JP2016524863A - マルチバンドアンテナシステム - Google Patents

Abstract

本発明は、マルチバンドアンテナシステムに関し、マルチバンドを支援する広帯域放射素子でマルチバンドをサービスしながらビームチルトを行うためのものである。本発明によるマルチバンドアンテナシステムは、少なくとも１つの広帯域放射素子、分岐用フィルタ及び複数の位相可変器を含む。少なくとも１つの広帯域放射素子は、マルチバンドを支援する。分岐用フィルタは、少なくとも１つの広帯域放射素子にそれぞれ連結され、マルチバンドに含まれたバンド別信号を分岐する。また、複数の位相可変器は、マルチバンドの数に対応するように設けられ、分岐されたバンド別信号を各バンドに合わせてビームチルトを行う。この際、バンドは、特定バンドで送受信を区分する帯域を意味するものではなく、サービス事業者別サービス帯域を意味する。

Description

本発明は、アンテナシステムに関し、より詳細には、マルチバンドを支援する広帯域放射素子でマルチバンドをサービスしながらビームチルトを行うことができるマルチバンドアンテナシステムに関する。

通信サービスの多様化に伴い、１つのサービス事業者が多数の周波数帯域（ｂａｎｄ；バンド）を割り当られて使用することによって、基地局や継局の置局時に各サービスの周波数バンドによるアンテナを設置するようになる。

これによって、基地局や中継局の鉄塔には、多数のサービス事業者の多数のサービスバンドに合わせたアンテナを置局するが、制限された設置空間を有する鉄塔に設置できるアンテナ数に限界がある。また、あまりにも多いアンテナを鉄塔に設置する場合、都市の美観を害する要因として作用する問題点を有する。

このような問題を減らすために、サービス事業者は、１つのアンテナで２個の以上の周波数バンドをサービスできるマルチバンドアンテナを使用する。

例えば、基地局用デュアルバンドアンテナを具現するに際して、一般的に使用する方法は、各バンドを支援する放射素子を重畳して配列するか、横方向または縦方向に配列する方法が使用される。すなわちロウバンド（ｌｏｗ ｂａｎｄ）とハイバンド（ｈｉｇｈ ｂａｎｄ）の周波数帯域間の差異が大きくて、波長が２倍程度となる場合、ロウバンドを支援する放射素子とハイバンドを支援する放射素子を重畳して配列する。この場合、全体的なアンテナのサイズを減らすことができる利点がある。

しかし、ロウバンドとハイバンドの周波数帯域の間の差が、波長の２倍以下と大きくない場合、例えば７００ＭＨｚ帯域と９００ＭＨｚ帯域、１．８ＧＨｚ帯域と２．１ＧＨｚ帯域の場合、側方または上下にロウバンドのアンテナとハイバンドのアンテナを配列する。この場合、全体的なアンテナのサイズが大きくなるため、基地局の置局時にアンテナの設置空間を大きく占めるなど様々な問題が発生する。

一方、無線通信システムにおいて、地域または時間帯別に加入者の使用頻度が変わるため、使用頻度の高い側が使用頻度が低い側に比べて通信環境が悪くなる問題が発生する。

このような問題を解消し、最適のサービスを提供するために、基地局アンテナの輻射ビームの角度を調節し、基地局カーバレジを調整する網管理方法方法が使用されている。このようなアンテナの輻射ビームの角度を調節（チルト）するための方法としては、機械的または電気的ビームチルト方式が使用されている。

機械的ビームチルト方式は、アンテナの生産コストを低減することができる。しかし、機械的ビームチルト方式は、技術者が高い所に設置されたアンテナに連結されたチルト器具物を用いて直接アンテナのビームチルトを調整しなければならないため、アンテナが設置された所で技術者が落下する安全事故の危険が高く、ビームチルト調整に多い時間がかかる問題点を有する。

電気的ビームチルト方式は、遠隔でアンテナのビームチルトを調整するので、アンテナが設置された所で技術者が落下する安全事故の危険がなく、ビームチルト調整を迅速に行うことができる長所がある。

このような電気的ビームチルトが可能なアンテナシステムには、輻射ビームの位相を可変させる位相可変器が設置されている。すなわち位相可変器は、信号が通過する伝送線路の長さを可変させることによって、当該信号の位相を可変させる。

現在使用されている大部分の位相可変器は、弧（ａｃｒ）を基盤として回転体（ａｒｍ）が回転する構造を持っている。

このような弧基盤の位相可変器は、ティー−ジャンクション（Ｔ−ｊｕｎｃｔｉｏｎ）を基本に設計されているので、出力端のアイソレーション（Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）が確保されない問題点を有する。

例えば、弧基盤の位相可変器において、入力端をＰ１、出力端をＰ２、Ｐ３と定義するとき、エス−パラメータ（Ｓ−ｐａｒａｍｅｔｅｒ）特性のうちＳ２２、Ｓ２３特性が−６ｄＢ程度の値を示すことを確認することができる。これは、Ｐ２、Ｐ３の分離度（ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）が確保されていないという意味である。すなわち回転体が回転し、Ｐ２、Ｐ３まで経路の長さが変わる場合、Ｓ２１の振幅（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）及び位相（Ｐｈａｓｅ）値の変化が大きくなる。このような特性に起因してポートの後端に輻射素子や他のコンポネントが存在する場合、ポート間の干渉に起因してポートの後端に設置されるコンポネントの固有特性に歪みが発生する。

このような弧基盤の位相可変器の特性は、アレイアンテナに適用する場合、各輻射素子に供給される振幅と位相に歪みを発生させて、所望の輻射パターンを得ることが容易ではない。

また、弧基盤の位相可変器は、位相の可変量を増やすためには、位相可変器のサイズ（面積）が幾何級数的に大きくなる問題点を有する。すなわち、回転体の回転部を中心として半径が２倍ずつ大きくなる場合、所望の位相変位量を得ることができるため、弧基盤の位相可変器は、サイズが大きくなる。

例えば、位相配列アンテナは、４ポート、５ポートを具現するとき、位相が順次に入るために、回転体のピントを基準に弧が形成されなければならない。すなわち５ポートの場合には、回転体の中心に対する長さの比が２対１にならなければならず、４ポートの場合には、長さの比が３対１にならなければならないので、サイズが大きくなる。これは、同じ周波数帯域で使用する位相可変器であるとしても、サイズが変わる理由となり、製品コストを高める原因となる。

このような問題点を解消するために、放射素子を広帯域化し、１つのアンテナが２個の周波数帯域、例えば７００ＭＨｚ帯域と９００ＭＨｚ帯域、１．８ＧＨｚ帯域と２．１ＧＨｚ帯域を送受信することができるようにする方案を考慮することができる。

しかし、このようなマルチバンドを支援する広帯域放射素子を備えるアンテナは、それぞれのバンドに対するビームを制御することができないので、それぞれのサービスカーバレジを最適化することができない問題を有する。

したがって、本発明の目的は、マルチバンドを支援する広帯域放射素子でマルチバンドをサービスしながらビームチルトを行うことができるマルチバンドアンテナシステムを提供することにある。

本発明の他の目的は、ティー−ジャンクションを基盤とする弧（ａｒｃ）タイプの位相可変器が有する問題点を解消することができるウィルキンスン分配器を利用した位相可変器を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、各出力ポート間の分離度を確保することができるウィルキンスン分配器を利用した位相可変器を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、位相可変量を増やしても、位相可変器のサイズ増加を最小化することができるウィルキンスン分配器を利用した位相可変器を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、広帯域化に対応することができるウィルキンスン分配器を利用した位相可変器を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、位相可変器の裏面に他のコンポネントを追加しても、コンポネントの固有特性に歪みが発生するか、または位相信号の歪みが発生することを抑制することができるウィルキンスン分配器を利用した位相可変器を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、アレイアンテナに適用しても、各輻射素子に供給される振幅と位相歪みの問題を解消することができるウィルキンスン分配器を利用した位相可変器を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は、少なくとも１つの広帯域放射素子、分岐用フィルタ及び複数の位相可変器を含むマルチバンドアンテナシステムを提供する。ここで、前記少なくとも１つの広帯域放射素子は、マルチバンドを支援する。前記分岐用フィルタは、前記少なくとも１つの広帯域放射素子にそれぞれ連結され、マルチバンドに含まれたバンド別信号を分岐する。また、前記複数の位相可変器は、マルチバンドの数に対応するように設けられ、分岐されたバンド別信号を各バンドに合わせてビームチルトを行う。

本発明によるマルチバンドアンテナシステムにおいて、前記分岐用フィルタは、ダイプレクサー（ｄｉｐｌｅｘｅｒ）またはトリプレクサー（ｔｒｉｐｌｅｘｅｒ）であることができる。

本発明によるマルチバンドアンテナシステムにおいて、前記広帯域放射素子が２個のバンドを支援する場合、前記分岐用フィルタは、ダイプレクサーまたはトリプレクサーである。前記広帯域放射素子が３個のバンドを支援する場合、前記分岐用フィルタは、トリプレクサーである。

本発明によるマルチバンドアンテナシステムにおいて、前記広帯域放射素子が２個のバンドを支援する場合、前記位相可変器は、２個のバンドをそれぞれ支援する２個の位相可変器を含むことができる。前記広帯域放射素子が３個のバンドを支援する場合、前記位相可変器は、２個のバンドをそれぞれ支援する３個の位相可変器を含むことができる。

本発明によるマルチバンドアンテナシステムにおいて、前記位相可変器は、ベース基板と可変基板を含む。前記ベース基板は、入力ポートと複数の出力ポートが形成されており、前記入力ポートと前記複数の出力ポートをそれぞれ少なくとも１つのウィルキンスン分配器（Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ ｄｉｖｉｄｅｒ）を介して連結する複数の第１伝送線路が不連続的に形成されている。前記可変基板は、前記複数の第１伝送線路にそれぞれ連結され、連続的な伝送線路を形成する複数の第２伝送線路が形成されており、前記ベース基板に結合されて移動し、前記入力ポートと前記複数の出力ポートの間の伝送線路の長さを可変する。

本発明によるマルチバンドアンテナシステムにおいて、前記ベース基板は、入力ポートと、複数の出力ポートとを備える。前記ベース基板は、前記入力ポートに連結された少なくとも１つのウィルキンスン分配器（Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ ｄｉｖｉｄｅｒ）を含み、前記少なくとも１つのウィルキンスン分配器は、それぞれ２個の連結ポートを有する。前記ベース基板は、前記２個の連結ポートには、互いに対称するように一対の第１伝送線路が不連続的に形成されている。前記ベース基板は、前記第１伝送線路の端部にそれぞれ前記複数の出力ポートが連結される。

