JPH09148835A - Tilt angle controller for array antenna - Google Patents

Tilt angle controller for array antenna

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JPH09148835A
JPH09148835A JP32976795A JP32976795A JPH09148835A JP H09148835 A JPH09148835 A JP H09148835A JP 32976795 A JP32976795 A JP 32976795A JP 32976795 A JP32976795 A JP 32976795A JP H09148835 A JPH09148835 A JP H09148835A
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antenna
transmission line
phase shift
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phase
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佳雄 恵比根
Masataka Karikomi
正敞 苅込
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Nihon Dengyo Kosaku Co Ltd
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Nihon Dengyo Kosaku Co Ltd
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  • Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a controller which is capable f easily, quickly, continuously and minutely changing the tile angle of an array antenna and approximately matching the set value with the realized value of the tilt angle over wide frequency bands. SOLUTION: Between each of output terminals 31 to 33 of plural rotary type phase shifters 41 to 43 to which the excited power of an antenna is added via a distributor 2 and power feeding lines 81 to 86 which are equal in length with each other, transmission lines 61 to 66 for adjustment of phase shift amount are connected. The rotary type phase shifters 41 to 43 are provide with second exciter with which two orthogonal components of the linear polarized waves generated from a a first exciter excited by input power is coupled, the first and second exciters are relatively rotatable around the axis connecting each center, the phase shift amount is fixed according to this rotational angle and a circuit synthesizing the two-outputs generated by the two orthogonal components of the linear polarized wave coupled with the second exciter is provided. In the frequency which is the middle of a use frequency band, the length of the transmission line 61 is formed shorter by 360 deg. in a phase angle and the length of the transmission line 66 is formed longer by 360 deg. in phase angle than each length of the transmission line 62 and 65 (non-illustrated).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば陸上の移動
通信方式における基地局用アレイアンテナのチルト角制
御に好適な装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus suitable for controlling a tilt angle of an array antenna for a base station in a land mobile communication system.

【0002】[0002]

【従来の技術】携帯電話に代表される陸上の移動通信方
式においては、近年における利用者数の急激な増加に対
処するために、既設の基地局網の中に新しい基地局を割
り込み設置して全体の基地局数を増加させ、各基地局の
サ−ビスエリアを小さくして、周波数の繰り返し使用回
数を増加させ、周波数資源を有効に利用するようにして
いる。すなわち、割り当て周波数帯域数を増加すること
なく、従来の割り当て周波数帯域内において、利用者数
の急激な増加に対処しようとしている。そして、各基地
局のサ−ビスエリアを小さくするために、各基地局にお
けるアレイアンテナからの放射ビ−ムのチルト角が深く
なるように制御するが、その際に、電波の不感地帯を生
ずることのないように、隣接基地局間においてチルト角
の調整が必要となる。
2. Description of the Related Art In a land mobile communication system represented by a mobile phone, a new base station is installed by interruption in an existing base station network in order to cope with a rapid increase in the number of users in recent years. The total number of base stations is increased, the service area of each base station is reduced, the number of times the frequency is repeatedly used is increased, and frequency resources are effectively used. That is, it is attempting to cope with a rapid increase in the number of users within the conventional allocated frequency band without increasing the number of allocated frequency bands. Then, in order to reduce the service area of each base station, the tilt angle of the radiation beam from the array antenna in each base station is controlled to be deep, but at that time, a dead zone of the radio wave may occur. Therefore, it is necessary to adjust the tilt angle between the adjacent base stations.

【0003】図17は、上記のような目的を達するため
に、移相量調整用伝送線路を用いて構成したチルト角制
御装置を示す図で、1は励振電力の入力端子、2は電力
分配器、31 ないし36 は分配出力端子、61 ないし6
6 は移相量調整用伝送線路、71 ないし76 は移相電力
の出力端子、81 ないし86 は給電線路、91 ないし9
24は素子アンテナ、101 ないし106 はアンテナブロ
ックである。 端子1に加えられた励振電力は、電力分
配器2で6分配され、端子31 ないし36 を介して移相
量調整用伝送線路61 ないし66 、端子71 ないし76
および給電線路81 ないし86 を介してアンテナブロッ
ク101 ないし106 に加えられる。移相量調整用伝送
線路61 ないし66 の各長さを、線路61 が最も短く、
線路62 から66 に到るにしたがって順次長くなるよう
に形成すると共に、給電線路81 ないし86 の各長さが
互いに等しくなるように選定しておけば、アンテナブロ
ック101 の各素子アンテナ91 ないし94 に加えられ
る励振電力の位相が最も進み、アンテナブロック102
の各素子アンテナ95 ないし98 からアンテナブロック
106 の各素子アンテナ921ないし924に加えられる励
振電力の位相が順次遅れることとなるから、アンテナブ
ロック101 の各素子アンテナ91 ないし94 からの合
成放射波の位相に対して、アンテナブロック102 の各
素子アンテナ95 ないし98 からの合成放射波からアン
テナブロック106 の各素子アンテナ921ないし924
合成放射波に到る各位相が順次遅れることとなり、アン
テナブロック101 ないし106 の合成指向性は、水平
面に対して下方向にチルトされることとなる。
FIG. 17 is a diagram showing a tilt angle control device constructed by using a transmission line for adjusting the amount of phase shift in order to achieve the above object. 1 is an input terminal of excitation power and 2 is power distribution. Units 3 1 to 3 6 are distributed output terminals, 6 1 to 6
6 is a transmission line for adjusting the amount of phase shift, 7 1 to 7 6 are output terminals for phase shift power, 8 1 to 8 6 are feeder lines, and 9 1 to 9
24 is an element antenna and 10 1 to 10 6 are antenna blocks. Excitation power applied to the terminal 1 is 6 distributed power divider 2, terminals 3 1 to 3 6 to the transmission line 6 1 for the phase shift adjusted via the 6 6, to the terminal 7 1 7 6
And feed lines 8 1 to 8 6 to the antenna blocks 10 1 to 10 6 . The length of the transmission line 6 1 to 6 6 for adjusting the phase shift amount is the shortest in the line 6 1 .
Each element of the antenna block 10 1 can be formed by forming the feeding lines 8 1 to 8 6 so as to be equal in length while being formed so as to become longer sequentially from the lines 6 2 to 6 6. The phase of the excitation power applied to the antennas 9 1 to 9 4 is most advanced, and the antenna block 10 2
Since the phases of the excitation powers applied from the element antennas 9 5 to 9 8 of the antenna block 10 6 to the element antennas 9 21 to 9 24 of the antenna block 10 6 are sequentially delayed, the element antennas 9 1 to 9 1 of the antenna block 10 1 With respect to the phase of the composite radiated wave from 4 , the composite radiated waves from the element antennas 9 5 to 9 8 of the antenna block 10 2 reach the composite radiated waves of the element antennas 9 21 to 9 24 of the antenna block 10 6. Thus, the respective phases are sequentially delayed, and the combined directivity of the antenna blocks 10 1 to 10 6 is tilted downward with respect to the horizontal plane.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】図17に示した従来の
チルト角制御装置においては、移相量調整用伝送線路6
1 ないし66 における各所要の移相量に応じて各長さを
変える必要があり、このためには所要の移相量に応じた
長さを有する線路と交換する必要があるので、移相量の
変更には比較的多くの労力と時間を要し、また、線路の
長さを連続的に微細に変えることが不可能であるから、
移相量もまた連続的に微細に調整することは困難であ
る。
In the conventional tilt angle control device shown in FIG. 17, the phase shift amount adjusting transmission line 6 is used.
It is necessary to change each length according to each required amount of phase shift in 1 to 6 6, and for this purpose, it is necessary to replace with a line having a length corresponding to the required amount of phase shift. It takes a relatively large amount of labor and time to change the quantity, and it is impossible to continuously and minutely change the length of the line.
It is also difficult to finely adjust the amount of phase shift continuously.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、励振電力の入
力端子に接続される電力分配器と、電力分配器の分配出
力端子に接続される複数個の回転形移相器と、複数個の
回転形移相器の出力端子とアンテナへの給電線路との間
に挿入接続される移相量調整用伝送線路とを備えると共
に、回転形移相器が、入力端子を介して加えられる入力
により励振されて直線偏波を生ずる第1の励振器と、第
1の励振器により生じた直線偏波の直交2成分が結合す
る第2の励振器と、第1及び第2の励振器が、両励振器
の各中心を結ぶ軸の周りに相対的に回転可能に内装され
るシ−ルドケ−スと、第2の励振器に結合する直線偏波
の直交2成分により生ずる2出力を合成する回路とを備
えて成るアレイアンテナのチルト角制御装置を実現する
ことによって、従来装置の欠点を除こうとするものであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention comprises a power distributor connected to an input terminal for exciting power, a plurality of rotary phase shifters connected to a distribution output terminal of the power distributor, and a plurality of rotary phase shifters. And a transmission line for adjusting the amount of phase shift, which is inserted and connected between the output terminal of the rotary type phase shifter and the feed line to the antenna, and the input of which the rotary type phase shifter is added via the input terminal. A first exciter that is excited by the above-mentioned to generate a linearly polarized wave, a second exciter in which two orthogonal components of the linearly polarized wave generated by the first exciter are coupled, and a first and a second exciter , A shield case which is relatively rotatably mounted around an axis connecting the centers of both exciters, and two outputs generated by two orthogonal components of linearly polarized waves coupled to the second exciter. By providing a tilt angle control device for the array antenna, which comprises It is intended to Nozoko the shortcomings of the device.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施例を示す
図で、1は励振電力の入力(または受信電力の出力)端
子、2は電力分配(または電力合成)器、31 ないし3
3 は分配出力(または合成入力)端子、41 ないし43
は本発明者等がさきに提案した回転形移相器、51 ない
し56 は送信用移相電力の出力(または受信用移相電力
の入力)端子、61 ないし66 は移相量調整用伝送線
路、71 ないし76 は送信用移相電力の出力(または受
信電力の入力)端子、81 ないし86 は給電線路、91
ないし924は素子アンテナ、101 ないし106 はアン
テナブロックである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention, in which 1 is an input terminal of excitation power (or output of received power), 2 is a power distributor (or power combiner), and 3 1 Through 3
3 distribution output (or synthetic input) terminal, 4 1 to 4 3
Is a rotary phase shifter previously proposed by the present inventors, 5 1 to 5 6 are terminals for output of phase shift power for transmission (or input of phase shift power for reception), and 6 1 to 6 6 are phase shift amounts. A transmission line for adjustment, 7 1 to 7 6 are output (or input of received power) terminals for phase shift power for transmission, 8 1 to 8 6 are power supply lines, and 9 1
To 9 24 element antenna, 10 1 to 10 6 is an antenna block.

