KR100305538B1 - 다빔안테나장치 - Google Patents

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KR100305538B1
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야마다요시히데
에비네요시오
구라모토미노루
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다치카와 게이지
가부시키가이샤 엔.티.티.도코모
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/02—Soldered or welded connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q25/00—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Support Of Aerials (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Abstract

하나의 안테나면에서 2개의 등각도의 간격의 빔을 형성하고, 그것을 복수면 조합함으로써 다빔을 발생시킨다. 이에 의하여 장치를 소형화하여 안테나가 받는 풍압하중을 적게할 수 있고, 그에 따라 하나의 지지구조물에 많은 안테나를 탑재하는 것이 가능하게 되어, 실질적으로 지지 구조물의 경량화를 도모할 수 있다.

Description

[발명의 명칭]
다빔 안테나 장치
[도면의 간단한 설명]
제1도는 이동무선통신에 있어서의 무선존을 복수의 섹터존으로 분할한 예를 설명하는 도시도.
제2도는 4빔 안테나 장치의 종래예 구성을 도시한 사시도.
제3도는 그 단면 및 주빔의 방사상태의 도시도.
제4도는 임의의 반치폭의 빔을 얻기 위한 구성예의 도시도.
제5도는 6빔 안테나 장치의 종래예 구성을 도시한 사시도.
제6도는 그 단면 및 주빔의 방사상태의 도시도.
제7도는 본 발명의 제 1실시예의 구성을 도시한 사시도.
제8도는 제 1실시예의 단면 및 주빔의 방사상태의 도시도.
제9도는 하나의 안테나면에 배치된 두개의 방사소자로 두개의 빔을 형성하는 방법을 설명하는 도시도.
제10도는 2빔 방사지향성의 실예의 도시도.
제11도는 하이브리드 회로의 구체예를 도시한 도면이고, 마이크로스트립라인을 사용하여 실현한 경우의 구성을 도시한 사시도.
제12도는 하이브리드 회로의 전력분배비를 설명하는 도시도.
제13도는 본 발명의 제 2실시예의 구성을 도시한 사시도.
제14도는 제 2실시예의 단면도.
제15도는 본 발명의 제 3실시예의 구성을 도시한 사시도.
제16도는 제 3실시예의 단면 및 주빔의 방사상태의 도시도.
제17도는 하나의 안테나면에서 두개의 빔을 비대칭으로 형성하는 방법을 설명하는 도시도.
제15도는 제 3실시예에 있어서의 2빔 방사지향성의 실예의 도시도.
제19도는 본 발명의 제 4실시예의 구성을 도시한 사시도.
제20도는 제 4실시예의 단면도.
제21도는 본 발명의 제 5실시예의 구성을 도시한 사시도.
제22도는 제 5실시예의 단면 및 주빔의 방사상태의 도시도.
제23도는 본 발명의 6실시예의 구성을 도시한 사시도.
제24도는 제 6실시예의 단면도.
제25도는 본 발명의 제 7실시예의 구성을 도시한 사시도.
제26도는 제 7실시예의 단면 및 주빔의 방사상태의 도시도.
제27도는 제 7실시예에 의한 수평면내 지향성의 도시도.
제28도는 본 발명의 제 8실시예의 구성을 도시한 사시도.
제29도는 제 8실시예의 단면 및 주빔의 방사상태의 도시도.
제30도는 본 발명의 제 9실시예의 구성을 도시한 사시도.
제31도는 제 9실시예의 내부구성의 도시도.
제32도는 빔의 경사각을 가변으로 설정할 수 있는 공지의 안테나 소자를 도시한 블록구성도.
제33도는 제32도에 도시한 안테나 소자를 본 발명에서 이용하는 경우의 구성예의 도시도.
제34도는 안테나 소자의 구성예 및 주빔의 방사상태를 도시한 블록구성도.
제35도는 구체적인 구성을 도시한 사시도.
제36도는 안테나 소자와 다른 구성예를 도시한 블록구성 및 주빔의 방사상태의 도시도.
제37도는 안테나 소자의 다른 구성예를 도시한 블록구성 및 주빔의 방사상태의 도시도.
제38도는 주빔의 방향과 반치폭과의 관계를 설명하는 도시도.
[발명의 상세한 설명]
[기술분야]
본 발명은 고정무선방식 또는 이동무선통신방식에 있어서의 안테나 장치에 이용된다. 특히, 하나의 안테나에서 복수의 빔을 발생시킬 수 있는 다빔 안테나 장치에 관한 것이다.
[배경기술]
이동무선통신의 분야에 있어서, 종래부터 하나의 존을 복수의 섹터존으로 분할하여 회선용량을 증가시키는 방법이 사용되고 있다. 이러한 예를 제1도에 도시한다. 이예에서는 서비스존(20)이 복수의 섹터존(21.1, 21.2, …)으로 분할된다. 서비스존(20)내의 기지국(22)에는 복수의 빔을 발생시킬 수 있는 다빔 안테나 장치(23)가 설치되고, 이 다빔 안테나 장치(23)의 주빔(24.1, 24.2, …)이 각각 섹터존(21.1, 21.2, …)으로 향하게 된다.
다빔 안테나 장치(23)로서는 수평면내의 반치폭을 좁게하여 안테나를 복수 설치한 것이 사용된다. 구체적인 종래예를 제2도 및 제3도에 도시한다. 제2도는 사시도이고, 제3도는 단면도이다. 이 종래예는 어레이 안테나를 복수면으로 사용하여, 각각의 면이 다각형의 1변을 이루도록 배열한 것이다. 즉, 안테나면(30.1 ~30.4)에 각각 복수의 방사소자(31)를 배열시켜 복수의 어레이 안테나를 구성하고, 각각의 이들 어레이 안테나가 다각형의 1변을 이루도록, 이 예에서는4개의 면이 6각형의 4개의 변을 이루도록 배치한다. 이에 의하여 안테나면(30.1 ∼30.4)이 60도씩 다른 방향으로 향하고, 각각의 방향에 주빔(32.1 ∼32.4)이 얻어진다. 주빔(32.1 ∼32.4)의 반치폭은 60도로 설정된다. 방사소자(31)로서는 평면방사소자 또는 방사판부착 다이 폴(die Pole)안테나가 이용된다.
제4도는 임의의 반치폭의 빔을 얻기 위한 구성예를 도시한 것이다. 안테나면(40)에 횡방향으로 병렬로 설치된 2개의 방사소자(41.1, 41.2)에는 전력분배기(42)로 부터 등진폭이고 등위상의 전력이 제공된다. 이때, 방사소자(41.1, 41.2)의 소자간격(d)을 조정함으로써,임의의 반치폭의 빔을 형성할 수 있다. 이러한 방사소자 쌍을 한면에 배열하고, 그것을 복수면 조합함으로써, 다빔 안테나 장치를 구성할 수 있다. 제2도 및 제3도에 도시한 종래예에서는 반치폭이 60도로 되도록 설정한 방사소자쌍을 4면에 배치하여 4빔을 형성하고 있다.
제5도 및 제6도는 6면의 안테나면을 사용하여 6빔을 형성하는 경우의 구성예를 제2도 및 제3도와 똑같이 도시한다. 안테나면(30.5 ∼30.10)은 6각형으로 배치되고, 각각의 면에 복수의 방사소자(31)가 배열된다.
그러나, 이들 종래의 다빔 안테나 장치는 빔의 수와 동수의 안테나면을 필요로 하기 때문에, 장치 전체가 대형화되어 점유체적이 커져버린다. 그에 따라 풍압하중이 커지기 때문에, 지지구조물이 대형화되는 문제점이 있다.
본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위해, 소형이며 가볍고. 풍압하중이 적으며, 그리고 지지구조물을 소형화할 수 있는 다빔 안테나 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
[발명의 개시]
본 발명에 의하면, 다각형의 적어도 2개의 변을 따라 그 변마다 그 다각형의 외측방향으로 지향성 빔을 형성하는 안테나 소자가 배치된 다빔 안테나 장치에 있어서, 각각의 안테나 소자가 2개의 지향성 빔을 형성하는 것을 특징으로 하는 다빔 안테나 장치가 제공된다. 이러한 구성에 의하여 n개의 안테나 소자로 2n개의 빔을 등각도의 간격으로 형성할 수 있고, 장치 및 그 지지구조물을 소형화 할 수 있다. 또, 소형화에 따라 안테나 소자가 받는 풍압하중을 적게할 수 있다.
본 발명의 다빔 안테나 장치는 송신용으로서 뿐만 아니라, 수신용으로서 이용할 수 있다. 따라서, 「지향성 빔이 형성된다」는 것은, 어느 특정 방향으로 전파를 방사할 수 있을 뿐만 아니라, 그 방향으로부터 전파를 수신할 수 있는 것을 포함한다.
인접한 2개의 안테나 소자가 각각의 빔방향을 서로 외측으로 향하여 열림각도 β(도)(β<180도)로 서로 연결된 구조인 것이 좋다.
본 명세서에 있어서, 「빔방향」또는 「빔의 방향」이란, 그 빔에 의하여 송수신을 행하는 범위의 ·중심방향을 말한다. 따라서, 단독의 빔인 경우에는 방사전력이 최대인 방향(피크점)에 대하여 -3dB 저하하는 범위(3dB폭)의 중심방향을 빔방향이라고 정의할 수 있다. 이 정의에 의하면, 빔의 형상이 피크점에 대하여 대칭일 때에, 그 피크점의 방향이 빔방향으로 된다. 2개의 빔이 존재하는 경우라도, 각각의 3dB폭에 오버랩이 없으면, 각각을 단독 빔으로 간주하고 똑같은 정의를 사용할 수 있다. 그러나, 실용상은 2개의 지향성 빔의 3dB폭이 서로 접해있는 것이 바람직하고, 어느 정도의 오버랩이 허용된다. 그 경우, 오버랩의 중심에서 송수신 범위가 분할되게 된다. 그래서, 이러한 경우에는 2개의 빔의 중심점(2개의 최대피크점의 중간점)으로부터 피크점을 사이에 두고 반대측 방향의 -3dB 점까지의 각도 범위를 본명세서에서는 「반치폭」이라고 정의하고, 그 중심방향을 빔방향이라고 정의한다.