本発明によるマルチバンドアンテナシステムにおいて、前記可変基板は、前記ベース基板に移動可能に結合され、前記第１伝送線路に物理的に接触して不連続的に形成された第１伝送線路を連続的に連結する第２伝送線路が形成されており、移動によって前記第２伝送線路が前記第１伝送線路に重畳され、前記入力ポートと複数の出力ポートの間の伝送線路の長さを可変させる。

本発明によるマルチバンドアンテナシステムにおいて、前記ウィルキンスン分配器は、第１配線、２個の連結ポート及び抵抗器（ｒｅｓｉｓｔｏｒ）を含むことができる。第１配線に信号が入力される。前記２個の連結ポートは、前記第１配線から２個に対称するように分岐された第２配線にそれぞれ形成される。また、前記抵抗器は、前記２個の連結ポートを連結する。

本発明によるマルチバンドアンテナシステムにおいて、前記ウィルキンスン分配器は、前記第１配線の分岐された地点を中心に前記２個の連結ポートが互いに近接するように位置し、互いに近接した前記２個の連結ポートを前記抵抗器で連結することができる。

本発明によるマルチバンドアンテナシステムにおいて、前記ベース基板は、１つのウィルキンスン分配器を含むことができる。この際、前記ウィルキンスン分配器は、前記入力ポートに前記第１配線が連結され、前記２個の連結ポートから延長した第２配線にそれぞれ前記一対の第１伝送線路が連結されることができる。

また、本発明によるマルチバンドアンテナシステムにおいて、前記ベース基板は、第１〜第３ウィルキンスン分配器を含むことができる。この際、前記第１ウィルキンスン分配器は、前記入力ポートに前記第１配線が連結され、前記２個の連結ポートから延長した第２配線にそれぞれ前記第２及び第３ウィルキンスン分配器の第１配線が連結される。前記第２ウィルキンスン分配器の２個の連結ポートから延長した第２配線にそれぞれ一対の第１−１伝送線路が連結される。また、前記第３ウィルキンスン分配器の２個の連結ポートから延長した第２配線にそれぞれ一対の第１−２伝送線路が連結される。

本発明は、ベース基板と可変基板を含むアンテナ用位相可変器を提供する。前記ベース基板は、入力ポートと複数の出力ポートが形成されており、前記入力ポートと前記複数の出力ポートをそれぞれ少なくとも１つのウィルキンスン分配器（Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ ｄｉｖｉｄｅｒ）を介して連結する複数の第１伝送線路が不連続的に形成されている。前記可変基板は、前記複数の第１伝送線路にそれぞれ連結され、連続的な伝送線路を形成する複数の第２伝送線路が形成されており、前記ベース基板に結合されて移動し、前記入力ポートと前記複数の出力ポートの間の伝送線路の長さを可変する。

本発明によるアンテナ用位相可変器において、前記ベース基板は、入力ポートと、複数の出力ポートとを備える。前記ベース基板は、前記入力ポートに連結された少なくとも１つのウィルキンスン分配器（Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ ｄｉｖｉｄｅｒ）を含み、前記少なくとも１つのウィルキンスン分配器は、それぞれ２個の連結ポートを有する。前記ベース基板は、前記２個の連結ポートには、互いに対称するように一対の第１伝送線路が不連続的に形成されている。前記ベース基板は、前記第１伝送線路の端部にそれぞれ前記複数の出力ポートが連結される。

本発明によるアンテナ用位相可変器において、前記可変基板は、前記ベース基板に移動可能に結合され、前記第１伝送線路に物理的に接触して不連続的に形成された第１伝送線路を連続的に連結する第２伝送線路が形成されており、移動によって前記第２伝送線路が前記第１伝送線路に重畳され、前記入力ポートと複数の出力ポートの間の伝送線路の長さを可変させる。

本発明によるアンテナ用位相可変器において、前記ウィルキンスン分配器は、第１配線、２個の連結ポート及び抵抗器（ｒｅｓｉｓｔｏｒ）を含むことができる。第１配線に信号が入力される。前記２個の連結ポートは、前記第１配線から２個に対称するように分岐された第２配線にそれぞれ形成される。また、前記抵抗器は、前記２個の連結ポートを連結する。

本発明によるアンテナ用位相可変器において、前記ウィルキンスン分配器は、前記第１配線の分岐された地点を中心に前記２個の連結ポートが互いに近接するように位置し、互いに近接した前記２個の連結ポートを前記抵抗器で連結することができる。

本発明によるアンテナ用位相可変器において、前記ベース基板は、１つのウィルキンスン分配器を含むことができる。この際、前記ウィルキンスン分配器は、前記入力ポートに前記第１配線が連結され、前記２個の連結ポートから延長した第２配線にそれぞれ前記一対の第１伝送線路が連結されることができる。

本発明によるアンテナ用位相可変器において、前記ベース基板の第１伝送線路は、前記連結ポートから延長した第２配線に連結され、水平方向に延びている開始伝送線路と、前記開始伝送線路に平行に形成され、前記出力ポートに連結される終了伝送線路とを含む。この際、前記第２伝送線路は、連結されない前記開始伝送線路と前記終了伝送線路を連結し、前記開始伝送線路及び終了伝送線路と重畳される部分を有する。

本発明によるアンテナ用位相可変器において、前記ベース基板の第１伝送線路は、前記開始伝送線路と前記終了伝送線路との間に少なくとも１つが形成され、“コ（Ｕを左に９０度回転させた形態）”形態を有する連結伝送線路をさらに含むことができる。

本発明によるアンテナ用位相可変器において、前記第２伝送線路は、不連続的に形成された前記第１伝送線路を連結するように“左右反転コ（Ｕを右に９０度回転させた形態）”形態を有する少なくても１つの重畳伝送線路を含み、前記連結伝送線路の数がｎ個（ｎは０以上の整数）であるとき、前記重畳伝送線路は、（ｎ＋１）個とすることができる。

本発明によるアンテナ用位相可変器は、前記ベース基板に対して前記可変基板を前記開始伝送線路が形成された方向に平行な直線方向に移動させる移動部材をさらに含むことができる。

本発明によるアンテナ用位相可変器において、前記移動部材は、前記ベース基板に形成され、回転可能に設置される回転軸と、前記可変基板に設置される移動軸と、前記回転軸と移動軸を連結し、外部で作用する力によって前記回転軸を中心に前記移動軸を直線方向に移動させる移動バーとを含むことができる。

本発明によるアンテナ用位相可変器において、前記移動軸は、前記ベース基板に水平方向に形成された開始伝送線路に平行に形成されたガイド孔と、前記ガイド孔に対応する前記可変基板に形成された孔を連結するように設置されることができる。前記移動バーの駆動によって前記ガイド孔に沿って前記移動軸が直線移動することが可能である。

本発明によるアンテナ用位相可変器において、前記移動部材は、前記移動軸から離隔し、前記可変基板に設置されるダミー軸をさらに含むことができる。この際、前記ダミー軸は、前記ガイド孔に平行に前記ベース基板に水平方向に形成されたダミーガイド孔と、前記ダミーガイド孔に対応する前記可変基板に形成された孔を連結するように設置される。前記移動バーの駆動によって前記ダミーガイド孔に沿って前記ダミー軸が前記移動軸とともに直線移動する。

本発明によるアンテナ用位相可変器において、前記ベース基板は、第１〜第３ウィルキンスン分配器を含むことができる。この際、前記第１ウィルキンスン分配器は、前記入力ポートに前記第１配線が連結され、前記２個の連結ポートから延長した第２配線にそれぞれ前記第２及び第３ウィルキンスン分配器の第１配線が連結される。前記第２ウィルキンスン分配器の２個の連結ポートから延長した第２配線にそれぞれ一対の第１−１伝送線路が連結される。また、前記第３ウィルキンスン分配器の２個の連結ポートから延長した第２配線にそれぞれ一対の第１−２伝送線路が連結される。

本発明によるアンテナ用位相可変器において、前記可変基板は、第１可変基板と第２可変基板を含むことができる。前記第１可変基板は、前記第２ウィルキンスン分配器に連結される第２−１伝送線路が形成される。前記第２可変基板は、前記第１可変基板から分離されており、前記第２−１伝送線路と対称するように配置され、前記第３ウィルキンスン分配器に連結される第２−２伝送線路が形成される。この際、前記第２伝送線路は、前記第２−１伝送線路と前記第２−２伝送線路を含む。

本発明によるアンテナ用位相可変器において、前記ベース基板は、前記第１ウィルキンスン分配器を中心に両側に対向するように第２及び第３ウィルキンスン分配器が形成される。前記ベース基板は、前記第１ウィルキンスン分配器の２個の第１連結ポートが形成された方向を中心に一方に前記第２ウィルキンスン分配器の２個の第２連結ポートが形成され、他方に前記第３ウィルキンスン分配器の２個の第３連結ポートが形成されることができる。

本発明によるアンテナ用位相可変器において、前記ベース基板の第１−１伝送線路は、前記第２連結ポートから延長した第２配線に連結され、水平方向に延びている第１開始伝送線路と、前記第１開始伝送線路に平行に形成され、前記第１出力ポートに連結される第１終了伝送線路とを含むことができる。この際、前記第２−１伝送線路は、連結されない前記第１開始伝送線路と前記第１終了伝送線路を連結し、前記第１開始伝送線路及び第１終了伝送線路と重畳される部分を有する。

本発明によるアンテナ用位相可変器において、前記ベース基板の第１−２伝送線路は、前記第３連結ポートから延長した第２配線に連結され、水平方向に延びている第２開始伝送線路と、前記第２開始伝送線路に平行に形成され、前記第２出力ポートに連結される第２終了伝送線路とを含むことができる。この際、前記第２−２伝送線路は、連結されない前記第２開始伝送線路と前記第２終了伝送線路を連結し、前記第２開始伝送線路及び第２終了伝送線路と重畳される部分を有する。

本発明によるアンテナ用位相可変器において、前記ベース基板の第１−１伝送線路は、前記第１開始伝送線路と第１終了伝送線路の間に少なくとも１つが形成され、“コ”形態を有する第１連結伝送線路をさらに含むことができる。

また、前記ベース基板の第１−２伝送線路は、前記第２開始伝送線路と第２終了伝送線路の間に少なくとも１つが形成され、“コ”形態を有する第２連結伝送線路をさらに含むことができる。

本発明によるアンテナ用位相可変器において、前記第２−１伝送線路は、不連続的に連結された前記第１−１伝送線路を連結するように、“左右反転コ”形態を有し、少なくとも１つの第１重畳伝送線路を含み、前記第１連結伝送線路の数がｎ個（ｎは０以上の整数）であるとき、前記第１重畳伝送線路は、（ｎ＋１）個とすることができる。

