(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル入力通信信号を受信するための入力端；
前記デジタル入力通信信号を受信しそしてRF信号を与えるデジタル無線器；
前記RF信号を受信しそして第１の調整されたRF信号を提供する第１の振幅および位相調整ネットワーク；
前記第１の調整されたRF信号を受信し、前記第１の調整されたRF信号に第１の予歪み付与動作を実行しそして第１の予歪み付与のRF信号を与える第１の予歪み付与器；
前記第１の予歪み付与のRF信号を受信し、増幅しそして第１の増幅されたRF信号を与える前記第１の予歪み付与器の出力端に直接結合されている第１のアンプ入力端を有する第１のアンプ；
前記第１の増幅されたRF信号を受信するように電気的に結合された複数の共通能動モジュール中のそれぞれに設けられた対の輻射素子の一方である第１の輻射素子；
前記RF信号を受信しそして第２の調整されたRF信号を提供する第２の振幅および位相調整ネットワーク；
前記第２の調整されたRF信号を受信し、前記第２の調整されたRF信号に第２の予歪み付与動作を実行しそして第２の予歪み付与のRF信号を与える第２の予歪み付与器；
前記第２の予歪み付与のRF信号を受信し、増幅しそして第２の増幅されたRF信号を与える前記第２の予歪み付与器の出力端に直接結合されている第２のアンプの入力端を有する第２のアンプ；および
前記第２の増幅されたRF信号を受信するように電気的に結合された前記複数の共通能動モジュール中のそれぞれに設けられた対の輻射素子の他方である第２の輻射素子を有し、
ここで前記デジタル無線器、前記第１・第２の振幅および位相調整ネットワーク、前記第１および第２の予歪み付与器、前記第１および第２のアンプおよび前記第１および第２の輻射素子は、互いに十分近接してアンテナの輻射位置に形作られている、予歪み補償された送信器およびアンテナシステム。
【請求項２】
前記第１および第２の予歪み付与器の各々は、前記それぞれの調整されたRF信号にアナログの振幅および位相歪み付与を実行する請求項１に記載の予歪み補償された送信器およびアンテナシステム。
【請求項３】
前記第１および第２のアンプの各々は、高効率モードの動作にバイアスされたパワーアンプを有している請求項２に記載の予歪み補償された送信器およびアンテナシステム。
【請求項４】
さらに、前記第１の予歪み付与器に第１の振幅および位相制御信号を与えるための第１の適応制御器および前記第２の予歪み付与器に第２の振幅および位相制御信号を与えるための第２の適応制御器を有する請求項２に記載の予歪み補償された送信器およびアンテナシステム。
【請求項５】
前記第１および第２の輻射素子の各々は、２つの交差有極輻射素子を有する請求項４に記載の予歪み補償された送信器およびアンテナシステム。
【請求項６】
前記第１および第２のアンプは、受動的に冷却される請求項３に記載の予歪み補償された送信器およびアンテナシステム。
【請求項７】
入力信号を受信しそして第１および第２の信号を提供するための分割器；
第１の振幅および位相ビーム形成制御信号および第２の振幅および位相ビーム形成制御信号を与えるための振幅および位相調整ネットワーク制御器；
前記第１および第２の信号および前記第１および第２の振幅および位相ビーム形成制御信号を受信する振幅および位相調整ネットワーク、ここで前記第１および第２の信号の振幅および位相は個別に制御される；
前記第１の信号および前記第１の振幅および位相ビーム形成制御信号を受信し、前記第１の信号に予歪み付与動作を実行しそして第１の予歪み付与された信号を与える第１の適応予歪み付与モジュール；
前記第１の予歪み付与された信号を増幅しそして第１の増幅された信号を第１の出力信号として与える第１のアンプ、ここで前記第１の適応予歪み付与モジュールは前記第１のアンプに十分に近接している；
前記第１の出力に電気的に結合された複数の共通能動モジュール中のそれぞれに設けられた対の輻射素子の一方である第１の輻射素子；
前記第２の信号および前記第２の振幅および位相ビーム形成制御信号を受信し、前記第２の信号に予歪み付与動作を実行しそして第２の予歪み付与された信号を与える第２の適応予歪み付与モジュール；
前記第２の予歪み付与された信号を増幅しそして第２の増幅された信号を第２の出力信号として与える第２のアンプ、ここで前記第２の適応予歪み付与モジュールは前記第２のアンプに十分に近接している；および
前記第２の出力に電気的に結合された前記複数の共通能動モジュール中のそれぞれに設けられた対の輻射素子の他方である第２の輻射素子を有する、ビーム形成能力を備えた予歪み補償された送信器およびアンテナシステム。
【請求項８】
前記入力信号は、アナログのRF変調された信号でありまた前記第１の適応予歪み付与モジュールは、前記第１の信号に第１のアナログの振幅および位相予歪み付与を実行し、また前記第２の適応予歪み付与モジュールは、前記第２の信号に第２のアナログの振幅および位相予歪み付与を実行する請求項７に記載の予歪み補償された送信器およびアンテナシステム。
【請求項９】
前記第１の適応予歪み付与モジュール、前記第１のアンプ、前記第１の輻射素子、前記第２の適応予歪み付与モジュール、前記第２のアンプおよび前記第２の輻射素子は受動的に冷却される請求項７に記載の予歪み補償された送信器およびアンテナシステム。
【請求項１０】
前記振幅および位相調整ネットワークは、システム中の故障に応じて前記第１および第２の信号の振幅および位相を調整する、請求項７に記載の予歪み補償された送信器およびアンテナシステム。
【請求項１１】
RF入力信号を受信すること；
前記RF信号入力に基づいて第１および第２の信号を提供すること、ここで、前記第１および第２の信号の振幅および位相は、個別に制御される；
第１のビーム形成モードに対応する制御信号を受信すること；
前記第１のビーム形成モードで前記第１の信号に対して複数の共通能動モジュール中のそれぞれに設けられた対の輻射素子の一方である第１の輻射素子に期待される信号強度を、受信した前記制御信号に基いて決定すること；
第１の予歪み付与信号を形成するため前記第１の輻射素子に期待される信号強度に基いて前記第１の信号に予歪みを付与すること；
第１の出力信号を形成するため前記第１の予歪み付与信号を増幅すること；
前記第１の出力信号を前記第１の輻射素子に電気的に結合すること；
前記第１のビーム形成モードで前記第２の信号に対して前記複数の共通能動モジュール中のそれぞれに設けられた対の輻射素子の他方である第２の輻射素子に期待される信号強度を、受信した前記制御信号に基いて決定すること；
第２の予歪み付与信号を形成するため前記第２の輻射素子に期待される信号強度に基づいて前記第２の信号に予歪みを付与すること；
第２の出力信号を形成するため前記第２の予歪み付与信号を増幅すること；
前記第２の出力信号を前記第２の輻射素子に電気的に結合すること；および