각 안테나 소자는 2개의 방사소자와, 이 2개의 방사소자에 상대적인 급전위상각을 설정하는 수단을 구비하는 것이 좋다. 급전위상각을 설정하는 수단으로서는 제 1및 제 2의 안테나측 단자와 제 1및 제 2의 장치측 단자를 포함하고, 이 제 1및 제 2의 장치측 단자의 각각의 신호에 대하여 제 1및 제 2의 안테나측 단자에 서로 위상이 90도 다른 신호로 되는 분기결합 특성을 가진 하이브리드 회로가 사용된다. 하이브리드회로와 방사소자의 적어도 한측 사이에 위상기를 구비할 수 있다. 위상기를 설치하지 않는 경우에는 2개의 지향성 빔이 2개의 방사소자의 중심점을 연결하는 선분을 포함한 면(이것을 이하「안테나면」이라고 한다)의 수직선 방향에 대하여 대칭으로 형성된다. 이에 대하여 위상기를 설치한 경우에는 2개의 방사소자의 상대적인 급전위상각의 변화에 의하여 빔방향을 변화시킬 수 있어서, 안테나면의 수직선 방향에 대하여 지향성의 중심 방향이 비대칭으로 되도록 빔을 형성할 수 있다.
각 안테나 소자로서, 2조의 방사소자군으로 이루어지는 안테나를 사용할 수도 있다.
각 안테나 소자에 있어서 2개의 지향성 빔이 그 안테나면의 수직선 방향에 대하여 대칭으로 형성되는 경우에는, 그 2개의 지향성 빔의 상대각도(빔 방향이 이루는 각도)를 α(도)로 할때, 열림각도(β)가 실질적으로,
β = 180 - 2α
으로 되도록 2개의 안테나 소자를 배치하는 것이 좋다. 이러한 배치로하면, 4개의 지향성 빔을 서로 각도 α로 등각도의 간격으로 배치할 수 있다.
또, 각 안테나 소자에 있어서, 2개의 지향성 빔방향이 그 안테나면의 수직선 방향에 대하여 비대칭으로 형성되는 경우에는 2개의 안테나 소자의 연결방법으로서, 서로의 지향성 빔이 회전대칭으로 되는 배치와, 열림각도(β)를 2등분하는 면에 대하여 경면대칭으로 되도록 배치하는 방법을 생각할 수 있다. 전자의 경우에는 2개의 지향성 빔이 대칭인 경우와 마찬가지로, 열림각도(β)가 실질적으로,
β = 180 - 2α
으로 되도록 2개의 안테나 소자를 배치한다. 후자의 경우에는 2개의 지향성 빔이 이루는 각을 2등분하는 직선의 경사각도를 δ(단, 안테나 면의 수직선으로 부터 연결부의 방향으로의 경사를 (+)로 한다)로 할때, 열림각도(β)가 실질적으로,
β = 180 - 2(α + δ)
으로 되도록 2개의 안테나 소자를 배치한다. 어느 경우에도 4개의 지향성 빔이 서로 각도(α)로 등각도의 간격으로 배치된다.
안테나 소자로서 2개의 방사소자 또는 2조의 방사소자군을 사용하여, 안테나면의 수직선 방향에 대하여 비대칭으로 2개의 지향성 빔을 형성하는 경우에는, 2개의 지향성 빔사이에 레벨차가 생기지 않도록, 각각의 방사소자를 그 소자면의 수직선이 2개의 지향성 빔으로 이루어지는 각을 2등분하는 직선과 대략 평행으로 되도록 즉, 안테나면에 대하여 방사소자의 면을 대략 각도(δ)만큼 회전시켜 배치하는 것이 좋다.
안테나 소자를 다각형의 일부의 변에만 배치하여도 좋으나, 모든 변에 배치할 수도 있다. 그경우, 다각형으로서 정 n각형을 사용하여 각 안테나 소자에 있어서의 2개의 지향성 빔의 상대각도(α)가,
α = 180/n(도)
으로 되도록 설정하는 것이 좋다.
지향성 빔의 경사각(θt),즉 안테나 면이 배치되는 다각형의 축(실용상은 연직축(鉛直軸))과 직교하는 면(동일한 수평면)에 대한 경사각도는 단순하게는 θt=0이라도 좋다. 그러나, 이용형태에 따라서는 θt≠0의 경사빔이 필요하게 된다. 예컨대, 셀방식의 자동차전화의 기지국에 이용하는 경우에는 셀존사이에서 주파수와 반복이용을 도모하기 위하여, 방사빔을 수평면으로부터 아래쪽으로 편위시킨 경사빔이 사용된다. 이때의 경사각(θt)은 안테나의 지상높이와 존반경에 의하여 결정되며, 높이가 다른 기지국에 있어서는 빔경사각을 변화시킬 필요가 있다. 이때문에, 이러한 이용형태에서는 종래부터 기지국용 안테나로서 빔의 경사각을 가변시킬 수 있는 것이 사용되고 있다. 이러한 안테나를 이용하여 본 발명을 실시할 수도 있다.
구체적으로 각 안테나 소자로서 N개의 방사소자가 수직면내에 1열로 배치된 어레이 안테나를 2조 사용하며, 각 어레이 안테나의 N개의 방사소자를 M개의 블록으로 분할하여 그 블록마다 다른 여진위상을 제공함과 동시에, 2조의 어레이 안테나에 상대적인 급전 위상각을 제공함으로써 빔의 경사각을 자유롭게 설정할 수 있음과 동시에, 한개의 안테나 소자로 부터 2개의 지향성 빔을 형성할 수 있다.
또한, 2개의 빔의 경사각을 독립적으로 변화시킬 수도 있다. 그를 위해서는 각 안테나 소자로서 N개(N은 2이상의 정수)의 방사소자가 수직방향으로 배열된 제 1의 어레이 안테나와, 이 제 1의 어레이 안테나와 대략 동일구성의 제 2의 어레이 안테나가 2열 인접하도록 배치되고, 각각의 어레이 안데나가 M개(M은 2MN인 정수)의 블록으로 분할되어, 복수 M개의 하이브리드회로를 구비하고, 이 하이브리드회로는 각각 제 1및 제 2의 안테나측 단자와 제 1및 제 2의 장치측 단자를 포함하고, 또한 그 장치측 단자의 각각의 신호에 대하여 그 2개의 안테나측 단자에 서로 위상이 90도 다른 신호로 되는 분기결합특성을 가지며, M개의 제 1의 위상기와, M개의 제 2의 위상기와, 각각 안테나측에 M개의 단자를 가지며 장치측에 1개의 단자를 가지는 제 1및 제 2의 전력분배기를 구비하고, 제 1 및 제 2의 어레이 안테나의 수평방향으로 인접하는 2개의 블록의 각 방사소자에는 그 블록에 대응하는 하이브리드회로의 각각 제 1 및 제 2의 안테나측 단자가 접속되며, M개의 하이브리드회로의 제 1의 장치측 단자가 각각 제 1의 위상기를 통하여 제 1의 전력분배기에 접속되고, 그 M개의 하이브리드 회로의 제 2의 장치측 단자가 각각 제 2의 위상기를 통하여 제 2의 전력분배기에 접속된 것을 사용한다.
또 같은 목적을 위하여 각 안테나 소자로서 N개(N은 2이상의 정수)의 방사소자가 수직방향으로 배열된 제 1의 어레이 안테나와, 이 제 1의 어레이 안테나와 대략 동일한 구성의 제 2의 어레이 안테나가 2열로 인접하도록 배치되고, 각각의 어레이 안테나가 M 개(M은 2MN 인 정수)의 블록으로 분할되어, 복수개의 하이브리드회로를 구비하고, 이 하이브리드회로는 각각 제 1 및 제 2의 안테나측 단자와 제 1 및 제 2의 장치측 단자를 포함하고, 또한 그 장치측 단자의 각각의 신호에 대하여 그 2개의 안테나측 단자에 서로 위상이 90도 다른 신호로 되는 분기 결합특성을 가지며, 복수개의 제 1의 위상기와, 복수개의 제 2의 위상기와, 각각 안테나측에 복수개의 단자를 가지며, 장치측에 1개의 단자를 가진 제 1 및 제 2의 전력분배기를 구비하고, 제 1 및 제 2의 어레이 안테나의 수평방향으로 인접하는 방사소자가 그 대응하는 하이브리드회로의 각각의 제 1 및 제 2의 안테나측 단자에 접속되고, 같은 블록의 하이브리드회로의 제 1의 장치측 단자가 서로 결합됨과 동시에, 제 1의 위상기를 통하여 제 1의 전력분배기에 접속되고, 같은 블록의 하이브리드회로의 제 2의 장치측 단자가 서로 결합됨과 동시에, 제 2의 위상기를 통하여 제 2의 전력분배기에 접속된 것을 사용할 수도 있다.
또한, 각 안테나 소자로서 N개(N은 2이상의 정수)의 방사소자가 수직방향으로 배열된 제 1의 어레이 안테나와, 이 제 1의 어레이 안테나와 대략 동일구성의 제 2의 어레이 안테나가 2열로 인접하도록 배치되고, 각각의 어레이 안테나가 M개(M은 2MN 인 정수)의 블록으로 분할되어, 복수개의 하이브리드회로를 구비하고, 이 하이브리드회로는 각각 제 1 및 제 2의 안테나측 단자와 제 1및 제 2의 장치측 단자를 포함하고, 또한 그 장치측 단자의 각각의 신호에 대하여 그 2개의 안테나측 단자에 서로 위상이 90도 다른 신호로 되는 분기 결합 특성을 가지며, 제 1의 위상기와, 제 2의 위상기와, 각각 안테나측에 복수의 단자를 가지며 장치측에 1개의 단자를 가진 제 1 및 제 2의 전력분배기와, 각각 안테나측에 복수의 단자를 가지며 장치측에 1개의 단자를 가진 제 3 및 제 4의 전력분배기를 구비하고, 제 1 및 제 2의 어레이 안테나의 수평방향으로 인접하는 2개의 방사소자에는 그것에 대응하는 하이브리드회로의 각각 제 1 및 제 2의 안테나측 단자가 접속되고, 같은 블록의 하이브리드회로의 각각 제 1의 장치측 단자가 제 3의 전력분배기의 안테나측 단자에 접속되고, 각각 제 2의 장치측 단자가 제 4의 전력분배기의 안테나 측단자에 접속되며, 그 제 3 및 제 4와 전력분배기의 각 장치측 단자가 각각 제 1 및 제 2의 위상기를 통하여 제 1 및 제 2의 전력분배기에 접속된 것을 사용하여도 좋다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]
제7도는 본 발명의 제 1실시예의 구성을 도시한 사시도, 제8도는 그 단면 및 주빔의 방사상태를 도시한 도면이다.
