JP2006186841A - Antenna system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an antenna system capable of controlling a main beam and side robes flexibly and securing a service area even in an area relatively near a base station. <P>SOLUTION: The antenna system comprises a first antenna block comprising one first antenna unit or more arranged above a perpendicular direction and a second antenna block comprising one second antenna unit or more arranged under the perpendicular direction of the first antenna block, and an electric tilt angle of the second antenna unit is made larger than that of the first antenna unit. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、例えば山上等の高所若しくは盆地等の低所など起伏の大きな場所に設置されて有利な、移動通信システムの基地局アンテナに用いられるアンテナ装置に関する。   The present invention relates to an antenna device used for a base station antenna of a mobile communication system, which is advantageous to be installed in a high undulation place such as a high place such as a mountain top or a low place such as a basin.

従来の移動通信システム用の基地局アンテナはアンテナ利得を高くするために垂直方向にアレイ化されており、メインビームに比べサイドローブが大きく低減される鋭い垂直面内指向性を示す。図12に従来の移動通信システム用の基地局アンテナを示す。アンテナユニット120は、複数N個の励振素子121が鉛直方向に配置されて構成される。このアンテナユニット120が、所望のアンテナ利得によって鉛直方向に配置する数M個が決められ基地局アンテナを構成している。各アンテナユニット120の給電点122とアンテナシステムへの給電点123との間を繋ぐ給電ネットワークは、通常、鉛直方向上部のアンテナユニット120と鉛直方向下部のアンテナユニット120への給電ケーブル124と125とで発生する遅延時間は同じになるように設計されている。したがって、その垂直面内指向性は指向方向に鋭い特性を示す。 Conventional base station antennas for mobile communication systems are arrayed in the vertical direction in order to increase the antenna gain, and show a sharp vertical in-plane directivity in which side lobes are greatly reduced compared to the main beam. FIG. 12 shows a conventional base station antenna for a mobile communication system. Antenna unit 120 a is configured plurality of N excitation element 121 is disposed vertically. The antenna unit one hundred twenty a constitute a base station antenna number M number is determined to be located in the vertical direction by a desired antenna gain. Feed network connecting between the feeding point 123 to the antenna units 120 * feed point 122 * and antenna systems are generally vertical upper portion of the antenna unit 120 a and the vertical direction lower portion of the antenna unit supply cable to 120 m The delay times generated in 124 and 125 are designed to be the same. Therefore, the directivity in the vertical plane shows a sharp characteristic in the directivity direction.

この鋭い指向特性を調整する方法として図12(b)に示すような給電ネットワークの中にチルティング用移相器を挿入する方法が従来から行われている。これは、鉛直方向最上部のアンテナユニット120と図示しない1つ地表寄りのアンテナユニット120との間に給電する給電信号の位相をチルティング移相器126によって変化させる方法である。例えば主ビームを地表方向に向ける場合は、アンテナユニット120へ給電する給電信号よりもアンテナユニット120に給電する給電信号の位相を遅らせればよい。例えばチルト角を10°にしたい場合は、鉛直方向下に位置するアンテナユニットへ給電する位相を10°遅らせる。例えばアンテユニット120,120,120の3個で基地局アンテナが構成されている場合、アンテナユニット120は120に対して20°遅れた給電信号が給電される。 As a method of adjusting the sharp directivity, a method of inserting a tilting phase shifter into a power feeding network as shown in FIG. This is a method in which the tilting phase shifter 126 changes the phase of the power feeding signal fed between the antenna unit 120 a at the top in the vertical direction and the antenna unit 120 b near the ground surface (not shown). For example, when directing the main beam to the surface direction may be delayed by the phase of the feed signal for feeding to the antenna unit 120 b than feeder signals fed to the antenna unit 120 a. For example, when it is desired to set the tilt angle to 10 °, the phase for feeding power to the antenna unit positioned vertically below is delayed by 10 °. For example, when a base station antenna is composed of three antenna units 120 a , 120 b , and 120 c , a power supply signal delayed by 20 ° with respect to 120 a is supplied to the antenna unit 120 c .

この他にアンテナの指向特性を調整する方法としては、特許文献1に示すようにアンテナ本体を機械的に傾斜させる方法が知られている。図13にアンテナ本体を機械的に傾斜させた従来例を示す。アンテナ支柱130にアンテナ本体131がバー135によって下方に傾斜されて固定されている。この結果、ビームは下方に向けられる。この図13に示す従来例では、鉛直方向上部に配置されたアンテナユニット133への給電点136からの給電ネットワーク132の長さが、鉛直方向下部に配置されたとアンテナユニット134への長さより長く設定されているので、天空方向に移相効果が働き、機械的傾斜の効果と相殺されビームが水平方向に調整された例が示されている。
特表2001−521711号公報(図2)
In addition, as a method for adjusting the directivity of the antenna, a method of mechanically tilting the antenna body as shown in Patent Document 1 is known. FIG. 13 shows a conventional example in which the antenna body is mechanically inclined. An antenna body 131 is fixed to the antenna support 130 by being tilted downward by a bar 135. As a result, the beam is directed downward. In the conventional example shown in FIG. 13, the length of the feeding network 132 from the feeding point 136 to the antenna unit 133 arranged at the upper part in the vertical direction is set longer than the length to the antenna unit 134 when arranged at the lower part in the vertical direction. Therefore, an example is shown in which the phase shift effect works in the sky direction, cancels out the mechanical tilt effect, and the beam is adjusted in the horizontal direction.
JP-T-2001-521711 (FIG. 2)

従来行なわれてきたアンテナの指向特性の調整方法は、アンテナユニットの構成が一種類に固定された状態で行なわれていた。すなわち、励振素子を含めたアンテナユニットの構成は固定とされ、そのアンテナユニットを用いたアンテナ本体を機械的に傾斜させたり、又は各アンテナユニットの給電信号の位相を一律に変えて行っていた。
これらの方法では、移動通信サービスを提供する地域に対して木目細やかな調整が困難になり、サービスエリアが確保できなくなる場合があった。例えば、山上に設置される基地局アンテナにおいては、基地局に比較的近い1kmから2km程度離れたエリアで受信レベルが低下してしまう課題があった。
Conventionally, the antenna directivity adjustment method has been performed in a state where the configuration of the antenna unit is fixed to one type. That is, the configuration of the antenna unit including the excitation element is fixed, and the antenna body using the antenna unit is mechanically tilted, or the phase of the feeding signal of each antenna unit is uniformly changed.
In these methods, fine adjustment to the area where the mobile communication service is provided becomes difficult, and it may be impossible to secure a service area. For example, in a base station antenna installed on a mountain, there is a problem that the reception level decreases in an area that is relatively close to 1 km to 2 km away from the base station.

