(57)【要約】【解決手段】  本発明においては、電気的下方傾斜、電気的ビーム幅、電気的アジマス調整のような１つ又はそれ以上のアンテナ属性の調整と共に、機械的アジマス調整を可能とするセルラーアンテナが提供される。一体化した制御配列においては、シリアル、無線、若しくはＲＦフィードラインを通信をするために利用することができる。多バンドの実施形態では両バンドのアジマス調整が機械的アジマス調整と電気的アジマス調整を利用して行われる。このようなアンテナや制御方法を組み込んだシステムも提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
当該アンテナのビームをアジマス操縦できるようにアンテナ支持部に回転可能に搭載できるアレイアンテナと、
前記アレイアンテナをアンテナ支持部に対して回転するアジマス位置アクチュエーターと、
アドレス可能なシリアルバスを介して当該アクチュエーター制御器に割り当てられたアドレスと共に制御データを受信し、受信したアジマス制御データによって前記アジマス位置アクチュエーターを制御するアクチュエーター制御器とを有することを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項２】
請求項１記載のアンテナのアセンブリであって、その中に前記アレイアンテナが回転可能に支持されるレドームを有することを特徴とするアンテナアセンブリ。
【請求項３】
前記アンテナ支持部は前記レドームの上部でアンテナへの主たる物理的な支持を提供するように構成されたアンテナサスペンション構造を有することを特徴とする請求項２記載のアンテナアセンブリ。
【請求項４】
前記アジマス位置アクチュエーターは前記レドームの上部で前記アレイアンテナを回転させることを特徴とする請求項２記載のアンテナアセンブリ。
【請求項５】
請求項１で定義される少なくとも１つのアンテナアセンブリと、前記アクチュエーター制御器への送信のためにアドレスが与えられた制御データを展開する基地局制御器を有する制御配列を有することを特徴とするアンテナシステム。
【請求項６】
前記基地局制御器と前記アクチュエーター制御器の間でＲＦフィード線を介して制御データを通信するように構成された変調・復調配列を有することを特徴とする請求項５記載のアンテナシステム。
【請求項７】
前記基地局制御器と前記アクチュエーター制御器の間で制御データを通信するように構成された無線通信配列を有することを特徴とする請求項５記載のアンテナシステム。
【請求項８】
前記基地局制御器と前記アクチュエーター制御器の間で直接接続されるアドレス可能なシリアルバスを有することを特徴とする請求項５記載のアンテナシステム。
【請求項９】
前記アドレス可能なシリアルバスはＲＳ４８５バスであることを特徴とする請求項６記載のアンテナシステム。
【請求項１０】
複数の基地局アンテナサイトを備え、各基地局アンテナサイトは請求項５で定義されたアンテナシステム群を伴うネットワーク管理システムであって、前記アンテナシステムの基地局制御器を介して各アクチュエーター制御器と通信するように構成された中央制御器を有することを特徴とするネットワーク管理システム。
【請求項１１】
請求項１０記載のネットワーク管理システムであって、前記中央制御器はインターネットプロトコルを使用して、前記基地局制御器と通信することを特徴とするネットワーク管理システム。
【請求項１２】
請求項１記載のアンテナであって、
前記アレイアンテナの離間した放射素子のアレイへ信号を供給し且つ該アレイから信号を受信し、当該フィードネットワークを通過する信号の位相を偏移させる下方傾斜位相偏移器を有するフィードネットワークと、
前記下方傾斜位相偏移器を調整するように構成された下方傾斜位相偏移器アクチュエーターとをさらに有し、
前記アクチュエーター制御器は前記アレイアンテナのビームの下方傾斜を調整するため受信した下方傾斜制御データに従って前記下方傾斜位相偏移器アクチュエーターを制御することを特徴とするアンテナ。
【請求項１３】
前記アクチュエーター制御器は前記アジマス位置アクチュエーターと前記下方傾斜位相偏移器アクチュエーターの両方を制御する一体型制御器であることを特徴とする請求項１２記載のアンテナ。
【請求項１４】
請求項１２記載のアンテナであって、前記フィードネットワークは当該フィードネットワークを通過する信号の位相を偏移させる複数の下方傾斜位相偏移器と、前記アクチュエーター制御器によって制御される下方傾斜位相偏移器アクチュエーターを有してなることを特長とするアンテナ。
【請求項１５】
請求項１記載のアンテナであって、さらに、フィードネットワークを通過する信号の位相を偏移させるビーム幅位相偏移器と、
前記ビーム幅位相偏移器を調整するように構成されるビーム幅位相偏移器アクチュエーターとを有し、
前記アクチュエーター制御器は、前記アレイアンテナのビームのビーム幅を調整するため受信したビーム幅制御データに従って前記ビーム幅位相偏移器アクチュエーターを制御するように構成されていることを特徴とするアンテナ。
【請求項１６】
請求項１記載のアンテナであって、さらに、フィードネットワークの異なる分枝を通過する信号の電力を変えるための電力分割器と、
前記電力分割器を調整するための電力分割器アクチュエーターとを有し、
前記アクチュエーター制御器は、前記アレイアンテナのビームのビーム幅を調整するため受信したビーム幅制御データに従って前記電力分割器アクチュエーターを制御するように構成されていることを特徴とするアンテナ。
【請求項１７】
請求項１記載のアンテナであって、
前記アレイアンテナの離間した放射素子のアレイへ信号を供給し且つ該アレイから信号を受信し、当該フィードネットワークを通過する信号の位相を偏移させるビーム幅位相偏移器を有するフィードネットワークと、
前記下方傾斜位相偏移器を調整するように構成されたビーム幅位相偏移器アクチュエーターとをさらに有し、
前記アクチュエーター制御器は前記アレイアンテナのビームのビーム幅を調整するため受信したビーム幅制御データに従って前記下方傾斜位相偏移器アクチュエーターを制御することを特徴とするアンテナ。
【請求項１８】
請求項１記載のアンテナであって、
前記アレイアンテナの離間した放射素子のアレイへ信号を供給し且つ該アレイから信号を受信し、当該フィードネットワークの異なる分枝を通過する信号の関連電力を調整させる電力分割器を有するフィードネットワークと、
前記電力分割器を調整するように構成された電力分割器アクチュエーターとをさらに有し、
前記アクチュエーター制御器は前記アレイアンテナのビームのビーム幅を調整するため受信したビーム幅制御データに従って前記電力分割器アクチュエーターを制御することを特徴とするアンテナ。
【請求項１９】
第１の周波数帯で作動する放射素子の第１のアレイ及び第２の周波数帯で作動する放射素子の第２のアレイを有するアンテナのビームをアジマス操縦できるようにアンテナ支持部に回転可能に搭載できるアレイアンテナと、
前記アレイアンテナをアンテナ支持部に対して回転するアジマス位置アクチュエーターと、
前記アレイアンテナの離間した放射素子のアレイへ信号を供給し且つ該アレイから信号を受信し、当該フィードネットワークを通過する信号の位相を変化させるためのアジマス位相偏移器を有する第１のフィードネットワークと、
前記アジマス位相偏移器を調整するように構成されたアジマス位相偏移器アクチュエーターと、
制御データを受信し、当該アンテナの方向を変更するために受信した機械的アジマス制御データに応じてアンテナ支持部に対して前記アレイアンテナを回転させるアジマス位置アクチュエーターを制御し、前記第２のアレイのアジマスビーム方向に対する前記第１のアレイのアジマスビーム方向を調整するため受信した電気的アジマス制御データに応じて前記アジマス位相偏移器アクチュエーターを制御するアクチュエーター制御器とを有することを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項２０】
請求項１９記載のセルラーアンテナであって、前記第１の周波数帯は前記第２の周波数帯と異なることを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項２１】
請求項１９記載のセルラーアンテナであって、前記アクチュエーター制御器は、当該アクチュエーター制御器に割り当てられたアドレスを用いてアドレス可能なシリアルバスを介して制御データを受信するように構成されていることを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項２２】
請求項１９記載のセルラーアンテナであって、前記第１のフィードネットワークは、下方傾斜位相偏移器と、前記第１のアレイのビームの下方傾斜を調整するため前記アクチュエーター制御器からの駆動信号に応ずる下方傾斜位相偏移器アクチュエーターとを有することを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項２３】
請求項１９記載のセルラーアンテナであって、前記第１のフィードネットワークは、ビーム幅位相偏移器と、前記第１のアレイのビーム幅を調整するため前記アクチュエーター制御器からの駆動信号に応ずるビーム幅位相偏移器アクチュエーターとを有することを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項２４】
請求項１９記載のセルラーアンテナであって、前記第１のフィードネットワークは、ビーム幅電力分割器と、前記第１のアレイのビーム幅を調整するため前記アクチュエーター制御器からの駆動信号に応ずるビーム幅電力分割器アクチュエーターとを有することを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項２５】
請求項２２記載のセルラーアンテナであって、前記第１のフィードネットワークは、ビーム幅位相偏移器と、前記第１のアレイのビーム幅を調整するため前記アクチュエーター制御器からの駆動信号に応ずるビーム幅位相偏移器アクチュエーターとを有することを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項２６】
請求項２２記載のセルラーアンテナであって、前記第１のフィードネットワークは、ビーム幅電力分割器と、前記第１のアレイのビーム幅を調整するため前記アクチュエーター制御器からの駆動信号に応ずるビーム幅電力分割器アクチュエーターとを有することを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項２７】
請求項１記載のアンテナであって、さらに前記アレイアンテナに取り付けられるコンパスを有し、該コンパスの読取はアジマスビーム方向を指標するものであることを特徴とするアンテナ。
【請求項２８】
請求項２７記載のアンテナであって、前記コンパスは該コンパスでの読取を制御器に送信することを特徴とするアンテナ。
【請求項２９】
請求項２８記載のアンテナであって、前記制御信号は所望のアジマスビーム方向を特定する信号を有し、前記制御器は前記コンパスの読取と前記所望のアジマスビーム方向を基にアジマス操縦モーターを制御するように構成されることを特徴とするアンテナ。
【請求項３０】
請求項２８記載のアンテナであって、前記制御器は磁北と真北の差異のためにコンパスの読取を修正することを特徴とするアンテナ。
【請求項３１】
中央制御システム及び請求項１記載の少なくとも２つのアンテナを有し、前記制御器は１つのアドレス可能なシリアルバスを介して中央制御システムからの制御信号を受信するように構成されることを特徴とするアンテナシステム。
【請求項３２】
請求項３１記載のアンテナシステムであって、各アンテナは各アレイアンテナに取り付けられるコンパスを有し、該コンパスの読取はアジマスビーム方向を指標するものであり、前記コンパスの読取は前記中央制御システムに送信され、前記中央制御システムは前記コンパスの読取を所望のアジマスビーム方向と合わせるように前記アジマスアクチュエーターの制御を指示する適当な制御器に制御信号を送信するように構成されていることを特徴とするアンテナシステム。
【請求項３３】
第１のアレイと第２のアレイを有する多アレイアンテナのビームアジマスを調整する方法であって、前記第１のアレイは１つ若しくはそれ以上のビームアジマスを調整する可変素子を有するフィードネットワークを有し、
前記アンテナを第２のアレイに所望なアジマスビーム方向を得るように機械的に方向付けし、
前記第１のアレイのビームアジマスとは異なる、第１のアレイに所望なビームアジマスを得るような可変素子を設定することを特徴とするビームアジマスを調整する方法。
【請求項３４】
励起時に第１のビームを展開するように構成された放射素子の第１のアレイと、
前記第１のビームのアジマス方向を調整する１つ若しくはそれ以上の第１の制御可能素子を有し第１のアレイと関連する第１のフィードネットワークと、
励起時に第２のビームを展開するように構成された放射素子の第２のアレイと、
第２のビームのアジマス方向を調整する１つ若しくはそれ以上の第１の制御可能素子を有し第２のアレイと関連する第２のフィードネットワークと、
前記第１及び第２のアレイを内在させるアンテナハウジングとを有し、
前記アレイの第１及び第２のビームのアジマス操縦を独立して行うために、前記第１の制御可能素子は前記第２の制御可能素子とは独立して制御されることを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項３５】
請求項３４記載のセルラーアンテナであって、前記第１のアレイは第１の周波数帯で作動するように設定され、前記第２のアレイは第２の周波数帯で作動するように設定され、前記第１の周波数帯は前記第２の周波数帯とは異なることを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項３６】
請求項３５記載のセルラーアンテナであって、前記第１のアレイの前記第１の制御可能素子は第１の電気アクチュエーターを介して制御され、前記アンテナはアクチュエーター制御器に割り当てられたアドレスによってアドレス可能なシリアルバスを介して制御データを受信するように構成されたアクチュエーター制御器を有することを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項３７】
