JP2002158602A - 分散低電力増幅器を利用した能動位相配列基地局／中継機アンテナシステム - Google Patents
分散低電力増幅器を利用した能動位相配列基地局／中継機アンテナシステムInfo
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- JP2002158602A JP2002158602A JP2000331198A JP2000331198A JP2002158602A JP 2002158602 A JP2002158602 A JP 2002158602A JP 2000331198 A JP2000331198 A JP 2000331198A JP 2000331198 A JP2000331198 A JP 2000331198A JP 2002158602 A JP2002158602 A JP 2002158602A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 従来の空間ダイバーシチ移動通信基地局及び
中継機アンテナシステムで回避できない基地局からアン
テナタワーまでの給電ケーブルによる順逆双方向通信サ
ービスの品質低下を改善する新しい形態の基地局アンテ
ナシステムを提供する。 【解決手段】 本発明は、多重ビーム形成手段と、上記
多重ビーム形成手段の所定の一つのビームポートを選択
して、選択されたビームポートに入力信号を送信するた
めの方向調整ビームスイッチング手段と、上記多重ビー
ム形成手段の多数の配列ポートから入力された多数の信
号を低電力増幅するための配列低電力増幅手段と、上記
配列低電力増幅手段から入力される多数の信号を輻射し
て、輻射された多数の信号が同位相に空間電力合成され
て有効輻射電力が上記スイッチング手段により方向調整
された方向に十分にセルをカバーできるようにするため
の配列輻射手段とを含む。
中継機アンテナシステムで回避できない基地局からアン
テナタワーまでの給電ケーブルによる順逆双方向通信サ
ービスの品質低下を改善する新しい形態の基地局アンテ
ナシステムを提供する。 【解決手段】 本発明は、多重ビーム形成手段と、上記
多重ビーム形成手段の所定の一つのビームポートを選択
して、選択されたビームポートに入力信号を送信するた
めの方向調整ビームスイッチング手段と、上記多重ビー
ム形成手段の多数の配列ポートから入力された多数の信
号を低電力増幅するための配列低電力増幅手段と、上記
配列低電力増幅手段から入力される多数の信号を輻射し
て、輻射された多数の信号が同位相に空間電力合成され
て有効輻射電力が上記スイッチング手段により方向調整
された方向に十分にセルをカバーできるようにするため
の配列輻射手段とを含む。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、アンテナシステ
ム、特にディジタル移動通信、個人携帯通信、無線地域
ループ、地域多地点分配システム、トランクラジオサー
ビスのような移動通信のための分配低電力増幅器を有す
る位相配列基地局アンテナシステムに関する。
ム、特にディジタル移動通信、個人携帯通信、無線地域
ループ、地域多地点分配システム、トランクラジオサー
ビスのような移動通信のための分配低電力増幅器を有す
る位相配列基地局アンテナシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】前述した移動通信、及び無線通信サービ
スを提供するために、基地局用アンテナシステムは、高
周波信号を送信アンテナを介して移動局に送信し、移動
局から輻射された信号を受信する。このような基地局用
アンテナを設置して、整備維持し、制御することにおい
て、品質を改善させ費用を低減する必要がある。
スを提供するために、基地局用アンテナシステムは、高
周波信号を送信アンテナを介して移動局に送信し、移動
局から輻射された信号を受信する。このような基地局用
アンテナを設置して、整備維持し、制御することにおい
て、品質を改善させ費用を低減する必要がある。
【０００３】図１は、従来の技術にかかる移動通信基地
局アンテナシステムを示した図面であって、垂直偏波セ
クターアンテナを利用する空間ダイバーシチ（space di
versity）３−セクター基地局アンテナシステムを示
す。また、図１では、一セクターすなわち、γセクター
のアンテナと基地局との間の連結を示す。
局アンテナシステムを示した図面であって、垂直偏波セ
クターアンテナを利用する空間ダイバーシチ（space di
versity）３−セクター基地局アンテナシステムを示
す。また、図１では、一セクターすなわち、γセクター
のアンテナと基地局との間の連結を示す。
【０００４】垂直偏波セクターアンテナを利用する空間
ダイバーシチ（space diversity）３−セクター基地局
アンテナの一セクターは、送信アンテナ１０３、第１受
信アンテナ１０４、第２受信アンテナ１０７から構成さ
れ、基地局は、高電力増幅器１０１、第１低雑音増幅器
１０６、第２低雑音増幅器１０９から構成され、それぞ
れのアンテナは、給電高周波ケーブル１０２、１０５及
び１０８を介して基地局と連結している。
ダイバーシチ（space diversity）３−セクター基地局
アンテナの一セクターは、送信アンテナ１０３、第１受
信アンテナ１０４、第２受信アンテナ１０７から構成さ
れ、基地局は、高電力増幅器１０１、第１低雑音増幅器
１０６、第２低雑音増幅器１０９から構成され、それぞ
れのアンテナは、給電高周波ケーブル１０２、１０５及
び１０８を介して基地局と連結している。
【０００５】図１を参考にすれば、空間ダイバーシチ
（space diversity）基地局アンテナから順方向、すな
わち基地局から移動局への送信信号は、基地局で高電力
増幅器１０１により増幅され、給電高周波ケーブル１０
２を介してアンテナタワーに位置した送信アンテナ１０
３に伝送されて輻射される。
（space diversity）基地局アンテナから順方向、すな
わち基地局から移動局への送信信号は、基地局で高電力
増幅器１０１により増幅され、給電高周波ケーブル１０
２を介してアンテナタワーに位置した送信アンテナ１０
３に伝送されて輻射される。
【０００６】空間ダイバーシチ（space diversity）基
地局アンテナから逆方向、すなわち移動局から基地局に
輻射された高周波信号は、受信アンテナ１０４により受
信され、高周波ケーブル１０５を介して基地局内部に位
置した低雑音増幅器１０６に伝送される。逆方向信号
は、多経路電波環境（以下「フェ−ジング」という）に
より容易に干渉されるために、第２の受信アンテナ１０
７からケーブル１０８を経て低雑音増幅器１０９にいく
付加的な第２の受信信号を備えてフェ−ジング現象によ
る通信品質の低下を防止する。このような技術を空間ダ
イバーシチ（space diversity）という。
地局アンテナから逆方向、すなわち移動局から基地局に
輻射された高周波信号は、受信アンテナ１０４により受
信され、高周波ケーブル１０５を介して基地局内部に位
置した低雑音増幅器１０６に伝送される。逆方向信号
は、多経路電波環境（以下「フェ−ジング」という）に
より容易に干渉されるために、第２の受信アンテナ１０
７からケーブル１０８を経て低雑音増幅器１０９にいく
付加的な第２の受信信号を備えてフェ−ジング現象によ
る通信品質の低下を防止する。このような技術を空間ダ
イバーシチ（space diversity）という。
【０００７】図２及び図３は、他の従来の技術にかかる
移動通信基地局アンテナシステムを示した図面であっ
て、二重偏波アンテナを利用する偏波ダイバーシチ（po
larization diversity）３−セクター基地局アンテナシ
ステムを示す構成図である。図２は、上でから見た基地
局アンテナシステムの断面構成であり、図３は、ある一
のセクターと基地国との間の連結を示す。
移動通信基地局アンテナシステムを示した図面であっ
て、二重偏波アンテナを利用する偏波ダイバーシチ（po
larization diversity）３−セクター基地局アンテナシ
ステムを示す構成図である。図２は、上でから見た基地
局アンテナシステムの断面構成であり、図３は、ある一
のセクターと基地国との間の連結を示す。
【０００８】偏波ダイバーシチ（polarization diversi
ty）基地局アンテナシステムの一セクターは、＋４５゜
偏波２０４と、−４５゜偏波２０５を有する二重偏波ア
ンテナ、及び送受切換器（duplexer）２０３から構成さ
れ、基地局は、高電力増幅器２０１、低雑音増幅器２０
７、２０９を含んで、各々は、高周波ケーブル２０２、
２０６、２０８を介して基地局と連結している。
ty）基地局アンテナシステムの一セクターは、＋４５゜
偏波２０４と、−４５゜偏波２０５を有する二重偏波ア
ンテナ、及び送受切換器（duplexer）２０３から構成さ
れ、基地局は、高電力増幅器２０１、低雑音増幅器２０
７、２０９を含んで、各々は、高周波ケーブル２０２、
２０６、２０８を介して基地局と連結している。
【０００９】図２及び図３を参照すれば、偏波ダイバー
シチ（polarization diversity）基地局アンテナシステ
ムの順方向送信信号は、基地局で高電力増幅器２０１に
より増幅され、高周波ケーブル２０２と送受切換器２０
３とを介してアンテナタワー側に設置された二重偏波ア
ンテナの一偏波２０４に輻射される。この場合、送受切
換器は、セルラー移動通信システムの順方向サービス周
波数と逆方向サービス周波数との差を利用して二つの信
号の経路を分離する。
シチ（polarization diversity）基地局アンテナシステ
ムの順方向送信信号は、基地局で高電力増幅器２０１に
より増幅され、高周波ケーブル２０２と送受切換器２０
３とを介してアンテナタワー側に設置された二重偏波ア
ンテナの一偏波２０４に輻射される。この場合、送受切
換器は、セルラー移動通信システムの順方向サービス周
波数と逆方向サービス周波数との差を利用して二つの信
号の経路を分離する。
【００１０】偏波ダイバーシチ（polarization diversi
ty）基地局アンテナシステムの逆方向サービスに必要な
二つの受信信号は、第１に、送信と同じ偏波２０４を介
して受信された信号は送受切換器２０３を経て高周波ケ
