(57)【要約】【課題】低コスト化が可能となるアクティブアンテナシステムを提供する。【解決手段】  アクティブアンテナシステム３は、第１セクタＳ１及び第２セクタＳ２それぞれに対応する複数の送信信号の変換を行う複数のデジタルアナログ変換器１１と、複数のデジタルアナログ変換器１１により変換された複数の送信信号それぞれを複数に分配する複数の分配器１３と、複数の分配器１３によって分配された複数の送信信号を送信する複数のアンテナ素子９と、の後段に設けられ、分配器１３によって分配された送信信号それぞれの位相調整を行う移相器１５と、複数の分配器１３と複数のアンテナ素子９との間に設けられ、第１セクタＳ１及び第２セクタＳ２が形成されるように複数の分配器１３によって分配された送信信号それぞれの位相調整を行う移相器１５（１５ａ、１５ｂ）と、を備えている。【選択図】図３
2016092613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセクタを形成するアクティブアンテナシステムであって、
前記複数のセクタそれぞれに対応する複数の送信信号の変換を行う複数のデジタルアナログ変換器と、
前記複数のデジタルアナログ変換器により変換された前記複数の送信信号それぞれを複数に分配する複数の分配器と、
前記複数の分配器によって分配された前記複数の送信信号を送信する複数のアンテナ素子と、
前記複数の分配器と前記複数のアンテナ素子との間に設けられ、前記複数のセクタが形成されるように前記複数の分配器によって分配された送信信号それぞれの位相調整を行う移相器と、
を備えているアクティブアンテナシステム。
【請求項２】
前記複数の分配器は、前記複数のデジタルアナログ変換器が出力する前記複数の送信信号それぞれを前記複数のアンテナ素子それぞれに対応して分配し、
前記移相器と前記複数のアンテナ素子との間に設けられ、前記複数の分配器によって分配された送信信号の内、同一のアンテナ素子に対応する信号同士を合成する複数の合成器をさらに備えている請求項１に記載のアクティブアンテナシステム。
【請求項３】
前記移相器の後段に、前記移相器が位相調整を行った後の送信信号を増幅する電力増幅器をさらに備えている請求項１又は２に記載のアクティブアンテナシステム。
【請求項４】
前記複数の合成器の後段に、前記移相器が位相調整を行った後の送信信号を増幅する電力増幅器をさらに備えている請求項２に記載のアクティブアンテナシステム。
【請求項５】
前記複数のデジタルアナログ変換器と、前記複数の分配器との間に設けられ、前記送信信号の周波数をベースバンド周波数から無線周波数に周波数変換を行う周波数変換器をさらに備えている請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のアクティブアンテナシステム。
【請求項６】
複数のセクタを形成するアクティブアンテナシステムであって、
複数のアンテナ素子と、
前記複数のアンテナ素子が受信する複数の受信信号それぞれを前記複数のセクタそれぞれに対応して分配する複数の分配器と、
前記複数のセクタそれぞれに対応して複数設けられ、前記複数の分配器によって分配された受信信号の内、同一のセクタに対応する信号同士を合成し、前記複数のセクタそれぞれに対応する合成された受信信号を出力する複数の合成器と、
前記複数のセクタそれぞれに対応する合成された受信信号の変換を行う複数のアナログデジタル変換器と、
前記複数の分配器と前記複数の合成器との間に設けられ、前記複数のセクタが形成されるように前記複数の分配器によって分配された受信信号それぞれの位相調整を行う移相器と、
を備えているアクティブアンテナシステム。
【請求項７】
前記複数の合成器の後段に、前記移相器が位相調整を行った後の受信信号を増幅する増幅器をさらに備えている請求項６に記載のアクティブアンテナシステム。
【請求項８】
前記複数の合成器と、前記複数のアナログデジタル変換器との間に設けられ、前記複数の合成器が合成した複数の前記合成された受信信号の周波数を無線周波数からベースバンド周波数に周波数変換を行う周波数変換器をさらに備えている請求項６又は請求項７に記載のアクティブアンテナシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムの基地局装置等に用いられるアクティブアンテナシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話等に用いられる無線通信システムにおいては、スマートフォン等の普及により、通信エリアの拡大や通信容量の拡張に対する要求が高まっている。そこで、高周波送受信機の機能を内蔵したアクティブアンテナシステムの基地局装置への利用が検討されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
アクティブアンテナシステムは、複数のアンテナ素子と、複数のアンテナ素子それぞれに対応して設けられた複数の送受信部とを備えている。このため、各アンテナ素子ごとに送受信される無線信号を制御することができ、制御性に優れている。
