DE10163455A1 - Determining direction of mobile radio transmission, by activating sub-groups comprising combinations of antennas in rapid succession and using phase shifts to locate source - Google Patents

Determining direction of mobile radio transmission, by activating sub-groups comprising combinations of antennas in rapid succession and using phase shifts to locate source

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Abstract

A number of spatially distributed antennas (1,1') form an antenna array for receiving radio waves emitted from the source of the mobile radio transmission. The phase shift is used to locate the source. A respective sub-group of the antennas of the array is activated simultaneously to receive the mobile radio waves, and other sub-groups in the form of combinations of antennas are activated in rapid succession. An Independent claim is also included for an antenna device.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Antennenanordnung zur Richtungserkennung einer Mobilfunkaussendung gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. gemäß Oberbegriff des Anspruches 17. The invention relates to a method and an antenna arrangement for Direction detection of a mobile radio transmission according to the preamble of claim 1 or according to the preamble of claim 17.

Mobilfunkaussendungen sind nicht in allen Lebensbereichen zulässig. Beispiele für unerlaubte Bereiche sind Justizvollzugsanstalten (aus Sicherheit gegen unerlaubte Absprachen usw.), aber auch Flugzeuge, Krankenhäuser (jeweils aus Gründen der elektromagnetischen Verträglichkeit EMV) oder andere Bereiche (Schutz vor Belästigung wie z. B. in Restaurants oder dgl.). In diesen Bereichen muß eine unerwünschte Mobilfunkaussendung zuverlässig erkannt und ausreichend genau örtlich zugeordnet werden, damit ein zügiges Abschalten des Gerätes und evtl. aus dem Verkehr bringen möglich ist. Dabei muß das die Mobilfunkaussendungen aussendende Gerät keinesfalls als Funkgerät konzipiert sein. So stören viele andere Geräte, z. B. sog. Notebooks und CD-Spieler, auf Grund der dort verwendeten hohen Taktfrequenzen. Mobile communications are not permitted in all areas of life. examples for Illegal areas are prisons (for security against illicit ones Agreements, etc.), but also planes, hospitals (each for reasons of electromagnetic compatibility EMC) or other areas (protection against Nuisance such as B. in restaurants or the like.). In these areas a unwanted mobile radio transmission reliably recognized and sufficiently local assigned so that the device can be switched off quickly and possibly from the Bring traffic is possible. It must be the mobile communications transmitting device should never be designed as a radio. This is how many others are disturbed Devices, e.g. B. so-called notebooks and CD players, due to the high used there Clock frequencies.

Mobilfunkgeräte (z. B. sog. "Handies") senden während des Telefonierens und bei organisatorischen Vorgängen (z. B. Einbuchen in ein Funknetz) Hochfrequenzenergie aus. Das jeweilige Funknetz (z. B. GSM, DECT, Tetra, UMTS) besitzt dabei charakteristische Merkmale im Frequenz- und Zeitbereich, durch die die Mobilfunkaussendung zugeordnet werden kann. Andere Geräte (siehe oben) senden als unerwünschten Nebeneffekt Hochfrequenzenergie mit charakteristischen Merkmalen aus. Mobile telephones (eg so-called "cell phones") send during calls and when organizational processes (e.g. logging into a radio network) Radio frequency energy. The respective radio network (e.g. GSM, DECT, Tetra, UMTS) has it characteristic features in the frequency and time domain, through which the Mobile radio transmission can be assigned. Send other devices (see above) as undesirable side effect of radio frequency energy with characteristic features out.

Die Richtungserkennung für z. B. elektromagnetische Sender ist ein altbekanntes Problem der Funktechnik und wird im allgemeinen als Peilung oder Funkortung bezeichnet. Sie funktioniert jedoch nur bei ungestörter Ausbreitung der Funkwellen (Freifeld) einwandfrei. Bei der konventionellen Funkpeilung werden verschiedene Anordnungen von Antennen benutzt. Hierbei ist bezüglich der Art der Auswertung der mit diesen Antennen gewonnenen Signale bekannt, daß mit Hilfe von zwei Antennen in einem Abstand etwa in der Größe der Wellenlänge sich bei einer einfallenden homogenen Welle die Richtung, aus der die Welle einfällt, über die Phasenverschiebung des Spannungsverlaufes auf den beiden Antennen bestimmen läßt. Die Phasenverschiebung kann ermittelt werden, in dem sie durch Phasenschieberschaltungen statisch kompensiert und das Maximum des Summensignals gebildet wird. Alternativ kann das Minimum bei 180° Phasendrehung gesucht werden (siehe hierzu Fig. 1a). The direction detection for z. B. electromagnetic transmitter is a well-known problem of radio technology and is generally referred to as bearing or radio location. However, it only works properly if the radio waves (free field) are not disturbed. In conventional radio direction finding, different arrangements of antennas are used. With regard to the type of evaluation of the signals obtained with these antennas, it is known that with the aid of two antennas at a distance of approximately the size of the wavelength, the direction from which the wave is incident on the incident homogeneous wave is via the phase shift of the voltage curve can be determined on the two antennas. The phase shift can be determined by statically compensating it by phase shifter circuits and by forming the maximum of the sum signal. Alternatively, the minimum can be sought at a phase rotation of 180 ° (see FIG. 1a).

Bei modernen digitalen Mobilfunkverfahren wird im allgemeinen mit digitalen Peilempfängern gearbeitet (siehe hierzu Fig. 1b). Bei diesen wird das Signal zunächst über einen Mixer in einen anderen Frequenzbereich gemischt, um dann mit einfacher aufzubauenden Digitalschaltungen eine Analyse der Richtung durch digitale Filterung zu bestimmen. Dazu werden aufwendige digital steuerbare Oszillatoren und Filter eingesetzt (Meinke/Gundlach, Taschenbuch der Hochfrequenztechnik, Seite Q53 über Peilempfänger). Die digitalen Peilempfänger benötigen zur Realisierung der Richtungserkennung mindestens zwei aufwendige digitale Empfänger (mindestens einen zweiten für die zweite Antenne). In modern digital mobile radio methods, digital direction finders are generally used (see FIG. 1b). In these, the signal is first mixed in a different frequency range by a mixer, in order to then determine the direction by means of digital filtering using simple digital circuits. For this purpose, complex digitally controllable oscillators and filters are used (Meinke / Gundlach, Taschenbuch der Hochfrequenztechnik, page Q53 about direction finder). The digital direction finder requires at least two complex digital receivers (at least a second one for the second antenna) to realize the direction detection.

Für den geschilderten Anwendungsfall des Aufspürens unerwünschter Mobilfunkaussendungen kann aber nicht von der für die einfache Peilung notwendigen ungestörten Funkausbreitung ausgegangen werden. Vielmehr beruhen moderne Mobilfunksysteme (insbesondere in höheren Frequenzbereichen, z. B. GSM, DECT, Tetra, UMTS) auf der Ausnutzung von Reflexion, Beugung usw.. Im Allgemeinen befinden sich die Hochfrequenz aussendenden Geräte darüber hinaus in dicht bebauten Gebieten, in Gebäuden oder Flugzeugen usw. mit der Folge von Mehrwegeempfang. For the described application of tracking undesirable Cellular emissions cannot be of the type required for simple bearing undisturbed radio propagation can be assumed. Rather, modern ones are based Mobile radio systems (especially in higher frequency ranges, e.g. GSM, DECT, Tetra, UMTS) on the use of reflection, diffraction, etc. In general the high-frequency transmitting devices are also in densely built-up areas Areas, in buildings or airplanes etc. with the consequence of multipath reception.

Weitere bekannte Lösungen für Peilaufgaben insbesondere für Umgebungen mit sog. Mehrwegeempfang, bei dem ein Sender durch Reflexionen mehrere Funkwellen gleichzeitig aus verschiedenen Richtungen empfängt und wobei ein einzelnes Antennenpaar wegen der dabei auftretenden Fehler nicht mehr ausreicht, beruhen auf der Anordnung von mehreren Antennen in einem gleichförmigen Abstand in der Größenordnung der halben bis ganzen Wellenlänge der Welle der Mobilfunkaussendung, wodurch sich Fehler durch Imperfektionen der einfallenden Welle (insbesondere durch den Mehrwegeempfang) teilweise kompensieren lassen, um eine bessere Genauigkeit zu erzielen, und zwar um so besser, je mehr Antennenelemente verwendet werden. Damit bauen aber derart aufgebaute Richtantennen bei den im heutigen Mobilfunk vorliegenden Wellenlängen von beispielsweise 33 cm (für das GSM900-Netz) über ca. 15 cm (beispielsweise für das GSM1800-Netz und das UMTS-Netz) bis zu 12 cm (für sog. Wireless LAN-Netze in der DV-Vernetzung) sowohl in horizontaler wie in vertikaler Richtung relativ groß. Das ist jedoch für die Anwendung zur Überwachung von Gebäuden auf unerwünschte Funkaussendungen oder zur Ermöglichung von Location Services in Gebäuden in der Regel nicht anwendungsgerecht. Verwendet man bei dieser Vorgehensweise jedoch zu wenige Antennen, so ergibt sich das Problem großer Fehler bei der Richtungserkennung. Damit ist es nicht mehr möglich, beispielsweise bei einem Gebäude den Aufenthaltsraum eines sendenden Mobilfunksenders mit hoher Zuverlässigkeit zu bestimmen. Weiterhin führen die vielen benötigten Antennen mit der zugeordneten Elektronik (beispielsweise Phasenschieber oder digitale Empfänger) zu einem hohen Aufwand, der für eine preiswerte Überwachungstechnik oder Location Services nicht marktfähig ist. Other known solutions for DF tasks, especially for environments with So-called multi-path reception, in which one transmitter several reflections Receives radio waves simultaneously from different directions and being a single Antenna pair are no longer sufficient due to the errors that occur on the arrangement of several antennas at a uniform distance in the Order of magnitude of half to full wavelength of the wave of Cellular radio transmission, resulting in imperfections of the incoming wave (in particular through multi-path reception) partially compensated for a to achieve better accuracy, and the better the more antenna elements be used. But with this build directional antennas built in the today's mobile radio wavelengths of, for example, 33 cm (for the GSM900 network) about 15 cm (for example for the GSM1800 network and that UMTS network) up to 12 cm (for so-called wireless LAN networks in DV networking) relatively large in both the horizontal and vertical directions. However, that is for them Application for monitoring buildings for unwanted radio emissions or generally not to enable location services in buildings with the application. However, too few are used in this procedure Antennas, there is the problem of large errors in direction detection. It is no longer possible, for example in a building Determine the lounge of a transmitting mobile radio transmitter with high reliability. Furthermore, the many antennas required with the associated electronics (e.g. phase shifters or digital receivers) at a high cost, not for cheap surveillance technology or location services is marketable.

Abgekürzt könnte man sagen, daß die bekannten Techniken der Funkpeilung entweder hohe Auflösung bei großer Bauform der Antennenanordnung und mit hohem schaltungstechnischen Aufwand bieten oder bei kleiner Bauform und niedrigem Aufwand nur niedrige Auflösung ermöglichen. Beides ist für die angestrebte Anwendung nicht praxisgerecht. In short, one could say that the known techniques of radio direction finding either high resolution with a large design of the antenna arrangement and with high Offer circuitry complexity or with a small design and low Allow effort only low resolution. Both are for the intended application not practical.

Aus der DE 198 52 715 A2 ist ein Verfahren zur Aufdeckung und örtlichen Eingrenzung unerwünschter Mobilfunkaussendungen, z. B. unerlaubter Mobilfunktelefonie bekannt, bei dem mit mindestens einem Mobilfunkempfänger mit einer hinsichtlich ihrer Empfangseigenschaften beeinflußbaren Empfangseinrichtung ein Umgebungsbereich des Mobilfunkempfängers auf Vorhandensein von Mobilfunkaussendungen untersucht wird. Hierbei wird als Ausgangspunkt mindestens einmal eine Lernphase durchgeführt, in der anhand wechselnder räumlicher Zuordnung eine Referenzsendeeinrichtung für Mobilfunkaussendungen und dem Mobilfunkempfänger Abbilder abgestrahlter und bekannter örtlicher Referenzfunkaussendungen aufgenommen werden. Die in dieser Lernphase aufgenommenen Abbilder lassen eine Zuordnung des Standortes von Referenzfunkaussendungen aussendender Referenzsendeeinrichtungen zu, die beim späteren Ablauf des Verfahrens einen Vergleich zwischen nicht von der Referenzsendeeinrichtung ausgestrahlter Mobilfunkaussendungen mit denjenigen der Referenzsendeeinrichtung ermöglicht, wobei über das Abbild der unerwünschten Mobilfunkaussendung in einem nachgelagerten Schritt in einer Auswertungsphase die in der Lernphase aufgenommen Abbilder und das Abbild der aufgenommenen Mobilfunkaussendungen miteinander verglichen und daraus eine Information über die räumliche Position der Sendeeinrichtung der unerwünschten Mobilfunkaussendung im Umgebungsbereich ermittelt wird. Durch den Vergleich der Abbilder von unerwünschter Mobilfunkaussendung und der Referenzfunkaussendungen läßt sich anhand verschiedener Kriterien schlußfolgern, welches der Abbilder der Referenzfunkaussendungen der unerwünschten Mobilfunkaussendung am nächsten kommt und damit eine Aussage darüber treffen, wo sich die Sendeeinrichtung der unerwünschten Mobilfunkaussendung wahrscheinlich befinden könnte. Beschrieben ist dieses Verfahren allerdings nur für den Einsatz einfacher Anordnungen von Empfangsantennen. DE 198 52 715 A2 describes a method for detection and local Limitation of unwanted mobile communications, e.g. B. unauthorized mobile telephony is known in which with at least one mobile radio receiver with one their receiving properties influenceable receiving device Surrounding area of the mobile radio receiver for the presence of mobile radio emissions is examined. The starting point is a learning phase at least once carried out, in which a Reference transmission device for mobile radio transmissions and the mobile radio receiver images radiated and known local reference radio broadcasts recorded become. The images recorded in this learning phase leave an assignment of the location of reference radio transmissions Reference transmitters to make a comparison between later in the procedure with mobile radio transmissions not broadcast by the reference transmitter enables that of the reference transmitter, with the image of the unwanted cellular transmission in a downstream step in one Evaluation phase the images recorded in the learning phase and the image of the recorded mobile communications are compared with each other and a Information about the spatial position of the transmitter of the unwanted Mobile radio transmission in the surrounding area is determined. By comparing the Images of unwanted cellular and reference radio broadcasts can be concluded on the basis of various criteria which of the images of the Reference radio transmissions closest to the undesired mobile radio transmission comes and make a statement about where the transmitter of the unwanted cellular emissions could be likely. described However, this method is only for the use of simple arrangements of Receiving antennas.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, schon bei relativ kleiner Bauform der verwendeten Antennenanordnung und mit vertretbarem Aufwand eine richtungsspezifische Erfassung einer Mobilfunkaussendung insbesondere auch in einem Umfeld mit Mehrwegeausbreitung zu ermöglichen. The object of the present invention is therefore, even with a relatively small design the antenna arrangement used and a reasonable effort direction-specific detection of a mobile radio transmission, especially in one Allow environment with multipath propagation.

Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ergibt sich hinsichtlich des Verfahrens aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 und hinsichtlich der Antennenanordnung aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 17 jeweils in Zusammenwirken mit den Merkmalen des zugehörigen Oberbegriffes. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. The object of the invention is achieved with regard to the method from the characterizing features of claim 1 and with regard to Antenna arrangement from the characterizing features of claim 17 each in Interaction with the characteristics of the associated generic term. Further advantageous embodiments of the invention result from the subclaims.

