JP4121483B2 - 移動通信基地局のアンテナビーム制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、基地局アンテナに関し、特に、電波環境の変化に応じてアンテナビームの水平方位角及び水平ビーム幅を遠隔操作にて制御できるようにした移動通信基地局のアンテナビーム制御装置に関する。

移動通信システムにおいて、セル設計に当たって基地局に装着されるアンテナの位置は該当セルの送受信範囲（Ｃｏｖｅｒａｇｅ）を決定する重要な変数となる。したがって、アンテナは、電波の到達距離を最大限に増やすべく都心ビルの屋上や都心近郊の基地局用鉄塔に取り付けられる。

アンテナの設置にあたり、屋外では各基地局にアンテナ支持ポールを建ててその上端部にアンテナを取り付け、屋内では壁面などにアンテナを固定させるが、いずれの場合もクランピング装置を使ってアンテナを設置する。

アンテナクランピング装置とは、アンテナを壁面や構造物などに固定させる装置のことであり、しかし、この設置には大きな危険が伴う。つまり、クランピング装置は、殆どの場合、設置者が高いアンテナ構造物に上って両手を使って長時間作業をしなければならないため非常に危険であり、且つ、一旦、設置されたアンテナを上下または左右の方向に再設置するためには初期設置時と同様な作業を再び行わねばならない。

図１は、従来の移動通信基地局用アンテナ装置を示す斜視図であり、図１に示すように、従来の移動通信基地局用アンテナ装置は、電波を受信及び送信するための反射板（図示せず）が組み込まれたアンテナ１０と、アンテナ１０を支持するための棒状の支持ポール２０と、支持ポール２０の上側とアンテナ１０とを連結する連結部材３０と、支持ポール２０の下側とアンテナ１０とを連結する連結部材４０とから構成される。

上側連結部材３０は、一端に、アンテナ１０の上端が螺合される固定ねじ部３１が形成されており、他端には、支持ポール２０に固定される上部クランプ３２が形成されている。上部クランプ３２は、ナット３２ａを締め付けたり緩めたりしつつ両締結部３２ｂの間隔を変化させる。また、上側連結部材３０は、２個の連結アーム３３、３４が相互連結された構造であり、これら連結アーム３３、３４は折り曲げ可能にヒンジ結合された継ぎ目部３５で相互連結されており、固定ねじ部３１と連結アーム３３との間、そして上部クランプ３２と連結アーム３４との間には各々、相互回転可能な構造のヒンジ部３３ａ、３４ａが配置されている。

下側連結部材４０は、一側に、アンテナ１０の下端が螺合される固定ねじ部４１が形成され、他端には、支持ポール２０に固定される下部クランプ４２が形成されている。上部クランプ３２と同様に、下部クランプ４２もナット４２ａを締め付けたり緩めたりしつつ両締結部４２ｂの間隔を変化させる。この下部クランプ４２と支持ポール２０は相互回転可能にヒンジ結合された構造となっている。

一方、連結アーム３３の一側面にはアンテナ１０の傾き状態が確認できるように角度表示板３６が備えられるが、角度表示板３６の中央には長手方向に調整穴３６ａが形成されており、この調整穴３６ａの両側には角度を表す目盛り３６ｂが付いている。角度表示板３６は、調整穴３６ａの一側を貫通する固定ねじ３５ａを介して継ぎ目部３５に固定され、調整穴３６ａの他側を貫通する調整ねじ３３ｂを介して連結アーム３３の側面に固定される。

次に、上記のような構造を有する従来の移動通信基地局用アンテナ装置の設置過程について説明する。まず、上部クランプ３２と下部クランプ４２のナット３２ａ、４２ａをそれぞれ緩めて締結部３２ｂ同士、締結部４２ｂ同士の間隔をそれぞれ広めた状態で上部及び下部クランプ３２、４２を支持ポール２０に嵌め、各セクターに該当する電波の方向と一致するようにアンテナ１０を回転させて指向角を調整した後、ナット３２ａ、４２ａをそれぞれ締め付けてアンテナ１０を支持ポール２０に固定させる。

この状態で、調整ねじ３３ｂ、３５ａを緩めて上側連結部材３０が縮まるか伸びる方向にアンテナ１０を移動させつつアンテナ１０の傾きを調整し、このようなアンテナ１０の傾き調整が完了すると再び調整ねじ３３ｂ、３５ａを締め付けてアンテナ１０を固定する。このとき、アンテナ１０の傾きは、角度表示板３６の目盛り３６ｂと調整ねじ３３ｂが一致する位置の値を読み取って確認する。

しかしながら、近年では基地局周辺のビルの地形変化または通話量密集地域での通話品質の劣化に鑑みてアンテナビームの方向を調整する必要性が増加してきた。
また、移動通信システムは、他の基地局と隣接していることから基地局設置及び運用に際して隣接基地局との電波干渉量の度合を考慮して基地局位置を選定しており、その結果、全ての基地局の設定事項を一緒に考慮しなければならない。