請求項３６記載のセルラーアンテナであって、前記第１のフィードネットワークは下方傾斜位相偏移器と、前記第１のアレイのビームの下方傾斜を調整するため前記アクチュエーター制御器からの駆動信号に応ずる下方傾斜位相偏移器アクチュエーターとを有することを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項３８】
請求項３６記載のセルラーアンテナであって、前記第１のフィードネットワークはビーム幅位相偏移器と、前記第１のアレイのビーム幅を調整するため前記アクチュエーター制御器からの駆動信号に応ずるビーム幅位相偏移器アクチュエーターとを有することを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項３９】
請求項３６記載のセルラーアンテナであって、前記第１のフィードネットワークはビーム幅電力分割器と、前記第１のアレイのビーム幅を調整するため前記アクチュエーター制御器からの駆動信号に応ずるビーム幅電力分割器アクチュエーターとを有することを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項４０】
請求項３７記載のセルラーアンテナであって、前記第１のフィードネットワークはビーム幅位相偏移器と、前記第１のアレイのビーム幅を調整するため前記アクチュエーター制御器からの駆動信号に応ずるビーム幅位相偏移器アクチュエーターとを有することを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項４１】
請求項３７記載のセルラーアンテナであって、前記第１のフィードネットワークはビーム幅電力分割器と、前記第１のアレイのビーム幅を調整するため前記アクチュエーター制御器からの駆動信号に応ずるビーム幅電力分割器アクチュエーターとを有することを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項４２】
請求項３４記載のアンテナであって、前記アレイアンテナに取り付けられたアンテナ方位センサーをさらに有しており、該アンテナ方位センサーの読取はアジマスビーム方向の指標とされることを特徴とするアンテナ。
【請求項４３】
請求項４２記載のアンテナであって、前記アンテナ方位センサーは前記制御可能素子を制御する制御器にコンパスの読取を送信することを特徴とするアンテナ。
【請求項４４】
請求項４３記載のアンテナであって、前記制御器は、所望のアジマスビーム方向を特定する信号を含む制御信号を受信し、前記制御器は前記コンパスの読取と前記所望のアジマスビーム方向を基に制御可能素子を制御するように構成されることを特徴とするアンテナ。
【請求項４５】
請求項４４記載のアンテナであって、前記制御器は磁北と真北の差異のためにコンパスの読取を修正することを特徴とするアンテナ。
【請求項４６】
請求項４４記載のセルラーアンテナであって、当該セルラーアンテナをアンテナ支持部に対して機械的に操縦するための命令を制御するように応答する機械的アジマスアクチュエーターを有することを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項４７】
請求項４６記載のセルラーアンテナであって、前記機械的アジマスアクチュエーターは機械的アジマスアクチュエーター制御器によって制御され、機械的アジマスアクチュエーター制御器は当該機械的アジマスアクチュエーター制御器に割り当てられたアドレスによってアクセス可能なシリアルバスを介して制御データを受信するように構成されていることを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項４８】
複数列に配列された放射素子の第１のアレイと複数列に配列された放射素子の第２のアレイとを有した一体型セルラーアンテナのビームをアジマス操縦する方法であって、前記第１のアレイのビームのアジマス方向が第１の方向を向かうように位相が偏移した信号が前記第１のアレイの列に供給され、前記第２のアレイのビームのアジマス方向が前記第１の方向とは異なる第２の方向を向かうように位相が偏移した信号が前記第２のアレイの列に供給されることを特徴とするビームをアジマス操縦する方法。
【請求項４９】
励起時にそれぞれ第１及び第２のビームを展開するように構成された放射素子の第１及び第２のアレイを有するアレイアンテナであって、第１及び第２のビームの機械的アジマス操縦をなしうるようにアンテナ支持部に対して回転可能に搭載できるアレイアンテナと、
前記アンテナ支持部に対してアレイアンテナを回転させるように構成された機械的アジマスアクチュエーターと、
当該フィードネットワークを通過する信号の位相を変化させるため第１の可変素子を有する放射素子の第１のアレイへ信号を供給し且つ該第１のアレイからの信号を受信する第１のフィードネットワークと、
第１の位相偏移器を調整するように構成された第１の可変素子調整器と、
制御データを受信し、受信した機械的アジマス制御データに応じて当該アンテナの方位を変更するためアンテナ支持部に対してアレイアンテナを回転させる前記機械的アジマスアクチュエーターを制御し、受信した電気的アジマス制御データに応じて前記第２のアジマスビーム方向に対して前記第１のアレイのアジマスビーム方向を調整する前記第１の可変素子調整器を制御するアクチュエーター制御器とを有することを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項５０】
請求項４９記載のセルラーアンテナであって、前記第１のアレイは第１の周波数帯で作動するように設定され、前記第２のアレイは第２の周波数帯で作動するように設定され、前記第１の周波数帯は前記第２の周波数帯とは異なることを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項５１】
請求項５０記載のセルラーアンテナであって、前記第２のアレイはより低い周波数帯で作動されることを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項５２】
請求項４９記載のセルラーアンテナであって、前記第２のアレイは単数列アレイであることを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項５３】
請求項４９記載のセルラーアンテナであって、前記第２のアレイのビームのアジマス方向を調整するため、当該第２のフィードネットワークを通過する信号の位相を変化させるように前記アクチュエーター制御器によって制御される第２の可変素子を有する放射素子の第２のアレイへ信号を供給し且つ該第２のアレイからの信号を受信する第２のフィードネットワークを有することを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項５４】
請求項５３記載のセルラーアンテナであって、前記第１のアレイはクロスダイポールのアレイであることを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項５５】
請求項５３記載のセルラーアンテナであって、前記第２のアレイはリングラディエーターのアレイであることを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項５６】
請求項５５記載のセルラーアンテナであって、前記第１及び第２のアレイは同じ位置にあることを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項５７】
請求項５３記載のセルラーアンテナであって、前記アクチュエーター制御器は当該アクチュエーター制御器に割り当てられたアドレスによってアクセス可能なシリアルバスを介して制御信号を受信するように構成されていることを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項５８】
励起時に第１及び第２のビームをそれぞれ展開するように構成された放射素子の第１及び第２のアレイを有する多アレイアンテナのビームアジマスの調整方法であって、第１のアレイは第１のビームアジマスを調整する１つ若しくはそれ以上の可変素子を含むフィードネットワークを有し、
前記方法は、
前記第２のビームの所望のアジマスビーム方向を得るように前記アンテナを機械的に方位付け、
前記第２のビームのビームアジマスとは異なる、前記第１のビームの所望のアジマスビーム方向を得るように１つ若しくはそれ以上の可変素子を設定する
ことを特徴とするビームアジマスの調整方法。
【請求項５９】
請求項５８記載の方法であって、前記アンテナの方位についての方位情報を取得すると共に、前記方位情報に依存して前記アンテナを機械的に方向付けることを特徴とするビームアジマスの調整方法。
【請求項６０】
請求項５９記載の方法であって、前記方位情報は前記アンテナに取り付けられた電子コンパスを介して得られることを特徴とするビームアジマスの調整方法。
【請求項６１】
請求項６０記載の方法であって、前記方位情報は当該方位情報に依存してアンテナを方向付ける制御命令を提供する遠隔の中央制御器に供給されることを特徴とするビームアジマスの調整方法。
【請求項６２】
放射素子の第１及び第２のアレイを有する多アレイアンテナの第１及び第２のビームの異なるビームアジマス方位を設定する方法であって、前記第１のアレイはビームアジマスを調整するための１つまたはそれ以上の可変素子を有する第１のフィードネットワークを有し、前記第２のアレイはビームアジマスを調整するための１つまたはそれ以上の可変素子を有する第２のフィードネットワークを有し、前記方法は、
前記第１及び前記第２のビームの所望のビーム方向の間で前記アンテナの法線方向に向かうように前記アンテナを機械的に方向付けし、
前記第１のビームの所望のビームアジマスを得るように前記第１のフィードネットワークの１つまたは複数の可変素子を設定し、
前記第２のビームの所望のビームアジマスを得るように前記第２のフィードネットワークの１つまたは複数の可変素子を設定することを特徴とする異なるビームアジマス方位を設定する方法。
【請求項６３】
中央制御システムと、少なくとも２つの請求項４９記載のアンテナとを有するセルラーアンテナシステムであって、前記アクチュエーター制御器は当該アンテナのビーム方位を制御するため中央制御システムから制御信号を受信するように構成されていることを特徴とするセルラーアンテナシステム。
【請求項６４】
請求項６３記載のアンテナシステムであって、各アンテナは前記中央制御システムへのアンテナアジマス方位を指標するところのコンパスの読取を提供する電子コンパスを有することを特徴とするアンテナシステム。
【請求項６５】
請求項６４記載のアンテナシステムであって、前記中央制御システムは前記コンパスの読取を所望のアジマスビーム方向と合わせるように前記アジマスアクチュエーターの制御を指示する適当な制御器に制御信号を送信するように構成されていることを特徴とするアンテナシステム。
【請求項６６】
アンテナハウジングと、前記アンテナハウジングについて関連して回転可能な放射素子の複数のパネルと、前記アンテナハウジングについて各パネルを独立して回転させるアジマスアクチュエーターとを有することを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項６７】
請求項６６記載のセルラーアンテナであって、各列は放射素子の単列を有することを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項６８】
請求項６６記載のセルラーアンテナであって、各パネルは所望のアジマス方位に対して独立して回転できることを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項６９】
前記アンテナ支持部に対してアンテナハウジングを回転させるアンテナハウジングアクチュエーターを有することを特徴とする請求項６６記載のセルラーアンテナ。
【請求項７０】
アンテナハウジングに対して関連して回転可能とされる放射素子の複数のパネルと、前記アンテナハウジングに対して各パネルを独立して回転可能とさせるアジマスアクチュエーターとを有するアンテナのビームを操縦する方法であって、
所望のビームパターン及び／またはビーム方位を得るために前記アンテナハウジングに対して選択したパネルを回転させることを特徴とするアンテナのビームを操縦する方法。
【請求項７１】
請求項７０記載の方法であって、前記全パネルは共通の方位に並べられることを特徴とするアンテナのビームを操縦する方法。
【請求項７２】
請求項７０記載の方法であって、外側パネルは互いに離れる向きに並べられることを特徴とするアンテナのビームを操縦する方法。
【請求項７３】
請求項３４記載のセルラーアンテナであって、制御可能な素子は能動位相調整素子であることを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項７４】
請求項７３記載のセルラーアンテナであって、前記能動位相調整素子はＰＩＮダイオードであることを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項７５】
請求項７３記載のセルラーアンテナであって、前記能動位相調整素子は光学的に制御できることを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項７６】
請求項４９記載のセルラーアンテナであって、前記第１の位相偏移器は能動位相偏移器であることを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項７７】
請求項７６記載のセルラーアンテナであって、前記能動位相偏移器はＰＩＮダイオードであることを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項７８】