前記第１および第２の輻射素子からの輻射出力から第１のビームパターンを生成することを有する、複数のビーム形成モードを備えた送信器およびアンテナシステムのアンテナビームを適応的に与える方法。
【請求項１２】
さらに、遠隔基地局位置からデジタル入力信号を受信することおよび前記送信器およびアンテナシステムの位置で前記RF入力信号を与えるため前記デジタル入力信号をRFに変換することを有する請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１および第２の出力信号を形成するため前記第１および第２の予歪み付与信号を増幅することはさらに第１および第２のアンプを高効率モードで運転するよう制御することを含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
さらに、第２のビーム形成モードに対応する制御信号を受信すること；
前記第２のビーム形成モードで前記第１および第２の信号に対して前記第１および第２の輻射素子に期待される信号強度を、受信した前記第２のビーム形成モードに対応する制御信号に基いて決定すること；
前記第２のビーム形成モードで前記第１および第２の信号に対して前記第１および第２の輻射素子に期待される信号強度に基づいて異なった第１および第２の予歪み付与動作を実行することを有する請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
さらに、前記第２のビーム形成モードで前記第１および第２の信号に対して前記第１および第２の輻射素子に期待される信号強度に基づいて第１および第２のアンプのバイアスを調整することによって前記第１および第２の増幅を制御することを有する請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１のビーム形成モードに対する相対的な位相値および相対的な振幅値を決定することを有し、ここで前記第１のビーム形成モードで前記第１および第２の信号に対して前記第１および第２の輻射素子に期待される信号強度を決定することは、前記第１のビーム形成モードに対する相対的な位相値および相対的な振幅値を採用することである請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
相対的な位相値および相対的な振幅値を決定することは、さらに前記第１のビームパターンを所定の方向に傾斜させる相対的な位相値および相対的な振幅値を決定することを含む請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
相対的な位相値および相対的な振幅値を決定することは、さらに前記第１のビームパターンの上方サイドローブを最小にする相対的な位相値および相対的な振幅値を決定することを含む請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
相対的な位相値および相対的な振幅値を決定することは、さらに前記第１のビームパターンの主出力ローブのゲインを最大にする相対的な位相値および相対的な振幅値を決定することを含む請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
相対的な位相値および相対的な振幅値を決定することは、さらに前記第１のビームパターンのローブ間ゼロ充填を与える相対的な位相値および相対的な振幅値を決定することを含む請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体として通信システムおよびその構成要素、およびそれに関連する方法に関し、より具体的には、本発明は、能動的に制御されるアンテナ列およびアンテナ列の仰角方向輻射パターンを能動的に制御する方法に向けられている。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、２００９年６月８日に提出した米国仮特許出願、出願番号６１／１８５，１３７に基づく優先権を請求し、その開示内容の全体はこの言及によってここに持ち込まれている。
【０００３】
最近の無線アンテナ列設備は、一般的に輻射される（また受信される）信号のビーム幅および仰角面角度（傾き角度としても知られている）を決める反射面上に並べられる複数の輻射素子を有している。仰角面角度付きのアンテナのビーム幅は、それぞれの輻射素子に加えられるRF信号の振幅と位相によって有利に修正できる。この仰角面角度付きのアンテナのビーム幅は、従来そのようなアンテナ列の照準に対するビームの仰角面角度の電力半値ビーム幅（HPBW)によって定義されてきた。従って、そのようなアンテナシステムは、各輻射素子に供給されるRF信号の振幅および位相角の正確さに依存しているので、このアンテナ列構造において、輻射素子の位置決めは全体のビーム幅制御にとって重大である。このことは、種々の仰角面角度設定にわたる種々の輻射素子に要求される信号分配を与えるため機械的な移相器の公差および精度についての大きな制限を要求する。
【０００４】
地上電話のような実世界での応用は、しばしばビームの下方傾斜および／または方位ビーム幅制御付きの高ゲインアンテナ列を要求する、これはそのような機能を達成するため複数の機械的な移相器を組み込むことになる。高ゲイン多素子アンテナ列は、この分野では周知であり（整相列アンテナ）また一般的に等しくあるいは不等に離間された輻射素子を有する線形整相列を組み込んでいる。各輻射素子への励振の位相および振幅を制御することによってその列によって輻射される輻射ビームの方向およびビームの形がダイナミックに制御される。
【０００５】
より単純、軽量かつ低機能のアンテナ列に代えて、典型的にこのような高機能のアンテナ列に改装することがおこなわれている。それゆえ、新たに設置されるアンテナ列の重量および風荷重の著しい増加は許されない。機械的な移相器の位相および振幅精度は、一般的にその構成材料に依存している。一般的に、高精度の機械的な移相器の実現は、実質的な量の比較的に高価な誘電体材料および剛体の支持体を必要とする。そのような製作上の手法は、組み立てられた容積、重量のおよび製造コストの増加を結果として生じる。さらに、低コスト材料を使って開発されてきた機械的な移相器の配置は、高電力RF信号レベル下での適度な受動的相互変調の抑制を与えることができない。その結果、これら設計上の制約のため色々の下方傾斜角度下で不要な上方サイドローブ抑制が生じることがある。この上方サイドローブ抑制に関連してさらに加わる制約は、このようなアンテナ列に使われている各輻射素子に対する正確な振幅信号の配分を要求し、これはまたその代わりにそのような移相器によって与えられる移相に加えて可変の振幅信号分配を要求することがある。高電力移相器への制御された振幅可変の追加は、問題でありかつその構成をさらに複雑にする。
【０００６】
