JPH1141024A - Antenna feeding section - Google Patents

Antenna feeding section

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JPH1141024A
JPH1141024A JP19703997A JP19703997A JPH1141024A JP H1141024 A JPH1141024 A JP H1141024A JP 19703997 A JP19703997 A JP 19703997A JP 19703997 A JP19703997 A JP 19703997A JP H1141024 A JPH1141024 A JP H1141024A
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JP
Japan
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antenna
phase
excitation
output
tilt angle
Prior art date
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Application number
JP19703997A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshio Ebine
佳雄 恵比根
Masayoshi Shintaku
正佳 新宅
Masataka Karikomi
正敞 苅込
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication of JPH1141024A publication Critical patent/JPH1141024A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an antenna feeding section in which the number of phase shifters inside a phase shifting device is reduced so as to reduce its size as well as its cost. SOLUTION: The proposed antenna feeding section 5 is provided with a phase shifting device 6 that supplies N-sets of exciting power with different phases to an array antenna to very a tilting angle of a radiation beam, receives an input exciting power and outputs M1 (M1=N/2 and N is an even number) or M2 (M2=(N-1)/2 and N is an odd number) sets of exciting power with different phases respectively; branching means 101 -103 that branch M1 or M2 sets of exciting power with different phases into two respectively; and phase adjustment means 81 -86 that adjust phases of N-sets of exciting power outputted from the branch means or (N-1)-sets of exciting power outputted from the branch means and the input exciting power so as to supply the resulting power to the array antenna.

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、アンテナ給電部に
係わり、特に、アンテナ給電部内の移相装置を小型化す
る技術に適用して有効な技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an antenna feed section, and more particularly to a technique which is effective when applied to a technique for reducing the size of a phase shift device in an antenna feed section.

【0002】[0002]

【従来の技術】携帯電話に代表される移動通信方法で
は、限られた周波数を有効に活用できるように、広いサ
ービスエリアを小さなゾーンに区分し、即ち、基地局の
数を増大させ、各基地局のサービスエリアを狭くして、
周波数を繰り返して使用している。
2. Description of the Related Art In a mobile communication method represented by a cellular phone, a wide service area is divided into small zones so that limited frequencies can be effectively used, that is, the number of base stations is increased and each base station is increased. Narrow the service area of the station,
The frequency is used repeatedly.

【0003】基地局のサービスエリアを狭くする場合に
は、基地局アンテナの放射ビームをやや下向きに傾けて
使用し、即ち、「チルトさせる」ことにより、放射ビー
ムが飛び過ぎて他のゾーンに干渉を与えないようにして
いる。
When the service area of a base station is narrowed, the radiation beam of the base station antenna is used by tilting it slightly downward, that is, by "tilting", the radiation beam jumps too much and interferes with other zones. Not to give.

【0004】そして、アンテナ自体を斜め下方に傾斜さ
せることなく、基地局アンテナの放射ビームを下向きに
傾ける、所謂チルトさせる手段として、従来の基地局ア
ンテナでは、垂直方向にアンテナ素子を多段に配設して
アレイアンテナを構成し、適宜複数個のアンテナ素子を
まとめて形成したアンテナブロック毎に、給電ケーブル
を接続するとともに、各アンテナブロックへ給電される
励振電力の位相が、最上段のアンテナブロックから最下
段のアンテナブロックに亘って、順次遅延されるように
して、アレイアンテナの最大利得方向を水平面より適宜
斜め下方に傾けるようにしている。
As means for tilting the radiation beam of the base station antenna downward without tilting the antenna itself diagonally downward, so-called tilting means, in a conventional base station antenna, antenna elements are vertically arranged in multiple stages. In addition, a feeder cable is connected to each antenna block in which a plurality of antenna elements are collectively formed as appropriate, and the phase of the excitation power fed to each antenna block is shifted from the uppermost antenna block. The maximum gain direction of the array antenna is inclined obliquely downward from the horizontal plane as appropriate, so as to be sequentially delayed over the lowermost antenna block.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前記した基地局のアレ
イアンテナのチルト角は、トラフィックの増減や、基地
局の新設に応じて可変する必要が生じる場合がある。そ
のため、アンテナ給電部で、各アンテナブロックへ給電
される励振電力の位相量を可変して、基地局のアレイア
ンテナの放射ビームのチルト角を可変するようにしてい
る。
There is a case where the tilt angle of the array antenna of the base station needs to be changed in accordance with increase or decrease of traffic or new establishment of the base station. Therefore, the antenna feed unit changes the phase amount of the excitation power fed to each antenna block to change the tilt angle of the radiation beam of the array antenna of the base station.

【0006】従来、このようなアンテナ給電部として
は、各アンテナブロックに接続される各給電ケーブルの
長さを変更するものが使用されている。給電ケーブルの
長さを変更するためには、給電ケーブルをコネクタから
取り外し、長さの異なる給電ケーブルと取り替える必要
があり、極めて多くの労力と時間を要する作業が必要と
なるという問題点があった。
Conventionally, as such an antenna feeding section, an antenna feeding section that changes the length of each feeding cable connected to each antenna block has been used. In order to change the length of the power supply cable, it is necessary to remove the power supply cable from the connector and replace it with a power supply cable of a different length, and there is a problem that an extremely labor- and time-consuming operation is required. .