調整方法が直接的で細やかな調整が可能であるかのような機械的調整手段も、傾斜させた正面方向のビームは確かに調整することが可能であるが、主ビームの放射方向と直交する座標上におけるビームは調整出来ない課題がある。
これを図14を用いて簡単に説明する。図14(a)の参照符号140から143はアンテナユニットを意味する。図14(a)に示すように各アンテナユニットはZ軸上に一定間隔を空けて配置される。これを機械的に傾斜させた場合を図14(b)に示す。アンテナユニット140〜143に俯角θ144として例えば30°傾けたとすると、y軸方向のビームは傾くが、x軸方向のビームに対してはCosφ(90°)が掛かる形になるためにチルト効果は0になってしまう。
Mechanical adjustment means as if the adjustment method is direct and fine adjustment is possible, but it is possible to adjust the tilted front beam, but it is orthogonal to the radiation direction of the main beam There is a problem that the beam on the coordinates cannot be adjusted.
This will be briefly described with reference to FIG. Reference numerals 140 to 143 in FIG. 14A denote antenna units. As shown in FIG. 14 (a), the antenna units are arranged on the Z axis at regular intervals. FIG. 14B shows a case where this is mechanically inclined. If the antenna units 140 to 143 are tilted by, for example, 30 ° as the depression angle θ144, the beam in the y-axis direction tilts, but the tilt effect is 0 because Cosφ (90 °) is applied to the beam in the x-axis direction. Become.

図14(c)に電気的チルトの場合を示す。例えば電気的チルト角を30°に設定する場合は、最上部にあるアンテナユニット153に給電する給電信号を基準に、鉛直方向に低いアンテナユニット152,151,150の順番で相対的な位相差を30°づつ遅らせて給電する。そうすると、y軸方向はもちろんx軸方向にもチルト効果が得られる。これは、例えば傘の開く角度を変えた様と同じである。すなわち電気的チルトは、傘の開く角度のようにアンテナから放射される全ての方向の電波に影響を与えることが出来る。
このように電気的チルトは機械的チルトに対して優れた特性を持つが、位相制御を一律に行っていた為に、前述したような課題がありサービスエリアが確保できないなどの問題があった。
FIG. 14C shows the case of electrical tilt. For example, when the electrical tilt angle is set to 30 °, the relative phase difference is set in the order of the antenna units 152, 151, and 150 that are low in the vertical direction with reference to the feed signal that feeds the antenna unit 153 at the top. Power is supplied with a delay of 30 °. Then, the tilt effect can be obtained not only in the y-axis direction but also in the x-axis direction. This is the same as, for example, changing the opening angle of the umbrella. That is, the electrical tilt can affect radio waves in all directions radiated from the antenna, such as the opening angle of the umbrella.
As described above, the electrical tilt is superior to the mechanical tilt. However, since the phase control is uniformly performed, there is a problem that the service area cannot be secured due to the above-described problems.

この発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、主ビームおよびサイドローブを柔軟に制御可能とし基地局に比較的近いエリアでもサービスエリアが確保出来るようにしたアンテナ装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and provides an antenna device that can flexibly control a main beam and side lobes so that a service area can be secured even in an area relatively close to a base station. Objective.

この発明では、第1のアンテナユニットが1個以上で構成される第1のアンテナブロックと、第2のアンテナユニットが1個以上で構成される第2のアンテナブロックとを備え、
第1のアンテナブロックと第2のアンテナブロックとが鉛直方向に配列され、第1のアンテナユニットと第2のアンテナユニットとに異なる電気的チルト角が与えられる構成とした。
The present invention includes a first antenna block including one or more first antenna units, and a second antenna block including one or more second antenna units,
The first antenna block and the second antenna block are arranged in the vertical direction, and different electrical tilt angles are given to the first antenna unit and the second antenna unit.

以上のようにこの発明によれば、アンテナ装置を異なる電気的チルト角が与えられた2種類のブロックで構成することで、指向特性の調整を柔軟におこなえるアンテナ装置が実現できる。   As described above, according to the present invention, an antenna device that can adjust the directional characteristics flexibly can be realized by configuring the antenna device with two types of blocks having different electrical tilt angles.

以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
[第1実施形態]
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]

図1にこの発明によるアンテナ装置の一実施例を示す。第1のアンテナユニットが1個以上で構成される第1のアンテナブロックと、第2のアンテナユニットが1個以上で構成される第2のアンテナブロックとが鉛直方向に配列され、第1のアンテナユニットと第2のアンテナユニットとは異なる電気的チルト角が与えられている。
第1のアンテナユニット1は、励振素子2がN個鉛直方向に配列して構成されている。例えば励振素子2が4個鉛直方向に配列して形成され、第1のアンテナユニット1の給電点3からの給電ライン4,5の長さを異ならせることで電気的チルト角が与えられている。第1のアンテナユニット1には例えば5°のチルト角が与えられている。その第1のアンテナユニット1がM個鉛直方向に配列されて第1のアンテナブロック12が構成されている。
FIG. 1 shows an embodiment of an antenna device according to the present invention. A first antenna block composed of one or more first antenna units and a second antenna block composed of one or more second antenna units are arranged in the vertical direction, and the first antenna Different electrical tilt angles are given to the unit and the second antenna unit.
The first antenna unit 1 is configured by arranging N excitation elements 2 in the vertical direction. For example, four excitation elements 2 are arranged in the vertical direction, and the electrical tilt angle is given by changing the lengths of the feed lines 4 and 5 from the feed point 3 of the first antenna unit 1. . For example, a tilt angle of 5 ° is given to the first antenna unit 1. M first antenna units 1 are arranged in the vertical direction to form a first antenna block 12.

第1のアンテナブロック12の鉛直方向下に配置される第2のアンテナユニット8も、第1のアンテナユニット1と同様に例えば4個の励振素子2から成り、第2のアンテナユニット内の各励振素子2への図示しない給電ラインの長さの変更で例えば15°のチルト角が与えられている。この第2のアンテナユニット8がL個、鉛直方向に配列され第2のアンテナブロック13が構成されている。
この鉛直方向上に配置される第1のアンテナブロック12とそれより下に配置された第2のアンテナブロック13とによってアンテナ装置が構成されている。ここで、第1のアンテナユニット1の給電点3にアンテナシステムの給電点11からの給電信号を供給する給電ケーブル6と、第1のアンテナユニット1から鉛直方向下M個目に配置された参照符号を表記しない第1のアンテナユニットの給電点とアンテナシステムの給電点11を結ぶ給電ケーブル7とで発生する遅延時間は同一になるように設計されている。鉛直方向M個目に当たる第1のアンテナユニットまでの各アンテナユニットと各給電ケーブルの表記は省略している。
同様に第2のアンテナユニット8の給電点14にアンテナシステムの給電点11からの給電信号を供給する給電ケーブル9と、第2のアンテナユニット8から鉛直方向下L個目に配置された参照符号を表記しない第2のアンテナユニットの給電点とアンテナシステムの給電点11を結ぶ給電ケーブル10とで発生する遅延時間は同一になるように設計されている。鉛直方向L個目に当たる第2のアンテナユニットまでの各アンテナユニットと各給電ケーブルの表記も省略している。
Similarly to the first antenna unit 1, the second antenna unit 8 disposed below the first antenna block 12 in the vertical direction includes, for example, four excitation elements 2, and each excitation in the second antenna unit. For example, a tilt angle of 15 ° is given by changing the length of a power supply line (not shown) to the element 2. L pieces of the second antenna units 8 are arranged in the vertical direction to form a second antenna block 13.
The first antenna block 12 arranged in the vertical direction and the second antenna block 13 arranged below the first antenna block 12 constitute an antenna device. Here, a feeding cable 6 for supplying a feeding signal from a feeding point 11 of the antenna system to a feeding point 3 of the first antenna unit 1 and a reference arranged at the M-th position in the vertical direction from the first antenna unit 1 The delay time generated between the feeding point of the first antenna unit not denoted by the reference sign and the feeding cable 7 connecting the feeding point 11 of the antenna system is designed to be the same. Notation of each antenna unit and each feeding cable up to the first antenna unit corresponding to the M-th vertical direction is omitted.
Similarly, a power supply cable 9 for supplying a power supply signal from the power supply point 11 of the antenna system to the power supply point 14 of the second antenna unit 8, and a reference sign arranged in the L-th position in the vertical direction from the second antenna unit 8. Is designed so that the delay time generated between the feeding point of the second antenna unit not denoted by and the feeding cable 10 connecting the feeding point 11 of the antenna system is the same. The notation of each antenna unit and each feeding cable up to the second antenna unit corresponding to the L-th vertical direction is also omitted.