しかも、アンテナビームの水平方位角、すなわち、水平ステアリング（Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）において、各放射素子に転送される信号の位相を制御して調整する電気的水平ステアリングを行うと、ビームの方向が変わりつつスキャンロス（Ｓｃａｎ Ｌｏｓｓ）が生じ、且つサイドローブ（Ｓｉｄｅ ｌｏｂｅ）が増加してしまう（例えば、特許文献１参照）。

したがって、水平ステアリングでは機械的にアンテナ自体を左右に回転させて調整することが好ましい。
電気的調整を行う場合には、少なくとも２列以上の放射素子アレイで構成されたアンテナを使用しなければならいが、これは、水平ビーム幅の縮小、製品サイズの増加及び高コスト化などにつながるという問題点があった。

一方、上述した従来の移動通信基地局用アンテナ装置は、設置者が直接アンテナ構造物に接近して調整しなければならないため、作業上の困難さと安全上事故の危険があり、アンテナビームの方向を随時には変えられないという問題点があった。
また、従来の移動通信基地局用アンテナ装置では、アンテナの外部にクランピング装置を取り付け、それが支持ポールと結合されるように構成されているため、全体的にアンテナ装置の占める空間が大きく、外観上綺麗でないという問題点があった。

一方、垂直ダウンティルティング（ｖｅｒｔｉｃａｌ ｄｏｗｎ ｔｉｌｔｉｎｇ）に対し、フェーズシフタを利用した電気的ダウンティルティングの場合には水平ビームの形状が保てるが、機械的ダウンティルティングの場合には水平ビームの中心部は効果的に制御されるものの、側方は正確に制御されないため、それゆえ電気的ダウンティルティングのほうがより効果的であると言われている。

特開２００１−２２３５１６号公報

そこで、本発明は上記従来の移動通信基地局用アンテナ装置における問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、少なくとも１枚のアンテナ反射板の中心を中心軸としてアンテナ反射板を回転させることによってアンテナビームの水平方位角を調整することができる移動通信基地局のアンテナビーム制御装置を提供することにある。

又、本発明の他の目的は、アンテナ反射板の後側に所定の支持ポールを位置させ、その支持ポールを中心軸として少なくとも１枚以上のアンテナ反射板を回転させることによってアンテナビームの水平方位角を調整することができる移動通信基地局のアンテナビーム制御装置を提供することにある。
さらに本発明の他の目的は、２枚のアンテナ反射板を左右一直線に配置し、その一直線に配置された２枚のアンテナ反射板の中心を中心軸として回転させるとともに、２枚のアンテナ反射板それぞれの中心を中心軸として回転させることによってアンテナビームの水平方位角及び水平ビーム幅を調整し、且つ、ビームフォーミングができる移動通信基地局のアンテナビーム制御装置を提供することにある。
さらに本発明の他の目的は、レードーム中に本発明の全ての構成を組み込ませることによって製品の大きさを縮小ことができ、外観が美麗で環境親和的な移動通信基地局のアンテナビーム制御装置を提供することにある。