【0007】前記問題点を解消するため、アンテナ給電
部内部に、アンテナブロックと同じ数の移相器を有する
移相装置を設け、当該移相装置内の移相器により、各ア
ンテナブロックに給電する励振電力の位相量を、各アン
テナブロック毎に可変することにより、基地局アンテナ
の放射ビームのチルト角を可変するようにしたアンテナ
給電部が知られている。
In order to solve the above problem, a phase shifter having the same number of phase shifters as the number of antenna blocks is provided inside the antenna feeder, and each antenna block is fed by the phase shifter in the phase shifter. 2. Description of the Related Art There is known an antenna feed unit that varies a tilt angle of a radiation beam of a base station antenna by varying a phase amount of excitation power to be performed for each antenna block.

【0008】しかしながら、このアンテナ給電部では、
移相装置内部に、アンテナブロックと同じ数の移相器が
必要となり、アンテナ給電部が大型化し、またコストが
高いという問題点があった。
[0008] However, in this antenna feeding section,
The same number of phase shifters as the number of the antenna blocks are required inside the phase shifter, which causes a problem that the antenna feeder becomes large and the cost is high.

【0009】本発明は、前記従来技術の問題点を解決す
るためになされたものであり、本発明の目的は、アンテ
ナ給電部において、移相装置内部に設けられる移相器の
数を削減し、装置自体の小型化、低コスト化を図ること
が可能となる技術を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to reduce the number of phase shifters provided inside a phase shifter in an antenna feed section. Another object of the present invention is to provide a technology that enables the size and cost of the apparatus itself to be reduced.

【0010】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
にする。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記の通りである。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows.

【0012】それぞれ異なる位相のN個の励振電力をア
レイアンテナに給電し、放射ビームのチルト角を可変さ
せるチルト角可変アレイアンテナのアンテナ給電部にお
いて、入力励振電力から、それぞれ異なる位相のM1
(M1=N/2:Nは偶数)個、あるいは、M2(M2
=(N−1)/2:Nは奇数)個の励振電力を出力する
移相装置と、前記移相装置から出力される、それぞれ異
なる位相のM1個、あるいは、M2個の励振電力を2分
岐する分岐手段と、前記分岐手段から出力されるN個の
励振電力、あるいは、前記分岐手段から出力される(N
−1)個の励振電力および入力励振電力のそれぞれの位
相を調整して、前記アンテナブロックに給電する位相調
整手段とを備えることを特徴とする。
[0012] In the antenna feed section of the tilt angle variable array antenna which feeds N excitation powers having different phases to the array antenna and varies the tilt angle of the radiation beam, M1 having different phases from the input excitation power.
(M1 = N / 2: N is an even number) or M2 (M2
= (N−1) / 2: N is an odd number) excitation powers, and M1 or M2 excitation powers of different phases, output from the phase shifter, are output by two. Branching means for branching, and N excitation powers output from the branching means, or output from the branching means (N
-1) phase adjusting means for adjusting the respective phases of the excitation power and the input excitation power to supply power to the antenna block.

【0013】即ち、本発明では、移相装置として、1入
力M1(あるいはM2)出力の移相装置を使用するよう
にしたので、装置自体の小型化、低コスト化を図ること
が可能となる。
That is, in the present invention, since the phase shifter having one input and M1 (or M2) output is used as the phase shifter, the size and cost of the device itself can be reduced. .

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0015】なお、実施の形態を説明するための全図に
おいて、同一機能を有するものは同一符号を付け、その
繰り返しの説明は省略する。
In all the drawings for describing the embodiments, those having the same functions are denoted by the same reference numerals, and their repeated description will be omitted.

【0016】図1は、本発明の一実施の形態であるアン
テナ給電部が適用されるチルト角可変アレイアンテナの
概略構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a tilt angle variable array antenna to which an antenna feed unit according to an embodiment of the present invention is applied.

【0017】同図において、1はアンテナカバー、21
〜26はそれぞれが複数個のアンテナ素子よりなるアン
テナブロック、31〜324はアンテナ素子、41〜46
長さの等しい給電ケーブル、5はアンテナ給電部、6は
1入力3出力の移相装置、71〜73は移相器、81〜86
は第2の位相調整ケーブル、9は装置側端子、101
103は2分岐器、111〜113は第1の位相調整ケー
ブル、である。
[0017] In the figure, reference numeral 1 denotes an antenna cover, 2 1
~ 2 6 antenna blocks, each consisting of a plurality of antenna elements, 3 1 to 3 24 antenna elements, 41 to 6 equal length feeding cable, 5 antenna feed, 6 1 Input 3 Output 7 1 to 7 3 are phase shifters, and 8 1 to 8 6
Denotes a second phase adjustment cable, 9 denotes a device side terminal, and 10 1 to
10 3 2 splitter, 11 1 to 11 3 are, first phase adjustment cable.

【0018】図1において、装置側端子9より入力され
た高周波の励振電力は、移相装置6内の移相器(71
3)および第1の位相調整ケーブル(111〜113
で所定の振幅および位相値に分配され、次に、2分岐器
(101〜103)で2分岐され、さらに、第2の位相調
整ケーブル(81〜86)で位相調整された後、アンテナ
カバー1内の各アンテナブロック(21〜26)に送ら
れ、各ブロック内でさらに分配されてアンテナ素子(3
1〜324)に至り、放射される。
In FIG. 1, the high-frequency excitation power input from the device-side terminal 9 is supplied to a phase shifter (7 1 to 7 1 ) in the phase shift device 6.
7 3 ) and the first phase adjustment cable (11 1 to 11 3 )
After being divided into predetermined amplitude and phase values, then divided into two by two branching devices (10 1 to 10 3 ), and further subjected to phase adjustment by a second phase adjusting cable (8 1 to 8 6 ). , Are sent to each antenna block (2 1 to 2 6 ) in the antenna cover 1 and are further distributed in each block to receive the antenna element (3
Reaches the 1-3 24), is emitted.

