JP6557732B2 - 移動通信基地局のアンテナ装置内の信号分配／結合装置 - Google Patents

Description

本発明は、移動通信（PCS、Cellular、CDMA、GSM（登録商標）、LTEなど）のネットワークにおいて、基地局や中継局に適用することができるアンテナ装置に関し、特に、アンテナ装置内にて高周波（ＲＦ）信号を分配（または結合）するための信号分配／結合装置に関する。

一般的に、移動通信システムの基地局や中継局（以下、「基地局」と称する）は、送受信信号処理のための基地局本体装置と、複数の放射素子を備えて無線信号を送受信するアンテナ装置とに区分してきた。通常、基地局本体装置は地上の低い位置に設置し、アンテナ装置は建物の屋上や塔などの高い位置に設置し、それを給電用ケーブル（feeding cable）などを介して接続する。

基地局のアンテナ装置は、高周波無線信号を送受信するための多数の放射素子を備える。このとき、放射素子は比較的広い面積の金属板状の反射板の一面（例えば、前面）に設置する。また、アンテナ装置は、前記多数の放射素子を介して送受信される信号処理のための様々な回路や装置が備えられ、例えば、前記反射板の背面に固定して設置する。これらの機器は、多数の放射素子の信号の位相を調整するための位相遷移器（phase shifter）と、内部の機器、そして放射素子の送受信信号の分配及び結合するための分配／結合装置などが備えられる。このとき、各機器は、信号伝達用伝送線路を介して接続し、これらの伝送線路の相当部分は同軸ケーブル（coaxial cable）を利用して構成する。

一方、このような構造を有するアンテナ装置において、要求される帯域の信号の送受信特性を有することと共に、各機器そのものの構造や機器間の接続部における不連続な面または不安定な接続状態などによって発生するＰＩＭＤ（Passive IntermodulatＩ／Ｏn DistortＩ／Ｏn）成分を抑制することが非常に重要な事項である。

このとき、アンテナ装置においては信号分配／結合装置と、これらの信号分配／結合装置と同軸ケーブルを用いてはんだ付け（soldering）を介して接続する構造は、ほぼ必然的に要求されることで、信号分配／結合装置と同軸ケーブルや機器との間の接続部で発生する接続状態の不安定や、はんだ付け状態の不均一などにより発生するＰＩＭＤを抑制するための効果的な方策が求められている。

従って、本発明の目的は、同軸ケーブルとの接続部において発生するＰＩＭＤを抑制することができ、前記接続部におけるはんだ付けの品質を安定化させ、装置の接地品質を安定化させるための移動通信基地局アンテナ装置内の信号分配／結合装置を提供することにある。

前記の目的を達成するために、本発明は、移動通信基地局のアンテナ装置内の信号分配／結合装置において、上面に高周波信号分配／結合のための信号分配／結合用導体パターンが形成される回路基板と、前記回路基板と対応する大きさの上部実装面を有し、前記回路基板の下面が前記上部実装面に密着されるかたちで、前記回路基板と結合して前記回路基板を支持し、下部は前記アンテナ装置の反射板と固定されるように結合する支持板と、を含み、前記支持板は、外部からの接続された信号伝達用ケーブルを支持及び固定する多数のケーブル支持台を備え、前記多数のケーブル支持台は、前記信号分配／結合用導体パターンの多数の信号入出力部のうち、少なくとも一部に対応する部位に形成され、それぞれ前記ケーブルの外部導体が嵌合されるかたちで前記ケーブルを取り付けするために、前記ケーブルの外部導体に対応するかたちの構造物が長さ方向に延びるように形成された構造を有することを特徴とする。

前記多数のケーブル支持台は、前記ケーブルの内部導体が前記回路基板の上面と接する位置に載置されるように、前記支持板の予め設定された位置に形成される。

前記回路基板の下面と前記支持板にて、前記回路基板を実装する上部実装面は、互いにはんだ付け方法で接合されるためのはんだクリームが提供され、前記はんだクリームは、リフローはんだ付け方式で溶融及び硬化される。

前記回路基板の上面には、前記信号分配／結合用導体パターンと非接触カップリング方式によるカップリング信号を発生するためのカップリング導体パターンが形成される。

前記回路基板の上面には、前記信号分配／結合用導体パターン及び前記カップリング導体パターンと隣接した周辺領域に接地用導体パターンが形成され、前記接地用導体パターンは、多数のビアホールを介して前記回路基板の下面の接地層と電気的に接続する。

前記支持板は、貫通領域が形成され、貫通領域を介して前記回路基板の下側から接続されるケーブルを装着するために、それぞれ前記ケーブルに対応するかたちの溝が形成された構造を有する多数のケーブルホルダーが形成される。

