JP3231985B2 - アレイアンテナのチルト角制御装置 - Google Patents
アレイアンテナのチルト角制御装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば陸上の移動
通信方式における基地局用アレイアンテナのチルト角制
御に好適な装置に関するものである。
通信方式における基地局用アレイアンテナのチルト角制
御に好適な装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】携帯電話に代表される陸上の移動通信方
式においては、近年における利用者数の急激な増加に対
処するために、既設の基地局網の中に新しい基地局を割
り込み設置して全体の基地局数を増加させ、各基地局の
サ−ビスエリアを小さくして、周波数の繰り返し使用回
数を増加させ、周波数資源を有効に利用するようにして
いる。すなわち、割り当て周波数帯域数を増加すること
なく、従来の割り当て周波数帯域内において、利用者数
の急激な増加に対処しようとしている。そして、各基地
局のサ−ビスエリアを小さくするために、各基地局にお
けるアレイアンテナからの放射ビ−ムのチルト角が深く
なるように制御するが、その際に、電波の不感地帯を生
ずることのないように、隣接基地局間においてチルト角
の調整が必要となる。
式においては、近年における利用者数の急激な増加に対
処するために、既設の基地局網の中に新しい基地局を割
り込み設置して全体の基地局数を増加させ、各基地局の
サ−ビスエリアを小さくして、周波数の繰り返し使用回
数を増加させ、周波数資源を有効に利用するようにして
いる。すなわち、割り当て周波数帯域数を増加すること
なく、従来の割り当て周波数帯域内において、利用者数
の急激な増加に対処しようとしている。そして、各基地
局のサ−ビスエリアを小さくするために、各基地局にお
けるアレイアンテナからの放射ビ−ムのチルト角が深く
なるように制御するが、その際に、電波の不感地帯を生
ずることのないように、隣接基地局間においてチルト角
の調整が必要となる。
【０００３】図１７は、上記のような目的を達するため
に、移相量調整用伝送線路を用いて構成したチルト角制
御装置を示す図で、１は励振電力の入力端子、２は電力
分配器、３1 ないし３6 は分配出力端子、６1 ないし６
6 は移相量調整用伝送線路、７1 ないし７6 は移相電力
の出力端子、８1 ないし８6 は給電線路、９1 ないし９
24は素子アンテナ、１０1 ないし１０6 はアンテナブロ
ックである。 端子１に加えられた励振電力は、電力分
配器２で６分配され、端子３1 ないし３6 を介して移相
量調整用伝送線路６1 ないし６6 、端子７1 ないし７6
および給電線路８1 ないし８6 を介してアンテナブロッ
ク１０1 ないし１０6 に加えられる。移相量調整用伝送
線路６1 ないし６6 の各長さを、線路６1 が最も短く、
線路６2 から６6 に到るにしたがって順次長くなるよう
に形成すると共に、給電線路８1 ないし８6 の各長さが
互いに等しくなるように選定しておけば、アンテナブロ
ック１０1 の各素子アンテナ９1 ないし９4 に加えられ
る励振電力の位相が最も進み、アンテナブロック１０2
の各素子アンテナ９5 ないし９8 からアンテナブロック
１０6 の各素子アンテナ９21ないし９24に加えられる励
振電力の位相が順次遅れることとなるから、アンテナブ
ロック１０1 の各素子アンテナ９1 ないし９4 からの合
成放射波の位相に対して、アンテナブロック１０2 の各
素子アンテナ９5 ないし９8 からの合成放射波からアン
テナブロック１０6 の各素子アンテナ９21ないし９24の
合成放射波に到る各位相が順次遅れることとなり、アン
テナブロック１０1 ないし１０6 の合成指向性は、水平
面に対して下方向にチルトされることとなる。
に、移相量調整用伝送線路を用いて構成したチルト角制
御装置を示す図で、１は励振電力の入力端子、２は電力
分配器、３1 ないし３6 は分配出力端子、６1 ないし６
6 は移相量調整用伝送線路、７1 ないし７6 は移相電力
の出力端子、８1 ないし８6 は給電線路、９1 ないし９
24は素子アンテナ、１０1 ないし１０6 はアンテナブロ
ックである。 端子１に加えられた励振電力は、電力分
配器２で６分配され、端子３1 ないし３6 を介して移相
量調整用伝送線路６1 ないし６6 、端子７1 ないし７6
および給電線路８1 ないし８6 を介してアンテナブロッ
ク１０1 ないし１０6 に加えられる。移相量調整用伝送
線路６1 ないし６6 の各長さを、線路６1 が最も短く、
線路６2 から６6 に到るにしたがって順次長くなるよう
に形成すると共に、給電線路８1 ないし８6 の各長さが
互いに等しくなるように選定しておけば、アンテナブロ
ック１０1 の各素子アンテナ９1 ないし９4 に加えられ
る励振電力の位相が最も進み、アンテナブロック１０2
の各素子アンテナ９5 ないし９8 からアンテナブロック
１０6 の各素子アンテナ９21ないし９24に加えられる励
振電力の位相が順次遅れることとなるから、アンテナブ
ロック１０1 の各素子アンテナ９1 ないし９4 からの合
成放射波の位相に対して、アンテナブロック１０2 の各
素子アンテナ９5 ないし９8 からの合成放射波からアン
テナブロック１０6 の各素子アンテナ９21ないし９24の
合成放射波に到る各位相が順次遅れることとなり、アン
テナブロック１０1 ないし１０6 の合成指向性は、水平
面に対して下方向にチルトされることとなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図１７に示した従来の
チルト角制御装置においては、移相量調整用伝送線路６
1 ないし６6 における各所要の移相量に応じて各長さを
変える必要があり、このためには所要の移相量に応じた
長さを有する線路と交換する必要があるので、移相量の
変更には比較的多くの労力と時間を要し、また、線路の
長さを連続的に微細に変えることが不可能であるから、
移相量もまた連続的に微細に調整することは困難であ
る。
チルト角制御装置においては、移相量調整用伝送線路６
1 ないし６6 における各所要の移相量に応じて各長さを
変える必要があり、このためには所要の移相量に応じた
長さを有する線路と交換する必要があるので、移相量の
変更には比較的多くの労力と時間を要し、また、線路の
長さを連続的に微細に変えることが不可能であるから、
移相量もまた連続的に微細に調整することは困難であ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数個の分配
出力端子を有し、励振電力の入力端子に接続される電力
分配器と、第１および第２の出力端子を有し、入力端子
が前記電力分配器の各分配出力端子に接続される複数個
の回転形移相器と、前記複数個の回転形移相器の各出力
端子に接続される複数個の移相量調整用伝送線路と、前
記複数個の移相量調整用伝送線路と、アレイアンテナを
構成する各アンテナブロックとの間に接続される複数個
の給電線路とを備えるアレイアンテナのチルト角制御装
置であって、前記各回転形移相器は、円形状の励振素子
を有し、前記入力端子に加えられる入力電力により励振
されて直線偏波電磁界を発生させる第１の励振器と、前
記第１の励振器の前記円形状の励振素子と近接して設け
られる円形状の励振素子を有し、前記第１の励振器によ
り発生された直線偏波電磁界に結合するとともに、当該
結合された直線偏波電磁界の直交２成分により生じる第
１および第２の出力電力を出力する第２の励振器と、内
部に、前記第１および第２の励振器が、前記第１および
第２の励振器の各円形状の励振素子の中心を結ぶ軸の周
りに相対的に回転可能に設けられるシールドケースと、
前記第２の励振器から出力される第１の出力電圧が入力
される第１の端子と、前記第２の励振器から出力される
第２の出力電圧が入力される第２の端子と、前記第１の
出力端子に接続される第３の端子と、前記第２の出力端
子に接続される第４の端子とを有し、第３の端子および
第４の端子から、前記第１および第２の励振器の相対的
回転に応じて、移相量が互いに逆方向に変化する出力電
力を出力するハイブリッド回路とを有することを特徴と
する。
出力端子を有し、励振電力の入力端子に接続される電力
分配器と、第１および第２の出力端子を有し、入力端子
が前記電力分配器の各分配出力端子に接続される複数個
の回転形移相器と、前記複数個の回転形移相器の各出力
端子に接続される複数個の移相量調整用伝送線路と、前
記複数個の移相量調整用伝送線路と、アレイアンテナを
構成する各アンテナブロックとの間に接続される複数個
の給電線路とを備えるアレイアンテナのチルト角制御装
置であって、前記各回転形移相器は、円形状の励振素子
を有し、前記入力端子に加えられる入力電力により励振
されて直線偏波電磁界を発生させる第１の励振器と、前
記第１の励振器の前記円形状の励振素子と近接して設け
られる円形状の励振素子を有し、前記第１の励振器によ
り発生された直線偏波電磁界に結合するとともに、当該
結合された直線偏波電磁界の直交２成分により生じる第
１および第２の出力電力を出力する第２の励振器と、内
部に、前記第１および第２の励振器が、前記第１および
第２の励振器の各円形状の励振素子の中心を結ぶ軸の周
りに相対的に回転可能に設けられるシールドケースと、
前記第２の励振器から出力される第１の出力電圧が入力
される第１の端子と、前記第２の励振器から出力される
第２の出力電圧が入力される第２の端子と、前記第１の
出力端子に接続される第３の端子と、前記第２の出力端
子に接続される第４の端子とを有し、第３の端子および
第４の端子から、前記第１および第２の励振器の相対的
回転に応じて、移相量が互いに逆方向に変化する出力電
力を出力するハイブリッド回路とを有することを特徴と
する。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例を示す
図で、１は励振電力の入力（または受信電力の出力）端
子、２は電力分配（または電力合成）器、３1 ないし３
3 は分配出力（または合成入力）端子、４1 ないし４3
は本発明者等がさきに提案した回転形移相器、５1 ない
し５6 は送信用移相電力の出力（または受信用移相電力
の入力）端子、６1 ないし６6 は移相量調整用伝送線
路、７1 ないし７6 は送信用移相電力の出力（または受
信電力の入力）端子、８1 ないし８6 は給電線路、９1
ないし９24は素子アンテナ、１０1 ないし１０6 はアン
テナブロックである。
図で、１は励振電力の入力（または受信電力の出力）端
子、２は電力分配（または電力合成）器、３1 ないし３
3 は分配出力（または合成入力）端子、４1 ないし４3
