(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
８００ＭＨｚ〜２ＧＨｚの周波数帯域内の２周波数帯域或いは３周波数帯域を共振する垂直偏波用の多周波共用放射ビーム半値幅可変アンテナにおいて、
共に最も高い周波数の半波長程度の高さを有する第１の金属導体１および第２の金属導体２を、アンテナ素子３’の近傍に、５０〜６５ｍｍ離隔してアンテナ素子３’の主放射方向に関しておよそ±９０゜の方向の位置に立設し、
最も高い周波数の平面内放射ビーム半値幅を狭くしたことを特徴とする多周波共用放射ビーム半値幅可変アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、多周波共用放射ビーム半値幅可変アンテナに関し、特に、最も高い周波数の水平面内指向性の放射ビーム半値幅を既存のアンテナを取り代える必要なしに変更調整する多周波共用放射ビーム半値幅可変アンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
既にサービスが開始されている移動通信の基地局アンテナで加入者容量を増加しようとする場合、アンテナ装置の水平面内指向性の半値幅を変更してこれに対応することができる。ここで、このアンテナ装置の水平面内指向性の半値幅を変更するには、従来、アンテナ自体を交換する必要があるものとされており、実際にアンテナを交換して水平面内指向性の半値幅の変更に対応していた。
水平面内放射ビーム半値幅をおよそ１２０゜とする２周波数帯域或いは３周波数帯域を共振する垂直偏波用の多周波共用放射ビーム半値幅可変アンテナについて、最も高い周波数における水平面内の放射ビーム半値幅のみを必要に応じて狭くしたい場合があるが、この場合においても、アンテナ全体の交換をして新規のアンテナに変更することにより対応していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、既にサービスが開始されている基地局アンテナのアンテナ全体の交換を実施する場合、サービスを中断、休止して交換を実施しなければならない欠点がある。その上に、アンテナ交換のコストは大きい。
この発明は、既存のアンテナのアンテナ素子の両サイドに共に最も高い周波数の半波長程度の高さを有する金属導体を立設することにより、共振する２周波数帯域或いは３周波数帯域の内の最も高い周波数の場合の放射ビーム半値幅を減少させる上述の問題を解消した多周波共用放射ビーム半値幅可変アンテナを提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
８００ＭＨｚ〜２ＧＨｚの周波数帯域内の２周波数帯域或いは３周波数帯域を共振する垂直偏波用の多周波共用放射ビーム半値幅可変アンテナにおいて、共に最も高い周波数の半波長程度の高さを有する第１の金属導体１および第２の金属導体２をアンテナ素子３’の近傍に、５０〜６５ｍｍ離隔してアンテナ素子３’の主放射方向に関しておよそ±９０゜の方向の位置に立設し、最も高い周波数の平面内放射ビーム半値幅を狭くした多周波共用放射ビーム半値幅可変アンテナを構成した。
【０００５】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図１の実施例を参照して説明する。
図１は８００ＭＨｚ、１.４ＧＨｚ、２ＧＨｚ の３周波を送信する３周波共用アンテナの実施例を説明する図である。３は既にサービスが開始されている既存の３周波共用アンテナであり、中心にアンテナ素子３’が垂直方向に形成されている。この３周波共用アンテナ３は、水平面内指向性の半値幅がおよそ１２０゜の放射ビームを放射する１２０゜ビームアンテナを構成している。この図１の実施例においては、第１の金属導体１および第２の金属導体２をアンテナ素子３’の近傍に、Ｓ＝５０〜６５ｍｍ離隔してアンテナ素子３’の主放射方向に関しておよそ±９０゜の方向の位置に立設している。間隔Ｓは、３周波共用アンテナ３がアンテナ素子３’自体の他にその保護部材をも含んで或る程度の大きさを有しているので、Ｓ＝５０〜６５ｍｍに設定される。そして、第１の金属導体１および第２の金属導体２の高さｈは、８００ＭＨｚ〜２ＧＨｚの周波数帯域の内の最も高い周波数である２ＧＨｚの半波長程度の７０〜７５ｍｍの高さに設定される。
【０００６】
図２は第１の金属導体１および第２の金属導体２を立設しない従来の３周波共用アンテナ３の場合の放射ビームを示す図である。ここで、最外周円のレベルを０ｄＢ、中心を−４０ｄＢ、同心円の間隔を１０ｄＢ間隔としている。実線は８００ＭＨｚの電波の放射ビームを示し、点線は１.４ＧＨｚ の電波の放射ビームを示し、鎖線は２ＧＨｚの電波の放射ビームを示す。