Die Erfindung nach Anspruch 1 geht aus von einem Verfahren zur Richtungserkennung einer Mobilfunkaussendung, bei dem eine Anzahl von räumlich verteilt angeordneten Antennen ein Antennenarray (antenna diversity) bilden, mit dem von einer Quelle der Mobilfunkaussendung ausgehende Funkwellen insbesondere aus der näheren räumlichen Umgebung des Antennenarrays üblicherweise im Bereich von Hunderten von Metern aufgenommen werden, wobei die von den Antennen empfangenen Mobilfunkwellen anhand ihrer Phasenverschiebung zur Lokalisierung der Quelle der Mobilfunkaussendung herangezogen werden. Ein derartiges Verfahren wird dadurch weiter entwickelt, daß jeweils zur gleichen Zeit eine Untergruppe, dabei vorzugsweise genau eine Untergruppe, der Antennen des Antennenarrays gleichzeitig zum Empfang der Mobilfunkwellen aktiviert wird, wobei in schneller Abfolge aus den Antennen des Antennenarrays jeweils andere Untergruppen in Form von Kombinationen einzelner Antennen aktiviert werden. Im Gegensatz zu den bekannten, gleichförmig aufgebauten Antennenarrays werden hierbei immer nur die Signale weniger, vorzugsweise zweier einzelner Antennen miteinander kombiniert, um den Aufwand für die Phasenschiebung und den benötigten Empfänger gering zu halten. Diese einzelnen Antennen des Antennenarrays sind nicht gleichmäßig verteilt, sondern mit für die jeweiligen Aufgabe optimierten verschiedenen Anständen zueinander angeordnet. Um trotz der Verwendung von wenigen Antennenelementen die für die Genauigkeit erforderliche kombinierte Auswertung von vielen Antennensignalen zu gewährleisten (antenna diversity), werden die Antennenpaare schnell umgeschaltet, um während jeder einzelnen im wesentlichen als konstant anzusehenden Funkstrecke der Mobilfunksendung eine hinreichende Anzahl von Meßwerten zu erhalten. Durch die antenna diversity wird es im Zusammenspiel mit den Kompensationsmöglichkeiten des Verfahrens möglich, auch in einem im Nahbereich sehr stark durch Mehrwegeempfang gekennzeichnetem funktechnischen Umfeld die wahre Richtung vom Mobilfunksender zum Empfänger zu erkennen. The invention according to claim 1 is based on a method Direction detection of a mobile radio transmission, in which a number of spatially distributed Arranged antennas form an antenna array (antenna diversity) with which one Source of the mobile radio transmission outgoing radio waves, in particular from the closer spatial environment of the antenna array usually in the range of Hundreds of meters are recorded, with those from the antennas received cellular waves based on their phase shift to localize the Source of the mobile radio transmission can be used. Such a process is further developed by having a subgroup at the same time preferably exactly one subgroup, the antennas of the antenna array is activated simultaneously with the reception of the mobile radio waves, whereby in rapid succession the antennas of the antenna array each have other subgroups in the form of Combinations of individual antennas can be activated. In contrast to the known, antenna arrays with a uniform structure are always only the signals less, preferably two individual antennas combined with each other in order to To keep the effort for the phase shift and the required receiver low. These individual antennas of the antenna array are not evenly distributed, but rather with different pitches optimized for each task arranged. In order to use the for the despite the few antenna elements Combined evaluation of many antenna signals required for accuracy ensure (antenna diversity), the antenna pairs are switched quickly, to be considered essentially constant throughout each one To obtain a sufficient number of measured values for the radio path of the mobile radio transmission. The antenna diversity makes it in interaction with the Compensation options of the method possible, even in a very close range Multi-path reception marked radio technology environment the true direction recognizable from the mobile radio transmitter to the receiver.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Umschaltung der jeweils aktivierten Untergruppen des Antennenarrays mit einer derartigen Frequenz erfolgt, daß für eine im wesentlichen als konstant anzusehende Funkstrecke der Mobilfunkwellen mindestens ein Meßwert durch unterschiedliche Untergruppen des Antennenarrays erfaßt wird. Hierdurch ist es möglich, daß während eines wegen seiner kurzen Zeitdauer (burst period) als über eine näherungsweise konstante Funkstrecke anzusehenden kurzen Mobilfunksignales von verschiedenen Antennen der unterschiedlichen Untergruppen des Antennenarrays Signale der gleichen Funkstrecke vermessen werden und daher diese Signale unterschiedliche Bewertungen der gleichen Funkstrecke unter hinsichtlich der Empfangseigenschaften der verwendeten Antennen unterschiedlichen Empfangsbedingungen ermöglichen. So kann beispielsweise eine Messung mit einem relativ großen Abstand der beteiligten Antennen zueinander und damit mit einer relativ guten Auflösung, aber der Gefahr von Mehrdeutigkeiten des Meßsignals durchgeführt werden, eine andere Messung mit relativ zueinander näher benachbarten Antennen, dadurch zwar geringerer Auflösung bei gleichzeitiger Vermeidung von Mehrdeutigkeiten. In der Summe derartiger Messungen wird die Richtung der Mobilfunkaussendung damit wesentlich genauer bestimmt werden können, als dies bei einer einzigen Messung unter konstanten Meßbedingungen und unter Verwendung nur einer Untergruppe der Antennenanordnung der Fall sein könnte. In a particularly preferred embodiment it is provided that the switchover each of the activated subgroups of the antenna array with one Frequency is that for a radio link that is essentially to be regarded as constant the mobile radio waves at least one measured value by different subgroups of the antenna array is detected. This makes it possible that during a its short period (burst period) as over an approximately constant Short mobile radio signals to be viewed from different antennas of the different subsets of the antenna array signals of the same Radio link are measured and therefore these signals are different Evaluations of the same radio link under with regard to the reception characteristics of the used antennas allow different reception conditions. So can, for example, take a measurement with a relatively large distance between the participants Antennas to each other and therefore with a relatively good resolution, but the danger of ambiguities in the measurement signal, another measurement with antennas that are closer together relative to each other, thereby smaller Resolution while avoiding ambiguities. In total, such Measurements make the direction of the mobile radio transmission much more precise can be determined as this in a single measurement under constant Measurement conditions and using only a subset of the Antenna arrangement could be the case.

Weiterhin kann vorgesehen werden, daß bei der Auswertung der von den jeweiligen Untergruppen des Antennenarrays empfangenen Signale Plausibilitätsbetrachtungen durchgeführt werden, die die von den jeweiligen Untergruppen empfangenen Signale zueinander in Relation setzen. Widersprechen sich beispielsweise einzelne Messungen eines zumindest kurzzeitig näherungsweise als konstant anzusehenden Funksignales der unterschiedlichen Untergruppen, so kann durch derartige Plausibilitätsbetrachtungen eine Bewertung vorgenommen werden, welche der Messung als wahrscheinlich genauer und daher als richtiges Ergebnis angesehen werden soll. Hierbei können viele verschiedene Plausibilitätskriterien herangezogen werden, die sich aus der Empfangssituation und auch aus den Gegebenheiten vor Ort ergeben. Furthermore, it can be provided that in the evaluation of the respective Subgroups of the antenna array received signals plausibility considerations be carried out, the signals received by the respective subgroups put in relation to each other. For example, individual contradict each other Measurements of what can be regarded as constant at least for a short time Radio signals from the different subgroups, so can by such Plausibility considerations, an assessment can be made, which the measurement as probably more accurate and therefore should be viewed as the correct result. in this connection There are many different plausibility criteria that can be used the reception situation and also from the local conditions.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, daß die Geschwindigkeit der Bestimmung der Phasenverschiebung bei jeder Messung und die Frequenz der Umschaltung zwischen den jeweiligen Untergruppen des Antennenarrays sowie die Dauer der Messung derart gewählt werden, daß von den jeweiligen Untergruppen des Antennenarrays eine derartige Anzahl von Signalen empfangen wird, daß diese Daten auch statistisch und/oder numerisch ausgewertet werden können. Werden nicht nur wenige, sondern eine hinreichend große Anzahl von Messungen durchgeführt, so können statistische Methoden oder auch sonstige Bewertungsmethoden wie etwa numerische oder graphische Methoden herangezogen werden, mit denen aus dieser Menge an Meßsignalen ein verbessertes Ergebnis ermittelt werden kann. Dabei kann diese hinreichend große Anzahl von Messungen zum einen unter Verwendung einer einzelnen Untergruppe des Antennenarrays und dabei gleichen Empfangsbedingungen ermittelt werden. Auch ist es denkbar, durch schnelle Umschaltung zwischen den jeweils zu verwendenden Untergruppen des Antennenarrays eine hinreichende Anzahl von Meßsignalen bei dadurch hinsichtlich der Antennen wechselnden Empfangsbedingungen zu ermitteln. Ebenfalls können diese beiden Methoden miteinander kombiniert werden, so daß eine hinreichende Anzahl von Meßwerten sowohl während eines Meßzyklus bei identischer Untergruppe als auch mit unterschiedlichen Untergruppen des Antennenarrays ermittelt wird. A further embodiment provides that the speed of the determination of the Phase shift with each measurement and the frequency of switching between the respective subgroups of the antenna array and the duration of the Measurement should be chosen such that the respective subgroups of the Antenna arrays receive such a number of signals that this data too can be statistically and / or numerically evaluated. Not just a few, but a sufficiently large number of measurements can be made statistical methods or other evaluation methods such as numerical or graphical methods are used with which from this Amount of measurement signals an improved result can be determined. It can this sufficiently large number of measurements on the one hand using a individual subgroup of the antenna array and the same Reception conditions can be determined. It is also conceivable to quickly switch between the sub-groups of the antenna array to be used in each case a sufficient one Number of measurement signals in the case of changing antennas To determine reception conditions. You can also use these two methods can be combined with each other, so that a sufficient number of measured values both during a measurement cycle with an identical subgroup as well as with different subgroups of the antenna array is determined.

Eine erste vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, daß die Anzahl von Signalen, die von den von den jeweiligen Untergruppen des Antennenarrays empfangen wird, während einer einzigen im wesentlichen als konstant anzusehenden Funkstrecke (ein burst) empfangen und numerisch oder statistisch ausgewertet wird. Hierdurch ist es möglich, bei gleichbleibender Funkstrecke und unter Verwendung jeweils anderer Untergruppen der Antennenanordnung die Eigenschaften der Funkstrecke so vielfältig zu vermessen, daß durch Kombination und insbesondere numerische Auswertung bzw. graphische Interpretation eine wesentliche Verbesserung der Ergebnisse erreicht werden kann. Dies kann beispielsweise dazu genutzt werden, um Einflüsse von Reflektionen der Funkwellen mit im Sende- oder Empfangsbereich vorhandenen Hindernissen wie Mauern oder auch dem Boden zu kompensieren. A first advantageous embodiment provides that the number of signals from which is received by the respective subgroups of the antenna array while a single radio link that is essentially to be regarded as constant (a burst) received and evaluated numerically or statistically. This is it possible with the same radio link and using different ones Subgroups of the antenna arrangement the properties of the radio link so diverse measure that by combination and in particular numerical evaluation or graphic interpretation achieved a significant improvement in results can be. This can be used, for example, to determine the influences of Reflections of the radio waves with those present in the transmission or reception area To compensate for obstacles such as walls or the floor.

Eine wesentliche Verbesserung der Genauigkeit ergibt sich, wenn die Auswertung der Signale, die während einer einzigen im wesentlichen als konstant anzusehenden Funkstrecke empfangen wurden, numerisch anhand der Gleichung für die Summenspannung


erfolgt.
A significant improvement in accuracy is obtained if the evaluation of the signals received during a single radio link that is to be regarded as essentially constant is numerical based on the equation for the total voltage


he follows.

Hierfür können insbesondere graphische und numerische Methoden verwendet werden, um ein aussagekräftiges Ergebnis aus dieser Summenspannung zu ermitteln, insbesondere kann durch Festhalten einzelner Parameter eine Ermittlung relevanter Daten aus diesem Kennfeld vorgenommen werden, die graphisch einem Schnitt durch das Kennfeld entsprechen und meßtechnisch durch Messung des gleichen bursts mit verschiedenen Untergruppen der Antennenanordnung bestimmt werden. In particular, graphic and numerical methods can be used for this in order to determine a meaningful result from this sum voltage, In particular, by determining individual parameters, a determination can be more relevant Data from this map are made that graphically represent a cut correspond by the map and metrologically by measuring the same bursts with different subsets of the antenna arrangement can be determined.

Eine andere Ausgestaltung sieht vor, daß die Anzahl von Signalen, die von den jeweiligen Untergruppen des Antennenarrays empfangen wird, während einer länger dauernden und unter wechselnden Sende- und Empfangsbedingungen ablaufenden Funkstrecke (eine Anzahl von bursts) empfangen und statistisch ausgewertet wird. Hierbei wird unabhängig von den laufenden Veränderungen der Funkstrecke durch die nacheinander übertragenen bursts die Funkstrecke solange vermessen, bis eine signifikante Anzahl von Meßwerten vorliegen, die eine statistisch gesicherte Auswertung dieser Vielzahl von Meßwerten erlaubt und dadurch die Einflüsse der wechselnden Übertragungsverhältnisse der Funkstrecke kompensiert werden. Als Methoden der statistischen Auswertung können sehr verschiedene Methoden zum Einsatz kommen. Another embodiment provides that the number of signals by the respective subsets of the antenna array is received during a longer one permanent and running under changing transmission and reception conditions Radio link (a number of bursts) is received and statistically evaluated. Here, regardless of the ongoing changes in the radio link the successively transmitted bursts measure the radio link until one there is a significant number of measured values which are statistically reliable Evaluation of this multitude of measured values is permitted and thereby the influences of the changing transmission ratios of the radio link can be compensated. As Statistical evaluation methods can use very different methods come.

Hierbei ist in weiterer Ausgestaltung insbesondere denkbar, daß die statistische Auswertung in Form einer empfangsrichtungsabhängigen Ermittlung von Histogrammen erfolgt, die die Lage und Häufigkeit von Empfangsminima und/oder Empfangsmaxima bei definierbaren Einstellungen von zur Bestimmung der Phasenverschiebung eingesetzten Phasenschiebern und sich unterscheidenden Untergruppen der Antennenanordnung angibt und durch Gewichtung eine Verbesserung der Ermittlung der Empfangsrichtung der Mobilfunkaussendung zuläßt. Hierdurch ist eine Mittelung der Ergebnisse von sehr vielen einzelnen Richtungsmessungen (z. B. durch Minima) einfach möglich, beispielsweise mit Hilfe des Schwerpunktes eines Histogramms der Häufigkeit von Minima/Maxima bei einer bestimmten Einstellung des/der Phasenschieber. Hierzu kann die Durchführung der Schwerpunktsbildung in einem sich in 360° wiederholenden System durch Ermittlung des Flächenschwerpunktes eines auf einem Kreis mit dem Radius 1 um den Nullpunkt angeordneten Histogramms erfolgen, wobei die Häufigkeit der Minima/Maxima an der jeweiligen Winkelposition (d. h. der Einstellung des Phasenschiebers) das "Gewicht" darstellt. Dadurch werden in einer Umgebung mit Mehrwegeausbreitung unvermeidliche Versprünge der Minima/Maxima um bis zu +180° oder -180° bzgl. des Schwerpunktes des Histogramms gleich bewertet. Außerdem liefert der Abstand des ermittelten Flächenschwerpunktes vom Nullpunkt ein Maß für die Güte des Histogramms. Ist es nahe 1, so ist es gut und die Richtung sehr eindeutig, ist es nahe 0, so würden schon wenige neue Meßwerte zu einer völlig anderen Richtung führen, die Qualität ist also schlecht. In a further embodiment, it is particularly conceivable that the statistical Evaluation in the form of a determination of Histograms are made that show the location and frequency of reception minima and / or Receiving maxima with definable settings for determining the Phase shift used phase shifters and different subgroups the antenna arrangement indicates and by weighting an improvement in Allows determination of the direction of reception of the mobile radio transmission. This is one Averaging the results of a large number of individual direction measurements (e.g. by Minima) easily possible, for example with the help of the focus of one Histogram of the frequency of minima / maxima for a specific setting of the Phase shifter. This can be done by carrying out the focus in one in a 360 ° repeating system by determining the centroid one arranged on a circle with radius 1 around the zero point Histogram, the frequency of the minima / maxima at the respective Angular position (i.e. the setting of the phase shifter) represents the "weight". Thereby become inevitable jumps in a multi-path environment the minima / maxima by up to + 180 ° or -180 ° with respect to the center of gravity of the Histogram rated the same. In addition, the distance between the determined Center of gravity from zero is a measure of the quality of the histogram. Is it close to 1 so it is good and the direction is very clear, if it is close to 0, few would new measured values lead to a completely different direction, so the quality is bad.

