JP2000261246A - 周波数変位効果により大きく影響されないアンテナ・アレー - Google Patents

周波数変位効果により大きく影響されないアンテナ・アレー

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JP2000261246A JP2000055087A JP2000055087A JP2000261246A JP 2000261246 A JP2000261246 A JP 2000261246A JP 2000055087 A JP2000055087 A JP 2000055087A JP 2000055087 A JP2000055087 A JP 2000055087A JP 2000261246 A JP2000261246 A JP 2000261246A
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Bertrand M Hochwald
エム．ホッチワルド バートランド
Thomas Louis Marzetta
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】セルラー等の無線通信システムにおいて、アッ
プリンク及びダウンリンクの両方向の通信に使用される
アンテナアレーを提供する。 【解決手段】受信機９５、送信機１００、およびログ周
期アンテナ・アレー１０５を含むセルラー基地局におい
て、アップリンク（受信用）サブアレーは、アンテナ素
子Ａ２−ＡＭからなる。これら各素子の出力は、受信機
９５への入力である。この場合に、受信機９５の外側の
各加重係数Ｗ２−ＷＭが掛けられる。ダウンリンク（送
信用）サブアレーは、アンテナ素子Ａ１−ＡＭ−１から
なる。送信機１００は変調されたキャリヤ信号を各素子
に送る。アンテナ素子Ａ１−ＡＭ−１の入力には、送信
機１００の外側の各加重係数Ｗ′１−Ｗ′Ｍ−１が掛け
られる。このようにしてＡ１〜ＡＭにより構成されるロ
グ周期アンテナアレー１０５は送受に共用される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アンテナ・アレー
に関し、特にセルラーおよび他の無線通信システムにお
いて、アップリンク通信およびダウンリンク通信のため
に使用されるアンテナ・アレーに関する。
【０００２】
【従来の技術、及び、発明が解決しようとする課題】す
べてのアンテナは、指向性に依存する応答関数を持つ。
この関数は、多くの場合、送信の際には「放射パター
ン」と呼ばれ、または受信の際には「感度パターン」と
呼ばれる。複数のアンテナ素子を一本のアンテナ・アレ
ーに組み立てた場合には、各アンテナ素子に対して、
（指定の位相遅れを指定の減衰係数と組合せる）適当な
複合数値加重を適用することにより、この応答関数の形
を調整することができることが、前から知られていた。
上記アレーの一つの特定の周知の利点は、加重係数を能
動的に変化させることにより、指定の方向の送信電力ま
たは受信電力を最大にすることができることである。適
応アレーは、この目的を効果的に達成するアンテナ・ア
レーの一例である。
【０００３】セルラー通信の分野においては、指定の受
信エリア内の移動局にだけ電力を送信し、これら移動局
からの送信だけを受信するのが理想的であるが、通常、
そのようなことは達成できない。この目的のために提案
された一つの方法としては、基地局が、その受信エリア
内の移動局のところでの、その応答関数を最大にするた
めに、適応アレーを使用して送受信を行うという方法で
ある。
【０００４】例えば、所与の移動局からのアップリンク
送信中に、アレーの各素子は、それ自身と上記移動局と
の間の物理的チャネルを特徴とする各伝播係数を測定す
ることができる。時間の経過中に、この係数をサンプル
することが好ましい。ＴＤＭＡシステムにおいては、例
えば、各移動局からの伝播係数は、順番に、その移動局
の時間スロットを占有する、例えば、１６２の各記号周
期内にサンプルすることができる。時間平均サンプル
は、各移動局について、共分散マトリックスの形に纏め
ることができる。最近、これらの各共分散マトリックス
から、関連移動局の方向、上記応答関数を集中させる傾
向がある一組の加重係数を入手するための技術が発表さ
