JPH0832347A - 移動通信系の基地局用アンテナ装置 - Google Patents
移動通信系の基地局用アンテナ装置Info
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- JPH0832347A JPH0832347A JP6188997A JP18899794A JPH0832347A JP H0832347 A JPH0832347 A JP H0832347A JP 6188997 A JP6188997 A JP 6188997A JP 18899794 A JP18899794 A JP 18899794A JP H0832347 A JPH0832347 A JP H0832347A
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- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】複数の異なった移動通信システムを運用する無
線基地局において、ダイバーシティ受信を行う場合で
も、合計アンテナ本数を2本または3本にすることがで
きる移動通信系の基地局用アンテナ装置を提供する。 【構成】移動通信系の基地局用アンテナ装置において、
対象とする複数種類のサービス系にそれぞれの列が適合
する複数列のアレーアンテナから成りこの複数列を構成
する放射素子が隣接する列を構成する放射素子に対して
所要の間隔を以て絶縁基板上に配列され、前記複数列の
放射素子は列毎に前記複数種類のサービス系にそれぞれ
対応するように配置された個別の独立給電路に接続され
ていることを特徴とする構成を有している。
線基地局において、ダイバーシティ受信を行う場合で
も、合計アンテナ本数を2本または3本にすることがで
きる移動通信系の基地局用アンテナ装置を提供する。 【構成】移動通信系の基地局用アンテナ装置において、
対象とする複数種類のサービス系にそれぞれの列が適合
する複数列のアレーアンテナから成りこの複数列を構成
する放射素子が隣接する列を構成する放射素子に対して
所要の間隔を以て絶縁基板上に配列され、前記複数列の
放射素子は列毎に前記複数種類のサービス系にそれぞれ
対応するように配置された個別の独立給電路に接続され
ていることを特徴とする構成を有している。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、移動通信の基地局に用
いられるアンテナ装置に関するものである。
いられるアンテナ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】自動車・携帯電話システムにおいては、
垂直偏波が用いられている。垂直偏波を送受信するアン
テナの構成素子としては、図20のようなダイポールア
ンテナ又は図21のようなパッチアンテナが用いられて
いる。また自動車・携帯電話システムにおいては、周波
数の有効利用を図るため電波の到達する範囲を数キロメ
ートル以内に限定する必要があり、電波の垂直軸内の放
射方向が水平方向より下に向くようにしている。これは
チルトと呼ばれ、図22に示すようにダイポールまたは
パッチアンテナを縦方向に複数個配列してアレーアンテ
ナを構成し、これら素子間の位相及び振幅の少なくとも
一方を制御する事により実現している(このようなアレ
ーアンテナをここでは「基本ユニット」と呼ぶ)。通常
このようなアレイは送受信共用で構成されるが、送受別
々に構成されることもある。
垂直偏波が用いられている。垂直偏波を送受信するアン
テナの構成素子としては、図20のようなダイポールア
ンテナ又は図21のようなパッチアンテナが用いられて
いる。また自動車・携帯電話システムにおいては、周波
数の有効利用を図るため電波の到達する範囲を数キロメ
ートル以内に限定する必要があり、電波の垂直軸内の放
射方向が水平方向より下に向くようにしている。これは
チルトと呼ばれ、図22に示すようにダイポールまたは
パッチアンテナを縦方向に複数個配列してアレーアンテ
ナを構成し、これら素子間の位相及び振幅の少なくとも
一方を制御する事により実現している(このようなアレ
ーアンテナをここでは「基本ユニット」と呼ぶ)。通常
このようなアレイは送受信共用で構成されるが、送受別
々に構成されることもある。
【0003】従来のアンテナの構成について説明する。
まず、「シングルセクター方式」として、次のような構
成が用いられている。 (1)NTT大容量方式の自動車・携帯電話システムに
おいては、基地局から0°、(北)及び180°(南)
方向に向けて二つの180°ビームを放射し、全方向を
カバーしている。これは「2セクター方式」と呼ばれて
いる。無線基地局において2セクターでダイバーシティ
受信を行う場合、図23に示すように送受信共用の「基
本ユニット」2本すなわちTA1 /RA1 及びTA2 /
RA2 の外に受信専用「基本ユニット」2本すなわちR
A1 及びRA2 からなる合計4本のアンテナを使用して
いる。またセクター化せず無指向性アンテナで構成する
場合には無指向性の「基本ユニット」2本を使用してい
る。 (2)TACS方式においては図24に示すように、6
0°のビーム幅を持つ「基本ユニット」を60°間隔で
6本使用し、6セクター構成を採っている。 (3)デジタル方式においては、60°あるいは120
°ビームの「基本ユニット」3本を120°間隔で用
い、3セクター構成を採っている。ダイバーシティ受信
を行う場合には図25に示すように合計6本の「基本ユ
ニット」が必要となる。 以上のようなアンテナは、いずれも1本のレドーム内に
「基本ユニット」一つを収容し、送受それぞれ1本のビ
ームを同一方向(一つのセクター)に放射するように構
成されている。これを「シングルセクターアンテナ」と
呼ぶ。
まず、「シングルセクター方式」として、次のような構
成が用いられている。 (1)NTT大容量方式の自動車・携帯電話システムに
おいては、基地局から0°、(北)及び180°(南)
方向に向けて二つの180°ビームを放射し、全方向を
カバーしている。これは「2セクター方式」と呼ばれて
いる。無線基地局において2セクターでダイバーシティ
受信を行う場合、図23に示すように送受信共用の「基
本ユニット」2本すなわちTA1 /RA1 及びTA2 /
RA2 の外に受信専用「基本ユニット」2本すなわちR
A1 及びRA2 からなる合計4本のアンテナを使用して
いる。またセクター化せず無指向性アンテナで構成する
場合には無指向性の「基本ユニット」2本を使用してい
