JP2001339237A - ダイバーシチアンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造的に均整のとれた形状にしながら、アン
テナの最大放射指向性を水平方向または所定の方向に設
定することができるダイバーシチアンテナを実現する。 【解決手段】 複数のアンテナが所定の間隔で配置され
たダイバーシチアンテナにおいて、複数のアンテナを中
心線が鉛直方向で上側に開いた逆円錐面上に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロセルを用
いた移動通信における基地局アンテナとして用いられる
ダイバーシチアンテナに関する。

【従来の技術】マイクロセルを用いた移動通信における
従来の基地局アンテナは、水平面無指向性のコリニアア
ンテナが用いられている。この場合のコリニアアンテナ
は、物理的に鉛直方向に立てた構造になっている。ダイ
バーシチアンテナ構成やアレーアンテナ構成では、この
コリニアアンテナを複数本同時に使用するが、各コリニ
アアンテナは図７に示すようにそれぞれ鉛直方向に林立
した構成となる。一般的には、複数のコリニアアンテナ
は水平面内で等間隔に配置される。このようなアンテナ
の取り付け部は、支持柱２の先端に水平面放射状に支持
腕木３を配置し、その支持腕木３の端部にアンテナ１が
鉛直方向に取り付けられる形状となる。したがって、全
体的に角張った構造となり、視覚的にも圧迫感を与えや
すい形状になっている。

【発明が解決しようとする課題】移動通信サービスを提
供するために配置される基地局アンテナは、取り付け場
所として利用者の多い所、例えば住宅地やビジネス街な
ど、一般的に人目につきやすい場所となる。さらに、電
柱上部など、通行人等の頭上や間近に見える場所に取り
付けられる場合もあるので、視覚的に威圧感や不安定感
を与えるような形状は避ける必要がある。本発明は、構
造的に均整のとれた形状にしながら、アンテナの最大放
射指向性を水平方向または所定の方向に設定することが
できるダイバーシチアンテナを提供することを目的とす
る。

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、複数のアンテナが所定の間隔で配置されたダイバー
シチアンテナにおいて、複数のアンテナは、中心線が鉛
直方向で上側に開いた逆円錐面上に配置された構成であ
る。これにより、従来構成のような各アンテナを鉛直に
支持するための腕木が不要となり、視覚的な圧迫感を低
減することができる。請求項２に記載の発明は、請求項
１に記載のダイバーシチアンテナにおいて、各アンテナ
が配置される逆円錐面の開き角（鉛直方向に対する各ア
ンテナの傾斜角）をθとしたときに、各アンテナの最大
放射指向性をアンテナのブロードサイド方向から角θだ
けずれた方向に設定し、逆円錐面上に配置された各アン
テナの最大放射指向性を水平方向に設定する構成であ
る。請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のダイバ
ーシチアンテナにおいて、各アンテナは、複数の素子が
エンドファイヤ方向に直線上に配列されたアレーアンテ
ナで構成され、各アレー素子の信号の振幅・位相を重み
付けして合成する手段により各アンテナの放射指向性を
設定する構成である。請求項４に記載の発明は、請求項
１に記載のダイバーシチアンテナにおいて、各アンテナ
は、複数の素子がエンドファイヤ方向に直線上に配列さ
れたアレーアンテナで構成され、さらに各アレー素子が
相対する２方向にそれぞれ単一指向性を有する素子アン
テナで構成され、各素子アンテナの信号の振幅・位相を
重み付けして合成する手段により各アンテナの放射指向
性を設定する構成である。

