(57)【要約】【課題】ＡＩＳＧで規定している信号を使用して、より自由度の高い指向性制御が可能なアンテナ装置を提供する。【解決手段】アンテナユニット（１Ａ）は、アレー配置された複数の送信用アンテナ素子（１５）及び受信用アンテナ素子（１９）と、各送信用アンテナ素子（１５）に供給される送信信号の位相をそれぞれ調整する複数の送信側位相調整器（２３）と、各受信用アンテナ素子（１９）で受信される受信信号の位相をそれぞれ調整する複数の受信側位相調整器（２７）と、各送信側位相調整器（２３）及び各受信側位相調整器（２７）を制御する制御回路（１１）と、を有する。制御回路（１１）は、制御装置（３）で設定された指向性設定信号に基づいて複数のデータテーブルの中から適用すべきデータテーブルを選択し、その選択したデータテーブルに格納された制御データによって各送信側位相調整器（２３）及び各受信側位相調整器（２７）を制御する。【選択図】  図１
2015073206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナユニットと、ＡＩＳＧに準拠した指向性設定信号が設定される制御装置とを備えるアンテナ装置であって、前記アンテナユニットは、
アレー配置された複数の送信用アンテナ素子及び受信用アンテナ素子と、
前記複数の送信用アンテナ素子に供給される送信信号の位相をそれぞれ調整する複数の送信側位相調整器と、
前記複数の受信用アンテナ素子で受信される受信信号の位相をそれぞれ調整する複数の受信側位相調整器と、
前記各送信側位相調整器及び前記各受信側位相調整器を制御する制御回路と、を有し、
前記制御回路は、複数種の面内指向性を実現するための前記各送信側位相調整器及び前記各受信側位相調整器の制御データを予め格納した複数のデータテーブルを備え、前記制御装置で設定された指向性設定信号に基づいて前記複数のデータテーブルの中から適用すべきデータテーブルを選択し、その選択したデータテーブルに格納された制御データによって前記各送信側位相調整器及び前記各受信側位相調整器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装置。
【請求項２】
前記制御回路は、指向性設定信号をコード信号として読み替え、前記複数のデータテーブル中から前記コード信号に対応するデータテーブルを選択するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記複数の送信用アンテナ素子に供給される送信信号の振幅をそれぞれ調整する複数の送信側振幅調整器と、
前記複数の受信用アンテナ素子で受信される受信信号の振幅をそれぞれ調整する複数の受信側振幅調整器と、をさらに備え、
前記複数のデータテーブルに前記各送信側振幅調整器及び前記各受信側振幅調整器の制御データが予め格納されることを特徴とする請求項１または２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記各送信用アンテナ素子及び前記各受信用アンテナ素子の少なくとも一方に増幅器を接続したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記アンテナユニット内に前記制御装置を組み込んだことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項６】
アンテナユニットと、ＡＩＳＧに準拠した指向性設定信号が設定される制御装置とを備えるアンテナ装置であって、前記アンテナユニットは、
アレー配置された複数の送受共用アンテナ素子と、
前記各送受共用アンテナ素子に供給される送信信号の位相をそれぞれ調整する複数の送信側位相調整器と、
前記各送受共用アンテナ素子で受信される受信信号の位相をそれぞれ調整する複数の受信側位相調整器と、
前記各送信側位相調整器及び前記各受信側位相調整器を制御する制御回路と、を有し、
前記制御回路は、複数種の面内指向性を実現するための前記各送信側位相調整器及び前記各受信側位相調整器の制御データを予め格納した複数のデータテーブルを備え、前記制御装置で設定された指向性設定信号に基づいて前記複数のデータテーブルの中から適用すべきデータテーブルを選択し、その選択したデータテーブルに格納された制御データによって前記各送信側位相調整器及び前記各受信側位相調整器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装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動通信システムの基地局において好適に使用することができるアンテナ装置に関し、特に、ＡＩＳＧ（Antenna Interface Standards Group）を用いて指向性を制御するアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動通信システムの基地局アンテナ装置では、サービスエリア（セル）のサイズを所望の大きさに設定するため、置局後に指向性を制御することが実施される。