JP5567698B2 - 移動体通信用のアクティブ・アンテナ・アレイの較正 - Google Patents

移動体通信用のアクティブ・アンテナ・アレイの較正 Download PDF

Info

Publication number
JP5567698B2
JP5567698B2 JP2012557430A JP2012557430A JP5567698B2 JP 5567698 B2 JP5567698 B2 JP 5567698B2 JP 2012557430 A JP2012557430 A JP 2012557430A JP 2012557430 A JP2012557430 A JP 2012557430A JP 5567698 B2 JP5567698 B2 JP 5567698B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
waveguide
array
length
coupling
phase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2012557430A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2013522993A (ja
Inventor
ピヴィット,フロリアン
ヘッセルバース,ジャン
Original Assignee
アルカテル−ルーセント
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アルカテル−ルーセント filed Critical アルカテル−ルーセント
Publication of JP2013522993A publication Critical patent/JP2013522993A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5567698B2 publication Critical patent/JP5567698B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/267Phased-array testing or checking devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/08Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a rectilinear path
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Description

本発明は、移動体通信システムで利用されるアンテナ・アレイに関し、より具体的には、アクティブ・アンテナ・アレイにおけるRF信号の位相および/または振幅の較正に関する。
ワイヤレス・モバイル通信では、アクティブ式または位相配列式のアンテナ・システムが市場に現れつつあり、これらは、ビーム・ステアリングおよびビーム・フォーミングの用途に使用されている。アクティブ・アンテナ・システムは、セル・サイトの数を増やすことなく、ネットワーク容量の増加を可能にするため、経済面での関心が高い。そのようなシステムは、多数の個別のアンテナ素子を含み、個別のアンテナ素子はそれぞれ、RFエネルギを伝送するが、希望する方向を指すビームを作り出すために、他の素子に相対的な位相が調整される。システムの機能にとって、アンテナ・アレイの様々な個々のアンテナ素子から放射されている信号の位相干渉性を測定、制御、および調整できることは不可欠である。
図1に、複数の個別のトランシーバ素子4から形成された既知のアクティブ・アンテナ・システムを描いた。デジタル・ベースバンド・ユニット6は各トランシーバ素子に結合され、各トランシーバ素子は、伝送経路8および受信経路10を含む。各経路は、アンテナ素子12に結合される。伝送経路8は、ベースバンド・ユニット6からの信号を処理し、デジタル・アナログ変換器DAC、電力増幅器PA、およびダイプレクサ/フィルタ15を含む。受信経路10は、アンテナ素子12から受信した信号を処理し、ダイプレクサ/フィルタ15、低雑音増幅器LNA、およびアナログ・デジタル変換器ADCを含む。
各トランシーバ素子は、電子的にまたはRF位相シフタによって他のトランシーバ素子に相対的に位相がシフトされるRF信号を生成する。各アンテナ素子は、その結果、特有の位相および振幅のプロファイル14を形成するため、特有の指向性パターン16が形成される。したがって、アンテナ素子によって伝送される時点で、個々のトランシーバ素子からのすべての信号の位相および振幅を整列または較正することが必要である。すべての送受信装置を整列させるために、共通の基準が必要である。次に、伝送された信号は、位相および振幅が基準と比較される。
位相および振幅の基準を提供するために、以下に示す異なる2つの方法が使用されてきた。
