JP5787450B2 - Antenna device - Google Patents

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本発明は、基地局に設置されるアンテナ装置に関するものである。   The present invention relates to an antenna device installed in a base station.

従来、複数のセクタで構成されたセルであるサービスエリアの中心に基地局に設けられ、そのサービスエリア内に在圏する移動局と基地局との間で無線通信可能に構成されたセルラー方式の移動通信システムが知られている。このセルラー方式の移動通信システムで用いられる基地局では、隣接する基地局との間の干渉を抑圧するため、基地局のアンテナ装置の各セクタに対する指向性パターンにおけるフロントローブ(主ビーム)の方向を水平方向から下側に傾けるビームチルトによる電波の閉じ込め技術が利用されている。この技術は、ダイバーシチ技術などとともに、移動通信技術の根幹となる基礎技術であり、第1世代から現在の第4世代の移動通信システムにわたり適用されてきた。   Conventionally, a cellular system that is provided in a base station at the center of a service area, which is a cell composed of a plurality of sectors, and is configured to be able to perform wireless communication between a mobile station located within the service area and the base station. Mobile communication systems are known. In a base station used in this cellular mobile communication system, in order to suppress interference between adjacent base stations, the direction of the front lobe (main beam) in the directivity pattern for each sector of the antenna device of the base station is set. Radio wave confinement technology using a beam tilt that tilts downward from the horizontal direction is used. This technology is a basic technology that forms the basis of mobile communication technology along with diversity technology, and has been applied to mobile communication systems from the first generation to the current fourth generation.

ビームチルトの方式としては、アンテナ装置を機械的に傾ける機械チルト方式(例えば特許文献1参照)と、アンテナ装置の鉛直方向に並んだ複数のアンテナ素子に供給される信号の位相を電気的に調整する電気チルト方式(例えば特許文献2参照)とが知られている。また、両方式を併用してより深いチルト角(水平方向からの下向きの傾き角度)を実現する加算型複合チルト方式もある(例えば特許文献3参照)。   As a beam tilt method, a mechanical tilt method (for example, refer to Patent Document 1) in which the antenna device is mechanically tilted, and a phase of a signal supplied to a plurality of antenna elements arranged in the vertical direction of the antenna device is electrically adjusted. An electrical tilt method (see, for example, Patent Document 2) is known. In addition, there is also an addition type composite tilt method that realizes a deeper tilt angle (a downward tilt angle from the horizontal direction) by using both methods (see, for example, Patent Document 3).

機械チルト方式では、アンテナ装置900を構成する複数のアンテナ素子がライン状に配列されたアレイアンテナの長手方向が鉛直方向Vに対して傾くように、アンテナ装置900を図11(a)に示すように所定の角度θmだけ機械的に傾けて設置する。このようにアンテナ装置自体を機械的に傾けることにより、所望セクタ側のフロントローブ901fの方向を水平面Hから所望セクタに向けて所定のチルト角θf(=θm)だけ下側に傾けるビームチルトを実現できる。一方、所望セクタ側のフロントローブ901の方向とは反対側の背面方向では、バックローブ901bの方向が水平面Hからチルト角θb(=θm)だけ上側に向いた逆方向のチルトとなるため、背面方向及び側面方向における電波の閉じ込め効果は期待できない。   In the mechanical tilt method, the antenna device 900 is shown in FIG. 11A so that the longitudinal direction of the array antenna in which a plurality of antenna elements constituting the antenna device 900 are arranged in a line is inclined with respect to the vertical direction V. Is mechanically inclined by a predetermined angle θm. By mechanically tilting the antenna device itself in this way, a beam tilt is realized in which the direction of the front lobe 901f on the desired sector side is tilted downward by a predetermined tilt angle θf (= θm) from the horizontal plane H toward the desired sector. it can. On the other hand, in the back direction opposite to the direction of the front lobe 901 on the desired sector side, the back lobe 901b is tilted in the reverse direction directed upward from the horizontal plane H by a tilt angle θb (= θm). The confinement effect of radio waves in the direction and side direction cannot be expected.

電気チルト方式では、アレイアンテナの長手方向が鉛直方向Vになるように、アンテナ装置900を図11(b)のように傾けずに設置し、アレイアンテナの各アンテナ素子に供給する信号の位相を調整することにより、所定のチルト角θeの各ビームチルトを実現する。この電気チルト方式は、機械チルト方式とは異なり、チルト角θeが方位角に依存しない特徴を有するため、所望セクタに対するフロントローブ901f、バックローブ901b及びサイドローブのいずれの方向においても同じチルト角θeのビームチルトとなる。   In the electrical tilt method, the antenna device 900 is installed without being tilted as shown in FIG. 11B so that the longitudinal direction of the array antenna is the vertical direction V, and the phase of the signal supplied to each antenna element of the array antenna is changed. By adjusting, each beam tilt of a predetermined tilt angle θe is realized. Unlike the mechanical tilt method, this electrical tilt method has a feature that the tilt angle θe does not depend on the azimuth angle. Therefore, the same tilt angle θe in any direction of the front lobe 901f, the back lobe 901b, and the side lobe with respect to the desired sector. Beam tilt.

加算型複合チルト方式は、図11(c)のように、機械チルト方式と電気チルト方式とを併用した複合チルト方式である。この加算型複合チルト方式では、フロントローブ901fの方向では機械的なビームチルト(チルト角:θm)と電気的なビームチルト(チルト角:θe)とが加算され、より深いチルト角θf(=θm+θe)のビームチルトを実現することができる。しかし、機械チルト方式と同様に、バックローブ901bの方向における下向きのチルト角θb(=θe−θm)及びサイドローブの方向における下向きのチルト角を深くすることが難しい。そのため、背面方向及び側面方向において所望の電波の閉じ込め効果は期待できない。   The addition type composite tilt method is a composite tilt method in which a mechanical tilt method and an electrical tilt method are used in combination as shown in FIG. In this addition type composite tilt method, a mechanical beam tilt (tilt angle: θm) and an electrical beam tilt (tilt angle: θe) are added in the direction of the front lobe 901f, and a deeper tilt angle θf (= θm + θe) is added. ) Beam tilt can be realized. However, as with the mechanical tilt method, it is difficult to increase the downward tilt angle θb (= θe−θm) in the back lobe 901b direction and the downward tilt angle in the side lobe direction. Therefore, a desired radio wave confinement effect cannot be expected in the rear direction and the side direction.

以上示した特徴を有する複数のチルト方式のうち、電気チルト方式は、前述のようにビームチルト角θeの方位角依存性がないため、垂直面内の指向性と水平面内の指向性の掛け算により、所望の立体的な指向性を実現することができ、サービスエリアの設計が容易である。そのため、基地局のアンテナ装置としては、特殊な用途を除けば、電気チルト方式のアンテナ装置が多用されている。   Of the multiple tilt methods having the characteristics described above, the electric tilt method does not depend on the azimuth angle of the beam tilt angle θe as described above. Therefore, by multiplying the directivity in the vertical plane and the directivity in the horizontal plane. The desired three-dimensional directivity can be realized, and the service area can be easily designed. For this reason, as an antenna device for a base station, an electric tilt type antenna device is frequently used except for special applications.