ーブル２０６を介して基地局低雑音増幅器２０７に伝送
される。第２に、ダイバーシチのためのまた一つの独立
された受信信号は、二重偏波アンテナの他の一偏波２０
５を介して受信された信号として、高周波ケーブル２０
８を介して基地局低雑音増幅器２０９に伝送される。こ
のように、二重偏波アンテナと送受切換器とを利用する
基地局アンテナのフェ−ジング防止（anti−fading）対
策を偏波ダイバーシチ（polarization diversity）とい
い、空間ダイバーシチに並べるほど充分なフェ−ジング
防止効果を得るためには、ダイバーシチ利得が充分であ
るべきであり、このためには、二重偏波アンテナの二つ
の偏波２０４、２０５間の隔離度と交差偏波度（cross
polarization）とが十分大きいべきであるという点は、
よく知られている事実である。もし、充分なダイバーシ
チ利得が保障されれば、偏波ダイバーシチ技術は、空間
ダイバーシチ技術に比べてアンテナ個数と給電ケーブル
の個数が少なく、それによってアンテナタワーの大きさ
を小型化できるため、現在、特に都心の基地局アンテナ
として脚光を浴びており、都心の基地局アンテナとして
は、ダイバーシチという基本性能以外に基地局アンテナ
を小型化できるので、環境親和型基地局アンテナを構成
することが容易であるという点がもう一つの長所であ
る。
ty）基地局アンテナシステムの逆方向サービスに必要な
二つの受信信号は、第１に、送信と同じ偏波２０４を介
して受信された信号は送受切換器２０３を経て高周波ケ
ーブル２０６を介して基地局低雑音増幅器２０７に伝送
される。第２に、ダイバーシチのためのまた一つの独立
された受信信号は、二重偏波アンテナの他の一偏波２０
５を介して受信された信号として、高周波ケーブル２０
８を介して基地局低雑音増幅器２０９に伝送される。こ
のように、二重偏波アンテナと送受切換器とを利用する
基地局アンテナのフェ−ジング防止（anti−fading）対
策を偏波ダイバーシチ（polarization diversity）とい
い、空間ダイバーシチに並べるほど充分なフェ−ジング
防止効果を得るためには、ダイバーシチ利得が充分であ
るべきであり、このためには、二重偏波アンテナの二つ
の偏波２０４、２０５間の隔離度と交差偏波度（cross
polarization）とが十分大きいべきであるという点は、
よく知られている事実である。もし、充分なダイバーシ
チ利得が保障されれば、偏波ダイバーシチ技術は、空間
ダイバーシチ技術に比べてアンテナ個数と給電ケーブル
の個数が少なく、それによってアンテナタワーの大きさ
を小型化できるため、現在、特に都心の基地局アンテナ
として脚光を浴びており、都心の基地局アンテナとして
は、ダイバーシチという基本性能以外に基地局アンテナ
を小型化できるので、環境親和型基地局アンテナを構成
することが容易であるという点がもう一つの長所であ
る。
【００１１】上記のような従来の空間ダイバーシチ及び
偏波ダイバーシチ基地局アンテナシステムでは、やむを
得ず基地局が位置した建物の内部を通るように配置され
た高周波ケーブル１０２、１０５、１０８、２０２、２
０６、２０８の長さは、大型アンテナタワーから基地局
内部まで約数十メートルから１００余りメートルにまで
達する。このように長い高周波ケーブルは、伝送電力の
約１／２（３デシベル）以上を不必要に消耗させる原因
となる。
偏波ダイバーシチ基地局アンテナシステムでは、やむを
得ず基地局が位置した建物の内部を通るように配置され
た高周波ケーブル１０２、１０５、１０８、２０２、２
０６、２０８の長さは、大型アンテナタワーから基地局
内部まで約数十メートルから１００余りメートルにまで
達する。このように長い高周波ケーブルは、伝送電力の
約１／２（３デシベル）以上を不必要に消耗させる原因
となる。
【００１２】上記給電ケーブル損失は、順方向サービス
の場合、セル内の移動局に必要な電界強度を維持するた
めに、基地局には、ケーブル内での損失を考慮してさら
に高い電力を出力する高電力増幅器を設置すべきであ
る。しかしながら、電力増幅器の出力が高いほど、増幅
器はさらに高価であり、大きさも大きくなり、また効率
（efficiency）も低くなる。そして、増幅器の効率が低
いほど、不必要な電力消耗が熱をさらに多く発生させる
ので、放熱及び冷却のために追加的な冷却設備が必要と
なり、システムの構成はさらに複雑になる。システムの
構成が複雑であるだけに電力が過多に消耗され整備維持
費用が増加され頻繁な故障の原因となる。基地局電力増
幅器の故障は、まさにサービスの断絶を意味するので、
これを防止するためにサービス事業者は追加的なダミー
電力増幅器を準備しなければならない負担を有すること
となる。
の場合、セル内の移動局に必要な電界強度を維持するた
めに、基地局には、ケーブル内での損失を考慮してさら
に高い電力を出力する高電力増幅器を設置すべきであ
る。しかしながら、電力増幅器の出力が高いほど、増幅
器はさらに高価であり、大きさも大きくなり、また効率
（efficiency）も低くなる。そして、増幅器の効率が低
いほど、不必要な電力消耗が熱をさらに多く発生させる
ので、放熱及び冷却のために追加的な冷却設備が必要と
なり、システムの構成はさらに複雑になる。システムの
構成が複雑であるだけに電力が過多に消耗され整備維持
費用が増加され頻繁な故障の原因となる。基地局電力増
幅器の故障は、まさにサービスの断絶を意味するので、
これを防止するためにサービス事業者は追加的なダミー
電力増幅器を準備しなければならない負担を有すること
となる。
【００１３】上記給電ケーブル損失は、逆方向サービス
の場合、移動局から上がってくる信号に対して給電ケー
ブル内での損失ほど受信感度の低下を招き、これはそれ
だけの逆方向通信サービス品質を阻害することとなる。
したがって、通信事業者は、できるだけ通信品質を向上
させるために、基地局室内の低雑音増幅器及び受信帯域
通過フィルタなどの素子の規格に対する負担を負うこと
なり、これによって基地局アンテナシステムの費用が増
加する。
の場合、移動局から上がってくる信号に対して給電ケー
ブル内での損失ほど受信感度の低下を招き、これはそれ
だけの逆方向通信サービス品質を阻害することとなる。
したがって、通信事業者は、できるだけ通信品質を向上
させるために、基地局室内の低雑音増幅器及び受信帯域
通過フィルタなどの素子の規格に対する負担を負うこと
なり、これによって基地局アンテナシステムの費用が増
加する。
【００１４】図４は、図１、図２及び図３を参照して前
で説明した従来の移動通信基地局アンテナシステムに対
して共通的に適用される基地局アンテナの下方チルト角
を制御するための機械的チルトブラケット（mechanical
tilt bracket）を示す。
で説明した従来の移動通信基地局アンテナシステムに対
して共通的に適用される基地局アンテナの下方チルト角
を制御するための機械的チルトブラケット（mechanical
tilt bracket）を示す。
【００１５】セルラー移動通信システムでは、基地局あ
るいは中継機の追加新設、送信FA（frequency allocati
on）及び出力の変更、隣接新設ビルによる電磁波環境の
変化等さまざまな理由によって隣接基地局及び中継機相
互間の干渉信号の最適化がたびたび必要である。干渉信
号は、隣接セルの加入者らに不要な干渉信号として作用
し、また通信品質の低下を招くためであり、このような
場合、最もよく用いられる処理方法中の一つが基地局ア
ンテナの下方チルト角調節（down−tilt）である。
るいは中継機の追加新設、送信FA（frequency allocati
on）及び出力の変更、隣接新設ビルによる電磁波環境の
変化等さまざまな理由によって隣接基地局及び中継機相
互間の干渉信号の最適化がたびたび必要である。干渉信
号は、隣接セルの加入者らに不要な干渉信号として作用
し、また通信品質の低下を招くためであり、このような
場合、最もよく用いられる処理方法中の一つが基地局ア
ンテナの下方チルト角調節（down−tilt）である。
【００１６】従来の基地局アンテナシステムでは、空間
及び偏波等ダイバーシチ方法を問わず機械的下方チルト
角調節方法（mechanical down−tilt）を使用している
ため、隣接基地局との干渉信号を最適化しようと基地局
アンテナの下方チルト調節が要求される時、整備要員が
クレインでアンテナタワーに上がって、基地局アンテナ
３０１のチルト角度を機械的ブラケット３０２で調整す
る方法を用いている。これは費用が要求されるだけでな
く、極めて面倒なことであり、雪、雨等の悪天候の時、
安全事故を誘発し得る。大体、従来の基地局アンテナシ
ステムで機械的な下方−チルト調節は、大部分の移動通
信において空中インターフェースネットワークの最適化
を妨害する面倒な問題点であった。
及び偏波等ダイバーシチ方法を問わず機械的下方チルト
角調節方法（mechanical down−tilt）を使用している
ため、隣接基地局との干渉信号を最適化しようと基地局
アンテナの下方チルト調節が要求される時、整備要員が
クレインでアンテナタワーに上がって、基地局アンテナ
３０１のチルト角度を機械的ブラケット３０２で調整す
る方法を用いている。これは費用が要求されるだけでな
く、極めて面倒なことであり、雪、雨等の悪天候の時、
安全事故を誘発し得る。大体、従来の基地局アンテナシ
ステムで機械的な下方−チルト調節は、大部分の移動通
信において空中インターフェースネットワークの最適化
を妨害する面倒な問題点であった。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明
は、従来の空間ダイバーシチ移動通信基地局及び中継機
アンテナシステムで、不回避に伴なう基地局からアンテ
ナタワーまでの給電ケーブルによる順方向及び逆方向通
信サービス品質低下を改善する新しい形態の基地局アン
テナシステムを提供することにその目的がある。
は、従来の空間ダイバーシチ移動通信基地局及び中継機
アンテナシステムで、不回避に伴なう基地局からアンテ
ナタワーまでの給電ケーブルによる順方向及び逆方向通
信サービス品質低下を改善する新しい形態の基地局アン
テナシステムを提供することにその目的がある。
【００１８】また、本発明は、偏波ダイバーシチ基地局