Weiterhin ist es in einer bevorzugten Ausgestaltung denkbar, daß aus den Histogrammen und deren zeitlicher Zuordnung zueinander Güteklassen ermittelt werden, die eine Klassifizierung der Empfangsminima und/oder Empfangsmaxima hinsichtlich ihrer Genauigkeit erlauben. Aufgrund der sich während der hier ausgeführten Messungen ständig ändernden Funkstrecke ist insbesondere die zeitliche Zuordnung und Zusammensetzung der den Histogrammen zugrundeliegenden Meßwerte von Bedeutung und erlaubt bei einer Berücksichtigung eine deutliche Verbesserung der Auswertungsergebnisse. Wenn etwa in Fortführung des Gedankens zur Ermittlung von Güteklassen der Abstand eines Minimums und/oder Maximums vom Schwerpunkt des Histogramms und/oder die Standardabweichung und/oder das Verhältnis der Signalstärke an der Minimumsposition bzw. der Maximumsposition und/oder der absolute oder der relative Signalpegel und/oder die Menge der qualitativ guten Meßwerte insgesamt herangezogen werden, so kann eine weitere Selektion der Meßwerte in dem Sinne erfolgen, daß die Meßwerte nur entsprechend ihrer ermittelten Güteklasse in das Gesamtergebnis der Richtungsbestimmung eingehen und damit eine einfache und rechentechnisch schnell durchführbare Bewertung der Meßwerte erfolgt. Furthermore, it is conceivable in a preferred embodiment that from the Histograms and their temporal allocation to each other are determined, which classify the reception minima and / or reception maxima with regard to allow their accuracy. Because of what happened during the here Measurements of constantly changing radio links are especially the time assignment and composition of the measured values on which the histograms are based Significance and, if taken into account, allows a significant improvement in Evaluation results. If in continuation of the idea of investigation of quality classes the distance of a minimum and / or maximum from Center of gravity of the histogram and / or the standard deviation and / or the ratio the signal strength at the minimum position or the maximum position and / or the absolute or the relative signal level and / or the amount of good quality Total measured values are used, so a further selection of the Measured values take place in the sense that the measured values only correspond to their determined values Quality class in the overall result of the direction determination and thus a simple and quickly calculable evaluation of the measured values he follows.

Dabei ist es auch denkbar, daß die Histogramme mit vorab aufgenommenen Histogrammen verglichen wird, die für definierte Mobilfunkaussendungen von definierten Sendeorten gewonnen wurden. Die Histogramme werden hierzu etwa bei einer Lernphase mit bekannten Empfangsbedingungen und mit einem bekannten Standort der Quelle der Mobilfunkaussendung für jeden zu überwachenden Bereich der Umgebung des Antennenarrays gespeichert. Zu Ermittlung des Standortes der Quelle der Mobilfunkaussendung im Regelbetrieb wird für das bei einer detektierten Mobilfunkaussendung im interessierenden Bereich ermittelte Histogramm ein Abstandsmaß zu den eingelernten Histogrammen mit Gütefaktorfunktion unter Berücksichtigung der vorstehend angegebenen Parameter bestimmt. In Kombination mit den gelernten Histogrammen läßt sich daraus auch erkennen, welche Untergruppe des Antennenarrays für einen bestimmten Sendeort einen zuverlässigen oder einen unzuverlässigen Meßwert liefert. Beim Vergleich der Histogramme werden dann sendeortadaptiv immer nur die aussagekräftigen Meßwerte miteinander verglichen. Dadurch ist bei strittigen Meßwerten, die zur Ermittlung benachbarter Standorte als denkbare Quelle der Mobilfunkaussendung führen, dennoch eine zuverlässige Zuordnung möglich. It is also conceivable for the histograms to be recorded beforehand Histograms are compared, which are defined for defined mobile communications Broadcast locations were won. For this purpose, the histograms are used for a Learning phase with known reception conditions and with a known location the source of the mobile radio transmission for each area to be monitored Environment of the antenna array saved. To determine the location of the source the mobile radio transmission in regular operation is used for the one detected Mobile radio transmission in the area of interest determined histogram Distance to the learned histograms with quality factor function below Taking into account the parameters specified above. In combination with the learned histograms also shows which subgroup of the Antenna arrays for a certain broadcasting location a reliable or a delivers unreliable measured value. When comparing the histograms then Adaptive to the sending location, only the meaningful measured values are compared with each other. This means that in the case of controversial measured values, which are used to determine neighboring locations conceivable source of mobile radio transmission lead, nevertheless a reliable Assignment possible.

Von Vorteil ist es, wenn die genaue Lokalisierung des Sendeortes der Mobilfunkaussendung erst dann durchgeführt wird, wenn bei der laufenden, relativ groben Untersuchung der Umgebung des Antennenarrays das Vorliegen einer Mobilfunkaussendung im relevanten Bereich erkannt wurde. Hierdurch wird es möglich, die laufende Überwachung der Umgebung des Antennenarrays durch eine relativ schnell durchzuführende grobe Durchmusterung auszuführen und die genaue und damit zeitaufwendige Analyse des Standortes einer Mobilfunkaussendung erst dann zu veranlassen, wenn das Vorliegen einer Mobilfunkaussendung etwa durch das Überschreiten einer vorgebbaren Feldstärkeschwelle und/oder in einem relevanten Winkelbereich bezogen auf den Sendeort der Mobilfunkaussendung festgestellt wurde. Dabei kann zusätzlich durch eine durchlaufende Durchmusterung in diesem Detektionsbetrieb der Winkelbereich, aus dem eine Detektion einer Mobilfunkaussendung akzeptiert wird, mit Hilfe der Richtungserkennungsmöglichkeit der Antenne eingeschränkt werden. It is advantageous if the exact location of the sending location of the Mobile radio transmission is only carried out when the current, relatively rough Examination of the environment of the antenna array the presence of a Mobile radio transmission was recognized in the relevant area. This will make it possible ongoing monitoring of the environment of the antenna array by a relatively fast to carry out a rough survey and the exact and therefore only then time-consuming analysis of the location of a mobile radio transmission to initiate if the presence of a mobile radio transmission by the Exceeding a predefinable field strength threshold and / or in a relevant one Angular range related to the location of the mobile radio transmission was determined. In this case, a continuous survey can also be carried out in this Detection mode the angular range from which a detection of a mobile radio transmission is accepted, with the help of the direction detection option of the antenna be restricted.

Zusätzlich ist es denkbar, daß eine funktechnische Analyse des Umfeldes um das Antennenarray herum durchgeführt wird und anhand der Ergebnisse dieser Analyse die Messungen der einzelnen Untergruppen des Antennenarrays korrigiert werden. Durch Verwenden von Vorwissen aus dieser funktechnischen Analyse des Umfeldes (z. B. der Berechnung des Feldverlaufes mittels analytischer Modelle oder mittels Ray Tracing/Launching Tools) können die Fehler für jeden Standort der Quelle der Mobilfunkaussendung bezüglich jeder Untergruppe des Antennenarrays abgeschätzt werden. Daraus und ggf. in Kombination mit den gelernten Histogrammen läßt sich erkennen, welche Untergruppe des Antennenarrays für einen bestimmten Standort einen zuverlässigen oder unzuverlässigen Meßwert liefert. Auf Grund der relativ kleinen Bauform des erfindungsgemäßen Antennenarrays läßt es sich grundsätzlich nicht vermeiden, daß einzelne Untergruppen von Antennen bei einzelnen Messungen mit großen Fehlern behaftete Meßsignale liefern. Hierbei können je nach der Umgebung die Stärke von Reflexion der Mobilfunksignale am Boden, das Vorhandensein weiterer Reflektoren in der Umgebung (beispielsweise Hauswände) die Fehler dabei von Standort zu Standort der Quelle der Mobilfunkausendung verschieden sein und auch immer andere Untergruppen von Antennen betreffen. Durch eine funktechnische Analyse kann dieser Fehlereinfluß minimiert werden. In addition, it is conceivable that a radio analysis of the environment around the Antenna array is performed around and based on the results of this analysis the measurements of the individual subgroups of the antenna array are corrected. By using prior knowledge from this radio analysis of the environment (e.g. the calculation of the field course using analytical models or using Ray Tracing / Launching Tools) can source the errors for each location Mobile radio transmission estimated for each sub-group of the antenna array become. This and, if necessary, in combination with the learned histograms can be used recognize which subset of the antenna array for a particular location provides a reliable or unreliable reading. Because of the relative small design of the antenna array according to the invention, it can in principle not avoid individual subsets of antennas at individual Deliver measurements with large errors measurement signals. Depending on the Environment the strength of reflection of the cellular signals on the ground, the The presence of other reflectors in the area (e.g. house walls) Errors differ from location to location of the source of the mobile radio transmission be and always concern other subsets of antennas. By a This influence of errors can be minimized by radio analysis.

Durch die inzwischen sehr leistungsfähige Digitaltechnik kann die Auswertung der von dem Antennenarray empfangenen Signale bevorzugt auf sehr preisgünstigen Standardrechnern durchgeführt wird. Due to the now very powerful digital technology, the evaluation of the Signals received by the antenna array are preferably very inexpensive Standard computers is carried out.

Die Erfindung betrifft gemäß Anspruch 17 weiterhin eine Antennenanordnung zur Richtungserkennung einer Mobilfunkaussendung, insbesondere unter Nutzung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei der eine Anzahl von räumlich verteilt angeordneten Antennen ein Antennenarray (antenna diversity) bilden, mit dem von einer Quelle der Mobilfunkaussendung ausgehende Funkwellen aus der Umgebung des Antennenarrays aufgenommen werden, wobei die empfangenen Funkwellen zur Lokalisierung der Quelle der Mobilfunkaussendung anhand ihrer Phasenverschiebung herangezogen werden. Ein derartige gattungsgemäße Antennenanordnung wird dadurch weiterentwickelt, daß die Antennen des Antennenarrays zueinander horizontal und vertikal in unterschiedlichen Abständen gestaffelt im wesentlichen in einer Ebene angeordnet sind (space diversity). Durch die unterschiedliche Staffelung, d. h. unterschiedlich einstellbare Abstände der einzelnen Antennen des Antennenarrays zueinander, können für die Messung der Mobilfunkaussendung immer diejenigen Antennen eine Untergruppe bilden, die für den Empfang aus einer grob ermittelten Empfangsrichtung die relativ optimalsten Empfangsbedingungen aufweisen. Werden zusätzlich verschiedene Untergruppen zur Vermessung der gleichen Mobilfunkaussendung verwendet und darüber hinaus die verfahrensmäßig beschriebenen Auswertemöglichkeiten genutzt, so kann mit relativ geringem apparativem Aufwand und gleichzeitig nur geringem Platzbedarf für das Antennenarray gleichwohl eine ausreichend genaue Bestimmung des Ortes der Quelle der Mobilfunkaussendung ermittelt werden. According to claim 17, the invention further relates to an antenna arrangement for Direction detection of a mobile radio transmission, in particular using the The method of claim 1, wherein a number of spatially arranged Antennas form an antenna array (antenna diversity) with which a source of Mobile radio transmission outgoing radio waves from the environment of the Antenna arrays are recorded, the received radio waves for localization the source of the mobile radio transmission based on its phase shift be used. Such a generic antenna arrangement is thereby further developed that the antennas of the antenna array to each other horizontally and staggered vertically at different distances essentially in one plane are arranged (space diversity). Due to the different staggering, d. H. differently adjustable distances between the individual antennas of the antenna array, can always use those antennas for measuring the mobile radio transmission Form a sub-group for receiving from a roughly determined Receive direction have the relatively optimal reception conditions. Be additional different subgroups for measuring the same mobile radio transmission used and also those described in the process Evaluation options used, so can with relatively little equipment and at the same time, only a small space requirement for the antenna array is sufficient exact determination of the location of the source of the mobile radio transmission can be determined.

Hierbei kann in weiterer Ausgestaltung die Anordnung und die Abstände der Antennen des Antennenarrays zueinander sowie die Kombination einzelner Antennen zu Untergruppen angepaßt an unterschiedliche Meßaufgaben und Meßgenauigkeiten einzelner Untergruppen von Antennen ausgestaltbar sein. Dabei kann die Anordnung der einzelnen Antennen des Antennenarrays sowie deren relative Beabstandung an die Empfangsbedingungen am Aufstellort des Antennenarrays und sich daraus ergebende Randbedingungen angepaßt werden, die Kombination einzelner Antennen zu Untergruppen ermöglicht hierbei eine Mehrfachnutzung der Antennen beispielsweise im Rahmen einer genauen bzw. groben Bestimmung der Empfangsrichtung. In a further embodiment, the arrangement and the distances of the Antennas of the antenna array to each other as well as the combination of individual antennas Subgroups adapted to different measuring tasks and measuring accuracies individual subgroups of antennas can be configured. The Arrangement of the individual antennas of the antenna array and their relative Distance to the reception conditions at the location of the antenna array and yourself resulting boundary conditions are adjusted, the combination of individual Antennas in subgroups allow multiple use of the antennas for example in the context of a precise or rough determination of the Receive direction.

Insbesondere, wenn als zueinander gehörige Untergruppen des Antennenarrays immer Antennen gemeinsam derart aktivierbar sind, daß für eine erste Untergruppe die Antennen dieser Untergruppe in einer Raumrichtung eng zueinander benachbart sind und für eine andere Untergruppe die Antennen in derselben Raumrichtung einen größeren Abstand zueinander aufweisen, läßt sich die Qualität des Meßergebnisses wesentlich steigern, da für eine erste grobe Bestimmung der Empfangsrichtung die Antennen benutzt werden können, die in einer Raumrichtung eng zueinander benachbart sind und daher einen mehrdeutigen Empfang weitgehend ausschließen. Zusätzlich kommen dann die Antennen zu Einsatz, die in derselben Raumrichtung einen größeren Abstand zueinander aufweisen, aufgrund des Mehrwegeempfangs dabei aber anfälliger für Mehrdeutigkeiten sind und deren Meßergebnisse daher genauer bewertet werden müssen. Insbesondere die Kombination dieser beiden Untergruppen erlaubt eine wesentliche Verbesserung der Ergebnisse bei der Bestimmung der Empfangsrichtung einer Mobilfunkaussendung. Eine derartige Vorgehensweise kann dabei schon mit nur drei Antennen realisiert werden, von denen zwei direkt benachbart und eine dritte Antenne davon weiter entfernt angeordnet sind. Especially when as sub-groups of the antenna array that belong to each other antennas can always be activated together in such a way that for a first subgroup the antennas of this subgroup are closely adjacent to one another in a spatial direction and for another subgroup the antennas are in the same spatial direction have a greater distance from each other, the quality of the Increase the measurement result significantly, because for a first rough determination the Direction of reception the antennas can be used that are narrow in one spatial direction are adjacent to each other and therefore largely ambiguous reception exclude. In addition, the antennas are then used in the same Have a larger distance from each other due to the Multipath reception are more susceptible to ambiguities and their measurement results therefore need to be assessed more precisely. In particular, the combination of these two Subgroups allowed a significant improvement in results at Determining the direction of reception of a mobile radio transmission. Such The procedure can be implemented with just three antennas, one of which two directly adjacent and a third antenna further away are.

