JP7417638B2 - 時分割デュプレックスアンテナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、時分割デュプレックスアンテナ装置（Ｔｉｍｅ－ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｄｕｐｌｅｘ ａｎｔｅｎｎａ ａｐｐａｒａｔｕｓ）に関し、特に、アンテナ装置の送信機および受信機回路を分離し、受信機回路の低雑音増幅器（Ｌｏｗ ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ、ＬＮＡ）を受信機の受信アンテナと受信フィルタとの間に配置することにより、信号損失を減少させ、それによって雑音指数（Ｎｏｉｓｅ Ｆｉｇｕｒｅ、ＮＦ）を最小化し、システムのアップリンクカバレッジを拡張する時分割デュプレックスアンテナ装置に関する。

従来のアンテナ装置の受信機構造は大きく、受信アンテナとフィルタとを含む信号受信端と、低雑音増幅器（Ｌｏｗ ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ、ＬＮＡ）、ＡＤコンバータ、およびデジタル信号処理器（ＦＰＧＡ）などを含む信号処理端とから構成される。仮に、アンテナに連結されて送受信無線信号の処理を行うＲＲＨ（Ｒｅｍｏｔｅ Ｒａｄｉｏ Ｈｅａｄ）などが代表的な信号処理端といえる。

通常、信号受信端と信号処理端とはケーブルで連結され、信号受信端は、受信アンテナを介して受信されてフィルタリングされた受信信号をケーブルを介して信号処理端に伝送し、信号処理端は、ケーブルを介して入力された受信信号をデジタル信号に変換した後にデジタル信号を処理してアンテナ制御器に伝達する。

一方、１つの伝送線やアンテナを用いて送受信信号を併せて共有する方法として、周波数分割デュプレックス（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ－ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｄｕｐｌｅｘ、ＦＤＤ）方式と、時分割デュプレックス（Ｔｉｍｅ－ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｄｕｐｌｅｘ、ＴＤＤ）方式とが利用されている。

図１は、従来技術によるアンテナ装置の構成を示す図で、図１（ａ）には、周波数分割デュプレックス（ＦＤＤ）方式のアンテナ装置の構成が示されている。図１（ａ）を参照すれば、ＦＤＤ方式のアンテナ装置１０は、端末機である移動局と基地局とが信号を送受信する時、信号送信のための送信側フィルタ（Ｔｘ Ｆｉｌｔｅｒ）１５および信号受信のための受信側フィルタ（Ｒｘ Ｆｉｌｔｅｒ）１２を介して互いに異なる周波数を用いることにより、送信チャネルと受信チャネルを分離して通信する。

このために、ＦＤＤ方式のアンテナ装置１０は、送信側のパワー増幅器（Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ、ＰＡ）１４が送信側フィルタ１５と連結され、受信側の低雑音増幅器（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ、ＬＮＡ）１３は受信側フィルタ１２と連結され、送信側フィルタ１５および受信側フィルタ１２は単一の送受信アンテナ１１と連結される構造を有する。ＦＤＤ方式のアンテナ装置１０の場合、送受信アンテナを介して受信された受信信号がケーブルを介して信号処理端に伝達される過程で信号損失（Ｓｉｇｎａｌ Ｌｏｓｓ）が増加する。具体的には、アンテナを介して入る信号は、熱雑音（ｔｈｅｒｍａｌ ｎｏｉｓｅ）とともに、ケーブルに沿って進行してきながらケーブル線路の損失だけ信号電力も減少し、このような損失はケーブルの長さが長くなるほど増加し、それによって雑音指数（Ｎｏｉｓｅ Ｆｉｇｕｒｅ、ＮＦ）を悪化させ、システムのアップリンクカバレッジ（ｃｏｖｅｒａｇｅ）拡張を制限する。

図１（ｂ）には、時分割デュプレックス（ＴＤＤ）方式のアンテナ装置２０の構成が示されている。図１（ｂ）を参照すれば、ＴＤＤ方式のアンテナ装置２０は、移動局と基地局とが信号を送受信する時、１つのフィルタ（Ｆｉｌｔｅｒ）２２を介して同一の周波数を用いかつ、その使用時間を異ならせて送信信号と受信信号を分離する。ＴＤＤ方式のアンテナ装置２０は、送信側のパワー増幅器（Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ、ＰＡ）２５と、受信側の低雑音増幅器（Ｌｏｗ ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ、ＬＮＡ）２４とがスイッチ（Ｓｗｉｔｃｈ）２３にそれぞれ連結され、この時、スイッチ２３は、送信側のパワー増幅器（ＰＡ）２５または受信側の低雑音増幅器（ＬＮＡ）２４を送受信アンテナ２１に連結されたフィルタ２２と連結する構造を有する。

ＴＤＤ方式のアンテナ装置２０の場合、送受信アンテナ２１を介して受信された受信信号がケーブルを介して信号処理端に伝達される過程のみならず、送受信切換スイッチ（ＴＤＤスイッチ）でも信号損失が発生し、それによって雑音指数（Ｎｏｉｓｅ Ｆｉｇｕｒｅ、ＮＦ）が悪化し、システムのアップリンクカバレッジ（ｃｏｖｅｒａｇｅ）拡張が制限される問題がある。このように、雑音指数の悪化およびアップリンクカバレッジ拡張の制限によるアンテナ装置の性能低下を防止するために信号損失（ｓｉｇｎａｌ ｌｏｓｓ）を最小化するための努力が必要である。

移動通信における基地局のカバレッジは、特にアップリンクの受信性能が制限要素として作用するため、アップリンクを基準としてネットワーク設計をする必要がある。アップリンクの受信性能に影響を与える主要要素は、アンテナから低雑音増幅器（ＬＮＡ）までの信号損失である。５Ｇシステムのように使用する周波数が上昇するほど、電波の特性上自由空間伝搬損失が増加し、これによってアップリンクの基地局のカバレッジが急激に減少する。

本発明の目的は、時分割デュプレックス（Ｔｉｍｅ－Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ、ＴＤＤ）方式のアンテナ装置の送信機および受信機回路を分離し、受信機回路の低雑音増幅器（ＬＮＡ）を受信機の受信アンテナと受信フィルタとの間に配置することにより、信号損失を減少させ、それによってシステムの雑音指数（Ｎｏｉｓｅ Ｆｉｇｕｒｅ、ＮＦ）を最小化し、システムのアップリンクカバレッジ（ｃｏｖｅｒａｇｅ）を拡張できる時分割デュプレックス（ＴＤＤ）アンテナ装置を提供することである。