る。 (2)TACS方式においては図24に示すように、6
0°のビーム幅を持つ「基本ユニット」を60°間隔で
6本使用し、6セクター構成を採っている。 (3)デジタル方式においては、60°あるいは120
°ビームの「基本ユニット」3本を120°間隔で用
い、3セクター構成を採っている。ダイバーシティ受信
を行う場合には図25に示すように合計6本の「基本ユ
ニット」が必要となる。 以上のようなアンテナは、いずれも1本のレドーム内に
「基本ユニット」一つを収容し、送受それぞれ1本のビ
ームを同一方向(一つのセクター)に放射するように構
成されている。これを「シングルセクターアンテナ」と
呼ぶ。
【0004】次に、「マルチセクターアンテナ」には、
次のような構成が用いられている。まず、2セクター方
式について説明する。 (1) アンテナの数を減らす技術として、図26に示
すように、180°のビーム幅を持つ「基本ユニット」
2本を背中合わせに配置する2セクター方式が用いられ
ている。この技術によれば、大容量方式2セクター用と
して必要な180°ビーム2本を1本の円筒レドームか
ら放射することができ、これまで4本必要としたアンテ
ナを2本に減らすことができる。このような構成は「マ
ルチセクター方式」と呼ばれる。特にこの場合のように
180°ビームの「基本ユニット」2本を背中合わせに
配置したものを「180°2セクター方式」と呼ぶこと
とする。 (2) 同様に、デジタル用として、120°または6
0°のビーム幅を持つ「基本ユニット」2本を正三角柱
の2面上に配置し、図27に示すように、120°また
は60°ビームを120°間隔で2本放射する構成が用
いられている。これを用いれば、従来6本必要であった
アンテナの数を3本に減らすことができる。これも2セ
クター方式の一つである。TACS方式の場合には60
°のビーム幅を持つ「基本ユニット」を用いれば良い。
次のような構成が用いられている。まず、2セクター方
式について説明する。 (1) アンテナの数を減らす技術として、図26に示
すように、180°のビーム幅を持つ「基本ユニット」
2本を背中合わせに配置する2セクター方式が用いられ
ている。この技術によれば、大容量方式2セクター用と
して必要な180°ビーム2本を1本の円筒レドームか
ら放射することができ、これまで4本必要としたアンテ
ナを2本に減らすことができる。このような構成は「マ
ルチセクター方式」と呼ばれる。特にこの場合のように
180°ビームの「基本ユニット」2本を背中合わせに
配置したものを「180°2セクター方式」と呼ぶこと
とする。 (2) 同様に、デジタル用として、120°または6
0°のビーム幅を持つ「基本ユニット」2本を正三角柱
の2面上に配置し、図27に示すように、120°また
は60°ビームを120°間隔で2本放射する構成が用
いられている。これを用いれば、従来6本必要であった
アンテナの数を3本に減らすことができる。これも2セ
クター方式の一つである。TACS方式の場合には60
°のビーム幅を持つ「基本ユニット」を用いれば良い。
【0005】3セクター方式について説明する。「基本
ユニット」3本を、図28に示すように正三角柱の3面
上に配置すれば、0°,120°及び240°方向に向
けたビームを放射することができる。これを「3セクタ
ー方式」と呼ぶ。 (1)「3セクター方式アンテナ」2本を、図29に示
すように水平面内で互いに逆方向を向くように組み合わ
せれば、0°から300°まで60°おきに6本のビー
ムを放射することができ、TACSシステムに対応する
ことが可能である。この場合、この2本の「3セクター
方式アンテナ」を互いに空間的に無相関になる距離だけ
離して配列すれば、TACS方式において0°と60
°,60°と120°というように隣接する60°ビー
ムは互いに隣接したアンテナから放射されるので、スペ
ースダイバーシティの効果を持つ。同時に、例えば0°
と60°の二つのビームにおいてはそれぞれが放射する
ビームが電力強度が1/2になる点で重なり合っている
ため、該2本のビームにより角度ダイバーシティの効果
を発揮することができるという特徴がある。 (2)「3セクター方式アンテナ」2本を図30に示す
ように同方向に向ければそれぞれのアンテナから、0
°,120°及び240°方向に向けたビームを放射す
ることができる。この場合、2本のアンテナから放射さ
れる同一方向のビーム(例えば0°のビーム)は、それ
ぞれ互いに空間的に無相関になるように配列されている
ので、この2本のアンテナはスペースダイバーシティの
効果を持ち、デジタル方式用として所期の目的を達成で
きる。
ユニット」3本を、図28に示すように正三角柱の3面
上に配置すれば、0°,120°及び240°方向に向
けたビームを放射することができる。これを「3セクタ
ー方式」と呼ぶ。 (1)「3セクター方式アンテナ」2本を、図29に示
すように水平面内で互いに逆方向を向くように組み合わ
せれば、0°から300°まで60°おきに6本のビー
ムを放射することができ、TACSシステムに対応する
ことが可能である。この場合、この2本の「3セクター
方式アンテナ」を互いに空間的に無相関になる距離だけ
離して配列すれば、TACS方式において0°と60
°,60°と120°というように隣接する60°ビー
ムは互いに隣接したアンテナから放射されるので、スペ
ースダイバーシティの効果を持つ。同時に、例えば0°
と60°の二つのビームにおいてはそれぞれが放射する
ビームが電力強度が1/2になる点で重なり合っている
ため、該2本のビームにより角度ダイバーシティの効果
を発揮することができるという特徴がある。 (2)「3セクター方式アンテナ」2本を図30に示す
ように同方向に向ければそれぞれのアンテナから、0
°,120°及び240°方向に向けたビームを放射す
ることができる。この場合、2本のアンテナから放射さ
れる同一方向のビーム(例えば0°のビーム)は、それ
ぞれ互いに空間的に無相関になるように配列されている
ので、この2本のアンテナはスペースダイバーシティの
効果を持ち、デジタル方式用として所期の目的を達成で
きる。
【0006】次に、複数システムの場合について説明す
る。複数のシステムを収容する基地局においては、通常
それぞれのシステム用のアンテナをすべて別個に建てる
必要がある。 (A)例えばNTT大容量方式とデジタル用のシステム
を収容する基地局においては、「シングルセクター技
術」では前者のために4本、後者のために6本、合計1