【0019】アンテナ素子(31〜324)の励振振幅お
よび位相は、移相装置6内の移相器(71〜73)および
第1の位相調整ケーブル(111〜113)、第2の位相
調整ケーブル(81〜86)、並びに各アンテナブロック
(21〜26)の位相特性の相乗値によって定まり、全体
として所望の放射特性が得られるようにされている。
The excitation amplitude and phase of the antenna element (3 1 to 3 24), phase shifter phase shifting device 6 (7 1 to 7 3) and a first phase adjustment cable (11 1 to 11 3), second phase adjusting cable (8 1-8 6), as well as determined by the synergistic value of the phase characteristics of each antenna block (2 1 to 2 6), have been in the desired radiation characteristics as a whole can be obtained.

【0020】本実施の形態のアンテナ給電部が適用され
るアレイアンテナで、チルト角を可変するには、移相装
置6を制御し、各移相器(71〜73)から出力される出
力位相量を可変する。これにより、アレイアンテナの各
アンテナ素子(31〜324)から放射される放射ビーム
のチルト角を可変する。
[0020] In the array antenna antenna feed of this embodiment is applied, in varying the tilt angle, and controls the phase shifting device 6, are output from the phase shifter (7 1 to 7 3) Variable output phase amount. Thus, varying the tilt angle of the radiation beam emitted from each antenna element of the array antenna (3 1 to 3 24).

【0021】この様子を図2、図3を用いて説明する。
図2(b)は、本実施の形態のアンテナ給電部が適用さ
れるアレイアンテナにおいて、設計時の基準チルト角の
場合の、移相器(71〜73)、第1の位相調整ケーブル
(111〜113)、第2の位相調整ケーブル(81
6)、およびアンテナブロック(21〜26)内の各ア
ンテナ素子(31〜324)毎の位相量(遅延量)を表
し、また、図3(b)は、移相装置6を制御してチルト
角を可変した場合の、移相器(71〜73)、第1の位相
調整ケーブル(111〜113)、第2の位相調整ケーブ
ル(81〜86)、およびアンテナブロック(21〜26
内の各アンテナ素子(31〜324)毎の位相量(遅延
量)の一例をそれぞれ表している。
This situation will be described with reference to FIGS.
2 (b) is in the array antenna antenna feed of this embodiment is applied, when the reference tilt angle at the time of design, the phase shifter (7 1 to 7 3), the first phase adjustment cable (11 1 to 11 3 ), the second phase adjustment cable (8 1 to
8 6), and each antenna element of the antenna blocks (2 1 to 2 6) in (3 1 to 3 24) the phase of each represent (delay amount), 3 (b) is, phase shifting device 6 controlled to the case of variable tilt angle, the phase shifter (7 1 to 7 3), the first phase adjustment cable (11 1 to 11 3), the second phase adjustment cable (8 1-8 6) , and antenna block (2 1 to 2 6)
An example of the phase of each antenna element (3 1 to 3 24) for each of the inner (delay amount) represents respectively.

【0022】図2(b)、図3(b)において、22a
は第1の位相調整ケーブル(111〜113)、22bは
第2の位相調整ケーブル(81〜86)、231は移相器
(71〜73)、24はアンテナブロック(21〜26)内
の各アンテナ素子(31〜32 4)毎の位相量(遅延量)
を示している。また、図2(a)、図3(a)は、アン
テナ素子31に給電される励振電力の位相を基準とす
る、各アンテナ素子(32〜324)に給電される励振電
力の位相(遅延量)を表し、各アンテナ素子(32〜3
24)から放射される放射ビームの励振位相特性を示して
いる。また、各図において、素子番号はアンテナ素子を
表しており、素子番号1が最上段のアンテナ素子3
1を、素子番号が24が最下段のアンテナ素子324を示
している。
In FIG. 2B and FIG. 3B, 22a
The first phase adjustment cable (11 1 to 11 3), 22b and the second phase adjustment cable (8 1-8 6), 23 1 phase shifter (7 1 to 7 3), 24 denotes an antenna block ( each antenna element 2 1 to 2 6) in (3 1 to 3 2 4) phase of each (delay amount)
Is shown. Also, FIG. 2 (a), FIG. 3 (a), referenced to the phase of the excitation power fed to the antenna element 3 1, the excitation power of the phase fed to each antenna element (3 2-3 24) represents (delay amounts), each antenna element (3 two or three
24 ) shows the excitation phase characteristics of the radiation beam emitted from. In each figure, the element number represents an antenna element, and the element number 1 is the top antenna element 3
The element number 24 indicates the antenna element 324 at the lowest stage.