アンテナシステムにも適用して、空間ダイバーシチに対
する偏波ダイバーシチアンテナの長所を維持したまま、
上記の給電損失及び機械的下方チルト角制御という不回
避な短所を補完して順方向及び逆方向通信品質を改善し
た、さらに信頼性のある偏波ダイバーシチ移動通信基地
局及び中継機アンテナシステムを提供することに目的が
ある。
アンテナシステムにも適用して、空間ダイバーシチに対
する偏波ダイバーシチアンテナの長所を維持したまま、
上記の給電損失及び機械的下方チルト角制御という不回
避な短所を補完して順方向及び逆方向通信品質を改善し
た、さらに信頼性のある偏波ダイバーシチ移動通信基地
局及び中継機アンテナシステムを提供することに目的が
ある。
【００１９】また、本発明は、運用者がアンテナタワー
の上まで上がって機械的にアンテナを回して下方チルト
角を制御する原始的なチルト角制御方法を改善して、基
地局室内であるいは、さらには、遠隔地セルサービス現
場で基地局アンテナの下方チルト角（down−tilt angl
e）を電子的に調節できる遠隔制御基地局アンテナシス
テムを提供することに目的がある。
の上まで上がって機械的にアンテナを回して下方チルト
角を制御する原始的なチルト角制御方法を改善して、基
地局室内であるいは、さらには、遠隔地セルサービス現
場で基地局アンテナの下方チルト角（down−tilt angl
e）を電子的に調節できる遠隔制御基地局アンテナシス
テムを提供することに目的がある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、空間ダイバーシチ順方向基地局及び中継
機アンテナシステムにおいて、所定の一つのビームポー
トを介して信号を入力されて、入力信号を電波経路差に
応じてそれぞれの線型位相差を有する多数の信号に分散
して多数の配列ポートを介して出力するための多重ビー
ム形成手段と、基地局から信号を入力されて、基地局か
ら送信された制御信号に応じて上記多重ビーム形成手段
の所定の一つのビームポートを選択して、選択されたビ
ームポートに入力信号を送信するための方向調整ビーム
スイッチング手段と、上記多重ビーム形成手段の多数の
配列ポートから入力された多数の信号を低電力増幅する
ための配列低電力増幅手段と、上記配列低電力増幅手段
から入力される多数の信号を輻射して、輻射された多数
の信号が同位相に空間電力合成されて有効輻射電力が上
記スイッチング手段により方向調整された方向に十分に
セルをカバーできるようにするための配列輻射手段とを
含むアンテナシステムが提供される。
め、本発明は、空間ダイバーシチ順方向基地局及び中継
機アンテナシステムにおいて、所定の一つのビームポー
トを介して信号を入力されて、入力信号を電波経路差に
応じてそれぞれの線型位相差を有する多数の信号に分散
して多数の配列ポートを介して出力するための多重ビー
ム形成手段と、基地局から信号を入力されて、基地局か
ら送信された制御信号に応じて上記多重ビーム形成手段
の所定の一つのビームポートを選択して、選択されたビ
ームポートに入力信号を送信するための方向調整ビーム
スイッチング手段と、上記多重ビーム形成手段の多数の
配列ポートから入力された多数の信号を低電力増幅する
ための配列低電力増幅手段と、上記配列低電力増幅手段
から入力される多数の信号を輻射して、輻射された多数
の信号が同位相に空間電力合成されて有効輻射電力が上
記スイッチング手段により方向調整された方向に十分に
セルをカバーできるようにするための配列輻射手段とを
含むアンテナシステムが提供される。
【００２１】また、本発明は、空間ダイバーシチ逆方向
基地局及び中継機アンテナシステムにおいて、移動局で
輻射された信号を受信するための位相配列受信手段と、
多数の配列ポートを介して上記位相配列受信手段から多
数の信号を入力されて、所定の一つのビームポートで多
数の信号が同相に合成されるようにするための多重ビー
ム形成手段と、基地局から送信された制御信号に応じて
合成された信号を選択するための方向調整ビームスイッ
チング手段とを含むアンテナシステムが提供される。
基地局及び中継機アンテナシステムにおいて、移動局で
輻射された信号を受信するための位相配列受信手段と、
多数の配列ポートを介して上記位相配列受信手段から多
数の信号を入力されて、所定の一つのビームポートで多
数の信号が同相に合成されるようにするための多重ビー
ム形成手段と、基地局から送信された制御信号に応じて
合成された信号を選択するための方向調整ビームスイッ
チング手段とを含むアンテナシステムが提供される。
【００２２】また、本発明は、偏波ダイバーシチ能動位
相配列基地局アンテナシステムにおいて、所定の一つの
ビームポートを介して信号を入力されて、入力信号を電
波経路差に応じてそれぞれの線型位相差を有する多数の
信号に分散して多数の配列ポートを介して出力するため
の多重ビーム形成手段と、基地局から信号を入力され
て、基地局から送信された制御信号に応じて上記多重ビ
ーム形成手段の所定の一つのビームポートを選択して、
選択されたビームポートに入力信号を送信するための方
向調整ビームスイッチング手段と、上記多重ビーム配列
手段の多数の配列ポートから入力された多数の信号を低
電力増幅するための配列低電力増幅手段と、偏波ダイバ
ーシチに必要な二つの相互独立的な受信信号を得るため
に上記配列低電力増幅手段の出力を配列送受切換器を利
用して送受信経路を区分する配列ダイプレックシング手
段と、上記配列ダイプレックシング手段からの配列信号
を二重偏波配列アンテナの中、上記第１偏波を介して輻
射させ、輻射された多数の信号が上記方向調整ビームス
イッチング手段により方向調整された方向に同位相に空
間電力合成されて順方向サービスに必要な有効輻射電力
を出力する二重偏波配列送信手段とを含むアンテナシス
テムが提供される。
相配列基地局アンテナシステムにおいて、所定の一つの
ビームポートを介して信号を入力されて、入力信号を電
波経路差に応じてそれぞれの線型位相差を有する多数の
信号に分散して多数の配列ポートを介して出力するため
の多重ビーム形成手段と、基地局から信号を入力され
て、基地局から送信された制御信号に応じて上記多重ビ
ーム形成手段の所定の一つのビームポートを選択して、
選択されたビームポートに入力信号を送信するための方
向調整ビームスイッチング手段と、上記多重ビーム配列
手段の多数の配列ポートから入力された多数の信号を低
電力増幅するための配列低電力増幅手段と、偏波ダイバ
ーシチに必要な二つの相互独立的な受信信号を得るため
に上記配列低電力増幅手段の出力を配列送受切換器を利
用して送受信経路を区分する配列ダイプレックシング手
段と、上記配列ダイプレックシング手段からの配列信号
を二重偏波配列アンテナの中、上記第１偏波を介して輻
射させ、輻射された多数の信号が上記方向調整ビームス
イッチング手段により方向調整された方向に同位相に空
間電力合成されて順方向サービスに必要な有効輻射電力
を出力する二重偏波配列送信手段とを含むアンテナシス
テムが提供される。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明が属する技術分野で
通常の知識を有するものが本発明の技術的思想を容易に
実施できるほどに詳細に説明するため、本発明の最も好
ましい実施例を添付した図面を参照し説明する。
通常の知識を有するものが本発明の技術的思想を容易に
実施できるほどに詳細に説明するため、本発明の最も好
ましい実施例を添付した図面を参照し説明する。
【００２４】図５を参照すれば、本発明にかかる多数の
分散された低電力増幅器を有する空間ダイバーシチ順方
向基地局能動位相配列アンテナシステムが示されてい
る。このアンテナシステムは、多重ビーム形成手段とし
て高解像度ビーム超高周波レンズを使用した能動位相配
列方式に基づいている。アンテナシステムは、駆動増幅
器４０１、超高周波スイッチ４０２、方向調整ビーム選
択スイッチ駆動部４０３、多重ビーム形成超高周波レン
ズ４０４、配列高周波ケーブル４０５、多数の配列低電
力増幅器４０６、配列高周波ケーブル４０７及び線型配
列アンテナ（linear array antenna）４０８を含む。線
型配列アンテナは、通常関心セルラーサービスの動作周
波数の中で、最高周波数で半波長間隔に配列される。図
５の配列低電力増幅器を有する能動位相配列アンテナシ
ステムは、アンテナタワーに設置される。
分散された低電力増幅器を有する空間ダイバーシチ順方
向基地局能動位相配列アンテナシステムが示されてい
る。このアンテナシステムは、多重ビーム形成手段とし
て高解像度ビーム超高周波レンズを使用した能動位相配
列方式に基づいている。アンテナシステムは、駆動増幅
器４０１、超高周波スイッチ４０２、方向調整ビーム選
択スイッチ駆動部４０３、多重ビーム形成超高周波レン
ズ４０４、配列高周波ケーブル４０５、多数の配列低電
力増幅器４０６、配列高周波ケーブル４０７及び線型配
列アンテナ（linear array antenna）４０８を含む。線
型配列アンテナは、通常関心セルラーサービスの動作周
波数の中で、最高周波数で半波長間隔に配列される。図
５の配列低電力増幅器を有する能動位相配列アンテナシ
ステムは、アンテナタワーに設置される。
【００２５】本発明にかかる能動位相配列アンテナシス
テムの動作原理は、もし方向調整ビーム選択スイッチ駆
動部４０３からの制御信号に応じて駆動される方向調整
ビーム選択スイッチ４０２により多重ビーム形成超高周
波レンズ４０４のビームポートb１が選択されるなら
ば、基地局から順方向サービスのために上がってくる信
号は、駆動増幅器４０１で給電ケーブル損失が補償さ
れ、また必要な有効輻射出力を出すことができる程度
に、まず増幅され、多重ビーム形成超高周波レンズ４０
４内で８個の配列ポートa１〜a８に分散される。分散さ
れた信号は、配列高周波ケーブル４０５を介して８個の
配列低電力増幅器４０６により増幅され、配列高周波ケ
ーブル４０７を介して配列アンテナ４０８に給電され空
中に輻射される。
テムの動作原理は、もし方向調整ビーム選択スイッチ駆
動部４０３からの制御信号に応じて駆動される方向調整
ビーム選択スイッチ４０２により多重ビーム形成超高周
波レンズ４０４のビームポートb１が選択されるなら
ば、基地局から順方向サービスのために上がってくる信
号は、駆動増幅器４０１で給電ケーブル損失が補償さ