0本のアンテナが必要となる。同じくデジタル方式及び
TACS方式を共用する場合には、各方式に対して6
本、合計12本のアンテナが必要となる。 (B)「2セクター技術」を用いれば、NTT大容量方
式とデジタル用のシステムを収容する基地局において
は、前者のために2本、後者のために3本、合計5本の
アンテナが必要となり、またデジタル方式及びTACS
方式を収容する場合には両者に対して各3本、合成6本
が必要である。 (C)「3セクター技術」を用いれば、デジタル方式及
びTACS方式を収容する場合には両者に対して各2
本、合計4本が必要である。 (D)一つのアンテナで複数、例えば二つのシステムを
共用するには、送信電力が小さければ、図31に示すよ
うに合成器により二つのシステムの送信機TX1 ,TX
2 の出力を合成し、更にダイプレクサーを介して一つの
アンテナに供給する技術が知られている。受信波は、ダ
イプレクサで分離され、共用器でさらに分岐されて二つ
の受信機RX1 ,RX2 に供給される。
る。複数のシステムを収容する基地局においては、通常
それぞれのシステム用のアンテナをすべて別個に建てる
必要がある。 (A)例えばNTT大容量方式とデジタル用のシステム
を収容する基地局においては、「シングルセクター技
術」では前者のために4本、後者のために6本、合計1
0本のアンテナが必要となる。同じくデジタル方式及び
TACS方式を共用する場合には、各方式に対して6
本、合計12本のアンテナが必要となる。 (B)「2セクター技術」を用いれば、NTT大容量方
式とデジタル用のシステムを収容する基地局において
は、前者のために2本、後者のために3本、合計5本の
アンテナが必要となり、またデジタル方式及びTACS
方式を収容する場合には両者に対して各3本、合成6本
が必要である。 (C)「3セクター技術」を用いれば、デジタル方式及
びTACS方式を収容する場合には両者に対して各2
本、合計4本が必要である。 (D)一つのアンテナで複数、例えば二つのシステムを
共用するには、送信電力が小さければ、図31に示すよ
うに合成器により二つのシステムの送信機TX1 ,TX
2 の出力を合成し、更にダイプレクサーを介して一つの
アンテナに供給する技術が知られている。受信波は、ダ
イプレクサで分離され、共用器でさらに分岐されて二つ
の受信機RX1 ,RX2 に供給される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】まず、アンテナの数に
ついて、基地局を経済的に建設するため複数システムを
収容する場合、「シングルセクター技術」を用いると、
例えばNTT大容量方式とデジタル用のシステムを収容
する時には、前述のように10本、デジタル方式及びT
ACS方式を収容する場合には12本ものアンテナが必
要となり、アンテナを設置する建物の美観上好ましくな
いと共に、屋上面積が広くなり、工事の工数が増加し、
価格も高くなるという経済的な欠点がある。次に、相互
変調歪に関する問題が存在する。すなわち、複数システ
ム、例えば2システムを図31に示したような構成で合
成する場合、二つの異なった周波数の送信出力電力が合
成器からアンテナまでの同一の回路を通過するため、途
中に非直線性の部分、例えばコネクタの接触不良による
非直線性があると、送信信号と同一周波数の相互変調歪
が発生し、これが自局の受信機で受信され干渉となるこ
とが広く知られている。この相互変調歪は、自動車・携
帯電話システムの場合のように送信出力が大きいと極め
て高い値となり、避けることのできない妨害信号となる
ため、このような共用は実用不可能である。
ついて、基地局を経済的に建設するため複数システムを
収容する場合、「シングルセクター技術」を用いると、
例えばNTT大容量方式とデジタル用のシステムを収容
する時には、前述のように10本、デジタル方式及びT
ACS方式を収容する場合には12本ものアンテナが必
要となり、アンテナを設置する建物の美観上好ましくな
いと共に、屋上面積が広くなり、工事の工数が増加し、
価格も高くなるという経済的な欠点がある。次に、相互
変調歪に関する問題が存在する。すなわち、複数システ
ム、例えば2システムを図31に示したような構成で合
成する場合、二つの異なった周波数の送信出力電力が合
成器からアンテナまでの同一の回路を通過するため、途
中に非直線性の部分、例えばコネクタの接触不良による
非直線性があると、送信信号と同一周波数の相互変調歪
が発生し、これが自局の受信機で受信され干渉となるこ
とが広く知られている。この相互変調歪は、自動車・携
帯電話システムの場合のように送信出力が大きいと極め
て高い値となり、避けることのできない妨害信号となる
ため、このような共用は実用不可能である。
【0008】本発明は、複数の異なった移動通信システ
ムを運用する無線基地局において、ダイバーシティ受信
を行う場合でも、合計アンテナ本数を2本または3本に
することができる移動通信系の基地局用アンテナ装置を
提供することを目的とする。
ムを運用する無線基地局において、ダイバーシティ受信
を行う場合でも、合計アンテナ本数を2本または3本に
することができる移動通信系の基地局用アンテナ装置を
提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明による移動通信系の基地局用アンテナ装置
は、移動通信系の基地局用アンテナ装置において、対象
とする複数種類のサービス系にそれぞれの列が適合する
複数列のアレーアンテナから成りこの複数列を構成する
放射素子が隣接する列を構成する放射素子に対して所要
の間隔を以て絶縁基板上に配列され、前記複数列の放射
素子は列毎に前記複数種類のサービス系にそれぞれ対応
するように配置された個別の独立給電路に接続されてい
ることを特徴とする構成を有している。
に、本発明による移動通信系の基地局用アンテナ装置
は、移動通信系の基地局用アンテナ装置において、対象
とする複数種類のサービス系にそれぞれの列が適合する
複数列のアレーアンテナから成りこの複数列を構成する
放射素子が隣接する列を構成する放射素子に対して所要
の間隔を以て絶縁基板上に配列され、前記複数列の放射
素子は列毎に前記複数種類のサービス系にそれぞれ対応
するように配置された個別の独立給電路に接続されてい
ることを特徴とする構成を有している。
【0010】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例について
説明する。システムの数は原理的にはいくら多くてもよ