このような優れた制御性を有するアクティブアンテナシステム用いた基地局装置では、当該アンテナシステムによって送受信される送受信信号の指向性を制御することで、当該アンテナシステムが形成するセルを複数の領域（セクタ）に分割利用することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００９−５４４２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載のアクティブアンテナシステムでは、位相調整等の送受信信号の信号処理をデジタル信号処理によって行うように構成されている。
位相調整等の送受信信号の信号処理をデジタル信号処理によって行うように構成されたアクティブアンテナシステムの一例を図８に示す。
図に示すように、上記アクティブアンテナシステムは、ＢＢＵ（Ｂａｓｅ  Ｂａｎｄ  Ｕｎｉｔ）から与えられるデジタル信号であるベースバンド信号を複数のアンテナ素子１０１それぞれに対応して分配するデジタル信号処理部１０２と、デジタル信号処理部１０２が分配したベースバンド信号それぞれに対応して設けられアナログ変換するデジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）１０３と、アナログ変換されたベースバンド信号を無線周波数の信号に周波数変換する周波数変換器１０４と、無線周波数の信号を増幅する電力増幅器１０５とを備えている。
【０００６】
デジタル信号処理部１０２には、複数のセクタそれぞれに対応した複数のベースバンド信号（図例では２つ）がＢＢＵから与えられる。
デジタル信号処理部１０２は、ＢＢＵから与えられる複数のデジタルベースバンド信号を複数のアンテナ素子１０１に対応して分配する。さらに、デジタル信号処理部１０２は、複数のアンテナ素子１０１の指向性が各セクタを形成しうる指向性となるように、分配した各信号それぞれに対して位相調整を行う。
【０００７】
デジタル信号処理部１０２は、分配し移相調整を行った複数の信号を後段のデジタルアナログ変換器１０３に与える。
デジタルアナログ変換器１０３に与えられた各信号は、アナログ信号に変換された後、無線周波数の信号に変換されるとともに増幅されて複数のアンテナ素子１０１から送信される。
【０００８】
複数のアンテナ素子１０１から送信される無線周波数の信号は、デジタル信号処理部１０２による指向性の制御によって各セクタを形成するように送信される。
以上のようにして、アクティブアンテナシステムは、各アンテナ素子１０１によって形成される一のセルを複数のセクタに分割する。
【０００９】
しかし、上記図８に示すアクティブアンテナシステムでは、各アンテナ素子１０１ごとにＤＡＣを設ける必要があるため、コストの増加に繋がる。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、低コスト化が可能なアクティブアンテナシステム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】
【００１１】
一実施形態であるアクティブアンテナシステムは、複数のセクタを形成するアクティブアンテナシステムであって、前記複数のセクタそれぞれに対応する複数の送信信号の変換を行う複数のデジタルアナログ変換器と、前記複数のデジタルアナログ変換器により変換された前記複数の送信信号それぞれを複数に分配する複数の分配器と、前記複数の分配器によって分配された前記複数の送信信号を送信する複数のアンテナ素子と、前記複数の分配器と前記複数のアンテナ素子との間に設けられ、前記複数のセクタが形成されるように前記複数の分配器によって分配された送信信号それぞれの位相調整を行う移相器と、を備えている。
【００１２】
また、一実施形態であるアクティブアンテナシステムは、複数のセクタを形成するアクティブアンテナシステムであって、複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子が受信する複数の受信信号それぞれを前記複数のセクタそれぞれに対応して分配する複数の分配器と、前記複数のセクタそれぞれに対応して複数設けられ、前記複数の分配器によって分配された受信信号の内、同一のセクタに対応する信号同士を合成し、前記複数のセクタそれぞれに対応する合成された受信信号を出力する複数の合成器と、前記複数のセクタそれぞれに対応する合成された受信信号の変換を行う複数のアナログデジタル変換器と、前記複数の分配器と前記複数の合成器との間に設けられ、前記複数のセクタが形成されるように前記複数の分配器によって分配された受信信号それぞれの位相調整を行う移相器と、を備えている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のアクティブアンテナシステムによれば、低コスト化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態に係るアンテナシステムを備えた基地局装置の一部を示す図である。
【図２】（ａ）は、複数の基地局装置が設置されたエリアの一部を示す図であり、基地局装置が形成するセルの構成を模式的に示している。（ｂ）は、一のアンテナ本体が形成するセクタを示す図である。
【図３】第１実施形態に係るアンテナシステムが有するアンテナ本体の送信部の構成を示したブロック図である。
【図４】第１実施形態に係るアンテナシステムが有するアンテナ本体の受信部の構成を示したブロック図である。
【図５】第１実施形態の変形例に係るアンテナシステムが有するアンテナ本体の受信部の構成を示したブロック図である。
