(57)【要約】  本発明は、アンテナ、基地局、およびビーム処理方法を提供する。この方法は、ハイブリッド回路網により、基地局トランシーバから受信した信号に対して位相調整を行い、プリセット位相を有する信号を生成し、且つ信号を電力分割装置へ送信することと、電力分割装置により、信号に対して振幅調整を行い、且つアレイ振幅およびプリセット位相を有するマルチパス信号を複数のアンテナアレイへ出力することと、複数のアンテナアレイにより、アレイ位相およびアレイ振幅を有するマルチパス信号を送信することと、を含み、マルチパス信号において、各信号パスのアレイ位相はプリセット位相と同じであるか、又は、少なくとも１つの信号パスのアレイ位相はプリセット位相の反対である。本発明は、ビーム形成回路網の複雑さとコストを低減する。
2013531434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナであって、
ビーム形成回路網と、複数のアンテナアレイと、を備え、
前記ビーム形成回路網は、ハイブリッド回路網と、電力分割装置と、を備え、
前記ハイブリッド回路網は、基地局トランシーバと通信するための基地局信号ポートを備え、前記ハイブリッド回路網は、前記基地局トランシーバによって送信され且つ前記基地局信号ポートを介して受信される信号に対して位相調整を行い、プリセット位相を有する信号を生成し、前記信号を前記電力分割装置へ送信するよう構成され、
前記電力分割装置は、前記アンテナアレイと通信するよう構成され且つ１つのアンテナアレイへそれぞれが接続される複数のアンテナ信号ポートを備え、前記ハイブリッド回路網から受信した前記信号に対して振幅調整を行い、アレイ振幅および前記プリセット位相を有するマルチパス信号を前記複数のアンテナアレイへ出力するよう構成され、
前記複数のアンテナアレイは、前記電力分割装置から受信した前記マルチパス信号を送信するよう構成され、前記送信されるマルチパス信号は、アレイ位相と前記アレイ振幅とを有し、前記受信されるマルチパス信号において、各信号パスの前記プリセット位相は、前記信号が送信されるときの前記信号の前記アレイ位相と同じであるか、又は、少なくとも１つの信号パスの前記プリセット位相は、前記信号が送信されるときの前記信号の前記アレイ位相の反対である、
アンテナ。
【請求項２】
前記受信されるマルチパス信号において少なくとも１つの信号パスの前記プリセット位相が前記アレイ位相の反対である場合、前記複数のアンテナアレイは、少なくとも１つのリバースアレイを備え、前記リバースアレイの供給位相は、他のアンテナアレイの供給位相の反対であり、
各リバースアレイは、前記アレイ位相とは反対の前記プリセット位相を有する前記電力分割装置から受信される信号の前記パスに対して前記信号の前記プリセット位相を前記アレイ位相に変更するため位相反転を行い、前記信号を送信するよう構成される、
請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
リバースアレイの数は２であり、
前記電力分割装置は、第１の電力分割装置と、第２の電力分割装置と、を備え、
前記ハイブリッド回路網は、９０度ハイブリッド結合器を備え、前記９０度ハイブリッド結合器は、第１の出力ポートと、第２の出力ポートと、を備え、前記第１の出力ポートは前記第１の電力分割装置へ接続され、前記第２の出力ポートは前記第２の電力分割装置へ接続され、
各電力分割装置は、第１の出力ポートと、第２の出力ポートと、を備え、前記第１の出力ポートは前記リバースアレイへ接続され、前記第２の出力ポートは前記リバースアレイとは別のアンテナアレイへ接続される、
請求項２に記載のアンテナ。
【請求項４】
リバースアレイの数は４であり、
電力分割装置の数は４であり、
前記ハイブリッド回路網は、レイヤ１に第１の９０度ハイブリッド結合器と第２の９０度ハイブリッド結合器とを備え、レイヤ２に第３の９０度ハイブリッド結合器と第４の９０度ハイブリッド結合器とを備え、前記第１の９０度ハイブリッド結合器と前記第３の９０度ハイブリッド結合器は互いに反対であり、前記第２の９０度ハイブリッド結合器と前記第４の９０度ハイブリッド結合器は互いに反対であり、
前記第１の９０度ハイブリッド結合器の一方の出力ポートは、−４５度移相器を介して前記第３の９０度ハイブリッド結合器へ接続され、他方の出力ポートは、前記第４の９０度ハイブリッド結合器へ接続され、前記第２の９０度ハイブリッド結合器の一方の出力ポートは、−４５度移相器を介して前記第４の９０度ハイブリッド結合器へ接続され、他方の出力ポートは、前記第３の９０度ハイブリッド結合器へ接続され、前記第３の９０度ハイブリッド結合器と前記第４の９０度ハイブリッド結合器の各出力ポートは、１つの電力分割装置へ接続され、
各電力分割装置は、第１の出力ポートと第２の出力ポートとを備え、前記第１の出力ポートは、前記リバースアレイへ接続され、前記第２の出力ポートは、前記リバースアレイとは別のアンテナアレイへ接続される、
請求項２に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記受信されるマルチパス信号において少なくとも１つの信号パスの前記プリセット位相が前記アレイ位相の反対である場合、前記アンテナは、少なくとも１つの１８０度移相器をさらに備え、
各１８０度移相器は、前記電力分割装置と前記アンテナアレイとの間に配置され、前記電力分割装置と前記アンテナアレイとへそれぞれ接続され、前記電力分割装置から受信され前記アレイ位相とは反対の前記プリセット位相を有する信号の前記パスに対して位相反転を行い、前記信号をアンテナアレイへ送信するよう構成される、
請求項１に記載のアンテナ。
【請求項６】
１８０度移相器の数は２であり、
前記電力分割装置は、第１の電力分割装置と、第２の電力分割装置と、を備え、
前記ハイブリッド回路網は、９０度ハイブリッド結合器を備え、前記９０度ハイブリッド結合器は、第１の出力ポートと第２の出力ポートとを備え、前記第１の出力ポートは、前記第１の電力分割装置へ接続され、前記第２の出力ポートは、前記第２の電力分割装置へ接続され、
各電力分割装置は、第１の出力ポートと第２の出力ポートとを備え、前記第１の出力ポートは、前記１８０度移相器へ接続され、前記第２の出力ポートは、前記アンテナアレイへ接続される、
請求項５に記載のアンテナ。
【請求項７】
１８０度移相器の数は４であり、
電力分割装置の数は４であり、
前記ハイブリッド回路網は、レイヤ１に第１の９０度ハイブリッド結合器と第２の９０度ハイブリッド結合器とを備え、レイヤ２に第３の９０度ハイブリッド結合器と第４の９０度ハイブリッド結合器とを備え、前記第１の９０度ハイブリッド結合器と前記第３の９０度ハイブリッド結合器は互いに反対であり、前記第２の９０度ハイブリッド結合器と前記第４の９０度ハイブリッド結合器は互いに反対であり、
前記第１の９０度ハイブリッド結合器の一方の出力ポートは、−４５度移相器を介して前記第３の９０度ハイブリッド結合器へ接続され、他方の出力ポートは、前記第４の９０度ハイブリッド結合器へ接続され、前記第２の９０度ハイブリッド結合器の一方の出力ポートは、−４５度移相器を介して前記第４の９０度ハイブリッド結合器へ接続され、他方の出力ポートは、前記第３の９０度ハイブリッド結合器へ接続され、前記第３の９０度ハイブリッド結合器と前記第４の９０度ハイブリッド結合器の各出力ポートは、１つの電力分割装置へ接続され、
各電力分割装置は、第１の出力ポートと第２の出力ポートとを備え、前記第１の出力ポートは、前記１８０度移相器へ接続され、前記第２の出力ポートは、前記アンテナアレイへ接続される、
請求項５に記載のアンテナ。
【請求項８】
前記受信されるマルチパス信号において、各信号パスの前記プリセット位相は前記信号が送信されるときの前記アレイ位相と同じであり、
前記ハイブリッド回路網は、レイヤ１に２つの９０度ハイブリッド結合器と、レイヤ２に２つの１８０度電気ブリッジと、を備え、
各９０度ハイブリッド結合器の各出力ポートは１つの１８０度ハイブリッド結合器へ接続され、各１８０度ハイブリッド結合器の一方の出力ポートは前記電力分割装置へ接続され、他方の出力ポートは前記アンテナアレイへ接続され、
前記電力分割装置の各出力ポートは、１つのアンテナアレイへ接続される、
請求項１に記載のアンテナ。
【請求項９】
前記複数のアンテナアレイはさらに、マルチパス信号を受信し、前記マルチパス信号を前記電力分割装置へ出力するよう構成され、前記受信されるマルチパス信号は、前記アレイ位相と前記アレイ振幅とを有し、
前記電力分割装置はさらに、前記複数のアンテナアレイから受信した前記マルチパス信号に対して振幅調整を行い、前記信号を前記ハイブリッド回路網へ出力するよう構成され、前記電力分割装置によって受信される前記マルチパス信号は、前記プリセット位相を有し、前記電力分割装置によって受信される前記マルチパス信号において、各信号パスの前記プリセット位相は、前記信号が前記アンテナアレイによって受信されるときの前記信号の前記アレイ位相と同じであるか、又は、少なくとも１つの信号パスの前記プリセット位相は、前記信号が前記アンテナアレイによって受信されるときの前記信号の前記アレイ位相の反対であり、
前記ハイブリッド回路網はさらに、前記電力分割装置から受信した前記信号に対して位相調整を行い、前記信号を前記基地局トランシーバへ出力するよう構成される、
請求項１〜８のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項１０】
基地局であって、
基地局トランシーバと、
給電線と、
請求項１〜９のいずれか一項に記載の前記アンテナと、
を備え、
前記給電線は、前記基地局トランシーバと前記アンテナとへそれぞれ接続され、前記基地局トランシーバによって生成された信号を前記アンテナへ送信するよう構成される、
基地局。
【請求項１１】
ビーム処理方法であって、
前記方法はアンテナによって実行され、前記アンテナは、ビーム形成回路網と複数のアンテナアレイとを備え、前記ビーム形成回路網は、ハイブリッド回路網と電力分割装置とを備え、前記ビーム処理方法は、
前記ハイブリッド回路網により、基地局トランシーバから受信した信号に対して位相調整を行い、プリセット位相を有する信号を生成し、前記信号を前記電力分割装置へ送信することと、
前記電力分割装置により、前記ハイブリッド回路網から受信した前記信号に対して振幅調整を行い、アレイ振幅および前記プリセット位相を有するマルチパス信号を前記複数のアンテナアレイへ出力することと、
前記複数のアンテナアレイにより、前記電力分割装置から受信した前記マルチパス信号を送信することであって、前記送信されるマルチパス信号は、アレイ位相と前記アレイ振幅とを有し、前記受信されるマルチパス信号において、各信号パスの前記プリセット位相は、前記信号が送信されるときの前記信号の前記アレイ位相と同じであり、又は、少なくとも１つの信号パスの前記プリセット位相は前記信号が送信されるときの前記信号の前記アレイ位相の反対である、前記マルチパス信号を前記送信することと、
を備える、ビーム処理方法。
【請求項１２】
前記マルチパス信号において少なくとも１つの信号パスの前記プリセット位相が前記アレイ位相の反対である場合は、
前記電力分割装置が前記ハイブリッド回路網から受信した前記マルチパス信号に対して振幅調整を行った後で、前記複数のアンテナアレイが前記マルチパス信号を送信する前に、前記方法はさらに、
供給位相が他のアンテナアレイの供給位相の反対である前記アンテナアレイ内の少なくとも１つのリバースアレイの各リバースアレイにより、前記アレイ位相とは反対のプリセット位相を有する前記信号のパスに対し位相反転を行うことであって、その結果、前記信号の前記位相は、前記プリセット位相から前記アレイ位相に変更され、前記リバースアレイの供給位相は、他のアンテナアレイの供給位相の反対である、前記位相反転を行うことと、
