JP2001237636A - アンテナ装置及び基地局アンテナ装置 - Google Patents
アンテナ装置及び基地局アンテナ装置Info
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- JP2001237636A JP2001237636A JP2000049318A JP2000049318A JP2001237636A JP 2001237636 A JP2001237636 A JP 2001237636A JP 2000049318 A JP2000049318 A JP 2000049318A JP 2000049318 A JP2000049318 A JP 2000049318A JP 2001237636 A JP2001237636 A JP 2001237636A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】風圧荷重を小さくし、かつセクタゾーンを構成
するアンテナ装置を提供する。 【解決手段】互いに平行に設置された２つのダイポール
アンテナ１１Ａ、１１Ｂと、球面の一部の形状をした反
射板１２と、これらを覆う球状の誘電体カバー（レドー
ム）１７とを備える。
するアンテナ装置を提供する。 【解決手段】互いに平行に設置された２つのダイポール
アンテナ１１Ａ、１１Ｂと、球面の一部の形状をした反
射板１２と、これらを覆う球状の誘電体カバー（レドー
ム）１７とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は移動通信における
アンテナ装置及び基地局アンテナ装置に関し、特にセク
ターゾーンを構成する基地局アンテナ装置に関するもの
である。
アンテナ装置及び基地局アンテナ装置に関し、特にセク
ターゾーンを構成する基地局アンテナ装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来のセクターゾーン構成をとる移動通
信用基地局アンテナは、例えば総合電子出版社１９９６
年１０月１０日発行、藤本京平監修「図解移動通信用ア
ンテナシステム」８４〜８８頁に示すように反射板、放
射器、給電回路を一体化し、一つの円筒状レドームで覆
い、必要数だけ基地局に設置されていた。この給電回路
を含む円筒状レドームがこれと平行した鉄柱のような支
持柱に取付けられていた。
信用基地局アンテナは、例えば総合電子出版社１９９６
年１０月１０日発行、藤本京平監修「図解移動通信用ア
ンテナシステム」８４〜８８頁に示すように反射板、放
射器、給電回路を一体化し、一つの円筒状レドームで覆
い、必要数だけ基地局に設置されていた。この給電回路
を含む円筒状レドームがこれと平行した鉄柱のような支
持柱に取付けられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】基地局アンテナは鉄塔
またはビルの屋上等に設置されるが、円筒状の縦に長い
レドームは受風面積が大きいため風圧荷重が大きく、そ
れだけ全体として機械的強度を大きくする必要があり、
大形になり、重量が大となっていた。また、給電回路が
レドーム内に設けられていたため、一部の箇所が故障し
たときは放射器、反射板、給電回路、レドームを含むア
ンテナ装置すべてを取外す必要があった。
またはビルの屋上等に設置されるが、円筒状の縦に長い
レドームは受風面積が大きいため風圧荷重が大きく、そ
れだけ全体として機械的強度を大きくする必要があり、
大形になり、重量が大となっていた。また、給電回路が
レドーム内に設けられていたため、一部の箇所が故障し
たときは放射器、反射板、給電回路、レドームを含むア
ンテナ装置すべてを取外す必要があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段としては、すでに本発明者により提案されてい
る（特願平１１−２２０６６０号）。ただし、ダイポー
ルアンテナが１個の場合であった。これに対しこの発明
はダイポールアンテナが２個の場合であり、以下説明す
る。すなわち、互いに平行に設置された２つのダイポー
ルアンテナと、この前面の真球面または楕円球面などの
球面の一部の形をした反射板とが、真球状または楕円球
状などのレドームで覆われてアンテナ装置とされ、この
アンテナ装置は支柱に取付けられ、給電回路ならびに照
明等の配線はその支柱内に収納され、アンテナ装置と給
電回路等は取り外し可能とされる。
めの手段としては、すでに本発明者により提案されてい
る（特願平１１−２２０６６０号）。ただし、ダイポー
ルアンテナが１個の場合であった。これに対しこの発明
はダイポールアンテナが２個の場合であり、以下説明す
る。すなわち、互いに平行に設置された２つのダイポー
ルアンテナと、この前面の真球面または楕円球面などの
球面の一部の形をした反射板とが、真球状または楕円球
状などのレドームで覆われてアンテナ装置とされ、この
アンテナ装置は支柱に取付けられ、給電回路ならびに照