携帯無線ネットワークのような地上電話は、希望する輻射パターンが事前に知られていることを必要としている向上した地理的な受信可能範囲を達成するためアンテナ列アンテナを広く使用している。典型的な多素子輻射列の輻射パターンは一つの主ローブと多数のサイドローブを有している。２つのー３ｄBロールオフ点からの等距離として定義されている主ローブの中央は、最大ゲインのアンテナ方向である。
【０００７】
ネットワークの受信可能範囲の要求に基づいて、携帯無線ネットワークの操作者は、しばしばアンテナの垂直輻射パターンを、即ち、垂直面におけるアンテナの断面を調整しなくてはならない。必要であれば、アンテナの受信可能範囲領域を調整するため、“傾き”としても知られている、アンテナの主ビームの垂直角度、の変更が使用される。アンテナ角度の傾きは、遠隔制御能力を利用して機械的および電気的の両方で個別にあるいは組み合わせて実現されてきた。
【０００８】
アンテナビームの傾き角度は、普通に“機械的傾き”と称される垂直軸に対してアンテナ素子を機械的に動かすことによって調整しても良い。上記したように、アンテナビームの傾き角度は、”電気的傾き”と称されるアンテナ構造を動かすことなくアンテナ列の各輻射素子に供給あるいはから受信される信号の位相を変えることによって電気的に調整しても良い。携帯ネットワークで使用される場合には、アンテナ列垂直輻射パターンは、いくつかのキーパラメータに適合しなくてはならない。第一に、アンテナは、高い照準ゲインを利用可能なビーム幅角度にわたって与えねばならない。第二に、アンテナは、第１および第２の上方サイドローブレベルの抑制を示さなくてはならない。そして最後にアンテナは、ビームの下方傾き角度全範囲にわたって設定限界以下にサイドローブのレベルを抑制しなくてはならない。
【０００９】
上に指摘した諸要求は、互いに相反している。例えば、照準ゲインを増加するといろいろの下方傾き角度にわたってサイドローブそれと共にサイドローブ角度およびレベルを増加する。もし第１および第２の上方サイドローブのレベルがー１５ｄB以下ならば、全アンテナ性能に対して動作可能な妥協が達成出来るということが確証されている。
【００１０】
共用アンテナから要求される電気的傾き角を生成することは、アンテナ性能のここまでの妥協の産物である。例えば、照準ゲインは、アンテナの有効孔の低減によって傾き角のコサインに比例して低下する。この効果は、全てのアンテナに避け難く起こる。さらに、照準ゲインの低減は傾き角の変更のために使われる方法の結果としても生じる。
【００１１】
従来の携帯ネットワーク展開のベース局（BS)においては、電気的な傾きを装備したアンテナは、適切な多重キャリア送信器にケーブル引き回しを介して結合されている。典型的には、多重キャリア送信器は、トランシーバーによって生成される個々のキャリア信号を増幅するための個別の信号キャリア高電力アンプ（PAｓ）を採用している。単一キャリア高電力アンプからのRF出力は、高分離空洞コンバイナーを使って組み合わされ、タワーに配設されたアンテナへ結合されたタワーケーブルの引き回し（あるいはRF導波管）に結合される前に受信ー送信送受切換器を通過させられている。このような形態は、個々のRFアンプの出力が空洞コンバイナー、送受切換器およびアンプ出力をアンテナに結合しているタワーケーブルの引き回しに関連する損失によって減衰されるので、著しく効率が悪い。
【００１２】
ある改良型BSは、単一のアンプ内で個々のRFキャリアを増幅する多重キャリアアンプを採用している。このような多重キャリア電力アンプ（MCPA)は、MCPA中に現れる増幅非直線性による相互変調歪み（IMD)およびノイズレベルを低減したRF出力を与えるためこの分野で周知の線形化方式を利用している。しかし、タワーケーブルの引き回し損失および送受切換器損失は依然として現れ、考慮しなくてはならない。タワーケーブルの引き回しおよび送受切換器に現れる挿入損失をさらに低減するため、BS設備はアンテナに出来るだけ近接して配設しなくてはならない。これを達成するために、遠隔無線ヘッド（RRH)がアンテナの直近に配設されている。RRHは、RRHのPA区分中で生成される増幅による相互変調およびノイズ信号レベルを抑制しつつ、RFキャリア信号を与えるため線形化されたPA送信器を典型的に採用している。この分野で知られている多くの線形化方式が、適切なIMDおよびノイズレベル抑制を与えるためRRH送信器PA区分に採用されている。上記した全ての動作上の配備において、共用のアンテナポートからの組み合わされた送信器RF出力は、適切な規制上の制限によって命じられているようなIMDおよびノイズレベル抑制を有していなくてはならない。一般的に、これらの制限のいくつかは超過を許さない絶対値電力レベルを有しているので、組み合わせ出力レベルが高ければ高いほどIMDおよびノイズレベル抑制を増加することが求められている。
【００１３】
高電力PAをアンテナに近接して配置することは、振幅対振幅変調（AM-AM)および振幅変調対位相変調（AM-PM)の特性曲線上のPAの動作範囲によって決まるPAの直線性および効率に関連する多くの技術的チャレンジをもたらしている。最近の携帯システムは、高い直線性PA動作を要求する傾向のある複雑でデジタル的に変調されたRF信号を採用している。効率の良い動作を与えながらの望ましい出力信号の直線性の維持は、PAの高度に望ましい特性である。PA電力の効率は、負荷に伝えた全電力をアンプに供給された全電力で割ることによって計算出来る。アンプのバイアスクラスに依存して、出力段効率は、クラスAのアンプについては７−１０％と低く、Dohertyクラスのアンプについては４５％と高い。不幸なことに、高度な直線動作クラスのPA（例えばクラスA）は類似な能力のクラスABと較べると電力効率がより少なくなる傾向があるという風にPAにおいては直線性と効率の間に性能のトレードオフがある。さらに、従来の強制空冷技術はかさばり、信頼性を下げるので（素子に曝されるとファンが故障しやすい）のでタワー配設運転用として高効率アンプが要求されている。これまでの試みでは、PAを高効率運転動作に維持することは、増幅された信号のダイナミックな性質によって達成は難しく、それはアンテナビームの傾きによってさらに複雑化すると考えられた。
【００１４】