【0007】図2ないし図12は、図1における回転形
移相器41 ないし43 、すなわち、本発明者等がさきに
提案した回転形移相器(特願平6−175974号)の
構成および作用を説明するための図である。なお、回転
形移相器41 ないし43 はすべて全く同様の構成である
から、以下、回転形移相器41 についてその構成および
作用を説明する。図2は、図1に示した回転形移相器4
1 を示す側面図で、11は結合器、111 および112
は有底円筒形のシ−ルドケ−ス、1131ないし1133
端子で、例えば同軸接栓より成る。12は例えば1/4
長結合線路形方向性結合器より成る90°3dBハイブ
リッド回路、121 は入力端子(またはアイソレ−ショ
ン端子)、122 はアイソレ−ション端子(または入力
端子)、123 および124 は出力端子で、出力端子1
3 (または124 )の出力の位相が、出力端子124
(または123 )の出力の位相に対して90°遅れたも
のとなる。131 および132 は同軸線路で、同軸線路
131 および132 の各入力端への入力相互の位相差を
そのまま保持して同軸線路131 および132 の各出力
端に出力させるように同軸線路131 および132 の各
長さを調整してある。
2 to 12 show rotary type phase shifters 4 1 to 4 3 in FIG. 1, that is, rotary type phase shifters (Japanese Patent Application No. 6-175974) proposed by the present inventors. It is a figure for demonstrating a structure and operation. Since the rotary type phase shifters 4 1 to 4 3 all have exactly the same configuration, the configuration and operation of the rotary type phase shifter 4 1 will be described below. FIG. 2 shows the rotary phase shifter 4 shown in FIG.
1 is a side view showing 1 , where 11 is a coupler, 11 1 and 11 2
Is a cylindrical case having a bottom, and 11 31 to 11 33 are terminals, which are, for example, coaxial connectors. 12 consists of for example 1/4-wavelength coupling line type directional coupler 90 ° 3 dB hybrid circuit, 12 1 denotes an input terminal (or isolator - Deployment terminal) 12 2 isolator - Deployment terminal (or the input terminal), 12 3 And 12 4 are output terminals, and output terminal 1
The phase of the output of 2 3 (or 12 4 ) depends on the output terminal 12 4
(Or 12 3 ) is delayed by 90 ° with respect to the output phase. Coaxial lines 13 1 and 13 2 are coaxial lines so that the phase differences between the inputs to the input ends of the coaxial lines 13 1 and 13 2 are maintained as they are and output to the output ends of the coaxial lines 13 1 and 13 2. The lengths of the lines 13 1 and 13 2 are adjusted.

【0008】図3は、図2における結合器11の同軸接
栓1132および1133から同軸線路131 および132
を取り外した状態で結合器11の側面を見た図(図2と
同じ方向から見た側面図)、図4は、結合器11のシ−
ルドケ−ス111 側の底壁面を見た図で、図3および図
4の各符号は、図2と同様である。
[0008] Figure 3 is a coaxial line from coaxial connector 11 32 and 11 33 of the coupler 11 in FIG. 2 13 1 and 13 2
FIG. 4 is a view of the side surface of the coupler 11 in a state in which the connector is removed (a side view viewed from the same direction as FIG. 2), and FIG.
FIG. 3 is a view of the bottom wall surface on the side of the rear case 11 1 and the reference numerals in FIGS. 3 and 4 are the same as those in FIG.

【0009】図5は、図3のA−A部分の拡大断面図、
図6は、図3のB−B部分の拡大断面図、図7は、図4
のA−A部分の拡大断面図で、図5ないし図7におい
て、111 および112 は図2において説明した有底円
筒形シ−ルドケ−スで、両シ−ルドケ−ス111 および
112 の各開口端部の側壁面に段部を設け、何れか一方
のシ−ルドケ−ス、例えば111 の開口端部の内側にシ
−ルドケ−ス112 の開口端部を嵌入して両シ−ルドケ
−スを機械的、電気的に結合すると共に、シ−ルドケ−
ス111 と112 とが相対的に円筒軸の周りに回転し得
るように形成してある。1141ないし1143は同軸接栓
1131ないし1133の内部導体、1151および1152
高周波特性の優れたポリエチレンまたはフッ化エチレン
等の有機材、あるいは、セラミックス等の無機材から成
り、伝送波長に較べて厚さの薄い絶縁円板で、絶縁円板
1151はシ−ルドケ−ス111 の底壁の内表面に、絶縁
円板1152はシ−ルドケ−ス112 の底壁の内表面に、
それぞれ固着してある。1161は金属板で、絶縁円板1
51の表面に固着すると共に、周辺の一部を同軸接栓1
31の内部導体1141に電気的に接続して、絶縁円板1
51を介して対向するシ−ルドケ−ス111 が接地導
体、金属板1161が第1の励振素子、同軸接栓1131
内部導体1141と金属板1161との接続点が励振点とな
るマイクロストリップアンテナより成る第1の励振器を
形成してある。1162もまた金属板で、絶縁円板1152
の表面に固着すると共に、周辺の一部を同軸接栓1132
および1133の各内部導体1142および1143に電気的
に接続して、絶縁円板1152を介して対向するシ−ルド
ケ−ス112 が接地導体、金属板1162が第2の励振素
子、同軸接栓1132および1133の各内部導体1142
よび1143と金属板1162との接続点が励振点となるマ
イクロストリップアンテナより成る第2の励振器を形成
してある。なお、同軸接栓1132の内部導体1142と金
属板1162の接続点より成る励振点と金属板1162の中
心点とを結ぶ線と、同軸接栓1133の内部導体1143
金属板1162の接続点より成る励振点と金属板1162
中心点とを結ぶ線との交角が直角となるように形成して
ある。また、第1の励振素子1161と第2の励振素子1
62との対向間隔は、伝送波長に較べて小となるように
形成してある。同軸接栓1131の外部導体はシ−ルドケ
−ス111 に、同軸接栓1132および1133の各外部導
体はシ−ルドケ−ス112 に、それぞれ電気的に接続す
るが、同軸接栓1131ないし1133の各内部導体1141
ないし1143はシ−ルドケ−ス111 および112 に電
気的に接続されることのないように、図7に示すよう
に、内部導体1141の周りにおけるシ−ルドケ−ス11
1 の部分を一部取り除いて間隙を設け、内部導体1143
の周りにおけるシ−ルドケ−ス112 の部分を一部取り
除いて間隙を設けてある。図7には現われていないが、
同軸接栓1132の内部導体1142の周りにおけるシ−ル
ドケ−ス112 の部分にも同様に間隙を設けてある。
FIG. 5 is an enlarged sectional view of a portion AA in FIG.
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the BB portion of FIG. 3, and FIG.
5 to FIG. 7, 11 1 and 11 2 are the bottomed cylindrical shield cases described in FIG. 2, and both shield cases 11 1 and 11 2 is provided with a step on the side wall surface of each opening end, and the opening end of the shield case 11 2 is fitted inside one of the shield cases, for example, 11 1. Both shield cases are mechanically and electrically coupled and shield case
The screws 11 1 and 11 2 are formed so as to be rotatable relative to each other around a cylindrical axis. 11 41 to 11 43 are internal conductors of the coaxial plugs 11 31 to 11 33 , and 11 51 and 11 52 are made of an organic material such as polyethylene or fluorinated ethylene having excellent high frequency characteristics, or an inorganic material such as ceramics. The insulating disk 11 51 is an insulating disk having a thickness smaller than the wavelength. The insulating disk 11 51 is on the inner surface of the bottom wall of the shield case 11 1 and the insulating disk 11 52 is the bottom wall of the shield case 11 2 . On the inner surface of
They are stuck to each other. 11 61 is a metal plate, an insulating disk 1
Attached to the surface of 1 51 and coaxially plug part of the periphery 1
Insulating disc 1 electrically connected to the inner conductor 11 41 of 1 31
Shield casing 11 1 facing each other through 1 51 is a ground conductor, metal plate 11 61 is a first excitation element, and a connection point between inner conductor 11 41 of coaxial connector 11 31 and metal plate 11 61 is excitation. A first exciter consisting of a point microstrip antenna is formed. 11 62 is also a metal plate, and an insulating disk 11 52
It is fixed to the surface of the connector and a part of its periphery is coaxial connector 11 32
And 11 33 are electrically connected to the inner conductors 11 42 and 11 43 , respectively, and the shield case 11 2 facing each other via the insulating disc 11 52 is a ground conductor, and the metal plate 11 62 is a second excitation. A second exciter is formed of a microstrip antenna in which the connection points between the elements and the inner conductors 11 42 and 11 43 of the coaxial connectors 11 32 and 11 33 and the metal plate 11 62 are excitation points. Incidentally, coaxial connector 11 32 and a line connecting the center point of the inner conductor 11 42 and the metal plate 11 62 excitation point and the metal plate 11 62 of the connecting point of the inner conductor 11 43 with the metal of the coaxial connector 11 33 the intersection angle between the line connecting the center point of the excitation point and the metal plate 11 62 of the connecting point of the plate 11 62 is formed so as to be perpendicular. In addition, the first excitation element 11 61 and the second excitation element 1 61
Opposing distance between 1 62, are formed to have a small compared to the transmission wavelength. The outer conductor of the coaxial connector 11 31 is electrically connected to the shield case 11 1 and the outer conductors of the coaxial connector 11 32 and 11 33 are electrically connected to the shield case 11 2 , respectively. Each inner conductor 11 41 of the plugs 11 31 to 11 33
No. 11 to No. 11 43 are not electrically connected to the shield cases 11 1 and 11 2 and, as shown in FIG. 7, shield case 11 around the inner conductor 11 41.
Part 1 is partially removed to create a gap, and the inner conductor 11 43
Sheet at around - Rudoke - is provided with a gap by removing a part of the portion of the scan 11 2. Although it does not appear in Figure 7,
A space is also provided in the shield case 11 2 around the inner conductor 11 42 of the coaxial plug 11 32 .

【0010】図8は、図2ないし図7について説明した
回転形移相器の作動説明のための図で、結合器11の同
軸接栓1131に加えられた入力は、内部導体1141を介
して第1の励振器における励振素子1161を励振する。
図5、図6および図8(a)に各示すようにX軸および
Y軸をとると、前記のように励振された励振素子1161
によって生じた電界ベクトルEは、図8(a)に示すよ
うに直交する二つの成分EX およびEY に分けられ、 E=EX +EY =Ecosφ+Esinφ ・・・・(1) の形で第2の励振器の励振素子1162に結合する。同軸
接栓1132の内部導体1142と励振素子1162の接続点
より成る励振点と励振素子1162の中心点とを結ぶ線
と、同軸接栓1133の内部導体1143と励振素子1162
の接続点より成る励振点と励振素子1162の中心点とを
結ぶ線との交角が直角となるように形成してあること前
述のとおりであるから、励振素子1162を基本モ−ドで
励振した場合、同軸接栓1132と1133との間の結合が
疎となって直交モ−ドの結合が可能となる。励振素子1
62への直交モ−ドの結合によって同軸接栓1132から
成分EX が、同軸接栓1133から成分EY が、それぞれ
出力され、同軸ケ−ブル131 および132 を介して9
0°3dBハイブリッド回路12の端子121 および1
2に入力される。90°3dBハイブリッド回路12
の端子124 の出力をE1 、端子123 の出力をE2
すると、
FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the rotary type phase shifter described with reference to FIGS. 2 to 7. The input applied to the coaxial connector 11 31 of the coupler 11 is the inner conductor 11 41 . The exciter element 61 1 in the first exciter is excited via this.
When the X axis and the Y axis are taken as shown in FIGS. 5, 6 and 8A, the exciting element 11 61 excited as described above is obtained.
The electric field vector E generated by is divided into two orthogonal components E X and E Y as shown in FIG. 8 (a), and E = E X + E Y = E cos φ + E sin φ ... (1) 2 to the exciter element 1 62 of the exciter. Coaxial connector 11 32 and the line connecting the inner conductor 11 42 with excitation point consisting connection point of the excitation element 11 62 and the center point of the excitation element 11 62, inner conductor 11 43 with the excitation element 11 of the coaxial connector 11 33 62
Since as described above the angle of intersection of the excitation point and the line connecting the center point of the excitation element 11 62 of the connecting point are formed so as to be at right angles, the excitation element 11 62 Basic mode - in de When excited, the coupling between the coaxial plugs 11 32 and 11 33 becomes sparse and the orthogonal mode coupling becomes possible. Excitation element 1
Orthogonal mode to 1 62 - component E X from coaxial connector 11 32 by coupling of the soil, component E Y from coaxial connector 11 33, are output, coax - via the table 13 1 and 13 2 9
Terminals 12 1 and 1 of 0 ° 3 dB hybrid circuit 12
Input to 2 2 . 90 ° 3dB hybrid circuit 12
Let E 1 be the output of the terminal 12 4 and E 2 be the output of the terminal 12 3 .