Von Vorteil ist es, wenn innerhalb des Antennenarrays Antennen mit verschiedenen Polarisationsrichtungen (polarisation diversity) verwendet werden. Dadurch ist sowohl bezüglich der Polarisation eine horizontale als auch eine vertikale Vermessung des Standortes der Quelle der Mobilfunkaussendung möglich, so daß die Genauigkeit der Angabe dieses Standortes weiter gesteigert wird. It is advantageous if, within the antenna array, antennas with different Polarization diversity can be used. This is a horizontal as well as a vertical measurement with regard to polarization the location of the source of the mobile radio transmission possible, so that the Accuracy of specifying this location is further increased.

Eine gerätetechnische Vereinfachung läßt sich dadurch erreichen, daß innerhalb des Antennenarrays Antennen verwendet werden, die sich sowohl horizontal als auch vertikal polarisieren lassen und daher nur den Platzbedarf einer einzigen Antennenplatte etwa aus mindestens einem aktiven Antennenelement benötigen. Eine derartige Antenne kann somit sowohl Meßaufgaben in horizontaler als auch in vertikaler Richtung übernehmen, wodurch eine weitere Antenne eingespart werden kann. A device-technical simplification can be achieved in that within the Antenna arrays are used that are both horizontal and horizontal polarize vertically and therefore only the space required by one Need antenna plate from at least one active antenna element. A Such an antenna can thus perform measurement tasks both horizontally and vertically Take direction, which can save another antenna.

Es ist weiterhin denkbar, daß für jede Antenne des Antennenarrays mindestens ein separater Phasenschieber vorgesehen ist. In anderer Ausgestaltung ist aber auch eine weitere Vereinfachung des gerätetechnischen Aufwandes dadurch erreichbar, daß jede Antenne des Antennenarrays über Transferschalter schaltungstechnisch mit mindestens einem Phasenschieber verbindbar ist. Hierdurch kann eine Umschaltung der verschiedenen Antennen einer Untergruppe auf einen identischen Phasenschieber erfolgen, so daß nur ein Phasenschieber oder eine insgesamt verringerte Anzahl von Phasenschiebern benötigt wird. It is also conceivable that at least one for each antenna of the antenna array separate phase shifter is provided. However, in another embodiment a further simplification of the technical equipment effort can be achieved, that each antenna of the antenna array via transfer switch circuitry can be connected to at least one phase shifter. As a result, a Switching the different antennas of a subgroup to an identical one Phase shifters occur so that only one phase shifter or one reduced overall Number of phase shifters is required.

Weiterhin ist es denkbar, daß die Antennen der Untergruppen des Antennenarrays über einen Combiner miteinander schaltungstechnisch verbindbar sind. It is also conceivable that the antennas of the subgroups of the antenna array can be connected to one another in terms of circuitry via a combiner.

Durch die beschriebene Antennenanordnung im Zusammenhang mit dem beschriebenen Verfahren ist es möglich, Funkaussendungen digitaler Mobilfunksysteme in einem Überwachungsbereich/Lokalisierungsbereich relativ genau zu günstigen Konditionen und bei relativ kleiner Bauform der Überwachungsantenne/Lokalisierungsantenne zu lokalisieren. Das ist trotz der in den geschilderten Anwendungen üblicherweise herrschenden Mehrwegeausbreitung möglich. By the described antenna arrangement in connection with the described method, it is possible to transmit radio signals from digital mobile radio systems in a surveillance area / localization area relatively exactly at favorable Conditions and with a relatively small design Localize surveillance antenna / localization antenna. This is despite the applications described Usually, multipath propagation is possible.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Antennenanordnung zeigt die Zeichnung. A particularly preferred embodiment of the method according to the invention and the antenna arrangement according to the invention is shown in the drawing.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1a Phasenbestimmung über eine Konfiguration mit elektronisch verstimmbaren Phasenschiebern und einem Combiner gemäß Stand der Technik, FIG. 1a phase determination using a configuration with electronically tunable phase shifters and a combiner according to the prior art,

Fig. 1b digitale Keulenformung mit parallelen Empfängern gemäß Stand der Technik, FIG. 1b digital beam forming with parallel receivers according to prior art,

Fig. 2a die Anordnung einer Überwachungsantenne relativ zu einem überwachten Gebäude unter Angabe geometrischer Beziehungen, Fig. To a monitored building 2a geometric the arrangement of a monitoring antenna relative specifying relationships,

Fig. 2b Anordnung einer Untergruppe innerhalb der Antennenfläche der Überwachungsantenne gemäß Fig. 2a und Definition der beiden Winkel Θ und Φ zur Charakterisierung der Einfallsrichtung elektromagnetischer Wellen, Fig. 2b arrangement of a sub-group within the antenna surface of the monitoring antenna according to Fig. 2a and definition of the angle Θ and Φ for the characterization of the incident direction of electromagnetic waves,

Fig. 2c Untergruppe einer Antennenanordnung aus zwei im Abstand von b zueinander angeordneten Einzelantennen, Fig. 2c subset of an antenna arrangement comprising two at a distance from each other b arranged individual aerials,

Fig. 2d Bildung eines Histogramms zur Auswertung einer statisch ausreichend großen Anzahl von Meßwerten, Fig. 2d forming a histogram for evaluating a static sufficiently large number of measured values,

Fig. 3 symmetrisches Antennenarray aus 2 × 2 Untergruppen mit jeweils 3 Antennenelementen, Fig. 3 symmetric antenna array of 2 × 2 sub-groups each of 3 antenna elements,

Fig. 4 unsymmetrisches Antennenarray aus 3 Untergruppen mit jeweils 3 Antennenelementen, Fig. 4 unbalanced antenna array of 3 sub-groups each of 3 antenna elements,

Fig. 5 unsymmetrisches Antennenarray aus 4 Untergruppen mit jeweils 3 Antennenelementen, Fig. 5 unbalanced antenna array of 4 sub-groups each of 3 antenna elements,

Fig. 6 Antennenarray aus 4 Untergruppen mit jeweils 3 Antennenelementen mit vereinfachter Ansteuerung, Fig. 6 antenna array of 4 sub-groups each of 3 antenna elements with simplified actuation,

Fig. 7 Antennenarray aus 3 Untergruppen mit jeweils 3 Antennenelementen mit vereinfachter Ansteuerung, Fig. 7 antenna array of 3 sub-groups each of 3 antenna elements with simplified actuation,

Fig. 8 Anordnung mit vier gleichzeitig betriebenen Untergruppen, Fig. 8 configuration with four simultaneously driven sub-groups,

Fig. 9 Beispiel für die Kombination der Grundkombinationen zur gesamten Überwachungsantenne inklusive polarisation diversity und space diversity, Fig. 9 for example, the combination of the basic combinations entire monitoring antenna including polarization diversity and space diversity,

Fig. 10 graphische Darstellung einer Betragsfunktion zur Korrektur von Bodenreflexionen. Fig. 10 graph of a function of correcting amount of ground reflections.

Die Phasenverschiebung zwischen einfallenden Mobilfunkwellen 15 kann in aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannter Weise ermittelt werden gemäß Fig. 1a, indem sie durch Phasenschieberschaltungen 3, 4 kompensiert und das Maximum des Summensignals 5 gebildet wird. Alternativ kann das Minimum bei 180° Phasendrehung gesucht werden. Hierzu werden eine Anzahl von Antennen 1 mit ihrem Antennentoren 2 über Phasenschieber 3, die eine Phasenverschiebung β2, β3, β4 aufbringen, mit einem Combiner 4 verbunden, der als Kombinationsnetzwerk diese Signale zu einem Summensignal 5 zusammenfaßt. Es kann dabei eine Antenne 1 das am Antennentor 2 anstehende Signal auch ohne die Bearbeitung durch einen Phasenschieber 3 in den Combiner 4 einspeisen. Diese Bestimmung der Richtung der einfallenden Mobilfunkwellen 15 erfolgt dabei rein statisch. The phase shift between incident mobile radio waves 15 can be determined in a manner which is fundamentally known from the prior art, as shown in FIG. 1 a , by compensating it by phase shifter circuits 3 , 4 and forming the maximum of the sum signal 5 . Alternatively, the minimum can be sought at a phase rotation of 180 °. For this purpose, a number of antennas 1 are connected with their antenna gates 2 via phase shifters 3 , which bring about a phase shift β 2 , β 3 , β 4 , with a combiner 4 , which combines these signals as a combination network to form a sum signal 5 . An antenna 1 can feed the signal present at the antenna gate 2 into the combiner 4 even without being processed by a phase shifter 3 . This determination of the direction of the incident mobile radio waves 15 is done purely statically.

Ein weiteres bekanntes Verfahren gemäß Fig. 1b beruht auf dem Einsatz eines digitalen Empfängers 1, bei dem die von der Antenne aufgefangenen Signale 20 nach der Verstärkung in einem rauscharmen Verstärker 7 und dem Umsetzen in einem Mischer 9 in einem niedrigeren Frequenzbereich nach Durchlaufen eines Bandpaßfilters 10 eine A/D-Umsetzung in A/D-Wandlern 6 und anschließende Analyse der Phasenbeziehung in entsprechenden Logikbausteinen 8 erfolgt, bevor die Signale in einem Combiner 4 zu einem Ausgangssignal 5 zusammen gefaßt werden. Die Bestimmung der Richtung der einfallenden Mobilfunkwellen 15 erfolgt auch hierbei rein statisch, erst die nachfolgende Auswertung ermöglicht eine wenn dann auch sehr flexible Analyse. Another known method according to FIG. 1 b is based on the use of a digital receiver 1 , in which the signals 20 picked up by the antenna after amplification in a low-noise amplifier 7 and conversion in a mixer 9 in a lower frequency range after passing through a bandpass filter 10 A / D conversion in A / D converters 6 and subsequent analysis of the phase relationship in corresponding logic modules 8 takes place before the signals are combined in an combiner 4 to form an output signal 5 . The determination of the direction of the incident mobile radio waves 15 is also carried out purely statically, only the subsequent evaluation enables an analysis, albeit a very flexible one.

In den Fig. 2a und 2b ist in schematischen Darstellungen die Empfangssituation bei der Überwachung eines Gebäudes 12 dargestellt, das von einer Überwachungsantenne 11 in einem Abstand R0 überwacht wird. Hierzu wird gegenüber dem H hohen und B breiten Gebäude 12 in einem Abstand R0 eine Antennenanordnung 11 in einer Höhe h angeordnet. Die Antennenanordnung 1 besteht aus N Gruppen von Einzelantennen oder Antennenelementen (sog. Subarrays 1). Die Antennenelemente eines Subarrays 1 sind elektrisch fest miteinander verbunden. Jedes der N Subarrays 1 besitzt einen eigenen Antennenausgang 2 ("Antennentor"). Die N Subarrays 1sind alle gleich aufgebaut, gehen also durch Verschieben innerhalb der Antennenfläche auseinander hervor (siehe Fig. 2b). In FIGS. 2a and 2b, the reception situation is illustrated in the monitoring of a building 12 in schematic illustrations, which is monitored by a monitoring antenna 11 at a distance R0. For this purpose, an antenna arrangement 11 is arranged at a height h in relation to the H high and B wide building 12 at a distance R 0 . The antenna array 1 consists of N groups of individual antennas or antenna elements (so-called. Subarrays 1). The antenna elements of a subarray 1 are electrically connected to one another. Each of the N subarrays 1 has its own antenna output 2 ("antenna gate"). The N subarrays 1 are all of the same structure, that is, they move apart within the antenna area (see FIG. 2b).

Die N am Ausgang der N Antennentore 2 zur Verfügung stehenden Signale werden in einer hier nicht genauer dargestellten, nachfolgenden Schaltung (inklusive Vorverstärker) verarbeitet. Das am Ausgang dieser Schaltung vorliegende Signal setzt sich aus verschiedenen Anteilen zusammen:

  • - Gegebenenfalls Sendesignal eines Mobilfunksenders 14 im überwachten Gebäude 12,
  • - Interferenzsignale anderer Mobilfunksender 14 außerhalb des Gebäudes 12,
  • - Rauschsignal, bestehend aus Anteilen, welche von der Antennenanordnung 11 empfangen werden ("externes Rauschen") und Anteilen, welche in den Bauteilen des Empfängers erzeugt werden ("Empfängerrauschen").
The N signals available at the output of the N antenna gates 2 are processed in a subsequent circuit (including the preamplifier), which is not shown in more detail here. The signal present at the output of this circuit is composed of different parts:
  • - If necessary, transmission signal from a mobile radio transmitter 14 in the monitored building 12 ,
  • Interference signals from other mobile radio transmitters 14 outside the building 12 ,
  • - Noise signal, consisting of components that are received by the antenna arrangement 11 ("external noise") and components that are generated in the components of the receiver ("receiver noise").

Das Problem bei der Detektion des Ausgangsortes einer Mobilfunksendung im überwachten Bereich besteht also darin, aufgrund des tatsächlich vorliegenden Ausgangssignals die Entscheidung zwischen zwei "Hypothesen" zu treffen:

  • - Nur Rauschen und Interferenz, jedoch kein Signal eines Mobilfunksenders 14 im überwachten Gebäude 12,
  • - Signal eines Mobilfunksenders 14 im überwachten Gebäude 12 zusätzlich zum Rauschen und der Interferenz.
The problem with the detection of the origin of a mobile radio transmission in the monitored area is therefore to make the decision between two "hypotheses" based on the actually existing output signal:
  • Only noise and interference, but no signal from a mobile radio transmitter 14 in the monitored building 12 ,
  • - Signal from a mobile radio transmitter 14 in the monitored building 12 in addition to the noise and interference.

Das Ortungsproblem, also die Bestimmung des Standortes eines Mobilfunksenders 14 und hierbei im Speziellen des Raums 13, in dem sich der Mobilfunksender 14 befindet, läßt sich auf ein Peilproblem zurückführen. Geht man zunächst vereinfachend davon aus, daß die Wellenausbreitung zwischen dem Mobilfunksender 14 im Gebäude 12 und der Gruppenantenne 1 auf geradem Weg zwischen dem zugehörigen Fenster des Raumes 13 und der Gruppenantenne 1 stattfindet ("line-of-sight", LOS), so läßt sich zwischen den Raumkoordinaten (Koordinaten η0 und ζ0, siehe Fig. 2a) und den beiden Winkeln Θ und Φ, welche die Einfallsrichtung der elektromagnetischen Welle beschreiben, der Zusammenhang


angeben.
The location problem, that is to say the determination of the location of a mobile radio transmitter 14 and in particular the room 13 in which the mobile radio transmitter 14 is located, can be attributed to a direction finding problem. If one starts by simplifying the assumption that the wave propagation between the mobile radio transmitter 14 in the building 12 and the group antenna 1 takes place in a straight line between the associated window of the room 13 and the group antenna 1 ("line-of-sight", LOS), then the relationship between the spatial coordinates (coordinates η 0 and ζ 0 , see FIG. 2a) and the two angles Θ and Φ, which describe the direction of incidence of the electromagnetic wave


specify.

Aus der Größe B × H des überwachten Gebäudes 12 sowie der Antennenentfernung R0 und der Montagehöhe h der Antenne 11, folgt der zu überwachende Einfallswinkelbereich:


und für h < H


The angle of incidence range to be monitored follows from the size W × H of the monitored building 12 and the antenna distance R 0 and the mounting height h of the antenna 11 :


and for h <H


Zusätzlich zu den in den Fig. 2a und 2b dargestellten geometrischen Randbedingungen ist gemäß Fig. 2c noch folgendes zu beachten. In Fig. 2c ist eine Antennenanordnung dargestellt, bei der beide Subarrays 1 ihr "eigenes" Antennentor 2 besitzen. Zusätzlich ist ein elektronisches Keulenformungsnetzwerk bestehend aus einem Phasenschieber 3 und einem Combiner 4 dargestellt. Das Meßprinzip und seine Probleme lassen sich bereits anhand dieser Antennenanordnung 11 aus zwei Subarrays 1, 1' erläutern. In addition to the geometric boundary conditions shown in FIGS. 2a and 2b, the following must also be observed in accordance with FIG. 2c. In Fig. 2c, an antenna arrangement is shown, its own in both sub-arrays 1 "own" antenna port. 2 In addition, an electronic lobe forming network consisting of a phase shifter 3 and a combiner 4 is shown. The measuring principle and its problems can already be explained on the basis of this antenna arrangement 11 from two subarrays 1 , 1 '.