給電ケーブルで発生する位相遅れは全て等しく設計されているので、図1に示す実施例では第1のアンテナブロック12のチルト角は第1のアンテナユニット1が持つチルト角5°に、第2のアンテナブロック13のチルト角は第2のアンテナユニット8が持つチルト角15°に設定される。
各アンテナユニットへの電気的チルト角の与え方を図2に示す。図2(a)はアンテナユニット内の給電ラインの長さを変えてチルト角を与える方法を示す。チルト角を与えるには、第1のアンテナユニット1の給電点3から各励振素子2aから2dへの給電ラインの長さを異ならせる。励振素子2aと給電点3を結ぶ給電ライン20に対して励振素子2bと給電点3を結ぶ給電ライン21の長さを長くすれば良い。同様に励振素子2cと給電点3を結ぶ給電ライン22を給電ライン21よりも長くする。また、励振素子2dと給電点3を結ぶ給電ライン23を給電ライン22よりも長くする。この給電ラインを可変する長さをチルト角を例えば10°にしたい場合、その給電ラインで発生する相対的(鉛直方向下に位置するアンテナユニットへの給電信号を10°ずつ遅らせる)な位相遅れが10°になる長さに設定すれば良い。
Since all the phase delays generated in the feeder cable are designed to be equal, in the embodiment shown in FIG. 1, the tilt angle of the first antenna block 12 is set to the tilt angle of 5 ° of the first antenna unit 1 and the second The tilt angle of the antenna block 13 is set to a tilt angle of 15 ° of the second antenna unit 8.
FIG. 2 shows how to give an electrical tilt angle to each antenna unit. FIG. 2A shows a method of giving a tilt angle by changing the length of the feed line in the antenna unit. In order to give the tilt angle, the lengths of the feed lines from the feed point 3 of the first antenna unit 1 to the respective excitation elements 2a to 2d are made different. What is necessary is just to lengthen the length of the feed line 21 which connects the excitation element 2b and the feed point 3 with respect to the feed line 20 which connects the excitation element 2a and the feed point 3. Similarly, the feed line 22 connecting the excitation element 2 c and the feed point 3 is made longer than the feed line 21. Further, the feed line 23 connecting the excitation element 2 d and the feed point 3 is made longer than the feed line 22. If it is desired to set the tilting angle of the feed line to be 10 °, for example, the relative phase delay (delaying the feed signal to the antenna unit positioned vertically below by 10 °) is generated in the feed line. The length may be set to 10 °.

図2(b)にアンテナユニット内に位相をずらす移相器を配置した例を示す。移相器24は給電点3と各励振素子2a,2b,2c,2dとの間に置かれていて、励振素子2aと接続する移相器24の端子a、励振素子2bと接続する移相器24の端子b、励振素子2cと接続する移相器24の端子c、励振素子2dと接続する移相器24の端子dの各端子に出力される位相を10°ずつ遅らせれば良い。この様に移相器によって電気的チルト角を与えることも出来る。
図3(a)にチルト角5°の第1のアンテナユニット1を例えば5個で第1のアンテナブロック12を構成し、チルト角15°の第2のアンテナユニット8を例えば2個で第2のアンテナブロックを構成したアンテナ装置の垂直面内指向性を示す。周波数は2.0GHzでのデータである。図3(a)の縦軸はアンテナ利得をdBiで示し、横軸は垂直面における指向方向をdeg.で示し、正方向が大地方向、負方向が天空方向である。図3(a)の実線がこの実施例の特性を示し、破線に電気的チルト角が与えられていない従来のアンテナ装置の特性を示す。但し比較する意味で従来のアンテナ装置も鉛直方向に7個のアンテナユニットから成る点は合わせてある。
FIG. 2B shows an example in which a phase shifter for shifting the phase is arranged in the antenna unit. The phase shifter 24 is placed between the feed point 3 and each of the excitation elements 2a, 2b, 2c, 2d, and is connected to the terminal a of the phase shifter 24 connected to the excitation element 2a and to the excitation element 2b. The phase output to each terminal of the terminal b of the phase shifter 24, the terminal c of the phase shifter 24 connected to the excitation element 2c, and the terminal d of the phase shifter 24 connected to the excitation element 2d may be delayed by 10 °. Thus, the electrical tilt angle can be given by the phase shifter.
In FIG. 3A, for example, five first antenna units 1 having a tilt angle of 5 ° constitute the first antenna block 12, and two second antenna units 8 having a tilt angle of 15 ° are second. The directivity in the vertical plane of the antenna device that constitutes the antenna block is shown. The frequency is data at 2.0 GHz. In FIG. 3A, the vertical axis indicates the antenna gain in dBi, the horizontal axis indicates the directivity direction in the vertical plane in deg., The positive direction is the ground direction, and the negative direction is the sky direction. The solid line in FIG. 3A shows the characteristic of this embodiment, and the broken line shows the characteristic of the conventional antenna apparatus in which no electrical tilt angle is given. However, for the purpose of comparison, the conventional antenna device is also composed of seven antenna units in the vertical direction.