【図６】第２実施形態に係るアンテナシステムが有するアンテナ本体の送信部の構成を示したブロック図である。
【図７】第３実施形態に係るアンテナシステムが有するアンテナ本体の構成を示したブロック図である。
【図８】送受信信号の信号処理をデジタル信号処理によって行うように構成されたアクティブアンテナシステムの一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［実施形態の説明］
【００１６】
（１）一実施形態であるアクティブアンテナシステムは、
複数のセクタを形成するアクティブアンテナシステムであって、
前記複数のセクタそれぞれに対応する複数の送信信号の変換を行う複数のデジタルアナログ変換器と、
前記複数のデジタルアナログ変換器により変換された前記複数の送信信号それぞれを複数に分配する複数の分配器と、
前記複数の分配器によって分配された前記複数の送信信号を送信する複数のアンテナ素子と、
前記複数の分配器と前記複数のアンテナ素子との間に設けられ、前記複数のセクタが形成されるように前記複数の分配器によって分配された送信信号それぞれの位相調整を行う移相器と、
を備えている。
【００１７】
上記のように構成されたアクティブアンテナシステムによれば、複数のデジタルアナログ変換器は、複数の分配器の前段に設けられることとなる。このため、当該デジタルアナログ変換器を複数のセクタそれぞれに対応して設ければよく、複数のアンテナ素子ごとにデジタルアナログ変換器を設けたアクティブアンテナシステムよりもデジタルアナログ変換器の数を減らすことができる。この結果、低コスト化が可能となる。
【００１８】
（２）上記アクティブアンテナシステムにおいて、分配器によって分配された送信信号ごとに複数のアンテナ素子を設ける場合、一のセクタにおいて必要な数のアンテナ素子を各セクタごとに設ける必要がある場合がある。
この点、上記アクティブアンテナシステムにおいて、前記複数の分配器が、前記複数のデジタルアナログ変換器が出力する前記複数の送信信号それぞれを前記複数のアンテナ素子それぞれに対応して分配するように構成した場合、
前記移相器と前記複数のアンテナ素子との間に設けられ、前記複数の分配器によって分配された送信信号の内、同一のアンテナ素子に対応する信号同士を合成する複数の合成器をさらに備えていてもよい。
この場合、複数のセクタそれぞれに対応する信号を複数の合成器によって同一のアンテナ素子に対応する信号同士で合成することができるので、一のセクタにおいて必要な数のアンテナ素子を設ければ、これら複数のアンテナ素子を共用して各セクタそれぞれに送信信号を送信することができる。この結果、アンテナ素子の数を必要以上に増設することなく、各セクタに送信信号を送信することができる。
【００１９】
（３）また、上記アクティブアンテナシステムにおいて、前記移相器の後段に、前記移相器が位相調整を行った後の送信信号を増幅する電力増幅器をさらに備えていることが好ましい。
この場合、移相器には増幅前の送信信号が与えられる。増幅前の送信信号は、増幅後の送信信号と比較してより低い電力であるため、取り扱うことが可能な信号電力の値が比較的低い移相器の使用が可能となる。これにより、より小型で低コストな移相器を用いることが可能となり、より低コストとすることができるとともに小型化も可能となる。
【００２０】
（４）また、上記アクティブアンテナシステムにおいて、前記複数の合成器の後段に、前記移相器が位相調整を行った後の送信信号を増幅する電力増幅器をさらに備えていてもよい。
例えば、合成器の前段に電力増幅器を設けた場合、複数の分配器によって分配された信号ごとに電力増幅器を設ける必要が生じる。これに対して、複数の合成器の後段に、移相器が位相調整を行った後の受信信号を増幅する電力増幅器を設ければ、複数のアンテナ素子それぞれに対応して設けられる複数の合成器に対応して電力増幅器を設ければよく、合成器の前段に電力増幅器を設けた場合と比較して、電力増幅器の数を減らすことができる。
【００２１】
（５）例えば、周波数変換器を分配器の後段に設けた場合、周波数変換器が多数必要になる上に、分配器によって分配された信号それぞれが個別的に周波数変換されるので、分配された信号それぞれの間で周波数同期が困難となる場合がある。
このため、上記アクティブアンテナシステムにおいて、前記複数のデジタルアナログ変換器と、前記複数の分配器との間に設けられ、前記送信信号の周波数をベースバンド周波数から無線周波数に周波数変換を行う周波数変換器をさらに備えていることが好ましい。
この場合、複数のセクタに対応して設けられている複数のデジタルアナログ変換器に対応して周波数変換器を設ければよいので、周波数変換器の数を必要以上に設ける必要がない。
また、周波数変換器の数を必要最小限にすることができることで、周波数変換器によって変換される信号それぞれの間の周波数同期も容易となる。
【００２２】
（６）また、一実施形態であるアクティブアンテナシステムは、
複数のセクタを形成するアクティブアンテナシステムであって、
複数のアンテナ素子と、
前記複数のアンテナ素子が受信する複数の受信信号それぞれを前記複数のセクタそれぞれに対応して分配する複数の分配器と、
前記複数のセクタそれぞれに対応して複数設けられ、前記複数の分配器によって分配された受信信号の内、同一のセクタに対応する信号同士を合成し、前記複数のセクタそれぞれに対応する合成された受信信号を出力する複数の合成器と、