明等の配線はその支柱内に収納され、アンテナ装置と給
電回路等は取り外し可能とされる。
【０００５】また、アンテナ装置を上下に複数個配列
（アレー化）することによりアンテナ利得を高くする。
ビーム幅を自在に決定でき、選択したゾーンセクタ構成
に応じて１基地局に必要な数だけ設置し、また１つの支
柱に複数組のアレー化されたアンテナ装置を設置するこ
とも可能とする。
（アレー化）することによりアンテナ利得を高くする。
ビーム幅を自在に決定でき、選択したゾーンセクタ構成
に応じて１基地局に必要な数だけ設置し、また１つの支
柱に複数組のアレー化されたアンテナ装置を設置するこ
とも可能とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１にこの発明の実施例を示す。
この発明を適用したアンテナ装置１を３次元直交座標Ｘ
ＹＺと、座標原点Ｏを共有する３次元極座標系で示して
いる。すなわち、図１ＡはＸＺ断面図、図１ＢはＹＺ断
面図、図１ＣはＸＹ断面図であり、その立体座標と極座
標系との関係を図１Ｄに示す。２つの半波長ダイポール
アンテナ１１Ａ、１１Ｂは図１Ａに示されているように
ＸＺ平面内で、かつ、座標原点Ｏに対し点対称になるよ
うに設置されており、２つの半波長ダイポールアンテナ
長はそれぞれＬ、ダイポールアンテナ間の距離はＳであ
る。また、２つの半波長ダイポールアンテナは座標原点
Ｏを含むＸＺ面から距離ｄの個所へ設置されている。
この発明を適用したアンテナ装置１を３次元直交座標Ｘ
ＹＺと、座標原点Ｏを共有する３次元極座標系で示して
いる。すなわち、図１ＡはＸＺ断面図、図１ＢはＹＺ断
面図、図１ＣはＸＹ断面図であり、その立体座標と極座
標系との関係を図１Ｄに示す。２つの半波長ダイポール
アンテナ１１Ａ、１１Ｂは図１Ａに示されているように
ＸＺ平面内で、かつ、座標原点Ｏに対し点対称になるよ
うに設置されており、２つの半波長ダイポールアンテナ
長はそれぞれＬ、ダイポールアンテナ間の距離はＳであ
る。また、２つの半波長ダイポールアンテナは座標原点
Ｏを含むＸＺ面から距離ｄの個所へ設置されている。
【０００７】ダイポールアンテナ１１Ａ、１１Ｂを含む
面と対向して、図１ＢのＹＺ平面図、或いは図１ＣのＸ
Ｙ平面図で示されているように、球面もしくは楕円球面
などの球面の一部形状をした反射板１２が設けられる。
反射板１２は、この例では座標原点Ｏを中心とした真球
面の一部であって、上下方向（ＹＺ面）において、ダイ
ポールアンテナ１１Ａ、１１Ｂより、上側、下側とも通
常、わずかに突出しており、水平面（ＸＹ面）内におい
て、座標原点Ｏを中心とした扇状をしている。
面と対向して、図１ＢのＹＺ平面図、或いは図１ＣのＸ
Ｙ平面図で示されているように、球面もしくは楕円球面
などの球面の一部形状をした反射板１２が設けられる。
反射板１２は、この例では座標原点Ｏを中心とした真球
面の一部であって、上下方向（ＹＺ面）において、ダイ
ポールアンテナ１１Ａ、１１Ｂより、上側、下側とも通
常、わずかに突出しており、水平面（ＸＹ面）内におい
て、座標原点Ｏを中心とした扇状をしている。
【０００８】さらに、アンテナの指向性を所望の値に近
づけるため、場合によって図１Ａ〜図１Ｃに示すように
無給電素子１５を上記２つのダイポールアンテナ間の距
離Ｓの中央に書かれる中心線を含み、かつ２つのダイポ
ールアンテナを含む平面と直交する平面上に上記２つの
ダイポールアンテナと平行して設置される。この場合の
無給電素子１５の位置は図１Ａに示されるように座標原
点Ｏから距離ｆ離れた所で、その長さはＫである。
づけるため、場合によって図１Ａ〜図１Ｃに示すように
無給電素子１５を上記２つのダイポールアンテナ間の距
離Ｓの中央に書かれる中心線を含み、かつ２つのダイポ
ールアンテナを含む平面と直交する平面上に上記２つの
ダイポールアンテナと平行して設置される。この場合の
無給電素子１５の位置は図１Ａに示されるように座標原
点Ｏから距離ｆ離れた所で、その長さはＫである。
【０００９】以下、図１Ａ、Ｂ、及びＣに示すアンテナ
の有する特性として所望の結果を得る方法を説明する。
アンテナ装置の水平面内指向性（主ビーム）を６０°、
いわゆる６０°ビームアンテナとするためには、２つの
１２０°ビーム幅を有するダイポールアンテナ１１Ａ、
１１Ｂの放射を同位相・同振幅で合成することにより得
られることは周知の事項である。
の有する特性として所望の結果を得る方法を説明する。
アンテナ装置の水平面内指向性（主ビーム）を６０°、
いわゆる６０°ビームアンテナとするためには、２つの
１２０°ビーム幅を有するダイポールアンテナ１１Ａ、
１１Ｂの放射を同位相・同振幅で合成することにより得
られることは周知の事項である。
【００１０】図２に示すハイブリッド回路Ｈ１９を上記
のアンテナへの入力回路に適用した例を示す。この場
合、ハイブリッド回路Ｈに入力端子ａ、ｂから入力信号
が入力されると、入力端子ａからの信号はハイブリッド
回路Ｈの出力端子Ａ、Ｂでの位相関係は０°、−９０
°、入力端子ｂからの信号はハイブリッド回路Ｈの出力
