JP2003509885A - 疎アレイ・アンテナ - Google Patents

疎アレイ・アンテナ

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JP2003509885A
JP2003509885A JP2001522628A JP2001522628A JP2003509885A JP 2003509885 A JP2003509885 A JP 2003509885A JP 2001522628 A JP2001522628 A JP 2001522628A JP 2001522628 A JP2001522628 A JP 2001522628A JP 2003509885 A JP2003509885 A JP 2003509885A
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array
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JP2001522628A
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デルネリード、アンデルス
ヨハニソン、ビヨルン、グンナル
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テレフオンアクチーボラゲツト エル エム エリクソン（パブル）
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

(57)【要約】 通信システムの基地局に用いるアンテナ・アレイであって、一次元で走査されるアレイまたはマルチ・ビーム・アレイに疎素子格子を有するアンテナ・アレイを開示する。素子間隔は、主としてｘ方向に走査することによって決定される。三角形の素子格子では、ｙ軸に沿った個々の素子間隔は、得られた主ローブの可視空間にグレーティング・ローブを発生させずに波長のオーダーに増加され（ｄ y＝０．４８λ）、ｘ軸に沿って約半波長の間隔を維持する（ｄx＝０．４８λ）。このことは、半波長の間隔で配置された放射素子の方形格子に比較して、放射素子の数を大きく減少させたことに対応する。水平走査を考慮に入れるとともに制限することにより、個々の垂直方向の素子間隔をさらに長くして（dy = 1.25λ〜2λ）、たとえば、通信システムの基地局に使用する一次元で走査されるアレイまたはマルチ・ビーム・パターンによる最適な疎アンテナ素子の格子を得ることができる。その上、本発明による疎アレイ・アンテナが基地局動作に利用される場合、本発明は、走査されるローブの電子的下方傾斜を利用して、通信網における隣接セルとの干渉を最小にすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） 本発明は、通信システムをカバーする分野における無線基地局に対して最適化
した疎構成（optimum sparsedesign）を有するアレイ・アンテナに関する。
【０００２】 （背景） 通信網のサービスエリアの容量を大きくしようという要求は、アレイ・アンテ
ナを導入することによって解決される。これらのアンテナは、アジマス平面に１
つまたは複数の狭いビームをつくり出すことができる放射素子（radiating elem
ents）のアレイである。対象とする顧客の方向に狭いビームを向けたり選択した
りすることは、通信網における干渉を低減して容量を大きくすることになる。
【０００３】 アンテナ列に接続されたバトラー行列（Butler matrix）によって、アジマス
平面に同時に走査される固定されたビームを発生することができる。アンテナ素
子の間隔は、構造的に位相が繰り返し加算されることによる(グレーティング・
ローブ（grating lobes）とも呼ばれる)干渉ローブ（interference lobes）の発
生を考慮しなければならないので、最大走査角によって決定される。
【０００４】 アンテナを設計する場合の問題点は、（２次）グレーティング・ローブ（grat
ing lobe）を発生させないために、アレイ・アンテナの放射素子が相互に１波長
未満の間隔で離れていなければならないことである。走査されるビームの場合は
、間隔をさらに短くしなければならない。（移動通信の基地局用適応型アンテナ
のケースのように）主ビームが非常に広い角度で走査される限界のケースでは、
素子の間隔を半波長またはそれより狭くして、可視空間内にグレーティング・ロ
ーブを発生させることを回避する必要がある。
【０００５】 通常、放射素子の格子は、四角形（図１）または三角形（図４）のいずれかで
ある。グレーティング・ローブを発生させることなく同じ最大走査角を想定する