この指向性の制御は、アンテナ装置の内部あるいは外部に設置された給電装置内の位相器をモータ等の機構部品を使用して動作させ、それに伴う各アンテナ素子の信号径路での信号位相の相対的変化に基づいてメインビームのチルト角を要求された大きさに設定するものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、基地局アンテナ装置は、鉄塔、ビルの屋上等の高所や、容易に立ち入ることのできない場所に設置されるので、給電装置を遠隔制御してメインビームのチルト角を変化させることが実施されている（例えば、特許文献２参照）。
以下、この遠隔チルト制御について説明する。図１１に示す基地局アンテナ装置は、アンテナユニット１００及び無線・制御装置２００を備えている。図１２、図１３にアンテナユニット１００の具体例１００Ａ，１００Ｂを示す。アンテナユニット１００Ａにおいて、給電部１１０は、位相調整部１１１、駆動部１１２及び制御回路１１３を備えている。位相調整部１１１はコネクタ１１５を介して、また、制御回路１１３はコネクタ１１６を介してそれぞれ図１１に示す無線・制御装置２００に接続されている。そして、位相調整部１１１には、アレー配置されたアンテナ素子１１４１〜１１４ｋが接続されている。
【０００４】
無線・制御装置２００からは、基地局装置３００から入力されるベースバンド信号に基づく無線周波数の高周波電力信号を形成する。この高周波電力信号は、上記位相調整部１１１を介してアンテナ素子１１４１〜１１４ｋに供給されて、これらのアンテナ素子１１４１〜１１４ｋを励振する。また、無線・制御装置２００は、アンテナ素子１１４１〜１１４ｋの受信信号を位相調整部１１１を介して受け取り、基地局装置３００に出力する。
一方、無線・制御装置２００は、制御回路１１３にＡＩＳＧ（Antenna Interface Standards Group）規格に準拠したチルト角指令信号を送る。これに伴い、制御回路１１３は、駆動部１１２を介して位相調整部１１１を制御し、その結果、チルト角指令信号で指令されたビームチルト角が実現されるように各アンテナ素子の信号径路における信号位相が相対的に変化にされる。
図１３に示すアンテナユニット１００Ｂは、無線周波数の高周波電力信号にチルト角指令信号を重畳、分離するＡＩＳＧモデム１１７を備えている点でアンテナユニット１００Ａと相違する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２１１０２５号公報
【特許文献２】特開２０１２−４４５０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来のアンテナ装置は、各送信経路における信号の位相及び各受信経路における位相を制御することができないので、指向性制御の自由度が低いという問題点、つまり、メインビームをチルトさせる機能しか有さないので、柔軟なセル構成の要求に応えられないという問題点を有する。例えば、水平面内指向性の３ｄＢビーム幅を変更するなどの指向性制御は不可能である。
そこで、本発明は、ＡＩＳＧで規定している信号を使用して、より自由度の高い指向性制御が可能なアンテナ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の目的を達成することができるアンテナ装置を提供する。このアンテナ装置は、アンテナユニットと、ＡＩＳＧに準拠した指向性設定信号が設定される制御装置とを備えている。前記アンテナユニットは、アレー配置された複数の送信用アンテナ素子及び受信用アンテナ素子と、前記複数の送信用アンテナ素子に供給される送信信号の位相をそれぞれ調整する複数の送信側位相調整器と、前記複数の受信用アンテナ素子で受信される受信信号の位相をそれぞれ調整する複数の受信側位相調整器と、前記各送信側位相調整器及び前記各受信側位相調整器を制御する制御回路と、を有する。
前記制御回路は、複数種の面内指向性を実現するための前記各送信側位相調整器及び前記各受信側位相調整器の制御データを予め格納した複数のデータテーブルを備え、前記制御装置で設定された指向性設定信号に基づいて前記複数のデータテーブルの中から適用すべきデータテーブルを選択し、その選択したデータテーブルに格納された制御データによって前記各送信側位相調整器及び前記各受信側位相調整器を制御するように構成される。