れた。この技術は、例えば、カナダ、モントリオールで
の、Ｐｒｏｃ．Ｉｎｔ．Ｃｏｎｆ．Ｃｏｍｍ．のＧ．
Ｇ．ラレイ他の「周波数二重デジタル無線通信用の適応
アンテナ送信」（１９９７年６月）に記載されている。
【０００５】しかし、このスキームの実用化を成功させ
るには、いくつかの障害がある。アップリンク信号とダ
ウンリンク信号との間の干渉を防止するために、いくつ
かの手段が必要である。少なくとも、ＴＤＭＡシステム
において、上記手段の中で最も普通に使用される手段
は、周波数分割二重送信（ＦＤＤ）と呼ばれる。ＦＤＤ
の場合には、アップリンク搬送周波数と、ダウンリンク
搬送周波数との間に（すなわち、別の言い方をすれば、
対応する波長との間に）、通常、５−１０％の変位が起
きる。この変位は、基地局および移動局が、アップリン
ク信号と、ダウンリンク信号とを容易に区別するのに十
分な変位である。それ故、アップリンク送信とダウンリ
ンク送信とを時間的にオーバーラップして行うことがで
きる。（上記のようなオーバーラップが禁止されている
時分割二重システムもあるが、これらのシステムは、上
記システムほど広く使用されていない。）
【０００６】アンテナ・アレーの応答関数は、送受信周
波数により異なる。それ故、ＦＤＤシステムにおいて
は、アップリンク感度のパターンは、ダウンリンク放射
のパターンとは異なる。ある指向性を与えるために、ア
ップリンク上で適応により入手した一組の加重係数は、
通常、ダウンリンクの場合に同じ指向性を与えない。
【０００７】アップリンク加重係数から、ダウンリンク
波長に対して効果のある新しい一組の係数を入手するた
めの周知の公式がある。しかし、これらの公式の場合に
は、通常、目標とする基地局の方向を、共分散マトリッ
クスだけから入手することができる精度より、高い精度
で入手しなければならない。上記方向についての情報を
供給するのに必要な演算は、複雑で、時間が掛かるの
で、そのためあまり使用されない。
【０００８】このような障害があるので、基地局は、ア
ップリンク伝播係数に関する統計情報を入手することが
でき、その後で、この統計情報から、ダウンリンク上で
使用するための重み係数を入手することができるアンテ
ナのシステムを持つことが望ましい。
【０００９】提案された方法の一つとしては、上記シス
テムを、一方はアップリンク用、他方はダウンリンク用
の、二つの異なるアンテナ・アレーから形成する方法が
ある。異なる周波数（それ故、異なる波長）で動作する
二つのアンテナ・アレーは、これら二つのアンテナ・ア
レーが、大きさだけを除けば同一のものであり、またそ
の相対的距離係数が各波長の比率に等しい場合には、同
じ応答関数を持つことは周知である。すなわち、アレー
の素子２の各組の間の距離が、対応するアレー素子１の
ｒ倍であると仮定しよう。また、アレー１は波長λ1で
動作し、アレー２は波長λ2で動作するものと仮定しよ
う。その場合には、ｒ＝λ2／λ1である場合には、アレ
ーは同じ応答関数を持つ。それ故、一方の波長をアップ
リンク波長とし、他方の波長をダウンリンク波長とする
ことができる。異なるアップリンク・アンテナ・アレ
ー、およびダウンリンク・アンテナ・アレーを、幾何学
的には類似の方法であるが、波長比によって決まる相対
的な大きさで設置することができる。
【００１０】しかし、上記の方法は、いくつかの欠点を
持つ。一つの欠点は、第二のアンテナを設置するための
費用が掛かることである。もう一つの欠点は、各アンテ
ナ・アレーの相対的な位置に関連する。アレーが相互に
非常に接近して設置された場合には、これらアレーは、
望ましくない相互結合効果を起こす恐れがある。一方、
これらのアレーの間の距離が離れすぎている場合には、
アップリンク測定値から選択した加重は、少なくとも、
相対的に接近している移動局のダウンリンク上で正しく
機能しない場合がある。
【００１１】それ故、アップリンク・アンテナ・アレ
ー、およびダウンリンク・アンテナ・アレーが、指向性
を使用することができるセルラー無線の分野および他の
分野において、その応答関数が波長の変位によって影響
を受けない、実用的なアンテナのシステムが依然として
求められている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、指定の比率の
