(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナが所定の間隔で配置されたダイバーシチアンテナにおいて、
前記複数のアンテナは、１本の支持柱の先端に固定した取り付け具を介して中心線が鉛直方向で上側に開いた逆円錐面上に配置され、かつ各アンテナはエンドファイヤ方向に配列されたアレー素子構成であり、
前記各アレー素子の信号の振幅および位相を重み付けして合成し、前記各アンテナが配置される逆円錐面の開き角（鉛直方向に対する各アンテナの傾斜角）をθとしたときに、前記各アンテナの最大放射指向性をアンテナのブロードサイド方向から角θだけずれた方向に設定し、前記逆円錐面上に配置された各アンテナの最大放射指向性を水平方向に設定する合成回路を前記取り付け具の部分または前記支持柱側に備えた
ことを特徴とするダイバーシチアンテナ。
【請求項２】
複数のアンテナが所定の間隔で配置されたダイバーシチアンテナにおいて、
前記複数のアンテナは、１本の支持柱の先端に固定した取り付け具を介して中心線が鉛直方向で上側に開いた逆円錐面上に配置され、かつ各アンテナはエンドファイヤ方向に配列されたアレー素子構成であり、さらに各アレー素子が相対する２方向にそれぞれ単一指向性を有する素子構成であり、
前記各アレー素子の信号の振幅および位相を重み付けして合成し、前記各アンテナが配置される逆円錐面の開き角（鉛直方向に対する各アンテナの傾斜角）をθとしたときに、前記各アンテナの最大放射指向性をアンテナのブロードサイド方向から角θだけずれた方向に設定し、前記逆円錐面上に配置された各アンテナの最大放射指向性を水平方向に設定する合成回路を前記取り付け具の部分または前記支持柱側に備えた
ことを特徴とするダイバーシチアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロセルを用いた移動通信における基地局アンテナとして用いられるダイバーシチアンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロセルを用いた移動通信における従来の基地局アンテナは、水平面無指向性のコリニアアンテナが用いられている。この場合のコリニアアンテナは、物理的に鉛直方向に立てた構造になっている。ダイバーシチアンテナ構成やアレーアンテナ構成では、このコリニアアンテナを複数本同時に使用するが、各コリニアアンテナは図７に示すようにそれぞれ鉛直方向に林立した構成となる。一般的には、複数のコリニアアンテナは水平面内で等間隔に配置される。
【０００３】
このようなアンテナの取り付け部は、支持柱２の先端に水平面放射状に支持腕木３を配置し、その支持腕木３の端部にアンテナ１が鉛直方向に取り付けられる形状となる。したがって、全体的に角張った構造となり、視覚的にも圧迫感を与えやすい形状になっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
移動通信サービスを提供するために配置される基地局アンテナは、取り付け場所として利用者の多い所、例えば住宅地やビジネス街など、一般的に人目につきやすい場所となる。さらに、電柱上部など、通行人等の頭上や間近に見える場所に取り付けられる場合もあるので、視覚的に威圧感や不安定感を与えるような形状は避ける必要がある。
【０００５】
本発明は、構造的に均整のとれた形状にしながら、アンテナの最大放射指向性を水平方向または所定の方向に設定することができるダイバーシチアンテナを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、複数のアンテナが所定の間隔で配置されたダイバーシチアンテナにおいて、複数のアンテナは、１本の支持柱の先端に固定した取り付け具を介して中心線が鉛直方向で上側に開いた逆円錐面上に配置され、かつ各アンテナはエンドファイヤ方向に配列されたアレー素子構成であり、各アレー素子の信号の振幅および位相を重み付けして合成し、各アンテナが配置される逆円錐面の開き角（鉛直方向に対する各アンテナの傾斜角）をθとしたときに、各アンテナの最大放射指向性をアンテナのブロードサイド方向から角θだけずれた方向に設定し、逆円錐面上に配置された各アンテナの最大放射指向性を水平方向に設定する合成回路を取り付け具の部分または支持柱側に備える。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、複数のアンテナが所定の間隔で配置されたダイバーシチアンテナにおいて、複数のアンテナは、１本の支持柱の先端に固定した取り付け具を介して中心線が鉛直方向で上側に開いた逆円錐面上に配置され、かつ各アンテナはエンドファイヤ方向に配列されたアレー素子構成であり、さらに各アレー素子が相対する２方向にそれぞれ単一指向性を有する素子構成であり、各アレー素子の信号の振幅および位相を重み付けして合成し、各アンテナが配置される逆円錐面の開き角（鉛直方向に対する各アンテナの傾斜角）をθとしたときに、各アンテナの最大放射指向性をアンテナのブロードサイド方向から角θだけずれた方向に設定し、逆円錐面上に配置された各アンテナの最大放射指向性を水平方向に設定する合成回路を取り付け具の部分または支持柱側に備える。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のダイバーシチアンテナの基本構成を示す。図において、ダイバーシチアンテナを構成する複数のアンテナ１−１〜１−６は、中心線が鉛直方向で上側に開いた逆円錐面上に等間隔に配置される。なお、各アンテナ１−１〜１−６は、全長がアンテナとして機能する構造や、その一部（例えば上半分）がアンテナとして機能する構造など、いずれの構造をとってもよい。
【０００９】
図２は、各アンテナの最大放射指向性を示す。各アンテナ１−１〜１−６の最大放射指向性４は、図２(a) に示すように、アンテナのブロードサイド方向から所定角度θだけずれた方向に設定される。この角度θは、図２(b) に示すように、各アンテナが配列される逆円錐面の開き角θと一致している。これにより、各アンテナを逆円錐面上に配置したしたときに、図２(c) に示すように、ダイバーシチアンテナを構成している各アンテナの最大放射指向性４を水平方向に設定することができる。