본 실시예 장치는 2개의 안테나 소자를 구비하고, 이 2개의 안테나 소자가 3각형의 두변을 인접하여, 그 3각형의 외측방향으로 지향성빔(「주빔」이라고도 한다)을 형성하도록 배치된다. 본 실시예에서는 안테나 소자로서 어레이 안테나를 사용하고 있으며, 각각의 안테나면(2.1, 2.2)이 빔방향을 서로 외측으로 향하도록 열림각도 β(도)(β<180도)로 서로 연결된다. 안테나면(2.1, 2.2)에는 각각 복수의 방사소자(1)가 수직방향으로 2열로 배치된다.
횡방향으로 병렬인 1쌍의 방사소자(1)는 그 조합마다 급전선로(5)를 통하여 하이브리드회로(4)의 안테나측 단자에 접속된다. 이 하이브리드회로(4)는 장치측 단자(6.1,6.2)의 각각의 신호에 대하여 2개의 안테나측 단자에 서로 위상이 90도 다른 신호로 되는 분기결합 특성을 가진다. 따라서, 예컨대 빔방사시에는 장치측단자(6.1)에 입력된 신호(A)가 안테나면의 수직방향으로부터 각도(α/2)만큼 경사진 주빔(3.1)을 형성하는 한편, 장치측단자(6.2)에 입력된 신호(B)는 안테나 면에서 역방향으로 각도(α/2)만큼 경사진 주빔(3.2)을 형성한다. 또, 빔수신시에는 주빔(3.1)에 의한 수신신호가 장치측단자(6.1)에 출력되고, 주빔(3.2)에 의한 수신신호가 장치측단자(6.2)에 출력된다. 방사소자(1)로서는 패치안테나 또는 슬롯안테나 등의 평면안테나를 사용할 수 있다.
본 실시예에서는 각 안테나 소자에 있어서, 2개의 지향성 빔이 그 안테나면의 수직선 방향에 대하여 대칭으로 형성되어 있다. 각 안테나 소자에 있어서의 2개의 주빔의 상대각도(빔 중심간의 열림각)가 α(도)라고 하면, 안테나면(2.1,2.2)의 열림각도(β)는 실질적으로,
β =180 - 2α -------(1)
로 되도록 설정된다. 이러한 배치로 하면, 4개의 빔을 서로 등각도의 간격으로 배치할 수 있다. 각 빔의 반치폭(r)이 r= α(도)이면, 4개와 빔에 의하여 커버되는 영역이 연속된다.
제9도는 하나의 안테나면에 배치된 2개의 방사소자로 2개의 빔을 형성하는 방법을 설명하는 도면이다. 빔 방사시에는 장치측단자(6.1,6.2)에 각각 신호(A,B)가 입력된다. 하이브리드회로(4)는 장치측단자(6.1)에 입력된 신호(A)에 대하여 전력분배비가 1:a로 되도록 2개의 안테나측 단자(7.1,7.2)에 분배한다. 이때, 안테나측 단자(7.1)에 있어서의 위상이 안테나측 단자(7.2)의 그것에 비하여 90도 앞선다. 반대로, 장치측단자(6.2)로부터 입력된 신호(B)에 대해서는 전력분배비가 a:1로 되어, 안테나측 단자(7.2)에 있어서의 위상이 안테나측 단자(7.1)의 그것에 비하여 90도 앞선다.
여기서, 안테나측 단자(7.1,7.2)에 접속되는 2개의 방사소자(1)의 간격을 d(mm), 파장을 λ(mn)로 하면, 제9도에 도시한 안테나의 전력지향성은 방사소자(1)가 무지향성인 경우에는 다음식으로 주어진다.
이 식에 있어서, 우변의 가산은 신호(B)를 표시하고, 감산은 신호(A)를 표시한다. 식(2)에 있어서,
로 되는 각도(α/2)로 최대치가 된다. 따라서, 2개의 빔의 열림각(α)은 다음식으로 주어진다.
식(4)에서 소자간격(d)을 적절히 선택함으로써, 빔열림각을 임의로 설정할 수 있는 것을 알 수 있다.
제10도는 2빔 방사지향성의 실예를 도시한 것이다. 여기서는 하이브리드회로(4)의 전력분배비를 1:1로 하고, 방사소자(1)의 반치폭을 150°로 하였다. 방사소자(1)의 간격이 0.5파장인 경우에는, 빔열림각, 반치폭이 모두 약 60°로 되는 것을 알 수 있다. 이와같이 2개의 방사소자(1)에 하이브리드회로(4)를 접속하여 방사소자(1)의 간격을 적절히 선택함으로써, 빔열림각과 반치폭이 대략 같은 2개의 빔을 형성할 수 있다. 이렇게하여 형성한 안테나를 1개의 면으로하여 식(1)로 표시하는 열림각으로 배치함으로써 4 개의 빔을 등간격으로 형성할 수 있다.
그리고, 방사소자(1)의 반치폭이 좁아지면 2소자 어레이 안테나의 빔의 열림각이나 반치폭은 식(4)로 표시하는 값보다도 약간 작아진다. 이 경우에는 방사소자(1)의 간격이나 하이브리드회로(4)의 전력분배비를 바꿈으로써 빔열림각이 소정의 값으로 되도록 조정할 수 있다.
제11도는 하이브리드회로와 구체적인 예를 도시한 도면이고, 마이크로스트립 라인을 사용하여 실현한 경우의 구성을 도시한 사시도이다. 이 회로는 동박(4.3)이 하면에 접착된 유전체기판(4.2)의 윗면에 동박(4.1)이 배치고정되어 구성된다.
제12도는 이렇게 구성된 하이브리드회로의 전력분배비를 설명하는 도면이다. Y는 선로의 특성 어드미턴스(admittance)를 표시하여,
YO 2= Ya2- Yb2
로 되며, 그 전력분배비(a)는,
로 된다.
제13도는 본 발명의 제 2실시예의 구성을 도시한 사시도이고, 제14도는 그 단면도이다.
본 실시예는 방사소자로서 반사판부착 다이폴안테나를 사용한 것이고, 다이폴안테나(8)가 반사판(9)에 1열로 부착되며, 그것이 2조로 안테나소자를 구성한다. 이들 안테나 소자는 그 안테나면의 열림각(β)이 예컨대 60°로 되도록 배치된다. 본 실시예에서도 제 1실시예와 똑같이 동일 방향을 향하고 있는 2개의 반사판 부착 다이폴 안테나에 대하여 그 빔을 하이브리드회로(4)에 의하여 합성하고, 이것을 2면 조합함으로써 빔의 열림각이 등간격으로 되는 4빔을 형성할 수 있다.
이상의 실시예에서는 안테나면의 수직선 방향에 대하여 대칭으로 2개의 빔을 형성하는 경우에 대하여 설명하였다. 2개의 빔이 비대칭으로 형성되는 경우라도, 각 안테나 소자에서 같은 회전방향으로 같은 각도만큼 치우치는 것이면, 안테나 소자간의 열림각도(β)를 식(1)과 같이 설정함으로써 빔을 등간격으로 배치할 수 있다. 그러나 안테나 소자간에서 빔의 치우침이 경면대칭인 경우에는 식(1)과 같은 설정으로는 빔을 등간격으로 배치할 수 없다. 그러한 경우의 실시예에 대하여 이하에 설명한다.
제15도는 본 발명의 제 3실시예의 구성을 도시한 사시도이고, 제16도는 그 단면 및 주빔의 방사상태를 도시한 도면이다.
본 실시예는 안테나 소자의 배치에 대하여 제7도에 도시한 제 1실시예와 같다. 단, 안테나 소자에 의한 2개의 빔(제16도에 한측의 안테나 소자에 의한 주빔(3.3, 3.4)을 표시한다)이 안테나면의 수직선 방향에 대하여 비대칭이고, 2개의 안테나 소자간에서 빔의 치우침이 경면대칭으로 되어 있는 것이 제 1실시예와 다르다. 즉, 2 개의 지향성빔을 발생하는 2조의 안테나 소자의 상대각도가 180도 보다 작은 열림각도(β)로 결합되고, 그 열림각도(β)는 2개의 지향성 빔의 상대 각도를 α로하고, 이 상대각도(α)를 2등분하는 직선과 안테나 소자의 면의 수직선(11.1)과의 각도를 δ(단, 안테나면의 수직선으로부터 연결부의 방향으로의 경사를 (+)로 한다)로 할때,
β = 180-2(α + δ)(도) -----------(5)
로 설정된다. 이러한 배치로하면, 4개의 빔을 서로 등각도의 간격으로 배치할 수 있다. 또, 각 빔의 반치폭이 α(도)이면, 4개와 빔에 의하여 커버되는 영역이 연속된다.
제17도는 하나의 안테나면에서 2개의 빔을 비대칭으로 형성하는 방법을 설명하는 도면이다. 2개의 빔을 비대칭으로 형성하려면, 하이브리드회로(4)와 2개의 방사소자(1.1, 1.2)중 적어도 한측과의 사이, 본예에서는 방사소자(1.2)와의 사이에 위상기(10)를 설치한다. 빔방사시에 대하여 설명하면, 장치측단자(6.1)로부터 입력된 신호(A)는 전력분배비가 1:a로 되도록 안테나측단자(7.1, 7.2)에 분배된다. 이때, 안테나측단자(7.1)에 있어서의 위상은 안테나측 단자(7.2)의 그것에 비하여 90°늦어진다. 반대로 장치측단자(6.2)로부터 입력된 신호(B)는 전력분배비가 a:1로 되고, 안테나측단자(7.1)에 있어서의 위상이 안테나측 단자(7.2)의 그것에 비하여 90°앞선다. 안테나측단자(7.2)측에 위상기(10)를 삽입할 경우에는 위상기(10)의 이상량이 Ø(도)라고 하면, 장치측단자(6.1)로 부터 입력하였을 때의 방사소자(1.1)상의 위상이 방사소자(1.2)상의 위상에 비하여(90 +Ø)°만큼 앞선다. 반대로 장치측단자(6.2)로부터 입력하였을 때에는 방사소자(1.2)상의 위상이 방사소자(1.1)상의 위상에 비하여(90-Ø)°만큼 앞서게 된다.
여기서, 소자간격을 d, 파장을 λ라고 하면, 제17도에 도시한 안테나의 전력지향성은 방사소자(1.1, 1.2)가 무지향성인 경우, 식(2)과 똑같은 식을 사용하여 다음식으로 주어진다.