角度5°に主ビームがありこの実施例も従来例も天空方向、大地方向、両方共に急激にアンテナ利得が低下する特性を示す。特に従来のアンテナ装置は大地方向約17°付近でヌルが発生し角度20°にかけて急激にアンテナ利得が低下する特性を示す。これに対して、この実施例のアンテナ装置では角度5°から10°の範囲は従来のアンテナ装置と同じように利得が低下するが、10°から20°の範囲において0〜5dBiの利得を維持する特性を示す。この角度10°から20°の範囲のアンテナ利得が、アンテナに比較的に近いエリアの受信特性に大きく影響することが経験的に分かっている。   There is a main beam at an angle of 5 °, and both this embodiment and the conventional example show characteristics in which the antenna gain decreases sharply in both the sky direction and the ground direction. In particular, the conventional antenna device has a characteristic that a null is generated in the vicinity of about 17 ° in the ground direction, and the antenna gain is rapidly reduced over an angle of 20 °. On the other hand, in the antenna device of this embodiment, the gain decreases in the angle range of 5 ° to 10 ° as in the conventional antenna device, but the gain of 0 to 5 dBi is maintained in the range of 10 ° to 20 °. The characteristics to be shown. It has been empirically found that the antenna gain in the range of 10 ° to 20 ° greatly affects reception characteristics in an area relatively close to the antenna.

これを裏付けるデータを図4に示す。図4にこの実施例のアンテナ装置を標高400mの高所に設置したときの周波数2.0GHzの伝播損失特性を示す。(以降に示す伝播損失特性のシミュレーション条件は、全て標高400m、周波数は2.0GHzである。)横軸はアンテナ装置からの水平方向の距離をKmで示し、縦軸は伝播損失をdBで示す。破線で示す従来のアンテナ装置の1Kmから2Kmの範囲における伝播損失は−120dBを中心に大きく波打っていて最低レベルは約−146dBまで落ち込んでいる。これに対してこの実施例のアンテナ装置の特性は、実線で示すように1Kmから2Kmの範囲における伝播損失が−110dBを中心に振幅していて平均的に10dBアンテナ利得が改善されている。また、従来のアンテナ装置に見られる急激な落ち込みも無い。   The data supporting this is shown in FIG. FIG. 4 shows propagation loss characteristics at a frequency of 2.0 GHz when the antenna device of this embodiment is installed at a height of 400 m. (The simulation conditions for the propagation loss characteristics shown below are all at an altitude of 400 m and a frequency of 2.0 GHz.) The horizontal axis indicates the distance in the horizontal direction from the antenna device in Km, and the vertical axis indicates the propagation loss in dB. . The propagation loss in the range of 1 km to 2 km of the conventional antenna device indicated by the broken line is greatly waved around -120 dB, and the minimum level drops to about -146 dB. On the other hand, as shown by the solid line, the characteristics of the antenna apparatus of this embodiment are such that the propagation loss in the range of 1 km to 2 km is centered on -110 dB, and the average 10 dB antenna gain is improved. Moreover, there is no sudden drop seen in the conventional antenna apparatus.

このように2つのチルト角を与えたこの発明の実施例によれば、アンテナ装置からの距離が比較的近い1Kmから2Kmの範囲における伝播損失を大きく改善することが出来る。
図3(b)に第2のアンテナユニット8の電気的チルト角を30°にした実施例の垂直面内指向性を示す。第1のアンテナユニット1の電気的チルト角は5°のままである。
従来のアンテナ装置では角度20°〜40°の範囲では複数のヌルが確認できると共に約−17dBiを中心にアンテナ利得が波打つ特性を示している。これに対して、アンテナユニット8の電気的チルト角を30°にした実施例のアンテナ装置の特性は、角度20°〜40°の範囲ではヌルが無く−5dBi以上のアンテナ利得を維持した特性を示す。特に角度30°付近では3dBi程度の利得を示している。このように組み合わせるアンテナユニットの電気的チルト角を可変することで、アンテナ装置の垂直面内指向特性を所望の特性に調整することが可能である。アンテナ装置を設置する地域場所によって異なる要求特性に、この発明によるアンテナ装置であれば容易に調整することが可能になる。
As described above, according to the embodiment of the present invention in which two tilt angles are given, it is possible to greatly improve the propagation loss in the range of 1 km to 2 km where the distance from the antenna device is relatively close.
FIG. 3B shows the vertical in-plane directivity of the example in which the electrical tilt angle of the second antenna unit 8 is 30 °. The electrical tilt angle of the first antenna unit 1 remains 5 °.
In the conventional antenna apparatus, a plurality of nulls can be confirmed in an angle range of 20 ° to 40 °, and the antenna gain undulates about -17 dBi. On the other hand, the characteristics of the antenna device of the embodiment in which the electrical tilt angle of the antenna unit 8 is set to 30 ° are such that there is no null in the angle range of 20 ° to 40 ° and the antenna gain is maintained at -5 dBi or more. Show. In particular, a gain of about 3 dBi is shown near an angle of 30 °. By varying the electrical tilt angle of the combined antenna units in this way, it is possible to adjust the vertical in-plane directivity characteristic of the antenna device to a desired characteristic. With the antenna device according to the present invention, it becomes possible to easily adjust to the required characteristics that differ depending on the area where the antenna device is installed.

図5にこの発明の他の実施例を示す。今までに説明した部分と同じ構成は参照番号を同一とし説明を繰り返さない。図5に示す実施例は、第1のアンテナユニット1がM個から成る第1のアンテナブロック12と第2のアンテナユニット8がL個から成る第2のアンテナブロック13との間に、第1のアンテナユニット1と第2のアンテナユニット8と同じ大きさの1個以上(K個)の空間50を設けたものである。
図6にチルト角5°の第1のアンテナユニット1を4個で第1のアンテナブロック12を構成し、チルト角15°の第2のアンテナユニット8を2個で第2のアンテナブロックを構成し、第1のアンテナブロック12と第2のアンテナブロック13との間にアンテナユニット1個分の空間50を設けたアンテナ装置の周波数2.0GHzの垂直面内指向性を示す。すなわち、図3(a)で示した実施例の第1のアンテナユニット1を1個、空間50に置き換えた例である。図6の実線がこの実施例2の特性を示し、破線に電気的チルト角が与えられていない従来のアンテナ装置の特性を示す。従来のアンテナ装置は、角度約5°に主ビームがあり、大地方向及び天空方向共に急激にアンテナ利得が低下する特性を示す。これに対してこの実施例のアンテナ装置の特性は、主ビームが約5°にあるのと大地方向及び天空方向共にアンテナ利得が低下する基本的な特性は同じであるが、角度10°〜20°の範囲における利得が約10dBほど改善された特性を示している。
FIG. 5 shows another embodiment of the present invention. The same components as those described so far have the same reference numerals and will not be described repeatedly. In the embodiment shown in FIG. 5, the first antenna block 1 includes M first antenna blocks 12 and the second antenna unit 8 includes L second antenna blocks 13. One or more (K) spaces 50 having the same size as the antenna unit 1 and the second antenna unit 8 are provided.
In FIG. 6, four first antenna units 1 with a tilt angle of 5 ° constitute a first antenna block 12, and two second antenna units 8 with a tilt angle of 15 ° constitute a second antenna block. In addition, the directivity in the vertical plane at the frequency of 2.0 GHz of the antenna device in which the space 50 for one antenna unit is provided between the first antenna block 12 and the second antenna block 13 is shown. That is, this is an example in which the first antenna unit 1 of the embodiment shown in FIG. The solid line in FIG. 6 shows the characteristic of the second embodiment, and the broken line shows the characteristic of the conventional antenna apparatus in which no electrical tilt angle is given. The conventional antenna apparatus has a main beam at an angle of about 5 °, and exhibits a characteristic that the antenna gain is suddenly decreased in both the ground direction and the sky direction. On the other hand, the antenna device of this embodiment has the same basic characteristics that the antenna gain is reduced in both the ground direction and the sky direction, but the angle is 10 ° to 20 °. The gain is improved by about 10 dB in the range of °.

