng)不同的移相器，其借助轉(zhuǎn)換傳動機構(gòu)控制成，使得對于各個輻射元件或輻射器組可以調(diào)節(jié)不同的相位滯后。在此，要按照所使用的相移器或輻射器裝置的數(shù)量來保持用于得到相應(yīng)固定給定的相位滯后值的相移器的偏轉(zhuǎn)之間的確定的比例，即例如1 3，1 3 5,1 3 5 7等等。在此，可以采用+/-5%的公差。為了優(yōu)化例如副瓣形式的輻射圖案而設(shè)計，該輻射圖案按照期望按可選擇的實施形式，可以改變上述的比例。相應(yīng)不同地調(diào)節(jié)下傾角以改變相應(yīng)移動通信單元的大小但是并不總是達到所期望的結(jié)果，因為通過降低主輻射瓣的下傾角同樣也使副瓣發(fā)生移動。在此，可能出現(xiàn)這樣的情況，使得例如第一副瓣在主射束方向逐漸降低到水平面的附近(或設(shè)置位于其下面)時到達主射束方向上方，結(jié)果是，然后來自其他覆蓋區(qū)域內(nèi)的移動通信裝置以及基站作為干擾器起作用。由此只能期望低副瓣電平。此外，天線增益也要盡可能的高，以便將可供使用的發(fā)射功率有效地引導到所期望的覆蓋區(qū)域上。高的天線增益意味著高的能量集束。當然，有關(guān)多振子天線饋電從專業(yè)文獻中已知，經(jīng)常通過提高副瓣電平來優(yōu)化天線增益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，由此出發(fā)提供一種用于操作相位控制的多振子天線的改進的方法以及一種改進的相位控制的多振子天線，其中，位于主瓣上方或與其相鄰的第一副瓣尤其是在較大的射束降低(大的下傾角)或在較大的射束擺動時具有盡可能低的電平(以便抑制干擾)，和/或在較小的射束降低時(即在較大的單元延伸和照射時)或在較低的射束擺動時一般具有盡可能高的天線增益。按照本發(fā)明該目的在方法方面按照權(quán)利要求1中所述的特征和在本發(fā)明的相移器足見方面按照權(quán)利要求10或11中所述的特征以及在相位控制的多振子天線方面按照權(quán)利要求17中所述的特征來實現(xiàn)。本發(fā)明有利的擴展結(jié)構(gòu)是在從屬權(quán)利要求中給出。
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另人驚訝的是，在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以通過比較簡單的裝置實現(xiàn)上述的目的，其幾乎相互排除。因為位于主瓣上方的第一副瓣在下傾角降低較大時的電平降低經(jīng)常導致，在較不強烈地調(diào)節(jié)降低角度時沒有所期望的大小，或者相反，在優(yōu)化天線增益時在天線輻射曲線的主瓣降低的情況下(下傾角降低)，位于主瓣上方的第一副瓣的電平證明是過大的。在用電子器件進行射束整形時，現(xiàn)在射束曲線可以比較靈活地加以改變。特別是對于用于移動通信系統(tǒng)的激戰(zhàn)天線，有效度和價格是決定性的因素。由此原因，通常對于這種天線系統(tǒng)經(jīng)常采用機械式相移器來不同地調(diào)節(jié)下傾角。這種機械式相移器可以直接地延長饋電導線的導線長度(所謂的“長號(Posaunen)”原理，其中通過調(diào)節(jié)導線路徑可以減小或加大總的導線路徑)。同樣也可以改變電池波在導線路徑上的傳播速度，其中，例如把介電材料插入導線路徑的區(qū)域內(nèi)，并由此改變電條件，或者可以采用可移動的或可滑動的連接部位，連接部位沿著固定的導線可以移動，以便使分接點發(fā)生偏移。用于共同改變各個信號的可能方法在此是受很大限制的。在本發(fā)明的范圍內(nèi)建議這樣一種途徑，其用最小的費用同樣開啟了這樣的可能性，在所提出目的的實現(xiàn)的意義上達到明顯改善的結(jié)果。本發(fā)明的原理是基于在多振子天線中位于最遠處的(在一個多振子天線中例如是設(shè)置在最上面或最下面的輻射器或輻射器子組)或者以最大的相差被控制的輻射器或者輻射器組得到附加的相移的部分，換句話說，也就是與傳統(tǒng)的系統(tǒng)相比以過度強的相移進行控制。