이 식에 있어서, 우변의 가산은 신호(B)를 표시하고, 감산은 신호(A)를 표시한다. 각도의 단위는 도이다. 식(6)에 있어서, f(θ)는,
으로 되는 각도 θmax(도)에서 최대치가 된다. 식(7)에서 안테나면의 수직선에서 방사소자(1.2)측으로 기울어진 피크위치, 즉 제17도에 있어서의 우측의 피크위치 θmax r은
로 주어진다. 똑같이 방사소자(1.1)측으로 기울어진 피크위치 θmax ι은
로 주어진다. 따라서, 2개의 빔의 열림각, 즉 상대각도(α)는,
로 주어진다. Ø가 작은 경우에는 식(9)는 다음식으로 근사할 수 있다.
이 식은 식(4)과 대략 같다. 또, 식(8.1),(8.2)에서 편위각(δ)이 다음식으로 주어진다.
식(8.1), 식(8.2) 및 식(9)에서, 소자간격(d) 및 위상량(Ø)(도)을 적절히 선택함으로써 열림각(α)이나 편위각(δ)을 임의로 설정할 수 있다. 대체적인 열림각(α)이나 편위각(δ)을 구하기 위해서는 식(10),(11)을 사용하면 된다.
제18도는 제 3실시예에 있어서와 2빔 방사지향성의 실예를 도시한 것이다. 여기서, 하이브리드회로(4)의 전력분배비를 1:1로 하고, 소자간격을 0.5파장, 방사소자의 반치폭을 150°로 하면, 반치폭, 빔열림각이 모두 대략 60°로 되는 것을 알 수 있다. 또, 편위각(δ)은 대략 10°로 되어 있다. 이와같이, 2 개의 소자에 하이브리드회로(4)와 위상기(10)를 접속하여 소자간격을 적절히 선택함으로써, 빔 열림각과 반치폭이 대략 같은 2개의 빔을 임의의 편위각으로 기울여 형성할 수 있다. 이 안테나를 하나의 면으로서 식(5)으로 표시한 열림각으로 배치함으로써 4개의 빔을 등간격으로 형성할 수 있다.
그리고, 방사소자(1)의 반치폭이 좁아지면, 2소자 어레이 안테나의 빔의 열림각, 반치폭 및 편위각은 식(8.1), 식(8.2), 식(9)로 표시한 값보다도 약간 작아진다. 그 경우에는 소자간격이나 하이브리드회로(4)의 전력분배비를 바꿈으로써 빔열림각이 소정의 값으로 되도록 조정할 수 있다.
제19도는 본 발명의 제 4실시예의 구성을 도시한 사시도이고, 제20도는 그 단면도이다.
본 실시예는 방사소자로서 반사판부착 다이폴 안테나를 사용한 것이고, 그 구성은 제 2실시예와 같다.
즉, 다이폴 안테나(8)가 반사판(9)에 1열로 부착되고, 그것이 2조로 안테나 소자를 구성한다. 이들 안테나 소자는 그 안테나면의 열림각(β)이, 예컨대 60°로 되도록 배치된다. 또, 그 동작은 제 3실시예와 같다. 즉, 동일 방향으로 향하고 있는 2개의 반사판부착 다이폴 어레이 안테나를 하이브리드회로(4)와 위상기(10)로 합성하고, 이것을 2면 조합함으로써 빔의 열림각이 등간격으로 되는 4빔을 형성한다.
제21도는 본 발명의 제 5실시예의 구성을 도시한 사시도이고, 제22도는 그 단면 및 주빔의 방사상태를 도시한 도면이다.
본 실시예는 제15도에 도시한 제 3실시예에 있어서의 안테나면을 세로로 두개로 분할하여, 각각의 방사소자면(12.1 ∼12.4)의 중심점이 안테나면(13.1,13.2)상에 있도록 배치한 것이다.
제15도 및 제16도에 도시한 제 3실시예에서는 편위각(δ)을 크게하면, 편위된 방향의 주빔(3.1)의 이득이 크게 저하된다. 이것은 방사소자(1)의 지향성에 의하여 방사레벨이 수직선(11.1)에 대하여 ±90°로 되는 방향으로 저하하기 때문이다. 그래서 제 5실시예에서는 방사소자면(12.1 ∼12.4)의 주빔 방향이 안테나면(13.1)으로 부터의 수직선(11.2)에 대하여 수평방향으로 δ(도)만큼 어긋나도록 방사소자면(12.1 ∼12.4)을 경사지게 배치하고 있다. 이렇게하면 방사소자(1)의 지향성의 최대 방향이 주빔(3.5)측에 편위되므로, 주빔(3.6)의 이득이 개선되어, 주빔(3.5와 3.6)의 이득이 대략 같아진다.
이와같이 방사소자(1)의 방향을 편위시킨 상태에서, 2개의 안테나면(13.1,13.2)이 각도(β)만큼 열린상태로 배치되고, 이 열림각도(β)가,
β = 180-2(α + δ)
로 되도록 함으로써 4개의 빔이 등각도의 간격으로 방사 되도록 하고 있다.
제23도는 본 발명의 제 8실시예의 구성을 도시한 사시도이고, 제24도는 그 단면도이다. 본 실시예는 방사소자로서 반사판부착 다이폴 안테나를 사용한 것이 제 5실시예와 다르다. 즉, 다이폴 안테나(8)가 반사판(9)에 1열로 부착되고, 그것이 2조로 안테나 소자를 구성한다. 다이폴 안테나(8) 및 반사판(9)에 의한 주빔 방향은 안테나면(13.3,13.4)의 수직선(11.3,11.4)으로부터 수평방향으로 각도(δ)만큼 어긋나도록 배치된다.
제25도는 본 발명의 제 7실시예의 구성을 도시한 사시도이고, 제26도는 그 단면 및 주빔의 방사상태를 도시한 도면이다.
본 실시예는 정 3각형의 각변에 안테나 소자를 설치한 것이 상술된 실시예와 다르다. 즉 상대각도가 150도보다 작은 2개의 주빔(3.7)을 발생하는 안테나 소자가 정 3각형의 각면에 설치되며, 이들의 안테나 소자는 각각 안테나 면(2.1,2.2,2.3)상에 복수의 방사소자(1)가 배치되어 구성된다. 방사소자(1)로서는 패치 안테나 또는 슬롯 안테나 등의 평면 안테나가 사용되고, 안테나면(2.1,2.2 및 2.3)으로부터는 주빔(3.7)이 방사된다. 2개의 빔 중심간의 열림각은 α=60°로 되도록 설정된다.
일반적으로, n 면의 2빔 안테나를 각각 정n각형의 1변의 위치에 외향으로 설치하며, 2n빔을 등간격으로 배치하기 위해서는, 각면의 2빔의 열림각(α)을 다음식으로 주어지는 값으로 설정할 필요가 있다.
단, n은 2 이상의 정수이다.
제25도 및 제26도에 도시한 실시예에서는 n=3이므로, α=180/3=60 도가 되어, 인접한 어레이 안테나의 열림각(α)은 60도로 된다. 이러한 지향성은 제 1실시예에서 설명한 바와 같이, 2 개의 방사소자(1)를 0.5파장의 간격으로 배치하여, 하이브리드회로(4)에서 합성할 수 있다. 빔의 열림각(α)과 소자간격(d)의 관계는, 제 1실시예에서 설명한 바와 같이, 식(4)로 표시된다. 하이브리드 합성에 의한 2빔 안테나에서 2n빔을 배치하는 경우, 각 안테나 면에 있어서의 2소자간의 간격(d)은, 식(4),(12)에서,
으로 된다. 실제로는 방사소자(1)가 정면방향에 대하여 지향성을 가지며, 빔의 열림각은 식(4)로 표시한 값보다도 약간 작아진다. 이 경우에는 소자간격이나 하이브리드 회로(4)의 전력 분배비를 바꿈으로써 빔의 열림각(α)이 소정의 값이 되도록 조정할 수 있다.
제27도는 제 7실시예에 의한 수평면내 지향성을 도시한 것이다. 이러한 안테나를 사용함으로써 하나의 존을 6개의 섹터존으로 등분할 수 있다.
제28도는 본 발명의 제 8실시예의 구성을 도시한 사시도이고, 제29도는 그 단면 및 주빔의 방사상태를 도시한 도면이다.
본 실시예는 정방형의 각변에 상당하는 위치에 상대각도가 180도보다 작은 2개의 주빔(3.8)을 발생하는 안테나 소자를 각각 설치한 것으로, 이들 안테나 소자는 각각 안테나면(2.1,2.2,2.3,2.4)상에 방사소자(1)가 배치되어 구성된다. 기타의 구성은 제 7실시예와 같다. 본예에서는 8개의 주빔(3.8)이 형성되고, 인접한 2개의 주빔(3.8) 사이의 각도는 α=180/4=45(도)로 설정된다. 주빔(3.8)의 각각의 반치폭도 또한 45도이다.
제30도는 본 발명의 제 9실시예의 구성을 도시한 사시도이고, 제31도는 그 내부구성을 도시한 도면이다.
본 실시예는 정 3각형의 각변에 상당하는 위치에 1쌍의 반사판(9)에 다이폴 안테나(8)를 부착한 것을 2조씩 배치하고, 그 2조로 구성되는 안테나 소자에 각각 하이브리드 회로(4)를 접속하여 구성한 것이다. 이 구성에 의하여 제25도 및 제26도에 도시한 제 7실시예와 똑같이 6빔을 형성할 수 있다.
이상의 실시예에서는 수직면내에 있어서의 빔의 경사각(θt)이 0인 경우, 즉, 수평방향으로 빔을 형성하는 경우를 전제로 하여 설명하였다. 경사각이 θt≠0 으로 필요한 경우에는 개개의 안테나 소자로서 2개의 지향성 빔을 형성할 수 있고, 더욱이 빔의 경사각(θt)을 가변적으로 설정할 수 있는 것을 사용한다. 그러한 안테나 소자의 예를 이하에 설명한다.
제32도는 빔의 경사각을 가변적으로 설정할 수 있는 공지의 안테나 소자를 도시한 블록 구성도이다. 이 안테나 소자는 일본국 특개소 61-172411호 공보에 개시된 것이고, 복수 N개의 안테나 소자(1)가 수직면내에 1열로 배치된 어레이 안테나를 M개의 블록으로 분할하고, 각 블록이 각각 M1,..... MM개의 소자로 이루어지도록 하고 있다. 이들 안테나 소자(1)는 그 블록마다 위상기(10.1)를 통하여 급전회로(14)에 접속된다. 이 구성에서는 각 블록에 접속되어 있는 위상기(10.1)의 값을 바꿈으로써 안테나 소자(1)상의 여진 위상을 변화시켜 빔방향을 임의로 설정할 수 있다.