端子Ａ、Ｂでの位相関係は−９０°、０°となる。入力
端子ａから電力を供給するとダイポールアンテナ１１Ａ
の励振位相が９０°遅れるためビームＡが右側３０°に
偏移し、同様に入力端子ｂから電力を供給すると左側３
０°に偏移したビームＢが形成され２つのビームを得る
ことができる。
のアンテナへの入力回路に適用した例を示す。この場
合、ハイブリッド回路Ｈに入力端子ａ、ｂから入力信号
が入力されると、入力端子ａからの信号はハイブリッド
回路Ｈの出力端子Ａ、Ｂでの位相関係は０°、−９０
°、入力端子ｂからの信号はハイブリッド回路Ｈの出力
端子Ａ、Ｂでの位相関係は−９０°、０°となる。入力
端子ａから電力を供給するとダイポールアンテナ１１Ａ
の励振位相が９０°遅れるためビームＡが右側３０°に
偏移し、同様に入力端子ｂから電力を供給すると左側３
０°に偏移したビームＢが形成され２つのビームを得る
ことができる。
【００１１】ついで、反射板１の諸元（球の半径ｒ、反
射板の球面縁がＺ軸となす角度θ1、θ2、反射板の球面
がＸＹ平面で切断される円弧のＸ軸となす角度φ1、φ
2、中心角φ＝φ2−φ1）、２つの半波長ダイポールア
ンテナの長さＬ、間隔Ｓ、原点Ｏを含むＸＺ面と半波長
ダイポールアンテナとの距離ｄ等は、モーメント法によ
る計算値を用いて所望の水平面内ビーム幅を有するよう
に決定することができる。
射板の球面縁がＺ軸となす角度θ1、θ2、反射板の球面
がＸＹ平面で切断される円弧のＸ軸となす角度φ1、φ
2、中心角φ＝φ2−φ1）、２つの半波長ダイポールア
ンテナの長さＬ、間隔Ｓ、原点Ｏを含むＸＺ面と半波長
ダイポールアンテナとの距離ｄ等は、モーメント法によ
る計算値を用いて所望の水平面内ビーム幅を有するよう
に決定することができる。
【００１２】モーメント法とは、アンテナを微少区間に
分割し、その微少区間に流れる電流を境界条件から求
め、アンテナの電流分布を知ることにより、アンテナの
作る電磁界、アンテナの入出力インピーダンスなどを導
く方法である。以下、モーメント法を適用して３種類の
アンテナの特性を求める。まず、図１Ａに示すアンテナ
装置において、無給電素子１５が存在しない場合の特性
を求める。周波数を２ＧＨｚ帯にとり、この帯域で水平
面（ＸＹ面）内半値幅（ビーム幅）を６０°とするアン
テナ装置を作るには、ダイポールアンテナ１１Ａ、１１
Ｂを図１Ａに示す場所に設置すると仮定すると、各諸元
を以下のようにとることで実現できる。 半径：ｒ＝６０ｍｍ 反射板の球面縁がＺ軸となす角度：θ1＝０°、θ2＝１８０° 反射板と原点Ｏを含むＸＹ平面の中心角度：φ＝１８０°（φ2＝２７０°、φ1 ＝９０°）、 半波長ダイポールアンテナ１１Ａ、１１Ｂの長さ：Ｌ＝７５ｍｍ、 半波長ダイポールアンテナ１１Ａ、１１Ｂの間隔：Ｓ＝７５ｍｍ、 原点Ｏを含むＸＺ面と半波長ダイポールアンテナ１１Ａ、１１Ｂとの距離： ｄ＝２０ｍｍ、 従って、反射板１２は極座標の原点Ｏを中心として半径
６０ｍｍの半真球面となる。
分割し、その微少区間に流れる電流を境界条件から求
め、アンテナの電流分布を知ることにより、アンテナの
作る電磁界、アンテナの入出力インピーダンスなどを導
く方法である。以下、モーメント法を適用して３種類の
アンテナの特性を求める。まず、図１Ａに示すアンテナ
装置において、無給電素子１５が存在しない場合の特性
を求める。周波数を２ＧＨｚ帯にとり、この帯域で水平
面（ＸＹ面）内半値幅（ビーム幅）を６０°とするアン
テナ装置を作るには、ダイポールアンテナ１１Ａ、１１
Ｂを図１Ａに示す場所に設置すると仮定すると、各諸元
を以下のようにとることで実現できる。 半径：ｒ＝６０ｍｍ 反射板の球面縁がＺ軸となす角度：θ1＝０°、θ2＝１８０° 反射板と原点Ｏを含むＸＹ平面の中心角度：φ＝１８０°（φ2＝２７０°、φ1 ＝９０°）、 半波長ダイポールアンテナ１１Ａ、１１Ｂの長さ：Ｌ＝７５ｍｍ、 半波長ダイポールアンテナ１１Ａ、１１Ｂの間隔：Ｓ＝７５ｍｍ、 原点Ｏを含むＸＺ面と半波長ダイポールアンテナ１１Ａ、１１Ｂとの距離： ｄ＝２０ｍｍ、 従って、反射板１２は極座標の原点Ｏを中心として半径
６０ｍｍの半真球面となる。
【００１３】図３は図１の具体的な実施例のアンテナ形
状を示す斜視図である。この場合の水平面内の指向性パ
ターンを図４に示す。ビーム幅が約６０°であることが
わかる。図５は図１の他の具体的な実施例のアンテナ形
状を示す斜視図である。この場合は図１Ａ〜図１Ｃに示
す個所に無給電素子１５を設置する。上記のアンテナ装
置において、２つのダイポールアンテナを含む面と、こ
れと垂直し上記２つのダイポールアンテナの線対称軸を
含む面上で、かつ、上記反射板１２の前面（図１Ｂは無
給電素子の座標原点Ｏからの距離ｆにあるとする）に無
給電素子を設置させた場合のアンテナ特性に対し、モー
メント法を適用して求める。
状を示す斜視図である。この場合の水平面内の指向性パ
ターンを図４に示す。ビーム幅が約６０°であることが
わかる。図５は図１の他の具体的な実施例のアンテナ形