前記支持板には、前記アンテナ装置の反射板とネジ締結方式で固定されるように結合するためには、前記支持板の下側に突出し、ネジ締結溝が形成される多数の締結部材が形成される。

前記支持板にて、前記回路基板を実装する実装面には、予め設定された長さ及び高さで突出する隔壁部材が一つ以上形成され、前記回路基板には、前記隔壁部材が挿入されるかたちで、前記隔壁部材と結合するスロットが一つ以上形成され、前記隔壁部材は、回路基板の導体パターンが形成された上面から予め設定された高さでさらに突出するように形成される。

前記したように、本発明に係る移動通信基地局アンテナ装置内の信号分配／結合装置は、ケーブルとの接続部で発生するＰＩＭＤを抑制することができ、前記接続部においてはんだ付けの品質を安定化させることができ、また、装置の接地品質を安定化させることができる。

本発明の一実施形態に係る信号分配／結合装置が適用される移動通信基地局のアンテナ装置の概略的な構造図である。 本発明の一実施形態に係る信号分配／結合装置の斜視図である。 図２の信号分配／結合装置の回路基板と支持板の分離斜視図である。 図２の信号分配／結合装置の平面図である。 図２の信号分配／結合装置の背面図である。 図２の信号分配／結合装置のうち、回路基板の平面図である。 図２の信号分配／結合装置のうち、回路基板の背面図である。 図２の信号分配／結合装置のうち、支持板の平面図である。 図２の信号分配／結合装置のうち、支持板の背面図である。 図２の信号分配／結合装置のうち、支持板の第１側の側面図である。 図２の信号分配／結合装置のうち、支持板の第２側の側面図である。 図２の信号分配／結合装置と同軸ケーブルとの接続構造を示したこと例示図である。 図２の信号分配／結合装置と同軸ケーブルとの接続構造を示したこと例示図である。 図２の信号分配／結合装置と同軸ケーブルとの接続構造を示した他の例示図である。 図２の信号分配／結合装置と同軸ケーブルとの接続構造を示した他の例示図である。 図２の信号分配／結合装置と同軸ケーブルとの接続構造を示した他の例示図である。 図２の信号分配／結合装置のうち、回路基板の一部の回路パターンの拡大図である。 本発明の他の実施形態に係る信号分配／結合装置の斜視図である。 図１５の信号分配／結合装置の平面図である。 図１５の信号分配／結合装置の背面図である。

以下、本発明に係る好適な実施例を添付した図面を参照して詳細に説明する。下の説明では、具体的な構成素子などの特定の事項を示すがこれは本発明のより全般的な理解を助けるために提供したに過ぎず、これらの特定の事項は本発明の範囲内で所定の変形や、あるいは変更が可能であることは、この技術分野で通常の知識を有する者には自明であろう。また、添付した図面では、同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照符号を付し、また、図面において却って過度に複雑に表示する余地がある参照符号に対する表記は省略した。

図１は、本発明の一実施形態に係る信号分配／結合装置が適用される移動通信基地局のアンテナ装置の概略的な構造図である。図１を参照すると、基地局のアンテナ装置は、全体的に比較的広い面積の金属板の形で構成され、その一面（例えば、前面）に無線信号を送受信するための多数の放射素子（図示せず）を装着する反射板１と、前記反射板１の他面（例えば、背面）において、例えば、上側及び下側にそれぞれ設置し、前記多数の放射素子に対する信号の位相を調整する上側及び下側位相遷移器６、５ と、前記反射板１と前記上側及び下側位相遷移器６、５ をはじめ、アンテナ内部の機器を全体的に包み込み、一体型な筒状に構成してなるレドーム４と、前記反射板１の上下部をそれぞれ固定し、前記筒状のレドーム４の上下の開放部を密封して結合する上部キャップ３及び下部キャップ２を含む。

また、前記アンテナ装置の前記反射板１の背面において、例えば、中央部には、本発明の一実施形態に係る信号分配／結合装置７が備えられる。信号分配／結合装置７は、例えば、アンテナ装置の外部の基地局本体装置（図示せず）側から入力される送信信号の提供を受け、前記上側及び下側位相遷移器６、５ をはじめとするアンテナ内部の機器に分配し、アンテナ装置の放射素子を介して受信した受信信号を結合し、基地局本体装置側へ出力する。

加えて、前記アンテナ装置のレドーム４内では、他の追加的な分配／結合回路や、またはアンプ、フィルタなどを備えることもでき、また、信号伝送の品質をはじめとするアンテナの様々な動作状態を検出するための検出回路や、全体的な動作を制御するため主制御装置（例えば、ＭＣＵなど）など、様々な電子部品（図示せず）が適切に設置する。ただし、図１では説明の便宜のために、このような電子部品の図示は省略した。