本発明の技術的課題は以上に言及した技術的課題に制限されず、言及されていないさらに他の技術的課題は以下の記載から当業者に明確に理解されるであろう。

上記の目的を達成するための、本発明の一実施例による時分割デュプレックスアンテナ装置は、時分割デュプレックス（Ｔｉｍｅ－ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｄｕｐｌｅｘ、ＴＤＤ）方式でダウンリンクおよびアップリンクを送受信する時分割デュプレックスアンテナ装置において、少なくとも１つの送信アンテナモジュールを含み、第１経路を介してダウンリンク信号を送信する送信機と、少なくとも１つの受信アンテナモジュールを含み、前記第１経路と重なる部分なしに、前記第１経路から分離された第２経路を介してアップリンク信号を受信する受信機と、前記送信機および前記受信機を時分割デュプレックス方式で制御する制御器とを含む。

前記送信アンテナモジュールは、前記第１経路上に設けられ、送信信号の電力を増幅する電力増幅器と、前記第１経路上に設けられ、前記電力増幅器によって増幅された送信信号の周波数をフィルタリングして前記ダウンリンク信号を生成する送信フィルタと、前記第１経路上に設けられ、前記送信フィルタによってフィルタリングされて生成された前記ダウンリンク信号を送信する少なくとも１つの送信アンテナとを含むことができる。

前記受信アンテナモジュールは、前記第２経路上に設けられ、前記アップリンク信号を受信する少なくとも１つの受信アンテナと、前記第２経路上に設けられ、前記受信アンテナによって受信された前記アップリンク信号を低雑音増幅する低雑音増幅器と、前記第２経路上に設けられ、前記低雑音増幅器によって低雑音増幅された前記アップリンク信号の周波数をフィルタリングする受信フィルタとを含むことができる。前記低雑音増幅器は、前記アップリンク信号が受信される前記第２経路に沿って前記受信アンテナと前記受信フィルタとの間に配置される。

前記第２経路に沿った前記受信アンテナと前記低雑音増幅器との間の距離は、前記第１経路に沿った前記送信アンテナと前記電力増幅器との間の距離より短い。

前記受信アンテナモジュールは、前記受信アンテナを複数含むことができる。前記受信アンテナモジュールは、前記第２経路に沿って前記低雑音増幅器と前記受信フィルタとの間に設けられ、複数の受信アンテナによって受信された複数のアップリンク信号を合成する合成器をさらに含むことができる。前記低雑音増幅器は、前記第２経路に沿って前記複数の受信アンテナの各受信アンテナと前記合成器との間に設けられる。

前記受信アンテナモジュールは、前記第２経路に沿って前記各受信アンテナと前記低雑音増幅器との間に設けられ、前記低雑音増幅器の飽和を防止するように構成されるフィルタをさらに含むことができる。前記受信フィルタは、前記第２経路に沿って前記合成器の出力端と前記制御器との間に設けられ、前記合成器によって前記複数のアップリンク信号から合成されて出力される受信信号でアウトオブバンド（Ｏｕｔ ｏｆ ｂａｎｄ）信号を遮断するように構成される。

前記受信機は、前記受信アンテナモジュールを複数含むことができる。前記受信機は、前記第２経路に沿って複数の受信アンテナモジュールと前記制御器との間に設けられ、前記複数の受信アンテナモジュールによって生成された複数の受信信号を結合してマルチビームを形成するバトラーマトリクス（Ｂｕｔｌｅｒ Ｍａｔｒｉｘ）をさらに含むことができる。

前記受信機は、前記第２経路上に前記送信機および前記受信機を時分割デュプレックス方式で制御するための送受信切換スイッチを具備しない。前記受信機は、前記送信機と分離された別の回路から構成される。前記制御器は、ダウンリンク信号送信の際、前記電力増幅器を動作させ、前記低雑音増幅器の動作を中断させ、アップリンク信号受信の際、前記電力増幅器の動作を中断させ、前記低雑音増幅器を動作させるように構成される。

ここで、前記低雑音増幅器は、前記受信アンテナの出力端に直接連結される。

本発明によれば、時分割デュプレックス方式のアンテナ装置の送信機および受信機回路を分離し、受信機回路の低雑音増幅器（ＬＮＡ）を受信機の受信アンテナと受信フィルタとの間に配置することにより、信号損失を減少させ、それによってシステムの雑音指数（Ｎｏｉｓｅ Ｆｉｇｕｒｅ、ＮＦ）を最小化してアンテナ性能を向上させることができる効果がある。また、システムの雑音指数の最小化によってアンテナ利得が増加して、特にアップリンクのセルカバレッジ（ｃｏｖｅｒａｇｅ）が向上する効果がある。

従来技術によるアンテナ装置の構成を示す図である。 本発明の一実施例による時分割デュプレックスアンテナ装置の構成を示す図である。 本発明の一実施例による時分割デュプレックスアンテナ装置の送／受信機の構造を示す図である。 本発明の一実施例による時分割デュプレックスアンテナ装置を構成する受信機の構成図である。 本発明の実施例による時分割デュプレックスアンテナ装置の動作を説明するための図である。 本発明の他の実施例による時分割デュプレックスアンテナ装置の構成図である。 本発明のさらに他の実施例による時分割デュプレックスアンテナ装置を構成する受信機の構成図である。

以下、本発明の一部の実施例を例示的な図面により詳細に説明する。各図面の構成要素に参照符号を付すにあたり、同一の構成要素については、たとえ他の図面上に表示されてもできるだけ同一の符号を有するようにしていることに留意しなければならない。また、本発明の実施例を説明するにあたり、かかる公知の構成または機能に関する具体的な説明が本発明の実施例に対する理解を妨げると判断された場合、その詳しい説明は省略する。