前記電力分割装置と前記アンテナアレイとの間に配置され、且つ前記電力分割装置と前記アンテナアレイとへそれぞれ接続された少なくとも１つの１８０度移相器の各１８０度移相器により、前記アレイ位相とは反対のプリセット位相を有する前記信号のパスに対して位相反転を行うことであって、その結果、前記信号の前記位相は、前記プリセット位相から前記アレイ位相に変更される、前記位相反転を行うことと、
を備える、
請求項１１に記載のビーム処理方法。
【請求項１３】
前記複数のアンテナアレイにより、マルチパス信号を受信し、前記マルチパス信号を前記電力分割装置へ出力することであって、前記受信されるマルチパス信号は、前記アレイ位相と前記アレイ振幅とを有する、前記マルチパス信号を受信し前記マルチパス信号を出力することと、
前記電力分割装置により、前記複数のアンテナアレイから受信した前記マルチパス信号に対して振幅調整を行い、前記信号を前記ハイブリッド回路網へ出力することであって、前記電力分割装置によって受信される前記マルチパス信号は、前記プリセット位相を有し、前記電力分割装置によって受信される前記マルチパス信号において、各信号パスの前記プリセット位相は、前記信号が前記アンテナアレイによって受信されるときの前記信号の前記アレイ位相と同じであるか、又は、少なくとも１つの信号パスの前記プリセット位相は、前記信号が前記アンテナアレイによって受信されるときの前記信号の前記アレイ位相の反対である、前記振幅調整を行い前記信号を出力することと、
前記ハイブリッド回路網により、前記電力分割装置から受信した信号に対して位相調整を行い、前記信号を前記基地局トランシーバへ出力することと、
をさらに備える、
請求項１１に記載のビーム処理方法。
【請求項１４】
前記マルチパス信号において少なくとも１つの信号パスの前記プリセット位相が前記アレイ位相の反対である場合は、
前記複数のアンテナアレイが前記マルチパス信号を受信した後で、且つ前記電力分割装置が前記複数のアンテナによって受信された前記マルチパス信号に対して振幅調整を行う前に、前記方法はさらに、
前記アンテナアレイ内の少なくとも１つのリバースアレイの各リバースアレイにより、前記アレイ位相とは反対のプリセット位相を有する前記信号のパスに対して位相反転を行うことであって、その結果、前記信号の前記位相は、前記アレイ位相から前記プリセット位相に変更され、前記リバースアレイの供給位相は、他のアンテナアレイの供給位相の反対である、前記位相反転を行うことと、
前記電力分割装置と前記アンテナアレイとの間に配置され、且つ前記電力分割装置と前記アンテナアレイとへそれぞれ接続された少なくとも１つの１８０度移相器の各１８０度移相器により、前記アレイ位相とは反対のプリセット位相を有する前記信号のパスに対して位相反転を行うことであって、その結果、前記信号の前記位相は、前記アレイ位相から前記プリセット位相に変更される、前記位相反転を行うことと、
を備える、
請求項１３に記載のビーム処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアンテナ技術に関し、特にアンテナ、基地局、およびビーム処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信の発展にともない、通信システムの容量に対するユーザの要求は高まっている。システム容量を低コストで効果的に増大させる効果的な方法のひとつは、マルチビームアンテナを使用することで既存ネットワークのセクタを増大させることである。マルチビームアンテナは通常、ビーム形成回路網と、当該回路網へ接続されたアンテナアレイとを含む。ビーム形成回路網は、基地局信号ポートを介して少なくとも２つの入力信号パスを受信でき、入力信号に対して位相および振幅調整を行って、プリセット位相および振幅を有する出力信号を生成し、アンテナ信号ポートを介してアンテナアレイへ出力信号を出力することができる。アンテナアレイは、出力信号に相当するビームを使用することにより、出力信号を送信するよう構成される。通常、それぞれの信号パスは、前述の調整が行われた後、１つのビームに相当する。したがって、アンテナは、システム容量を増大させるため、少なくとも２つの異なるビームを生成することができる。
【０００３】
先行技術におけるアンテナのビーム形成回路網の典型的な応用構造は、バトラー（Ｂｕｔｌｅｒ）マトリクスである。例えば、バトラーマトリクスは、６つのハイブリッド結合器と４つの移相装置とを含んでもよい。６つのハイブリッド結合器は、３つのレイヤに分類され、各レイヤには２つのハイブリッド結合器が存在する。移相装置は、２つのハイブリッド結合器レイヤの間に設置され、ハイブリッド結合器の出力信号を特定の位相で遅延させた後、出力信号を出力する。バトラーマトリクスは最終的に、プリセット位相および振幅を有する出力信号を出力し、アンテナアレイへ出力信号を送信し得る。例えば、マトリクスが、４つのアンテナアレイへそれぞれ接続された４つの出力ポートを有すると仮定する。バトラーマトリクスによって入力信号が処理された後、隣接する出力ポートの出力信号の位相は９０度差を有してよく、４つの出力信号パスの振幅は０．４１４：１：１：０．４１４に分散される。
【０００４】
前述したアンテナのビーム形成回路網はあまりにも多くのハイブリッド結合器および移相装置を使用し、ハイブリッド結合器および移相装置が複雑な構造によって接続されるため、現在のところアンテナのコストが高くなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、ビーム形成回路網の複雑さとアンテナコストを低減するため、アンテナ、基地局、およびビーム処理方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の態様において、本発明は、ビーム形成回路網と複数のアンテナアレイとを含むアンテナを提供し、前記ビーム形成回路網は、ハイブリッド回路網と電力分割装置とを含む。
【０００７】
前記ハイブリッド回路網は、基地局トランシーバと通信するため基地局信号ポートを含み、前記ハイブリッド回路網は、前記基地局トランシーバによって送信され且つ前記基地局信号ポートを介して受信される信号に対して位相調整を行い、プリセット位相を有する信号を生成し、前記信号を前記電力分割装置へ送信するよう構成される。
【０００８】
前記電力分割装置は、前記アンテナアレイと通信するよう構成され、且つ１つのアンテナアレイへそれぞれが接続される複数のアンテナ信号ポートを含み、前記ハイブリッド回路網から受信した前記信号に対して振幅調整を行い、アレイ振幅および前記プリセット位相を有する複数の信号パスを前記複数のアンテナアレイへ出力するよう構成される。
【０００９】
前記複数のアンテナアレイは、前記電力分割装置から受信した前記マルチパス信号を送信するよう構成され、前記送信されるマルチパス信号は、アレイ位相と前記アレイ振幅とを有し、前記受信されるマルチパス信号において、各信号パスの前記プリセット位相は、前記信号が送信されるときの前記信号の前記アレイ位相と同じであるか、又は、少なくとも１つの信号パスの前記プリセット位相は、前記信号が送信されるときの前記信号の前記アレイ位相の反対である。
【００１０】
別の態様において、本発明は、基地局トランシーバと、給電線と、本発明の前記アンテナと、を含む基地局を提供する。
【００１１】
前記給電線は、前記基地局トランシーバ及び前記アンテナへそれぞれ接続され、前記基地局トランシーバによって生成された信号を前記アンテナへ送信するよう構成される。
【００１２】
別の態様において、本発明は、ビーム処理方法を提供し、前記方法は、アンテナによって実行され、前記アンテナは、ビーム形成回路網と複数のアンテナアレイとを含み、前記ビーム形成回路網は、ハイブリッド回路網と電力分割装置とを含み、前記ビーム処理方法は、
前記ハイブリッド回路網により、基地局トランシーバから受信した信号に対して位相調整を行い、プリセット位相を有する信号を生成し、前記信号を前記電力分割装置へ送信することと、
前記電力分割装置により、前記ハイブリッド回路網から受信した前記信号に対して振幅調整を行い、アレイ振幅および前記プリセット位相を有するマルチパス信号を前記複数のアンテナアレイへ出力することと、
前記複数のアンテナアレイにより、前記電力分割装置から受信した前記マルチパス信号を送信することと、を含み、前記送信されるマルチパス信号は、アレイ位相と前記アレイ振幅とを有し、前記受信されるマルチパス信号において、各信号パスの前記プリセット位相は、前記信号が送信されるときの前記信号の前記アレイ位相と同じであるか、又は、少なくとも１つの信号パスの前記プリセット位相は、前記信号が送信されるときの前記信号の前記アレイ位相の反対である。
【００１３】
本発明によって提供されるアンテナ、基地局、およびビーム処理方法は、アンテナのビーム形成回路網内に電力分割装置を設置することにより、ビーム形成回路網の構造を簡素化し、ビーム形成回路網の複雑さとアンテナコストを低減する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は本発明の一実施形態によるアンテナの概略構造図である。
【図２】図２は本発明の別の実施形態によるアンテナの概略構造図である。
【図３】図３は本発明のさらに別の実施形態によるアンテナの概略構造図である。
【図４】図４は本発明のさらに別の実施形態によるアンテナの概略構造図である。
【図５】図５は本発明のさらに別の実施形態によるアンテナの概略構造図である。
【図６】図６は本発明のさらに別の実施形態によるアンテナの概略構造図である。
【図７】図７は本発明のさらに別の実施形態によるアンテナの概略構造図である。
【図８】図８は本発明の一実施形態による基地局の概略構造図である。
【図９】図９は本発明の一実施形態によるビーム処理方法の概略的フローチャートである。
【図１０】図１０は本発明の別の実施形態によるビーム処理方法の概略的フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態では、アンテナ内のビーム形成回路網の構造を簡素化し、アンテナコストを低減するため、ビーム形成回路網の中に電力分割装置が設置される。電力分割装置は、例えば、不等電力分割装置である。不等電力分割装置は、例えば、不等電力分割器または不等ハイブリッド結合器を使用することにより実装され得る。先行技術のビーム形成回路網は、信号の振幅調整を行うための電力分割装置を有さず、信号の振幅調整を行うためハイブリッド結合器及び移相装置のみ使用し、かかる調整モードには複雑なベクトル演算が必要とされ、振幅調整を実施するには多くのハイブリッド結合器と複雑な接続関係が要求される。しかし、本発明の実施形態は、振幅調整の実施にあたって電力分割装置を主に使用するため、信号の振幅調整は非常に簡便となり、ハイブリッド結合器等の装置の数は減り、ビーム形成回路網の構造は大幅に簡素化される。
【００１６】
［実施形態１］
図１は、本発明の一実施形態によるアンテナの概略構造図である。このアンテナは、複数のビームを生成できるアンテナである。例えば、第１の入力信号と第２の入力信号が、アンテナの２つの基地局信号ポートを介してそれぞれ入力され、アンテナによる内部信号処理の後、第１の入力信号は、アンテナの出力ポートを介して第１のビームに相当する出力信号を出力し、第２の入力信号は、アンテナの出力ポートを介して第２のビームに相当する出力信号を出力し、その結果、アンテナにより複数のビームが生成される。