1.アレイの1つの素子の信号が基準として使用され、基準素子に対して必要な干渉性が達成されるように、他のすべての信号が調整される。この方法は、通常、素子を相互に調整するために、(アレイのサイズおよび精度によって)非常に複雑なアルゴリズムが必要となる。その理由は、調整が距離が遠い素子では弱い、素子の相互結合に依存しているからである。または、工場較正が使用される。これは、たとえば、アレイの動作中に、RF信号生成および伝送において位相または振幅の変化が発生した場合、再較正が複雑である。この方法は、また、他のアンテナ素子からの伝送された信号を受信できる専用の受信ユニットを必要とする。受信較正も必要な場合、試験信号用に専用の送信機が必要である。追加の受信機および送信機のためにコストが高くなり、関連するアルゴリズムには余計な計算リソースが必要となる。
2.スター分配ネットワーク。基準は中央ユニットで生成されて、すべての送受信装置に分配され、各送受信装置は基準に整列される。必要なアルゴリズムがより単純になるため、より小さなアレイ(素子の数≦10)には、この方法が好ましい。中央で基準を生成する較正方法で必須なのは、基準分配の精度が高いことである。基準の位相または振幅における各誤差は、伝送/受信される信号自体に受け継がれる。位相基準を正確に分配するために、中央で生成される基準信号は、設定された数の信号経路に分割される。そのような各経路は、それぞれの伝送線路によってアレイの各トランシーバ・ユニットのそれぞれの基準信号入力に接続される。伝送線路は、公称では同じ長さである。この方法には、以下に示す3つの欠点がある。
a)各伝送線路は、アレイ・サイズの少なくとも半分の長さでなければならない。それが意味するのは、素子が基準信号発生器のごく近くに位置していても、長いケーブルが必要ということである。これによって、不必要にコストが高くなり、ネットワークの大きさおよび重量が増加する。
b)トランシーバ素子の数は、事前に設定された信号経路の数に限定される。ネットワークは、特定数の素子に対して設計しなければならず、このために柔軟性が損なわれる。
c)アレイ自体の位相および振幅の精度に対する要件を考慮すると、伝送線路の長さの機械的精度が優れている必要があり、つまり許容差が小さい必要がある。たとえば、約2GHzの周波数で動作する8から10個の素子を有するモバイル通信基地局のアンテナについて、必要な位相精度は素子間で±3°程度である。これは、全長約700mmのテフロンが満たされた50オームの同軸ケーブルで全線路の長さが±0.9mmの近似精度に対応する(アレイ自体は約1400mmの長さである)。特に、たとえば、アンテナの動作中の熱膨張、およびアンテナ構造内の異なる線の曲げ半径の変動を考慮すると、大量生産環境でこの種の精度を保証するには費用がかかる。
本発明は、移動体通信ネットワークのためのアクティブ・アンテナ・アレイを提供し、このアレイは、複数の無線素子であって、それぞれが、アンテナ素子に結合された伝送経路および/または受信経路を含み、それぞれが、アンテナ・ビームの特性を調整するために、伝送または受信される信号の位相および/または振幅を基準値と比較するための比較手段を含む、複数の無線素子を含み、振幅および/または位相の基準信号を供給するための供給機構を含み、供給機構は、事前に定められた長さの導波であって、基準信号ソースに結合され、その長さに沿って定常波システムをセット・アップするために一方の端部で終端する、導波と、導波の長さに沿った事前に定められたポイントの複数の結合ポイントであって、それぞれがそれぞれの前述の無線素子の前述の比較手段に結合される、複数の結合ポイントとを含む。
本発明によると、少なくとも好ましい実施形態において、上記で述べた問題を克服または軽減し、モバイル通信用のアクティブ・アンテナ・アレイの較正について、位相および振幅の基準信号について正確な分配機構を提供することが可能である。加えて、好ましい実施形態の分配機構は、機械的に堅牢かつコスト効率が良い。
本発明では、少なくとも好ましい実施形態において、位相および/または振幅の基準ソース信号は、長さが有限の伝送線路に結合され、伝送線路は、伝送線路の長さ内で定常波をセット・アップするように終端する。よく知られているように、1本の伝送線路、または特性インピーダンスで一端で終端する他の導波において、放射された進行波は線に沿って進み、終端インピーダンスで吸収される。他のすべての終端については、しかし、一部の放射は吸収されずに、終端から反射し、定常波システムをセット・アップし、結果として生じた波の振幅は、導波の長さに沿って周期的に変化する(さらに、波動振動/位相回転の結果、線に沿った各点に電圧値の時間変動がある)。反射される量は終端インピーダンスによって変わり、短絡および開放の制限された場合には、完全な反射がある。他の場合には、部分的な反射および部分的な吸収がある。
定常波信号は、線の長さに沿って事前に定められた接続ポイントまたは結合ポイントでサンプリングすることができ、これはすべて、同じ振幅および位相の関係、または少なくとも位相および振幅の既知の関係を持っている。好ましくは、そのような結合ポイントは、定常波内の電圧最大値/最小値、またはその近隣で生じ、線の長さに関する電圧の変化は非常に小さい。したがって、上記のスター分配ネットワーク配置と比較して、結合ポイントの位置調整の機械的精度に対する要件が大幅に下がる。
