JP5739964B2 - アンテナ装置 - Google Patents
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Description
以下、この遠隔チルト制御について説明する。図11に示す基地局アンテナ装置は、アンテナユニット100及び無線・制御装置200を備えている。図12、図13にアンテナユニット100の具体例100A,100Bを示す。アンテナユニット100Aにおいて、給電部110は、位相調整部111、駆動部112及び制御回路113を備えている。位相調整部111はコネクタ115を介して、また、制御回路113はコネクタ116を介してそれぞれ図11に示す無線・制御装置200に接続されている。そして、位相調整部111には、アレー配置されたアンテナ素子1141〜114kが接続されている。
一方、無線・制御装置200は、制御回路113にAISG(Antenna Interface Standards Group)規格に準拠したチルト角指令信号を送る。これに伴い、制御回路113は、駆動部112を介して位相調整部111を制御し、その結果、チルト角指令信号で指令されたビームチルト角が実現されるように各アンテナ素子の信号径路における信号位相が相対的に変化にされる。
図13に示すアンテナユニット100Bは、無線周波数の高周波電力信号にチルト角指令信号を重畳、分離するAISGモデム117を備えている点でアンテナユニット100Aと相違する。
そこで、本発明は、AISGで規定している信号を使用して、より自由度の高い指向性制御が可能なアンテナ装置を提供することを目的とする。
前記制御回路は、複数種の面内指向性を実現するための前記各送信側位相調整器及び前記各受信側位相調整器の制御データを予め格納した複数のデータテーブルを備え、前記制御装置で設定された指向性設定信号をコード信号として読み替えて、前記複数のデータテーブルの中から前記コード信号に対応するデータテーブルを選択し、その選択したデータテーブルに格納された制御データによって前記各送信側位相調整器及び前記各受信側位相調整器を制御するように構成される。
他の実施の態様では、前記各送信用アンテナ素子及び前記各受信用アンテナ素子の少なくとも一方に増幅器が接続される。また、前記アンテナユニット内に前記制御装置を組み込む態様も取り得る。
前記制御回路は、複数種の面内指向性を実現するための前記各送信側位相調整器及び前記各受信側位相調整器の制御データを予め格納した複数のデータテーブルを備え、前記制御装置で設定された指向性設定信号をコード信号として読み替えて、前記複数のデータテーブルの中から前記コード信号に対応するデータテーブルを選択し、その選択したデータテーブルに格納された制御データによって前記各送信側位相調整器及び前記各受信側位相調整器を制御するように構成される。
図1に本発明に係る基地局アンテナ装置の実施形態を示す。本実施形態の基地局アンテナ装置は、アンテナユニット1Aと、このアンテナユニット1Aに接続された無線・制御装置3と、この無線・制御装置3に接続された基地局装置5とを備えている。本実施形態において、アンテナユニット1A及び無線・制御装置3は、鉄塔、ビルの屋上等の高所に配置され、基地局装置5は局舎内等に配置されている。
送信アンテナ素子151〜15n及び受信アンテナ素子191〜19mは、垂直方向あるいは水平方向にアレー配置されている。分配回路7はコネクタ29及びケーブル31を介して、合成回路9はコネクタ33及びケーブル35を介して、制御回路11はコネクタ37及びケーブル39を介してそれぞれ無線・制御装置3に接続されている。
図3は、AISGに規定されているチルト変更信号(Set Tilt)のフォーマットの一部を示す。このフォーマットにおいて、「Elementary Procedure」は手順コードを、「Number of data octets」はNumber of data octets以降(Number of data octetsは含まない)のデータ数を、「Tilt value」は設定するチルト角の値をそれぞれ表している。「Tilt value」は、最大65536(2の16乗)通りのチルト値を表現することができる。通常は、符号付の整数表現を用いて−32768〜+32767個のチルト角の値を表すことになる。
以下、図3で示したフォーマットを用いた指向性の設定手順について述べる。なお、ここでは、図1に示す送信アンテナ素子151〜15n及び受信アンテナ素子191〜19mが垂直方向に配列されている場合の垂直面内の指向性の設定手順について述べるが、上記送信アンテナ素子151〜15n及び受信アンテナ素子191〜19mが水平方向に配列されている場合の水平面内の指向性の設定手順も上記垂直面内の指向性の設定手順に準じたものとなる。
上記制御データは、測定あるいは推定(シミュレーション)によって予め作成される。すなわち、位相調整器231〜23n,271〜27m、及び振幅調整器211〜21n,251〜25mの制御データは、所望の指向性が生成されるように作成される。
位相制御部47は、位相制御データに基づいて位相調整器231〜23n,271〜27mを制御するとともに、振幅制御データに基づいて振幅調整器211〜21n,251〜25mを制御する(ステップS5)。この結果、上記データテーブルに格納された制御データによって規定された所定の指向性が形成されることになる。
また、無線・制御装置3から送信される「Set Tilt」信号は、AISGを使用したチルト制御システムにおいて必ずサポートされている信号であるから、無線・制御装置3として既存のチルト制御システムの制御装置を用いることが可能である。かくすれば、ハードウェアの交換やソフトウェアの更新等が不要となるので、アンテナ装置1Aのみの交換で対応することが可能となり、装置の施工時間及び費用が低減される。
なお、無線・制御装置3から送信させるコード信号の指定は、基地局装置5によって行われる。
そこで、無線・制御装置3は、制御データの確認を必要とする場合に、上記「Read User Data」信号を用いた制御データの読込み処理を実行する。なお、この読込み処理は基地局装置5の指示に基づいて実行される。