【数1】 となり、出力E1 は、図8(a)に示す電界ベクトルE
のX軸からの偏角φが増大するにしたがって、反時計方
向回りに位相が変化するが、振幅は変化しない。又、出
力E2 は、電界ベクトルEのX軸からの偏角φが増大す
るにしたがって、時計方向回りに位相が変化するが、振
幅は変化しない。したがって、電界ベクトルEのX軸か
らの偏角φが45°または225°の場合には、出力E
1 およびE2 は互いに振幅が等しく位相も互いに等しく
なるが、偏角φが45°または225°より増大する
と、出力E1 の位相は進む方向に変化するのに対して、
出力E2 の位相は遅れる方向に変化する。電界ベクトル
EのX軸からの偏角φが更に増大して135°または3
15°に達した場合には、出力E1 とE2 との位相関係
は互いに逆相となる。
(Equation 1) And the output E 1 is the electric field vector E shown in FIG.
As the declination φ from the X axis increases, the phase changes counterclockwise, but the amplitude does not change. The phase of the output E 2 changes clockwise as the angle φ of the electric field vector E from the X axis increases, but the amplitude does not change. Therefore, when the deviation angle φ of the electric field vector E from the X axis is 45 ° or 225 °, the output E
1 and E 2 have the same amplitude and the same phase, but when the argument φ increases from 45 ° or 225 °, the phase of the output E 1 changes in the advancing direction.
The phase of the output E 2 changes in the lagging direction. The deviation angle φ of the electric field vector E from the X axis is further increased to 135 ° or 3
When it reaches 15 °, the phase relationship between the outputs E 1 and E 2 is opposite to each other.

【0011】図9は、結合器11におけるシ−ルドケ−
ス111 および112 を形成する有底円筒体の内径を
0.285λO (λO は設計周波数fO に対応する自由
空間波長)に、シ−ルドケ−ス111 の底壁とシ−ルド
ケ−ス112 の底壁との対向間隔を0.089λO に、
絶縁円板1151および1152の各比誘電率を10に、絶
縁円板1151および1152の各誘電正接を0.0055
に、絶縁円板1151および1152の各厚さを0.023
λO に、第1および第2の励振素子1161および1162
の各輪郭形状を円形に形成して各直径を0.21λO
に、それぞれ選定すると共に、同軸接栓1132および1
33から同軸ケ−ブル131 および132 を取り外して
観測した同軸接栓1131における反射特性を示す図で、
横軸は設計周波数fO に対する比周波数、縦軸は反射減
衰量(dB)である。図10は、結合器11の各部の寸
法等を図9について説明した値と同様に選定すると共
に、同軸接栓1132および1133から同軸ケ−ブル13
1 および132を取り外して観測した同軸接栓1131
1133の間の伝送特性を示す図で、横軸は図9と同じ
で、縦軸は伝送減衰量(dB)である。図9および図1
0から明らかなように、結合器11の反射特性および伝
送特性は、広帯域に亙って良好である。なお、結合器1
1における絶縁円板1151および1152の厚さは、これ
を伝送周波数帯域に応じて選択し、選択した厚さから厚
さを増すことによって帯域幅を増大させることができ
る。図11は、結合器11の各部の寸法等を図9につい
て説明した値と同様に選定し、図2に示すように、同軸
ケ−ブル131 および132 を介して90°3dBハイ
ブリッド回路12を結合器11に接続して成る回転形移
相器において、結合器11を形成するシ−ルドケ−ス1
1 または112 を共通の円筒軸の周りに相対的に回転
させて、シ−ルドケ−ス112 側に内装された第2の励
振器における励振素子1162と同軸接栓1132の内部導
体1142との接続点と励振素子1162の中心を結ぶ直
線、即ち、X軸とシ−ルドケ−ス111 側に内装された
第1の励振器における励振素子1161の励振によって生
じた電界ベクトルEとのなす偏角φを45°を基準とし
て90°および135°に変化させた際における同軸接
栓1133の出力E1 および同軸接栓1132の出力E2
位相変化を観測した結果を示すもので、両出力E1 およ
びE2 共に、偏角φの変化と位相の変化の絶対値との関
係は伝送周波数に依存することなく一致し、出力E1
2 とは位相の符号が異なっている。したがって、偏角
φの変化に対して、出力E1 とE2 の位相差は2φとな
る。図11における横軸は図9と同じで、縦軸は偏角
φ、すなわち、シ−ルドケ−ス111 および112 の相
対的回転角度φに対する移相量(°)である。図12
は、図11に結果を示した観測の場合と同一条件で、結
合器11の同軸接栓1131と90°3dBハイブリッド
回路12の出力端子123 間および結合器11の同軸接
栓1131と90°3dBハイブリッド回路12の出力端
子124間の各伝送減衰量を観測した結果を示す図で、
横軸は図11と同じで、縦軸は伝送減衰量(dB)であ
る。図12から明らかなように、図10に示した結合器
11のみの場合における伝送減衰量に比べて、90°3
dBハイブリッド回路12、同軸ケ−ブル131 および
132 を付加したことによって伝送損失は増加するが、
角度φの変化に対する出力E1 およびE2 の移相量の変
化の差、出力E1 およびE2 の振幅の差はほとんど認め
られない。
FIG. 9 shows a shield case in the coupler 11.
The inner diameter of the bottomed cylindrical body forming the scan 11 1 and 11 2 to 0.285λ O O is the free space wavelength corresponding to the designed frequency f O), sheet - Rudoke - scan 11 1 of the bottom wall and sheet - Rudoke - the opposing distance between the scan 11 2 of the bottom wall to 0.089λ O,
Each dielectric constant of the insulating disc 11 51 and 11 52 to 10, each dielectric loss tangent of the insulating disc 11 51 and 11 52 0.0055
And the thickness of each of the insulating disks 11 51 and 11 52 is 0.023.
At λ O , the first and second excitation elements 11 61 and 11 62
Each contour shape of is formed into a circle and each diameter is 0.21λ O
And the coaxial connectors 11 32 and 1 respectively.
In diagram showing the reflection characteristics in the coaxial connector 11 31 Observed removed Bull 13 1 and 13 2, - coax from 1 33
The horizontal axis represents the specific frequency with respect to the design frequency f O , and the vertical axis represents the return loss (dB). In FIG. 10, the dimensions and the like of each part of the coupler 11 are selected in the same manner as the values described with reference to FIG. 9, and the coaxial connectors 11 32 and 11 33 to the coaxial cable 13 are selected.
It is a figure which shows the transmission characteristic between the coaxial plugs 11 31 and 11 33 which removed and observed 1 and 13 2. The horizontal axis is the same as FIG. 9, and a vertical axis is the amount of transmission attenuation (dB). 9 and 1
As is clear from 0, the reflection characteristic and the transmission characteristic of the coupler 11 are good over a wide band. The coupler 1
The thickness of the insulating disc 11 51 and 11 52 in 1, which was selected according to the transmission frequency band, it is possible to increase the bandwidth by increasing the thickness from the thickness of the selected. In FIG. 11, the dimensions of each part of the coupler 11 are selected in the same manner as the values described with reference to FIG. 9, and as shown in FIG. 2, the 90 ° 3 dB hybrid circuit 12 is connected via the coaxial cables 13 1 and 13 2. In a rotary type phase shifter in which the coupler 11 is connected to a coupler 11
By rotating 1 1 or 11 2 relatively around a common cylindrical axis, the inside of the exciter element 11 62 and the coaxial connector 11 32 in the second exciter installed inside the shield case 11 2 side A straight line connecting the connection point with the conductor 11 42 and the center of the exciting element 11 62 , that is, the X axis and the exciting element 11 61 in the first exciter installed on the side of the shield case 11 1 Observing the phase change of the output E 1 of the coaxial plug 11 33 and the output E 2 of the coaxial plug 11 32 when the deflection angle φ formed with the electric field vector E is changed to 90 ° and 135 ° with 45 ° as the reference. The results show that both outputs E 1 and E 2 have the same relationship between the change in the deviation angle φ and the absolute value of the change in phase without depending on the transmission frequency, and the outputs E 1 and E 2 are The sign of the phase is different. Therefore, the phase difference between the outputs E 1 and E 2 is 2φ with respect to the change in the deviation angle φ. The horizontal axis in FIG. 11 is the same as in FIG. 9, and the vertical axis is the declination angle φ, that is, the amount of phase shift (°) with respect to the relative rotation angle φ of the shield cases 11 1 and 11 2 . FIG.
Is the case with the same conditions of observation and the results are shown in Figure 11, a coaxial connector 11 31 output terminal 12 3 and between coupler 11 of coupler 11 coaxial connector 11 31 and 90 ° 3 dB hybrid circuit 12 It is a figure which shows the result of having observed each transmission attenuation amount between the output terminals 12 4 of the 90 ° 3 dB hybrid circuit 12.
The horizontal axis is the same as in FIG. 11, and the vertical axis is the transmission attenuation amount (dB). As is clear from FIG. 12, compared with the transmission attenuation in the case of only the coupler 11 shown in FIG.
The transmission loss increases by adding the dB hybrid circuit 12 and the coaxial cables 13 1 and 13 2 ,
The difference in the change in the amount of phase shift of the output E 1 and E 2 with respect to the change in the angle phi, the amplitude difference between the output E 1 and E 2 are not substantially observed.