非特許文献１の第２０章、図２０−２は、整相列アンテナの電気的下方傾き角度調整のための周知の方法を教示している。適切な無線周波数（RF)キャリア信号は、送信器からアンテナ列の入力ポートに供給され、そしてアンテナの輻射素子間に分配される。各輻射素子は、アンテナ列の電気的下方傾斜を変更するため信号位相が正確に調整出来るように、それぞれの可変移相器から供給される。先に指摘したように、アンテナの輻射素子への電力の分配は、所与の照準ゲインに対して満足なサイドローブを与えるように制御されねばならない。サイドローブのレベルが設定した限界を超えて増加しないように全ての下方傾き角度に対して同位相波面を維持することが高度に望ましい。しかし、このことは、実際の移相器は、移相設定の範囲にわたって挿入損失変動を示し、従って、不正確なRF信号の分配を生じ、これはサイドローブレベルの増加を引起すので、達成するのが非常に難しい。そこで、上方サイドローブ抑制を向上しながら、アンテナの下方傾きビームを調整する簡単な方法を提供する必要がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】Ｒ．Ｃ．Ｊｏｎｓｏｎ，Ａｎｔｅｎｎａ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ，第３版１９９３，ＭｃＧｒａｗ  Ｈｉｌｌ，ＩＳＢＮ  ０−０７−０３２３８１−Ｘ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の目的は、線形信号増幅およびビーム形成を達成するため高効率電力増幅モジュールを備えた適応予歪み付与を採用している可変ビーム傾き調整アンテナを提供することである。
【００１７】
本発明のこれらおよびその他の目的、特徴、利点を遂行するに際して、可変ビーム傾き、RF電力アンプ対応のアンテナ列が無線ネットワークシステムのために提供される。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
第１の観点では、本発明は、予歪み補償された送信器およびアンテナシステムを提供する。入力端はデジタル入力通信信号を受信する。デジタル無線器は、デジタル入力通信信号を受信しそしてRF信号を与える。第１の予歪み付与器は、そのRF信号を受信し、そのRF信号に第１の予歪み付与動作を実行し、そして第１の予歪みを付与された信号を与える。第１のアンプはその第１の予歪みを付与されたRF信号を受信し、増幅する、そして第１の増幅されたRF信号を与える。第１の輻射素子が、第１の増幅されたRF信号を受信するため電気的に結合されている。第２の予歪み付与器は、そのRF信号を受信し、そのRF信号に第２の予歪み付与動作を実行し、そして第２の予歪みを付与された信号を与える。第２のアンプはその第２の予歪みを付与されたRF信号を受信し、増幅する、そして第２の増幅されたRF信号を与える。第２の輻射素子が、第２の増幅されたRF信号を受信するため電気的に結合されている。デジタル無線器、第１および第２の予歪み付与器、第１および第２のアンプ、および第１および第２の輻射素子は、アンテナの輻射位置に互いに十分に近接して形作られている。
【００１９】
本発明の１つの望ましい実施例では、第１および第２の予歪み付与器の各々は、RF信号にアナログの振幅および位相の予歪み付与を実行する。第１および第２のアンプの各々は、高効率モードでの運転にバイアスされたパワーアンプを有している。第１の適応制御器は、第１の予歪み付与器に第１の振幅および位相制御信号を与え、そして第２の適応制御器は、第２の予歪み付与器に第２の振幅および位相制御信号を与える。第１および第２の輻射素子の各々は、２つの交差有極輻射素子を有している。第１および第２のアンプは、受動的に冷却される。
【００２０】
もう１つの観点では、本発明は、ビーム形成能力を備えた予歪み補償された送信器およびアンテナシステムを提供する。入力端は、入力信号を受信する。振幅および位相調整ネットワークは、第１の振幅および位相ビーム形成制御信号および第２の振幅および位相ビーム形成制御信号を与える。第１の適応予歪み付与モジュールは、入力信号および第１の振幅および位相ビーム形成制御信号を受信し、そしてその入力信号に予歪み付与動作を実行し、そして第１の予歪みを付与された入力信号を与える。第１のアンプは、第１の予歪みを付与された入力信号を増幅し、第１の増幅信号を第１の出力として与える、ここで第１の適応予歪み付与モジュールは、この第１のアンプと十分に近接している。第１の輻射素子は、第１の出力に電気的に結合している。第２の適応予歪み付与モジュールは、入力信号および第２の振幅および位相ビーム形成制御信号を受信し、そしてその入力信号に予歪み付与動作を実行し、そして第２の予歪みを付与された入力信号を与える。第２のアンプは、第２の予歪みを付与された入力信号を増幅し、第２の増幅信号を第２の出力として与える、ここで第２の適応予歪み付与モジュールは、この第２のアンプと十分に近接している。第２の輻射素子は、第２の出力に電気的に結合している。
【００２１】
本発明の１つの望ましい実施例では、入力信号はアナログのRF変調された信号でありそして、第１の適応予歪み付与モジュールは、入力信号に第１のアナログ振幅および位相予歪み付与を実行し、そして第２の適応予歪み付与モジュールは、入力信号に第２のアナログ振幅および位相予歪み付与を実行する。第１の適応予歪み付与モジュール、第１のアンプ、第１の輻射素子、第２の適応予歪み付与モジュール、第２のアンプおよび第２の輻射素子は、受動的に冷却されている。第１の振幅および位相ビーム形成制御信号は、第２の振幅および位相ビーム形成制御信号から独立している。
【００２２】
もう１つの観点では、本発明は、複数のビーム形成モードを有する送信器およびアンテナシステムのアンテナビームを適応的に与える方法を提供する。そこでは、RF入力信号が受信される。第１のビーム形成モードに対応する制御信号が受信される。第１のビーム形成モードのためのRF信号に対して第１の輻射素子に期待されている信号強度が決定される。第１の予歪み付与信号を形成するためRF入力信号が、第１の輻射素子に期待された信号強度に基づいて歪まされる。その第１の予歪みを付与され信号は、第１の出力信号を形成するために増幅される。この第１の出力信号は、第１の輻射素子に電気的に結合している。第１のビーム形成モードのためのRF信号に対して期待されている第２の輻射素子の信号強度が決定される。第２の予歪み付与信号を形成するためRF入力信号が、期待された第２の輻射素子の信号強度に基づいて歪まされる。その第２の予歪みを付与され信号は、第２の出力信号を形成するために増幅される。この第２の出力信号は、第２の輻射素子に電気的に結合している。第１のビームパターンが第１および第２の輻射素子の輻射出力から生成される。
【００２３】