【0023】図2(b)、図3(b)に示すように、各
アンテナブロック(21〜26)内での各アンテナ素子
(31〜324)の位相量24は固定値とされる。また、
移相器(71〜73)の位相量231および第1の位相調
整ケーブル(111〜113)の位相量22aは、アンテ
ナブロック25とアンテナブロック26、アンテナブロッ
ク23とアンテナブロック24、およびアンテナブロック
1とアンテナブロック22とで同一にされる。しかしな
がら、各位相調整ケーブル(81〜86)の長さを調整す
ることにより、各位相調整ケーブル(81〜86)の位相
量22bを調整し、図2(b)に示すように、設計時の
基準チルト角の場合、各アンテナ素子(31〜324)へ
給電される励振電力の位相が、最上段のアンテナ素子3
1から最下段のアンテナ素子324に亘って、順次遅延さ
れるようにしている。
[0023] FIG. 2 (b), the as shown in FIG. 3 (b), the phase amount 24 of each antenna element (3 1 to 3 24) in each antenna block (2 1 to 2 6) is a fixed value Is done. Also,
Phase amount 22a of the phase shifter (7 1 to 7 3) of the phase amount 23 1 and the first phase adjustment cable (11 1 to 11 3) comprises an antenna block 2 5 and the antenna block 2 6, the antenna block 2 3 It is the same with the antenna block 2 4, and an antenna block 2 1 and the antenna block 2 2. However, by adjusting the length of each phase adjusting cable (8 1-8 6) adjusts the phase amount 22b of each phase adjusting cable (8 1-8 6), as shown in FIG. 2 (b) If the reference tilt angle at the time of design, the phase of the excitation power fed to each antenna element (3 1 to 3 24), the top of the antenna element 3
1 from over the bottom of the antenna element 3 24, so as to be successively delayed.

【0024】この場合に、各アンテナ素子(31
24)から放射される放射ビーム(電波)の位相は、図
2(a)に示すように、最上段のアンテナ素子31から
放射される電波の位相を基準として、最下段のアンテナ
素子324に亘って順次遅延される。したがって、各アン
テナ素子(31〜324)から放射される放射ビームの励
振位相特性、即ち、アレイアンテナ全体での励振位相特
性は、図2(a)に示す251のように、きれいな直線
状になっており、良いチルト特性が得られる。
In this case, each antenna element (3 1 to 3 1 )
3 phases of the radiation beam emitted from the 24) (wave), the 2 (as shown in a), based on the radio wave phase radiated from the antenna element 3 in 1 uppermost, lowermost antenna elements 3 Delayed sequentially over 24 . Thus, the excitation phase characteristics of the radiation beam emitted from each antenna element (3 1 to 3 24), i.e., the excitation phase characteristics across the array antenna, as 25 1 shown in FIG. 2 (a), a clean straight line And good tilt characteristics can be obtained.

【0025】一方、移相装置6を制御してチルト角を可
変した図3(b)に示す例の場合は、移相装置6の位相
量231が変化し、これにより、アレイアンテナ全体で
の励振位相特性は、図3(a)に示すように、チルト角
が浅くなる方向に変化している様子が示されている。
On the other hand, in the case of the example shown in FIG. 3 (b) that varies the tilt angle by controlling the phase shifting device 6, a phase quantity 23 1 of the phase shifting device 6 is changed, thereby, the whole array antenna FIG. 3A shows that the excitation phase characteristic changes in a direction in which the tilt angle becomes shallower.

【0026】なお、本実施の形態において、位相調整ケ
ーブル(81〜86)に代えて、マイクロストリップ線路
を用いることも可能である。
[0026] In the present embodiment, in place of the phase adjustment cable (8 1-8 6), it is also possible to use a microstrip line.

【0027】図4は、従来のアンテナ給電部が適用され
るチルト角可変アレイアンテナの概略構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a tilt angle variable array antenna to which a conventional antenna feed unit is applied.

【0028】同図に示すアンテナ給電部5は、その内部
に71ないし76の6個の移相器が設けられる、1入力6
出力の移相装置6を備え、また、2分岐器(101〜1
3)が省略されている。
The antenna feeding portion 5 shown in the figure, inside the 7 1 to 7 6 6 phase shifter is provided, first input 6
An output phase shifter 6 is provided, and a 2-branch (10 1 to 1)
0 3 ) is omitted.

【0029】図4において、装置側端子9より入力され
た高周波の励振電力は、移相装置6で所定の振幅および
位相値に分配され、さらに、位相調整ケーブル(81
6)で位相調整された後、アンテナカバー1内の各ア
ンテナブロック(21〜26)に送られ、各ブロック内で
さらに分配されてアンテナ素子(31〜324)に至り、
放射される。
In FIG. 4, the high-frequency excitation power input from the device-side terminal 9 is distributed to predetermined amplitude and phase values by the phase shift device 6, and further, the phase adjustment cables (8 1 to 8 1 ) are provided.
After being phase-adjusted by 8 6), it is sent to each antenna block in the antenna cover 1 (2 1 to 2 6), leading to further distributed to the antenna elements (3 1 to 3 24) in each block,
Radiated.

【0030】従来のアンテナ給電部が適用されるアレイ
アンテナでも、チルト角を可変するには、移相装置6を
制御し、移相器(71〜76)からの出力位相量を可変す
る。
[0030] Also in the conventional array antenna antenna feed is applied to a variable tilt angle, and controls the phase shifting device 6, for varying the output phase quantity from the phase shifter (7 1 to 7 6) .

【0031】この様子を図5、図6を用いて説明する。
図5(b)は、従来のアンテナ給電部が適用されるアレ
イアンテナにおいて、設計時の基準チルト角の場合の、
移相器(71〜76)、位相調整ケーブル(81〜86)、
およびアンテナブロック(21〜26)内の各アンテナ素
子(31〜324)毎の位相量(遅延量)を表し、また、
図6(b)は、移相装置6を制御してチルト角を可変し
た場合の、移相器(71〜76)、位相調整ケーブル(8
1〜86)、およびアンテナブロック(21〜26)内の各
アンテナ素子(31〜324)毎の位相量(遅延量)の一
例をそれぞれ表している。
This situation will be described with reference to FIGS.
FIG. 5B shows an array antenna to which a conventional antenna feed unit is applied, in the case of a reference tilt angle at the time of design.
Phase shifter (7 1 to 7 6), the phase adjustment cable (8 1-8 6),
And each antenna element of the antenna blocks (2 1 to 2 6) in (3 1 to 3 24) the phase of each represent (delay), also,
6 (b) is, in the case of changing the tilt angle by controlling the phase shifting device 6, the phase shifter (7 1 to 7 6), the phase adjustment cable (8
It represents 1-8 6), and each antenna element of the antenna blocks (2 1 to 2 6) in (3 1 to 3 24) the phase of each of an example of a (delay amount), respectively.

