JP2000183642A - 3周波共用基地局アンテナ装置 - Google Patents

3周波共用基地局アンテナ装置

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JP2000183642A
JP2000183642A JP10361094A JP36109498A JP2000183642A JP 2000183642 A JP2000183642 A JP 2000183642A JP 10361094 A JP10361094 A JP 10361094A JP 36109498 A JP36109498 A JP 36109498A JP 2000183642 A JP2000183642 A JP 2000183642A
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Yuki Sugimoto
由紀 杉本
Yoshio Ebine
佳雄 恵比根
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 1つの装置でf1 =800MHz帯とf2
1.5GHz帯とf3 =2GHz帯との3周波を共用
し、水平方向ビーム幅が800MHz帯及び1.5GH
z帯で120°、2GHz帯で90°とする。 【解決手段】 優角コーナレフレクタ1の中央部前方に
d=0.37λ3 (λ3はf3 の波長)f1 のダイポー
ルアンテナ2が配され、その前方S=0.025λ
2 (λ2 はf2 の波長)に、f2 で共振する無給電素子
3が配され、アンテナ2の両側にf3 で共振する無給電
素子4が配される。アンテナ2の両先端は長さn=0.
05λ2 だけ後方に折り曲げられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は移動通信における
基地局アンテナ装置に利用され、800MHz/1.5
GHzの周波数帯においては、水平面内ビーム幅が12
0°,2GHzの周波数帯においてはビーム幅が90°
の指向性をもつ、3周波共用アンテナ装置に適用でき
る。
【0002】
【従来の技術】図7に従来のアンテナ装置を示す。多角
を有する反射板(優角コーナレフレクタ)1の中央から
距離dだけ離れたところに800MHz帯の放射器2
(半波長ダイポールアンテナ)が垂直に設けられ、その
前方にこれと近接平行に1.5GHzで共振する無給電
素子3が配される。d=0.07mで、800MHzも
1.5GHzも水平面内指向特性ビーム幅が120°と
なる2周波共用アンテナが実現できる(図解 移動通信
用アンテナシステム,総合電子出版社,1996年,8
5頁〜87頁)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術のアンテナ
では2周波共用である。新規周波数帯でサービスを追加
提供するにあたって、アンテナシステムの経済化を考慮
して、既存のアンテナ装置を改良し、3周波共用アンテ
ナを実現させる必要がある。また、利得を高く得るため
には、放射器や無給電素子の組を複数上下に配列するア
レイ化が有効である。アレイ化する際の間隔を、一番高
い周波数の1波長とすると、従来のアンテナパラメータ
では、放射器がぶつかってしまうという欠点がある。
【0004】
【課題を解決するための手段】第1の周波数f1 と第2
の周波数f2 と第3の周波数f3 において(f1 <f 2
<f3 ),f1 における半波長ダイポールアンテナと、
ダイポールアンテナの前方に、長さLのf2 用無給電素
子と、ダイポールアンテナの両横に、長さMの2つのf
3 用無給電素子を設けたことにより、f1 とf2 におけ
る水平面内ビーム幅は同じくして、f3 における水平面
内ビーム幅は、f1 とf2 におけるビーム幅よりも小さ
い値をとる3周波共用アンテナを構成する。
【0005】アレイ化に際しては、配列する間隔をf3
の1波長としたときに、ダイポールアンテナの両先端を
長さnだけf2 の無給電素子と反対側、つまり後方に垂
直に折り曲げた3周波共用アンテナを構成する。
【0006】
【発明の実施の形態】実施例1 図1にこの発明の実施例を示す。従来技術の図7と対応
する部分に同一番号をつけてある。多角を有する反射板
(優角コーナレフレクタ)1の中央から距離dだけ離れ
