JP2005123811A - Apparatus and method for regulating rf circuit transmission characteristic for array antenna - Google Patents

Apparatus and method for regulating rf circuit transmission characteristic for array antenna Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To regulate transmission characteristics of an RF signal transmitted from a base station apparatus to an array antenna without using a signal source only for calibrations and a demodulator. <P>SOLUTION: A method for regulating the RF circuit transmission characteristics for the array antenna comprises a step of switching a first switch (SW1) built in an outdoor unit 3 to feed back an RF signal of an N system transmitted to the array antenna 1, a step of interlocking second and third switches (SW2, SW3) installed outdoor and in an indoor unit 4 to thereby sequentially switch to respective systems, a step of detecting an amplitude difference and a phase difference of a feedback RF signal and a reference signal of the systems by level detection phase comparator 43 built in the indoor unit 4, and a step of regulating a relative amplitude difference and a phase difference of the RF signal between the systems by a control unit 5. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、Ｎ素子から成るアレーアンテナ装置と、アレーアンテナ装置に対してＮ系統のＲＦ信号を送信する基地局装置間にあって、基地局装置から送信されるＲＦ信号の伝送特性を調整するアレーアンテナ用ＲＦ回路伝送特性調整装置およびその方法に関する。   The present invention is an array antenna between an array antenna apparatus composed of N elements and a base station apparatus that transmits N-system RF signals to the array antenna apparatus and that adjusts transmission characteristics of the RF signal transmitted from the base station apparatus. The present invention relates to an RF circuit transmission characteristic adjusting apparatus and method therefor.

従来、複数のアンテナ素子から構成されるアレーアンテナを用い、各アンテナ素子に入力される、ンテナ素子数分だけ配分された送信信号の振幅、位相を操作して放射パターンを制御するビーム制御技術がある。
ビーム制御機能を搭載した基地局装置（以下ビーム制御基地局という）と、アレーアンテナ間は、アンテナ素子数分の給電線およびアンプ（以下、纏めてＲＦ回路という）で接続されている。それぞれの伝送特性は、製造誤差および時間的な温度変化等の影響の差があるため常に同一ではない。このため、伝送される各信号の振幅・位相は、ＲＦ回路によりそれぞれ独立に変動し、ビーム制御技術に影響を与える。 Conventionally, there is a beam control technology that uses an array antenna composed of a plurality of antenna elements, and controls the radiation pattern by manipulating the amplitude and phase of the transmission signal distributed to the number of antenna elements input to each antenna element. is there.
A base station apparatus (hereinafter referred to as a beam control base station) equipped with a beam control function and an array antenna are connected by feeder lines and amplifiers (hereinafter collectively referred to as RF circuits) corresponding to the number of antenna elements. The respective transmission characteristics are not always the same because of differences in effects such as manufacturing errors and temporal temperature changes. For this reason, the amplitude and phase of each signal to be transmitted fluctuate independently by the RF circuit and affect the beam control technique.

上記した問題を解決するため、基地局装置とアレーアンテナ装置間の各ＲＦ回路の伝送特性差を等化するアレーアンテナ用ＲＦ回路調整装置が必要となる。このため、従来は、キャリブレーション専用信号源を用いてキャリブレーション信号を送信信号に多重させ、各ＲＦ回路を転送させた後、それぞれについてキャリブレーション用信号を検出（復調）し、相対振幅、相対位相差を、ある所定の設定キャリブレーション値になるように制御していた（非特許文献１参照。）。
「Ｗ−ＣＤＭＡ下りリンク適応アンテナアレイ送信ダイバーシチにおけるＲＦ送受信回路のキャリブレーションの検討」 原田 篤、田中晋也、安達文幸著、信学技報、Ｐ１０３−１１０、１９９９年８月発行 In order to solve the above-described problems, an array antenna RF circuit adjustment device that equalizes the transmission characteristic difference of each RF circuit between the base station device and the array antenna device is required. For this reason, conventionally, after a calibration signal is multiplexed with a transmission signal using a calibration dedicated signal source and each RF circuit is transferred, a calibration signal is detected (demodulated) for each, and relative amplitude, relative The phase difference is controlled to be a predetermined calibration value (see Non-Patent Document 1).
"Examination of calibration of RF transceiver circuit in W-CDMA downlink adaptive antenna array transmit diversity" Atsushi Harada, Shinya Tanaka, Fumiyuki Adachi, IEICE Tech. Reports, P103-110, August 1999

しかしながら、上記した従来技術によれば、キャリブレーション専用信号源および復調器が必要となるだけではなく、キャリブレーション専用信号が送信信号と多重されて送信されるため、送信信号に対する干渉源となってしまう。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、キャリブレーション専用信号源および復調器を用いることなく、基地局装置から送信されるＲＦ信号の伝送特性を調整することのできる、アレーアンテナ用ＲＦ回路伝送特性調整装置およびその方法を提供することを目的とする。 However, according to the above-described prior art, not only a calibration-dedicated signal source and a demodulator are required, but also the calibration-dedicated signal is multiplexed with the transmission signal and transmitted, so that it becomes an interference source for the transmission signal. End up.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and is capable of adjusting the transmission characteristics of an RF signal transmitted from a base station apparatus without using a calibration-dedicated signal source and a demodulator. An object of the present invention is to provide a circuit transmission characteristic adjusting apparatus and method.