一方、図１に示すように、通常、下部キャップ２には、送受信信号をアンテナ装置の内外に入出力するための多数の入出力コネクタ２０２が設置される。入出力コネクタ２０２は、複数の給電ケーブル８を介して基地局本体装置側と直接または間接的に接続する。アンテナ装置の内部では、前記下部キャップ２の入出力コネクタ２０２側と前記信号分配／結合装置７とは、信号伝達用伝送線路として多数の同軸ケーブル２２を用いて接続する。また、信号分配／結合装置７と、上側及び下側位相遷移器６、５ もそれぞれ同軸ケーブル７３、７１を介して接続する。

図１では、アンテナ装置の内部に上側及び下側位相遷移器６、５ が備えられることを例に挙げて説明しているが、他の構造のアンテナ装置では、例えば一つの位相遷移器だけを備えることもできる。そのような他の構造のアンテナ装置では、該当位相遷移器は反射板の背面の中央部に設置され、信号分配／結合装置は、反射板の背面から下側の部位に設置される。その場合には、該当信号分配／結合装置は、前記一つの位相遷移器及び放射素子をはじめとする他の機器に信号を分配するように構成することもできる。このように、多様な構造で具現するアンテナ装置に合わせ、信号分配／結合装置の設置位置、及び他の機器との接続構造を適切に設定する。

一方、信号分配／結合装置７は、高周波信号分配／結合のための導体パターンが形成されるプリント回路基板を主な構成として備える。通常、プリント回路基板に同軸ケーブルを接続する場合には、同軸ケーブルの内部導体をパターンの入出力端とはんだ付けする方式を適用する。同様に、前記信号分配／結合装置７に同軸ケーブルを接続する場合にも、はんだ付け方法で相互接続することになるが、この際、本発明の一実施形態に係る信号分配／結合装置７は、後述するように、特に、同軸ケーブルの接続部においてＰＩＭＤの発生を抑制することができる構造を提案する。

図２は、本発明の一実施形態に係る信号分配／結合装置７の斜視図であり、さらに反射板１を追加的に図示しており、図３は、図２の信号分配／結合装置７の回路基板７４と支持板７２の分離斜視図であり、図４及び図５は、それぞれ図２の信号分配／結合装置７の平面図及び背面図である。図６及び図７は、それぞれ図２の信号分配／結合装置７のうち、回路基板７４の平面図及び背面図である。図８ないし図１１は、それぞれ図２の信号分配／結合装置７のうち、支持板７２の平面図、背面図、第１の側面側面、及び第２側面の側面であり、特に図１０は、反射板１をさらに追加的に図示している。

図２ないし図１１を参照すると、本発明の一実施形態に係る信号分配／結合装置７は、上面に少なくとも高周波信号分配／結合のための信号分配／結合用導体パターン７４２が形成される回路基板７４と、前記回路基板７４に対応する大きさの上部実装面を有し、前記回路基板７４の下面が前記上部実装面に密着する形で前記回路基板７４と結合して回路基板７４を支持し、下部は前記アンテナ装置の反射板１と固定的に結合する、弾性のない硬い金属材料、例えば、アルミニウム（合金）製の支持板７２を含んで構成される。

また、図２において、点線ボックスで表示したように、場合によっては、金属材料（例えば、アルミニウム合金）で構成されるキャップ形状のカバー７６によって回路基板７４の上側が覆われるように構成することもできる。カバー７６は、支持板７２とネジ結合によって固定するように構成する。このような構造は、支持板７２及びカバー７６が回路基板７４を包み込む筐体の役割をする構造であることが分かる。このように、カバー７６を備える場合には、回路基板７４の信号処理機能がより安定になるが、該当信号分配／結合装置７の製品サイズが大きくなることから、該当アンテナ装置の設計に応じて前記カバー７６の設置如何を適切に選択的に決定する。

信号分配／結合装置７の回路基板７４には、その上面に前記信号分配／結合用導体パターン７４２とともに、信号分配／結合用導体パターン７４２と非接触カップリング方式によるカップリング信号を発生するためのカップリング導体パターン７４３をさらに備えることができる。前記カップリング導体パターン７４３から発生したカップリング信号は、該当信号分配／結合用導体パターン７４２から伝送される信号の品質を確認するために関連機器に送信することができる。

また、回路基板７４の上面には、前記信号分配／結合用導体パターン７４２及びカップリング導体パターン７４３の接地特性を向上させるために、前記信号分配／結合用導体パターン７４２及び前記カップリング導体パターン７４３と隣接した周辺領域に接地用導体パターン７４５が追加で形成される。接地用導体パターン７４５において、特に端部の周りには、微細な直径の多数のビアホール（via hole）（図１４の参照番号７４５２）が短い間隔で形成される。回路基板７４の下面は、通常のプリント回路基板の構造と同様に、接地層が形成されるが、前記多数のビアホールは、回路基板７４の上面の接地用導体パターン７４５と回路基板７４の下面接地層を電気的に接続させることで、接地特性を満たす。