範囲内に含まれる一組の波長の間の変位により影響を受
けない応答関数を持つアンテナ・アレーに関する。
【００１３】広い意味で、本発明は、少なくとも一つの
ダウンリンク波長により、無線通信信号を送信し、少な
くとも一つのアップリンク波長により、無線通信信号を
受信するためのシステムを含む。この場合、比率ｒは、
これらの波長の中の長い方の波長を短い方の波長で割っ
た数値に等しい。上記システムは、アップリンク波長を
持つキャリヤ上の信号を受信するために動作する受信機
と、ダウンリンク波長を持つキャリヤ上の信号を送信す
るために動作する送信機と、独立のアンテナ素子のアレ
ーを備える。（上記の「独立の」という用語は、これら
の素子は別々に駆動することができ、または無線周波数
信号を受信するために別々に使用することができること
を意味する。）
【００１４】上記アレーは、第一および第二のサブアレ
ーを備える。一方のサブアレーは、送信機に電気的に結
合していて、そのため、送信信号をこのサブアレーから
放射することができ、他方のサブアレーは、受信機に電
気的に接続していて、そのため、受信信号をこのサブア
レーから取り出すことができる。
【００１５】上記サブアレーは、幾何学的に相互に類似
している。すなわち、一つのアレーの各アンテナ素子
は、他のサブアレーの各アンテナ素子と同じものであ
り、対応する素子間の距離は、一定の比率を持つ。それ
故、上記一定の比率は、あるサブアレーの大きさを他の
アレーの大きさに関連付ける距離係数である。この距離
係数は、波長の比率ｒに等しい。
【００１６】重要なことは、サブアレーが、少なくとも
一つの共通のアンテナ素子を持つことである。
【００１７】特定の実施形態の場合には、全アレーの素
子は、それぞれ、一つ、二つ、または三つの格子方向を
持つ、一次元、二次元、または三次元のアレーに配置さ
れている。少なくとも三つの素子、および素子の各最大
数以下の素子が、アレーの各格子方向に沿って最初から
最後まで配置されている。各格子方向に沿って、素子は
連続している空間の間を一定の比率で間隔をおいて配置
されている。
【００１８】アレーは、第一および第二のサブアレーを
備える。各格子方向に沿って、少なくとも一つの素子の
行が配置され、第一のＭ−１素子は第一のサブアレーに
属し、最後のＭ−１素子は第二のサブアレーに属する。
この場合、Ｍはその格子方向に沿った素子の各最大数で
ある。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１について説明すると、本発明
の例示としてのアンテナ・アレーは、Ｍ個のアンテナ素
子、１０．１、１０．２、．．．１０．Ｍを持つ、これ
らの素子のｍ番目と（ｍ＋１）番目との間の距離はｄm
で示す。この場合、ｍ＝１、２、．．．、Ｍ−１であ
る。説明上の都合で、素子には、ｍが増大するにつれ
て、ｄmも増大するように番号がつけられている。それ
ぞれの距離は、前の距離の一定の倍数である。すなわ
ち、ｄm／ｄm-1は、ｍ＝２，３，．．．，Ｍ−１に対す
る定数である。
【００２０】二つの波長λ1、λ2の中の一方は、信号
（例えば、無線通信システムのアップリンク用）を受信
するために使用され、他方は、信号（例えば、無線通信
システムのダウンリンク用）を送信するために使用され
る。（アンテナ素子に番号を付けるための例示としての
約束ごとにより）比率ｄm／ｄm-1は、これらの波長の短
い方の波長に対する長い方の波長の比率に等しい。短い
方の波長の上で行われる上記機能（すなわち、送信およ
び受信）の場合には、素子２からＭまでが使用される。
【００２１】それ故、例えば、無線通信システム用のア
ンテナ・アレーは、ダウンリンクの波長λ2より１０％
長いアップリンク波長λ1を使用することができる。そ
の場合、第一の距離以後の素子間の各距離は、前の距離
の長さの１．１倍になる。第一のＭ−１素子は、ダウン
リンク・サブアレー（図１に、サブアレー１５で示す）
を備え、最後のＭ−１素子は、アップリンク・アレー
（図１にサブアレー２０で示す）を備える。
【００２２】全体の（すなわち、アップリンクにダウン
リンクを加えた）アンテナ・アレーの全体の大きさは、
素子の数および第一の素子間の距離ｄで決まる。距離ｄ
は、アンテナ素子間で望ましくない結合が起こるほど短
いものであってはならない。一方、この距離があまり長