上記基地局で通常用いられる電気チルト方式のアンテナ装置は、指向性パターンにおけるフロントバック比(以下「F/B」という。)が15〜20dB程度であり、所望セクタ外の方向である背面方向や側面方向において存在する無視できない干渉波の影響を受ける。この干渉波の影響を低減するためにアンテナ装置のF/Bをさらに改善することはセクタの設計上重要である。
一般に、基地局を介して送受信される信号のQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)などを用いた固定変調方式においては、一定の信号対雑音干渉電力比(以下「SINR」という。)が得られれば、それ以上にSINRを改善してもスループットのさらなる向上には寄与しない。しかしながら、近年適用されている16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)や64QAMなどの多値変調方式も利用する可変変調方式においては、SINRは高ければ高いほどさらなるスループット改善に貢献できる可能性がある。そのため、特に可変変調方式を用いた通信においてアンテナ装置のF/Bをさらに改善することはきわめて有効である。
The electric tilt type antenna device normally used in the base station has a front-back ratio (hereinafter referred to as “F / B”) of about 15 to 20 dB in the directivity pattern, It is affected by non-negligible interference waves that exist in the lateral direction. In order to reduce the influence of the interference wave, it is important for the sector design to further improve the F / B of the antenna device.
In general, in a fixed modulation method using QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) of a signal transmitted and received via a base station, if a constant signal-to-noise interference power ratio (hereinafter referred to as “SINR”) is obtained. Further improvement of SINR does not contribute to further improvement of throughput. However, in variable modulation schemes that use multi-level modulation schemes such as 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation) and 64QAM that have been applied in recent years, there is a possibility that higher SINR can contribute to further throughput improvement. For this reason, it is extremely effective to further improve the F / B of the antenna device particularly in communication using a variable modulation system.

しかしながら、アンテナ装置の設定作業を容易にするとともに、限られた大きさの中でのアンテナ装置の物理設計において、上記15〜20dBのF/Bからの更なる改善は容易ではない。   However, it is not easy to further improve the 15/20 dB F / B in the physical design of the antenna device in a limited size while facilitating the setting work of the antenna device.

アンテナ装置の大型化を回避して上記F/Bを改善するために、所望セクタに対しては所定のチルト角を維持したまま所望セクタ外に対してはより深いチルト角とするように複合チルト方式を改良した方式(以下「相殺型複合チルト方式」という。)が考えられる。この相殺型複合チルト方式は、前述の加算型複合チルト方式と同様に、機械チルト方式と電気チルト方式とを併用する。前述の加算型複合チルト方式では、フロントローブ側で機械的なチルト角と電気的なチルト角とを互いに大きくして総合的なチルト角をより深く設定することができた。これに対し、相殺型複合チルト方式では、フロントローブ側で機械的なチルト角と電気的なチルト角を互いに相殺するように設定する。具体的には、機械的なチルト角θmは、図12(a)に示すように、水平面Hに対してフロントローブ901fが上向きのチルト角(マイナスのチルト角)になるように設定する。一方、電気的なチルト角θeは、図12(b)に示すように、水平面Hに対してフロントローブ901f及びバックローブ901bそれぞれが下向きの深いチルト角が大きくなるように設定する。これにより、図12(c)に示すように、所望セクタ側のフロントローブ901fで所定の総合チルト角θf(=θe−θm)を実現している。一方、所望セクタ外の側面方向のチルト角は、機械チルトが効かないため電気チルトの効果のみが現れ、電気的なチルト角θeと同じになる。さらに、所望セクタ外の背面方向では、機械的なチルト角θに電気的なチルト角θeが加算されるため、上記フロントローブ901fのチルト角θf(=θe−θm)より深いチルト角θb(=θm+θe>θf)が実現できる。このように、相殺型複合チルト方式では所望セクタ方向以外でより深いチルト角を実現することができる。そのため、島嶼や山頂など背面方向に不要電波を放射させたくない場所などの限られた条件において適用されている。
しかしながら、上記相殺型複合チルト方式では、前述の機械チルト方式や加算型複合チルト方式と同様に機械チルトを伴うため、アンテナ装置の設置時における角度設定の多様化により、設置作業が容易でない。
In order to improve the F / B by avoiding an increase in the size of the antenna device, the composite tilt is set so that a predetermined tilt angle is maintained with respect to the desired sector and a deeper tilt angle is provided with respect to the outside of the desired sector. An improved method (hereinafter referred to as “cancellation type composite tilt method”) can be considered. This cancellation type compound tilt method uses both the mechanical tilt method and the electric tilt method in the same manner as the above-described addition type compound tilt method. In the above-described addition type composite tilt method, the overall tilt angle can be set deeper by increasing the mechanical tilt angle and the electrical tilt angle on the front lobe side. On the other hand, in the cancellation type composite tilt method, the mechanical tilt angle and the electrical tilt angle are set to cancel each other on the front lobe side. Specifically, the mechanical tilt angle θm is set so that the front lobe 901f has an upward tilt angle (negative tilt angle) with respect to the horizontal plane H as shown in FIG. On the other hand, as shown in FIG. 12B, the electrical tilt angle θe is set so that the front lobe 901f and the back lobe 901b each have a deep deep tilt angle with respect to the horizontal plane H. As a result, as shown in FIG. 12C, a predetermined total tilt angle θf (= θe−θm) is realized by the front lobe 901f on the desired sector side. On the other hand, the tilt angle in the lateral direction outside the desired sector has only the effect of electrical tilt because mechanical tilt does not work, and is the same as the electrical tilt angle θe. Further, since the electrical tilt angle θe is added to the mechanical tilt angle θ in the rear direction outside the desired sector, the tilt angle θb (= deeper than the tilt angle θf (= θe−θm) of the front lobe 901f. θm + θe> θf) can be realized. As described above, in the cancellation type composite tilt method, a deeper tilt angle can be realized in directions other than the desired sector direction. Therefore, it is applied in limited conditions such as places where you do not want to emit unwanted radio waves in the back direction such as islands and mountain peaks.
However, since the cancellation type composite tilt method involves mechanical tilt in the same manner as the mechanical tilt method and the addition type composite tilt method described above, the installation work is not easy due to the diversification of angle settings when the antenna device is installed.

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、設置作業を容易にしつつ、小型化の構成で指向性パターンにおける所望方向におけるフロントローブのチルト角を所定の角度に維持するとともに所望方向とは逆側におけるバックローブのチルト角を深くすることができるアンテナ装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to maintain the tilt angle of the front lobe in a desired direction in a directivity pattern at a predetermined angle with a downsized configuration while facilitating installation work. At the same time, an object of the present invention is to provide an antenna device that can deepen the tilt angle of the back lobe on the side opposite to the desired direction.