さらに本発明の他の目的は、アンテナの水平方位角を機械的作動により調整することができ、且つ、遠隔で制御できるようにした移動通信基地局のアンテナビーム制御装置を提供することにある。
さらに本発明の他の目的は、アンテナの水平方位角を遠隔制御で機械的な操作により調整可能にすることによって１列の放射素子アレイで構成されたアンテナだけでも水平ステアリングができ、製品の大きさ及び価格を低減できるようにした移動通信基地局のアンテナビーム制御装置を提供することにある。
さらに本発明の他の目的は、アンテナの水平ステアリングを遠隔制御で機械的な操作により調整することにより、一緒に結合されるアンテナに電気的にティルティング可能なアンテナを使用することによって電気的垂直ダウンティルティングと機械的水平ステアリングができるハイブリッドタイプの移動通信基地局のアンテナビーム制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するためになされた本発明による移動通信基地局のアンテナビーム制御装置は、移動通信基地局アンテナの水平方位角または水平ビーム幅を調整するためのビーム制御装置において、放射素子アレイで構成されたアンテナ及び、電波を受信及び送信するためのアンテナとして機能する構成要素が装着された少なくとも１枚以上のアンテナ反射板と、前記アンテナ反射板を回転させるための回転手段と、前記回転手段を駆動させるための少なくとも１つ以上の駆動手段と、外部からの制御信号に応じて前記駆動手段を制御するための駆動制御手段との構成要素を有して構成されており、上側キャップと下側キャップとの間に連結される円筒形の電波透過性物質からなるレードーム内に前記構成要素が全て配置され、前記回転手段は、第１回転支持手段と、第２回転支持手段及びこれら２つの回転支持手段に結合され、前記駆動手段から回転力を受けるようになされたギアとを有してなり、前記第１回転支持手段は前記レードームの下面に装着されて前記アンテナ反射板の下面を固定させるとともに、回転可能なように構成され、前記第２回転支持手段は、前記レードームの上面或いはその近傍に装着されて前記アンテナ反射板の上面を固定させるとともに、回転可能なように構成され、
前記回転手段は、アンテナ反射板の中心を中心軸として回転させることによってアンテナビームの水平方位角を調整し、
前記下側キャップの上面に装着されたブラケットと、前記ブラケットの下側収容空間に 受容されて固定されるモータボックスと、
前記ブラケットの上側収容空間に挿入される第１軸受と、該第１軸受の内周面に挿入さ れて回転力を受けて回転する第１シャフトと、
前記上側キャップに装着される第２軸受と、該第２軸受の内周面に挿入されて回転力を 受けて回転する第２シャフトと、
前記第１シャフトに装着されて前記モータボックスから回転力を受ける第２ギアと、
前記全ての構成要素が装着された前記アンテナ反射板は、前記第１シャフトと前記第２ シャフトとの間に連結され、
前記モータボックスは、お互い係合されたモータと減速ギアとが含まれており、内部か ら外部に貫いて突出された回転軸に第１ギアが連結され、前記減速ギアは必要に応じて着 脱可能であり、
前記第１シャフトの上端及び前記第２シャフトの下端のそれぞれに溝（ＧＲＯＯＶＥ） が形成された突出部が備えられており、前記突出部の溝に前記アンテナ反射板の上端及び 下端を挿入した後、ねじで結合してアンテナを固定、
することを特徴とする。

前記回転手段は、アンテナ反射板の後側に所定の支持ポールを配置させ、その支持ポールを中心軸として回転することによってアンテナビームの水平方位角を調整することが好ましい。
前記回転手段は、第１アンテナ反射板及び第２アンテナ反射板を左右一直線上に配置し、一直線に配置された２枚のアンテナ反射板の間の中心を中心軸として回転させる少なくとも１つ以上の第１回転手段と、前記第１及び第２アンテナ反射板のそれぞれの中心を中心軸としてアンテナ反射板を回転させる第２回転手段とを有してなり、アンテナビームの水平方位角及びアンテナビーム水平幅を調整することが好ましい。

上述のように構成される本発明に係る移動通信基地局のアンテナビーム制御装置によれば、少なくとも１枚以上のアンテナ反射板を機械的に左右に調整できるため、アンテナビームの水平方位角を調整することができる効果がある。

また、全ての構成要素をレードーム中に組み込ませることによって製品の大きさを減少させることができ、且つ、環境親和的な製品にすることができる効果がある。
また、２枚のアンテナ反射板を左右一直線に配置し、その一直線に配置された２枚のアンテナ反射板の中心を中心軸として回転させるとともに、２枚のアンテナ反射板それぞれの中心を中心軸として回転させることによってアンテナビームの水平方位角及び水平ビーム幅が調整でき、且つ、ビームフォーミングができる効果がある。

また、少なくとも１枚のアンテナ反射板を機械的に左右に調整することができるため、電気的ティルティング可能なアンテナの場合には１列の放射素子アレイで構成されたアンテナだけでも垂直ティルティング及び水平方位角調整が可能であり、この結果、製品の大きさの減少及びコスト低を達成できる効果がある。
また、本発明に係る移動通信基地局のアンテナビーム制御装置は、アンテナの水平方位角を遠隔操作で制御できる効果がある。

次に、本発明に係る移動通信基地局のアンテナビーム制御装置を実施するための最良の形態の具体例を図面を参照しながら説明する。

図２及び図３は、本発明の第１の実施例による移動通信基地局のアンテナビーム制御装置の断面図であり、図４は、図２の平面図である。
図２乃至図４を参照すると、本発明の第１の実施例による移動通信基地局のアンテナビーム制御装置は、円筒形状の下側キャップ１０１及び上側キャップ１０２と、制御信号により駆動されて回転力を提供する駆動手段であるモータボックス１６１と、上側及び下側に所定の収容空間が形成され、下側キャップ１０１の上面に装着されて下側収容空間にはモータボックス１６１が受容・結合固定されるブラケット１１１と、ブラケット１１１の上側収容空間に挿入される第１軸受１２１と、第１軸受１２１の内周面に挿入されて回転力を受けて回転する第１シャフト１３１と、上側キャップ１０２に装着される第２軸受１２２と、第２軸受１２２の内周面に挿入されて回転力を受けて回転する第２シャフト１３２と、第１シャフト１３１に装着されてモータボックス１６１から回転力を受ける第２ギア１４２と、第１シャフト１３１と第２シャフト１３２との間に固定連結され、電波を受信及び送信するためのアンテナとして機能する全ての構成要素が装着されたアンテナ反射板１５１と、外部からの制御信号に応じてモータボックス１６１の駆動を制御する駆動制御部１７１と、上側キャップ１０２と下側キャップ１０１との間に連結されるレードーム１８１とから構成される。