図３を参照するに、これは３周波共用アンテナ３のアンテナ素子３’と、第１の金属導体１および第２の金属導体２との間の間隔Ｓと、３周波共用アンテナの半値幅の関係を示す図である。この場合の金属導体１、２はその高さをｈ＝７５ｍｍとし、直径をＤ＝０.９ｍｍの導線としている。第１の金属導体１および第２の金属導体２との間の間隔Ｓは、Ｓ＝５０〜６５ｍｍの範囲内において、２ＧＨｚの周波数帯域の半値幅が６０°近傍の値を示し、８００ＭＨｚおよび１．５ＧＨｚの周波数帯域の半値幅がおよそ１２０°近傍の値を示している。即ち、３周波の内の最も高い周波数である２ＧＨｚの場合の放射ビームの水平面内指向性の半値幅のみが９０゜であり、これ以外の８００ＭＨｚおよび１.４ＧＨｚの放射ビームの場合は何れの場合も半値幅は１２０゜とする上において、Ｓ＝５０〜６５ｍｍの範囲内の値に設定することは適正であることが認識される。
【０００７】
図４を参照するに、これは第１の金属導体１および第２の金属導体２の高さｈと放射ビーム半値幅の関係を示す図である。この場合、間隔Ｓ＝６５ｍｍに設定し、直径Ｄ＝０.９ｍｍ の線としている。
図５を参照するに、これは金属導体の直径Ｄと放射ビーム半値幅の関係を示す図である。この場合、間隔Ｓ＝６５ｍｍに設定し、高さｈ＝７０ｍｍの線により構成している。
図６を参照するに、これは第１の金属導体および第２の金属導体を立設した３周波共用アンテナの実施例の放射ビームを示す図である。３周波の内の最も高い周波数である２ＧＨｚの場合の放射ビームの水平面内指向性の半値幅のみ、が９０゜である１２０゜放射ビームアンテナを示している。金属導体のパラメータはＳ＝６５ｍｍ、ｈ＝７０ｍｍ、Ｄ＝４ｍｍとしている。図６を詳細に観察すると３周波の内の最も高い周波数である２ＧＨｚの場合の放射ビームの水平面内指向性の半値幅のみが９０゜である。これ以外の８００ＭＨｚおよび１.４ＧＨｚの放射ビームの場合は、何れの場合も半値幅は１２０゜であり、この角度に到って初めて利得が３ｄＢ下がることが認識される。
【０００８】
図２に示される３周波共用アンテナ本体単独の場合の放射ビーム半値幅と、図６に示される実施例の放射ビーム半値幅を比較すると、以下の通りである。
0003622915.tif 000002
なお、図２および図６の放射ビームパターン、図３ないし図５のデータは、電磁界分布を数値計算するソフトウェアを使用し、アンテナの種類、アンテナの長さ、励振源の励振周波数、反射器の形状、反射器の寸法、給電点、アンテナと反射器との間の位置関係その他の条件を入力して電子計算機により演算処理して求めることができる。
【０００９】
【発明の効果】
以上の通りであって、この発明によれば、８００ＭＨｚ〜２ＧＨｚの周波数帯域内の２周波数帯域或いは３周波数帯域を共振する垂直偏波用の多周波共用放射ビーム半値幅可変アンテナにおいて、最も高い周波数の半波長程度の高さを有する第１の金属導体１および第２の金属導体２を、アンテナ素子３’の近傍に、５０〜６５ｍｍ離隔してアンテナ素子３’の主放射方向に関しておよそ±９０゜の方向に立設すると言う極く単純な構成により、３周波の内の最も高い周波数である２ＧＨｚの場合の放射ビームの水平面内指向性の半値幅のみが９０゜であり、これ以外の８００ＭＨｚおよび１.４ＧＨｚの放射ビームの場合は、半値幅は１２０゜である多周波共用放射ビーム半値幅可変アンテナを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例を説明する図。
【図２】近傍に金属導体を立設しない多周波共用アンテナの放射ビームを示す図。
【図３】アンテナ素子と金属導体との間の距離と放射ビーム半値幅の関係を示す図。
【図４】金属導体の高さと放射ビーム半値幅の関係を示す図。
【図５】金属導体の直径と放射ビーム半値幅の関係を示す図。
【図６】実施例の放射ビームを示す図。
【符号の説明】
１  第１の金属導体        ３  ３周波共用アンテナ
２  第２の金属導体        ３’アンテナ素子
【図１】
0003622915.tif 000003
【図２】
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【図３】
0003622915.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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