本発明に係るアンテナ装置は、複数のアンテナ素子が所定の間隔で配設されたアレイアンテナと、前記アレイアンテナに対向するように設けられた反射部材と、を備えたアンテナ装置であって、前記アレイアンテナの全体の指向性パターンにおけるフロントローブの方向が該アレイアンテナの長手方向に直交する仮想水平面から所定の角度だけ下方に傾くように前記複数のアンテナ素子間で位相を調整する位相調整手段を備え、前記反射部材は、前記アレイアンテナに所定の間隔で対向し該アレイアンテナの長手方向に沿って延在する主反射部と、前記アレイアンテナの長手方向及び前記フロントローブの方向それぞれに直交する側方から該アレイアンテナに対向する副反射部と、を有し、前記副反射部における前記フロントローブ側の端縁の少なくとも一部は、前記アレイアンテナの長手方向における下端側を基準にして前記フロントローブ側とは反対側に傾いている。
このアンテナ装置によれば、アレイアンテナの長手方向が鉛直方向になるように傾けずに設置したとき、アレイアンテナの複数のアンテナ素子間の位相を調整することにより、所望方向におけるフロントローブを所定のチルト角で下向きにチルトさせることができる。また、このアンテナ素子間の位相の調整により、所望方向とは逆方向におけるバックローブのチルト角についても、フロントローブと同様なチルト角にすることができる。また、アレイアンテナに対向するように設けられた反射部材の副反射部におけるフロントローブ側の端縁の少なくとも一部が、アレイアンテナの長手方向における下端側を基準にしてフロントローブ側とは反対側に傾いている。この副反射部の端縁の少なくとも一部の傾きにより、アレイアンテナの所望方向とは逆側における電波の回折方向を下向きにすることができ、バックローブのチルト角を深くすることができる。
しかも、バックローブのチルト角を深くするための構成が、副反射部の端縁の少なくとも一部を傾けるという簡易な構成であるため、アンテナ装置の大型化を回避することができる。
更に、アンテナ装置の全体は、アレイアンテナの長手方向が鉛直方向になるように傾けずに設置することができるため、アンテナ装置の設置作業が容易である。
An antenna device according to the present invention is an antenna device including an array antenna in which a plurality of antenna elements are arranged at a predetermined interval, and a reflecting member provided to face the array antenna, Phase adjustment means for adjusting the phase between the plurality of antenna elements so that the direction of the front lobe in the entire directivity pattern of the array antenna is inclined downward by a predetermined angle from a virtual horizontal plane orthogonal to the longitudinal direction of the array antenna The reflecting member is opposed to the array antenna at a predetermined interval and extends along the longitudinal direction of the array antenna, and is orthogonal to the longitudinal direction of the array antenna and the direction of the front lobe. A sub-reflection portion facing the array antenna from the side, and an edge on the front lobe side of the sub-reflection portion At least in part, it is inclined to the opposite side to the front lobe side lower end side with respect in the longitudinal direction of the array antenna.
According to this antenna device, when the array antenna is installed without being tilted so that the longitudinal direction thereof is the vertical direction, the front lobe in the desired direction is adjusted to a predetermined value by adjusting the phase between the plurality of antenna elements of the array antenna. It can be tilted downward at a tilt angle. Further, by adjusting the phase between the antenna elements, the tilt angle of the back lobe in the direction opposite to the desired direction can be set to the same tilt angle as that of the front lobe. Also, at least a part of the front lobe side edge of the sub-reflecting portion of the reflecting member provided to face the array antenna is opposite to the front lobe side with respect to the lower end side in the longitudinal direction of the array antenna. Leaning on. By tilting at least a part of the edge of the sub-reflecting portion, the diffraction direction of the radio wave on the side opposite to the desired direction of the array antenna can be made downward, and the tilt angle of the back lobe can be deepened.
In addition, since the configuration for increasing the tilt angle of the back lobe is a simple configuration in which at least a part of the edge of the sub-reflection portion is tilted, an increase in the size of the antenna device can be avoided.
Furthermore, since the entire antenna device can be installed without being tilted so that the longitudinal direction of the array antenna is in the vertical direction, the installation work of the antenna device is easy.

前記アンテナ装置において、前記副反射部の端縁の全体を、前記アレイアンテナの長手方向に沿った方向における下端側を基準にして前記フロントローブ側とは反対側に傾けてもよい。このアンテナ装置によれば、アレイアンテナの所望方向とは逆側における電波の回折方向を下向きにする効果が高まるため、バックローブのチルト角をより深くすることができる。
また、前記アンテナ装置において、前記副反射部を前記側方からみたときの形状は、台形又は三角形であってもよい。このアンテナ装置によれば、副反射部の加工が容易になる。
また、前記アンテナ装置において、前記副反射部の前記アレイアンテナの長手方向に沿った方向における長さLに対する前記側方からみたときの該アレイアンテナの長手方向と直交する方向における幅Wの比(W/L)は、1/30以上1/20以下であってもよい。このアンテナ装置によれば、前記比(W/L)が1/20以下であることにより前記副反射部の水平方向におけるサイズを抑制しつつ、前記比(W/L)が1/30以上であることによりバックローブのチルト角を確実に深くすることができる。
また、前記アンテナ装置において、前記反射部材の主反射部及び副反射部はそれぞれ平板で形成してもよい。このアンテナ装置によれば、反射部材の加工が容易になる。また、アレイアンテナ及び反射部材を円筒状の収容部材で囲む場合に、収容部材の内壁面と反射部材の外壁面との間に、位相調整手段やケーブルなどを設置するためのスペースを確保できる。
また、前記アンテナ装置において、前記副反射部の下端部は、前記アレイアンテナ側の内側に曲げられていてもよい。このアンテナ装置によれば、前記副反射部を側方からみたときのアレイアンテナの長手方向と直交する方向における副反射部の幅を狭くすることができるので、水平方向における反射部材のサイズを小さくすることができる。
また、前記アンテナ装置において、前記反射部材の主反射部及び副反射部のうち少なくとも副反射部は、前記アレイアンテナを囲むように曲げられた曲板で形成してもよい。このアンテナ装置によれば、アレイアンテナ及び反射部材を円筒状の収容部材で囲む場合に、その収容部材の直径を小さくすることができ、アンテナ装置の小型化を図ることができる。
In the antenna device, the entire edge of the sub-reflective portion may be inclined to the side opposite to the front lobe side with respect to the lower end side in the direction along the longitudinal direction of the array antenna. According to this antenna device, the effect of lowering the direction of radio wave diffraction on the side opposite to the desired direction of the array antenna is enhanced, so that the tilt angle of the back lobe can be made deeper.
In the antenna device, the shape of the sub-reflecting portion when viewed from the side may be a trapezoid or a triangle. According to this antenna device, it is easy to process the sub-reflecting portion.
In the antenna device, the ratio of the width W in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the array antenna when viewed from the side with respect to the length L in the direction along the longitudinal direction of the array antenna of the sub-reflecting portion ( W / L) may be 1/30 or more and 1/20 or less. According to this antenna device, the ratio (W / L) is 1/30 or more while suppressing the size of the sub-reflecting portion in the horizontal direction because the ratio (W / L) is 1/20 or less. The tilt angle of the back lobe can be surely deepened.
In the antenna device, the main reflection portion and the sub reflection portion of the reflection member may be formed of flat plates. According to this antenna device, the processing of the reflecting member is facilitated. Further, when the array antenna and the reflecting member are surrounded by a cylindrical housing member, a space for installing phase adjusting means, a cable, and the like can be secured between the inner wall surface of the housing member and the outer wall surface of the reflecting member.
Moreover, the said antenna apparatus WHEREIN: The lower end part of the said sub-reflection part may be bent inside the said array antenna side. According to this antenna device, since the width of the sub-reflecting portion in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the array antenna when the sub-reflecting portion is viewed from the side can be reduced, the size of the reflecting member in the horizontal direction can be reduced. can do.
In the antenna device, at least the sub-reflecting portion of the main reflecting portion and the sub-reflecting portion of the reflecting member may be formed of a curved plate bent so as to surround the array antenna. According to this antenna device, when the array antenna and the reflecting member are surrounded by the cylindrical housing member, the diameter of the housing member can be reduced, and the antenna device can be downsized.