たところに、素子長がλ/2(λ:波長)の800MH
z帯用ダイポールアンテナ2が設けられている。ダイポ
ールアンテナ2の両先端は反射板1側に垂直に長さnだ
け折り曲げてある。ダイポールアンテナ2から、反射板
1と反対側(X軸正方向)に距離Sだけ離れたところに
長さLの1.5GHz帯用無給電素子3が設けられてい
る。また、ダイポールアンテナ2から反射板1と平行な
方向(Y軸方向)両側に距離G1、反射板1側にこれと
垂直方向(X軸負方向)に距離G2の位置に、ダイポー
ルアンテナ2を挟んで2つの2GHz帯用無給電素子4
が設けられている。
【0007】アンテナシステムの経済化を測るため、現
在使用されている移動通信網基地局アンテナ装置の反射
板を利用して3周波共用アンテナを実現することを目的
とするため、反射板1の構造は現在使用されている基地
局アンテナの反射板と同じ寸法のものを想定した。図1
Bに平面図を示すと共に寸法を示す。つまり反射板1は
上下に延長した細長の中央部1aの両側に、徐々にダイ
ポールアンテナ2側、即ち前方に張り出す、斜め板部1
b,1cが形成され、その斜板部1b,1cの両前方縁
に前方(X軸正方向)に延長した側板部1d,1eが形
成されている。
【0008】3セクタ無線ゾーン構成を採用し、それぞ
れの周波数帯で共振させ、800MHz帯と1.5GH
z帯では水平面内ビーム幅を120°とし、2GHz帯
では水平面内ビーム幅を90°とする。ここで、2GH
z帯の水平面内ビーム幅を90°とする理由は、ビーム
幅に対する加入者容量を、シャドウイング(ビル陰など
でつながらないエリア)なし、ダイバーシチハンドオー
バーしきい値を4dB(自基地局と他基地局の受信レベ
ルの差が4dBになったら、他基地局と通信を行える設
定をする)、19セル、という条件でシュミレーション
した結果、図3に示すようにビーム幅が90°付近で加
入者容量が高いという結果が得られた。ここで、加入者
容量とは、あるエリアにおける呼量(ある瞬時における
平均ユーザ数)を表している。
【0009】反射板1の中央部1aとダイポールアンテ
ナ2の距離d、ダイポールアンテナ2と無給電素子3の
距離S、ダイポールアンテナ2と無給電素子4の距離G
1,G2、ダイポールアンテナ2の折り曲げ長さn、無
給電素子3の長さL、無給電素子4の長さMはモーメン
ト法による計算値を用いて最適化することができる。こ
こでは最適な値として、0.23λ2 ≦d≦0.37λ
3 ,0.02λ2 ≦S≦0.035λ2 ,0.027λ
3 ≦G1≦0.033λ3 ,0≦G2≦0.013
λ3 ,0.035λ2 ≦n(≦反射板1にあたらない範
囲)、0.46λ 2 ≦L≦0.48λ2 ,0.41λ3
≦M≦0.47λ3 とする。(λ1 :f1Hzにおける
自由空間波長(f1 =800MHzでλ1 =375m
m),λ2 :f2 Hzにおける自由空間波長(f2
1.5GHzでλ2 =200mm),λ 3 :f3 Hzに
おける自由空間波長(f3 =2GHzでλ3 =150m
m))である。
【0010】以上の値を最適とした理由は、dが0.2
3λ2 以下であるとf2 帯においてビーム幅が小さくな
りすぎ、0.37λ3 以上であるとf3 帯の高い周波数
においてビーム幅が大きすぎる。Sが0.02λ2
下、0.035λ2 以上であるとf2 帯で共振がおこら
ない。G1が0.027λ3 以下であるとf3 において
共振がおこらず、0.033λ3 以上であるとf3 帯の
高い周波数でビーム幅が大きすぎる。G2が0以下であ
るとf3 帯の高い周波数においてビーム幅が大きすぎ、
0.013λ3 以上であるとf3 帯の高い周波数におい
てビーム幅が大きすぎる。nが0.035λ2 以下であ
るとf2 において共振しない。nは反射板1にあたらな
い範囲まで折り曲げても水平面内ビーム幅はf1 とf2
では所望の値を得るが、f3 においてビームが小さくな
る傾向にある。Lが0.46λ2 以下、0.48λ2
上であるとf2 帯で共振がおこらない。Mが0.41λ
3 以下、0.47λ3 以上であるとf3 帯で共振がおこ
らない。
【0011】例えば、d=0.37λ3 (約56m
m),S=0.025λ2 (約5mm),G1=0.0
33λ3 (約5mm),G2=0、n=0.05λ
2 (約10mm),L=0.47λ2 (約94mm),
M=0.46λ3 (約69mm)において、ビーム幅は