状を示す斜視図である。この場合は図１Ａ〜図１Ｃに示
す個所に無給電素子１５を設置する。上記のアンテナ装
置において、２つのダイポールアンテナを含む面と、こ
れと垂直し上記２つのダイポールアンテナの線対称軸を
含む面上で、かつ、上記反射板１２の前面（図１Ｂは無
給電素子の座標原点Ｏからの距離ｆにあるとする）に無
給電素子を設置させた場合のアンテナ特性に対し、モー
メント法を適用して求める。
【００１４】無給電素子１５を設置する目的は図４に示
す水平面内の指向性パターンのサイドローブを抑圧させ
たいためであり、距離ｆを０から反射板へ３５ｍｍまで
近付けた場合のサイドローブ抑圧値は図６に示す様に変
化する。図６で横軸は距離ｆ（ｍｍ）の値を示してお
り、マイナス符号は座標原点ＯよりＹ軸の負の方向へ、
すなわち、反射板の方へ近付いていることを示してい
る。また、図６で縦軸は主ビームとサイドローブの相対
値を示しており、大きな値ほど抑圧が大きいことを示し
ている。
す水平面内の指向性パターンのサイドローブを抑圧させ
たいためであり、距離ｆを０から反射板へ３５ｍｍまで
近付けた場合のサイドローブ抑圧値は図６に示す様に変
化する。図６で横軸は距離ｆ（ｍｍ）の値を示してお
り、マイナス符号は座標原点ＯよりＹ軸の負の方向へ、
すなわち、反射板の方へ近付いていることを示してい
る。また、図６で縦軸は主ビームとサイドローブの相対
値を示しており、大きな値ほど抑圧が大きいことを示し
ている。
【００１５】図７はｄ＝０、ｆ＝−２０ｍｍの場合につ
いて、アンテナ装置の水平面内指向性パターンを示す。
この場合の他の諸元は以下の通りであった。 半径：ｒ＝７０ｍｍ 反射板の球面縁がＺ軸となす角度：θ1＝０°、θ2＝１８０° 反射板と原点Ｏを含むＸＹ面の中心角度：φ＝２００°（φ2＝３７０°、φ1＝ １７０°）、 半波長ダイポールアンテナ１１Ａ、１１Ｂの長さ：Ｌ＝７５ｍｍ、 半波長ダイポールアンテナ１１Ａ、１１Ｂの間隔：Ｓ＝７５ｍｍ、 原点Ｏを含むＸＺ面と半波長ダイポールアンテナ１１Ａ、１１Ｂとの距離 ：ｄ＝０ｍｍ、 無給電素子１５の長さ：Ｋ＝９０ｍｍ 図４と図７とを比較すれば明らかなように、サイドロー
ブが縮小しており、特性が改善されていることがわか
る。
いて、アンテナ装置の水平面内指向性パターンを示す。
この場合の他の諸元は以下の通りであった。 半径：ｒ＝７０ｍｍ 反射板の球面縁がＺ軸となす角度：θ1＝０°、θ2＝１８０° 反射板と原点Ｏを含むＸＹ面の中心角度：φ＝２００°（φ2＝３７０°、φ1＝ １７０°）、 半波長ダイポールアンテナ１１Ａ、１１Ｂの長さ：Ｌ＝７５ｍｍ、 半波長ダイポールアンテナ１１Ａ、１１Ｂの間隔：Ｓ＝７５ｍｍ、 原点Ｏを含むＸＺ面と半波長ダイポールアンテナ１１Ａ、１１Ｂとの距離 ：ｄ＝０ｍｍ、 無給電素子１５の長さ：Ｋ＝９０ｍｍ 図４と図７とを比較すれば明らかなように、サイドロー
ブが縮小しており、特性が改善されていることがわか
る。
【００１６】図８は反射板を２重構造としたアンテナ形
状を示す斜視図である。上記のアンテナ装置の球面形状
をした反射板の外部に、さらに上記球面形状と同心球の
形状を有する反射板を設置した場合、すなわち、反射板
を２重に設置した場合のアンテナ特性を以下説明する。
この場合のアンテナ装置の諸元は以下の通りである。 内反射板：ｒ＝６０ｍｍ、φ1＝９０°、φ2＝２７０°、φ＝１８０° θ1＝０°、θ2＝１８０° 外反射板：ｒ＝７０ｍｍ、φ1＝９０°、φ2＝２７０°、φ＝１８０° θ1＝３０°、θ2＝１５０° 内側の球面形の反射板と外側の球面形の反射板との相対
距離は１０ｍｍ。
状を示す斜視図である。上記のアンテナ装置の球面形状
をした反射板の外部に、さらに上記球面形状と同心球の
形状を有する反射板を設置した場合、すなわち、反射板
を２重に設置した場合のアンテナ特性を以下説明する。
この場合のアンテナ装置の諸元は以下の通りである。 内反射板：ｒ＝６０ｍｍ、φ1＝９０°、φ2＝２７０°、φ＝１８０° θ1＝０°、θ2＝１８０° 外反射板：ｒ＝７０ｍｍ、φ1＝９０°、φ2＝２７０°、φ＝１８０° θ1＝３０°、θ2＝１５０° 内側の球面形の反射板と外側の球面形の反射板との相対
距離は１０ｍｍ。
【００１７】なお、半波長ダイポールアンテナ１１Ａ、
１１Ｂや無給電素子１５の諸元、位置は以下の通りであ
る。 ｄ＝０ｍｍ、 ｆ＝−２０ｍｍ、 Ｋ＝９０ｍｍ 図示のように反射板１２は２重に構成されている。この
場合のアンテナの有する水平面内の指向性パターンを図
９に示す。図４や図７に比較してサイドビーム特性がさ
らに改善されていることがわかる。上記の反射板を２重
構造としたアンテナ装置では製造工程やコストが１重構
造と比較して増加する。この対策として２重構造の反射
板のうち、外部については内部の反射板のように必ずし
も球状に形成する必要はない。
１１Ｂや無給電素子１５の諸元、位置は以下の通りであ
る。 ｄ＝０ｍｍ、 ｆ＝−２０ｍｍ、 Ｋ＝９０ｍｍ 図示のように反射板１２は２重に構成されている。この
場合のアンテナの有する水平面内の指向性パターンを図