本発明の実施例の構成要素を説明するにあたり、第１、第２などの用語を使うことができる。このような用語は、その構成要素を他の構成要素と区別するためのものに過ぎず、その用語によって当該構成要素の本質や順番または手順などが限定されない。また、他に定義されない限り、技術的または科学的な用語を含むここで使われるすべての用語は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。一般的に使われる辞書に定義されているような用語は、関連技術の文脈上持つ意味と一致する意味を有すると解釈されなければならず、本出願において、明確に定義しない限り、理想的または過度に形式的な意味で解釈されない。

本明細書において、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに包含できることを意味する。本明細書で使われる「～部」（例えば、信号処理部など）、「～器」（例えば、制御器、信号処理器など）は少なくとも１つの機能や動作を処理する単位であって、例えば、ソフトウェア、ＦＰＧＡまたはハードウェア構成要素を意味することができる。「～部」、「～器」で提供する機能は、複数の構成要素によって分離されて行われるか、他の追加的な構成要素と統合されてもよい。本明細書の「～部」、「～器」は、必ずしもソフトウェアまたはハードウェアに限定されず、アドレッシング可能な格納媒体にあるように構成されてもよく、１つまたはそれ以上のプロセッサを再生させるように構成されてもよい。

本発明の実施例による時分割デュプレックスアンテナ装置は、時分割デュプレックス（Ｔｉｍｅ－ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｄｕｐｌｅｘ、ＴＤＤ）方式でダウンリンク信号およびアップリンク信号を送受信する時分割デュプレックスアンテナ装置において、送信機と受信機とが互いに重ならない経路を介して時分割デュプレックス（ＴＤＤ）方式でダウンリンク信号およびアップリンク信号の送受信を行うように構成される。送信機と受信機は、独立した別個の回路からなり、周波数フィルタリングのためのフィルタを共有しないように構成される。

受信機は、低雑音増幅器と受信アンテナとの間にケーブルとフィルタおよび送受信切換スイッチ（ＴＤＤスイッチ）の少なくとも１つが具備されなくてもよいし、これによって受信アンテナと低雑音増幅器との間の距離を最小化して信号損失を低減することができる。それによって時分割デュプレックスアンテナ装置の雑音指数（Ｎｏｉｓｅ Ｆｉｇｕｒｅ、ＮＦ）を最小化し、時分割デュプレックスアンテナ装置のアップリンクカバレッジ（ｃｏｖｅｒａｇｅ）を拡張することができる。

時分割デュプレックス方式のアンテナ装置において低雑音増幅器（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ、ＬＮＡ）の重要な特性は雑音指数（以下、「ＮＦ」という）である。雑音指数は、入力と出力との間の信号対雑音比（ｓｉｇｎａｌ ｔｏ ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ、ＳＮＲ）の比で表され、低雑音増幅器のＮＦが大きければ、低雑音増幅器で発生するノイズが大きくて小さいレベルの信号がノイズに埋め込まれる問題が発生する。

これを解決するために、入力信号のレベルが大きくならなければならないが、この場合、入力信号を発生させる端末のバッテリ消耗が大きくなったり、基地局のセルカバレッジが減少して基地局の数を増加させなければならない問題が発生する。特に、既存の周波数より高い３．５ＧＨｚを用いる５Ｇ環境では電波の減衰が激しくなり、特にアップリンクのセルカバレッジが減少する問題が発生する。

図１に示された従来のアンテナ構造は、単一の送受信アンテナがフィルタと連結され、この時、フィルタに送信側電力増幅器（ＰＡ）と受信側低雑音増幅器（ＬＮＡ）がそれぞれ連結されて、アンテナを介して受信された信号がフィルタによってフィルタリングされた後に低雑音増幅器に伝達される構造である。

ＮＦに影響を与える最も大きい因子は損失（Ｌｏｓｓ）であり、低雑音増幅器の前段において損失はそのままＮＦを悪化させるようになる。また、システム全体のＮＦを決定する最も重要な部分は受信部の真っ先部分のＮＦ値であるので、受信部の前部分でのＮＦが小さくて利得が大きい場合、システムのＮＦが大きく改善される。

図１に示された従来のアンテナ構造によれば、アンテナから低雑音増幅器に至る過程においてフィルタ、ケーブル、送受信切換スイッチ（ＴＤＤスイッチ）で損失が発生し、この損失によってシステム全体のＮＦが悪化する問題が発生する。したがって、受信端ではアンテナ入力から低雑音増幅器の前段までの損失を最小化することが要求される。

図２は、本発明の一実施例による時分割デュプレックスアンテナ装置の構成を示す図であり、図３は、本発明の一実施例による時分割デュプレックスアンテナ装置の送／受信機の構造を示す図である。図２および図３を参照すれば、時分割デュプレックスアンテナ装置１００は、送信機１１０と、受信機１２０と、送信機１１０および受信機１２０を時分割デュプレックス方式で制御する制御器１３０とを含む。

送信機１１０は、少なくとも１つの送信アンテナモジュールを含む。受信機１２０は、少なくとも１つの受信アンテナモジュールを含む。図３に示された実施例では、送信機１１０と受信機１２０がそれぞれ１つの送信アンテナモジュール１１０ａと１つの受信アンテナモジュール１２０ａから構成されているが、送信機１１０および／または受信機１２０は、複数の送信アンテナモジュールおよび／または複数の送信アンテナモジュールから構成されてもよい。

本発明の実施例による時分割デュプレックスアンテナ装置１００は、送信機１１０と受信機１２０が互いに分離された別の回路で実現できる。本明細書において、送信機１１０と受信機１２０が「分離」されるとの意味は、２つの回路が互いに物理的な結合関係を持たない形態で分離されたものに制限的に解釈されず、送信機１１０と受信機１２０が相互間に共通の信号伝達ライン（ケーブル）を共有しないことを意味する。

本発明の実施例によれば、送信機１１０と受信機１２０が互いに分離された異なる経路Ｐ１、Ｐ２を介してダウンリンク信号およびアップリンク信号を時分割デュプレックス方式で送受信するように構成される。

送信機１１０は、第１経路Ｐ１を介してダウンリンク信号を送信することができる。受信機１２０は、第２経路Ｐ２を介してアップリンク信号を受信することができる。受信機１２０は、送信機１１０からダウンリンク信号が送信される第１経路Ｐ１と重なる部分なしに、第１経路Ｐ１から分離された第２経路Ｐ２を介してアップリンク信号を受信することができる。