は本発明者等がさきに提案した回転形移相器、５1 ない
し５6 は送信用移相電力の出力（または受信用移相電力
の入力）端子、６1 ないし６6 は移相量調整用伝送線
路、７1 ないし７6 は送信用移相電力の出力（または受
信電力の入力）端子、８1 ないし８6 は給電線路、９1
ないし９24は素子アンテナ、１０1 ないし１０6 はアン
テナブロックである。
【０００７】図２ないし図１２は、図１における回転形
移相器４1 ないし４3 、すなわち、本発明者等がさきに
提案した回転形移相器（特願平６−１７５９７４号）の
構成および作用を説明するための図である。なお、回転
形移相器４1 ないし４3 はすべて全く同様の構成である
から、以下、回転形移相器４1 についてその構成および
作用を説明する。図２は、図１に示した回転形移相器４
1 を示す側面図で、１１は結合器、１１1 および１１2
は有底円筒形のシ−ルドケ−ス、１１31ないし１１33は
端子で、例えば同軸接栓より成る。１２は例えば1/4 波
長結合線路形方向性結合器より成る９０°３ｄＢハイブ
リッド回路、１２1 は入力端子（またはアイソレ−ショ
ン端子）、１２2 はアイソレ−ション端子（または入力
端子）、１２3 および１２4 は出力端子で、出力端子１
２3 （または１２4 ）の出力の位相が、出力端子１２4
（または１２3 ）の出力の位相に対して９０°遅れたも
のとなる。１３1 および１３2 は同軸線路で、同軸線路
１３1 および１３2 の各入力端への入力相互の位相差を
そのまま保持して同軸線路１３1 および１３2 の各出力
端に出力させるように同軸線路１３1 および１３2 の各
長さを調整してある。
移相器４1 ないし４3 、すなわち、本発明者等がさきに
提案した回転形移相器（特願平６−１７５９７４号）の
構成および作用を説明するための図である。なお、回転
形移相器４1 ないし４3 はすべて全く同様の構成である
から、以下、回転形移相器４1 についてその構成および
作用を説明する。図２は、図１に示した回転形移相器４
1 を示す側面図で、１１は結合器、１１1 および１１2
は有底円筒形のシ−ルドケ−ス、１１31ないし１１33は
端子で、例えば同軸接栓より成る。１２は例えば1/4 波
長結合線路形方向性結合器より成る９０°３ｄＢハイブ
リッド回路、１２1 は入力端子（またはアイソレ−ショ
ン端子）、１２2 はアイソレ−ション端子（または入力
端子）、１２3 および１２4 は出力端子で、出力端子１
２3 （または１２4 ）の出力の位相が、出力端子１２4
（または１２3 ）の出力の位相に対して９０°遅れたも
のとなる。１３1 および１３2 は同軸線路で、同軸線路
１３1 および１３2 の各入力端への入力相互の位相差を
そのまま保持して同軸線路１３1 および１３2 の各出力
端に出力させるように同軸線路１３1 および１３2 の各
長さを調整してある。
【０００８】図３は、図２における結合器１１の同軸接
栓１１32および１１33から同軸線路１３1 および１３2
を取り外した状態で結合器１１の側面を見た図（図２と
同じ方向から見た側面図）、図４は、結合器１１のシ−
ルドケ−ス１１1 側の底壁面を見た図で、図３および図
４の各符号は、図２と同様である。
栓１１32および１１33から同軸線路１３1 および１３2
を取り外した状態で結合器１１の側面を見た図（図２と
同じ方向から見た側面図）、図４は、結合器１１のシ−
ルドケ−ス１１1 側の底壁面を見た図で、図３および図
４の各符号は、図２と同様である。
【０００９】図５は、図３のＡ−Ａ部分の拡大断面図、
図６は、図３のＢ−Ｂ部分の拡大断面図、図７は、図４
のＡ−Ａ部分の拡大断面図で、図５ないし図７におい
て、１１1 および１１2 は図２において説明した有底円
筒形シ−ルドケ−スで、両シ−ルドケ−ス１１1 および
１１2 の各開口端部の側壁面に段部を設け、何れか一方
のシ−ルドケ−ス、例えば１１1 の開口端部の内側にシ
−ルドケ−ス１１2 の開口端部を嵌入して両シ−ルドケ
−スを機械的、電気的に結合すると共に、シ−ルドケ−
ス１１1 と１１2 とが相対的に円筒軸の周りに回転し得
るように形成してある。１１41ないし１１43は同軸接栓
１１31ないし１１33の内部導体、１１51および１１52は
高周波特性の優れたポリエチレンまたはフッ化エチレン
等の有機材、あるいは、セラミックス等の無機材から成
り、伝送波長に較べて厚さの薄い絶縁円板で、絶縁円板
１１51はシ−ルドケ−ス１１1 の底壁の内表面に、絶縁
円板１１52はシ−ルドケ−ス１１2 の底壁の内表面に、
それぞれ固着してある。１１61は金属板で、絶縁円板１
１51の表面に固着すると共に、周辺の一部を同軸接栓１
１31の内部導体１１41に電気的に接続して、絶縁円板１
１51を介して対向するシ−ルドケ−ス１１1 が接地導
体、金属板１１61が第１の励振素子、同軸接栓１１31の
内部導体１１41と金属板１１61との接続点が励振点とな
るマイクロストリップアンテナより成る第１の励振器を
形成してある。１１62もまた金属板で、絶縁円板１１52
の表面に固着すると共に、周辺の一部を同軸接栓１１32
および１１33の各内部導体１１42および１１43に電気的
に接続して、絶縁円板１１52を介して対向するシ−ルド
ケ−ス１１2 が接地導体、金属板１１62が第２の励振素
子、同軸接栓１１32および１１33の各内部導体１１42お
よび１１43と金属板１１62との接続点が励振点となるマ
イクロストリップアンテナより成る第２の励振器を形成
してある。なお、同軸接栓１１32の内部導体１１42と金
属板１１62の接続点より成る励振点と金属板１１62の中
心点とを結ぶ線と、同軸接栓１１33の内部導体１１43と
金属板１１62の接続点より成る励振点と金属板１１62の
中心点とを結ぶ線との交角が直角となるように形成して
ある。また、第１の励振素子１１61と第２の励振素子１
１62との対向間隔は、伝送波長に較べて小となるように
形成してある。同軸接栓１１31の外部導体はシ−ルドケ
−ス１１1 に、同軸接栓１１32および１１33の各外部導
体はシ−ルドケ−ス１１2 に、それぞれ電気的に接続す
るが、同軸接栓１１31ないし１１33の各内部導体１１41
ないし１１43はシ−ルドケ−ス１１1 および１１2 に電
気的に接続されることのないように、図７に示すよう
に、内部導体１１41の周りにおけるシ−ルドケ−ス１１
1 の部分を一部取り除いて間隙を設け、内部導体１１43
の周りにおけるシ−ルドケ−ス１１2 の部分を一部取り
除いて間隙を設けてある。図７には現われていないが、
同軸接栓１１32の内部導体１１42の周りにおけるシ−ル
ドケ−ス１１2 の部分にも同様に間隙を設けてある。
図６は、図３のＢ−Ｂ部分の拡大断面図、図７は、図４
のＡ−Ａ部分の拡大断面図で、図５ないし図７におい
て、１１1 および１１2 は図２において説明した有底円
筒形シ−ルドケ−スで、両シ−ルドケ−ス１１1 および
１１2 の各開口端部の側壁面に段部を設け、何れか一方
のシ−ルドケ−ス、例えば１１1 の開口端部の内側にシ
−ルドケ−ス１１2 の開口端部を嵌入して両シ−ルドケ
−スを機械的、電気的に結合すると共に、シ−ルドケ−
ス１１1 と１１2 とが相対的に円筒軸の周りに回転し得
るように形成してある。１１41ないし１１43は同軸接栓
１１31ないし１１33の内部導体、１１51および１１52は
高周波特性の優れたポリエチレンまたはフッ化エチレン
等の有機材、あるいは、セラミックス等の無機材から成
り、伝送波長に較べて厚さの薄い絶縁円板で、絶縁円板
１１51はシ−ルドケ−ス１１1 の底壁の内表面に、絶縁
円板１１52はシ−ルドケ−ス１１2 の底壁の内表面に、
それぞれ固着してある。１１61は金属板で、絶縁円板１
１51の表面に固着すると共に、周辺の一部を同軸接栓１
１31の内部導体１１41に電気的に接続して、絶縁円板１
１51を介して対向するシ−ルドケ−ス１１1 が接地導
体、金属板１１61が第１の励振素子、同軸接栓１１31の
内部導体１１41と金属板１１61との接続点が励振点とな
るマイクロストリップアンテナより成る第１の励振器を
形成してある。１１62もまた金属板で、絶縁円板１１52
の表面に固着すると共に、周辺の一部を同軸接栓１１32
および１１33の各内部導体１１42および１１43に電気的
に接続して、絶縁円板１１52を介して対向するシ−ルド
ケ−ス１１2 が接地導体、金属板１１62が第２の励振素
子、同軸接栓１１32および１１33の各内部導体１１42お
よび１１43と金属板１１62との接続点が励振点となるマ
イクロストリップアンテナより成る第２の励振器を形成
してある。なお、同軸接栓１１32の内部導体１１42と金
属板１１62の接続点より成る励振点と金属板１１62の中
心点とを結ぶ線と、同軸接栓１１33の内部導体１１43と
金属板１１62の接続点より成る励振点と金属板１１62の
中心点とを結ぶ線との交角が直角となるように形成して
ある。また、第１の励振素子１１61と第２の励振素子１
１62との対向間隔は、伝送波長に較べて小となるように
形成してある。同軸接栓１１31の外部導体はシ−ルドケ
−ス１１1 に、同軸接栓１１32および１１33の各外部導
体はシ−ルドケ−ス１１2 に、それぞれ電気的に接続す
るが、同軸接栓１１31ないし１１33の各内部導体１１41
ないし１１43はシ−ルドケ−ス１１1 および１１2 に電
気的に接続されることのないように、図７に示すよう
に、内部導体１１41の周りにおけるシ−ルドケ−ス１１
1 の部分を一部取り除いて間隙を設け、内部導体１１43
の周りにおけるシ−ルドケ−ス１１2 の部分を一部取り
除いて間隙を設けてある。図７には現われていないが、
同軸接栓１１32の内部導体１１42の周りにおけるシ−ル
ドケ−ス１１2 の部分にも同様に間隙を設けてある。
【００１０】図８は、図２ないし図７について説明した
回転形移相器の作動説明のための図で、結合器１１の同
軸接栓１１31に加えられた入力は、内部導体１１41を介
して第１の励振器における励振素子１１61を励振する。
図５、図６および図８（ａ）に各示すようにＸ軸および
Ｙ軸をとると、前記のように励振された励振素子１１61
によって生じた電界ベクトルＥは、図８（ａ）に示すよ
うに直交する二つの成分ＥX およびＥY に分けられ、 Ｅ＝ＥX ＋ＥY ＝Ｅｃｏｓφ＋Ｅｓｉｎφ ・・・・（１） の形で第２の励振器の励振素子１１62に結合する。同軸
接栓１１32の内部導体１１42と励振素子１１62の接続点
より成る励振点と励振素子１１62の中心点とを結ぶ線
と、同軸接栓１１33の内部導体１１43と励振素子１１62
の接続点より成る励振点と励振素子１１62の中心点とを
結ぶ線との交角が直角となるように形成してあること前