【００１７】
図１に示すように、アンテナは、ビーム形成回路網１１と複数のアンテナアレイ１２とを含み、ビーム形成回路網１１は、ハイブリッド回路網２２と電力分割装置２１とを含む。
【００１８】
ハイブリッド回路網２２は、基地局トランシーバと通信するため基地局信号ポート１３を含む。例えば、少なくとも２つの基地局信号ポート１３があってもよい。基地局信号ポートは、ハイブリッド回路網２２に属し、基地局トランシーバによって送信された信号を受信することができる。ハイブリッド回路網２２は、基地局トランシーバから受信した信号に対して位相調整を行い、プリセット位相を有する信号を生成し、電力分割装置２１へ信号を送信するよう構成される。ハイブリッド回路網２２はまた、信号に対して振幅調整を行い得る。信号は、マルチパス信号であってもよく、例えば２つの信号パスであってもよい。それぞれの信号パスは、１つの電力分割装置へ出力され、電力分割装置は、１つの信号パスを２つの信号パスに変換し、２つの信号パスを出力することができる。
【００１９】
プリセット位相は、ビーム形成回路網のハイブリッド回路網２２によって信号が処理された後に得られる位相である。例えば、基地局トランシーバによって送信された信号は、基地局信号ポートを介してハイブリッド回路網２２に入り、ハイブリッド回路網２２によって位相調整を行った後、得られる位相はプリセット位相（例えば＋１８０度）と呼ばれる。
【００２０】
電力分割装置２１は、アンテナアレイと通信するため複数のアンテナ信号ポート１４を含み、それぞれのアンテナ信号ポート１４は、１つのアンテナアレイ１２へ接続される。電力分割装置は、ハイブリッド回路網２２から受信した信号に対して振幅調整を行い、アレイ振幅およびプリセット位相を有するマルチパス信号を複数のアンテナアレイへ出力するよう構成される。通常、アンテナアレイ１２にアンテナ信号ポート１４を接続することは、アンテナ信号ポート１４がアンテナアレイ１２内のアンテナユニットへ接続されることを意味する。具体的には、アンテナアレイ１２は、複数のアンテナユニットから通常構成され、それぞれのアンテナユニットは、信号を送信する放射器を有する。アンテナ信号ポート１４は、実際にはアンテナアレイ１２内の各アンテナユニットへ接続される。加えて、アンテナアレイが一緒に、対応するビームを形成することを可能にするため、実施形態のアンテナアレイ１２は、少なくとも１つの同じ分極を有し、本発明の実施形態における一例であるアンテナアレイ１２もまた、同じ分極を有するアレイである。
【００２１】
電力分割装置２１を設置することにより、信号の振幅調整は非常に簡便となり、電力分割装置２１を調整することによって、所望の振幅が得ることができる。この方法は、ハイブリッド結合器等の機器だけが使用される相互接続ベクトル演算の振幅調整モードと比べ、ハイブリッド結合器等の装置の数を減らし、ビーム形成回路網の構造を大幅に簡素化する。
【００２２】
複数のアンテナアレイ１２は、電力分割装置によって出力されたマルチパス信号を受信し、マルチパス信号を送信するよう構成され、送信されるマルチパス信号は、アレイ位相とアレイ振幅とを有する。アレイ位相は、アンテナアレイ１２によって送信される信号の位相である。図１に示すように、ハイブリッド回路網２２から出力され、信号は電力分割装置２１を通過し、その後アンテナアレイ１２へ出力され、アンテナアレイ１２によって送信される。電力分割装置から受信されるマルチパス信号において、各信号パスのプリセット位相は、信号が送信されるときの信号のアレイ位相と同じであるか、又は、少なくとも１つの信号パスのプリセット位相は、信号が送信されるときの信号のアレイ位相の反対である。例えば、ハイブリッド回路網２２によって出力される信号のプリセット位相が＋１８０度であり、アンテナアレイ１２によって要求されるアレイ位相もまた＋１８０度であるなら、ハイブリッド回路網２２から信号が出力された後に位相を変更する必要はなく、信号はアンテナアレイ１２へ直接出力される。あるいは、アンテナアレイ１２によって要求されるアレイ位相が−１８０度であり、プリセット位相がアレイ位相の反対であると、ハイブリッド回路網２２から信号が出力された後に位相を調整する必要があり、位相が−１８０度に変換された後、信号がアンテナアレイ１２によって送信される。詳細な位相変換モードについては、以降の実施形態を参照されたい。
【００２３】
以降の実施形態ではまず、「プリセット位相がアレイ位相の反対」である場合と「プリセット位相がアレイ位相と同じ」である場合が説明される。次に、「プリセット位相がアレイ位相の反対」である場合に「アンテナアレイ内のリバースアレイを使用する反転処理」モードと「１８０度移相器を使用する反転処理」モードが説明される。これらの説明では、４つのアレイ、８つのアレイ、または６つのアレイからなる具体的構造、及び添付の図面に示された具体的構造が例として使用され、信号を送信するプロセスが一例として使用される。ただし、当業者は、これらの具体的実施形態が前述の構造に限定されず、また信号を送信するプロセスの反対にあたる信号を受信するプロセスにも応用できることを理解するであろう。信号を受信するプロセスでは、複数のアンテナアレイが、アレイ位相およびアレイ振幅を有するマルチパス信号を受信し、電力分割装置は、マルチパス信号に対して振幅調整を行い、信号をハイブリッド回路網へ出力し、ハイブリッド回路網は、信号に対して位相調整と振幅調整を行い、信号を基地局トランシーバへ出力する。電力分割装置によって受信されるマルチパス信号において、各信号パスのプリセット位相は、信号がアンテナアレイによって受信されるときの信号のアレイ位相と同じであるか、又は、少なくとも１つの信号パスのプリセット位相は、信号がアンテナアレイによって受信されるときの信号のアレイ位相の反対である。
【００２４】
［実施形態２］
図２は、本発明の別の実施形態によるアンテナの概略構造図である。この実施形態は「プリセット位相がアレイ位相の反対」の場合に関するものであり、「アンテナアレイ内のリバースアレイを使用する反転処理」が実施される。
【００２５】
図２に示すように、アンテナは、共に設計されたビーム形成回路網とアンテナアレイとを有し、アンテナアレイの中には少なくとも１つのリバースアレイが設置され、リバースアレイの供給位相は、他のアンテナアレイの供給位相の反対である。リバースアレイは、ビーム形成回路網から受信した信号のプリセット位相をアレイ位相に変更して信号を送信することでき、又は、受信信号のアレイ位相をプリセット位相に変更して信号をビーム形成回路網へ送信できる移相装置として使用される。基本的に、信号の位相調整は、リバースアレイとビーム形成回路網により共同で行われる。アンテナアレイは、ビーム形成回路網の位相調整の一部を実施するため、ビーム形成回路網の構造はさらに簡素化され、アンテナコストは低減される。
【００２６】
アンテナは、ビーム形成回路網１１と複数のアンテナアレイ１２（図２は一例として４つのアンテナアレイを示す）とを含み、ビーム形成回路網１１は、少なくとも２つの基地局信号ポート１３と複数のアンテナ信号ポート１４とを含み、それぞれのアンテナ信号ポート１４は、アンテナアレイ１２へ接続されている。基地局信号ポート１３は、基地局トランシーバ側と通信するためのポートを指し、アンテナ信号ポート１４は、アンテナアレイ側と通信するためのポートを指す。アンテナのビーム形成回路網は、電力分割装置２１とハイブリッド回路網２２とを含み得る。基地局信号ポート１３は、ハイブリッド回路網２２上に設置されており、アンテナ信号ポート１４は、電力分割装置２１上に設置されており、電力分割装置２１とハイブリッド回路網２２は接続されている。
【００２７】
アンテナは複数のビームを生成する必要があるため、アンテナは、少なくとも２つの基地局信号ポート１３を含む。通常、信号が基地局信号ポート１３へ入力されビーム形成回路網１１によって処理された後に得られる出力信号が、１つのビームに相当する。したがって、複数のビームを生成するには、通常、少なくとも２つの基地局信号ポートが必要となる。通常、複数のアンテナアレイ１２が、例えば、４つのアンテナアレイ又は８つのアンテナアレイが存在し、アンテナアレイ間の絶縁を保証するため、アレイ間には一定の空間間隔がある。対応して、アンテナアレイへ出力信号を出力するため、アンテナアレイに接続するアンテナ信号ポート１４も複数存在する。
【００２８】
具体的には、基地局信号ポート１３は、基地局トランシーバによって送信された入力信号を受信するため使用される。この入力信号は、基地局の信号であり、アンテナによって送信される。基地局信号ポート１３から入力信号を受信した後、ハイブリッド回路網２２は、入力信号に対して位相調整と振幅調整を行って、マルチパス中間出力信号を生成し、電力分割装置２１へマルチパス中間出力信号を出力する。電力分割装置２１は主に、マルチパス中間出力信号を受信した後に、マルチパス中間出力信号をマルチパス出力信号に変換し、マルチパス出力信号間で電力割当を行うよう構成される。これにより、マルチパス出力信号はプリセット振幅分布を、すなわちアレイ振幅分布を有する。例えば、４つの信号パスのアレイ振幅分布は、０．４１２：１：１：０．４１２である。電力分割装置２１は、アンテナ信号ポート１４を介して複数のアンテナアレイ１２へマルチパス出力信号を出力し、それぞれのアンテナ信号ポート１４は、１つのアンテナアレイ１２へ１つの出力信号パスを送信する。
【００２９】
上述したように、この実施形態において、ビーム形成回路網１１によりアンテナ信号ポート１４を介して出力される出力信号は、アレイ振幅分布を有する。ただし、この実施形態と先行技術のビーム形成回路網の違いは、この実施形態のビーム形成回路網１１によって受信される出力信号が、アンテナアレイによって要求されるアレイ位相を有さないことである。アレイ位相は、アンテナアレイによって空中へ送信される信号の位相を指す（信号を受信するプロセスにおいて、アレイ位相は、空中からアンテナアレイによって受信される信号の位相を指す）。また、マルチパス出力信号において、少なくとも１つの出力信号パスのプリセット位相は、アレイ位相の反対である。一方、先行技術では、ビーム形成回路網の出力信号が、プリセットアレイ位相分布を有する。プリセット位相は、ハイブリッド回路網によって電力分割装置へ送信される信号の位相を指す（信号を受信するプロセスにおいて、プリセット位相は、電力分割装置によってハイブリッド回路網へ送信される信号の位相を指す）。
【００３０】
例えば、４つのアンテナアレイに対応する出力信号のアレイ位相が＋９０度、０度、−９０度、および−１８０度であると仮定する。つまり、隣接する出力信号間の差は−９０度である。先行技術のビーム形成回路網の出力信号は、上記の位相を既に有するが、この実施形態のビーム形成回路網１１の出力信号は、−９０度、−１８０度、−９０度、および−１８０度であってもよい（図２に図示）。これらは、アレイ位相ではなく、２つの出力信号パスのプリセット位相は、アレイのプリセット位相の反対である。前記のアレイ位相は、絶対値ではなく相対値である。つまり、全アンテナアレイの位相値は、１アンテナアレイの位相値に対して正規化される。この実施形態と以降の実施形態で述べられる位相値もまた、相対位相値である。
【００３１】