【０００８】
前記制御回路は、指向性設定信号をコード信号として読み替え、前記複数のデータテーブル中から前記コード信号に対応するデータテーブルを選択するように構成することができる。
一実施の態様では、前記複数の送信用アンテナ素子に供給される送信信号の振幅をそれぞれ調整する複数の送信側振幅調整器と、前記複数の受信用アンテナ素子で受信される受信信号の振幅をそれぞれ調整する複数の受信側振幅調整器と、がさらに備えられる。この場合、前記複数のデータテーブルに前記各送信側振幅調整器及び前記各受信側振幅調整器の制御データが予め格納される。
他の実施の態様では、前記各送信用アンテナ素子及び前記各受信用アンテナ素子の少なくとも一方に増幅器が接続される。また、前記アンテナユニット内に前記制御装置を組み込む態様も取り得る。
【０００９】
本発明は、以下のようなアンテナ装置も提供する。このアンテナ装置もアンテナユニットと、ＡＩＳＧに準拠した指向性設定信号が設定される制御装置とを備えている。前記アンテナユニットは、アレー配置された複数の送受共用アンテナ素子と、前記各送受共用アンテナ素子に供給される送信信号の位相をそれぞれ調整する複数の送信側位相調整器と、前記複数の各送受共用アンテナ素子で受信される受信信号の位相をそれぞれ調整する複数の受信側位相調整器と、前記各送信側位相調整器及び前記各受信側位相調整器を制御する制御回路と、を有する。
前記制御回路は、複数種の面内指向性を実現するための前記各送信側位相調整器及び前記各受信側位相調整器の制御データを予め格納した複数のデータテーブルを備え、前記制御装置で設定された指向性設定信号に基づいて前記複数のデータテーブルの中から適用すべきデータテーブルを選択し、その選択したデータテーブルに格納された制御データによって前記各送信側位相調整器及び前記各受信側位相調整器を制御するように構成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、本来、メインビームのチルト角を制御するために用いられるＡＩＳＧに準拠した指向性設定信号を使用して、より自由度の高い指向性制御が可能であるので、セル構成の柔軟性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る基地局アンテナ装置の実施形態を示すブロック図である。
【図２】制御回路の構成例を示すブロック図である。
【図３】ＡＩＳＧに規定されているチルト変更信号（Set Tilt）のフォーマットの一部を示す。
【図４】図３で示したフォーマットを用いた指向性の設定手順を例示したフローチャートである。
【図５】ＡＩＳＧ規格に従ったオプション信号である「Read User Data」信号のフォーマットの一部を示す。
【図６】ＡＩＳＧ規格に従ったオプション信号である「Write User Data」信号のフォーマットの一部を示す。
【図７】ＡＩＳＧ規格に従ったオプション信号である「Vendor specific procedure」信号のフォーマットの一部を示す。
【図８】アンテナユニットの他の構成を示すブロック図である。
【図９】アンテナユニットの更に別の構成を示すブロック図である。
【図１０】アンテナユニットの更に別の構成を示すブロック図である。
【図１１】従来のアンテナ装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】従来のアンテナ装置のアンテナユニットの構成を示すブロック図である。
【図１３】従来のアンテナ装置のアンテナユニットの他の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１に本発明に係る基地局アンテナ装置の実施形態を示す。本実施形態の基地局アンテナ装置は、アンテナユニット１Ａと、このアンテナユニット１Ａに接続された無線・制御装置３と、この無線・制御装置３に接続された基地局装置５とを備えている。本実施形態において、アンテナユニット１Ａ及び無線・制御装置３は、鉄塔、ビルの屋上等の高所に配置され、基地局装置５は局舎内等に配置されている。
【００１３】
アンテナユニット１Ａは、分配回路７、合成回路９及び制御回路１１を有する。分配回路７には送信径路１３１〜１３ｎを介してｎ個の送信アンテナ素子１５１〜１５ｎが接続され、合成回路９には受信径路１７１〜１７ｍを介してｍ個の受信アンテナ素子１９１〜１９ｍが接続されている。また、送信径路１３１〜１３ｎには、振幅調整器２１１〜２１ｎ、位相調整器２３１〜２３ｎがそれぞれ配置され、受信径路１７１〜１７ｍには、振幅調整器２５１〜２５ｍ、位相調整器２７１〜２７ｍがそれぞれ配置され配置されている。