また、前記第２−２伝送線路は、不連続的に連結された前記第１−２伝送線路を連結するように“左右反転コ”形態を有し、少なくとも１つの第２重畳伝送線路を含み、前記第２連結伝送線路の数がｎ個であるとき、前記第２重畳伝送線路は、（ｎ＋１）個とすることができる。

本発明によるアンテナ用位相可変器は、前記ベース基板に対して前記第１及び第２可変基板を前記第１開始伝送線路が形成された方向に平行な直線方向に移動させ、且つ前記第１及び第２可変基板を互いに反対される方向に移動させる移動部材をさらに含むことができる。

本発明によるアンテナ用位相可変器において、前記移動部材は、回転軸、第１移動軸、第２移動軸及び移動バーを含むことができる。前記回転軸は、前記ベース基板に形成され、回転可能に設置される。前記第１移動軸は、前記第１可変基板に設置される。前記第２移動軸は、前記第２可変基板に設置される。また、前記移動バーは、前記回転軸、第１及び第２移動軸を連結し、外部で作用する力によって前記回転軸を中心に前記第１及び第２移動軸を互いに反対される直線方向に移動させる。

本発明によるアンテナ用位相可変器において、前記回転軸、第１移動軸及び第２移動軸は、同一線上に位置し、前記回転軸を中心に前記第１及び第２移動軸の間の距離が互いに異なっている。

また、本発明によるアンテナ用位相可変器において、前記第１移動軸は、前記ベース基板に水平方向に形成された第１開始伝送線路に平行に形成された第１ガイド孔と、前記第１ガイド孔に対応する前記第１可変基板に形成された第１孔を連結するように設置することができる。

また、前記第２移動軸は、前記ベース基板に水平方向に形成された第２開始伝送線路に平行に形成された第２ガイド孔と、前記第２ガイド孔に対応する前記第２可変基板に形成された第２孔を連結するように設置されることができる。

また、前記移動バーの駆動によって前記第１及び第２ガイド孔に沿って前記第１及び第２移動軸が互いに反対される方向に直線移動する。

本発明によるマルチバンドアンテナシステムは、マルチバンドを支援する広帯域放射素子で送受信されるバンド別信号を分岐用フィルタを介して分岐し、分岐したバンド別信号を位相可変器を用いて各バンドに合わせてビームチルトを行うことによって、それぞれのサービスカーバレジを最適化することができる。

また、本発明によるマルチバンドアンテナシステムは、マルチバンドのサービスのために各バンド別アンテナを置局する必要がないため、アンテナの置局回数を減らすことができる利点がある。

本発明による位相可変器は、ウィルキンスン分配器を利用して入力ポートと複数の出力ポートを連結するので、ティー−ジャンクションを基盤とする弧タイプの位相可変器が有する問題点を解消することができる。すなわち位相可変器は、ウィルキンスン分配器を利用するので、各出力ポート間の分離度を確保することができる。

また、本発明による位相可変器は、位相可変量を増やすために、第１及び第２伝送線路の横及び縦の長さだけを増加させてもよいので、位相可変量を増やしても、サイズ増加を最小化することができる。

また、本発明による位相可変器は、ウィルキンスン分配器を利用して出力ポート間の分離度を確保することができるので、各帯域別に位相可変器に別に設置する必要がないため、広帯域化に対応することができる。

また、本発明による位相可変器は、ウィルキンスン分配器を利用して出力ポート間の分離度を確保することができるので、位相可変器の裏面に他のコンポネントを追加しても、コンポネントの固有特性に歪みが発生するか、または位相信号の歪みが発生することを抑制することができる。

また、本発明による位相可変器は、ウィルキンスン分配器を利用して出力ポート間の分離度を確保することができるので、アレイアンテナに適用しても、各輻射素子に供給される振幅と位相歪み問題を解消することができる。

図１は、本発明の第１実施形態によるマルチバンドアンテナシステムを示すブロック図である。 図２は、本発明の第２実施形態によるマルチバンドアンテナシステムを示すブロック図である。 図３は、本発明の第３実施形態によるマルチバンドアンテナシステムを示すブロック図である。 図４は、本発明によるマルチバンドアンテナシステムに適用されることができる位相可変器の第１例を示す分解斜視図である。 図５は、図４の位相可変器を示す斜視図である。 図６は、図５の位相可変器の使用例を示す図である。 図７は、図５の位相可変器の使用例を示す図である。 図８は、図５の位相可変器の使用例を示す図である。 図９は、図５の位相可変器の７００ＭＨｚ帯域及び９００ＭＨｚ帯域でのｓ−ｐａｒａｍｅｔｅｒを示すグラフである。 図１０ａは、比較例による弧基盤の位相可変器を使用したマルチバンドアンテナシステムでの７００ＭＨｚ帯域でのｓ−ｐａｒａｍｅｔｅｒを示すグラフである。 図１０ｂは、比較例による弧基盤の位相可変器を使用したマルチバンドアンテナシステムでの７００ＭＨｚ帯域でのｓ−ｐａｒａｍｅｔｅｒを示すグラフである。 図１０ｃは、比較例による弧基盤の位相可変器を使用したマルチバンドアンテナシステムでの７００ＭＨｚ帯域でのｓ−ｐａｒａｍｅｔｅｒを示すグラフである。 図１１ａは、本発明の第１例による位相可変器を使用したマルチバンドアンテナシステムでの７００ＭＨｚ帯域でのｓ−ｐａｒａｍｅｔｅｒを示すグラフである。 図１１ｂは、本発明の第１例による位相可変器を使用したマルチバンドアンテナシステムでの７００ＭＨｚ帯域でのｓ−ｐａｒａｍｅｔｅｒを示すグラフである。 図１１ｃは、本発明の第１例による位相可変器を使用したマルチバンドアンテナシステムでの７００ＭＨｚ帯域でのｓ−ｐａｒａｍｅｔｅｒを示すグラフである。 図１２は、本発明の第２例によるウィルキンスン分配器を利用した位相可変器を示す分解斜視図である。 図１３は、図１２のウィルキンスン分配器を拡大して示す図である。 図１４は、図１２の位相可変器を示す斜視図である。 図１５は、図１４の位相可変器の使用例を示す図である。 図１６は、図１４の位相可変器の使用例を示す図である。 図１７は、図１４の位相可変器の使用例を示す図である。

下記の説明では、本発明の実施形態を理解するのに必要な部分だけが説明され、その他の部分の説明は、本発明の要旨を不明にしないように省略されることに留意しなければならない。

以下で説明される本明細書及び請求範囲に使用された用語や単語は、通常的または辞書的な意味に限定して解釈されてはならないし、発明者は、自分の発明を最も最善の方法で説明するために用語の概念として適切に定義することができるという原則に基づいて本発明の技術的思想に符合する意味や概念として解釈しなければならない。したがって、本明細書に記載した実施形態と図面に示された構成は、本発明の好ましい実施形態に過ぎず、本発明の技術的思想をすべて代弁するものではないので、本出願時点においてこれらを代替できる多様な均等物と変形例があり得ることを理解しなければならない。

以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態をより詳細に説明する。

図１は、本発明の第１実施形態によるマルチバンドアンテナシステムを示すブロック図である。

図１を参照すれば、本発明の第１実施形態によるマルチバンドアンテナシステム１００は、広帯域放射素子１０、分岐用フィルタ２０及び複数の位相可変器３０を含む。この際、広帯域放射素子１０はマルチバンドを支援する放射素子である。分岐用フィルタ２０は、広帯域放射素子１０に連結され、マルチバンドに含まれたバンド別信号を分岐する。また、複数の位相可変器３０は、マルチバンドの数に対応するように設けられ、分岐されたバンド別信号を各バンドに合わせてビームチルトを行う。

以下では、このような第１実施形態によるマルチバンドアンテナシステム１００について具体的に説明する。

広帯域放射素子１０が支援するマルチバンドは、２個以上の帯域を含む。バンドは、特定バンドで送受信を区分する帯域を意味するものではなく、サービス事業者別サービス帯域を意味する。例えばバンドは、８００ＭＨｚ帯域、９００ＭＨｚ帯域、１．８ＧＨｚ帯域、２．１ＧＨｚ帯域、２．３ＧＨｚ帯域を含み、マルチバンドは、前述した帯域のうち２個以上の帯域を含むことを意味する。この際、広帯域放射素子１０は、２個または３個のサービス帯域を支援することができる。

分岐用フィルタ２０は、広帯域放射素子１０が支援するマルチバンドに含まれたバンド別信号を分岐する。分岐用フィルタ２０としては、ダイプレクサー（ｄｉｐｌｅｘｅｒ）またはトリプレクサー（ｔｒｉｐｌｅｘｅｒ）が使用されることができる。例えば、広帯域放射素子１０が２個のバンドを支援する場合、分岐用フィルタ２０としては、ダイプレクサーまたはトリプレクサーが使用されることができる。広帯域放射素子１０が３個のバンドを支援する場合、分岐用フィルタ２０としては、トリプレクサーを使用することができる。

このような分岐用フィルタ２０は、広帯域放射素子１０が反射板の前面に設置されると仮定すれば、反射板の裏面に設置することができる。

この際、ダイプレクサーは、２個の回路（位相可変器）から別に出る信号を相互影響を及ぼすことなく、１つの回路（広帯域放射素子）に伝達するか、または１つの回路（広帯域放射素子）から出る信号を相互影響を及ぼすことなく、２個の回路（位相可変器）に伝達する装置である。このようなダイプレクサーは、主に周波数が異なる２個の信号を同時に送受信するために使用される分岐用フィルタを意味する。ダイプレクサーは、周波数の差異が明確な２個の信号を帯域分離だけをしてもよいので、一般的に低い周波数信号が通過する低域通過フィルタ（ＬＢＦ；Ｌｏｗ Ｂａｎｄ Ｆｉｌｔｅｒ）と高い周波数信号が通過する高域通過フィルタ（ＨＢＦ；Ｈｉｇｈ Ｂａｎｄ Ｆｉｌｔｅｒ）を結合させた簡単な構造となっている。

トリプレクサーは、３種の周波数帯域を分離する受動フィルタ素子である。トリプレクサーには、ロウパス（ｌｏｗ ｐａｓｓ）、バンドパス（ｂａｎｄ ｐａｓｓ）、ハイパス（ｈｉｇｈ ｐａｓｓ）フィルタが統合されていて、一度に３種の周波数を区分して通過させることができる。