信号分配／結合装置７の支持板７２は、前記回路基板７４の下面と密着する形で、回路基板７４と結合するが、本発明の特徴に応じて、回路基板７４の下面と支持板７２において回路基板７４を実装する上部実装面は、互いにはんだ付け方法で接合する。例えば、回路基板７４において支持板７２に接合する部位にはんだクリーム（solder cream）を印刷し、はんだクリームが印刷された回路基板７４を支持板７２の実装面に実装した後、高熱炉（furnace）内でリフロー（reflow）はんだ付け方式ではんだクリームを溶融及び硬化させる。この時。支持板７２の材質に応じて支持板７２のはんだ付け作業が可能になるように、またははんだ付け品質を向上させるために、前記はんだクリームに対応する部位には、あらかじめスズなどのメッキ処理を施すこともある。このように、回路基板７４と支持板７２をリフローはんだ付け方式を用いて結合することで、回路基板７４と支持板７２の接地接触品質を大幅に安定化させることができる。

また、支持板７２には、一部の領域が除去された貫通領域（図３のＡ領域で表示）を多数の部位に適切に形成することができる。支持板７２に形成された貫通領域は、回路基板７４が密着してはんだ付けする場合に空気通路を形成し、はんだ付け作業の効率を高めることになる。同様に、回路基板７４の接地用導体パターン７４５に形成された多数のビアホールも回路基板７４と支持板７２のはんだ付け作業時に空気通路の役割をする。このように回路基板７４の接地用導体パターン７４５には、接地特性を向上させるための用途に留まらず、前記のはんだ付け作業の効率を高めるための用途として多数のビアホールがさらに形成される。一方、前記支持板７２に形成される貫通領域は、後述するように、他にも回路基板７４の下側を通じて同軸ケーブルを接続しようとする場合にも活用される。

また、支持板７２には、信号伝達用の同軸ケーブルを支持及び固定する多数のケーブル支持台７２２を備える。多数のケーブル支持台７２２は、それぞれ同軸ケーブルの外部導体が嵌合されたり、または載置される形で前記同軸ケーブルを装着するために、同軸ケーブルの外部導体の形状と直径に対応する（一部の遊びを含む）形態及びサイズを有するかたち、例えば、Ｕ字状構造物が長さ方向に延びて形成された構造を有する。

前記支持板７２上に装着される回路基板７４において信号分配／結合用導体パターン７４２の多数の信号入出力部、すなわち、同軸ケーブルに接続される部位のうち、少なくとも一部は、回路基板７４の一側端に形成されるように構成する。これにより、前記多数のケーブル支持台７２２は、前記信号分配／結合用導体パターン７４２の多数の信号入出力部に対応する部位に形成される。また、ケーブル支持台７２２によって固定される同軸ケーブルの内部導体が回路基板７４の上面と離間せず、前記信号分配／結合用導体パターン７４２の信号入出力部に正確に合うように、前記ケーブル支持台７２２の形成部位が前記回路基板７４の厚さなどを考慮して適切に設計される。

前記ケーブル支持台７２２は、支持板７２の一側から側面に突出するかたちで形成されるが、このような多数のケーブル支持台７２２を含む支持板７２の全体構造は、例えば、ダイカスト工程を経て一体に形成する。

このような構成を有するケーブル支持台７２２に同軸ケーブルが装着されると、ケーブル支持台７２２と同軸ケーブルの外部導体の接触部位及び同軸ケーブルの内部導体と回路基板７４の導体パターンとの接続部には、それぞれはんだ付け作業を行い、支持板７２と同軸ケーブルが電気的および機構的に完全に固定されるように接続する。このようなケーブル支持台７２２を用いての信号伝達用の同軸ケーブルを支持板７２に接続する方法は、作業の容易性と併せて正確かつ均一な処理が可能であり、作業後に該当製品の実際の使用環境においても支持板７２と同軸ケーブルの接続状態が強固に維持される。したがって、当該信号分配／結合装置と同軸ケーブルとの接続部から発生するＰＩＭＤを大幅に抑制することができる。