請求項７７記載のセルラーアンテナであって、前記能動位相偏移器は光学的に制御できることを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項７９】
請求項３５記載のアンテナであって、前記第１の周波数帯は８２４乃至９６０ＧＨｚの範囲であり、前記第２の周波数帯は１７１０乃至１７２０ＧＨｚの範囲であることを特徴とするアンテナ。
【請求項８０】
請求項５０記載のアンテナであって、前記第１の周波数帯は８２４乃至９６０ＧＨｚの範囲であり、前記第２の周波数帯は１７１０乃至１７２０ＧＨｚの範囲であることを特徴とするアンテナ。
【請求項８１】
放射素子の第１のアレイを有する中央パネルと、
前記中央パネルの端部に回転可能に接続された放射素子の一対に外側パネルと、
前記中央パネルに対する前記外側パネルの相対位置を調整するアクチュエーター配列とを有することを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項８２】
励起時に第１及び第２のビームをそれぞれ展開するように構成された放射素子の第１及び第２のアレイからなる多アレイアンテナのビームアジマスを調整する方法であって、該方法は、
前記第１のビームの所望のアジマスビーム方向を得るために第１のビームを方向付けし、
前記第１のビームのビームアジマスと異なる第２のビームの所望のアジマスビーム方向を得るために第２のビームを方向付けすることを特徴とする多アレイアンテナのビームアジマスを調整する方法。
【請求項８３】
ビームを生成する構成とされ調整可能な方位に搭載されるアレイアンテナと、
アンテナ上若しくはアンテナ近くに搭載され該アンテナの物理的方位を特徴付ける信号を展開するように構成されたアンテナ方位センサーと、
前記アレイアンテナ若しくは前記ビームの属性を調整するための電気アクチュエーターと、
前記センサー信号に応答し所望のアンテナ方位、ビーム方位若しくはビーム配列を得るためのアクチュエーターを制御するように構成されたアンテナ制御器とを有することを特徴とするセルラー通信アンテナ。
【請求項８４】
請求項８３記載のセルラー通信アンテナであって、前記アクチュエーターはアレイアンテナの物理的方位を調整することを特徴とするセルラー通信アンテナ。
【請求項８５】
請求項８４記載のセルラー通信アンテナであって、物理的方位の調整は、ビームアジマス、ビームエレベーション、若しくはビームロールを変化させることを特徴とするセルラー通信アンテナ。
【請求項８６】
請求項８３記載のセルラー通信アンテナであって、前記アクチュエーターは前記アレイアンテナに対するアンテナビームの方位を調整することを特徴とするセルラー通信アンテナ。
【請求項８７】
請求項８６記載のセルラー通信アンテナであって、前記ビーム方位調整器はビームエレベーション、ビームアジマス、若しくはビーム幅を調整させることを特徴とするセルラー通信アンテナ。
【請求項８８】
請求項８３記載のセルラー通信アンテナであって、前記アンテナ方位センサーは電子コンパス、傾斜計若しくはジャイロスコープであることを特徴とするセルラー通信アンテナ。
【請求項８９】
請求項８３記載のセルラー通信アンテナであって、全地球測位衛星（ＧＰＳ）受信器を有することを特徴とするセルラー通信アンテナ。
【請求項９０】
請求項８３記載のセルラー通信アンテナであって、三角測量により各アレイアンテナの位置を決定するためのＲＦ受信器を有することを特徴とするセルラー通信アンテナ。
【請求項９１】
請求項８３記載のセルラー通信アンテナであって、前記アンテナ方位センサーは前記アレイアンテナに永久的に固定されていることを特徴とするセルラー通信アンテナ。
【請求項９２】
複数のセルセクターを範囲とするビームを生成する複数のアレイアンテナと、
複数の前記アンテナに関連し前記アレイアンテナの物理的な方位をそれぞれ検知するように構成された複数のアンテナ方位センサーと、
前記アレイアンテナの属性をそれぞれ調整するための複数のアクチュエーターと、
前記方位センサーからの方位情報を受信し、各アンテナで所望のアンテナ方位、ビーム方位若しくはビーム配列を得るためのアレイアンテナのそれぞれの属性を調整するように構成された制御配列とを有することを特徴とするセルラー通信アンテナシステム。
【請求項９３】
請求項９２記載のセルラー通信アンテナシステムであって、前記制御配列は前記アレイアンテナの属性を当該制御配列によって格納される所望の属性値に合わせるために調整することを特徴とするセルラー通信アンテナシステム。
【請求項９４】
請求項９２記載のセルラー通信アンテナシステムであって、少なくとも１つのアンテナの所望のアンテナ属性が、システムカバレージ、システム利用度、及び所望のアンテナ方位の中の少なくとも１つを取得するように選択されることを特徴とするセルラー通信アンテナシステム。
【請求項９５】
請求項９２記載のセルラー通信アンテナシステムであって、前記制御配列はアドレス可能なシリアルバスを介して前記アクチュエーターを制御することを特徴とするセルラー通信アンテナシステム。
【請求項９６】
請求項９２記載のセルラー通信アンテナシステムであって、無線接続線を介して制御配列は前記アクチュエーターを制御することを特徴とするセルラー通信アンテナシステム。
【請求項９７】
請求項９２記載の複数のアンテナシステムと、該アンテナシステムと通信して方位情報を受信し制御情報を送信して前記アンテナシステムの１つ若しくはそれ以上の属性を調整する中央制御器を有することを特徴とするセルラー通信システム。
【請求項９８】
請求項９７記載のセルラー通信システムであって、各アンテナシステムは前記中央制御器に方位情報を供給することを特徴とするセルラー通信システム。
【請求項９９】
請求項９８記載のセルラー通信システムであって、各アンテナシステムは前記中央制御器に方位情報を周期的に供給することを特徴とするセルラー通信システム。
【請求項１００】
請求項９８記載のセルラー通信システムであって、各アンテナシステムは前記中央制御器に方位情報を該中央制御器に要求されたときに供給することを特徴とするセルラー通信システム。
【請求項１０１】
請求項９７記載のセルラー通信システムであって、各アンテナシステムは前記中央制御器に方位情報を特別な事象が生じたときに供給することを特徴とするセルラー通信システム。
【請求項１０２】
請求項１０１記載のセルラー通信システムであって、前記特別な事象は許容範囲外のアレイアンテナ方位であることを特徴とするセルラー通信システム。
【請求項１０３】
請求項９７記載のセルラー通信システムであって、各アンテナシステムは前記中央制御器からの命令に応ずるものとされることを特徴とするセルラー通信システム。
【請求項１０４】
請求項９７記載のセルラー通信システムであって、前記中央制御器は周期的に各アンテナシステムに所望の属性情報を送信することを特徴とするセルラー通信システム。
【請求項１０５】
請求項９７記載のセルラー通信システムであって、各アンテナシステムは各アンテナシステムの位置を決定し、中央制御器に位置情報を提供する位置センサーを有することを特徴とするセルラー通信システム。
【請求項１０６】
アンテナの方位を測定する方位センサーと前記アンテナの方位を調整するアクチュエーターを有するセルラー通信アンテナの方位を制御する方法であって、
前記アンテナの方位を決定し、
もし前記アンテナの方位が所望の範囲に無い場合に、
前記アクチュエーターを駆動して前記アンテナの方位が所望の範囲内となるまで前記方位センサーで測定したアンテナの方位を監視することを特徴とするセルラー通信アンテナの方位を制御する方法。
【請求項１０７】
請求項１０６記載のセルラー通信アンテナの方位を制御する方法であって、前記方位はアジマス、垂直方位、ヨウの組から選ばれる１つ若しくはそれ以上のものであることを特徴とするセルラー通信アンテナの方位を制御する方法。
【請求項１０８】
アンテナの方位を測定する方位センサーと該アンテナのアンテナフィードネットワークの可燃素子を調整するアクチュエーターとを有するセルラー通信アンテナのビーム属性を制御する方法であって、
前記アンテナの方位を決定し、
前記アンテナの方位に依存して所望のビームパターンを得るために当該アンテナの前記アクチュエーターを制御することを特徴とするセルラー通信アンテナのビーム属性を制御する方法。
【請求項１０９】
請求項１０８記載のセルラー通信アンテナのビーム属性を制御する方法であって、前記ビーム属性はビームアジマス、下方傾斜、ビーム幅の組から選択されるものであることを特徴とするセルラー通信アンテナのビーム属性を制御する方法。
【請求項１１０】
セルラー通信システムにおいて、アンテナの方位を測定する方位センサーと前記アンテナの位置を決定する位置センサーとを有する複数のアンテナを具備する複数のアンテナシステムの配置を決定する方法であって、
各アンテナシステムのアンテナの位置と方位の読取を得て、その読み取ったものを中央制御器に通信することを特徴とするアンテナシステムの配置を決定する方法。
【請求項１１１】
請求項１１０記載の方法であって、前記中央制御器はアンテナ位置と方位についてのデータベースを維持し、所望のカバレージを得るためにアンテナシステムを制御することを特徴とするアンテナシステムの配置を決定する方法。
【請求項１１２】
請求項１１０記載の方法であって、前記中央制御器はアンテナ位置と方位についてのデータベースを維持し、アンテナシステムに所望の属性値を送信することを特徴とするアンテナシステムの配置を決定する方法。
【請求項１１３】
アンテナの方位を測定するための方位センサーと、前記アンテナの位置を決定するための位置センサーとを有するセルラー通信アンテナを配置させる方法であって、
前記アンテナの位置と方位を決定し、
制御器に位置情報及び方位情報を格納し、
格納した位置情報及び方位情報を基に所望のビームカバレッジを提供するために前記アクチュエーターを制御して前記アンテナの属性を調整することを特徴とするセルラー通信アンテナを配置させる方法。
【請求項１１４】
請求項１１３記載のセルラー通信アンテナを配置させる方法であって、前記位置センサーと前記方位センサーは、位置と方位を決定して制御器に位置情報及び方位情報を供給するための一時的にアンテナに配設される携帯可能なユニットであることを特徴とするセルラー通信アンテナを配置させる方法。
【請求項１１５】
ビームを生成するアレイアンテナと、
アンテナ上若しくは近くに搭載され前記アンテナの位置と方位を特徴付ける信号を展開するように構成されるアンテナ位置及び方位センサーと、
前記アレイアンテナの属性若しくは前記ビームの属性を調整するアクチュエーターと、
前記センサー信号に応じて、所望のアンテナ若しくはビーム配置を得るために前記アクチュエーターを制御するように構成されたアンテナ制御器とを有することを特徴とするセルラー通信アンテナ。
【請求項１１６】
１つ若しくはそれ以上の基地局を有するセルラー通信システムにおけるカバレージを制御する方法であって、
１つ若しくはそれ以上の基地局のアンテナの位置及び方位についての情報を取得し、
所望のビームカバレージ情報を取得し、
少なくとも一部は所望の前記ビームカバレージ情報に基づいて前記アンテナの所望のアンテナ方位を計算し、
そのビームが所望のアンテナ方位に適合するように前記アンテナを制御する各ステップを有することを特徴とするセルラー通信システムにおけるカバレージを制御する方法。
【請求項１１７】
請求項１１６記載の方法であって、さらに、
前記アンテナの１つ若しくはそれ以上のビーム形成素子の配置についての情報を得て、
前記アンテナの所望のビーム形状を計算し、
前記所望のビーム形状に対応したビーム形状となるように前記アンテナを制御することを特徴とするセルラー通信システムにおけるカバレージを制御する方法。
【請求項１１８】
請求項１１６記載の方法であって、前記ビームカバレージ情報は障害物についての情報を含むことを特徴とするセルラー通信システムにおけるカバレージを制御する方法。
【請求項１１９】
請求項１１６記載の方法であって、前記ビームカバレージ情報は現在のセルラートラフィックについての情報を含むことを特徴とするセルラー通信システムにおけるカバレージを制御する方法。
【請求項１２０】
請求項１１６記載の方法であって、前記ビームカバレージ情報は履歴上のセルラートラフィックについての情報を含むことを特徴とするセルラー通信システムにおけるカバレージを制御する方法。
【請求項１２１】
請求項１１６記載の方法であって、情報は複数のアンテナの位置と方位として取得されることを特徴とするセルラー通信システムにおけるカバレージを制御する方法。
【請求項１２２】
請求項１１８記載の方法であって、複数の前記アンテナのいくつかは異なる基地局と関連することを特徴とするセルラー通信システムにおけるカバレージを制御する方法。
【請求項１２３】
１つ若しくはそれ以上の基地局を有するセルラー通信システムにおけるカバレージを制御する方法であって、
１つ若しくはそれ以上の基地局のアンテナの位置及び方位についての情報を取得し、
前記アンテナが位置するところの環境に応じた仮想地形上にアンテナビームの仮想投影を表示し、
ユーザー入力装置でアンテナビーム方位を修正し、
前記ユーザー入力装置を介した修正に応じた仮想環境における修正した仮想アンテナビームを表示し、
そのビームが所望のアンテナ方位に適合するように前記アンテナを制御する各ステップを有することを特徴とするセルラー通信システムにおけるカバレージを制御する方法。
【請求項１２４】
請求項１２３記載の方法であって、前記アンテナの１つ若しくはそれ以上のビーム形状素子の配置についての情報が得られ、仮想アンテナビームを生成するのに使用されることを特徴とするセルラー通信システムにおけるカバレージを制御する方法。
【請求項１２５】
請求項１２４記載の方法であって、前記ユーザー入力装置はビーム形状の属性を修正でき、前記アンテナは前記ユーザー入力装置を介して属性のセットに適合するように制御されることを特徴とするセルラー通信システムにおけるカバレージを制御する方法。
【請求項１２６】
請求項１２３記載の方法であって、前記ユーザー入力装置はバーチャルリアリティデータグローブであることを特徴とするセルラー通信システムにおけるカバレージを制御する方法。