９に示す。図４や図７に比較してサイドビーム特性がさ
らに改善されていることがわかる。上記の反射板を２重
構造としたアンテナ装置では製造工程やコストが１重構
造と比較して増加する。この対策として２重構造の反射
板のうち、外部については内部の反射板のように必ずし
も球状に形成する必要はない。
【００１８】図１０〜１５にアンテナ装置１の各パラメ
ータを変化させた時のビーム幅の変化を示す。なお、基
本となるアンテナ装置１の各パラメータはｒ＝０．４
λ、Ｓ＝０．５λ、ｄ＝０．１３３λ、Ｌ＝０．５λ、
φ＝９０°〜２７０°、θ＝０°〜１８０°である。図
１０は半波長ダイポールアンテナ長：Ｌ（λ）を変化さ
せた時のビーム幅(°)の変化を示す図である。
ータを変化させた時のビーム幅の変化を示す。なお、基
本となるアンテナ装置１の各パラメータはｒ＝０．４
λ、Ｓ＝０．５λ、ｄ＝０．１３３λ、Ｌ＝０．５λ、
φ＝９０°〜２７０°、θ＝０°〜１８０°である。図
１０は半波長ダイポールアンテナ長：Ｌ（λ）を変化さ
せた時のビーム幅(°)の変化を示す図である。
【００１９】図１１は 球の半径：ｒ（λ）を変化させ
た時のビーム幅(°)の変化を示す図である。図１２は
２つのダイポールアンテナ間距離：Ｓ（λ）を変化させ
た時のビーム幅(°)の変化を示す図である。図１３は反
射板のＸ軸とのなす角度：φ1、φ2(°)を変化させた時
のビーム幅(°)の変化を示す図である。
た時のビーム幅(°)の変化を示す図である。図１２は
２つのダイポールアンテナ間距離：Ｓ（λ）を変化させ
た時のビーム幅(°)の変化を示す図である。図１３は反
射板のＸ軸とのなす角度：φ1、φ2(°)を変化させた時
のビーム幅(°)の変化を示す図である。
【００２０】図１４は 半波長ダイポールアンテナと座
標原点Ｏを含むＸＺ面との距離：ｄ（λ）を変化させた
時のビーム幅(°)の変化を示す図である。図１５は反射
板のＺ軸とのなす角度：θ1、θ2(°)を変化させた時の
ビーム幅(°)の変化を示す図である。以上アンテナ装置
として３例を示したが、これら３例のダイポールアンテ
ナ１１Ａ、１１Ｂ、無給電素子１５、および反射板１２
等は球状の誘電体カバー（レドーム）１７で覆われ、ダ
イポールアンテナ１１Ａ、１１Ｂの給電線を給電回路２
５に接続することにより給電される。また、このアンテ
ナ装置が支柱２３に取付けられ、その支柱内に上記アン
テナ装置に対する給電回路ならびに照明等の配線が設置
可能とされている。
標原点Ｏを含むＸＺ面との距離：ｄ（λ）を変化させた
時のビーム幅(°)の変化を示す図である。図１５は反射
板のＺ軸とのなす角度：θ1、θ2(°)を変化させた時の
ビーム幅(°)の変化を示す図である。以上アンテナ装置
として３例を示したが、これら３例のダイポールアンテ
ナ１１Ａ、１１Ｂ、無給電素子１５、および反射板１２
等は球状の誘電体カバー（レドーム）１７で覆われ、ダ
イポールアンテナ１１Ａ、１１Ｂの給電線を給電回路２
５に接続することにより給電される。また、このアンテ
ナ装置が支柱２３に取付けられ、その支柱内に上記アン
テナ装置に対する給電回路ならびに照明等の配線が設置
可能とされている。
【００２１】この例ではレドーム１７を真球状とし、そ
の中心を反射板１２の球面の中心と一致させた場合であ
る。レドーム１３は、必要に応じて周囲に調和する着色
をほどこすことが可能である。図１６に図１に示したア
ンテナ装置１を上下に配列したアレー構造と、給電回路
２５の収納状態とを示す。各アンテナ装置１と給電回路
２５はＳ型コネクタ２２で接続されると共に支柱２３に
取付けられる。給電回路２５は支柱２３内に収納され
る。図では給電端子２４からトーナメント法により各ア
ンテナ装置１に給電されている。アンテナ装置１の数、
アレー間隔Ｄは可変である。
の中心を反射板１２の球面の中心と一致させた場合であ
る。レドーム１３は、必要に応じて周囲に調和する着色
をほどこすことが可能である。図１６に図１に示したア
ンテナ装置１を上下に配列したアレー構造と、給電回路
２５の収納状態とを示す。各アンテナ装置１と給電回路
２５はＳ型コネクタ２２で接続されると共に支柱２３に
取付けられる。給電回路２５は支柱２３内に収納され
る。図では給電端子２４からトーナメント法により各ア
ンテナ装置１に給電されている。アンテナ装置１の数、
アレー間隔Ｄは可変である。
【００２２】図１７に１つの支柱２３に対し、図１６に
示したアンテナ装置を取付けた場合の基地局を上から見
た図を示す。図は中心２６に対し等角間隔、かつ等間隔
で６つの支柱２３が設けられ、６セクタ無線ゾーンＡ、
Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、及びＦを構成した場合であり、スペー
スダイバシチを採用すると、送信アレーアンテナ装置と
送受信アレーアンテナ装置を各セクタに１つずつ配置す
ることが可能となる。この場合、矢印方向に６０°ビー
ム幅をもつ電波が放射され、６セクタゾーンで３６０°
カバーできる。
示したアンテナ装置を取付けた場合の基地局を上から見
た図を示す。図は中心２６に対し等角間隔、かつ等間隔
で６つの支柱２３が設けられ、６セクタ無線ゾーンＡ、
Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、及びＦを構成した場合であり、スペー
スダイバシチを採用すると、送信アレーアンテナ装置と
送受信アレーアンテナ装置を各セクタに１つずつ配置す
ることが可能となる。この場合、矢印方向に６０°ビー
ム幅をもつ電波が放射され、６セクタゾーンで３６０°
カバーできる。
【００２３】すなわち、各支柱２３には１組のアレーア
ンテナ装置２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄ、２７Ｅ、
及び２７Ｆが取付けられ、これら各アレーアンテナ装置
２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄ、２７Ｅ、及び２７Ｆ
のアンテナビーム指向方向は支柱２３に対し外側に互い
に６０°離された向きとされる。この結果、例えばアレ
ーアンテナ装置２７Ａに示す２つのビームの内、１つは
アレーアンテナ装置２７Ｂの２つのビームの内の１つと
同一方向となり、他の１つは他のアレーアンテナ装置２
７Ｆの２つのビームの内の１つと同一方向となる結果、
隣接支柱２３の互いに内側のアレーアンテナ装置２７Ａ
と２７Ｂにより同一矢印方向の６０°ビーム幅の電波が
放射されて，無線ゾーンＡをカバーし、アレーアンテナ
装置２７Ａを送信アンテナ装置、アレーアンテナ装置２
７Ｂを送受信アンテナ装置とすることによりスペースダ
イバシチアンテナが構成される。
ンテナ装置２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄ、２７Ｅ、
及び２７Ｆが取付けられ、これら各アレーアンテナ装置
２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄ、２７Ｅ、及び２７Ｆ
のアンテナビーム指向方向は支柱２３に対し外側に互い
に６０°離された向きとされる。この結果、例えばアレ
ーアンテナ装置２７Ａに示す２つのビームの内、１つは
アレーアンテナ装置２７Ｂの２つのビームの内の１つと
同一方向となり、他の１つは他のアレーアンテナ装置２
７Ｆの２つのビームの内の１つと同一方向となる結果、
隣接支柱２３の互いに内側のアレーアンテナ装置２７Ａ
と２７Ｂにより同一矢印方向の６０°ビーム幅の電波が
放射されて，無線ゾーンＡをカバーし、アレーアンテナ
装置２７Ａを送信アンテナ装置、アレーアンテナ装置２
７Ｂを送受信アンテナ装置とすることによりスペースダ
イバシチアンテナが構成される。
【００２４】同様にアレーアンテナ装置２７Ａに示す２
つのビームの内、他の１つは他のアレーアンテナ装置２
７Ｆに示す２つのビームの内の１つと同一方向となる結
果、隣接支柱２３の互いに内側のアレーアンテナ装置２
７Ａと２７Ｆにより同一矢印方向の６０°ビーム幅の電
波が放射されて、無線ゾーンＦをカバーし、アレーアン
テナ装置２７Ｆを送信アンテナ装置、アレーアンテナ装
置２７Ａを送受信アンテナ装置とすることによりスペー
スダイバシチアンテナが構成される。
つのビームの内、他の１つは他のアレーアンテナ装置２
７Ｆに示す２つのビームの内の１つと同一方向となる結
果、隣接支柱２３の互いに内側のアレーアンテナ装置２
７Ａと２７Ｆにより同一矢印方向の６０°ビーム幅の電
波が放射されて、無線ゾーンＦをカバーし、アレーアン
テナ装置２７Ｆを送信アンテナ装置、アレーアンテナ装
置２７Ａを送受信アンテナ装置とすることによりスペー
スダイバシチアンテナが構成される。
【００２５】以下、６セクタゾーンすべてのセクタゾー
ンで上記と同様な説明ができ、各セクタゾーンともスペ
ースダイバシチアンテナが構成される。上記実施例では
ビーム幅を６０°とするためのパラメータを明記した
が、半径ｒ、反射板とＺ軸となす角度θおよびＸ軸とな
す角度φ、原点Ｏを含むＸＺ面とダイポールアンテナ１
１Ａ、１１Ｂとの距離ｄ、２つのダイポールアンテナ間
隔Ｓ等を変更することによってビーム幅を変えることが
できる。ビーム幅が決まれば、１基地局に必要なアンテ
ナ装置の数が決定する。また反射板１２としては真球面
の一部のみならず、楕円球面の一部など球面状の一部と
してもよく、これに応じてレドーム１７も楕円球状とし
てもよく、また反射板１２を真球面の一部とする場合、
レドーム１７を真球体の上下の一部を水平に除去したも
のでもよい。
ンで上記と同様な説明ができ、各セクタゾーンともスペ
ースダイバシチアンテナが構成される。上記実施例では
ビーム幅を６０°とするためのパラメータを明記した
が、半径ｒ、反射板とＺ軸となす角度θおよびＸ軸とな
す角度φ、原点Ｏを含むＸＺ面とダイポールアンテナ１
１Ａ、１１Ｂとの距離ｄ、２つのダイポールアンテナ間
隔Ｓ等を変更することによってビーム幅を変えることが
できる。ビーム幅が決まれば、１基地局に必要なアンテ