按照本發(fā)明這點尤其不是利用用于產(chǎn)生附加相移的附加裝置來實現(xiàn)的，而是用同一相移器來產(chǎn)生帶有附加相移部分的相應(yīng)過量相移，該同一相移器原則上否則也負責射束擺動。可選擇和補充地同樣也可以的是，與傳統(tǒng)的系統(tǒng)相反，在調(diào)節(jié)下傾角或改變的輻射角中用欠比例的相依來操作在一個多振子天線中中間區(qū)域內(nèi)彼此最緊密地布置的輻射器或輻射器組(其用可不同地調(diào)節(jié)的相位加以控制)，使得特別是在用最大相移進行操作的輻射器與用最小相位改變進行操作的輻射器之間的相位比例的特征為過度大的值。這點在采用多差相移器(其基本上例如由EP1208614B1已知)時由此達到，即位于最外面的通常圓弧形設(shè)計的用于對最遠輻射器或輻射器子組饋電的帶狀導線位于離可相應(yīng)偏轉(zhuǎn)的指針形分接元件的中心較遠處，和/或，離饋電導線中心、即饋電導線臂轉(zhuǎn)動軸線最近的弧形的帶狀導線則離該轉(zhuǎn)動軸線較近。這種原理對于包括偶數(shù)個或者也包括奇數(shù)個輻射器和/或輻射器子組的天線系統(tǒng)是基本適用的。對于包括奇數(shù)個輻射器或輻射器子組的天線系統(tǒng)要說明的是，當設(shè)有至少一個輻射器或至少一個輻射器組時，其繞開可不同調(diào)節(jié)的相移器系統(tǒng)而無需可改變的詳細地加以饋電(通常設(shè)置在多振子天線的中間區(qū)域內(nèi))，使得在主射束方向偏轉(zhuǎn)時(下傾角的不同調(diào)節(jié))在該輻射器或輻射器組上沒有發(fā)生相位改變。對于偶數(shù)的輻射器系統(tǒng)要說明的是，當多振子天線設(shè)有偶數(shù)個輻射器或輻射器子組時(或者在這里自然也有其混合系統(tǒng))，其通過相移器系統(tǒng)加以饋電，特別是在沒有無相移的中間系統(tǒng)時尤其如此。在一種補充的或者可選的本發(fā)明實施形式中同樣可能的是，通常指針形的、可偏轉(zhuǎn)的相移器調(diào)節(jié)元件的轉(zhuǎn)動軸線靠通常部分圓形或部分弧形設(shè)計的帶狀導線較近，從而該轉(zhuǎn)動軸線比部分圓形的帶狀導線的中心點離帶狀導線更近。由此也通過最遠的部分圓形的帶狀導線段在對置的連接部位上產(chǎn)生過度強的傳播時間改變，或者說，在最靠內(nèi)的部分圓形的帶狀導線段上產(chǎn)生相位改變，和由此按比例減小傳播時間改變，由此建立本發(fā)明的結(jié)
也就是說，本發(fā)明特別是基于至少一個輻射器或者至少兩對經(jīng)由一個差分相移器被饋電的輻射器或輻射器子組相對于其他的輻射器或輻射器子組關(guān)于發(fā)射或接收信號以附加的相移加以操作，這在本發(fā)明的意義上對附加的射束整形具有積極的影響。在此，附加相移的量取決于射束擺動的調(diào)節(jié)。通過最簡單地取得的附加射束整形而保證，在多振子天線主瓣逐漸增強的同時，位于其上的副瓣的大小與非本發(fā)明系統(tǒng)相比較在降低的狀態(tài)下是較小的(由此也更加避免了與相鄰單元的干擾)，和/或在主瓣更加沿水平方向定向時(亦即在沒有如此強烈的降低角或偏轉(zhuǎn)角時)，與傳動的天線系統(tǒng)相比，該主瓣的天線增益降低得更大。


下面要結(jié)合實施例更詳細地解釋本發(fā)明。各個附圖示出圖1示出包括例如六個延伸豎直方向彼此重疊設(shè)置的輻射器或輻射器子組的多振子天線的示意正視圖；圖加示出用于控制如圖1所示的多振子天線的、原理已知的相移器組件；圖2b為用于表示如圖1和圖加的多振子天線的被饋電的輻射器或輻射器裝置的接頭上在兩種不同相移器調(diào)節(jié)情況下的相位的曲線圖；圖2c示出由圖2b導出的用于表示相移的曲線圖，各個輻射器的相移本身是由圖2b的相移器的兩個調(diào)節(jié)值得出的；圖3a示出用于控制具有偶數(shù)個包括輻射器和/或輻射器子組的輻射器裝置的多振子天線的按本發(fā)明的相移器組件的第一實施例，尤其是這樣的多振子天線，其中，在下傾角發(fā)生改變時沒有輻射器或者沒有輻射器子組無相移地被調(diào)節(jié)；圖北示出按圖3a的本發(fā)明相移器組件的與圖2b對應(yīng)的曲線圖；圖3c示出按圖3a的本發(fā)明相移器組件的與圖2c對應(yīng)的曲線圖；圖4a_4d示出具有包括兩個部分圓形的帶狀導線弧的相移器組件的四個實施例，其中，圖如示出按現(xiàn)有技術(shù)的相移器組件，圖4b-4d示出本發(fā)明的相移器組件；圖5a_5d示出具有包括三個部分圓形的帶狀導線弧的相移器組件的四個實施例，其中，圖fe示出按現(xiàn)有技術(shù)的相移器組件，45示出本發(fā)明的相移器組件；圖6a_6d示出具有包括四個部分圓形的帶狀導線弧段的相移器組件的四個實施例，其中，圖6a示出按現(xiàn)有技術(shù)的相移器組件，圖6b-6d示出本發(fā)明的相移器組件；圖7a示出屬于現(xiàn)有技術(shù)的已知的用于控制相應(yīng)多振子天線的相移器組件的與圖2a對應(yīng)的例子，該相移器組件具有沿豎直方向彼此重疊設(shè)置的七個輻射器裝置，該輻射器裝置分別由輻射器和/或輻射器組構(gòu)成，其中，中間的輻射器裝置在多振子天線的中心相位中性地被控制，也就是，在相應(yīng)調(diào)節(jié)相移器組件時沒有經(jīng)受相位改變；圖7b示出關(guān)于如圖7a中所示的按現(xiàn)有技術(shù)已知的例子的與圖2b對應(yīng)的曲線圖；圖7c示出關(guān)于如圖7a中所示的按現(xiàn)有技術(shù)已知的例子的與圖2c對應(yīng)的曲線圖8a_8d示出具有包括兩個部分圓形的帶狀導線弧段的相移器組件的四個實施例，其中，圖8a示出按現(xiàn)有技術(shù)的相移器組件，圖8b_8d示出本發(fā)明的相移器組件；其中，所示的相移器組件用于對具有奇數(shù)個如圖7a的輻射器裝置的天線進行饋電；圖9a_9d示出具有包括三個部分圓形的帶狀導線弧段的相移器組件的四個實施例，其中，圖9a示出按現(xiàn)有技術(shù)的相移器組件，圖9b-9d示出本發(fā)明的相移器組件；其中，所示的相移器組件用于對具有奇數(shù)個如圖7a的輻射器裝置的天線進行饋電；圖IOa-IOd示出具有包括四個部分圓形的帶狀導線弧段的相移器組件的四個實施例，其中，圖IOa示出按現(xiàn)有技術(shù)的相移器組件，圖IOb-IOd示出本發(fā)明的相移器組件；其中，所示的相移器組件用于對具有奇數(shù)個如圖7a的輻射器裝置的天線進行饋電；圖Ila示出關(guān)于如其在圖Ila中所示的本發(fā)明相移器組件的與圖3c對應(yīng)的曲線圖；圖lib示出關(guān)于如其在圖lib中給出的本發(fā)明相移器組件的與圖3c對應(yīng)的曲線圖；圖12a_12d示出四個輻射曲線圖，表示在第一實施例的相移器組件的各帶狀導線段的半徑比例相應(yīng)降低和按本發(fā)明改變時，位于主瓣上方的無降低的第一副瓣的電平；圖13a_13d示出四個輻射曲線圖，表示在第二實施例的相移器組件的各帶狀導線段的半徑比例相應(yīng)降低和按本發(fā)明改變時，位于主瓣上方的無降低的第一副瓣的電平；圖Ha-14d示出兩個輻射曲線圖，表示在第三實施例的相移器組件的各帶狀導線段的半徑比例按本發(fā)明改變時，位于主瓣上方的第一副瓣的電平；圖15示出附加采用電介質(zhì)層的相移器組件的橫截面視圖。
具體實施例方式在圖1中以示意正視圖示出多振子天線，其具有在反射器3前面的多個輻射器1。在所示的實施例中，多振子天線包括六個雙極化的輻射器或輻射器裝置Ia-If。在此，輻射器可以由不同的輻射器或輻射器形式組成，包括偶極子輻射器、十字偶極子、所謂的矢量偶極子(例如由WO 00/39894A1已知)、補塊輻射器等等。在這里可以是單頻帶天線、雙頻帶天線或多頻帶天線，其以三個或更多個頻帶進行發(fā)射和/或接收。同樣可以是單極化或雙極化的天線。就此而言可以參見已知的解決方案。按圖1示意示出的天線可以例如在無線通信設(shè)備的基站中使用。為了在一般情況下相對于水平面可以不同地調(diào)節(jié)偏轉(zhuǎn)角或者在特殊情況下相對于水平面可以調(diào)節(jié)降低角、即所謂的下傾角，按照所解釋的實施例采用機械操作的差分相移器，如其由EP 1208614B1基本已知的那樣。就此而言，在詳細結(jié)構(gòu)方面請參見該公開文獻。