上記した課題を解決するために本発明は、Ｎ素子から成るアレーアンテナ装置と、前記アレーアンテナ装置に対してＮ系統のＲＦ信号を送信する基地局装置間にあって、前記基地局装置から送信されるＲＦ信号の伝送特性を調整するアレーアンテナ用ＲＦ回路伝送特性調整装置であって、前記アレーアンテナ装置へ供給するＮ系統のＲＦ信号をそれぞれ抽出するＮ系統の方向性結合器と、前記抽出したＲＦ信号から前記系統毎、順次選択出力する第１のスイッチと、前記第１のスイッチ出力と前記アレーアンテナ装置に送信されるＮ系統のＲＦ信号を帰還させるアレーアンテナモニタポート出力信号を入力として得、いずれか一方を選択出力する第２のスイッチから成る屋外ユニットと、前記それぞれの系統の帰還ＲＦ信号と参照信号との振幅差、および位相差を検出するレベル位相調整部と、前記レベル位相調整部に入力するＮ系統のＲＦ信号をそれぞれ抽出する方向性結合器と、前記抽出したＲＦ信号を参照信号として系統毎に順次選択出力する第３のスイッチと、前記参照信号ならびに前記帰還ＲＦ信号とを入力として得、前記それぞれの系統の帰還ＲＦ信号と参照信号との振幅差、および位相差を検出するレベル検出位相比較部から成る屋内ユニットと、前記レベル検出位相比較部出力に基づき、前記系統間のＲＦ信号の相対的な振幅差および位相差を最適化された調整値に調整する制御ユニットと、備えたことを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, the present invention is provided between an array antenna apparatus composed of N elements and a base station apparatus that transmits N-system RF signals to the array antenna apparatus, and is transmitted from the base station apparatus. An RF circuit transmission characteristic adjusting device for an array antenna that adjusts transmission characteristics of an RF signal, wherein N directional couplers that respectively extract N RF signals supplied to the array antenna device, and the extracted RF A first switch that sequentially selects and outputs each signal from the signal, and an array antenna monitor port output signal that feeds back the first switch output and an N-system RF signal transmitted to the array antenna device as an input; An outdoor unit composed of a second switch that selectively outputs one of them, and a feedback RF signal and a reference signal of each of the systems. A level phase adjustment unit that detects a difference and a phase difference, a directional coupler that extracts each of N systems of RF signals input to the level phase adjustment unit, and the extracted RF signal as a reference signal for each system sequentially A level detection phase comparison unit that obtains a third switch to selectively output, the reference signal and the feedback RF signal as inputs, and detects an amplitude difference and a phase difference between the feedback RF signal and the reference signal of each of the systems. And a control unit that adjusts relative amplitude differences and phase differences of the RF signals between the systems to optimized adjustment values based on the output of the level detection phase comparison unit. And

上記した課題を解決するために本発明は、Ｎ素子から成るアレーアンテナ装置と、前記アレーアンテナ装置に対してＮ系統のＲＦ信号を送信する基地局装置間にあって、屋外ユニットと、当該屋外ユニットとは制御ケーブルを介して接続される屋内ユニットと、制御ユニットとから成るアレーアンテナ用ＲＦ回路伝送特性調整装置であって、前記屋外ユニットに内蔵された第１のスイッチをアレーアンテナモニタポートに切替えて前記アレーアンテナに送信されるＮ系統のＲＦ信号を、前記アレーアンテナを介して帰還させ、前記屋外ならびに屋内ユニットに設置された、それぞれ第２、第３のスイッチを連動させることにより前記それぞれの系統に順次切替え、前記屋内ユニットに内蔵されたレベル検出位相比較部で前記それぞれの系統の帰還ＲＦ信号と参照信号との振幅差、および位相差を検出し、前記制御ユニットで、前記系統間のＲＦ信号の相対的な振幅差および位相差を最適化された調整値に調整することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the present invention is provided between an array antenna apparatus including N elements and a base station apparatus that transmits N-system RF signals to the array antenna apparatus. Is an RF circuit transmission characteristic adjusting device for an array antenna comprising an indoor unit and a control unit connected via a control cable, wherein the first switch built in the outdoor unit is switched to the array antenna monitor port. N systems of RF signals transmitted to the array antenna are fed back via the array antenna, and the respective systems are connected by interlocking the second and third switches installed in the outdoor and indoor units, respectively. The level detection phase comparator built in the indoor unit sequentially switches each of the systems. An amplitude difference and a phase difference between the return RF signal and the reference signal are detected, and the control unit adjusts the relative amplitude difference and phase difference of the RF signal between the systems to an optimized adjustment value. Features.

上記した課題を解決するために本発明は、Ｎ素子から成るアレーアンテナ装置と、前記アレーアンテナ装置に対してＮ系統のＲＦ信号を送信する基地局装置間にあって、屋外ユニットと、当該屋外ユニットとは制御ケーブルを介して接続される屋内ユニットと、制御ユニットとから成るアレーアンテナ用ＲＦ回路伝送特性調整装置であって、前記屋外ユニットに内蔵された第１のスイッチを第２のスイッチ出力信号に切替え、ＲＦ信号モニタ部によって前記アレーアンテナに供給されるＮ系統のＲＦ信号を抽出して前記屋外ユニットに帰還させ、前記屋外ならびに屋内ユニットに設置された、それぞれ第２、第３のスイッチを連動することにより前記それぞれの系統を順次切替え、前記屋内ユニットに内蔵されたレベル検出位相比較部で前記それぞれの系統の帰還ＲＦ信号と参照信号との振幅差、および位相差を検出し、前記制御ユニットで、前記系統間のＲＦ信号の相対的な振幅差および位相差を最適化された調整値に調整することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the present invention is provided between an array antenna apparatus including N elements and a base station apparatus that transmits N-system RF signals to the array antenna apparatus. Is an RF circuit transmission characteristic adjusting device for an array antenna comprising an indoor unit connected via a control cable and a control unit, wherein the first switch built in the outdoor unit is used as the second switch output signal. Switching, the RF signal monitoring unit extracts N-system RF signals supplied to the array antenna, returns them to the outdoor unit, and interlocks the second and third switches installed in the outdoor and indoor units, respectively. By sequentially switching the respective systems, the level detection phase comparison unit built in the indoor unit An amplitude difference and a phase difference between the feedback RF signal and the reference signal of each system are detected, and the relative amplitude difference and phase difference of the RF signal between the systems are optimized by the control unit. It is characterized by adjusting to a value.