【請求項１２７】
中央制御器と、
１つ若しくはそれ以上の基地局であって各基地局は１つ若しくはそれ以上のアンテナと前記中央制御器に各アンテナの方位についての情報を提供する基地局制御器を有してなり、
前記中央制御器は所望のカバレージを得るための各アンテナの方位を制御することを特徴とするセルラー通信システム。
【請求項１２８】
請求項１２７記載のセルラー通信システムであって、各基地局は前記中央制御器にアンテナビーム形状についての情報を送信し、前記中央制御器は各アンテナのビーム形状を制御することを特徴とするセルラー通信システム。
【請求項１２９】
請求項１２７記載のセルラー通信システムであって、各基地局は位置センサーを含み、前記中央制御器にその物理的な位置についての情報を送信することを特徴とするセルラー通信システム。
【請求項１３０】
中央制御器と、
１つ若しくはそれ以上の基地局であって各基地局は１つ若しくはそれ以上のアンテナと前記中央制御器に各アンテナの方位についての情報を提供する基地局制御器を有してなり、
前記中央制御器は仮想地形上に重ね合わされる基地局のアンテナビームを代表する仮想アンテナビームを表示する表示手段と、ユーザーが仮想ビームを操作して対応するアンテナの属性を制御するため送信される制御信号を生成するユーザー入力装置とを有することを特徴とするセルラー通信システム。
【請求項１３１】
請求項１３０記載のセルラー通信システムであって、各基地局制御器は各アンテナビームのビーム形状についての情報を前記中央制御器へ提供することを特徴とするセルラー通信システム。
【請求項１３２】
請求項１３０記載のセルラー通信システムであって、各基地局制御器は各アンテナビームの位置についての情報を前記中央制御器へ提供することを特徴とするセルラー通信システム。
【請求項１３３】
請求項１３０記載のセルラー通信システムであって、前記ユーザー入力装置はバーチャルリアリティデータグローブであることを特徴とするセルラー通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はセルラーアンテナと、そのアンテナを組み込んだシステムと、そのアンテナを制御する方法に関する。それに限定するものではないが、より詳しくは、他のアンテナ属性との調整との組み合わせでアンテナのビームの機械的なアジマス調整を行うアンテナを開示する。また、各アレイの独立したビーム操縦を可能とする多アレイも開示する。
【０００２】
本発明はさらにアンテナのビームの位置及び／又は方位を決定するセンサーを備えたセルラー通信アンテナに関する。この位置及び／又は方位情報はアンテナの属性を局所的に制御するのに役立ち、あるいはアンテナの属性を制御できる中央制御器に通信できる。
【０００３】
本願は米国出願シリアル番号１１／５０５５４８、２００６年８月１７日出願、米国出願シリアル番号１１／４８８２１６、２００６年７月１８日出願、米国出願シリアル番号１１／３９９６２７、２００６年４月６日出願、全てセルラーアンテナ及びそのためのシステムと方法との名称で出願された優先権の利益を主張するものである。
【背景技術】
【０００４】
本件出願人の先の出願、引用によりその開示が組み込まれるところの米国２００４／００３８７１４Ａ１（ローズ）は、下方傾斜、ビーム幅、アジマスについての電気的な遠隔
ビーム調整を提供するアンテナシステムを開示する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
アンテナビームアジマスの機械的調整を効率良く行うシステムは知られているが、セルラーアンテナに十分に一体化されてはいない。ロードは電気的な属性調整（例えば、下方傾斜、アジマス、ビーム幅）を提供する一体化されたアンテナシステムを開示するものの、機械的および電気的な属性調整の優れた一体化をもたらすアンテナが求められている。さらに、多アレイアンテナの属性を独立して制御することも求められている。
【０００６】
セルラー通信アンテナを設置する際、コンパスと機械式傾斜計を使用する支持構造に対してアンテナを方向付けることが行われている。これは塔の上部では容易ではなく且つ確実ではなく、もし前記傾斜計が必要であれば調整をすることが不便でもなり得る。
【０００７】
アンテナがアクチュエーターによって方向付けされる場合に、動きを測定する装置が配設されているが、設置時の調整が制限され或いは非線形性のためにアンテナの実際の方位についての正しい情報をいつも提供するものとはなっていない。さらに、もし使用時にアンテナの方位が変化した場合（例えば、鳥が当たったことによって）、このことはネットワークのオペレーターには知られないかもしれず、さらにネットワークのパフォーマンスも半端なものとなりかねない。
【０００８】
アンテナの真の位置と方位についての知識は設置作業を簡潔化するものであり、改善されら制御戦略を使用可能とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では、１つまたはそれ以上の他のアンテナ属性の調整と組み合わせて機械的なアジマス調整を可能とするアンテナを提供する。一体化された制御の組み合わせが配され、通信をするためにシリアル、無線、或いはＲＦフィードラインのいずれを利用することができる。このようなアンテナを組み込んだシステムとこれらを制御する方法も提供される。いくつかの実施形態が説明され、以下の実施形態は非限定的で例示のみの実施形態として読むことのできるものである。
【００１０】
１つの例示的な実施形態に従えば、提供されるセルラーアンテナは、当該アンテナのビームをアジマス操縦できるようにアンテナ支持部に回転可能に搭載できるアレイアンテナと、前記アレイアンテナをアンテナ支持部に対して回転するアジマス位置アクチュエーターと、アドレス可能なシリアルバスを介して当該アクチュエーター制御器に割り当てられたアドレスと共に制御データを受信し、受信したアジマス制御データによって前記アジマス位置アクチュエーターを制御するアクチュエーター制御器とを有することを特徴とする。
【００１１】
もう１つの例示的な実施形態に従えば、提供されるネットワーク管理システムは、複数の基地局アンテナサイトを備え、各基地局アンテナサイトは前述のアンテナシステム群を伴う。
【００１２】
もう１つの例示的な実施形態に従えば、提供されるセルラーアンテナは、第１の周波数帯で作動する放射素子の第１のアレイ及び第２の周波数帯で作動する放射素子の第２のアレイを有するアンテナのビームをアジマス操縦できるようにアンテナ支持部に回転可能に搭載できるアレイアンテナと、前記アレイアンテナをアンテナ支持部に対して回転するアジマス位置アクチュエーターと、前記アレイアンテナの離間した放射素子のアレイへ信号を供給し且つ該アレイから信号を受信し、当該フィードネットワークを通過する信号の位相を変化させるためのアジマス位相偏移器を有する第１のフィードネットワークと、前記アジマス位相偏移器を調整するように構成されたアジマス位相偏移器アクチュエーターと、制御データを受信し、当該アンテナの方向を変更するために受信した機械的アジマス制御データに応じてアンテナ支持部に対して前記アレイアンテナを回転させるアジマス位置アクチュエーターを制御し、前記第２のアレイのアジマスビーム方向に対する前記第１のアレイのアジマスビーム方向を調整するため受信した電気的アジマス制御データに応じて前記アジマス位相偏移器アクチュエーターを制御するアクチュエーター制御器とを有することを特徴とする。
【００１３】
もう１つの例示的な実施形態に従えば、第１のアレイと第２のアレイを有する多バンドアンテナのビームアジマスを調整する方法であって、前記第１のアレイは１つ若しくはそれ以上のビームアジマスを調整する可変素子を有するフィードネットワークを有し、前記方法は、前記アンテナを第２のアレイに所望なアジマスビーム方向を得るように機械的に方向付けし、前記第１のアレイのビームアジマスとは異なる、第１のアレイに所望なビームアジマスを得るような可変素子を設定することを特徴とする。
【００１４】
本発明の他の態様では、一体化した他アレイアンテナのビームを独立して操縦するために電気的及び／又は機械的なビーム操縦を可能とするアンテナを提供する。一体化した制御配列が提供され、通信をするためにシリアル、無線、或いはＲＦフィードラインのいずれを利用することができる。このようなアンテナを組み込んだシステムとこれらを制御する方法も提供される。いくつかの実施形態が説明され、以下の実施形態は非限定的で例示のみの実施形態として読むことのできるものである。
【００１５】
１つの例示的な実施形態に従えば、提供されるセルラーアンテナは、励起時に第１のビームを展開するように構成された放射素子の第１のアレイと、前記第１のビームのアジマス方向を調整する１つ若しくはそれ以上の第１の制御可能素子を有し第１のアレイと関連する第１のフィードネットワークと、励起時に第２のビームを展開するように構成された放射素子の第２のアレイと、第２のビームのアジマス方向を調整する１つ若しくはそれ以上の第１の制御可能素子を有し第２のアレイと関連する第２のフィードネットワークと、前記第１及び第２のアレイを内在させるアンテナハウジングとを有し、前記アレイの第１及び第２のビームのアジマス操縦を独立して行うために、前記第１の制御可能素子は前記第２の制御可能素子とは独立して制御されることを特徴とする。
【００１６】
もう１つの例示的な実施形態に従えば、提供されるビームをアジマス操縦する方法は、複数列に配列された放射素子の第１のアレイと複数列に配列された放射素子の第２のアレイとを有した一体型セルラーアンテナのビームをアジマス操縦する方法であって、前記第１のアレイのビームのアジマス方向が第１の方向を向かうように位相が偏移した信号が前記第１のアレイの列に供給され、前記第２のアレイのビームのアジマス方向が前記第１の方向とは異なる第２の方向を向かうように位相が偏移した信号が前記第２のアレイの列に供給されることを特徴とする。
【００１７】
もう１つの例示的な実施形態に従えば、提供されるセルラーアンテナは、励起時にそれぞれ第１及び第２のビームを展開するように構成された放射素子の第１及び第２のアレイを有するアレイアンテナであって、第１及び第２のビームの機械的アジマス操縦をなしうるようにアンテナ支持部に対して回転可能に搭載できるアレイアンテナと、前記アンテナ支持部に対してアレイアンテナを回転させるように構成された機械的アジマスアクチュエーターと、当該フィードネットワークを通過する信号の位相を変化させるため第１の可変素子を有する放射素子の第１のアレイへ信号を供給し且つ該第１のアレイからの信号を受信する第１のフィードネットワークと、第１の位相偏移器を調整するように構成された第１の可変素子調整器と、制御データを受信し、受信した機械的アジマス制御データに応じて当該アンテナの方位を変更するためアンテナ支持部に対してアレイアンテナを回転させる前記機械的アジマスアクチュエーターを制御し、受信した電気的アジマス制御データに応じて前記第２のアジマスビーム方向に対して前記第１のアレイのアジマスビーム方向を調整する前記第１の可変素子調整器を制御するアクチュエーター制御器とを有することを特徴とする。
【００１８】
もう１つの例示的な実施形態に従えば、提供されるビームアジマスの調整方法は、励起時に第１及び第２のビームをそれぞれ展開するように構成された放射素子の第１及び第２のアレイを有する多アレイアンテナのビームアジマスの調整方法であって、第１のアレイは第１のビームアジマスを調整する１つ若しくはそれ以上の可変素子を含むフィードネットワークを有し、前記方法は、前記第２のビームの所望のアジマスビーム方向を得るように前記アンテナを機械的に方位付け、前記第２のビームのビームアジマスとは異なる、前記第１のビームの所望のアジマスビーム方向を得るように１つ若しくはそれ以上の可変素子を設定することを特徴とする。
【００１９】
もう１つの例示的な実施形態に従えば、提供される異なるビームアジマス方位を設定する方法は、放射素子の第１及び第２のアレイを有する多アレイアンテナの第１及び第２のビームの異なるビームアジマス方位を設定する方法であって、前記第１のアレイはビームアジマスを調整するための１つまたはそれ以上の可変素子を有する第１のフィードネットワークを有し、前記第２のアレイはビームアジマスを調整するための１つまたはそれ以上の可変素子を有する第２のフィードネットワークを有し、前記方法は、前記第１及び前記第２のビームの所望のビーム方向の間で前記アンテナの法線方向に向かうように前記アンテナを機械的に方向付けし、前記第１のビームの所望のビームアジマスを得るように前記第１のフィードネットワークの１つまたは複数の可変素子を設定し、前記第２のビームの所望のビームアジマスを得るように前記第２のフィードネットワークの１つまたは複数の可変素子を設定することを特徴とする。
【００２０】
もう１つの例示的な実施形態に従えば、提供されるセルラーアンテナは、アンテナハウジングと、前記アンテナハウジングについて関連して回転可能な放射素子の複数のパネルと、前記アンテナハウジングについて各パネルを独立して回転させるアジマスアクチュエーターとを有することを特徴とする。
【００２１】
もう１つの例示的な実施形態に従えば、提供されるアンテナのビームを操縦する方法は、アンテナハウジングに対して関連して回転可能とされる放射素子の複数のパネルと、前記アンテナハウジングに対して各パネルを独立して回転可能とさせるアジマスアクチュエーターとを有するアンテナのビームを操縦する方法であって、所望のビームパターン及び／またはビーム方位を得るために前記アンテナハウジングに対して選択したパネルを回転させることを特徴とする。
【００２２】
もう１つの例示的な実施形態に従えば、提供されるセルラーアンテナは、放射素子の第１のアレイを有する中央パネルと、前記中央パネルの端部に回転可能に接続された放射素子の一対に外側パネルと、前記中央パネルに対する前記外側パネルの相対位置を調整するアクチュエーター配列とを有することを特徴とする。
【００２３】