いが、ここでは実用的な見地並びに説明を簡単にする見
地から2システム用の場合にいついて述べる。
説明する。システムの数は原理的にはいくら多くてもよ
いが、ここでは実用的な見地並びに説明を簡単にする見
地から2システム用の場合にいついて述べる。
【0011】〔実施例1〕6セクターアンテナ 図1に示すように、60°のビーム幅を持つ「基本ユニ
ット」6本(U1 ,U2 ,U3 ,U4 ,U5 ,U6 )を
正六角柱の各面上に配置すれば、60°ビームの6セク
ターアンテナを構成することができる。このアンテナを
用いれば、直径は2倍となるがTACS方式用としては
これ1本で必要な機能を実現することができる。
ット」6本(U1 ,U2 ,U3 ,U4 ,U5 ,U6 )を
正六角柱の各面上に配置すれば、60°ビームの6セク
ターアンテナを構成することができる。このアンテナを
用いれば、直径は2倍となるがTACS方式用としては
これ1本で必要な機能を実現することができる。
【0012】複数システムを扱うアンテナの放射素子と
しては多くの形式が用いられるが、例えば次のような二
つの構成を用いることができる。
しては多くの形式が用いられるが、例えば次のような二
つの構成を用いることができる。
【0013】〔実施例2〕単一素子 例えば図2に示すような構造の一つのシステム用の単一
素子を複数個用いる構成がある。図において、1は放射
素子である金属片、2は誘電体、3は金属地板であり、
4は金属片1に接続される給電線の芯線で、外部導体5
とともに同軸給電線を形成する。このような“システム
1”用の素子n個を図3に示す用に、一枚の誘電体基板
上にT1 からTn まで縦に配置すると共に、同様な構造
の“システム2”用の素子D1 〜Dn を約半波長離して
配置する構成である。それぞれn個の素子を用いるの
は、アレーアンテナを構成して垂直面内チルトをかける
ためである。この場合、図3に示したように、“システ
ム1”用の素子T1 〜Tn と“システム2”用の素子D
1 〜Dn は、相互の干渉を避けるため、互いの素子が交
互に横に並ぶように配列することが望ましい。
素子を複数個用いる構成がある。図において、1は放射
素子である金属片、2は誘電体、3は金属地板であり、
4は金属片1に接続される給電線の芯線で、外部導体5
とともに同軸給電線を形成する。このような“システム
1”用の素子n個を図3に示す用に、一枚の誘電体基板
上にT1 からTn まで縦に配置すると共に、同様な構造
の“システム2”用の素子D1 〜Dn を約半波長離して
配置する構成である。それぞれn個の素子を用いるの
は、アレーアンテナを構成して垂直面内チルトをかける
ためである。この場合、図3に示したように、“システ
ム1”用の素子T1 〜Tn と“システム2”用の素子D
1 〜Dn は、相互の干渉を避けるため、互いの素子が交
互に横に並ぶように配列することが望ましい。
【0014】〔実施例3〕2システム用複合素子 例えば図4に示すように、“システム1”用の素子T1
の上に、同様な構造の“システム2”用の素子D1 を重
ね、これを図5に示すように縦に配置する構成である。
この第2の形式の方が水平方向の寸法が小さくなるので
望ましい。
の上に、同様な構造の“システム2”用の素子D1 を重
ね、これを図5に示すように縦に配置する構成である。
この第2の形式の方が水平方向の寸法が小さくなるので
望ましい。
【0015】〔実施例4〕共用アンテナの基本的構成に
ついて説明する。 共用ユニット “システム1”としてTACS方式が、“システム2”
としてデジタル方式が採用される場合について説明す
る。TACS方式においては前述のように、60°ビー
ムのアンテナを60°間隔で使用し6セクター構成を採
っている。またデジタル方式においては、60°ビーム
または120°ビームのアンテナを120°間隔で使用
し、3セクター構成を採っている。しかもデジタル方式
の場合にはスペースダイバーシティを行わなければなら
ない。図4のような構造を持ち、それぞれ半値幅60°
をもつTACS及びデジタル両方式共用の放射素子を、
図5に示したように縦にn個配置し垂直面内でチルトを
かけられるようにしたものをここでは「共用ユニット」
と呼ぶ。 共用マルチセクターアンテナ (A)「共用ユニット」を2ユニット用意し、図26及
び図27に示したような「2セクターアンテナ」を構成
させるために正三角柱の2面上に配置したものをここで
は「120°共用2セクターアンテナ」と呼ぶ。「12
0°共用2セクターアンテナ」を用いれば、図6に示す
ように、“システム1および2”についてそれぞれ、0
°及び120°方向に向けたビームを2本ずつ、合計4
本のビームを放射することができる。180°ビームの
「共用ユニット」2本を背中合わせにすれば、0°方向
と180°方向にそれぞれ2本のビームを放射すること
ができる。これを「180°共用2セクターアンテナ」
と呼ぶこととする。 (B)「120°共用ユニット」を3ユニット用意し、
これを図28に示すように、3セクターを構成させるた
めに正三角柱の3面上に配置する。このようなアンテナ
をここでは「共用3セクターアンテナ」と呼ぶ。「共用
3セクターアンテナ」を用いれば、図7に示すように
“システム1および2”についてそれぞれ、0°,12
0°および240°方向に向けたビームを3本、合計6
本のビームを放射することができる。 (C)このような「共用2セクターアンテナあるいは共
用3セクターアンテナ」を各2本用いることにより、あ
るいは「共用2セクターアンテナまたは共用3セクター
アンテナ」各1本と1システム用のアンテナを1乃至2
本用いることにより、各種の複数システムを2〜3本の
アンテナ素子で実現することができる。詳細は具体的実
施例において述べる。
ついて説明する。 共用ユニット “システム1”としてTACS方式が、“システム2”
としてデジタル方式が採用される場合について説明す
る。TACS方式においては前述のように、60°ビー
ムのアンテナを60°間隔で使用し6セクター構成を採
っている。またデジタル方式においては、60°ビーム
または120°ビームのアンテナを120°間隔で使用
し、3セクター構成を採っている。しかもデジタル方式
の場合にはスペースダイバーシティを行わなければなら
ない。図4のような構造を持ち、それぞれ半値幅60°
をもつTACS及びデジタル両方式共用の放射素子を、
図5に示したように縦にn個配置し垂直面内でチルトを
かけられるようにしたものをここでは「共用ユニット」
と呼ぶ。 共用マルチセクターアンテナ (A)「共用ユニット」を2ユニット用意し、図26及