借助圖加示出這樣一種由EP1208614B1已知的相移器組件，通過該相移器組件可以以不同的降低角操作例如在圖1中所示的天線，該天線具有六個沿著豎直方向彼此重疊設(shè)置的輻射器或輻射器子組1。在此涉及一種這樣的多振子天線，在該多振子天線中，可以控制偶數(shù)個輻射器或輻射器組。換句話說，涉及這樣的多振子天線，其沒有包括被無相位改變地操作的輻射器或輻射器組(通常在中心)。借助圖加也示出一種已知的相移器裝置或相移器組件7，其包括三個圍繞中心點9同心地設(shè)置的部分圓形的導線段11，通常是所謂的帶狀導線段11a。饋電導線13導引到分接元件15的中心的饋電部位9，其中，饋電部位9設(shè)置在分接元件15的轉(zhuǎn)動軸線17的區(qū)域內(nèi)。指針形的分接元件15可以圍繞其偏轉(zhuǎn)軸線17調(diào)節(jié)，超出部分圓形的同心設(shè)置的導線段11。然后經(jīng)由在分接元件15與導線段11之間的電容耦聯(lián)傳輸信號，其中，在導線段11末端上的相應(yīng)對置的接頭19各有一個連接導線21通道導引到輻射器或輻射器組1。根據(jù)例如經(jīng)由可遙控的電動得裝置能自動地偏轉(zhuǎn)的分接元件的位置，從在分接元件15與部分圓形的帶狀導線Ila的與之聯(lián)接的區(qū)域之間的相應(yīng)分接點或耦聯(lián)點23(即相應(yīng)的分接區(qū)域或耦聯(lián)區(qū)域23)和相對于帶狀導線段IlUla對置的接頭19得到不同長的路段，由此在調(diào)節(jié)分接元件15時，在分接元件15 —側(cè)被饋電的輻射器經(jīng)歷傳播時間縮短，和在另一側(cè)連接的輻射器經(jīng)歷相應(yīng)于路程長度的傳播時間延長或延遲。當分接元件15位于其中性的中間位置時(在圖加中為水平方向)，則相應(yīng)帶狀導線形的圓弧IlUla的相對置的各接頭19具有相同的相位。與此相反，在所示的實施例中，分接元件15調(diào)節(jié)直到最大的豎直的上面的位置或者最大的沿豎直方向延伸的下面的位置，其中，在這兩個端部位置或極端位置之間通過相移器裝置可以產(chǎn)生最大的相移。如上所述，在圖加中還示出，在部分圓形的帶狀導線段11的相對置的連接端上的接頭19與相應(yīng)的輻射器或輻射器組1之間有一個相應(yīng)的連接導線21，它用來對相應(yīng)的適用于極化平面的輻射器1進行饋電，例如用于例如十字形的或偶極子正方形類似的或矢量偶極子類似的偶極子輻射器1的按-45度取向的偶極子形的或偶極子類似的輻射器1’。由此必須設(shè)置一個相應(yīng)的例如+45度的第二極化平面，即用于對輻射器1”進行饋電，該輻射器在一個相應(yīng)的轉(zhuǎn)過90度的極化平面內(nèi)操作。處于簡化的原因，這在圖加中沒有一起示出。基本上在此可以采用所有合適的輻射器或輻射器類型，例如可以是補片輻射器、縫隙式輻射器等等。就此而言沒有限制。一般而言，在圖1或圖加中示出的輻射器1、1，或1”是沿如箭頭沈所示的安裝方向按相同的間距D設(shè)置的，也即是彼此等距地設(shè)置。但是在沿安裝方向沈并列或重疊布置的輻射器中的幾個之間的該間距D在需要時也可以變化，也就是說不必強制總是具有固定的相同的間距D。此外在圖加中相應(yīng)標注出，相位中性的中間位置Z (即天線的中心Z)和離其最遠的上面的輻射器If、離其最遠的下面的輻射器Ia的距離SN，以及距離S1,即從該相位中性的中間位置(中心)Z直到在中性的中間位置Z的上方或下方離該中心Z最近的輻射器的距離。由此這種多振子天線一般通過按圖加的相移器組件進行操作，該相移器組件包括彼此同心地設(shè)置的部分圓形的導線段11，特別是帶狀導線11a，其半徑& R2 R1的比例設(shè)置為5 3 1，并且是關(guān)于部分圓形的帶狀導線Ila的中心17，該比例與相移的偏轉(zhuǎn)軸線17同時案固定的比例，例如Φ、3Φ、5Φ等等，從而能夠達到例如如圖2b中所示的相位+5 θ、+3 θ、+1 θ、-1 θ、-3 θ、-5 θ，其中θ表示通過分接元件的位置和通過與之關(guān)聯(lián)德傳播時間延長或傳播時間延遲得到的相位角。