재33도는 제32도에 도시한 안테나 소자를 본 발명에서 이용하는 경우의 구성예를 도시한 것이다. 이 구성예는 제32도에 도시한 소자를 2개 병렬 구성하고, 그들을 하이브리드 회로(4)에 접속한 것이다. 이러한 구성에 의하여 경사각이 가변적이고, 더욱이 2개의 지향성 빔을 형성하는 것이 가능하게 된다.
단, 이러한 구성으로 2빔을 발생시키는 경우, 2개의 어레이 안테나의 수직면내의 경사각이 2개의 주빔으로 갈라져 버린다. 그 때문에 2개의 빔의 수직면내의 경사각을 독립적으로 바꿀 수 없다. 2개의 빔의 경사각을 독립적으로 바꿀 수 있는 구성예를 이하에 도시한다.
제34도는 안테나 소자의 구성예 및 주빔의 방사상태를 도시한 블록 구성도이고, 제35도는 구체적인 구성을 도시한 사시도이다.
이 안테나 소자는 N개(N은 2 이상의 정수)의 방사소자(1)가 수직방향으로 배열된 제 1의 어레이 안테나(15.1)와, 이 제 1의 어레이 안테나(15.1)와 대략 동일구성의 제 2의 어레이 안테나(15.2)가 2열 인접하도록 배치되고, 어레이 안테나(15.1,15.2)가 각각 M개(M은 2MN 인 정수)의 블록(16.1 ∼16.M,17.1 ∼17.M)으로 분할되고, 복수 M개의 하이브리드 회로(4)를 구비하고, 이 하이브리드회로(4)는 각각 제 1 및 제 2의 안테나측단자와 제 1및 제 2의 장치측단자를 포함하고, 또한 그 장치측단자의 각각의 신호에 대하여 그 2개의 안테나측단자에 서로 위상이 90도 다른 신호가 되는 분기 결합특성을 가지며, M개의 제 1의 위상기(10.2)와, M개의 제 2의 위상기(10.3)와, 각각 안테나 측에 M개의 단자를 가지며, 장치측에 1개의 입력단자를 가진 제1 및 제 2의 전력 분배기(18.1,18.2)를 구비하고, 제 1및 제 2의 어레이 안테나(15.1,15.2)의 수평방향으로 인접한 2개의 블록(16.i,17.i)(i=1∼M)의 각 방사소자(1)에는 그 블록에 대응하는 하이브리드회로(4)의 각각 제 1및 제 2의 안테나측단자가 접속되고, M 개의 하이브리드회로(4)의 제 1의 장치측단자가 각각 제 1의 위상기(10.2)를 통하여 제 1의 전력 분배기(18.1)에 접속되며, M개의 하이브리드 회로(4)의 제 2의 장치측단자가 각각 제 2의 위상기(10.3)를 통하여 제 2의 전력분배기(18.2)에 접속된다.
방사소자(1)로서는 예컨대 제35도에 도시한 바와 같이 피더(feeder)(1a)에 접속된 다이폴 안테나(1b)가 사용되고, 그 배면에는 각각 반사판(1c)이 배치된다.
이와 같이, 제34도 및 제35도에 도시한 안테나 소자는 안테나 전체가 방사소자(1)를 N개 종열로 배치한 어레이 안테나(15.1 및 15.2)를 2열 횡으로 병렬 구성으로 되어 있다. 좌우의 인접한 방사소자(1)는 블록마다 하이브리드 회로(4)의 2개의 안테나측단자에 접속된다. 블록마다 설치된 하이브리드 회로(4)의 2개의 장치측단자는 각각의 한측이 위상기(10.2)를 통하여 전력 분배기(18.1)에, 다른 측이 위상기(10.3)를 통하여 전력 분배기(18.2)에 접속된다. 이 위상기(10.2,10.3)를 설정하여 빔 경사각이 θt1으로 되도록 하면, 좌우의 어레이 안테나(15.1 및 15.2)의 여진 위상분포가 완전히 같아져서, 경사각이 θt1으로 되는 빔(A)이 형성된다. 이와 같이, 빔(A)은 위상기(10.2)와 전력 분배기(18.1)만에 의존하고, 빔(A)의 빔 경사각만을 바꾸고 싶을 경우에는 위상기(10.2)의 값만을 바꾸면 된다. 이 경우, 빔(B)의 경사각은 변화하지 않는다. 마찬가지로, 위상기(10.3)의 값을 바꿈으로써 빔(B)의 경사각만을 바꿀 수 있다.
제36도는 안테나 소자의 다른 구성예를 도시한 블록구성 및 주빔의 방사상태를 도시한 도면이다.
본 예에서는 N개(N은 2이상의 우수)의 방사소자(1)가 수직방향으로 배열된 제 1의 어레이 안테나(15.1)와, 이 제 1의 어레이 안테나(15.1)와 대략 동일 구성의 제 2의 어레이 안테나(15.2)가 2열 인접하도록 배치되고, 각각의 어레이 안테나(15.1,15.2)가 M개(M은 2MN인 우수)의 블록으로 분할되며, 복수개의 하이브리드회로(4)를 구비하고, 이 하이브리드 회로(4)는 각각 제 1및 제 2의 안테나측단자와 제 1 및 제 2의 장치측단자를 포함하고, 또한 그 장치측단자의 각각의 신호에 대하여 그 2개의 안테나측단자에 서로 위상이 90 도 다른 신호로 되는 분기 결합특성을 가지며, 복수개의 제 1의 위상기(10.2)와 복수개의 제 2의 위상기(10.3)와, 각각 안테나측에 복수개의 단자를 가지며, 장치측에 1개의 단자를 가진 제 1및 제 2의 전력분배기(18.1,18.2)를 구비하고, 제 1및 제 2의 어레이 안테나(15.1,15.2)의 수평방향으로 인접하는 방사소자(1)가 그 대응하는 하이브리드회로(4)의 각각 제 1및 제 2의 안테나측단자에 접속되고, 같은 블록의 하이브리드회로(4)의 제 1의 장치측단자가 서로 결합됨과 동시에, 제 1의 위상기(10.2)를 통하여 제 1의 전력분배기(18.1)에 접속되며, 같은 블록의 하이브리드회로(4)의 제 2의 장치측단자가 서로 결합됨과 동시에, 제 2의 위상기(10.3)를 통하여 제 2의 전력분배기(18.2)에 접속된다.
이와 같이, 이 안테나 소자는 전체가 방사소자(1)를 N개 종렬로 배치한 어레이 안테나(15.1와 15.2)를 2열 횡으로 병렬 구성으로 되어 있고, 좌우의 인접하는 방사소자(1)의 단자가 하이브리드회로(4)의 2개의 안테나측단자에 접속되고, 하이브리드회로(4)의 2개의 장치측단자의 좌우의 각각 동일측에 있는 것끼리 각각 전력 분배기(18.1,18.2)에 접속되어 있다. 또, 하이브리드회로(4)의 장치측단자와 전력분배기(18.1,18.2)와의 사이에는 각각 위상기(10.2,10.3)가 접속되어 있으므로, 주 빔(A,B)을 개별적으로 바꾸는 원리에 대해 제34도 및 제35도에 도시한 예와 마찬가지로, 같은 효과를 얻을 수 있다.
제37도는 안테나 소자의 다른 구성예를 도시한 블록구성 및 주빔의 방사상태를 도시한 도면이다.
이 안테나 소자는 N개(N은 2이상의 정수)의 방사소자(1)가 수직방향으로 배열된 제 1의 어레이 안테나(15.1)와, 이 제 1의 어레이 안테나(15.1)와 대략 동일구성의 제 2의 어레이 안테나(15.2)가 2열 인접하도록 배치되고, 각각의 어레이 안테나(15.1,15.2)가 M개(M은 2MN 인 우수)의 블록으로 분할되며, 복수개의 하이브리드회로(4)를 구비하고, 이 하이브리드회로(4)는 각각 제 1및 제 2의 안테나측단자와 제 1 및 제 2의 장치측단자를 포함하고, 또한 그 장치측단자의 각각의 신호에 대하여 그 2개의 안테나측단자에 서로 위상이 90 도 다른 신호로 되는 분기 결합특성을 가지며, 제 1의 위상기(10.2)와, 제 2의 위상기(10.3)와, 각각 안테나측에 복수의 단자를 가지며 장치측에 1개의 단자를 가진 제 1및 제 2의 전력분배기(18.1,18.2)와, 각각 안테나 측에 복수개의 단자를 가지며 장치측에 1개의 단자를 가진 제 3및 제 4의 전력분배기(19.1,19.2)를 구비하고, 제 1및 제 2의 어레이 안테나(15.1,15.2)의 수평방향으로 인접하는 2 개의 방사소자(1)에는 대응하는 하이브리드회로(4)의 각각 제 1및 제 2의 안테나측단자가 접속되고, 같은 블록의 하이브리드회로(4)의 각각 제 1의 장치측단자가 제 3의 전력분배기(19.1)의 안테나측단자에 접속되고, 각각의 제 2의 장치측단자가 제 4의 전력분배기(19.2)의 안테나측단자에 접속되며, 그 제 3및 제 4의 전력분배기(19.1,19.2)의 각 장치측단자가 각각 제 1및 제 2의 위상기(10.2,10.3)를 통하여 제 1 및 제 2의 전력분배기(18.1,18.2)에 접속된다.
이와 같이, 이 안테나 소자는 안테나 전체가 방사소자(1)를 N개 종렬로 배치한 어레이 안테나(15.1과 15.2)를 2열 횡으로 병렬구성으로 되어 있고, 각각의 어레이 안테나(15.1,15.2)는 M개(M<N)의 블록으로 분할되고, 각 블록에는 M1부터 MM개의 안테나 소자(1)가 수용되어 있다. 좌우의 인접한 방사소자(1)의 단자는 하이브리드회로(4)의 2개의 입력단자에 접속되고, 하이브리드회로(4)에는 2개의 장치단자를 가진 구성으로 되어 있다. 또한, 이 2개의 출력단자의 좌우의 각각 같은 측에 있는 것이 블록내의 전력분배기(19.1 및 19.2)에 접속되어 있다. 또 각각의 블록내의 전력분배기(19.1,19.2)의 좌우의 각각 같은 측에 있는 것이 블록간용의 전력분배기(18.1 및 18.2)로 합성되어 있다. 블록내의 전력분배기(19.1,19.2)의 장치측단자와 블록간용의 전력분배기(18.1,18.2)의 사이에는 각각 위상기(10.2,10.3)가 접속되어 있다.