前記複数のセクタそれぞれに対応する合成された受信信号の変換を行う複数のアナログデジタル変換器と、
前記複数の分配器と前記複数の合成器との間に設けられ、前記複数のセクタが形成されるように前記複数の分配器によって分配された受信信号それぞれの位相調整を行う移相器と、
を備えている。
【００２３】
上記のように構成されたアクティブアンテナシステムによれば、アナログデジタル変換器は、複数の合成器の後段に設けられることとなる。このため、当該アナログデジタル変換器を複数のセクタそれぞれに対応して設ければよく、複数のアンテナ素子ごとにアナログデジタル変換器を設ける構成を採るアクティブアンテナシステムと比較してアナログデジタル変換器の数を減らすことができる。この結果、低コスト化が可能となる。
【００２４】
（７）また、上記アクティブアンテナシステムにおいて、前記複数の合成器の後段に、前記移相器が位相調整を行った後の受信信号を増幅する増幅器をさらに備えていてもよい。
例えば、合成器の前段に増幅器を設けた場合、複数のアンテナ素子ごと、又は、複数の分配器によって分配された信号ごとに増幅器を設ける必要が生じる。これに対して、複数の合成器の後段に、前記移相器が位相調整を行った後の受信信号を増幅する増幅器を設ければ、複数のセクタそれぞれに対応して設けられる合成器に対応して増幅器を設ければよく、合成器の前段に増幅器を設けた場合と比較して、増幅器の数を減らすことができる。
【００２５】
（８）また、上記アクティブアンテナシステムにおいて、前記複数の合成器と、前記複数のアナログデジタル変換器との間に設けられ、前記複数の合成器が合成した複数の前記合成された受信信号の周波数を無線周波数からベースバンド周波数に周波数変換を行う周波数変換器をさらに備えていてもよい。
この場合、複数のセクタに対応して設けられている複数のアナログデジタル変換器に対応して周波数変換器を設ければよいので、周波数変換器の数を必要以上に設ける必要がない。
また、周波数変換器の数を必要最小限にすることができることで、周波数変換器によって変換される信号それぞれの間の周波数同期も容易となる。
【００２６】
［実施形態の詳細］
以下、好ましい実施形態について図面を参照しつつ説明する。
〔基地局装置の全体構成について〕
図１は、一実施形態に係るアンテナシステムを備えた基地局装置の一部を示す図である。図中、基地局装置１は、例えば、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）が適用される携帯電話用の無線通信システムにおいて基地局装置として用いられるものであり、携帯電話といった移動端末（図示せず）と無線通信を行う機能を有している。
基地局装置１は、図に示すように、ベースバンドユニット（ＢＢＵ）２と、アクティブアンテナシステム３とを備えている。
【００２７】
ベースバンドユニット２は、当該ベースバンドユニット２から延びる信号伝送路（光伝送路又は電気伝送路）４によってアクティブアンテナシステム３（以下、単にアンテナシステム３ともいう）に接続されている。
【００２８】
ベースバンドユニット２は、上位ネットワークから与えられる送信データに対してデジタル変調処理を行いデジタル信号である送信ベースバンド信号を生成する機能を有している。
ベースバンドユニット２は、送信データを変調して得た送信ベースバンド信号（Ｉ／Ｑ信号）を信号伝送路４を介してアンテナシステム３に与える。
【００２９】
またベースバンドユニット２は、アンテナシステム３から信号伝送路４を介して与えられるデジタル信号である受信ベースバンド信号（Ｉ／Ｑ信号）を取得し、この受信ベースバンド信号に対してデジタル復調処理を行い受信データを生成する機能を有している。
ベースバンドユニット２は、受信ベースバンド信号を復調して得た受信データを上位ネットワークに与える。
【００３０】
このように、ベースバンドユニット２は、無線通信によって送受信されるデータ及びベースバンド信号に対してデジタル変復調処理等の処理を行う機能を有している。
【００３１】
アンテナシステム３は、支柱５によって上方に支持されている複数のアンテナ本体６（図例では３つのアンテナ本体６）を備えている。
各アンテナ本体６は、基地局装置１の周囲を３つに分割したときの内の１つの領域が端末装置との間で通信可能な領域として設定される。
アンテナシステム３は、３つのアンテナ本体６を備えることで、端末装置との間で通信可能なエリアであるセルを当該アンテナシステム３の周囲に形成する。
【００３２】
図２（ａ）は、複数の基地局装置１が設置されたエリアの一部を示す図であり、基地局装置１が形成するセルの構成を模式的に示している。
図２（ａ）において、点Ｐにアンテナシステム３が設置されている。各点Ｐに設置された各基地局装置１は、その周囲の領域にセルＣを形成している。
各セルＣは、複数のセクタＳによりなるセクタセルとして構成されている。各セクタＳは、３つのアンテナ本体６によって形成されている。
【００３３】
図２（ｂ）は、一のアンテナ本体６が形成するセクタを示す図である。
図に示すように、各アンテナ本体６は、セルＣの内、基地局装置１（点Ｐ）の周囲を３つに分割したときの１つの領域Ｒを端末装置との間で通信可能な領域として形成する。本実施形態では、セルＣは、３つの領域Ｒを含んで構成されている。