送信アンテナモジュール１１０ａは、電力増幅器１１２と、送信フィルタ１１４と、少なくとも１つの送信アンテナ１１５とを含むことができる。電力増幅器１１２は、第１経路Ｐ１上に設けられ、ダウンリンク信号を送信するために送信信号の電力を一定レベル以上に増幅することができる。

電力増幅器１１２は、線形電力増幅器（Ｌｉｎｅａｒ Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ、ＬＰＡ）、高電力増幅器（Ｈｉｇｈ Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ、ＨＰＡ）などが例に挙げられるが、これに限定されず、送信信号の電力を増幅できるものであれば、特別な制限なくすべて使用可能である。

電力増幅器１１２は、ダウンリンク送信モードあるいはアップリンク受信モードに応じて、制御器１３０によって動作が制御可能である。電力増幅器１１２は、受信機１２０によってアップリンク信号を受信する間には動作が中断（停止）し、送信機１１０によってダウンリンク信号を送信する間にのみ作動できる。

電力増幅器１１２の作動中断は、例えば、電力増幅器１１２に備えられた能動素子（例えば、トランジスタ）に動作電圧が印加されないようにしたり、能動素子の動作を中断するための電圧を印加するなどの方法で実行できる。

逆に、電力増幅器１１２に備えられた能動素子（例えば、トランジスタ）に動作電圧を印加するなどの方法で電力増幅器１１２を動作させることができる。しかし、電力増幅器１１２の動作または作動中断がこのような例示された方法に限定されるものではない。

電力増幅器１１２によって増幅された送信信号は送信フィルタ１１４に入力される。送信フィルタ１１４は、第１経路Ｐ１上に設けられ、電力増幅器１１２によって増幅された送信信号の周波数を内部共振器（図示せず）を用いてフィルタリングすることができる。送信フィルタ１１４によって所定の周波数帯域の信号がフィルタリングされることによりダウンリンク信号が生成される。

送信フィルタ１１４は、設定されたダウンリンク周波数により、帯域通過フィルタ、帯域阻止フィルタ、低域通過フィルタ、高周波通過フィルタなどで提供されるが、これに限定されるものではない。

送信フィルタ１１４によってフィルタリングされて生成されたダウンリンク信号は送信アンテナ１１５に入力される。送信アンテナ１１５は、第１経路Ｐ１上に設けられ、送信フィルタ１１４によってフィルタリングされて生成されたダウンリンク信号を外部に送信することができる。送信アンテナ１１５は、ダイポール（ｄｉｐｏｌｅ）アンテナ、モノポール（ｍｏｎｏ ｐｏｌｅ）アンテナなどで提供されるが、これに限定されるものではなく、ダウンリンク信号を送信できる指向性あるいは無指向性の多様なアンテナがすべて使用可能である。

ここで、ダイポールアンテナは、２つの直線からなる導体を並んで設置し、電波を発射したり受信するアンテナをいい、モノポールアンテナは、ダイポールアンテナの半分で動作するアンテナをいう。また、指向性アンテナは、特定の方向に信号を輻射または放射したり特定の方向の信号を受信するアンテナをいう。無指向性アンテナは、特定の方向なく単一平面上にて全方向性の放射パターンを示すアンテナをいう。

受信アンテナモジュール１２０ａは、少なくとも１つの受信アンテナ１２２と、低雑音増幅器１２３と、受信フィルタ１２４とを含むことができる。受信アンテナ１２２は、第２経路Ｐ２上に設けられ、アップリンク信号を受信することができる。受信アンテナ１２２は、ダイポール（ｄｉｐｏｌｅ）アンテナ、モノポール（ｍｏｎｏ ｐｏｌｅ）アンテナなどで提供されるが、これに限定されるものではなく、アップリンク信号を受信できる指向性あるいは無指向性の多様なアンテナがすべて使用可能である。

受信アンテナ１２２によって受信されたアップリンク信号は低雑音増幅器１２３に入力される。低雑音増幅器１２３は、第２経路Ｐ２上に設けられ、受信アンテナ１２２によって受信されたアップリンク信号を低雑音増幅することができる。

低雑音増幅器１２３は、エサキダイオード（Ｅｓａｋｉ ｄｉｏｄｅ）増幅器、パラメトリック（Ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ）増幅器、メーザー（Ｍａｓｅｒ）増幅器などが例に挙げられるが、受信信号を低雑音増幅できるものであれば、特別な制限なくすべて使用可能である。

実施例において、低雑音増幅器１２３は、受信アンテナ１２２の出力端に直接連結可能である。あるいは、低雑音増幅器１２３は、受信アンテナ１２２の出力端にケーブルなどの信号ラインを介して連結されてもよい。

受信アンテナ１２２と低雑音増幅器１２３との間には、送受信切換スイッチ（ＴＤＤスイッチ）を除いたフィルタなどの部品が追加的に連結されてもよい。この場合、受信アンテナ１２２と低雑音増幅器１２３との間に連結されるフィルタなどの部品は、送信機１１０の送信フィルタ１１４より小さいサイズを有する部品である。

送信機１１０の送信ラインから出力される送信信号の電力は、受信ラインの受信信号の電力より大きいため、送信信号の厳格な制御のために送信ラインに用いられる送信フィルタ１１４のサイズが大きいが、本発明の実施例による時分割デュプレックスアンテナ装置は、送信ラインと受信ラインを別途に用いるため、受信アンテナ１２２と低雑音増幅器１２３との間に送信フィルタ１１４のような大きいサイズのフィルタを用いる必要がない。

したがって、受信アンテナ１２２と低雑音増幅器１２３との間にフィルタが備えられても、受信信号（アップリンク信号）の雑音指数を考慮して必要なサイズの小さいフィルタを用いるだけでも十分なため、受信アンテナ１２２と低雑音増幅器１２３との間に適用されるフィルタのサイズが小さくて、受信端から低雑音増幅器１２３に入力される受信信号の損失を低減することができる。

低雑音増幅器１２３は、ダウンリンク送信モードあるいはアップリンク受信モードに応じて、制御器１３０によって動作が制御可能である。低雑音増幅器１２３は、送信機１１０によってダウンリンク信号を送信する間には動作が中断（停止）し、受信機１２０によってアップリンク信号を受信する間にのみ作動できる。