述のとおりであるから、励振素子１１62を基本モ−ドで
励振した場合、同軸接栓１１32と１１33との間の結合が
疎となって直交モ−ドの結合が可能となる。励振素子１
１62への直交モ−ドの結合によって同軸接栓１１32から
成分ＥX が、同軸接栓１１33から成分ＥY が、それぞれ
出力され、同軸ケ−ブル１３1 および１３2 を介して９
０°３ｄＢハイブリッド回路１２の端子１２1 および１
２2に入力される。９０°３ｄＢハイブリッド回路１２
の端子１２4 の出力をＥ1 、端子１２3 の出力をＥ2 と
すると、
回転形移相器の作動説明のための図で、結合器１１の同
軸接栓１１31に加えられた入力は、内部導体１１41を介
して第１の励振器における励振素子１１61を励振する。
図５、図６および図８（ａ）に各示すようにＸ軸および
Ｙ軸をとると、前記のように励振された励振素子１１61
によって生じた電界ベクトルＥは、図８（ａ）に示すよ
うに直交する二つの成分ＥX およびＥY に分けられ、 Ｅ＝ＥX ＋ＥY ＝Ｅｃｏｓφ＋Ｅｓｉｎφ ・・・・（１） の形で第２の励振器の励振素子１１62に結合する。同軸
接栓１１32の内部導体１１42と励振素子１１62の接続点
より成る励振点と励振素子１１62の中心点とを結ぶ線
と、同軸接栓１１33の内部導体１１43と励振素子１１62
の接続点より成る励振点と励振素子１１62の中心点とを
結ぶ線との交角が直角となるように形成してあること前
述のとおりであるから、励振素子１１62を基本モ−ドで
励振した場合、同軸接栓１１32と１１33との間の結合が
疎となって直交モ−ドの結合が可能となる。励振素子１
１62への直交モ−ドの結合によって同軸接栓１１32から
成分ＥX が、同軸接栓１１33から成分ＥY が、それぞれ
出力され、同軸ケ−ブル１３1 および１３2 を介して９
０°３ｄＢハイブリッド回路１２の端子１２1 および１
２2に入力される。９０°３ｄＢハイブリッド回路１２
の端子１２4 の出力をＥ1 、端子１２3 の出力をＥ2 と
すると、
【数１】 となり、出力Ｅ1 は、図８（ａ）に示す電界ベクトルＥ
のＸ軸からの偏角φが増大するにしたがって、反時計方
向回りに位相が変化するが、振幅は変化しない。又、出
力Ｅ2 は、電界ベクトルＥのＸ軸からの偏角φが増大す
るにしたがって、時計方向回りに位相が変化するが、振
幅は変化しない。したがって、電界ベクトルＥのＸ軸か
らの偏角φが４５°または２２５°の場合には、出力Ｅ
1 およびＥ2 は互いに振幅が等しく位相も互いに等しく
なるが、偏角φが４５°または２２５°より増大する
と、出力Ｅ1 の位相は進む方向に変化するのに対して、
出力Ｅ2 の位相は遅れる方向に変化する。電界ベクトル
ＥのＸ軸からの偏角φが更に増大して１３５°または３
１５°に達した場合には、出力Ｅ1 とＥ2 との位相関係
は互いに逆相となる。
のＸ軸からの偏角φが増大するにしたがって、反時計方
向回りに位相が変化するが、振幅は変化しない。又、出
力Ｅ2 は、電界ベクトルＥのＸ軸からの偏角φが増大す
るにしたがって、時計方向回りに位相が変化するが、振
幅は変化しない。したがって、電界ベクトルＥのＸ軸か
らの偏角φが４５°または２２５°の場合には、出力Ｅ
1 およびＥ2 は互いに振幅が等しく位相も互いに等しく
なるが、偏角φが４５°または２２５°より増大する
と、出力Ｅ1 の位相は進む方向に変化するのに対して、
出力Ｅ2 の位相は遅れる方向に変化する。電界ベクトル
ＥのＸ軸からの偏角φが更に増大して１３５°または３
１５°に達した場合には、出力Ｅ1 とＥ2 との位相関係
は互いに逆相となる。
【００１１】図９は、結合器１１におけるシ−ルドケ−
ス１１1 および１１2 を形成する有底円筒体の内径を
０．２８５λO （λO は設計周波数ｆO に対応する自由
空間波長）に、シ−ルドケ−ス１１1 の底壁とシ−ルド
ケ−ス１１2 の底壁との対向間隔を０．０８９λO に、
絶縁円板１１51および１１52の各比誘電率を１０に、絶
縁円板１１51および１１52の各誘電正接を０．００５５
に、絶縁円板１１51および１１52の各厚さを０．０２３
λO に、第１および第２の励振素子１１61および１１62
の各輪郭形状を円形に形成して各直径を０．２１λO
に、それぞれ選定すると共に、同軸接栓１１32および１
１33から同軸ケ−ブル１３1 および１３2 を取り外して
観測した同軸接栓１１31における反射特性を示す図で、
横軸は設計周波数ｆO に対する比周波数、縦軸は反射減
衰量（ｄＢ）である。図１０は、結合器１１の各部の寸
法等を図９について説明した値と同様に選定すると共
に、同軸接栓１１32および１１33から同軸ケ−ブル１３
1 および１３2を取り外して観測した同軸接栓１１31と
１１33の間の伝送特性を示す図で、横軸は図９と同じ
で、縦軸は伝送減衰量（ｄＢ）である。図９および図１
０から明らかなように、結合器１１の反射特性および伝
送特性は、広帯域に亙って良好である。なお、結合器１
１における絶縁円板１１51および１１52の厚さは、これ
を伝送周波数帯域に応じて選択し、選択した厚さから厚
さを増すことによって帯域幅を増大させることができ
る。図１１は、結合器１１の各部の寸法等を図９につい
て説明した値と同様に選定し、図２に示すように、同軸
ケ−ブル１３1 および１３2 を介して９０°３ｄＢハイ
ブリッド回路１２を結合器１１に接続して成る回転形移
相器において、結合器１１を形成するシ−ルドケ−ス１
１1 または１１2 を共通の円筒軸の周りに相対的に回転
させて、シ−ルドケ−ス１１2 側に内装された第２の励
振器における励振素子１１62と同軸接栓１１32の内部導
体１１42との接続点と励振素子１１62の中心を結ぶ直
線、即ち、Ｘ軸とシ−ルドケ−ス１１1 側に内装された
第１の励振器における励振素子１１61の励振によって生
じた電界ベクトルＥとのなす偏角φを４５°を基準とし
て９０°および１３５°に変化させた際における同軸接
栓１１33の出力Ｅ1 および同軸接栓１１32の出力Ｅ2 の
位相変化を観測した結果を示すもので、両出力Ｅ1 およ
びＥ2 共に、偏角φの変化と位相の変化の絶対値との関
係は伝送周波数に依存することなく一致し、出力Ｅ1 と
Ｅ2 とは位相の符号が異なっている。したがって、偏角
φの変化に対して、出力Ｅ1 とＥ2 の位相差は２φとな
る。図１１における横軸は図９と同じで、縦軸は偏角
φ、すなわち、シ−ルドケ−ス１１1 および１１2 の相
対的回転角度φに対する移相量（°）である。図１２
は、図１１に結果を示した観測の場合と同一条件で、結
合器１１の同軸接栓１１31と９０°３ｄＢハイブリッド
回路１２の出力端子１２3 間および結合器１１の同軸接
栓１１31と９０°３ｄＢハイブリッド回路１２の出力端
子１２4間の各伝送減衰量を観測した結果を示す図で、
横軸は図１１と同じで、縦軸は伝送減衰量（ｄＢ）であ
る。図１２から明らかなように、図１０に示した結合器
１１のみの場合における伝送減衰量に比べて、９０°３
ｄＢハイブリッド回路１２、同軸ケ−ブル１３1 および
１３2 を付加したことによって伝送損失は増加するが、
角度φの変化に対する出力Ｅ1 およびＥ2 の移相量の変
化の差、出力Ｅ1 およびＥ2 の振幅の差はほとんど認め
られない。
ス１１1 および１１2 を形成する有底円筒体の内径を
０．２８５λO （λO は設計周波数ｆO に対応する自由
空間波長）に、シ−ルドケ−ス１１1 の底壁とシ−ルド
ケ−ス１１2 の底壁との対向間隔を０．０８９λO に、
絶縁円板１１51および１１52の各比誘電率を１０に、絶
縁円板１１51および１１52の各誘電正接を０．００５５
に、絶縁円板１１51および１１52の各厚さを０．０２３
λO に、第１および第２の励振素子１１61および１１62
の各輪郭形状を円形に形成して各直径を０．２１λO
に、それぞれ選定すると共に、同軸接栓１１32および１
１33から同軸ケ−ブル１３1 および１３2 を取り外して
観測した同軸接栓１１31における反射特性を示す図で、
横軸は設計周波数ｆO に対する比周波数、縦軸は反射減
衰量（ｄＢ）である。図１０は、結合器１１の各部の寸
法等を図９について説明した値と同様に選定すると共
に、同軸接栓１１32および１１33から同軸ケ−ブル１３
1 および１３2を取り外して観測した同軸接栓１１31と
１１33の間の伝送特性を示す図で、横軸は図９と同じ
で、縦軸は伝送減衰量（ｄＢ）である。図９および図１
０から明らかなように、結合器１１の反射特性および伝
送特性は、広帯域に亙って良好である。なお、結合器１
１における絶縁円板１１51および１１52の厚さは、これ
を伝送周波数帯域に応じて選択し、選択した厚さから厚
さを増すことによって帯域幅を増大させることができ
る。図１１は、結合器１１の各部の寸法等を図９につい
て説明した値と同様に選定し、図２に示すように、同軸
ケ−ブル１３1 および１３2 を介して９０°３ｄＢハイ
ブリッド回路１２を結合器１１に接続して成る回転形移
相器において、結合器１１を形成するシ−ルドケ−ス１
１1 または１１2 を共通の円筒軸の周りに相対的に回転
させて、シ−ルドケ−ス１１2 側に内装された第２の励
振器における励振素子１１62と同軸接栓１１32の内部導
体１１42との接続点と励振素子１１62の中心を結ぶ直
線、即ち、Ｘ軸とシ−ルドケ−ス１１1 側に内装された
第１の励振器における励振素子１１61の励振によって生
じた電界ベクトルＥとのなす偏角φを４５°を基準とし
て９０°および１３５°に変化させた際における同軸接
栓１１33の出力Ｅ1 および同軸接栓１１32の出力Ｅ2 の
位相変化を観測した結果を示すもので、両出力Ｅ1 およ
びＥ2 共に、偏角φの変化と位相の変化の絶対値との関
係は伝送周波数に依存することなく一致し、出力Ｅ1 と
Ｅ2 とは位相の符号が異なっている。したがって、偏角
φの変化に対して、出力Ｅ1 とＥ2 の位相差は２φとな
る。図１１における横軸は図９と同じで、縦軸は偏角
φ、すなわち、シ−ルドケ−ス１１1 および１１2 の相
対的回転角度φに対する移相量（°）である。図１２
は、図１１に結果を示した観測の場合と同一条件で、結
合器１１の同軸接栓１１31と９０°３ｄＢハイブリッド
回路１２の出力端子１２3 間および結合器１１の同軸接
栓１１31と９０°３ｄＢハイブリッド回路１２の出力端
子１２4間の各伝送減衰量を観測した結果を示す図で、
横軸は図１１と同じで、縦軸は伝送減衰量（ｄＢ）であ
る。図１２から明らかなように、図１０に示した結合器
１１のみの場合における伝送減衰量に比べて、９０°３
ｄＢハイブリッド回路１２、同軸ケ−ブル１３1 および
１３2 を付加したことによって伝送損失は増加するが、
角度φの変化に対する出力Ｅ1 およびＥ2 の移相量の変
化の差、出力Ｅ1 およびＥ2 の振幅の差はほとんど認め