この実施形態の複数のアンテナアレイ１２は、少なくとも１つのリバースアレイを含む。リバースアレイは、供給位相が他のアンテナアレイの供給位相の反対であるアンテナアレイを指し、リバースアレイは移相装置である。例えば、図２に示すアンテナアレイ１２ａとアンテナアレイ１２ｂは、反対の供給位相を有するアンテナアレイであり、アンテナアレイ１２ａは、該当する信号の位相（−９０度）に対して反転処理を行って、プリセットアレイ位相（＋９０度）を得るが、アンテナアレイ１２ｂは、出力信号の位相を処理しない。同様に、図２に示すアンテナアレイ１２ｃとアンテナアレイ１２ｄもまた、反対の供給位相を有するアンテナアレイであり、アンテナアレイ１２ｃは、該当する信号の位相（−１８０度）に対して反転処理を行ってプリセットアレイ位相（０度）を得るが、アンテナアレイ１２Ｄは、出力信号の位相を処理しない。
【００３２】
上述した処理の後、ビーム形成回路網１１の出力信号のプリセット位相「−９０度、−１８０度、−９０度、および−１８０度」は、アンテナアレイによってプリセットアレイ位相「＋９０度、０度、−９０度、および−１８０度」に変換される。アンテナアレイにおいて、出力信号は、アレイ振幅分布とアレイ位相分布を有する。これらの信号は、アンテナアレイにおいて、アレイ振幅およびアレイ位相に相当するビームを使用することによって送信されてもよい。つまり、図２に示す４つのアンテナアレイ１２は、上述のアレイ振幅およびアレイ位相分布に従ってビームを形成してもよい。
【００３３】
下記では、前記のアンテナアレイで行われる反転機能を説明する。基地局トランシーバの入力信号が受信される前に、アンテナアレイの供給位相は、位相反転のため事前に設定される。上記のアンテナアレイの供給位相に対する位相反転は、当分野で周知の設定方法を用いることによって実施されてもよい。例えば、半波長ダイポールアンテナアレイの場合は、アンテナアレイの供給位相を変更するため、同軸ケーブルの内側および外側コネクタ間の接続モードとオシレーターアームの供給点は変更されてもよい。タイプが異なるアンテナアレイでも反転設定は一般的な技術を用いることによって行われ、ここでは説明しない。アンテナアレイの反転設定により、アンテナアレイは、信号が受信された後、信号の位相に対して反転処理を行い、例えば、位相を−１８０度または＋１８０度変更する。周期信号である電磁信号の場合、信号周期は３６０度である。したがって、当初の信号を−１８０度または＋１８０度変更することにより、基本的には同じ効果が得られる。
【００３４】
上記の説明に基づき、この実施形態のアンテナでは、先行技術のビーム形成回路網の機能の一部が実際にはアンテナアレイによって実施され、ビーム形成回路網とアンテナアレイは共同で入力信号に対して位相調整を行う。つまり、先行技術のビーム形成回路網は、単独で入力信号を調整してアレイ位相およびアレイ振幅を有する出力信号を得ることができるが、この実施形態のビーム形成回路網によって得られる出力信号は、アレイ振幅だけを有し、複数の出力信号の一部だけが、アレイ位相を有し（例えば、出力信号パスの位相は−９０度であり、この位相の信号がアンテナアレイへ出力される）、出力信号の一部は、アレイ位相とは反対の位相を有する（例えば、出力信号パスの位相は−９０度だが、アンテナアレイへ出力される信号の位相は＋９０度でなければならない）。この場合は、アンテナアレイの反転機能を使用し、アンテナアレイが位相に対して反転処理を行った後に、アレイ位相が得られる。
【００３５】
４アレイアンテナと８アレイアンテナを例としてそれぞれ使用する実施形態３と実施形態４では、移相装置がアンテナアレイ内のリバースアレイである場合のソリューションを詳しく説明する。これら２つの実施形態に基づき、このソリューションを使用するビーム形成回路網の構造が大幅に簡素化されることは明白である。
【００３６】
［実施形態３］
図３は、本発明のさらに別の実施形態によるアンテナの概略構造図である。この実施形態は、４アレイアンテナを、すなわち４つのアンテナアレイ１２を有するアンテナを提示する。
【００３７】
図３に示すように、アンテナは、４つのアンテナアレイ１２を含む（図の中で１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、および１２ｄによって指示された形状はアンテナアレイを表す）。アンテナのビーム形成回路網は、ハイブリッド回路網２２を含む。この実施形態のハイブリッド回路網２２は、９０度ハイブリッド結合器のみ使用する。他の構造も、実施形態で使用されてもよく、例えば、１８０度ハイブリッド結合器と移相器の組み合わせが使用されてもよい。ハイブリッド回路網２２は、２つの基地局信号ポート１３（図３でＡおよびＢにより指示）を含む。ビーム形成回路網は、２つの電力分割装置を、すなわち第１の電力分割装置２１ａと第２の電力分割装置２１ｂとをさらに含み（これらの電力分割装置は、例えば不等電力分割器である）、それぞれの電力分割装置は、２つのアンテナ信号ポート１４を有する。電力分割装置のアンテナ信号ポートは、アンテナアレイへ接続されている。４つのアンテナ信号ポート１４と４つのアンテナアレイ１２との間の接続線は、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、および１４ｄによってそれぞれ表されている。
【００３８】
９０度ハイブリッド結合器は、２つの出力ポートを、すなわち第１の出力ポートＭ１と第２の出力ポートＭ２とを含み、第１の出力ポートＭ１は第１の電力分割装置２１ａへ接続されており、第２の出力ポートＭ２は第２の電力分割装置２１ｂへ接続されている。それぞれの電力分割器は、第１の出力ポートと第２の出力ポートとを含む。これらは図３に示す２つのアンテナ信号ポート１４である。例えば、第１の電力分割装置２１ａの２つのアンテナ信号ポートは、接続線１４ａおよび１４ｃを介してアンテナアレイ１２ａおよび１２ｃへ接続されており、第２の電力分割装置２１ｂの２つのアンテナ信号ポートは、接続線１４ｂおよび１４ｄを介してアンテナアレイ１２ｂおよび１２ｂへ接続されている。図３に示すように、アンテナアレイ１２ａおよび１２ｃの供給位相は反対であり、アンテナアレイ１２ｂおよび１２ｄの供給位相は反対である。つまり、電力分割装置の２つの出力ポートの一方は移相装置へ、すなわちリバースアレイへ接続され、他方はアンテナアレイへ直接接続される。
【００３９】
この実施形態の構造の動作原理を例を用いて説明する。
【００４０】
基地局信号ポートＡを介して信号が入力されると仮定する。ハイブリッド回路網２２の９０度ハイブリッド結合器が信号に対して位相調整と振幅調整を行った後には、２パスの中間出力信号が出力される。つまり、Ｓ１（−９０）が９０度ハイブリッド結合器の第１の出力ポートＭ１を介して出力され、Ｓ１（−９０）は信号Ｓ１を表し、信号Ｓ１の位相は−９０度（プリセット位相）である。Ｓ２（−１８０）が９０度ハイブリッド結合器の第２の出力ポートＭ２を介して出力され、信号Ｓ２の位相は−１８０度（プリセット位相）である。各パスの中間出力信号は、電力分割装置へ出力される。つまり、Ｓ１（−９０）が第１の電力分割装置２１ａへ出力され、Ｓ２（−１８０）が第２の電力分割装置２１ｂへ出力される。
【００４１】
それぞれの電力分割装置は、受信した中間出力信号を、同じ位相を有する２パスの出力信号に分割できる。例えば、Ｓ１（−９０）は、第１の電力分割装置２１ａを通過した後、Ｓ１（−９０）およびＳ３（−９０）として出力され、これら２つの信号の位相は同じであり、いずれも、最初の入力Ｓ１（−９０）の位相として−９０度（つまり、引き続きプリセット位相）である。Ｓ２（−１８０）は、第２の電力分割装置２１ｂを通過した後、Ｓ２（−１８０）およびＳ４（−１８０）として出力され、これらの出力信号の位相も同じであり、いずれも−１８０度である。ただし、電力分割装置が信号振幅割当を変更したことにより、出力信号はプリセットアレイ振幅を有する。図３に示すように、２つの電力分割器２１ａおよび２１ｂを介して出力される４パスの出力信号の振幅分布は、プリセット振幅分布値、すなわち０．４１２：１：１：０．４１２である。
【００４２】
２つの電力分割器によって出力された４パスの出力信号Ｓ１（−９０）、Ｓ２（−１８０）、Ｓ３（−９０）、およびＳ４（−１８０）は、それぞれ接続線１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、および１４ｄを介して４つのアンテナアレイへ出力される。図３に示すように、アンテナアレイ１２ａおよび１２ｃの供給位相は反対であり、アンテナアレイ１２ａはＳ１（−９０）に対して反転処理を行って、これをＳ１（＋９０）（つまり、アレイ位相）に変換してもよい。同様に、アンテナアレイ１２ｂおよび１２ｄの供給位相は反対であり、アンテナアレイ１２ｄはＳ４（−１８０）に対して反転処理を行って、これをＳ４（０）（つまり、アレイ位相）に変換してもよい。
【００４３】
図３に示すように、前述した処理の後、アンテナアレイにおける信号は、プリセットアレイ位相分布とプリセットアレイ振幅分布を有し、これらの信号を送信するため、アンテナアレイにて対応するビームが形成されてもよい。
【００４４】
加えて、この実施形態の９０度ハイブリッド結合器の２つの基地局信号ポート間の分離度は高く、電力分割装置は、実際の要求に応じて各パスの出力信号の振幅を柔軟に調整できる。ポートＢを介して信号が入力される場合、アンテナは前述した手順と同様に信号を処理し、ここでは繰り返し説明しない。また、既に述べたように図３の９０度ハイブリッド結合器と不等電力分割器は、同等の機能を有する別の構造に置換されてもよい。
【００４５】
上記の説明に基づき、図３に示すように、この実施形態のビーム形成回路網は、アンテナアレイにおいてアレイ振幅とアレイ位相を実現するため、ただ１つの９０度ハイブリッド結合器と２つの不等電力分割器を使用する（アンテナアレイは反転処理を支援する）。先行技術と比較した場合、先行技術は通常、アンテナアレイにてプリセットアレイ振幅およびアレイ位相を実現するため、６つの９０度ハイブリッド結合器と４つの移相器を使用する必要がある。したがって、この実施形態がビーム形成回路網の構造を大幅に簡素化すること、回路網内での機器相互接続の複雑さを低減すること、アンテナ構造をも簡素化しアンテナコストを低減することは、明白である。
【００４６】
［実施形態４］
図４は、本発明のさらに別の実施形態によるアンテナの概略構造図である。この実施形態は、８アレイアンテナを、すなわち８つのアンテナアレイ１２を有するアンテナを提示する。
【００４７】
図４に示すように、アンテナは、８つのアンテナアレイ１２を含む。アンテナのビーム形成回路網は、ハイブリッド回路網２２を含む。この実施形態のハイブリッド回路網２２は、４つの９０度ハイブリッド結合器と２つの−４５度移相器とを使用する。具体的には、ハイブリッド回路網２２は、レイヤ１に、第１の９０度ハイブリッド結合器２２ａと第２の９０度ハイブリッド結合器２２ｄとを含み、レイヤ２に、第３の９０度ハイブリッド結合器２２ｂと第４の９０度ハイブリッド結合器２２ｃとを含み（レイヤ１またはレイヤ２は、図示された第１のレイヤまたは第２のレイヤを表す）、第１の９０度エレクトリック２２ａと第３の９０度ハイブリッド結合器２２ｂは互いに反対であり、第２の９０度ハイブリッド結合器２２ｄと第４の９０度ハイブリッド結合器２２ｃは互いに反対である。第１の９０度ハイブリッド結合器２２ａの一方の出力ポートは、−４５度移相器を介して第３の９０度ハイブリッド結合器２２ｂへ接続されており、他方の出力ポートは、第４の９０度ハイブリッド結合器２２ｃへ接続されている。第２の９０度ハイブリッド結合器２２ｄの一方の出力ポートは、−４５度移相器を介して第４の９０度ハイブリッド結合器２２ｃへ接続されており、他方の出力ポートは、第３の９０度ハイブリッド結合器２２ｂへ接続されている。第３の９０度ハイブリッド結合器２２ｂと第４の９０度ハイブリッド結合器２２ｃの各出力ポートは、電力分割装置へ接続されている。
【００４８】
