JP2008523708A - アンテナ装置とそれに関する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
dnは位相中心間の距離でありcは光速である。
λはRF信号の波長である。
Claims (36)
- アレイまたはサブアレイに配列され得る多数の放射素子を含むアンテナセクションを備えるアンテナ装置(100;200;300;400;500;600)であって、
少なくとも更に1つのアンテナセクションを備え、
当該少なくとも2つのアンテナセクション(101,102,103;10D1,10D2,10D3;10E1,10E2,10E3;10F1,10F2,10F3;10G1,10G2,10G3;10H1,10H2,10H3)は、搭載構造(40;40D;40E;40F;40G;40H)に実質的に直線状,非直線状または不規則に搭載され、
ビーム形成制御を可能とするための、アンテナセクション(101,102,103;10D1,10D2,10D3;10E1,10E2,10E3;10F1,10F2,10F3;10G1,10G2,10G3;10H1,10H2,10H3)の給電を制御するための給電ネットワーク制御手段を有し、前記少なくとも2つのアンテナセクション(101,102,103;10D1,10D2,10D3;10E1,10E2,10E3;10F1,10F2,10F3;10G1,10G2,10G3;10H1,10H2,10H3)に給電するための給電ネットワーク装置(20;20A;20B;20C;20D;20E;20F;20G;20H1;20H2)を備える
ことを特徴とするアンテナ装置。 - アンテナセクションのうち少なくとも2つは実質的に同一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(200;300;400;500;600)。
- すべてのアンテナセクションは実質的に同一であることを特徴とする請求項2に記載のアンテナ装置(200;300;400;500;600)。
- 少なくとも2つのアンテナセクション(101,102,103;10F1,10F2,10F3)は非同一である、すなわち異なる、ことを特徴とする請求項1または2に記載のアンテナ装置(100;400)。
- すべてのアンテナセクション(101,102,103)は非同一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(100)。
- アンテナセクションは、各々が隣接するアンテナセクションとの間隔が実質的に等しくなるように搭載されることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載のアンテナ装置(200;400;500;600)。
- アンテナセクションは、各々が隣接するアンテナセクションとの間隔が異なるように搭載されることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載のアンテナ装置。
- アンテナセクションは、例えば方位角ビーム幅が45°,60°または90°である従来のセクタ・アンテナを含むことを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載のアンテナ装置。
- 給電ネットワーク装置(20;20A;20B;20C;20D;20E;20F;20G;20H1;20H2)は、アンテナセクション間の位相および振幅の少なくとも一方を可変制御し、それによって位相および振幅の少なくとも一方のテーパ付けを提供する手段を備えることを特徴とする請求項1乃至8の何れか一項に記載のアンテナ装置。
- 前記アンテナセクションを載せるための載架手段、例えばマスト、が搭載されている現実または仮想の搭載面の法線に対してビームをチルトするための手段を備えていることを特徴とする請求項1乃至9の何れか一項に記載のアンテナ装置。
- ビームをチルトするための手段は、アンテナセクションを機械的にチルトさせるための機械的チルト手段を備えることを特徴とする請求項10に記載のアンテナ装置。
- アンテナセクションのうち少なくとも2つ、好適にはすべて、は、個別に機械的にチルトされることを特徴とする請求項11に記載のアンテナ装置。
- アンテナセクションのうち少なくともいくつかは、電気的にプレチルトされ、すなわちビルトインのチルトを備え、該チルトは異なるアンテナセクションに対して同一あるいは相違しうることを特徴とする請求項1乃至12の何れか一項に記載のアンテナ装置。
- ビームをチルトするための手段は、アンテナセクションを電気的にチルトさせる手段を備えることを特徴とする請求項10に記載のアンテナ装置。
- アンテナセクションを電気的にチルトさせる手段は、各々のアンテナセクションを個別にチルトさせることが出来る、すなわち各々のアンテナセクションを個別にかつ別々に制御するための手段を備える、ことを特徴とする請求項14に記載のアンテナ装置。
- 給電ネットワーク装置は、位相遅延手段(22B1,22B2,22B3)および時間遅延手段(22C1,22C2,22C3)の少なくとも一方を含み、
アンテナセクションの電気的チルトは、各々のアンテナセクションに位相遅延および時間遅延の少なくとも一方を導入することによって実現されることを特徴とする請求項15に記載のアンテナ装置。 - 給電ネットワーク装置は、各々がアンテナセクションにそれぞれ異なる偏波で給電する2つの給電ネットワーク(20H1,20H2)を備えることを特徴とする請求項1乃至16の何れか一項に記載のアンテナ装置。