低雑音増幅器１２３の作動中断は、例えば、低雑音増幅器１２３に備えられた能動素子（例えば、トランジスタ）に動作電圧が印加されないようにしたり、能動素子の動作を中断するための電圧を印加するなどの方法で実行できる。

逆に、低雑音増幅器１２３に備えられた能動素子（例えば、トランジスタ）に動作電圧を印加するなどの方法で低雑音増幅器１２３を動作させることができる。しかし、低雑音増幅器１２３の動作または作動中断がこのような例示された方法に限定されるものではない。

低雑音増幅器１２３によって低雑音増幅されたアップリンク信号は受信フィルタ１２４に入力される。受信フィルタ１２４は、第２経路Ｐ２上に設けられ、低雑音増幅器１２３によって低雑音増幅されたアップリンク信号の周波数を内部共振器（図示せず）を用いてフィルタリングすることができる。受信フィルタ１２４は、設定されたアップリンク周波数により、帯域通過フィルタ、帯域阻止フィルタ、低域通過フィルタ、高周波通過フィルタなどで提供されるが、これに限定されるものではない。

本発明の実施例において、低雑音増幅器１２３は、アップリンク信号が受信される第２経路Ｐ２に沿って受信アンテナ１２２と受信フィルタ１２４との間に配置される。受信機１２０の第２経路Ｐ２には従来の送受信切換スイッチ（ＴＤＤスイッチ）が具備されない。

このような受信アンテナ１２２と低雑音増幅器１２３および受信フィルタ１２４の配置構造によれば、受信アンテナ１２２と低雑音増幅器１２３との間にフィルタや送受信切換スイッチ（ＴＤＤスイッチ）などが配置されず、低雑音増幅器１２３を受信アンテナ１２２と近接した距離に配置可能で、第２経路Ｐ２に沿って受信アンテナ１２２と低雑音増幅器１２３との間の距離が最小化できる。

実施例において、第２経路Ｐ２に沿った受信アンテナ１２２と低雑音増幅器１２３との間の距離は、第１経路Ｐ１に沿った送信アンテナ１１５と電力増幅器１１２との間の距離より短く提供される。また、受信機１２０の受信アンテナ１２２と低雑音増幅器１２３との間の距離は、送信機１１０の送信アンテナ１１５と送信フィルタ１１４との間の距離より短く提供されてもよい。

低雑音増幅器１２３をケーブルを用いずに受信アンテナ１２２の出力端に直接結合させる場合、受信アンテナ１２２と低雑音増幅器１２３との間の距離は０になってもよい。この場合、低雑音増幅器１２３に入力される受信信号は、原信号をそのまま維持するか、あるいは最小限のノイズだけを含むことができる。

本発明の実施例によれば、受信アンテナ１２２から低雑音増幅器１２３の前段までの信号損失が最小化され、それによってシステム全体の雑音指数（Ｎｏｉｓｅ Ｆｉｇｕｒｅ、ＮＦ）が改善されてアンテナ性能が向上できる。受信機１２０の細部構造は、図４の実施例を参照してより詳しく説明する。

制御器１３０は、内部の信号を処理して送信機１１０を介して外部に送信することができる。また、制御器１３０は、受信機１２０を介して受信された信号を処理して受信信号に含まれた所定の情報をアンテナ装置と連結された装置に伝達することができる。制御器１３０は、ダウンリンク信号送信あるいはアップリンク信号受信の有無により、送信機１１０の電力増幅器１１２および受信機１２０の低雑音増幅器１２３の動作を制御することができる。

制御器１３０は、ダウンリンク信号送信の際に、送信機１１０の電力増幅器１１２を稼動するとともに、受信機１２０の低雑音増幅器１２３の稼動を中断することができる。また、制御器１３０は、アップリンク信号受信の際に、送信機１１０の電力増幅器１１２の稼動を中断するとともに、受信機１２０の低雑音増幅器１２３を稼動させることができる。

図４は、本発明の一実施例による時分割デュプレックスアンテナ装置を構成する受信機の構成図である。図４を参照すれば、受信機１２０は、受信アンテナモジュール１２１と、信号処理部１２５とを含むことができる。まず、受信アンテナモジュール１２１は、少なくとも１つ以上の受信アンテナ１２２と、低雑音増幅器１２３と、受信フィルタ１２４とを含むことができる。

少なくとも１つ以上の受信アンテナ１２２は、外部の信号を受信して受信アンテナモジュール１２１の低雑音増幅器１２３に出力することができる。受信アンテナ１２２は、例えば、パッチアンテナで実現できる。

低雑音増幅器１２３は、各受信アンテナ１２２に対応するように配置される。それぞれの低雑音増幅器１２３は、対応する受信アンテナ１２２の出力端に連結されて、当該受信アンテナ１２２から出力される受信信号を増幅させることができる。

この時、低雑音増幅器１２３を受信アンテナ１２２の出力端に連結することにより、低雑音増幅器１２３に入力される受信信号は、原信号をそのまま維持するか、あるいは最小限のノイズだけを含むことができる。

各低雑音増幅器１２３は、対応する受信アンテナ１２２から入力された受信信号を増幅して受信フィルタ１２４に出力することができる。この時、受信フィルタ１２４は、低雑音増幅器１２３によって増幅された受信信号を受信周波数帯域でフィルタリングして信号処理部１２５に伝達することができる。信号処理部１２５は、受信アンテナモジュール１２１とケーブルで連結可能である。

信号処理部１２５は、ＡＤ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）コンバータ１２６と、信号処理器１２７とを含むことができる。ＡＤコンバータ１２６は、受信フィルタ１２４によってフィルタリングされた信号がケーブルを介して入力されると、入力されたアナログ形態の受信信号をデジタル信号に変換することができる。

ＡＤコンバータ１２６は、変換されたデジタル信号を信号処理器１２７に伝達することができる。ここで、信号処理器１２７は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ、ＦＰＧＡ）が相当できる。もちろん、その他にもアンテナ受信機の信号を処理する回路構造であれば、いずれも相当できる。信号処理器１２７は、ＡＤコンバータ１２６によって変換されたデジタル信号を制御器１３０に出力することができる。