次に空間50の効果を確認する為に、図3(a)の実線の特性と図6の実線を比較する。
角度5°にある主ビームの大きさに変わりは無い。角度10°〜20°の範囲におけるアンテナ利得が特に異なっている。空間50が無い実施例に見られる角度約12°付近の利得の落ち込み(約0dBi)が見られず角度12°〜17°の範囲のアンテナ利得が向上している。
この実施例の伝播損失特性を図7に示す。アンテナ装置からの水平方向距離が1Kmから2Kmの範囲における伝播損失が波打っているが平均的に約2dB程度改善されている。図4に示す実施例(実線)の1Kmから2Kmの範囲は約−109dBに対して、図7に示す空間50を設けた同じ範囲における伝播損失は約−107dBである。
Next, in order to confirm the effect of the space 50, the characteristic of the solid line in FIG. 3A is compared with the solid line in FIG.
There is no change in the size of the main beam at an angle of 5 °. The antenna gains in the angle range of 10 ° to 20 ° are particularly different. An antenna gain in an angle range of 12 ° to 17 ° is improved without a drop in gain (about 0 dBi) in the vicinity of an angle of about 12 ° seen in the embodiment having no space 50.
The propagation loss characteristics of this example are shown in FIG. Propagation loss in the range of 1 km to 2 km in the horizontal distance from the antenna device is wavy, but the average is improved by about 2 dB. In the embodiment (solid line) shown in FIG. 4, the range from 1 km to 2 km is about −109 dB, whereas the propagation loss in the same range provided with the space 50 shown in FIG. 7 is about −107 dB.

このように、第1のアンテナブロック12と第2のアンテナブロック13との間に空間を設けることでもアンテナ装置の特性を変えることが可能である。
また、第1のアンテナユニット1と第2のアンテナユニット8の大きさが等しい例で説明したが、第1のアンテナユニット1と第2のアンテナユニット8の大きさが異なっている場合でも良い。すなわち、調整を容易にするために各アンテナユニットの大きさの単位で変更出来る(置き換える)ようにして置く。
Thus, it is possible to change the characteristics of the antenna device by providing a space between the first antenna block 12 and the second antenna block 13.
Moreover, although the example where the magnitude | size of the 1st antenna unit 1 and the 2nd antenna unit 8 was equal demonstrated, the case where the magnitude | sizes of the 1st antenna unit 1 and the 2nd antenna unit 8 differ may be sufficient. That is, in order to facilitate the adjustment, the antenna unit can be changed (replaced) in the unit of the size of each antenna unit.

第1のアンテナブロック12と上記第2のアンテナブロック13とに給電する給電ラインの少なくとも一方に移相器を接続したこの発明の他の実施例を図8に示す。
図8(a)は第1のアンテナブロック12側の給電ラインの中に移相器を接続した例である。今までに説明した部分と同じ構成は参照番号を同一とし説明を繰り返さない。アンテナシステムの給電点11と第1のアンテナユニット1の給電点3との間に移相器80が挿入接続されている。移相器80から第1のアンテナブロック12を構成する各第1のアンテナユニット1のそれぞれの給電点3に対して、位相を可変した給電信号を供給している。鉛直方向最上段に位置する第1のアンテナユニット1には、移相器80から給電ケーブル81によって給電されている。第1のアンテナブロック12を構成する鉛直方向最下段に位置するM個目の参照符号を表記しない第1のアンテナユニットの給電点には給電ケーブル82によって給電されている。図8(a)では、最上段の第1のアンテナユニット1と最下段の第1のアンテナユニットとの間にあるアンテナユニットについては、表記を省略している。省略している各第1のアンテナユニットの給電点にも移相器80から独立した給電ケーブルが接続されている。第2のアンテナブロック13側には、移相器が挿入接続されていない。
FIG. 8 shows another embodiment of the present invention in which a phase shifter is connected to at least one of the power feed lines that feed power to the first antenna block 12 and the second antenna block 13.
FIG. 8A shows an example in which a phase shifter is connected in the feed line on the first antenna block 12 side. The same components as those described so far have the same reference numerals and will not be described repeatedly. A phase shifter 80 is inserted and connected between the feeding point 11 of the antenna system and the feeding point 3 of the first antenna unit 1. The phase shifter 80 supplies a feeding signal with a variable phase to each feeding point 3 of each first antenna unit 1 constituting the first antenna block 12. The first antenna unit 1 located at the uppermost stage in the vertical direction is supplied with power from a phase shifter 80 by a power supply cable 81. The feeding point of the first antenna unit that does not indicate the Mth reference symbol located at the lowest vertical direction constituting the first antenna block 12 is fed by a feeding cable 82. In FIG. 8A, the description of the antenna unit between the uppermost first antenna unit 1 and the lowermost first antenna unit is omitted. A feeding cable independent from the phase shifter 80 is also connected to the feeding point of each omitted first antenna unit. A phase shifter is not inserted and connected to the second antenna block 13 side.

例えば移相器80でアンテナシステムの給電点11に給電される給電信号の位相を−2°移相させると、各第1のアンテナユニットの給電点に供給される位相が相対的に−2°ずつ移相器80で遅らされる。
移相器80は、機械的移相器又は電気的移相器のローデッド・ライン型(Loaded Line)やハイブリッド・カップルド型(Hybrid Coupled)など何で構成しても良い。調整の簡便性を考慮すると可変移相器であると、より好ましい。
図9(a)にこの実施例のアンテナ装置で移相器80の移相量を変化させたときの垂直面内指向特性を示す。周波数は2.0GHzである。縦軸はアンテナ利得をdBiで示し、横軸は垂直面内の角度をdeg.で示す。このデータは電気的チルト角が5°の第1のアンテナユニット1を例えば5個、電気的チルト角が15°の第2のアンテナユニット8を例えば2個で構成したアンテナ装置の特性である。
For example, if the phase of the feed signal fed to the feed point 11 of the antenna system is shifted by -2 ° with the phase shifter 80, the phase supplied to the feed point of each first antenna unit is relatively -2 °. Delayed by phase shifter 80 one by one.
The phase shifter 80 may be configured by any of a mechanical phase shifter or an electrical phase shifter, such as a loaded line type or a hybrid coupled type. In view of the ease of adjustment, a variable phase shifter is more preferable.
FIG. 9A shows the directivity characteristics in the vertical plane when the phase shift amount of the phase shifter 80 is changed in the antenna device of this embodiment. The frequency is 2.0 GHz. The vertical axis represents the antenna gain in dBi, and the horizontal axis represents the angle in the vertical plane in deg. This data is a characteristic of an antenna device in which, for example, five first antenna units 1 with an electrical tilt angle of 5 ° and two second antenna units 8 with an electrical tilt angle of 15 ° are formed.