1 (800MHz帯)で、図3、図4、図5に水平面
内指向特性を示すようにビーム幅は110.56°,f
2 (1.5GHz帯)で107.47°,f3 (2GH
z帯)で86.84°が得られた。反射板1は中央部1
aの幅が10mm、斜板部1b,1cのY軸方向の長さ
が42mm、X軸方向の長さが14mm、側板部1d,
1eの幅が10mmである。実施例2図6にこの発明の
実施例2を示す。高い利得を得るために、実施例1の放
射素子2と無給電素子3,4の組を複数上下に配列した
ものである。ダイポールアンテナ2を長さnだけ折り曲
げたことにより、上下の素子がぶつからない。上下に配
置したことによる指向正のみだれはない。
【0012】ここでは3組をアレイ化しているが、いく
つあっても指向性に影響はない。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ダイポールアンテナの前方に1つの無給電素子と、
両横にダイポールアンテナを挟んで2つの無給電素子を
設けダイポールアンテナの両先端を折り曲げることによ
り、ダイポールアンテナと3つの無給電素子の組を複数
上下に配列する場合でも、f1 とf2 の水平面内ビーム
幅は同じで、f3 の水平面内ビーム幅はそれより小さい
値の3周波共用アンテナが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】Aはこの発明の実施例1のアンテナ装置の斜視
図、Bはその平面図である。
【図2】ビーム幅と加入者容量のシュミレーション結果
を示す図。
【図3】実施例1の数値例における800MHzでの水
平面内指向特性を示す図。
【図4】実施例1の数値例における1500MHzでの
水平面内指向特性を示す図。
【図5】実施例1の数値例における2GHzでの水平面
内指向特性を示す図。
【図6】この発明の実施例2のアンテナ装置を示す斜視
図。
【図7】Aは従来の2周波共用アンテナを示す斜視図、
Bはその平面図である。
フロントページの続き Fターム(参考) 5J020 AA03 BA07 BC09 CA04 DA01 DA04 DA08 DA09 5J021 AA01 AA03 AA07 AA13 AB03 BA01 CA01 GA01 GA02 GA08 HA02 HA05 HA10 JA02 JA03 JA07 5J046 AA04 AA07 AA12 AA19 AB07 PA06

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 垂直に配され、第1の周波数f1 で動作
    する半波長ダイポールアンテナと、 そのダイポールアンテナの前方に、これと平行に配さ
    れ、第2の周波数f2 (f1 <f2 )で共振する長さL
    の1つの第1の無給電素子と、 上記ダイポールアンテナの両横にこれと平行に配され、
    第3の周波数f3 (f 2 <f3 )で共振する長さMの2
    つの第2の無給電素子とを有し、 上記第1と第2の周波数f1 とf2 における水平面内ビ
    ーム幅がほぼ同じであり、 上記第3の周波数f3 における水平面内ビーム幅は、上
    記第1と第2の周波数f1 とf2 におけるビーム幅より
    も小さい値をとることを特徴とする3周波共用基地局ア
    ンテナ装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のアンテナ装置において、 上記ダイポールアンテナの両先端が長さnだけ後方に垂
    直に折り曲げられていることを特徴とする3周波共用基
    地局アンテナ装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020095924A (ko) * 2001-06-18 2002-12-28 주식회사 애니앙스 코너 미러 안테나
JP2006014007A (ja) * 2004-06-28 2006-01-12 Denki Kogyo Co Ltd 多面合成アンテナ用アンテナユニット
JP2006217104A (ja) * 2005-02-02 2006-08-17 Nippon Dengyo Kosaku Co Ltd 4周波数共用アンテナ

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