なお、本明細書において、「セル」とは、アンテナシステム３が当該アンテナシステム３の周囲に形成するセルＣを示す場合の他、アンテナ本体６がセルＣの一部として形成する領域Ｒを示す場合がある。
【００３４】
さらに、アンテナ本体６によって形成される領域Ｒは、基地局装置１（点Ｐ）に近い領域である第１セクタＳ１と、第１セクタＳ１よりも基地局装置１から遠い領域である第２セクタＳ２とによって構成されている。
つまり、アンテナ本体６は、領域Ｒ（セル）を、第１セクタＳ１と、第２セクタＳ２とに分割する。
【００３５】
本実施形態の各アンテナ本体６は、後述するように、アレイアンテナを構成する複数のアンテナ素子を備えており、各アンテナ素子によって送受信される信号それぞれの位相を調整することによって、当該アンテナ本体６のチルト角（指向性）を制御することができる。
これにより、各アンテナ本体６は、互いに異なるチルト角で信号を送受信する領域（セクタ）を当該アンテナ本体６から遠ざかる方向に沿って複数形成することができ、領域Ｒを複数のセクタで構成することができる。
各アンテナ本体６は、領域Ｒを複数のセクタで構成することで、当該領域Ｒを分割可能とされている。
なお、チルト角とは、複数のアンテナ素子から送受信される無線信号が形成するビームの水平方向に対する角度である。
【００３６】
各アンテナ本体６は、図１に示すように、互いにチルト角が異なる複数の送信信号（図例では２つの送信信号）を送信することで、当該アンテナ本体６から遠ざかる方向に沿って複数のセクタ（第１セクタＳ１及び第２セクタＳ２）を形成する。
これによって、各アンテナ本体６は、当該アンテナ本体６が形成する領域Ｒを第１セクタＳ１と第２セクタＳ２とに分割する。
【００３７】
〔アンテナシステムの送信部の構成〕
図３は、第１実施形態に係るアンテナシステム３が有するアンテナ本体６の送信部の構成を示したブロック図である。なお、アンテナシステム３が有する３つのアンテナ本体６の送信部は、それぞれ同じ構成である。
図において、アンテナ本体６は、送信部８と、デジタル信号処理部１０と、複数のアンテナ素子９（図例では６つ）とを備えている。
複数のアンテナ素子９は、垂直方向に所定間隔で配列されており、アレイアンテナを構成している。
【００３８】
アンテナ本体６の送信部８は、ベースバンドユニット２から与えられる送信ベースバンド信号を無線周波数の信号に変換するとともに、変換した無線周波数の信号を複数のアンテナ素子９それぞれに対して分配する。
また、アンテナ本体６の送信部８は、複数のアンテナ素子９それぞれから送信される送信信号によって形成される領域Ｒを第１セクタＳ１と第２セクタＳ２とに分割する。
【００３９】
送信部８は、複数のデジタルアナログ変換器（ＤＡＣ：Ｄｉｇｉｔａｌ  ｔｏ  Ａｎａｌｏｇ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１１と、複数のアップコンバータ１２と、複数の分配器１３とを備えている。
【００４０】
デジタル信号処理部１０には、複数の送信ベースバンド信号（図例では２つ）がベースバンドユニット２から与えられる。２つの送信ベースバンド信号は、アンテナ本体６が形成する第１セクタＳ１及び第２セクタＳ２のそれぞれに対応している。
以下、第１セクタＳ１に対応する送信ベースバンド信号を第１送信ベースバンド信号、第２セクタＳ２に対応する送信ベースバンド信号を第２送信ベースバンド信号ともいう。
【００４１】
デジタル信号処理部１０は、第１送信ベースバンド信号及び第２送信ベースバンド信号に対し必要に応じてデジタル信号処理を行った後、これら送信ベースバンド信号を送信部８が有する複数のデジタルアナログ変換器１１に与える。
【００４２】
デジタルアナログ変換器１１は、第１セクタＳ１及び第２セクタＳ２それぞれに対応して一対設けられている。一方のデジタルアナログ変換器１１ａには、第１送信ベースバンド信号が与えられ、他方のデジタルアナログ変換器１１ｂには、第２送信ベースバンド信号が与えられる。
【００４３】
デジタルアナログ変換器１１ａは、デジタル信号処理部１０から与えられるデジタル信号である第１送信ベースバンド信号をアナログ信号に変換する機能を有している。また、デジタルアナログ変換器１１ｂは、デジタル信号処理部１０から与えられるデジタル信号である第２送信ベースバンド信号をアナログ信号に変換する機能を有している。
デジタルアナログ変換器１１（１１ａ、１１ｂ）は、アナログ信号に変換した第１送信ベースバンド信号及び第２送信ベースバンド信号をアップコンバータ１２に与える。
【００４４】
アップコンバータ１２は、第１セクタＳ１及び第２セクタＳ２それぞれに対応して（一対のデジタルアナログ変換器１１それぞれに対応して）一対設けられている。一方のアップコンバータ１２ａには、アナログ信号に変換された第１送信ベースバンド信号が与えられ、他方のアップコンバータ１２ｂには、アナログ信号に変換された第２送信ベースバンド信号が与えられる。
【００４５】
アップコンバータ１２ａは、発振器１４が生成する無線周波数のローカル信号を第１送信ベースバンド信号に乗算することで第１送信ベースバンド信号を無線周波数の信号（第１無線周波数信号）に変換（アップコンバート）する機能を有している。