れ、また必要な有効輻射出力を出すことができる程度
に、まず増幅され、多重ビーム形成超高周波レンズ４０
４内で８個の配列ポートa１〜a８に分散される。分散さ
れた信号は、配列高周波ケーブル４０５を介して８個の
配列低電力増幅器４０６により増幅され、配列高周波ケ
ーブル４０７を介して配列アンテナ４０８に給電され空
中に輻射される。
【００２６】この場合、それぞれのアンテナから輻射す
る順方向サービス信号は、従来のシステムに比べて出力
の小さい低出力増幅器信号であるが、多重ビーム形成超
高周波レンズ４０４の電波経路差（propagation path l
ength difference）により、図５で、点線で示された、
同位相面４０９に垂直した方向に無損失自由空間で配列
個数ほど空間合成（spatial power summation）されて
順方向サービスに必要な充分な有効輻射出力を出す。
る順方向サービス信号は、従来のシステムに比べて出力
の小さい低出力増幅器信号であるが、多重ビーム形成超
高周波レンズ４０４の電波経路差（propagation path l
ength difference）により、図５で、点線で示された、
同位相面４０９に垂直した方向に無損失自由空間で配列
個数ほど空間合成（spatial power summation）されて
順方向サービスに必要な充分な有効輻射出力を出す。
【００２７】もし、他のビームポートが選定されれば、
配列低出力増幅器の出力信号は、前で説明したことと同
じ原理により、多重ビーム形成超高周波レンズが与える
電波経路差により他の方向で空間合成出力を得る。この
ように多重ビーム形成超高周波レンズは、線型配列アン
テナと連動して、それぞれのビームポートが送信方向と
１：１対応されるように設計できる。これは、光学系の
凸レンズ原理を超高周波帯域で具現したものと同じであ
るし、差異点は、単に凸レンズは焦点が一つであるのに
対し、超高周波レンズは、一連のビームポートが全部擬
似焦点となって自分なりの方向調整方向を有する多重焦
点役割をするという点である。このような超高周波レン
ズの設計基本理論と線型配列アンテナを給電して多重ビ
ームを得る問題は、W．Rotman and R．F．Turner、「Wi
de Angle Microwave Lens for Line Source Antenn
a、」IEEE Trans．Antennas and PropagationsVol．AP
−１１、Nov．１９６３によく紹介されており、主に水
平方向の広い空間をカバーするためにビームの方向調整
角が±４５゜、あるいは±６０゜のように左右対称に、
広くて、ビーム方向調整分解能が約７゜で広い軍用電子
戦（Electronic Warfare） 分野に応用できる。
配列低出力増幅器の出力信号は、前で説明したことと同
じ原理により、多重ビーム形成超高周波レンズが与える
電波経路差により他の方向で空間合成出力を得る。この
ように多重ビーム形成超高周波レンズは、線型配列アン
テナと連動して、それぞれのビームポートが送信方向と
１：１対応されるように設計できる。これは、光学系の
凸レンズ原理を超高周波帯域で具現したものと同じであ
るし、差異点は、単に凸レンズは焦点が一つであるのに
対し、超高周波レンズは、一連のビームポートが全部擬
似焦点となって自分なりの方向調整方向を有する多重焦
点役割をするという点である。このような超高周波レン
ズの設計基本理論と線型配列アンテナを給電して多重ビ
ームを得る問題は、W．Rotman and R．F．Turner、「Wi
de Angle Microwave Lens for Line Source Antenn
a、」IEEE Trans．Antennas and PropagationsVol．AP
−１１、Nov．１９６３によく紹介されており、主に水
平方向の広い空間をカバーするためにビームの方向調整
角が±４５゜、あるいは±６０゜のように左右対称に、
広くて、ビーム方向調整分解能が約７゜で広い軍用電子
戦（Electronic Warfare） 分野に応用できる。
【００２８】しかしながら、本発明のように、移動通信
基地局及び中継機用アンテナに応用しようとするなら
ば、垂直方向上方チルト（Up−Tilt）は、隣接セルに干
渉信号を多く誘発するため、ほとんど意味がなく、また
下方チルト（Down−Tilt）角の制御範囲と解像度におい
ても下方チルト角があまりに大きくなれば、サービスセ
ル半径が減るため、普通０゜内外の無チルトから最大−
１４゜〜−１５゜まで２゜内外の稠密な角度でチルト角
を制御する必要がある。したがって、狭角高解像下方チ
ルトマイクロウエーブレンズ（Narrow Angle High Reso
lution Down−Tilt Microwave Lens）の設計が必要であ
る。
基地局及び中継機用アンテナに応用しようとするなら
ば、垂直方向上方チルト（Up−Tilt）は、隣接セルに干
渉信号を多く誘発するため、ほとんど意味がなく、また
下方チルト（Down−Tilt）角の制御範囲と解像度におい
ても下方チルト角があまりに大きくなれば、サービスセ
ル半径が減るため、普通０゜内外の無チルトから最大−
１４゜〜−１５゜まで２゜内外の稠密な角度でチルト角
を制御する必要がある。したがって、狭角高解像下方チ
ルトマイクロウエーブレンズ（Narrow Angle High Reso
lution Down−Tilt Microwave Lens）の設計が必要であ
る。
【００２９】図６は、本発明にかかる狭角高解像下方チ
ルトマイクロウエーブレンズを示す。このために、J．
P．Shelton、「Focusing Characteristics of Symmetri
callyConfigured Bootlace Lenses、」IEEE Trans．Ant
ennas and Propagations Vol．AP−２６、No．４、July
１９７８に紹介された左右対称形レンズを設計した。
すなわち、方向調整角±７゜、ビーム方向調整分解能２
゜を有するように、図５のb１〜b８の８個の方向調整ビ
ームを各々−７゜−５゜−３゜−１゜＋１゜＋３゜＋５
゜＋７゜とする左右対称形レンズを、まず図６の５０１
のように設計し、それぞれの配列ポートと配列アンテナ
との間に＋７゜の方向調整ビームが０゜に方向調整する
ように、長さが比例に変わる配列伝送線５０２を追加で
挿入して、図５のb１〜b８に対応する８個の方向調整ビ
ームが各々−１４゜−１２゜−１０゜−８゜−６゜−４
゜−２゜０゜を示すようにして移動通信基地局及び中継
機アンテナの垂直チルト角制御専用の狭角高解像下方チ
ルトマイクロウエーブレンズ５０３を提案した。
ルトマイクロウエーブレンズを示す。このために、J．
P．Shelton、「Focusing Characteristics of Symmetri
callyConfigured Bootlace Lenses、」IEEE Trans．Ant
ennas and Propagations Vol．AP−２６、No．４、July
１９７８に紹介された左右対称形レンズを設計した。
すなわち、方向調整角±７゜、ビーム方向調整分解能２
゜を有するように、図５のb１〜b８の８個の方向調整ビ
ームを各々−７゜−５゜−３゜−１゜＋１゜＋３゜＋５
゜＋７゜とする左右対称形レンズを、まず図６の５０１
のように設計し、それぞれの配列ポートと配列アンテナ
との間に＋７゜の方向調整ビームが０゜に方向調整する
ように、長さが比例に変わる配列伝送線５０２を追加で
挿入して、図５のb１〜b８に対応する８個の方向調整ビ
ームが各々−１４゜−１２゜−１０゜−８゜−６゜−４
゜−２゜０゜を示すようにして移動通信基地局及び中継
機アンテナの垂直チルト角制御専用の狭角高解像下方チ
ルトマイクロウエーブレンズ５０３を提案した。
【００３０】図６の狭角高解像下方チルトマイクロウエ
ーブレンズ５０３は、それぞれのポートで５０ohmマイ
クロストリップラインを有した基板上に銅メッキ蝕刻に
よりマイクロストリップ線構造の多重ビーム方向調整レ
ンズを具現したもので、ビームポート及び配列ポートの
各々は１２個ずつのポートにより構成されており、必要
な場合方向調整角度と配列個数を拡張することができ
る。
ーブレンズ５０３は、それぞれのポートで５０ohmマイ
クロストリップラインを有した基板上に銅メッキ蝕刻に
よりマイクロストリップ線構造の多重ビーム方向調整レ
ンズを具現したもので、ビームポート及び配列ポートの
各々は１２個ずつのポートにより構成されており、必要
な場合方向調整角度と配列個数を拡張することができ
る。
【００３１】図６に示した実施例では、１２個のビーム
ポートの中で、真中にあるただ８個のビームポートのみ
が約２゜間隔８個のビーム、すなわち−１４゜−１２゜
−１０゜−８゜−６゜−４゜−２゜０゜に方向調整する
ことができる。提示されたビーム方向調整分解能２゜
は、バトラーメトリックス（Butler Matrix）や固体移
相器（Solid State Phase Shifter）のようないかなる
他の位相配列技術によっても得難い高解像度である。
ポートの中で、真中にあるただ８個のビームポートのみ
が約２゜間隔８個のビーム、すなわち−１４゜−１２゜
−１０゜−８゜−６゜−４゜−２゜０゜に方向調整する
ことができる。提示されたビーム方向調整分解能２゜
は、バトラーメトリックス（Butler Matrix）や固体移
相器（Solid State Phase Shifter）のようないかなる
他の位相配列技術によっても得難い高解像度である。
【００３２】それぞれの選択されたビーム方向調整角度
によって入力信号が分散配列増幅され輻射される時、無
損失空間で電力合成されて最終的に得られる有効輻射出
力（ERP）は、D．Archer、「Lens−fed multiple−beam
arrays、」Microwave Journal、Vol．１８、No．１
０、pp−３７−４２、Oct．１９７５によく記述された
ように、図５の配列低出力増幅器４０６の出力Pに配列
輻射アンテナ４０８の輻射利得Gと配列個数Nの自乗を乗
じたもので、次の「数式１」で表される。
によって入力信号が分散配列増幅され輻射される時、無
損失空間で電力合成されて最終的に得られる有効輻射出