られない。
【００１２】図１に戻って、回転形移相器４1 ないし４
3 の各出力端子から垂直方向のアレイアンテナを形成す
るアンテナブロック１０1 ないし１０6 に到る接続関係
を説明すると、端子５1 は、移相量調整用伝送線路６
1 、端子７1 および給電線路８1 を介してアンテナブロ
ック１０1 に接続され、端子５2 以下も、同じ添字が付
された線路および端子を介してアンテナブロックに接続
される。アンテナブロックの数を、図１に示した数から
適宜増減させた場合にも、この増減に応じて端子および
線路を増減して、前記と同様の接続を行うこととなる。
回転形移相器４1 ないし４3 は、それぞれ２個の出力端
子を備えているから、アンテナブロックの数の1/2 の回
転形移相器を設けることによって、回転形移相器の出力
端子をアンテナブロックに対応させることができる。回
転形移相器４1 ないし４3 の各出力端子を端子５1 ない
し５6 に対応させるに当たって、回転形移相器４1 ない
し４3 の各出力端子のうち、各一方の出力端子（図２に
おける出力端子１２3 、すなわち、正極性出力の出力端
子）を、アンテナブロック１０1 ないし１０6 の上半部
に対応する端子５1 ないし５3 に対応させ、回転形移相
器４1 ないし４3 の各出力端子のうち、各他方の出力端
子（図２における出力端子１２4 、すなわち、負極性出
力の出力端子）を、アンテナブロック１０1 ないし１０
6 の下半部に対応する端子５4 ないし５6 に対応させる
と共に、回転形移相器４1 ないし４3 の各一方の出力端
子と各他方の出力端子とが、アンテナブロック１０1 な
いし１０6 の上半部に対応する端子５1 ないし５3 と、
アンテナブロック１０1 ないし１０6 の下半部に対応す
る端子５4 ないし５6 との間における仮想境界面に対し
て対称となる端子５1 ないし５6 に接続される。例え
ば、回転形移相器４1 の一方の出力端子を端子５2 に、
他方の出力端子を端子５5 に、回転形移相器４2 の一方
の出力端子を端子５3 に、他方の出力端子を端子５4
に、回転形移相器４3 の一方の出力端子を端子５1 に、
他方の出力端子を端子５6 に、それぞれ接続する。移相
量調整用伝送線路６1 ないし６6 の各長さについては、
後述するが、給電線路８1 ないし８6 の各長さは、すべ
ての長さが互いに等しくなるように形成する。
3 の各出力端子から垂直方向のアレイアンテナを形成す
るアンテナブロック１０1 ないし１０6 に到る接続関係
を説明すると、端子５1 は、移相量調整用伝送線路６
1 、端子７1 および給電線路８1 を介してアンテナブロ
ック１０1 に接続され、端子５2 以下も、同じ添字が付
された線路および端子を介してアンテナブロックに接続
される。アンテナブロックの数を、図１に示した数から
適宜増減させた場合にも、この増減に応じて端子および
線路を増減して、前記と同様の接続を行うこととなる。
回転形移相器４1 ないし４3 は、それぞれ２個の出力端
子を備えているから、アンテナブロックの数の1/2 の回
転形移相器を設けることによって、回転形移相器の出力
端子をアンテナブロックに対応させることができる。回
転形移相器４1 ないし４3 の各出力端子を端子５1 ない
し５6 に対応させるに当たって、回転形移相器４1 ない
し４3 の各出力端子のうち、各一方の出力端子（図２に
おける出力端子１２3 、すなわち、正極性出力の出力端
子）を、アンテナブロック１０1 ないし１０6 の上半部
に対応する端子５1 ないし５3 に対応させ、回転形移相
器４1 ないし４3 の各出力端子のうち、各他方の出力端
子（図２における出力端子１２4 、すなわち、負極性出
力の出力端子）を、アンテナブロック１０1 ないし１０
6 の下半部に対応する端子５4 ないし５6 に対応させる
と共に、回転形移相器４1 ないし４3 の各一方の出力端
子と各他方の出力端子とが、アンテナブロック１０1 な
いし１０6 の上半部に対応する端子５1 ないし５3 と、
アンテナブロック１０1 ないし１０6 の下半部に対応す
る端子５4 ないし５6 との間における仮想境界面に対し
て対称となる端子５1 ないし５6 に接続される。例え
ば、回転形移相器４1 の一方の出力端子を端子５2 に、
他方の出力端子を端子５5 に、回転形移相器４2 の一方
の出力端子を端子５3 に、他方の出力端子を端子５4
に、回転形移相器４3 の一方の出力端子を端子５1 に、
他方の出力端子を端子５6 に、それぞれ接続する。移相
量調整用伝送線路６1 ないし６6 の各長さについては、
後述するが、給電線路８1 ないし８6 の各長さは、すべ
ての長さが互いに等しくなるように形成する。
【００１３】端子１に加えられた励振電力は、電力分配
器２において３分配され、分配出力は端子３1 ないし３
3 を介して回転形移相器４1 ないし４3 に加えられ、回
転形移相器４1 ないし４3 の各出力は、端子５1 ないし
５6 、移相量調整用伝送線路６1 ないし６6 、端子７1
ないし７6 および給電線路８1 ないし８6 を介してアン
テナブロック１０1 ないし１０6 に加えられる。アレイ
アンテナのチルト角Ｔ（°）は、近似的に次式で与えら
れる。
器２において３分配され、分配出力は端子３1 ないし３
3 を介して回転形移相器４1 ないし４3 に加えられ、回
転形移相器４1 ないし４3 の各出力は、端子５1 ないし
５6 、移相量調整用伝送線路６1 ないし６6 、端子７1
ないし７6 および給電線路８1 ないし８6 を介してアン
テナブロック１０1 ないし１０6 に加えられる。アレイ
アンテナのチルト角Ｔ（°）は、近似的に次式で与えら
れる。
【数２】 λ（ｍｍ）：使用波長（放射または受信波長） Ｐ（°）：隣接する素子アンテナからの放射波（または
受信波）相互の位相差 Ｃd （ｍｍ）：隣接する素子アンテナの放射面（または
受波面）相互の中心間隔 いま、励振電力の周波数が９００ＭＨｚ、したがって、
使用波長λが３００／０．９（ｍｍ）、隣接する素子ア
ンテナの放射面相互の中心間隔Ｃd が２００（ｍｍ）
で、チルト角Ｔを例えばほぼ２°に設定しようとする場
合には、式（４）から隣接する素子アンテナからの放射
波相互の位相差Ｐが７．５°となるように形成する必要
がある。説明の便宜上、移相量調整用伝送線路６1 ない
し６6 を取り外して、回転形移相器４1 ないし４3 の各
出力を端子５1 ないし５6 、端子７1 ないし７6 および
給電線路８1 ないし８6 を介してアンテナブロック１０
1 ないし１０6 に加えるように形成したとすると、図１
にはアンテナブロック１０1 ないし１０6 が、それぞれ
４個の素子アンテナから成る場合を例示してあるから、
隣接する素子アンテナからの放射波相互の位相差Ｐを
７．５°とするためには、回転形移相器４1ないし４3
の各出力が加えられる端子５1 ないし５6 のうち、隣接
する端子に加えられる出力間の位相差が、３０°（＝
７．５°×４）となるように形成する必要がある。回転
形移相器４1 ないし４3 の各移相量を、回転形移相器４
1 ないし４3 を各形成する第１および第２の励振器相互
間の相対的回転角で表わし、回転形移相器４1 ないし４
3 の各一方の出力端子の出力を＋符号を付した回転角
で、各他方の出力端子の出力を−符号を付した回転角で
表わすこととし、回転形移相器４1 ないし４3 の各出力
と端子５1 ないし５6 との間の接続関係が図１に示すと
おりであるとすると、端子５1 ないし５6 のうち、隣接
する端子間に加えられる出力間の位相差を３０°とする
ためには、例えば、回転形移相器４1 の回転角を４５
°、回転形移相器４2 の回転角を１５°、回転形移相器
４3 の回転角を７５°に選ぶと、端子５1 ないし５6 に
加えられる回転形移相器４1 ないし４3 の出力は、端子
５1 から順次＋７５°、＋４５°、＋１５°、−１５
°、−４５°および−７５°となり、端子５1 と５2 に
加えられる出力間の位相差は、＋７５°−（＋４５°）
＝３０°、端子５2 と５3 に加えられる出力間の位相差
は、＋４５°−（＋１５°）＝３０°、端子５3 と５4
に加えられる出力間の位相差は、＋１５°−（−１５
°）＝３０°、端子５4 と５5 に加えられる出力間の位
相差は、−１５°−（−４５°）＝３０°、端子５5 と
５6 に加えられる出力間の位相差は、−４５°−（−７
５°）＝３０°となる。式（４）における使用波長λ、
隣接する素子アンテナの放射面相互の中心間隔Ｃd およ
び隣接する素子アンテナからの放射波相互の位相差Ｐを
前記のように定めると、チルト角Ｔはほぼ２°となり、
また、回転形移相器４1 ないし４3 における伝送周波数
（使用周波数）が変化しても、その出力間の位相差が変
化しないこと図２ないし図１２について説明したとおり
であるが、回転形移相器４1 ないし４3 の伝送周波数
（使用周波数）が変化すると、チルト角Ｔは変化するこ
ととなる。すなわち、式（４）から、 Ｔ（°） ほぼ比例 λ（ｍｍ）×Ｐ（°） ・・・・（５） 波長λ（ｍｍ）を周波数ｆ（ＭＨｚ）で置き換えると、 Ｔ（°） ほぼ比例 Ｐ（°）／ｆ（ＭＨｚ） ・・・・（６） 回転形移相器４1 ないし４3 における伝送周波数（使用
周波数）が変化した場合には、式（５）に示した λ（ｍｍ）×Ｐ（°） または、式（６）に示した Ｐ（°）／ｆ（ＭＨｚ） が変化することとなる。すなわち、回転形移相器４1 な
いし４3 の使用波長が短く（使用周波数が高く）なる
と、チルト角Ｔ（°）が浅くなり、逆に、使用波長が長
く（使用周波数が低く）なると、チルト角Ｔ（°）が深
くなる。
受信波）相互の位相差 Ｃd （ｍｍ）：隣接する素子アンテナの放射面（または
受波面）相互の中心間隔 いま、励振電力の周波数が９００ＭＨｚ、したがって、
使用波長λが３００／０．９（ｍｍ）、隣接する素子ア
ンテナの放射面相互の中心間隔Ｃd が２００（ｍｍ）
で、チルト角Ｔを例えばほぼ２°に設定しようとする場
合には、式（４）から隣接する素子アンテナからの放射
波相互の位相差Ｐが７．５°となるように形成する必要
がある。説明の便宜上、移相量調整用伝送線路６1 ない
し６6 を取り外して、回転形移相器４1 ないし４3 の各
出力を端子５1 ないし５6 、端子７1 ないし７6 および
給電線路８1 ないし８6 を介してアンテナブロック１０
1 ないし１０6 に加えるように形成したとすると、図１
にはアンテナブロック１０1 ないし１０6 が、それぞれ
４個の素子アンテナから成る場合を例示してあるから、
隣接する素子アンテナからの放射波相互の位相差Ｐを
７．５°とするためには、回転形移相器４1ないし４3
の各出力が加えられる端子５1 ないし５6 のうち、隣接
する端子に加えられる出力間の位相差が、３０°（＝