これらの結合ポイントはそれぞれ、正確に長さが知られているそれぞれの柔軟性が高い短い線によって、それぞれのトランシーバ素子(より一般的には無線素子)のそれぞれのコンパレータに接続することができる。長さがすべて同じ、短いフレキシブル・ケーブルは、上記の既知のスター分配ネットワークと比較して、非常に正確に形成することができる。
好ましい実施形態では、前述の導波は、事前に定められた長さの複数のセクションの導波として形成することができ、解放可能な継手によって相互に連結され、これによって、任意の希望するアンテナのサイズに大きさを変えることが可能になる。
本発明の適用は、携帯電話に割り当てられた周波数帯におけるマイクロ波周波数であるGHz程度の周波数(通常は5GHzまで)に対するものでり、一般的に伝送線路として同軸ケーブルが使用される。しかし、本発明は、より高い、またはより低い他の周波数に適用可能であり、同軸ケーブルは、中空金属の導波管、プリント回路上のトラック、または他の構造など、他の導波および伝送線路の構造と置き換えることができる。
本発明の好ましい実施形態について、例示のみを目的として、添付の図面に関して記述する。
多数のトランシーバ素子を含む既知のアクティブ・アンテナ・アレイの概略図である。 アクティブ・アンテナ・アレイのそれぞれの送受信装置に基準信号を分配する手段の概略図であり、既知のスター分配ネットワークを組み込んでいる。 伝送線路の長さに沿って移動する電磁波の進行の概略図であり、整合インピーダンスでその自由端が終端する。 伝送線路に沿った定常電磁波(standing electromagnetic wave)の概略図であり、短絡回路でその自由端を終端している。 本発明の好ましい実施形態で使用するために、容量結合ポートによって形成された結合ポイントを有する1本の伝送線路の概略図である。 本発明の好ましい実施形態で使用するために、容量結合ポートによって形成された結合ポイントを有する1本の伝送線路の概略図である。 本発明の好ましい実施形態で使用するために、容量結合ポートによって形成された結合ポイントを有する1本の伝送線路の概略図である。 本発明の好ましい実施形態による、アクティブ・アンテナのトランシーバ素子に対する基準信号の供給機構の概略図である。 図6のアクティブ・アレイのトランシーバ素子内の位相および振幅を調整するための手段の略ブロック図である。 好ましい実施形態の変形形態の概略図であり、2次元アレイに対する分配配置が形成されている。
以下の記述では、伝送経路について記述し、本発明は、受信経路に基準を提供するのと同じ方法で使用できることに注意されたい。本発明は、伝送および受信の両方に適用することができる。
図2を参照すると、ここでは、アクティブ・アンテナ・アレイの個々の送受信装置に位相および振幅の基準信号を分配する手段を示している。中央で生成された基準信号20(VCO PLL)は、N方向電力分配器22(1:Nスプリッタ)で分割され、等しい長さlのそれぞれの伝送線路26によって各トランシーバ・ユニット24の基準入力に接続される。長さlは、公称ではアレイの長さlの半分に等しい。これにより既知のスター分配ネットワークが形成され、線の長さを変更すると位相長が変わり、上記の短所が生じることとなる。これは、線上における波動伝播の進行する性質によるものであり、位相変化
Figure 0005567698
は、波が線に沿って移動する長さΔlに比例する。
Figure 0005567698
ここでλは伝送線路における放射の波長である。時間内の特定のスナップショットで進行波を見ると、図3に示すように、伝送線路に沿った位置とともに位相は変化する。図3において、時間間隔t〜tにおいて線に沿って存在する電圧値が示されている。よく知られているように、測定された電圧値は、電磁波の振幅Aおよび位相
Figure 0005567698
に依存し、図3の進行波では、測定された電圧は、線上の各点で、時間とともに+Aと−Aとの間で変動する。図3では、線の長さは、伝送線路の整合インピーダンスで終端するため、進行波のすべてのエネルギが吸収される。しかし、線の長さが整合インピーダンス以外のインピーダンスで終端する場合、定常波システムをセット・アップすることができる。
定常波の配置を図4に示す。そのような定常波は、一端からの信号42を提供し、他端44で信号を短絡させることによって、線40に沿って生成することができる。この短絡によって、線の端部で電圧ゼロが強制される。線に沿って移動するのと同じエネルギが、短絡で完全に反射され、ソースに向かって逆方向に移動する。線に損失がない(または合理的に損失が低い)場合、これによって線に定常波が生じる。したがって、ここでは、線に沿った任意の点の電圧値は、時間に依存しているが、波の位相は線に沿って変動せず、むしろ、電磁波の振幅Aは、最大値と最小値(正および負のピーク)との間で、線の長さに沿って周期的に変動し、図示するように、最大値は、波の1波長λだけ間隔があけられている。第1の最小値は、短絡された端部からλ/4の距離の位置に発生する。たとえばx1およびx2など、線に沿った任意の点で、振幅は異なる。最大電圧は、最小と同じ時点で発生する。