【0012】図1に戻って、回転形移相器41 ないし4
3 の各出力端子から垂直方向のアレイアンテナを形成す
るアンテナブロック101 ないし106 に到る接続関係
を説明すると、端子51 は、移相量調整用伝送線路6
1 、端子71 および給電線路81 を介してアンテナブロ
ック101 に接続され、端子52 以下も、同じ添字が付
された線路および端子を介してアンテナブロックに接続
される。アンテナブロックの数を、図1に示した数から
適宜増減させた場合にも、この増減に応じて端子および
線路を増減して、前記と同様の接続を行うこととなる。
回転形移相器41 ないし43 は、それぞれ2個の出力端
子を備えているから、アンテナブロックの数の1/2 の回
転形移相器を設けることによって、回転形移相器の出力
端子をアンテナブロックに対応させることができる。回
転形移相器41 ないし43 の各出力端子を端子51 ない
し56 に対応させるに当たって、回転形移相器41 ない
し43 の各出力端子のうち、各一方の出力端子(図2に
おける出力端子123 、すなわち、正極性出力の出力端
子)を、アンテナブロック101 ないし106 の上半部
に対応する端子51 ないし53 に対応させ、回転形移相
器41 ないし43 の各出力端子のうち、各他方の出力端
子(図2における出力端子124 、すなわち、負極性出
力の出力端子)を、アンテナブロック101 ないし10
6 の下半部に対応する端子54 ないし56 に対応させる
と共に、回転形移相器41 ないし43 の各一方の出力端
子と各他方の出力端子とが、アンテナブロック101
いし106 の上半部に対応する端子51 ないし53 と、
アンテナブロック101 ないし106 の下半部に対応す
る端子54 ないし56 との間における仮想境界面に対し
て対称となる端子51 ないし56 に接続される。例え
ば、回転形移相器41 の一方の出力端子を端子52 に、
他方の出力端子を端子55 に、回転形移相器42 の一方
の出力端子を端子53 に、他方の出力端子を端子54
に、回転形移相器43 の一方の出力端子を端子51 に、
他方の出力端子を端子56 に、それぞれ接続する。移相
量調整用伝送線路61 ないし66 の各長さについては、
後述するが、給電線路81 ないし86 の各長さは、すべ
ての長さが互いに等しくなるように形成する。
Returning to FIG. 1, the rotary type phase shifters 4 1 to 4
Explaining the connection relationship from each output terminal of 3 to the antenna blocks 10 1 to 10 6 forming an array antenna in the vertical direction, the terminal 5 1 is a phase shift amount adjusting transmission line 6
1 , the terminal 7 1 and the feed line 8 1 are connected to the antenna block 10 1 , and the terminals 5 2 and below are also connected to the antenna block via the line and the terminal having the same suffix. Even when the number of antenna blocks is appropriately increased or decreased from the number shown in FIG. 1, the terminals and lines are increased or decreased according to the increase or decrease, and the same connection as described above is performed.
It rotary phase shifter 4 1 4 3, since each include two output terminals, by providing a number of 1/2 of the rotary phase shifter of an antenna block, the output of the rotary phase shifter The terminal can correspond to the antenna block. In associating the output terminals of the rotary type phase shifters 4 1 to 4 3 with the terminals 5 1 to 5 6 , one of the output terminals of the rotary type phase shifters 4 1 to 4 3 (Fig. The output terminal 12 3 in FIG. 2, that is, the output terminal of the positive output) is made to correspond to the terminals 5 1 to 5 3 corresponding to the upper half of the antenna blocks 10 1 to 10 6 , and the rotary phase shifters 4 1 to 4 3 Of the output terminals of 4 3, the other output terminal (the output terminal 12 4 in FIG. 2, that is, the output terminal of the negative output) is connected to the antenna blocks 10 1 to 10 10.
6 together correspond to 5 to 6 to the terminal 5 4 not corresponding to the lower half of the, to to no rotary phase shifter 4 1 and 4 each one of the output terminals of 3 and the other output terminal, the antenna block 10 1 10 Terminals 5 1 to 5 3 corresponding to the upper half of 6 ,
It is connected to terminals 5 1 to 5 6 which are symmetrical with respect to a virtual boundary surface between terminals 5 4 to 5 6 corresponding to the lower half of the antenna blocks 10 1 to 10 6 . For example, one output terminal of the rotary type phase shifter 4 1 is connected to the terminal 5 2 .
The other output terminal is terminal 5 5 , one output terminal of the rotary phase shifter 4 2 is terminal 5 3 and the other output terminal is terminal 5 4
, One output terminal of the rotary type phase shifter 4 3 to the terminal 5 1 ,
The other output terminal is connected to the terminal 5 6 . Regarding the lengths of the transmission lines 6 1 to 6 6 for adjusting the amount of phase shift,
As will be described later, each length of the feed lines 8 1 to 8 6 is formed so that all the lengths are equal to each other.

【0013】端子1に加えられた励振電力は、電力分配
器2において3分配され、分配出力は端子31 ないし3
3 を介して回転形移相器41 ないし43 に加えられ、回
転形移相器41 ないし43 の各出力は、端子51 ないし
6 、移相量調整用伝送線路61 ないし66 、端子71
ないし76 および給電線路81 ないし86 を介してアン
テナブロック101 ないし106 に加えられる。アレイ
アンテナのチルト角T(°)は、近似的に次式で与えら
れる。
The excitation power applied to the terminal 1 is divided into 3 by the power distributor 2, and the distribution output is the terminals 3 1 to 3
3 to 4 1 rotary phase shifter through added to 4 3, the outputs of from 4 1 type phase shifter rotation 4 3, terminals 5 1 to 5 6, to the transmission line 6 1 for the phase shift adjustment 6 6 , terminal 7 1
Through 7 6 and feed lines 8 1 through 8 6 are applied to the antenna blocks 10 1 through 10 6 . The tilt angle T (°) of the array antenna is approximately given by the following equation.

【数2】 λ(mm):使用波長(放射または受信波長) P(°):隣接する素子アンテナからの放射波(または
受信波)相互の位相差 Cd (mm):隣接する素子アンテナの放射面(または
受波面)相互の中心間隔 いま、励振電力の周波数が900MHz、したがって、
使用波長λが300/0.9(mm)、隣接する素子ア
ンテナの放射面相互の中心間隔Cd が200(mm)
で、チルト角Tを例えばほぼ2°に設定しようとする場
合には、式(4)から隣接する素子アンテナからの放射
波相互の位相差Pが7.5°となるように形成する必要
がある。説明の便宜上、移相量調整用伝送線路61 ない
し66 を取り外して、回転形移相器41 ないし43 の各
出力を端子51 ないし56 、端子71 ないし76 および
給電線路81 ないし86 を介してアンテナブロック10
1 ないし106 に加えるように形成したとすると、図1
にはアンテナブロック101 ないし106 が、それぞれ
4個の素子アンテナから成る場合を例示してあるから、
隣接する素子アンテナからの放射波相互の位相差Pを
7.5°とするためには、回転形移相器41ないし43
の各出力が加えられる端子51 ないし56 のうち、隣接
する端子に加えられる出力間の位相差が、30°(=
7.5°×4)となるように形成する必要がある。回転
形移相器41 ないし43 の各移相量を、回転形移相器4
1 ないし43 を各形成する第1および第2の励振器相互
間の相対的回転角で表わし、回転形移相器41 ないし4
3 の各一方の出力端子の出力を+符号を付した回転角
で、各他方の出力端子の出力を−符号を付した回転角で
表わすこととし、回転形移相器41 ないし43 の各出力
と端子51 ないし56 との間の接続関係が図1に示すと
おりであるとすると、端子51 ないし56 のうち、隣接
する端子間に加えられる出力間の位相差を30°とする
ためには、例えば、回転形移相器41 の回転角を45
°、回転形移相器42 の回転角を15°、回転形移相器
3 の回転角を75°に選ぶと、端子51 ないし56
加えられる回転形移相器41 ないし43 の出力は、端子
1 から順次+75°、+45°、+15°、−15
°、−45°および−75°となり、端子51 と52
加えられる出力間の位相差は、+75°−(+45°)
=30°、端子52 と53 に加えられる出力間の位相差
は、+45°−(+15°)=30°、端子53 と54
に加えられる出力間の位相差は、+15°−(−15
°)=30°、端子54 と55 に加えられる出力間の位
相差は、−15°−(−45°)=30°、端子55
6 に加えられる出力間の位相差は、−45°−(−7
5°)=30°となる。式(4)における使用波長λ、
隣接する素子アンテナの放射面相互の中心間隔Cd およ
び隣接する素子アンテナからの放射波相互の位相差Pを
前記のように定めると、チルト角Tはほぼ2°となり、
また、回転形移相器41 ないし43 における伝送周波数
(使用周波数)が変化しても、その出力間の位相差が変
化しないこと図2ないし図12について説明したとおり
であるが、回転形移相器41 ないし43 の伝送周波数
(使用周波数)が変化すると、チルト角Tは変化するこ
ととなる。すなわち、式(4)から、 T(°) ほぼ比例 λ(mm)×P(°) ・・・・(5) 波長λ(mm)を周波数f(MHz)で置き換えると、 T(°) ほぼ比例 P(°)/f(MHz) ・・・・(6) 回転形移相器41 ないし43 における伝送周波数(使用
周波数)が変化した場合には、式(5)に示した λ(mm)×P(°) または、式(6)に示した P(°)/f(MHz) が変化することとなる。すなわち、回転形移相器41
いし43 の使用波長が短く(使用周波数が高く)なる
と、チルト角T(°)が浅くなり、逆に、使用波長が長
く(使用周波数が低く)なると、チルト角T(°)が深
くなる。
(Equation 2) λ (mm): Working wavelength (radiation or reception wavelength) P (°): Phase difference between radiation waves (or reception waves) from adjacent element antennas Cd (mm): Radiation surface (or reception surface) of adjacent element antennas Wavefront) Mutual center spacing Now, the frequency of the excitation power is 900MHz, therefore
The wavelength λ used is 300 / 0.9 (mm), the center distance Cd between the radiation surfaces of adjacent element antennas is 200 (mm)
In order to set the tilt angle T to, for example, about 2 °, it is necessary to form the phase difference P between the radiation waves from the adjacent element antennas to be 7.5 ° from the formula (4). is there. For convenience of explanation, the transmission lines 6 1 to 6 6 for adjusting the amount of phase shift are removed, and the respective outputs of the rotary type phase shifters 4 1 to 4 3 are connected to terminals 5 1 to 5 6 , terminals 7 1 to 7 6 and a feed line. Antenna block 10 via 8 1 to 8 6
If it is formed to be added to 1 to 10 6 ,
, The antenna blocks 10 1 to 10 6 each include four element antennas.
In order to make the phase difference P between the radiation waves from the adjacent element antennas 7.5 °, the rotary type phase shifters 4 1 to 4 3
Of the terminals 5 1 to 5 6 to which the respective outputs are applied, the phase difference between the outputs applied to the adjacent terminals is 30 ° (=
It is necessary to form so as to form 7.5 ° × 4). The rotary phase shifters 4 1 to 4 3 are set to the rotary phase shifter 4
1 to 4 3 are represented by relative rotation angles between the first and second exciters forming the rotary phase shifters 4 1 to 4
By the angle of rotation given the outputs + code of each one of the output terminals of the 3, the output of each other output terminal - and be expressed at a rotation angle indicated by symbol, of from rotary phase shifter 4 1 4 3 Assuming that the connection between each output and the terminals 5 1 to 5 6 is as shown in FIG. 1, the phase difference between the outputs applied between the adjacent terminals of the terminals 5 1 to 5 6 is 30 °. To achieve this, for example, the rotation angle of the rotary phase shifter 4 1 should be 45
°, the rotation angle of the 15 ° of the rotary phase shifter 4 2, choose the rotation angle of the rotary phase shifter 4 3 75 °, to 4 1 rotary phase shifter is added to 5 to 6 5 1 terminal The output of 4 3 is + 75 °, + 45 °, + 15 °, -15 sequentially from the terminal 5 1.
°, -45 ° and -75 °, and the phase difference between the outputs applied to terminals 5 1 and 5 2 is + 75 °-(+ 45 °).
= 30 °, the phase difference between the outputs applied to terminals 5 2 and 5 3 is + 45 ° − (+ 15 °) = 30 °, terminals 5 3 and 5 4
The phase difference between the outputs applied to is + 15 °-(-15
°) = 30 °, the phase difference between the outputs applied to terminals 5 4 and 5 5 is −15 ° − (− 45 °) = 30 °, the phase difference between the outputs applied to terminals 5 5 and 5 6 is , -45 °-(-7
5 °) = 30 °. Use wavelength λ in equation (4),
When the center distance Cd between the radiation surfaces of the adjacent element antennas and the phase difference P between the radiation waves from the adjacent element antennas are determined as described above, the tilt angle T becomes approximately 2 °,
Further, even if the transmission frequency (use frequency) in the rotary type phase shifters 4 1 to 4 3 changes, the phase difference between the outputs does not change. As described with reference to FIGS. When the transmission frequency (use frequency) of the phase shifters 4 1 to 4 3 changes, the tilt angle T changes. That is, from the equation (4), T (°) is almost proportional λ (mm) × P (°) (5) When the wavelength λ (mm) is replaced by the frequency f (MHz), T (°) is almost If the proportional P (°) / f (MHz ) ···· (6) no rotary phase shifter 4 1 to the transmission frequency of 4 3 (use frequency) is changed, lambda shown in formula (5) ( mm) × P (°) or P (°) / f (MHz) shown in the equation (6) changes. That is, when the use wavelength of the rotary type phase shifters 4 1 to 4 3 is short (the use frequency is high), the tilt angle T (°) becomes shallow, and conversely, when the use wavelength is long (the use frequency is low), The tilt angle T (°) becomes deep.