７．５°×４）となるように形成する必要がある。回転
形移相器４1 ないし４3 の各移相量を、回転形移相器４
1 ないし４3 を各形成する第１および第２の励振器相互
間の相対的回転角で表わし、回転形移相器４1 ないし４
3 の各一方の出力端子の出力を＋符号を付した回転角
で、各他方の出力端子の出力を−符号を付した回転角で
表わすこととし、回転形移相器４1 ないし４3 の各出力
と端子５1 ないし５6 との間の接続関係が図１に示すと
おりであるとすると、端子５1 ないし５6 のうち、隣接
する端子間に加えられる出力間の位相差を３０°とする
ためには、例えば、回転形移相器４1 の回転角を４５
°、回転形移相器４2 の回転角を１５°、回転形移相器
４3 の回転角を７５°に選ぶと、端子５1 ないし５6 に
加えられる回転形移相器４1 ないし４3 の出力は、端子
５1 から順次＋７５°、＋４５°、＋１５°、−１５
°、−４５°および−７５°となり、端子５1 と５2 に
加えられる出力間の位相差は、＋７５°−（＋４５°）
＝３０°、端子５2 と５3 に加えられる出力間の位相差
は、＋４５°−（＋１５°）＝３０°、端子５3 と５4
に加えられる出力間の位相差は、＋１５°−（−１５
°）＝３０°、端子５4 と５5 に加えられる出力間の位
相差は、−１５°−（−４５°）＝３０°、端子５5 と
５6 に加えられる出力間の位相差は、−４５°−（−７
５°）＝３０°となる。式（４）における使用波長λ、
隣接する素子アンテナの放射面相互の中心間隔Ｃd およ
び隣接する素子アンテナからの放射波相互の位相差Ｐを
前記のように定めると、チルト角Ｔはほぼ２°となり、
また、回転形移相器４1 ないし４3 における伝送周波数
（使用周波数）が変化しても、その出力間の位相差が変
化しないこと図２ないし図１２について説明したとおり
であるが、回転形移相器４1 ないし４3 の伝送周波数
（使用周波数）が変化すると、チルト角Ｔは変化するこ
ととなる。すなわち、式（４）から、 Ｔ（°） ほぼ比例 λ（ｍｍ）×Ｐ（°） ・・・・（５） 波長λ（ｍｍ）を周波数ｆ（ＭＨｚ）で置き換えると、 Ｔ（°） ほぼ比例 Ｐ（°）／ｆ（ＭＨｚ） ・・・・（６） 回転形移相器４1 ないし４3 における伝送周波数（使用
周波数）が変化した場合には、式（５）に示した λ（ｍｍ）×Ｐ（°） または、式（６）に示した Ｐ（°）／ｆ（ＭＨｚ） が変化することとなる。すなわち、回転形移相器４1 な
いし４3 の使用波長が短く（使用周波数が高く）なる
と、チルト角Ｔ（°）が浅くなり、逆に、使用波長が長
く（使用周波数が低く）なると、チルト角Ｔ（°）が深
くなる。
【００１４】図１３は、図１における移相量調整用伝送
線路６1 ないし６6 を省き、回転形移相器４1 ないし４
3 の出力を直接給電線路８1 ないし８6 に加えてアンテ
ナブロック１０1 ないし１０6 を励振するように形成し
たチルト角制御装置の試作品を、８００ＭＨｚ帯のディ
ジタル自動車電話方式（送信周波数が８１０ＭＨｚない
し８２６ＭＨｚ、受信周波数が９４０ＭＨｚないし９５
０ＭＨｚ）における高さ５ｍの基地局アンテナに取り付
けた場合におけるチルト角の周波数特性を示す図で、横
軸はチルト角の設定値（°）、すなわち、回転形移相器
４1 ないし４3の各回転角を適宜調整して設定したチル
ト角、縦軸はチルト角の実現値、すなわち、実際に得ら
れたチルト角、○印を連ねる細い実線は、送信周波数帯
と受信周波数帯（使用周波数帯）のほぼ中心の周波数８
８５ＭＨｚにおけるチルト角の変化特性、縦方向の太い
実線は、８１０ＭＨｚないし９５６ＭＨｚの周波数範囲
におけるチルト角の変化範囲を示す。図１３から明らか
なように、チルト角の設定値が大きい（深い）場合に
は、送信時と受信時において実際のチルト角が１°以上
も異なるから、送信周波数帯と受信周波数帯とが異なる
場合においてアンテナを共用することは困難である。そ
こで本発明においては、図１に示すように、端子５1 な
いし５6 と端子７1ないし７6 との間に、移相量調整用
伝送線路６1 ないし６6 を挿入接続し、移相量調整用伝
送線路６1 ないし６6 の各長さを、例えば、次のように
設定する。移相量調整用伝送線路６1 ないし６6 のう
ち、端子５1 と最上段のアンテナブロック１０1 への給
電線路８1 との間に接続される移相量調整用伝送線路６
1 および端子５6 と最下段のアンテナブロック１０6 へ
の給電線路８6 との間に接続される移相量調整用伝送線
路６6 を除き、端子５2 ないし５5 と中間段のアンテナ
ブロック１０2 ないし１０5 への給電線路８2 ないし８
5 との間に接続される移相量調整用伝送線路６2 ないし
６5 の各長さを、適宜任意の互いに等しい長さに形成
し、移相量調整用伝送線路６1 の長さを、移相量調整用
伝送線路６2 ないし６5 の各長さに較べて、使用周波数
帯のほぼ中間の周波数（送信周波数帯と受信周波数帯の
中間の周波数）において、位相角でほぼ３６０°分短く
形成し、移相量調整用伝送線路６6 の長さを、移相量調
整用伝送線路６2 ないし６5 の各長さに較べて、使用周
波数帯のほぼ中間の周波数において、位相角でほぼ３６
０°分長く形成してある。移相量調整用伝送線路６1 な
いし６6 の各長さを前記のように設定すると、使用周波
数帯のほぼ中間の周波数においては、移相量調整用伝送
線路６1 および６6 の長さが、中間の移相量調整用伝送
線路６2 ないし６5 の長さに較べて、位相角でほぼ３６
０°分だけ異なるのみとなるから、この場合には移相量
調整用伝送線路６1 ないし６6 の長さがすべてほぼ等し
い場合と等価となり、チルト角は、回転形移相器４1 な
いし４3 の各回転角によって設定されたチルト角と等し
いこととなる。使用周波数が、使用周波数帯のほぼ中間
の周波数より高い場合には、位相角３６０°に対応する
位相差は周波数に比例して大きくなるから、移相量調整
用伝送線路６1 の等価的長さは、実際の長さより短くな
り、移相量調整用伝送線路６6の等価的長さは、実際の
長さより長くなり、したがって、使用周波数が、使用周
波数帯のほぼ中間の周波数より高い場合には、チルト角
が深くなる方向に変化し、逆に、使用周波数が、使用周
波数帯のほぼ中間の周波数より低い場合には、チルト角
が浅くなる方向に変化する。使用周波数の変化とチルト
角の変化の向きの関係は、移相量調整用伝送線路６1 な
いし６6 を省いた場合と、移相量調整用伝送線路６1 な
いし６6 を挿入接続した場合とで逆向きであるから、使
用周波数の変化に関係なく、チルト角をほぼ一定に保つ
ことができる。
線路６1 ないし６6 を省き、回転形移相器４1 ないし４
3 の出力を直接給電線路８1 ないし８6 に加えてアンテ
ナブロック１０1 ないし１０6 を励振するように形成し
たチルト角制御装置の試作品を、８００ＭＨｚ帯のディ
ジタル自動車電話方式（送信周波数が８１０ＭＨｚない
し８２６ＭＨｚ、受信周波数が９４０ＭＨｚないし９５
０ＭＨｚ）における高さ５ｍの基地局アンテナに取り付
けた場合におけるチルト角の周波数特性を示す図で、横
軸はチルト角の設定値（°）、すなわち、回転形移相器
４1 ないし４3の各回転角を適宜調整して設定したチル
ト角、縦軸はチルト角の実現値、すなわち、実際に得ら
れたチルト角、○印を連ねる細い実線は、送信周波数帯
と受信周波数帯（使用周波数帯）のほぼ中心の周波数８
８５ＭＨｚにおけるチルト角の変化特性、縦方向の太い
実線は、８１０ＭＨｚないし９５６ＭＨｚの周波数範囲
におけるチルト角の変化範囲を示す。図１３から明らか
なように、チルト角の設定値が大きい（深い）場合に
は、送信時と受信時において実際のチルト角が１°以上
も異なるから、送信周波数帯と受信周波数帯とが異なる
場合においてアンテナを共用することは困難である。そ
こで本発明においては、図１に示すように、端子５1 な
いし５6 と端子７1ないし７6 との間に、移相量調整用
伝送線路６1 ないし６6 を挿入接続し、移相量調整用伝
送線路６1 ないし６6 の各長さを、例えば、次のように
設定する。移相量調整用伝送線路６1 ないし６6 のう
ち、端子５1 と最上段のアンテナブロック１０1 への給
電線路８1 との間に接続される移相量調整用伝送線路６
1 および端子５6 と最下段のアンテナブロック１０6 へ
の給電線路８6 との間に接続される移相量調整用伝送線
路６6 を除き、端子５2 ないし５5 と中間段のアンテナ
ブロック１０2 ないし１０5 への給電線路８2 ないし８
5 との間に接続される移相量調整用伝送線路６2 ないし
６5 の各長さを、適宜任意の互いに等しい長さに形成
し、移相量調整用伝送線路６1 の長さを、移相量調整用
伝送線路６2 ないし６5 の各長さに較べて、使用周波数
帯のほぼ中間の周波数（送信周波数帯と受信周波数帯の
中間の周波数）において、位相角でほぼ３６０°分短く
形成し、移相量調整用伝送線路６6 の長さを、移相量調
整用伝送線路６2 ないし６5 の各長さに較べて、使用周
波数帯のほぼ中間の周波数において、位相角でほぼ３６
０°分長く形成してある。移相量調整用伝送線路６1 な
いし６6 の各長さを前記のように設定すると、使用周波
数帯のほぼ中間の周波数においては、移相量調整用伝送
線路６1 および６6 の長さが、中間の移相量調整用伝送
線路６2 ないし６5 の長さに較べて、位相角でほぼ３６
０°分だけ異なるのみとなるから、この場合には移相量
調整用伝送線路６1 ないし６6 の長さがすべてほぼ等し
い場合と等価となり、チルト角は、回転形移相器４1 な
いし４3 の各回転角によって設定されたチルト角と等し
いこととなる。使用周波数が、使用周波数帯のほぼ中間
の周波数より高い場合には、位相角３６０°に対応する
位相差は周波数に比例して大きくなるから、移相量調整
用伝送線路６1 の等価的長さは、実際の長さより短くな
り、移相量調整用伝送線路６6の等価的長さは、実際の
長さより長くなり、したがって、使用周波数が、使用周
波数帯のほぼ中間の周波数より高い場合には、チルト角
が深くなる方向に変化し、逆に、使用周波数が、使用周
波数帯のほぼ中間の周波数より低い場合には、チルト角
が浅くなる方向に変化する。使用周波数の変化とチルト
角の変化の向きの関係は、移相量調整用伝送線路６1 な
いし６6 を省いた場合と、移相量調整用伝送線路６1 な
いし６6 を挿入接続した場合とで逆向きであるから、使
用周波数の変化に関係なく、チルト角をほぼ一定に保つ
ことができる。
【００１５】図１４は、図１に示した本発明チルト角制
御装置を、図１３の実測時と同様の条件、すなわち、使
用周波数およびアンテナの高さの条件が同じである基地
局アンテナに取り付けた場合におけるチルト角の周波数
特性を示す図で、横軸および縦軸は図１３と同様で、太
い実線および細い実線の表わす特性もまた図１３と同様