そこで、無線・制御装置3は、制御データの書き換えを必要とする場合に、すなわち、例えば工場出荷時に記憶部45に記憶されている標準の制御データを置局後に最適化した制御データに書き換える必要がある場合に、上記「Write User Data」信号を用いた制御データの書き換え処理を実行する。なお、この書き換え処理は基地局装置5の指示に基づいて実行される。
しかし、増幅器511〜51nを配置したアンテナユニット1Bによれば、振幅調整器211〜21n及び位相調整器231〜23nを通過した高周波電力信号が増幅器511〜51nでそれぞれ電力増幅されるので、送信径路131〜13nに小電力の高周波電力信号を供給するようにしても、放射電力が不足するという不都合が回避される。
なお、図1に示すアンテナユニット1A及び図8に示したアンテナユニット1Bにおいても上記に準じた構成を持たせることが可能である。
(a)上記実施形態と比べて、形成可能な指向性の自由度が減ることになるが、振幅調整器211〜21n,251〜25mを除いた形態で実施することも可能である。
(b)上記実施形態では、垂直面内指向性を制御しているが、送信アンテナ素子151〜15n及び受信アンテナ素子191〜19mを水平にアレー配置するとともに、記憶部45のデータテーブルにその配置に対応した制御データを格納させることにより、AISGに準拠した指向性設定信号を使用して水平面内指向性も制御することが可能である。
また、送信アンテナ素子151〜15n及び受信アンテナ素子191〜19mを共に縦横にアレー配置して、送信アンテナ素子151〜15n全体及び受信アンテナ素子191〜19m全体による垂直面内の指向性あるいは水平面内指向性を制御することも当然可能である。
(c)図1のアンテナユニット1A及び図8のアンテナユニット1Bに内蔵された分配回路7、合成回路9は、それらのアンテナユニット1A,1B外に配置することも可能である。
(d)制御回路11には、例えば、信号経路の断線等の異常が発生した場合に、それを検出するセンサの検出信号に基づいてアラーム信号を無線・制御装置に出力する機能をもたせることができる。
3 無線・制御装置
5 基地局装置
7 分配回路
9 合成回路
11 制御回路
131〜13n 送信径路
151〜15n 送信アンテナ素子
171〜17m 受信径路
191〜19m 受信アンテナ素子
211〜21n 振幅調整器
231〜23n 位相調整器
251〜25m 振幅調整器
271〜27m 位相調整器
29,33,37,55 コネクタ
31,35,39 ケーブル
41 入出力部
43 演算部
45 記憶部
47 位相制御部
49 振幅制御部
511〜51n 増幅器
531〜51m 増幅器
571〜57n フィルタ要素
Claims (5)
- アンテナユニットと、AISGに準拠した指向性設定信号が設定される制御装置とを備えるアンテナ装置であって、前記アンテナユニットは、
アレー配置された複数の送信用アンテナ素子及び受信用アンテナ素子と、
前記複数の送信用アンテナ素子に供給される送信信号の位相をそれぞれ調整する複数の送信側位相調整器と、
前記複数の受信用アンテナ素子で受信される受信信号の位相をそれぞれ調整する複数の受信側位相調整器と、
前記制御装置から送られてくる前記指向性設定信号に基づいて前記各送信側位相調整器及び前記各受信側位相調整器を制御する制御回路と、を有し、
前記制御回路は、複数種の面内指向性を実現するための前記各送信側位相調整器及び前記各受信側位相調整器の制御データを予め格納した複数のデータテーブルを備え、前記制御装置で設定された指向性設定信号をコード信号として読み替えて、前記複数のデータテーブルの中から前記コード信号に対応するデータテーブルを選択し、その選択したデータテーブルに格納された制御データによって前記各送信側位相調整器及び前記各受信側位相調整器を制御するように構成されていることを特徴とするアンテナ装置。 - 前記複数の送信用アンテナ素子に供給される送信信号の振幅をそれぞれ調整する複数の送信側振幅調整器と、
前記複数の受信用アンテナ素子で受信される受信信号の振幅をそれぞれ調整する複数の受信側振幅調整器と、をさらに備え、
前記複数のデータテーブルに前記各送信側振幅調整器及び前記各受信側振幅調整器の制御データが予め格納されることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。 - 前記各送信用アンテナ素子及び前記各受信用アンテナ素子の少なくとも一方に増幅器を接続したことを特徴とする請求項1または2に記載のアンテナ装置。
- 前記アンテナユニット内に前記制御装置を組み込んだことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のアンテナ装置。
- アンテナユニットと、AISGに準拠した指向性設定信号が設定される制御装置とを備えるアンテナ装置であって、前記アンテナユニットは、
アレー配置された複数の送受共用アンテナ素子と、
前記各送受共用アンテナ素子に供給される送信信号の位相をそれぞれ調整する複数の送信側位相調整器と、
前記各送受共用アンテナ素子で受信される受信信号の位相をそれぞれ調整する複数の受信側位相調整器と、
前記制御装置から送られてくる前記指向性設定信号に基づいて前記各送信側位相調整器及び前記各受信側位相調整器を制御する制御回路と、を有し、
前記制御回路は、複数種の面内指向性を実現するための前記各送信側位相調整器及び前記各受信側位相調整器の制御データを予め格納した複数のデータテーブルを備え、前記制御装置で設定された指向性設定信号をコード信号として読み替えて、前記複数のデータテーブルの中から前記コード信号に対応するデータテーブルを選択し、その選択したデータテーブルに格納された制御データによって前記各送信側位相調整器及び前記各受信側位相調整器を制御するように構成されていることを特徴とするアンテナ装置。
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