【0014】図13は、図1における移相量調整用伝送
線路61 ないし66 を省き、回転形移相器41 ないし4
3 の出力を直接給電線路81 ないし86 に加えてアンテ
ナブロック101 ないし106 を励振するように形成し
たチルト角制御装置の試作品を、800MHz帯のディ
ジタル自動車電話方式(送信周波数が810MHzない
し826MHz、受信周波数が940MHzないし95
0MHz)における高さ5mの基地局アンテナに取り付
けた場合におけるチルト角の周波数特性を示す図で、横
軸はチルト角の設定値(°)、すなわち、回転形移相器
1 ないし43の各回転角を適宜調整して設定したチル
ト角、縦軸はチルト角の実現値、すなわち、実際に得ら
れたチルト角、○印を連ねる細い実線は、送信周波数帯
と受信周波数帯(使用周波数帯)のほぼ中心の周波数8
85MHzにおけるチルト角の変化特性、縦方向の太い
実線は、810MHzないし956MHzの周波数範囲
におけるチルト角の変化範囲を示す。図13から明らか
なように、チルト角の設定値が大きい(深い)場合に
は、送信時と受信時において実際のチルト角が1°以上
も異なるから、送信周波数帯と受信周波数帯とが異なる
場合においてアンテナを共用することは困難である。そ
こで本発明においては、図1に示すように、端子51
いし56 と端子71ないし76 との間に、移相量調整用
伝送線路61 ないし66 を挿入接続し、移相量調整用伝
送線路61 ないし66 の各長さを、例えば、次のように
設定する。移相量調整用伝送線路61 ないし66 のう
ち、端子51 と最上段のアンテナブロック101 への給
電線路81 との間に接続される移相量調整用伝送線路6
1 および端子56 と最下段のアンテナブロック106
の給電線路86 との間に接続される移相量調整用伝送線
路66 を除き、端子52 ないし55 と中間段のアンテナ
ブロック102 ないし105 への給電線路82 ないし8
5 との間に接続される移相量調整用伝送線路62 ないし
5 の各長さを、適宜任意の互いに等しい長さに形成
し、移相量調整用伝送線路61 の長さを、移相量調整用
伝送線路62 ないし65 の各長さに較べて、使用周波数
帯のほぼ中間の周波数(送信周波数帯と受信周波数帯の
中間の周波数)において、位相角でほぼ360°分短く
形成し、移相量調整用伝送線路66 の長さを、移相量調
整用伝送線路62 ないし65 の各長さに較べて、使用周
波数帯のほぼ中間の周波数において、位相角でほぼ36
0°分長く形成してある。移相量調整用伝送線路61
いし66 の各長さを前記のように設定すると、使用周波
数帯のほぼ中間の周波数においては、移相量調整用伝送
線路61 および66 の長さが、中間の移相量調整用伝送
線路62 ないし65 の長さに較べて、位相角でほぼ36
0°分だけ異なるのみとなるから、この場合には移相量
調整用伝送線路61 ないし66 の長さがすべてほぼ等し
い場合と等価となり、チルト角は、回転形移相器41
いし43 の各回転角によって設定されたチルト角と等し
いこととなる。使用周波数が、使用周波数帯のほぼ中間
の周波数より高い場合には、位相角360°に対応する
位相差は周波数に比例して大きくなるから、移相量調整
用伝送線路61 の等価的長さは、実際の長さより短くな
り、移相量調整用伝送線路66の等価的長さは、実際の
長さより長くなり、したがって、使用周波数が、使用周
波数帯のほぼ中間の周波数より高い場合には、チルト角
が深くなる方向に変化し、逆に、使用周波数が、使用周
波数帯のほぼ中間の周波数より低い場合には、チルト角
が浅くなる方向に変化する。使用周波数の変化とチルト
角の変化の向きの関係は、移相量調整用伝送線路61
いし66 を省いた場合と、移相量調整用伝送線路61
いし66 を挿入接続した場合とで逆向きであるから、使
用周波数の変化に関係なく、チルト角をほぼ一定に保つ
ことができる。
In FIG. 13, the transmission lines 6 1 to 6 6 for adjusting the amount of phase shift in FIG. 1 are omitted, and the rotary type phase shifters 4 1 to 4 are omitted.
The prototype of the tilt angle control device formed so as to excite the antenna blocks 10 1 to 10 6 by adding the output of 3 directly to the power feeding lines 8 1 to 8 6 was used as a prototype for the 800 MHz band digital car telephone system (transmission frequency is 810 MHz. To 826MHz, reception frequency 940MHz to 95
A diagram showing a frequency characteristic of the tilt angle when mounted on the base station antenna height 5m in 0 MHz), the horizontal axis represents the tilt angle set value (°), i.e., rotary phase shifter 4 1 to 4 3 The tilt angle is set by adjusting each rotation angle appropriately, the vertical axis is the realization value of the tilt angle, that is, the tilt angle actually obtained, the thin solid line connecting the circles is the transmission frequency band and the reception frequency band (the used frequency Frequency of the center of 8)
A change characteristic of the tilt angle at 85 MHz, and a thick vertical solid line indicates a change range of the tilt angle in the frequency range of 810 MHz to 956 MHz. As is apparent from FIG. 13, when the set value of the tilt angle is large (deep), the actual tilt angle is different by 1 ° or more between the transmission and the reception, so that the transmission frequency band and the reception frequency band are different. In some cases it is difficult to share the antenna. Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 1, the phase shift amount adjusting transmission lines 6 1 to 6 6 are inserted and connected between the terminals 5 1 to 5 6 and the terminals 7 1 to 7 6 to shift the phase. The lengths of the quantity adjusting transmission lines 6 1 to 6 6 are set as follows, for example. Among the transmission lines 6 1 to 6 6 for adjusting the amount of phase shift, the transmission line 6 for adjusting the amount of phase shift connected between the terminal 5 1 and the feeding line 8 1 to the antenna block 10 1 at the uppermost stage.
Except 1 and amount of phase shift adjustment transmission line 6 6 connected between the terminal 5 6 and the feeding line 8 6 to the bottom of the antenna block 106, the terminal 5 2-5 5 and the intermediate stage antenna block Feed lines 8 2 to 8 to 10 2 to 10 5
The lengths of the transmission lines 6 2 to 6 5 for adjusting the amount of phase shift, which are connected between the transmission lines 6 and 5 , are appropriately equal to each other, and the length of the transmission line 6 1 for adjusting the amount of phase shift is adjusted. In comparison with the lengths of the transmission lines 6 2 to 6 5 for adjusting the amount of phase shift, the phase angle is approximately 360 ° at a frequency approximately in the middle of the used frequency band (frequency intermediate between the transmission frequency band and the reception frequency band). The length of the phase shift amount adjusting transmission line 6 6 is shortened by an amount corresponding to the length of the phase shift amount adjusting transmission line 6 2 to 6 5 Almost 36 at the corner
It is formed longer by 0 °. When the lengths of the transmission lines 6 1 to 6 6 for adjusting the amount of phase shift are set as described above, the lengths of the transmission lines 6 1 and 6 6 for adjusting the amount of phase shift are substantially equal to the intermediate frequency of the used frequency band. However, compared with the length of the transmission lines 6 2 to 6 5 for adjusting the amount of phase shift in the middle, the phase angle is approximately 36
Since they differ only by 0 °, this case is equivalent to the case where the lengths of the transmission lines 6 1 to 6 6 for adjusting the amount of phase shift are all substantially equal, and the tilt angle is equal to the rotary phase shifter 4 1 to 6 6. This is equal to the tilt angle set by each rotation angle of 4 3 . When the used frequency is higher than the frequency approximately in the middle of the used frequency band, the phase difference corresponding to the phase angle of 360 ° increases in proportion to the frequency. Therefore, the equivalent length of the phase shift amount adjusting transmission line 6 1 Becomes shorter than the actual length, and the equivalent length of the transmission line 6 6 for adjusting the amount of phase shift becomes longer than the actual length. Therefore, when the used frequency is higher than the frequency approximately in the middle of the used frequency band. In addition, the tilt angle changes in the direction of deepening, and conversely, when the use frequency is lower than the frequency approximately in the middle of the use frequency band, the tilt angle changes in the direction of shallowing. The relationship between the direction of change in the used frequency and the change in tilt angle is obtained when the transmission lines 6 1 to 6 6 for adjusting the phase shift amount are omitted and when the transmission lines 6 1 to 6 6 for adjusting the phase shift amount are inserted and connected. Since and are in the opposite directions, the tilt angle can be kept substantially constant regardless of the change in the used frequency.

【0015】図14は、図1に示した本発明チルト角制
御装置を、図13の実測時と同様の条件、すなわち、使
用周波数およびアンテナの高さの条件が同じである基地
局アンテナに取り付けた場合におけるチルト角の周波数
特性を示す図で、横軸および縦軸は図13と同様で、太
い実線および細い実線の表わす特性もまた図13と同様
である。図14から明らかなように、チルト角設定値
が、設定範囲の中間にある場合には、使用周波数の変化
に対するチルト角の変化は無視し得る程度に小で、チル
ト角の設定範囲の全域における変化特性も図13の場合
に比し、遥かに改善されている。
FIG. 14 shows that the tilt angle control device of the present invention shown in FIG. 1 is attached to a base station antenna under the same conditions as in the actual measurement of FIG. 13, that is, the conditions of use frequency and antenna height are the same. In the graph showing the frequency characteristics of the tilt angle in the case of the above, the horizontal axis and the vertical axis are the same as in FIG. 13, and the characteristics represented by the thick solid line and the thin solid line are also the same as in FIG. As is clear from FIG. 14, when the tilt angle setting value is in the middle of the setting range, the change in tilt angle with respect to the change in operating frequency is so small that it can be ignored, and the tilt angle setting value in the entire tilt angle setting range is small. The change characteristic is also much improved as compared with the case of FIG.