くなりすぎると、アンテナ・アレーの応答関数の必要な
指向性が低下する。
【００２３】現在好んで使用される距離ｄの長さは、二
つの動作波長の短い方の波長の１／２である。アンテナ
設計の周知の技術に従って、上記の１／２の距離を種々
に変更することができる。実際には、アップリンク波長
およびダウンリンク波長の各組が、ほぼ同じ比率である
場合に限って、少なくとも、波長の最も適度の範囲を、
通常、送信および受信に使用することができる。
【００２４】この点に関連して、素子間の距離が長くな
るにつれて、応答関数の指向性も次第に散漫になってい
く傾向があることに留意されたい。それ故、特に、方向
性の散漫さを許容できる用途に対しては、比較的長い距
離も使用することができる。
【００２５】現在のところ、（リニア・アレーにおいて
は）三つの素子を使用すれば、それ以上の素子を使用し
なくても、有利な利点が得られるものと信じている。通
常、許容できる最大のアレーの大きさを制限するのは、
実用上の考慮事項である。例えば、アレーの長さが素子
の数とともに指数的に増大し、素子の数がある数になる
と設置コストのために、それ以上の大きさのアレーを設
置するのは不可能になる。
【００２６】この点に関連して、本発明のアンテナ・ア
レーは、通常、遠い場所に位置している、ターミナル
（例えば、移動局）との通信の際に、最高の性能を発揮
する。しかし、本発明のアンテナ・アレーの使用は遠距
離動作に限定されない。アンテナ・アレーからの距離
が、Ｌ2／λより長い場合には、ターミナルは遠距離の
ところに位置すると見なされる。この場合、Ｌはアレー
の長さであり、λは動作（アップリンクまたはダウンリ
ンク）波長である。
【００２７】それ故、比較的近距離に位置するターミナ
ルとの通信の際に、最適の動作を必要とする場合には、
これらのターミナルを近距離から除外し、遠距離に含め
るように、アレーの長さを制限するのが望ましい場合も
ある。
【００２８】また、厳密にいうと、各アンテナ素子が、
個々に、全方向応答関数を持っている場合だけに、アッ
プリンク・サブアレーおよびダウンリンク・サブアレー
が、同じ応答関数を持つことに留意されたい。そうでな
いと、アレーの応答関数が、二つの動作波長に対して異
なる場合がある素子応答関数により（空間的に）変調さ
れる。
【００２９】実際には、アンテナ・アレーの応答関数
を、３０度または６０度のセクターのような指定のセク
ターに制限するのが望ましい、例えば、セルラー通信の
分野のような、いくつかの用途がある。上記例の中の少
なくともいくつかの例の場合には、個々の指向性を持つ
アンテナ素子を使用した方が有利である。さらに、最初
の距離ｄを１／２波長より長くすれば、上記用途の中の
少なくともいくつかの用途の場合有利である。
【００３０】リニア・アレーに関連して上に説明した原
理は、二次元のアンテナまたは三次元のアンテナにさ
え、容易に適用されることを理解することができるだろ
う。例えば、図２は、３４素子を含む例示としての二次
元アレーを示す。例示のために、この例の素子２５は、
左から右、上から下に番号がつけられている。
【００３１】この図に示すアレーは、各水平および垂直
軸に沿って延びる、相互に垂直な格子方向を持つ。両方
の格子方向には、同じ最初の素子間距離ｄが使用されて
いる。この図のアレーの各格子方向沿いの素子の最大数
Ｍは６である。
【００３２】もっと一般的な言い方をすると、格子方向
は、９０度以外の角度を形成することができる。例え
ば、アンテナ素子は、六角形の格子を形成することがで
き、この格子においては、格子方向の間の角度は６０度
である。さらに、最初の距離ｄは、異なる格子方向にお
いて同じでなくてもよい。またさらに、一つの格子方向
に沿った素子の最大数は、異なる格子方向に沿った素子
の最大数と等しくなくてもよい。しかし、すべての格子
方向において、順次隣接している素子間距離の間の比率
ｒは、同じでなければならない。
【００３３】図２についてさらに説明すると、短い方の
波長で動作するためのサブアレー３０は、各格子方向に
沿って、最初のＭ−１（すなわち、図の例の最初の５）
素子を取ることにより、入手される。図示のこの実施形
態の場合には、結果としては、サブアレー３０から、素
子の最後の行３５および素子の最後の列４０が除外され