び図27に示したような「2セクターアンテナ」を構成
させるために正三角柱の2面上に配置したものをここで
は「120°共用2セクターアンテナ」と呼ぶ。「12
0°共用2セクターアンテナ」を用いれば、図6に示す
ように、“システム1および2”についてそれぞれ、0
°及び120°方向に向けたビームを2本ずつ、合計4
本のビームを放射することができる。180°ビームの
「共用ユニット」2本を背中合わせにすれば、0°方向
と180°方向にそれぞれ2本のビームを放射すること
ができる。これを「180°共用2セクターアンテナ」
と呼ぶこととする。 (B)「120°共用ユニット」を3ユニット用意し、
これを図28に示すように、3セクターを構成させるた
めに正三角柱の3面上に配置する。このようなアンテナ
をここでは「共用3セクターアンテナ」と呼ぶ。「共用
3セクターアンテナ」を用いれば、図7に示すように
“システム1および2”についてそれぞれ、0°,12
0°および240°方向に向けたビームを3本、合計6
本のビームを放射することができる。 (C)このような「共用2セクターアンテナあるいは共
用3セクターアンテナ」を各2本用いることにより、あ
るいは「共用2セクターアンテナまたは共用3セクター
アンテナ」各1本と1システム用のアンテナを1乃至2
本用いることにより、各種の複数システムを2〜3本の
アンテナ素子で実現することができる。詳細は具体的実
施例において述べる。
【0016】〔実施例5〕水平面内ビーム偏向 「共用2セクターアンテナまたは共用3セクターアンテ
ナ」において、水平面内においても垂直面内のチルトと
同様にビームを偏向すれば、本数の少ない複数システム
アンテナを容易に構成することができる。 水平面内ビーム偏向 図8に示すように、基板B上に図2で示したような素子
T1 及びT2 を水平におよそ半波長離して配置する。こ
れに対し、T2 の位相がT1 よりも適当な角度だけ遅れ
るように給電すれば、この二つの素子から放射されるビ
ームの向きが面Bの法線に対し右側に30°ずれて放射
されるように調整することができる。 2システム水平面内ビーム偏向 図9に示すように、基板B上に図4で示したように重ね
た素子T1 ,D1 及びT2 ,D2 を水平におよそ半波長
離して配置する。と同様にして、D2 の位相がD1 よ
りも適当な角度だけ遅れるように給電すれば、この二つ
の素子から放射されるビームの向きが面Bの法線に対し
右側に30°ずれて放射されるように調整することがで
きる。同様に素子T1 及びT2 に対し、T1 の位相がT
2 よりも適当な角度だけ遅れるように給電すれば、同様
にこの二つの素子から放射されるビームの向きを面Bの
法線に対し左側に30°ずれるように調整することがで
きる。このような素子を縦に複数個並べ、垂直面内にチ
ルトも可能なようにしたアンテナをここでは「共用水平
ユニット」と呼ぶ。
ナ」において、水平面内においても垂直面内のチルトと
同様にビームを偏向すれば、本数の少ない複数システム
アンテナを容易に構成することができる。 水平面内ビーム偏向 図8に示すように、基板B上に図2で示したような素子
T1 及びT2 を水平におよそ半波長離して配置する。こ
れに対し、T2 の位相がT1 よりも適当な角度だけ遅れ
るように給電すれば、この二つの素子から放射されるビ
ームの向きが面Bの法線に対し右側に30°ずれて放射
されるように調整することができる。 2システム水平面内ビーム偏向 図9に示すように、基板B上に図4で示したように重ね
た素子T1 ,D1 及びT2 ,D2 を水平におよそ半波長
離して配置する。と同様にして、D2 の位相がD1 よ
りも適当な角度だけ遅れるように給電すれば、この二つ
の素子から放射されるビームの向きが面Bの法線に対し
右側に30°ずれて放射されるように調整することがで
きる。同様に素子T1 及びT2 に対し、T1 の位相がT
2 よりも適当な角度だけ遅れるように給電すれば、同様
にこの二つの素子から放射されるビームの向きを面Bの
法線に対し左側に30°ずれるように調整することがで
きる。このような素子を縦に複数個並べ、垂直面内にチ
ルトも可能なようにしたアンテナをここでは「共用水平
ユニット」と呼ぶ。
【0017】〔実施例6〕TACSとデジタル方式とを
共用する場合の実施例について説明する。「共用水平ユ
ニット」を用いて、図10のような「3セクターアンテ
ナ」を構成すれば、図11に示すように、正三角柱の各
面から、例えば該面の法線に対して“システム1”(T
ACS)に対してはプラス30°、また“システム2”
(デジタル)用に対してはマイナス30°ずれた方向に
ビームを放射することができる。このようなアンテナを
ここでは「共用水平3セクターアンテナ」と呼ぶ。図1
2に示すように、この「共用水平3セクターアンテナ」
を水平面内で真北(0°)方向から東方向30°に回転
すれば、同図に示されているように、この一つの正三角
柱から“システム1”(TACS)用に0°,120°
及び240°方向に向けたビームを、また“システム
2”(デジタル)用に60°,180°及び300°方
向に向けたビームを放射することができる。図1に示し
たように正六角柱上の各面に60°のビーム幅を持つ
「基本ユニット」を配置すれば、これ1本でTACS用
アンテナとなることについては実施例1で説明した。そ
の中のいくつかを「共用ユニット」で構成すれば、これ
と他のマルチセクターアンテナと組み合わせることによ
り複数システム共用を容易に実現することができる。
共用する場合の実施例について説明する。「共用水平ユ
ニット」を用いて、図10のような「3セクターアンテ
ナ」を構成すれば、図11に示すように、正三角柱の各
面から、例えば該面の法線に対して“システム1”(T
ACS)に対してはプラス30°、また“システム2”
(デジタル)用に対してはマイナス30°ずれた方向に
ビームを放射することができる。このようなアンテナを
ここでは「共用水平3セクターアンテナ」と呼ぶ。図1
2に示すように、この「共用水平3セクターアンテナ」
を水平面内で真北(0°)方向から東方向30°に回転
すれば、同図に示されているように、この一つの正三角
柱から“システム1”(TACS)用に0°,120°
及び240°方向に向けたビームを、また“システム
2”(デジタル)用に60°,180°及び300°方
向に向けたビームを放射することができる。図1に示し
たように正六角柱上の各面に60°のビーム幅を持つ
「基本ユニット」を配置すれば、これ1本でTACS用