【0016】回転形移相器41 ないし43 の各出力端子
と端子51 ないし56 との接続に当たっては、以下説明
するような接続条件を満足する限り、図1に示した以外
の接続が可能である。すなわち、複数個の回転形移相器
の各出力端子のうち、正極性出力の出力端子を、垂直方
向のアレイアンテナの上半部のアンテナへの給電線路に
接続される移相量調整用伝送線路に接続し、複数個の回
転形移相器の各出力端子のうち、負極性出力の出力端子
を、垂直方向のアレイアンテナの下半部のアンテナへの
給電線路に接続される移相量調整用伝送線路に接続し、
複数個の回転形移相器毎の正極性出力の出力端子と負極
性出力の出力端子とが、垂直方向のアレイアンテナの上
半部に対応する移相量調整用伝送線路と垂直方向のアレ
イアンテナの下半部に対応する移相量調整用伝送線路と
の間における仮想境界面に対して対称となる移相量調整
用伝送線路に接続する。例えば、図1に示した回転形移
相器41 の一方の出力端子(正極性主力側)を端子51
に、他方の出力端子(負極性出力側)を端子56 に、回
転形移相器42の一方の出力端子(正極性主力側)を端
子52 に、他方の出力端子(負極性出力側)を端子55
に、回転形移相器43 の一方の出力端子(正極性主力
側)を端子53 に、他方の出力端子(負極性出力側)を
端子54 に、それぞれ接続し、チルト角の基準値をほぼ
2°に設定しようとする場合には、回転形移相器41
いし43 の各回転角を、75°、45°および15°に
それぞれ調整する。また、回転形移相器41 の一方の出
力端子(正極性主力側)を端子53 に、他方の出力端子
(負極性出力側)を端子54 に、回転形移相器42 の一
方の出力端子(正極性主力側)を端子51 に、他方の出
力端子(負極性出力側)を端子56に、回転形移相器43
の一方の出力端子(正極性主力側)を端子52 に、他
方の出力端子(負極性出力側)を端子55 に、それぞれ
接続し、チルト角の基準値をほぼ2°に設定しようとす
る場合には、回転形移相器41 ないし43 の各回転角
を、15°、75°および45°にそれぞれ調整する。
なお、チルト角の基準値を2°以外の値に設定しようと
する場合には、各回転形移相器の回転角を設定しようと
するチルト角の値に応じて適宜調整する。
In connecting the output terminals of the rotary type phase shifters 4 1 to 4 3 and the terminals 5 1 to 5 6 as long as the connection conditions as described below are satisfied, connections other than those shown in FIG. Is possible. That is, among the output terminals of the plurality of rotary phase shifters, the output terminal for positive output is connected to the feed line to the antenna in the upper half of the array antenna in the vertical direction for phase shift adjustment transmission. The amount of phase shift that is connected to the line and the output terminal of the negative output of the output terminals of the multiple phase shifters is connected to the feed line to the antenna in the lower half of the vertical array antenna. Connect to the adjustment transmission line,
The positive output terminal and the negative output terminal of each of the plurality of rotary phase shifters correspond to the upper half of the vertical array antenna, and the phase shift amount adjusting transmission line and the vertical array are arranged. The transmission line for adjusting the amount of phase shift is connected to the transmission line for adjusting the amount of phase shift corresponding to the lower half of the antenna, which is symmetrical with respect to the virtual boundary plane. For example, the terminal 5 one of the output terminals of the rotary phase shifter 4 1 (positive polarity main side) shown in FIG. 1 1
, The other output terminal (negative output side) to the terminal 5 6 , one output terminal (positive main output side) of the rotary phase shifter 4 2 to the terminal 5 2 and the other output terminal (negative output) Side) to terminal 5 5
, One output terminal (positive polarity main side) of the rotary type phase shifter 4 3 is connected to the terminal 5 3 and the other output terminal (negative polarity output side) is connected to the terminal 5 4 , respectively, and the tilt angle reference When the value is to be set to approximately 2 °, the rotation angles of the rotary type phase shifters 4 1 to 4 3 are adjusted to 75 °, 45 ° and 15 °, respectively. In addition, one output terminal (positive polarity main side) of the rotary type phase shifter 4 1 is connected to the terminal 5 3 and the other output terminal (negative polarity output side) is connected to the terminal 5 4 and the rotary type phase shifter 4 2 is connected. One output terminal (positive polarity main side) is connected to the terminal 5 1 , the other output terminal (negative polarity output side) is connected to the terminal 5 6 , and the rotary phase shifter 4 3
One output terminal (positive polarity main side) to the terminal 5 2, to the other output terminal pin 5 5 (negative polarity output side), respectively connected, tries to set a reference value of the tilt angle approximately 2 ° In that case, the rotation angles of the rotary phase shifters 4 1 to 4 3 are adjusted to 15 °, 75 ° and 45 °, respectively.
When the reference value of the tilt angle is set to a value other than 2 °, the rotation angle of each rotary phase shifter is appropriately adjusted according to the value of the tilt angle.

【0017】図1に示した本発明の実施例においては、
移相量調整用伝送線路61 ないし66 を除き、回転形移
相器41 ないし43 の出力の加えられる端子51 ないし
6を、給電線路81 ないし86 に直接接続し、回転形
移相器41 ないし43 の回転角の調整のみによってアレ
イアンテナのチルト角の所要基準値を設定し、移相量調
整用伝送線路61 ないし66 を挿入接続することによっ
て、アレイアンテナにおけるチルト角の周波数特性を補
償し、回転形移相器41 ないし43 の各回転角を調整す
ることによって、チルト角を自在に変化させ得るように
構成したが、図15は、チルト角の所要基準値の設定手
法が、図1に示した実施例と異なる一例を説明するため
の図である。図15においては、まず、回転形移相器4
1 ないし43 の各回転角をすべて零に保持した状態で、
移相量調整用伝送線路61 ないし66 のうち、隣接する
移相量調整用伝送線路の長さの差、62 −61 、63
2 、64 −63 、65 −64 および66 −65 を、ア
ンテナブロック101 ないし106 のうち、隣接するア
ンテナブロックからの合成放射波相互の位相差に対応す
る長さに選定する。図15に示したアンテナにおいて
も、各アンテナブロックが4個の素子アンテナより成る
場合を例示してあるから、前記隣接する移相量調整用伝
送線路の長さの差としては、式(4)におけるPの4倍
に対応する長さを選定することとなる。チルト角の所要
基準値の設定後は、回転形移相器41 ないし43 の各回
転角を適当に調整することによって、チルト角を変える
ことができる。図15における他の符号および構成は、
図1と同様である。
In the embodiment of the invention shown in FIG.
With the exception of the transmission lines 6 1 to 6 6 for adjusting the amount of phase shift, the terminals 5 1 to 5 6 to which the outputs of the rotary phase shifters 4 1 to 4 3 are added are directly connected to the power supply lines 8 1 to 8 6 , By setting the required reference value of the tilt angle of the array antenna only by adjusting the rotation angles of the rotary phase shifters 4 1 to 4 3 and inserting and connecting the transmission lines 6 1 to 6 6 for adjusting the phase shift amount, the array to compensate for the frequency characteristic of the tilt angle of the antenna, by to 4 1 type phase shifter rotate to adjust the rotation angles of the 4 3, has been configured so as freely changing the tilt angle, Figure 15 is a tilt It is a figure for demonstrating an example in which the setting method of the required reference value of a corner differs from the Example shown in FIG. In FIG. 15, first, the rotary phase shifter 4
With all the rotation angles of 1 to 4 3 held at zero,
Of the phase shift amount adjusting transmission lines 6 1 to 6 6 , the difference in length between adjacent phase shift amount adjusting transmission lines, 6 2 −6 1 , 6 3 −.
6 2, 6 4 -6 3, 6 5-6 4 and 6 6 -6 5, out of the antenna block 10 1 to 10 6, a length corresponding to the phase difference between the synthetic wave radiation cross from adjacent antenna block To be selected. Also in the antenna shown in FIG. 15, the case where each antenna block is composed of four element antennas is shown as an example. Therefore, the difference in length between the adjacent transmission lines for adjusting the amount of phase shift is expressed by equation (4). A length corresponding to four times P in P will be selected. After setting the required reference value of the tilt angle, the tilt angle can be changed by appropriately adjusting the rotation angles of the rotary phase shifters 4 1 to 4 3 . Other reference numerals and configurations in FIG.
It is similar to FIG.

【0018】図16は、図15に示した本発明チルト角
制御装置を、図13の観測時と同様の条件、すなわち、
使用周波数およびアンテナの高さの条件が同じである基
地局アンテナに取り付けた場合におけるチルト角の周波
数特性を示す図で、横軸およ縦軸は図13と同様で、太
い実線および細い実線の表わす特性もまた図13と同様
である。図16から明らかなように、図15に示した本
発明チルト角制御装置をアレイアンテナに取り付けた場
合にも、チルト角設定値が設定範囲の中間にある場合に
は、使用周波数の変化に対するチルト角の変化が無視し
得る程度に小さく、チルト角の設定範囲の全域における
変化特性も図13の場合に比し、遥かに改善されてい
る。
FIG. 16 shows the tilt angle control device of the present invention shown in FIG. 15 under the same conditions as in the observation of FIG.
FIG. 13 is a diagram showing frequency characteristics of tilt angles when the antenna is attached to a base station antenna in which the conditions of use frequency and antenna height are the same. The horizontal axis and the vertical axis are the same as in FIG. The characteristics shown are also the same as in FIG. As is apparent from FIG. 16, even when the tilt angle control device of the present invention shown in FIG. 15 is attached to the array antenna, when the tilt angle setting value is in the middle of the setting range, the tilt with respect to the change in the operating frequency is changed. The change in angle is negligibly small, and the change characteristic in the entire tilt angle setting range is much improved as compared with the case of FIG.

【0019】回転形移相器41 ないし43 の各回転角を
すべて零に保持した状態で、移相量調整用伝送線路61
ないし66 のうち、上下に隣接する移相量調整用伝送線
路の長さの差、62 −61 、63 −62 、64 −63
5 −64 および66 −65を、アンテナブロック101
乃至106 のうち、隣接するアンテナブロックからの
合成放射波相互の位相差に対応する長さに定める代わり
に、最上段のアンテナブロック101 に対応する移相量
調整用伝送線路61 の長さを最も短く形成し、最下段の
アンテナブロック106 に対応する移相量調整用伝送線
路66 に到るにしたがって、順次適当に長くなるように
形成してもよい。
With all the rotation angles of the rotary type phase shifters 4 1 to 4 3 kept at zero, the phase shift amount adjusting transmission line 6 1
To 6 6 of the length differences between the transmission lines for adjusting the amount of phase shift, which are vertically adjacent to each other, 6 2 −6 1 , 6 3 −6 2 , 6 4 −6 3 ,
6 5-6 4 and 6 6 -6 5, the antenna block 10 1
To 10 6 instead of setting the length corresponding to the phase difference between the combined radiation waves from the adjacent antenna blocks, the length of the phase shift amount adjusting transmission line 6 1 corresponding to the uppermost antenna block 10 1. shortest form, according to reach the amount of phase shift adjustment transmission line 6 6 corresponding to the antenna block 106 of the lowermost stage, may be formed to be sequentially appropriately long is.