本発明の１つの望ましい実施例では、デジタル入力信号は、遠隔のベース局設置位置から受信されそしてその送信器およびアンテナシステムの設置位置でRF入力信号を与えるためRFに変換される。第１および第２の出力信号を形成するための第１および第２の予歪みを付与された信号の増幅は、さらに高効率モードでの運転のため第１および第２のアンプを制御することを含んでいる。第２のビーム形成モードに対応する制御信号が受信される。第２のビーム形成モードのためのRF信号に対して期待されている第１および第２の輻射素子の信号強度が決定される。異なった第１および第２の予歪み付与動作が、第２のビーム形成モードのためのRF信号に対して期待されている第１および第２の輻射素子の信号強度に基づいて実行される。第１および第２の増幅は、第２のビーム形成モードのためのRF信号に対して期待されているの第１および第２の輻射素子の信号強度に基づいて第１および第２のアンプのバイアスを調整することによって制御される。第１のビーム形成モードに対する相対的な位相値および相対的な振幅値が決定される。第１のビーム形成モードのためのRF信号に対して期待されている第１および第２の輻射素子の信号強度が、第１のビーム形成モードに対する相対的な位相値および相対的な振幅値を採用することによって決定される。この相対的な位相値および相対的な振幅値は、第１のビームパターンを所定の方向に傾けるところのその相対的な位相値および相対的な振幅値を決定することによって決定される。この相対的な位相値および相対的な振幅値は、第１のビームパターンの上方サイドローブを最小化する相対的な位相値および相対的な振幅値を決定することによって決定される。この相対的な位相値および相対的な振幅値は、第１のビームパターンの主出力ローブのゲインを最大化する相対的な位相値および相対的な振幅値を決定することによって決定される。この相対的な位相値および相対的な振幅値は、第１のビームパターンのローブ間ゼロ充填を与える相対的な位相値および相対的な振幅値を決定することによって決定される。
【００２４】
上に述べた内容は、本発明の目的および観点の簡潔な、限定としては働かない要約である。さらなる本発明の特徴および利点は、以下の本発明の詳細な説明から正しく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１Ａ】は最適化された第１の上方サイドローブ（P1-US1)抑制を備えたゼロおよび最大下方傾き角度に設定された電気的下方傾斜能力を有する垂直に位置決めされたアンテナ列のシュミレイトされた垂直アンテナ輻射パターンを表す図である。
【図１Ｂ】は最大順方向ゲインのために最適化されたゼロおよび最大下方傾き角度に設定された電気的下方傾斜能力を有する垂直に位置決めされたアンテナ列のシュミレイトされた垂直アンテナ輻射パターンを表す図である。
【図１Ｃ】は第１の上方サイドローブ（P1-US1)およびゼロ充填のため最適化されたゼロおよび最大下方傾き角度に設定された電気的下方傾斜能力を有する垂直に位置決めされたアンテナ列のシュミレイトされた垂直アンテナ輻射パターンを表す図である。
【図２】は遠隔制御される移相器のベース局への相互接続を含むビーム傾斜能力を有する従来構築されたアンテナ列の図である。
【図３】は本発明の１つの望ましい実施例による交差有極予歪み補償されたアンテナ多素子列の前面図である。
【図４】は本発明の１つの望ましい実施例による予歪み補償されたアンテナ多素子列の図である。
【図５】は本発明の１つの望ましい実施例による二重輻射素子の予歪み付与制御された輻射モジュールの図を表している。
【図６】は本発明の１つの望ましい実施例による種々の輻射パターンに対する予歪み補償されたアンテナ列の輻射素子間の相対的な振幅分布を示している。
【図７】は本発明の１つの望ましい実施例による種々の輻射パターンに対する予歪み補償されたアンテナ列の輻射素子間の相対的な位相分布を示している。
【図８】は本発明の１つの望ましい実施例による二重輻射素子モジュールの最上レベルのRF図を表している。
【図９】は本発明の１つの望ましい実施例による交差有極アンテナ列の図を表している。
【図１０】は本発明の１つの望ましい実施例によるインテリジェントな位相および振幅分配TXI／Oネットワークおよびインターフェイスの図を表している。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の種々の関係する特徴を図示して補助している添付図面を参照して説明を行う。並列の通路における同様な素子の多数位置取りおよび使用のため、添え字は言及されている該当する対の素子のいずれかを区別せずに指示するので、これらの標識はａあるいはｂの添え字無しで言及されることがある。本発明は、主として、予歪み補償二重素子の使用に関係する先述の問題の解決について以下で説明される。本発明は、傾き角度および、またはビーム幅制御が要求あるいは望まれるその他の用途についても適用可能であると言う点について明白に理解されるべきである。この点から、予歪み補償された二重有極アンテナ列についての以下の説明は、図示および説明の目的のために提示されている。さらに、この説明は、本発明をここで開示した形に限定することを意図するものではない。従って、以下の教示および当業者の技能および知識と矛盾しない変形例および修正例は、本発明の範囲内にある。ここに説明される実施例は、ここで開示した発明を実施するために知られているモードを説明し、そして他の当業者が、均等なあるいは代替的実施例に本発明の特定な応用あるいは用途によって必要と考えられる種々の修正を加えて本発明を利用することが可能となることをさらに意図しているものである。本発明のアンテナは、特にそうではないと特に指摘しない限り、信号の流れは相補的かつ双方向であると理解されるので無線周波数（RF)信号の受信および送信に適している。
【００２７】
本発明の１あるいはそれ以上の実施例は、共通に給電される輻射素子に十分近接して位置決めされる予歪み付与モジュールおよび電力アンプを採用している。PAアンテナモジュールの列は、ビーム形成アンテナ列を形成するため組み合わされている。各PAへの直線性要求は、各PAのより低い動作電力によって低減されている。輻射出力の形状は、各輻射モジュールに加えられる入力RF振幅および位相を変えることによって調整される。予歪み付与モジュールの使用は、IMDおよびスプリアスレベルを指定仕様内に維持しながら高効率PAを採用することによってPA電力消費を低減する。各予歪み付与モジュールは、増幅信号の線形化のため使用される結果として生じる修正信号の位相および振幅を変えるため独立して設定される。各独立の予歪み付与モジュール内に導入される全てのノイズは結果として生じる波面と積極的には干渉しない分散位相を有しているので、これは全ての輻射モジュールからのIMDの和を形成するより低いビームを結果として生じる。米国特許第７，２８８，９８８（Braithwaits）に既に開示されている予歪み付与モジュールに関連する教示は、ここに採用し、この特許の開示はこの言及によってここに持ち込む。
【００２８】
図４に示すように、第１の望ましい実施例においては、６対の同様な交差有極輻射素子（１１２，１１４）、（２１２，２１４）、（３１２，３１４）、（４１２，４１４）、（５１２，５１４）、（６１２，６１４）が、それぞれ共通の対グループCA1、CA２、CA３、CA４、CA５、CA６中に並べられている。６対の採用は、限定因子ではなく、いかなる数の対も使用出来る。図８および９を参照すると、第１の共通対グループ（CA1)は、第１の交差有極輻射素子（１１２）および第２の交差有極輻射素子（１１４）を有している。輻射素子（１１２，１１４）の交差有極輻射素子（１１２ａ，１１４ａ，１１２ｂ，１１４ｂ）の各区分は、共通ポート（CFP-10ａ，CFP-10ｂ）を備えた固定比率の２つの分配ネットワーク（１１６ａ、１１６ｂ）と結合している。従来、第１のポートには＋４５度の分極（CFP-10ａ）がそして第２のポートにはー４５度の分極が割り当てられている。２つの片側はその他の点では全て同一であり、以下では＋４５度の分極について言及するが、同じ動作思想がー４５度分極にも同様に当てはまる。