図9(a)に実線で示す特性が移相器80で移相させないときの特性である。すなわち、アンテナ装置そのものが持つ特性である。主ビームの方向が第1のアンテナユニット1に与えられている電気的チルト角に等しい角度5°になっている。
破線で示す特性が、移相器80で鉛直方向上に位置する第1のアンテナユニットの位相を4°進ませたものである。その結果、主ビームの方向が約1°に変化している。
2点鎖線で示す特性が、今度は逆に移相器80で鉛直方向下に位置する第1のアンテナユニットの位相を2°遅らせたものである。その結果、主ビームの方向が約7°に変化している。図9(a)の図中に破線の楕円で囲んだ部分である。
A characteristic indicated by a solid line in FIG. 9A is a characteristic when the phase shifter 80 does not shift the phase. That is, it is a characteristic of the antenna device itself. The direction of the main beam is an angle of 5 ° equal to the electrical tilt angle given to the first antenna unit 1.
The characteristic indicated by the broken line is obtained by advancing the phase of the first antenna unit positioned vertically by the phase shifter 80 by 4 °. As a result, the direction of the main beam is changed to about 1 °.
The characteristic indicated by the two-dot chain line is that the phase of the first antenna unit positioned in the vertical direction is delayed by 2 ° by the phase shifter 80. As a result, the direction of the main beam changes to about 7 °. It is the part enclosed by the ellipse of the broken line in the figure of Fig.9 (a).

このように第1のアンテナブロック12側に給電される給電信号の位相を移相器80によって変えることで主ビームの垂直面内における放射角度を変えることが可能になる。
次に第2のアンテナブロック13側に移相器を接続した例を示す。今までに説明した部分と同じ構成は参照番号を同一とし説明を繰り返さない。アンテナシステムの給電点11と第2のアンテナユニット8の給電点14との間に移相器83が挿入接続されている。移相器83から第2のアンテナブロック13を構成する各第2のアンテナユニット8の給電点14に対して、位相を可変した給電信号を供給している。鉛直方向上に位置する第2のアンテナユニット8には、移相器83から給電ケーブル84によって給電されている。第2のアンテナブロック13を構成する鉛直方向最下段に位置するL個目の参照符号を表記しない第2のアンテナユニットの給電点には給電ケーブル85によって給電されている。図8(b)では、第2のアンテナブロック13を構成する最上段の第2のアンテナユニット8と最下段の第2のアンテナユニットとの間にあるアンテナユニットについては、表記を省略している。省略している各第1のアンテナユニットの給電点にも移相器83から独立した給電ケーブルが接続されている。第1のアンテナブロック12側には、移相器が挿入接続されていない。
Thus, by changing the phase of the feed signal fed to the first antenna block 12 side by the phase shifter 80, the radiation angle in the vertical plane of the main beam can be changed.
Next, an example in which a phase shifter is connected to the second antenna block 13 side is shown. The same components as those described so far have the same reference numerals and will not be described repeatedly. A phase shifter 83 is inserted and connected between the feeding point 11 of the antenna system and the feeding point 14 of the second antenna unit 8. The phase shifter 83 supplies a feed signal having a variable phase to the feed point 14 of each second antenna unit 8 constituting the second antenna block 13. The second antenna unit 8 positioned in the vertical direction is supplied with power from a phase shifter 83 by a power supply cable 84. The feeding point of the second antenna unit that does not indicate the L-th reference symbol that is located at the lowest vertical direction constituting the second antenna block 13 is fed by a feeding cable 85. In FIG. 8B, the description of the antenna unit between the uppermost second antenna unit 8 and the lowermost second antenna unit constituting the second antenna block 13 is omitted. . A feeding cable independent from the phase shifter 83 is also connected to the feeding point of each omitted first antenna unit. A phase shifter is not inserted and connected to the first antenna block 12 side.

図9(b)にこの実施例のアンテナ装置で移相器83の移相量を変化させたときの垂直面内指向特性を示す。縦軸はアンテナ利得をdBiで示し、横軸は垂直面内の角度をdeg.で示す。このデータは電気的チルト角が5°の第1のアンテナユニット1を例えば5個、電気的チルト角が15°の第2のアンテナユニット8を例えば2個で構成したアンテナ装置の特性である。
図9(b)に破線で示す特性が移相器83で移相させないときの特性である。すなわち、アンテナ装置そのものが持つ特性である。この特性に対して移相器83で鉛直方向下に位置する第2のアンテナユニットの位相を5°遅らせた特性を実線で示す。更に15°遅らせた特性を2点鎖線で示す。
FIG. 9B shows the vertical in-plane directivity characteristics when the phase shift amount of the phase shifter 83 is changed in the antenna device of this embodiment. The vertical axis represents the antenna gain in dBi, and the horizontal axis represents the angle in the vertical plane in deg. This data is a characteristic of an antenna device in which, for example, five first antenna units 1 with an electrical tilt angle of 5 ° and two second antenna units 8 with an electrical tilt angle of 15 ° are formed.
A characteristic indicated by a broken line in FIG. 9B is a characteristic when the phase shifter 83 does not shift the phase. That is, it is a characteristic of the antenna device itself. With respect to this characteristic, the solid line represents the characteristic obtained by delaying the phase of the second antenna unit positioned vertically downward by 5 ° with the phase shifter 83. Further, the characteristics delayed by 15 ° are indicated by a two-dot chain line.

破線、実線、2点鎖線と移相器83によってチルト角が増やされるに従い、図9(b)に示すサイドローブも大地側に移動している。移相器83によってチルト角30°にした2点鎖線の特性は、角度30°付近のアンテナ利得が実線に対して約5dBi改善されている。このように第2のアンテナブロック13のチルト角を大きくすることで、俯角の大きい部分でのアンテナ利得を向上させることが出来る。これらの特性を図9(b)の図中に破線の楕円で囲んで示す。ここで注目したい点は、移相器83によって第2のアンテナブロック13へ給電される給電信号の位相を変化させても主ビームの指向性が変化しない点である。   As the tilt angle is increased by the broken line, the solid line, the two-dot chain line, and the phase shifter 83, the side lobe shown in FIG. 9B is also moved to the ground side. With respect to the characteristics of the two-dot chain line having a tilt angle of 30 ° by the phase shifter 83, the antenna gain near the angle of 30 ° is improved by about 5 dBi with respect to the solid line. In this way, by increasing the tilt angle of the second antenna block 13, the antenna gain in the portion with the large depression angle can be improved. These characteristics are shown in FIG. 9B surrounded by a dashed ellipse. The point to be noted here is that the directivity of the main beam does not change even when the phase of the feed signal fed to the second antenna block 13 by the phase shifter 83 is changed.