図５は、本発明の実施例による時分割デュプレックスアンテナ装置の動作を説明するための図である。図２～図４、図５を参照すれば、制御器１３０は、ダウンリンク信号送信Ｓ１の際に、送信機１１０の電力増幅器１１２を動作させ、受信機１２０の低雑音増幅器１２３の動作を中断させることができる。制御器１３０は、アップリンク信号受信Ｓ２の際には、送信機１１０の電力増幅器１１２の動作を中断させ、受信機１２０の低雑音増幅器１２３を動作させることができる。

実施例において、制御器１３０は、事業者が送る信号の大きさ（例えば、０～３．３Ｖ）によって送信信号なのか受信信号なのかを認識し、送信信号の大きさの信号が入力された場合、送信機１１０に相当する部品を動作させ、受信信号の大きさの信号が入力された場合、受信機１２０に相当する部品を動作させることができる。

実施例において、制御器１３０は、図５に示されるように、ダウンリンク送信とアップリンク受信との間のモード切換の際に、電力増幅器１１２と低雑音増幅器１２３の制御命令を同期化して電力増幅器１１２と低雑音増幅器１２３の動作を同時に切り換えることができる。

本発明の他の実施例において、制御器１３０は、図５に示されるように、電力増幅器１１２と低雑音増幅器１２３の動作切換が異なる時点で行われるように電力増幅器１１２と低雑音増幅器１２３の制御命令のタイミングを制御することもできる。一例として、制御器１３０は、送信機１１０から送信されたダウンリンク信号が多様な周辺環境によって反射して受信機１２０に流入する干渉現象を最小化するために、ダウンリンク送信Ｓ１からアップリンク受信Ｓ２へのモード切換の際、電力増幅器１１２の動作を中断させた後、電力増幅器１１２の動作を中断させた時点から設定時間（ΔＴ）経過後に低雑音増幅器１２３を動作させることができる。

電力増幅器１１２の動作中断時点と低雑音増幅器１２３の動作開始時点との間の時間差を決定する設定時間（ΔＴ）は、例えば、ダウンリンク信号が受信機１２０に流入して発生した干渉信号が予め設定された基準干渉レベル未満になる時間から算出できる。他の例として、制御器１３０は、電力増幅器１１２の動作中断時点と低雑音増幅器１２３の動作開始時点との間の時間間隔を多様に変化させながら、受信機１２０における送信信号と受信信号との間の干渉レベルおよび／または受信信号の雑音指数を測定し、受信機１２０における送信信号と受信信号との干渉レベルが基準干渉レベル未満になる時間、または受信信号の雑音指数が最小になる時間などから設定時間（ΔＴ）を算出することもできる。

図６は、本発明の他の実施例による時分割デュプレックスアンテナ装置の構成図である。図６に示された実施例を説明するにあたり、先に説明した実施例と同一または相応する構成要素については重複する説明を省略することができる。図６に示された実施例による時分割デュプレックスアンテナ装置１００は、受信機１２０がフィルタ１２８と合成器（Ｃｏｍｂｉｎｅｒ）１２９とをさらに含む点から、先に説明した実施例と差異がある。

図２および図６を参照すれば、受信機１２０の受信アンテナモジュールは、受信アンテナ１２２を複数含むことができる。複数の受信アンテナ１２２は、配列アンテナ（ａｒｒａｙ ａｎｔｅｎｎａ）を構成してもよい。合成器１２９は、受信機１２０の第２経路Ｐ２に沿って低雑音増幅器１２３と受信フィルタ１２４との間に設けられる。合成器１２９は、複数の受信アンテナ１２２によって受信された複数のアップリンク信号を合成することができる。低雑音増幅器１２３は、第２経路Ｐ２に沿って各受信アンテナ１２２と合成器１２９との間に設けられる。

フィルタ１２８は、第２経路Ｐ２に沿って各受信アンテナ１２２と低雑音増幅器１２３との間に設けられる。実施例において、フィルタ１２８は、例えば、３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）アウトオブバンド遮断（Ｏｕｔ ｏｆ ｂａｎｄ ｂｌｏｃｋｉｎｇ）規格による信号が印加される時に発生しうる低雑音増幅器１２３の飽和（Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）を防止するように構成される。

受信フィルタ１２４は、第２経路Ｐ２に沿って合成器１２９の出力端と制御器１３０との間に設けられる。受信フィルタ１２４は、合成器１２９によって複数のアップリンク信号から合成されて出力される受信信号でアウトオブバンド（Ｏｕｔ ｏｆ ｂａｎｄ）信号を遮断するように構成される。

送信機１１０の送信アンテナモジュールは、送信アンテナ１１５を複数含むことができる。複数の送信アンテナ１１５は、配列アンテナ（ａｒｒａｙ ａｎｔｅｎｎａ）を構成してもよい。分配器（Ｄｉｖｉｄｅｒ）１１６は、ダウンリンク信号の電力を分配して複数の送信アンテナ１１５に分配して出力することができる。電力増幅器１１２と送信フィルタ１１４との間には隔離器（ｉｓｏｌａｔｏｒ）が設けられる。

図６の実施例による時分割デュプレックスアンテナ装置１００は、受信アンテナ１２２と低雑音増幅器１２３との間に送受信切換スイッチ（ＴＤＤスイッチ）が配置されない。したがって、低雑音増幅器１２３を受信アンテナ１２２と近接した距離に配置可能で、第２経路Ｐ２に沿って受信アンテナ１２２と低雑音増幅器１２３との間の距離が最小化できる。

実施例において、第２経路Ｐ２に沿った受信アンテナ１２２と低雑音増幅器１２３との間の距離は、第１経路Ｐ１に沿った送信アンテナ１１５と電力増幅器１１２との間の距離より短く提供される。したがって、受信アンテナ１２２から低雑音増幅器１２３の前段までの信号損失が最小化され、それによってシステム全体の雑音指数（Ｎｏｉｓｅ Ｆｉｇｕｒｅ、ＮＦ）が改善されてアンテナ性能が向上できる。

送信機１１０の送信フィルタ１１４は、相対的に高い電力の送信信号をフィルタリングするために大きいサイズに設計されなければならないが、受信アンテナ１２２と低雑音増幅器１２３との間に設けられたフィルタ１２８は、送信機１１０で用いられる送信フィルタ１１４より小さいサイズに設計可能である。したがって、図６の実施例において、受信機１２０の低雑音増幅器１２３と受信アンテナ１２２との間の距離は、送信機１１０の送信アンテナ１１５と電力増幅器１１２との間の距離より短く設計可能である。