【0020】図1および図15には、回転形移相器を3
個設けた場合を例示してあるがこの個数はアンテナブロ
ックの数に応じて適宜増減させるものであること前述の
とおりで、例えば、アンテナブロックが2個の場合には
回転形移相器を1個設け、その一方の出力端子を上段の
アンテナブロックに対応する移相量調整用伝送線路を介
して上段のアンテナブロックに対応する給電線路に接続
し、回転形移相器の他方の出力端子を下段のアンテナブ
ロックに対応する移相量調整用伝送線路を介して下段の
アンテナブロックに対応する給電線路に接続すると共
に、上段のアンテナブロックに対応する移相量調整用伝
送線路の長さを、下段のアンテナブロックに対応する移
相量調整用伝送線路の長さに較べて、適宜短く形成して
本発明を実施することができる。この実施例において
も、図1について説明した手法と同様の手法によって、
チルト角の所要基準値を設定することができる。また、
回転形移相器を1個設けた場合にも、図15について説
明した手法と同様に、回転形移相器の回転角を零に保っ
た状態で、上段のアンテナブロックへの給電線路に接続
される移相量調整用伝送線路(6U とする)の長さと、
下段のアンテナブロックへの給電線路に接続される移相
量調整用伝送線路(6L とする)の長さとの差6L −6
U を、上段および下段のアンテナブロックからの合成放
射波相互の位相差に対応する長さに選定してもチルト角
の所要基準値の設定を行うことができる。なお、上段の
アンテナブロックに対応する移相量調整用伝送線路6U
の長さを、下段のアンテナブロックに対応する移相量調
整用伝送線路6L の長さに較べて適当に短く形成しても
よい。
1 and 15, a rotary type phase shifter
Although the case where the number of antenna blocks is provided is illustrated, the number is appropriately increased or decreased according to the number of antenna blocks. As described above, for example, when there are two antenna blocks, one rotary phase shifter is used. One is provided, one output terminal of which is connected to the power feed line corresponding to the antenna block of the upper stage through the transmission line for adjusting the amount of phase shift corresponding to the antenna block of the upper stage, and the other output terminal of the rotary phase shifter is connected. While connecting to the feed line corresponding to the lower antenna block via the transmission line for adjusting the phase shift amount corresponding to the lower antenna block, the length of the transmission line for adjusting the phase shift amount corresponding to the upper antenna block, The present invention can be implemented by appropriately shortening the length of the transmission line for adjusting the amount of phase shift corresponding to the lower antenna block. Also in this embodiment, by the same method as that described with reference to FIG.
A required reference value for the tilt angle can be set. Also,
Even when one rotary phase shifter is provided, the rotary phase shifter is connected to the feed line to the antenna block in the upper stage in a state where the rotation angle of the rotary phase shifter is kept at zero, as in the method described with reference to FIG. The length of the transmission line for adjusting the amount of phase shift (6 U ),
Difference from the length of the phase shift amount adjusting transmission line (6 L ) connected to the power feeding line to the lower antenna block 6 L- 6
The required reference value of the tilt angle can also be set by selecting U to a length corresponding to the phase difference between the combined radiation waves from the upper and lower antenna blocks. In addition, the transmission line 6 U for adjusting the amount of phase shift corresponding to the upper antenna block
May be appropriately shorter than the length of the phase shift amount adjusting transmission line 6 L corresponding to the lower antenna block.

【0021】以上は、アレイアンテナを構成するアンテ
ナブロックへの給電線路に移相量調整用伝送線路を接続
する場合について説明したが、アレイアンテナが単独の
素子アンテナを上下に配設して構成される場合には、各
素子アンテナへの給電線路に移相量調整用伝送線路を接
続して本発明を実施することができる。
The case where the transmission line for adjusting the amount of phase shift is connected to the power feeding line to the antenna block constituting the array antenna has been described above. In this case, the present invention can be implemented by connecting a transmission line for adjusting the amount of phase shift to a power feeding line to each element antenna.

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明チルト角制御装置は、回転形移相
器と所要の長さの移相量調整用伝送線路とを組み合わ
せ、チルト角の変更を回転形移相器の回転角の調整によ
って行うもので、図17に示した従来装置に較べてチル
ト角の変更を極めて容易迅速に行うことができ、また、
チルト角を連続的に、かつ、微細に調整することがで
き、更に、比較的広い周波数帯域に亙ってチルト角の設
定値と実現値とをほぼ一致させ得るもので、送信周波数
帯と受信周波数帯とが異なる通信方式における送受共用
アレイアンテナのチルト角の制御に供して効果甚だ大で
ある。
According to the tilt angle control device of the present invention, a rotary type phase shifter and a transmission line for adjusting the amount of phase shift of a required length are combined to change the tilt angle to adjust the rotational angle of the rotary type phase shifter. The tilt angle can be changed extremely easily and quickly as compared with the conventional device shown in FIG.
The tilt angle can be continuously and finely adjusted, and the set value and the actual value of the tilt angle can be made to substantially coincide with each other over a relatively wide frequency band. This is extremely effective for controlling the tilt angle of the array antenna for both transmission and reception in the communication system in which the frequency band is different.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an embodiment of the present invention.

【図2】本発明装置の要部素子の構成を説明する図であ
る。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a main element of the device of the present invention.

【図3】本発明装置の要部素子の構成を説明する図であ
る。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a main element of the device of the present invention.

【図4】本発明装置の要部素子の構成を説明する図であ
る。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a main element of the device of the present invention.

【図5】本発明装置の要部素子の構成を説明する図であ
る。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a main element of the device of the present invention.

【図6】本発明装置の要部素子の構成を説明する図であ
る。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a main part element of the device of the present invention.

【図7】本発明装置の要部素子の構成を説明する図であ
る。
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a main element of the device of the present invention.

【図8】本発明装置の要部素子の作動を説明する図であ
る。
FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of main elements of the device of the present invention.

【図9】本発明装置の要部素子の作動特性を説明する図
である。
FIG. 9 is a diagram illustrating operating characteristics of main elements of the device of the present invention.

【図10】本発明装置の要部素子の作動特性を説明する
図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining operating characteristics of essential elements of the device of the present invention.

【図11】本発明装置の要部素子の作動特性を説明する
図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating operating characteristics of main elements of the device of the present invention.

【図12】本発明装置の要部素子の作動特性を説明する
図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating operating characteristics of main elements of the device of the present invention.

【図13】本発明装置の作動を説明する図である。FIG. 13 is a diagram for explaining the operation of the device of the present invention.

【図14】本発明装置の作動を説明する図である。FIG. 14 is a diagram for explaining the operation of the device of the present invention.

【図15】本発明の他の実施例を説明する図である。FIG. 15 is a diagram illustrating another embodiment of the present invention.

【図16】本発明装置の作動を説明する図である。FIG. 16 is a view for explaining the operation of the device of the present invention.

【図17】従来装置を説明する図である。FIG. 17 is a diagram illustrating a conventional device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 入力端子 2 電力分配器 31 〜36 端子 41 〜43 回転形移相器 51 〜56 端子 61 〜66 移相量調整用伝送線路 71 〜76 端子 81 〜86 給電線路 91 〜924 素子アンテナ 101 〜106 アンテナブロック 11 結合器 111 、112 シ−ルドケ−ス 1131〜1133 同軸接栓 12 90°3dBハイブリッド回路 121 入力端子 122 アイソレ−ション端子 123 、124 出力端子 131 、132 同軸線路 1141〜1143 同軸接栓の内部導体 1151、1152 絶縁円板 1161、1162 金属板1 Input Terminal 2 Power Distributor 3 1 to 3 6 Terminal 4 1 to 4 3 Rotational Phase Shifter 5 1 to 5 6 Terminal 6 1 to 6 6 Transmission Line for Phase Shift Amount Adjustment 7 1 to 7 6 Terminal 8 1 8 6 Feeding line 9 1 to 9 24 Element antenna 10 1 to 10 6 Antenna block 11 Coupler 11 1 and 11 2 Shield case 11 31 to 11 33 Coaxial plug 12 90 ° 3 dB hybrid circuit 12 1 Input terminal 12 2 Isolation terminals 12 3 and 12 4 Output terminals 13 1 and 13 2 Coaxial line 11 41 to 11 43 Inner conductor of coaxial connector 11 51 and 11 52 Insulating disk 11 61 and 11 62 Metal plate