ビーム形成回路網は、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、および２１ｄによってそれぞれ表された４つの電力分割装置を含む。これらの電力分割装置もまた、不等電力分割器を例として使用する。それぞれの電力分割装置は、第１の出力ポートと第２の出力ポートとを含む。２つの出力ポートは、図４に示す各電力分割装置の２つのアンテナ信号ポート１４である。電力分割装置の２つのアンテナ信号ポートはアンテナアレイへ接続されており、一方は移相装置へ接続されており、他方はアンテナアレイへ接続されている。
【００４９】
ハイブリッド結合器、移相器、電力分割器、およびアンテナアレイの接続構造は、図４に示されており、ここでは説明しない。この実施形態の構造の動作原理を例に用いて説明する。
【００５０】
基地局信号ポートＡを介して信号が入力されると仮定する。ハイブリッド回路網２２内の第１の９０度ハイブリッド結合器２２ａを通過した後、信号は、２パスの中間出力信号を、具体的にはＳ（−９０）およびＳ（−１８０）を出力する。つまり、位相が−９０度と−１８０度の２パスの信号が出力される。
【００５１】
Ｓ（−９０）が−４５度移相器を通過した後、位相は−１３５度に、すなわちＳ（−１３５）に変化する。Ｓ（−１３５）は、別の９０度ハイブリッド結合器２２ｂを通過し、Ｓ（−２２５）とＳ（−３１５）（プリセット位相）を出力する。Ｓ（−２２５）とＳ（−３１５）は、２つの不等電力分割器へそれぞれ入力される。Ｓ（−２２５）は、電力分割器２１ａへ入力され、Ｓ（−３１５）は、電力分割器２１ｂへ入力される。Ｓ（−１８０）は、第４の９０度ハイブリッド結合器２２ｃに直接入り、第４の９０度ハイブリッド結合器２２ｃの２つのアンテナ信号ポートを介して２つの信号Ｓ（−２７０）およびＳ（−３６０）（プリセット位相）を出力する。Ｓ（−３６０）は、電力分割器２１ｃへ入力され、Ｓ（−２７０）は、電力分割器２１ｄへ入力される。
【００５２】
４つの電力分割器２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、および２１ｄは主に、受信信号に対して振幅調整を行うよう構成され、これにより、出力信号は、プリセットアレイ振幅分布を有する。（図４は振幅分布値を示していないが、これは、例えば、０．４１２／０．４１２／１／１／１／１／０．４１２／０．４１２であってもよく、又は他の振幅分布値であってもよく、振幅分布値は、不等電力分割器を使用することにより柔軟に調整されてもよい。）受信信号の位相は変更されない。したがって、４つの電力分割器により８つのアンテナアレイ１２ａ乃至１２ｈへ出力される信号の位相は、図４の「位相反転前」に示すように、−３１５、−２７０、−２２５、−３６０、−３１５、−２７０、−２２５、および−３６０である。
【００５３】
同様に、出力信号がアンテナアレイに到達した後、出力信号の一部の供給位相は、アンテナアレイの供給位相の反対である。したがって、該当するアンテナアレイは、出力信号のこの部分に対して反転処理を行う。例えば、図４に示すように、アンテナアレイ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、および１２ｈの供給位相は正であり、対応する受信信号の位相は負である。したがって、上記のアンテナアレイは、出力信号をアレイ位相に変換するため、受信出力信号に対して反転を行ってもよい。反転後、アンテナアレイに対応する出力信号の位相分布は−１３５（３１５−１８０）、−９０（２７０−１８０）、−４５（２２５−１８０）、０（実際には、位相は変更されず、別の値により表される。電磁波信号は３６０度の周期を有する信号であるため、−３６０と０は基本的に同じである。例えば、０は−３６０＋３６０として得られる。１周期は３６０度であり、ｍｘ３６０が加えられてよく、ｍは正の整数、負の整数、または０である）、＋４５（−３１５＋３６０）、＋９０（−２７０＋３６０）、＋１３５（−２２５＋３６０）、＋１８０（−３６０−１８０＋７２０）である。
【００５４】
この実施形態で、信号がポートＢを介して入力された後、８つのアンテナアレイの信号の位相は−１３５度の差を有し、信号がポートＣを介して入力された後、８つのアンテナアレイの信号の位相は１３５度の差を有し、信号がポートＤを介して入力された後、８つのアンテナアレイの信号の位相は−４５度の差を有する。信号の処理と原理は、信号がポートＡを介して入力される場合と同様であり、ここでは繰り返し説明しない。加えて、この実施形態の４つの基地局信号ポートＡ、Ｂ、Ｃ、およびＤ間の分離度は高く、電力分割器は、実際の要求に応じて各パスの出力信号の振幅を柔軟に調整できる。
【００５５】
この実施形態はビーム形成回路網の構造を大幅に簡素化し、回路網内での機器相互接続の複雑さを低減し、アンテナ構造をも簡素化し、アンテナコストを低減する。
【００５６】
上記の実施形態３および実施形態４では、一例としてリバースアレイが移相装置として使用されている。この後の実施形態５において、図５および図６は、「プリセット位相がアレイ位相の反対」であり、「移相装置が１８０度移相器であり、１８０度移相器を使用して反転処理が実施される」場合のもうひとつのソリューションを提示する。
【００５７】
［実施形態５］
図５および図６に示すように、移相装置は１８０度移相器であり、アンテナは少なくとも１つの１８０度移相器を含む。１８０度移相器は、電力分割装置とアンテナアレイとへそれぞれ接続される。１８０度移相器は、電力分割装置によって受信され、アレイ位相とは反対のプリセット位相を有する信号に対して位相反転を行い、信号をアンテナアレイへ出力するか、または、アンテナアレイによって受信される、プリセット位相とは反対のアレイ位相を有する信号に対して反転を行い、信号を電力分割装置へ出力するよう構成される。
【００５８】
図５は、本発明のさらに別の実施形態によるアンテナの概略構造図である。図３に示すアンテナ構造と比較した場合のこの実施形態の主な違いは、図５に示すように、移相装置がアンテナアレイと不等電力分割器との間に設置された１８０度移相器５１であるということである。この場合、アンテナアレイは先行技術のそれと同じであり、リバースアレイは設置されていない。１８０度移相器５１は位相反転を行うため使用される。このアンテナの動作原理は、図３に示すアンテナの原理と同じであり、ここでは繰り返し説明しない。
【００５９】
図６は、本発明のさらに別の実施形態によるアンテナの概略構造図である。図４に示すアンテナ構造と比較した場合のこの実施形態の主な違いは、図６に示すように、移相装置がアンテナアレイと不等電力分割器との間に設置された１８０度移相器５１であるということである。図６の２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、および２１ｄは４つの電力分割装置であり、例えば不等電力分割器である。それぞれの電力分割装置の２つの出力ポートの一方は１８０度移相器５１を介してアンテナアレイへ接続されており、他方の出力ポートはアンテナアレイへ直接接続されている。図６の８つのアンテナアレイ１２ａ乃至１２ｈは先行技術のそれと同じであり、リバースアレイは設置されていない。１８０度移相器５１は位相反転を行うため使用される。このアンテナの動作原理は図４に示すアンテナの原理と同じであり、ここでは繰り返し説明しない。
【００６０】
［実施形態６］
この実施形態は「プリセット位相がアレイ位相と同じ」場合のものであり、図７の６アレイアンテナの構造を例として使用して説明する。
【００６１】
図７は、本発明のさらに別の実施形態によるアンテナの概略構造図である。図７に示すように、この実施形態ではプリセット位相とアレイ位相が同じであるため、移相装置は必要ない。具体的に、アンテナは、ビーム形成回路網とアンテナアレイ１２とを含み、ビーム形成回路網は、ハイブリッド回路網２２と電力分割装置２１とを含む。
【００６２】
ハイブリッド回路網２２は、レイヤ１に２つの９０度ハイブリッド結合器７１と、レイヤ２に２つの１８０度ハイブリッド結合器７２とを含む。図７に示すように、それぞれの９０度ハイブリッド結合器６１の各出力ポートは１８０度ハイブリッド結合器７２へ接続されており、それぞれの１８０度ハイブリッド結合器７２の２つの出力ポートの一方は電力分割装置２１へ接続されており、他方の出力ポートはアンテナアレイ１２へ直接接続されている。電力分割装置２１の各出力ポートは１つのアンテナアレイへ接続されている。この実施形態に位相反転は必要ないため、電力分割装置２１は受信信号に対して振幅調整のみ行う。例えば、図７に示すように、受信信号は２パスの信号０．８：０．６に分割される。
【００６３】
この実施形態の構造のアンテナは、ポートＡ、ポートＢ、およびポートＨの信号を伝送し、ポートＡを介して入力される信号についてはアンテナアレイの出力アレイ位相が−９０度の差を有し、ポートＢを介して入力される信号についてはアンテナアレイの出力アレイ位相が９０度の差を有し、ポートＨを介して入力される信号についてはアンテナアレイの出力アレイ位相が同じになるよう構成される。３つのポートＡ、Ｂ、およびＨの分離度は高い。また、この実施形態で、ビーム形成回路網内のハイブリッド回路網の一部はアンテナアレイへ直接接続されてよく、一部は電力分割装置を介してアンテナアレイへ接続されてもよい。
【００６４】
上記の実施形態では、信号を送信するプロセスを一例として使用して本発明のソリューションを詳しく説明している。当業者はアンテナが信号を受信してもよいことを理解するであろう。つまり、信号を受信した後、アンテナアレイが信号をビーム形成回路網へ伝送する。信号を受信する場合の処理は、信号を送信する場合の処理の反対である。ここでは、信号を受信する場合の処理を簡潔に説明する。例えば、複数のアレイ位相がプリセット位相の反対である場合、移相装置は、アンテナアレイによって受信された信号のアレイ位相をプリセット位相に変更し、信号を電力分割装置へ出力し、電力分割装置は、プリセット位相を有する受信マルチパス信号に対して振幅調整を行い、マルチパス信号をハイブリッド回路網へ出力し、ハイブリッド回路網は、マルチパス信号に対して位相調整と振幅調整を行い、マルチパス信号を基地局トランシーバへ出力する。電力分割装置が使用されるため、信号を送信するプロセスでも信号を受信するプロセスでも、本発明の実施形態によるアンテナ構造は簡素化される。
【００６５】
［実施形態７］
図８は、本発明の一実施形態による基地局の概略構造図である。図８に示すように、基地局は、基地局トランシーバ８１と、給電線８２と、アンテナ８３とを含み、アンテナ８３は、本発明のいずれかの実施形態によるアンテナであってもよい。
【００６６】
通常、アンテナ８３は、ポール８４に固定され、ポール８４と共に鉄塔８５に固定される。給電線８２は、基地局トランシーバ８１とアンテナ８３とへそれぞれ接続される。基地局トランシーバ８１は、基地局によって送信される入力信号を生成するよう構成される。給電線８２は、基地局トランシーバ８１によって生成された入力信号をアンテナ８３へ伝送するよう構成される。アンテナ８３は、入力信号を出力信号に変換し、出力信号を送信する。
【００６７】
この実施形態の基地局におけるアンテナによる詳しい入力信号処理プロセスについては、本発明のアンテナ実施形態の説明を参照されたい。信号に対して振幅調整を行うため、アンテナのビーム形成回路網に電力分割装置を設置することにより、ビーム形成回路網の構造と接続の複雑さは簡素化され、その結果、アンテナコストは低減され、基地局の建設コストも低減される。
【００６８】
［実施形態８］