- 第1および第2の偏波を給電するために同じ信号が使用され、
給電ネットワーク(20H1,20H2)は、特に、各々が相補的な仰角カバー範囲を有する各々の偏波の仰角ビームパターンを実現するために、結合パターンが各々の仰角ビームパターンの電力和として生成されるように、各々の偏波の仰角ビームパターンを制御するための制御手段を備えることを特徴とする請求項17に記載のアンテナ装置。 - 各々の給電ネットワーク(20H1,20H2)は、例えばButlerマトリクスネットワークに基づくようなマルチポート仰角給電ネットワークを備えることを特徴とする請求項18に記載のアンテナ装置。
- 給電ネットワークは、各々のアンテナセクションへ給電される電力を適切に分割するための電力分割手段を備えることを特徴とする請求項1乃至19の何れか一項に記載のアンテナ装置。
- 少なくとも1つの選択方向での利得低下を制限するために、すなわち該少なくとも1つの方向での”ヌル充填”を実現するために、利得が制御され得るように放射パターンを制御するためのビーム形成手段を備えていることを特徴とする請求項1乃至20の何れか一項に記載のアンテナ装置。
- 前記ビーム形成手段は、機械的および電気的の少なくとも一方によりビームをチルトするための手段を1つ以上備えることを特徴とする請求項21に記載のアンテナ装置。
- アンテナセクションは、少なくとも1つの選択方向での利得低下が制限/抑制できるように、放射パターンが制御され得る、または配置される、ことを特徴とする請求項1乃至22の何れか一項に記載のアンテナ装置。
- 少なくとも1つのアンテナセクションは、他のアンテナセクションの1つ以上と異なり、および/または、少なくとも1つのアンテナセクションは、隣接するアンテナセクションとの距離が、他の少なくとも2つのアンテナセクションの間の距離、あるいは、前記アンテナセクションともうひとつの隣接アンテナセクションとの間の距離とは異なるよう配置されていることを特徴とする請求項23に記載のアンテナ装置。
- 前記給電ネットワーク装置は、2つの別々の給電ネットワーク(20H1,20H2)を備え、各々がアンテナセクションの各々に2重偏波で給電することを特徴とする請求項21乃至24の何れか一項に記載のアンテナ装置。
- アンテナセクション(101,102,103;10D1,10D2,10D3;10E1,10E2,10E3;10F1,10F2,10F3;10G1,10G2,10G3;10H1,10H2,10H3)は、別々のユニットを含むことを特徴とする請求項1乃至25の何れか一項に記載のアンテナ装置。
- 共通の支柱または任意の搭載構造(40;40D;40E;40F;40G;40H)に搭載された、2,3,4,5,6または7個のアンテナセクションを備えることを特徴とする請求項1乃至26の何れか一項に記載のアンテナ装置。
- 信号の、送信、受信、または、送受信に用いられることを特徴とする請求項1乃至27の何れか一項に記載のアンテナ装置。
- アンテナセクションは、非平面上に搭載され、例えば異なる方向に搭載されることを特徴とする請求項1乃至28の何れか一項に記載のアンテナ装置。
- 請求項1乃至29の何れか一項に記載の装置のセルラ移動通信システムの無線基地局での使用。
- サブアレイに配列され得る多数の放射素子を含むアンテナセクションを多数備えたアンテナ装置におけるビーム形成を制御するための方法であって、
少なくとも2つのアンテナセクションは、搭載構造に実質的に直線に沿って、あるいは、不規則に搭載され、前記方法は、
給電ネットワークによってアンテナセクションに給電するステップと、
利得およびビーム形状の少なくとも一方を制御するために、各々のアンテナセクションに個別のビームチルトを機械的および電気的の少なくとも一方により与えながら給電を制御するステップと、
を備えることを特徴とする方法。 - 機械的チルトおよび電気的プレチルトの少なくとも一方により生じた、各々のアンテナセクションからの位相フロントの変位を、給電ネットワークを用いて補償するステップを備えることを特徴とする請求項31に記載の方法。
- 電気的なビームチルトを提供するために、各々のアンテナセクションに個別の時間遅延および移相の少なくとも一方を印加するステップを備えることを特徴とする請求項31または32に記載の方法。
- すべてのアンテナセクションにおいて、第1の偏波を持つ素子に信号を給電するために第1の給電ネットワークを用いるステップと、
すべてのアンテナセクションにおいて、第2の偏波を持つ素子に同じ信号を給電するために第2の給電ネットワークを用いるステップと、
を備えることを特徴とする請求項31乃至33の何れか一項に記載の方法。 - 各々の偏波の多重ビームを提供するために、例えばButlerマトリクスネットワークに基づくようなマルチポート仰角給電ネットワークを用いるステップを備えることを特徴とする請求項34に記載の方法。
- 手動または遠隔制御ユニットを介して、給電ネットワーク装置を制御するステップを備えることを特徴とする請求項31乃至35の何れか一項に記載の方法。
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