【0032】図5(b)、図6(b)において、22は
位相調整ケーブル(81〜86)、231は移相器(71
6)、24はアンテナブロック(21〜26)内の各ア
ンテナ素子(31〜324)毎の位相量(遅延量)を示
す。また、図5(a)、図6(a)は、各アンテナ素子
(32〜324)から放射される放射ビームの励振位相特
性を示している。
[0032] FIG. 5 (b), in FIG. 6 (b), 22 is a phase adjustment cable (8 1-8 6), 23 1 phase shifter (7 1
7 6), 24 denotes an antenna block (2 1 to 2 6) phase of each antenna element (3 1 to 3 24) each in the (delay amount). Further, FIG. 5 (a), and FIG. 6 (a) shows the excitation phase characteristics of the radiation beam emitted from each antenna element (3 2-3 24).

【0033】従来のアンテナ給電部が適用されるアレイ
アンテナでは、移相器(71〜76)の位相量231と、
各位相調整ケーブル(81〜86)の位相量22を調整
し、図5(b)に示すように、設計時の基準チルト角の
場合、各アンテナ素子(31〜324)へ給電される励振
電力の位相が、最上段のアンテナ素子31から最下段の
アンテナ素子324に亘って、順次遅延されるようにして
いる。
[0033] In the conventional array antenna antenna feed is applied, the amount of phase 23 1 of the phase shifter (7 1 to 7 6),
Adjusts the phase amount 22 of each phase adjusting cable (8 1-8 6), as shown in FIG. 5 (b), when the reference tilt angle at the time of design, the feed to each antenna element (3 1 to 3 24) It is the excitation power of the phase, over the bottom of the antenna element 3 24 from the antenna element 3 in 1 uppermost, so that is sequentially delayed.

【0034】したがって、従来のアンテナ給電部が適用
されるアレイアンテナでも、設計時の基準チルト角の場
合、アレイアンテナ全体での励振位相特性は、図5
(a)に示す251のように、きれいな直線状になって
おり、良いチルト特性が得られる。
Therefore, even in the case of the array antenna to which the conventional antenna feed section is applied, the excitation phase characteristic of the entire array antenna is not as shown in FIG.
As in the 25 1 (a), the has become a clean straight line may tilt characteristics.

【0035】一方、移相装置6を制御してチルト角を可
変した図6(b)に示す例の場合は、移相器(71
6)の位相量231が変化し、これにより、アレイアン
テナ全体での励振位相特性は、図6(a)に示すよう
に、チルト角が浅くなる方向に変化している様子が示さ
れている。
On the other hand, in the example shown in FIG. 6B in which the tilt angle is varied by controlling the phase shifter 6, the phase shifters (7 1 to 7 1 ) are used.
The phase amount 23 1 of 7 6 ) changes, and as a result, as shown in FIG. 6A, the excitation phase characteristic of the entire array antenna changes in the direction of decreasing the tilt angle. ing.

【0036】図3(a)、図6(a)から明らかなよう
に、本実施の形態のアンテナ給電部5により、アレイア
ンテナから放射される放射ビームのチルト角を可変して
も、アレイアンテナ全体での励振位相特性252はほぼ
直線状であり、利得およびサイドローブ特性は、あまり
劣化せず、従来のアンテナ給電部と同等の利得およびサ
イドローブ特性を得ることが可能である。
As is clear from FIGS. 3A and 6A, even if the tilt angle of the radiation beam radiated from the array antenna is varied by the antenna feed unit 5 of the present embodiment, total excitation phase characteristics 25 2 at is substantially linear, gain and side lobe characteristics can be obtained so without degradation, equivalent to the conventional antenna feed the gain and sidelobe characteristics.

【0037】しかしながら、本実施の形態では、移相装
置6内部の移相器が、従来例と比して、半分で済み、そ
の分アンテナ給電部5の大きさを小型化できるばかりで
なく、コストを低減することが可能となる。
However, in the present embodiment, the phase shifter inside the phase shifter 6 is only half as compared with the conventional example, and not only can the size of the antenna feeder 5 be reduced by that much, but also Costs can be reduced.

【0038】図7ないし図9は、本実施の形態のアンテ
ナ給電部5に適用可能な移相器の一例を示す図であり、
図7は側面図、図8は斜め右前方から見た分解斜視図、
図9は斜め左前方から見た分解斜視図である。
FIGS. 7 to 9 are views showing an example of a phase shifter applicable to the antenna feed unit 5 of the present embodiment.
FIG. 7 is a side view, FIG. 8 is an exploded perspective view seen from obliquely right front,
FIG. 9 is an exploded perspective view as viewed obliquely from the front left.