力（ERP）は、D．Archer、「Lens−fed multiple−beam
arrays、」Microwave Journal、Vol．１８、No．１
０、pp−３７−４２、Oct．１９７５によく記述された
ように、図５の配列低出力増幅器４０６の出力Pに配列
輻射アンテナ４０８の輻射利得Gと配列個数Nの自乗を乗
じたもので、次の「数式１」で表される。
【数式１】ERP＝PGN2
【００３３】反対に、出力Pを有する単一高電力増幅器
と高利得Gを有する高指向性アンテナを使用する従来の
アンテナシステムは、長い給電ケーブルによる損失Lを
避けられない。したがって、有効輻射出力は、次の「数
式２」で表現できる。
と高利得Gを有する高指向性アンテナを使用する従来の
アンテナシステムは、長い給電ケーブルによる損失Lを
避けられない。したがって、有効輻射出力は、次の「数
式２」で表現できる。
【数式２】ERP＝PGL
【００３４】この二つのアンテナシステムの電力損失を
比較すれば、第１に、本発明の能動位相配列基地局アン
テナの場合、今日の電力増幅器技術力からみる時、２W
の出力を有する低出力線型増幅器の効率は、１０％程度
である。一例として、２W出力（P＝２W＝３３dBm）を有
した８個（N＝８）の増幅器が利得G＝８dBiのアンテナ
に配列されていると仮定すれば、「数式１」から有効輻
射電力５９dBmi（〜８００W）が得られる。ここで、配
列電力増幅器の効率１０％を考慮すれば、毎増幅器当た
りの熱損失は、約１８Wであるので、全体配列個数を考
慮すれば、１４４Wの熱損失となることが分かる。
比較すれば、第１に、本発明の能動位相配列基地局アン
テナの場合、今日の電力増幅器技術力からみる時、２W
の出力を有する低出力線型増幅器の効率は、１０％程度
である。一例として、２W出力（P＝２W＝３３dBm）を有
した８個（N＝８）の増幅器が利得G＝８dBiのアンテナ
に配列されていると仮定すれば、「数式１」から有効輻
射電力５９dBmi（〜８００W）が得られる。ここで、配
列電力増幅器の効率１０％を考慮すれば、毎増幅器当た
りの熱損失は、約１８Wであるので、全体配列個数を考
慮すれば、１４４Wの熱損失となることが分かる。
【００３５】しかしながら、従来の基地局アンテナシス
テムの場合、「数式２」から分かるように、１７dBi輻
射利得を有する送信アンテナを介して同じ５９dBmiのER
Pを得るためには、給電ケーブルによる３dB損失を勘案
して高出力P＝５９dBmi−３dB−１７dBi＝４５dBm＝３
２Wを必要とする。３２W出力を有する線型増幅器の場
合、厳格な線型性要求条件のために、効率はさらに落ち
て、もし、７％であると仮定すれば、約４２５Wの熱損
失が計算できる。ここで、給電ケーブルによる損失は、
アンテナタワーが高くてケーブルの長さが長くなるほ
ど、また周波数が高くなるほど増加するに留意すべきで
ある。
テムの場合、「数式２」から分かるように、１７dBi輻
射利得を有する送信アンテナを介して同じ５９dBmiのER
Pを得るためには、給電ケーブルによる３dB損失を勘案
して高出力P＝５９dBmi−３dB−１７dBi＝４５dBm＝３
２Wを必要とする。３２W出力を有する線型増幅器の場
合、厳格な線型性要求条件のために、効率はさらに落ち
て、もし、７％であると仮定すれば、約４２５Wの熱損
失が計算できる。ここで、給電ケーブルによる損失は、
アンテナタワーが高くてケーブルの長さが長くなるほ
ど、また周波数が高くなるほど増加するに留意すべきで
ある。
【００３６】したがって、本発明で提示された位相配列
基地局アンテナシステムによる熱損失は、従来の基地局
アンテナシステムによる熱損失と比較しておおよそ３４
％水準に減少する。
基地局アンテナシステムによる熱損失は、従来の基地局
アンテナシステムによる熱損失と比較しておおよそ３４
％水準に減少する。
【００３７】「数式１」で、通常的な技術的知識を有し
た者は、同等またはその以上の有効輻射電力を得るため
に、分散された低電力増幅器の出力P、輻射構成利得G、
高電力増幅器を代替することに必要な配列個数、及び
「数式２」から給電損失などを容易に見出すことができ
る。
た者は、同等またはその以上の有効輻射電力を得るため
に、分散された低電力増幅器の出力P、輻射構成利得G、
高電力増幅器を代替することに必要な配列個数、及び
「数式２」から給電損失などを容易に見出すことができ
る。
【００３８】図７は、本発明にかかる低電力増幅器を有
する逆方向基地局能動位相配列アンテナシステムを示す
概略図である。受信アンテナシステムは、移動局から上
がってくる受信ビーム６０１を多数の配列アンテナ６０
２で受信し、配列高周波ケーブル６０３、配列帯域通過
フィルタ６０４、配列高周波ケーブル６０５、配列低雑
音増幅器６０６、配列高周波ケーブル６０７、多重ビー
ム形成超高周波レンズ６０８、受信ビーム選択スイッチ
６０９、方向調整ビーム選択スイッチ駆動部６１０及び
駆動増幅器６１１から構成される。
する逆方向基地局能動位相配列アンテナシステムを示す
概略図である。受信アンテナシステムは、移動局から上
がってくる受信ビーム６０１を多数の配列アンテナ６０
２で受信し、配列高周波ケーブル６０３、配列帯域通過
フィルタ６０４、配列高周波ケーブル６０５、配列低雑
音増幅器６０６、配列高周波ケーブル６０７、多重ビー
ム形成超高周波レンズ６０８、受信ビーム選択スイッチ
６０９、方向調整ビーム選択スイッチ駆動部６１０及び
駆動増幅器６１１から構成される。
【００３９】サービスセル内の移動局から輻射された信
号６０１は、受信配列アンテナ６０２により位相配列受
信され、受信された各信号は、遠距離移動局の方向に応
じた線型位相差を有しており、受信帯域通過フィルタ６
０４で受信周波数帯域以外の周波数を有する干渉信号を
除去し、低雑音増幅器６０６で低雑音増幅された後、多
重ビーム形成超高周波レンズ６０８を通り過ぎながら移
動局の方向に応じた線型位相差により所定のビームポー
トb１で同相に合成され、合成された受信ビームは、方
向調整ビーム選択スイッチ駆動部６１０の制御命令によ
り方向調整ビーム選択スイッチ６０９を経て駆動増幅器
６１１で必要な利得と出力に増幅された後、給電ケーブ
ルを介して基地局受信機に伝達される。この場合、基地
局に連結される給電ケーブルにより損失が生じるが、既
にアンテナに入力されるすぐ前に低雑音増幅されたの
で、基地局受信感度には何ら影響を与えない。したがっ
て、本発明にかかるアンテナシステムは、従来のアンテ
ナシステムに比べて受信感度が良いので逆方向通信品質
が向上する。この場合、配列高周波ケーブル６０３、６
０５、６０７は、遠距離移動局の方向による位相差を保
持するために長さが同じであるべきである。
号６０１は、受信配列アンテナ６０２により位相配列受
信され、受信された各信号は、遠距離移動局の方向に応
じた線型位相差を有しており、受信帯域通過フィルタ６
０４で受信周波数帯域以外の周波数を有する干渉信号を
除去し、低雑音増幅器６０６で低雑音増幅された後、多
重ビーム形成超高周波レンズ６０８を通り過ぎながら移
動局の方向に応じた線型位相差により所定のビームポー
トb１で同相に合成され、合成された受信ビームは、方
向調整ビーム選択スイッチ駆動部６１０の制御命令によ
り方向調整ビーム選択スイッチ６０９を経て駆動増幅器
６１１で必要な利得と出力に増幅された後、給電ケーブ
ルを介して基地局受信機に伝達される。この場合、基地
局に連結される給電ケーブルにより損失が生じるが、既
にアンテナに入力されるすぐ前に低雑音増幅されたの
で、基地局受信感度には何ら影響を与えない。したがっ
て、本発明にかかるアンテナシステムは、従来のアンテ
ナシステムに比べて受信感度が良いので逆方向通信品質
が向上する。この場合、配列高周波ケーブル６０３、６
０５、６０７は、遠距離移動局の方向による位相差を保
持するために長さが同じであるべきである。
【００４０】ここで、受信多重ビーム形成レンズ６０８
は、送信多重ビーム方向調整レンズ５０３と同一である
べきであり、受信配列アンテナ６０８は、送信配列アン
テナ４０８と同じ輻射パターンを有する同一配列構造で
あるべきであり、したがって送受信方向調整ビーム選択
スイッチ駆動部もやはり同一な方向調整ビームを有する
ように制御されるべきである。
は、送信多重ビーム方向調整レンズ５０３と同一である
べきであり、受信配列アンテナ６０８は、送信配列アン
テナ４０８と同じ輻射パターンを有する同一配列構造で
あるべきであり、したがって送受信方向調整ビーム選択
スイッチ駆動部もやはり同一な方向調整ビームを有する
ように制御されるべきである。
【００４１】サービスセル内の移動局から輻射されてそ
れぞれの配列アンテナ６０２により受信された信号は、
方向に応じて線型的な位相差を有することとなる。これ
らの位相差は、配列アンテナ上で互いに線型的に前進し
て多重ビーム形成超高周波レンズ６０８自体の電波経路
差と組合わせられてビームポートb１で同相（in−phas
e）に合成される。一方、受信信号に含まれた雑音信号
は、位相が任意的（arbitrary）であることにより超高
周波レンズ６０８のいかなるビームポートでも結合され
ない。この場合、配列アンテナと超高周波レンズとの間
の配列フィルタ６０４、配列低雑音増幅器６０６及び配
列アンテナ６０２、配列フィルタ６０４、配列低雑音増
幅器６０６を連結する配列高周波ケーブル６０３、６０
５、６０７は、それぞれの配列素子間に長さが同一であ
って、位相伝達特性が同一であるべきあり、これによっ
て多重ビーム方向調整超高周波レンズと線型配列アンテ
ナとの間のビーム方向調整特性を維持することができ
る。
れぞれの配列アンテナ６０２により受信された信号は、
方向に応じて線型的な位相差を有することとなる。これ
らの位相差は、配列アンテナ上で互いに線型的に前進し
て多重ビーム形成超高周波レンズ６０８自体の電波経路
差と組合わせられてビームポートb１で同相（in−phas
e）に合成される。一方、受信信号に含まれた雑音信号
は、位相が任意的（arbitrary）であることにより超高
周波レンズ６０８のいかなるビームポートでも結合され
ない。この場合、配列アンテナと超高周波レンズとの間
の配列フィルタ６０４、配列低雑音増幅器６０６及び配
列アンテナ６０２、配列フィルタ６０４、配列低雑音増
幅器６０６を連結する配列高周波ケーブル６０３、６０
５、６０７は、それぞれの配列素子間に長さが同一であ