図６の実施例によれば、雑音指数（Ｎｏｉｓｅ Ｆｉｇｕｒｅ、ＮＦ）を低減するために、受信機１２０の低雑音増幅器１２３の前段にフィルタ１２８を追加して低雑音増幅器１２３の前段の雑音指数を低減することができ、低雑音増幅器１２３の後段と制御器１３０の前段との間に受信フィルタ１２４を追加して複数の低雑音増幅器１２３によって増幅された後、合成されたアップリンク信号の雑音指数を低減し、制御器１３０のデジタル端を雑音から保護することができる。これにより、フィルタ１２８と受信フィルタ１２４とからなる２段フィルタによって低雑音増幅器１２３の前／後段の雑音指数と制御器１３０のデジタル端の前段の雑音指数をすべて効果的に低減することができる。

従来の時分割デュプレックスアンテナ装置の場合、送信ラインの電力が大きくて規格が受信ラインより厳格であるため、送信ラインに合わせてフィルタのサイズが大きいものを用いるしかなく、これによって受信端の信号損失が大きいというデメリットがあった。しかし、本発明の実施例によれば、送信ラインと受信ラインを別途に用いるため、受信ラインは、受信信号（アップリンク信号）の雑音指数を考慮して必要なサイズのフィルタを用いると良いので、受信端の信号損失を低減できるという利点が提供される。

図７は、本発明のさらに他の実施例による時分割デュプレックスアンテナ装置を構成する受信機の構成図である。図７に示された実施例を説明するにあたり、先に説明した実施例と同一または相応する構成要素については重複する説明を省略することができる。図７に示された実施例による時分割デュプレックスアンテナ装置１００は、受信機１２０が受信アンテナモジュール１２０ａ、１２０ｂを複数含み、バトラーマトリクス（Ｂｕｔｌｅｒ Ｍａｔｒｉｘ）１４０をさらに含む点から、先に説明した実施例と差異がある。

ここで、バトラーマトリクス１４０は、１つの入力信号をＮ個の信号に分配するか、Ｎ個の入力信号を１つの出力端子で結合するために用いられる。このようなバトラーマトリクスは、伝送される信号の大きさにより、マイクロストリップ線路（ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ ｌｉｎｅ）、ストリップ線路（ｓｔｒｉｐ ｌｉｎｅ）、同軸線路（ｃｏａｘｉａｌ ｌｉｎｅ）、導波管（ｗａｖｅ ｇｕｉｄｅ）などを用いる。

図２および図７を参照すれば、バトラーマトリクス１４０は、第２経路Ｐ２に沿って複数の受信アンテナモジュール１２０ａ、１２０ｂと制御器１３０との間に設けられる。バトラーマトリクス１４０は、ハイブリッドカプラ（ｈｙｂｒｉｄ ｃｏｕｐｌｅｒ）と位相シフタ（ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔｅｒ）とを含んで構成される。バトラーマトリクス１４０は、複数のハイブリッドカプラを用いてビームフォーミングを可能にした構造で、前段にスイッチが位置して、１つのポートを選択すれば、それに相当する１つのアンテナ放射パターンが決定される。

バトラーマトリクス１４０により、複数の受信アンテナモジュール１２０ａ、１２０ｂによって生成された複数の受信信号を結合（Ｃｏｍｂｉｎｅ）して受信ビームの操舵性を得たり、マルチ受信ビーム（ｍｕｌｔｉ－ｂｅａｍ）特性を得ることができ、アンテナ利得（Ｇａｉｎ）を高めることができる。バトラーマトリクス１４０は、２×２マトリクス、４×４マトリクス、８×８マトリクスなどの多様な類型がすべて使用可能である。

本発明の実施例による時分割デュプレックスアンテナ装置の受信機は、受信アンテナと低雑音増幅器との間をケーブルで連結せず、低雑音増幅器が受信アンテナの出力端に直接連結可能である。この場合、低雑音増幅器に入力される受信信号の雑音指数（ＮＦ）は１．６ｄＢで、従来の時分割デュプレックスアンテナ装置と比較して４ｄＢだけ受信信号の雑音指数が減少し、それによって受信アンテナの利得は１．５ｄＢだけ向上できる。本発明の実施例によれば、従来のアンテナ装置と比較して、距離では約１．６８倍、面積では約２．８２倍のアップリンクカバレッジの改善効果を得ることができる。

以上説明された実施例は、ハードウェア構成要素、ソフトウェア構成要素、および／またはハードウェア構成要素およびソフトウェア構成要素の組み合わせで実現できる。例えば、実施例で説明された装置、方法および構成要素の一部（例えば、信号処理部、信号処理器、制御器など）、例えば、プロセッサ、コントローラ、ＡＬＵ（Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ Ｌｏｇｉｃ Ｕｎｉｔ）、デジタル信号プロセッサ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、マイクロコンピュータ、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、ＰＬＵ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｕｎｉｔ）、マイクロプロセッサ、または命令（ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）を実行し応答できる他のいずれの装置のように、１つ以上の汎用コンピュータまたは特殊目的コンピュータを用いて実現できる。

処理装置は、運営体制および前記運営体制上で行われる１つ以上のソフトウェアアプリケーションを行うことができる。また、処理装置は、ソフトウェアの実行に応答して、データをアクセス、格納、操作、処理および生成することもできる。理解の便宜のために、処理装置は１つが用いられると説明された場合もあるが、当該技術分野における通常の知識を有する者は、処理装置が複数の処理要素（Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｅｌｅｍｅｎｔ）および／または複数類型の処理要素を含むことができることを理解するであろう。

例えば、処理装置は、複数のプロセッサまたは１つのプロセッサと、１つのコントローラとを含むことができる。また、並列プロセッサ（Ｐａｒａｌｌｅｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）のような、他の処理構成（Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）も可能である。ソフトウェアは、コンピュータプログラム（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｐｒｏｇｒａｍ）、コード（ｃｏｄｅ）、命令（ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）、またはこれらの１つ以上の組み合わせを含むことができ、所望通りに動作するように処理装置を構成するか、独立にまたは結合的に（ｃｏｌｌｅｃｔｉｖｅｌｙ）処理装置を命令することができる。