アンテナとなることについては実施例1で説明した。そ
の中のいくつかを「共用ユニット」で構成すれば、これ
と他のマルチセクターアンテナと組み合わせることによ
り複数システム共用を容易に実現することができる。
【0018】〔実施例7〕図13は「共用3セクターア
ンテナ」の一実施例を示したものである。図において、
11はアンテナ全体を風雪から守るためのレドームで、
電波を低損失で通過させる誘電体でできている。12,
13,14はアンテナ素子を搭載するための誘電体パネ
ルで、この3枚で正三角柱の3面を構成している。15
は“システム1”(例えばTACS方式)用の放射素
子、また16は“システム2”(例えばデジタル方式)
用の放射素子である。このアンテナを上から見た場合の
構造と、各放射素子から放射されるビームの方向は図7
のようになる。17及び18は、15及び16と同様の
放射素子であり、更に同様な素子が垂直方向のチルトに
必要な数だけ縦に配置され、19及び20に至る。これ
ら各素子には12,13,14からなる正三角柱の内側
を通る給電線により送信出力が供給されると共に、合成
器を介して受信機に入力される。
ンテナ」の一実施例を示したものである。図において、
11はアンテナ全体を風雪から守るためのレドームで、
電波を低損失で通過させる誘電体でできている。12,
13,14はアンテナ素子を搭載するための誘電体パネ
ルで、この3枚で正三角柱の3面を構成している。15
は“システム1”(例えばTACS方式)用の放射素
子、また16は“システム2”(例えばデジタル方式)
用の放射素子である。このアンテナを上から見た場合の
構造と、各放射素子から放射されるビームの方向は図7
のようになる。17及び18は、15及び16と同様の
放射素子であり、更に同様な素子が垂直方向のチルトに
必要な数だけ縦に配置され、19及び20に至る。これ
ら各素子には12,13,14からなる正三角柱の内側
を通る給電線により送信出力が供給されると共に、合成
器を介して受信機に入力される。
【0019】〔実施例8〕TACS・デジタル共用方式
の他の実施例について説明する。 (A)3本構成 図14に示すように、「共用3セクターアンテナ」A0
の他に、デジタルシステム専用の「3セクターアンテ
ナ」A1 並びにTACSシステム専用の「3セクターア
ンテナ」A2 を用意すれば、A0 とA1 によりデジタル
システムにおけるスペースダイバーシティ用ビーム(細
い矢印で示す)6本を、またA0 とA2 によりTACS
システム用のビーム(太い矢印で示す)6本を同時に放
射することができる。 (B)2本構成 3セクター構成 図15に示すように、「共用3セクターアンテナ」A0
と30°ビーム偏向した「共用水平3セクターアンテ
ナ」B0 を30°回転して無相関の距離に建てれば、デ
ジタルシステム用のビーム6本と、TACSシステム用
のビーム6本を同時に放射することができる。 6セクター構成 図16に示すように正6角柱C0 の各面に60°ビーム
素子を配置し、その内、一つおきの3面を2システム用
複合素子とする。このアンテナの他にデジタル専用の3
セクターアンテナA3 を2システム用複合素子と無相関
となる位置に配置すれば、この2本でディジタルとTA
CSを共用する共用6セクターアンテナC0 とすること
が可能となる。
の他の実施例について説明する。 (A)3本構成 図14に示すように、「共用3セクターアンテナ」A0
の他に、デジタルシステム専用の「3セクターアンテ
ナ」A1 並びにTACSシステム専用の「3セクターア
ンテナ」A2 を用意すれば、A0 とA1 によりデジタル
システムにおけるスペースダイバーシティ用ビーム(細
い矢印で示す)6本を、またA0 とA2 によりTACS
システム用のビーム(太い矢印で示す)6本を同時に放
射することができる。 (B)2本構成 3セクター構成 図15に示すように、「共用3セクターアンテナ」A0
と30°ビーム偏向した「共用水平3セクターアンテ
ナ」B0 を30°回転して無相関の距離に建てれば、デ
ジタルシステム用のビーム6本と、TACSシステム用
のビーム6本を同時に放射することができる。 6セクター構成 図16に示すように正6角柱C0 の各面に60°ビーム
素子を配置し、その内、一つおきの3面を2システム用
複合素子とする。このアンテナの他にデジタル専用の3
セクターアンテナA3 を2システム用複合素子と無相関
となる位置に配置すれば、この2本でディジタルとTA
CSを共用する共用6セクターアンテナC0 とすること
が可能となる。
【0020】〔実施例9〕大容量方式と他方式との共用
の場合の実施例について説明する。 (A)TACSとの共用(その1) 図17に示すように、大容量方式用として180°のビ
ーム幅をもつと同時にTACS方式に対しては60°の
ビーム幅をもつ「180°共用2セクターアンテナ」F
0 1本と、TACS専用「2セクターアンテナ」A4 を
2本用意し、これらを互いに相関のないような距離だけ
離して配置すれば、この2システムの共用を実現するこ
とができる。 (B)TACSとの共用(その2) 上記(A)におけるTACS方式専用「2セクター用ア
ンテナ」A4 を、両システム共用アンテナE0 に変更
し、大容量方式として必要な無指向性ビームを60°お
きの6ビームを同相で合成することにより実現したもの
が図18である。しかしこの例では共用アンテナの数が
図16のものより多いだけ複雑となり、高価となるので
得策ではない。 (C)デジタルとの共用 図19に示すように、60°または120°のビームを
もつ「共用3セクターアンテナ」A0 2本を互いに相関
のない距離だけ離し、同方向に向けて配置する。この構
成によれば、まず“システム2”(デジタル)用として
0°,120°及び240°方向に向けた3本のビーム
を2本の別なアンテナから放射することができるので、
デジタル方式においてスペースダイバーシティ効果を持
ったアンテナシステムを構成することができる。一方
“システム1”(大容量方式)用としては、120°間
隔の3本のビームを同相で合成することにより無指向性
アンテナを構成することができ、スペースダイバーシテ
ィ効果を持ったアンテナを構成することができる。
の場合の実施例について説明する。 (A)TACSとの共用(その1) 図17に示すように、大容量方式用として180°のビ
ーム幅をもつと同時にTACS方式に対しては60°の
ビーム幅をもつ「180°共用2セクターアンテナ」F
0 1本と、TACS専用「2セクターアンテナ」A4 を