もう１つの例示的な実施形態に従えば、提供される多アレイアンテナのビームアジマスを調整する方法は、励起時に第１及び第２のビームをそれぞれ展開するように構成された放射素子の第１及び第２のアレイからなる多アレイアンテナのビームアジマスを調整する方法であって、該方法は、前記第１のビームの所望のアジマスビーム方向を得るために第１のビームを方向付けし、前記第１のビームのビームアジマスと異なる第２のビームの所望のアジマスビーム方向を得るために第２のビームを方向付けすることを特徴とする。
【００２４】
本発明の他の態様では、アンテナの位置及び／又は方位を決定するセンサーを有するセルラー通信アンテナを提供する。これは簡単化された設置と進んだ制御戦略を使用することができる。いくつかの実施形態が説明され、以下の実施形態は非限定的で例示のみの実施形態として読むことのできるものである。
【００２５】
１つの例示的な実施形態に従えば、提供されるセルラー通信アンテナは、ビームを生成するアレイアンテナと、アンテナ上若しくはアンテナ近くに搭載され該アンテナの物理的方位を特徴付ける信号を展開するように構成されたアンテナ方位センサーと、前記アレイアンテナ若しくは前記ビームの属性を調整するためのアクチュエーターと、前記センサー信号に応答し所望のアンテナやビームの配列を得るためのアクチュエーターを制御するように構成されたアンテナ制御器とを有することを特徴とする。
【００２６】
もう１つの例示的な実施形態に従えば、提供されるセルラー通信アンテナは、ビームを生成するアレイアンテナと、アンテナ上若しくはアンテナ近くに搭載され該アンテナの位置及び方位を特徴付ける信号を展開するように構成されたアンテナ位置及び方位センサーと、前記アレイアンテナ若しくは前記ビームの属性を調整するためのアクチュエーターと、前記センサー信号に応答し所望のアンテナやビームの配列を得るためのアクチュエーターを制御するように構成されたアンテナ制御器とを有することを特徴とする。
【００２７】
もう１つの例示的な実施形態に従えば、提供されるセルラー通信アンテナシステムは、複数のアレイアンテナと、それぞれアレイアンテナの方位を検知するように構成された複数のアンテナ方位センサーと、前記アレイアンテナの属性をそれぞれ調整するための複数のアクチュエーターと、前記方位センサーからの方位情報を受信し、各アンテナで所望のアンテナ配列を得るためアレイアンテナの属性を調整するように構成された制御配列とを有することを特徴とする。
【００２８】
もう１つの例示的な実施形態に従えば、提供されるセルラー通信システムは、先に記載される複数のアンテナシステムと、該アンテナシステムと通信して方位情報を受信し制御情報を送信して前記アンテナシステムの１つ若しくはそれ以上の属性を調整する中央制御器を有することを特徴とする。
【００２９】
もう１つの例示的な実施形態に従えば、提供される方法は、アンテナの方位を測定する方位センサーと前記アンテナの方位を調整するアクチュエーターを有するセルラー通信アンテナの方位を制御する方法であって、前記アンテナの方位を決定し、もし前記アンテナの方位が所望の範囲に無い場合に、前記アクチュエーターを駆動して前記アンテナの方位が所望の範囲内となるまで前記方位センサーで測定したアンテナの方位を監視することを特徴とする。
【００３０】
もう１つの例示的な実施形態に従えば、提供される方法は、アンテナの方位を測定する方位センサーと該アンテナのアンテナフィードネットワークの可燃素子を調整するアクチュエーターとを有するセルラー通信アンテナのビーム属性を制御する方法であって、前記アンテナの方位を決定し、前記アンテナの方位に依存して所望のビームパターンを得るために当該アンテナの前記アクチュエーターを制御することを特徴とする。
【００３１】
もう１つの例示的な実施形態に従えば、提供されるセルラー通信システムにおいてアンテナシステムの配置を決定する方法は、アンテナの方位を測定する方位センサーと前記アンテナの位置を決定する位置センサーとを有する複数のアンテナを具備する複数のアンテナシステムの配置を決定する方法であって、各アンテナシステムのアンテナの位置と方位の読取を得て、その読み取ったものを中央制御器に通信することを特徴とする。
【００３２】
もう１つの例示的な実施形態に従えば、提供される方法は、アンテナの方位を測定するための方位センサーと、前記アンテナの位置を決定するための位置センサーとを有するセルラー通信アンテナを配置させる方法であって、前記アンテナの位置と方位を決定し、制御器に位置情報及び方位情報を格納し、格納した位置情報及び方位情報を基に所望のビームカバレッジを提供するために前記アクチュエーターを制御して前記アンテナの属性を調整することを特徴とする。
【００３３】
もう１つの例示的な実施形態に従えば、提供される方法は、１つ若しくはそれ以上の基地局を有するセルラー通信システムにおけるカバレージを制御する方法であって、１つ若しくはそれ以上の基地局のアンテナの位置及び方位についての情報を取得し、所望のビームカバレージ情報を取得し、少なくとも一部は所望の前記ビームカバレージ情報に基づいて前記アンテナの所望のアンテナ方位を計算し、そのビームが所望のアンテナ方位に適合するように前記アンテナを制御する各ステップを有することを特徴とする。
【００３４】
もう１つの例示的な実施形態に従えば、提供される方法は、１つ若しくはそれ以上の基地局を有するセルラー通信システムにおけるカバレージを制御する方法であって、１つ若しくはそれ以上の基地局のアンテナの位置及び方位についての情報を取得し、前記アンテナが位置するところの環境に応じた仮想地形上にアンテナビームの仮想投影を表示し、ユーザー入力装置でアンテナビーム方位を修正し、前記ユーザー入力装置を介した修正に応じた仮想環境における修正した仮想アンテナビームを表示し、そのビームが所望のアンテナ方位に適合するように前記アンテナを制御する各ステップを有することを特徴とする。
【００３５】
もう１つの例示的な実施形態に従えば、提供されるセルラー通信システムは、中央制御器と、１つ若しくはそれ以上の基地局であって各基地局は１つ若しくはそれ以上のアンテナと前記中央制御器に各アンテナの方位についての情報を提供する基地局制御器を有してなり、前記中央制御器は所望のカバレージを得るための各アンテナの方位を制御することを特徴とする。
【００３６】
もう１つの例示的な実施形態に従えば、提供されるセルラー通信システムは、中央制御器と、１つ若しくはそれ以上の基地局であって各基地局は１つ若しくはそれ以上のアンテナと前記中央制御器に各アンテナの方位についての情報を提供する基地局制御器を有してなり、前記中央制御器は仮想地形上に重ね合わされる基地局のアンテナビームを代表する仮想アンテナビームを表示する表示手段と、ユーザーが仮想ビームを操作して対応するアンテナの属性を制御するため送信される制御信号を生成するユーザー入力装置とを有することを特徴とする。
【００３７】
明細書に組み込まれ且つその一部を構成する添付図面は、本発明の実施形態を描いたものであり、前述の発明の一般的な概念と後述の実施形態の詳細な説明とを合わせ、本発明の仕組みを説明するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
アンテナビームの属性は、物理的にアンテナを方位付けたり、アンテナフィードネットワークの可変素子を調整することで調整できる。アンテナの方位を物理的に調整することは、フィードネットワークの可変素子を調整することよりもアンテナビームにより良い放射パターンを機械的に維持させる。下方傾斜では、より良い放射パターンはアンテナを機械的に方向付けするよりもフィードネットワークの可変素子を調整することで得られる。
【００３９】
図１は第１の実施形態に従うセルラーアンテナ１の側面を示す。アンテナ１は反射器３と複数の放射素子４（そのうちのいくつかのみ図示し、数は変わることがある。）を有するアレイアンテナ２を有する。反射器３はアレイアンテナ１がアンテナ支持部７に対して回転できるようにベアリング５、６について回転可能である。搭載ブラケット８、９はアンテナをタワーのような支持構造体に搭載させる。
【００４０】
アジマス位置アクチュエーター１０は、アクチュエーター制御器１０からの駆動信号に応じてアンテナ支持部７に対してアレイアンテナ２を回転させる。アジマス位置アクチュエーター１０は、回転すると上下にナット１４を駆動するネジ軸１３を駆動させるギアを持ったアジマスモーター１２の形態とされる。ナット１４は、半円筒形ガイド１７内に設けられたヘリカル溝１６内に位置する、該ナット１４から突出するピン１５を有している。ピン１５が上下動するにつれて、ガイド１７はアレイアンテナ２をその垂直軸回りに回転させて機械的なアジマス操縦を行う。ある範囲の機械的な駆動配列は使用されるものであって、ギア駆動機構、クランク配列、ベルトとプリーの駆動なども使用可能である。
【００４１】
図１に示す実施形態においては、ＲＦフィードがコネクター１８に供給され、コイル状のフィードライン１９はアレイアンテナ２にＲＦフィードを供給する。本実施形態では、制御信号はシリアルバスコネクター２０に提供され、ケーブル２１を介してアクチュエーター制御器１１に供給される。アクチュエーター制御器１１はケーブル２２を介してアジマスモーター１２を制御し、可変フィードアセンブリ２３内に含まれる１つ若しくはそれ以上の可変素子を調整する１つ若しくはそれ以上のアクチュエーターをケーブル２４を介して制御する。コイル状のフィードライン１９とケーブル２４の両方ともアレイアンテナ１の回転の簡単にできる十分な長さを有する。
【００４２】
可変フィードアセンブリ２３は単一の位相偏移器若しくは複数の位相偏移器を有し、下方傾斜を調整する。可変フィードアセンブリ２３は、付加的にあるいは択一的に１つ若しくはそれ以上の位相偏移器又は電力分割器を有することがあり、ビーム幅の調整を行うようにできる。さらに可変フィードアセンブリ２３は、１つ若しくはそれ以上の位相偏移器を有し、電気的なアジマス調整を行うようにできる。電気的なアジマス調整は多バンドのアンテナに用いられ、第１のアレイのアンテナビームのアジマスは機械的に調整され、第２のアレイのアンテナビームは電気的に調整されて所望のオフセットを得ることができる。
【００４３】
アクチュエーター制御器１１は、位相偏移器又は電力分割器の現在位置やアクチュエーターが障害状態か否かなどの状況情報と形態情報を可変フィードアセンブリ２３から受信する。コンパス２５もアンテナアレイ２のアジマス方位についての実時間測定を提供する。設置場所での真北に関し、基本読み取りが調整される。この状況情報と形態情報はアクチュエーター制御器１１からシリアルバスコネクター２０に接続されるシリアルケーブルを介して基地局補助装置制御器に供給される。
【００４４】
使用においては、アクチュエーター制御器１１に受信されたシリアルデータは、所望の動作パラメーターを明示したデータと共にアクチュエーター制御器のアドレスを含むものとされる。アクチュエーター制御器１１がそのアドレスに関連したデータを受信するとき、アクチュエーター制御器１１は制御すべき属性のための制御データに従ってアクチュエーターを制御する。例えば、アクチュエーター制御器１１が２２２度の値と共に機械的アジマスのデータを受信し得る。制御器１１はコンパス２５から方位情報を取得し、コンパス２５からのコンパス読み取りが所望の方位に応じるものとなるまでアンテナアレイ２を回転するようにアジマスモーター１２を駆動する。同様に、制御器１１は必要な下方傾斜角度についてのデータを受信し得る。ギアーモーターのような下方傾斜位相偏移器アクチュエーターは、所望の位相偏移器位置が得られたことを関連する位置センサーがアクチュエーター制御器１１に通信するまで、フィードネットワーク中の１つ若しくはそれ以上の位相偏移器を駆動し得る（米国６１９８４５８参照、その開示は引用により組み込まれる。）。同様に、ビーム幅アクチュエーターとアジマスアクチュエーターはアクチュエーター制御器１１に駆動されて所望の値を得る。
【００４５】
この方法で、アクチュエーター制御器１１はアドレス可能なシリアスバスから受信した命令に応じて、機械的アジマス、電気的アジマス、下方傾斜、ビーム幅を制御できる。
【００４６】
図２aは全てのＲＦ信号と制御データが単一のＲＦフィードラインから受信される第２の実施形態を示す。同じ整数が図１に示したものと同じ数に与えられる。本実施形態では、コイル状のフィードライン１９はＲＦフィード信号をアンテナインターフェイス２６に供給し、アンテナインターフェイス２６はＲＦ信号を可変フィードアセンブリ２３に供給し、制御データを抽出しアクチュエーター制御器３１に供給する。アンテナインターフェイス２６が反射器３に搭載されて、フレキシブル制御ケーブル２７はアジマスモーター１２に設けられている。アンテナインターフェイス２６はＲＦフィードラインから供給される電力を抽出することができ、アクチュエーター制御器２３とその関連したアクチュエーターを作動させる。直流バイアス電圧がセルラー基地局タワーの基地でＲＦフィードラインに与えられ、タワーの上部でアンテナインターフェイス２６により抽出される。この配列では、単一ＲＦフィードラインだけが各アンテナに接続されることを要してＲＦ信号と制御データを提供するという利点を有する。
【００４７】
図２ｂは、アジマス位置アクチュエーター１０aがアンテナアレイ２を支持し回転させる上部搭載のギヤモーターの形態である場合に、図１に示される実施形態の変形例を示す。アンテナの基台は、アンテナの基台に固定されたベアリング６aによってその位置に維持され、レドーム７aの壁に延長される。
【００４８】
ここで図３aに示すところは、図１、２に示したタイプのアンテナのビームの下方傾斜やビーム幅を調整するのに好適なフィード配列である。この場合、どのような数でも使用されることが理解されるものの、アンテナは放射素子の３つの行３８〜４０、４１〜４３、４４〜４６を有している。ＲＦフィードライン２８は、差動位相偏移器２９に給電し、この差動位相偏移器２９は、本例では可変な差動位相偏移器である。アクチュエーター３０はアクチュエーター制御器３１によって駆動され、可変な差動位相偏移器２９の位置を調整して所望のビーム下方傾斜を取得する。アクチュエーター３５〜３７はアクチュエーター制御器３１によって駆動され、電力分割器３２〜３４を調整してアンテナビーム幅を調整する。