である。図１４から明らかなように、チルト角設定値
が、設定範囲の中間にある場合には、使用周波数の変化
に対するチルト角の変化は無視し得る程度に小で、チル
ト角の設定範囲の全域における変化特性も図１３の場合
に比し、遥かに改善されている。
御装置を、図１３の実測時と同様の条件、すなわち、使
用周波数およびアンテナの高さの条件が同じである基地
局アンテナに取り付けた場合におけるチルト角の周波数
特性を示す図で、横軸および縦軸は図１３と同様で、太
い実線および細い実線の表わす特性もまた図１３と同様
である。図１４から明らかなように、チルト角設定値
が、設定範囲の中間にある場合には、使用周波数の変化
に対するチルト角の変化は無視し得る程度に小で、チル
ト角の設定範囲の全域における変化特性も図１３の場合
に比し、遥かに改善されている。
【００１６】回転形移相器４1 ないし４3 の各出力端子
と端子５1 ないし５6 との接続に当たっては、以下説明
するような接続条件を満足する限り、図１に示した以外
の接続が可能である。すなわち、複数個の回転形移相器
の各出力端子のうち、正極性出力の出力端子を、垂直方
向のアレイアンテナの上半部のアンテナへの給電線路に
接続される移相量調整用伝送線路に接続し、複数個の回
転形移相器の各出力端子のうち、負極性出力の出力端子
を、垂直方向のアレイアンテナの下半部のアンテナへの
給電線路に接続される移相量調整用伝送線路に接続し、
複数個の回転形移相器毎の正極性出力の出力端子と負極
性出力の出力端子とが、垂直方向のアレイアンテナの上
半部に対応する移相量調整用伝送線路と垂直方向のアレ
イアンテナの下半部に対応する移相量調整用伝送線路と
の間における仮想境界面に対して対称となる移相量調整
用伝送線路に接続する。例えば、図１に示した回転形移
相器４1 の一方の出力端子（正極性主力側）を端子５1
に、他方の出力端子（負極性出力側）を端子５6 に、回
転形移相器４2の一方の出力端子（正極性主力側）を端
子５2 に、他方の出力端子（負極性出力側）を端子５5
に、回転形移相器４3 の一方の出力端子（正極性主力
側）を端子５3 に、他方の出力端子（負極性出力側）を
端子５4 に、それぞれ接続し、チルト角の基準値をほぼ
２°に設定しようとする場合には、回転形移相器４1 な
いし４3 の各回転角を、７５°、４５°および１５°に
それぞれ調整する。また、回転形移相器４1 の一方の出
力端子（正極性主力側）を端子５3 に、他方の出力端子
（負極性出力側）を端子５4 に、回転形移相器４2 の一
方の出力端子（正極性主力側）を端子５1 に、他方の出
力端子（負極性出力側）を端子５6に、回転形移相器４3
の一方の出力端子（正極性主力側）を端子５2 に、他
方の出力端子（負極性出力側）を端子５5 に、それぞれ
接続し、チルト角の基準値をほぼ２°に設定しようとす
る場合には、回転形移相器４1 ないし４3 の各回転角
を、１５°、７５°および４５°にそれぞれ調整する。
なお、チルト角の基準値を２°以外の値に設定しようと
する場合には、各回転形移相器の回転角を設定しようと
するチルト角の値に応じて適宜調整する。
と端子５1 ないし５6 との接続に当たっては、以下説明
するような接続条件を満足する限り、図１に示した以外
の接続が可能である。すなわち、複数個の回転形移相器
の各出力端子のうち、正極性出力の出力端子を、垂直方
向のアレイアンテナの上半部のアンテナへの給電線路に
接続される移相量調整用伝送線路に接続し、複数個の回
転形移相器の各出力端子のうち、負極性出力の出力端子
を、垂直方向のアレイアンテナの下半部のアンテナへの
給電線路に接続される移相量調整用伝送線路に接続し、
複数個の回転形移相器毎の正極性出力の出力端子と負極
性出力の出力端子とが、垂直方向のアレイアンテナの上
半部に対応する移相量調整用伝送線路と垂直方向のアレ
イアンテナの下半部に対応する移相量調整用伝送線路と
の間における仮想境界面に対して対称となる移相量調整
用伝送線路に接続する。例えば、図１に示した回転形移
相器４1 の一方の出力端子（正極性主力側）を端子５1
に、他方の出力端子（負極性出力側）を端子５6 に、回
転形移相器４2の一方の出力端子（正極性主力側）を端
子５2 に、他方の出力端子（負極性出力側）を端子５5
に、回転形移相器４3 の一方の出力端子（正極性主力
側）を端子５3 に、他方の出力端子（負極性出力側）を
端子５4 に、それぞれ接続し、チルト角の基準値をほぼ
２°に設定しようとする場合には、回転形移相器４1 な
いし４3 の各回転角を、７５°、４５°および１５°に
それぞれ調整する。また、回転形移相器４1 の一方の出
力端子（正極性主力側）を端子５3 に、他方の出力端子
（負極性出力側）を端子５4 に、回転形移相器４2 の一
方の出力端子（正極性主力側）を端子５1 に、他方の出
力端子（負極性出力側）を端子５6に、回転形移相器４3
の一方の出力端子（正極性主力側）を端子５2 に、他
方の出力端子（負極性出力側）を端子５5 に、それぞれ
接続し、チルト角の基準値をほぼ２°に設定しようとす
る場合には、回転形移相器４1 ないし４3 の各回転角
を、１５°、７５°および４５°にそれぞれ調整する。
なお、チルト角の基準値を２°以外の値に設定しようと
する場合には、各回転形移相器の回転角を設定しようと
するチルト角の値に応じて適宜調整する。
【００１７】図１に示した本発明の実施例においては、
移相量調整用伝送線路６1 ないし６6 を除き、回転形移
相器４1 ないし４3 の出力の加えられる端子５1 ないし
５6を、給電線路８1 ないし８6 に直接接続し、回転形
移相器４1 ないし４3 の回転角の調整のみによってアレ
イアンテナのチルト角の所要基準値を設定し、移相量調
整用伝送線路６1 ないし６6 を挿入接続することによっ
て、アレイアンテナにおけるチルト角の周波数特性を補
償し、回転形移相器４1 ないし４3 の各回転角を調整す
ることによって、チルト角を自在に変化させ得るように
構成したが、図１５は、チルト角の所要基準値の設定手
法が、図１に示した実施例と異なる一例を説明するため
の図である。図１５においては、まず、回転形移相器４
1 ないし４3 の各回転角をすべて零に保持した状態で、
移相量調整用伝送線路６1 ないし６6 のうち、隣接する
移相量調整用伝送線路の長さの差、６2 −６1 、６3 −
６2 、６4 −６3 、６5 −６4 および６6 −６5 を、ア
ンテナブロック１０1 ないし１０6 のうち、隣接するア
ンテナブロックからの合成放射波相互の位相差に対応す
る長さに選定する。図１５に示したアンテナにおいて
も、各アンテナブロックが４個の素子アンテナより成る
場合を例示してあるから、前記隣接する移相量調整用伝
送線路の長さの差としては、式（４）におけるＰの４倍
に対応する長さを選定することとなる。チルト角の所要
基準値の設定後は、回転形移相器４1 ないし４3 の各回
転角を適当に調整することによって、チルト角を変える
ことができる。図１５における他の符号および構成は、
図１と同様である。
移相量調整用伝送線路６1 ないし６6 を除き、回転形移
相器４1 ないし４3 の出力の加えられる端子５1 ないし
５6を、給電線路８1 ないし８6 に直接接続し、回転形
移相器４1 ないし４3 の回転角の調整のみによってアレ
イアンテナのチルト角の所要基準値を設定し、移相量調
整用伝送線路６1 ないし６6 を挿入接続することによっ
て、アレイアンテナにおけるチルト角の周波数特性を補
償し、回転形移相器４1 ないし４3 の各回転角を調整す
ることによって、チルト角を自在に変化させ得るように
構成したが、図１５は、チルト角の所要基準値の設定手
法が、図１に示した実施例と異なる一例を説明するため
の図である。図１５においては、まず、回転形移相器４
1 ないし４3 の各回転角をすべて零に保持した状態で、
移相量調整用伝送線路６1 ないし６6 のうち、隣接する
移相量調整用伝送線路の長さの差、６2 −６1 、６3 −
６2 、６4 −６3 、６5 −６4 および６6 −６5 を、ア
ンテナブロック１０1 ないし１０6 のうち、隣接するア
ンテナブロックからの合成放射波相互の位相差に対応す
る長さに選定する。図１５に示したアンテナにおいて
も、各アンテナブロックが４個の素子アンテナより成る
場合を例示してあるから、前記隣接する移相量調整用伝
送線路の長さの差としては、式（４）におけるＰの４倍
に対応する長さを選定することとなる。チルト角の所要
基準値の設定後は、回転形移相器４1 ないし４3 の各回
転角を適当に調整することによって、チルト角を変える
ことができる。図１５における他の符号および構成は、
図１と同様である。
【００１８】図１６は、図１５に示した本発明チルト角
制御装置を、図１３の観測時と同様の条件、すなわち、
使用周波数およびアンテナの高さの条件が同じである基
地局アンテナに取り付けた場合におけるチルト角の周波
数特性を示す図で、横軸およ縦軸は図１３と同様で、太
い実線および細い実線の表わす特性もまた図１３と同様
である。図１６から明らかなように、図１５に示した本
発明チルト角制御装置をアレイアンテナに取り付けた場
合にも、チルト角設定値が設定範囲の中間にある場合に
は、使用周波数の変化に対するチルト角の変化が無視し
得る程度に小さく、チルト角の設定範囲の全域における
変化特性も図１３の場合に比し、遥かに改善されてい
る。
制御装置を、図１３の観測時と同様の条件、すなわち、
使用周波数およびアンテナの高さの条件が同じである基
地局アンテナに取り付けた場合におけるチルト角の周波
数特性を示す図で、横軸およ縦軸は図１３と同様で、太
い実線および細い実線の表わす特性もまた図１３と同様
である。図１６から明らかなように、図１５に示した本
発明チルト角制御装置をアレイアンテナに取り付けた場
合にも、チルト角設定値が設定範囲の中間にある場合に
は、使用周波数の変化に対するチルト角の変化が無視し
得る程度に小さく、チルト角の設定範囲の全域における
変化特性も図１３の場合に比し、遥かに改善されてい
る。
【００１９】回転形移相器４1 ないし４3 の各回転角を
すべて零に保持した状態で、移相量調整用伝送線路６1
ないし６6 のうち、上下に隣接する移相量調整用伝送線
路の長さの差、６2 −６1 、６3 −６2 、６4 −６3 、
６5 −６4 および６6 −６5を、アンテナブロック１０1
乃至１０6 のうち、隣接するアンテナブロックからの
合成放射波相互の位相差に対応する長さに定める代わり
に、最上段のアンテナブロック１０1 に対応する移相量
調整用伝送線路６1 の長さを最も短く形成し、最下段の
アンテナブロック１０6 に対応する移相量調整用伝送線
路６6 に到るにしたがって、順次適当に長くなるように
形成してもよい。