ナ装置の数が決定する。また反射板１２としては真球面
の一部のみならず、楕円球面の一部など球面状の一部と
してもよく、これに応じてレドーム１７も楕円球状とし
てもよく、また反射板１２を真球面の一部とする場合、
レドーム１７を真球体の上下の一部を水平に除去したも
のでもよい。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のアンテ
ナ装置によれば、セクタゾーン構成をすることができ、
しかも、レドームが球状体とされていることから、風圧
荷重が従来の円筒レドームより小さくすることができ
る。風圧荷重Ｐは、受風面積をＡ、速度圧をＱ、風力係
数をＣとすると、Ｐ＝Ｑ・Ｃ・Ａで表わせ、この発明に
よるアンテナ装置は従来のものより受風面積が小さく、
特にこの発明のアレーアンテナにおいては１個のアンテ
ナ装置１が球状となるの対し、従来ではアレーアンテナ
の全体が長い円筒状になる。このためこの発明のものは
風圧荷重が小さなものとなることは容易に理解できよ
う。風圧荷重が小さくなればそれだけ軽量にすることで
き、かつ、アンテナ装置１の支柱２３への取付け強度も
小さくでき、例えば実施例に示したように、アンテナ装
置１をＳ型コネクタ２２で給電回路との接続と同時に、
支柱２３への保持をすることもできる。
ナ装置によれば、セクタゾーン構成をすることができ、
しかも、レドームが球状体とされていることから、風圧
荷重が従来の円筒レドームより小さくすることができ
る。風圧荷重Ｐは、受風面積をＡ、速度圧をＱ、風力係
数をＣとすると、Ｐ＝Ｑ・Ｃ・Ａで表わせ、この発明に
よるアンテナ装置は従来のものより受風面積が小さく、
特にこの発明のアレーアンテナにおいては１個のアンテ
ナ装置１が球状となるの対し、従来ではアレーアンテナ
の全体が長い円筒状になる。このためこの発明のものは
風圧荷重が小さなものとなることは容易に理解できよ
う。風圧荷重が小さくなればそれだけ軽量にすることで
き、かつ、アンテナ装置１の支柱２３への取付け強度も
小さくでき、例えば実施例に示したように、アンテナ装
置１をＳ型コネクタ２２で給電回路との接続と同時に、
支柱２３への保持をすることもできる。
【００２７】またこの発明では給電回路２５が支柱２３
の内部に収納され、アンテナ装置１は支柱２３に対し取
外し自在とされているため、故障が生じた場合に、全体
のアンテナ装置を取外すことなく、必要数のアンテナ装
置１だけ取外せばよく、より修理を簡単に行なうことが
できる。さらに支柱２３内に上記アンテナ装置に対する
給電回路の外、照明等の配線が設置可能とされているこ
とから、都市の美観上からも問題の少ないアンテナを構
築することが可能となる。従って本発明の効果は多大で
ある。
の内部に収納され、アンテナ装置１は支柱２３に対し取
外し自在とされているため、故障が生じた場合に、全体
のアンテナ装置を取外すことなく、必要数のアンテナ装
置１だけ取外せばよく、より修理を簡単に行なうことが
できる。さらに支柱２３内に上記アンテナ装置に対する
給電回路の外、照明等の配線が設置可能とされているこ
とから、都市の美観上からも問題の少ないアンテナを構
築することが可能となる。従って本発明の効果は多大で
ある。
【図１】Ａはこの発明のアンテナ装置の正面図、Ｂはそ
の側面図、Ｃはその平面図、Ｄは図Ａ、Ｂ、Ｃの座標軸
を示す図。
の側面図、Ｃはその平面図、Ｄは図Ａ、Ｂ、Ｃの座標軸
を示す図。
【図２】ハイブリッド回路を用いるアンテナ装置給電法
を説明する図。
を説明する図。
【図３】図１の実施例のアンテナ装置の斜視図。
【図４】図１の実施例における水平面指向特性の例を示
す図。
す図。
【図５】本発明を適用したアンテナ装置の他の実施例に
おける斜視図。
おける斜視図。
【図６】図５の実施例において無給電素子の座標原点Ｏ
からの距離を変化させた時のサイドローブ特性を示す
図。
からの距離を変化させた時のサイドローブ特性を示す
図。
【図７】図５の実施例における水平面指向特性の例を示
す図。
す図。
【図８】本発明を適用したアンテナ装置の他の実施例を
示す斜視図。
示す斜視図。
【図９】図８の実施例における水平指向特性の例を示す
図。
図。
【図10】半波長ダイポールアンテナ長：Ｌ（λ）を変化
させた時のビーム幅(°)の変化を示す図。
させた時のビーム幅(°)の変化を示す図。
【図11】球の半径：ｒ（λ）を変化させた時のビーム幅
(°)の変化を示す図。
(°)の変化を示す図。
【図12】２つのダイポールアンテナ間距離：Ｓ（λ）を
変化させた時のビーム幅(°)の変化を示す図。
変化させた時のビーム幅(°)の変化を示す図。
【図13】反射板とＸ軸とのなす角度：φ1、φ2(°)を変
化させた時のビーム幅(°)の変化を示す図。
化させた時のビーム幅(°)の変化を示す図。
【図14】半波長ダイポールアンテナの座標原点Ｏを含む
ＸＺ面との距離：ｄ（λ）を変化させた時のビーム幅
(°)の変化を示す図。
ＸＺ面との距離：ｄ（λ）を変化させた時のビーム幅
(°)の変化を示す図。