ここで、定常波に干渉しないように、線上の電圧が、低い結合係数でカプラ46によってサンプリングされる場合、各カプラ出力の最大値が同時に発生する(振幅は異なることがある)。各カプラが距離1λだけ間隔があいていることが保証され、λは、伝送線路における放射の波長である場合、各カプラ出力の振幅は等しいことも保証される。必ずしも同じではなく、異なる振幅が望まれる場合、λ以外の距離を選択することができる。
本発明によると、アクティブ・アレイ・システムの個々のアンテナ素子に、振幅および位相の基準信号を伝送するために、定常波を持つ線に取り付けられたカプラのこの配置を使用することができる。各カプラは、長さが正確に知られている短いケーブルによって、それぞれの送受信装置に取り付けられる。この配置の主な利点は、図2のスター分配配置の機械的精度の厳密な要件を回避できることである。結合ポイントまたは接続ポイントの間の振幅差を最小限にするために、短絡された端部からd=(Nλ+λ/4)の距離で継手の間隔をあけることが望ましい。これにより、定常波の電圧ピークに各継手が配置される。線に沿った電圧分配は正弦関数に従い、最大値/最小値の近くの正弦関数の導関数はゼロであるため、結合ポイントの物理位置に対する結合された信号の振幅の感度は最小である。
この配置は、線に沿った結合ポイントの物理的位置に対する位相基準の依存度が下がると、スター型ネットワークと比較して、本発明によるシステムの製造コストが下がり、精度が高まるため、スター分配配置の欠点を克服することができる。信号は、はるかに短いケーブルによって結合ポートからそれぞれの送受信装置の基準コンパレータに伝えることができるため(たとえば、スター型ネットワークのような数十cmではなく数cm程度)はるかに正確に作り出すことができる。ケーブル長がより短いため、基準線とコンパレータとの間のケーブル/線のコストも下げられる。結合された信号の振幅の依存度は、距離d=(Nλ+λ/4)で結合ポートを配置することにより最小限になる。たとえば、2GHzおよびテフロンが満たされた線では、電圧最大値から+/−5mmの結合ポイントの誤配置は、16.8°のシフトに対応する。cos(16.8°)=0.95であれば、これにより20*log(0.95)=0.38dBだけ結合された振幅が減り、これはモバイル通信アンテナの振幅精度において許容される許容差の約半分である。したがって、必要な機械的精度は、サブmmレベルの許容差から数mmの許容差に下げられた。スター型ネットワークのような数桁長い線よりも、定常波線と送受信装置との間の短い接続線でサブmmまたはmmの精度を達成するほうが、はるかに簡単である。
図5a、図5b、および図5cには、好ましい形式の同軸線路が示されており、本発明による振幅および位相の基準信号の分配配置が組み込まれている。図5aでは、短絡された自由端52を持つ同軸線路50である伝送線路は、基準ソース54に結合される。線には、一連の間隔があけられ容量結合された同軸の結合または接続ポート56がある。図5bに、結合ポートの斜視図を示している。図5cには、伝送信号の1波長λに等しい長さを持つ、空気が満たされた1本の同軸線路60を含む、伝送線路の物理的実装の部分断面図を示している(2Ghz信号は、自由空間で15cm程度の波長を持つ)。望ましい長さの複合線を提供するために、1端にはオスのカップリング・コネクタ62を持ち、他端には、同軸線路の同一のセクションに結合するためにメスの継手64を持つ。1本60は、1つの容量結合ポート66を持ち、中心導体70からの間隔を調整可能な電極ピン68を持つ。結合係数は、定常波線に突出する連結ピンの長さによって望ましい値に調節することができる。
図に示した、空気で満たされた定常波線の場合、ポート56の間の距離はλ0=c0/fであり、λ0は自由空間での波長である。アンテナ・アレイにおいて、アンテナ素子の距離は通常、0.5λ0と1λ0との間であるため、アレイ・パターンにグレーティング・ローブは発生しない。モバイル通信アンテナ・アレイにおいて、この距離は通常、〜0.9λ0程度である。基準信号の結合ポートの間の距離が素子の距離と一致すると、結合ポートをコンパレータ入力に接続する導波の長さが最小限になるため有益である。これは、本発明では、継手間の物理的な長さlcは、アンテナ素子間の素子距離dとほぼ等しいように、つまり、0.9λ0≒d〜λ0/(平方根(εeff))となるように、定常波線で使用される有効誘電率εeffを適応することによって可能である。これは、たとえば誘電体として同軸線路でフォーム材を使用し、フォームの密度によって誘導体の誘電率を調整することによって可能である。