なお、本明細書において、「指向性パターン」とは、アンテナ装置を中心とした外向きの方向と電波の放射や受信感度の強さとの関係を2次元的又は3次元的に表したパターンである。その指向性パターンにおける最大の指向特性を示すビーム状の最大指向特性部を「フロントローブ」又は「主ビーム」という。また、その指向性パターンにおける極大の指向特性を示す複数の極大指向特性部のうちフロントローブ(主ビーム)とは反対側の背面側に位置する極大指向特性部を「バックローブ」という。また、前記複数の極大指向特性部のうち側面側に位置する極大指向特性部を「サイドローブ」という。また、フロントローブ、バックローブ及びサイドローブそれぞれの「チルト角」は、そのフロントローブなどの方向の水平面からの傾き角度であり、水平面から下向きの角度がプラス方向であり、水平面から下向きの角度がマイナスの角度である。また、このチルト角がマイナス方向に大きくなることを、「チルト角が深くなる」という。   In this specification, the “directivity pattern” is a pattern in which the relationship between the outward direction centered on the antenna device and the strength of radio wave radiation and reception sensitivity is expressed two-dimensionally or three-dimensionally. is there. The beam-shaped maximum directivity characteristic portion showing the maximum directivity in the directivity pattern is called “front lobe” or “main beam”. The maximum directional characteristic portion located on the back side opposite to the front lobe (main beam) among the plurality of maximal directional characteristics portions showing the maximum directional characteristics in the directivity pattern is referred to as “back lobe”. The maximum directional characteristic portion located on the side surface among the plurality of maximum directional characteristic portions is referred to as a “side lobe”. The “tilt angle” of each of the front lobe, the back lobe, and the side lobe is an inclination angle from the horizontal plane in the direction of the front lobe, the downward angle from the horizontal plane is a positive direction, and the downward angle from the horizontal plane is It is a negative angle. In addition, increasing the tilt angle in the negative direction is referred to as “increasing the tilt angle”.

本発明によれば、設置作業が容易であり、大型化を回避しつつ指向性パターンにおける所望方向におけるフロントローブのチルト角を所定の角度に維持するとともに所望方向とは逆側におけるバックローブのチルト角を深くすることができる、という効果を奏する。   According to the present invention, the installation work is easy, the tilt angle of the back lobe on the side opposite to the desired direction is maintained while maintaining the tilt angle of the front lobe in the desired direction in the directivity pattern while avoiding an increase in size. The effect is that the corners can be deepened.

本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の構成例を示す斜視図。The perspective view which shows the structural example of the antenna apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. (a)及び(b)はそれぞれ本実施形態に係るアンテナ装置の反射部材を形成する副反射板の側面図及び上面図。(A) And (b) is the side view and top view of a sub-reflector which form the reflection member of the antenna device which concerns on this embodiment, respectively. 本実施形態に係るアンテナ装置で送受信される電波の波面の様子を模式的に示す説明図。Explanatory drawing which shows typically the mode of the wave front of the electromagnetic wave transmitted / received with the antenna apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るアンテナ装置におけるフロントローブ及びバックローブの様子を示す説明図。Explanatory drawing which shows the mode of the front lobe and back lobe in the antenna device which concerns on this embodiment. (a)は本実施形態に係るアンテナ装置のシミュレーションにおけるセル・セクタ構成の説明図。(b)はセル中央の基地局に設置したアンテナ装置の説明図。(A) is explanatory drawing of the cell sector structure in the simulation of the antenna device which concerns on this embodiment. (B) is explanatory drawing of the antenna apparatus installed in the base station of a cell center. 実施例及び比較例それぞれのアンテナ装置における垂直面内の指向性パターンのシミュレーション結果を示すグラフ。The graph which shows the simulation result of the directivity pattern in the vertical plane in the antenna apparatus of an Example and each comparative example. 実施例及び比較例それぞれのアンテナ装置を7セル3セクタ構成に用いた場合の自セル周辺のSINR分布を濃淡で示した説明図。The explanatory view which showed the SINR distribution of the periphery of a self-cell at the time of using the antenna apparatus of an Example and a comparative example for a 7 cell 3 sector structure with light and shade. 実施例及び比較例それぞれにおける自セルの所望セクタにおける通信容量の累積確率を示すグラフ。The graph which shows the cumulative probability of the communication capacity in the desired sector of the own cell in an Example and each comparative example. (a)及び(b)はそれぞれ変形例に係る副反射板の側面図及び上面図。(A) And (b) is the side view and top view of a sub-reflector which concern on a modification, respectively. (a)〜(d)はそれぞれ他の変形例に係る副反射板の側面図及び上面図。(A)-(d) is the side view and top view of a sub-reflector which concern on another modification, respectively. (a)は機械チルト方式の原理の説明図。(b)は電気チルト方式の原理の説明図。(c)は加算型複合チルト方式の原理の説明図。(A) is explanatory drawing of the principle of a mechanical tilt system. (B) is an explanatory view of the principle of the electric tilt method. (C) is an explanatory view of the principle of the addition type composite tilt method. (a)〜(c)は相殺型複合チルト方式の原理の説明図。(A)-(c) is explanatory drawing of the principle of a cancellation type | mold compound tilt system.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、以下に示す実施形態はそれぞれ本発明の一例を示したものであり、本発明の範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, each embodiment shown below shows an example of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following embodiment.

図1は、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の構成例を示す斜視図である。なお、図1には、説明の便宜上、直交座標系の座標軸x,y,zと、アンテナ装置100の指向性パターンにおけるフロントローブの方向F及びバックローブの方向Bとを表示している。   FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of an antenna device according to an embodiment of the present invention. For convenience of explanation, FIG. 1 shows the coordinate axes x, y, and z of the orthogonal coordinate system, and the front lobe direction F and the back lobe direction B in the directivity pattern of the antenna device 100.