と、正三角形の素子格子は、方形の格子に比較してアンテナ素子の数を約１３％
少なくすることは公知である。しかし、この素子格子は、一次元の複数ビームが
走査されるアレイのケースに対しては最適化されない。たとえば、1961年３月号
のIEEE季報、アンテナと伝搬、ボリュウムAP-9、126頁〜129頁、にあるE. D. Sh
arpの「必要数を減少する平面アレイ素子の三角形配置「（A triangular arrang
ement of planar-array elements that reduces the number needed）」の中に
この参考文献を見つけることができる。
【０００６】 アレイ・アンテナの放射素子は、図１に示すように、規則的な正方形の格子に
配置されることが多い。ｘ軸に沿った素子の間隔をdx、ｙ軸に沿った素子の間隔
をdyとして素子の間隔を示す。素子空間からビーム空間に変換することによって
ビーム方向が分かる。図１に示すアンテナに対応するビーム空間は、図２の中に
示されている。
【０００７】 この場合の主ビームは、アンテナに垂直な方向を指している。可視空間の外側
（つまり、単位円の外側）のビームはグレーティング・ローブを構成し、ビーム
が走査されず、かつ、２つの軸に沿った間隔が１波長より短いかぎり（λ／ｄx
＞１かつλ／ｄy＞１）可視空間には現れない。大規模なアレイの場合、四角形
に配置された格子内の放射素子の数は、NR = A/(dxdy)で近似的に与えられる。
ここでAは、アンテナの開口部の面積である。
【０００８】 ｘ軸に沿って主ビームが走査されると、ビーム空間内の全ビームが或る量だけ
正方向に動く。この量は、走査（放射）角の正弦（sinus）で表される関数に等
しい。ｘ方向の一次元走査における水平な各行ごとに、２次の最大ローブまたは
グレーティング・ローブを、 で表すことができる。ここで、xmは、ローブｍの位置であり、èsは、アレ
イの法線に対する走査角であり、dxは水平面の素子間の距離である。ここではロ
ーブ間の距離はλ／ｄxであるから、可視空間でグレーティング・ローブを発生
しない走査角に対する素子の最長間隔は、 であることが分かる。図３に示すケースでは、主ビームだけでなく第２のビーム
（グレーティング・ローブ）が可視空間に入る。ｘ軸に沿った素子間隔を短くす
ることによって、これを回避することができる。素子間隔が半波長未満の場合は
（つまりλ／ｄx＞２）、走査角に関係なく可視空間にグレーティング・ローブ
は入らない。何故ならば、|sin(q)| £ 1だからである。
【０００９】 正三角形の格子に配置された放射素子が図４に示されている。垂直方向の素子
間隔は、dyで定義されている。対応するビーム間隔は図５に示されている。任意
の走査角に対してグレーティング・ローブを発生させないためには、ｙ軸に沿っ
た素子間隔を、 波長より長くしてはならない（つまりdyの最大値は約0.58波長であり）（ｘ軸に
沿った2dxは１波長である［ ］）。したがって、正三角形の格子における放射素子の最適素子間隔、dyは 波長である。大規模なアレイの場合、三角形に配置された格子内の放射素子の数
は、NT = A/(2dxdy)で近似的に与えられる。（これについても上述のE.D. Sharp
による参考文献を参照されたい。）グレーティング・ローブのない走査量を想定
すると、方形格子に比較して正三角形のほうに (NR-NT)/NR = 13.4%の減少が得
られる。
【００１０】 しかし、アレイ・アンテナ内の放射格子を最適化して、特に可視空間にグレー
ティング・ローブを発生させずに、通信基地局アンテナ用疎アレイ・アンテナ（
sparse array antenna）を得ようとする要求は依然として存在している。
【００１１】 （要約） 本発明は、ビームの一次元走査または複数ビームのパターンのための疎な素子
格子を提供する通信システム用基地局のアレイ・アンテナを開示しており、放射
素子は水平方向に広がるセクターをカバーするためアンテナの所定の開口部を部
分的に満たす。素子間隔は、主としてｘ方向に走査することによって決定される
。三角形の素子格子では、ｙ軸に沿った個々の素子間隔は、１波長のオーダーに
増加し 、グレーティング・ローブとの相互作用が小さい所望の開口部を依然として維持
しており、ｘ軸に沿った半波長の間隔を維持している 。このことは、半波長の間隔で配置された放射素子の方形格子に比較して、50％
のオーダーで放射素子が削減されたことに対応する。水平走査を考慮に入れると
ともに水平走査を制限することによって、垂直方向の素子間隔をさらに長くして
、たとえば、通信システムの基地局用につくられた一次元で走査されるアレイあ
るいはマルチ・ビーム・アレイの中に、最適な疎アンテナ素子格子を得ることが