【００２９】
送受切換器１１８（ANTｐｏｒｔ）は、同時の送信および受信の機能を容易にするため動作的に共通ポートCFP-10ａに結合している。TX通路においては、予歪み付与制御されたパワーアンプモジュール１２０が、その出力端１５０が送受切換器１１８のTXポートに結合されて送受切換器１１８の直近に与えられている。図９に示されているように、受信通路には、送受切換器１１８のRXポートに結合されたその入力ポート１６０を有する低ノイズアンプ（LNA)１２２が与えられている。送受切換器フィルター１１８は、下方リンクおよび上方リンクのRF信号に対して同時動作および分離を与えるため受信および送信通路のための適切なRF信号フィルターリングを与えている。LNA１２２が受信ノイズの総量および感度を改善するため能動アンテナ列１０中に与えられている。LNA出力信号はLNA出力ポート１２８に結合されている。LNA１２２は管理制御器１６８を与えられている。１ないしそれ以上の本発明の実施例において、LNA１２２は、結合器１６２、アンプ１６４、１６６、結合器１７０および制御器１６８を有している。
【００３０】
図９に示すように、予歪み制御されたパワーアンプモジュール１２０は、下方リンクRF信号増幅を与える。入力RFポート１２６は、入力ポート１２６に結合されている入力RF信号をサンプルするところの第１の方向性カプラー１３２に結合されている。第１の方向性カプラー１３２は、サンプルした入力信号を入力検出モジュール１３４に与える。入力検出モジュール１３４は、制御器モジュール１３８に位相および振幅の情報を与える。適応予歪み付与モジュール１３６の入力ポートは、第１の方向性カプラー１３２の出力ポートに動作的に結合している。予歪み付与モジュール１３６は、増幅段（１４０、１４２）に対応する予歪み付与信号を与え、線形化され増幅されRF信号１５０を生成するため、制御器モジュール１３８からの制御信号および出力方向性カプラー１４２からの観察RFサンプル信号に応答する。出力RF信号は、出力カプラー１４２によってサンプルされ、サンプルされたRF信号は、出力検出器モジュール１４４に与えられる。出力検出器モジュール１４４は、順および逆方向信号レベルおよび順方向位相情報を制御器１３８に与える。制御器モジュール１３８は、観察入力信号をモニターしながら、上記した適応予歪み付与モジュール１３６および増幅ゲイン段（１４０，１４２）に制御信号を与える。制御器モジュール１３８は、デジタルインターフェイス１２４を介して動作パラメータをインテリジェント位相および振幅分配TXI／Oネットワーク７０４ａに通信する。相補型のRXI／Ｏネットワーク７０６ａがLNAモジュール１２８によって増幅された上方リンク信号のために与えられている。図５は、予歪み付与制御されたパワーアンプモジュール２１０ａ，３１０ａ，４１０ａ，５１０ａおよび６１０ａのそれぞれは、予歪み付与パワーアンプモジュール１１０ａと同じように構成された回路を有しておりかつ能動モジュールCA1,CA2,CA3,CA4,CA5,およびCA6と結合していることを図示している。予歪み付与パワーアンプモジュール６１０は、入力RFポート６２６、デジタルインターフェイス６２４および送受切換器６１８を有している。能動モジュールCA6は、分配ネットワーク６１６ａおよび６１６ｂおよび輻射素子６１２および６１４を有している。
【００３１】
図４は、能動アンテナ列（AAA)１０の相互接続図を示している。AAAは、デジタル無線（DR)モジュール７００に結合されているところの高速インターフェイス１０４が与えられている。DRモジュール７００は、制御およびモニターのために使用される管理機能に沿ってデジタルーRF変換を与える。電力供給ユニット（PSU)７０２は、電力ポート１０６と結合している。DR７００は、下方リンク（DL)方向（例えば、AAAから移動体ユーザー）および上方リンク（UL)方向（例えば、MUからAAA）への通信のためのRF信号を与える。DR７００によって与えられたDLリンクRF信号は、別の制御線上のビーム形成要求モードデータ（P1,P2，P3,・・・Pｎ）に沿ってインテリジェント位相および振幅（IPA)分配TX  Ｉ／Ｏネットワーク７０４ａへ結合されている。TX  Ｉ／Ｏネットワークは、RFポート１２６，２２６，３２６，４２６，５２６，および６２６およびインターフェイス１２４，２２４，３２４，４２４，５２４，および６２４を通してそれぞれ能動モジュール１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，および６１０とインテーフェイスしている。
【００３２】
図３は、能動アンテナ列（AAA)１０の正面図の概略図を示している。望ましい実施例においては、このようなAAA１０は、６つの二重素子能動モジュール１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１０のための適切な反射面を与えている矩形の反射鏡１０２を使って構成されている。能動モジュール１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１０の数は設計基準に応じて選ばれており、これは上記した設計要求とトレードオフを含んでいる。各能動モジュール１１０ー６１０は、さらに反射鏡１０２の中心線P０に沿って全体として長手方向に配列された対の交差有極輻射素子１１２，１１４、２１２，２１４，３１２，３１４，４１２，４１４，５１２，５１４，６１２，６１４を利用している。共通の能動モジュール（CAM)は、個別に離間した輻射素子を有しても良いので、素子の離間距離は、等しくなくても良い、しかし、その基本的な形態においては、輻射素子の離間距離Vs１，Vs2、Vs3,Vs4,Vs5,Vs6は、同一である。同様に、隣接する能動モジュールの離間距離Sg1,Sg2,Sg3,Sg4,Sg5も、等しくなくても良いが、例示の実施例では、離間距離Sgの寸法は等しくまた素子間の離間距離Vsの寸法にも等しい。AAAの動作を制御およびモニターするために使用される管理制御信号に沿ってデジタル化されたRF信号をAAAへおよびからチャンネル分けするために使用される適切な高速インターフェイス１０４が与えられている。電力コネクター１０６が、AAA10の回路に要求される電力を配分するため設けられている。
【００３３】