上記した課題を解決するために本発明は、基地局装置からアレーアンテナ装置に送信されるＲＦ信号の伝送特性を調整するアレーアンテナ用ＲＦ回路伝送特性調整方法であって、屋外ユニットに内蔵される第１のスイッチをアレーアンテナモニタポートに切替え、前記アレーアンテナに送信されるＮ系統のＲＦ信号を、前記アレーアンテナを介して前記屋外ユニットに帰還させる工程と、前記屋外ユニットならびに屋内ユニットに内蔵される、それぞれ第２、第３のスイッチを連動させ、前記それぞれの系統に順次切替える工程と、前記屋内ユニットで前記それぞれの系統の帰還ＲＦ信号と参照信号との振幅差、および位相差を検出する工程と、前記系統間のＲＦ信号の相対的な振幅差および位相差を最適化された調整値に調整する工程と、を有することを特徴とする。   In order to solve the above problems, the present invention is an array antenna RF circuit transmission characteristic adjustment method for adjusting the transmission characteristic of an RF signal transmitted from a base station apparatus to an array antenna apparatus, and is incorporated in an outdoor unit. The first switch is switched to the array antenna monitor port, and N-system RF signals transmitted to the array antenna are fed back to the outdoor unit via the array antenna, and are incorporated in the outdoor unit and the indoor unit. Linking the second and third switches to sequentially switch to the respective systems, and detecting the amplitude difference and phase difference between the feedback RF signal of each of the systems and the reference signal by the indoor unit. Adjusting the relative amplitude and phase differences of the RF signals between the systems to optimized adjustment values; Characterized in that it has.

上記した課題を解決するために本発明は、基地局装置からアレーアンテナ装置に送信されるＲＦ信号の伝送特性を調整するアレーアンテナ用ＲＦ回路伝送特性調整方法であって、屋外ユニットに内蔵される第１のスイッチを、同じく内蔵される第２のスイッチ出力信号に切替え、前記アレーアンテナに供給されるＮ系統のＲＦ信号を抽出して前記屋外ユニットに帰還させる工程と、前記屋外ならびに屋内ユニットに設置される、それぞれ第２、第３のスイッチを連動させて前記それぞれの系統を順次切替え、前記屋内ユニットで前記それぞれの系統の帰還ＲＦ信号と参照信号との振幅差、および位相差を検出する工程と、前記系統間のＲＦ信号の相対的な振幅差および位相差を最適化された調整値に調整する工程と、を有することを特徴とする。   In order to solve the above problems, the present invention is an array antenna RF circuit transmission characteristic adjustment method for adjusting the transmission characteristic of an RF signal transmitted from a base station apparatus to an array antenna apparatus, and is incorporated in an outdoor unit. A step of switching the first switch to a second switch output signal which is also built in, extracting N-system RF signals supplied to the array antenna and returning them to the outdoor unit; The respective systems are sequentially switched by linking the second and third switches installed, and the indoor unit detects the amplitude difference and phase difference between the feedback RF signal and the reference signal of each system. And adjusting the relative amplitude difference and phase difference of the RF signal between the systems to an optimized adjustment value. .

本発明によれば、キャリブレーション専用信号源および復調器を用いることなく、送信信号のみで基地局装置から送信される送信信号の伝送特性を調整することができる。従って、コストを削減することができる。また、送信信号にキャリブレーション専用信号を多重させないため、送信信号の品質も維持できる。
また、本発明のアレーアンテナ用ＲＦ回路伝送特性調整方法実現のために、オフライン、オンライン、オフ−オンラインの３つのモードが用意され、システムの初期調整、運用時の調整のそれぞれが可能であり、特に後者においては運用中であっても動的にその調整が可能であり、その際、伝送品質に影響を与えることはない。なお、適応的なビームパターン制御等を可能とする、複数アンテナ素子から構成されるアレーアンテナを用いた技術は、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）２０００ １×ＥＶ−ＤＯや第４世代移動通信システム等の無線通信システムの通信容量を向上させる技術として期待されており、本発明は、このアレーアンテナ技術実現のための貢献が期待できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the transmission characteristic of the transmission signal transmitted from a base station apparatus can be adjusted only with a transmission signal, without using a calibration exclusive signal source and a demodulator. Therefore, the cost can be reduced. In addition, since the calibration signal is not multiplexed with the transmission signal, the quality of the transmission signal can be maintained.
In addition, in order to realize the RF circuit transmission characteristic adjustment method for an array antenna of the present invention, three modes of offline, online, and off-online are prepared, and initial adjustment of the system and adjustment during operation are possible. In particular, the latter can be adjusted dynamically even during operation and does not affect the transmission quality. A technique using an array antenna composed of a plurality of antenna elements that enables adaptive beam pattern control or the like is CDMA (Code Division Multiple Access) 2000 1 × EV-DO, a fourth generation mobile communication system, or the like. The present invention is expected as a technology for improving the communication capacity of the wireless communication system, and the present invention can be expected to contribute to the realization of this array antenna technology.