図９は、本発明の一実施形態によるビーム処理方法の概略的フローチャートである。この実施形態のビーム処理方法は、本発明のいずれかの実施形態のアンテナによって行われてもよい。したがって、この方法の具体的原理については、アンテナ実施形態の説明を参照してもよい。この実施形態では、この方法を簡潔に説明する。
【００６９】
アンテナは、共に接続されたビーム形成回路網と複数のアンテナアレイとを含む。ビーム形成回路網は、接続されたハイブリッド回路網と電力分割装置とを含む。図９に示すように、この実施形態では、一例として、信号を送信するプロセスを使用する。ビーム処理方法は、下記を含んでよい。
【００７０】
９０１：ハイブリッド回路網は、基地局トランシーバから受信した信号に対して位相調整を行い、プリセット位相を有する信号を生成し、プリセット位相を有する信号を電力分割装置へ送信する。
【００７１】
９０２：電力分割装置は、ハイブリッド回路網から受信した信号に対して振幅調整を行い、アレイ振幅およびプリセット位相を有するマルチパス信号を出力し、マルチパス信号を複数のアンテナアレイへ出力する。
【００７２】
９０３：複数のアンテナアレイは、マルチパス信号を送信する。送信されるマルチパス信号は、アレイ位相とアレイ振幅とを有し、受信されるマルチパス信号において、各信号パスのプリセット位相は、信号が送信されるときの信号のアレイ位相と同じであるか、又は、少なくとも１の信号パスのプリセット位相は、信号が送信されるときの信号のアレイ位相の反対である。
【００７３】
マルチパス信号において少なくとも１つの信号パスのプリセット位相がアレイ位相の反対である場合は、電力分割装置がハイブリッド回路網から受信したマルチパス信号に対して振幅調整を行った後で、複数のアンテナアレイがマルチパス信号を送信する前に、方法はさらに下記を含む。
アンテナアレイ内のリバースアレイは、アレイ位相とは反対のプリセット位相を有する信号に対して位相反転を行い、その結果、信号の位相がプリセット位相からアレイ位相に変更される。リバースアレイの供給位相は、他のアンテナアレイの供給位相の反対である。または、
１８０度移相器は、アレイ位相とは反対のプリセット位相を有する信号に対して位相反転を行い、その結果、信号の位相がプリセット位相からアレイ位相に変更される。１８０度移相器は、電力分割装置とアンテナアレイとの間に配置されており、電力分割装置とアンテナアレイとへそれぞれ接続されている。
【００７４】
図１０は本発明の別の実施形態によるビーム処理方法の概略的フローチャートである。この実施形態では、一例として、信号を受信するプロセスを使用する。ビーム処理方法は、下記を含んでもよい。
【００７５】
１００１：複数のアンテナアレイは、マルチパス信号を受信し、マルチパス信号を電力分割装置へ出力する。受信されるマルチパス信号は、アレイ位相とアレイ振幅とを有する。
【００７６】
１００２：電力分割装置は、複数のアンテナアレイから受信したマルチパス信号に対して振幅調整を行い、信号をハイブリッド回路網へ出力する。電力分割装置によって受信されるマルチパス信号は、プリセット位相を有し、電力分割装置によって受信されるマルチパス信号において、各信号パスのプリセット位相は、信号がアンテナアレイによって受信されるときの信号のアレイ位相と同じであるか、又は、少なくとも１つの信号パスのプリセット位相は、信号がアンテナアレイによって受信されるときの信号のアレイ位相の反対である。
【００７７】
１００３：ハイブリッド回路網は、電力分割装置によって受信された信号に対して位相調整と振幅調整を行い、信号を基地局トランシーバへ出力する。
【００７８】
マルチパス信号において少なくとも１つの信号パスのプリセット位相がアレイ位相の反対である場合は、複数のアンテナアレイがマルチパス信号を受信した後で、電力分割装置が複数のアンテナによって受信されたマルチパス信号に対して振幅を行う前に、方法はさらに下記を含む。
アンテナアレイ内のリバースアレイにより、アレイ位相とは反対のプリセット位相を有する信号に対して位相反転を行い、その結果、信号の位相がアレイ位相からプリセット位相に変更される。リバースアレイの供給位相は、他のアンテナアレイの供給位相の反対である。または、
１８０度移相器により、アレイ位相とは反対のプリセット位相を有する信号に対して位相反転を行い、その結果、信号の位相がアレイ位相からプリセット位相に変更される。１８０度移相器は、電力分割装置とアンテナアレイとの間に配置されており、電力分割装置とアンテナアレイとへそれぞれ接続されている。
【００７９】
この実施形態によるビーム処理方法では、アンテナのビーム形成回路網の電力分割装置が信号に対して振幅調整を行うため、ビーム形成プロセスは簡素化され、ビーム形成回路網の複雑さとコストは低減される。
【００８０】
当業者はこれらの実施形態による方法のステップの全部または一部が関連するハードウェアに命令するプログラムによって実施されてもよいことを理解するであろう。このプログラムはコンピュータ可読記憶媒体に格納されてもよい。プログラムが実行されると、これらの実施形態による方法のステップが行われる。記憶媒体は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等、プログラムコードを格納できる種々媒体を含む。
【００８１】
最後に、前記の実施形態は専ら本発明の技術的ソリューションを説明するために提示されており、本発明を制限するものではない。実施形態を参照し本発明を詳しく説明したが、実施形態で説明した技術的ソリューションには変更が加えられてよく、また技術的ソリューションの技術的特徴は同等の特徴に置換されてよく、かかる変更や置換によって技術的ソリューションの本質が本発明の実施形態による技術的ソリューションの範囲を超えないことは、当業者によって理解されるであろう。
【図１】
2013531434.tif 000003
【図２】
2013531434.tif 000004
【図５】
2013531434.tif 000005
【図８】
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【図９】
2013531434.tif 000007
【図１０】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
2013531434.tif 000011
【図７】
2013531434.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成24年12月20日(2012.12.20)
【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】
アンテナであって、
ビーム形成回路網と、複数のアンテナアレイと、を備え、
前記ビーム形成回路網は、ハイブリッド回路網と、電力分割装置と、を備え、
前記ハイブリッド回路網は、基地局トランシーバと通信するための基地局信号ポートを備え、前記ハイブリッド回路網は、前記基地局トランシーバによって送信され且つ前記基地局信号ポートを介して受信される信号に対して位相調整を行い、プリセット位相を有する信号を生成し、前記信号を前記電力分割装置へ送信するよう構成され、
前記電力分割装置は、前記アンテナアレイと通信するよう構成され且つ１つのアンテナアレイへそれぞれが接続される複数のアンテナ信号ポートを備え、前記ハイブリッド回路網から受信した前記信号に対して振幅調整を行い、アレイ振幅および前記プリセット位相を有するマルチパス信号を前記複数のアンテナアレイへ出力するよう構成され、
前記複数のアンテナアレイは、前記電力分割装置から受信した前記マルチパス信号を送信するよう構成され、前記送信されるマルチパス信号は、アレイ位相と前記アレイ振幅とを有し、前記受信されるマルチパス信号において、各信号パスの前記プリセット位相は、前記信号が送信されるときの前記信号の前記アレイ位相と同じであるか、又は、少なくとも１つの信号パスの前記プリセット位相は、前記信号が送信されるときの前記信号の前記アレイ位相の反対である、
アンテナ。
【請求項２】
前記受信されるマルチパス信号において少なくとも１つの信号パスの前記プリセット位相が前記アレイ位相の反対である場合、前記複数のアンテナアレイは、少なくとも１つのリバースアレイを備え、前記リバースアレイの供給位相は、他のアンテナアレイの供給位相の反対であり、
各リバースアレイは、前記アレイ位相とは反対の前記プリセット位相を有する前記電力分割装置から受信される信号の前記パスに対して前記信号の前記プリセット位相を前記アレイ位相に変更するため位相反転を行い、前記信号を送信するよう構成される、
請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
リバースアレイの数は２であり、
前記電力分割装置は、第１の電力分割装置と、第２の電力分割装置と、を備え、
前記ハイブリッド回路網は、９０度ハイブリッド結合器を備え、前記９０度ハイブリッド結合器は、第１の出力ポートと、第２の出力ポートと、を備え、前記第１の出力ポートは前記第１の電力分割装置へ接続され、前記第２の出力ポートは前記第２の電力分割装置へ接続され、
各電力分割装置は、第１の出力ポートと、第２の出力ポートと、を備え、前記第１の出力ポートは前記リバースアレイへ接続され、前記第２の出力ポートは前記リバースアレイとは別のアンテナアレイへ接続される、
請求項２に記載のアンテナ。
【請求項４】
リバースアレイの数は４であり、
電力分割装置の数は４であり、
前記ハイブリッド回路網は、レイヤ１に第１の９０度ハイブリッド結合器と第２の９０度ハイブリッド結合器とを備え、レイヤ２に第３の９０度ハイブリッド結合器と第４の９０度ハイブリッド結合器とを備え、前記第１の９０度ハイブリッド結合器と前記第３の９０度ハイブリッド結合器は互いに反対であり、前記第２の９０度ハイブリッド結合器と前記第４の９０度ハイブリッド結合器は互いに反対であり、
前記第１の９０度ハイブリッド結合器の一方の出力ポートは、−４５度移相器を介して前記第３の９０度ハイブリッド結合器へ接続され、他方の出力ポートは、前記第４の９０度ハイブリッド結合器へ接続され、前記第２の９０度ハイブリッド結合器の一方の出力ポートは、−４５度移相器を介して前記第４の９０度ハイブリッド結合器へ接続され、他方の出力ポートは、前記第３の９０度ハイブリッド結合器へ接続され、前記第３の９０度ハイブリッド結合器と前記第４の９０度ハイブリッド結合器の各出力ポートは、１つの電力分割装置へ接続され、
各電力分割装置は、第１の出力ポートと第２の出力ポートとを備え、前記第１の出力ポートは、前記リバースアレイへ接続され、前記第２の出力ポートは、前記リバースアレイとは別のアンテナアレイへ接続される、
請求項２に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記受信されるマルチパス信号において少なくとも１つの信号パスの前記プリセット位相が前記アレイ位相の反対である場合、前記アンテナは、少なくとも１つの１８０度移相器をさらに備え、
各１８０度移相器は、前記電力分割装置と前記アンテナアレイとの間に配置され、前記電力分割装置と前記アンテナアレイとへそれぞれ接続され、前記電力分割装置から受信され前記アレイ位相とは反対の前記プリセット位相を有する信号の前記パスに対して位相反転を行い、前記信号をアンテナアレイへ送信するよう構成される、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のアンテナ。
【請求項６】
１８０度移相器の数は２であり、
前記電力分割装置は、第１の電力分割装置と、第２の電力分割装置と、を備え、