できる。
【００１２】 その上、本発明による疎アレイ・アンテナが基地局動作に使用される場合、本
発明は、走査されるローブを電子的に下方に傾けること（electronic down-tilt
ing）を利用して、通信網における隣接セルとの干渉を最小にすることができる
。
【００１３】 本発明による、一次元で走査されるまたはマルチ・ビーム・アンテナ装置は、
添付の独立請求項１、９および１０によって十分に説明されており、請求項１に
よる更なる実施例は従属請求項２〜８によって定義されている。
【００１４】 （発明の詳細な説明） 添付の図面とともに以下の説明に言及することによって、本発明の更なる目的
や利点と一緒に本発明を最もよく理解することができる。
【００１５】 本発明は、たとえば、図示した諸例の中でｘ軸に沿って一次元にだけビームを
走査する場合に、アレイ・アンテナ装置における放射素子の格子を最適にするこ
とを開示する。このようなケースでは、ｘ方向だけの最大走査角によって素子間
隔が決定される。三角形の素子格子では、図６に示すように、可視空間にグレー
ティング・ローブを発生させずにｘ軸に沿って１波長（dx）の半分の間隔を維持
しつつ、ｙ軸に沿った個々の素子間隔を、少なくとも１波長の0.7から１波長（
ｄy＝λ）の値に増加させることができる。このことは、方形に配置され、かつ
半波長だけ間隔をおいた放射素子を有する格子に比較して、放射素子の数が30％
から50％少なくなったことに対応する。この設計の結果として、簡単で廉価なア
ンテナをもたらすことになる。
【００１６】 図６に示すように、三角形格子を使用する場合、四角形格子を使用する場合に
比較して最も外側の或いは最も離れた（outermost）ビーム方向にだけ可視空間
にグレーティング・ローブが近接する。後者のケースでは、中心のビームが水平
方向グレーティング・ローブによって最も影響を受ける（図３と比較せよ）。
【００１７】 本発明による利点は、最も離れたビーム位置に関する要求条件がシステムの視
点からより重要性が低いシステムで本発明を使用できることである。たとえば、
主ビームの利得は、グレーティング・ローブが可視空間にはいり始めると小さく
なる。これらのシステムでは、このような利得の減少は、最も離れたビーム位置
にとって利点であり、通常のケースでは、ローブに電気的にテーパーをつけるこ
とを実行することができる。何故ならば、これらの最も離れたビームは、通信網
内の隣接セルとの不要な干渉がないよう、微弱でなければならないからである。
その上、グレーティング・ローブは、システムで妨害が弱い方向に向いている。
【００１８】 図６から分かることは、垂直方向の素子間隔がｄy＝λ、水平方向の間隔が２
ｄx＝λの場合、グレーティング・ローブa2〜a4を可視空間に入れずに、主ロー
ブa0を90度走査できることである。ビーム空間では、たとえば、距離dyが増加す
ると、グレーティング・ローブ間の垂直方向の距離はλ／(dy)であるから、グレ
ーティング・ローブ間の垂直方向の距離が短くなることを忘れてはならない。し
たがって、垂直方向素子の距離ｄyが増加すると、上方の２つのグレーティング
・ローブa1およびa2は、この図の下に向かって動き、一方、従って、グレーティ
ング・ローブａ4およびａ5は上方に動く。換言すると、ｄyがλより大きくなる
と、式λ／ｄyは１の値より小さくなり、これは可視空間を示す円の半径に対応
する。したがって、主ローブが90度に走査されると、グレーティング・ローブa2 およびa4が可視空間に入る。主ローブを下方に傾けることによって、グレーティ
ング・ローブa4を依然として可視空間から離しておくことができる。走査角がた
とえば60度のオーダーに減少すると、垂直方向の距離ｄy＞λに対してグレーテ
ィング・ローブa2を依然として可視空間の外側にしておくことができる。
【００１９】 ｙ方向の素子間隔を決定することを含む設計手順を使用すると、最も遠く離れ
たビーム位置の利得を調整することさえ可能である。同時に、占有面積の総計が
中心ビームの利得を決定する。
【００２０】 マルチ・ビーム・アレイ・アンテナへの設計アプリケーションを、ビームのク
ラスタがｘ軸に沿って発生する場合を例にとり示す。これは図７に示されており
、同図でバトラー行列に接続されたアレイ・アンテナによって発生した４つの固
定ビームa0〜d0は、ビーム空間の中に等間隔で配置されている。素子間隔はｘ軸
に沿って半波長であり、ｙ軸に沿って１波長である。すなわち、２ｄx＝λおよ
びｄy＝λである。その上、上に説明したように、最大走査角 qsがｘ軸に
沿って90度より小さい場合、可視空間にグレーティング・ローブを発生させずに
、ｙ軸に沿った素子間隔をさらに増加させることができる。この値は、既に上記