ソフトウェアおよび／またはデータは、処理装置によって解析されるか、処理装置に命令またはデータを提供するために、ある類型の機械、構成要素（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）、物理的装置、仮想装置（ｖｉｒｔｕａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）、コンピュータ記憶媒体または装置、または伝送される信号波（ｓｉｇｎａｌ ｗａｖｅ）に永久的に、または一時的に具体化（ｅｍｂｏｄｙ）される。ソフトウェアは、ネットワークで連結されたコンピュータシステム上に分散して、分散した方法で格納または実行されてもよい。ソフトウェアおよびデータは、１つ以上のコンピュータ可読記録媒体に格納される。

以上の説明は本発明の技術思想を例示的に説明したに過ぎないものであって、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性を逸脱しない範囲で多様な修正および変形が可能であろう。したがって、本発明に開示された実施例は、本発明の技術思想を限定するためではなく説明するためのものであり、このような実施例によって本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。本発明の保護範囲は以下の特許請求の範囲によって解釈されなければならず、それと同等の範囲内にあるすべての技術思想は本発明の権利範囲に含まれると解釈されなければならない。

本発明の実施例による時分割デュプレックスアンテナ装置の受信機は、受信アンテナと低雑音増幅器との間をケーブルで連結せず、低雑音増幅器が受信アンテナの出力端に直接連結可能である。この場合、低雑音増幅器に入力される受信信号の雑音指数（ＮＦ）は１．６ｄＢで、従来の時分割デュプレックスアンテナ装置と比較して４ｄＢだけ受信信号の雑音指数が減少し、それによって受信アンテナの利得は１．５ｄＢだけ向上できる。本発明の実施例によれば、従来のアンテナ装置と比較して、距離では約１．６８倍、面積では約２．８２倍のアップリンクカバレッジの改善効果を得ることができる。

１００：時分割デュプレックスアンテナ装置
１１０：送信機
１１０ａ：送信アンテナモジュール
１１２：電力増幅器
１１３：隔離器
１１４：送信フィルタ
１１５：送信アンテナ
１１６：分配器
１２０：受信機
１２０ａ、１２０ｂ、１２１：受信アンテナモジュール
１２２：受信アンテナ
１２３：低雑音増幅器
１２４：受信フィルタ
１２５：信号処理部
１２６：ＡＤコンバータ
１２７：信号処理器
１２８：フィルタ
１２９：合成器
１３０：制御器
１４０：バトラーマトリクス

Claims (6)

1. 時分割デュプレックス（ＴＤＤ：Ｔｉｍｅ－ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｄｕｐｌｅｘ）方式で基地局から移動局へのダウンリンク信号および移動局から基地局へのアップリンク信号を送受信する時分割デュプレックスアンテナ装置において、
   少なくとも１つの送信アンテナモジュールを含み、第１経路を介してダウンリンク信号を送信する送信機と、
   少なくとも１つの受信アンテナモジュールを含み、前記第１経路と重なる部分なしに、前記第１経路から分離された第２経路を介してアップリンク信号を受信する受信機と、
   前記送信機および前記受信機を時分割デュプレックス方式で制御する制御器とを含み、
   前記送信アンテナモジュールは、
   前記第１経路上に設けられ、送信信号の電力を増幅する電力増幅器と、
   前記第１経路上に設けられ、前記電力増幅器によって増幅された送信信号の周波数をフィルタリングして前記ダウンリンク信号を生成する送信フィルタと、
   前記第１経路上に設けられ、前記送信フィルタによってフィルタリングされて生成された前記ダウンリンク信号を送信する少なくとも１つの送信アンテナとを含み、
   前記受信アンテナモジュールは、
   前記第２経路上に設けられ、各々が前記アップリンク信号を受信する複数の受信アンテナと、
   前記第２経路上に設けられ、前記複数の受信アンテナのそれぞれによって受信された複数の前記アップリンク信号を低雑音増幅する複数の低雑音増幅器と、
   前記第２経路に沿って前記各受信アンテナと前記低雑音増幅器との間に設けられ、前記低雑音増幅器の飽和を防止するために前記送信フィルタよりも小さいサイズを有するフィルタと、
   前記第２経路上に設けられ、前記複数の低雑音増幅器により低雑音増幅された前記複数のアップリンク信号を合成する合成器と、
   前記第２経路に沿って前記合成器の出力端と前記制御器との間に設けられ、前記合成器により合成された前記アップリンク信号の周波数をフィルタリングするフィルタであって、前記合成器によって前記複数のアップリンク信号から合成されて出力される受信信号でアウトオブバンド（Ｏｕｔ ｏｆ ｂａｎｄ）信号を遮断するように構成された受信フィルタとを含む、時分割デュプレックスアンテナ装置。
2. 前記第２経路に沿った前記受信アンテナと前記低雑音増幅器との間の距離は、前記第１経路に沿った前記送信アンテナと前記電力増幅器との間の距離より短い、請求項１に記載の時分割デュプレックスアンテナ装置。
3. 前記受信機は、前記受信アンテナモジュールを複数含み、
   前記受信機は、前記第２経路に沿って複数の受信アンテナモジュールと前記制御器との間に設けられ、前記複数の受信アンテナモジュールによって生成された複数の受信信号を結合してマルチビームを形成するバトラーマトリクス（Ｂｕｔｌｅｒ Ｍａｔｒｉｘ）をさらに含む、請求項１に記載の時分割デュプレックスアンテナ装置。
4. 前記受信機は、前記第２経路上に前記送信機および前記受信機を時分割デュプレックス方式で制御するための送受信切換スイッチを具備しない、請求項１に記載の時分割デュプレックスアンテナ装置。
5. 前記受信機は、前記送信機と分離された別の回路から構成される、請求項１に記載の時分割デュプレックスアンテナ装置。
6. 前記制御器は、
   ダウンリンク信号送信の際、前記電力増幅器を動作させ、前記低雑音増幅器の動作を中断させ；
   アップリンク信号受信の際、前記電力増幅器の動作を中断させ、前記低雑音増幅器を動作させるように構成される、請求項１～５のいずれか１項に記載の時分割デュプレックスアンテナ装置。

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