図１は、本発明のアレーアンテナ用ＲＦ回路伝送特性調整装置の内部構成を示すブロック図である。
本発明のアレーアンテナ用ＲＦ回路伝送特性調整装置は、アレーアンテナ装置１と、基地局装置２の間にあって、屋外ユニット３と、屋内ユニット４と、制御ユニット５で構成される。また、制御ケーブル７は、屋外ユニット３と屋内ユニットを有線で、ＴＴＡ（タワートップアンプ）装置６は、屋外ユニット３と屋内ユニットを光で結合させる。 FIG. 1 is a block diagram showing an internal configuration of an array antenna RF circuit transmission characteristic adjusting apparatus according to the present invention.
The RF circuit transmission characteristic adjusting device for an array antenna according to the present invention is located between the array antenna device 1 and the base station device 2 and includes an outdoor unit 3, an indoor unit 4, and a control unit 5. The control cable 7 is wired between the outdoor unit 3 and the indoor unit, and the TTA (tower top amplifier) device 6 couples the outdoor unit 3 and the indoor unit with light.

アレーアンテナ装置１は、Ｎ素子のアンテナ素子、各素子の入力直前の信号を抽出する方向性結合器（以下、カプラという）、およびカプラ出力後の信号を合成出力するモニタポートから構成されるアレーアンテナである。また、基地局装置２は、上記したアレーアンテナ装置１に入力するＲＦ信号のＮ系統の出力を持つビーム制御基地局である。
屋外ユニット３は、送信信号モニタ部３１と、径路選択レベル調整部３２で構成される。送信信号モニタ部３１は、１２台の送信機（タワートップアンプ）の出力信号をモニタし、１２台のカプラで構成される。また、径路選択レベル調整部３２は、送受信用キャリブレーション信号の径路切替えの、およびレベル調整０行う。受信用のキャリブレーション信号に対しては、適切なレベルに減衰してアレーアンテナ装置に出力する。また、送信用のキャリブレーション信号に対しては、径路の切替えとレベル調整を行い、屋内ユニット４へ出力する。具体的に、径路選択レベル調整部３２は、径路を選択するスイッチ（ＳＷ１）と、モニタする素子を選択するスイッチ（ＳＷ２）と、レベルを調整するステップ減衰器（ＡＴ１，ＡＴ２，ＡＴ３）と、受信周波数成分を遮断するバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）と、送受信のモニタ信号径路を定めるサーキュレータで構成される。 The array antenna device 1 includes an N-element antenna element, a directional coupler (hereinafter referred to as a coupler) that extracts a signal immediately before the input of each element, and a monitor port that synthesizes and outputs the signal after the coupler output. It is an antenna. The base station apparatus 2 is a beam control base station having N outputs of RF signals input to the array antenna apparatus 1 described above.
The outdoor unit 3 includes a transmission signal monitor unit 31 and a path selection level adjustment unit 32. The transmission signal monitor unit 31 monitors the output signals of 12 transmitters (tower top amplifiers) and is composed of 12 couplers. The path selection level adjustment unit 32 performs path switching and level adjustment 0 of the calibration signal for transmission and reception. The calibration signal for reception is attenuated to an appropriate level and output to the array antenna apparatus. Further, for the calibration signal for transmission, the path is switched and the level is adjusted and output to the indoor unit 4. Specifically, the path selection level adjustment unit 32 includes a switch (SW1) for selecting a path, a switch (SW2) for selecting an element to be monitored, a step attenuator (AT1, AT2, AT3) for adjusting the level, It consists of a bandpass filter (BPF) that cuts off the reception frequency component and a circulator that determines the transmission and reception monitor signal paths.

屋内ユニット４は、レベル位相調整部４１と、基準信号選択部４２と、レベル検出位相比較部４３で構成される。
レベル位相調整部４１は、制御ユニット５からの制御信号により基地局装置２からの出力信号のレベルと位相を調整する。また、モニタ信号を出力する、１２台のレベル位相調整回路（ＬＰＣｉ，ｉ＝１，２，…，１２）で構成される。ＬＰＣｉは、カプラ、可変減衰器、可変位相器で構成される。可変減衰器と可変位相器は、制御ユニット５からの制御信号(電圧)によって出力信号のレベルと移相量とが調整される。また、基準信号切替え部４２は、制御ユニット５からの制御信号により、レベル位相調整部４１から出力されるモニタ信号を選択し、所定のレベルに増幅して出力する。１２入力１出力スイッチ（ＳＷ３）と増幅器（ＡＭＰ）とで構成される。レベル検出位相比較部４３は、２つの入力信号のレベル検出と位相を比較し、結果を制御ユニット５へ出力する。 The indoor unit 4 includes a level phase adjustment unit 41, a reference signal selection unit 42, and a level detection phase comparison unit 43.
The level phase adjustment unit 41 adjusts the level and phase of the output signal from the base station apparatus 2 according to the control signal from the control unit 5. Further, it is composed of 12 level phase adjustment circuits (LPCi, i = 1, 2,..., 12) that output monitor signals. LPCi includes a coupler, a variable attenuator, and a variable phase shifter. In the variable attenuator and the variable phase shifter, the level of the output signal and the amount of phase shift are adjusted by the control signal (voltage) from the control unit 5. Further, the reference signal switching unit 42 selects the monitor signal output from the level phase adjustment unit 41 based on the control signal from the control unit 5, amplifies it to a predetermined level, and outputs it. It consists of a 12-input 1-output switch (SW3) and an amplifier (AMP). The level detection phase comparison unit 43 compares the level detection and phase of the two input signals and outputs the result to the control unit 5.