アップコンバータ１２ｂは、発振器１４が生成する無線周波数のローカル信号を第２送信ベースバンド信号に乗算することで第２送信ベースバンド信号を無線周波数の信号（第２無線周波数信号）に変換（アップコンバート）する機能を有している。
【００４６】
なお、第１無線周波数信号は、第１送信ベースバンド信号と同様、第１セクタＳ１に対応している。また、第２無線周波数信号は、第２送信ベースバンド信号と同様、第２セクタＳ２に対応している。
【００４７】
アップコンバータ１２（１２ａ、１２ｂ）は、第１送信ベースバンド信号を周波数変換することにより得た第１無線周波数信号、及び第２送信ベースバンド信号を周波数変換することにより得た第２無線周波数信号を分配器１３に与える。
【００４８】
分配器１３は、第１セクタＳ１及び第２セクタＳ２それぞれに対応して（一対のデジタルアナログ変換器１１それぞれに対応して）一対設けられている。一方の分配器１３ａには、アップコンバータ１２ａから第１無線周波数信号が与えられ、他方の分配器１３ｂには、アップコンバータ１２ｂから第２無線周波数信号が与えられる。
【００４９】
分配器１３ａは、第１無線周波数信号を複数のアンテナ素子９それぞれに対応して複数に分配する。
また、分配器１３ｂは、第２無線周波数信号を複数のアンテナ素子９それぞれに対応して複数に分配する。
本実施形態において、アンテナ本体６はアンテナ素子９を６つ備えているので、分配器１３ａ、１３ｂは、アップコンバータ１２から与えられる無線周波数信号を６つに分配する。
なお、分配器１３ａ、１３ｂは、複数のアンテナ素子９の数よりも少ない数に分配する場合もある。
【００５０】
送信部８は、さらに、複数の移相器１５と、複数の合成器１６と、複数の電力増幅器１７と、複数のサーキュレータ１８とを備えている。
複数の合成器１６は、両分配器１３の後段に設けられている。また、複数の合成器１６の後段には、電力増幅器１７が接続されている。複数の電力増幅器１７は、複数の合成器１６から出力される合成信号の電力を増幅する。
複数の電力増幅器１７の後段には、複数のサーキュレータ１８が接続されている。サーキュレータ１８は、アンテナ素子９を送信部８と後述する受信部とで共用するための機能を有している。
【００５１】
合成器１６、電力増幅器１７、及びサーキュレータ１８は、複数のアンテナ素子９それぞれに対応して複数（６つ）設けられている。よって、各合成器１６は、電力増幅器１７、及びサーキュレータ１８を介して、対応するアンテナ素子９に接続されている。
【００５２】
各合成器１６は、複数の移相器１５を介して各分配器１３に接続されている。
両分配器１３によって分配された無線周波数信号は、移相器１５に与えられて位相調整された後、合成器１６に与えられる。
【００５３】
各合成器１６には、分配器１３ａ、１３ｂによって分配された無線周波数信号の内、互いに同一のアンテナ素子に対応して分配された無線周波数信号が与えられる。
各合成器１６は、互いに同一のアンテナ素子に対応して分配された無線周波数信号同士を合成するように構成されている。
【００５４】
例えば、図３中、紙面上最も上側に位置する合成器１６は、紙面上最も上側に位置するアンテナ素子９に対応して設けられている。この紙面上最も上側に位置する合成器１６には、分配器１３ａが紙面上最も上側に位置するアンテナ素子９に対応して分配された無線周波数信号と、分配器１３ｂが紙面上最も上側に位置するアンテナ素子９に対応して分配された無線周波数信号とが与えられる。
【００５５】
このように、各合成器１６には、同一のアンテナ素子９に対応する信号同士である、分配器１３ａからの無線周波数信号と、分配器１３ｂからの無線周波数信号とが与えられる。
各合成器１６は、これら同一のアンテナ素子９に対応する無線周波数信号同士を合成し、その合成信号を出力する。
【００５６】
各合成器１６が出力する合成信号は、電力増幅器１７に与えられ、当該電力増幅器１７によって増幅された後、サーキュレータ１８に与えられる。
サーキュレータ１８は、電力増幅器１７から与えられる信号をアンテナ素子９に与え、アンテナ素子９から与えられる受信信号を後述する受信部に与える機能を有している。よって、サーキュレータ１８は、電力増幅器１７から増幅された合成信号が与えられると、この合成信号をアンテナ素子９に与える。
各サーキュレータ１８から各アンテナ素子９に与えられた合成信号は、各アンテナ素子９から空間に放射され、無線信号として送信される。
【００５７】
複数の移相器１５は、分配器１３の後段であって、分配器１３と、合成器１６との間に設けられている。複数の移相器１５は、一方の分配器１３ａと各合成器１６との間に接続された複数の第１移相器１５ａと、他方の分配器１３ｂと各合成器１６との間に接続された複数の第２移相器１５ｂとを含んでいる。
【００５８】
複数の第１移相器１５ａには、一方の分配器１３ａによって分配された第１無線周波数信号が与えられる。
複数の第１移相器１５ａは、分配器１３ａによって分配された第１無線周波数信号それぞれに対して位相調整を行う。これによって、複数の第１移相器１５ａは、第１無線周波数信号が複数のアンテナ素子９のそれぞれから送信されたときの当該アンテナ素子９のチルト角（指向性）を制御することができる。
【００５９】
複数の第１移相器１５ａは、第１無線周波数信号を複数のアンテナ素子９から送信する際のチルト角が、第１無線周波数信号に対応している第１セクタＳ１を形成しうるチルト角となるように位相調整を行う。
