(57)【要約】【課題】  機械的強度が低い細径の金属ロッドを用いた場合でも基地局アンテナと同等な条件の振動に耐え得るビーム幅調整装置を提供する。【解決手段】  アンテナ10の水平面内ビームの左右両脇にそれぞれ金属ロッド20を鉛直に設けて水平面内ビームを狭幅化するアンテナのビーム幅調整装置である。各金属ロッド20を鉛直方向に所定の間隔をおいた複数の箇所で支持する支持手段30を備え、支持手段30は、複数の箇所の内の１つを固定支持し、他の箇所を金属ロッド20が鉛直方向への移動自由度を持つように支持する構成を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナの水平面内ビームの左右両脇にそれぞれ金属ロッドを鉛直に設けて前記水平面内ビームを狭幅化するアンテナのビーム幅調整装置であって、
前記各金属ロッドを鉛直方向に所定の間隔をおいた複数の箇所で支持する支持手段を備え、
前記支持手段は、前記複数の箇所の内の１つを固定支持し、他の箇所を前記金属ロッドが鉛直方向への移動自由度を持つように支持する構成を有することを特徴とするアンテナのビーム幅調整装置。
【請求項２】
前記アンテナがレドームを備える移動通信用の基地局アンテナであり、前記支持手段を前記レドームに固定したことを特徴とする請求項１に記載のアンテナのビーム幅調整装置。
【請求項３】
前記複数の箇所の内の固定支持される箇所は、最下方の箇所である請求項１に記載のアンテナのビーム幅調整装置。
【請求項４】
前記支持手段は、金属によって形成され、前記各金属ロッドにおける前記固定支持箇所を除く箇所を電気絶縁性の部材を介して支持するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナのビーム幅調整装置。
【請求項５】
前記電気絶縁性の部材は、前記各金属ロッドを滑動可能に貫通させるブッシュである請求項４に記載のアンテナのビーム幅調整装置。
【請求項６】
前記支持手段が電気絶縁材料によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナのビーム幅調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナの水平面内ビームを狭幅化するビーム幅調整装置に関し、特に移動通信システム等で使用される基地局アンテナの水平面内ビームを狭幅化するのに用いて好適なビーム幅調整装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動通信では、無線ゾーンをセクタ化して加入者容量の増大化を図るようにしている。そこで、上記移動通信に使用する基地局アンテナは、それぞれのセクタゾーンに対応した水平面内ビーム幅が得られるように構成される。
しかし、セクタ分割角度に対応するように上記水平面内ビーム幅が設定されていると、他セルおよび他セクタとの干渉が生じるおそれがある。
【０００３】
この問題を解決するには、既存の基地局アンテナに代えて、水平面内ビーム幅がセクタ分割角度よりも狭くなるように構成された基地局アンテナを使用すれば良い。しかし、この基地局アンテナの交換は、交換作業に伴うサービスの中断や経済性等を考慮した場合、望ましくない。
【０００４】
そこで、図５に示すように、基地局アンテナ１００の放射ビーム（図示せず）の左右両脇に金属ロッド２００を配置することによって、水平面内ビームの狭幅化を図る技術が検討されている。この技術によれば、既存の基地局アンテナ１００に一対の金属ロッド２００を取り付けることで容易に上記狭幅化を実現できる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記金属ロッド２００は、例えば、基地局アンテナ１００の複数箇所に予め固定的に取り付けた支持部材３００に溶接等で固定しているが、基地局アンテナ１００が鉄塔上に取り付けられることから、振動に対する高い強度が要求される。なお、図６に拡大して示すように、支持部材３００は、基地局アンテナ１００のアンテナ素子（図示せず）を収容するレドーム１１０に固定されている。
【０００６】
振動に対する金属ロッド２００の強度を高めるには、図示のように、この金属ロッド２００として機械的強度の高い大径のものを使用すれば良い。しかし、アンテナの最良な水平面内指向特性の取得、基地局アンテナの荷重負担の軽減、コストの低減等のために、細径の金属ロッドを用いて水平面内ビームの狭幅化を図らなければならない場合がある。
【０００７】
上記細径の金属ロッドは振動時のひずみが大きく、機械的強度にも劣る。このため、この細径の金属ロッドを前記のような手法で基地局アンテナに固定して振動試験を行った場合、各固定点を支点とする金属ロッドの振動のために、該各固定点の部位に金属ロッドの伸縮に伴う力が繰り返し加えられ、その結果、金属疲労による金属ロッドの損傷や破断を生じるおそれがある。