送信アンテナ素子１５１〜１５ｎ及び受信アンテナ素子１９１〜１９ｍは、垂直方向あるいは水平方向にアレー配置されている。分配回路７はコネクタ２９及びケーブル３１を介して、合成回路９はコネクタ３３及びケーブル３５を介して、制御回路１１はコネクタ３７及びケーブル３９を介してそれぞれ無線・制御装置３に接続されている。
【００１４】
上記振幅調整器２１１〜２１ｎ，２５１〜２５ｍは、制御信号によって減衰量が変化されるアッテネータである。また、上記位相調整器２３１〜２３ｎ，２７１〜２７ｍには、例えば、制御信号によって容量が変化される容量可変ダイオードを移相素子として含む構成のものが使用される。この容量可変ダイオードを用いた移相調整器は、マイクロストリップラインで形成された機械式移相調整器に比べて非常に小さく構成することができる。
【００１５】
無線・制御装置３は、周波数変換、アナログ−デジタル変換、信号処理、通信制御等を行なう機能を有し、基地局装置５から入力されるベースバンド信号に基づいた無線周波数の高周波電力信号を形成して分配回路７に出力するとともに、ＡＩＳＧ（Antenna Interface Standards Group）規格に準拠した後述の信号を制御回路１１に出力し、更に、合成回路９から出力される合成信号を入力する。
【００１６】
図２に制御回路１１の構成例を示す。この制御回路１１は、入出力部４１、演算部４３、記憶部４５、位相制御部４７及び振幅制御部４９を備え、無線・制御装置３から送られてくる上記ＡＩＳＧ規格に準拠した信号を受信する。ここで、ＡＩＳＧ規格に準拠した信号のフォーマットについて説明する。
図３は、ＡＩＳＧに規定されているチルト変更信号（Set Tilt）のフォーマットの一部を示す。このフォーマットにおいて、「Elementary Procedure」は手順コードを、「Number of data octets」はNumber of data octets以降（Number of data octetsは含まない）のデータ数を、「Tilt value」は設定するチルト角の値をそれぞれ表している。「Tilt value」は、最大６５５３６（２の１６乗）通りのチルト値を表現することができる。通常は、符号付の整数表現を用いて−３２７６８〜＋３２７６７個のチルト角の値を表すことになる。
【００１７】
しかし、本実施形態では、「Tilt value」をチルト角としてではなく、指向性設定用のデータテーブルを指定するコードとして取り扱うようにしている。この場合、「Tilt value」によって最大６５５３６通りのコードを指定することができるので、１つのコードを１つの指向性に対応付けておけば、最大６５５３６通りの指向性を指定することが可能となる。
以下、図３で示したフォーマットを用いた指向性の設定手順について述べる。なお、ここでは、図１に示す送信アンテナ素子１５１〜１５ｎ及び受信アンテナ素子１９１〜１９ｍが垂直方向に配列されている場合の垂直面内の指向性の設定手順について述べるが、上記送信アンテナ素子１５１〜１５ｎ及び受信アンテナ素子１９１〜１９ｍが水平方向に配列されている場合の水平面内の指向性の設定手順も上記垂直面内の指向性の設定手順に準じたものとなる。
【００１８】
図２に示す制御回路１１の記憶部４５は、複数のデータテーブルを備え、それらのデータテーブルには、異なる垂直面内指向性を実現するための制御データがそれぞれ予め格納される。個々のテーブルに格納される制御データは、図１に示した振幅調整器２１１〜２１ｎ、位相調整器２３１〜２３ｎ、振幅調整器２５１〜２５ｍ、位相調整器２７１〜２７ｍを制御するものである。そして、振幅調整器２１１〜２１ｎ及び位相調整器２３１〜２３ｎをそれらについての制御データで制御することにより送信系の垂直面内指向性が設定され、また、振幅調整器２５１〜２５ｍ及び位相調整器２７１〜２７ｍをそれらについての制御データで制御することにより受信系の垂直面内指向性が設定されることになる。
上記制御データは、測定あるいは推定（シミュレーション）によって予め作成される。すなわち、位相調整器２３１〜２３ｎ，２７１〜２７ｍ、及び振幅調整器２１１〜２１ｎ，２５１〜２５ｍの制御データは、所望の指向性が生成されるように作成される。
【００１９】
図４に示す手順では、まず、図１に示す無線・制御装置３から送信された「Set Tilt」信号（図２の記憶部４５のデータテーブルを指定するためコードを示す信号として読み替える）が制御回路１１の演算部４３によって受信される（ステップＳ１）。そこで、演算部４３は、上記コードを認識する処理（ステップＳ２）、このコードに対応するデータテーブルを記憶部４５から読み出す処理（ステップＳ３）、そのデータテーブルに格納された位相制御データ及び振幅制御データをそれぞれ位相制御部４７及び振幅制御部４９に渡す処理（ステップＳ４）を順次実行する。