【0039】図7ないし図9において、回転誘電体基板
(以下、単に回転基板と称す。)31の外表面には、内
端が回転基板31の中心に位置し、外端が半径方向に延
びる適宜長さの入力線路32、必要に応じて設けられる
インピーダンス整合線路33および入力結合線路34が
設けられる。また、回転基板31の中心には貫通孔36
が形成され、その内径につまみ51の内部導体52の先
端部が、固くまたは適当な固さで挿入される。
7 to 9, on the outer surface of a rotating dielectric substrate (hereinafter simply referred to as a rotating substrate) 31, an inner end is located at the center of the rotating substrate 31, and an outer end extends in a radial direction. An input line 32 having an appropriate length, an impedance matching line 33 and an input coupling line 34 provided as needed are provided. In the center of the rotating substrate 31, a through hole 36 is provided.
Is formed, and the tip of the inner conductor 52 of the knob 51 is inserted into the inner diameter of the knob 51 firmly or with appropriate hardness.

【0040】回転基板31の内表面には、内表面全域に
亘って銅等により形成される接地導体35が設けられ
る。この接地導体35のうち、回転基板31の外表面に
設けられた入力結合線路34に対応する箇所の部分は、
接地導体が除去されて入力結合スロット37が形成され
る。
A ground conductor 35 made of copper or the like is provided on the inner surface of the rotating substrate 31 over the entire inner surface. A portion of the ground conductor 35 corresponding to the input coupling line 34 provided on the outer surface of the rotating board 31 is:
The ground conductor is removed to form the input coupling slot 37.

【0041】回転基板31の外表面に設けた入力線路3
2、回転基板31の誘電体材質および回転基板31の内
表面に設けた接地導体35によってストリップ線路が形
成され、回転基板31の外表面に設けた入力結合線路3
4と内表面に設けた入力結合スロット37とによって入
力側励振回路が形成される。
The input line 3 provided on the outer surface of the rotating substrate 31
2. A strip line is formed by the dielectric material of the rotating substrate 31 and the ground conductor 35 provided on the inner surface of the rotating substrate 31, and the input coupling line 3 provided on the outer surface of the rotating substrate 31
4 and the input coupling slot 37 provided on the inner surface form an input-side excitation circuit.

【0042】誘電体薄板(以下、単に薄板と称す。)3
8の板面は、回転基板31に対向する板面も、その裏面
も同一構成で、中心につまみ51の外部導体53が挿通
される貫通孔39が設けられる。
A thin dielectric plate (hereinafter simply referred to as a thin plate) 3
The plate surface 8 has the same structure as the plate surface facing the rotating substrate 31 and the rear surface thereof, and a through hole 39 through which the external conductor 53 of the knob 51 is inserted is provided at the center.

【0043】固定誘電体基板(以下、単に固定基板と称
す。)40には、つまみ51の外部導体53の挿通用貫
通孔41を設け、その外表面には、貫通孔41の中心を
中心とする円弧状の出力結合線路42が設けられる。ま
た、固定基板40の内表面には、内表面全域に銅等より
なる接地導体45が設けられる。この接地導体45のう
ち、その外表面に設けられ出力結合線路42に対応する
箇所の部分は、接地導体が除去されて出力結合窓46が
形成される。
A fixed dielectric substrate (hereinafter simply referred to as a fixed substrate) 40 is provided with a through hole 41 through which an outer conductor 53 of a knob 51 is inserted. An arc-shaped output coupling line 42 is provided. On the inner surface of the fixed substrate 40, a ground conductor 45 made of copper or the like is provided over the entire inner surface. The portion of the ground conductor 45 corresponding to the output coupling line 42 provided on the outer surface thereof is removed from the ground conductor to form an output coupling window 46.

【0044】固定基板40の外表面に設けた出力結合線
路42と、内表面に設けた出力結合窓46および薄板3
8を介して対向する回転基板31の内表面における接地
導体35とよりなるストリップ線路によって出力側励振
回路が形成される。また、固定基板40の外表面に設け
た出力線路(43,44)、固定基板40の誘電体材質
およびその内表面に設けた接地導体45とによってスト
リップ線路が形成される。
The output coupling line 42 provided on the outer surface of the fixed substrate 40, the output coupling window 46 provided on the inner surface and the thin plate 3
An output-side excitation circuit is formed by a strip line composed of the ground conductor 35 on the inner surface of the rotating substrate 31 opposed to the output substrate 8 through the output line 8. A strip line is formed by the output lines (43, 44) provided on the outer surface of the fixed substrate 40, the dielectric material of the fixed substrate 40, and the ground conductor 45 provided on the inner surface.

【0045】入力端子54の内部導体55とつまみ51
の内部導体52とは、互いに軸芯を一致させてこの軸芯
の周りに内部導体55が相対的に回転自在で、相互に容
量を介して電気的に接続される。一方、入力端子54の
外部導体56とつまみ51の外部導体53も互いに軸芯
を一致させてこの軸芯の周りに外部導体56が相対的に
回転自在で、相互に容量を介して電気的に接続される。
即ち、つまみ51と入力端子54とによってロータリジ
ョイントが形成される。
The inner conductor 55 of the input terminal 54 and the knob 51
The internal conductors 52 are aligned with each other and the internal conductors 55 are relatively rotatable around the axis, and are electrically connected to each other via a capacitor. On the other hand, the outer conductor 56 of the input terminal 54 and the outer conductor 53 of the knob 51 also have their axes aligned with each other, and the outer conductor 56 is relatively rotatable around this axis. Connected.
That is, the knob 51 and the input terminal 54 form a rotary joint.