すべて零に保持した状態で、移相量調整用伝送線路６1
ないし６6 のうち、上下に隣接する移相量調整用伝送線
路の長さの差、６2 −６1 、６3 −６2 、６4 −６3 、
６5 −６4 および６6 −６5を、アンテナブロック１０1
乃至１０6 のうち、隣接するアンテナブロックからの
合成放射波相互の位相差に対応する長さに定める代わり
に、最上段のアンテナブロック１０1 に対応する移相量
調整用伝送線路６1 の長さを最も短く形成し、最下段の
アンテナブロック１０6 に対応する移相量調整用伝送線
路６6 に到るにしたがって、順次適当に長くなるように
形成してもよい。
【００２０】図１および図１５には、回転形移相器を３
個設けた場合を例示してあるがこの個数はアンテナブロ
ックの数に応じて適宜増減させるものであること前述の
とおりで、例えば、アンテナブロックが２個の場合には
回転形移相器を１個設け、その一方の出力端子を上段の
アンテナブロックに対応する移相量調整用伝送線路を介
して上段のアンテナブロックに対応する給電線路に接続
し、回転形移相器の他方の出力端子を下段のアンテナブ
ロックに対応する移相量調整用伝送線路を介して下段の
アンテナブロックに対応する給電線路に接続すると共
に、上段のアンテナブロックに対応する移相量調整用伝
送線路の長さを、下段のアンテナブロックに対応する移
相量調整用伝送線路の長さに較べて、適宜短く形成して
本発明を実施することができる。この実施例において
も、図１について説明した手法と同様の手法によって、
チルト角の所要基準値を設定することができる。また、
回転形移相器を１個設けた場合にも、図１５について説
明した手法と同様に、回転形移相器の回転角を零に保っ
た状態で、上段のアンテナブロックへの給電線路に接続
される移相量調整用伝送線路（６U とする）の長さと、
下段のアンテナブロックへの給電線路に接続される移相
量調整用伝送線路（６L とする）の長さとの差６L −６
U を、上段および下段のアンテナブロックからの合成放
射波相互の位相差に対応する長さに選定してもチルト角
の所要基準値の設定を行うことができる。なお、上段の
アンテナブロックに対応する移相量調整用伝送線路６U
の長さを、下段のアンテナブロックに対応する移相量調
整用伝送線路６L の長さに較べて適当に短く形成しても
よい。
個設けた場合を例示してあるがこの個数はアンテナブロ
ックの数に応じて適宜増減させるものであること前述の
とおりで、例えば、アンテナブロックが２個の場合には
回転形移相器を１個設け、その一方の出力端子を上段の
アンテナブロックに対応する移相量調整用伝送線路を介
して上段のアンテナブロックに対応する給電線路に接続
し、回転形移相器の他方の出力端子を下段のアンテナブ
ロックに対応する移相量調整用伝送線路を介して下段の
アンテナブロックに対応する給電線路に接続すると共
に、上段のアンテナブロックに対応する移相量調整用伝
送線路の長さを、下段のアンテナブロックに対応する移
相量調整用伝送線路の長さに較べて、適宜短く形成して
本発明を実施することができる。この実施例において
も、図１について説明した手法と同様の手法によって、
チルト角の所要基準値を設定することができる。また、
回転形移相器を１個設けた場合にも、図１５について説
明した手法と同様に、回転形移相器の回転角を零に保っ
た状態で、上段のアンテナブロックへの給電線路に接続
される移相量調整用伝送線路（６U とする）の長さと、
下段のアンテナブロックへの給電線路に接続される移相
量調整用伝送線路（６L とする）の長さとの差６L −６
U を、上段および下段のアンテナブロックからの合成放
射波相互の位相差に対応する長さに選定してもチルト角
の所要基準値の設定を行うことができる。なお、上段の
アンテナブロックに対応する移相量調整用伝送線路６U
の長さを、下段のアンテナブロックに対応する移相量調
整用伝送線路６L の長さに較べて適当に短く形成しても
よい。
【００２１】以上は、アレイアンテナを構成するアンテ
ナブロックへの給電線路に移相量調整用伝送線路を接続
する場合について説明したが、アレイアンテナが単独の
素子アンテナを上下に配設して構成される場合には、各
素子アンテナへの給電線路に移相量調整用伝送線路を接
続して本発明を実施することができる。
ナブロックへの給電線路に移相量調整用伝送線路を接続
する場合について説明したが、アレイアンテナが単独の
素子アンテナを上下に配設して構成される場合には、各
素子アンテナへの給電線路に移相量調整用伝送線路を接
続して本発明を実施することができる。
【００２２】
【発明の効果】本発明チルト角制御装置は、回転形移相
器と所要の長さの移相量調整用伝送線路とを組み合わ
せ、チルト角の変更を回転形移相器の回転角の調整によ
って行うもので、図１７に示した従来装置に較べてチル
ト角の変更を極めて容易迅速に行うことができ、また、
チルト角を連続的に、かつ、微細に調整することがで
き、更に、比較的広い周波数帯域に亙ってチルト角の設
定値と実現値とをほぼ一致させ得るもので、送信周波数
帯と受信周波数帯とが異なる通信方式における送受共用
アレイアンテナのチルト角の制御に供して効果甚だ大で
ある。
器と所要の長さの移相量調整用伝送線路とを組み合わ
せ、チルト角の変更を回転形移相器の回転角の調整によ
って行うもので、図１７に示した従来装置に較べてチル
ト角の変更を極めて容易迅速に行うことができ、また、
チルト角を連続的に、かつ、微細に調整することがで
き、更に、比較的広い周波数帯域に亙ってチルト角の設
定値と実現値とをほぼ一致させ得るもので、送信周波数
帯と受信周波数帯とが異なる通信方式における送受共用
アレイアンテナのチルト角の制御に供して効果甚だ大で
ある。
【図１】本発明の一実施例を説明する図である。
【図２】本発明装置の要部素子の構成を説明する図であ
る。
る。
【図３】本発明装置の要部素子の構成を説明する図であ
る。
る。
【図４】本発明装置の要部素子の構成を説明する図であ
る。
る。
【図５】本発明装置の要部素子の構成を説明する図であ
る。
る。
【図６】本発明装置の要部素子の構成を説明する図であ
る。
る。
【図７】本発明装置の要部素子の構成を説明する図であ
る。
る。
【図８】本発明装置の要部素子の作動を説明する図であ
る。
る。
【図９】本発明装置の要部素子の作動特性を説明する図
である。
である。
【図１０】本発明装置の要部素子の作動特性を説明する
図である。
図である。
【図１１】本発明装置の要部素子の作動特性を説明する
図である。
図である。
【図１２】本発明装置の要部素子の作動特性を説明する
図である。
図である。
【図１３】本発明装置の作動を説明する図である。
【図１４】本発明装置の作動を説明する図である。
【図１５】本発明の他の実施例を説明する図である。
【図１６】本発明装置の作動を説明する図である。
【図１７】従来装置を説明する図である。
１ 入力端子 ２ 電力分配器 ３1 〜３6 端子 ４1 〜４3 回転形移相器 ５1 〜５6 端子 ６1 〜６6 移相量調整用伝送線路 ７1 〜７6 端子 ８1 〜８6 給電線路 ９1 〜９24 素子アンテナ １０1 〜１０6 アンテナブロック １１ 結合器 １１1 、１１2 シ−ルドケ−ス １１31〜１１33 同軸接栓 １２ ９０°３ｄＢハイブリッド回路 １２1 入力端子 １２2 アイソレ−ション端子 １２3 、１２4 出力端子 １３1 、１３2 同軸線路 １１41〜１１43 同軸接栓の内部導体 １１51、１１52 絶縁円板 １１61、１１62 金属板
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−172411（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−9301（ＪＰ，Ａ) 特公 昭59−27522（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01P 1/10 - 1/195 H01Q 3/00 - 3/46 H01Q 21/00 - 21/30 H01Q 23/00 H01Q 25/00 - 25/04
Claims (7)
- 【請求項１】 複数個の分配出力端子を有し、励振電力
の入力端子に接続される電力分配器と、第１および第２の出力端子を有し、入力端子が 前記電力
分配器の各分配出力端子に接続される複数個の回転形移
相器と、 前記複数個の回転形移相器の各出力端子に接続される複
数個の移相量調整用伝送線路と、前記複数個の移相量調整用伝送線路と、アレイアンテナ
を構成する各アンテナブロックとの間に接続される複数
個の給電線路とを 備えるアレイアンテナのチルト角制御
装置であって、 前記各回転形移相器は、円形状の励振素子を有し、前記
入力端子に加えられる入力電力により励振されて直線偏
波電磁界を発生させる第１の励振器と、前記第１の励振器の前記円形状の励振素子と近接して設
けられる円形状の励振素子を有し、 前記第１の励振器に
より発生された直線偏波電磁界に結合するとともに、当
該結合された直線偏波電磁界の直交２成分により生じる
第１および第２の出力電力を出力する第２の励振器と、内部に、前記第１および第２の励振器が、前記第１およ
び第２の励振器の各円形状の励振素子の中心を結ぶ軸の
周りに相対的に回転可能に設けられるシールドケース
と、 前記第２の励振器から出力される第１の出力電圧が入力
される第１の端子と、前記第２の励振器から出力される
第２の出力電圧が入力される第２の端子と、前記第１の
出力端子に接続される第３の端子と、前記第２の出力端
子に接続される第４の端子とを有し、第３の端子および
第４の端子から、前記第１および第２の励振器の相対的
回転に応じて、移相量が互いに逆方向に変化する出力電
力を出力するハイブリッド回路とを有する ことを特徴と
するアレイアンテナのチルト角制御装置。 - 【請求項２】 前記各回転形移相器の第１および第２の
出力端子のうち、正極性出力の出力端子を、大地に対し
て垂直方向のアレイアンテナの上半部のアンテナブロッ
クに接続される給電線路と接続される移相量調整用伝送
線路に接続し、前記各 回転形移相器の第１および第２の出力端子のう
ち、負極性出力の出力端子を、前記アレイアンテナの下
半部のアンテナブロックに接続される給電線路と接続さ
れる移相量調整用伝送線路に接続し、前記各 回転形移相器毎の正極性出力の出力端子が接続さ
れる移相量調整用伝送線路と、負極性出力の出力端子が
接続される移相量調整用伝送線路とは、前記アレイアン
テナの上半部のアンテナブロックに対応する移相量調整
用伝送線路と、前記アレイアンテナの下半部のアンテナ
ブロックに対応する移相量調整用伝送線路との間におけ
る仮想境界面に対して対称に配置され、 前記複数の 移相量調整用伝送線路のうち、最上段および