位相制御部４７は、位相制御データに基づいて位相調整器２３１〜２３ｎ，２７１〜２７ｍを制御するとともに、振幅制御データに基づいて振幅調整器２１１〜２１ｎ，２５１〜２５ｍを制御する（ステップＳ５）。この結果、上記データテーブルに格納された制御データによって規定された所定の指向性が形成されることになる。
【００２０】
本実施形態に係る基地局アンテナ装置によれば、無線・制御装置３から送信されるコード信号としての「Set Tilt」信号によって記憶部４５のデータテーブルを指定し、そのデータテーブルに格納された位相制御データ及び振幅制御データを用いて垂直面内指向性を設定するので、演算部４３において複雑な演算等を実行する必要がなく、その結果、演算部４３を安価なマイクロコンピュータ（ＭＰＵ）で構成することができる。
また、無線・制御装置３から送信される「Set Tilt」信号は、ＡＩＳＧを使用したチルト制御システムにおいて必ずサポートされている信号であるから、無線・制御装置３として既存のチルト制御システムの制御装置を用いることが可能である。かくすれば、ハードウェアの交換やソフトウェアの更新等が不要となるので、アンテナ装置１Ａのみの交換で対応することが可能となり、装置の施工時間及び費用が低減される。
なお、無線・制御装置３から送信させるコード信号の指定は、基地局装置５によって行われる。
【００２１】
図５に、ＡＩＳＧ規格に従ったオプション信号である「Read User Data」信号のフォーマットの一部を示す。この「Read User Data」信号を使用すれば、「Memory offset」の部分を前述のテーブル指定コードに読み替えることによって、そのコードに対応するデータテーブルの制御データを記憶部４５から読み込むことができる。
そこで、無線・制御装置３は、制御データの確認を必要とする場合に、上記「Read User Data」信号を用いた制御データの読込み処理を実行する。なお、この読込み処理は基地局装置５の指示に基づいて実行される。
【００２２】
図６に、ＡＩＳＧ規格に従ったオプション信号である「Write User Data」信号のフォーマットの一部を示す。この「Write User Data」信号を使用すれば、「Memory offset」の部分を前述のテーブル指定コードに読み替えることによって、そのコードに対応するデータテーブルの制御データを書き換えることが可能である。
そこで、無線・制御装置３は、制御データの書き換えを必要とする場合に、すなわち、例えば工場出荷時に記憶部４５に記憶されている標準の制御データを置局後に最適化した制御データに書き換える必要がある場合に、上記「Write User Data」信号を用いた制御データの書き換え処理を実行する。なお、この書き換え処理は基地局装置５の指示に基づいて実行される。
【００２３】
図７に、ＡＩＳＧ規格に従ったオプション信号である「Vendor specific procedure」信号のフォーマットの一部を示す。この「Vendor specific procedure」信号は、ベンダが自由に設定することができる信号である。したがって、これを使用すれば、例えば、実験や検証時に、記憶部４５に制御データを記憶させることなく直接、位相調整回路２３１〜２３ｎ，２７１〜２７ｍ及び振幅調整回路２１１〜２１ｎ，２５１〜２５ｍのパラメータを設定することや、故障解析時に特定の位相調整回路または振幅調整回路のパラメータを異常値に設定して、故障時の状態を再現すること等が可能になる。
【００２４】
図１に示すアンテナユニット１Ａに代えて、図８に示すアンテナユニット１Ｂを使用することができる。このアンテナユニット１Ｂは、位相調整器２３１〜２３ｎと送信アンテナ素子１５１〜１５ｎとの間に増幅器５１１〜５１ｎを配置し、位相調整器２７１〜２７ｍと受信アンテナ素子１９１〜１９ｎとの間に増幅器５３１〜５３ｍを配置した点において図１に示すアンテナユニット１Ａと構成が相違する。
【００２５】
振幅調整器２１１〜２１ｎ及び／又は位相調整器２３１〜２３ｎとして小電力仕様のものを使用する場合、それらの損傷や高周波電力信号の品質劣化を防止するために送信径路１３１〜１３ｎに小電力の高周波電力信号を供給することになるが、そのようにすると、送信アンテナ素子１５１〜１５ｎからの放射電力が不足することになる。