制御ユニット５は、レベル検出位相比較部４３からの情報に基づいて、各素子のレベルと位相の補正量を算出し、レベル位相調整部４１を制御する。また、オフライン時のキャリブレーションとオンラインのキャリブレーション時に装置を跨って設置されるスイッチ類（ＳＷ１〜ＳＷ３）の切替えを行う。
制御ユニット５は、制御部と、Ｉ／Ｆ（Interface）と、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）と、Ｄ／Ａ（Digital／Analog）で構成され、制御部は、レベル検出位相比較部４３からの情報に基づいて、各素子のレベルと位相の補正量を算出し、レベル位相調整部４１を制御する。また、オフライン時のキャリブレーションとオンライン時のキャリブレーション時にスイッチ類（ＳＷ１〜ＳＷ３）を切替える機能を有し、ＰＣでプログラマブルに制御される。なお、位相の補正量に基づくレベル位相調整部４１の制御は、汎用の最適化アルゴリズムに従う。Ｉ／Ｆは、制御部からの指示に基づいてスイッチ類（ＳＷ１〜ＳＷ３）の切替え制御信号を出力する。また、Ａ／Ｄ部は、レベル検出位相比較部４３からの信号（アナログ電圧）をディジタル値に変換して制御部に出力し、Ｄ／Ａは、制御部が算出する制御量をアナログ電圧に変換し、レベル位相調整部４１（ＬＰＤ１〜１２）の可変減衰器と可変位相器に出力する。 Based on the information from the level detection phase comparison unit 43, the control unit 5 calculates the level and phase correction amounts of each element and controls the level phase adjustment unit 41. In addition, the switches (SW1 to SW3) installed across the apparatus are switched during offline calibration and online calibration.
The control unit 5 includes a control unit, an interface (I / F), an A / D (Analog / Digital), and a D / A (Digital / Analog). Based on the above information, the level and phase correction amount of each element is calculated, and the level phase adjustment unit 41 is controlled. Further, it has a function of switching switches (SW1 to SW3) during off-line calibration and on-line calibration, and is controlled by a PC in a programmable manner. The control of the level phase adjustment unit 41 based on the phase correction amount follows a general-purpose optimization algorithm. The I / F outputs a switching control signal for the switches (SW1 to SW3) based on an instruction from the control unit. The A / D unit converts the signal (analog voltage) from the level detection phase comparison unit 43 into a digital value and outputs it to the control unit. The D / A converts the control amount calculated by the control unit into an analog voltage. The signal is converted and output to the variable attenuator and variable phase shifter of the level phase adjuster 41 (LPD 1 to 12).

一方、ＴＴＡ装置６は、光ファイバ６０によって屋外ユニット３と屋内ユニット４を結合し、基地局装置２によって送信されるＲＦ信号を、Ｅ／Ｏ変換部６４（屋内）、光ファイバ６０、Ｏ／Ｅ変換部６２（屋外）を経由して１２系統あるＴＴＡ（タワートップアンプ）６１に供給し、ここで増幅された１２系統のＲＦ信号は屋外ユニット３を介してアレーアンテナ装置１に給電される。また、アレーアンテナ装置１で受信されるＲＦ信号は、屋外ユニット３を介してＴＴＡ装置６に供給され、Ｅ／Ｏ変換部６３（屋外）、光ファイバ６０、Ｏ／Ｅ変換部６５（屋内）を経由し、屋内ユニット４で受信され、基地局装置２へ送信される。   On the other hand, the TTA device 6 couples the outdoor unit 3 and the indoor unit 4 with an optical fiber 60, and converts an RF signal transmitted by the base station device 2 into an E / O conversion unit 64 (indoor), an optical fiber 60, and an O / O. 12 systems of TTA (tower top amplifier) 61 are supplied via an E converter 62 (outdoor), and the 12 RF signals amplified here are fed to the array antenna device 1 via the outdoor unit 3. . Further, the RF signal received by the array antenna apparatus 1 is supplied to the TTA apparatus 6 via the outdoor unit 3, and the E / O converter 63 (outdoor), the optical fiber 60, and the O / E converter 65 (indoor). Is received by the indoor unit 4 and transmitted to the base station apparatus 2.

なお、本発明において、信号用給電線としてＲＦ信号用給電線の他に、屋外ユニット３におけるＳＷ２の出力信号を屋内ユニット３のレベル検出位相比較部４３に伝送する帰還送信信号用給電線と、屋内ユニット４のＳＷ３の出力信号である参照用信号（ＲＥＦ１）を屋外ユニット３まで伝送し、さらに屋内ユニット４のレベル検出位相比較部４３まで折り返して接続される参照信号用給電線とがあり、この参照信号用給電線の長さは、ＲＦ信号用給電線と帰還送信信号用給電線の長さの和にほぼ等しくするものとする。後述する図２、図３の太線を見れば明らかである。   In the present invention, in addition to the RF signal feed line as the signal feed line, the feedback transmission signal feed line for transmitting the output signal of SW2 in the outdoor unit 3 to the level detection phase comparison unit 43 of the indoor unit 3; There is a reference signal feed line that transmits the reference signal (REF1), which is the output signal of SW3 of the indoor unit 4, to the outdoor unit 3, and is further connected to the level detection phase comparison unit 43 of the indoor unit 4, It is assumed that the length of the reference signal power supply line is substantially equal to the sum of the lengths of the RF signal power supply line and the feedback transmission signal power supply line. This is apparent from the thick lines in FIGS. 2 and 3 described later.