技術的背景の中で説明したように、数学的に最大走査角、qmaxの正弦に依
存する。一例が図８に示されており、ｙ軸に沿った最適素子間隔は、 によって決定される。
【００２１】 図５で示したように、中心ビームも垂直方向に走査することができる。したが
って、全体のパターンを電気的に下向きに傾けることができる。しかし、放射素
子の間隔をｘ軸またはｙ軸に沿ってわずかに短くして、可視空間におけるグレー
ティング・ローブの過大な影響を回避することが必要である。図７では、単位円
に接触している線に沿って、４つのグレーティング・ローブ（a2、a4、d1、d5）
が位置しているが、これらのグレーティング・ローブは、走査される各中心ビー
ムa0、b0、c0およびd0から遠く離れているので、このようなアンテナの動作及び
アンテナの放射パターンに及ぼす影響は非常に小さい。何故ならば、これらのロ
ーブは非常に高い角度（a2、d1）と非常に低い角度（a4、d5）を指しているから
である。意図したローブa0、d0の利得低下を使用して、ビームを領域の要求条件
に適応させることができる。しかし、ビームは点を定めるのではなく、ビーム空
間に或る一定の拡張をもつので、理論的に得られる垂直方向の距離をさらに少し
短くしなければならないことを忘れてはならない。図８に例示したように垂直方
向の距離dyが増加すると、図７のグレーティング・ローブa2、d1およびa4、d5は
可視空間内で動くであろう。もし、パターンの下方傾斜が導入されると、a2、d1 はさらに可視空間に移動し、a4、d5は可視空間の境界におかれているであろう。
【００２２】 図９は、本明細書に開示した改善点から得られた疎アレイ・アンテナの実施例
を示す。図９のアンテナは、4x4素子の三角形アレイを示しており、これは従来
のように、４ポートのバトラー行列によって給電される。このアレイの代表的な
水平方向の素子間隔ｄxは約０．４８λであるが、垂直方向列におけるアンテナ
素子間の間隔は、たとえば、所望の最大走査角に依存して変化する。およそ120
度をカバーする第１の実施例では、個々の放射素子の垂直方向の間隔dyは、約０
．９λである。量λは、使用する周波数帯域の上方周波数限界の波長に対応し、
この実施例で発生するビーム・パターンは、水平線の下方にビーム幅の半分だけ
電気的に下向きに傾けられる。60度をカバーする疎アンテナ・アレイの第２の実
施例では、放射素子の垂直方向の間隔ｄyは約１．２５λであるが、ビーム・パ
ターンを傾けることは使用されていない。
【００２３】 本発明の範囲を逸脱することなく本発明に対して各種の修正や変更をつくるこ
とができることは、当業者には理解できることであり、このことは添付の特許請
求の範囲によって定義されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 四角形の格子に配置された放射素子を有するアンテナを示す図。
【図２】 図１に示すアレイのビーム間隔を示す図。
【図３】 主ビームがｘ軸に沿って走査される場合の、図１に示すアンテナのビーム間隔
を示す図。
【図４】 三角形格子内に放射素子を有するアンテナを示す図。
【図５】 可視空間にグレーティング・ローブがない三角形格子のビーム間隔を示す図。
【図６】 本発明によるアレイのビーム間隔の例を示す図。
【図７】 本発明のとおりｘ軸に沿って走査される４つの固定ビームを有するアレイ・ア
ンテナのビーム間隔の例を示す図。
【図８】 本発明のとおりｙ軸に沿った走査が制限されるアレイ・アンテナのビーム空間
の例を示す図。
【図９】 本発明によるマルチ・ビーム・アレイ・アンテナの実施例を示す図。
【手続補正書】
【提出日】平成１４年４月９日（２００２．４．９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項２】 請求項１に記載のアレイ・アンテナであって、前記セクター
は、異なる固定された走査角を有する少なくとも２つの狭いビームによってカバ
ーされることを特徴とするアレイ・アンテナ。
【請求項３】 請求項１のいずれかに記載のアレイ・アンテナであって、前
記セクターの幅は９０度よりも広く、前記少なくとも１つのビームは、水平線よ
り下方にビーム幅より小さく電気的に下向きに傾けられることを特徴とするアレ
イ・アンテナ。
【請求項４】 請求項３に記載のアレイ・アンテナであって、前記垂直方向
の前記素子間隔は、少なくとも前記ビームの波長の約０．８５倍に増加し、前記 ビームの 傾斜は水平より下方のビーム幅の半分より小さく制限されることを特徴
とするアレイ・アンテナ。
【請求項５】 請求項４に記載のアレイ・アンテナであって、前記垂直方向
の前記素子間隔は、アンテナ・ビーム・パターンの傾斜を導入せずに、少なくと