る。同様に、長い方の波長で動作するサブアレー４５
は、各格子方向に沿って最後のメモリ−１素子を使用す
ることにより得られる。図示の実施形態の場合には、結
果として、サブアレー４５から、素子の最初の行５０、
および素子の最初の列５５が除外される。図示の実施形
態の場合には、サブアレーは、第一の行と最後の列との
交点、または最後の行と最初の列との交点のところに位
置する素子を含んでいない。上記素子は冗長素子であ
り、図に示すように、全アレーから完全に除去すること
ができる。
【００３４】図３は、例示としての三次元アレーであ
る。図面を簡単にするために、図のアレーの素子の数は
１５に制限してある。しかし、図示のアレー設計の原理
は、もっと多数の素子を持つアレーの設計に容易に適用
される。
【００３５】説明上の都合から、図３のアレーは、長方
形の平行六面体の格子構造を持つが、この場合、三つす
べての格子方向における最初の距離ｄは同じである。ア
レーの第一のアンテナ素子は素子７０．１である。
【００３６】第一のサブアレー８５は、縁の長さがｄ
で、隅７０．１−７０．７および７５のところにアンテ
ナ素子を持つ立方体である。第二のサブアレー９０は、
縁の長さがｄで、隅７５および８０．１−８０．７のと
ころにアンテナ素子を持つ立方体である。隅７５は両方
のサブアレーに共通の隅である。より多数の素子を持
つ、この一般的な形のアレーにおいては、両方のサブア
レーに共通の領域は、通常、アンテナ素子の方形の平行
六面体のアレーであることに留意されたい。
【００３７】図４は、受信機９５、送信機１００、およ
びログ周期アンテナ・アレー１０５を含むセルラー基地
局のような例示としての中央局である。図に示すよう
に、アップリンク（すなわち、受信用の）サブアレー
は、アンテナ素子Ａ2−ＡMからなる。これら各素子の出
力は、二つの波長の中の関連する方の波長のところで
の、検出、復調およびその他の処理のための受信機９５
への入力である。通常、各複合加重係数は、各アンテナ
素子からの出力に掛け合わされる。この図の中で、アン
テナ素子Ａ2−ＡMの出力には、受信機９５の外側の各加
重係数Ｗ2−ＷMが掛けられる。実際には、この演算は、
多くの場合、受信機により行われる種々の演算の中に含
まれるので、ブロック９５に入れてある。
【００３８】図４に示すように、ダウンリンク（すなわ
ち、送信用の）サブアレーは、アンテナ素子Ａ1−ＡM-1
からなる。これら各素子への入力は、送信機１００から
のものであり、この送信機１００は、二つの波長の中の
関連する波長の変調されたキャリヤ信号を各素子に送
る。通常、各複合加重係数は、入力を各アンテナ素子に
掛け合わされる。この図の中で、アンテナ素子Ａ1−Ａ
M-1の入力には、送信機１００の外側の各加重係数Ｗ’1
−Ｗ’M-1が掛けられる。実際には、この演算は、多く
の場合、送信機により行われる種々の演算の中に含まれ
るので、ブロック１００に入れてある。
【００３９】上記の本発明の例示としての実施形態は、
素子間の距離が一つの方向に増大するリニア・アレーの
簡単な場合、およびこの場合の二次元および三次元への
一般化に基づいている。ここで、本発明のもっと広いも
のに関連する例示としての実施形態について説明する。
【００４０】図５は、素子間の間隔が広くなる方向が、
アレーの対向端部に対して反対になっているリニア・ア
レーである。原点１１０から測定した場合、アンテナ素
子１１５．１、１１５．２および１１５．３は、距離ｄ
1、ｒｄ1およびｒ2ｄ1のところにそれぞれ位置する。同
様に、アンテナ素子１２０．１、１２０．２および１２
０．３は、距離ｄ2、ｒｄ2、およびｒ2ｄ2のところにそ
れぞれ位置する。連続して対向して位置するアンテナ素
子の各組の間の間隔は、逐次、係数ｒだけ変化すること
を理解することができるだろう。すなわち、アンテナ素
子１１５．３および１２０．３の間の距離は、アンテナ
素子１１５．２と１２０．２との間の距離のｒ倍であ
る。最後の距離は、アンテナ素子１１５．１と１２０．
１との間の距離のｒ倍である。
【００４１】サブアレー１２５は、アンテナ素子１１
５．１、１１５．２、１２０．１および１２０．２を含
む。この図に示すように、二つの間隔を置いた部分を持
つサブアレー１３０は、素子１１５．２、１１５．３、
１２０．２および１２０．３を含む。