モータボックス１６１は、お互い係合されたモータと減速ギアとが含まれており、内部から外部に貫いて突出された回転軸に第１ギア１４１が連結される。このとき、減速ギアは必要に応じて着脱可能になっている。
アンテナ反射板１５１を固定させる装置として、第１シャフト１３１の上端及び第２シャフト１３２の下端のそれぞれに溝（ｇｒｏｏｖｅ）の形成された突出部が備えられており、この突出部の溝にアンテナ反射板１５１の上端及び下端を挿入した後、ねじで結合してアンテナを装置内に固定させる。

また、第１シャフト１３１の上端及び第２シャフト１３２の下端に突出部を備えて、アンテナ反射板１５１を突出部の一側面に取り付け、突出部の反対側に固定部材を取り付けてアンテナ反射板１５１が突出部と固定部材との間に位置するように配置した後、ねじで結合してアンテナ反射板１５１を固定させてもいい。
ブラケット１１１はモータボックス１６１を収容した後、下側キャップ１０１の上面にねじで結合して固定される。

上側キャップ１０２の中央に形成された収容空間は、ブラケット１１１に代替することも可能である。
したがってモータボックス１６１は下側キャップ１０１の上面または上側キャップ１０２の底面に取り付けることも可能である。
アンテナ反射板１５１は、その上辺及び下辺の中心が第１シャフト１３１と第２シャフト１３２に固定されるようにする。こうすると、アンテナ反射板１５１が回転するさい、アンテナ反射板１５１の中心を中心軸として回転するようになる。

以下、本発明の第１の実施例による移動通信基地局のアンテナビーム制御装置の動作を詳細に説明する。
まず、駆動制御部１７１は、隣接地域に高層ビルが増設されたり、新しい基地局が増設されたり、或いは、一時的な通話量増加などの電波環境が変わる場合、最適のセルプランニングのために外部の制御信号に応じてモータボックス１６１に制御信号、すなわち、駆動電圧を出力することによってアンテナ反射板１５１の左右回転を制御する。

駆動制御部１７１から制御信号が入力されるとモータボックス１６１内のモータが駆動され、これにより、減速ギアが回転しつつ減速ギアに係合された回転軸が回転するようになる。
回転軸の回転に伴ってその回転軸に係合された第１ギア１４１が回転し、これによって第１ギア１４１に係合された第２ギア１４２が回転する。

第２ギア１４２の回転に伴って第１シャフト１３１が回転するようになるが、回転体の第１軸受１２１により第１シャフト１３１は容易に回転できる。
第１シャフト１３１が回転すると、これに連結されたアンテナ反射板１５１及び第２シャフト１３２が連動して回転するようになり、これによってアンテナ反射板１５１の左右回転が可能になる。
このとき、アンテナ反射板１５１の中心部分が第１及び第２シャフト１３１、１３２に固定されているため、アンテナ反射板１５１の中心を中心軸としてアンテナ反射板１５１が回転するようになる。

このとき、図５に示すように、本発明の第１の実施例の構成要素をレードーム中に３個ずつ装着すれば３セクター用アンテナに使用でき、６個ずつ装着すれば６セクター用のアンテナにも使用できる。上述のように構成することにより各セクターに放射されるビームの水平方位角を全て調整することができる。

図６は、本発明の第２の実施例である移動通信基地局のアンテナビーム制御装置の断面図であり、図７は、図６の平面図である。
図６及び図７を参照すると、本発明の第２の実施例による移動通信基地局のアンテナビーム制御装置は、電波を受信及び送信するためのアンテナとして機能する構成要素が全て装着されたアンテナ反射板２５１と、円筒形状の下側キャップ２０１及び上側キャップ２０２、下側キャップ２０１と上側キャップ２０２との間に連結固定される支持ポール２１１と、支持ポール２１１の下部に挿入される回転体である第１軸受２２１と、第１軸受２２１を固定させるための第１固定部材２３１と、第１軸受２２１の外周面に挿入装着されて回転力を受けて回転する第２ギア２４２と、支持ポール２１１の上端に挿入される第３軸受２２３と、第１軸受２２１と第３軸受２２３との間の所定箇所に装着される第２軸受２２２と、第２及び第３軸受２２２、２２３を各々固定させるための第２及び第３固定部材２３２、２３３と、第２及び第３軸受２２２、２２３の外周面に挿入装着されてアンテナ反射板２５１を支持する第１及び第２クランプ２９１、２９２と、下側キャップ２０１の上面に装着されて第２ギア２４２に回転力を提供する駆動手段であるモータボックス２６１と、外部からの制御信号に応じてモータボックス２６１の駆動を制御する駆動制御部２７１と、上側キャップ２０２と下側キャップ２０１との間に連結されるレードーム２８１とから構成される。