しかし、増幅器５１１〜５１ｎを配置したアンテナユニット１Ｂによれば、振幅調整器２１１〜２１ｎ及び位相調整器２３１〜２３ｎを通過した高周波電力信号が増幅器５１１〜５１ｎでそれぞれ電力増幅されるので、送信径路１３１〜１３ｎに小電力の高周波電力信号を供給するようにしても、放射電力が不足するという不都合が回避される。
【００２６】
一方、上記増幅器５３１〜５３ｍは次のように作用する。すなわち、受信電波が弱い場合には、位相調整器２７１〜２７ｍ及び振幅調整器２５１〜２５ｍによる信号ロスのために、合成回路９に入力される受信信号のＣ／Ｎ（搬送波対雑音比）が低下する。しかし、増幅器５３１〜５３ｍを配置したアンテナユニット１Ｂによれば、受信アンテナ素子１９１〜１９ｍで受信された信号が増幅器５３１〜５３ｍによって増幅された後に位相調整器２７１〜２７ｍ及び振幅調整器２５１〜２５ｍを通過するので、合成回路９に入力される受信信号のＣ／Ｎの低下が抑制される。
【００２７】
図１に示すアンテナユニット１Ａに代えて、図９に示すアンテナユニット１Ｃを使用することができる。このアンテナユニット１Ｃは、図８に示すアンテナユニット１Ｂの内部に無線・制御装置３を組み込んだ構成を有する。なお、図１に示すアンテナユニット１Ａ内に無線・制御装置３を組み込むことも可能である。このアンテナユニット１Ｃにおいては、無線・制御装置３がコネクタ５５を介して図１に示す基地局装置５に接続される。
【００２８】
また、図１に示すアンテナユニット１Ａに代えて、図１０に示すアンテナユニット１Ｄを使用することができる。このアンテナユニット１Ｄは、図９に示すアンテナユニット１Ｃと次の点で構成が異なる。すなわち、増幅器５１１〜５１ｎと送信アンテナ素子１５１〜１５ｎの間にデュプレクサ等のフィルタ要素５７１〜５７ｎを配置した点、受信経路の数を送信経路の数と同数のｎにした点、受信用増幅器５３１〜５３ｎの入力端子をフィルタ要素５７１〜５７ｎに接続した点、受信アンテナ素子を除去して、送信アンテナ素子１５１〜１５ｎを送受共用アンテナとして使用するようにした点、において構成が相違する。
【００２９】
フィルタ要素５７１〜５７ｎは、送信用増幅器５１１〜５１ｎから出力される送信信号に対して、アンテナ素子１５１〜１５ｎ側への伝送を許容するとともに、受信用増幅器５３１〜５３ｎ側への伝送を阻止するように動作し、また、アンテナ素子１５１〜１５ｎによって受信された信号に対して、受信用増幅器５３１〜５３ｎ側への伝送を許容するとともに、送信用増幅器５１１〜５１ｎ側への伝送を阻止するように動作する。このアンテナユニット１Ｄを使用すれば、アンテナ素子数が低減するという利点が得られる。
なお、図１に示すアンテナユニット１Ａ及び図８に示したアンテナユニット１Ｂにおいても上記に準じた構成を持たせることが可能である。
【００３０】
高度化する移動通信システムでは、セルサイズの調整や、セル間の干渉抑制などのために柔軟なセル構成が求められるが、上記実施形態に係るアンテナ装置によれば、ＡＩＳＧに準拠した指向性設定信号を使用して、より自由度の高い指向性成形が可能であるので、セル構成の柔軟性も向上する。
【００３１】
本発明は、上記実施の形態に限定されず、以下に例示するような種々の変形態様を含み得るものである。
（ａ）上記実施形態と比べて、形成可能な指向性の自由度が減ることになるが、振幅調整器２１１〜２１ｎ，２５１〜２５ｍを除いた形態で実施することも可能である。
（ｂ）上記実施形態では、垂直面内指向性を制御しているが、送信アンテナ素子１５１〜１５ｎ及び受信アンテナ素子１９１〜１９ｍを水平にアレー配置するとともに、記憶部４５のデータテーブルにその配置に対応した制御データを格納させることにより、ＡＩＳＧに準拠した指向性設定信号を使用して水平面内指向性も制御することが可能である。
また、送信アンテナ素子１５１〜１５ｎ及び受信アンテナ素子１９１〜１９ｍを共に縦横にアレー配置して、送信アンテナ素子１５１〜１５ｎ全体及び受信アンテナ素子１９１〜１９ｍ全体による垂直面内の指向性あるいは水平面内指向性を制御することも当然可能である。
（ｃ）図１のアンテナユニット１Ａ及び図８のアンテナユニット１Ｂに内蔵された分配回路７、合成回路９は、それらのアンテナユニット１Ａ，１Ｂ外に配置することも可能である。
（ｄ）制御回路１１には、例えば、信号経路の断線等の異常が発生した場合に、それを検出するセンサの検出信号に基づいてアラーム信号を無線・制御装置に出力する機能をもたせることができる。
【符号の説明】
【００３２】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ  アンテナユニット
３  無線・制御装置
５  基地局装置
７  分配回路
９  合成回路
１１  制御回路
１３１〜１３ｎ  送信径路
１５１〜１５ｎ  送信アンテナ素子