【００４９】
ある範囲の異なる可能な可変素子を利用して幾つかのフィード配列が使用可能とされ、ここで引用により組み込まれるところの米国出願２００４／００３８７１４Ａ１にいくつかの例が記載されている。差動位相偏移器のような受動可変素子が示されているが、可変素子はＰＩＮダイオードや光学的に制御されるデバイスなどを用いた能動素子とすることも理解される。図１４は、下方傾斜位相偏移器アクチュエーター２０１によって駆動される下方傾斜位相偏移器２００、電力分割器アクチュエーター２０５によって駆動される電力分割器２０２、２０３、２０４、アジマス位相偏移器アクチュエーター２０９によって駆動されるアジマス位相偏移器２０６、２０７、２０８を含む実施形態であり、アンテナビームの下方傾斜、ビーム幅、及びアジマス調整を実行させる。その応用によって属性の１つ若しくは組み合わせは調整可能であると理解されるものである。簡単な応用においては、電気下方傾斜調整は機械的なアジマス調整と共に用いられる。
【００５０】
図３ｂに示す多アレイの実施形態においては、放射素子４９の列の第１のアレイが図３aに示すようにフィードネットワークを有することができ、放射素子４８の列の第２のアレイが位相偏移器４８ｂを含むフィードネットワーク４８aを有することができ、放射素子の外側列に供給される位相を変化させてアジマスビーム操縦を行わせる。この方法において、第１のアレイのビーム方向は機械的にアンテナを方向付けることで機械的に設定され、第２のアレイのビーム方向はフィードネットワークの電気アジマス調整機構を用いることでオフセットされる。アレイは同じ若しくは異なる周波数帯で作動できる。図３ｂに示す実施形態では、アレイ４９はアレイ４８よりも高いバンドで作動する。
【００５１】
図３は、例えばリング放射器１２６、１２７、１２８、１２９、１３０の形をとる低周波数帯放射素子のアレイと、例えばクロスダイポール１３１a、１３２a、１３３aの形をとる高周波数帯放射素子の３つ列１３１，１３２，１３３からなるアレイとを有する多アレイアンテナを示す。放射素子は応用に依存してどのような適合する形式をも取りうるものとされる。フィードネットワーク１３４は中央列１３２に給電するスルーライン１３５と、列１３１、１３３に給電する可変位相偏移器１３６からなる。符号１３７として概略的に示す機械的アジマスアクチュエーターはアンテナ１２５をその垂直軸回りに回転させて、機械的なアジマス操縦をもたらす。使用においては、低バンド素子１２６〜１３０のビームのアジマス方向は、機械的アジマスアクチュエーター１３７を駆動することで設定され、アンテナ１２５を所望の方位に向けることができる。可変差動位相偏移器１３６は、それから調整されて高バンド素子のビームのアジマス方向を方向付ける。ローカル制御器は機械的アジマスアクチュエーター１３７を制御し、アクチュエーターは可変差動位相偏移器１３６を制御する。これはローカル制御配列を元にし若しくは中央制御器からの制御命令に応じたものである
【００５２】
図３ｂは、クロスダイポール（そのうち１つは１３９で示される。）の３つ列の形をとる高バンド放射素子からなるアレイと、リング放射器（そのうち１つは１４０で示される。）の３つ列の形をとる低バンド放射素子のアレイとを有する多アレイアンテナ１３８を示し、これらは示すように交互に或いは１つおきに配される。１つの実施形態では、１つのフィードネットワーク１４１は、高バンド放射素子の中央の列が直接ＲＦフィードライン１４３からライン１４２によって給電され、高バンド放射素子の外側の列が電気機械的若しくは電気的な形態の一種である位相偏移器１４６の出力からライン１４４、１４５を介して給電されるように高バンド放射素子の列を給電する。ＲＦフィードと制御配列は本明細書の図５乃至１２に描かれているものを含む形態のどのような一種でも良い。
【００５３】
機械的アジマスアクチュエーター１４７はアンテナ１３８の機械的アジマスビーム操縦を可能とさせる。この実施形態は図３ｃで説明される実施形態と同じ方法で作動するものとされる。しかしながら、もし低バンドの列が高バンドの列と同じ方法で給電される場合（すなわち、フィードネットワーク１４１ごとにフィードネットワークを使用する場合）、高バンドと低バンドのアレイの両方のビームがそれぞれ電子的に操縦され得る。よって、機械的アジマスアクチュエーター１４７が調整されて、アンテナ１３８を第１の方位に方向付けし、独立した高バンド及び低バンドのフィードネットワークが各アレイでアジマスビーム方向を電子的に操縦するのに用いることができる。これはアンテナを各アレイの所望のビーム方位の間の位置に機械的に方向付けて、各アレイのビームにとっては電子的なビーム操縦からオフセットとなるように方向付けて、設計したビーム方位を取得することを可能とするものである。これは必要な電気的なアジマスビーム操縦の量を減らすことでビームパターンのゆがみを最小化させる。全アンテナ１３８の方位を調整する能力を与え、これにより高低バンドアレイを一緒にして、さらには高低バンドアレイの調整を選択的にすることで、２つのビームのアジマス設定を限りなく得ることができ、トラフィックや他のデザインパラメーターを満たすことができる。１つの説明的な実施形態によれば、高周波数帯放射素子は１７１０乃至１７２０ＧＨｚの範囲にあり、低周波数帯放射素子は８２４乃至９６０ＧＨｚの範囲にある。
【００５４】
図３eは、フィードネットワーク１４１がフィードネットワーク１４１aに置き換えられた図３ｄの変形例を示し、その能動素子は各列の放射素子の所望の位相の偏移を得るために使用される。能動素子はＰＩＮダイオード、光学的に制御される素子、あるいは他の適合する能動素子である。
【００５５】
図３ｆはアンテナハウジング１５５についてアクチュエーター１５２〜１５４によって回転可能な放射素子のパネルを有するアンテナ１４８を示す。概略的に示すように、アレイは単一とすることができ、あるいは多列のアレイでも良い。この配列は各パネル１４９〜１５１の各アレイを独立してアンテナハウジング１５５に対して方向付けさせることができる。更に、アンテナハウジング１５５はアクチュエーター１５６によりそれ自身回転して方向付けできる。図３ｇから図３ｌまではアンテナ１４８の可能な形態を示す。図３ｇでは、全てのパネルがアンテナハウジング１５５に関して平らな方向に向けられる。図３ｈでは、全てのパネルが同じ量左方向に回転され、図３ｉでは全てのパネルが同じ量右方向に回転される。図３ｋでは、外側パネル１４９、１５１は外側に向かって回転され、アンテナのビームを広げる。図３ｌでは、図３ｋの形態がアンテナハウジング１５５を回転するアクチュエーター１５６によって回転される。このようにアンテナは複数のアンテナ放射器パネルの回転によってアジマス操縦とビーム形状の形成を行うことができる。
【００５６】
図３ｍは放射素子の外側パネル２１０、２１１が放射素子２１２の中央パネルへ接合部２１３、２１４回りに回動する変形例を示す。外側パネル２１０、２１１は、それぞれの機械的アクチュエーターにより中央パネル２１２に関して独立して回転され、あるいは両方とも共通の機械的連結部２１５によって調整されても良い。この配列は比較的に簡単なアンテナ構造を用いて広いビーム幅を生成可能とする。
【００５７】
上述の実施形態においては、放射素子の異なる形態のものも使用できることは理解すべきである。また、上述の実施形態のそれぞれにおいて、制御はローカル制御器若しくは中央制御器によって実行することができる。各アンテナは各アンテナの形態や方位についての情報を提供することができ、ローカルな制御方式に従って局所的に若しくはグローバルな制御方式に基づいて中央からアンテナを制御することができる。
【００５８】
図４を参照し、３つのアンテナ６８、６９、７０を有するアンテナ基地局４７の概略図を示す。補助装置制御器５１はラップトップ５３を基地局補助装置制御器５１に入出力可能とさせるコネクター５２を有する。
【００５９】
図５は、基地局制御器５５がバックホールリンク５４を介して中央制御器と通信する第１の実施形態を示す。アンテナ属性を制御するための命令は基地局制御器５５から補助装置制御器５１に送信される。変調及び復調の配列は制御インターフェイス５０とアンテナインターフェイス５９〜６１の間で命令を搬送させる。基地局制御器５５は送信用のＲＦ信号をＲＦフィードライン５７を介して制御インターフェイス５０に送信する。補助装置制御器５１は命令を制御可能なアンテナ素子を制御するために制御インターフェイス５０に送信し、制御インターフェイス５０は制御命令をＲＦフィードライン５６〜５８に重ねる。各アンテナは、重ねられた制御命令を抽出するアンテナインターフェイス５９〜６０を有し、アンテナ６８〜７０のアクチュエーター６５〜６７を制御する制御器アクチュエーター６２〜６４へ制御命令を提供する。いくつの数のアクチュエーターでも制御されるものとすることができ、これらは制御モーターを有してアンテナの物理的な位置を調整したり、アクチュエーターを有して位相偏移器を調整したり、アクチュエーターを有して電力分割器や他の調整可能な素子を調整するものとすることができる。制御データは制御されるべき属性（例えば、下方傾斜）を指定する制御データと共にアクチュエーター制御器へのアドレスを含む。アクチュエーター制御器は制御インターフェイス５０を介して補助装置制御器５１に搬送される状況及び形態情報をアンテナインターフェイス５９〜６１に送信しても良い。この状況及び形態情報はバックホールリンク５４を介して中央制御器に供給される。
【００６０】
図６は同じ整数が数として与えられる変形バージョンを示す。本例では、制御インターフェイス７１は制御データをＲＦライン５８のみに重ねる例である。アンテナインターフェイス７２はアンテナ６８に組み込まれ、これはシリアルケーブル７３〜７５を介してアクチュエーター制御器６２〜６４に制御データを提供する。この配列は１つのアンテナインターフェイス７２を要するのみであり、制御インターフェイス７１は１つのフィードケーブルだけで入出力を扱うため、コストを削減する。
【００６１】
図７はタワーの上部でアンテナ６８〜７０から外部に位置するようにアンテナインターフェイス７７が設けられている点を除いて図６に近い構造の実施形態を示す。アクチュエーター制御器６２〜６４は、シリアルバス接続７８〜８０を介して制御データが供給される。この配列では、制御データがタワーにＲＦフィードラインかシリアルケーブルのいずれかで送信され、標準化されたアンテナユニット６８〜７０が使用可能であるという利点を有する。
【００６２】
図８は制御データがタワー８１に補助装置制御器８２からシリアルケーブル８３を介してアンテナ８４〜８６に送信される実施形態を示す。アクセスポート８７はポータブル制御器（例えば、ラップトップ）８８を補助装置制御器８２に直接通信してローカル制御を実行させるように配設される。図９に示すように、アクチュエーター制御器８９〜９１と補助装置制御器８２はシリアルバス８３、９２、９３により内部接続されている。アクチュエーター１９４〜１９６は補助装置制御器８２から受信した制御データに従ってアクチュエーター制御器８９〜９１により制御される。アクチュエーター制御器８９〜９１からの状況と形態の情報はシリアルバスを介して補助装置制御器８２に通信される。
【００６３】
図１０は直接無線接続を介して制御器９４とアンテナ９５〜９７の間で制御データが通信される無線の実施形態を示す。制御器９４は無線通信を備えた基地局での補助装置制御器若しくは無線カードを備えたラップトップなどの携帯装置であっても良い。制御器９４は遠隔に位置していても良く、広範囲の無線接続によりアンテナ９５〜９７を制御するようにしても良い。
【００６４】
図１１は単一のアンテナインターフェイス９８が制御器９４に無線で通信し、アクチュエーター１０８〜１１０を制御するためにシリアルバス１０２〜１０４を介してアクチュエーター制御器９９〜１０１と通信する最初の実施形態を示す。この配列はシリアルインターフェースを有する標準アンテナ１０５〜１０７を使用可能とさせる。
【００６５】
図１２はアクチュエーター制御器１１１〜１１３が各アクチュエーター制御器１１１〜１１３を制御器９４に直接通信可能とさせる無線通信回路を有する実施形態を示す。
【００６６】
図１３は中央制御器１１４がバックホールリンク１１５〜１１９を介していくつかの基地局１２０〜１２４と通信するネットワーク管理システムを模式的に示す。中央制御器１１４は状況及び形態情報を各基地局制御器から取得し、基地局１２０〜１２４に制御データを送信する。中央制御器１１４は周期的に状況及び形態情報を受け取るものとすることができ、又は要求に応じて或いは変化があったときに状況及び形態情報を送るようにもすることができ、その両方であっても良い。中央制御器１１４はスケジュールに応じて作業者の命令や現状の作動状態（例えば、トラフィック要求など）に応じてアンテナ属性を調整できる。
【００６７】
他の実施形態において、図１５はアンテナ３１１を示す。図１６はアンテナの制御配列について模式的に示す。アレイアンテナ３０１はアクチュエーター３０４によって制御されるアレイアンテナの回転によりベアリング３０２、３０３回りに回転可能である。制御データは例えばアドレス可能なシリアルバス３０６を介してアンテナ制御器３０５に送信できる。しかしながら、エリオットの出願に説明されるように、制御データはＲＦフィードライン３０７か無線接続により供給することができる。この実施形態では、例えば全地球測位衛星（ＧＰＳ）受信機３０８がアンテナ制御器３０５に位置情報を供給する。アンテナ制御器３０５はフィードネットワーク３０９内のアクチュエーター３１２、３１３を制御してアレイアンテナに関してアンテナビーム方位を制御する。フィードネットワーク３０９のアクチュエーター３１２、３１３は、位相偏移器及び／又は電力分割器を調整して、エリオットやロードの出願に記載されるようなアレイアンテナの平面に関してアンテナビームのアジマス、下方傾斜、及び／またはビーム幅を調整する。
【００６８】