このように、第2のアンテナブロック13へ給電する給電信号の位相を移相器83で制御することでサイドローブだけを調整することが可能になる。
図8(c)に第1のアンテナブロック12と第2のアンテナブロック13のそれぞれの給電ラインの中に移相器を接続した実施例を示す。図8(c)に示す例は、前述した第1のアンテナブロック12の給電ラインに移相器を挿入接続した図8(a)の例と、第2のアンテナブロック13の給電ラインに移相器を挿入接続した図8(b)の例とを組み合わせたものである。第1のアンテナブロック12へ給電する給電信号の位相を移相器80で制御することで主ビームの指向性を可変し、第2のアンテナブロック13へ給電する給電信号の位相を移相器83で制御することでサイドビームの指向性を可変するようにしたものである。各構成は説明済みであるのでここでの説明は省略する。
In this way, it is possible to adjust only the side lobe by controlling the phase of the power feeding signal fed to the second antenna block 13 by the phase shifter 83.
FIG. 8C shows an embodiment in which a phase shifter is connected to each of the feed lines of the first antenna block 12 and the second antenna block 13. The example shown in FIG. 8C is the same as the example of FIG. 8A in which a phase shifter is inserted and connected to the feed line of the first antenna block 12 described above, and the phase shift to the feed line of the second antenna block 13. This is a combination of the example of FIG. The phase shifter 80 controls the phase of the feed signal that feeds power to the first antenna block 12 to vary the directivity of the main beam, and the phase of the feed signal that feeds power to the second antenna block 13 is shifted by the phase shifter 83. The directivity of the side beam can be varied by controlling with. Since each configuration has already been described, description thereof is omitted here.

図10に移相制御に追加して電力制御も行えるようにした実施例を示す。図10は先に説明した第1のアンテナブロック12と第2のアンテナブロック13とをそれぞれ独立して移相制御出来るようにした図8(c)に示した実施例に電力分配器を追加したものである。今までに説明した部分と同じ構成は参照番号を同一とし説明を繰り返さない。
図10は、第1のアンテナブロック12へ給電する給電信号の位相を制御する移相器80と、第2のアンテナブロック13へ給電する給電信号の位相を制御する移相器83のそれぞれとアンテナシステムの給電点11との間に電力分配器100を接続した例である。
FIG. 10 shows an embodiment in which power control can be performed in addition to phase shift control. FIG. 10 shows a power distributor added to the embodiment shown in FIG. 8C in which the first antenna block 12 and the second antenna block 13 described above can be controlled in phase shift independently. Is. The same components as those described so far have the same reference numerals and will not be described repeatedly.
FIG. 10 illustrates a phase shifter 80 that controls the phase of a power feeding signal that feeds power to the first antenna block 12, a phase shifter 83 that controls the phase of a power feeding signal that feeds power to the second antenna block 13, and an antenna. This is an example in which a power distributor 100 is connected to the power feeding point 11 of the system.

電力分配器100は、アンテナシステムの給電点11に入力される給電電力を移相器80と移相器83に分配する。例えば、アンテナ装置が配置される場所から比較的に近いエリアにサードローブを放射する第2のアンテナブロック13へ給電する電力は、主ビームを放射する第1のアンテナブロック12へ給電する電力より小さくした方が良い場合が多い。このように構成することでより給電電力を効率良く利用することが出来、より柔軟にアンテナ装置の指向特性を制御することが可能になる。   The power distributor 100 distributes the feeding power input to the feeding point 11 of the antenna system to the phase shifter 80 and the phase shifter 83. For example, the power supplied to the second antenna block 13 that radiates the third lobe in an area relatively close to the place where the antenna device is disposed is smaller than the power supplied to the first antenna block 12 that radiates the main beam. It is often better to do. With this configuration, it is possible to more efficiently use the supplied power, and to control the directivity of the antenna device more flexibly.

図11にこの発明のアンテナ装置の他の実施例を示す。図11は励振素子を例えば3周波数共用の励振素子としてこの発明のアンテナ装置を構成した場合の例を示す。励振素子110は3周波数に対応したアンテナであり、鉛直方向に110,110,110,110が配列されてアンテナユニット115を構成している。アンテナユニット115の給電点116には、共用器111で3つの周波数が合成された給電信号が1本の給電ラインで供給される。共用器111には、例えば800MHzの給電信号が給電ケーブル112で、例えば1.5GHzの給電信号が給電ケーブル113で、例えば2.0GHzの給電信号が給電ケーブル114によって供給される。 FIG. 11 shows another embodiment of the antenna device of the present invention. FIG. 11 shows an example in which the antenna device according to the present invention is configured by using, for example, a three-frequency excitation element as the excitation element. The excitation element 110 a is an antenna corresponding to three frequencies, and 110 a , 110 b , 110 c , and 110 d are arranged in the vertical direction to constitute an antenna unit 115. A feeding signal in which three frequencies are combined by the duplexer 111 is supplied to the feeding point 116 of the antenna unit 115 through one feeding line. For example, a power supply signal of 800 MHz is supplied to the duplexer 111 by the power supply cable 112, for example, a power supply signal of 1.5 GHz is supplied by the power supply cable 113, and a power supply signal of 2.0 GHz, for example, is supplied by the power supply cable 114.

共用器111から給電点116および各励振素子110,110,110,110に至る給電ラインには3つの周波数の給電信号が供給される。例えば、このアンテナユニット115が第1のアンテナユニットとして第1のアンテナブロックを構成するものとする。そして例えば電気的チルト角を5°に設定されているものとする。この電気的チルト角はアンテナユニット115内の各励振素子への給電ラインの長さを調整することで設定されている。この給電ラインの長さはある周波数に基づいて決められるために、3周波数が共用になると基準として用いた周波数以外の周波数では、位相がずれてしまい電気的チルト角が変化してしまう。周波数が変わっても電気的チルト角が例えば5°になるようにする為に、共用器111と各周波数の給電信号を発生する供給源との間の給電ケーブル112,113,114の長さが調整される。すなわち、アンテナユニット個々に一対一の関係で共用器が設けられるために共用器よりも給電信号の供給源側の給電ケーブルの長さを変えることでチルト角の調整が可能になっている。 Power feed signals of three frequencies are supplied to the power feed line from the duplexer 111 to the feed point 116 and the excitation elements 110 a , 110 b , 110 c , and 110 d . For example, it is assumed that the antenna unit 115 constitutes a first antenna block as the first antenna unit. For example, it is assumed that the electrical tilt angle is set to 5 °. This electrical tilt angle is set by adjusting the length of the feed line to each excitation element in the antenna unit 115. Since the length of the feed line is determined based on a certain frequency, when the three frequencies are shared, the phase is shifted and the electrical tilt angle is changed at a frequency other than the frequency used as the reference. Even if the frequency changes, the length of the feed cables 112, 113, 114 between the duplexer 111 and the supply source that generates the feed signal of each frequency is set so that the electrical tilt angle becomes 5 °, for example. Adjusted. That is, since the duplexer is provided in a one-to-one relationship for each antenna unit, the tilt angle can be adjusted by changing the length of the feed cable on the feed signal source side of the duplexer.