また、位相可変器３０は、マルチバンドの数に対応するように設けられ、分岐されたバンド別信号を各バンドに合わせてビームチルトを行う。マルチバンドがｍ個の場合、位相可変器３０は、ｍ個（ｍは２以上の自然数）の位相可変器３１、３３、…、３７を含む。すなわち第１実施形態によるマルチバンドアンテナシステム１００は、第１、第２、…、第ｍバンド位相可変器３１、３３、…、３７を含む。

このように第１実施形態によるマルチバンドアンテナシステム１００は、マルチバンドを支援する広帯域放射素子１０で送受信されるバンド別信号を分岐用フィルタ２０を介して分岐し、分岐したバンド別信号を位相可変器３０を用いて各バンドに合わせてビームチルトを行うことによって、それぞれのサービスカーバレジを最適化することができる。

また、第１実施形態によるマルチバンドアンテナシステム１００は、マルチバンドのサービスのために各バンド別アンテナを置局する必要がないため、アンテナの置局回数を減らすことができる利点がある。

一方、第１実施形態では、１つの広帯域放射素子１０を含むマルチバンドアンテナシステム１００を開示したが、これに限定されるものではない。例えば、図２及び図３に示されたように、複数の広帯域放射素子１０を含んでマルチバンドアンテナシステム２００、３００を具現することができる。

図２は、本発明の第２実施形態によるマルチバンドアンテナシステム２００を示すブロック図である。

図２を参照すれば、第２実施形態によるマルチバンドアンテナシステム２００は、２個のバンドを支援するアンテナシステムであって、複数の広帯域放射素子１０、複数の分岐用フィルタ２０及び複数の位相可変器３０を含む。

ここで、複数の広帯域放射素子１０にそれぞれ対応するように分岐用フィルタ２０が連結される。したがって、広帯域放射素子１０がｎ個（ｎは２以上の自然数）の場合、分岐用フィルタ２０もｎ個が使用される。第２実施形態による広帯域放射素子１０は、２個のバンドを支援する。例えば、２個のバンドは、７００ＭＨｚ帯域及び９００ＭＨｚ帯域であるか、１．８ＧＨｚ帯域及び２．１ＧＨｚ帯域であることができる。第２実施形態によるマルチバンドアンテナシステム２００は、第１、第２、…、第ｎ広帯域放射素子１１、１３、…、１７を含む。

分岐用フィルタ２０としては、ダイプレクサーまたはトリプレクサーが使用されることができる。第２実施形態では、分岐用フィルタ２０としては２個のバンドを分離することができるダイプレクサーが使用された例を開示した。例えば第２実施形態によるマルチバンドアンテナシステム２００は、第１、第２、…、第ｎ分岐用フィルタ２１、２３、…、２７を含む。

また、複数の位相可変器３０は、第１及び第２バンド位相可変器３１、３３を含む。第１バンド位相可変器３１は、複数の分岐用フィルタ２０から分離した２個のバンドのうち第１バンドに含まれた信号に対する電気的なチルトを行う。第２バンド位相可変器３３は、複数の分岐用フィルタ２０から分離した２個のバンドのうち第２バンドに含まれた信号に対する電気的なチルトを行う。例えば、第１バンド位相可変器３１は、７００ＭＨｚ帯域の信号に対する位相可変を行い、第２バンド位相可変器３３は、９００ＭＨｚ帯域の信号に対する位相可変を行うことができる。

したがって、第２実施形態によるマルチバンドアンテナシステム２００は、マルチバンドを支援する広帯域放射素子１０で送受信されるバンド別信号を分岐用フィルタ２０を介して分岐して、分岐したバンド別信号を第１及び第２位相可変器３１、３３を用いて各帯域に合わせてビームチルトを行うことによって、それぞれのサービスカーバレジを最適化することができる。

図３は、本発明の第３実施形態によるマルチバンドアンテナシステム３００を示すブロック図である。

図３を参照すれば、第３実施形態によるマルチバンドアンテナシステム３００は、３個のバンドを支援するアンテナシステムであって、複数の広帯域放射素子１０、複数の分岐用フィルタ２０及び複数の位相可変器３０を含む。

ここで、複数の広帯域放射素子１０にそれぞれ対応するように分岐用フィルタ２０が連結される。したがって、広帯域放射素子１０がｎ個の場合、分岐用フィルタ２０もｎ個が使用される。第３実施形態による広帯域放射素子１０は、３個のバンドを支援する。例えば３個のバンドは、８００ＭＨｚ帯域、９００ＭＨｚ帯域、１．８ＧＨｚ帯域、２．１ＧＨｚ帯域及び２．３ＧＨｚ帯域で選択されることができ、これに限定されるものではない。第３実施形態によるマルチバンドアンテナシステム３００は、第１、第２、…、第ｎ広帯域放射素子１１、１３、…、１７を含む。

分岐用フィルタ２０としては、３個のバンドを分離することができるトリプレクサーが使用されることができる。例えば、第３実施形態によるマルチバンドアンテナシステム３００は、第１、第２、…、第ｎ分岐用フィルタ２１、２３、…、２７を含む。

また、複数の位相可変器３０は、第１〜第３バンド位相可変器３１、３３、３５を含む。第１バンド位相可変器３１は、複数の分岐用フィルタ２０から分離した３個のバンドのうち第１バンドに含まれた信号に対する電気的なチルトを行う。第２バンド位相可変器３３は、複数の分岐用フィルタ２０から分離した３個のバンドのうち第２バンドに含まれた信号に対する電気的なチルトを行う。また、第３バンド位相可変器３５は、複数の分岐用フィルタ２０から分離した３個のバンドのうち第３バンドに含まれた信号に対する電気的なチルトを行う。例えば、第１バンド位相可変器３１は、７００ＭＨｚ帯域の信号に対する位相可変を行い、第２バンド位相可変器３３は、９００ＭＨｚ帯域の信号に対する位相可変を行い、第３バンド位相可変器３５は２．１ＧＨｚ帯域の信号に対する位相可変を行うことができる。

以下では、このような本発明によるマルチバンドアンテナシステムに適用することができる位相可変器について図４〜図１７を参照して説明する。

まず、第１例による位相可変器３０について図４及び図５を参照して説明する。ここで、図４は、本発明によるマルチバンドアンテナシステムに適用することができる位相可変器３０の第１例を示す分解斜視図である。また、図５は、図４の位相可変器３０を示す斜視図である。

図４及び図５を参照すれば、第１例による位相可変器３０は、ベース基板４０と可変基板７０を含む。

ベース基板１０に入力ポート４１と複数の出力ポート４３が形成されており、入力ポート４１と複数の出力ポート４３をそれぞれ少なくとも１つのウィルキンスン分配器５０を介して連結する複数の第１伝送線路６０が不連続的に形成されている。

可変基板７０は、複数の第１伝送線路６０にそれぞれ連結され、連続的な伝送線路ＴＬを形成する複数の第２伝送線路７１が形成されており、ベース基板４０に結合されて移動し、入力ポート４１と複数の出力ポート４３の間の伝送線路ＴＬの長さを可変させる。

また、第１例による位相可変器３０は、ベース基板４０に対して可変基板７０を移動させる移動部材８０をさらに含んで構成されることができる。

以下では、このような第１例による位相可変器３０について具体的に説明する。

ベース基板４０は、入力ポート４１と複数の出力ポート４３を備える。ベース基板４０は、入力ポート４１に連結された少なくとも１つのウィルキンスン分配器５０を含む。少なくとも１つのウィルキンスン分配器５０は、それぞれ２個の連結ポート５５を備える。ウィルキンスン分配器５０の２個の連結ポート５５には、互いに対称するように一対の第１伝送線路６０が不連続的に形成されている。また、ベース基板４０は、第１伝送線路６０の端部にそれぞれ複数の出力ポート４３が連結される。

可変基板７０は、ベース基板４０に移動可能に結合され、第１伝送線路６０に物理的に接触して不連続的に形成された第１伝送線路６０を連続的に連結する第２伝送線路７１が形成されている。可変基板７０は、移動によって第２伝送線路７１が第１伝送線路６０に重畳され、入力ポート４１と複数の出力ポート４３の間の伝送線路ＴＬの長さを可変させる。

この際、ベース基板４０と可変基板７０としては、印刷回路基板が使用されることができ、ベース基板４０の第１伝送線路６０と可変基板７０の第２伝送線路７１は、互いに対向する面に形成される。すなわちベース基板４０の上部面に第１伝送線路６０が形成される場合、第２伝送線路７１は、可変基板７０の下部面に形成される。

ウィルキンスン分配器５０は、第１配線５１、２個の連結ポート５５及び抵抗器（ｒｅｓｉｓｔｏｒ）５７を含む。第１配線５１は、入力ポート４１に連結される。２個の連結ポート５５は、第１配線５１から２個に対称するように分岐された第２配線５３にそれぞれ形成される。また、抵抗器５７は、２個の連結ポート５５を連結する。このようにウィルキンスン分配器５０は、２個の連結ポート５５を抵抗器５７で連結するので、２個の連結ポート５５のインピーダンスがマッチングされ、２個の連結ポート５５間の分離度（ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）が確保される。

ウィルキンスン分配器５０は、第１配線５１の分岐された地点を中心に２個の連結ポート５５が互いに近接するように位置し、互いに近接する２個の連結ポート５５を抵抗器５７で連結する。これにより、第１配線５１の分岐された地点を中心に２個の連結ポート５５に連結される第２配線５３部分は、分岐された地点を中心に両側が互いに対称するように形成される。例えば第１配線５１の分岐された地点を中心に２個の連結ポート５５に連結される第２配線５３部分は、一方が“左右反転コ”形状に形成され、他方が“コ”形状に形成されることができる。

第１例による位相可変器３０は、１つのウィルキンスン分配器５０を含む例を開示した。これにより、ウィルキンスン分配器５０は、入力ポート４１に第１配線５１が連結され、２個の連結ポート５５から延長した第２配線５３にそれぞれ一対の第１伝送線路６０が連結される。

一対の第１伝送線路６０は、ウィルキンスン分配器５０を中心に両側に互いに対称するように形成される。第１伝送線路６０は、開始伝送線路６１と終了伝送線路６３を含み、連結伝送、６５を含むことができる。

開始伝送線路６１は、連結ポート５５から延長した第２配線５３に連結され、水平方向に延びている。ここで、水平方向は、開始伝送線路６１に連結された第２配線５３の形成方向に垂直な方向である。