【００１０】
ところで、一般に携帯端末はさまざまな角度で使用されるので、基地局アンテナに到来する電波の偏波は端末の傾きに応じて変化することになる。したがって、従来の鉛直方向に立てられた基地局アンテナでは、端末が傾いて使用されたために到来偏波が水平偏波に近くなると、偏波のミスマッチにより受信レベルが最大で15ｄＢ程度低下することがある。それに対して、本発明のダイバーシチアンテナは、各アンテナが鉛直方向に対して所定角度θだけ傾いて円錐面上に配置されるので、偏波ダイバーシチの効果も合わせて得ることができ、端末の傾きによる受信レベル低下を改善することができる。
【００１１】
図３は、本発明のダイバーシチアンテナの第１の実施形態を示す。本実施形態では、アンテナが２本の場合について示すが、４本やその他の本数でも同様に構成される。
【００１２】
図において、本実施形態のダイバーシチアンテナは、支持柱２の先端に二股に分かれた取り付け具５を固定し、その取り付け具５の挿入部にアンテナ１の一端を挿入固定する構成である。取り付け具５は、アンテナ１に接続されるケーブル６を通せるようにパイプ状になっており、挿入されるアンテナ１が所定の位置で固定されるような構造になっている。アンテナ１の本数や傾斜角は、取り付け具５の形状によって決まるので、それぞれ対応する取り付け具５が用いられる。
【００１３】
本実施形態のダイバーシチアンテナは、従来構成のような各アンテナを鉛直に支持するための腕木が不要となり、また支持柱２、取り付け具５、アンテナ１が一体化された構造となるので、視覚的な圧迫感を低減することができる。
【００１４】
図４は、本発明のダイバーシチアンテナの第２の実施形態を示す。本実施形態もアンテナが２本の場合について示すが、４本やその他の本数でも同様に構成される。
【００１５】
図において、本実施形態のダイバーシチアンテナを構成する支持柱２、取り付け具５、アンテナ１からなる一体化構造は、第１の実施形態と同様である。本実施形態の特徴は、ダイバーシチアンテナを構成する各アンテナ１をエンドファイヤ方向に配列されたアレー素子構成とし、各アレー素子の信号の振幅・位相を重み付けして合成する合成回路７を備えるところにある。ケーブル６は合成回路７に接続される。
【００１６】
アンテナ１を構成する各アレー素子の信号の振幅・位相は、例えば最大放射指向性が水平方向になるように合成回路７で設定される。このとき設定される振幅・位相の値は、アンテナの傾斜角（円錐の開き角）θに対して予め計算して設定してもよいし、出力信号を逐次的に動かして放射指向性が所定の方向になるように適応制御する構成（アダプティブアレー構成）としてもよい。
【００１７】
図５は、本発明のダイバーシチアンテナの第３の実施形態を示す。本実施形態の特徴は、第２の実施形態における合成回路７をダイバーシチアンテナの外部に設置したところにある。すなわち、アンテナ１を構成する各アレー素子の信号の振幅・位相は、合成回路７からケーブル２を介してそれぞれ設定される。
【００１８】
図６は、本発明のダイバーシチアンテナの第４の実施形態を示す。本実施形態もアンテナが２本の場合について示すが、４本やその他の本数でも同様に構成される。
【００１９】
図において、本実施形態のダイバーシチアンテナを構成する支持柱２、取り付け具５、アンテナ１からなる一体化構造は、第１の実施形態と同様である。本実施形態の特徴は、ダイバーシチアンテナを構成する各アンテナ１として、下側を向いた単一指向性のアンテナ１ａと、上側を向いた単一指向性のアンテナ１ｂにより構成したところにある。このようなアンテナは、例えば誘電体基板上に形成したプリントアンテナ構成により実現することができる。
【００２０】
アンテナ１ａ，１ｂには、それぞれのアンテナの振幅・位相を重み付けして合成する合成回路７ａ，７ｂと、両アンテナの信号を合成する合成回路７ｃが配置される。ここで、アンテナ１ａはアンテナ自体が角度θだけ傾いているので、さらに電気的に角度θ１だけ傾いた指向性８ａを設定することにより、チルト角は水平方向に対して（θ＋θ１）となる。このチルト角をアンテナ１ｂに対して設定するには、電気的に角度（２θ＋θ１）だけ傾いた指向性８ｂを設定する。これにより、ともに水平方向に対して（θ＋θ１）だけチルトした構成となる。このようなチルト角を設定することにより、隣接基地局間の干渉を低減させることができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のダイバーシチアンテナは、支持柱の上部から複数のアンテナが放射状に開いた均整のとれた形状となり、視覚的な圧迫感を低減することができる。しかも、最大放射指向性やチルト角など、従来アンテナとほぼ同様の特性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のダイバーシチアンテナの基本構成を示す図。
【図２】  各アンテナの最大放射指向性を説明する図。
【図３】  本発明のダイバーシチアンテナの第１の実施形態を示す図。
【図４】  本発明のダイバーシチアンテナの第２の実施形態を示す図。
【図５】  本発明のダイバーシチアンテナの第３の実施形態を示す図。
【図６】  本発明のダイバーシチアンテナの第４の実施形態を示す図。
【図７】  従来の基地局アンテナの構成を示す図。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ  アンテナ
２  支持柱
３  支持腕木
４  最大放射指向性
５  取り付け具
６  ケーブル
７，７ａ，７ｂ，７ｃ  合成回路
８ａ，８ｂ  指向性
【図１】
0003721050.tif 000002
【図２】
0003721050.tif 000003
【図３】
0003721050.tif 000004
【図４】
0003721050.tif 000005
【図５】
0003721050.tif 000006
【図６】
0003721050.tif 000007
【図７】
0003721050.tif 000008