이러한 회로구성의 경우에도, 빔경사각이 θt1으로 되도록 위상기(10.2)의 값을 설정하면, 급전된 전력은 블록내의 전력분배기(19.1)를 통하여 각 하이브리드회로(4)에서 좌우의 방사소자(1)에 같도록 분배되기 때문에, 좌우의 어레이 안테나(15.1 및 15.2)가 같은 여진위상분포로 된다. 이에 따라 경사각이 θt1으로 되는 빔(A)이 형성된다.
제34도, 제35도에 도시한 예와 같이, 빔(A)은 전력 분배기(18.1), 위상기(10.2) 및 전력분배기(19.1)만에 의존하고, 빔(A)의 빔경사 각만을 바꾸고 싶을 경우에는 위상기(10.2)의 값만을 바꾸면 된다. 이 경우, 빔(B)의 경사각은 변화하지 않는다. 마찬가지로, 위상기(10.3)에 의한 이상량을 바꿈으로써 빔(B)의 경사각만을 바꿀 수 있다.
이와 같이, 하이브리드회로의 같은 측에 있는 출력단자간의 위상기를 각각 조정함으로써, 수평면내에 서로 분리된 2개의 빔을 형성할 수 있고, 이 2개의 빔에 독립된 수직면내의 경사각을 가지도록 할 수 있다. 또 이에 따라 하나의 어레이 안테나를 복수의 소자로 세분하여 빔경사각을 개별적으로 바꾸는 것이 가능하게 되고, 따라서 존 형상을 정밀하게 형성할 수 있다. 따라서, 전파 이용효율이 좋아져서 이동통신에 있어서의 회선용량을 대폭 확대할 수 있다.
제38도는 2개의 주빔의 방향과 반치폭과의 관계를 설명하는 도면이다. 하나의 안테나 소자에 의하여 형성되는 2개의 주빔에 오버랩이 있는 경우에는 각각의 반치폭(γ)이 그2개의 빔의 중심점에서 피크점을 사이에 두고 반대측 방향의 -3dB점까지의 각도범위로서 정의된다. 또, 주빔의 방향은 반치폭(γ)의 중심방향이 된다. 따라서, 이 경우에는 2개의 주빔의 상대각도(α)와 반치폭(γ)과의 사이에 항상,
α = γ
의 관계가 있다. 따라서, 상술한 실시예에 의하면, 서로의 주빔의 반치폭을 접하도록 복수의 안테나 소자가 배치되어, 연속적인 영역을 커버할 수 있게 된다.
이상 설명한 바와같이, 본 발명에 의하면, 하나의 안테나면에서 2개의 등각도 간격의 빔을 형성하여, 그것을 복수면 조합함으로써 다빔을 발생시킬 수 있다. 이것에 의하여, 장치를 소형화 할 수 있고, 안테나가 받는 풍압하중을 적게할 수 있으며, 그것에 따라 하나의 지지구조물에 많은 안테나를 탑재하는 것이 가능하게 되어, 실질적으로 지지구조물의 경량화를 도모할 수 있다.

Claims (20)

  1. 다빔 안테나 장치에 있어서, 상기 다빔 안테나 장치는, 다각형의 적어도 2개의 변을 따라서 배열된 복수의 안테나 소자를 포함하며, 상기 복수의 안테나 소자의 인접하는 2개의 안테나 소자는 조건 열림각도 β <180도를 만족하는 열림각도 β(도)로 연결되며, 상기 복수의 안테나 소자의 각각은 2개의 방사소자와 이 2개의 방사소자에 상대적인 급전위상각을 설정하는 수단을 포함하며, 상기 상대적인 급전위상각을 설정하는 수단은 제 1 및 제 2 안테나측 단자와 제 1 및 제 2 장치측 단자를 포함하는 하이브리드 회로를 포함하며, 상기 하이브리드 회로는 상기 제 1 및 제 2 장치측 단자의 각각의 신호를 제 1 및 제 2 안테나측 단자에서 위상이 90도 다른 신호로 되도록 하는 분기 결합 특성을 가지며, 상기 안테나 소자의 각각은 외측으로 2개의 지향성 빔을 형성하며, 상기 복수의 안테나 소자의 각각에서, 상기 2개의 지향성 빔은 상기 복수의 안테나 소자의 각각의 면의 수직방향에 대하여 대칭적으로 형성되며, 상기 2개의 지향성 빔 사이의 각도가 α(도)일 때 상기 복수의 안테나 소자의 2개의 인접하는 소자 사이의 상기 열림각도 β(도)는
    β = 180 - 2α(도)
    로 설정된 것을 특징으로 하는 다빔 안테나 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다빔 안테나 장치는 상기 2개의 방사소자 중 적어도 하나의 방사소자와 상기 하이브리드 회로 사이에 위상기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다빔 안테나 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 복수의 안테나 소자의 각각은 2조의 방사소자군으로 된 어레이 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 다빔 안테나 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 복수의 안테나 소자는 제 1 어레이 안테나 및 제 2어레이 안테나와, M개의 복수의 하이브리드 회로와, M개의 복수의 제 1 위상기와, M개의 복수의 제 2 위상기와, 제 1 전력 분배기 및 제 2 전력 분배기를 포함하며, 상기 제 1 어레이 안테나 및 제 2 어레이 안테나의 각각은 수직으로 배열된 N개(N은 2이상의 정수)의 방사소자를 포함하며, 상기 제 1 어레이 안테나는 상기 제 2 어레이 안테나에 인접하도록 배치되며, 상기 제 1 어레이 안테나 및 제 2 어레이 안테나의 각각은 M개(M은 2MN인 정수)의 블록으로 분할되며, 상기 복수의 하이브리드 회로의 각각은, 제 1 및 제 2 안테나측 단자와 제 1 및 제 2장치측 단자를 포함하며, 상기 M개의 복수의 하이브리드 회로의 각각은, 상기 복수의 하이브리드 회로의 각각의 상기 제 1 및 제 2 장치측 단자의 각각의 신호를 상기 복수의 하이브리드 회로의 각각의 제 1 및 제 2 안테나측 단자에서 위상이 90도 다른 신호로 되도록 하는 분기 결합 특성을 가지며, 상기 제 1 및 제 2 전력 분배기의 각각은, 안테나측에는 M개의 복수의 단자를 장치측에는 1 개의 단자를 가지며, 상기 제 1 및 제 2 어레이 안테나의 수평방향으로 인접하는 블록에 대응하는 상기 복수의 하이브리드 회로의 상기 제 1 및 제 2 안테나측 단자는, 상기 2개의 수평방향으로 인접하는 블록의 상기 방사소자에 접속되며, 상기 M개의 하이브리드 회로의 상기 제 1 장치측 단자는 상기 M개의 복수의 제 1 위상기의 각각을 통하여 상기 제 1 전력분배기에 접속되며, 상기 M개의 하이브리드 회로의 제 2 장치측 단자는 상기 M개의 복수의 제 2 위상기의 각각을 통하여 상기 제 2 전력분배기에 접속되는 것을 특징으로 하는 다빔 안테나 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 복수의 안테나 소자는 제 1 어레이 안테나 및 제 2 어레이 안테나와, 복수의 하이브리드 회로와, 복수의 제 1 위상기와, 복수의 제 2 위상기와, 제 1 전력 분배기 및 제 2 전력 분배기를 포함하며, 상기 제 1 어레이 안테나 및 제 2 어레이 안테나의 각각은 수직으로 배열된 N개(N은 2이상의 정수)의 방사소자를 포함하며, 상기 제 1 어레이 안테나는 상기 제 2 어레이 안테나에 인접하도록 배치되며, 상기 제 1 어레이 안테나와 제 2 어레이 안테나 각각은 M개(M은 2MN인 정수)의 블록으로 분할되며, 상기 복수의 하이브리드 회로의 각각은, 제 1 및 제 2 안테나측 단자와 제 1 및 제 2 장치측 단자를 포함하며, 상기 복수의 하이브리드 회로의 각각은, 상기 복수의 하이브리드 회로의 각각의 상기 제 1 및 제 2 장치측 단자의 각각의 신호를 상기 복수의 하이브리드 회로의 각각의 제 1 및 제 2 안테나측 단자에서 위상이 90도 다른 신호로 되도록 하는 분기 결합 특성을 가지며, 상기 제 1 및 제 2 전력 분배기의 각각은, 안테나측에는 복수의 단자를 장치측에는 1 개의 단자를 가지며, 상기 제 1 및 제 2 어레이 안테나의 수평방향으로 인접하는 방사소자는, 복수의 하이브리드 회로의 대응하는 하나의 하이브리드 회로의 상기 제 1 및 제 2 안테나측 단자에 각각 접속되며, 같은 블록에 속하는 상기 복수의 하이브리드 회로의 하나인 하이브리드 회로의 제 1 장치측 단자는 서로 결합됨과 동시에 상기 제 1 위상기를 통하여 상기 제 1 전력 분배기에 접속되며, 상기 같은 블록에 속하는 상기 복수의 하이브리드 회로의 하나인 하이브리드 회로의 제 2 장치측 단자는 서로 결합됨과 동시에 상기 제 2 위상기를 통하여 상기 제 2 전력 분배기에 접속되는 것을 특징으로 하는 다빔 안테나 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 2개의 지향성 빔은 상기 복수의 안테나 소자의 각각의 면의 수직 방향에 대하여 비대칭으로 형성되고, 상기 2개의 지향성 빔 사이의 각도가 α(도)이고 상기 2개의 지향성 빔 사이의 각을 2 등분하는 직선이 상기 복수의 안테나 소자의 각각의 면의 수직 방향으로부터 상기 복수의 안테나 소자 중 인접하는 2개의 안테나 소자의 연결부의 방향으로 δ(도)만큼 경사지게 설정될 때, 상기 복수의 안테나 소자 중 인접하는 2개의 안테나 소자 사이의 열림각도 β(도)가 실질적으로,
    β = 180-2(α +δ)(도)
    로 설정된 것을 특징으로 하는 다빔 안테나 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 2개의 방사소자와 상기 2개의 추가적인 방사소자는, 상기 2개의 방사소자와 상기 2개의 추가적인 방사소자의 각각의 면의 수직선이 상기 2개의 지향성 빔이 이루는 각을 2등분하는 직선과 평행하도록 배치된 것을 특징으로 하는 다빔 안테나 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 복수의 안테나 소자는 다각형의 모든 면에 각각 배치된 것을 특징으로 하는 다빔 안테나 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 다각형은 정 n 각형이고, 상기 복수의 안테나 소자의 각각에 있어서의 2개의 지향성 빔이 이루는 각도 α(도)는,
    α = 180/n(도)
    로 설정된 것을 특징으로 하는 다빔 안테나 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 복수의 안테나 소자의 각각의 2개의 지향성 빔의 경사각이 가변적인 것을 특징으로 하는 다빔 안테나 장치.