在此相移器以及整個天線裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理是這樣的，例如饋電信號被導向分接元件15的中心的饋電部位，并且從那里經(jīng)由分接元件15和分接區(qū)域或耦聯(lián)區(qū)域23、然后經(jīng)由弧形的帶狀導線段繼續(xù)沿徑向傳播。在此，一部分被耦出到最內(nèi)部的圓弧上，另一部分被耦出到第二圓弧上，等等。因為該傳播同樣需要時間，如在一個弧形的帶狀導線上傳播那樣，這些圓弧也以不同的相位被饋電。當分接元件15處于中間位置時，在圓弧的兩個導線段上的傳播時間是相同的。但盡管如此，圓弧IlUla也對應(yīng)其半徑具有不同的傳播時間，也就是說，內(nèi)部的圓弧具有也與此有關(guān)又具有最短的傳播時間?？偟膩碚f，在中間位置上，不同圓弧的接頭上確定例如200度的相位差。然后，多振子天線在相移器的該位置上應(yīng)具有0度的射束偏轉(zhuǎn)，那么必須把輻射器上的相位置于相同的數(shù)值。這是通過叢相移器接頭19到輻射器Ia-If的不同長的導線來實現(xiàn)的。但在移動通信系統(tǒng)中一般只需要向下的射束降低，亦即調(diào)節(jié)范圍不應(yīng)為例如+5度...-5度，而是為例如0度...-10度。在此情況下，至輻射器Ia-If的導線長度21也要選擇為，使得多振子天線在相移器的中間位置時(即在分接元件15的中間位置時)具有5度的射束降低。同樣在輻射器上具有相同的相位，當相移器處于極端位置“最小射束降低”。因為，一段導線自然總是意味著相位滯后，所以最后一欄標準化為最大值，亦即，所有其他的輻射器需要相應(yīng)較長的輸入導線。
權(quán)利要求
1.一種用于操作相位控制的多振子天線的方法，該多振子天線包括多個沿安裝方向(26)設(shè)置的輻射器裝置(1)，這些輻射器裝置分別具有至少一個輻射器(1’)或者至少一個包括多個單輻射器的輻射器組，其中兩個相鄰輻射器裝置(1)之間的距離(D)是相等的或彼此的偏差小于15%，并且全部或一部分輻射器裝置(1)通過一個或多個用于射束擺動的相移器(7)加以控制，其特征在于有以下的特征-至少一個在所述輻射器裝置(1)的安裝方向06)上離所述多振子天線的中心(Z)最遠的最外面的輻射器裝置(1)根據(jù)射束擺動的調(diào)節(jié)以相對過度更大的相移被饋電和/或至少一個離所述多振子天線的中心(Z)最近的相位控制的輻射器裝置(1)以相對過度小的相移被饋電，使得滿足以下的不等式PhN Ph1 ^ Sn Si+O, 2其中，Ph1是由兩個不同的相移器調(diào)節(jié)引起的相移，PhN是在所述至少一個離所述多振子天線的中心(Z)最遠的輻射器裝置(1)上的依賴于所述相移器調(diào)節(jié)的相移，Ph1是在所述離所述多振子天線的中心(Z)最近的輻射器裝置(1)上的相移，、是在所述至少一個離所述多振子天線的中心(Z)最遠的輻射器裝置(1)與所述多振子天線的中心(Z)之間的距離，S1是在所述至少一個離所述多振子天線的中心(Z)最近的輻射器裝置(1)與所述多振子天線的中心(Z)之間的距離，并且所述多振子天線的中心(Z)對應(yīng)于相位中性的中間位置，該中間位置即使在不同調(diào)節(jié)的相位時也保持不變。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，尤其是在包括偶數(shù)個輻射器裝置(1)和/或沒有相位中性地受控制的中間輻射器裝置(Ix)的天線陣列的情況下，滿足以下的不等式PhN Ph1 彡 Sn Si+O, 4ο
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，尤其是在奇數(shù)個輻射器裝置(1)和/或相位中性地受控制的中間輻射器裝置(Ix)的情況下，滿足以下的不等式PhN Ph1 ^ Sn S^k其中，k為0. 25，或者優(yōu)選為0. 30，尤其為0. 40。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，尤其是在偶數(shù)個輻射器裝置(1)和/或沒有相位中性地受控制的中間輻射器裝置(Ix)的情況下，滿足以下的不等式PhN Ph1 ^ Sn S^k其中，k為0. 5，或者優(yōu)選為0. 6，尤其為0. 8。