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】励振電力の入力端子に接続される電力分配
器と、 前記電力分配器の分配出力端子に接続される複数個の回
転形移相器と、 前記複数個の回転形移相器の各出力端子と、垂直方向の
アレイアンテナを形成するアンテナへの給電線路との間
に挿入接続される移相量調整用伝送線路とを備えると共
に、 前記回転形移相器が、 入力端子を介して加えられる入力により励振されて直線
偏波を生ずる第1の励振器と、 前記第1の励振器により生ずる直線偏波の直交2成分が
結合する第2の励振器と、 前記第1および第2の励振器が、両励振器の各中心を結
ぶ軸の周りに相対的に回転可能に内装されるシ−ルドケ
−スと、 前記第2の励振器に結合する直線偏波の直交2成分によ
り生ずる2出力を合成する回路とを備えて成ることを特
徴とするアレイアンテナのチルト角制御装置。
1. A power distributor connected to an excitation power input terminal, a plurality of rotary phase shifters connected to a distribution output terminal of the power distributor, and a plurality of rotary phase shifters. Of each of the output terminals and a transmission line for adjusting the amount of phase shift inserted and connected between the feed line to the antenna forming the vertical array antenna, and the rotary phase shifter has an input terminal. A first exciter that is excited by an input applied via the first exciter to generate a linearly polarized wave; a second exciter in which two orthogonal components of the linearly polarized wave generated by the first exciter are coupled; The second exciter has a shield case internally rotatably mounted around an axis connecting the centers of both exciters, and a linearly polarized wave orthogonal to the second exciter coupled to the second exciter. And a circuit for synthesizing the two outputs generated by the components. Array antenna tilt angle control device.
【請求項2】複数個の回転形移相器の各出力端子のう
ち、正極性出力の出力端子を、垂直方向のアレイアンテ
ナの上半部のアンテナへの給電線路に接続される移相量
調整用伝送線路に接続し、 複数個の回転形移相器の各出力端子のうち、負極性出力
の出力端子を、垂直方向のアレイアンテナの下半部のア
ンテナへの給電線路に接続される移相量調整用伝送線路
に接続し、 複数個の回転形移相器毎の正極性出力の出力端子と負極
性出力の出力端子を、垂直方向のアレイアンテナの上半
部に対応する移相量調整用伝送線路と垂直方向のアレイ
アンテナの下半部に対応する移相量調整用伝送線路との
間における仮想境界面に対して対称となる移相量調整用
伝送線路に接続し、 移相量調整用伝送線路のうち、最上段および最下段のア
ンテナに対応する移相量調整用伝送線路を除く中間段の
アンテナに対応する移相量調整用伝送線路の長さを互い
に等しく形成し、 最上段のアンテナに対応する移相量調整用伝送線路の長
さを、中間段のアンテナに対応する移相量調整用伝送線
路の長さに較べて、使用周波数帯のほぼ中間の周波数に
おいて、位相角でほぼ360°分短く形成し、 最下段のアンテナに対応する移相量調整用伝送線路の長
さを、中間段のアンテナに対応する移相量調整用伝送線
路の長さに較べて、使用周波数帯のほぼ中間の周波数に
おいて、位相角でほぼ360°分長く形成し、 各アンテナへの給電線路の長さを互いに等しく形成して
成る請求項1に記載のアレイアンテナのチルト角制御装
置。
2. A phase shift amount in which a positive output terminal of the output terminals of the plurality of rotary phase shifters is connected to a feed line to the antenna in the upper half of the vertical array antenna. Connect to the adjustment transmission line, and connect the negative output terminal of the output terminals of the multiple phase shifters to the feed line to the antenna in the lower half of the vertical array antenna. Connected to the transmission line for adjusting the amount of phase shift, the output terminal for positive output and the output terminal for negative output of each of the plurality of rotary phase shifters are connected to the upper half of the vertical array antenna. The transmission line for adjusting the amount of shift and the transmission line for adjusting the amount of phase shift corresponding to the lower half of the array antenna in the vertical direction are connected to the transmission line for adjusting the amount of phase shift that is symmetric with respect to the virtual boundary plane. Of the transmission lines for phase adjustment, it corresponds to the top and bottom antennas. Except for the phase shift amount adjustment transmission line, the lengths of the phase shift amount adjustment transmission lines corresponding to the intermediate stage antennas are made equal to each other, and the length of the phase shift amount adjustment transmission line corresponding to the top stage antenna is set , Compared with the length of the transmission line for adjusting the amount of phase shift corresponding to the antenna in the middle stage, the phase angle is shortened by about 360 ° at a frequency approximately in the middle of the used frequency band, and corresponds to the antenna in the lowest stage. Compare the length of the transmission line for adjusting the amount of phase shift to the length of the transmission line for adjusting the amount of phase shift corresponding to the antenna in the intermediate stage, and at a frequency approximately in the middle of the used frequency band, a phase angle of approximately 360 ° The tilt angle control device for an array antenna according to claim 1, wherein the tilt angle control device is formed to be long, and the lengths of feed lines to each antenna are formed to be equal to each other.
【請求項3】複数個の回転形移相器の各出力端子のう
ち、正極性出力の出力端子を、垂直方向のアレイアンテ
ナの上半部のアンテナへの給電線路に接続される移相量
調整用伝送線路に接続し、 複数個の回転形移相器の各出力端子のうち、負極性出力
の出力端子を、垂直方向のアレイアンテナの下半部のア
ンテナへの給電線路に接続される移相量調整用伝送線路
に接続し、 複数個の回転形移相器毎の正極性出力の出力端子と負極
性出力の出力端子を、垂直方向のアレイアンテナの上半
部に対応する移相量調整用伝送線路と垂直方向のアレイ
アンテナの下半部に対応する移相量調整用伝送線路との
間における仮想境界面に対して対称となる移相量調整用
伝送線路に接続し、 隣接する移相量調整用伝送線路のうち、上段のアンテナ
に対応する移相量調整用伝送線路の長さを、下段のアン
テナに対応する移相量調整用伝送線路の長さに較べて、
上段のアンテナの放射波と下段のアンテナの放射波との
位相差にほぼ対応する長さだけ短く形成し、 各アンテナへの給電線路の長さを互いに等しく形成して
成る請求項1に記載のアレイアンテナのチルト角制御装
置。
3. A phase shift amount in which a positive output terminal of the output terminals of the plurality of rotary phase shifters is connected to a feed line to the antenna in the upper half of the vertical array antenna. Connect to the adjustment transmission line, and connect the negative output terminal of the output terminals of the multiple phase shifters to the feed line to the antenna in the lower half of the vertical array antenna. Connected to the transmission line for adjusting the amount of phase shift, the output terminal for positive output and the output terminal for negative output of each of the plurality of rotary phase shifters are connected to the upper half of the vertical array antenna. Connected to the transmission line for adjusting the amount of phase shift that is symmetric with respect to the virtual boundary plane between the transmission line for adjusting the amount of shift and the transmission line for adjusting the amount of phase shift corresponding to the lower half of the vertical array antenna. Of the transmission line for adjusting the amount of phase shift The length of the adjustment transmission lines, compared to the length of the phase shift adjustment transmission line corresponding to the lower antenna,
2. The antenna according to claim 1, wherein the antenna is formed to be short by a length substantially corresponding to the phase difference between the radiated wave of the upper antenna and the radiated wave of the lower antenna, and the lengths of feed lines to the respective antennas are equal to each other. Array antenna tilt angle control device.
【請求項4】複数個の回転形移相器の各出力端子のう
ち、正極性出力の出力端子を、垂直方向のアレイアンテ
ナの上半部のアンテナへの給電線路に接続される移相量
調整用伝送線路に接続し、 複数個の回転形移相器の各出力端子のうち、負極性出力
の出力端子を、垂直方向のアレイアンテナの下半部のア
ンテナへの給電線路に接続される移相量調整用伝送線路
に接続し、 複数個の回転形移相器毎の正極性出力の出力端子と負極
性出力の出力端子を、垂直方向のアレイアンテナの上半
部に対応する移相量調整用伝送線路と垂直方向のアレイ
アンテナの下半部に対応する移相量調整用伝送線路との
間の仮想境界面に対して対称となる移相量調整用伝送線
路に接続し、 移相量調整用伝送線路の長さを、最上段のアンテナに対
応する移相量調整用伝送線路から最下段のアンテナに対
応する移相量調整用伝送線路に到るにしたがって順次長
くなるように形成し、 各アンテナへの給電線路の長さを互いに等しく形成して
成る請求項1に記載のアレイアンテナのチルト角制御装
置。
4. A phase shift amount in which a positive output terminal of the output terminals of the plurality of rotary phase shifters is connected to a feed line to the antenna in the upper half of the vertical array antenna. Connect to the adjustment transmission line, and connect the negative output terminal of the output terminals of the multiple phase shifters to the feed line to the antenna in the lower half of the vertical array antenna. Connected to the transmission line for adjusting the amount of phase shift, the output terminal for positive output and the output terminal for negative output of each of the plurality of rotary phase shifters are connected to the upper half of the vertical array antenna. The transmission line for adjusting the amount of shift and the transmission line for adjusting the amount of phase shift corresponding to the lower half of the array antenna in the vertical direction are connected to the transmission line for adjusting the amount of phase shift that is symmetrical with respect to the virtual boundary plane. Set the length of the phase adjustment transmission line to the phase adjustment adjustment transmission that corresponds to the topmost antenna. The transmission line for adjusting the amount of phase shift corresponding to the lowest stage antenna is formed so as to become longer sequentially, and the lengths of the feed lines to each antenna are formed to be equal to each other. Tilt angle control device for array antenna.
【請求項5】励振電力の入力端子に接続される1個の回
転形移相器と、 前記回転形移相器の出力端子と、垂直方向のアレイアン
テナを形成するアンテナへの給電線路との間に挿入接続
される移相量調整用伝送線路とを備えると共に、 前記回転形移相器が、 入力端子を介して加えられる入力により励振されて直線
偏波を生ずる第1の励振器と、 前記第1の励振器により生ずる直線偏波の直交2成分が
結合する第2の励振器と、 前記第1及び第2の励振器が、両励振器の各中心を結ぶ
軸の周りに相対的に回転可能に内装されるシ−ルドケ−
スと、 前記第2の励振器に結合する直線偏波の直交2成分によ
り生ずる2出力を合成する回路とを備えて成ることを特
徴とするアレイアンテナのチルト角制御装置。
5. A rotary phase shifter connected to an input terminal of excitation power, an output terminal of the rotary phase shifter, and a feed line to an antenna forming a vertical array antenna. A transmission line for adjusting the amount of phase shift inserted and connected between the first and second rotary exciters, wherein the rotary phase shifter is excited by an input applied via an input terminal to generate a linearly polarized wave; A second exciter in which two orthogonal orthogonal polarization components generated by the first exciter are coupled, and the first and second exciters are relatively arranged around an axis connecting the centers of both exciters. Shield cage rotatably installed inside
And a circuit for synthesizing two outputs generated by two orthogonal components of linearly polarized waves coupled to the second exciter, the tilt angle control device for an array antenna.
【請求項6】回転形移相器の正極性出力の出力端子を、
上段のアンテナへの給電線路に接続される移相量調整用
伝送線路に接続し、 回転形移相器の負極性出力の出力端子を、下段のアンテ
ナへの給電線路に接続される移相量調整用伝送線路に接
続すると共に、 上段のアンテナに対応する移相量調整用伝送線路の長さ
を、下段のアンテナに対応する移相量調整用伝送線路の
長さに較べて短く形成し、 各アンテナへの給電線路の長さを互いに等しく形成して
成る請求項5に記載のアレイアンテナのチルト角制御装
置。
6. A positive output terminal of a rotary type phase shifter,
The amount of phase shift that is connected to the transmission line for adjusting the amount of phase shift connected to the feed line to the antenna in the upper stage, and the output terminal of the negative output of the rotary phase shifter is connected to the feed line to the antenna in the lower stage. While connecting to the adjustment transmission line, the length of the phase shift amount adjustment transmission line corresponding to the upper antenna is formed shorter than the length of the phase shift amount adjustment transmission line corresponding to the lower antenna, The tilt angle control device for an array antenna according to claim 5, wherein the feed lines to each antenna are formed to have the same length.
【請求項7】回転形移相器の正極性出力の出力端子を、
上段のアンテナへの給電線路に接続される移相量調整用
伝送線路に接続し、 回転形移相器の負極性出力の出力端子を、下段のアンテ
ナへの給電線路に接続される移相量調整用伝送線路に接
続すると共に、 上段のアンテナに対応する移相量調整用伝送線路の長さ
を、下段のアンテナに対応する移相量調整用伝送線路の
長さに較べて、上段のアンテナの放射波と下段のアンテ
ナの放射波との位相差にほぼ対応する長さだけ短く形成
し、 各アンテナへの給電線路の長さを互いに等しく形成して
成る請求項5に記載のアレイアンテナのチルト角制御装
置。
7. A positive polarity output terminal of a rotary type phase shifter,
The amount of phase shift that is connected to the transmission line for adjusting the amount of phase shift connected to the feed line to the antenna in the upper stage, and the output terminal of the negative output of the rotary phase shifter is connected to the feed line to the antenna in the lower stage. Connect to the adjustment transmission line, and compare the length of the phase shift amount adjustment transmission line corresponding to the upper antenna with the length of the phase shift amount adjustment transmission line corresponding to the lower antenna. 6. The array antenna according to claim 5, wherein the radiated wave of 1) and the radiated wave of the lower antenna are formed to be short by a length substantially corresponding to the phase difference, and the lengths of feed lines to the respective antennas are formed to be equal to each other. Tilt angle control device.
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