本発明のアレーアンテナ用ＲＦ回路伝送特性調整方法として、オフラインモードとオンラインモード、そして、オフ−オンラインモードの３つが用意されている。このうち、オフラインモードは、立ち上げ時の初期調整を行うモード、オンラインモードは、システムを運用しながら調整を行う方法である。図２にオフラインモード、図３にオンラインモードでの調整のための信号伝播経路が示されている。図２、図３とも、図１に示した基本構成に信号の流れを太線で明記したものであり、構成や接続関係に変化はない。
以下、図２、図３を用い、図１に示す本発明のアレーアンテナ用ＲＦ回路伝送特性調整装置の動作について説明する。 As an RF circuit transmission characteristic adjusting method for an array antenna according to the present invention, three modes are prepared: an offline mode, an online mode, and an off-online mode. Of these, the offline mode is a mode for performing initial adjustment at startup, and the online mode is a method for performing adjustment while operating the system. FIG. 2 shows a signal propagation path for adjustment in the offline mode and FIG. 3 shows an adjustment in the online mode. Both FIG. 2 and FIG. 3 show the signal flow in bold lines in the basic configuration shown in FIG. 1, and there is no change in the configuration or connection relationship.
The operation of the RF circuit transmission characteristic adjusting apparatus for an array antenna according to the present invention shown in FIG. 1 will be described below with reference to FIGS.

オフラインモードでは、図２に示されるように、まず屋外ユニット３のＳＷ２を制御ユニット５による制御の下でアレーアンテナモニタポート出力信号に切替える。そして、屋外ユニット３、屋内ユニット４のＳＷ１、ＳＷ３を連動して１２系統のＲＦ信号を順次切替え、屋内ユニット４のレベル検出位相比較部４３でそれぞれの系統の帰還ＲＦ信号（Ｔｘｍ）と参照信号（ＲＥＦ）との振幅差および位相差を検出する。そして、制御ユニット５で、相対振幅差および相対位相差が、ある所定の設定オフラインキャリブレーション値（計測データに基づきあらかじめ設定されている）になるように屋内ユニット４のレベル位相調整部４１を調整する。
一方、オンラインモードは図３に示されるように、まず屋外ユニット３のＳＷ２をＳＷ１出力信号に切替える。そして、屋外ユニット３、屋内ユニット４のＳＷ１、ＳＷ３を連動して１２系統のＲＦ信号を順次切替え、屋内ユニット４のレベル検出位相比較部４１でそれぞれの系統の帰還ＲＦ信号（Ｔｘｍ）と参照信号（ＲＥＦ）との振幅差および位相差を検出し、制御ユニット５で相対振幅差および相対位相差が、ある設定オンラインキャリブレーション値になるように屋内ユニット４のレベル位相調整部４１を調整する。 In the offline mode, as shown in FIG. 2, the SW 2 of the outdoor unit 3 is first switched to the array antenna monitor port output signal under the control of the control unit 5. Then, the RF signals of 12 systems are sequentially switched in conjunction with SW1 and SW3 of the outdoor unit 3 and the indoor unit 4, and the feedback RF signal (Txm) and reference signal of each system are switched by the level detection phase comparison unit 43 of the indoor unit 4. An amplitude difference and a phase difference from (REF) are detected. Then, the control unit 5 adjusts the level phase adjustment unit 41 of the indoor unit 4 so that the relative amplitude difference and the relative phase difference become a predetermined offline offline calibration value (preliminarily set based on measurement data). To do.
On the other hand, in the online mode, as shown in FIG. 3, first, SW2 of the outdoor unit 3 is switched to the SW1 output signal. Then, the 12 RF signals are sequentially switched in conjunction with SW1 and SW3 of the outdoor unit 3 and the indoor unit 4, and the feedback RF signal (Txm) and reference signal of each system are switched by the level detection phase comparison unit 41 of the indoor unit 4. An amplitude difference and a phase difference with respect to (REF) are detected, and the control unit 5 adjusts the level phase adjustment unit 41 of the indoor unit 4 so that the relative amplitude difference and the relative phase difference become a set online calibration value.

最後に、オフ−オンラインモードとは、まずオフラインモードでキャリブレーションを行い、屋内ユニット４のレベル検出位相比較部４３での検出値と、設定オフラインキャリブレーション値との誤差が、ある所定の許容条件を満たす場合にオンラインモードに切替え、切替え直後の検出値を上記した設定オンラインキャリブレーション値として設定し、オンラインキャリブレーションを実行するモードである。   Finally, in the off-online mode, calibration is first performed in the off-line mode, and an error between the detection value in the level detection phase comparison unit 43 of the indoor unit 4 and the set off-line calibration value has a predetermined allowable condition. In this mode, the online mode is switched to the online mode, the detection value immediately after the switching is set as the above-described set online calibration value, and the online calibration is executed.

以上説明のように本発明は、キャリブレーション専用信号源および復調器を用いることなく、送信信号のみにより基地局装置から送信されるＲＦ信号の伝送特性を調整するものであり、このことによりコスト削減、ならびに調整が伝送品質に影響を与えないといった利点を持つ。また、初期調整は勿論のこと、運用中にも調整が可能となるため、メンテナンスに柔軟性を持たせることができる。   As described above, the present invention adjusts the transmission characteristics of the RF signal transmitted from the base station apparatus only by the transmission signal without using the calibration dedicated signal source and demodulator, thereby reducing the cost. As well as the adjustment, the transmission quality is not affected. In addition to the initial adjustment, the adjustment can be performed during operation, so that the maintenance can be flexible.

以上、この発明の実施形態につき、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。   The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design and the like within the scope not departing from the gist of the present invention.