最下段のアンテナブロックに対応する移相量調整用伝送
線路を除く中間段のアンテナブロックに対応する移相量
調整用伝送線路の長さを互いに等しく形成し、 最上段のアンテナブロックに対応する移相量調整用伝送
線路の長さを、中間段のアンテナブロックに対応する移
相量調整用伝送線路の長さに較べて、使用周波数帯のほ
ぼ中間の周波数において、位相角でほぼ３６０°分短く
形成し、 最下段のアンテナブロックに対応する移相量調整用伝送
線路の長さを、中間段のアンテナブロックに対応する移
相量調整用伝送線路の長さに較べて、使用周波数帯のほ
ぼ中間の周波数において、位相角でほぼ３６０°分長く
形成し、前記各 給電線路の長さを互いに等しくしたことを特徴と
する請求項１に記載のアレイアンテナのチルト角制御装
置。 - 【請求項３】 前記各回転形移相器の第１および第２の
出力端子のうち、正極性出力の出力端子を、大地に対し
て垂直方向のアレイアンテナの上半部のアンテナブロッ
クに接続される給電線路と接続される移相量調整用伝送
線路に接続し、前記各 回転形移相器の第１および第２の出力端子のう
ち、負極性出力の出力端子を、前記アレイアンテナの下
半部のアンテナブロックに接続される給電線路と接続さ
れる移相量調整用伝送線路に接続し、前記各 回転形移相器毎の正極性出力の出力端子が接続さ
れる移相量調整用伝送線路と、負極性出力の出力端子が
接続される移相量調整用伝送線路とは、前記ア レイアン
テナの上半部のアンテナブロックに対応する移相量調整
用伝送線路と、前記アレイアンテナの下半部のアンテナ
ブロックに対応する移相量調整用伝送線路との間におけ
る仮想境界面に対して対称に配置され、 隣接する移相量調整用伝送線路のうち、上段のアンテナ
ブロックに対応する移相量調整用伝送線路の長さを、下
段のアンテナブロックに対応する移相量調整用伝送線路
の長さに較べて、上段のアンテナブロックの放射波と下
段のアンテナブロックの放射波との位相差にほぼ対応す
る長さだけ短く形成し、前記各 給電線路の長さを互いに等しくしたことを特徴と
する請求項１に記載のアレイアンテナのチルト角制御装
置。 - 【請求項４】 前記各回転形移相器の第１および第２の
出力端子のうち、正極性出力の出力端子を、大地に対し
て垂直方向のアレイアンテナの上半部のアンテナブロッ
クに接続される給電線路と接続される移相量調整用伝送
線路に接続し、前記各 回転形移相器の第１および第２の出力端子のう
ち、負極性出力の出力端子を、前記アレイアンテナの下
半部のアンテナブロックに接続される給電線路と接続さ
れる移相量調整用伝送線路に接続し、前記各 回転形移相器毎の正極性出力の出力端子が接続さ
れる移相量調整用伝送線路と、負極性出力の出力端子が
接続される移相量調整用伝送線路とは、前記アレイアン
テナの上半部のアンテナブロックに対応する移相量調整
用伝送線路と、前記アレイアンテナの下半部のアンテナ
ブロックに対応する移相量調整用伝送線路との間におけ
る仮想境界面に対して対称に配置され、前記各 移相量調整用伝送線路の長さを、最上段のアンテ
ナブロックに対応する移相量調整用伝送線路から最下段
のアンテナブロックに対応する移相量調整用伝送線路に
到るにしたがって順次長くなるように形成し、前記各 給電線路の長さを互いに等しくしたことを特徴と
する請求項１に記載のアレイアンテナのチルト角制御装
置。 - 【請求項５】 第１および第２の出力端子を有し、入力
端子に励振電力が入力される回転形移相器と、 前記回転形移相器の各出力端子に接続される２個の移相
量調整用伝送線路と、前記２個の移相量調整用伝送線路
と、アレイアンテナを構成する各アンテナブロックとの
間に接続される２個の給電線路とを備えるアレイアンテ
ナのチルト角制御装置であって、 前記回転形移相器は、円形状の励振素子を有し、前記入
力端子に加えられる入力電力により励振されて直線偏波
電磁界を発生させる第１の励振器と、前記第１の励振器の前記円形状の励振素子と近接して設
けられる円弧状の励振素子を有し、 前記第１の励振器に
より発生された直線偏波電磁界に結合するとともに、当
該結合された直線偏波電磁界の直交２成分により生じる
第１および第２の出力電力を出力する第２の励振器と、内部に、前記第１および第２の励振器が、前記第１およ
び第２の励振器の各円形状の励振素子の中心を結ぶ軸の
周りに相対的に回転可能に設けられるシールドケース
と、 前記第２の励振器から出力される第１の出力電圧が入力
される第１の端子と、前記第２の励振器から出力される
第２の出力電圧が入力される第２の端子と、前記第１の
出力端子に接続される第３の端子と、前記第２の出力端
子に接続される第４の端子とを有し、第３の端子および
第４の端子から、前記第１および第２の励振器の相対的
回転に応じて、移相量が互いに逆方向に変化する出力電
力を出力するハイブリッド回路とを有する ことを特徴と
するアレイアンテナのチルト角制御装置。 - 【請求項６】 前記回転形移相器の第１および第２の出
力端子のうち、正極性出力の出力端子を、大地に対して
垂直方向のアレイアンテナの上段のアンテナブロックに
接続される給電線路と接続される移相量調整用伝送線路
に接続し、前記 回転形移相器の第１および第２の出力端子のうち、
負極性出力の出力端子を、前記アレイアンテナの下段の
アンテナブロックに接続される給電線路と接続される移
相量調整用伝送線路に接続し、前記 上段のアンテナブロックに対応する移相量調整用伝
送線路の長さを、前記下段のアンテナブロックに対応す
る移相量調整用伝送線路の長さに較べて短く形成し、前記各 給電線路の長さを互いに等しくしたことを特徴と
する請求項５に記載のアレイアンテナのチルト角制御装
置。 - 【請求項７】 前記回転形移相器の第１および第２の出
力端子のうち、正極性出力の出力端子を、大地に対して
垂直方向のアレイアンテナの上段のアンテナブロックに
接続される給電線路と接続される移相量調整用伝送線路
に接続し、前記 回転形移相器の第１および第２の出力端子のうち、
負極性出力の出力端子を、前記アレイアンテナの下段の
アンテナブロックに接続される給電線路と接続される移
相量調整用伝送線路に接続し、前記 上段のアンテナブロックに対応する移相量調整用伝
送線路の長さを、下段のアンテナブロックに対応する移
相量調整用伝送線路の長さに較べて、前記上段のアンテ
ナブロックの放射波と前記下段のアンテナブロックの放
射波との位相差にほぼ対応する長さだけ短く形成し、前記各 給電線路の長さを互いに等しくしたことを特徴と
する請求項５に記載のアレイアンテナのチルト角制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32976795A JP3231985B2 (ja) | 1995-11-25 | 1995-11-25 | アレイアンテナのチルト角制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32976795A JP3231985B2 (ja) | 1995-11-25 | 1995-11-25 | アレイアンテナのチルト角制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09148835A JPH09148835A (ja) | 1997-06-06 |
| JP3231985B2 true JP3231985B2 (ja) | 2001-11-26 |
Family
ID=18225050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32976795A Expired - Fee Related JP3231985B2 (ja) | 1995-11-25 | 1995-11-25 | アレイアンテナのチルト角制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3231985B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9293823B2 (en) | 2013-06-05 | 2016-03-22 | Hitachi Metals, Ltd. | Antenna device |
| US9583819B2 (en) | 2013-04-24 | 2017-02-28 | Hitachi Metals, Ltd. | Antenna device including a phase shifter and a feeding portion configured as a triplate line with a center conductor |
Families Citing this family (5)
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| JP2005033517A (ja) * | 2003-07-14 | 2005-02-03 | Denki Kogyo Co Ltd | アンテナ装置 |
| US8890764B2 (en) | 2009-12-21 | 2014-11-18 | Nec Corporation | Array antenna apparatus having shortest wiring distance to antenna elements |
| CN109768391B (zh) * | 2018-12-29 | 2020-12-15 | 京信通信技术(广州)有限公司 | 天线、天线电下倾角的显示系统及其传动机构 |
-
1995
- 1995-11-25 JP JP32976795A patent/JP3231985B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9583819B2 (en) | 2013-04-24 | 2017-02-28 | Hitachi Metals, Ltd. | Antenna device including a phase shifter and a feeding portion configured as a triplate line with a center conductor |
| US9293823B2 (en) | 2013-06-05 | 2016-03-22 | Hitachi Metals, Ltd. | Antenna device |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09148835A (ja) | 1997-06-06 |
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