2本用意し、これらを互いに相関のないような距離だけ
離して配置すれば、この2システムの共用を実現するこ
とができる。 (B)TACSとの共用(その2) 上記(A)におけるTACS方式専用「2セクター用ア
ンテナ」A4 を、両システム共用アンテナE0 に変更
し、大容量方式として必要な無指向性ビームを60°お
きの6ビームを同相で合成することにより実現したもの
が図18である。しかしこの例では共用アンテナの数が
図16のものより多いだけ複雑となり、高価となるので
得策ではない。 (C)デジタルとの共用 図19に示すように、60°または120°のビームを
もつ「共用3セクターアンテナ」A0 2本を互いに相関
のない距離だけ離し、同方向に向けて配置する。この構
成によれば、まず“システム2”(デジタル)用として
0°,120°及び240°方向に向けた3本のビーム
を2本の別なアンテナから放射することができるので、
デジタル方式においてスペースダイバーシティ効果を持
ったアンテナシステムを構成することができる。一方
“システム1”(大容量方式)用としては、120°間
隔の3本のビームを同相で合成することにより無指向性
アンテナを構成することができ、スペースダイバーシテ
ィ効果を持ったアンテナを構成することができる。
【0021】
【発明の効果】従来、複数の異なる方式による通信シス
テムを運用中の移動電話通信の無線基地局においては、
それぞれのシステムのためにアンテナを建てていたた
め、アンテナの数が非常に多くなり、建物の美観を害す
ると共に、アンテナの施工工費が高くなるという欠点が
あった。これに対して本発明は、従来の構成では相互変
調歪みのため不可能であった一つのアンテナに複数の送
信波を通過させることを可能としたもので、これにより
2システムを共用する基地局におけるアンテナの数を2
本乃至3本に減少させることができる。この結果、建物
の美観維持が可能となり、またアンテナの数が減ったこ
とにより、アンテナ自体の経費のみならず工費も削減す
ることができるようになり、経済的な無線基地局の建設
が可能になるものである。
テムを運用中の移動電話通信の無線基地局においては、
それぞれのシステムのためにアンテナを建てていたた
め、アンテナの数が非常に多くなり、建物の美観を害す
ると共に、アンテナの施工工費が高くなるという欠点が
あった。これに対して本発明は、従来の構成では相互変
調歪みのため不可能であった一つのアンテナに複数の送
信波を通過させることを可能としたもので、これにより
2システムを共用する基地局におけるアンテナの数を2
本乃至3本に減少させることができる。この結果、建物
の美観維持が可能となり、またアンテナの数が減ったこ
とにより、アンテナ自体の経費のみならず工費も削減す
ることができるようになり、経済的な無線基地局の建設
が可能になるものである。
【図1】本発明の実施例(6セクターアンテナ)を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図2】本発明に用いるアンテナ素子の1例を示す断面
図である。
図である。
【図3】図2のアンテナ素子を用いる本発明の実施例を
示す正面図である。
示す正面図である。
【図4】本発明に用いるアンテナ素子の他の例を示す断
面図である。
面図である。
【図5】図4のアンテナ素子を用いる本発明の実施例
(共用ユニット)を示す正面図である。
(共用ユニット)を示す正面図である。
【図6】図4のアンテナ素子を用いる本発明の実施例
(共用2セクターアンテナ)を示す横断面図である。
(共用2セクターアンテナ)を示す横断面図である。
【図7】図4のアンテナ素子を用いる本発明の実施例
(共用3セクターアンテナ)を示す横断面図である。
(共用3セクターアンテナ)を示す横断面図である。
【図8】電波放射方向の偏向の原理を説明するための略
図である。
図である。
【図9】図8で説明した原理を用いる本発明の実施例の
主要部を示す正面図および平面図である。
主要部を示す正面図および平面図である。
【図10】本発明の実施例(共用水平3セクターアンテ
ナ)を示す斜視図である。
ナ)を示す斜視図である。
【図11】本発明の実施例(共用水平3セクターアンテ
ナ)を示す横断面図である。
ナ)を示す横断面図である。
【図12】図11の実施例を具体的に説明するための略
図である。
図である。
【図13】本発明の実施例(共用3セクターアンテナ)
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図14】共用3セクターアンテナと3セクターアンテ
ナの組合せによる本発明のTACS/デジタル用実施例
を示す略図である。
ナの組合せによる本発明のTACS/デジタル用実施例
を示す略図である。
【図15】共用3セクターアンテナと共用水平3セクタ
ーアンテナの組合せによる本発明のTACS/デジタル
用実施例を示す略図である。
ーアンテナの組合せによる本発明のTACS/デジタル
用実施例を示す略図である。
【図16】本発明のTACS/デジタル用実施例を示す
略図である。
略図である。
【図17】本発明のHC/TACS用実施例を示す略図
である。
である。
【図18】本発明のHC/TACS用実施例を示す略図
である。
である。
【図19】本発明のHC/デジタル用実施例を示す略図
である。
である。
【図20】従来のアンテナに用いるアンテナ素子の例を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図21】従来のアンテナに用いるアンテナ素子の例を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図22】従来のアンテナアレイとその給電を説明する
ための斜視略図である。
ための斜視略図である。
【図23】従来のアンテナの送信用素子と受信用素子の
配置を示す略図である。
配置を示す略図である。
【図24】従来のTACS用6セクターアンテナの例を
示す略図である。
示す略図である。
【図25】従来のデジタル方式用アンテナの例を示す略
図である。
図である。
【図26】アンテナ素子の数を減少させる従来例を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図27】アンテナ素子の数を減少させる従来例を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図28】アンテナ素子の数を減少させる従来例を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図29】アンテナ素子の数を減少させる従来例を示す