本発明のアレーアンテナ用ＲＦ回路伝送特性調整装置の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of the RF circuit transmission characteristic adjustment apparatus for array antennas of this invention. 本発明を用いたオフラインモードでの調整の際の信号伝播経路を説明するために引用した図である。It is the figure quoted in order to demonstrate the signal propagation path | route in the case of adjustment in offline mode using this invention. 本発明を用いたオンラインモードでの調整の際の信号伝播経路を説明するために引用した図である。It is the figure quoted in order to demonstrate the signal propagation path | route in the case of adjustment in online mode using this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１……アレーアンテナ装置、２……基地局装置、３……屋外ユニット、４……屋内ユニット、５……制御ユニット、６……ＴＴＡ（タワートップアンプ）装置、７……制御ケーブル、３１……送信信号モニタ部、３２……経路選択レベル調整部、４１……レベル位相調整部、４２……基準信号切替え部、４３……レベル検出位相比較部

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Array antenna apparatus, 2 ... Base station apparatus, 3 ... Outdoor unit, 4 ... Indoor unit, 5 ... Control unit, 6 ... TTA (tower top amplifier) apparatus, 7 ... Control cable, 31 ...... Transmission signal monitoring unit, 32... Path selection level adjustment unit, 41... Level phase adjustment unit, 42... Reference signal switching unit, 43.

Claims (5)