もビームの１波長にさらに増加することを特徴とするアレイ・アンテナ。
【請求項６】 請求項の５に記載のアレイ・アンテナであって、前記垂直方
向の前記素子間隔は、グレーティング・ローブがビーム空間の可視領域に少なく
とも部分的にはいっているように選択されて、以って、前記セクターの中心領域
の外のアンテナ利得を、減少した領域の要求条件に適応させることを特徴とする
アレイ・アンテナ。
【請求項７】 請求項４に記載のアレイ・アンテナであって、前記セクター
の中心領域は、前記セクター幅の４０％と７０％の間であることを特徴とするア
レイ・アンテナ。
【請求項８】 請求項１に記載のアレイ・アンテナであって、前記セクター
は、前記少なくとも１つの狭いビームを走査することによってカバーされること
を特徴とするアレイ・アンテナ。
【請求項９】 請求項８に記載のアレイ・アンテナであって、前記セクター の幅は９０度よりも広く、前記少なくとも１つのビームは、水平線より下方にビ ーム幅より小さく電気的に下向きに傾けられることを特徴とするアレイ・アンテ ナ。
【請求項１０】 請求項９に記載のアレイ・アンテナであって、前記垂直方 向の前記素子間隔は、前記ビーム波長の少なくとも約０．８５倍に増加し、前記 ビームの傾斜は、水平線より下方にビーム幅の半分より小さく制限されることを 特徴とするアレイ・アンテナ。
【請求項１１】 請求項１０に記載のアレイ・アンテナであって、前記垂直 方向の前記素子間隔は、アンテナ・ビーム・パターンに傾斜を導入せずに少なく ともビームの１波長にさらに増加することを特徴とするアレイ・アンテナ。
【請求項１２】 請求項１１に記載のアレイ・アンテナであって、前記垂直 方向の前記素子間隔は、グレーティング・ローブがビーム空間の可視領域に少な くとも部分的にはいっているように選択されて、以って、前記セクターの中心領 域の外のアンテナ利得を、減少した領域の要求条件に適応させることを特徴とす るアレイ・アンテナ。
【請求項１３】 請求項１０に記載のアレイ・アンテナであって、前記セク ターの中心領域は、セクター幅の４０％と７０％の間であることを特徴とするア レイ・アンテナ。
【請求項１４】 請求項１１に記載のアレイ・アンテナであって、前記セク ターの幅は９０度よりも広く、前記少なくとも１つのビームは、水平線より下方 にビーム幅より小さく電気的に下向きに傾けられることを特徴とするアレイ・ア ンテナ。
【請求項１５】 請求項１４に記載のアレイ・アンテナであって、前記垂直 方向の前記素子間隔は、前記ビーム波長の０．８５倍に増加して、前記ビームの 傾斜は、水平線より下方にビーム幅の半分より小さく制限されることを特徴とす るアレイ・アンテナ。
【請求項１６】 請求項１５に記載のアレイ・アンテナであって、前記垂直 方向の前記素子間隔は、アンテナ・ビーム・パターンの傾斜を導入せずに少なく ともビームの１波長にさらに増加することを特徴とするアレイ・アンテナ。
【請求項１７】 請求項１６に記載のアレイ・アンテナであって、前記垂直 方向の前記素子間隔は、グレーティング・ローブがビーム空間の可視領域に少な くとも部分的にはいっているように選択されて、以って、前記セクターの中心領 域の外のアンテナ利得を、減少した領域の要求条件に適応させることを特徴とす るアレイ・アンテナ。
【請求項１８】 請求項１５に記載のアレイ・アンテナであって、前記セク ターの前記中心領域は、前記セクター幅の４０％と７０％の間であることを特徴 とするアレイ・アンテナ。
【請求項１９】 通信システムにおいて水平方向に広がるセクターをカバー
する無線基地局の最適化されたアレイ・アンテナであって、 カバーすべきセクターは約１２０度であり、 前記アレイの素子は、三角形の格子に配置され、それらの素子の水平方向の間 隔は 約０．４８λであり、垂直方向の素子間隔は約０．９λであって、λは、使
用される周波数帯域の上方周波数限界のビームの波長に対応し、発生したビーム
は、水平線より下方にビーム幅の半分だけ電気的に下向きに傾けられる、 ことを特徴とするアレイ・アンテナ。
【請求項２０】 通信システムにおいて水平方向に広がるセクターをカバー
する無線基地局の最適化されたアレイ・アンテナであって、 カバーすべきセクターは約６０度であり、 前記アレイの素子は、三角形の格子に配置され、それらの個々の素子の水平方
向の間隔は約０．４８λであり、垂直方向の素子間隔は約１．２５λであって、
λは、使用される周波数帯域の上方周波数限界のビームの波長に対応する、
ことを特徴とするアレイ・アンテナ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】 本発明による、一次元で走査される、またはマルチ・ビーム・アンテナ装置は
、添付の独立請求項１、１９および２０によって十分に説明されており、請求項