図1において、アンテナ装置100は、アレイアンテナ200と、アレイアンテナ200に対向するように設けられた反射部材300と、円筒状の収容部材としてのレドーム400とを備えている。アレイアンテナ200は、複数のアンテナ素子(例えばダイポール型のアンテナ素子)210が所定の間隔でライン状に配設されている。   In FIG. 1, the antenna device 100 includes an array antenna 200, a reflection member 300 provided so as to face the array antenna 200, and a radome 400 as a cylindrical housing member. The array antenna 200 has a plurality of antenna elements (for example, dipole antenna elements) 210 arranged in a line at a predetermined interval.

反射部材300は、金属などの導電性の平板で一体的に形成され、主反射部としての主反射板310と副反射部としての副反射板320、330とを有する。主反射板310は、長方形の導電性平板で形成され、アレイアンテナ200に所定の間隔で対向しアレイアンテナ200の長手方向に沿って延在している。主反射板310とアレイアンテナ200との距離はλ/4(λ:送受信信号の波長)程度に設定されている。   The reflecting member 300 is integrally formed of a conductive flat plate such as metal, and includes a main reflecting plate 310 as a main reflecting portion and sub reflecting plates 320 and 330 as sub reflecting portions. The main reflector 310 is formed of a rectangular conductive flat plate, faces the array antenna 200 at a predetermined interval, and extends along the longitudinal direction of the array antenna 200. The distance between the main reflector 310 and the array antenna 200 is set to about λ / 4 (λ: wavelength of transmission / reception signal).

副反射板320、330は、台形の導電性平板で形成され、アレイアンテナ200の長手方向及びフロントローブの方向それぞれに直交する側方からアレイアンテナ200に対向している。また、副反射板320、330におけるフロントローブ側(主反射板側とは逆側)の端縁321、331は、アレイアンテナ200の長手方向における下端側を基準にしてフロントローブ側とは反対側(主反射板側、バックローブ側)に傾いている。なお、図示の例では、副反射板320、330の端縁321、331の全体が傾いているが、その端縁321、331の一部を傾けるようにしてもよい。この副反射板320、330の端縁321、331の傾きについては後述する。   The sub-reflecting plates 320 and 330 are formed of trapezoidal conductive flat plates and face the array antenna 200 from the sides orthogonal to the longitudinal direction of the array antenna 200 and the direction of the front lobe. In addition, end edges 321 and 331 on the front lobe side (opposite to the main reflector side) of the sub reflectors 320 and 330 are opposite to the front lobe side with respect to the lower end side in the longitudinal direction of the array antenna 200. It is inclined to the main reflector side and back lobe side. In the example shown in the figure, the entire edges 321 and 331 of the sub-reflecting plates 320 and 330 are inclined, but some of the edges 321 and 331 may be inclined. The inclination of the end edges 321 and 331 of the sub-reflection plates 320 and 330 will be described later.

また、アンテナ装置100は、位相調整手段としての可変分配移相器500を備えている。可変分配移相器500は、アレイアンテナ200の全体の指向性パターンにおけるフロントローブの方向がアレイアンテナ200の長手方向に直交する仮想水平面から所定の角度(フロントチルト角θf)だけ下方に傾くように複数のアンテナ素子間で位相を調整する。可変分配移相器500は、例えば、各アンテナ素子210から放射される電波の位相すなわち各アンテナ素子210に供給する送信信号の位相を、一番上のアンテナ素子に対して進み位相とし、下へ行くほど位相を順次遅らせるように、アンテナ素子210ごとに位相を変化させて調整する。また、可変分配移相器500は、各アンテナ素子210で受信された受信信号の位相を、一番上のアンテナ素子に対して進み位相とし、下へ行くほど位相を順次遅らせるように、アンテナ素子210ごとに位相を変化させて調整する。この調整により、アレイアンテナ200を中心とした全方位に対して、アレイアンテナ200の全体で送信される電波及び受信される電波に対する指向性パターンの垂直面におけるフロントローブが仮想水平面から所定のフロントチルト角θf(例えば7度)だけ下方に傾けることができる。なお、可変分配移相器500は、図1に示すようにレドーム400内の空きスペースに内蔵してもよいし、アンテナ装置100とは別体の外付け装置として備えてもよい。   In addition, the antenna device 100 includes a variable distribution phase shifter 500 as a phase adjustment unit. In the variable distribution phase shifter 500, the direction of the front lobe in the entire directivity pattern of the array antenna 200 is inclined downward by a predetermined angle (front tilt angle θf) from a virtual horizontal plane orthogonal to the longitudinal direction of the array antenna 200. The phase is adjusted between a plurality of antenna elements. The variable distribution phase shifter 500 uses, for example, the phase of the radio wave radiated from each antenna element 210, that is, the phase of the transmission signal supplied to each antenna element 210, as a leading phase with respect to the top antenna element, and down Adjustment is made by changing the phase of each antenna element 210 so that the phase is sequentially delayed as it goes. Further, the variable distribution phase shifter 500 sets the phase of the received signal received by each antenna element 210 as a leading phase with respect to the top antenna element, and sequentially delays the phase as it goes down. Each 210 is adjusted by changing the phase. By this adjustment, the front lobe in the vertical plane of the directivity pattern with respect to the radio wave transmitted and received by the entire array antenna 200 is changed from the virtual horizontal plane to a predetermined front tilt with respect to all directions around the array antenna 200. It can be tilted downward by an angle θf (for example, 7 degrees). The variable distribution phase shifter 500 may be built in an empty space in the radome 400 as shown in FIG. 1 or may be provided as an external device separate from the antenna device 100.

図2(a)及び(b)はそれぞれ本実施形態に係るアンテナ装置100の反射部材300を形成する副反射板320、330の側面図及び上面図である。副反射板320、330は側方からみたとき台形の形状を有し、そのフロントローブ側(図2(a)中の右側)の端縁321、331は、前述のとおり、アレイアンテナ200の長手方向における下端側を基準にしてフロントローブ側とは反対側(主反射板側、バックローブ側)に傾いている。   2A and 2B are a side view and a top view of the sub-reflecting plates 320 and 330 forming the reflecting member 300 of the antenna device 100 according to the present embodiment, respectively. The sub-reflecting plates 320 and 330 have a trapezoidal shape when viewed from the side, and the edges 321 and 331 on the front lobe side (the right side in FIG. 2A) are the lengths of the array antenna 200 as described above. Inclined to the side opposite to the front lobe side (main reflector side, back lobe side) with respect to the lower end side in the direction.