前記ハイブリッド回路網は、９０度ハイブリッド結合器を備え、前記９０度ハイブリッド結合器は、第１の出力ポートと第２の出力ポートとを備え、前記第１の出力ポートは、前記第１の電力分割装置へ接続され、前記第２の出力ポートは、前記第２の電力分割装置へ接続され、
各電力分割装置は、第１の出力ポートと第２の出力ポートとを備え、前記第１の出力ポートは、前記１８０度移相器へ接続され、前記第２の出力ポートは、前記アンテナアレイへ接続される、
請求項５に記載のアンテナ。
【請求項７】
１８０度移相器の数は４であり、
電力分割装置の数は４であり、
前記ハイブリッド回路網は、レイヤ１に第１の９０度ハイブリッド結合器と第２の９０度ハイブリッド結合器とを備え、レイヤ２に第３の９０度ハイブリッド結合器と第４の９０度ハイブリッド結合器とを備え、前記第１の９０度ハイブリッド結合器と前記第３の９０度ハイブリッド結合器は互いに反対であり、前記第２の９０度ハイブリッド結合器と前記第４の９０度ハイブリッド結合器は互いに反対であり、
前記第１の９０度ハイブリッド結合器の一方の出力ポートは、−４５度移相器を介して前記第３の９０度ハイブリッド結合器へ接続され、他方の出力ポートは、前記第４の９０度ハイブリッド結合器へ接続され、前記第２の９０度ハイブリッド結合器の一方の出力ポートは、−４５度移相器を介して前記第４の９０度ハイブリッド結合器へ接続され、他方の出力ポートは、前記第３の９０度ハイブリッド結合器へ接続され、前記第３の９０度ハイブリッド結合器と前記第４の９０度ハイブリッド結合器の各出力ポートは、１つの電力分割装置へ接続され、
各電力分割装置は、第１の出力ポートと第２の出力ポートとを備え、前記第１の出力ポートは、前記１８０度移相器へ接続され、前記第２の出力ポートは、前記アンテナアレイへ接続される、
請求項５に記載のアンテナ。
【請求項８】
前記受信されるマルチパス信号において、各信号パスの前記プリセット位相は前記信号が送信されるときの前記アレイ位相と同じであり、
前記ハイブリッド回路網は、レイヤ１に２つの９０度ハイブリッド結合器と、レイヤ２に２つの１８０度電気ブリッジと、を備え、
各９０度ハイブリッド結合器の各出力ポートは１つの１８０度ハイブリッド結合器へ接続され、各１８０度ハイブリッド結合器の一方の出力ポートは前記電力分割装置へ接続され、他方の出力ポートは前記アンテナアレイへ接続され、
前記電力分割装置の各出力ポートは、１つのアンテナアレイへ接続される、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のアンテナ。
【請求項９】
前記複数のアンテナアレイはさらに、マルチパス信号を受信し、前記マルチパス信号を前記電力分割装置へ出力するよう構成され、前記受信されるマルチパス信号は、前記アレイ位相と前記アレイ振幅とを有し、
前記電力分割装置はさらに、前記複数のアンテナアレイから受信した前記マルチパス信号に対して振幅調整を行い、前記信号を前記ハイブリッド回路網へ出力するよう構成され、前記電力分割装置によって受信される前記マルチパス信号は、前記プリセット位相を有し、前記電力分割装置によって受信される前記マルチパス信号において、各信号パスの前記プリセット位相は、前記信号が前記アンテナアレイによって受信されるときの前記信号の前記アレイ位相と同じであるか、又は、少なくとも１つの信号パスの前記プリセット位相は、前記信号が前記アンテナアレイによって受信されるときの前記信号の前記アレイ位相の反対であり、
前記ハイブリッド回路網はさらに、前記電力分割装置から受信した前記信号に対して位相調整を行い、前記信号を前記基地局トランシーバへ出力するよう構成される、
請求項１〜８のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項１０】
基地局であって、
基地局トランシーバと、
給電線と、
請求項１〜９のいずれか一項に記載の前記アンテナと、
を備え、
前記給電線は、前記基地局トランシーバと前記アンテナとへそれぞれ接続され、前記基地局トランシーバによって生成された信号を前記アンテナへ送信するよう構成される、
基地局。
【請求項１１】
ビーム処理方法であって、
前記方法はアンテナによって実行され、前記アンテナは、ビーム形成回路網と複数のアンテナアレイとを備え、前記ビーム形成回路網は、ハイブリッド回路網と電力分割装置とを備え、前記ビーム処理方法は、
前記ハイブリッド回路網により、基地局トランシーバから受信した信号に対して位相調整を行い、プリセット位相を有する信号を生成し、前記信号を前記電力分割装置へ送信することと、
前記電力分割装置により、前記ハイブリッド回路網から受信した前記信号に対して振幅調整を行い、アレイ振幅および前記プリセット位相を有するマルチパス信号を前記複数のアンテナアレイへ出力することと、
前記複数のアンテナアレイにより、前記電力分割装置から受信した前記マルチパス信号を送信することであって、前記送信されるマルチパス信号は、アレイ位相と前記アレイ振幅とを有し、前記受信されるマルチパス信号において、各信号パスの前記プリセット位相は、前記信号が送信されるときの前記信号の前記アレイ位相と同じであり、又は、少なくとも１つの信号パスの前記プリセット位相は前記信号が送信されるときの前記信号の前記アレイ位相の反対である、前記マルチパス信号を前記送信することと、
を備える、ビーム処理方法。
【請求項１２】
前記マルチパス信号において少なくとも１つの信号パスの前記プリセット位相が前記アレイ位相の反対である場合は、
前記電力分割装置が前記ハイブリッド回路網から受信した前記マルチパス信号に対して振幅調整を行った後で、前記複数のアンテナアレイが前記マルチパス信号を送信する前に、前記方法はさらに、
供給位相が他のアンテナアレイの供給位相の反対である前記アンテナアレイ内の少なくとも１つのリバースアレイの各リバースアレイにより、前記アレイ位相とは反対のプリセット位相を有する前記信号のパスに対し位相反転を行うことであって、その結果、前記信号の前記位相は、前記プリセット位相から前記アレイ位相に変更され、前記リバースアレイの供給位相は、他のアンテナアレイの供給位相の反対である、前記位相反転を行うことと、
前記電力分割装置と前記アンテナアレイとの間に配置され、且つ前記電力分割装置と前記アンテナアレイとへそれぞれ接続された少なくとも１つの１８０度移相器の各１８０度移相器により、前記アレイ位相とは反対のプリセット位相を有する前記信号のパスに対して位相反転を行うことであって、その結果、前記信号の前記位相は、前記プリセット位相から前記アレイ位相に変更される、前記位相反転を行うことと、
を備える、
請求項１１に記載のビーム処理方法。
【請求項１３】
前記複数のアンテナアレイにより、マルチパス信号を受信し、前記マルチパス信号を前記電力分割装置へ出力することであって、前記受信されるマルチパス信号は、前記アレイ位相と前記アレイ振幅とを有する、前記マルチパス信号を受信し前記マルチパス信号を出力することと、
前記電力分割装置により、前記複数のアンテナアレイから受信した前記マルチパス信号に対して振幅調整を行い、前記信号を前記ハイブリッド回路網へ出力することであって、前記電力分割装置によって受信される前記マルチパス信号は、前記プリセット位相を有し、前記電力分割装置によって受信される前記マルチパス信号において、各信号パスの前記プリセット位相は、前記信号が前記アンテナアレイによって受信されるときの前記信号の前記アレイ位相と同じであるか、又は、少なくとも１つの信号パスの前記プリセット位相は、前記信号が前記アンテナアレイによって受信されるときの前記信号の前記アレイ位相の反対である、前記振幅調整を行い前記信号を出力することと、
前記ハイブリッド回路網により、前記電力分割装置から受信した信号に対して位相調整を行い、前記信号を前記基地局トランシーバへ出力することと、
をさらに備える、
請求項１１に記載のビーム処理方法。
【請求項１４】
前記マルチパス信号において少なくとも１つの信号パスの前記プリセット位相が前記アレイ位相の反対である場合は、
前記複数のアンテナアレイが前記マルチパス信号を受信した後で、且つ前記電力分割装置が前記複数のアンテナアレイによって受信された前記マルチパス信号に対して振幅調整を行う前に、前記方法はさらに、
前記アンテナアレイ内の少なくとも１つのリバースアレイの各リバースアレイにより、前記アレイ位相とは反対のプリセット位相を有する前記信号のパスに対して位相反転を行うことであって、その結果、前記信号の前記位相は、前記アレイ位相から前記プリセット位相に変更され、前記リバースアレイの供給位相は、他のアンテナアレイの供給位相の反対である、前記位相反転を行うことと、
前記電力分割装置と前記アンテナアレイとの間に配置され、且つ前記電力分割装置と前記アンテナアレイとへそれぞれ接続された少なくとも１つの１８０度移相器の各１８０度移相器により、前記アレイ位相とは反対のプリセット位相を有する前記信号のパスに対して位相反転を行うことであって、その結果、前記信号の前記位相は、前記アレイ位相から前記プリセット位相に変更される、前記位相反転を行うことと、
を備える、
請求項１３に記載のビーム処理方法。
【手続補正書】
【提出日】平成25年6月14日(2013.6.14)
【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】
アンテナであって、
ビーム形成回路網と、複数のアンテナアレイと、を備え、
前記ビーム形成回路網は、ハイブリッド回路網と、電力分割装置と、を備え、
前記ハイブリッド回路網は、基地局トランシーバと通信するための基地局信号ポートを備え、前記ハイブリッド回路網は、前記基地局トランシーバによって送信され且つ前記基地局信号ポートを介して受信される信号に対して位相調整を行い、プリセット位相を有する信号を生成し、前記信号を前記電力分割装置へ送信するよう構成され、
前記電力分割装置は、前記アンテナアレイと通信するよう構成され且つ１つのアンテナアレイへそれぞれが接続される複数のアンテナ信号ポートを備え、前記ハイブリッド回路網から受信した前記信号に対して振幅調整を行い、アレイ振幅および前記プリセット位相を有するマルチパス信号を前記複数のアンテナアレイへ出力するよう構成され、
前記複数のアンテナアレイは、前記電力分割装置から受信した前記マルチパス信号を送信するよう構成され、前記送信されるマルチパス信号は、アレイ位相と前記アレイ振幅とを有し、前記受信されるマルチパス信号において、各信号パスの前記プリセット位相は、前記信号が送信されるときの前記信号の前記アレイ位相と同じであるか、又は、少なくとも１つの信号パスの前記プリセット位相は、前記信号が送信されるときの前記信号の前記アレイ位相の反対である、
アンテナ。
【請求項２】
前記受信されるマルチパス信号において少なくとも１つの信号パスの前記プリセット位相が前記アレイ位相の反対である場合、前記複数のアンテナアレイは、少なくとも１つのリバースアレイを備え、前記リバースアレイの供給位相は、他のアンテナアレイの供給位相の反対であり、
各リバースアレイは、前記アレイ位相とは反対の前記プリセット位相を有する前記電力分割装置から受信される信号の前記パスに対して前記信号の前記プリセット位相を前記アレイ位相に変更するため位相反転を行い、前記信号を送信するよう構成される、
請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
リバースアレイの数は２であり、
前記電力分割装置は、第１の電力分割装置と、第２の電力分割装置と、を備え、
前記ハイブリッド回路網は、９０度ハイブリッド結合器を備え、前記９０度ハイブリッド結合器は、第１の出力ポートと、第２の出力ポートと、を備え、前記第１の出力ポートは前記第１の電力分割装置へ接続され、前記第２の出力ポートは前記第２の電力分割装置へ接続され、