図１Aは、輻射ビーム傾斜概念を図示するために与えられた、X軸に沿って外側に位置決めされた矩形で平坦な反射鏡１０２を有するAAA１０の２つの垂直輻射パターン３２ａと３２ｂを示している。AAA１０は、平坦な反射鏡１０２を利用しておりかつその幾何学的中心は反射鏡１０２の平板の後ろ側に沿って走るその垂直軸（Z軸）に沿って定義されている。AAA１０の２つの垂直輻射パターン３２ａと３２ｂは、個々の輻射素子信号に適用されたゼロおよび最大移相設定に対応している。信号移相が最小（ゼロ）に設定されると、主ローブ３２ａは、アンテナ１０のX軸に対応している中心線即ち“照準”３０ａの周りに集中する。この輻射ビーム３２のパターンに加えて、第１の上側サイドローブ（USL)３４、第２の上側USL３６および第１の下側サイドローブ３８が、それらの相対的な方向（３０，ｘ軸に対して角度φ１の４０、ｘ軸に対して角度φ２の４２、ｘ軸に対して角度φ３の４４）および主ビーム３２の照準３０の方向に対する相対的な振幅US1,US2,LS1を示すために特定されている。その照準軸３０ｂを有する最大下向き傾斜した輻射ビーム３２ｂが図示され、かつその照準軸３０ａを有する最小傾斜の輻射ビーム３２ａと比較されている。
【００３４】
あるアンテナが携帯ネットワークで使用される場合には、幾つかのキーパラメータが満たされなくてはならない。第１に、そのアンテナは、有用なビーム幅角度にわたって高い照準ゲインを与えなくてはならない。第２にそのアンテナは、隣接する携帯サイトにおける移動体ユーザー（MU）への有害な干渉を回避するため第１のUSL３４および第２のUSL３６を抑制しなくてはならない。そして第３に、アンテナが傾斜角度範囲にわたって電気的に傾斜された時、その相対振幅US1,US2およびUSL３４および３６の乖離角度φ１、φ２を設定限界内に維持しなければならない。実際のアンテナ設置の際には、これらの３つの要求を達成することは、例えば、照準ゲインを最大化することはサイドローブ３４，３６、および３８の振幅を増大させることになるので、困難である。サイドローブの有効な制御は、アンテナの有効孔の低減から結果として生じる主ビーム傾斜角度のコサインに比例して低下する傾向のある照準ゲインのほんの少しの低減を要求する。さらなる照準ゲインの低減は、下方傾斜角度の範囲に基づいて必要とされる。
【００３５】
図１A,１Bおよび１Cは、本発明の１あるいはそれ以上の実施例によって得られる種々の垂直ビーム成形モード（P1,P2,P3)を示している。これらに追加される垂直ビーム成形モードも可能である。例えば、ゼロ度下方傾斜に設定された時の第１のUSL３４ａ（即ち、P1-US1ａ）を考えればよい。モードP1においては、第１のUSL３４ａは、主輻射ローブ３２ａに対して実質的に低減される（＜２０ｄB)。そのアンテナが最大の下方傾斜を命じられた時には、そのアンテナからの輻射エネルギーは、隣接するセクターに第１のUSL34ｂによる干渉信号を出さない。その他の動作例においては、高い順方向ゲインが必要とされることがある（モードP2)。図１Bに示すようにモードP2に形作られると、第１USL３４ａ（即ち、P2-ＵＳ１ａ）の抑制が、P1モードと較べた時、典型的に低下する。P2モードは、下方に傾斜された第１のUSL P2-US1b信号レベルが過剰となるほど傾斜した時、隣接セクターでは攻勢的となることを証明している。モードP2はまた少し狭い垂直半パワービーム幅角度（HPB)P2-θ１にあることを示している。モードP２は、主としてしばしばではない遠くのユーザーとの交信のために、あるいは事情が違えば要求されないような遠い距離のセクターのカバーを要求する緊急動作時のために意図されている。  図１Cに示しているように、モードP3は,携帯サイトの直ぐ近くではほとんど均一な受信可能範囲を与えるように設計されている。モードP３は、垂直ビーム傾斜が携帯サイトの直ぐ近くの移動体ユーザー（MU)への過剰な信号変動を引起さないように、第１の下方側ローブP3-LS1aが主ビーム３０ａと“ブレンド”されているので、傾斜角度（θ１ａ−θ１ｂ）にかかわらず携帯サイト近傍の信号変動を低減するところのローブ間ゼロ充填を与える。モードP3は、携帯サイトの直ぐ近くに非常に多くの数のMUがいるコンサートあるいはスポーツイベントのような混雑した場所をカバーする時特に有用である。モードP3はまた、少し広い（HPB）P３-θ１と共に全ての傾斜角度に対して十分な第１のUSL P3-US1ａを与える。その他の輻射パターンおよびモードが、本アンテナを使ってアンテナ構造を変更せずに容易に工夫、実現できる。
【００３６】
図６および７は、各CAMモジュールに結合しているDL  RF信号の相対的な振幅および位相の処理を表している。図６は、各輻射素子に与えられる相対的なRF振幅信号を表している。有極輻射素子構造（１１２，１１４）で、しかし共通給電を使っているので、ある種の振幅および位相誤差が互いに対とされた輻射素子中および隣接する対間に存在する。実際的な観点では、この誤差は、全体的なパターン精度にはほんの少しの影響しか与えず、大きな素子列ではこの誤差は非常に小さい。
【００３７】
各CAMモジュールに対してRF位相および振幅制御を達成するため、図１０にインテリジェント位相振幅分布ネットワーク（IPA)７０４が示されている。下方リンクのためには、RF信号が、デジタル無線（DR)７００からの出力に結合しておりそしてまたマイクロプロセッサー（MPU）７１６によって個別に制御される６つの位相／振幅（および選択的に、遅延）調整ネットワーク（７１８，７２２，７２４，７２６，７２８，７３０）のおのおのに等しい信号配分を与える分配器７１４を通して結合されている。少しの違いはあるが同様に構成されたRX  IPA（７０６）が、個別のCAMモジュールから受け取ったUL  RF信号をDR７００の受信器に戻すように結合するため使われている。幾つかの実例では、RXおよびTX  IPAは、同じMPUを使うことが出来るが、ここでは別々に示されている。さらに、MPU７１６は、モード選択をMPU７１６に指示するDR７００の制御ロジックと交信している。１あるいはそれ以上のCAMモジュールの完全あるいは部分的な故障を取り扱うために追加の制御ロジックあるいはビームモード構造を持ち込むことが出来る、そうすると修復あるいはメインテナンスが与えられるまで、アンテナ動作を幾分低い能力で維持することになる。そのために、冗長電力供給ユニット（PSU)７０２に加えて適切なモジュール、最終組立体の耐候性をAAAのMTBFを改善するため加えることができる。
【００３８】