図6は、アクティブ・アンテナ・システムに対する振幅および位相の基準信号の分配配置の好ましい実施形態を示す図である。実施形態は、図5の同軸線路を組み込み、これ以前の図に記載したものに類似の部品は、同じ参照番号で示している。この実施形態では、結合または結合ポート56は、0.9λの実効距離だけ分離され、各結合ポート56は、短い(数cm程度、線50の長さに対して短い)柔軟な同軸ケーブル72によって、それぞれの送受信装置(無線)素子4に接続され、送受信装置(無線)素子4は、コンパレータ100を含み、アンテナ素子12に結合されている。ケーブル72の長さは、等しくなるように正確に製造される。
送受信装置(無線)素子内の位相および振幅の基準信号を処理するための配置を図7に示す。デジタル・ベースバンド・ユニット80は、デジタル調整データを含む信号をDAC81に提供し、DAC81は、低域通過フィルタ82、VCO84、ミキサー86および通過帯域フィルタ88を含む配置でアップコンバーションのための伝送信号を提供する。アップコンバートされた信号は、電力増幅器90によって増幅され、92でフィルタされ、SMAコネクタ96を介してアンテナ素子94に供給される。位相の較正および調整を達成するために、方向性結合器98は、出力信号の位相および振幅A、Ψを感知する。調整値104をベースバンド・ユニット80に提供するために、これはコンパレータ100において、102で位相および振幅の基準Aref、Ψrefと比較される。あるいは、アナログ調整が必要な場合、伝送路においてベクトル変調ユニット106が提供される。したがって、コンパレータ出力104は、その位相および振幅が基準値と一致するまで、伝送された信号の位相および振幅を調整するために、デジタル位相シフタおよび調整可能な利得ブロック80、またはアナログ位相シフタおよび利得ブロック106のいずれかにフィード・バックされる。
定常波検出のための単純なエンベロープ検出器である、図5の容量結合ポイントの配置は、180°の位相アンビギュイティを残すことがある。このアンビギュイティは、同じ周波数信号で機能するが、たとえば90°位相差(つまりT/4時間差)を与えられる、2本の類似する定常波線を利用することによって解決することができる。そして検出は、接地された2つの検出器を使用すること、または2つの線の間の1つの検出器を使用することを含むことができる。
本発明の好ましい実施形態の分配手段の利点は、拡張可能であるということである。つまり、線は単一の機械的なエンティティ、または複数の類似する素子から構成され、互いに接続できるモジュラ・システムとして設計することができる。より多くの結合ポイントが必要な場合、線は、単により多くのセグメントを追加することによって長くなる。
変形形態では、2次元アレイに対する分配システムが提供される。これは図8に示されており、第1の線110は、図5に示すように、各結合ポイント112で同軸線路114にさらに結合され、各線114は、線110に対して直角に配置され、各線114は、図5に示されているように、結合ポイント116をさらに持っている。結合ポイント116は、2次元のアクティブ・アレイのそれぞれのトランシーバ素子に接続される。
他の変形形態では、定常波線の中間点に関して対称に結合ポイントを実装することを選択することによって、精度をさらに改善することができる。これで、位相または振幅に発生する誤差は、アレイの中央に関して対称である。このとき、(たとえば線の時効効果により)基準結合ポイントに沿って位相または振幅の誤差が発生した場合、生成されたビームの対称性はそれでも保証され、望ましくないビーム・チルト効果は発生しない。さらに、アクティブ・アンテナ・アレイに沿った温度こう配は、それぞれのアンテナ・ラジエータ・モジュールに分配された信号の位相精度に影響しない。実際的な動作では、最上部のアンテナは、最下部の素子の1つより20〜30度高い周囲温度に遭遇する場合が確かにある。これによって、同軸ケーブルにおいて数電気角度の位相差が生じる場合がある。
したがって、本発明の機構は、少なくとも好ましい実施形態において、従来技術の上述の欠点を克服し、以下の利点を提供することができる
拡張性(1次元および2次元において)。したがって、本発明は、システムの必要な利得、出力電力、およびビーム幅に依存して、サイズが変動するアンテナ・アレイの設計にとって理想的な場合がある。
位相基準の分配に使用される場合、必要な機械的精度を理論的に完全に下げることができる。また振幅基準として使用される場合は、必要な機械的精度は、サブmmから数mmのレベルに減少する。
本発明による好ましい形式の基準分配のコスト、重量、および体積は、従来技術と比較して低くなる。
記述および図は、単に本発明の原理を示すものである。本明細書に明示的に記述または図示していないが、当業者なら、本発明の原理を具体化し、その精神および範囲に含まれる様々な配置を考案できるだろうことに注意されたい。さらに、本明細書に詳述したすべての例は、読者が本発明の原理、およびその技術を推進する発明者によって提供された概念を理解するのを支援するために、特に教育目的のみを主に意図するものであり、そのような具体的に詳述された例および条件に限定しないものとして解釈するべきである。さらに、本明細書において、本発明の原理、態様、および実施形態を詳述するすべての記述、およびその特定の例は、その等価物を包含することを意図するものである。