5.如權(quán)利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，尤其是在奇數(shù)個輻射器裝置(1)和/或相位中性地受控制的中間輻射器裝置(Ix)的情況下，滿足以下的不等式PhN Ph1 彡 n+m其中，η為自然數(shù)2、3、4... N，等于設(shè)置在天線陣列的中心(Z)上方或下方的天線陣列半體上的輻射器裝置(1)數(shù)量的數(shù)量，m等于2.0，或特別是1.5或1.0。
6.如權(quán)利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，尤其是在偶數(shù)個輻射器裝置(1)和/或沒有中心附近的輻射器裝置(Ix)的相位中性的中間饋電的情況下，滿足以下的不等式PhN Ph1 彡 2n+m其中，η為自然數(shù)2、3、4... N，等于設(shè)置在天線陣列的中心(Z)上方或下方的天線陣列半體上的輻射器裝置(1)數(shù)量的數(shù)量，m等于3. 0，或優(yōu)選為2. 5或優(yōu)選為2. 0。
7.如權(quán)利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，采用具有部分圓形的帶狀導線段(IUlla)的相移器組件(7)，特別是在具有奇數(shù)個輻射器裝置(1)和/或相位中性地受控制的中間輻射器裝置(Ix)的多振子天線的情況下，該帶狀導線段(IlUla)的半徑( 至R1)滿足以下條件Rn R1 ^ n+k其中，η為2、3、4... N，并且等于所采用的相移器組件(7)所包括的導線段(11)數(shù)量的數(shù)量，k等于0. 2，并且尤其是0. 25,0. 30或優(yōu)選為0. 40。
8.如權(quán)利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，采用具有部分圓形的帶狀導線段(IUlla)的相移器組件(7)，特別是在具有偶數(shù)個輻射器裝置(1)和/或沒有相位中性地受控制的中間輻射器裝置(Ix)的多振子天線的情況下，該帶狀導線段(IlUla)的半徑(Rn至禮)滿足以下條件Rn R1 ^ 2n-k其中，η為2、3、4... N，并且等于所采用的相移器組件(7)所包括的導線段(11)數(shù)量的數(shù)量，k等于0. 6，尤其是0. 5,0. 4或優(yōu)選為0. 2。
9.如權(quán)利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，采用以下相移器組件(7)，即在該相移器組件中，至少最大半徑( )的帶狀導線段(IlUla)在帶狀導線段(IlUla)的整個長度上或至少在部分長度上在至少一側(cè)上或者優(yōu)選在相對置的兩側(cè)上設(shè)有不同于空氣的電介質(zhì)(5 ，其中，所述電介質(zhì)在長度上或在部分長度上具有相同或不同的厚度和/或具有相同的介電常數(shù)。
10.一種相移器組件，具有多個同心地圍繞中心點(9)設(shè)置的部分圓形的印制導線(11)，該印制導線尤其為帶狀導線段(Ila)的形式，其中至少一個分接元件(15)能移動超過導線段(11)，由此在導線段(11)處相對置的接頭(19)上能產(chǎn)生相位不同的信號，其特征在于，相移器組件在與具有奇數(shù)個包括至少一個輻射器(1’)或至少一個輻射器組(1”)的輻射器裝置(1)或相位中性地受控制的輻射器裝置(Ix)的多振子天線一起使用的情況下滿足以下兩個條件中至少一個Rn R1 ^ n+k或者PhN Ph1 彡 n+k其中&是導線段(11)關(guān)于相移器組件(7)的最大半徑，R1是導線段(11)關(guān)于相移器組件(7)的最小半徑；η為2、3、4... N，并且等于所采用的相移器組件(7)所包括的導線段(11)數(shù)量的數(shù)量，k等于0. 2，并且尤其為0. 25,0. 30或優(yōu)選為0. 40 ；Wi1是由最大半徑&和最小半徑R1的導線段(11)實現(xiàn)的由兩個不同相移器調(diào)節(jié)引起的相移。