一方、前記支持板７２上に装着される回路基板７４において信号分配／結合用導体パターン７４２および／またはカップリング導体パターン７４３の多数の信号入出力部のうちの一部は、回路基板７４の下側を介して同軸ケーブルと接続するように形成することができる。その場合には、同軸ケーブルは、支持板７２の下部から支持板７２に形成された貫通領域を介して回路基板７４と接続する。つまり、回路基板７４に形成される導体パターンにおいて一部の信号入出力部をパターン設計に基づいて回路基板７４の端部ではなく、内部に形成することもできる。その場合には、該当部位にケーブル接続用のホール（図５の参照番号７４８）を形成し、同軸ケーブルの内部導体は、該当ケーブル接続用ホールを介して回路基板７４の下側から回路基板７４の上側に突出するように挿入するかたちで設置する。

前記支持板７２においては、その下側に同軸ケーブルが回路基板７４の下側から接続される同軸ケーブルを装着して支持および／または固定する多数のケーブルホルダー（holder）７２９をさらに備えることができる。前記多数のケーブルホルダー７２９は、それぞれ同軸ケーブルの被覆部分が嵌合されたり、または載置されるかたちで前記同軸ケーブルを装着するためには、少なくとも一部に同軸ケーブルの形状及び直径に対応する形態及びサイズを有する、例えば、Ｕ字状溝が支持板７２の下面に形成された構造を有する。

また、図１及び図１０により詳細に図示したように、支持板７２の下部は、前記アンテナ装置の反射板１と固定されるように結合するが、そのために支持板７２の下側に突出し、ネジ締結溝７２４２が形成される多数の締結部材７２４が支持板７２の下部に形成される。多数の締結部材７２４は、例えば、長方形板状の支持板７２の下部において各隅に対応する部位に、合計４つが形成され、支持板７２が前記複数の締結部材７２４によって反射板１と接触するように、適切な高さで突出する。反射板１には、多数の締結部材７２４が接触する部位に対応する位置にそれぞれ多数のネジ挿入穴１０２が形成される。前記多数のネジ挿入穴１０２を貫通して前記締結部材７２４の多数のネジ締結溝７２４２に固定ネジ（図１０の参照符号１１２）が締結されることで、支持板７２が反射板１に固定されるように結合する。このような支持板７２と反射板１の結合方式は、支持板７２と反射板１との接触面積を最小限に抑え、締結部材７２４による接地接触の不安要素を最小限に抑えることができる。

支持板７２には、他にも回路基板７４との結合作業を容易にし、結合状態を安定的に維持する機能などのために付加的な構造物が備えられる。例えば、支持板７２には、回路基板７４を実装する実装面の少なくとも一部を囲むかたちでガードレール部材７２５が形成される。また、支持板７２において、前記回路基板７４を実装する実装面には、結合用突起部材７２６が一つ以上形成され、これに対応するように回路基板７４には、前記結合用突起部材７２６が挿入されるかたちで前記結合用突起部材７２６と結合する結合用ホール７４９が一つ以上形成される。また、支持板７２においては、隔壁部材７２８が適切な長さで一つ以上形成され、これに対応するように回路基板７４には、前記隔壁部材７２８が挿入されるかたちで、前記隔壁部材７２８と結合するスロット（slot）７４７が一つ以上形成される。

前記支持板７２に形成される隔壁部材７２８は、支持板７２と回路基板７４との結合作業の容易性及び安定的な結合状態を維持するための機能だけでなく、回路基板７４に形成された導体パターン間の信号漏れや信号の干渉を防止するための機能を有するように構成される。すなわち、前記隔壁部材７２８は、回路基板７４の導体パターンが形成された上面において予め設定された高さにさらに突出するように形成される。これは隔壁部材７２８の両側において回路基板７４上に形成された導体パターンとの間に、該当隔壁部材７２８によって電気的に接地状態の垂直壁が形成された構造を提供する。このような隔壁部材７２８により当該隔壁部材７２８をその間に置いた導体パターン間の信号漏れや信号の干渉を最小限に抑える。

例えば、アンテナ装置は、多重帯域のサービス構造を有することができ、前記信号／分配結合用導体パターン７４２は、各帯域毎に信号分配／結合のための導体パターンが区別して形成される。このような構造では、前記隔壁部材７２８は、帯域別に信号分配／結合のための導体パターンとの間に位置するように形成され、帯域毎の信号の漏れや信号の干渉を防止するように形成される。

図１２ａ及び図１２ｂは、図２の信号分配／結合装置７と同軸ケーブル２２との接続構造を示した一つの例示図であり、信号分配／結合装置７の上部においてケーブル支持台７２２に同軸ケーブル２２が接続される状態が図示される。この時、図１２ａ及び図１２ｂは、信号分配／結合装置７と同軸ケーブル２２が接続される前の状態と接続された後の状態をそれぞれ示す。図１２a及び図１２ｂに示すように、同軸ケーブル２２は、接地導体である外部導体２２４及び信号伝達用の内部導体２２６がそれぞれ一定部分表れるように、絶縁及びケーブル保護のための被覆２２２及び外部導体２２４の一部が除去され、ケーブル支持台７２２に結合される。