【発明の実施の形態】図１は、本発明のダイバーシチア
ンテナの基本構成を示す。図において、ダイバーシチア
ンテナを構成する複数のアンテナ１−１〜１−６は、中
心線が鉛直方向で上側に開いた逆円錐面上に等間隔に配
置される。なお、各アンテナ１−１〜１−６は、全長が
アンテナとして機能する構造や、その一部（例えば上半
分）がアンテナとして機能する構造など、いずれの構造
をとってもよい。図２は、各アンテナの最大放射指向性
を示す。各アンテナ１−１〜１−６の最大放射指向性４
は、図２(a) に示すように、アンテナのブロードサイド
方向から所定角度θだけずれた方向に設定される。この
角度θは、図２(b) に示すように、各アンテナが配列さ
れる逆円錐面の開き角θと一致している。これにより、
各アンテナを逆円錐面上に配置したしたときに、図２
(c) に示すように、ダイバーシチアンテナを構成してい
る各アンテナの最大放射指向性４を水平方向に設定する
ことができる。ところで、一般に携帯端末はさまざまな
角度で使用されるので、基地局アンテナに到来する電波
の偏波は端末の傾きに応じて変化することになる。した
がって、従来の鉛直方向に立てられた基地局アンテナで
は、端末が傾いて使用されたために到来偏波が水平偏波
に近くなると、偏波のミスマッチにより受信レベルが最
大で15ｄＢ程度低下することがある。それに対して、本
発明のダイバーシチアンテナは、各アンテナが鉛直方向
に対して所定角度θだけ傾いて円錐面上に配置されるの
で、偏波ダイバーシチの効果も合わせて得ることがで
き、端末の傾きによる受信レベル低下を改善することが
できる。図３は、本発明のダイバーシチアンテナの第１
の実施形態を示す。本実施形態では、アンテナが２本の
場合について示すが、４本やその他の本数でも同様に構
成される。図において、本実施形態のダイバーシチアン
テナは、支持柱２の先端に二股に分かれた取り付け具５
を固定し、その取り付け具５の挿入部にアンテナ１の一
端を挿入固定する構成である。取り付け具５は、アンテ
ナ１に接続されるケーブル６を通せるようにパイプ状に
なっており、挿入されるアンテナ１が所定の位置で固定
されるような構造になっている。アンテナ１の本数や傾
斜角は、取り付け具５の形状によって決まるので、それ
ぞれ対応する取り付け具５が用いられる。本実施形態の
ダイバーシチアンテナは、従来構成のような各アンテナ
を鉛直に支持するための腕木が不要となり、また支持柱
２、取り付け具５、アンテナ１が一体化された構造とな
るので、視覚的な圧迫感を低減することができる。図４
は、本発明のダイバーシチアンテナの第２の実施形態を
示す。本実施形態もアンテナが２本の場合について示す
が、４本やその他の本数でも同様に構成される。図にお
いて、本実施形態のダイバーシチアンテナを構成する支
持柱２、取り付け具５、アンテナ１からなる一体化構造
は、第１の実施形態と同様である。本実施形態の特徴
は、ダイバーシチアンテナを構成する各アンテナ１をエ
ンドファイヤ方向に配列されたアレー素子構成とし、各
アレー素子の信号の振幅・位相を重み付けして合成する
合成回路７を備えるところにある。ケーブル６は合成回
路７に接続される。アンテナ１を構成する各アレー素子
の信号の振幅・位相は、例えば最大放射指向性が水平方
向になるように合成回路７で設定される。このとき設定
される振幅・位相の値は、アンテナの傾斜角（円錐の開
き角）θに対して予め計算して設定してもよいし、出力
信号を逐次的に動かして放射指向性が所定の方向になる
ように適応制御する構成（アダプティブアレー構成）と
してもよい。図５は、本発明のダイバーシチアンテナの
第３の実施形態を示す。本実施形態の特徴は、第２の実
施形態における合成回路７をダイバーシチアンテナの外
部に設置したところにある。すなわち、アンテナ１を構
成する各アレー素子の信号の振幅・位相は、合成回路７
からケーブル２を介してそれぞれ設定される。図６は、
本発明のダイバーシチアンテナの第４の実施形態を示
す。本実施形態もアンテナが２本の場合について示す
が、４本やその他の本数でも同様に構成される。図にお
いて、本実施形態のダイバーシチアンテナを構成する支
持柱２、取り付け具５、アンテナ１からなる一体化構造
は、第１の実施形態と同様である。本実施形態の特徴
は、ダイバーシチアンテナを構成する各アンテナ１とし
て、下側を向いた単一指向性のアンテナ１ａと、上側を
向いた単一指向性のアンテナ１ｂにより構成したところ
にある。このようなアンテナは、例えば誘電体基板上に
形成したプリントアンテナ構成により実現することがで
きる。アンテナ１ａ，１ｂには、それぞれのアンテナの
振幅・位相を重み付けして合成する合成回路７ａ，７ｂ
と、両アンテナの信号を合成する合成回路７ｃが配置さ
れる。ここで、アンテナ１ａはアンテナ自体が角度θだ
け傾いているので、さらに電気的に角度θ１だけ傾いた
指向性８ａを設定することにより、チルト角は水平方向
に対して（θ＋θ１）となる。このチルト角をアンテナ
１ｂに対して設定するには、電気的に角度（２θ＋θ
１）だけ傾いた指向性８ｂを設定する。これにより、と
もに水平方向に対して（θ＋θ１）だけチルトした構成
となる。このようなチルト角を設定することにより、隣
接基地局間の干渉を低減させることができる。