１７１〜１７ｍ  受信径路
１９１〜１９ｍ  受信アンテナ素子
２１１〜２１ｎ  振幅調整器
２３１〜２３ｎ  位相調整器
２５１〜２５ｍ  振幅調整器
２７１〜２７ｍ  位相調整器
２９，３３，３７，５５  コネクタ
３１，３５，３９  ケーブル
４１  入出力部
４３  演算部
４５  記憶部
４７  位相制御部
４９  振幅制御部
５１１〜５１ｎ  増幅器
５３１〜５１ｍ  増幅器 
５７１〜５７ｎ  フィルタ要素 
【図１】
2015073206.tif 000003
【図２】
2015073206.tif 000004
【図３】
2015073206.tif 000005
【図４】
2015073206.tif 000006
【図５】
2015073206.tif 000007
【図６】
2015073206.tif 000008
【図７】
2015073206.tif 000009
【図８】
2015073206.tif 000010
【図９】
2015073206.tif 000011
【図１０】
2015073206.tif 000012
【図１１】
2015073206.tif 000013
【図１２】
2015073206.tif 000014
【図１３】
2015073206.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成26年10月30日(2014.10.30)
【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】
アンテナユニットと、ＡＩＳＧに準拠した指向性設定信号が設定される制御装置とを備えるアンテナ装置であって、前記アンテナユニットは、
アレー配置された複数の送信用アンテナ素子及び受信用アンテナ素子と、
前記複数の送信用アンテナ素子に供給される送信信号の位相をそれぞれ調整する複数の送信側位相調整器と、
前記複数の受信用アンテナ素子で受信される受信信号の位相をそれぞれ調整する複数の受信側位相調整器と、
前記制御装置から送られてくる前記指向性設定信号に基づいて前記各送信側位相調整器及び前記各受信側位相調整器を制御する制御回路と、を有し、
前記制御回路は、複数種の面内指向性を実現するための前記各送信側位相調整器及び前記各受信側位相調整器の制御データを予め格納した複数のデータテーブルを備え、前記制御装置で設定された指向性設定信号をコード信号として読み替えて、前記複数のデータテーブルの中から前記コード信号に対応するデータテーブルを選択し、その選択したデータテーブルに格納された制御データによって前記各送信側位相調整器及び前記各受信側位相調整器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装置。
【請求項２】
前記複数の送信用アンテナ素子に供給される送信信号の振幅をそれぞれ調整する複数の送信側振幅調整器と、
前記複数の受信用アンテナ素子で受信される受信信号の振幅をそれぞれ調整する複数の受信側振幅調整器と、をさらに備え、
前記複数のデータテーブルに前記各送信側振幅調整器及び前記各受信側振幅調整器の制御データが予め格納されることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記各送信用アンテナ素子及び前記各受信用アンテナ素子の少なくとも一方に増幅器を接続したことを特徴とする請求項１または２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記アンテナユニット内に前記制御装置を組み込んだことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項５】
アンテナユニットと、ＡＩＳＧに準拠した指向性設定信号が設定される制御装置とを備えるアンテナ装置であって、前記アンテナユニットは、
アレー配置された複数の送受共用アンテナ素子と、
前記各送受共用アンテナ素子に供給される送信信号の位相をそれぞれ調整する複数の送信側位相調整器と、
前記各送受共用アンテナ素子で受信される受信信号の位相をそれぞれ調整する複数の受信側位相調整器と、
前記制御装置から送られてくる前記指向性設定信号に基づいて前記各送信側位相調整器及び前記各受信側位相調整器を制御する制御回路と、を有し、
前記制御回路は、複数種の面内指向性を実現するための前記各送信側位相調整器及び前記各受信側位相調整器の制御データを予め格納した複数のデータテーブルを備え、前記制御装置で設定された指向性設定信号をコード信号として読み替えて、前記複数のデータテーブルの中から前記コード信号に対応するデータテーブルを選択し、その選択したデータテーブルに格納された制御データによって前記各送信側位相調整器及び前記各受信側位相調整器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装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