Zum Zwecke dieser prinzipiellen Erläuterung wird einfachheitshalber angenommen, daß sich die Zentren der Subarrays 1, 1' in den Orten y = z = 0 und y = 0, z = b befinden (siehe Fig. 2b). Zunächst sei das Empfangssignal am Antennentor 2 des linken Subarrays 1 (im weiteren gekennzeichnet durch den Index 1 ) betrachtet. In Form des zugehörigen analytischen Signals läßt es sich in der Form

u1(t) = uT(t)exp(j2πf0t) = |uT(t)|exp(jφ(t))exp(j2πf0t) (1.3/1a)

darstellen, mit uT(t) als dem "äquivalenten Tiefpaß-Signal", |uT(t)| als der Einhüllenden, φ(t) als der modulierten Phase und f0 als der Trägerfrequenz. Falls eine ebene homogene Welle auf die Antenne 11 einfällt (Fernfeldbedingung erfüllt) und beide Subarrays 1, 1' identisch sind, unterscheidet sich das Signal am Antennentor 2 des rechten Subarrays 1' (im weiteren gekennzeichnet durch den Index 2) von dem an Antennentor 2 des linken Subarrays 1 nur durch eine Phasenverschiebung ψ. Daher gilt

u2(t) = u1(t)exp(jψ) (1.3/1b)
For the sake of this basic explanation, it is assumed for the sake of simplicity that the centers of the subarrays 1 , 1 'are in the locations y = z = 0 and y = 0, z = b (see FIG. 2b). First of all, consider the received signal at the antenna gate 2 of the left subarray 1 (hereinafter referred to as index 1). In the form of the associated analytical signal, it can be in the form

u 1 (t) = u T (t) exp (j2πf 0 t) = | u T (t) | exp (jφ (t)) exp (j2πf 0 t) (1.3 / 1a)

represent, with u T (t) as the "equivalent low-pass signal", | u T (t) | as the envelope, φ (t) as the modulated phase and f 0 as the carrier frequency. If a flat, homogeneous wave strikes the antenna 11 (far field condition is fulfilled) and both subarrays 1 , 1 'are identical, the signal at the antenna gate 2 of the right subarray 1 ' (hereinafter identified by the index 2 ) differs from that at the antenna gate 2 of the left subarray 1 only by a phase shift ψ. Therefore applies

u 2 (t) = u 1 (t) exp (jψ) (1.3 / 1b)

Diese Phasendifferenz ist die einzige verfügbare Information über den Einfallswinkel Θ und es gilt


This phase difference is the only available information about the angle of incidence Θ and it applies


Bei allen weiter unten erläuterten Methoden zur meßtechnischen Bestimmung von ψ läßt sich diese Phase nur bis auf ganzzahlige Vielfache von 2π bestimmen. Daraus folgen mehrere Lösungen für den Einfallswinkel:


In all the methods for measuring ψ determined below, this phase can only be determined up to integer multiples of 2π. This results in several solutions for the angle of incidence:


Wenn


gilt, so ist nur einer der Einfallswinkel reell und man hat somit eine eindeutige Lösung für Θ.
If


applies, only one of the angles of incidence is real and you have a clear solution for Θ.

Aus |ψ|max = π folgt die Bedingung für eine eindeutige Bestimmung des Einfallswinkels:


From | ψ | max = π follows the condition for a clear determination of the angle of incidence:


Der Abstand der Subarrays 1, 1' darf also nicht größer als eine halbe Freiraumwellenlänge sein. The distance between the subarrays 1 , 1 'must therefore not be greater than half a free space wavelength.

Eine direkte Messung des Phasenunterschieds ψ zwischen den beiden Antennentoren 2 erfordert normalerweise, daß jedem Antennentor 2 ein eigener Empfänger zugeordnet wird. Diese Mehrkanal-Empfängerstruktur wird später noch näher erläutert. Eine indirekte Methode zur Bestimmung von ψ (alternativ zwei 2-Kanal-Empfänger) ist aber in Fig. 2c gezeigt. A direct measurement of the phase difference ψ between the two antenna gates 2 normally requires that each antenna gate 2 is assigned its own receiver. This multi-channel receiver structure will be explained in more detail later. An indirect method for determining ψ (alternatively two 2-channel receivers) is shown in Fig. 2c.

Hierbei wird das Signal des rechten Antennentors 2 des Subarrays 1' durch einen elektronisch steuerbaren Phasenschieber 3 mit der einstellbaren Phase β in seiner Phase verändert:

2(t) = u2(t).exp(-jβ) = u1(t).exp(-j(ψ - β)), (1.3/5)

und anschließend werden u1(t) und ≙2(t) in einem Kombinationsnetzwerk 4 (Combiner 4) addiert.
Here, the signal of the right antenna gate 2 of the subarray 1 'is changed in phase by an electronically controllable phase shifter 3 with the adjustable phase β:

2 (t) = u 2 (t) .exp (-jβ) = u 1 (t) .exp (-j (ψ - β)), (1.3 / 5)

and then u 1 (t) and ≙ 2 (t) are added in a combination network 4 (combiner 4 ).

Wenn die Strahlungsdichte (in W/m2) der einfallenden Welle mit SA(f) bezeichnet wird, so ist die an den Antennentoren 2 verfügbaren spektralen Leistungsdichte S(f) durch


gegeben. Hierbei ist Ge(Θ) die Gewinnfunktion eines einzelnen Subarrays 1, 1'. Der Ausdruck | ≙w. ≙A| beschreibt die Anpassung der Polarisation der Antenne 11 an die Polarisation der einfallenden Welle.
If the radiation density (in W / m 2 ) of the incident wave is denoted by S A (f), then the spectral power density S (f) available at the antenna gates 2 is through


given. Here G e (Θ) is the profit function of a single subarray 1 , 1 '. The expression | ≙ w . ≙ A | describes the adaptation of the polarization of the antenna 11 to the polarization of the incident wave.

Als Ergebnis der Überlagerung der beiden Signale im Combiner 4 erhält man am Ausgang 5 des Combiners 4 die Spannung


As a result of the superimposition of the two signals in combiner 4 , the voltage is obtained at output 5 of combiner 4


Wegen

|uout|2 = |u1(t)|2.[1 + cos(ψ - β)]

folgt für die spektrale Leistungsdichte des Ausgangssignals

Sout(f) = S(f)[1 + cos(ψ - β)] (1.3/8)
Because of

| u out | 2 = | u 1 (t) | 2. [1 + cos (ψ - β)]

follows for the spectral power density of the output signal

S out (f) = S (f) [1 + cos (ψ - β)] (1.3 / 8)

Die Messung der Leistung P in einer Analysebandbreite von ΔF um eine Mittenfrequenz f0 ergibt


The measurement of the power P in an analysis bandwidth of ΔF around a center frequency f 0 results


Führt man die von einem Subarray 1, 1' empfangene (i. a. zeitvariable) Leistung PA(t) ein, so ergibt sich

P(β(t)) = [1 + cos(ψ - β(t))].PA(t) (1.3/10)
If one introduces the (generally time-variable) power P A (t) received from a subarray 1 , 1 ', the result is

P (β (t)) = [1 + cos (ψ - β (t))]. P A (t) (1.3 / 10)

Wäre PA(t) zeitunabhängig, so würde bei Veränderung der Phasenverschiebung β die Ausgangsleistung sich cos-förmig mit β verändern. Der β-Wert βM, bei dem P maximal wird, entspricht der gesuchten Phase Ψ, aus der der gesuchte Einfallswinkel Θ nach Gl. (1.3/3) folgt. Alternativ kann man die Phasenverschiebung β0 bestimmen, bei der P minimal wird. Aus dieser Phasenverschiebung folgt ψ dann gemäß

ψ = β0 + π.
If P A (t) were time-independent, the output power would change cos-shaped with β if the phase shift β were changed. The β value β M at which P becomes maximum corresponds to the phase gesuchten sought, from which the angle of incidence Θ sought according to Eq. (1.3 / 3) follows. Alternatively, one can determine the phase shift β 0 at which P becomes minimal. From this phase shift, folgt then follows according to

ψ = β 0 + π.

Bei dieser Herleitung der Phasendifferenz ψ hierher wurde allerdings von idealen Verhältnissen ausgegangen. In der Realität sind zusätzlich noch Imperfektionen u. a. der folgenden Art zu berücksichtigen:

  • - Überlagertes Rauschsignal
  • - Zusätzliche einfallende Wellen 15 aus Mehrwegeausbreitung des Signals der zu ortenden Mobilfunksender 14 und/oder von anderen Mobilfunksendern 14
  • - Während der Veränderung der Phase β mit der Zeit verändert sich auch die Empfangsleistung PA(t) (siehe Gl.(1.3/10)).
When deriving the phase difference ψ here, however, ideal relationships were assumed. In reality, imperfections of the following types must also be taken into account:
  • - Superimposed noise signal
  • - Additional incident waves 15 from multipath propagation of the signal of the mobile radio transmitter 14 to be located and / or from other mobile radio transmitters 14
  • - While the phase β changes over time, the received power P A (t) also changes (see Eq. (1.3 / 10)).

Derartige Imperfektionen können insbesondere durch Reflexionen ausgelöst werden, die etwa durch Reflexionen der Funkwellen an Wänden oder auch am Boden entstehen. Für die Kompensation derartiger Fehler durch Reflexion können folgende Betrachtungen angestellt werden. Such imperfections can be triggered in particular by reflections caused by reflections of the radio waves on walls or on the floor arise. The following can be used to compensate for such errors by reflection Considerations are made.

Als vereinfachtes Modell hierfür wird angenommen: Es gibt eine Hauptreflexion (HR) und die direkte Komponente (Line of sight LOS) zwischen dem Sendeort und dem Empfangsort der Wellen 15. Im allgemeinen ist LOS deutlich stärker als HR. Allerdings ist durch Effekte wie eine ungünstige Überlagerung von Wellen bei einem Sendeort wie einem durch Mauern umgrenzten Raum heraus möglich, daß das Verhältnis von LOS und HR stark variiert. Ist HR ähnlich groß wie LOS, so ergeben sich deutliche Fehler. Die Auswirkung ist jedoch abhängig vom Phasenwinkel, mit der HR auf die Antenne einwirkt verglichen mit LOS. HR liefert darüber hinaus leicht unterschiedliche Weglängen und damit Phasen für die beiden Antennen. Auch diese Verschiebung hat einen Einfluß. As a simplified model for this, it is assumed that there is a main reflection (HR) and the direct component (line of sight LOS) between the transmission location and the reception location of the waves 15 . In general, LOS is significantly stronger than HR. However, effects such as an unfavorable superimposition of waves at a transmission location such as a walled-out room can cause the ratio of LOS and HR to vary greatly. If HR is similar in size to LOS, there are clear errors. The effect depends on the phase angle with which HR acts on the antenna compared to LOS. HR also provides slightly different path lengths and therefore phases for the two antennas. This shift also has an impact.

Es gilt für die Komponenten, die sich über die zwei Antennen 1, 1' (bezeichnet als P0 und P2, siehe Fig. 2c) nach dem Combiner 4 addieren:


mit φ PH = Phasenschieberwinkel


unter der Annahme, daß die Beträge L2 und L0 bzw. HR0 und HR2 gleich groß sind, und daß per Definition die Phase der LOS-Komponente an der Antenne 1 zu Null gesetzt wird.
It applies to the components which add up after the combiner 4 via the two antennas 1 , 1 '(referred to as P 0 and P 2 , see FIG. 2c):


with φ PH = phase shift angle


on the assumption that the amounts L 2 and L 0 or HR 0 and HR 2 are the same size and that by definition the phase of the LOS component on antenna 1 is set to zero.

Nach Sortieren und mit φHR2 = φHR0 + ΔφHR

After sorting and with φ HR2 = φ HR0 + Δφ HR

Für diese Funktion wird in Abhängigkeit von φPH das Minimum bzw. das Maximum des Betrages bzw. die Kurve dafür gesucht; und zwar mit folgenden Größen als Parameter:

HR0/L0; φHR0; ΔφHR
For this function, depending on φ PH, the minimum or maximum of the amount or the curve for it is sought; with the following parameters:

HR 0 / L 0 ; φ HR0 ; Δφ HR

Für eine betragsmäßig kleine Hauptreflexion HR ergibt sich das Minimum an der Stelle
φL2 + φPH = 180°, also an der idealen Stelle laut Theorie.
For a small amount of main reflection HR, the minimum results at the point
φL2 + φPH = 180 °, i.e. at the ideal position according to the theory.

Für steigendes HR0/L0 verschiebt sich das Minimum jedoch an eine andere Stelle, damit wird scheinbar eine falsche Richtung detektiert. Die Verschiebung geschieht in Anhängigkeit von φHR0; ΔφHR und ist für Kombinationen der Parameter in der Fig. 10 beispielhaft aufgetragen. For increasing HR 0 / L 0, however, the minimum shifts to another location, so that an apparently wrong direction is detected. The shift occurs depending on φ HR0 ; Δφ HR and is shown as an example for combinations of the parameters in FIG. 10.

Über die Größen φHR0; ΔφHR läßt sich aber für jeden Parameter die ungefähre Größe und der Variationsbereich sowie die Frequenzabhängigkeit ermitteln:
Das sei am Beispiel der Bodenreflexion gezeigt. Dort gilt für einen Sendeort in einem Raum in der Höhe HT im Abstand d (= R0) von der Antenne, und einer Höhe der Antennenplatte 1 HR0 und einer Höhe der Antenne 1' von H0 + ΔH über Grund die folgende Aussage (siehe Parson: The mobile radio propagation channel):


(Hierzu als Hinweis: Genauere Abschätzungen ergeben sich durch Reihenentwicklungen).
About the sizes φ HR0 ; Δφ HR can be used to determine the approximate size and range of variation as well as the frequency dependency for each parameter:
This is shown using the example of ground reflection. The following statement applies to a transmission location in a room at a height HT at a distance d (= R 0 ) from the antenna, and a height of the antenna plate 1 HR 0 and a height of the antenna 1 'of H 0 + ΔH ( see Parson: The mobile radio propagation channel):


(Here as a hint: More precise estimates result from series developments).

Von Interesse ist die Abweichung Δf/Fmidband. Diese ist beispielsweise für GSM900:
± 1,38%
mit fmidband = 90,5 MHz; Δf = 12,5 MHz
und entsprechend für GSM1800
± 2,15%
sowie die Größe des Vorfaktors


The deviation Δf / F midband is of interest . For example for GSM900:
± 1.38%
with f midband = 90.5 MHz; Δf = 12.5 MHz
and accordingly for GSM1800
± 2.15%
as well as the size of the pre-factor


Als Beispiel soll dienen HT = 5 m ± 20%; HR = 5 m fest, d = 25 ± 10% m. H T = 5 m ± 20%; H R = 5 m fixed, d = 25 ± 10% m.

Daraus ergibt sich für GSM900:
360°.6,05(±30%) (1 ± 1,4%).
For GSM900 this results in:
360 ° .6.05 (± 30%) (1 ± 1.4%).