11.一種相移器組件，具有多個同心地圍繞中心點(9)設(shè)置的部分圓形的印制導線(11)，該印制導線尤其為帶狀導線段(Ila)的形式，其中至少一個分接元件(15)能移動超過導線段(11)，由此在導線段(11)處相對置的接頭(19)上能產(chǎn)生相位不同的信號，其特征在于，相移器組件在使用具有偶數(shù)個輻射器裝置(1)或沒有相位中性的中間饋電的多振子天線的情況下滿足以下兩個條件中至少一個Rn R1 ^ 2n-k或者PhN Ph1 彡 2n-k其中&是導線段(11)關(guān)于相移器組件(7)的最大半徑，R1是導線段(11)關(guān)于相移器組件(7)的最小半徑；η為2、3、4... N，并且等于所采用的相移器組件(7)所包括的導線段(11)數(shù)量的數(shù)量，k等于0. 6，尤其是0.5,0.4或優(yōu)選是0. 20 ；Wi1是由最大半徑&和最小半徑R1的導線段(11)實現(xiàn)的由兩個不同相移器調(diào)節(jié)引起的相移。
12.如權(quán)利要求10或11所述的相移器組件，其特征在于，特別是在除了相移器組件(7)外還設(shè)有用于多振子天線的相位中性的中間饋電的情況下，相移器組件(7)滿足以下的條件PhN Ph1 彡 n+m其中，η是自然數(shù)2、3、4... N，等于部分圓形的導線段(11)的數(shù)量，m等于2. 0或尤其是1. 5或優(yōu)選為1. 0。
13.如權(quán)利要求10至12之一所述的相移器組件，其特征在于，尤其是在沒有用于多振子天線的相位中性的中間饋電的情況下，相移器組件(7)滿足以下的條件PhN Ph1 彡 2n+m其中，η是自然數(shù)2、3、4... N，等于部分圓形的導線段(11)的數(shù)量，m等于3. 0或尤其是2. 5或優(yōu)選為2. 0。
14.如權(quán)利要求10至13之一所述的相移器組件，其特征在于，部分圓形的導線段(11)的半徑(&至禮)尤其是在通過相位中性的中間饋電對多振子天線進行饋電的情況下滿足以下的條件Rn R1 ^ n+k其中η為2、3、4... N，并且等于所采用的相移器組件(7)所包括的導線段(11)數(shù)量的數(shù)量，k等于0. 2，尤其是0. 25,0. 30或優(yōu)選為0. 40。
15.如權(quán)利要求10至16之一所述的相移器組件，其特征在于，部分圓形的導線段(11)的半徑(&至禮)尤其是在多振子天線沒有相位中性的中間饋電的情況下滿足以下的條件Rn R1 ^ 2n-k其中η為2、3、4... N，并且等于所采用的相移器組件(7)所包括的導線段(11)數(shù)量的數(shù)量，k等于0. 6，尤其是0. 5,0. 4或優(yōu)選為0. 2。
16.如權(quán)利要求10至15之一所述的相移器組件，其特征在于，最大半徑(Rn)的帶狀導線段(IlUla)在帶狀導線段(IlUla)的整個長度或在部分長度上在一側(cè)上或者優(yōu)選在相對置的兩側(cè)上設(shè)有不同于空氣的電介質(zhì)，所述電介質(zhì)優(yōu)選具有相同或不同的厚度和/或具有相同或不同的介電常數(shù)。
17.—種相位控制的多振子天線，具有如下的特征-該多振子天線包括多個沿安裝方向06)優(yōu)選按相同間距(D)設(shè)置的輻射器裝置(1)，該輻射器裝置由至少一個輻射器(1’ )或輻射器組(1”)組成或者該輻射器裝置包括至少一個輻射器(1’ )或輻射器組(1”)；-該多振子天線包含一個或多個用于射束擺動的相移器(7)；-至少一個在所述輻射器裝置(1)的安裝方向06)上離多振子天線的中心(Z)最遠的最外面的輻射器裝置(1)根據(jù)射束擺動的調(diào)節(jié)得到相對過度更大的相移，和/或至少一個離多振子天線的中心(Z)最近的相位控制的輻射器裝置(1)得到相對過度小的相移，使得滿足以下的不等式PhN Ph1 > Sn Si+O, 2其中PhN和Ph1是由兩個不同相移器調(diào)節(jié)引起的相移，或者表示最大相移，PhN是在所述至少一個離多振子天線的中心(Z)最遠的輻射器裝置(1)處的相移，Ph1是在所述離多振子天線的中心(Z)最近的輻射器裝置(1)處的相移，、是所述至少一個離多振子天線的中心(Z)最遠的輻射器裝置(1)與所述多振子天線的中心(Z)之間的距離，S1是所述至少一個離多振子天線的中心(Z)最近的輻射器裝置(1)與所述多振子天線的中心(Z)之間的距離，所述多振子天線的中心(Z)對應(yīng)于相位中性的中間位置，該中間位置即使在不同調(diào)節(jié)的相位時也保持不變。