ここで、副反射板320、330のアレイアンテナ200の長手方向に沿った方向(鉛直方向、図中のz軸方向)における長さLに対するアレイアンテナ200の長手方向と直交する方向(水平方向、図中のx軸方向)における幅Wの比(W/L)は、1/30以上1/20以下が好ましい。上記比(W/L)を1/20以下にすることにより、副反射板320、330の水平方向におけるサイズである幅を抑制しつつ、上記比(W/L)を1/30以上にすることにより、バックローブのチルト角を確実に深くすることができる。また、反射板320、330の端縁321、331の鉛直方向からの傾き角度θsは、1.8度以上3.0度以下が好ましい。なお、これらの比(W/L)及び傾き角度θsは、上記範囲に限定されるものではなく、アンテナ装置100が用いられる移動通信システムにおけるセル・セクタ構成やアンテナ装置100の設置位置の高さなどに基づいて設定してもよい。   Here, a direction (horizontal direction) orthogonal to the longitudinal direction of the array antenna 200 with respect to the length L in the direction along the longitudinal direction of the array antenna 200 of the sub-reflecting plates 320 and 330 (vertical direction, z-axis direction in the figure). The ratio (W / L) of the width W in the x-axis direction in the drawing is preferably 1/30 or more and 1/20 or less. By setting the ratio (W / L) to 1/20 or less, the ratio (W / L) is set to 1/30 or more while suppressing the width that is the size of the sub-reflecting plates 320 and 330 in the horizontal direction. Thus, the tilt angle of the back lobe can be surely increased. In addition, the inclination angle θs from the vertical direction of the edges 321 and 331 of the reflectors 320 and 330 is preferably 1.8 degrees or more and 3.0 degrees or less. Note that the ratio (W / L) and the inclination angle θs are not limited to the above ranges, and the cell sector configuration and the height of the installation position of the antenna device 100 in the mobile communication system in which the antenna device 100 is used. You may set based on.

図3は、本実施形態に係るアンテナ装置100で送受信される電波の波面の様子を模式的に示す説明図である。また、図4は、本実施形態に係るアンテナ装置100におけるフロントローブ101f及びバックローブ101bの様子を示す説明図である。   FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing the state of wavefronts of radio waves transmitted and received by the antenna device 100 according to the present embodiment. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the state of the front lobe 101f and the back lobe 101b in the antenna device 100 according to the present embodiment.

アンテナ装置100の前方F側では、アレイアンテナ200からの直接波と反射板310,320,330からの反射波が支配的であり、図3中の波面Wfに示すように水平面Hから所定のフロントチルト角θf(=電気的なチルト角θe)だけ下方にチルトしたフロントローブチルトが発生する。すなわち、図4に示すようにフロントローブ101fは、アレイアンテナ200や主反射板310からの電波が支配的であるため、予め設定した電気チルト角θeで電波が放射される。フロントローブ101fの方向は、図中のチルト角θfがθeであるフロントチルト方向Ftiltとなる。   On the front F side of the antenna device 100, the direct wave from the array antenna 200 and the reflected wave from the reflectors 310, 320, and 330 are dominant, and a predetermined front from the horizontal plane H as shown by the wavefront Wf in FIG. A front lobe tilt tilted downward by a tilt angle θf (= electrical tilt angle θe) occurs. That is, as shown in FIG. 4, since the front lobe 101f is dominated by radio waves from the array antenna 200 and the main reflector 310, radio waves are radiated at a preset electrical tilt angle θe. The direction of the front lobe 101f is the front tilt direction Ftilt in which the tilt angle θf in the figure is θe.

一方、アンテナ装置100の後方B側では、アレイアンテナ200からの直接波よりも、副反射板320、330の2次的な再放射原として機能する端縁321、331から放射される再放射波が支配的になる。本実施形態のアンテナ装置100では、副反射板320、330の端縁321、331が所定の傾き角度θsで傾斜しているため、前述の相殺型複合チルト方式の機械的なチルト(図12(a)参照)と等価になる。これにより、図3中の波面Wbに示すように水平面Hから所定のバックチルト角θb(=θe+θs)だけ下方にチルトした、深いバックローブチルトが発生する。すなわち、図4に示すようにバックローブ101bは前述の通り深いチルト角となり、サイドローブは両者の中間的なチルト角となる。バックローブ101bの方向は、図中のチルト角θbがθeとθsとが加算された角度であるバックチルト方向Btiltになる。   On the other hand, on the rear B side of the antenna device 100, the re-radiated wave radiated from the edges 321 and 331 functioning as the secondary re-radiation source of the sub-reflecting plates 320 and 330 rather than the direct wave from the array antenna 200. Becomes dominant. In the antenna device 100 of the present embodiment, since the edges 321 and 331 of the sub-reflecting plates 320 and 330 are inclined at a predetermined inclination angle θs, the mechanical tilt of the above-described cancellation type composite tilt method (FIG. 12 ( It becomes equivalent to a) reference). As a result, a deep backlobe tilt is generated that is tilted downward from the horizontal plane H by a predetermined back tilt angle θb (= θe + θs) as indicated by the wavefront Wb in FIG. That is, as shown in FIG. 4, the back lobe 101b has a deep tilt angle as described above, and the side lobe has an intermediate tilt angle between them. The direction of the back lobe 101b is the back tilt direction Btilt, which is the angle obtained by adding the tilt angle θb in the drawing to θe and θs.

次に、本実施形態に係るアンテナ装置100におけるより具体的な実施例の効果を確認するために指向性、SINR及びスループットの評価を行ったコンピュータシミュレーションについて説明する。   Next, a computer simulation in which directivity, SINR, and throughput are evaluated in order to confirm the effects of more specific examples in the antenna device 100 according to the present embodiment will be described.

表1は、本シミュレーションの諸元の一覧表である。
Table 1 is a list of specifications of the simulation.

本実施例のアンテナ装置100を構成する台形の副反射板320、330の端縁321、331の傾き角度θsは3度である。また、本実施例のアンテナ装置100が設置される基地局を中心としてセル及びセクタの構成は、図5(a)に示すように7セル(#0〜#6)及び3セクタ(#a〜#c)の構成とした。本実施形態のアンテナ装置100は、中央のセル#0の中央に位置する基地局に設置される3つのアンテナ装置100a〜100c(図5(b)参照)のうち、図5(a)中の上方に位置するセクタ#aを所望セクタとするアンテナ100aとした。セクタ#aにおける所望波に対する干渉波としては、自セルの他の2セクタ#b,#cにおける干渉波及び隣接セル(#1〜#6)の各セルの3セクタ(#a〜#c)における干渉波の合計20セクタ分の干渉波を考慮した。
なお、比較例として挙げたアンテナ装置の副反射板は長方形であり、その端縁の傾き角度は0度である。
The inclination angle θs of the edges 321 and 331 of the trapezoidal sub-reflecting plates 320 and 330 constituting the antenna device 100 of the present embodiment is 3 degrees. Further, the cell and sector configurations centering on the base station where the antenna apparatus 100 of the present embodiment is installed are composed of 7 cells (# 0 to # 6) and 3 sectors (#a to #a) as shown in FIG. The configuration is #c). The antenna device 100 of the present embodiment is the same as that shown in FIG. 5A among the three antenna devices 100a to 100c (see FIG. 5B) installed in the base station located in the center of the center cell # 0. An antenna 100a having a sector #a located above as a desired sector is used. As interference waves for a desired wave in sector #a, interference waves in other two sectors #b and #c of the own cell and three sectors (#a to #c) of each cell of adjacent cells (# 1 to # 6) The interference waves for a total of 20 sectors of the interference waves were considered.
Note that the sub-reflecting plate of the antenna device mentioned as the comparative example is rectangular, and the inclination angle of the edge is 0 degree.