終了伝送線路６３は、開始伝送線路６１に平行に形成され、出力ポート４３に連結される。

また、連結伝送線路６５は、開始伝送線路６１と終了伝送線路６３との間に少なくとも１つが形成され、“コ”及び“左右反転コ”のうち１つの形態に形成される。例えば、一対の第１伝送線路６０に形成された連結伝送線路６５は、“左右反転コ”形態と“コ”形態が互いに対向するように形成される。

この際、第１伝送線路６０が連結伝送線路６５を備えない場合、第２伝送線路７１は、連結されない開始伝送線路６１と終了伝送線路６３を連結し、開始伝送線路６１及び終了伝送線路６３と重畳される部分を有する。

第１伝送線路６０が連結伝送線路６５を備える場合、第２伝送線路７１は、連結されない開始伝送線路６１、連結伝送線路６５及び終了伝送線路６３を連結し、開始伝送線路６１、連結伝送線路６５及び終了伝送線路６３と重畳される部分を有する。

また、可変基板７０は、第１伝送線路６０が形成されたベース基板４０の上部面に移動可能に物理的に結合される。この際、可変基板７０をベース基板４０に移動可能に固定する部材としては、“左右反転コ”形態のクリップ９０が使用されることができる。クリップ９０は、可変基板７０とベース基板４０を係合することができるように嵌着され、可変基板７０をベース基板４０に固定する。このようにクリップ９０で可変基板７０とベース基板４０を固定しても、ベース基板４０と可変基板７０が互いに当接する面方向に力が作用する場合、ベース基板４０に対して可変基板７０が移動する。この際、ベース基板４０と可変基板７０を固定する複数のクリップ９０は、可変基板７０の移動時可変基板７０の移動を案内する機能を行う。

例えばベース基板４０において、ウィルキンスン分配器５０を中心に一対の第１伝送線路６０が水平方向に平行に複数のラインに形成されるので、一対の第１伝送線路６０が形成された部分は、矩形の板に近い形態で形成される。これにより、可変基板７０も一対の第１伝送線路６０が形成された部分に対応するように矩形の板形態に形成される。複数のクリップ７０は、第１伝送線路６０が形成された方向に垂直な方向にウィルキンスン分配器５０を中心に両側に可変基板７０とベース基板４０を係合することができるように嵌着される。

可変基板７０は、下部面に一対の第１伝送線路６０に対応するように一対の第２伝送線路７１が形成されている。第２伝送線路７１は、不連続的に形成された第１伝送線路６０を連結するように、“左右反転コ”または“コ”形態を有する少なくても１つの重畳伝送線路７３を含む。この際、連結伝送線路６５の数がｎ個（ｎは０以上の整数）であるとき、重畳伝送線路７３は、（ｎ＋１）個である。

重畳伝送線路７３は、連結伝送線路６５の反対される形態を有する。例えば、連結伝送線路６５が“コ”形態を有する場合、重畳伝送線路７３は、“左右反転コ”形態を有する。反対に連結伝送線路６５が“左右反転コ”形態を有する場合、重畳伝送線路７３は、“コ”を有する。

したがって、ベース基板４０に可変基板７０が結合される場合、それぞれ不連続的に形成された第１伝送線路６０と第２伝送線路７１は、連続的に形成された四角波形に近い伝送線路ＴＬを形成する。可変基板７０の移動によって第１伝送線路６０に第２伝送線路７１が重畳され、ウィルキンスン分配器５０を中心とする両側の伝送線路ＴＬの長さに差が発生する。

このように第１例による位相可変器３０は、一対の伝送線路ＴＬの長さの差を利用して位相可変を行う。位相可変量は、第１及び第２伝送線路６０、７１の横及び縦の長さの調節を通じて調節することができ、位相可変量を増やしても、位相可変器３０のサイズ増加を最小化することができる。

また、移動部材８０は、ベース基板４０に対して可変基板７０を開始伝送線路６１が形成された方向に平行な直線方向に移動させる。このような移動部材８０は、回転軸８１、移動軸８３及び移動バー８５を含む。回転軸８１は、ベース基板４０に設置され、回転可能に設置される。移動軸８３は、可変基板７０に設置される。また、移動バー８５は、回転軸８１と移動軸８３を連結し、外部で作用する力によって回転軸８１を中心に移動軸８３を直線方向に移動させる。

この際、回転軸８１は、移動バー８５に一体に形成されることができ、ベース基板４０に形成された孔４８に回転可能に固定されることができる。

移動軸８３は、ベース基板４０に水平方向に形成された開始伝送線路６１に平行に形成されたガイド孔４５と、ガイド孔４５に対応する可変基板７０に形成された孔７５を連結するように設置される。これにより、移動軸８３は、移動バー８５の駆動によってガイド孔４５に沿って直線移動する。

移動部材８０は、移動軸８３から離隔し、可変基板７０に設置されるダミー軸８７をさらに含むことができる。ダミー軸８７は、移動軸８３の安定的な直線移動を案内する機能を行い、必要に応じて設置されることができる。このようなダミー軸８７は、ガイド孔４５に平行にベース基板４０に水平方向に形成されたダミーガイド孔４９と、ダミーガイド孔４９に対応する可変基板７０に形成されたダミー孔７７を連結するように設置される。これにより、移動バー８５の駆動によってダミーガイド孔４９に沿ってダミー軸８７が移動軸８３と一緒に直線移動する。

回転軸８１、移動軸８３及びダミー軸８７は、ワッシャー９１を介してベース基板４０または可変基板７０に回転可能に設置される。

移動バー８５には、回転軸８１と移動軸８３が結合され、外部に作用する力によって回転軸８１を中心に移動バー８５が一定角度の範囲内で回転する。移動バー８５の回転によって移動軸８３が直線運動するので、移動バー８５の移動軸８３が結合される孔８５ａは、移動軸８３の移動距離を勘案して長く形成される。移動バー８５は、移動軸８３が設置された側の反対側に回転軸８１の外側に延長するように形成される。移動バー８５の延長した部分に外部に作用する力を伝達する伝達バー（図示せず）が連結されることができる。移動バー８５を安定的に回転させることができるように、回転軸８１と移動軸８３との間の距離に比べて回転軸８１と伝達バーが連結される部分との間の距離が長く形成される。

一方、第１例では、可変基板７０の上部に移動バーが設置された例を開示したが、移動バーは、ベース基板の下部に設置してもよい。

以下では、このような第１例による位相可変器３０の使用例を図６〜図８を参照して説明する。ここで、図６〜図８は、図５の位相可変器３０の使用例を示す図である。図面で、一対の出力ポート４３は、右側に位置する第１出力ポート４３ａと、左側に位置する第２出力ポート４３ｂを含む。入力ポート４１と第１出力ポート４３ａを連結する伝送線路は、ＴＬ１で表示し、入力ポート４１と第２出力ポート４３ｂを連結する伝送線路は、ＴＬ２で表示する。

図６に示されたように、移動バー８５が中心に位置する場合、入力ポート４１から第１及び第２出力ポート４３ａ、４３ｂにそれぞれ連結される伝送線路ＴＬ１、ＴＬ２の長さは同一である。この状態では、位相可変が発生しない。

図７に示されたように、移動バー８５が回転軸８１を中心に反時計方向に移動すれば、ベース基板４０に対して可変基板７０は左側に移動する。

これにより、第１出力ポート４３ａに連結された伝送線路ＴＬ１の長さが増加し、第２出力ポート４３ｂに連結された伝送線路ＴＬ２の長さが短くなるため、入力ポート４１に入力される信号は、位相が可変され、第１及び第２出力ポート４３ａ．４３ｂを介して出力される。反対に、第１及び第２出力ポート４３ａ、４３ｂに入力された信号は、位相が可変され、入力ポート４１を通じて出力することができる。

この際、第１出力ポート４３ａ側の第１及び第２伝送線路６０、７１の間の重畳される部分が減少しつつ、伝送線路ＴＬ１の長さが増加する。一方、第２出力ポート４３ｂ側の第１及び第２伝送線路６０、７１間の重畳される部分が増加しつつ、伝送線路ＴＬ２の長さが減少する。

また、図８に示されたように、移動バー８５が回転軸８１を中心に時計方向に移動すれば、ベース基板４０に対して可変基板７０は右側に移動する。

これにより、第２出力ポート４３ｂに連結された伝送線路ＴＬ２の長さが増加し、第１出力ポート４３ａに連結された伝送線路ＴＬ１の長さが短くなるため、入力ポート４１に入力される信号は、位相が可変され、第１及び第２出力ポート４３ａ、４３ｂを介して出力される。反対に第１及び第２出力ポート４３ａ、４３ｂに入力された信号は、位相が可変され、入力ポート４１を介して出力することができる。

この際、第２出力ポート４３ｂ側の第１及び第２伝送線路６０、７１の間の重畳される部分が減少しつつ、伝送線路ＴＬ２の長さが増加する。一方、第１出力ポート４３ａ側の第１及び第２伝送線路６０、７１の間の重畳される部分が増加しつつ、伝送線路ＴＬ１の長さが減少する。

このように第１例による位相可変器４０は、移動バー８５の左右回転によって両側の伝送線路ＴＬ１、ＴＬ２の長さ変化に従って位相可変器３０に入力される信号に対する位相可変を行う。

以下では、このような第１例による位相可変器４０を使用したマルチバンドアンテナシステムの７００ＭＨｚ帯域及び９００ＭＨｚ帯域でのｓ−ｐａｒａｍｅｔｅｒを図９を参照して説明する。ここで、図９は、図２のマルチバンドアンテナシステム２００の７００ＭＨｚ帯域及び９００ＭＨｚ帯域でのｓ−ｐａｒａｍｅｔｅｒを示すグラフである。

図７を参照すれば、Ｓ２１は、出力ポート間の分離度を意味する。

Ｓ２１は、６９８．０００ＭＨｚから−１７．４０４ｄＢ、７１８．０００ＭＨｚから−１８．１７３ｄＢ、８５９．０００ＭＨｚから−２６．７０９ｄＢ、９６０．０００ＭＨｚから――．７０２ｄＢである。すなわち第２実施形態によるマルチバンドアンテナシステム２００は、ウィルキンスン分配器を有する位相可変器を利用するので、出力ポート間の分離度が確保されることを確認することができる。

このような第１例による位相可変器を使用したマルチバンドアンテナシステムにおいて、位相可変器に複数の分岐用フィルタが連結されても、出力ポート間の分離度特性が確保される一方、従来の弧基盤の位相可変器に複数の分岐用フィルタを連結する場合、出力ポート間の分離度特性が確保されないことを確認することができる。