Damit kann der Winkel auch für einen Raum als Sendeort prinzipiell jeden Wert zwischen 0° und 360° annehmen. Er kann jedoch abschnittsweise (bei einer bestimmten Frequenz, einem bestimmten Transmitterpunkt) recht konstant sein. Dies kann wegen des dann konstanten, statistisch nicht ausgemittelten Wertes zu Fehltreffern in der gefundenen Richtung/im gefundenen Raum führen. This means that the angle can in principle have any value for a room as the send location assume between 0 ° and 360 °. However, it can be done in sections (with a certain frequency, a certain transmitter point) be quite constant. This can because of the then constant, statistically not averaged value of misses lead in the direction / space found.

Bei GSM 1800 gilt dies erst recht. This applies all the more to the GSM 1800.

Ein interessantes Ergebnis ergibt sich jedoch für ΔφHR. Hier gilt


und damit


However, there is an interesting result for Δφ HR . Applies here


and thus


Mit den gleichen angenommenen Unsicherheiten bzgl. d und HT (HR und ΔH sind fest!) ergibt sich ein wesentlich günstigeres Ergebnis:
Für ΔH = 0,5 m
Für GSM900:

ΔφHR = 360°.0,01.(10 m + 10 m (± 10%) + 0,5 m) (1 ± 1,4%) ≍ 73,8° ± 6,4%.
With the same assumed uncertainties regarding d and HT (HR and ΔH are fixed!), The result is much more favorable:
For ΔH = 0.5 m
For GSM900:

Δφ HR = 360 ° .0.01. (10 m + 10 m (± 10%) + 0.5 m) (1 ± 1.4%) ≍ 73.8 ° ± 6.4%.

Damit kann ΔφHR a priori auf Grund von Messungen der Abstände/Simulation o. ä. bestimmt werden und ist relativ konstant! Damit läßt sich festhalten, daß für einen Raum als Sendeort folgende Winkel mit relativ hoher Genauigkeit bekannt sind:

ΔφHR und φL2
Δφ HR can thus be determined a priori on the basis of measurements of the distances / simulation or the like and is relatively constant! This shows that the following angles are known with relatively high accuracy for a room as the send location:

Δφ HR and φ L2

In einem weitem Bereich liegen kann durch frequency hopping und leichte Variationen des Transmitterpunktes dagegen

φHR0

sowie das Betragsverhältnis HR0/L0.
By contrast, frequency hopping and slight variations in the transmitter point can be in a wide range

φ HR0

and the amount ratio HR0 / L0.

Unter dieser Prämisse läßt sich eine Korrektur für die Hauptreflexion HR (hier als Beispiel eine Bodenreflexion) wie folgt durchführen. Under this premise, a correction for the main reflection HR (here as Ground reflection example) as follows.

Für die für einen Raum als nahezu kontant betrachteten Winkel ΔφHR und φL2 wird für die unbekannten Störgrößen φHR0 sowie das Betragsverhältnis HR0/L0 eine Abschätzung vorgenommen, indem der Meßwert für die Minima mit voneinander bestandeten Antennen (antenna diversity) mehrfach (und jedes Mal mit einem anderen Fehler) bestimmt wird. For the angles Δφ HR and φ L2 , which are considered to be almost constant for a room, an estimate is made for the unknown disturbance variables φ HR0 and the magnitude ratio HR0 / L0 by multiplying the measured value for the minima with antennas (antenna diversity) that existed from one another (and each Time with another error) is determined.

Dies sei am Beispiel der Vertikalkomponente gezeigt:
Es werden beispielsweise 4 Häufigkeitsdiagramme der gefundenen Minimapositionen aufgenommen.
This is shown using the example of the vertical component:
For example, 4 frequency diagrams of the mini positions found are recorded.

Die Formel für die Summenspannung wird umgeformt zu


und mit dem Parameter HR0/L0 läßt sich dann der Betragsverlauf bestimmen. Die Interpretation dieser Gleichung kann dabei analytisch erfolgen, besonders vorteilhaft aber durch Anwendung numerischer und insbesondere graphischer Verfahren. In der Fig. 5 ist eine graphische Darstellung eines Beispiels für eine solche Funktion angegeben.
The formula for the sum voltage is converted to


and the parameter HR0 / L0 can then be used to determine the amount curve. The interpretation of this equation can be carried out analytically, but particularly advantageously by using numerical and in particular graphic methods. In FIG. 5 is a graphical representation is given of an example of such a function.

Von dieser Funktion wird bei jeder Messung mit Hilfe des durchgestimmten Phasenschiebers ein Schnitt bestimmt entlang einer Linie mit festem (aber unbekanntem) φHR0 und mit einem festen, aber unbekannten Verhältnis HR0/L0. This function is used to determine a cut along a line with a fixed (but unknown) φ HR0 and with a fixed but unknown ratio HR0 / L0 for each measurement using the tuned phase shifter.

Nach dem Grobfinden der in Frage kommenden Räume mit Hilfe des Wertes von φPH kann nun - bei fehlender Eindeutigkeit - ein best fit der gefundenen Schnittkurve für alle in Frage kommenden Räume durchgeführt werden. Durch Sammeln von gleichartigen Kurven läßt sich die statistische Genauigkeit erhöhen. After roughly finding the rooms in question with the help of the value of φ PH , a best fit of the intersection curve found for all rooms in question can now be carried out - if there is no uniqueness. The statistical accuracy can be increased by collecting similar curves.

In einer weiteren wichtigen Ausgestaltung läßt sich die antenna diversity ausnutzen. Führt man zwei Messungen mit gleicher Antennenplatte 1, aber unterschiedlicher Antennenplatte 1' so kurz hintereinander aus, daß die Funkstrecke als konstant betrachtet werden kann, so gilt folgendes:
Die beiden (oder noch mehr) Linien besitzen das gleiche feste (aber unbekannte) φHR0 und feste aber unbekannte Verhältnis HR0/L0 bei unterschiedlichem ΔφHR und φL2. Damit wird die Eindeutigkeit des curve fitting insbesondere dann wesentlich erhöht, wenn die nicht beeinflußbaren Parameter φHR0 und HR0/L0 zu ähnlichen Kurven für ähnliche Räume führen. Die Möglichkeit, daß das für mehrere Schnittkurven der Fall ist, ist sehr gering und verringert sich mit der Zahl der gleichzeitig betrachteten Schnittkurven.
In another important embodiment, antenna diversity can be used. If two measurements are carried out with the same antenna plate 1 but different antenna plate 1 'in quick succession so that the radio link can be regarded as constant, the following applies:
The two (or even more) lines have the same fixed (but unknown) φ HR0 and fixed but unknown ratio HR0 / L0 with different Δφ HR and φ L2 . This increases the uniqueness of the curve fitting particularly when the parameters φ HR0 and HR0 / L0, which cannot be influenced, lead to similar curves for similar rooms. The possibility that this is the case for several intersection curves is very small and decreases with the number of intersection curves considered at the same time.

In einer speziellen Ausgestaltung läßt sich die unterschiedliche Polarisation von Antennen (polarisation diversity) ausnutzen. Führt man zwei Messungen mit gleichen Antennen am gleichen Ort, aber mit unterschiedlicher Polarisation so kurz hintereinander aus, daß die Funkstrecke als konstant betrachtet werden kann, so gilt folgendes:
Die beiden (oder noch mehr) Linien besitzen das gleiche feste (aber unbekannte) φHR0 und zwei feste aber unbekannte Verhältnisse HR0/L0 (z. B. vertikal und horizontal polarisiert oder auch rechts und links zirkular polarisiert) bei gleichem ΔφHR und φL2. Da das Verhältnis von HR0/L0 bei unterschiedlichen Polarisationen an verschiedenen Reflexionsstellen abgeschätzt werden kann, läßt sich die Eindeutigkeit des curve fitting weiter erhöhen, insbesondere dann, wenn die nicht beeinflußbaren Parameter φHR0 und HR0/L0 zu ähnlichen Kurven für ähnliche Räume führen. Die Möglichkeit, daß das für mehrere Schnittkurven der Fall ist, ist sehr gering, und verringert sich mit der Zahl der gleichzeitig betrachteten Schnittkurven.
In a special embodiment, the different polarization of antennas (polarization diversity) can be used. If two measurements are carried out with the same antennas at the same location but with different polarization in such a short succession that the radio link can be regarded as constant, the following applies:
The two (or even more) lines have the same fixed (but unknown) φ HR0 and two fixed but unknown ratios HR0 / L0 (e.g. vertically and horizontally polarized or circularly polarized right and left) with the same Δφ HR and φ L2 . Since the ratio of HR0 / L0 can be estimated at different polarizations at different reflection points, the uniqueness of the curve fitting can be further increased, especially if the parameters φ HR0 and HR0 / L0 that cannot be influenced lead to similar curves for similar rooms. The possibility that this is the case for several intersection curves is very small and decreases with the number of intersection curves viewed at the same time.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung lassen sich zur Verkürzung der Rechenzeit einige skalare Parameter gewinnen, um die Kurven zu beschreiben und zu vergleichen, ohne alle Punkte betrachten zu müssen. Dies sind beispielsweise das Betragsverhältnis Maximum zu Minimum oder der absolute Pegel. In a further advantageous embodiment, the Computing time gain some scalar parameters to describe and to the curves compare without having to look at all the points. These are, for example Amount ratio maximum to minimum or the absolute level.

In einer weiteren Ausgestaltung läßt sich über Reihenentwicklungen der Parameter in den angegebenen Gleichungen ein analytischer Ausdruck zur (teilweisen) Kompensation des Fehlers gewinnen. In a further embodiment, the parameters can be developed in series in the given equations an analytical expression for (partial) Gain error compensation.

In der Fig. 10 ist ein Beispiel für die graphische Darstellung der Betragsfunktion S für eine Phasenverschiebung 24 von 0° bis + 348° und Phase der Bodenreflexion 28 von 0 bis 340° zu erkennen, wobei es sich um eine stark abgemagerte Darstellung handelt, die nur eine Untermenge der tatsächlich herleitbaren Informationen wiedergibt. Dabei sind die Linien der Funktionsverläufe 29 als Höhenlinien zu interpretieren. Das "tiefste Tal" 31 und zwei "Berge" 32 sind zu erkennen.

Parameter HR0/L0 = 0.2
An example of the graphical representation of the absolute value function S for a phase shift 24 from 0 ° to + 348 ° and phase of the ground reflection 28 from 0 to 340 ° can be seen in FIG. 10, which is a strongly emaciated representation which reproduces only a subset of the information that can actually be derived. The lines of the functional curves 29 are to be interpreted as contour lines. The "deepest valley" 31 and two "mountains" 32 can be seen.

Parameter HR0 / L0 = 0.2

Beispielhaft angenommene Grunddaten des Raumes: φL2 = 90° und ΔφHR = 20°. Basic data of the room assumed as an example: φ L2 = 90 ° and Δφ HR = 20 °.

Zur näheren Erläuterung sei angemerkt: Die Phasenschieber 3 werden zyklisch durchgestimmt und damit ändert sich die Phase 27 der Phasenschieber 3 ständig. Die Phase der Bodenreflexion 28 ist aber (zumindest für die Dauer eines Bursts) als konstant anzusehen. Hält man in Fig. 10 den Wert für die Bodenreflexion 28 konstant und stimmt die Phasenverschiebung 27 durch, so wird graphisch ein Schnitt 30 durch die Funktion S gelegt. Da die Phasenschieber 3 zeitlich schnell durchgestimmt werden, ergibt sich bei den Messungen als Zeitverlauf eine Kurve, die die angeschnittenen "Berge" 31 und "Täler" 32 in Form einer Minimum-Maximum-Kurve enthält. Auch die Form dieser Kurve, und nicht nur die Positionen von Minimum und Maximum, ist charakteristisch. For a more detailed explanation, it should be noted: the phase shifters 3 are cyclically tuned and thus the phase 27 of the phase shifters 3 changes constantly. However, the phase of the ground reflection 28 can be regarded as constant (at least for the duration of a burst). If the value for the ground reflection 28 is kept constant in FIG. 10 and the phase shift 27 is tuned, a cut 30 is made graphically by the function S. Since the phase shifters 3 are quickly tuned in time, a curve results in the measurements as a time course, which contains the cut "peaks" 31 and "valleys" 32 in the form of a minimum-maximum curve. The shape of this curve, and not just the positions of minimum and maximum, is also characteristic.

Beschränkt man sich nun zur Verdeutlichung auf die Position des bei dem Schnitt 30 gefundenen Minimums, so ist für zwei mögliche (zufällige) Schnittlinien und damit unterschiedliche Phasen der Bodenreflexion 28 das "Verspringen" des Phasenwinkels, für den das Minimum gefunden wird, zu erkennen. If, for the sake of clarity, the position of the minimum found in the cut 30 is now limited, the “jump” of the phase angle for which the minimum is found can be seen for two possible (random) cut lines and thus different phases of the ground reflection 28 .

Zur Erläuterung sei angemerkt, daß zwar die Phase der Bodenreflexion 28 für ein Antennenarray 11 praktisch nicht beeinflußt werden kann. Es kann aber sehr wohl durch die Umschaltung auf ein weiteres Antennenarray 11 erreicht werden, daß sich eine andere Phase der Bodenreflexion 28 und damit eine andere Schnittlinie 30ergibt. Dabei sind die Differenzen der Bodenreflexionswinkel in engen Grenzen vorhersagbar. For explanation it should be noted that the phase of the ground reflection 28 for an antenna array 11 cannot be influenced in practice. However, it can very well be achieved by switching to another antenna array 11 that a different phase of the ground reflection 28 and thus a different cutting line 30 result. The differences in the ground reflection angles are predictable within narrow limits.

Verwendet man also mehrere Antennenarrays 11, so kann man quasi mindestens eine doppelte Schnittlinie 30 mit bekanntem Abstand durch Fig. 10 so lange hindurch schieben, bis man einen best fit zwischen gefundenem Signalverlauf und den sich aus den Schnitten 30 ergebenden Verläufen erhält. If several antenna arrays 11 are used , then at least one double cutting line 30 can be pushed through at a known distance through FIG. 10 until a best fit is obtained between the signal curve found and the curves resulting from the cuts 30 .

Die vorgenannten Fehlereinflüsse können beispielsweise durch die Bewertung einer statistisch signifikanten Anzahl von Einzelmessungen der gleichen Funkstrecke auch durch verschiedene Untergruppen durch eine Bewertung per Histogramm gemäß Fig. 2d weitergehend beseitigt oder verringert werden. The above-mentioned error influences can be further eliminated or reduced, for example, by evaluating a statistically significant number of individual measurements of the same radio link by different subgroups by evaluating them using a histogram according to FIG. 2d.

Wie in Fig. 2d zu erkennen, kann eine statistische Auswertung wie vorstehend gewonnener Meßwerte in Form einer empfangsrichtungsabhängigen Ermittlung eines Histogramms 19 erfolgt, das die Lage und Häufigkeit von Empfangsminima und/oder Empfangsmaxima n bei definierbaren Einstellungen von zur Bestimmung der Phasenverschiebung eingesetzten Phasenschiebern angibt und durch Gewichtung eine Verbesserung der Ermittlung der Empfangsrichtung einer Mobilfunkaussendung zuläßt. As can be seen in FIG. 2d, a statistical evaluation, such as the measurement values obtained above, can take place in the form of a histogram 19 which is dependent on the direction of reception and which specifies the position and frequency of reception minima and / or reception maxima n with definable settings of phase shifters used to determine the phase shift and allows an improvement in the determination of the direction of reception of a mobile radio transmission by weighting.