【発明の効果】以上説明したように、本発明のダイバー
シチアンテナは、支持柱の上部から複数のアンテナが放
射状に開いた均整のとれた形状となり、視覚的な圧迫感
を低減することができる。しかも、最大放射指向性やチ
ルト角など、従来アンテナとほぼ同様の特性を確保する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のダイバーシチアンテナの基本構成を示
す図。

【図２】各アンテナの最大放射指向性を説明する図。

【図３】本発明のダイバーシチアンテナの第１の実施形
態を示す図。

【図４】本発明のダイバーシチアンテナの第２の実施形
態を示す図。

【図５】本発明のダイバーシチアンテナの第３の実施形
態を示す図。

【図６】本発明のダイバーシチアンテナの第４の実施形
態を示す図。

【図７】従来の基地局アンテナの構成を示す図。

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ アンテナ ２ 支持柱 ３ 支持腕木 ４ 最大放射指向性 ５ 取り付け具 ６ ケーブル ７，７ａ，７ｂ，７ｃ 合成回路 ８ａ，８ｂ 指向性

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長 敬三 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 駒井 知央 大阪市北区梅田一丁目11番４号 ドコモ・ モバイルメディア関西株式会社内 Ｆターム(参考） 5J021 AA05 AA10 AB02 CA06 DB02 DB03 DB04 EA04 FA05 FA31 FA32 GA02 HA05 HA06 HA10 5K059 CC01 DD07

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のアンテナが所定の間隔で配置され
   たダイバーシチアンテナにおいて、 前記複数のアンテナは、中心線が鉛直方向で上側に開い
   た逆円錐面上に配置された構成であることを特徴とする
   ダイバーシチアンテナ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のダイバーシチアンテナ
   において、 前記各アンテナが配置される逆円錐面の開き角（鉛直方
   向に対する各アンテナの傾斜角）をθとしたときに、前
   記各アンテナの最大放射指向性をアンテナのブロードサ
   イド方向から角θだけずれた方向に設定し、前記逆円錐
   面上に配置された各アンテナの最大放射指向性を水平方
   向に設定する構成であることを特徴とするダイバーシチ
   アンテナ。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のダイバーシチアンテナ
   において、 前記各アンテナは、複数の素子がエンドファイヤ方向に
   直線上に配列されたアレーアンテナで構成され、各アレ
   ー素子の信号の振幅および位相を重み付けして合成する
   手段により前記各アンテナの放射指向性を設定する構成
   であることを特徴とするダイバーシチアンテナ。
4. 【請求項４】 請求項１に記載のダイバーシチアンテナ
   において、 前記各アンテナは、複数の素子がエンドファイヤ方向に
   直線上に配列されたアレーアンテナで構成され、さらに
   各アレー素子が相対する２方向にそれぞれ単一指向性を
   有する素子アンテナで構成され、各素子アンテナの信号
   の振幅および位相を重み付けして合成する手段により前
   記各アンテナの放射指向性を設定する構成であることを
   特徴とするダイバーシチアンテナ。