図１０は、比較例による弧基盤の位相可変器を使用したマルチバンドアンテナシステムにおける７００ＭＨｚ帯域でのｓ−ｐａｒａｍｅｔｅｒを示すグラフである。

図１０を参照すれば、比較例によるマルチバンドアンテナシステムは、１個の入力ポートに２個の出力ポートである弧基盤の位相可変器と、弧基盤の位相可変器の２個の出力ポートにそれぞれ設置された２個の分岐用フィルタを含む。Ａ〜Ｃ位置は、位相可変器で回転体の位置であって、Ｂ位置は、回転体が中心に位置し、位相変化がない状態であり、Ａ位置は、回転体が右側に移動した状態であり、Ｃは、回転体が左側に移動した状態である。

比較例による弧基盤の位相可変器に他のコンポネント、すなわち分岐用フィルタを連結する場合、出力ポート間の分離度が確保されず、弧基盤の位相可変器の回転体の位置によって分岐用フィルタの通過特性の歪みが発生することを確認することができる。

図１１は、本発明の第１例による位相可変器を使用したマルチバンドアンテナシステムでの７００ＭＨｚ帯域でのｓ−ｐａｒａｍｅｔｅｒを示すグラフである。

図１１を参照すれば、第１例によるマルチバンドアンテナシステムは、１個の入力ポートに２個の出力ポートである位相可変器と、位相可変器の２個の出力ポートにそれぞれ設置された２個の分岐用フィルタを含む。Ａ〜Ｃ位置は、位相可変器で移動バーの位置であって、Ｂ位置は、移動バーが中心に位置し、位相変化がない状態であり（図６）、Ａ位置は、移動バーが右側に移動した状態であり（図７）、Ｃは、移動バーが左側に移動した状態である（図８）。

第１例による位相可変器は、分岐用フィルタが連結されても、出力ポート間の分離度が確保されるので、移動バーの位置によって分岐用フィルタの通過特性に歪みが発生しないことを確認することができる。

このように第１例による位相可変器１００は、ウィルキンスン分配器５０を利用して入力ポート４１と複数の出力ポート４３を連結するので、ティー−ジャンクションを基盤とする弧タイプの位相可変器が有する問題点を解消することができる。すなわち位相可変器３０は、ウィルキンスン分配器５０を利用するので、各出力ポート４３間の分離度を確保することができる。

また、第１例による位相可変器３０は、位相可変量を増やすために第１及び第２伝送線路６０、７１の横及び縦の長さだけを増やせばよいため、位相可変量を増やしても、サイズ増加を最小化することができる。

また、第１例による位相可変器３０は、ウィルキンスン分配器５０を利用して出力ポート４３間の分離度を確保することができるので、各帯域別に位相可変器に別に設置する必要がないため、広帯域化に効果的に対応することができる。

また、第１例による位相可変器３０は、ウィルキンスン分配器５０を利用して出力ポート４３間の分離度を確保することができるので、位相可変器３０の裏面に他のコンポネントを追加しても、コンポネントの固有特性に歪みが発生するか、または位相信号の歪みが発生することを抑制することができる。

また、第１例による位相可変器３０は、ウィルキンスン分配器５０を利用して出力ポート４３間の分離度を確保することができるので、アレイアンテナに適用しても、各輻射素子に供給される振幅と位相歪みの問題を解消することができる。

一方、第１例では、３ポートの位相可変器１００を例示したが、分岐用フィルタ２１が４個である場合、図１２〜図１７に示されたような、５ポート位相可変器１３０を使用することができる。

図１２は、本発明の第２例によるウィルキンスン分配器５０ａ、５０ｂ、５０ｃを利用した位相可変器１３０を示す分解斜視図である。図１３は、図１２のウィルキンスン分配器５０ａ、５０ｂ、５０ｃを拡大して示す図である。また、図１４は、図１２の位相可変器１３０を示す斜視図である。

図１２〜図１４を参照すれば、第２例による位相可変器１３０は、５ポート位相可変器であって、１個の入力ポート４１に４個の出力ポート４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄを備えるために、３個のウィルキンスン分配器５０ａ、５０ｂ、５０ｃを含む。第２例による位相可変器１３０は、３個のウィルキンスン分配器５０ａ、５０ｂ、５０ｃが形成されたベース基板４０と、ベース基板４０に移動可能に設置される可変基板７０ａ、７０ｂを含む。

ベース基板４０は、第１〜第３ウィルキンスン分配器５０ａ、５０ｂ、５０ｃを含む。この際、第１〜第３ウィルキンスン分配器５０ａ、５０ｂ、５０ｃは、第１例によるウィルキンスン分配器（図５の５０）と同一の構造を有するので、第１〜第３ウィルキンスン分配器５０ａ、５０ｂ、５０ｃに対する個別的な構造の説明は省略する。

第１ウィルキンスン分配器５０ａは、入力ポート４１に第１配線５１ａが連結され、２個の第１連結ポート５５ａから延長した第２配線５３ａにそれぞれ第２及び第３ウィルキンスン分配器５０ｂ、５０ｃの第１配線５１ｂ、５１ｃが連結される。第２ウィルキンスン分配器５０ｂの２個の第２連結ポート５５ｂから延長した第２配線５３ｂにそれぞれ一対の第１−１伝送線路６１ａが連結される。また、第３ウィルキンスン分配器５０ｃの２個の第３連結ポート５５ｃから延長した第２配線５３ｃにそれぞれ一対の第１−２伝送線路６０ｂが連結される。

この際、ベース基板４０は、第１ウィルキンスン分配器５０ａを中心に両側に対向するように第２及び第３ウィルキンスン分配器５０ｂ、５０ｃが形成される。第１ウィルキンスン分配器５０ａの２個の第１連結ポート５１ａが形成された方向を中心に一方に第２ウィルキンスン分配器５０ｂの２個の第２連結ポート５５ｂが形成されて、他方に第３ウィルキンスン分配器５０ｃの２個の第３連結ポート５５ｃが形成される。

可変基板７０ａ、７０ｂは、第１可変基板７０ａと第２可変基板７０ｂを含む。第１可変基板７０ａは、第２ウィルキンスン分配器５０ｂに連結される第２−１伝送線路７１ａが形成されている。第２可変基板７０ｂは、第１可変基板７０ａから分離されており、第２−１伝送線路７１ａと対称するように配置され、第３ウィルキンスン分配器５０ｃに連結される第２−２伝送線路７１ｂが形成されている。この際、第２伝送線路７１ａ、７１ｂは、第２−１伝送線路７１ａと第２−２伝送線路７１ｂを含む。

一対の第１−１伝送線路６０ａは、第２ウィルキンスン分配器５０ｂを中心に両側に互いに対称するように形成される。第１−１伝送線路６０ａは、第１開始伝送線路６１ａと第１終了伝送線路６３ａを含み、第１連結伝送線路をさらに含むことができる。

第１開始伝送線路６１ａは、第２連結ポート５５ｂから延長した第２配線５３ｂに連結され、水平方向に延びている。ここで、水平方向は、第１開始伝送線路６１ａに連結された第２配線５３ｂの形成方向に垂直な方向である。

第１終了伝送線路６３ａは、第１開始伝送線路６１ａに平行に形成され、出力ポート４３ａ、４３ｂに連結される。

また、第１連結伝送線路は、第１開始伝送線路６１ａと第１終了伝送線路６３ａとの間に少なくとも１つが形成されることができ、“コ”及び“左右反転コ”のうち１つの形態で形成される。例えば、一対の第１−１伝送線路６１ａに形成された連結伝送線路は、“左右反転コ”形態と“コ”形態が互いに対向するように形成される。

この際、第１−１伝送線路６０ａが第１連結伝送線路を備えない場合、第２−１伝送線路７１ａは、連結されない第１開始伝送線路６１ａと第１終了伝送線路６３ａを連結し、第１開始伝送線路６１ａ及び第１終了伝送線路６３ａと重畳される部分を有する。

第１−１伝送線路６０ａが第１連結伝送線路を備える場合、第２−１伝送線路７１ａは、連結されない第１開始伝送線路６１ａ、第１連結伝送線路及び第１終了伝送線路６３ａを連結し、第１開始伝送線路６１ａ、第１連結伝送線路及び第１終了伝送線路６３ａと重畳される部分を有する。

一対の第１−２伝送線路６０ｂは、第３ウィルキンスン分配器５０ｃを中心に両側に互いに対称するように形成される。第１−２伝送線路６０ｂは、第２開始伝送線路６１ｂと第２終了伝送線路６３ｂを含み、第２連結伝送線路をさらに含むことができる。

一対の第１−２伝送線路６０ｂは、一対の第１−１伝送線路６０ａに対称するように第３ウィルキンスン分配器５０ｃに連結されるように形成されるだけで、一対の第１−１伝送線路６０ａと同一の形態で第３ウィルキンスン分配器５０ｃに連結されるので、詳細な説明は省略する。

また、第１及び第２可変基板７０ａ、７０ｂは、それぞれ第１−１及び第１−２伝送線路６０ａ、６０ｂが形成されたベース基板４０の上部面に移動可能に物理的に結合される。この際、可変基板７０ａ、７０ｂをベース基板４０に移動可能に固定する部材としては、“左右反転コ”形態のクリップ９０が使用されることができる。クリップ９０は、可変基板７０ａ、７０ｂとベース基板４０を係合することができるように嵌着され、可変基板７０ａ、７０ｂをベース基板４０に固定する。このようにクリップ９０で可変基板７０ａ、７０ｂとベース基板４０を固定しても、ベース基板４０と可変基板７０ａ、７０ｂが互いに当接する面方向に力が作用する場合、ベース基板４０に対して可変基板７０ａ、７０ｂが移動する。この際、ベース基板４０と可変基板７０ａ、７０ｂを固定する複数のクリップ９０は、可変基板７０ａ、７０ｂの移動時に可変基板７０ａ、７０ｂの移動を案内する機能を行う。

この際、第１可変基板７０ａと第２可変基板７０ｂは、同一の形態でベース基板４０に結合されるので、第１可変基板７０ａがベース基板４０に結合された構造を中心に説明する。

例えば、ベース基板４０において、第２ウィルキンスン分配器５０ｂを中心に一対の第１−１伝送線路６０ａが水平方向に平行に複数のラインで形成されるので、一対の第１−１伝送線路６０ａが形成された部分は、矩形の板に近い形態に形成される。これにより、第１可変基板７０ａも、一対の第１−１伝送線路６０ａが形成された部分に対応するように矩形の板形態に形成される。複数のクリップ９０は、第１−１伝送線路６０ａが形成された方向に垂直な方向に第２ウィルキンスン分配器５０ｂを中心に両側に第１可変基板７０ａとベース基板４０を係合することができるように嵌着される。