Hierzu kann die Durchführung der Schwerpunktsbildung in dem Histogramm 19 in einem sich in 360° wiederholenden System durch Ermittlung des Flächenschwerpunktes 16 eines auf einem Kreis 18 mit dem Radius 1 um den Nullpunkt 17 angeordneten Histogramms 19 erfolgen, wobei die Anzahl ni der Minima/Maxima 21 an der jeweiligen Winkelposition (d. h. der Einstellung des Phasenschiebers) aufgetragen wird und quasi das "Gewicht" darstellt. Dadurch werden in einer Umgebung mit Mehrwegeausbreitung unvermeidliche Versprünge der Minima/Maxima 21 um bis zu +180° oder -180° bzgl. des Schwerpunktes 16 des Histogramms 19 gleich bewertet. Außerdem liefert der Abstand 23 des ermittelten Flächenschwerpunktes 16 vom Nullpunkt 17 ein Maß für die Güte des Histogramms 19, die Verbindungslinie zwischen dem Nullpunkt 17 und dem Flächenschwerpunkt 16 definiert auch die Richtung 26 des Schwerpunktes im Histogramm 19. Ist es nahe 1, so ist es gut und die Richtung sehr eindeutig, ist es nahe 0, so würden schon wenige neue Meßwerte zu einer völlig anderen Richtung führen, die Qualität ist also schlecht. Praktisch werden die Anzahlen ni der Minima/Maxima an der jeweiligen Winkelposition (d. h. entsprechend der Einstellung des Phasenschiebers) auf dem Kreis 18 aufgetragen und tragen entsprechend ihrer Größe zur Schwerpunktsbildung bei. Werden die Anzahlen ni entsprechend allen Einstellungen des Phasenschiebers 3 etwa für jedes Grad der Phasenverschiebung aufgetragen, so kann das entsprechende Histogramm 19 erstellt werden. For this purpose, the center of gravity can be carried out in the histogram 19 in a 360 ° repeating system by determining the centroid 16 of a histogram 19 arranged on a circle 18 with the radius 1 around the zero point 17 , the number n i of the minima / maxima 21 is applied at the respective angular position (ie the setting of the phase shifter) and quasi represents the "weight". In this way, in an environment with multipath propagation, unavoidable jumps of the minima / maxima 21 by up to + 180 ° or -180 ° with respect to the center of gravity 16 of the histogram 19 are evaluated equally. In addition, the distance 23 of the determined centroid 16 from the zero point 17 provides a measure of the quality of the histogram 19 , the connecting line between the zero point 17 and the centroid 16 also defines the direction 26 of the centroid in the histogram 19 . If it is close to 1, it is good and the direction is very clear, if it is close to 0, only a few new measured values would lead to a completely different direction, so the quality is poor. In practice, the numbers n i of the minima / maxima at the respective angular position (ie according to the setting of the phase shifter) are plotted on the circle 18 and contribute to the formation of the center of gravity according to their size. If the numbers n i corresponding to all the settings of the phase shifter 3 are plotted for every degree of phase shift, the corresponding histogram 19 can be created.

Weiterhin ist es denkbar, daß aus dem Histogramm 19 Güteklassen ermittelt werden, die eine Klassifizierung der Empfangsminima 21 und/oder Empfangsmaxima 21 hinsichtlich ihrer Genauigkeit erlauben. Wenn etwa in Fortführung des Gedankens zur Ermittlung von Güteklassen der Abstand 23 eines Minimums 21 und/oder Maximums 21 vom Schwerpunkt 16 des Histogramms und/oder die Standardabweichung und/oder das Verhältnis der Signalstärke an der Minimumsposition ni bzw. der Maximumsposition ni und/oder der absolute oder der relative Signalpegel und/oder die Menge der qualitativ guten Meßwerte insgesamt herangezogen werden, so kann eine weitere Selektion der Meßwerte in dem Sinne erfolgen, daß die Meßwerte nur entsprechend ihrer ermittelten Güteklasse in das Gesamtergebnis der Richtungsbestimmung eingehen und damit eine einfache und rechentechnisch schnell durchführbare Bewertung der Meßwerte erfolgt. Furthermore, it is conceivable that 19 quality classes are determined from the histogram, which allow a classification of the reception minima 21 and / or reception maxima 21 with regard to their accuracy. If, for example, in continuation of the idea of determining quality classes, the distance 23 of a minimum 21 and / or maximum 21 from the focal point 16 of the histogram and / or the standard deviation and / or the ratio of the signal strength at the minimum position n i and the maximum position n i and / or the absolute or the relative signal level and / or the amount of the qualitatively good measured values are used overall, then a further selection of the measured values can take place in such a way that the measured values are only included in the overall result of the direction determination according to their determined quality class and thus a simple and quickly calculable evaluation of the measured values.

In den Fig. 3 bis 8 sind verschiedene Aufbauten der erfindungsgemäßen Antennenanordnung 11 und der nachgeschalteten Auswertungselektronik dargestellt, wobei es sich nur um einen schematischen Aufbau der Antennen 1 sowie deren logische Verschaltung mit der Auswertungselektronik handelt. In FIGS. 3 to 8 show different configurations of the antenna assembly 11 according to the invention and downstream evaluation electronics are illustrated, wherein there is only a schematic configuration of the antennas 1 and their logical interconnection with the evaluation electronics.

Die in der Fig. 3 dargestellte Konfiguration einer Antennenanordnung 11 zeigt je zwei paarweise angeordnete Subarrays 1, 1', wobei die Subarrays 1, 1' auf den Ecken eines Rechteckes angeordnet sind. Weiterhin ist ein Transferschalter 24 zu erkennen, der eine Umschaltung zwischen den horizontal übereinander angeordneten Untergruppen von Subarrays 1, 1' ermöglicht und dadurch die teilweise Unterdrückung von reflexionen der Funkwellen am Boden des Aufstellungsortes der Antennenanordnung 11 ermöglicht. Durch den Einsatz eines Transferschalters 24 können Phasenschieber 3 eingespart werden. Der Transferschalter 24 dient dabei zur Umschaltung zwischen horizontalem und vertikalem Schwenkbetrieb der Antennenanordnung 11. Im Überwachungsmodus wird auf horizontalen Schwenkbetrieb geschaltet und mit kontinuierlicher Schwenkung der Hauptkeule detektiert. Nach der Detektion wird dann im Lokalisierungsmodus die Phase so eingestellt, daß eine Nullstelle zur Lokalisierung ausgenutzt wird. Dies geschieht nacheinander horizontal und vertikal, indem der Transferschalter 24 einmal umgeschaltet wird. The configuration of an antenna assembly 11 shown in FIG. 3 shows two paired subarrays 1, 1 ', the sub arrays 1, 1' are arranged on the corners of a rectangle. Furthermore, a transfer switch 24 can be seen, which enables a switchover between the horizontally superposed subgroups of subarrays 1 , 1 'and thereby enables the partial suppression of reflections of the radio waves at the bottom of the installation site of the antenna arrangement 11 . Phase shifters 3 can be saved by using a transfer switch 24 . The transfer switch 24 is used to switch between horizontal and vertical swivel operation of the antenna arrangement 11 . In monitoring mode, the system switches to horizontal swivel operation and is detected with continuous swiveling of the main lobe. After the detection, the phase is then set in the localization mode so that a zero point is used for localization. This is done horizontally and vertically in succession by switching the transfer switch 24 once.

Die in der Fig. 4 skizzierte Anordnung zeigt eine vereinfachte Antennenanordnung 11 aus 3 Subarrays 1, 1' mit erweiterten Umschaltmöglichkeiten. Im Überwachungsmodus wird der Transferschalter 24 in die gestrichelte Position gebracht und damit lediglich eine Antennengruppe 1, 1' angesteuert. Es kann dann mit Hilfe des zweiten Umschalters 25 zwischen horizontaler und vertikaler Nullstelle umgeschaltet werden, indem alternativ zwei Elemente der Subarrays 1, 1' horizontal oder vertikal angeordnet betrieben werden. The arrangement outlined in FIG. 4 shows a simplified antenna arrangement 11 made up of 3 subarrays 1 , 1 'with extended switching options. In the monitoring mode, the transfer switch 24 is brought into the dashed position and thus only one antenna group 1 , 1 'is controlled. The second switch 25 can then be used to switch between horizontal and vertical zeros, by alternatively operating two elements of the subarrays 1 , 1 'arranged horizontally or vertically.

Die in der Fig. 5 skizzierte Anordnung zeigt eine Antennenanordnung aus 4 Subarrays 1, 1', die welches verglichen mit derjenigen der Fig. 4 eine weitere Umschaltmöglichkeit bietet. Im Lokalisierungsmodus (Transferschalter 24 in durchgezogener Position) kann mit Hilfe des Umschalters 25 auf vertikale Abtastung (durchgezogen) und zwei verschiedenen Konfigurationen der horizontalen Abtastung umgeschaltet werden (gestrichelte Positionen). In der ersten Anordnung für die horizontale Abtastung werden zwei horizontal benachbarte Subarrays 1, 1' (rechts unten in der Fig. 5) betrieben. Dies ermöglicht die Schwenkung einer Nullstelle über den gesamten Bereich zur groben Lokalisierung (relativ große Nullstellenbreite). Im zweiten Modus werden zwei weiter entfernte Subarrays 1, 1' betrieben (rechts unten außen und links unten außen), wodurch die Nullstellenbreite verringert wird, dafür aber eine Mehrdeutigkeit entsteht. Bei der sequentiellen Durchführung beider Abtastungen kann die Lokalisierung garantiert werden. The arrangement outlined in FIG. 5 shows an antenna arrangement made up of 4 subarrays 1 , 1 ', which offers a further switchover option compared to that of FIG. 4. In the localization mode (transfer switch 24 in the solid position), the switch 25 can be used to switch to vertical scanning (solid) and two different configurations of horizontal scanning (dashed positions). In the first arrangement for horizontal scanning, two horizontally adjacent subarrays 1 , 1 '(bottom right in FIG. 5) are operated. This enables the pivoting of a zero over the entire area for rough localization (relatively large zero width). In the second mode, two more distant subarrays 1 , 1 'are operated (bottom right outside and bottom left outside), which reduces the width of the zero point, but creates an ambiguity. Localization can be guaranteed if both scans are performed sequentially.

Falls der horizontale oder vertikale Abdeckbereich eines einzelnen Subarrays 1, 1' im Überwachungsmodus nicht ausreichend groß ist, kann wie in Fig. 6 angegeben statt dessen eine leichte Schwenkung der Hauptkeule bereits im Überwachungsbetrieb verwendet werden. Die Ansteuerung der Antennenanordnung 11 unterscheidet sich dabei nicht von der Ansteuerung bei Schwenkung einer Nullstelle. Für den Aufbau der Antennenanordnung 11 bedeutet dies, daß der in Fig. 4 vorgesehene Transferschalter 24 eingespart werden kann und damit eine Überwachung bei Mittelstellung des Umschalters 25 (horizontale Schwenkung) bzw. rechter Stellung (vertikale Schwenkung) erfolgen kann. If the horizontal or vertical coverage area of an individual subarray 1 , 1 'in the monitoring mode is not sufficiently large, a slight swiveling of the main lobe can already be used in the monitoring mode, as indicated in FIG. 6. The activation of the antenna arrangement 11 does not differ from the activation when a zero point is pivoted. For the construction of the antenna arrangement 11 , this means that the transfer switch 24 provided in FIG. 4 can be saved and thus monitoring can take place when the switch 25 is in the middle position (horizontal swivel) or right position (vertical swivel).

Die Schaltung gemäß Fig. 7 stellt analog zu den Anmerkungen zur Fig. 6 eine Vereinfachung der Anordnung aus Fig. 4 dar. The circuit according to FIG. 7 represents a simplification of the arrangement from FIG. 4 analogous to the comments on FIG. 6.

Wenn eine mehrdimensionale Abtastung erwünscht ist, muß wie in Fig. 8 dargestellt eine Anordnung mit mindestens drei Phasenschiebern 3 verwendet werden. Um eine ausreichend genaue horizontale Lokalisierung zu ermöglichen, wird wie in Fig. 5 und Fig. 6 eine Umschaltmöglichkeit per Umschalter 25, 25' zwischen eindeutiger, aber grober Lokalisierung (durchgezogene Schalterposition) und mehrdeutiger, aber feiner Lokalisierung (gestrichelte Schalterposition) vorgesehen. Im Überwachungsbetrieb kann die Hauptkeule (sinnvollerweise bei Betrieb in durchgezogener Schalterposition), wie zu Fig. 6 beschrieben, abwechselnd an zwei feste Positionen geschwenkt werden, um einen möglichst großen Bereich abzudecken. If a multidimensional scanning is desired, an arrangement with at least three phase shifters 3 must be used, as shown in FIG . In order to enable a sufficiently precise horizontal location, a change-over by switches 25, 25 'between unambiguous but coarse localization (solid switch position) and ambiguous, but finer localization is shown in Fig. 5 and Fig. 6 (dotted switch position) is provided. In monitoring mode, the main lobe (expediently when operating in the pulled switch position), as described in relation to FIG. 6, can be pivoted alternately to two fixed positions in order to cover the largest possible area.

In der Fig. 9 ist eine Ausführung der Antennenanordnung 11 dargestellt, die eine möglichst vielfältige Kombination der Abtastungen zur Feststellung von Mobilfunksendungen innerhalb von Gebäuden 12 ermöglicht. Hierbei werden in Kombination der vorstehend beschriebenen Einzelprinzipien folgende Untergruppen aus Antennen 1 bzw. Subarrays 1 gebildet und zur Bestimmung der jeweiligen Minima bzw. Maxima benutzt. Die Antennenelemente A bis K sind grundsätzlich ähnlich oder sogar identisch aufgebaut und werden wie nachstehend beschrieben in unterschiedlichen Untergruppen zusammengeschaltet, um die verschiedenen Meßcharakteristika der Untergruppen möglichst vorteilhaft ausnutzen zu können. So werden

  • - für eine horizontale grobe Abtastung die Antennen H und I zu einer Untergruppe
  • - für eine horizontale feine Abtastung die Antennen H und D zu einer Untergruppe
  • - für eine horizontale grobe Abtastung mit polarisation diversity die Antennen K und G zu einer Untergruppe
  • - für eine horizontale feine Abtastung mit polarisation diversity die Antennen C und G zu einer Untergruppe
  • - für eine vertikale grobe Abtastung entweder die Antennen E und F oder die Antennen F und H jeweils zu einer Untergruppe
  • - für eine vertikale feine Abtastung die Antennen H und E zu einer Untergruppe
zusammengefaßt und die jeweils gewonnenen Signale wie vorstehend beschrieben mittels Histogramm 19, Plausibilitätsbetrachtung und/oder funktechnischer Bewertung korrigiert. Sachnummernliste 1, 1' Antenne/Einzelantenne/Subarray
2 Antennentor
3 Phasenschieber
4 Combiner
5 Ausgangssignal
6 Analog/Digital-Wandler
7 Rauscharmer Verstärker
8 Logikbausteine
9 Mischer
10 Bandpaßfilter
11 Antennenarray
12 überwachtes Gebäude
13 Raum
14 Mobilfunksender
15 einfallende Mobilfunkwellen
16 Flächenschwerpunkt
17 Auflager
18 Kreis
19 Histogramm
20 Minima/Maxima
21 positiver Winkelbereich
22 negativer Winkelbereich
23 Gütemaß
24 Transferschalter
25 Umschalter
26 Richtung des Schwerpunktes im Histogramm
27 Phasenverschiebung des Phasenschiebers
28 Bodenreflexion
29 Funktionsverläufe
30 Schnitte
31 Berge
32 Täler
An embodiment of the antenna arrangement 11 is shown in FIG. 9, which enables the most diverse possible combination of the scans to determine mobile radio transmissions within buildings 12 . Here, in combination of the individual principles described above, the following subgroups of antennas 1 or subarrays 1 are formed and used to determine the respective minima or maxima. The antenna elements A to K are basically of a similar or even identical design and are interconnected in different subgroups as described below in order to be able to use the various measurement characteristics of the subgroups as advantageously as possible. So be
  • - For a horizontal rough scan antennas H and I to a sub-group
  • - for a horizontal fine scan antennas H and D to a sub-group
  • - for a horizontal coarse scan with polarization diversity, the antennas K and G to a subgroup
  • - for horizontal fine scanning with polarization diversity, antennas C and G to a sub-group
  • - for a vertical coarse scan either antennas E and F or antennas F and H each to a sub-group
  • - for a vertical fine scan antennas H and E to a sub-group
summarized and the signals obtained in each case, as described above, corrected by means of histogram 19 , plausibility check and / or radio-technical evaluation. Part number list 1 , 1 'antenna / single antenna / subarray
2 antenna gates
3 phase shifters
4 combiners
5 output signal
6 analog / digital converters
7 low noise amplifier
8 logic modules
9 mixers
10 bandpass filters
11 antenna array
12 monitored buildings
13 room
14 mobile radio transmitters
15 incoming cellular waves
16 area focus
17 supports
18 circle
19 histogram
20 minima / maxima
21 positive angular range
22 negative angular range
23 Quality measure
24 transfer switches
25 switches
26 Direction of the center of gravity in the histogram
27 phase shift of the phase shifter
28 Ground reflection
29 Functional curves
30 cuts
31 mountains
32 valleys