第１固定部材２３１は、円筒形の凹部と凸部が対をなして構成される。
モータボックス２６１は、お互い係合されたモータと減速ギアが含まれており、内部から外部に貫いて突出された回転軸に第１ギア２４１が連結される。このとき、減速ギアは必要に応じて着脱可能になっている。
第２ギア２４２は、第１ギア２４１のギアとの比率を考慮に入れて多様なギアを選定できるが、本実施例では、第２ギア２４２を、図８に示すように、扇状に構成し、中央及び左右側の外周面にはアンテナ反射板２５１を支持する溝が形成されている。そして内周面にはギアの歯を形成して第１ギア２４１の外周面と第２ギア２４２の内周面とが噛み合いつつ回転できるようにする。

アンテナ反射板２５１は第１及び第２クランプ２９１、２９２により支持されるとともに、第２ギア２４２の上面に固定される。
また、第１及び第２クランプ２９１、２９２は、図９に示すように、アンテナ反射板２５１の方向に水平に延びた３個の突出部を有し、これらはアンテナ反射板２５１の後面の所定の箇所と３地点にて連結される。

次に、本発明の第２の実施例による移動通信基地局のアンテナビーム制御装置の動作を詳細に説明する。
まず、駆動制御部２７１は、外部の制御信号に応じてモータボックス２６１に制御信号、すなわち、駆動電圧を出力することによってアンテナ反射板２５１の左右回転を制御する。
駆動制御部２７１から制御信号が入力されるとモータボックス内２６１のモータが駆動され、これによって減速ギアが回転しつつ減速ギアに連結された回転軸が回転するようになる。

回転軸の回転に伴ってその回転軸に連結された第１ギア２４１が回転し、これによって第１ギア２４１に係合された第２ギア２４２が回転する。
第２ギア２４２が回転すると、第２ギア２４２の上面に連結されたアンテナ反射板２５１も一緒に回転するようになり、これによってアンテナ反射板２５１の左右回転が可能となる。
このとき、アンテナ反射板２５１は、第１及び第２クランプ２９１、２９２により支持ポール２１１に支持されており、第１及び第２クランプ２９１、２９２は回転体である第２及び第３軸受２２２、２２３に連結されているため、第２ギア２４２の回転に連動し、容易に回転が可能となる。

このように、アンテナ反射板２５１の後面にアンテナを支持する支持ポール２１１を設置し、その支持ポール２１１に回転体である第２及び第３軸受及びアンテナ反射板２５１を支持するためのクランプ２９１、２９２を装着した後、アンテナ反射板２５１を回転させると、支持ポール２１１を中心軸としてアンテナ反射板２５１を回転させることができる。

ここで、図１０に示すように、本発明の第２の実施例の構成要素を３個ずつ装着すれば３セクター用アンテナに使用でき、６個ずつ装着すれば６セクター用のアンテナにも使用可能である。上述のように構成することにより、各セクターに放射されるビームの水平方位角を全て調整することができる。

図１１は、本発明の第３の実施例による移動通信基地局のアンテナビーム制御装置の断面図であり、図１２はその平面図である。
図１１及び図１２を参照すると、本発明の第３の実施例による移動通信基地局のアンテナビーム制御装置は、円筒形状の下側キャップ３０１及び上側キャップ３０２と、下側キャップ３０１及び上側キャップ３０２に装着されて回転を容易にさせる第１軸受及び第２軸受３２１、３２２と、第１及び第２軸受３２１、３２２の各々に結合される第１回転板及び第２回転板３１１、３１２と、第１回転板３１１に装着されて回転力を受けて回転する第２ギア３４２と、第１回転板３１１の上部に装着される第３軸受３２３及び第５軸受３２５と、第２回転板３１２の下部に装着される第４軸受３２４及び第６軸受３２６と、第３軸受３２３及び第５軸受３２５の各々の内周面に挿入される第１シャフト３３１及び第３シャフト３３３と、第４軸受３２４及び第６軸受３２６の内周面に挿入される第２シャフト３３２及び第４シャフト３３４と、第１シャフト３３１と第２シャフト３３２との間に結合され、電波を受信及び送信するためのアンテナとして機能する構成要素が全て装着された第１アンテナ反射板３５１と、第３シャフト３３３と第４シャフト３３４との間に結合され、電波を受信及び送信するためのアンテナとして機能する構成要素が全て装着された第２アンテナ反射板３５２と、第１シャフト３３１及び第３シャフト３３３の各々に結合される第３及び第４ギア３４３、３４４と、第２、第３及び第４ギア３４２、３３３、３４４の各々に回転力を提供する駆動手段である第１、第２及び第３モータボックス３６１、３６２、３６３と、外部からの制御信号に応じて第１、第２及び第３モータボックス３６１、３６２、３６３の駆動を制御する駆動制御部３７１と、上側キャップ３０２と下側キャップ３０１との間に連結されるレードーム３８１とから構成される。