このアンテナユニット115の電気的チルト角を増やして第2のアンテナブロックにすることも容易であり、この3周波数共用の励振素子によってこの発明のアンテナ装置を構成することが出来る。
励振素子を3周波共用にすることによって、アンテナ装置を小型化することが可能になる。特に1つのレドームにアンテナ装置を収納することが出来るので、アンテナ設置場所の強度など利点が多い。
以上、述べて来た様にこの発明によるアンテナ装置によれば、柔軟にアンテナの指向特性を調整することが可能になる。ここまでの説明では、鉛直方向下に配置される第2のアンテナブロック13のチルト角を鉛直方向上に配置される第1のアンテナブロック12のチルト角よりも大きくした例で説明して来た。しかしこの発明はこの組み合わせに限定されない。例えば、盆地等の低い土地にこの発明のアンテナ装置を設置する場合は、その地域の特徴にもよるが、説明して来た例とは逆に鉛直方向下に配置される第2のアンテナブロック13の電気的チルト角を鉛直方向上に配置される第1のアンテナブロック12のチルト角よりも小さく設定した方が良い場合も想定される。
It is easy to increase the electrical tilt angle of the antenna unit 115 to form the second antenna block, and the antenna device of the present invention can be configured by the excitation element shared by the three frequencies.
The antenna device can be downsized by sharing the excitation element with three frequencies. In particular, since the antenna device can be stored in one radome, there are many advantages such as the strength of the antenna installation location.
As described above, according to the antenna device of the present invention, it is possible to flexibly adjust the directivity characteristics of the antenna. In the description so far, the example has been described in which the tilt angle of the second antenna block 13 disposed below in the vertical direction is larger than the tilt angle of the first antenna block 12 disposed above in the vertical direction. . However, the present invention is not limited to this combination. For example, when the antenna device of the present invention is installed in a low land such as a basin, the second antenna block is arranged in the vertical direction contrary to the example described above, although it depends on the characteristics of the region. It is also assumed that it is better to set the electrical tilt angle 13 smaller than the tilt angle of the first antenna block 12 arranged in the vertical direction.

また、この発明の説明で各構成要素を数値限定して来なかった。これは、アンテナ装置を設置する場所によって最適な組み合わせが変わるためである。この発明によれば、どのような状況にあってもアンテナ指向特性を最適に調整することが可能になる。   Further, the description of the present invention has not limited the numerical values of the constituent elements. This is because the optimum combination changes depending on the place where the antenna device is installed. According to the present invention, it is possible to optimally adjust the antenna directivity in any situation.

この発明によるアンテナ装置の一実施例を示す図である。It is a figure which shows one Example of the antenna device by this invention. アンテナユニットへの電気的チルト角の与え方を示す図である。It is a figure which shows how to give the electrical tilt angle to an antenna unit. この発明のアンテナ装置の垂直面内指向性を示す図である。It is a figure which shows the directivity in a vertical plane of the antenna apparatus of this invention. この発明のアンテナ装置の伝播損失特性を示す図である。It is a figure which shows the propagation loss characteristic of the antenna apparatus of this invention. この発明の他の実施例を示す図である。It is a figure which shows the other Example of this invention. 図5に示したアンテナの垂直面内指向性の例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of directivity in a vertical plane of the antenna illustrated in FIG. 5. 図5に示したアンテナの伝播損失特性の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the propagation loss characteristic of the antenna shown in FIG. 移相器を接続したこの発明の他の実施例を示す図である。It is a figure which shows the other Example of this invention which connected the phase shifter. 移相器を接続したこの発明のアンテナの垂直面内指向特性を示す図である。It is a figure which shows the vertical in-plane directivity characteristic of the antenna of this invention which connected the phase shifter. この発明の他の実施例を示す図である。It is a figure which shows the other Example of this invention. この発明の他の実施例を示す図である。It is a figure which shows the other Example of this invention. 従来の移動通信システム用の基地局アンテナを示す図である。It is a figure which shows the base station antenna for the conventional mobile communication systems. アンテナ本体を機械的に傾斜させた従来例を示す図である。It is a figure which shows the prior art example which inclined the antenna main body mechanically. 機械的チルトと電気的チルトの違いを説明する図である。It is a figure explaining the difference between mechanical tilt and electrical tilt.

Claims (6)

第1のアンテナユニットが1個以上で構成される第1のアンテナブロックと、第2のアンテナユニットが1個以上で構成される第2のアンテナブロックとを備え、
上記第1のアンテナブロックと上記第2のアンテナブロックとが鉛直方向に配列され、
上記第1のアンテナユニットと第2のアンテナユニットとは異なる電気的チルト角が
与えられていることを特徴とするアンテナ装置。
A first antenna block composed of one or more first antenna units, and a second antenna block composed of one or more second antenna units;
The first antenna block and the second antenna block are arranged in a vertical direction,
An antenna device, wherein the first antenna unit and the second antenna unit have different electrical tilt angles.
上記第2のアンテナブロックは第1アンテナブロックより鉛直方向下に配置され、上記第1のアンテナブロックを構成する第1のアンテナユニットよりも上記第2のアンテナユニットの電気的チルト角が大であることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。   The second antenna block is disposed vertically below the first antenna block, and the electrical tilt angle of the second antenna unit is larger than that of the first antenna unit constituting the first antenna block. The antenna device according to claim 1. 上記第1のアンテナブロックと上記第2のアンテナブロックとの間に、上記第1又は第2のアンテナユニットの少なくとも一方の大きさの1倍以上の空間が設けられていることを特徴とする請求項1と請求項2に記載のアンテナ装置。   The space between the first antenna block and the second antenna block is provided with a space that is at least one size larger than at least one of the first and second antenna units. The antenna device according to claim 1 or 2. 上記第1のアンテナブロックと上記第2のアンテナブロックとに給電する給電ラインの少なくとも一方に移相器が接続されていることを特徴とする請求項1および請求項3の何れかに記載のアンテナ装置。   4. The antenna according to claim 1, wherein a phase shifter is connected to at least one of a feeding line that feeds power to the first antenna block and the second antenna block. 5. apparatus. 上記第1のアンテナブロックと上記第2のアンテナブロックとに給電する給電ラインにこれらアンテナブロックに対する給電電力を分配する電力分配器が接続されていることを特徴とする請求項1および請求項4の何れかに記載のアンテナ装置。   5. The power distributor for distributing the power supplied to the antenna block is connected to a power supply line that supplies power to the first antenna block and the second antenna block. The antenna device according to any one of the above. 上記アンテナ素子が複数の周波数に対応した励振素子であり、上記アンテナユニットの入力に共用器が接続されていることを特徴とする請求項1および請求項5の何れかに記載のアンテナ装置。   6. The antenna device according to claim 1, wherein the antenna element is an excitation element corresponding to a plurality of frequencies, and a duplexer is connected to an input of the antenna unit.
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