この実施形態では、方位センサー３１０はアレイアンテナ３０１に永久的に搭載され、アンテナの方位を特徴付ける信号を展開させる。方位センサーは電気コンパス、及び／又はビームアジマスを決めるためのジャイロスコープ、及び／又は傾斜計、及び／又はビームエレベーションを測定するためのジャイロスコープを有することができる。絶対的な方位センサーの代わりに、狭いビーム（ＲＦやレーザーなど）が基地局やビーコンで受信されるように方向付けられている方向を決定することによって、他の基地局（あるいはビーコン）に関する相対的な方位を決定するような、相対的な位置決定方法を用いることもできる。基地局の位置を知ることによって、アンテナの相対的な方位は決定することができる。方位センサー３１０からのセンサー信号はアンテナ制御器３０５に供給される。
【００６９】
１つの実施形態によれば、セルラー通信アンテナ３１１のアンテナ制御器３０５は、所望の物理的方位若しくはアンテナビーム方位情報を格納できる。作動中、方位センサー３１０からの方位情報及び／又はＧＰＳ受信機３０８からの位置情報に基づき、アンテナ制御器はアクチュエーター３０４を制御してアレイアンテナ３０１の所望のアジマス方位を取得することができ、あるいはフィードネットワーク３０９のアクチュエーターを制御してアレイアンテナ３０１に関する下方傾斜及び／又はアジマス及び／又はアンテナのビームのビーム幅を調整することができる。例えば、方位センサー３１０のデジタルコンパスはアレイアンテナ３０１の実際の方位を検知でき、これをアンテナ制御器３０５に通信する。アンテナ制御器３０５は、アレイアンテナ３０１の方位がアンテナ制御器３０５内に格納される値の許容される範囲内にあるか否かを決定できる。もし許容範囲外である場合には、アンテナ制御器３０５はアクチュエーター３０４を調整し、方位センサー３１０からのセンサー信号が許容範囲内の方位を示すまでアレイアンテナ３０１の物理的方位を変化させる。
【００７０】
アンテナ属性の許容値はアンテナ制御器３０５内に格納され、アドレス可能なシリアルバス３０６を介し、またはその他の通信チャンネルを介して更新され得る。物理的な方位とビーム方位属性の許容範囲は、異なる周期、或いは可変なトラフィック、容量や信号の障害物における可変な葉、その他の季節での変化、その他の作動条件に合わせて、これらの値が設定されるスケジュールの中で格納できるものである。例えば１つの周期で第１の領域にはアンテナからのカバレージが必要とされることがあるが、トラフィック要求などが異なることから他の領域では他の時間となる。このスケジュールは、中央制御器から周期的にアップロードすることができる。
【００７１】
ここで、図１７を参照すると、図１５、１６に示すセルラー通信アンテナを組み込んだセルラー通信アンテナシステム３１４の模式図を示す。アンテナ３１８はＧＰＳ衛星３１５、３１６、３１７からＧＰＳ位置信号を受信する。この情報を用いて、アンテナ３１８の制御器はその位置を決定できる。アンテナビーム３１９は、ビーム幅３２０、ビームエレベーション（ここではビーム下方傾斜と称する。）３２１、及び水平ビーム方位（ここではビームアジマスと称する。）３２２を有する調整可能なビーム属性を有している。アンテナビームのこれらの属性は所望のビームカバレージを提供するように調整される。
【００７２】
追加的に或いは択一的に、アンテナの方位はアンテナビームのカバレージを変えるために物理的に調整される。図１８はアンテナ３２３の物理的な方位を調整する配列の模式図を示す。アクチュエーター３２４、３２５、３２６はビームアジマス３２７、ロール３２８、下方傾斜３２９をそれぞれ調整できる。アクチュエーター３２４〜３２６は、本技術で良く知られているように、適合する連結がアンテナ３２３の方位を調整するところのモーターで連動させられる。
【００７３】
図１９を参照すると、風景に投影されるアンテナ３３１のビーム３３０が示されている。物理的な方位の属性を調整し、及び／又はアンテナのビームの属性を調整することにより、ビーム幅、ビームアジマス、ビーム下方傾斜、及びビームロールは、アンテナ３３１の測定された位置及び方位に基づき所望のカバレージのために最適化される。図１９に示すような画像は２Ｄ若しくは３Ｄ表示技術を用いて使用者に表示される。地形はアンテナ３３１が位置する環境を表す。建造物の如き障害物も示される。現在の或いは、所望の若しくは履歴のトラフィックレベルもまた表示される（カラー、テキスト、その他の可視できる属性によって）。基地局でのＧＰＳユニットから取り出された物理的な位置として受信した情報を基に、アンテナ３３１も重ね合わせることができる。アンテナ３３１の方位は、アンテナ３３１内のセンサーからの方位情報を基とすることができる。ビーム３３０の形状は、ビーム形状素子の形態についての情報を基に決定できる。ビームの偏光に依存して色や影などの異なる光学的特長を持つことができる。バーチャルリアリティのデータグローブやその他の入力装置を使用するユーザーはビーム３３０を修正できる。データグローブを用いてビームを握ることで、ユーザーは望むように方向付けすることができ、指を開いたり閉じたりすることで、例えばビーム幅を変化させることもできる。ユーザーは、仮想のディスプレイでビームの修正が仮想ビームをどのように影響させるか、そして実際のビームが地形にどのように投影されるかを目視することができる。これは簡単な直感的ユーザーインターフェースをもたらす。
【００７４】
図２０は、中央制御器３３２がバックホールリンク３３３〜３３５を介して基地局制御器３３６〜３３９と通信するセルラー通信システムを示す。基地局制御器３３６〜３３９はアンテナ３４０〜３４３から位置及び／又は方位の情報を受信し、この情報を中央制御器３３２に提供する。代わって、基地局制御器３３６〜３３９は１つのＧＰＳ受信機を有するものとすることができ、各アンテナに１つ提供するような必要性を回避することができる。中央制御器３３２は、現状の位置及び方位データの殆どが、もし必要ならば履歴データと共に、格納されるデータベースを維持することができる。位置及び方位情報は中央制御器３３２に周期的に、或いは中央制御器３３２からの要求により送信される。中央制御器３３２は基地局制御器３３６、３３７、３３８、３３９を介して制御コマンドを各アンテナの各制御器に送信し、上述にように、直近の必要性、予め設定された条件の変化への応答、または予め設定されたタイムスケジュールを基礎としてアンテナの方位及び／又はアンテナビーム属性を調整することが行われる。
【００７５】
１つの実施形態においては、新しいアンテナが設置されたとき、中央制御器３３２に位置及び／又は方位情報を送ることができる。中央制御器３３２はアンテナの所望の作動パラメーターを決定することができ、これらを基地局制御器や各アンテナ内の制御器に送り返して格納させることができる。各アンテナは、アンテナ物理的方位及び／又はビーム方位を制御して必要な作動パラメーターを満たす。代わって、中央制御器３３２が各ローカルアンテナ制御器に直接命令して、必要な作動パラメーターに合う位置及び／又は方位情報を受信するまで調整を行うように、インテリジェンス部が中央制御器３３２内に維持されるようにしても良い。動作中において、制御器３３２は異なる期間の作動のスケジュールを提供する基地局制御器若しくはアンテナ制御器へ所望の作動パラメーターのスケジュールを送信することができる。スケジュールは異なる期間の異なるビームカバレージも提供する。さらに、中央制御器３３２は、使用が変化するに従って所望のカバレージを能動的に提供するために使用態様を監視し、機械的な方位及び／又はビーム属性を調整することができる。
【００７６】
各アンテナの位置と方位を規則的に監視することで、中央制御器３３２はセルラー通信ネットワークの正しいオペレーションを監視できる。例えば、もしアンテナが鳥の当りに出くわして位置ずれを生じた場合では、中央制御器３３２はアンテナの正しくない方位を検知でき、もし可能であれば、調整を行い、さもなければ適当なメンテナンスが確実に行われる。各アンテナ制御器は、もし位置若しくは方位パラメーターが明示された範囲外にあり、信号が中央制御器３３２に送信され例外として通知されるようにプログラムされることができる。制御器３３２はアンテナパラメーターを調整することができ、そのサービスが必要であることを補償し或いは示す。
【００７７】
図１９に関して説明されるグラフィカルユーザーインターフェイスは、図１９に示されるシステムに応用され、操作者を中央制御器３３２でユーザーインターフェースを介してシステムに亘って全てのアンテナビームを制御させるようにすることができる。
【００７８】
このシステムは設置したところで各アンテナの位置と方位を中央制御器３３２に通信できる。位相偏移器や電力分割器のようなビーム形状素子の設定は、中央制御器３３２にも提供されて、各アンテナのビームの形状を決定させることができる。制御器３３２には固定された障害物（ビルなど）や可変な障害物（例えば、葉）などの情報が提供される。制御器３３２には、さらに予想されたトラフィック（例えば、一日の異なる時間の典型的なトラフィックプロファイルやスポーツイベントなどのイベント）などの情報や、トラフィック（例えば、実際の現在のトラフィックや先の期間のトラフィック）についての実時間情報が提供される。制御器３３２は特別な地形での所望のカバレージを与えるために必要な各アンテナの所望の物理的アンテナ位置及びビーム形態を計算する。制御器３３２はその地域の地形図にアンテナ位置及び方位情報を重ねてこれを行うことができ、所望のカバレージを計算する。制御器３３２は使用態様と当該地域についてのシステムカバレージ要件についての情報を考慮することができる。制御器３３２は当業者に明白とされる知られたアンテナ位置及び方位情報を利用しながら、広い範囲の制御戦略を操作することができる。
【００７９】
また、操作者はアンテナビームの方位と形状をユーザーインターフェースを用いて制御することができる。操作者は地形上に重ね合わされた基地局と共に、地形を除いたり、制御すべき地域の一部を見たりすることができる。アンテナのビームは各アンテナの位置及び方位についての情報や各アンテナのビーム形状素子の設定を基に、地形上に投影される。各ビームの標準存続期間はカラーやその他の光学的な属性で示すことができる。建物やその他の障害は可視性の属性である色などを用いて示される。システムトラフィックは地形上に重ねられて、現状のトラフィック、トラフィックの履歴、予想されるトラフィックが色やその他の可視性の属性を用いて示される。同じ空間に複数の属性が示されるべきときは、１つの属性は色付けされ、もう１つはクロスハッチングなどのようなエフェクトを書き込むようにしても良い。ユーザーは入力装置（たとえば、量、バーチャルリアリティグローブなど）を用いてビームを選択でき、その入力装置を用いてアンテナビームの属性を修正できる。例えば、操作者がバーチャルリアリティグローブを用いてビームを掴み、そのデータグローブを動かすことで方位を変えることができる。操作者はデータグローブで指を開いたり閉じたりすることでビーム幅のようなビーム属性を調整することもできる。この方法では、操作者は、他のビームや領域のトラフィックについてのビームのカバレージ、さらにいかに障害物がビームを影響させるかを見ながら、ビームを調整できる。ある範囲の制御戦略を利用しながら、種々の入力装置を使用することが可能である。
【００８０】
ＧＰＳベースの位置選定の代替として、三角測量方法も使用できる。各アンテナの制御器はセルラータワーの如き知られた場所からの送信を受信するためのＲＦ受信機を含み、三角測量により各アンテナの位置を計算する。
【００８１】
よって、アンテナの良好な放射パターンを維持するアジマスと下方傾斜の調整を提供するアンテナが提供される。共通の制御器は、機械的アジマス、電気的下方傾斜、電気的ビーム幅、及び電気的アジマスのアクチュエーターを共通に制御できる。アドレス可能なシリアルバスインターフェースは、アンテナと制御器の内部接続を簡素化する。制御データはＲＦフィードライン、シリアルデータケーブル、無線接続を介して送信できる。他バンドの応用として、機械的且つ電気的なアジマス調整の組み合わせは２つ若しくはそれ以上のアレイのアジマスを独立して調整されるものとする。
【００８２】
アンテナは２つの電気的なアジマスビーム操縦、機械的及び電気的アジマス操縦の組み合わせ、独立した機械的列操縦、及び２つの機械的操縦を行うものであっても良い。これは２つ若しくはそれ以上のアレイのビームアジマスを独立して調整されるものとする。共通の制御器は、機械的アジマス、電気的下方傾斜、電気的ビーム幅、及び電気的アジマスのアクチュエーターを共通に制御できる。アドレス可能なシリアルバスインターフェースは、アンテナと制御器の内部接続を簡素化する。制御データはＲＦフィードライン、シリアルデータケーブル、無線接続を介して送信できる。
【００８３】
その位置や方位を検出してローカル若しくは中央制御器にこれを通信できるアンテナも提供される。このアンテナは所望のパラメーター内のアンテナの属性を維持するための手段を含んでいても良い。これらは予め設定され、或いはダウンロードされる。このようなアンテナのシステムは、ひき続いてアンテナの機械的な方位及び／又はアンテナビームの属性を変更することで調整されるので、アンテナを大体の方位に搭載することのみでその設置を簡素化することができる。システムは時間的にいつでもアンテナの正確な位置及び方位を決定させることができ、ある範囲の制御戦略を使用できる。
【００８４】
本発明はその実施形態の説明によって描かれたものであり、その実施形態は詳細に記載されているものの、添付の請求項の範囲をそのような詳細なものとして限定したり、いかなる制限を与える意図はないものである。さらなる発明の効果や変形は当業者に容易に明白である。それ故、そのより広い範囲で本発明は、示され説明される、特別な詳細、代表的な装置や方法、説明的な例には限定されないものである。従って、本件出願人の一般的な発明概念の意図と範囲が乖離することのないところで、このような詳細からの乖離は可能とされるものである。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】第１の実施形態に従うアンテナの概略側面図を示す。
【図２ａ】第2の実施形態に従うアンテナの概略側面図を示す。
【図２ｂ】第3の実施形態に従うアンテナの概略側面図を示す。