Ｎ素子から成るアレーアンテナ装置と、前記アレーアンテナ装置に対してＮ系統のＲＦ信号を送信する基地局装置間にあって、前記基地局装置から送信されるＲＦ信号の伝送特性を調整するアレーアンテナ用ＲＦ回路伝送特性調整装置であって、
前記アレーアンテナへ供給するＮ系統のＲＦ信号をそれぞれ抽出するＮ系統の方向性結合器と、前記抽出したＲＦ信号を前記系統毎順次選択出力する第１のスイッチと、前記第１のスイッチ出力と前記アレーアンテナ装置に送信されるＮ系統のＲＦ信号を帰還させるアレーアンテナモニタポート出力信号とを入力として得、いずれか一方を選択出力する第２のスイッチから成る屋外ユニットと、
前記それぞれの系統の帰還ＲＦ信号と参照信号との振幅差、および位相差を検出するレベル位相調整部と、前記レベル位相調整部に入力するＮ系統のＲＦ信号をそれぞれ抽出する方向性結合器と、前記抽出したＲＦ信号を参照信号として系統毎に順次選択出力する第３のスイッチと、前記参照信号ならびに前記帰還ＲＦ信号とを入力として得、前記それぞれの系統の帰還ＲＦ信号と参照信号との振幅差、および位相差を検出するレベル検出位相比較部から成る屋内ユニットと、
前記レベル検出位相比較部出力に基づき、前記系統間のＲＦ信号の相対的な振幅差および位相差を最適化された調整値に調整する制御ユニットと、
備えたことを特徴とするアレーアンテナ用ＲＦ回路伝送特性調整装置。 An array antenna RF that adjusts the transmission characteristics of an RF signal transmitted from the base station apparatus between an array antenna apparatus composed of N elements and a base station apparatus that transmits N-system RF signals to the array antenna apparatus. A circuit transmission characteristic adjusting device,
N directional couplers for extracting N RF signals supplied to the array antenna, a first switch for sequentially selecting and outputting the extracted RF signals for each system, and the first switch output, An outdoor unit consisting of a second switch that selectively receives and outputs an array antenna monitor port output signal that feeds back an N-system RF signal transmitted to the array antenna device;
A level phase adjusting unit that detects an amplitude difference and a phase difference between the feedback RF signal of each of the systems and a reference signal; a directional coupler that extracts N systems of RF signals to be input to the level phase adjusting unit; The third switch for sequentially selecting and outputting the extracted RF signal as a reference signal for each system, and the reference signal and the feedback RF signal are obtained as inputs, and the feedback RF signal and the reference signal of each system are obtained. An indoor unit comprising an amplitude difference and a level detection phase comparison unit for detecting a phase difference;
A control unit for adjusting the relative amplitude difference and phase difference of the RF signals between the systems to an optimized adjustment value based on the output of the level detection phase comparison unit;
An RF circuit transmission characteristic adjusting device for an array antenna, comprising: Ｎ素子から成るアレーアンテナ装置と、前記アレーアンテナ装置に対してＮ系統のＲＦ信号を送信する基地局装置間にあって、屋外ユニットと、当該屋外ユニットとは制御ケーブルを介して接続される屋内ユニットと、制御ユニットとから成るアレーアンテナ用ＲＦ回路伝送特性調整装置であって、
前記屋外ユニットに内蔵された第１のスイッチをアレーアンテナモニタポートに切替えて前記アレーアンテナに送信されるＮ系統のＲＦ信号を、前記アレーアンテナ装置を介して帰還させ、前記屋外ならびに屋内ユニットに設置された、それぞれ第２、第３のスイッチを連動させることにより前記それぞれの系統に順次切替え、前記屋内ユニットに内蔵されたレベル検出位相比較部で前記それぞれの系統の帰還ＲＦ信号と参照信号との振幅差、および位相差を検出し、前記制御ユニットで、前記系統間のＲＦ信号の相対的な振幅差および位相差を最適化された調整値に調整することを特徴とするアレーアンテナ用ＲＦ回路伝送特性調整装置。 An array antenna device composed of N elements, and a base station device that transmits N RF signals to the array antenna device, an outdoor unit, and an indoor unit connected to the outdoor unit via a control cable; An RF circuit transmission characteristic adjusting device for an array antenna comprising a control unit,
The first switch built in the outdoor unit is switched to the array antenna monitor port, and N-system RF signals transmitted to the array antenna are fed back through the array antenna device and installed in the outdoor and indoor units. By switching the second and third switches, the respective systems are sequentially switched, and the level detection phase comparison unit built in the indoor unit performs feedback between the feedback RF signal and the reference signal of each system. An RF circuit for an array antenna which detects an amplitude difference and a phase difference and adjusts relative amplitude difference and phase difference of RF signals between the systems to an optimized adjustment value by the control unit. Transmission characteristic adjustment device. Ｎ素子から成るアレーアンテナ装置と、前記アレーアンテナ装置に対してＮ系統のＲＦ信号を送信する基地局装置間にあって、屋外ユニットと、当該屋外ユニットとは制御ケーブルを介して接続される屋内ユニットと、制御ユニットとから成るアレーアンテナ用ＲＦ回路伝送特性調整装置であって、
前記屋外ユニットに内蔵された第１のスイッチを第２のスイッチ出力信号に切替え、送信信号モニタ部によって前記アレーアンテナ装置に供給されるＮ系統のＲＦ信号を抽出して前記屋外ユニットに帰還させ、前記屋外ならびに屋内ユニットに設置された、それぞれ第２、第３のスイッチを連動することにより前記それぞれの系統を順次切替え、前記屋内ユニットに内蔵されたレベル検出位相比較部で前記それぞれの系統の帰還ＲＦ信号と参照信号との振幅差、および位相差を検出し、前記制御ユニットで、前記系統間のＲＦ信号の相対的な振幅差および位相差を最適化された調整値に調整することを特徴とするアレーアンテナ用ＲＦ回路伝送特性調整装置。 An array antenna device composed of N elements, and a base station device that transmits N RF signals to the array antenna device, an outdoor unit, and an indoor unit connected to the outdoor unit via a control cable; An RF circuit transmission characteristic adjusting device for an array antenna comprising a control unit,
The first switch built in the outdoor unit is switched to the second switch output signal, and the N signal RF signals supplied to the array antenna device are extracted by the transmission signal monitor unit and returned to the outdoor unit, The respective systems are sequentially switched by interlocking the second and third switches installed in the outdoor unit and the indoor unit, respectively, and the respective systems are fed back by the level detection phase comparator built in the indoor unit. An amplitude difference and a phase difference between an RF signal and a reference signal are detected, and the control unit adjusts the relative amplitude difference and phase difference of the RF signal between the systems to an optimized adjustment value. An RF antenna transmission characteristic adjusting device for an array antenna. 基地局装置からアレーアンテナ装置に送信されるＲＦ信号の伝送特性を調整するアレーアンテナ用ＲＦ回路伝送特性調整方法であって、
屋外ユニットに内蔵される第１のスイッチをアレーアンテナモニタポートに切替え、前記アレーアンテナに送信されるＮ系統のＲＦ信号を、前記アレーアンテナ装置を介して前記屋外ユニットに帰還させる工程と、
前記屋外ユニットならびに屋内ユニットに内蔵される、それぞれ第２、第３のスイッチを連動させ、前記それぞれの系統に順次切替える工程と、
前記屋内ユニットで前記それぞれの系統の帰還ＲＦ信号と参照信号との振幅差、および位相差を検出する工程と、
前記系統間のＲＦ信号の相対的な振幅差および位相差を最適化された調整値に調整する工程と、
を有することを特徴とするアレーアンテナ用ＲＦ回路伝送特性調整方法。 An array antenna RF circuit transmission characteristic adjustment method for adjusting transmission characteristics of an RF signal transmitted from a base station apparatus to an array antenna apparatus,
Switching the first switch built in the outdoor unit to an array antenna monitor port, and feeding back N-system RF signals transmitted to the array antenna to the outdoor unit via the array antenna device;
A step of interlocking the second and third switches built in the outdoor unit and the indoor unit, respectively, and sequentially switching to the respective systems;
Detecting an amplitude difference and a phase difference between a feedback RF signal of each of the systems and a reference signal in the indoor unit;
Adjusting the relative amplitude and phase differences of the RF signals between the systems to optimized adjustment values;
An RF circuit transmission characteristic adjustment method for an array antenna, comprising: 基地局装置からアレーアンテナ装置に送信されるＲＦ信号の伝送特性を調整するアレーアンテナ用ＲＦ回路伝送特性調整方法であって、
屋外ユニットに内蔵される第１のスイッチを、同じく内蔵される第２のスイッチ出力信号に切替え、前記アレーアンテナに供給されるＮ系統のＲＦ信号を抽出して前記屋外ユニットに帰還させる工程と、
前記屋外ならびに屋内ユニットに設置される、それぞれ第２、第３のスイッチを連動させて前記それぞれの系統を順次切替え、前記屋内ユニットで前記それぞれの系統の帰還ＲＦ信号と参照信号との振幅差、および位相差を検出する工程と、
前記系統間のＲＦ信号の相対的な振幅差および位相差を最適化された調整値に調整する工程と、
を有することを特徴とするアレーアンテナ用ＲＦ回路伝送特性調整方法。

An array antenna RF circuit transmission characteristic adjustment method for adjusting transmission characteristics of an RF signal transmitted from a base station apparatus to an array antenna apparatus,
Switching a first switch built in the outdoor unit to a second switch output signal also built in, extracting N-system RF signals supplied to the array antenna, and feeding back to the outdoor unit;
The respective systems are sequentially switched by interlocking the second and third switches respectively installed in the outdoor unit and the indoor unit, and the amplitude difference between the feedback RF signal and the reference signal of the respective system in the indoor unit, Detecting a phase difference; and
Adjusting the relative amplitude and phase differences of the RF signals between the systems to optimized adjustment values;
An RF circuit transmission characteristic adjustment method for an array antenna, comprising:

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