断面図である。
断面図である。
【図30】アンテナ素子の数を減少させる従来例を示す
断面図である。
断面図である。
【図31】従来のアンテナ素子の給電系を説明するため
のブロック図である。
のブロック図である。
1 金属片(放射素子) 2 誘電体 3 金属地板 4 給電線の芯線 5 給電線の外部導体 11 レドーム 12,13,14 誘電体パネル 15,17,19 システム1用の放射素子 16,18,20 システム2用の放射素子 T1 〜Tn システム1用の素子 D1 〜Dn システム2用の素子 B 基板 U1 ,U2 ,U3 ,U4 ,U5 ,U6 基本ユニット A0 共用3セクターアンテナ A1 ,A2 ,A3 1システム用3セクターアンテナ A4 1システム用2セクターアンテナ B0 共用水平3セクターアンテナ C0 共用6セクターアンテナ E0 180°共用2セクターアンテナ F0 120°共用2セクターアンテナ T0 ,T120 ,T240 システム1用の0°,120
°,240°方向のビーム D0 ,D120 ,D240 システム2用の0°,120
°,240°方向のビーム TX1 ,TX2 送信機 RX1 ,RX2 受信機 TA1 ,TA2 送信アンテナ RA1 ,RA2 受信アンテナ
°,240°方向のビーム D0 ,D120 ,D240 システム2用の0°,120
°,240°方向のビーム TX1 ,TX2 送信機 RX1 ,RX2 受信機 TA1 ,TA2 送信アンテナ RA1 ,RA2 受信アンテナ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04B 7/26 (72)発明者 古野 孝允 神奈川県鎌倉市上町屋325番地 三菱電機 株式会社鎌倉製作所内 (72)発明者 茶谷 嘉之 神奈川県鎌倉市上町屋325番地 三菱電機 株式会社鎌倉製作所内
Claims (6)
- 【請求項1】 移動通信系の基地局用アンテナ装置にお
いて、対象とする複数種類のサービス系にそれぞれの列
が適合する複数列のアレーアンテナから成り該複数列を
構成する放射素子が隣接する列を構成する放射素子に対
して所要の間隔を以て絶縁基板上に配列され、前記複数
列の放射素子は列毎に前記複数種類のサービス系にそれ
ぞれ対応するように配置された個別の独立給電路に接続
されていることを特徴とする移動通信系の基地局用アン
テナ装置。 - 【請求項2】 前記複数列のアレーアンテナを構成する
それぞれの放射素子は、前記基板の表面に沿って前記所
要の間隔を形成するように配置されていることを特徴と
する請求項1に記載の移動通信系の基地局用アンテナ装
置。 - 【請求項3】 前記複数列のアレーアンテナを構成する
それぞれの放射素子は、前記基板の表面に垂直な方向に
前記所要の間隔を形成するように配置されていることを
特徴とする請求項1に記載の移動通信系の基地局用アン
テナ装置。 - 【請求項4】 前記基板は正六角柱の六表面を形成し、
前記複数列の放射素子の各列は該六表面の対応する面上
に配置されていることを特徴とする請求項2又は3に記
載の移動通信系の基地局用アンテナ装置。 - 【請求項5】 前記基板は正三角柱の三表面を形成し、
前記複数列の放射素子の各列は該三表面の対応する面上
に配置されていることを特徴とする請求項2又は3に記
載の移動通信系の基地局用アンテナ装置。 - 【請求項6】 移動通信系の基地局用アンテナ装置にお
いて、対象とする複数種類のサービス系にそれぞれの列
が適合する複数列のアレーアンテナから成り、該複数列
のアレーアンテナを構成する放射素子が隣接する列を構
成する放射素子に対して所要の間隔を以て絶縁基板上に
配列され、前記放射素子は列毎に前記複数種類のサービ
ス系にそれぞれ対応するように配置された個別の独立給
電路に接続されており、さらに、前記基板の表面に垂直
な方向に前記所要の間隔を形成するように配置された複
数列の放射素子よりなる各複合アレーアンテナ内の放射
素子が、隣接する複合アレーアンテナ内の放射素子に対
して使用周波数の半波長程度の間隔を形成するように配
置され、該各複合アレーアンテナ内の前記複数列の放射
素子は必要な位相差を持たせた給電を行うように形成さ
れていることを特徴とする移動通信系の基地局用アンテ
ナ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18899794A JP3540374B2 (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | 移動通信系の基地局用アンテナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18899794A JP3540374B2 (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | 移動通信系の基地局用アンテナ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0832347A true JPH0832347A (ja) | 1996-02-02 |
JP3540374B2 JP3540374B2 (ja) | 2004-07-07 |
Family
ID=16233574
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18899794A Expired - Fee Related JP3540374B2 (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | 移動通信系の基地局用アンテナ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3540374B2 (ja) |
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---|---|---|---|---|
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-
1994
- 1994-07-20 JP JP18899794A patent/JP3540374B2/ja not_active Expired - Fee Related
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