上記のように構成される本発明の第３の実施例による移動通信基地局のアンテナビーム制御装置の動作の詳細を下記に説明する。
駆動制御部３７１からの制御信号に応じて第１モータボックス３６１内のモータが駆動され、これによって減速ギアが回転しつつ減速ギアに連結された回転軸が回転するようになる。
回転軸の回転に伴ってその回転軸に連結された第１ギア３４１が回転され、これによって第１ギア３４１に係合された第２ギア３４２が回転する。

第２ギア３４２が回転するに伴って第２ギア３４２に連結された第１回転板３１１が回転する。第１回転板３１１の回転に連動して第２回転板３１２も回転する。
このとき、第１回転板３１１及び第２回転板３１２は、第１アンテナ反射板３５１及び第２アンテナ反射板３５２が左右一直線に配置された状態におけるその中心部分を中心軸として回転している。
したがって、第１回転板３１１及び第２回転板３１２が回転すると、第１アンテナ反射板３５１及び第２アンテナ反射板３５２は一定の方向を保ったまま左右に回転可能であるため、水平方位角が調整できる。
そして第１回転板３１１は、回転体である第１軸受３２１の内周面に挿入されているため回転が容易である。

一方、駆動制御部３７１から制御信号が入力されると、第２モータボックス３６２内のモータが駆動され、これによって第３ギア３４３が回転する。第３ギア３４３の回転に伴って第１シャフト３３１が回転し、これに連動して第２シャフト３３２も回転する。
このとき、第１シャフト３３１及び第２シャフト３３２は第１アンテナ反射板３５１と結合されているため、結果として第１アンテナ反射板３５１が左右回転するようになる。

これと同様に、駆動制御部３７１から制御信号が入力されると、第３モータボックス３６３内のモータが駆動され、これによって第４ギア３４４が回転する。第４ギア３４４の回転に伴って第３シャフト３３３が回転し、これに連動して第４シャフト３３４も回転する。第３シャフト３３３及び第４シャフト３３４は第２アンテナ反射板３５２と結合されているため、結果として第２アンテナ反射板３５２が左右回転するようになる。
このとき、第１、第２、第３及び第４シャフト３３１、３３２、３３３、３３４は第１アンテナ反射板３５１及び第２アンテナ反射板３５２のそれぞれの中心部分を中心軸として回転する。

一方、図１３に示すように、第１アンテナ反射板３５１及び第２アンテナ反射板３５２を左右一直線に配置した状態で向かい合う角度を調整すればアンテナビームの水平ビーム幅を調整することができる。
したがって、本発明の第３の実施例によれば、水平方位角と水平ビーム幅の両方を調整することができる。

ここで、本発明の第３の実施例の構成要素を３個ずつ装着すれば３セクター用アンテナに使用でき、６個ずつ装着すれば６セクター用のアンテナにも使用できる。

一方、本発明において、アンテナ反射板は、機械的ティルティング可能なアンテナ反射板を使用してもよく、電気的ティルティング可能なアンテナ反射板を使用することも可能である。
電気的ティルティング可能なアンテナ反射板を使用すると、垂直ダウンティルティングは電気的に調整でき、水平方位角は機械的に調整できるハイブリッドタイプのアンテナが具現できる。

又、アンテナのハウジングは様々なものがあり、特に、本発明では円形のレードームとその上部及び下部にキャップを被せて密閉させる構造について説明したが、その他の形状の構造でも本発明を適用できることは言うまでもない。
上述した本発明の全ての実施例において回転力を提供するためのギア及びモータボックスは状況に応じて適所に配置させることは可能である。また、ギアに代えてタイミングベルトを使うことも可能である。

尚、本発明は、上述の実施例に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。

従来の移動通信基地局用アンテナ装置を示す斜視図である。 本発明の第１の実施例による移動通信基地局のアンテナビーム制御装置の断面図である。 本発明の第１の実施例による移動通信基地局のアンテナビーム制御装置の断面図である。 図３の平面図である。 本発明の第１の実施例の構成要素をレードーム中に３個ずつ装着した場合の平面図である。 本発明の第２の実施例である移動通信基地局のアンテナビーム制御装置の断面図である。 図６の平面図である。 本発明の第２の実施例での第２ギアの詳細図である。 本発明の第２の実施例での第１及び第２クランプの詳細図である。 本発明の第２の実施例の構成要素をレードーム中に３個ずつ装着した場合の平面図である。 本発明の第２の実施例である移動通信基地局のアンテナビーム制御装置の断面図である。 図１１の平面図である。 図１２において、２枚のアンテナ反射板がお互い角をなしつつ回転した状態を示す図である。