【図３ａ】図１、２に示したタイプのアンテナのフィード配列の概略図を示す。
【図３ｂ】多バンドアンテナ実施形態の概略図を示す。
【図３ｃ】短列低バンドアレイと多列高バンドアレイからなる多アレイアンテナを示す。
【図３ｄ】多列低バンドアレイと多列高バンドアレイからなる多アレイアンテナを示す。
【図３ｅ】電気若しくは光学位相偏移フィードネットワークを有する多列低バンドアレイと多列高バンドアレイからなる多アレイアンテナを示す。
【図３ｆ】いくつかの回転可能なパネルからなるアンテナを示す。
【図３ｇ】図３ｆに示すアンテナの種々の形態を示す。
【図３ｈ】図３ｆに示すアンテナの種々の形態を示す。
【図３ｊ】図３ｆに示すアンテナの種々の形態を示す。
【図３ｋ】図３ｆに示すアンテナの種々の形態を示す。
【図３ｌ】図３ｆに示すアンテナの種々の形態を示す。
【図３ｍ】蝶番のある外側パネルを有するアンテナを示す。
【図４】制御データが１つ若しくはそれ以上のＲＦフィードラインで送信されるセルラー基地局の概略図を示す。
【図５】図４に示したセルラー基地局の第１のデータ通信配列の概略図を示す。
【図６】図４に示したセルラー基地局の第２のデータ通信配列の概略図を示す。
【図７】図４に示したセルラー基地局の第３のデータ通信配列の概略図を示す。
【図８】制御データがシリアルバスで送信されるセルラー基地局の概略図を示す。
【図９】図８に示したセルラー基地局のデータ通信配列の概略図を示す。
【図１０】制御データが無線接続で送信されるセルラー基地局の概略図を示す。
【図１１】図１０に示したセルラー基地局の第１のデータ通信配列の概略図を示す。
【図１２】図１０に示したセルラー基地局の第２のデータ通信配列の概略図を示す。
【図１３】ネットワーク管理システムの概略図を示す。
【図１４】下方傾斜、アジマス、ビーム幅の調整を提供するフィード配列の概略図を示す。
【図１５】他の実施形態に従うアンテナの概略側面図を示す。
【図１６】図１４に示したアンテナの制御配列の概略図を示す。
【図１７】アンテナシステムと１つのアンテナのビームの概略図を示す。
【図１８】機械的ビームアジマス、傾斜、ロールのアクチュエーターを有するアンテナの概略的な代表例を示す。
【図１９】アンテナシステムと風景に投影された１つのアンテナのビームの概略図を示す。
【図２０】セルラー通信システムの概略図を示す。
【図１】
2009533010.tif 000003
【図２ａ】
2009533010.tif 000004
【図２ｂ】
2009533010.tif 000005
【図３ａ】
2009533010.tif 000006
【図３ｂ】
2009533010.tif 000007
【図３ｃ】
2009533010.tif 000008
【図３ｄ】
2009533010.tif 000009
【図３ｅ】
2009533010.tif 000010
【図３ｆ】
2009533010.tif 000011
【図３ｇ】
2009533010.tif 000012
【図３ｈ】
2009533010.tif 000013
【図３ｊ】
2009533010.tif 000014
【図３ｋ】
2009533010.tif 000015
【図３ｌ】
2009533010.tif 000016
【図３ｍ】
2009533010.tif 000017
【図４】
2009533010.tif 000018
【図５】
2009533010.tif 000019
【図６】
2009533010.tif 000020
【図７】
2009533010.tif 000021
【図８】
2009533010.tif 000022
【図９】
2009533010.tif 000023
【図１０】
2009533010.tif 000024
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2009533010.tif 000027
【図１４】
2009533010.tif 000028
【図１５】
2009533010.tif 000029
【図１６】
2009533010.tif 000030
【図１７】
2009533010.tif 000031
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
2009533010.tif 000034
【手続補正書】
【提出日】平成21年3月30日(2009.3.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルラーアンテナであって、
ａ．励起時に、第１及び第２のビームをそれぞれ展開するように構成された放射素子の第１及び第２のアレイを有し、前記第１及び第２のビームの機械的なアジマス操縦ができるようにアンテナ支持部に回転可能に搭載できる、アレイアンテナと、
ｂ．アンテナ支持部に対して前記アレイアンテナを回転するよう構成された機械的なアジマスアクチュエータと、
ｃ．当該フィードネットワークを通過した信号の位相を偏移する第１の可変素子を含む放射素子の第１のアレイからの信号を受信し、及び当該アレイに信号を供給するように構成された第１のフィードネットワークと、
ｄ．第１の位相偏移器を調整するように構成された第１の可変素子調整器と、
ｅ．制御データを受信し、当該アンテナの方向を変更するために受信した機械的アジマス制御データに応じてアンテナ支持部に対して前記アンテナアレイを回転させる前記機械的アジマスアクチュエータを制御し、前記第２のアレイのアジマスビーム方向に対する前記第１のアレイのアジマスビーム方向を調整するために受信した電気的アジマス制御データに応じて前記第１の可変素子調整器を制御するアクチュエータ制御器と、
を有することを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項２】
請求項１のセルラーアンテナであって、レドームを有し、前記アレイアンテナは該レドームの上部に回転可能に取り付けられることを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項３】
請求項１又は２のセルラーアンテナであって、前記第１のフィードネットワークは、前記第１のアレイのビームの下方傾斜を調整するための一又はそれ以上の下方傾斜位相偏移器と、下方傾斜位相偏移器アクチュエータを調整するためのアクチュエータ制御器により制御される一又はそれ以上の下方傾斜位相偏移器アクチュエータと、を有するセルラーアンテナ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のセルラーアンテナであって、前記第１のフィードネットワークは、前記第１のアレイのビームのビーム幅を調整する一又はそれ以上のビーム幅調整素子と、当該ビーム幅調整素子アクチュエータを調整するためのアクチュエータ制御器により制御される一又はそれ以上のビーム幅調整素子アクチュエータと、を有するセルラーアンテナ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のセルラーアンテナであって、前記第１及び第２のアレイは、異なる周波数帯で作動することを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のセルラーアンテナであって、前記アレイアンテナに取り付けられたコンパスを有し、当該コンパスの読取は前記アレイアンテナの方向を指標することを特徴とするセルラーアンテナ。
【請求項７】
励起時に第１及び第２のビームをそれぞれ展開するように構成された放射素子の第１及び第２のアレイを有し、前記第１のアレイは、第１のビームアジマスを調整するための一又はそれ以上の可変素子を備えるフィードネットワークを有する、多アレイアンテナのビームアジマスの調整方法であって、
ａ．前記アンテナを第２のビームに所望なアジマスビーム方向を得るように機械的に方向付けし、
ｂ．前記第２のビームのビームアジマスとは異なる、第１のビームに所望なビームアジマスを得るような一又はそれ以上の可変素子を設定する、
ことを有することを特徴とするビームアジマスの調整方法。
【請求項８】
請求項７記載の方法であって、前記アンテナの方位についての方位情報を取得すると共に、前記方位情報に依存して前記アンテナを機械的に方向付けることを特徴とするビームアジマスの調整方法。
【請求項９】
請求項８記載の方法であって、前記方位情報は前記アンテナに取り付けられた電子コンパスを介して得られることを特徴とするビームアジマスの調整方法。
【請求項１０】
放射素子の第１及び第２のアレイを有する多アレイアンテナの第１及び第２のビームの異なるビームアジマス方位を設定する方法であって、前記第１のアレイはビームアジマスを調整するための１つまたはそれ以上の可変素子を有する第１のフィードネットワークを有し、前記第２のアレイはビームアジマスを調整するための１つまたはそれ以上の可変素子を有する第２のフィードネットワークを有し、前記方法は、
ａ．前記第１及び前記第２のビームの所望のビーム方向の間で前記アンテナの法線方向に向かうように前記アンテナを機械的に方向付けし、
ｂ．前記第１のビームの所望のビームアジマスを得るように前記第１のフィードネットワークの１つまたは複数の可変素子を設定し、
ｃ．前記第２のビームの所望のビームアジマスを得るように前記第２のフィードネットワークの１つまたは複数の可変素子を設定する
ことを特徴とする異なるビームアジマス方位を設定する方法。
【請求項１１】
セルラー通信アンテナシステムであって、
ａ．複数のセルセクターを範囲とするビームを生成する複数のアレイアンテナと、
ｂ．複数の前記アンテナに関連し前記アンテナアレイの物理的な方位をそれぞれ検知するように構成された複数のアンテナ方位センサと、
ｃ．前記アレイアンテナの属性をそれぞれ調整するための複数のアクチュエータと、
ｄ．前記方位センサからの方位情報を受信し、各アンテナで所望のアンテナ方位、ビーム方位若しくはビーム配列を得るためのアレイアンテナのそれぞれの属性を調整するように構成された制御配列と、
を有することを特徴とするセルラー通信アンテナシステム。
【請求項１２】
請求項１１記載のセルラー通信アンテナシステムであって、前記制御配列は前記アレイアンテナの属性を当該制御配列によって格納される所望の属性値に合わせるために調整することを特徴とするセルラー通信アンテナシステム。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載のセルラー通信アンテナシステムであって、少なくとも１つのアンテナの所望のアンテナ属性が、システムカバレージ、システム利用度、及び所望のアンテナ方位の中の少なくとも１つを取得するように選択されることを特徴とするセルラー通信アンテナシステム。
【請求項１４】
請求項１１乃至１３のいずれか１項記載のセルラー通信アンテナであって、前記アクチュエータはアレイアンテナの物理的方位を調整することを特徴とするセルラー通信アンテナ。
【請求項１５】
請求項１４記載のセルラー通信アンテナであって、物理的方位の調整は、ビームアジマス、ビームエレベーション、若しくはビームロールを変化させることを特徴とするセルラー通信アンテナ。
【請求項１６】
請求項１１乃至１５の何れか１項記載のセルラー通信アンテナであって、前記ビーム方位調整器は、ビームエレベーション、ビームアジマス、或いはビーム幅を調整させることを特徴とするセルラー通信アンテナ。
【請求項１７】
請求項１１乃至１６の何れか１項記載のセルラー通信アンテナであって、前記アンテナ方位センサは、電子コンパス、傾斜計もしくはジャイロスコープであることを特徴とするセルラー通信アンテナ。
【請求項１８】
請求項１１乃至１７の何れか１項記載のセルラー通信アンテナであって、前記アンテナシステムの位置を決定し、前記制御配列に位置情報を提供するための位置センサを含むことを特徴とするセルラー通信アンテナ。
【請求項１９】
セルラー通信システムであって、
ａ．請求項１１乃至１８の何れか１項の複数のアンテナシステムと、
ｂ．方向及び／又位置情報を受信し、前記アンテナシステムの一又はそれ以上の属性を調整すべく制御信号を送信するために前記アンテナシステムと通信する中央制御器と、
を有することを特徴とするセルラー通信システム。
【請求項２０】
請求項１９記載のセルラー通信システムであって、
前記中央制御器は仮想地形上に重ね合わされる基地局のアンテナビームを代表する仮想アンテナビームを表示する表示手段と、ユーザが仮想ビームを操作して対応するアンテナの属性を制御するため送信される制御信号を生成するユーザ入力装置とを有することを特徴とするセルラー通信システム。
【請求項２１】
アンテナの方位を測定する方位センサと前記アンテナの方位を調整するアクチュエータを有するセルラー通信アンテナの方位を制御する方法であって、
前記アンテナの方位を決定し、
もし前記アンテナの方位が所望の範囲に無い場合に、
前記アクチュエータを駆動して前記アンテナの方位が所望の範囲内となるまで前記方位センサで測定したアンテナの方位を監視することを特徴とするセルラー通信アンテナの方位を制御する方法。
【請求項２２】
請求項２１記載のセルラー通信アンテナの方位を制御する方法であって、
前記方位はアジマス、垂直方位、ヨウの組から選ばれる１つ若しくはそれ以上のものであることを特徴とするセルラー通信アンテナの方位を制御する方法。
【請求項２３】
アンテナの方位を測定する方位センサと該アンテナのアンテナフィードネットワークの可変素子を調整するアクチュエータとを有するセルラー通信アンテナのビーム属性を制御する方法であって、
前記アンテナの方位を決定し、
前記アンテナの方位に依存して所望のビームパターンを得るために当該アンテナの前記アクチュエータを制御することを特徴とするセルラー通信アンテナのビーム属性を制御する方法。
【請求項２４】
請求項２３記載の方法であって、前記ビームパターンは障害物、現在のセルラートラフィック、或いは履歴上のセルラートラフィックについての情報に依存していることを特徴とする方法。
【国際調査報告】
2009533010.tif 000035
2009533010.tif 000036
2009533010.tif 000037