各電力分割装置は、第１の出力ポートと、第２の出力ポートと、を備え、前記第１の出力ポートは前記リバースアレイへ接続され、前記第２の出力ポートは前記リバースアレイとは別のアンテナアレイへ接続される、
請求項２に記載のアンテナ。
【請求項４】
リバースアレイの数は４であり、
電力分割装置の数は４であり、
前記ハイブリッド回路網は、レイヤ１に第１の９０度ハイブリッド結合器と第２の９０度ハイブリッド結合器とを備え、レイヤ２に第３の９０度ハイブリッド結合器と第４の９０度ハイブリッド結合器とを備え、前記第１の９０度ハイブリッド結合器と前記第３の９０度ハイブリッド結合器は互いに反対であり、前記第２の９０度ハイブリッド結合器と前記第４の９０度ハイブリッド結合器は互いに反対であり、
前記第１の９０度ハイブリッド結合器の一方の出力ポートは、−４５度移相器を介して前記第３の９０度ハイブリッド結合器へ接続され、他方の出力ポートは、前記第４の９０度ハイブリッド結合器へ接続され、前記第２の９０度ハイブリッド結合器の一方の出力ポートは、−４５度移相器を介して前記第４の９０度ハイブリッド結合器へ接続され、他方の出力ポートは、前記第３の９０度ハイブリッド結合器へ接続され、前記第３の９０度ハイブリッド結合器と前記第４の９０度ハイブリッド結合器の各出力ポートは、１つの電力分割装置へ接続され、
各電力分割装置は、第１の出力ポートと第２の出力ポートとを備え、前記第１の出力ポートは、前記リバースアレイへ接続され、前記第２の出力ポートは、前記リバースアレイとは別のアンテナアレイへ接続される、
請求項２に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記受信されるマルチパス信号において少なくとも１つの信号パスの前記プリセット位相が前記アレイ位相の反対である場合、前記アンテナは、少なくとも１つの１８０度移相器をさらに備え、
各１８０度移相器は、前記電力分割装置と前記アンテナアレイとの間に配置され、前記電力分割装置と前記アンテナアレイとへそれぞれ接続され、前記電力分割装置から受信され前記アレイ位相とは反対の前記プリセット位相を有する信号の前記パスに対して位相反転を行い、前記信号をアンテナアレイへ送信するよう構成される、
請求項１に記載のアンテナ。
【請求項６】
１８０度移相器の数は２であり、
前記電力分割装置は、第１の電力分割装置と、第２の電力分割装置と、を備え、
前記ハイブリッド回路網は、９０度ハイブリッド結合器を備え、前記９０度ハイブリッド結合器は、第１の出力ポートと第２の出力ポートとを備え、前記第１の出力ポートは、前記第１の電力分割装置へ接続され、前記第２の出力ポートは、前記第２の電力分割装置へ接続され、
各電力分割装置は、第１の出力ポートと第２の出力ポートとを備え、前記第１の出力ポートは、前記１８０度移相器へ接続され、前記第２の出力ポートは、前記アンテナアレイへ接続される、
請求項５に記載のアンテナ。
【請求項７】
１８０度移相器の数は４であり、
電力分割装置の数は４であり、
前記ハイブリッド回路網は、レイヤ１に第１の９０度ハイブリッド結合器と第２の９０度ハイブリッド結合器とを備え、レイヤ２に第３の９０度ハイブリッド結合器と第４の９０度ハイブリッド結合器とを備え、前記第１の９０度ハイブリッド結合器と前記第３の９０度ハイブリッド結合器は互いに反対であり、前記第２の９０度ハイブリッド結合器と前記第４の９０度ハイブリッド結合器は互いに反対であり、
前記第１の９０度ハイブリッド結合器の一方の出力ポートは、−４５度移相器を介して前記第３の９０度ハイブリッド結合器へ接続され、他方の出力ポートは、前記第４の９０度ハイブリッド結合器へ接続され、前記第２の９０度ハイブリッド結合器の一方の出力ポートは、−４５度移相器を介して前記第４の９０度ハイブリッド結合器へ接続され、他方の出力ポートは、前記第３の９０度ハイブリッド結合器へ接続され、前記第３の９０度ハイブリッド結合器と前記第４の９０度ハイブリッド結合器の各出力ポートは、１つの電力分割装置へ接続され、
各電力分割装置は、第１の出力ポートと第２の出力ポートとを備え、前記第１の出力ポートは、前記１８０度移相器へ接続され、前記第２の出力ポートは、前記アンテナアレイへ接続される、
請求項５に記載のアンテナ。
【請求項８】
前記受信されるマルチパス信号において、各信号パスの前記プリセット位相は前記信号が送信されるときの前記アレイ位相と同じであり、
前記ハイブリッド回路網は、レイヤ１に２つの９０度ハイブリッド結合器と、レイヤ２に２つの１８０度ハイブリッド結合器と、を備え、
各９０度ハイブリッド結合器の各出力ポートは１つの１８０度ハイブリッド結合器へ接続され、各１８０度ハイブリッド結合器の一方の出力ポートは前記電力分割装置へ接続され、他方の出力ポートは前記アンテナアレイへ接続され、
前記電力分割装置の各出力ポートは、１つのアンテナアレイへ接続される、
請求項１に記載のアンテナ。
【請求項９】
前記複数のアンテナアレイはさらに、マルチパス信号を受信し、前記マルチパス信号を前記電力分割装置へ出力するよう構成され、前記受信されるマルチパス信号は、前記アレイ位相と前記アレイ振幅とを有し、
前記電力分割装置はさらに、前記複数のアンテナアレイから受信した前記マルチパス信号に対して振幅調整を行い、前記信号を前記ハイブリッド回路網へ出力するよう構成され、前記電力分割装置によって受信される前記マルチパス信号は、前記プリセット位相を有し、前記電力分割装置によって受信される前記マルチパス信号において、各信号パスの前記プリセット位相は、前記信号が前記アンテナアレイによって受信されるときの前記信号の前記アレイ位相と同じであるか、又は、少なくとも１つの信号パスの前記プリセット位相は、前記信号が前記アンテナアレイによって受信されるときの前記信号の前記アレイ位相の反対であり、
前記ハイブリッド回路網はさらに、前記電力分割装置から受信した前記信号に対して位相調整を行い、前記信号を前記基地局トランシーバへ出力するよう構成される、
請求項１〜８のいずれか一項に記載のアンテナ。
【請求項１０】
基地局であって、
基地局トランシーバと、
給電線と、
請求項１〜９のいずれか一項に記載の前記アンテナと、
を備え、
前記給電線は、前記基地局トランシーバと前記アンテナとへそれぞれ接続され、前記基地局トランシーバによって生成された信号を前記アンテナへ送信するよう構成される、
基地局。
【請求項１１】
ビーム処理方法であって、
前記方法はアンテナによって実行され、前記アンテナは、ビーム形成回路網と複数のアンテナアレイとを備え、前記ビーム形成回路網は、ハイブリッド回路網と電力分割装置とを備え、前記ビーム処理方法は、
前記ハイブリッド回路網により、基地局トランシーバから受信した信号に対して位相調整を行い、プリセット位相を有する信号を生成し、前記信号を前記電力分割装置へ送信することと、
前記電力分割装置により、前記ハイブリッド回路網から受信した前記信号に対して振幅調整を行い、アレイ振幅および前記プリセット位相を有するマルチパス信号を前記複数のアンテナアレイへ出力することと、
前記複数のアンテナアレイにより、前記電力分割装置から受信した前記マルチパス信号を送信することであって、前記送信されるマルチパス信号は、アレイ位相と前記アレイ振幅とを有し、前記受信されるマルチパス信号において、各信号パスの前記プリセット位相は、前記信号が送信されるときの前記信号の前記アレイ位相と同じであり、又は、少なくとも１つの信号パスの前記プリセット位相は前記信号が送信されるときの前記信号の前記アレイ位相の反対である、前記マルチパス信号を前記送信することと、
を備える、ビーム処理方法。
【請求項１２】
前記マルチパス信号において少なくとも１つの信号パスの前記プリセット位相が前記アレイ位相の反対である場合は、
前記電力分割装置が前記ハイブリッド回路網から受信した前記マルチパス信号に対して振幅調整を行った後で、前記複数のアンテナアレイが前記マルチパス信号を送信する前に、前記方法はさらに、
供給位相が他のアンテナアレイの供給位相の反対である前記アンテナアレイ内の少なくとも１つのリバースアレイの各リバースアレイにより、前記アレイ位相とは反対のプリセット位相を有する前記信号のパスに対し位相反転を行うことであって、その結果、前記信号の前記位相は、前記プリセット位相から前記アレイ位相に変更され、前記リバースアレイの供給位相は、他のアンテナアレイの供給位相の反対である、前記位相反転を行うこと、又は、
前記電力分割装置と前記アンテナアレイとの間に配置され、且つ前記電力分割装置と前記アンテナアレイとへそれぞれ接続された少なくとも１つの１８０度移相器の各１８０度移相器により、前記アレイ位相とは反対のプリセット位相を有する前記信号のパスに対して位相反転を行うことであって、その結果、前記信号の前記位相は、前記プリセット位相から前記アレイ位相に変更される、前記位相反転を行うこと、
を備える、
請求項１１に記載のビーム処理方法。
【請求項１３】
前記複数のアンテナアレイにより、マルチパス信号を受信し、前記マルチパス信号を前記電力分割装置へ出力することであって、前記受信されるマルチパス信号は、前記アレイ位相と前記アレイ振幅とを有する、前記マルチパス信号を受信し前記マルチパス信号を出力することと、
前記電力分割装置により、前記複数のアンテナアレイから受信した前記マルチパス信号に対して振幅調整を行い、前記信号を前記ハイブリッド回路網へ出力することであって、前記電力分割装置によって受信される前記マルチパス信号は、前記プリセット位相を有し、前記電力分割装置によって受信される前記マルチパス信号において、各信号パスの前記プリセット位相は、前記信号が前記アンテナアレイによって受信されるときの前記信号の前記アレイ位相と同じであるか、又は、少なくとも１つの信号パスの前記プリセット位相は、前記信号が前記アンテナアレイによって受信されるときの前記信号の前記アレイ位相の反対である、前記振幅調整を行い前記信号を出力することと、
前記ハイブリッド回路網により、前記電力分割装置から受信した信号に対して位相調整を行い、前記信号を前記基地局トランシーバへ出力することと、
をさらに備える、
請求項１１に記載のビーム処理方法。
【請求項１４】
前記マルチパス信号において少なくとも１つの信号パスの前記プリセット位相が前記アレイ位相の反対である場合は、
前記複数のアンテナアレイが前記マルチパス信号を受信した後で、且つ前記電力分割装置が前記複数のアンテナアレイによって受信された前記マルチパス信号に対して振幅調整を行う前に、前記方法はさらに、
前記アンテナアレイ内の少なくとも１つのリバースアレイの各リバースアレイにより、前記アレイ位相とは反対のプリセット位相を有する前記信号のパスに対して位相反転を行うことであって、その結果、前記信号の前記位相は、前記アレイ位相から前記プリセット位相に変更され、前記リバースアレイの供給位相は、他のアンテナアレイの供給位相の反対である、前記位相反転を行うこと、又は、
前記電力分割装置と前記アンテナアレイとの間に配置され、且つ前記電力分割装置と前記アンテナアレイとへそれぞれ接続された少なくとも１つの１８０度移相器の各１８０度移相器により、前記アレイ位相とは反対のプリセット位相を有する前記信号のパスに対して位相反転を行うことであって、その結果、前記信号の前記位相は、前記アレイ位相から前記プリセット位相に変更される、前記位相反転を行うこと、
を備える、
請求項１３に記載のビーム処理方法。
【国際調査報告】
2013531434.tif 000013
2013531434.tif 000014
2013531434.tif 000015
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