符号の説明

１０１、２０１、３０１ 下側キャップ
１０２、２０２、３０２ 上側キャップ
１１１ ブラケット
１２１、２２１、３２１ 第１軸受
１２２、２２２、３２２ 第２軸受
１３１、３３１ 第１シャフト
１３２、３３２ 第２シャフト
１４１ 第１ギア
１４２、２４２、３４２ 第２ギア
１５１、２５１、３５１、３５２ アンテナ反射板
１６１、２６１、３６１、３６２、３６３ モータボックス
１７１、２７１、３７１ 駆動制御部
１８１、２８１、３８１ レードーム
２１１ 支持ポール
２２３、３２３ 第３軸受
２３１ 第１固定部材
２３２ 第２固定部材
２３３ 第３固定部材
２９１ 第１クランプ
２９２ 第２クランプ
３１１ 第１回転板
３１２ 第２回転板
３２４ 第４軸受
３２５ 第５軸受
３２６ 第６軸受
３３３ 第３シャフト
３３４ 第４シャフト
３４３ 第３ギア
３４４ 第４ギア

Claims (14)

1. 移動通信基地局アンテナの水平方位角または水平ビーム幅を調整するためのビーム制御装置において、
   放射素子アレイで構成されたアンテナ及び、電波を受信及び送信するためのアンテナとして機能する構成要素が装着された少なくとも１枚以上のアンテナ反射板と、
   前記アンテナ反射板を回転させるための回転手段と、
   前記回転手段を駆動させるための少なくとも１つ以上の駆動手段と、
   外部からの制御信号に応じて前記駆動手段を制御するための駆動制御手段との構成要素を有して構成されており、
   上側キャップと下側キャップとの間に連結される円筒形の電波透過性物質からなるレードーム内に前記構成要素が全て配置され、
   前記回転手段は、第１回転支持手段と、第２回転支持手段及びこれら２つの回転支持手段のうち、少なくとも１つに結合され、前記駆動手段から回転力を受けるようになされたギアとを有してなり、前記第１回転支持手段は前記レードームの下面に装着されて前記アンテナ反射板の下面を固定させるとともに、回転可能なように構成され、前記第２回転支持手段は、前記レードームの上面或いはその近傍に装着されて前記アンテナ反射板の上面を固定させるとともに、回転可能なように構成され、
   前記回転手段は、アンテナ反射板の中心を中心軸として回転させることによってアンテナビームの水平方位角を調整し、
   前記下側キャップの上面に装着されたブラケットと、前記ブラケットの下側収容空間に 受容されて固定されるモータボックスと、
   前記ブラケットの上側収容空間に挿入される第１軸受と、該第１軸受の内周面に挿入さ れて回転力を受けて回転する第１シャフトと、
   前記上側キャップに装着される第２軸受と、該第２軸受の内周面に挿入されて回転力を 受けて回転する第２シャフトと、
   前記第１シャフトに装着されて前記モータボックスから回転力を受ける第２ギアと、
   前記全ての構成要素が装着された前記アンテナ反射板は、前記第１シャフトと前記第２ シャフトとの間に連結され、
   前記モータボックスは、お互い係合されたモータと減速ギアとが含まれており、内部か ら外部に貫いて突出された回転軸に第１ギアが連結され、前記減速ギアは必要に応じて着 脱可能であり、
   前記第１シャフトの上端及び前記第２シャフトの下端のそれぞれに溝（ＧＲＯＯＶＥ） が形成された突出部が備えられており、前記突出部の溝に前記アンテナ反射板の上端及び 下端を挿入した後、ねじで結合してアンテナを固定、
   することを特徴とする、移動通信基地局のアンテナビーム制御装置。
2. 移動通信基地局アンテナの水平方位角または水平ビーム幅を調整するためのビーム制御装置において、
   放射素子アレイで構成されたアンテナ及び、電波を受信及び送信するためのアンテナとして機能する構成要素が装着された少なくとも１枚以上のアンテナ反射板と、
   前記アンテナ反射板を回転させるための回転手段と、
   前記回転手段を駆動させるための少なくとも１つ以上の駆動手段と、
   外部からの制御信号に応じて前記駆動手段を制御するための駆動制御手段との構成要素を有して構成されており、
   上側キャップと下側キャップとの間に連結される円筒形の電波透過性物質からなるレードーム内に前記構成要素が全て配置され、
   前記回転手段は、第１回転支持手段と、第２回転支持手段及びこれら２つの回転支持手段のうち、少なくとも１つに結合され、前記駆動手段から回転力を受けるようになされたギアとを有してなり、前記第１回転支持手段は前記レードームの下面に装着されて前記アンテナ反射板の下面を固定させるとともに、回転可能なように構成され、前記第２回転支持手段は、前記レードームの上面或いはその近傍に装着されて前記アンテナ反射板の上面を固定させるとともに、回転可能なように構成され、