このとき、ケーブル支持台７２２には、同軸ケーブル２２の外部導体２２４が挿入されるかたちで嵌合されるようになり、ケーブル支持台７２２によって固定される同軸ケーブル２２の内部導体２２６が、信号分配／結合用導体パターン７４２の信号入出力部と接することになる。以降、図１２bから一点鎖線Ａ部位で示すように、ケーブル支持台７２２と同軸ケーブル２２の外部導体２２４の接触部位及び同軸ケーブル２２の内部導体２２６と信号分配／結合用導体パターン７４２の接続部には、それぞれはんだ付け作業が行われる。

図１３ａ、図１３ｂ及び図１３ｃは、図２の信号分配／結合装置と同軸ケーブルとの接続構造を示した他の例示図であり、信号分配／結合装置７の下部においてケーブルホルダー７２９に同軸ケーブル２２が接続される状態が図示されている。この時、図１３ａは、ケーブルホルダー７２９に同軸ケーブル７１が接続された状態を示した平面図であり、図１３ｂ及び図１３ｃは、図１３ａにおけるＡ−Ａ '部分の切断面図であり、理解を助けるために、図１３bには、同軸ケーブル２２が除去された状態を示す。図１３aないし図１３ｃに示すように、同軸ケーブル７１は、外部導体７１４及び内部導体７１６がそれぞれ一定部分表れるように、被覆７１２と外部導体７１４の一部が除去されてケーブルホルダー７２９に結合される。

ケーブルホルダー７２９には、同軸ケーブル７１の被覆７１２の部分が嵌合されたり載置される形で設置され、ケーブルホルダー７２９によって固定される同軸ケーブル７１の外部導体７１４が回路基板７４の下面の接地層と接することになる。同軸ケーブル７１の内部導体７１６は、回路基板７４に形成されたケーブル接続用ホール７４８に挿入される形で設置される。一方、ケーブルホルダー７２９には、同軸ケーブル７１が嵌合された状態をより安定的に維持するために、該当同軸ケーブル７１の側面を把持する構造でガード部材７２９２が形成される。

図１４は、図２の信号分配／結合装置７のうち、回路基板７４の一部の回路パターンの拡大図であり、例えば、図６に点線ボックスＡの部分として表示した部分の回路パターンに該当する。また、当該回路パターンは、多重帯域サービス構造において一帯域の信号分配／結合するための回路構造に該当する。図１４を参照し、回路基板７４の信号分配／結合用導体パターン及びカップリング導体パターンの構造をより詳く説明する。

まず、信号分配／結合用導体パターンを説明すると、例えば、第１の入出力コネクタ（Ｉ／Ｏコネクタ１）において同軸ケーブルを介して提供された信号（例えば、送信信号）は、第１の入力端（ｉｎ１）であるａ１パターンに入力され、ａ１パターンに入力された信号は、その後ｂ１及びｄ１パターンで、下側位相遷移器（Ｄ／ＰＳ＃１）、０度位相可変（つまり、位相可変なしの）放射素子１及び上側位相遷移器（Ｕ／ＰＳ＃１）側に分配される。下側位相遷移器（Ｄ／ＰＳ＃１）側に分配された信号は、ｃ１パターンに提供され、放射素子１側に分配された信号は、ｅ１のパターンに提供され、上側位相遷移器（Ｕ／ＰＳ＃１）側に分配された信号は、ｆ１パターンに提供される。

通常、アンテナ装置において、一のサービス帯域の放射素子は、垂直方向に一列に配置されるが、垂直ステアリング調整のために、通常垂直に配置された放射素子の位相を該当放射素子が配置された位置によって相対的に可変する。このような構造のアンテナにおいて、例えば、中央に位置する放射素子（位相可変なしの放射素子）を中心に上側に位置する放射素子は、前記上側位相遷移器を通じて［＋］の角度でそれぞれ相互位相差を有するように位相可変し、下側に位置する放射素子は、前記下側位相遷移を介して、［―］の角度でそれぞれ相互位相差を有するように位相可変する。