Claims (15)

  1. 移動体通信ネットワークのためのアクティブ・アンテナ・アレイにおいて、複数の無線素子(4)であって、それぞれが、それぞれのアンテナ素子(12)に結合された伝送経路および/または受信経路(8、10)を含み、アンテナ・ビームの特性を調整するために、伝送または受信される信号の位相および/または振幅を基準値と比較するための比較手段(100)を含む、複数の無線素子(4)を含み、振幅および/または位相の基準信号を供給するための供給機構を含み、前記供給機構が、事前に定められた長さの導波路(50)であって、基準信号ソース(54)に結合され、その長さに沿って定常波システムをセット・アップするために一方の端部(52)で終端する、導波路と、前記導波路の長さに沿った事前に定められたポイントの複数の結合ポイント(56)であって、それぞれがそれぞれの前記無線素子の前記比較手段に結合された、複数の結合ポイント(56)とを含む、アレイ。
  2. 前記導波路は、1本の同軸ケーブルを含む請求項1に記載のアレイ。
  3. 前記結合ポイントはそれぞれ、容量結合ポート(66)を含む請求項2に記載のアレイ。
  4. 各容量結合ポートは、前記同軸ケーブルの中心導体(70)との結合係数を調整するために調整可能(68)である請求項3に記載のアレイ。
  5. 前記同軸ケーブルは、前記同軸ケーブルにおける放射の波長を変更するために、特性を調整できる誘電体充填物を持つ請求項2、3、または4に記載のアレイ。
  6. 前記結合ポイントは、1λ以下の距離だけ間隔があけられ、λは前記基準信号の自由空間での波長である請求項1乃至5のいずれか1項に記載のアレイ。
  7. 前記結合ポイントは、約0.9λの距離だけ間隔があけられ、λは自由空間での波長である請求項6に記載のアレイ。
  8. 前記導波路は、解放可能な継手(62および64)によって相互に連結された、事前に定められた長さの複数の導波路セクション(60)を含む請求項1乃至7のいずれか1項に記載のアレイ。
  9. 各結合ポイントは、前記定常波システムの電圧最大値もしくは最小値、またはその近隣に配置される請求項1乃至8のいずれか1項に記載のアレイ。
  10. 前記結合ポイントは、距離d=(Nλ+λ/4)だけ終端された端部から間隔があけられており、λは前記導波路における波長である請求項1乃至9のいずれか1項に記載のアレイ。
  11. 前記終端された端部は短絡を含む請求項1乃至10のいずれか1項に記載のアレイ。
  12. 各結合ポイントは、前記導波路の長さに対して短い1本の導波路によって前記比較手段に接続される請求項1乃至11のいずれか1項に記載のアレイ。
  13. 前記アレイは2次元であり、さらに複数の導波路(114)を含み、前記さらに複数の導波路はそれぞれ、前記導波路のそれぞれの結合ポイント(112)に結合され終端していない端部を持ち、前記導波路は、前記さらに複数の導波路の方向に対して異なる方向に延在する請求項1乃至12のいずれか1項に記載のアレイ。
  14. 前記供給機構は、長さに沿った定常波システムをセット・アップするために、一端で終端する事前に定められた長さの第2の導波路と、前記第2の導波路の長さに沿って事前に定められたポイントの複数の結合ポイントであって、それぞれがそれぞれの前記無線素子の前記比較手段に結合された複数の結合ポイントとを含み、前記導波路および前記第2の導波路の波は、事前に定められた時間位相差を持つ請求項1乃至13のいずれか1項に記載のアレイ。
  15. 前記導波路の結合ポイントは、前記導波路の長さの中間点を中心に対称に配置される請求項1乃至14のいずれか1項に記載のアレイ。
JP2012557430A 2010-03-18 2011-02-28 移動体通信用のアクティブ・アンテナ・アレイの較正 Active JP5567698B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP10360015.1A EP2372837B1 (en) 2010-03-18 2010-03-18 Calibration of active antenna arrays for mobile telecommunications
EP10360015.1 2010-03-18
PCT/EP2011/000956 WO2011113526A1 (en) 2010-03-18 2011-02-28 Calibration of active antenna arrays for mobile telecommunications