図４，９および１０に示されているように、MPU７１６は、各CAMモジュール１１０，２１０，３１０，４１０，５１０、および６１０と関連している各制御器１３８と交信状態にある。図示のように、各CAMモジュールは、BSは１組の周波数で送信し、一方同時に異なった１組の周波数でMUによって送信される信号を受信している最近の携帯ネットワークで通常行われている周波数分割送受切換え（FDD)動作を可能としている送受切換器１１８を装備している。AAAは、送受切換器１１８を適切なRX−TX切換え（トランスファー）スイッチおよび受信器LNAが高パワー送信信号レベルによって損傷されるのを阻止するための受信器前端分離器と置き換えることによって時分割送受切換え（TDD)動作に容易に適応できることは理解されるものと思う。保護周波数帯域によって分離されている２つの異なる周波数帯域を使用しているFDDとは違って、TDD動作は、データ伝送のために同じキャリア周波数で運転しながら各方向にデータの短いバーストの伝送を使うことができる。
【００３９】
図６に示されているように、選択されたビームモード（P1,P2，P3あるいは交番モード）に従って、各CAMモジュールからの送信電力レベルは実質的に異なり得る。本発明は、CAMモジュールに使用される各PA段１４０および１４２と共に適応予歪み付与（APD)を利用することによって動作上の利点を与える。CAMモジュール制御器１３８は、動作パラメータをMPU７１６にフィードバックする。全てのCAMモジュールは同一なので、容易組み立てが即座に達成出来る、しかし、動作としては、MPU７１６は、選択されたビームモードに従って各CAMモジュールに期待された信号レベルのパラメータ与える。各CAM制御器１３８に対して、一旦動作のモードが受信されると、制御器は、入力１３４および出力１４４検出器をモニターしながらAPD１３６に最適の予歪み形態を与える。さらに、制御器１３８は、アンプ段１４０および１４２からの最適の効率および直線性を与えながら、必要に応じて選択されたモード（P1,P2，P3あるいは交番モード）の形態に合致するように各アンプ段１４０、１４２へのバイアスあるいは供給電圧を変更しても良い。さらに、制御器１３８は、各動作ビームモードおよび下方傾斜角度に対して観察された信号に基いてルックアップテーブルを自動的に更新および格納することが出来るので、CAM動作の最適化が達成出来る。
【００４０】
図９は、例示的なCAM１１０の図を示している。UL信号受信を以下検討する。RF信号受信は、２方向信号分離／結合器１１６へ結合されている１対の交差有極輻射器１１２および１１４によって達成される。各素子１１２および１１４からの結合された信号は、送受切換器１１８のANTポートに結合される。送受切換器１１８は、各RF信号グループ（TXあるいはRX）のための個別の通路を与えるTXおよびRX通路間の分離を与える。RX信号は、低ノイズアンプ（LNA)１２２の入力１６０に結合されている。LNAには、任意の多数の回路設計および形態を持ち込むことが出来る。LNA回路についての説明は省略する。増幅されたLNAからのRX信号１２８は、対応するRXIPA７０６の入力ポート（１２８，２２８，３２８，４２８，５２８、および６２８）に結合されており、またRXIPA７０６はTXIPA７０４と同様に形作られているにもかかわらず、RF信号（UL)の流れは逆である。能動モジュール１１０，２１０，３１０，４１０，５１０、および６１０は、ポート１３０，２３０，３３０，４３０，５３０、および６３０を通してRXIPA７０６に電気的に結合されている。よく知られているように、対応する対の（TX-RX)位相および振幅移相器は、同じ設定に対して全く同じように形作られている。RX信号路は、TX路と鏡面対称である。
【００４１】
追加の背景として、図２は、遠隔制御される電気的移相器２５を備えた従来製作された通信アンテナと従来の基地局（BS)間の相互接続の図を示している。携帯交信の送信および受信のために使われる従来技術で製作された通信アンテナは、要求される可変信号移相と同時に共通RFポートPｉからRFI／Oポート（P０-P4)への信号分配を与える移相器２５を利用している。遠隔制御可能なPc移相器２５には、共通のRFポートPiおよび適切なRF通路（ケーブル、マイクロストリップ等）F0-F4を介して輻射サブモジュール２０−２４に結合されている５つの分配RFポートP0-P4が設けられている。図示のように、２つの異なる輻射サブモジュールタイプ；３つの二重２０，２２，２４および２つの三重２１、２３輻射素子サブモジュール、が利用されている。都合の良い信号分配および容易製作のため異なる輻射素子のグルーピングが可能であるが、逆の同一あるいは不同一のサブモジュールの製作もまた可能である。輻射サブモジュール２０−２４に戻ると、それぞれは、それぞれのRF通路F0-F4を介する受信および送信信号のための共通のポート（明示してはいないが）を備えた固定のしかし異なる比のRF信号分配器D0-D4を有している。各分配器D0-D4のネットワークは、十分な上方サイドローブ抑制性能を維持しながら、ビームの下方傾斜に協調可能な振幅信号勾配を達成するため個々の輻射素子（E0からE4の全て）への必要な信号分配を与えるために使用される。
【００４２】
典型的な周波数分割送受信切換（FDD）動作において、BS送受信器TXは、所定の周波数で、従来下方リンク方向と呼ばれているBSからMUへの送信のためのRF信号を与え、一方、同時にMUは、異なった周波数でBSへ交信（上方リンク方向）する。周波数分割送受信切換は、送信器TXおよび受信器RXが異なったキャリア周波数で同時に動作することを意味する。２組のRX信号は、BS送受信切換器をアンテナのRFポートPiに接続している同軸のケーブル引き回しを介してアンテナにおよびから移動する。同軸ケーブル引き回しの設置長さに従って、その携帯ネットワーク局の性能に実質的に影響を与える信号減衰が結果として引起されることがある。この同軸ケーブル引き回し損失を克服するために、送信器としてより大きく、よりパワーのあるアンプをそしてより感度の高い受信器を使うことが通常行われているが、これはひどく高価で嵩が大きくなる。信号損失の効果を最小化するためには、同軸ケーブル引き回し損失を低減するか除去することが非常に有利である。
【００４３】
本発明は、線形信号増幅およびビーム形成を達成するため高効率パワーアンプを使った適応型予歪み付与の採用について主として説明してきた。この点で、適応型予歪み付与および高効率パワーアンプについてのこれまでの説明は、図示および説明のために提示されたものである。さらに、これまでの説明は、本発明をここで開示した形に限定することを意図するものではない。従って、当分野の以下の教示、技能、知識と矛盾しない変形例および修正例は、本発明の範囲にある。ここで説明した実施例は、さらに、ここで開示した本発明を実施するために知られているモードを説明するためおよび均等なあるいは代替の実施例で、および本発明の特定の応用あるいは用途に際して必要と考えられる種々の修正を加えて本発明を他の当業者が実施を可能とするために意図されたものである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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