これに対応するように、前記のような信号分配／結合用導体パターンは、一入出力コネクタ（Ｉ／Ｏコネクタ１）から入力された信号を適切に分配してｃ１パターンを介して下側位相遷移器（Ｄ／ＰＳ＃ １）側に伝達し、ｅ１パターンを介しては、位相可変のない放射素子１側に伝達し、ｆ１パターンを介しては、上側位相遷移器（Ｕ／ＰＳ＃１）側に伝達する。前記ａ１ないしｆ１の各パターンの形状及び長さなどの詳細な構造は、分配および伝達する信号の位相及び相互インピーダンス等を考慮して適切に設計される。
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一方、第２の入出力コネクタ（Ｉ／Ｏコネクタ２）において同軸ケーブルを介して提供された信号は、第２の入力端（ｉｎ２）であるａ２パターンに入力され、以来、ｂ２及びｄ２のパターンに分配され、以降ｃ２パターン、ｆ２パターン、およびｅ２パターンを介して下側位相遷移器（Ｄ／ＰＳ＃２）、０度位相可変（つまり、位相可変なしの）放射素子２及び上側位相遷移器（Ｕ／ＰＳ＃２）側に分配される。

前記した信号分配／結合用導体パターンを見てみると、第１の入出力コネクタ（Ｉ／Ｏコネクタ１）にて入力された信号を処理するためのパターンは、例えば、二重偏波アンテナ構造において＋４５度偏波を発生する信号処理のパターンであり、第２の入出力コネクタ（Ｉ／Ｏコネクタ２）にて入力された信号を処理するためのパターンは、―４５度偏波を発生する信号処理のパターンであることが分かる。また、前記した信号分配／結合用導体パターンは、送信信号を分配する機能を例に挙げて説明したが、該当パターンは送信動作の逆で、受信信号を結合してＩ／Ｏコネクタ側が提供する機能を実行できることが分かる。すなわち、図１４に信号分配／結合用導体パターンは、アンテナ装置において２Ｔ２Ｒ（２Ｔｘ２Ｒｘ）の構造に対応する構造であり、図２等に示された全体の信号分配／結合用導体パターンは、全体的に８Ｔ８Ｒ構造に対応する構造である。

一方、図１４でカップリング導体パターンは、前記信号分配／結合導体パターンのうち、ａ１パターン及びａ１パターンの伝達信号をそれぞれカップリングするためのｈ１パターン及びｈ２パターンを備える。 ｈ１パターン及びｈ２パターンでカップリングされた信号は、その後ｉ１パターンで結合されてｊ１パターンに伝達される。 ｊ１パターンで伝達された信号は、その後、信号品質を確認するために関連機器（または外部）に伝達されるが、該当装置は、転送された信号を解析し、ａ１パターン及びａ２パターンから送信される信号（例えば、送信信号）の品質を確認することができる。このとき、ｈ１パターン及びｈ２パターンでカップリングされた信号がｉ１パターンで結合される構造であることから、信号の品質確認の際には、ａ１パターン及びａ２パターンから送信される各送信信号の送信期間が互いに区別されるように設定する。

図１５は、本発明の他の実施形態に係る信号分配／結合装置の斜視図であり、図１６及び図１７は、それぞれ図１５の信号分配／結合装置の平面図及び背面図である。図１５ないし図１７を参照すると、本発明の他の実施形態に係る信号分配／結合装置７は、前記図２等に示された一実施形態に係る構造と同様、上面に高周波信号分配／結合のための信号分配／結合用導体パターン８４２が形成される回路基板８４と、前記回路基板８４に対応する大きさの上部実装面を有し、前記回路基板８４の下面が前記上部実装面に密着するかたちで、前記回路基板８４と結合して回路基板８４を支持し、下部は前記アンテナ装置の反射板と固定して結合される、支持板８２を含んで構成される。ただし、図１５ないし図１７に図示された本発明の他の実施の構造は、前記図２等に示された一実施形態の構造に比べて回路基板７４には、カップリング導体パターン（図２の７４３）や接地用導体パターン（図２の７４５）が形成されていない構造であることが分かる。

加えて、前記の他の実施例の構造では、前記図２等に示された一実施形態の構造と同様に、支持板８２には、信号伝達用の同軸ケーブルを支持および固定する多数のケーブル支持台８２２と、反射板と固定して結合するための多数の締結部材８２４及び、一部の領域が除去された貫通領域などが形成される。

前記のように、本発明の実施例に係る移動通信基地局のアンテナ装置内の信号分配／結合装置の構成と動作が行われ、一方で、前記した本発明の説明では、具体的な実施形態について説明したが、様々な変形が、本発明の範囲を逸脱することなく実施することができる。

例えば、前記の説明では、本発明の実施例に係る信号分配／結合装置が、該当アンテナ装置の反射板の中央部において、入出力コネクタ、上側及び下側位相遷移器などと同軸ケーブルを介して接続されることを説明したが、加えて、信号分配／結合装置は、他の機器と同軸ケーブルを介して接続することができ、その設置位置も反射板の中央部位に加えて、他の部位に適切に設置する。