Claims (26)

1. Verfahren zur Richtungserkennung einer Mobilfunkaussendung, bei dem eine Anzahl von räumlich verteilt angeordneten Antennen (1, 1') ein Antennenarray (11, antenna diversity) bilden, mit dem von einer Quelle der Mobilfunkaussendung ausgehende Mobilfunkwellen (15) aufgenommen werden, wobei die von den Antennen (1, 1') empfangenen Mobilfunkwellen (15) anhand ihrer Phasenverschiebung (27) zur Lokalisierung der Quelle der Mobilfunkaussendung herangezogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zur gleichen Zeit eine Untergruppe der Antennen (1, 1') des Antennenarrays (11) gleichzeitig zum Empfang der Mobilfunkwellen (15) aktiviert wird, wobei in schneller Abfolge aus den Antennen (1, 1') des Antennenarrays (11) jeweils andere Untergruppen in Form von Kombinationen einzelner Antennen (1, 1') aktiviert werden. 1. Method for recognizing the direction of a mobile radio transmission, in which a number of spatially distributed antennas ( 1 , 1 ') form an antenna array (11, antenna diversity) with which mobile radio waves ( 15 ) originating from a source of the mobile radio transmission are recorded, the Mobile radio waves ( 15 ) received by the antennas ( 1 , 1 ') are used on the basis of their phase shift ( 27 ) to locate the source of the mobile radio transmission, characterized in that a subset of the antennas ( 1 , 1 ') of the antenna array ( 11 ) is activated simultaneously with the reception of the mobile radio waves ( 15 ), with other subgroups in the form of combinations of individual antennas ( 1 , 1 ') being activated in rapid succession from the antennas ( 1 , 1 ') of the antenna array ( 11 ). 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils nur zwei der Antennen (1, 1') des Antennenarrays (11) als Untergruppe gleichzeitig zum Empfang der Mobilfunkwellen (15) aktiviert werden. 2. The method according to claim 1, characterized in that in each case only two of the antennas ( 1 , 1 ') of the antenna array ( 11 ) are activated as a sub-group simultaneously to receive the mobile radio waves ( 15 ). 3. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung der jeweils aktivierten Untergruppen des Antennenarrays (11) mit einer derartigen Frequenz erfolgt, daß für eine im wesentlichen als konstant anzusehende Funkstrecke der Mobilfunkwellen (15) mindestens ein Meßwert durch unterschiedliche Untergruppen des Antennenarrays (11) erfaßt wird. 3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the switching of the respectively activated subgroups of the antenna array ( 11 ) is carried out with such a frequency that for a radio link of the mobile radio waves ( 15 ) which is essentially to be regarded as constant, at least one measured value is obtained by different subsets of the antenna array ( 11 ) are detected. 4. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Auswertung der von den jeweiligen Untergruppen des Antennenarrays (11) empfangenen Signale Plausibilitätsbetrachtungen durchgeführt werden, die die von den jeweiligen Untergruppen empfangenen Signale zueinander in Relation setzen. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that when evaluating the signals received from the respective subgroups of the antenna array ( 11 ), plausibility considerations are carried out which relate the signals received from the respective subgroups to one another. 5. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Bestimmung der Phasenverschiebung (27) bei jeder Messung und die Frequenz der Umschaltung zwischen den jeweiligen Untergruppen des Antennenarrays (11) sowie die Dauer der Messung derart gewählt werden, daß von den jeweiligen Untergruppen des Antennenarrays (11) eine derartige Anzahl von Signalen empfangen wird, daß diese Daten auch statistisch und/oder numerisch ausgewertet werden können. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the speed of the determination of the phase shift ( 27 ) in each measurement and the frequency of switching between the respective subgroups of the antenna array ( 11 ) and the duration of the measurement are chosen such that from the respective subgroups of the antenna array ( 11 ) receive such a number of signals that this data can also be evaluated statistically and / or numerically. 6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl von Signalen, die von den von den jeweiligen Untergruppen des Antennenarrays (11) empfangen wird, während einer einzigen im wesentlichen als konstant anzusehenden Funkstrecke (ein burst) empfangen und statistisch und/oder numerisch ausgewertet wird. 6. The method according to claim 5, characterized in that the number of signals received by those of the respective subgroups of the antenna array ( 11 ) during a single essentially constant radio path (a burst) received and statistically and / or is evaluated numerically. 7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertung der Signale, die während einer einzigen im wesentlichen als konstant anzusehenden Funkstrecke empfangen wurden, numerisch anhand der Gleichung für die Summenspannung


erfolgt.
7. The method according to claim 6, characterized in that the evaluation of the signals that were received during a single essentially constant radio path to be regarded, numerically based on the equation for the total voltage


he follows.
8. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl von Signalen, die von den von den jeweiligen Untergruppen des Antennenarrays (11) empfangen wird, während einer länger dauernden und unter wechselnden Sende- und Empfangsbedingungen ablaufenden Funkstrecke (eine Anzahl von bursts) empfangen und statistisch ausgewertet wird. 8. The method according to claim 5, characterized in that the number of signals which is received by the respective subgroups of the antenna array ( 11 ) during a longer duration and running under changing transmission and reception conditions radio link (a number of bursts) received and statistically evaluated. 9. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die statistische Auswertung in Form einer empfangsrichtungsabhängigen Ermittlung von Histogrammen (19) erfolgt, die die Lage und Häufigkeit von Empfangsminima und/oder Empfangsmaxima (20) bei definierbaren Einstellungen von zur Bestimmung der Phasenverschiebung (27) eingesetzten Phasenschiebern (3) und sich unterscheidenden Untergruppen der Antennenanordnung angibt und durch Gewichtung eine Verbesserung der Ermittlung der Empfangsrichtung der Mobilfunkaussendung zuläßt. 9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the statistical evaluation takes the form of a reception-direction-dependent determination of histograms ( 19 ), the position and frequency of reception minima and / or reception maxima ( 20 ) with definable settings for determining the phase shift ( 27 ) used phase shifters ( 3 ) and differing subgroups of the antenna arrangement and by weighting allows an improvement in the determination of the reception direction of the mobile radio transmission. 10. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß aus den Histogrammen (19) und deren zeitlicher Zuordnung zueinander Güteklassen (23) ermittelt werden, die eine Klassifizierung der Empfangsminima und/oder Empfangsmaxima (20) hinsichtlich ihrer Genauigkeit erlauben. 10. The method according to claim 9, characterized in that from the histograms ( 19 ) and their temporal assignment to each other quality classes ( 23 ) are determined, which allow classification of the reception minima and / or reception maxima ( 20 ) with regard to their accuracy. 11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung von Güteklassen (23) der Abstand eines Minimums und/oder Maximums (20) vom Schwerpunkt (16) des Histogramms (19) und/oder die Standardabweichung und/oder das Verhältnis der Signalstärke an der Minimumsposition bzw. der Maximumsposition und/oder der absolute oder der relative Signalpegel und/oder die Menge der qualitativ guten Meßwerte insgesamt herangezogen werden. 11. The method according to any one of claims 9 or 10, characterized in that for determining quality classes ( 23 ) the distance of a minimum and / or maximum ( 20 ) from the center of gravity ( 16 ) of the histogram ( 19 ) and / or the standard deviation and / or the ratio of the signal strength at the minimum position or the maximum position and / or the absolute or the relative signal level and / or the amount of the qualitatively good measured values as a whole are used. 12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Histogramme (19) mit vorab aufgenommenen Histogrammen verglichen wird, die für definierte Mobilfunkaussendungen von definierten Sendeorten gewonnen wurden. 12. The method according to any one of claims 9 to 11, characterized in that the histograms ( 19 ) is compared with previously recorded histograms, which were obtained for defined mobile radio transmissions from defined transmission locations. 13. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die genaue Lokalisierung des Sendeortes der Mobilfunkaussendung erst dann durchgeführt wird, wenn bei der laufenden Untersuchung der Umgebung des Antennenarrays (11) das Vorliegen einer Mobilfunkaussendung im relevanten Bereich erkannt wurde. 13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the exact location of the transmission location of the mobile radio transmission is only carried out when the presence of a mobile radio transmission in the relevant area was detected during the ongoing examination of the environment of the antenna array ( 11 ). 14. Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mobilfunkaussendung im relevanten Umgebungsbereich um das Antennenarray (11) dann als relevant angesehen wird, wenn eine vorgebbare Feldstärkeschwelle und/oder ein Winkelbereich bezogen auf den Sendeort der Mobilfunkaussendung überschritten wurde. 14. The method according to claim 13, characterized in that a mobile radio transmission in the relevant surrounding area around the antenna array ( 11 ) is then considered relevant if a predefinable field strength threshold and / or an angular range based on the transmission location of the mobile radio transmission has been exceeded. 15. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine funktechnische Analyse des Umfeldes um das Antennenarray (11) herum durchgeführt wird und anhand der Ergebnisse dieser Analyse die Messungen der einzelnen Untergruppen des Antennenarrays (11) korrigiert werden. 15. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a radio-technical analysis of the environment around the antenna array ( 11 ) is carried out and the measurements of the individual subgroups of the antenna array ( 11 ) are corrected on the basis of the results of this analysis. 16. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertung der von dem Antennenarray (11) empfangenen Signale auf Standardrechnern durchgeführt wird. 16. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the evaluation of the signals received by the antenna array ( 11 ) is carried out on standard computers. 17. Antennenanordnung zur Richtungserkennung einer Mobilfunkaussendung, insbesondere unter Nutzung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei dem eine Anzahl von räumlich verteilt angeordneten Antennen (1, 1') ein Antennenarray (11, antenna diversity) bilden, mit dem von einer Quelle der Mobilfunkaussendung ausgehende Mobilfunkwellen (15) aus der Umgebung des Antennenarrays (11) aufgenommen werden, wobei die empfangenen Mobuilfunkwellen (15) zur Lokalisierung der Quelle der Mobilfunkaussendung anhand ihrer Phasenverschiebung (27) herangezogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennen (1, 1') des Antennenarrays (11) zueinander horizontal und vertikal in unterschiedlichen Abständen gestaffelt im wesentlichen in einer Ebene angeordnet sind (Space Diversity). 17. Antenna arrangement for recognizing the direction of a mobile radio transmission, in particular using the method according to claim 1, in which a number of spatially distributed antennas ( 1 , 1 ') form an antenna array (11, antenna diversity) with which emanates from a source of the mobile radio transmission mobile shafts (15) are taken up from the surroundings of the antenna array (11), wherein the received Mobuilfunkwellen be (15) used for locating the source of the mobile radio transmission based on their phase shift (27), characterized in that the antennas (1, 1 ') of the Antenna arrays ( 11 ) are arranged horizontally and vertically to one another at different distances, essentially in one plane (space diversity). 18. Antennenanordnung gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung und die Abstände der Antennen (1, 1') des Antennenarrays (11) zueinander sowie die Kombination einzelner Antennen (1, 1') zu Untergruppen angepaßt an unterschiedliche Meßaufgaben und Meßgenauigkeiten einzelner Untergruppen von Antennen (1, 1') ausgestaltbar sind. 18. Antenna arrangement according to claim 17, characterized in that the arrangement and the spacing of the antennas ( 1 , 1 ') of the antenna array ( 11 ) to each other and the combination of individual antennas ( 1 , 1 ') to sub-groups adapted to different measuring tasks and measuring accuracy of individual Subgroups of antennas ( 1 , 1 ') can be configured. 19. Antennenanordnung gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß als zueinander gehörige Untergruppen des Antennenarrays (11) immer Antennen (1, 1') gemeinsam derart aktivierbar sind, daß für eine erste Untergruppe die Antennen (1, 1') in einer Raumrichtung eng zueinander benachbart sind und für eine andere Untergruppe die Antennen (1, 1') in derselben Raumrichtung einen größeren Abstand zueinander aufweisen. 19. Antenna arrangement according to claim 18, characterized in that as related sub-groups of the antenna array ( 11 ) always antennas ( 1 , 1 ') can be activated together in such a way that the antennas ( 1 , 1 ') are narrow in one spatial direction for a first sub-group are adjacent to one another and for another subgroup the antennas ( 1 , 1 ') are spaced apart from one another in the same spatial direction. 20. Antennenanordnung gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung mit den eng benachbarten Antennen (1, 1') der ersten Untergruppe eine grobe Lokalisierung, die Messung mit den in größerem Abstand zueinander angeordneten Antennen (1, 1') der zweiten Untergruppe eine genauere Lokalisierung der Mobilfunkaussendung ermöglicht. 20. Antenna arrangement according to claim 19, characterized in that the measurement with the closely adjacent antennas ( 1 , 1 ') of the first sub-group a rough localization, the measurement with the antennas ( 1 , 1 ') arranged at a greater distance from one another of the second sub-group enables a more precise localization of the mobile radio transmission. 21. Antennenanordnung gemäß einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Antennenarrays (11) Antennen (1, 1') mit verschiedenen Polarisationsrichtungen (polarisation diversity) verwendbar sind. 21. Antenna arrangement according to one of claims 17 to 20, characterized in that within the antenna array ( 11 ) antennas ( 1 , 1 ') with different polarization directions (polarization diversity) can be used. 22. Antennenanordnung gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Antennenarrays (11) Antennen (1, 1') verwendbar sind, die sich sowohl horizontal als auch vertikal polarisieren lassen. 22. Antenna arrangement according to claim 21, characterized in that within the antenna array ( 11 ) antennas ( 1 , 1 ') can be used, which can be polarized both horizontally and vertically. 23. Antennenanordnung gemäß einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß als Antennen (1, 1') ebene Antennenplatten aus mindestens einem aktiven Antennenelement verwendbar sind. 23. Antenna arrangement according to one of claims 17 to 22, characterized in that plane antenna plates made of at least one active antenna element can be used as antennas ( 1 , 1 '). 24. Antennenanordnung gemäß einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Antenne (1, 1') des Antennenarrays (1, 1') mindestens ein separater Phasenschieber (3) vorgesehen ist. 24. Antenna arrangement according to one of claims 17 to 23, characterized in that at least one separate phase shifter ( 3 ) is provided for each antenna ( 1 , 1 ') of the antenna array ( 1 , 1 '). 25. Antennenanordnung gemäß Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß jede Antenne (1, 1') des Antennenarrays (11) über Transferschalter (24) schaltungstechnisch mit mindestens einem Phasenschieber (3) verbindbar ist. 25. Antenna arrangement according to claim 24, characterized in that each antenna ( 1 , 1 ') of the antenna array ( 11 ) can be connected in terms of circuitry to at least one phase shifter ( 3 ) via transfer switches ( 24 ). 26. Antennenanordnung gemäß einem der Ansprüche 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennen (1, 1') der Untergruppen des Antennenarrays (11) über einen Combiner (4) miteinander schaltungstechnisch verbindbar sind. 26. Antenna arrangement according to one of claims 17 to 25, characterized in that the antennas ( 1 , 1 ') of the subgroups of the antenna array ( 11 ) can be connected to one another in terms of circuitry via a combiner ( 4 ).
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