   前記第１回転支持手段は、
   レードームの下面に装着されて回転を容易にさせる機能を有する第１回転体と、
   前記第１回転体と結合されるとともに、上面は前記アンテナ反射板の下側と結合されアンテナ反射板を回転させるための第１シャフトとからなり、
   前記第２回転支持手段は、レードームの上面に装着されて回転を容易にさせる機能を有する第２回転体と、前記第２回転体と結合されるとともに、底面は前記アンテナ反射板の上側と結合されアンテナ反射板を回転させるための第２シャフトとからなり、
   前記アンテナ反射板は、その中心部が前記第１シャフト及び第２シャフトに結合されてアンテナ反射板の中心を中心軸として回転することを特徴とする移動通信基地局のアンテナビーム制御装置。
3. 前記第１回転体及び第２回転体は、軸受であることを特徴とする請求項２に記載の移動通信基地局のアンテナビーム制御装置。
4. 前記駆動手段は、必要に応じて減速ギアが着脱可能なモータであることを特徴とする請求項１又は２に記載の移動通信基地局のアンテナビーム制御装置。
5. 前記回転手段は、第１アンテナ反射板及び第２アンテナ反射板を左右一直線上に配置し、一直線に配置された２枚のアンテナ反射板の間の中心を中心軸として回転させる少なくとも１つ以上の第１回転手段と、
   前記第１及び第２アンテナ反射板のそれぞれの中心を中心軸としてアンテナ反射板を回転させる第２回転手段とを有してなり、アンテナビームの水平方位角及びアンテナビーム水平幅を調整することを特徴とする請求項１又は２に記載の移動通信基地局のアンテナビーム制御装置。
6. 前記第１回転手段は、レードームの下面及び上面に装着されて前記第１アンテナ反射板及び第２アンテナ反射板を支持するとともに、回転可能なように構成される第１回転支持手段及び第２回転支持手段と、前記第１回転支持手段又は前記第２回転支持手段に結合され、前記駆動手段から回転力を受けるようになされた第２ギアとを有してなることを特徴とする請求項５に記載の移動通信基地局のアンテナビーム制御装置。
7. 前記第１回転支持手段は、レードームの下面に装着されて回転を容易にさせる機能を有する第１回転体と、一側は前記第１回転体と結合され、他側は前記第１アンテナ反射板及び第２アンテナ反射板とに結合され前記第１アンテナ反射板及び第２アンテナ反射板を回転させる第１回転板とからなることを特徴とする請求項６に記載の移動通信基地局のアンテナビーム制御装置。
8. 第２回転支持手段は、レードームの上面に装着されて回転を容易にさせる機能を有する第２回転体と、一側は前記第２回転体と結合され、他側は前記第１アンテナ反射板及び第２アンテナ反射板とに結合され前記第１アンテナ反射板及び第２アンテナ反射板を回転させる第２回転板とからなることを特徴とする請求項６に記載の移動通信基地局のアンテナビーム制御装置。
9. 前記第１回転体及び第２回転体は、軸受であることを特徴とする請求項７又は８に記載の移動通信基地局のアンテナビーム制御装置。
10. 第２回転手段は、前記第１回転板の上面に装着されて前記第１アンテナ反射板及び第２アンテナ反射板の下面を固定させるとともに、回転可能なように構成される第３回転支持手段及び第５回転支持手段と、前記第２回転板の底面に装着されて前記第１アンテナ反射板及び第２アンテナ反射板の上面を固定させるとともに、回転可能なように構成される第４回転支持手段及び第６回転支持手段とからなることを特徴とする請求項５に記載の移動通信基地局のアンテナビーム制御装置。
11. 前記第３乃至第６回転支持手段回転支持手段は、前記第１回転板の上面又は前記第２回転板の底面に装着されて回転を容易にさせる機能を有する複数の回転体と、一側は前記回転体と結合され、他側は前記第１アンテナ反射板または第２アンテナ反射板と結合されアンテナ反射板を回転させる複数のシャフトと、前記複数のシャフトのうちの任意のシャフトと結合され前記駆動手段からの回転力を受けて回転する第３ギア及び第４ギアとを有してなることを特徴とする請求項１０に記載の移動通信基地局のアンテナビーム制御装置。
12. 前記駆動手段は、前記第２乃至第４ギアの各々に回転力を提供する複数のモータからなることを特徴とする請求項６又は１１に記載の移動通信基地局のアンテナビーム制御装置。
13. 前記回転体は、軸受であることを特徴とする請求項１１に記載の移動通信基地局のアンテナビーム制御装置。
14. 前記駆動手段から回転力を受けるためのタイミングベルトを備えることを特徴とする請求項６又は１１に記載の移動通信基地局のアンテナビーム制御装置。

Images