また、前記の説明では、本発明の実施例に係る信号分配／結合装置の信号分配／結合用導体パターンは、全体的に８Ｔ８Ｒ構造に対応することを例に挙げて説明したが、他にも本発明は４Ｔ４Ｒ構造や他の構造に適用することができる。

加えて、前記した実施形態では、回路基板の回路パターンの詳細構造や支持板の詳細構造などにおいて、様々な変形及び変更があり、したがって、本発明の範囲は、説明された実施例によって定めることがなく、請求の範囲と請求の範囲相当のものによって定めなければならならない。

Claims (12)

1. 移動通信基地局のアンテナ装置内の信号分配／結合装置において、
   上面に高周波信号分配／結合のための信号分配／結合用導体パターンが形成される回路基板と、
   前記回路基板と対応する大きさの上部実装面を有し、前記回路基板の下面が前記上部実装面に密着されるかたちで、前記回路基板と結合して前記回路基板を支持し、下部は前記アンテナ装置の反射板と固定されるように結合する支持板と、を含み、
   前記支持板は、外部からの接続された同軸ケーブルを支持及び固定する多数のケーブル支持台を備え、
   前記同軸ケーブルは、内部導体と、前記内部導体を取り囲む外部導体とを含み、
   前記多数のケーブル支持台は、前記信号分配／結合用導体パターンの多数の信号入出力部のうち、少なくとも一部に対応する部位に形成され、それぞれ前記同軸ケーブルの外部導体が嵌合されるかたちで前記同軸ケーブルを取り付けするために、前記同軸ケーブルの外部導体に対応するかたちの構造物が長さ方向に延びるように形成されたＵ字状嵌合部を有することを特徴とする信号分配／結合装置。
2. 前記多数のケーブル支持台は、前記同軸ケーブルの内部導体が前記回路基板の上面と接する位置に載置されるように、前記支持板の予め設定された位置に形成されることを特徴とする請求項１に記載の信号／分配結合装置。
3. 前記多数のケーブル支持台と前記同軸ケーブルの外部導体の接触部位及び前記同軸ケーブルの内部導体と前記信号分配／結合用導体パターンの多数の信号入出力部のうち、少なくとも一部との接続部には、それぞれはんだ付け方法で結合されることを特徴とする請求項２に記載の信号／分配結合装置。
4. 前記回路基板の下面と前記支持板にて、前記回路基板を実装する上部実装面は、互いにはんだ付け方法で接合されるためのはんだクリームが提供され、前記はんだクリームは、リフローはんだ付け方式で溶融及び硬化されることを特徴とする請求項１に記載の信号分配／結合装置。
5. 前記回路基板の上面には、前記信号分配／結合用導体パターンと非接触カップリング方式によるカップリング信号を発生するためのカップリング導体パターンが形成されることを特徴とする請求項１に記載の信号／分配結合装置。
6. 前記回路基板の上面には、前記信号分配／結合用導体パターン及び前記カップリング導体パターンと隣接した周辺領域に接地用導体パターンが形成され、前記接地用導体パターンは、多数のビアホールを介して前記回路基板の下面の接地層と電気的に接続することを特徴とする請求項５に記載の信号／分配結合装置。
7. 前記支持板には、一部の領域が除去された貫通領域が多数の部位に形成されることを特徴とする請求項１に記載の信号／分配結合装置。
8. 前記支持板にて、前記貫通領域を介して前記回路基板の下側から接続されるケーブルを装着するために、それぞれ前記ケーブルに対応するかたちの溝が形成された構造を有する多数のケーブルホルダーが形成されることを特徴とする請求項７に記載の信号／分配結合装置。
9. 前記支持板には、前記アンテナ装置の反射板とネジ締結方式で固定されるように結合するために、前記支持板の下側に突出し、ネジ締結溝が形成される多数の締結部材が形成されることを特徴とする請求項１に記載の信号分配／結合装置。
10. 前記多数の締結部材は、支持板の各隅に対応する部位に一つずつ形成され、前記支持板が前記多数の締結部材によってのみ反射板と接触するように、予め設定された高さで突出することを特徴とする請求項９に記載の信号分配／結合装置。
11. 前記支持板にて、前記回路基板を実装する実装面には、予め設定された長さ及び高さで突出する隔壁部材が一つ以上形成され、前記回路基板には、前記隔壁部材が挿入されるかたちで、前記隔壁部材と結合するスロットが一つ以上形成され、前記隔壁部材は、回路基板の導体パターンが形成された上面から予め設定された高さでさらに突出するように形成されることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のうちいずれか１項に記載の信号分配／結合装置。
12. 前記支持板とネジ結合により固定されるように結合し、回路基板の上側を覆う金属材質で構成されるキャップ形状のカバーを含むことを特徴する請求項１ないし請求項１０のうちいずれか１項に記載の信号分配／結合装置。

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