って、位相伝達特性が同一であるべきあり、これによっ
て多重ビーム方向調整超高周波レンズと線型配列アンテ
ナとの間のビーム方向調整特性を維持することができ
る。
【００４２】図８は、本発明にかかる偏波ダイバーシチ
能動位相配列基地局アンテナシステムを示す説明図であ
る。順方向サービスは、基地局からケーブルを介して上
がってくる信号を最適分散増幅するための送信用駆動増
幅器７０１、送信方向調整ビーム選択スイッチ７０２、
選択スイッチ制御信号７０３、送信用多重ビーム形成超
高周波レンズ７０４、分散配列低電力増幅器７０５、送
受切換器配列７０６、二重偏波（±４５゜または水平／
垂直）アンテナ配列７０７を介してなる。逆方向サービ
スは、二つの最終的な受信信号経路を必要とする。第１
経路は、配列送受切換器７０６の受信ポートから出発し
て受信周波数帯域以外の干渉、または混信を除去するた
めに、受信帯域通過フィルタ７０８、低雑音増幅器配列
７０９、受信用多重ビーム形成超高周波レンズ７１０、
受信ビーム選択スイッチ７１１及び駆動増幅器７１２の
経路により具現される。第２経路は、二重偏波アンテナ
７０７の二つの偏波の中、送信配列用以外に残った他の
一つの偏波配列を介して移動局から上がってくる信号を
受信して、受信帯域通過フィルタ配列７１４、低雑音増
幅器配列７１５、受信多重ビーム形成超高周波レンズ７
１６、受信ビーム選択スイッチ７１７、受信ビーム選択
スイッチ制御信号７１８及び受信用給電ケーブル損失補
強のための駆動増幅器７１９からなる。
能動位相配列基地局アンテナシステムを示す説明図であ
る。順方向サービスは、基地局からケーブルを介して上
がってくる信号を最適分散増幅するための送信用駆動増
幅器７０１、送信方向調整ビーム選択スイッチ７０２、
選択スイッチ制御信号７０３、送信用多重ビーム形成超
高周波レンズ７０４、分散配列低電力増幅器７０５、送
受切換器配列７０６、二重偏波（±４５゜または水平／
垂直）アンテナ配列７０７を介してなる。逆方向サービ
スは、二つの最終的な受信信号経路を必要とする。第１
経路は、配列送受切換器７０６の受信ポートから出発し
て受信周波数帯域以外の干渉、または混信を除去するた
めに、受信帯域通過フィルタ７０８、低雑音増幅器配列
７０９、受信用多重ビーム形成超高周波レンズ７１０、
受信ビーム選択スイッチ７１１及び駆動増幅器７１２の
経路により具現される。第２経路は、二重偏波アンテナ
７０７の二つの偏波の中、送信配列用以外に残った他の
一つの偏波配列を介して移動局から上がってくる信号を
受信して、受信帯域通過フィルタ配列７１４、低雑音増
幅器配列７１５、受信多重ビーム形成超高周波レンズ７
１６、受信ビーム選択スイッチ７１７、受信ビーム選択
スイッチ制御信号７１８及び受信用給電ケーブル損失補
強のための駆動増幅器７１９からなる。
【００４３】図８で、順方向サービス信号は、基地局か
ら上がって、送信多重ビーム形成超高周波レンズ７０４
の所定の一つのビームポートから配列ポートに分散され
る。分散された信号は、配列低電力増幅器７０５により
増幅されて、送受切換器７０６を介して二重偏波配列ア
ンテナ７０７の一つのセットの偏波（例えば＋４５゜）
に給電されて空間に輻射される。
ら上がって、送信多重ビーム形成超高周波レンズ７０４
の所定の一つのビームポートから配列ポートに分散され
る。分散された信号は、配列低電力増幅器７０５により
増幅されて、送受切換器７０６を介して二重偏波配列ア
ンテナ７０７の一つのセットの偏波（例えば＋４５゜）
に給電されて空間に輻射される。
【００４４】逆方向信号は、送信時と同じ偏波配列（＋
４５゜）により受信された信号は、配列送受切換器７０
６、受信帯域通過フィルタ７０８、低雑音増幅器７０
９、及び受信多重ビーム形成超高周波レンズ７１０に伝
送されて受信信号の一つを形成し、二重偏波配列アンテ
ナ７０７の中、他のセットの偏波配列（−４５゜）によ
り受信された信号は、受信帯域通過フィルタ７１４、低
雑音増幅器７１５、受信多重ビーム形成超高周波レンズ
７１６に伝送されて偏波ダイバーシチのための残りの一
つの受信信号を形成する。
４５゜）により受信された信号は、配列送受切換器７０
６、受信帯域通過フィルタ７０８、低雑音増幅器７０
９、及び受信多重ビーム形成超高周波レンズ７１０に伝
送されて受信信号の一つを形成し、二重偏波配列アンテ
ナ７０７の中、他のセットの偏波配列（−４５゜）によ
り受信された信号は、受信帯域通過フィルタ７１４、低
雑音増幅器７１５、受信多重ビーム形成超高周波レンズ
７１６に伝送されて偏波ダイバーシチのための残りの一
つの受信信号を形成する。
【００４５】二つの受信信号は、最終的に受信用多重ビ
ーム形成超高周波レンズ７１０、７１６の所定のビーム
ポートで合成され、受信方向調整ビーム選択スイッチ７
１１、７１７で受信ビーム選択制御信号７１２、７１８
により各々選択される。受信ビーム選択制御信号７１
２、７１８は、送信ビーム選択のための送信ビーム選択
制御信号７０３と同じである。また、二つの受信信号
は、アンテナから出力された後、配列低雑音増幅器７０
９、７１５により低雑音増幅されて基地局に伝送される
ので基地局受信感度が向上し、それによって通話品質が
向上する。
ーム形成超高周波レンズ７１０、７１６の所定のビーム
ポートで合成され、受信方向調整ビーム選択スイッチ７
１１、７１７で受信ビーム選択制御信号７１２、７１８
により各々選択される。受信ビーム選択制御信号７１
２、７１８は、送信ビーム選択のための送信ビーム選択
制御信号７０３と同じである。また、二つの受信信号
は、アンテナから出力された後、配列低雑音増幅器７０
９、７１５により低雑音増幅されて基地局に伝送される
ので基地局受信感度が向上し、それによって通話品質が
向上する。
【００４６】図９は、図５を参照し前で説明した送信位
相配列アンテナシステムで測定されたビーム方向調整輻
射パターンを示している。ここで、超高周波レンズの位
相制御を維持するために、低電力増幅器と送受切換器の
ような分散された要素は、チャネル間で大きさ及び位相
伝達がよく整合（match）されるべきである。水平軸は
高度方向観察角度であり、垂直軸は、輻射電界強度であ
る。
相配列アンテナシステムで測定されたビーム方向調整輻
射パターンを示している。ここで、超高周波レンズの位
相制御を維持するために、低電力増幅器と送受切換器の
ような分散された要素は、チャネル間で大きさ及び位相
伝達がよく整合（match）されるべきである。水平軸は
高度方向観察角度であり、垂直軸は、輻射電界強度であ
る。
【００４７】図１０及び図１１は、送受信ビームの下方
チルト角を選択するための下方チルト角選択装置を示し
たブロック図である。下方チルト角を選択するために、
二つの方法が可能である。第１に、図１０に示したよう
に、方向調整角制御部９０１にチルト角を制御し得るロ
ータリースイッチ、またはプッシュボタン（push butto
n）スイッチが含まれるようにする。方向調整角制御部
９０１で所定のチルト角が選択されれば、選択されたチ
ルト角に制御するために必要な命令語を所定のビット
数、本実施例では、３ビットに変換してエンコーダ（図
示せず）及びRS４２２ライン駆動部９０２を経て信号線
ケーブル９０３を介してアンテナタワー上の能動位相配
列アンテナに伝達する。能動位相配列アンテナでは、RS
４２２ライン受信部９０４がこれを受信して送受信方向
調整ビーム選択制御信号にデコーダ９０５でデコーディ
ングして送受信方向調整ビーム選択のための超高周波ス
イッチを制御する。これは基地局室内で下方チルト角を
制御し得る方法である。
チルト角を選択するための下方チルト角選択装置を示し
たブロック図である。下方チルト角を選択するために、
二つの方法が可能である。第１に、図１０に示したよう
に、方向調整角制御部９０１にチルト角を制御し得るロ
ータリースイッチ、またはプッシュボタン（push butto
n）スイッチが含まれるようにする。方向調整角制御部
９０１で所定のチルト角が選択されれば、選択されたチ
ルト角に制御するために必要な命令語を所定のビット
数、本実施例では、３ビットに変換してエンコーダ（図
示せず）及びRS４２２ライン駆動部９０２を経て信号線
ケーブル９０３を介してアンテナタワー上の能動位相配
列アンテナに伝達する。能動位相配列アンテナでは、RS
４２２ライン受信部９０４がこれを受信して送受信方向
調整ビーム選択制御信号にデコーダ９０５でデコーディ
ングして送受信方向調整ビーム選択のための超高周波ス
イッチを制御する。これは基地局室内で下方チルト角を
制御し得る方法である。
【００４８】第２に、図１１に示したチルト角制御方法
は、より便利にサービスセル内の遠隔地に位置した運用
者が現場で基地局送信ビームの下方チルト角を制御する
ために能動位相配列アンテナ内にダイヤルアップモデム
を設けて、遠隔地現場で無線電話を介して下方チルト角
選択のための数字を指定し、また現場で直接その変更効
果をモニターする方法である。
は、より便利にサービスセル内の遠隔地に位置した運用
者が現場で基地局送信ビームの下方チルト角を制御する
ために能動位相配列アンテナ内にダイヤルアップモデム
を設けて、遠隔地現場で無線電話を介して下方チルト角
選択のための数字を指定し、また現場で直接その変更効
果をモニターする方法である。
【００４９】図１２は、本発明の偏波ダイバーシチ能動
位相配列アンテナを光中継機のスレーブ（slave）ユニ
ット、すなわちサービスアンテナとして使用する時の構
成を示す。偏波ダイバーシチ能動位相配列基地局アンテ
ナの場合と大同小異な構成である。但し、順方向の場
合、光中継機のマスター（master）ユニットから光ケー
ブルを介して伝達された光信号を電気信号に変換して送
信するための光電変換装置（Optic−to−Electric Conv
erter）が含まれており、また逆方向の場合、ダイバー
シチに必要な二つの受信信号を再度光信号に変換してマ
スターユニットに伝送するための電光変換装置（Electr
ic−to−Optic Converter）が含まれただけである。そ
の他の光中継機で必要とする順方向中継利得と逆方向中
継利得及び適正出力を出すための利得制御装置として可
変減衰器（variable attenuator）が追加されている。
位相配列アンテナを光中継機のスレーブ（slave）ユニ