図6は、実施例(A)及び比較例(B)それぞれのアンテナ装置における垂直面内の指向性パターンのシミュレーション結果を示すグラフである。図6により、実施例及び比較例におけるフロント方向でのチルト角はいずれも7度で一致しており、指向性パターンの形状もほぼ一致している。一方、バック方向では、実施例(台形の副反射板)の場合のチルト角が10度となっており、長方形の副反射板を用いる比較例の場合のチルト角(7度)より深くなっていることが分かる。   FIG. 6 is a graph showing simulation results of directivity patterns in the vertical plane in the antenna devices of Example (A) and Comparative Example (B). As shown in FIG. 6, the tilt angles in the front direction in the example and the comparative example are all 7 degrees, and the shapes of the directivity patterns are almost the same. On the other hand, in the back direction, the tilt angle in the example (trapezoidal sub-reflecting plate) is 10 degrees, which is deeper than the tilt angle (7 degrees) in the comparative example using the rectangular sub-reflecting plate. I understand that.

図7(a)及び(b)はそれぞれ実施例(A)及び比較例(B)それぞれのアンテナ装置を7セル3セクタ構成に用いた場合の自セル周辺のSINR分布を濃淡で示した説明図である。図中の破線は自セルのセクタの境界線である。図7により、長方形の副反射板を用いる比較例の場合に比して、実施例(台形の副反射板)の場合に自セクタ内において高いSINRが得られることが分かる。また、実施例(台形の副反射板)の場合では、特に隣接セクタでのSINR値が大幅に抑圧されていることが分かる。   FIGS. 7A and 7B are explanatory diagrams showing the SINR distribution around the own cell in shades when the antenna devices of Example (A) and Comparative Example (B) are used in a 7-cell 3-sector configuration, respectively. It is. The broken line in the figure is the boundary line of the sector of the own cell. FIG. 7 shows that a higher SINR can be obtained in the own sector in the case of the example (trapezoidal sub-reflector) than in the comparative example using the rectangular sub-reflector. In the case of the example (trapezoidal sub-reflector), it can be seen that the SINR value in the adjacent sector is significantly suppressed.

図8は、実施例(A)及び比較例(B)それぞれにおける自セル#0の所望セクタ#aにおける通信容量の累積確率を示すグラフである。図8により、長方形の副反射板を用いる比較例の場合に比して、実施例(台形の副反射板)の場合は高いスループットを得られることがわかる。   FIG. 8 is a graph showing the cumulative probability of communication capacity in the desired sector #a of the own cell # 0 in each of the example (A) and the comparative example (B). From FIG. 8, it can be seen that higher throughput can be obtained in the case of the example (trapezoidal sub-reflector) than in the comparative example using the rectangular sub-reflector.

図9(a)及び(b)はそれぞれ変形例に係る副反射板320、330の側面図及び上面図である。なお、前述の図2と同様な部分については同じ符号を付し、説明を省略する。
前述の図2の構成例では副反射板320、330が側方からみたとき台形の形状を有しているが、図9(a)及び(b)に示すように側方からみたとき三角形の形状を有するように副反射板320、330を形成してもよい。
FIGS. 9A and 9B are a side view and a top view of sub-reflecting plates 320 and 330, respectively, according to modified examples. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the part similar to above-mentioned FIG. 2, and description is abbreviate | omitted.
In the configuration example of FIG. 2 described above, the sub-reflecting plates 320 and 330 have a trapezoidal shape when viewed from the side. However, when viewed from the side, as shown in FIGS. The sub-reflection plates 320 and 330 may be formed so as to have a shape.

図10(a)〜(d)はそれぞれ他の変形例に係る副反射板320、330の上面図である。なお、前述の図2と同様な部分については同じ符号を付し、説明を省略する。
前述の図2の構成例では副反射板320、330がそれぞれ全体が平板状に形成されているが、図10(a)に示すように副反射板320、330の下端部をアレイアンテナ側の内側に屈曲させるように副反射板320、330を形成してもよい。この構成によれば、アレイアンテナ200及び反射部材300を囲む円筒状のレドーム400の直径を小さくすることができ、アンテナ装置100の小型化を図ることができる。
また、前述の図2の構成例では主反射板310と副反射板320、330とがなす角度が90度になるように反射部材300が形成されているが、図10(b)に示すように主反射板310と副反射板320、330とがなす角度φが90度よりも大きくなるように反射部材300を形成してもよい。上記角度φは、例えば90度よりも大きく且つ120度以下の範囲内に設定する。
また、前述の図2の構成例では副反射板320、330がそれぞれ全体が平板状に形成されているが、図10(c)に示すように、アレイアンテナを囲むように曲げられた曲板で副反射板320、330を形成してもよい。この構成によれば、アレイアンテナ200及び反射部材300を囲む円筒状のレドーム400の直径を小さくすることができ、アンテナ装置100の小型化を図ることができる。
また、図10(d)に示すように、鉛直方向に直交する断面の形状がL字形状に反射部材300を形成し、その屈曲部310’を主反射部としてもよい。
10A to 10D are top views of sub-reflecting plates 320 and 330 according to other modified examples, respectively. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the part similar to above-mentioned FIG. 2, and description is abbreviate | omitted.
In the configuration example of FIG. 2 described above, the sub-reflecting plates 320 and 330 are each formed in a flat plate shape, but the lower end portions of the sub-reflecting plates 320 and 330 are arranged on the array antenna side as shown in FIG. The sub reflectors 320 and 330 may be formed so as to be bent inward. According to this configuration, the diameter of the cylindrical radome 400 surrounding the array antenna 200 and the reflecting member 300 can be reduced, and the antenna device 100 can be reduced in size.
In the configuration example of FIG. 2 described above, the reflecting member 300 is formed so that the angle formed by the main reflecting plate 310 and the sub-reflecting plates 320 and 330 is 90 degrees. As shown in FIG. Alternatively, the reflecting member 300 may be formed such that the angle φ formed by the main reflecting plate 310 and the sub-reflecting plates 320 and 330 is greater than 90 degrees. The angle φ is set, for example, within a range greater than 90 degrees and 120 degrees or less.
Further, in the configuration example of FIG. 2 described above, the sub-reflecting plates 320 and 330 are each formed in a flat plate shape, but as shown in FIG. 10C, a curved plate bent so as to surround the array antenna. Sub reflectors 320 and 330 may be formed. According to this configuration, the diameter of the cylindrical radome 400 surrounding the array antenna 200 and the reflecting member 300 can be reduced, and the antenna device 100 can be reduced in size.
Further, as shown in FIG. 10D, the reflecting member 300 may be formed in an L-shaped cross section perpendicular to the vertical direction, and the bent portion 310 ′ may be used as the main reflecting portion.