無線・制御装置２００は、基地局装置３００から入力されるベースバンド信号に基づく無線周波数の高周波電力信号を形成する。この高周波電力信号は、上記位相調整部１１１を介してアンテナ素子１１４１〜１１４ｋに供給されて、これらのアンテナ素子１１４１〜１１４ｋを励振する。また、無線・制御装置２００は、アンテナ素子１１４１〜１１４ｋの受信信号を位相調整部１１１を介して受け取り、基地局装置３００に出力する。
一方、無線・制御装置２００は、制御回路１１３にＡＩＳＧ（Antenna Interface Standards Group）規格に準拠したチルト角指令信号を送る。これに伴い、制御回路１１３は、駆動部１１２を介して位相調整部１１１を制御し、その結果、チルト角指令信号で指令されたビームチルト角が実現されるように各アンテナ素子の信号径路における信号位相が相対的に変化にされる。
図１３に示すアンテナユニット１００Ｂは、無線周波数の高周波電力信号にチルト角指令信号を重畳、分離するＡＩＳＧモデム１１７を備えている点でアンテナユニット１００Ａと相違する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明は、上記の目的を達成することができるアンテナ装置を提供する。このアンテナ装置は、アンテナユニットと、ＡＩＳＧに準拠した指向性設定信号が設定される制御装置とを備えている。前記アンテナユニットは、アレー配置された複数の送信用アンテナ素子及び受信用アンテナ素子と、前記複数の送信用アンテナ素子に供給される送信信号の位相をそれぞれ調整する複数の送信側位相調整器と、前記複数の受信用アンテナ素子で受信される受信信号の位相をそれぞれ調整する複数の受信側位相調整器と、前記制御装置から送られてくる前記指向性設定信号に基づいて前記各送信側位相調整器及び前記各受信側位相調整器を制御する制御回路と、を有する。
前記制御回路は、複数種の面内指向性を実現するための前記各送信側位相調整器及び前記各受信側位相調整器の制御データを予め格納した複数のデータテーブルを備え、前記制御装置で設定された指向性設定信号をコード信号として読み替えて、前記複数のデータテーブルの中から前記コード信号に対応するデータテーブルを選択し、その選択したデータテーブルに格納された制御データによって前記各送信側位相調整器及び前記各受信側位相調整器を制御するように構成される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
一実施の態様では、前記複数の送信用アンテナ素子に供給される送信信号の振幅をそれぞれ調整する複数の送信側振幅調整器と、前記複数の受信用アンテナ素子で受信される受信信号の振幅をそれぞれ調整する複数の受信側振幅調整器と、がさらに備えられる。この場合、前記複数のデータテーブルに前記各送信側振幅調整器及び前記各受信側振幅調整器の制御データが予め格納される。
他の実施の態様では、前記各送信用アンテナ素子及び前記各受信用アンテナ素子の少なくとも一方に増幅器が接続される。また、前記アンテナユニット内に前記制御装置を組み込む態様も取り得る。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明は、以下のようなアンテナ装置も提供する。このアンテナ装置もアンテナユニットと、ＡＩＳＧに準拠した指向性設定信号が設定される制御装置とを備えている。前記アンテナユニットは、アレー配置された複数の送受共用アンテナ素子と、前記各送受共用アンテナ素子に供給される送信信号の位相をそれぞれ調整する複数の送信側位相調整器と、前記複数の各送受共用アンテナ素子で受信される受信信号の位相をそれぞれ調整する複数の受信側位相調整器と、前記制御装置から送られてくる前記指向性設定信号に基づいて前記各送信側位相調整器及び前記各受信側位相調整器を制御する制御回路と、を有する。
前記制御回路は、複数種の面内指向性を実現するための前記各送信側位相調整器及び前記各受信側位相調整器の制御データを予め格納した複数のデータテーブルを備え、前記制御装置で設定された指向性設定信号をコード信号として読み替えて、前記複数のデータテーブルの中から前記コード信号に対応するデータテーブルを選択し、その選択したデータテーブルに格納された制御データによって前記各送信側位相調整器及び前記各受信側位相調整器を制御するように構成される。