【図15】反射板とＺ軸とのなす角度：θ1、θ2(°)を変
化させた時のビーム幅(°)の変化を示す図。
化させた時のビーム幅(°)の変化を示す図。
【図16】本発明を適用したアレーアンテナ装置の実施例
を示す斜視図。
を示す斜視図。
【図17】図16のアレーアンテナ装置を用いて複数のセク
タゾーンに対しスペースダイバシチ構成とした例を示す
平面図。
タゾーンに対しスペースダイバシチ構成とした例を示す
平面図。
１ アンテナ装置 11Ａ、11Ｂ ダイポールアンテナ 12 反射板 15 無給電素子 17 誘電体カバー（レドーム） 19 ハイブリッド回路 22 Ｓ型コネクタ 23 支柱 24 給電端子 25 給電回路
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J020 AA03 BA08 BA18 BC03 BC08 BD03 CA04 CA06 DA03 DA04 DA09 5J021 AA02 AA10 AB02 BA01 CA01 DB02 DB03 FA05 FA32 FA34 GA02 GA03 GA08 HA05 HA10 JA07 5J046 AA06 AA07 AA14 AA17 AB02 AB06 RA01 RA06
Claims (7)
- 【請求項１】互いに平行に設置された２つのダイポール
アンテナと、球面の一部の形状をした反射板と、これら
を覆う球状の誘電体カバーとを備えたことを特徴とする
アンテナ装置。 - 【請求項２】請求項１に記載のアンテナ装置において、 上記２つのダイポールアンテナを含む面と、これと垂直
し上記２つのダイポールアンテナの線対称軸を含む面上
で、かつ、上記反射板の前面に無給電素子を備えたこと
を特徴とするアンテナ装置。 - 【請求項３】請求項１または２記載のアンテナ装置にお
いて、 上記球面の一部の形状をした反射板の外部に、さらに上
記反射板と同心球の形状を有する他の反射板を備えたこ
とを特徴とするアンテナ装置。 - 【請求項４】請求項１乃至３のいずれか１項に記載のア
ンテナ装置が支柱に取付けられ、その支柱内に上記アン
テナ装置に対する給電回路ならびに上記給電回路以外の
配線が収納されていることを特徴とする基地局アンテナ
装置。 - 【請求項５】請求項４に記載の基地局アンテナ装置にお
いて、 上記アンテナ装置が支柱及びその給電回路に対し取外し
可能な構造とされていることを特徴とする基地局アンテ
ナ装置。 - 【請求項６】請求項５に記載の基地局アンテナ装置にお
いて、上記アンテナ装置が複数個縦に配列されているこ
とを特徴とする基地局アンテナ装置。 - 【請求項７】請求項６に記載の基地局アンテナ装置にお
いて、 １つの支柱に対し、上記アンテナ装置が複数個縦に配列
された組が複数組取付けられていることを特徴とする基
地局アンテナ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000049318A JP2001237636A (ja) | 2000-02-25 | 2000-02-25 | アンテナ装置及び基地局アンテナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000049318A JP2001237636A (ja) | 2000-02-25 | 2000-02-25 | アンテナ装置及び基地局アンテナ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001237636A true JP2001237636A (ja) | 2001-08-31 |
Family
ID=18571280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000049318A Pending JP2001237636A (ja) | 2000-02-25 | 2000-02-25 | アンテナ装置及び基地局アンテナ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001237636A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010109890A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Mitsubishi Electric Corp | アンテナ装置 |
-
2000
- 2000-02-25 JP JP2000049318A patent/JP2001237636A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010109890A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Mitsubishi Electric Corp | アンテナ装置 |
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