【００６０】
複数の第２移相器１５ｂには、他方の分配器１３ｂによって分配された第２無線周波数信号が与えられる。
複数の第２移相器１５ｂは、分配器１３ｂによって分配された第２無線周波数信号それぞれに対して位相調整を行う。これによって、複数の第２移相器１５ｂは、第２無線周波数信号が複数のアンテナ素子９のそれぞれから送信されたときの当該アンテナ素子９のチルト角（指向性）を制御することができる。
【００６１】
複数の第２移相器１５ｂは、第２無線周波数信号を複数のアンテナ素子９から送信する際のチルト角が、第２無線周波数信号に対応している第２セクタＳ２を形成しうるチルト角となるように位相調整を行う。
【００６２】
なお、上述したように、第１セクタＳ１はアンテナ本体６に近い領域であり、第２セクタＳ２は第１セクタＳ１よりもアンテナ本体６から遠い領域である（図２（ｂ））。よって、第１無線周波数信号が複数のアンテナ素子９から送信されたときの当該複数のアンテナ素子９のチルト角と、第２無線周波数信号が複数のアンテナ素子９から送信されたときの当該複数のアンテナ素子９のチルト角とは、互いに異なるように設定される。
【００６３】
このように、移相器１５は、複数のアンテナ素子９における複数の送信信号（第１無線周波数信号及び第２無線周波数信号）ごとのチルト角（指向性）が当該複数の送信信号それぞれに対応している各セクタＳ１、Ｓ２を形成しうるチルト角となるように、複数の送信信号（第１無線周波数信号及び第２無線周波数信号）ごとに位相調整を行う。
【００６４】
以上のように、分配器１３ａによって分配された第１無線周波数信号、及び分配器１３ｂによって分配された第２無線周波数信号は、複数の第１移相器１５ａ、及び複数の第２移相器１５ｂによって位相調整された後、各合成器１６に与えられる。
各合成器１６は、これら同一のアンテナ素子９に対応する第１無線周波数信号及び第２無線周波数信号を合成し、合成信号を出力する。
【００６５】
各合成器１６が出力する合成信号は、電力増幅器１７、及びサーキュレータ１８を通過して各アンテナ素子９に与えられ、各アンテナ素子９から無線信号として送信される。
【００６６】
送信部８は、各アンテナ素子９から、第１無線周波数信号と第２無線周波数信号とを合成した合成信号を送信することによって、第１無線周波数信号と第２無線周波数信号とを送信することができる。
【００６７】
各アンテナ素子９から送信される、第１セクタＳ１に対応している第１無線周波数信号は、複数の第１移相器１５ａによるチルト角の制御によって第１セクタＳ１を形成するように送信される。
また、各アンテナ素子９から送信される、第２セクタＳ２に対応している第２無線周波数信号は、複数の第２移相器１５ｂによるチルト角の制御によって第２セクタＳ２を形成するように送信される。
【００６８】
これによって、アンテナ本体６の送信部８は、信号を送信する場合、第１セクタＳ１と第２セクタＳ２とを形成し、当該アンテナ本体６が形成する領域Ｒを第１セクタＳ１と第２セクタＳ２とに分割する。
【００６９】
〔アンテナシステムの受信部の構成〕
図４は、第１実施形態に係るアンテナシステム３が有するアンテナ本体６の受信部の構成を示したブロック図である。なお、アンテナシステム３が有する３つのアンテナ本体６の受信部は、それぞれ同じ構成である。
【００７０】
アンテナ本体６の受信部２０は、複数のアンテナ素子９が受信する受信信号をベースバンド信号に変換し、ベースバンドユニット２に与える。
また、アンテナ本体６の受信部２０は、複数のアンテナ素子９それぞれから信号を受信することで、図２（ｂ）に示す、領域Ｒを第１セクタＳ１と第２セクタＳ２とに分割する。
【００７１】
図４に示すように、受信部２０は、複数の低雑音増幅器２１と、複数の分配器２２と、複数の移相器２３と、複数の合成器２４とを備えている。
【００７２】
低雑音増幅器２１は、サーキュレータ１８（図３）に接続されている。よって、各低雑音増幅器２１には、各アンテナ素子９が受信した受信信号が与えられる。
低雑音増幅器２１は、受信信号を増幅して分配器２２に与える。
複数の分配器２２は、低雑音増幅器２１から与えられる受信信号を複数のセクタ（第１セクタＳ１及び第２セクタＳ２）それぞれに対応して分配する。
【００７３】
このように、低雑音増幅器２１及び分配器２２は、各アンテナ素子９ごとに設けられており、各アンテナ素子９が受信する受信信号は、それぞれ各低雑音増幅器２１によって増幅された後、各分配器２２に与えられて第１セクタＳ１及び第２セクタＳ２それぞれに対応して分配され、その後、複数の移相器２３によって位相調整される。
【００７４】
複数の合成器２４（図例では２つ）は、複数の分配器２２の後段に設けられている。複数の合成器２４は、第１セクタＳ１及び第２セクタＳ２それぞれに対応して設けられている。一方の合成器２４ａには、各分配器２２によって第１セクタＳ１に対応して分配された受信信号が与えられ、他方の合成器２４ｂには、各分配器２２によって第２セクタＳ２に対応して分配された受信信号が与えられる。
【００７５】
一方の合成器２４ａは、各分配器２２によって第１セクタＳ１に対応して分配された受信信号同士を合成し、第１セクタＳ１に対応する第１合成信号を出力する。
他方の合成器２４ｂは、各分配器２２によって第２セクタＳ２に対応して分配された受信信号同士を合成し、第２セクタＳ２に対応する第２合成信号を出力する。