ット、すなわちサービスアンテナとして使用する時の構
成を示す。偏波ダイバーシチ能動位相配列基地局アンテ
ナの場合と大同小異な構成である。但し、順方向の場
合、光中継機のマスター（master）ユニットから光ケー
ブルを介して伝達された光信号を電気信号に変換して送
信するための光電変換装置（Optic−to−Electric Conv
erter）が含まれており、また逆方向の場合、ダイバー
シチに必要な二つの受信信号を再度光信号に変換してマ
スターユニットに伝送するための電光変換装置（Electr
ic−to−Optic Converter）が含まれただけである。そ
の他の光中継機で必要とする順方向中継利得と逆方向中
継利得及び適正出力を出すための利得制御装置として可
変減衰器（variable attenuator）が追加されている。
【００５０】
【発明の効果】本発明の空間ダイバーシチ能動位相配列
アンテナシステムは、順方向サービスの場合、従来の移
動通信基地局アンテナシステムに比べて給電ケーブル損
失を減少させることによって、高電力増幅器の代わりに
配列低出力増幅器を利用して従来のシステムと同じ有効
輻射電力が得られる。それだけでなく、配列低出力増幅
器は、従来の単一高電力増幅器より小型であって、低価
格であるだけでなく、効率が高くて放熱及び冷却負担が
小さく、寿命が長いので全体的に基地局アンテナシステ
ムの信頼性が向上する。逆方向サービスの場合、アンテ
ナから出力された受信信号は、配列低雑音増幅器により
低雑音増幅された後、基地局に伝送されるので基地局受
信感度が向上し、それによって通話品質が向上する。
アンテナシステムは、順方向サービスの場合、従来の移
動通信基地局アンテナシステムに比べて給電ケーブル損
失を減少させることによって、高電力増幅器の代わりに
配列低出力増幅器を利用して従来のシステムと同じ有効
輻射電力が得られる。それだけでなく、配列低出力増幅
器は、従来の単一高電力増幅器より小型であって、低価
格であるだけでなく、効率が高くて放熱及び冷却負担が
小さく、寿命が長いので全体的に基地局アンテナシステ
ムの信頼性が向上する。逆方向サービスの場合、アンテ
ナから出力された受信信号は、配列低雑音増幅器により
低雑音増幅された後、基地局に伝送されるので基地局受
信感度が向上し、それによって通話品質が向上する。
【００５１】本発明にかかる基地局アンテナシステム
で、順方向サービス中の配列分散増幅器の中、１〜２個
が故障するとしても、有効輻射電力の中１〜２dBのみが
減少する程度であって、サービスは維持しているため、
通信サービスの急激な断絶を防止でき、整備維持時間を
確保することのできる効果がある。
で、順方向サービス中の配列分散増幅器の中、１〜２個
が故障するとしても、有効輻射電力の中１〜２dBのみが
減少する程度であって、サービスは維持しているため、
通信サービスの急激な断絶を防止でき、整備維持時間を
確保することのできる効果がある。
【００５２】本発明の偏波ダイバーシチ能動位相配列ア
ンテナシステムは、上記した配列送受切換器を利用して
一つの送信用多重ビーム方向調整超高周波レンズと二つ
の受信用多重ビーム方向調整超高周波レンズとを結合し
て二つの相互独立的な受信信号を提供することによっ
て、前述した順方向発明効果と逆方向発明効果とを同時
に有する新しい形態の移動通信基地局及び中継機アンテ
ナを提供できるという効果がある。
ンテナシステムは、上記した配列送受切換器を利用して
一つの送信用多重ビーム方向調整超高周波レンズと二つ
の受信用多重ビーム方向調整超高周波レンズとを結合し
て二つの相互独立的な受信信号を提供することによっ
て、前述した順方向発明効果と逆方向発明効果とを同時
に有する新しい形態の移動通信基地局及び中継機アンテ
ナを提供できるという効果がある。
【００５３】本発明で、遠隔制御装置を使用する場合、
基地局から遠く離れた遠隔地サービス現場で基地局まで
上がらなくても基地局アンテナの下方チルト角を電子式
で制御でき、また現場で直ちに電界強度を測定して補完
できる。したがって、機械式ブラケット（bracket）を
調節するためにアンテナタワーに上がる整備要員とクレ
インなどの補助装備が必要なくなり維持費用を低減で
き、また安全事故を防止できる効果がある。
基地局から遠く離れた遠隔地サービス現場で基地局まで
上がらなくても基地局アンテナの下方チルト角を電子式
で制御でき、また現場で直ちに電界強度を測定して補完
できる。したがって、機械式ブラケット（bracket）を
調節するためにアンテナタワーに上がる整備要員とクレ
インなどの補助装備が必要なくなり維持費用を低減で
き、また安全事故を防止できる効果がある。
【００５４】本発明の能動位相配列アンテナシステム
は、真っすぐ立っているまま電気的に下方チルト（down
−tilt）できるので、全体的にアンテナの小型化に有利
である。さらに、偏波ダイバーシチアンテナは、３−セ
クターアンテナタワー全体をまるで一つの街灯のような
構造に小型化することができるので、環境親和型移動通
信基地局及び中継機アンテナシステムを具現することの
できる効果がある。
は、真っすぐ立っているまま電気的に下方チルト（down
−tilt）できるので、全体的にアンテナの小型化に有利
である。さらに、偏波ダイバーシチアンテナは、３−セ
クターアンテナタワー全体をまるで一つの街灯のような
構造に小型化することができるので、環境親和型移動通
信基地局及び中継機アンテナシステムを具現することの
できる効果がある。
【００５５】以上で説明した本発明は、上記好ましい実
施例によって具体的に記述されたが、上記した実施例は
その説明のためのものであって、その制限のためのもの
でないことに留意されるべきである。また、本発明の技
術分野の通常の専門家であるならば、本発明の技術思想
の範囲内で種々の実施例が可能であることを理解される
べきである
施例によって具体的に記述されたが、上記した実施例は
その説明のためのものであって、その制限のためのもの
でないことに留意されるべきである。また、本発明の技
術分野の通常の専門家であるならば、本発明の技術思想
の範囲内で種々の実施例が可能であることを理解される
べきである
【図１】 従来の空間ダイバーシチ基地局アンテナシス
テムを示す説明図。
テムを示す説明図。
【図２】 従来の偏波ダイバーシチ基地局アンテナシス
テムを示す説明図。
テムを示す説明図。
【図３】 従来の偏波ダイバーシチ基地局アンテナシス
テムを示す説明図。
テムを示す説明図。
【図４】 従来の基地局アンテナシステムの機械的下方
チルト（down−tilt）ブラケットを示す説明図。
チルト（down−tilt）ブラケットを示す説明図。
【図５】 本発明にかかる配列低出力増幅器を有する空
間ダイバーシチ順方向能動位相配列基地局アンテナシス
テムを示す説明図。
間ダイバーシチ順方向能動位相配列基地局アンテナシス
テムを示す説明図。
【図６】 Ａ〜Ｃは本発明にかかる多重ビーム形成超高
周波レンズを示す説明図。
周波レンズを示す説明図。
【図７】 本発明にかかる配列低雑音増幅器を有する空
間ダイバーシチ逆方向位相配列基地局アンテナシステム
を示す説明図。
間ダイバーシチ逆方向位相配列基地局アンテナシステム
を示す説明図。
【図８】 本発明にかかる配列低出力増幅器、配列送受
切換器及び配列低雑音増幅器を有する偏波ダイバーシチ
能動位相配列基地局アンテナシステムを示す説明図。
切換器及び配列低雑音増幅器を有する偏波ダイバーシチ
能動位相配列基地局アンテナシステムを示す説明図。
【図９】 本発明にかかる能動位相配列アンテナの多重
ビーム方向調整輻射パターン。
ビーム方向調整輻射パターン。
【図１０】本発明にかかる送受信ビーム方向調整選択ス
イッチ制御回路を示す説明図。
イッチ制御回路を示す説明図。
【図１１】本発明にかかる送受信ビーム方向調整選択ス
イッチ制御回路を示す説明図。
イッチ制御回路を示す説明図。
【図１２】本発明にかかる能動位相配列アンテナシステ
ムを光中継機のスレーブユニットで応用したシステムの
概念図。
ムを光中継機のスレーブユニットで応用したシステムの
概念図。
４０１、６１１ 駆動増幅器 ４０２ 超高周波スイッチ ４０３、６１０ 方向調整ビーム選択スイッチ駆動
部 ４０４、６０８ 多重ビーム形成超高周波レンズ ４０５、４０７、６０３、６０５、６０７ 配列高
周波ケーブル ４０６ 配列低電力増幅器 ４０８、６０２ 線型配列アンテナ ６０４ 帯域通過フィルタ ６０６ 配列低雑音増幅器 ６０９ 受信ビーム選択スイッチ
部 ４０４、６０８ 多重ビーム形成超高周波レンズ ４０５、４０７、６０３、６０５、６０７ 配列高
周波ケーブル ４０６ 配列低電力増幅器 ４０８、６０２ 線型配列アンテナ ６０４ 帯域通過フィルタ ６０６ 配列低雑音増幅器 ６０９ 受信ビーム選択スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 7/08 Ｈ０４Ｂ 7/08 Ｄ 7/10 7/10 Ａ Ｂ 7/26 7/26 Ｂ Ｆターム(参考） 5J020 AA02 BB08 DA03 DA04 DA06 5J021 AA05 AA06 CA06 DB02 DB03 DB04 EA04 FA17 FA20 FA24 FA26 FA29 FA31 FA32 GA02 GA08 HA05 HA06 HA10 JA05 5K059 CC02 CC03 CC04 CC05 DD33 5K067 AA23 AA33 AA44 CC24 EE02 EE10 GG01 GG11 KK02
Claims (14)
- 【請求項１】 空間ダイバーシチ順方向基地局及び中継
機アンテナシステムにおいて、 所定の一つのビームポートを介して信号を入力されて、
入力信号を電波経路差に応じてそれぞれの線型位相差を
有する多数の信号に分散して多数の配列ポートを介して
出力するための多重ビーム形成手段と、 基地局から信号を入力されて、基地局から送信された制
御信号に応じて上記多重ビーム形成手段の所定の一つの
ビームポートを選択して、選択されたビームポートに入
力信号を送信するための方向調整ビームスイッチング手
段と、 上記多重ビーム形成手段の多数の配列ポートから入力さ
れた多数の信号を低電力増幅するための配列低電力増幅
手段と、 上記配列低電力増幅手段から入力される多数の信号を輻