また、金属ロッドが振動するときには、基地局アンテナ自身も振動する。したがって、金属ロッドには、基地局アンテナの振動に起因した外力が上記各固定点を介して繰り返し作用し、これも金属ロッドに金属疲労による損傷や破断を生じさせる要因になる。
【０００８】
本発明の目的は、前記の間題点に鑑み、機械的強度が低い細径の金属ロッドを用いた場合でも基地局アンテナと同等な条件の振動に耐え得る構造を有したビーム幅調整装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、アンテナの水平面内ビームの左右両脇にそれぞれ金属ロッドを鉛直に設けて前記水平面内ビームを狭幅化するアンテナのビーム幅調整装置であって、前記各金属ロッドを鉛直方向に所定の間隔をおいた複数の箇所で支持する支持手段を備え、前記支持手段は、前記複数の箇所の内の１つを固定支持し、他の箇所を前記金属ロッドが鉛直方向への移動自由度を持つように支持する構成を有している。
【００１０】
前記アンテナがレドームを備える移動通信用の基地局アンテナである場合、前記支持手段は前記レドームに固定することができる。
また、前記複数の箇所の内の固定支持される箇所は、最下方の箇所であることが望ましい。
【００１１】
前記支持手段が金属によって形成される場合には、前記各金属ロッドにおける前記固定支持箇所を除く箇所を電気絶縁性の部材を介して支持することが好ましい。
前記電気絶縁性の部材としては、例えば、前記各金属ロッドを滑動可能に貫通させるブッシュを使用することができる。
もちろん、前記支持手段を電気絶縁材料によって形成することも可能であり、この場合、前記電気絶縁性の部材は不要になる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るビーム幅調整装置の支持手段は、金属ロッドにおける複数の箇所の内の１つを固定支持し、他の箇所を鉛直方向に移動可能に支持するように構成されている。したがって、本発明によれば、機械的強度の低い細径の金属ロッドを使用した場合でも、基地局アンテナと同等な条件の振動に耐えるビーム幅調整装置を実現することができる。
また、細径の金属ロッドを使用することが可能になるので、搭載する基地局アンテナの荷重負担の軽減にも寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明に係るビーム幅調整装置を適用した移動通信用基地局アンテナ１の斜視図を示している。また図２および図３は、本発明に係るビーム幅調整装置の部分拡大図を示している。
【００１４】
図１において、基地局アンテナ１０は、円筒状のレドーム１１内に図示していないアンテナ素子（例えば、ダイポールアンテナ素子）を収納した構成を有し、鉛直方向に向くように、ブラケット１２を介して図示していない鉄塔に取り付けられている。なお、上記アンテナ素子は、例えば誘電体基板上にアレイ状にプリント形成される。
【００１５】
本発明に係るビーム幅調整装置は、例えば、上記基地局アンテナ１０のビーム幅を７５％まで狭めるために使用される。
図１に示すように、この実施形態に係るビーム幅調整装置は、一対の金属ロッド２０と、これらの金属ロッド２０を支持する複数個（この実施形態では３個）の支持部材３０とを備えている。
【００１６】
金属ロッド２０は、受風荷重が最も軽減される中空もしくは中実の円柱形状のものを使用している。この金属ロッド２０は、図５に示した従来のビーム幅調整装置の金属ロッド２００よりも細径に形成されている。
この実施形態における支持部材３０は、金属で形成され、図２に示すように、環状部３１とこの環状部３１から外方に突出する２つのアーム部３２とを備えている。この支持部材３０は、環状部３１を上記レドーム１１の外周面に嵌合した後、該環状部３１をボルト３４の締め付け力で縮径させることによってレドーム１１に固定される。
【００１７】
支持部材３０は、レドーム１１の鉛直方向に所定の間隔をおいて設けられている。各支持部材３０の内、上段および中段の支持部材３０は、図３に示すように、上記各アーム部３２の先端部に設けられた孔３３にそれぞれプラスチックやゴム等の電気絶縁性材料からなるブッシュ４０を嵌着し、それらのブッシュ４０に一方および他方の金属ロッド２０をそれぞれ滑動可能に挿通してある。したがって、金属ロッド２０は、上段および中段の支持部材３０への直接的な接触が回避される。
上記ブッシュ３４を設けない場合には、基地局アンテナ１０や金属ロッド２０が振動した場合に、上段および中段の支持部材３０と金属ロッド２０とが接触、非接触を繰り返すため、ＩＭ特性の劣化を招く。
【００１８】
上記各金属ロッド２０の下端部は、下段の支持部材３０の各アーム部３２にそれぞれ固定されている。