もちろん第２可変基板７０ｂも、ベース基板４０に第１可変基板７０ａと同一の方式でベース基板４０の１−２伝送線路６０ｂに連結されるように設置される。

第１可変基板７０ａは、下部面に一対の第１−１伝送線路６０ａに対応するように一対の第２−１伝送線路７１ａが形成されている。第２−１伝送線路７１ａは、不連続的に形成された第１−１伝送線路６０ａを連結するように、“左右反転コ”または“コ”形態を有する少なくても１つの第１重畳伝送線路７３ａを含む。この際、第１連結伝送線路の数がｎ個（ｎは０以上の整数）であるとき、第１重畳伝送線路７３ａは、（ｎ＋１）個である。

第１重畳伝送線路７３ａは、第１連結伝送線路の反対される形態を有する。例えば第１連結伝送線路が“コ”形態を有する場合、第１重畳伝送線路７３ａは、“左右反転コ”形態を有する。反対に第１連結伝送線路が“左右反転コ”形態を有する場合、第１重畳伝送線路７３ａは、“コ”を有する。

したがって、ベース基板４０に第１可変基板７０ａが結合される場合、それぞれ不連続的に形成された第１−１伝送線路６０ａと第２−１伝送線路７１ａは、連続的に形成された四角波形に近い形態に形成される。第１可変基板７０ａの移動によって第１−１伝送線路６０ａに第２−１伝送線路７１ａが重畳され、第２ウィルキンスン分配器５０ｂを中心とする両側の伝送線路ＴＬ１、ＴＬ２の長さに差が発生する。

また、ベース基板４０に第１可変基板７０ａが結合される場合、それぞれ不連続的に形成された第１−１伝送線路６０ａと第２−１伝送線路７１ａは、連続的に形成された四角波形に近い形態に形成される。第１可変基板７０ａの移動によって第１−１伝送線路６０ａに第２−１伝送線路７１ａが重畳され、第２ウィルキンスン分配器５０ｂを中心とする両側の伝送線路ＴＬ１、ＴＬ２の長さに差が発生する。

また、ベース基板４０に第２可変基板７０ｂが結合される場合、それぞれ不連続的に形成された第１−２伝送線路６０ｂと第２−２伝送線路７１ｂは、連続的に形成された四角波形に近い形態に形成される。第２可変基板７０ｂの移動によって第１−２伝送線路６０ｂに第２−２伝送線路７１ｂが重畳され、第３ウィルキンスン分配器５０ｃを中心とする両側の伝送線路ＴＬ３、ＴＬ４の長さに差が発生する。

このように第２例による位相可変器１３０は、４対の伝送線路ＴＬ１．ＴＬ２、ＴＬ３、ＴＬ４の長さの差を利用して位相可変を行う。位相可変量は、第１−１、第１−２、第２−１及び第２−２伝送線路６０ａ、６０ｂ、７１ａ、７１ｂの横及び縦の長さの調節を通じて調節することができ、位相可変量を増やしても、位相可変器１３０のサイズ増加を最小化することができる。

また、移動部材８０は、ベース基板４０に対して第１及び第２可変基板７０ａ、７０ｂを第１開始伝送線路６１ａが形成された方向に平行な直線方向に移動させる。この際、移動部材８０は、第１及び第２可変基板７０ａ、７０ｂを互いに反対される方向に移動させる。

このような移動部材８０は、回転軸８１、第１移動軸８３ａ、第２移動軸８３ｂ、及び移動バー８５を含む。回転軸８１は、ベース基板４０に形成され、回転可能に設置される。第１移動軸８３ａは、第１可変基板７０ａに設置される。第２移動軸８３ｂは、第２可変基板７０ｂに設置される。また、移動バー８５は、回転軸８１、第１及び第２移動軸８３ａ、８３ｂを連結し、外部で作用する力によって回転軸８１を中心に第１及び第２移動軸８３ａ、８３ｂを互いに反対される直線方向に移動させる。

回転軸８１、第１移動軸８３ａ及び第２移動軸８３ｂは、ワッシャー９１を介してベース基板４０または可変基板７０ａ、７０ｂに回転可能に設置される。

この際、各出力ポート４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄに連結される伝送線路ＴＬ１、ＴＬ２、ＴＬ３、ＴＬ４の長さを相異に可変することができるように、回転軸８１、第１移動軸８３ａ及び第２移動軸８３ｂは、同一線上に位置し、回転軸８１を中心に第１及び第２移動軸８３ａ、８３ｂ間の距離が互いに異なっている。

第１移動軸８３ａは、ベース基板４０に水平方向に形成された第１開始伝送線路６１ａに平行に形成された第１ガイド孔４５ａと、第１ガイド孔４５ａに対応する第１可変基板７０ａに形成された第１孔７５ａを連結するように設置される。

第２移動軸８３ｂは、ベース基板４０に水平方向に形成された第２開始伝送線路６１ｂに平行に形成された第２ガイド孔４５ｂと、第２ガイド孔４５ｂに対応する第２可変基板７０ｂに形成された第２孔７５ｂを連結するように設置される。

移動バー８５の駆動によって第１及び第２ガイド孔４５ａ、４５ｂに沿って第１及び第２移動軸８３ａ、８３ｂが互いに反対される方向に直線移動する。

移動バー８５には、回転軸８１と第１及び第２移動軸８３ａ、８３ｂが結合され、外部に作用する力によって回転軸８１を中心に移動バー８５が一定角度の範囲内で回転する。移動バー８５の回転によって第１及び第２移動軸８３ａ、８３ｂが互いに反対方向に直線運動するので、移動バー８５の第１及び第２移動軸８３ａ、８３ｂが結合される孔８５ａ、８５ｂは、第１及び第２移動軸８３ａ、８３ｂの移動距離を勘案して長く形成される。

また、移動バー８５は、左右に最大限の移動距離を確保できるように、第２及び第３ウィルキンスン分配器５０ｂ、５０ｃ上に設置される。位相変化がない状態の移動バー８５は、第２及び第３ウィルキンスン分配器５０ｂ、５０ｃと同一線上に位置することができる。回転軸８１も、第２及び第３ウィルキンスン分配器５０ｂ、５０ｃのうち１つに形成される。

移動バー８５は、外部で作用する力によって回転軸８１を中心に回転し、外部で作用する力は、回転軸８１を中心に遠い距離に位置する第２移動軸８３ｂに連結することができる。もちろん第１移動軸８３ａに外部で作用する力を伝達することができる。この場合、第１移動軸８３ａは、第２移動軸８３ｂに比べて回転軸８１間の距離が短いため、第２移動軸８３ｂに作用する力よりはさらに大きい力を作用しなければならない。

一方、第１例では、可変基板７０ａの上部に移動バー８５が設置された例を開示したが、移動バー８５は、ベース基板４０の下部に設置されてもよい。

このような第２例による位相可変器１３０は、３個のウィルキンスン分配器５０ａ、５０ｂ、５０ｃを使用するだけで、基本的な構造は、第１例による位相可変器（図５の３０）と同一の構造を有するので、第１例による位相可変器（図５の３０）による効果を同一に期待することができる。

以下では、このような第２例による位相可変器１３０の使用例を図１５〜図１７を参照して説明する。ここで、図１５〜図１７は、図１４の位相可変器１３０の使用例を示す図である。図面で４個の出力ポート４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄは、下方に位置する第１及び第２出力ポート４３ａ、４３ｂと、上方に位置する第３及び第４出力ポート４３ｃ、４３ｄを含む。左側に第１及び第３出力ポート４３ａ、４３ｃが位置し、右側に第２及び第４出力ポート４３ｂ、４３ｄが位置する。

図１５に示されたように、移動バー８５が中心に位置する場合、入力ポート４１から第１〜第４出力ポート４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄにそれぞれ連結される伝送線路の長さは同一である。

図１６に示されたように、移動バー８５が回転軸８１を中心に時計方向に移動すれば、ベース基板４０に対して第１可変基板７０ａは左側に移動し、第２可変基板７０ｂは右側に移動する。

これにより、第１出力ポート４３ａに連結された伝送線路ＴＬ１の長さが増加し、第２出力ポート４３ｂに連結された伝送線路ＴＬ２の長さが短くなるため、入力ポート４１に入力される信号は、位相が可変され、第１及び第２出力ポート４３ａ、４３ｂを介して出力される。反対に、第１及び第２出力ポート４３ａ、４３ｂに入力された信号は、位相が可変され、入力ポート４１を介して出力することができる。

この際、第１出力ポート４３ａ側の第１−１及び第２−１伝送線路６０ａ、７１ａの間の重畳される部分が減少しつつ、伝送線路ＴＬ１の長さが増加する。一方、第２出力ポート４３ｂ側の第１−１及び第２−１伝送線路６０ａ、７１ａの間の重畳される部分が増加しつつ、伝送線路ＴＬ２の長さが減少する。

第３出力ポート４３ｃに連結された伝送線路ＴＬ３の長さは減少し、第４出力ポート４３ｄに連結された伝送線路ＴＬ４の長さが増加するので、入力ポート４１に入力される信号は、位相が可変され、第３及び第４出力ポート４３ｃ、４３ｄを介して出力される。反対に、第３及び第４出力ポート４３ｃ、４３ｄに入力された信号は、位相が可変され、入力ポート４１を介して出力されるとができる。

この際、第４出力ポート４３ｄ側の第１−２及び第２−２伝送線路６０ｂ、７１ｂの間の重畳される部分が減少しつつ、伝送線路ＴＬ４の長さが増加する。一方、第３出力ポート４３ｃ側の第１−２及び第２−２伝送線路６０ｂ、７１ｂの間の重畳される部分が増加しつつ、伝送線路ＴＬ３の長さが減少する。

回転軸８１を中心に第１及び第２移動軸８３ａ、８３ｂの間の距離が異なっているため、第１及び第２可変基板７０ａ、７０ｂの直線移動距離にも差が発生するので、第１〜第４出力ポート４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄに連結される伝送線路ＴＬ１、ＴＬ２、ＴＬ３、ＴＬ４の長さも、すべて異なっている。したがって、入力ポート４１に入力される信号を第１〜第４出力ポート４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄを介して互いに異なる位相を有する信号で出力することができる。

また、図１７に示されたように、移動バー８５が回転軸８１を中心に反時計方向に移動すれば、ベース基板４０に対して第１可変基板７０ａは右側に移動し、第２可変基板７０ｂは左側に移動する。

これにより、第２出力ポート４３ｂに連結された伝送線路ＴＬ２の長さが増加し、第１出力ポート４３ａに連結された伝送線路ＴＬ１の長さが短くなるため、入力ポート４１に入力される信号は、位相が可変され、第１及び第２出力ポート４３ａ、４３ｂを介して出力される。反対に、第１及び第２出力ポート４３ａ、４３ｂに入力された信号は、位相が可変され、入力ポート４１を介して出力することができる。