射して、輻射された多数の信号が同位相に空間電力合成
されて有効輻射電力が上記スイッチング手段により方向
調整された方向に十分にセルをカバーできるようにする
ための配列輻射手段とを含むアンテナシステム。 - 【請求項２】 上記多重ビーム形成手段は、垂直チルト
角制御専用狭角高解像下方チルトマイクロウェーブレン
ズ（Narrow Angle High Resolution Down−TiltMicrowa
ve Lens）であることを特徴とする請求項１に記載のア
ンテナシステム。 - 【請求項３】 上記方向調整ビームスイッチング制御手
段は、 基地局内に位置し、基地局内の運用者から方向調整ビー
ム選択信号を入力されて方向調整角制御信号を生成して
出力する方向調整角制御手段と、 アンテナに位置し、上記方向調整角制御手段から受信さ
れた上記方向調整角制御信号に応じて送受信ビームの下
方チルト角を選択するチルト角選択手段とを含む請求項
１に記載のアンテナシステム。 - 【請求項４】 上記方向調整ビームスイッチング制御手
段は、 遠隔地にある運用者から方向調整ビーム選択信号を入力
されて方向調整角制御信号を生成して出力する方向調整
角制御手段と、 アンテナに位置し、上記方向調整角制御手段から受信さ
れた上記方向調整角制御信号に応じて送受信ビームの下
方チルト角を選択するチルト角選択手段とを含む請求項
１に記載のアンテナシステム。 - 【請求項５】 空間ダイバーシチ逆方向基地局及び中継
機アンテナシステムにおいて、 移動局で輻射された信号を受信するための位相配列受信
手段と、 多数の配列ポートを介して上記位相配列受信手段から多
数の信号を入力されて、所定の一ビームポートで多数の
信号が同相に合成されるようにするための多重ビーム形
成手段と、 基地局から送信された制御信号に応じて合成された信号
を選択するための方向調整ビームスイッチング手段とを
含むアンテナシステム。 - 【請求項６】 上記位相配列受信手段から受信された信
号らから所望の受信帯域以外の不要な干渉信号を除去す
るための配列帯域通過ろ波手段をさらに含む請求項５に
記載のアンテナシステム。 - 【請求項７】 上記多重ビーム形成手段は、 垂直チルト角制御専用狭角高解像下方チルトマイクロウ
ェーブレンズ（NarrowAngle High Resolution Down−Ti
lt Microwave Lens）であることを特徴とする請求項５
に記載のアンテナシステム。 - 【請求項８】 上記方向調整ビームスイッチング制御手
段は、 基地局内に位置し、基地局内の運用者から方向調整ビー
ム選択信号を入力されて方向調整角制御信号を生成して
出力する第１方向調整角制御手段と、 アンテナに位置し、上記方向調整角制御手段から受信さ
れた上記方向調整角制御信号に応じて送受信ビームの下
方チルト角を選択するチルト角選択手段とを含むアンテ
ナシステム。 - 【請求項９】 上記方向調整ビームスイッチング制御手
段は、 遠隔地にある運用者から方向調整ビーム選択信号を入力
されて方向調整角制御信号を生成して出力する方向調整
角制御手段と、 アンテナに位置し、上記方向調整角制御手段から受信さ
れた上記方向調整角制御信号に応じて送受信ビームの下
方チルト角を選択するチルト角選択手段とを含む請求項
５に記載のアンテナシステム。 - 【請求項１０】 偏波ダイバーシチ能動位相配列基地局
アンテナシステムにおいて、 所定の一つのビームポートを介して信号を入力されて、
入力信号を電波経路差に応じてそれぞれの線型位相差を
有する多数の信号に分散して多数の配列ポートを介して
出力するための多重ビーム形成手段と、 基地局から信号を入力されて、基地局から送信された制
御信号に応じて上記多重ビーム形成手段の所定の一つの
ビームポートを選択して、選択されたビームポートに入
力信号を送信するための方向調整ビームスイッチング手
段と、 上記多重ビーム配列手段の多数の配列ポートから入力さ
れた多数の信号を低電力増幅するための配列低電力増幅
手段と、偏波ダイバーシチに必要な二つの相互独立的な
受信信号を得るために上記配列低電力増幅手段の出力を
配列送受切換器を利用して送受信経路を区分する配列ダ
イプレックシング手段と、 上記配列ダイプレックシング手段からの配列信号を二重
偏波配列アンテナの中、上記第１偏波を介して輻射さ
せ、輻射された多数の信号が上記方向調整ビームスイッ
チング手段により方向調整された方向に同位相に空間電
力合成されて順方向サービスに必要な有効輻射電力を出
力する二重偏波配列送信手段とを含むアンテナシステ
ム。 - 【請求項１１】 上記二重偏波配列アンテナの上記第１
偏波を介して移動局からの信号を配列受信し、上記ダイ
プレックシング手段の受信ポートセットを経て一セット
の第１配列受信信号を形成し、上記第１配列受信信号を
配列低雑音増幅して受信感度を改善した第１受信信号を
得て、上記二重偏波配列アンテナの第２偏波を介して移
動局からの信号を配列受信し、これを別個に低雑音増幅
して偏波ダイバーシチのためのまた一つの独立された受
信感度が改善された第２受信信号を得て最終的に偏波ダ
イバーシチに必要な二つの独立された受信信号を得る偏
波配列受信手段と、 上記偏波配列受信手段から入力された信号から所望の受
信帯域以外の不要な干渉信号を除去するための配列帯域
通過ろ波手段と、 上記配列帯域通過ろ波手段からの出力信号を低雑音増幅
するための配列低雑音増幅手段と、 上記配列低雑音増幅手段から出た信号が所定の一つのビ
ームポートで多数の信号が同相に合成されるようにする
ための多重ビーム合成手段と、 上記多重ビーム合成手段により合成された信号からの多
数の信号の中、偏波ダイバーシチのための一つの受信信
号を最終的に選択するためのスイッチング手段とをさら
に含む請求項１０に記載のアンテナシステム。 - 【請求項１２】 上記多重ビーム形成手段及び上記多重
ビーム合成手段は、 垂直チルト角制御専用狭角高解像下方チルトマイクロウ
ェーブレンズ（NarrowAngle High Resolution Down−Ti
lt Microwave Lens）であることを特徴とする請求項１
１に記載のアンテナシステム。 - 【請求項１３】 上記方向調整ビームスイッチング制御
手段は、 基地局内に位置し、基地局内の運用者から方向調整ビー
ム選択信号を入力されて方向調整角制御信号を生成して
出力する方向調整角制御手段と、 アンテナに位置し、上記方向調整角制御手段から受信さ
れた上記方向調整角制御信号に応じて送受信ビームの下
方チルト角を選択するチルト角選択手段と を含む請求項１０に記載のアンテナシステム。 - 【請求項１４】 上記方向調整ビームスイッチング制御
手段は、 遠隔地にある運用者から方向調整ビーム選択信号を入力
されて方向調整角制御信号を生成して出力する方向調整
角制御手段と、 アンテナに位置し、上記方向調整角制御手段から受信さ
れた上記方向調整角制御信号に応じて送受信ビームの下
方チルト角を選択するチルト角選択手段とを含む請求項
１０に記載のアンテナシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000331198A JP2002158602A (ja) | 2000-10-30 | 2000-10-30 | 分散低電力増幅器を利用した能動位相配列基地局／中継機アンテナシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000331198A JP2002158602A (ja) | 2000-10-30 | 2000-10-30 | 分散低電力増幅器を利用した能動位相配列基地局／中継機アンテナシステム |
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|---|---|
| JP2002158602A true JP2002158602A (ja) | 2002-05-31 |
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ID=18807580
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| JP2000331198A Withdrawn JP2002158602A (ja) | 2000-10-30 | 2000-10-30 | 分散低電力増幅器を利用した能動位相配列基地局／中継機アンテナシステム |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100869707B1 (ko) | 2007-01-25 | 2008-11-21 | 주식회사 네친구 | 다중 안테나를 갖는 이동/고정 릴레이의 송수신 방법 및장치 |
| CN104184529A (zh) * | 2014-08-13 | 2014-12-03 | 航天东方红卫星有限公司 | 一种基于切换的异轨星间天线及其捕获跟踪方法 |
| US20200280350A1 (en) * | 2018-02-26 | 2020-09-03 | Parallel Wireless, Inc. | Miniature Antenna Array With Polar Combining Architecture |
| CN117458162A (zh) * | 2023-11-03 | 2024-01-26 | 宁波吉品科技有限公司 | 一种5g相控阵天线口径转接模块 |
-
2000
- 2000-10-30 JP JP2000331198A patent/JP2002158602A/ja not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100869707B1 (ko) | 2007-01-25 | 2008-11-21 | 주식회사 네친구 | 다중 안테나를 갖는 이동/고정 릴레이의 송수신 방법 및장치 |
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| CN117458162B (zh) * | 2023-11-03 | 2024-05-07 | 宁波吉品科技有限公司 | 一种5g相控阵天线口径转接模块 |
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