１による更なる実施例は従属請求項２〜１８によって定義されている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ 【要約の続き】 との干渉を最小にすることができる。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 通信システムにおいて、水平方向に広がるセクターをカバー
    するアンテナの所定の開口部を部分的に満たす最適化された数の放射素子を有す
    る無線基地局用アレイ・アンテナであって、 前記セクターは、少なくとも１つの狭いビームでカバーされ、 前記アレイの前記放射素子は三角形の格子に配置され、その水平方向の間隔は
    、前記セクターをカバーするために主として水平方向の主ビームの最大走査角に
    よって決定され、 グレーティング・ローブの相互作用が依然として小さい所望の開口部を維持す
    る垂直方向の個々の素子間隔は、少なくとも波長の0.7倍であって、放射素子の
    数を少なくする、 ことを特徴とするアレイ・アンテナ。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のアレイ・アンテナであって、前記セクター
    は、前記少なくとも１つの狭いビームを走査することによってカバーされること
    を特徴とするアレイ・アンテナ。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載のアレイ・アンテナであって、前記セクター
    は、異なる固定された走査角を有する少なくとも２つの狭いビームよってカバー
    されることを特徴とするアレイ・アンテナ。
  4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載のアレイ・アンテナであって
    、前記セクターの幅は90度よりも広く、前記発生したビームは、水平線より下方
    にビーム幅より小さく電気的に下向きに傾けられることを特徴とするアレイ・ア
    ンテナ。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載のアレイ・アンテナであって、前記垂直方向
    の前記個々の素子間隔は、少なくとも波長の約0.85倍に増加し、前記傾斜は水平
    線より下方にビーム幅の半分より小さく制限されることを特徴とするアレイ・ア
    ンテナ。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載のアレイ・アンテナであって、前記垂直方向
    の前記個々の素子間隔は、アンテナ・ビーム・パターンの傾斜を導入せずに、少
    なくとも１波長にさらに増加することを特徴とするアレイ・アンテナ。
  7. 【請求項７】 先行する請求項のいずれかに記載のアレイ・アンテナであっ
    て、前記垂直方向の個々の素子間隔は、グレーティング・ローブがビーム空間の
    可視領域に少なくとも部分的にはいっているように選択され、以って、前記セク
    ターの中心領域の外のアンテナ利得を、減少した領域の要求条件に適応させるこ
    とを特徴とするアレイ・アンテナ。
  8. 【請求項８】 請求項５に記載のアレイ・アンテナであって、前記セクター
    の前記中心領域は、前記セクター幅の40％と70％の間であることを特徴とするア
    レイ・アンテナ。
  9. 【請求項９】 通信システムにおいて水平方向に広がるセクターをカバーす
    る無線基地局の最適化されたアレイ・アンテナであって、 カバーすべき前記セクターは約120度であり、 前記アレイの素子は、三角形の格子に配置され、それらの個々の素子の水平方
    向の間隔（ｄx）は約０．４８λであり、垂直方向の素子間隔（ｄy）は約０．９
    λであって、λは、使用される周波数帯域の上方周波数限界の波長に対応し、発
    生したビームは、水平線より下方にビーム幅の半分だけ電気的に下向きに傾けら
    れる、 ことを特徴とするアレイ・アンテナ。
  10. 【請求項１０】 通信システムにおいて水平方向に広がるセクターをカバー
    する無線基地局の最適化されたアレイ・アンテナであって、 カバーすべきセクターは約60度であり、 前記アレイの素子は、三角形の格子に配置され、それらの個々の素子の水平方
    向の間隔（ｄx）は約０．４８λであり、垂直方向の素子間隔（dy）は約１．２
    ５λであり、λは、使用される周波数帯域の周波数限界の波長に対応する、 ことを特徴とするアレイ・アンテナ。
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