【００４２】サブアレー１３０の幾何学的形状は、サブ
アレー１２５の幾何学的形状に似ていて、サブアレー１
２５に対しては係数ｒが掛けられる。例えば、サブアレ
ー１３０の内部の二つの素子１１５．２および１２０．
２の間の間隔は、ｒ（ｄ1＋ｄ2）である。この場合、サ
ブアレー１２５の対応する素子１１５．１および１２
０．１の間の間隔は、（ｄ1＋ｄ2）である。両方のサブ
アレーに共通な素子は、素子１１５．２および１２０．
２である。
【００４３】係数ｒによりスケーリングする規則により
決まる間隔を置いて、各端部に一つずつ素子の組を追加
するにより、図５のアレーは簡単に延長することができ
る。
【００４４】図６は、図５のアレーを二次元に一般化し
たものである。この図の実施形態は、その形態が係数ｒ
および原点１４０の周囲の最初の素子１３５．１、１３
５．２および１３５．３の配置により決まるＹ形アレー
である。
【００４５】最初の素子は、原点から、それぞれ 距離
ｄ1、ｄ2、ｄ3のところに位置する。原点とともに、最
初の各素子の位置により、各軸１４５．１、１４５．
２、１４５．３が決まる。素子１５０．１、１５０．
２、１５０．３からなる次の層は、その各軸１４５．１
−１４５．３上に、それぞれ、原点から距離ｒｄ1、ｒ
ｄ2およびｒｄ3だけ離れたところに位置する。同様に、
次の層の素子１５５．１、１５５．２、１５５．３は、
距離ｒ2ｄ1、ｒ2ｄ2、ｒ2ｄ3のところに位置する。
【００４６】この図の境界１６５で囲まれたサブアレー
１６０は、素子１３５．１−１３５．３および１５０．
１−１５０．３を含む。この図の境界１７５と１８０と
の間に位置するサブアレー１７０は、素子１５０．１−
１５０．３および１５５．１−１５５．３を含む。両方
のサブアレーに共通の素子は、素子１５０．１−１５
０．３である。
【００４７】図６のアレーに対する基本的離間規則は、
所与の軸に沿った新しい各素子が、原点からのその前の
距離のｒ倍だけ、原点から離れるように、最初に、原点
の周囲に最初の素子を任意に配置して、原点および最初
の素子により決まる各軸に沿って、素子の次の各層を追
加してゆくという規則である。この規則は、一次元、二
次元または三次元の任意の最初の配置に適用することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ある実施形態の、本発明のリニア・アンテナ・
アレーの略図である。
【図２】他の実施形態の、本発明の例示としての二次元
アンテナ・アレーの略図である。
【図３】他の実施形態の、本発明の例示としての三次元
アンテナ・アレーの略図である。
【図４】ある実施形態の、本発明のリニア・アンテナ・
アレーを含むセルラー基地局のような、例示としての中
央局の簡単な略図である。
【図５】素子間の距離の増大が、上記アレーの対向端部
に対して反対になっている、本発明の他のリニア・アレ
ーの略図である。
【図６】アンテナ素子が、共通の原点から出ている三本
のスポーク上に配置されている、本発明の別の二次元ア
レーの略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トーマス ルイス マーゼッタ アメリカ合衆国 07901 ニュージャーシ ィ，サミット，オークレイ アヴェニュー 21

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも一つのダウンリンク波長によ
    り、無線通信信号を送信し、少なくとも一つのアップリ
    ンク波長により、無線通信信号を受信するためのシステ
    ムであって、比率ｒが前記波長の中の短い方の波長で、
    長い方の波長を割った数値に等しい場合に、 前記アップリンク波長を持つキャリヤ上の信号を受信す
    るために動作する受信機と、 ダウンリンク波長を持つキャリヤにより信号を送信する
    ために動作する送信機と、 独立のアンテナ素子のアレーを備え、その場合、 前記アレーが、第一のサブアレーと第二のサブアレーを
    備え、 送信信号を放射することができるように、一つのサブア
    レーが前記送信機に電気的に接続していて、 受信対象の信号をそこから取り出することができるよう
    に、他のサブアレーが前記受信機に電気的に接続してい