  11. 다빔 안테나 장치에 있어서, 상기 다빔 안테나 장치는, 다각형의 적어도 2개의 변을 따라서 배열된 복수의 안테나 소자를 포함하며, 상기 복수의 안테나 소자 중 인접하는 2개의 안테나 소자는 조건 열림각도 β <180도를 만족하는 열림각도 β(도)로 연결되며, 상기 복수의 안테나 소자의 각각은 2개의 방사소자와 이 2개의 방사소자에 상대적인 급전위상각을 설정하는 수단을 포함하며, 상기 상대적인 급전위상각을 설정하는 수단은 제 1 및 제 2 안테나측 단자와 제 1 및 제 2 장치측 단자를 포함하는 하이브리드 회로를 포함하며, 상기 하이브리드 회로는 상기 제 1 및 제 2 장치측 단자의 각각의 신호를 제 1 및 제 2 안테나측 단자에서 위상이 90도 다른 신호로 되도록 하는 분기 결합 특성을 가지며, 상기 안테나 소자의 각각은 외측으로 2개와 지향성 빔을 형성하며, 상기 복수의 안테나 소자는 제 1 어레이 안테나 및 제 2 안테나 어레이와, 복수의 하이브리드회로와, M개의 복수의 제 1 위상기와, M개의 복수의 제 2 위상기와, 제 1 및 제 2 전력분배기와, M개의 복수의 제 3 전력분배기 및 M개의 복수의 제 4 전력분배기를 포함하며, 상기 제 1 어레이 안테나와 제 2 어레이 안테나와 각각은 수직으로 배열된 N개(N은 2이상의 정수)의 방사소자를 포함하며, 상기 제 1 어레이 안테나는 상기 제 2 어레이 안테나에 인접하도록 배치되며, 상기 제 1 어레이 안테나 및 제 2 어레이 안테나의 각각은 M개(M은 2MN인 정수)의 블록으로 분할되며, 상기 복수의 하이브리드 회로의 각각은, 제 1 및 제 2 안테나측 단자와 제 1 및 제 2 장치측 단자를 포함하며, 상기 복수의 하이브리드 회로의 각각은, 상기 제 1 및 제 2 장치측 단자의 각각의 신호를 제 1 및 제 2 안테나측 단자에서 위상이 90도 다른 신호로 되도록 하는 분기 결합 특성을 가지며, 상기 제 1 및 제 2 전력 분배기의 각각은, 안테나측에는 복수의 단자를 장치측에는 1 개의 단자를 가지며, 상기 M개의 복수의 제 3 전력분배기 및 상기 M개의 복수의 제 4 전력분배기의 각각은, 안테나측에는 복수의 단자를 장치측에는 1 개의 단자를 가지며, 상기 복수의 하이브리드 회로의 각각의 제 1 및 제 2 안테나측 단자는, 상기 제 1 어레이 안테나 및 제 2 어레이 안테나의 수평방향으로 인접하는 2개의 대응하는 방사소자와 각각 접속되며, 같은 블록에 속하는 상기 복수의 하이브리드 회로의 상기 제 1 장치측 단자는, 상기 M 개의 복수의 제 3 전력분배기의 하나인 제 3 전력분배기의 안테나측 단자에 각각 연결되며, 상기 같은 블록에 속하는 상기 복수의 하이브리드 회로의 상기 제 2 장치측 단자는, 상기 M개의 복수의 제 4 전력분배기의 하나인 제 4 전력분배기의 안테나측 단자에 각각 연결되며, 상기 M개의 복수의 제 3 전력분배기의 하나인 제 3 전력분배기와 상기 M개의 복수의 제 4 전력분배기중의 하나인 제 4 전력분배기의 상기 장치측 단자는, 상기 M개의 복수의 제 1 위상기와 상기 M개의 복수의 제 2 위상기의 각각을 통하여 상기 제 1 및 제 2 전력분배기에 각각 접속되는 것을 특징으로 하는 다빔 안테나 장치.
  12. 다빔 안테나 장치에 있어서, 상기 다빔 안테나 장치는, 제 1 안테나 소자를 형성하는 다각형의 제 1 면 위에 적어도 2개의 제 1 방사소자와, 제 2 안테나 소자를 형성하는 상기 다각형의 제 2 면 위에 적어도 2개의 제 2 방사소자와, 상기 제 1 안테나 소자의 상기 적어도 2개의 제 1 방사소자에 상대적인 제 1 급전위상각을 설정하는 제 1 하이브리드 회로와, 상기 제 2 안테나 소자의 상기 적어도 2개의 제 2 방사소자에 상대적인 제 2 급전위상각을 설정하는 제 2 하이브리드 회로를 포함하며, 상기 제 1 안테나 소자는 외측으로 적어도 2개와 지향성 빔을 형성하며, 상기 제 2 안테나 소자는 외측으로 적어도 2개의 지향성 빔을 형성하며, 상기 제 2 안테나 소자는 열림 각도 β<180도로 상기 제 1 안테나 소자와 연결되며, 상기 제 1 하이브리드 회로와 상기 제 2 하이브리드 회로는, 제 1 및 제 2 안테나측 단자와 제 1 및 제 2 장치측 단자를 각각 포함하며, 상기 제 1 하이브리드 회로와 상기 제 2 하이브리드 회로는 상기 제 1 및 제 2의 장치측 단자의 각각의 신호를 상기 제 1 및 제 2의 안테나측 단자에서 서로 위상이 90도 다른 신호로 되도록 하는 분기 결합 특성을 가지며, 상기 제 1 및 제 2 안테나 소자의 각각에서, 상기 2개의 지향성 빔은 상기 제 1 및 제 2 안테나 소자의 각각의 소자의 면의 수직방향에 대하여 대칭적으로 형성되며, 상기 2개의 지향성 빔 사이의 각이 α(도)일 때, 상기 제 1 안테나 소자와 제 2 안테나 소자 사이의 열림 각도 β(도)는,
    β = 180 - 2α(도)
    로 설정되는 것을 특징으로 하는 다빔 안테나 장치.
  13. 다빔 안테나 장치에 있어서, 상기 다빔 안테나 장치는, 다각형의 적어도 2개의 변을 따라서 배열된 복수의 안테나 소자를 포함하며, 상기 복수의 안테나 소자 중 인접하는 2개의 안테나 소자는 조건 열림각도 β <180도를 만족하는 열림각도 β(도)로 연결되며, 상기 복수의 안테나 소자의 각각은 2개의 방사소자와 이 2개의 방사소자에 상대적인 급전위상각을 설정하는 수단을 포함하며, 상기 상대적인 급전위상각을 설정하는 수단은 제 1 및 제 2 안테나측 단자와 제 1 및 제 2 장치측 단자를 포함하는 하이브리드 회로를 포함하며, 상기 하이브리드 회로는 상기 제 1 및 제 2 장치측 단자의 각각의 신호를 제 1 및 제 2 안테나측 단자에선 위상이 90도 다른 신호로 되도록 하는 분기 결합 특성을 가지며, 상기 2개의 안테나 소자의 각각은 외측으로 2개의 지향성 빔을 형성하며, 상기 2개의 지향성 빔은 상기 복수의 안테나 소자의 각각의 면의 수직방향에 대하여 비대칭적으로 형성되며, 상기 2개의 지향성 빔 사이의 각도가 α(도)이고 상기 2개의 지향성 빔 사이의 각을 2등분하는 직선이 상기 복수의 안테나 소자의 각각의 면의 수직 방향으로부터 상기 복수의 안테나 소자 중 인접하는 2개의 안테나 소자의 연결부의 방향으로 δ(도)만큼 경사지게 설정될 때, 상기 복수의 안테나 소자 중 인접하는 2개의 안테나 소자 사이의 열림각도 β(도)가,
    β = 180-2(α +δ)(도)
    로 설정된 것을 특징으로 하는 다빔 안테나 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 다빔 안테나 장치는 상기 2개의 방사소자 중 적어도 하나의 방사소자와 상기 하이브리드 회로 사이에 위상기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다빔 안테나 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 복수의 안테나 소자의 각각은 2조의 방사소자군으로 된 어레이 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 다빔 안테나 장치.
  16. 제13항에 있어서, 상기 2개의 방사소자와 상기 2개의 추가적인 방사소자는, 상기 2개의 방사소자와 상기 2개의 추가적인 방사소자의 각각의 면의 수직선이 상기 2개의 지향성 빔이 이루는 각을 2 등분하는 직선과 평행하도록 배치된 것을 특징으로 하는 다빔 안테나 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 복수의 안테나 소자는 다각형의 모든 면에 각각 배치된 것을 특징으로 하는 다빔 안테나 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 다각형은 정 n 각형이고, 상기 복수의 안테나 소자의 각각에 있어서의 2개의 지향성 빔 사이의 각도 α(도)는,
    α = 180/n(도)
    로 설정된 것을 특징으로 하는 다빔 안테나 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 복수의 안테나 소자의 각각의 2개의 지향성 빔의 경사각이 가변적인 것을 특징으로 하는 다빔 안테나 장치.