18.如權(quán)利要求17所述的相位控制的多振子天線，其特征在于，特別是在包括偶數(shù)個輻射器裝置(1)和/或沒有相位中性地受控制的中間輻射器裝置(Ix)的天線陣列的情況下，滿足以下的不等式PhN Ph1 > Sn Si+O, 4
19.如權(quán)利要求17或18所述的相位控制的多振子天線，其特征在于，多振子天線由偶數(shù)個輻射器裝置(1)構(gòu)成，和/或不包括設(shè)置在多振子天線的中心(Z)區(qū)域內(nèi)的相位中性地受控制的輻射器裝置(IX)。
20.如權(quán)利要求17或18所述的相位控制的多振子天線，其特征在于，多振子天線、尤其是奇數(shù)個輻射器裝置(1)配備有多振子天線中心附近或位于多振子天線的中心(Z)的相位中性地受控制的輻射器裝置(IX)。
21.如權(quán)利要求17至20之一所述的相位控制的多振子天線，其特征在于，特別是在奇數(shù)個輻射器裝置(1)和/或相位中性地受控制的中間輻射器裝置(Ix)的情況下，滿足以下的不等式PhN Ph1 > Sn S^k其中，k為0. 25，或者優(yōu)選為0. 30，尤其是0. 40。
22.如權(quán)利要求17至20之一所述的相位控制的多振子天線，其特征在于，特別是在偶數(shù)個輻射器裝置(1)和/或沒有相位中性地受控制的中間輻射器裝置(Ix)的情況下，滿足以下的不等式PhN Ph1 > Sn S^k其中，k為0. 5，或者優(yōu)選為0. 6并且尤其是0. 8。
23.如權(quán)利要求17至22之一所述的相位控制的多振子天線，其特征在于，特別是在奇數(shù)個輻射器裝置(1)和/或相位中性地受控制的中間輻射器裝置(Ix)的情況下，滿足以下的不等式PhN Ph1 < n+m其中，η為自然數(shù)2、3、4... N，等于設(shè)置在天線陣列的中心(Z)上方或下方的天線陣列半體上的輻射器裝置(1)數(shù)量的數(shù)量，m等于2. 0或尤其是1. 5或1. 0。
24.如權(quán)利要求17至23之一所述的相位控制的多振子天線，其特征在于，特別是在偶數(shù)個輻射器裝置(1)和/或沒有中心附近的輻射器裝置(Ix)的相位中性的中間饋電的情況下，滿足以下的不等式PhN Ph1 < 2n+m其中，η為自然數(shù)2、3、4... N，等于設(shè)置在天線陣列的中心(Z)上方或下方的天線陣列半體上的輻射器裝置(1)數(shù)量的數(shù)量，m等于3. 0或尤其為2. 5或優(yōu)選為2. 0。
25.如權(quán)利要求17至M之一所述的相位控制的多振子天線，其特征在于，至少最大半徑( )的帶狀導線段(IlUla)在一側(cè)上或者優(yōu)選在兩側(cè)上設(shè)有不同于空氣的電介質(zhì)，該電介質(zhì)在帶狀導線段的整個長度上或在一個部分長度或在多個部分長度上具有相同或不同或變化的厚度。
26.如權(quán)利要求17至M之一所述的相位控制的多振子天線，其特征在于，設(shè)有如權(quán)利要求10至16之一所述的相移器組件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于操作相位控制的多振子天線的改進的方法以及一種相應(yīng)的相移器組件和多振子天線，其特征在于以下的特征相移器組件構(gòu)造成，滿足以下的兩個條件中至少之一RN∶R1＞＝n+k或PhN∶Ph1＞＝n+k，其中，RN是關(guān)于相移器組件(7)的導線段的最大半徑和R1是最小半徑，k等于0.2和特別是0.25、0.30或優(yōu)選0.40。
文檔編號H01Q21/22GK102388501SQ201080016124
公開日2012年3月21日 申請日期2010年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月30日
發(fā)明者M·博斯, M·格特爾 申請人:凱瑟雷恩工廠兩合公司