    て、 前記サブアレーが、ｒに等しい距離係数だけ対応する素
    子間距離が異なるように、前記サブアレーの幾何学的形
    状が相互に類似していて、 前記サブアレーが、少なくとも一つの共通アンテナ素子
    を持つシステム。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のシステムにおいて、 前記アレーが、一次元、二次元または三次元に配置され
    たアンテナ素子を備え、前記アレーが、それぞれ、一
    つ、二つまたは三つの格子方向を持ち、 少なくとも三つの素子が、各格子方向に、最初の素子か
    ら最後の素子として配置され、 最大数Ｍの素子が、各格子方向に沿って配置されてい
    て、Ｍは各格子方向にそれぞれの値をもち、 各格子方向に沿って、連続している間隔の間の比率が一
    定の状態で前記素子が配置されていて、前記比率がｒに
    等しく、 各格子方向に沿って、最初のＭ−１素子が第一のサブア
    レーに属し、最後のＭ−１素子が第二のサブアレーに属
    し、Ｍがその格子方向に対して各数値を持つ少なくとも
    一つの行が存在しているシステム。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載のシステムにおいて、前
    記アレーがリニア・アレーであるシステム。
  4. 【請求項４】 請求項２に記載のシステムにおいて、前
    記アレーが二次元アレーであるシステム。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載のシステムにおいて、前
    記アレーが、前記第一および第二のサブアレーに共通
    な、中央の方形のアレーとして構成され、さらに、最初
    の行および最初の列が前記第一のサブアレーだけに属
    し、最後の行および最後の列が第二のサブアレーだけに
    属し、前記最初のおよび最後の行および列が、少なくと
    も一つのアンテナ素子を含むシステム。
  6. 【請求項６】 請求項２に記載のシステムにおいて、前
    記アレーが三次元アレーであるシステム。
  7. 【請求項７】 請求項６に記載のシステムにおいて、前
    記アレーが一組の交差する長方形の平行六面体の形をし
    ているシステム。
  8. 【請求項８】 アンテナ素子のアレーを使用する無線通
    信方法であって、前記アンテナ素子の中のすべてではな
    く少なくとも一つの素子が、受信および送信の両方に使
    用されるように、アンテナ素子のアップリンク・サブセ
    ットから、アップリンク波長により信号を受信するステ
    ップと、前記アンテナ素子のダウンリンク・サブセット
    から、ダウンリンク波長により、信号を送信するステッ
    プとを含み、 比率ｒが、前記アップリンク波長および前記ダウンリン
    ク波長の中の長い方の波長を短い方の波長で割った数値
    に等しく、 前記アップリンク・サブセットおよび前記ダウンリンク
    ・サブセットが、ｒに等しい距離係数だけ、対応する素
    子間の距離が異なるように、両方のサブセットが、相互
    に幾何学的形状が類似している各サブアレーを形成する
    方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003060538A (ja) * 2001-08-09 2003-02-28 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 適応アンテナ送信装置及びその制御方法

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001102970A (ja) * 1999-09-29 2001-04-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 通信端末装置及び無線通信方法
SG96568A1 (en) * 2000-09-21 2003-06-16 Univ Singapore Beam synthesis method for downlink beamforming in fdd wireless communication system.