  20. 다빔 안테나 장치에 있어서, 상기 다빔 안테나 장치는, 제 1 안테나 소자를 형성하는 다각형의 제 1 면 위에 적어도 2개의 제 1 방사소자와, 제 2 안테나 소자를 형성하는 상기 다각형의 제 2 면 위에 적어도 2개의 제 2 방사소자와, 상기 제 1 안테나 소자의 상기 적어도 2개의 제 1 방사소자에 상대적인 제 1 급전위상각을 설정하는 제 1 하이브리드 회로와, 상기 제 2 안테나 소자의 상기 적어도 2개의 제 2 방사소자에 상대적인 제 2 급전위상각을 설정하는 제 2 하이브리드 회로를 포함하며, 상기 제 1 안테나 소자는 외측으로 적어도 2개의 지향성 빔을 형성하며, 상기 제 2 안테나 소자는 외측으로 적어도 2개의 지향성 빔을 형성하며, 상기 제 2 안테나 소자는 열림 각도 β <180도로 상기 제 1 안테나 소자와 연결되며, 상기 제 1 하이브리드 회로와 상기 제 2 하이브리드 회로는, 제 1 및 제 2 안테나측 단자와 제 1 및 제 2 장치측 단자를 각각 포함하며, 상기 제 1 하이브리드 회로와 상기 제 2 하이브리드 회로는 상기 제 1 및 제 2 장치측 단자의 각각의 신호를 상기 제 1 및 제 2 안테나측 단자에서 위상이 90도 다른 신호로 되도록 하는 분기 결합 특성을 가지며, 상기 2개의 지향성 빔은 상기 제 1 및 제 2 안테나 소자의 각각의 면의 수직방향에 대하여 비대칭적으로 형성되며, 상기 2개의 지향성 빔 사이의 각도가 α(도)이고 상기 2개의 지향성 빔 사이의 각을 2등분하는 직선이 상기 제 1 및 제 2 안테나 소자의 각각의 면의 수직 방향으로부터 상기 제 1 및 제 2 안테나 소자 중 인접하는 2개의 안테나 소자의 연결부의 방향으로 δ(도)만큼 경사지게 설정될 때, 상기 제 1 안테나 소자 및 제 2 안테나 소자 중 인접하는 2개의 안테나 소자 사이의 열림각도 β(도)가,
    β = 180-2(α +δ)(도)
    로 설정된 것을 특징으로 하는 다빔 안테나 장치.
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Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9424119D0 (en) * 1994-11-28 1995-01-18 Northern Telecom Ltd An antenna dow-tilt arrangement
GB2306055B (en) * 1995-10-06 2000-01-12 Roke Manor Research Improvements in or relating to antennas
JP3456507B2 (ja) * 1996-04-15 2003-10-14 日本電信電話株式会社 セクタアンテナ
KR20000036179A (ko) * 1996-09-16 2000-06-26 스콧이. 랜시크 무선 기지국의 서비스 영역, 범위 및 신뢰성을 향상시키기 위한 안테나 시스템
US5988583A (en) * 1996-10-31 1999-11-23 Qualcomm Incorporated Antenna mounting assembly
US5943011A (en) * 1997-10-24 1999-08-24 Raytheon Company Antenna array using simplified beam forming network
US6236866B1 (en) 1998-05-15 2001-05-22 Raytheon Company Adaptive antenna pattern control for a multiple access communication system
JP2000082982A (ja) * 1998-09-03 2000-03-21 Nec Corp アレーアンテナ受信装置
DE19845868A1 (de) * 1998-10-05 2000-04-06 Pates Tech Patentverwertung Doppelfokusplanarantenne
FR2790142A1 (fr) * 1999-02-24 2000-08-25 France Telecom Antenne a tilt reglable
US6658269B1 (en) 1999-10-01 2003-12-02 Raytheon Company Wireless communications system
US6448930B1 (en) * 1999-10-15 2002-09-10 Andrew Corporation Indoor antenna
EP1269575A2 (en) 2000-03-01 2003-01-02 Prodelin Corporation Multibeam antenna for establishing individual communication links with satellites positioned in close angular proximity to each other
US6949073B2 (en) 2002-10-03 2005-09-27 Home-Medicine.Com, Inc. Dyspnea monitor, and telemedicine system and method
US8043224B2 (en) 2000-07-12 2011-10-25 Dimicine Research It, Llc Telemedicine system
FI20002273A0 (fi) * 2000-10-13 2000-10-13 Pj Microwave Oy Antenniryhmä
SE517758C2 (sv) * 2000-11-14 2002-07-09 Ericsson Telefon Ab L M Dubbelstråleantennapertur
EP1356540A2 (en) * 2001-01-29 2003-10-29 Celletra Ltd., Dr. Joseph Shapira Antenna arrangements for flexible coverage of a sector in a cellular network
GB0102384D0 (en) * 2001-01-31 2001-03-14 Secr Defence Signal detection using a phased array antenna
US7245939B2 (en) * 2002-09-09 2007-07-17 Interdigital Technology Corporation Reducing the effect of signal interference in null areas caused by overlapping antenna patterns
US7236808B2 (en) * 2002-09-09 2007-06-26 Interdigital Technology Corporation Vertical dynamic beam-forming
US20040178862A1 (en) * 2003-03-11 2004-09-16 Mitch Kaplan Systems and methods for providing independent transmit paths within a single phased-array antenna
US7038621B2 (en) * 2003-08-06 2006-05-02 Kathrein-Werke Kg Antenna arrangement with adjustable radiation pattern and method of operation
US20050030248A1 (en) * 2003-08-06 2005-02-10 Kathrein-Werke Kg, Antenna arrangement
US7236681B2 (en) * 2003-09-25 2007-06-26 Prodelin Corporation Feed assembly for multi-beam antenna with non-circular reflector, and such an assembly that is field-switchable between linear and circular polarization modes
US20050122262A1 (en) * 2003-10-31 2005-06-09 Hoon Ahn Electronically steerable array antenna for satellite TV
GB2422516B (en) * 2005-01-21 2007-09-26 Toshiba Res Europ Ltd Wireless communications system and method
CA2540218A1 (en) * 2006-03-17 2007-09-17 Hafedh Trigui Asymmetric beams for spectrum efficiency
US8965276B2 (en) 2007-08-31 2015-02-24 Allen-Vanguard Corporation Radio antenna assembly and apparatus for controlling transmission and reception of RF signals
US8400367B2 (en) 2007-08-31 2013-03-19 Allen-Vanguard Corporation Radio antenna assembly
EP2068400A1 (en) * 2007-12-03 2009-06-10 Sony Corporation Slot antenna for mm-wave signals
US8670778B2 (en) * 2008-09-29 2014-03-11 Qualcomm Incorporated Dynamic sectors in a wireless communication system
WO2010055749A1 (ja) 2008-11-14 2010-05-20 シャープ株式会社 アンテナ装置および基地局装置
BRPI0921590A2 (pt) 2008-11-20 2019-09-24 Andrew Llc antena e arranjo de setores de duplo feixe
US8692730B2 (en) * 2009-03-03 2014-04-08 Hitachi Metals, Ltd. Mobile communication base station antenna
EP2226890A1 (en) * 2009-03-03 2010-09-08 Hitachi Cable, Ltd. Mobile communication base station antenna
KR101665158B1 (ko) 2010-02-08 2016-10-11 텔레호낙티에볼라게트 엘엠 에릭슨(피유비엘) 조정가능한 빔 특성들을 갖는 안테나
US20140225805A1 (en) * 2011-03-15 2014-08-14 Helen K. Pan Conformal phased array antenna with integrated transceiver
US9450659B2 (en) * 2011-11-04 2016-09-20 Alcatel Lucent Method and apparatus to generate virtual sector wide static beams using phase shift transmit diversity
EP2709396A1 (en) * 2012-09-13 2014-03-19 Alcatel-Lucent Multi-beam radio base station
US20140313073A1 (en) * 2013-03-15 2014-10-23 Carlo Dinallo Method and apparatus for establishing communications with a satellite
US9722326B2 (en) * 2015-03-25 2017-08-01 Commscope Technologies Llc Circular base station antenna array and method of reconfiguring a radiation pattern
US11563505B2 (en) 2016-06-01 2023-01-24 Qualcomm Incorporated Time division multiplexing of synchronization channels
US11218236B2 (en) 2016-06-01 2022-01-04 Qualcomm Incorporated Time division multiplexing of synchronization channels
US10887035B2 (en) 2016-06-01 2021-01-05 Qualcomm Incorporated Time division multiplexing of synchronization channels
US10615897B2 (en) 2016-06-01 2020-04-07 Qualcomm Incorporated Time division multiplexing of synchronization channels
US10498437B2 (en) 2016-06-01 2019-12-03 Qualcomm Incorporated Conveying hypotheses through resource selection of synchronization and broadcast channels
US11018416B2 (en) * 2017-02-03 2021-05-25 Commscope Technologies Llc Small cell antennas suitable for MIMO operation
EP3832798B1 (en) * 2018-08-17 2023-10-11 Huawei Technologies Co., Ltd. Antenna assembly and antenna tuning-free method and device
US10910712B2 (en) * 2019-01-14 2021-02-02 Raytheon Company Active electronically scanned array (AESA) antenna configuration for simultaneous transmission and receiving of communication signals
US11929556B2 (en) * 2020-09-08 2024-03-12 Raytheon Company Multi-beam passively-switched patch antenna array

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3093826A (en) * 1960-04-08 1963-06-11 Litton Systems Inc Antenna system
US3255450A (en) * 1960-06-15 1966-06-07 Sanders Associates Inc Multiple beam antenna system employing multiple directional couplers in the leadin
US3997900A (en) * 1975-03-12 1976-12-14 The Singer Company Four beam printed antenna for Doopler application
US4101836A (en) * 1977-05-02 1978-07-18 Motorola, Inc. Sectored antenna receiving system
JPS56140702A (en) * 1980-03-31 1981-11-04 Mitsubishi Electric Corp Antenna system
JPS5944105A (ja) * 1982-09-06 1984-03-12 Toshiba Corp アンテナ給電装置
JPS61172411A (ja) * 1985-01-28 1986-08-04 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 多段リニアアレイアンテナのビームチルティング角制御方法
JPS636019A (ja) * 1986-06-26 1988-01-12 Ajinomoto Co Inc エポキシ樹脂組成物の製造方法
JPS6346019A (ja) * 1986-08-13 1988-02-26 Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> 無線通信方式
JP2567688B2 (ja) * 1988-12-26 1996-12-25 日本電信電話株式会社 チルトアンテナ
US5355139A (en) * 1989-09-08 1994-10-11 Toyo Communication Equipment Co., Ltd. Microstrip antenna system
JPH04237223A (ja) * 1991-01-21 1992-08-25 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> セクタゾーンアンテナ構成方式

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Publication number Publication date
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NO311598B1 (no) 2001-12-10
KR950700614A (ko) 1995-01-16
WO1994013031A1 (en) 1994-06-09
EP0624919A4 (en) 1998-01-07
DE69331540T2 (de) 2002-07-11
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NO942789D0 (no) 1994-07-27
CA2129041C (en) 2004-09-28
EP0624919B1 (en) 2002-02-06
DE69331540D1 (de) 2002-03-21
US5686926A (en) 1997-11-11
EP0624919A1 (en) 1994-11-17

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