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013522993A JP2013522993A (ja) 2013-06-13
JP5567698B2 true JP5567698B2 (ja) 2014-08-06

Family

ID=42752911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012557430A Active JP5567698B2 (ja) 2010-03-18 2011-02-28 移動体通信用のアクティブ・アンテナ・アレイの較正

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9590301B2 (ja)
EP (1) EP2372837B1 (ja)
JP (1) JP5567698B2 (ja)
KR (1) KR101460982B1 (ja)
CN (1) CN102792521B (ja)
BR (1) BR112012023542A2 (ja)
TW (1) TWI479740B (ja)
WO (1) WO2011113526A1 (ja)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9780928B2 (en) 2011-10-17 2017-10-03 Golba Llc Method and system for providing diversity in a network that utilizes distributed transceivers and array processing
US10020861B2 (en) 2012-08-08 2018-07-10 Golba Llc Method and system for distributed transceivers and mobile device connectivity
KR101441616B1 (ko) 2013-03-14 2014-09-19 주식회사 이너트론 가변 특성 임피던스를 갖는 전송선
EP2911323A1 (en) 2014-02-21 2015-08-26 Airrays GmbH Method and apparatus for self-calibrating antenna arrays
US20160218429A1 (en) * 2015-01-23 2016-07-28 Huawei Technologies Canada Co., Ltd. Phase control for antenna array
DE102015002360A1 (de) 2015-02-26 2016-09-01 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh Multidirektionales Rad und Verfahren zu dessen Herstellung
CN108141148A (zh) * 2015-08-12 2018-06-08 S9埃斯特公司 使用脉冲耦合进行数模转换的方法和装置
JP6862670B2 (ja) 2016-04-01 2021-04-21 富士通株式会社 電子回路、レーダ装置、及びレーダの送信チャネルの補正方法
US10321332B2 (en) 2017-05-30 2019-06-11 Movandi Corporation Non-line-of-sight (NLOS) coverage for millimeter wave communication
US10484078B2 (en) 2017-07-11 2019-11-19 Movandi Corporation Reconfigurable and modular active repeater device
CN111095003B (zh) * 2017-09-20 2021-10-01 康普技术有限责任公司 用于校准毫米波天线阵列的方法
US10714826B2 (en) * 2017-10-06 2020-07-14 The Boeing Company Adaptive thinning of an active electronic scan antenna for thermal management
US10348371B2 (en) 2017-12-07 2019-07-09 Movandi Corporation Optimized multi-beam antenna array network with an extended radio frequency range
US10862559B2 (en) 2017-12-08 2020-12-08 Movandi Corporation Signal cancellation in radio frequency (RF) device network
US10090887B1 (en) 2017-12-08 2018-10-02 Movandi Corporation Controlled power transmission in radio frequency (RF) device network
JP6633604B2 (ja) * 2017-12-21 2020-01-22 アンリツ株式会社 アンテナ測定システム及びアンテナ測定方法
US10637159B2 (en) 2018-02-26 2020-04-28 Movandi Corporation Waveguide antenna element-based beam forming phased array antenna system for millimeter wave communication
US11088457B2 (en) 2018-02-26 2021-08-10 Silicon Valley Bank Waveguide antenna element based beam forming phased array antenna system for millimeter wave communication
WO2021000262A1 (zh) * 2019-07-02 2021-01-07 瑞声声学科技(深圳)有限公司 一种基站天线
KR102673366B1 (ko) * 2020-08-05 2024-06-07 한국과학기술원 어레이 안테나
KR20220103559A (ko) * 2021-01-15 2022-07-22 삼성전자주식회사 무선 통신 시스템에서 오차를 보상하기 위한 장치 및 방법