以上、本実施形態によれば、副反射板320、330の端縁321、331の傾きにより、アレイアンテナ200の所望方向とは逆側(バックローブ側)における電波の回折方向を下向きにすることができ、バックローブ101bのチルト角θbを深くすることができる。しかも、バックローブ101bのチルト角θbを深くするための構成が、副反射部の端縁を傾けるという簡易な構成であるため、アンテナ装置100の大型化を回避することができる。更に、アンテナ装置100の全体は、アレイアンテナ200の長手方向が鉛直方向になるように傾けずに設置することができるため、アンテナ装置100の設置作業が容易である。   As described above, according to the present embodiment, the diffraction direction of the radio wave on the side opposite to the desired direction of the array antenna 200 (back lobe side) is made downward due to the inclination of the end edges 321 and 331 of the sub-reflection plates 320 and 330. And the tilt angle θb of the back lobe 101b can be deepened. In addition, since the configuration for increasing the tilt angle θb of the back lobe 101b is a simple configuration in which the edge of the sub-reflection portion is tilted, the increase in size of the antenna device 100 can be avoided. Furthermore, since the entire antenna device 100 can be installed without being tilted so that the longitudinal direction of the array antenna 200 is in the vertical direction, installation work of the antenna device 100 is easy.

なお、本明細書で開示された実施形態の説明は、当業者が本開示を製造又は使用するのを可能にするために提供される。本開示に対するさまざまな修正は当業者には容易に明白になり、本明細書で定義される一般的原理は、本開示の趣旨又は範囲から逸脱することなく、他のバリエーションに適用可能である。それゆえ、本開示は、本明細書で説明される例及びデザインに限定されるものではなく、本明細書で開示された原理及び新規な特徴に合致する最も広い範囲に認められるべきである。   It is noted that the description of the embodiments disclosed herein is provided to enable any person skilled in the art to make or use the present disclosure. Various modifications to the present disclosure will be readily apparent to those skilled in the art, and the general principles defined herein may be applied to other variations without departing from the spirit or scope of the disclosure. The present disclosure is therefore not limited to the examples and designs described herein, but should be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein.

100 アンテナ装置
101f フロントローブ
101b バックローブ
200 アレイアンテナ
210 アンテナ素子
300 反射部材
310 主反射板
320、330 副反射板
321、331 副反射板の端縁
400 レドーム
500 可変分配移相器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Antenna apparatus 101f Front lobe 101b Back lobe 200 Array antenna 210 Antenna element 300 Reflective member 310 Main reflector 320,330 Sub reflector 321,331 Edge of sub reflector 400 Radome 500 Variable distribution phase shifter

特開2005−051409号公報JP-A-2005-051409 特開平02−174302号公報Japanese Patent Laid-Open No. 02-174302 特開2008−011104号公報JP 2008-011104 A

Claims (7)

複数のアンテナ素子が所定の間隔で配設されたアレイアンテナと、前記アレイアンテナに対向するように設けられた反射部材と、を備えたアンテナ装置であって、
前記アレイアンテナの全体の指向性パターンにおけるフロントローブの方向が該アレイアンテナの長手方向に直交する仮想水平面から所定の角度だけ下方に傾くように前記複数のアンテナ素子間で位相を調整する位相調整手段を備え、
前記反射部材は、前記アレイアンテナに所定の間隔で対向し該アレイアンテナの長手方向に沿って延在する主反射部と、前記アレイアンテナの長手方向及び前記フロントローブの方向それぞれに直交する側方から該アレイアンテナに対向する副反射部と、を有し、
前記副反射部における前記フロントローブ側の端縁の少なくとも一部は、前記フロントローブとは逆側のバックローブが前記フロントローブよりも大きいチルト角で前記仮想水平面から下方に傾くように、前記アレイアンテナの長手方向における下端側を基準にして前記フロントローブ側とは反対側に傾いていることを特徴とするアンテナ装置。
An antenna device comprising: an array antenna in which a plurality of antenna elements are arranged at a predetermined interval; and a reflection member provided to face the array antenna,
Phase adjustment means for adjusting the phase between the plurality of antenna elements so that the direction of the front lobe in the entire directivity pattern of the array antenna is inclined downward by a predetermined angle from a virtual horizontal plane orthogonal to the longitudinal direction of the array antenna With
The reflecting member includes a main reflecting portion facing the array antenna at a predetermined interval and extending along a longitudinal direction of the array antenna, and a lateral direction orthogonal to the longitudinal direction of the array antenna and the direction of the front lobe. And a sub-reflecting part facing the array antenna,
At least a part of the front lobe side edge of the sub-reflecting unit is arranged such that a back lobe on the opposite side of the front lobe is inclined downward from the virtual horizontal plane at a tilt angle larger than the front lobe. An antenna device, wherein the antenna device is inclined to the side opposite to the front lobe side with respect to a lower end side in the longitudinal direction of the antenna.
請求項1のアンテナ装置において、
前記副反射部の端縁の全体が、前記アレイアンテナの長手方向に沿った方向における下端側を基準にして前記フロントローブ側とは反対側に傾いていることを特徴とするアンテナ装置。
The antenna device according to claim 1, wherein
The antenna apparatus according to claim 1, wherein the entire edge of the sub-reflective portion is inclined to the opposite side of the front lobe side with respect to a lower end side in a direction along the longitudinal direction of the array antenna.
請求項2のアンテナ装置において、
前記副反射部を前記側方からみたときの形状は、台形又は三角形であることを特徴とするアンテナ装置。
The antenna device according to claim 2, wherein
The antenna device according to claim 1, wherein a shape of the sub-reflecting portion when viewed from the side is a trapezoid or a triangle.
請求項1又は3のアンテナ装置において、
前記副反射部の前記アレイアンテナの長手方向に沿った方向における長さLに対する前記側方からみたときの該アレイアンテナの長手方向と直交する方向における幅Wの比(W/L)は、1/30以上1/20以下であることを特徴とするアンテナ装置。
The antenna device according to claim 1 or 3,
The ratio (W / L) of the width W in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the array antenna when viewed from the side to the length L in the direction along the longitudinal direction of the array antenna of the sub-reflecting part is 1 An antenna device characterized in that it is / 30 or more and 1/20 or less.
請求項1乃至4のいずれかのアンテナ装置において、
前記反射部材の主反射部及び副反射部はそれぞれ平板で形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
The antenna device according to any one of claims 1 to 4,
The antenna device according to claim 1, wherein the main reflection portion and the sub reflection portion of the reflection member are each formed of a flat plate.
請求項5のアンテナ装置において、
前記副反射部の下端部は、前記アレイアンテナ側の内側に曲げられていることを特徴とするアンテナ装置。
The antenna device according to claim 5, wherein
The antenna device according to claim 1, wherein a lower end portion of the sub-reflecting portion is bent inward on the array antenna side.
請求項1乃至4のいずれかのアンテナ装置において、
前記反射部材の主反射部及び副反射部のうち少なくとも副反射部は、前記アレイアンテナを囲むように曲げられた曲板で形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
The antenna device according to any one of claims 1 to 4,
At least a sub-reflection portion of the main reflection portion and the sub-reflection portion of the reflection member is formed of a curved plate bent so as to surround the array antenna.
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