【0046】図7ないし図9に示す移相器において、入
力端子54に印加された高周波の励振電力は、つまみ5
1の内部導体52および外部導体53を介して回転基板
31の入力線路32および接地導体35に印加され、入
力線路32および必要に応じて設けられるインピーダン
ス整合回路33を介して、入力結合線路34および入力
結合スロット37よりなる入力側励振回路を励振する。
In the phase shifters shown in FIGS. 7 to 9, the high-frequency excitation power applied to the input terminal 54
1 is applied to the input line 32 and the ground conductor 35 of the rotating board 31 via the inner conductor 52 and the outer conductor 53 of the rotating board 31, and the input coupling line 34 and the input coupling line 34 are provided via the impedance matching circuit 33 provided if necessary. The input-side excitation circuit including the input coupling slot 37 is excited.

【0047】入力側励振回路から生じた電磁波は、薄板
38および固定基板40の出力結合窓46を介して対向
する回転基板31の接地導体35および固定基板40の
出力結合線路42よりなる出力側励振回路を励振する。
The electromagnetic wave generated from the input-side excitation circuit is output-excited by the ground conductor 35 of the rotating board 31 and the output-coupling line 42 of the fixed board 40 which are opposed to each other through the thin plate 38 and the output-coupling window 46 of the fixed board 40. Excite the circuit.

【0048】この励振によって出力結合線路42に生じ
た高周波電力は、励振点を境にして左右に分配され、出
力結合線路42を互いに逆向きに伝送し、必要に応じて
設けられるインピーダンス整合線路(49,50)およ
び出力線路(43,44)を介して、出力端子(47,
48)から出力される。
The high-frequency power generated in the output coupling line 42 by this excitation is distributed right and left with the excitation point as a boundary, transmitted through the output coupling line 42 in opposite directions, and provided with an impedance matching line ( 49, 50) and output lines (43, 44), output terminals (47, 50).
48).

【0049】励振点から端子47までの線路の長さと端
子48までの線路の長さとが互いに等しい場合には、励
振点から端子47に到る電力の位相量と、励振点から端
子48に到る電力の位相量とは互いに等しく、端子(4
7,48)から出力される電力は互いに逆位相で同振幅
となる。
When the length of the line from the excitation point to the terminal 47 is equal to the length of the line from the excitation point to the terminal 48, the phase amount of the power from the excitation point to the terminal 47 and the amount of the power from the excitation point to the terminal 48 are determined. And the amount of power phase is equal to each other.
7, 48) have opposite phases and the same amplitude.

【0050】つまみ51を操作して回転基板31を回転
させると、この回転角に応じて出力結合線路の励振点が
円周方向に移動変化し、励振点から、出力端子47に到
る線路の長さと、出力端子48に到る線路の長さとが互
いに異なることとなり、励振点からの長さが短くなった
側の線路に接続された端子から出力される電力の位相量
は小となり、励振点からの長さが長くなった側の線路に
接続された端子から出力される電力の位相量は大とな
る。
When the rotary substrate 31 is rotated by operating the knob 51, the excitation point of the output coupling line moves in the circumferential direction in accordance with the rotation angle, and the line from the excitation point to the output terminal 47 changes. The length and the length of the line reaching the output terminal 48 are different from each other, and the phase amount of the power output from the terminal connected to the line on the side where the length from the excitation point has become shorter becomes smaller. The phase amount of the electric power output from the terminal connected to the line on the side where the length from the point becomes longer becomes large.

【0051】図7ないし図9に示す移相器を、本実施の
形態のアンテナ給電部5に使用することにより、アレイ
アンテナのチルト角を遠隔制御することが可能となる。
By using the phase shifter shown in FIGS. 7 to 9 for the antenna feed unit 5 of the present embodiment, it is possible to remotely control the tilt angle of the array antenna.

【0052】なお、この移相器は、同一出願人により、
既に出願済みの特願平8−163304号に記載されて
いるものであり、この移相器として、その他の移相器、
例えば、前記特願平8−163304号に記載済みで、
図7ないし図9以外の移相器使用可能であることは言う
までもない。
The phase shifter is provided by the same applicant.
This phase shifter is described in Japanese Patent Application No. 8-163304 already filed, and other phase shifters include:
For example, it is already described in Japanese Patent Application No. 8-163304,
It goes without saying that phase shifters other than those shown in FIGS. 7 to 9 can be used.

【0053】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前
記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。
As described above, the invention made by the present inventor is:
Although the present invention has been described in detail with reference to the embodiment, the present invention is not limited to the embodiment, and it is needless to say that various changes can be made without departing from the scope of the invention.

【0054】[0054]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。
The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0055】(1)本発明によれば、チルト角可変アレ
イアンテナに適用されるアンテナ給電部において、移相
装置内部に設けられる移相器の数を削減し、装置自体の
小型化、低コスト化を図ることが可能となる。
(1) According to the present invention, in the antenna feed unit applied to the tilt angle variable array antenna, the number of phase shifters provided inside the phase shift device is reduced, and the device itself is reduced in size and cost is reduced. Can be achieved.

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

【図1】本発明の一実施の形態であるアンテナ給電部が
適用されるチルト角可変アレイアンテナの概略構成を示
すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a tilt angle variable array antenna to which an antenna feed unit according to an embodiment of the present invention is applied;

【図2】本実施の形態のアンテナ給電部が適用されるア
レイアンテナにおいて、設計時の基準チルト角の場合の
アンテナ素子毎の励振電力の位相量を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a phase amount of excitation power for each antenna element in a case of a reference tilt angle at the time of design in an array antenna to which the antenna feed unit of the present embodiment is applied.