図４は、下段の支持部材３０に対する金属ロッド２０の下端部の固定手段の一例を示している。この例では、金属ロッド２０の下端部にネジ山２１を形成し、このネジ山２１を有する下端部を上記アーム部３２の孔３３（図２参照）に挿通させてある。上記ネジ山２１には、アーム部３２を挟む形態で２つのナット５０が螺合されている。金属ロッド２０の下端部は、各ナット５０でアーム部３２を挟み付けることによって支持部材３０に固定される。
なお、金属ロッド２０の下端部は、溶接等の他の手段を用いて支持部材３０に固定するようにしても良い。
【００１９】
上記各金属ロッド２０は、例えば、上記基地局アンテナ１０の水平面内ビームの幅が１２０°の場合、その水平面内ビームの幅が例えば９０°に狭幅化されるように、上記基地局アンテナ１０の水平面内ビームの左右両脇に位置する部位に保持される。なお、上記各金属ロッド２０の保持位置を微調整するために、支持部材３０のアーム部３２を伸縮可能に構成することも可能である。
【００２０】
次に、この実施形態に係るビーム幅調整装置の作用を説明する。
この実施形態に係るビーム幅調整装置は、金属ロッド２０が下段の支持部材３０のみに固定されているので、換言すれば、金属ロッド２０が上段および中段の支持部材３０に対して鉛直方向の自由度を有するので、振動によって金属ロッド２０が伸縮する場合に、上段および中段の支持部材３０において金属ロッド２０が滑動することになる。したがって、金属ロッド２０に局部的に伸縮力が作用することによる金属疲労が軽減されて、この金属疲労による該金属ロッド２０の損傷や破断を回避することができる。
【００２１】
つまり、この実施形態に係るビーム幅調整装置によれば、機械的強度の低い細径の金属ロッド２０を使用した場合でも、基地局アンテナ１０と同等な条件の振動に耐えることができる。したがって、細径の金属ロッド２０を使用して、最良な水平面内指向特性の取得、基地局アンテナ１０の荷重負担（風圧荷重による負担を含む）の軽減、コストの低減等を図ることが可能になる。
【００２２】
本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形態様を採り得る。すなわち、上記実施形態では、下段の支持部材３０に金属ロッド２０を固定しているが、これに代えて、上段もしくは中段の支持部材３０のいずれかに金属ロッド２０を固定するようにしてもよい。
ただし、金属ロッド２０を上段もしくは中段の支持部材３０に固定した場合には、万一、金属ロッド２０が破断した際に、該金属ロッド２０の非固定部位が落下するおそれがある。これに対して、金属ロッド２０を下段の支持部材３０に固定すれば、金属ロッド２０の上端部の径を上段の支持部材３０の孔３３の径よりも大きくする等の落下防止策を施すことが可能になるので、この落下防止策を講じるという観点からすると、下段の支持部材３０に金属ロッド２０を固定することが望ましいことになる。
【００２３】
また、上記実施形態では、ブッシュ３４を用いて上段および中段の支持部材３０に金属ロッド２０が接触するのを回避しているが、ブッシュ３４を設ける代わりに、接触を回避すべき金属ロッド２０の部位の外周面を電気絶縁材料で被覆するようにしても良い。勿論、支持部材３０をプラスチック等の電気絶縁材料で形成して、支持部材３０の孔３３に金属ロッド２０を直接挿通するようにしても良い。
【００２４】
さらに、上記実施形態では、金属ロッド２０を基地局アンテナ１０に取り付けるようにしているが、この金属ロッド２０を上記に準じた形態で鉄塔等の他の物体に取り付けることも可能である。
更にまた、上記実施形態に係るビーム幅調整装置は基地局アンテナ１０に適用しているが、本発明の適用対象となるアンテナはこの基地局アンテナ１０に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係るビーム幅調整装置を適用した移動通信用基地局アンテナの斜視図である。
【図２】支持部材の構造および取付け形態を示す平面図である。
【図３】ブッシュを介して金属ロッドを支持する構造を示す部分拡大図である。
【図４】下段の支持部材に対する金属ロッドの固定手段の一例を示す部分拡大図である。
【図５】従来のビーム幅調整装置を適用した移動通信用基地局アンテナの斜視図である。
【図６】従来のビーム幅調整装置における金属ロッドの支持構造を示す部分拡大図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０  基地局アンテナ
１１  レドーム
２０  金属ロッド
２１  ネジ山
３０  支持手段
３１  環状部
３２  アーム部
３３  孔
４０  ブッシュ
５０  ナット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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