この際、第２出力ポート４３ａ側の第１−１及び第２−１伝送線路６０ａ、７１ａの間の重畳される部分が減少しつつ、伝送線路ＴＬ２の長さが増加する。一方、第１出力ポート４３ａ側の第１−１及び第２−１伝送線路６０ａ、７１ａの間の重畳される部分が増加しつつ、伝送線路ＴＬ１の長さが減少する。

第４出力ポート４３ｄに連結された伝送線路ＴＬ４の長さは減少し、第３出力ポート４３ｃに連結された伝送線路ＴＬ３の長さが増加するので、入力ポート４１に入力される信号は、位相が可変され、第３及び第４出力ポート４３ｃ、４３ｄを介して出力される。反対に、第３及び第４出力ポート４３ｃ、４３ｄに入力された信号は、位相が可変され、入力ポート４１を介して出力することができる。

この際、第３出力ポート４３ｃ側の第１−２及び第２−２伝送線路６０ｂ、７１ｂの間の重畳される部分が減少しつつ、伝送線路ＴＬ３の長さが増加する。一方、第４出力ポート４３ｄ側の第１−２及び第２−２伝送線路６０ｂ、７１ｂの間の重畳される部分が増加しつつ、伝送線路ＴＬ４の長さが減少する。

回転軸８１を中心に第１及び第２移動軸８３ａ、８３ｂの間の距離が異なっているため、第１及び第２可変基板７０ａ、７０ｂの直線移動距離にも差が発生するので、第１〜第４出力ポート４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄに連結される伝送線路ＴＬ１、ＴＬ２、ＴＬ３、ＴＬ４の長さも、すべて異なっている。したがって、入力ポート４１に入力される信号を第１〜第４出力ポート４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄを介して互いに異なる位相を有する信号で出力することができる。

このように第２例による位相可変器１３０は、移動バー８５の左右回転によって第１〜第４出力ポート４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄに連結される伝送線路ＴＬ１、ＴＬ２、ＴＬ３、ＴＬ４の長さ変化に従って位相可変器１３０に入力される信号に対する位相可変を行う。

一方、本明細書と図面に開示された実施形態は、理解を助けるために特定例を提示したものに過ぎず、本発明の範囲を限定しようとするものではない。ここに開示された実施形態以外にも、本発明の技術的思想に基づく他の変形例が実施可能であることは、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者には自明である。

本発明によるマルチバンドアンテナシステムにおいて、前記広帯域放射素子が２個のバンドを支援する場合、前記位相可変器は、２個のバンドをそれぞれ支援する２個の位相可変器を含むことができる。前記広帯域放射素子が３個のバンドを支援する場合、前記位相可変器は、３個のバンドをそれぞれ支援する３個の位相可変器を含むことができる。

ベース基板４０に入力ポート４１と複数の出力ポート４３が形成されており、入力ポート４１と複数の出力ポート４３をそれぞれ少なくとも１つのウィルキンスン分配器５０を介して連結する複数の第１伝送線路６０が不連続的に形成されている。

このように第１例による位相可変器３０は、移動バー８５の左右回転によって両側の伝送線路ＴＬ１、ＴＬ２の長さ変化に従って位相可変器３０に入力される信号に対する位相可変を行う。

以下では、このような第１例による位相可変器３０を使用したマルチバンドアンテナシステムの７００ＭＨｚ帯域及び９００ＭＨｚ帯域でのｓ−ｐａｒａｍｅｔｅｒを図９を参照して説明する。ここで、図９は、図２のマルチバンドアンテナシステム２００の７００ＭＨｚ帯域及び９００ＭＨｚ帯域でのｓ−ｐａｒａｍｅｔｅｒを示すグラフである。

図９を参照すれば、Ｓ２１は、出力ポート間の分離度を意味する。

Ｓ２１は、６９８．０００ＭＨｚから−１７．４０４ｄＢ、７１８．０００ＭＨｚから−１８．１７３ｄＢ、８５９．０００ＭＨｚから−２６．７０９ｄＢ、９６０．０００ＭＨｚから−４３．７０２ｄｂである。すなわち第２実施形態によるマルチバンドアンテナシステム２００は、ウィルキンスン分配器を有する位相可変器を利用するので、出力ポート間の分離度が確保されることを確認することができる。

このように第１例による位相可変器３０は、ウィルキンスン分配器５０を利用して入力ポート４１と複数の出力ポート４３を連結するので、ティー−ジャンクションを基盤とする弧タイプの位相可変器が有する問題点を解消することができる。すなわち位相可変器３０は、ウィルキンスン分配器５０を利用するので、各出力ポート４３間の分離度を確保することができる。

一方、第１例では、３ポートの位相可変器３０を例示したが、分岐用フィルタ２１が４個である場合、図１２〜図１７に示されたような、５ポート位相可変器１３０を使用することができる。

この際、ベース基板４０は、第１ウィルキンスン分配器５０ａを中心に両側に対向するように第２及び第３ウィルキンスン分配器５０ｂ、５０ｃが形成される。第１ウィルキンスン分配器５０ａの２個の第１連結ポート５５ａが形成された方向を中心に一方に第２ウィルキンスン分配器５０ｂの２個の第２連結ポート５５ｂが形成されて、他方に第３ウィルキンスン分配器５０ｃの２個の第３連結ポート５５ｃが形成される。

また、第１連結伝送線路は、第１開始伝送線路６１ａと第１終了伝送線路６３ａとの間に少なくとも１つが形成されることができ、“コ”及び“左右反転コ”のうち１つの形態で形成される。例えば、一対の第１−１伝送線路６０ａに形成された連結伝送線路は、“左右反転コ”形態と“コ”形態が互いに対向するように形成される。

Claims (11)

1. マルチバンドを支援する少なくとも１つの広帯域放射素子と；
   前記少なくとも１つの広帯域放射素子にそれぞれ連結され、マルチバンドに含まれたバンド別信号を分岐する分岐用フィルタと；
   マルチバンドの数に対応するように設けられ、分岐されたバンド別信号を各バンドに合わせてビームチルトを行う複数の位相可変器と；
   を含むことを特徴とするマルチバンドアンテナシステム。
2. 前記分岐用フィルタは、ダイプレクサー（ｄｉｐｌｅｘｅｒ）またはトリプレクサー（ｔｒｉｐｌｅｘｅｒ）であることを特徴とする請求項１に記載のマルチバンドアンテナシステム。
3. 前記広帯域放射素子が２個のバンドを支援する場合、前記分岐用フィルタは、ダイプレクサーまたはトリプレクサーであり、
   前記広帯域放射素子が３個のバンドを支援する場合、前記分岐用フィルタは、トリプレクサーであることを特徴とする請求項２に記載のマルチバンドアンテナシステム。
4. 前記広帯域放射素子が２個のバンドを支援する場合、前記位相可変器は、２個のバンドをそれぞれ支援する２個の位相可変器を含み、
   前記広帯域放射素子が３個のバンドを支援する場合、前記位相可変器は、２個のバンドをそれぞれ支援する３個の位相可変器を含むことを特徴とする請求項３に記載のマルチバンドアンテナシステム。
5. 前記位相可変器は、
   入力ポートと複数の出力ポートが形成されており、前記入力ポートと前記複数の出力ポートをそれぞれ少なくとも１つのウィルキンスン分配器（Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ ｄｉｖｉｄｅｒ）を介して連結する複数の第１伝送線路が不連続的に形成されているベース基板と；
   前記複数の第１伝送線路にそれぞれ連結され、連続的な伝送線路を形成する複数の第２伝送線路が形成されており、前記ベース基板に結合されて移動し、前記入力ポートと前記複数の出力ポートの間の伝送線路の長さを可変する可変基板と；
   を含むことを特徴とする請求項１に記載のマルチバンドアンテナシステム。
6. 前記ベース基板は、
   入力ポートと、複数の出力ポートとを備え、
   前記入力ポートに連結された少なくとも１つのウィルキンスン分配器（Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ ｄｉｖｉｄｅｒ）を含み、前記少なくとも１つのウィルキンスン分配器は、それぞれ２個の連結ポートを有し、
   前記２個の連結ポートには、互いに対称する一対の第１伝送線路が不連続的に形成されており、
   前記第１伝送線路の端部にそれぞれ前記複数の出力ポートが連結されることを含むことを特徴とする請求項５に記載のマルチバンドアンテナシステム。
7. 前記可変基板は、
   前記ベース基板に移動可能に結合され、前記第１伝送線路に物理的に接触して不連続的に形成された第１伝送線路を連続的に連結する第２伝送線路が形成されており、移動によって前記第２伝送線路が前記第１伝送線路に重畳され、前記入力ポートと複数の出力ポートの間の伝送線路の長さを可変させることを含むことを特徴とする請求項６に記載のマルチバンドアンテナシステム。
8. 前記ウィルキンスン分配器は、
   信号が入力される第１配線と；
   前記第１配線から２個に対称するように分岐された第２配線にそれぞれ形成された前記２個の連結ポートと；
   前記２個の連結ポートを連結する抵抗器（ｒｅｓｉｓｔｏｒ）と；
   を含むことを特徴とする請求項７に記載のマルチバンドアンテナシステム。
9. 前記ウィルキンスン分配器は、
   前記第１配線の分岐された地点を中心に前記２個の連結ポートが互いに近接するように位置し、互いに近接する前記２個の連結ポートを前記抵抗器で連結することを特徴とする請求項８に記載のマルチバンドアンテナシステム。
10. 前記ベース基板は、１つのウィルキンスン分配器を含み、
    前記ウィルキンスン分配器は、前記入力ポートに前記第１配線が連結され、前記２個の連結ポートから延長した第２配線にそれぞれ前記一対の第１伝送線路が連結されることを特徴とする請求項９に記載のマルチバンドアンテナシステム。
11. 前記ベース基板は、第１〜第３ウィルキンスン分配器を含み、
    前記第１ウィルキンスン分配器は、前記入力ポートに前記第１配線が連結され、前記２個の連結ポートから延長した第２配線にそれぞれ前記第２及び第３ウィルキンスン分配器の第１配線が連結され、
    前記第２ウィルキンスン分配器の２個の連結ポートから延長した第２配線にそれぞれ一対の第１−１伝送線路が連結され、
    前記第３ウィルキンスン分配器の２個の連結ポートから延長した第２配線にそれぞれ一対の第１−２伝送線路が連結されることを特徴とする請求項９に記載のマルチバンドアンテナシステム。

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