【図3】本実施の形態のアンテナ給電部が適用されるア
レイアンテナにおいて、チルト角を可変した場合のアン
テナ素子毎の励振電力の位相量を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a phase amount of excitation power for each antenna element when a tilt angle is varied in an array antenna to which the antenna feed unit of the present embodiment is applied.

【図4】従来のアンテナ給電部が適用されるチルト角可
変アレイアンテナの概略構成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a tilt angle variable array antenna to which a conventional antenna feed unit is applied.

【図5】従来のアンテナ給電部が適用されるアレイアン
テナにおいて、設計時の基準チルト角の場合のアンテナ
素子毎の励振電力の位相量を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a phase amount of excitation power for each antenna element in a case of a reference tilt angle at the time of design in an array antenna to which a conventional antenna feed unit is applied.

【図6】従来のアンテナ給電部が適用されるアレイアン
テナにおいて、チルト角を可変した場合のアンテナ素子
毎の励振電力の位相量を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a phase amount of excitation power for each antenna element when a tilt angle is varied in an array antenna to which a conventional antenna feed unit is applied.

【図7】本実施の形態のアンテナ給電部に適用可能な移
相器の一例の側面図である。
FIG. 7 is a side view of an example of a phase shifter applicable to the antenna feed unit according to the present embodiment.

【図8】本実施の形態のアンテナ給電部に適用可能な移
相器の一例の斜め右前方から見た分解斜視図である。
FIG. 8 is an exploded perspective view of an example of a phase shifter applicable to the antenna feed unit according to the present embodiment, as viewed from obliquely right front.

【図9】本実施の形態のアンテナ給電部に適用可能な移
相器の一例の斜め左前方から見た分解斜視図である。
FIG. 9 is an exploded perspective view of an example of a phase shifter applicable to the antenna feed unit according to the present embodiment, as viewed obliquely from the front left.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…アンテナカバー、21〜26…複数個のアンテナ素子
よりなるアンテナブロック、31〜324…アンテナ素
子、41〜46…給電ケーブル、5…アンテナ給電部、6
…1入力3出力の移相装置、71〜76…移相器、81
6…第2の位相調整ケーブル、9…装置側端子、101
〜103…2分岐器、111〜113…第1の位相調整ケ
ーブル、31…回転誘電体基板、32…入力線路、3
3,49,50…インピーダンス整合線路、34…入力
結合線路、35,45…接地導体、36,39,41…
貫通孔、37…入力結合スロット、38…誘電体薄板、
40…固定誘電体基板、42…出力結合線路、43,4
4…出力線路、46…出力結合窓、47,48…出力端
子、51…つまみ、52,55…内部導体、53,56
…外部導体、54…入力端子。
1 ... antenna cover, 2 1 to 2 6 ... plurality of antenna elements antenna block consisting of, 3 1 to 3 24 ... antenna element, 41 to 6 ... power supply cable, 5 ... antenna feed, 6
… 1 input 3 output phase shifter, 7 1 to 7 6 … Phase shifter, 8 1 to
8 6 … second phase adjustment cable, 9… device side terminal, 10 1
... 3 to 2 splitters, 11 1 to 11 3 ... First phase adjustment cable, 31. rotating dielectric substrate, 32.
3, 49, 50 ... impedance matching line, 34 ... input coupling line, 35, 45 ... ground conductor, 36, 39, 41 ...
Through-hole, 37: input coupling slot, 38: dielectric thin plate,
40: fixed dielectric substrate, 42: output coupling line, 43, 4
4 output line, 46 output coupling window, 47, 48 output terminal, 51 knob, 52, 55 internal conductor, 53, 56
... external conductor, 54 ... input terminal.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新宅 正佳 東京都港区虎ノ門二丁目10番1号 エヌ・ ティ・ティ移動通信網株式会社内 (72)発明者 苅込 正敞 東京都千代田区神田岩本町1番地 岩本町 ビル 日本電業工作株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Masaka Shintaku 2-10-1 Toranomon, Minato-ku, Tokyo NTT Mobile Communication Network Co., Ltd. (72) Inventor Masaharu Karikome No. 1 Iwamotocho Building Nippon Dengyo Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 それぞれ異なる位相のN個の励振電力を
アレイアンテナに給電し、放射ビームのチルト角を可変
させるチルト角可変アレイアンテナのアンテナ給電部に
おいて、 入力励振電力から、それぞれ異なる位相のM1(M1=
N/2:Nは偶数)個、あるいは、M2(M2=(N−
1)/2:Nは奇数)個の励振電力を出力する移相装置
と、 前記移相装置から出力される、それぞれ異なる位相のM
1個、あるいは、M2個の励振電力を2分岐する分岐手
段と、 前記分岐手段から出力されるN個の励振電力、あるい
は、前記分岐手段から出力される(N−1)個の励振電
力および入力励振電力のそれぞれの位相を調整して、前
記アレイアンテナに給電する位相調整手段とを備えるこ
とを特徴とするアンテナ給電部。
1. An antenna feeding section of a tilt angle variable array antenna for feeding N excitation powers having different phases to an array antenna and varying a tilt angle of a radiation beam, wherein M1 having a different phase from an input excitation power. (M1 =
N / 2: N is an even number, or M2 (M2 = (N−
1) / 2: N is an odd number) of phase shifters for outputting excitation power, and M having different phases output from the phase shifter.
Branch means for branching one or M2 excitation powers into two; N excitation powers output from the branching means, or (N-1) excitation powers output from the branching means; An antenna feeding unit comprising: a phase adjusting unit that adjusts each phase of the input excitation power and feeds the power to the array antenna.
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Cited By (3)

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