US6785520B2 (en) * 2002-03-01 2004-08-31 Cognio, Inc. System and method for antenna diversity using equal power joint maximal ratio combining
US6873651B2 (en) * 2002-03-01 2005-03-29 Cognio, Inc. System and method for joint maximal ratio combining using time-domain signal processing
US6687492B1 (en) * 2002-03-01 2004-02-03 Cognio, Inc. System and method for antenna diversity using joint maximal ratio combining
TWI226765B (en) * 2002-03-01 2005-01-11 Cognio Inc System and method for joint maximal ratio combining using time-domain signal processing
US6862456B2 (en) * 2002-03-01 2005-03-01 Cognio, Inc. Systems and methods for improving range for multicast wireless communication
US6871049B2 (en) * 2002-03-21 2005-03-22 Cognio, Inc. Improving the efficiency of power amplifiers in devices using transmit beamforming
CN102655430A (zh) * 2002-07-30 2012-09-05 美商智慧财产权授权股份有限公司 通过信道传送信号的方法和无线电通信装置
US6907272B2 (en) * 2002-07-30 2005-06-14 UNIVERSITé LAVAL Array receiver with subarray selection
US7099678B2 (en) * 2003-04-10 2006-08-29 Ipr Licensing, Inc. System and method for transmit weight computation for vector beamforming radio communication
US7079870B2 (en) * 2003-06-09 2006-07-18 Ipr Licensing, Inc. Compensation techniques for group delay effects in transmit beamforming radio communication
FR2864710B1 (fr) * 2003-12-24 2006-03-24 Thales Sa Procede d'optimisation de la definition d'une structure d' antenne ffc multifaisceaux a sous-reseaux imbriques
DE102007055534B4 (de) 2007-11-21 2018-08-09 Imst Gmbh Kompakte Richtantennenanordnung mit Mehrfachnutzung von Strahlerelementen
US8547157B1 (en) 2012-04-25 2013-10-01 Triquint Semiconductor, Inc. Radio frequency switching device with fast transient response time
CN103516406A (zh) * 2012-06-20 2014-01-15 中兴通讯股份有限公司 信号收发方法及装置
JP6964833B2 (ja) * 2019-08-23 2021-11-10 三菱電機株式会社 適応制御装置、適応信号処理装置及びアダプティブアレイアンテナシステム

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4071848A (en) * 1976-11-26 1978-01-31 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Thinned aperiodic antenna arrays with improved peak sidelobe level control
US5093670A (en) * 1990-07-17 1992-03-03 Novatel Communications, Ltd. Logarithmic periodic antenna
US5162809A (en) * 1990-10-23 1992-11-10 Hughes Aircraft Company Polarization independent frequency selective surface for diplexing two closely spaced frequency bands
WO1992019021A1 (en) * 1991-04-22 1992-10-29 The Commonwealth Of Australia Implementation of multiple apertures through antenna interleaving and splitting
JP2578711B2 (ja) * 1992-08-11 1997-02-05 宇宙開発事業団 低サイドローブアンテナ装置
US5497169A (en) * 1993-07-15 1996-03-05 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Wide angle, single screen, gridded square-loop frequency selective surface for diplexing two closely separated frequency bands
FR2712121B1 (fr) * 1993-11-02 1995-12-15 Thomson Csf Antenne à réseau d'éléments rayonnants.
GB9514659D0 (en) * 1995-07-18 1995-09-13 Northern Telecom Ltd An antenna downlink beamsteering arrangement
JPH09326630A (ja) * 1996-06-05 1997-12-16 N T T Ido Tsushinmo Kk アダプティブアレイアンテナ装置
JPH1093322A (ja) * 1996-09-18 1998-04-10 Honda Motor Co Ltd アンテナ装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003060538A (ja) * 2001-08-09 2003-02-28 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 適応アンテナ送信装置及びその制御方法

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