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5866402A (ja) * 1981-10-15 1983-04-20 Mitsubishi Electric Corp 電子走査アンテナ
US4554550A (en) * 1983-05-23 1985-11-19 Hazeltine Corporation Resonant waveguide aperture manifold
US4926186A (en) * 1989-03-20 1990-05-15 Allied-Signal Inc. FFT-based aperture monitor for scanning phased arrays
NO177475C (no) * 1990-04-14 1995-09-20 Sel Alcatel Ag Fremgangsmåte og apparat ved antenne
DE4227857A1 (de) * 1992-08-22 1994-02-24 Sel Alcatel Ag Einrichtung zur Gewinnung der Aperturbelegung einer phasengesteuerten Gruppenantenne
US6097267A (en) * 1998-09-04 2000-08-01 Lucent Technologies Inc. Phase-tunable antenna feed network
JP2000209024A (ja) 1999-01-11 2000-07-28 Yokowo Co Ltd 同軸給電型アレ―アンテナ
US7335199B2 (en) * 2000-02-22 2008-02-26 Rhytec Limited Tissue resurfacing
JP2002100919A (ja) * 2000-09-25 2002-04-05 Toshiba Corp フェーズドアレイアンテナ装置
GB0505646D0 (en) * 2005-03-18 2005-04-27 Oxborrow Mark Solid-state maser oscillator of high frequency stability and low phase noise
JP4532433B2 (ja) * 2006-04-26 2010-08-25 三菱電機株式会社 導波管電力分配器
US7656359B2 (en) * 2006-05-24 2010-02-02 Wavebender, Inc. Apparatus and method for antenna RF feed
US7439901B2 (en) * 2006-08-08 2008-10-21 Garmin International, Inc. Active phased array antenna for aircraft surveillance systems
US7800538B2 (en) * 2006-10-27 2010-09-21 Raytheon Company Power combining and energy radiating system and method
GB0622411D0 (en) * 2006-11-10 2006-12-20 Quintel Technology Ltd Phased array antenna system with electrical tilt control
US8112053B2 (en) * 2007-05-22 2012-02-07 Broadcom Corporation Shared LNA and PA gain control in a wireless device
JP4952681B2 (ja) * 2008-08-07 2012-06-13 三菱電機株式会社 アンテナ装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP2372837B1 (en) 2016-01-06
BR112012023542A2 (pt) 2017-10-31
KR20120136395A (ko) 2012-12-18
WO2011113526A1 (en) 2011-09-22
US20130057447A1 (en) 2013-03-07
CN102792521B (zh) 2015-07-15
TW201214869A (en) 2012-04-01
JP2013522993A (ja) 2013-06-13
KR101460982B1 (ko) 2014-11-13
US9590301B2 (en) 2017-03-07
EP2372837A1 (en) 2011-10-05
TWI479740B (zh) 2015-04-01
CN102792521A (zh) 2012-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5567698B2 (ja) 移動体通信用のアクティブ・アンテナ・アレイの較正
EP2372836B1 (en) Antenna array calibration
US20150357710A1 (en) Antenna apparatus and antenna direction control method
WO2019056905A1 (zh) 一种基站天线的馈电网络,基站天线及基站
CN108370258A (zh) 校准串行互连
US9484614B2 (en) Dielectric waveguide signal divider
Nissanov et al. High gain terahertz microstrip array antenna for future generation cellular communication
Rousstia et al. High performance 60-GHz dielectric rod antenna with dual circular polarization
Lamminen et al. Gain enhanced millimetre-wave beam-switching Rotman lens antenna designs on LCP
US7982681B2 (en) Leaky-wave dual-antenna system
US11437731B2 (en) Method and apparatus for a passive radiating and feed structure
CN110719133A (zh) 一种相控阵天线校准网络
Hasan et al. Design and characterization of a differential microstrip patch antenna array at 122 GHz
Khan et al. Substrate integrated waveguide slot-fed grid array antenna
TWI497821B (zh) 平面式天線
Ahmadabadi et al. Wide beam reflector antenna with cosecant-squared pattern
Haarla et al. Base station antenna array with calibration structure
WO2024065506A1 (en) Devices and methods for steering an electromagnetic beam having one or more orbital angular momentum modes
Rashid et al. A 5.8-GHz planar beam tracking antenna using a magic-T
CN116581536A (zh) 天线及电子设备
CN117837022A (zh) 用于毫米波或以上频段的天线的基本辐射单元
JP2013021553A (ja) アンテナ
JPS61224604A (ja) 電子走査アンテナ装置
Octavian–Modest Development of a Radiofrequency Phase Shifter for use in Phased and Smart Antenna Arrays

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20131010

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131017

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131206

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140311

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140328

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140522

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140619

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5567698

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250