【００７６】
このように、複数の合成器２４は、複数の分配器２２によって分配された受信信号の内、同一のセクタに対応する信号同士を合成し、合成された受信信号である第１合成信号及び第２合成信号を出力する。
第１合成信号は、各分配器２２によって第１セクタＳ１に対応して分配された受信信号同士を合成したものであり、第１セクタＳ１に対応している。
第２合成信号は、各分配器２２によって第２セクタＳ２に対応して分配された受信信号同士を合成したものであり、第２セクタＳ２に対応している。
【００７７】
受信部２０は、さらに、ダウンコンバータ２５と、アナログデジタル変換器２６とを備えている。
ダウンコンバータ２５は、第１セクタＳ１及び第２セクタＳ２それぞれに対応して一対設けられている。一方のダウンコンバータ２５ａには、合成器２４ａが出力する第１合成信号が与えられ、他方のダウンコンバータ２５ｂには、合成器２４ｂが出力する第２合成信号が与えられる。
【００７８】
ダウンコンバータ２５ａは、発振器２７が生成するベースバンド周波数のローカル信号を第１合成信号に乗算することで第１合成信号をベースバンド信号（第１受信ベースバンド信号）に変換（ダウンコンバート）する機能を有している。
ダウンコンバータ２５ｂは、発振器２７が生成するベースバンド周波数のローカル信号を第２合成信号に乗算することで第２合成信号をベースバンド信号（第２受信ベースバンド信号）に変換（ダウンコンバート）する機能を有している。
【００７９】
ダウンコンバータ２５（２５ａ、２５ｂ）は、第１合成信号を周波数変換することにより得た第１受信ベースバンド信号、及び第２合成信号を周波数変換することにより得た第２受信ベースバンド信号をアナログデジタル変換器２６に与える。
【００８０】
アナログデジタル変換器２６は、第１セクタＳ１及び第２セクタＳ２それぞれに対応して一対設けられている。一方のアナログデジタル変換器２６ａには、ダウンコンバータ２５ａからの第１受信ベースバンド信号が与えられ、他方のアナログデジタル変換器２６ｂには、ダウンコンバータ２５ｂからの第２受信ベースバンド信号が与えられる。
【００８１】
アナログデジタル変換器２６ａは、ダウンコンバータ２５ａから与えられるアナログの第１受信ベースバンド信号をデジタル信号に変換する機能を有している。また、アナログデジタル変換器２６ｂは、ダウンコンバータ２５ｂから与えられるアナログの第２受信ベースバンド信号をデジタル信号に変換する機能を有している。
アナログデジタル変換器２６ａ及びアナログデジタル変換器２６ｂは、デジタル信号に変換した第１受信ベースバンド信号及び第２受信ベースバンド信号をデジタル信号処理部１０に与える。
【００８２】
デジタル信号処理部１０は、アナログデジタル変換器２６から与えられる第１受信ベースバンド信号及び第２受信ベースバンド信号に対し必要に応じてデジタル信号処理を行った後、受信ベースバンド信号をベースバンドユニット２に与える。
【００８３】
複数の移相器２３は、複数の分配器２２と複数の合成器２４との間に設けられている。複数の移相器２３は、複数の分配器２２と一方の合成器２４ａとの間に接続された複数の第３移相器２３ａと、複数の分配器２２と他方の合成器２４ｂとの間に接続された複数の第４移相器２３ｂとを含んでいる。
【００８４】
複数の第３移相器２３ａには、各分配器２２によって第１セクタＳ１に対応して分配された受信信号が与えられる。
複数の第３移相器２３ａは、各分配器２２によって第１セクタＳ１に対応して分配された受信信号それぞれに対して位相調整を行う。これによって、複数の第３移相器２３ａは、複数のアンテナ素子９によって受信信号が受信されたときの当該アンテナ素子９のチルト角（指向性）を制御することができる。
【００８５】
複数の第３移相器２３ａは、複数のアンテナ素子９によって受信信号を受信したときのチルト角が、第１セクタＳ１を形成しうるチルト角となるように位相調整を行う。
これにより、第１合成信号に含まれる、第１セクタＳ１から送信された信号の受信信号成分の強度を他の信号成分よりも相対的に大きくすることができ、第１合成信号を実質的に第１セクタＳ１から送信された信号を受信した受信信号とすることができる。
【００８６】
複数の第４移相器２３ｂには、各分配器２２によって第２セクタＳ２に対応して分配された受信信号が与えられる。
複数の第４移相器２３ｂは、各分配器２２によって第２セクタＳ２に対応して分配された受信信号それぞれに対して位相調整を行う。これによって、複数の第４移相器２３ｂは、複数のアンテナ素子９によって受信信号が受信されたときの当該アンテナ素子９のチルト角（指向性）を制御することができる。
【００８７】
複数の第４移相器２３ｂは、複数のアンテナ素子９によって受信信号を受信したときのチルト角が、第２セクタＳ２を形成しうるチルト角となるように位相調整を行う。
これにより、第２合成信号に含まれる、第２セクタＳ２から送信された信号の受信信号成分の強度を他の信号成分よりも相対的に大きくすることができ、第２合成信号を実質的に第２セクタＳ２から送信された信号を受信した受信信号とすることができる。
【００８８】
このように、移相器２３は、複数のアンテナ素子９における複数の合成された受信信号（第１合成信号及び第２合成信号）ごとのチルト角（指向性）が当該複数の合成された受信信号それぞれに対応している各セクタＳ１、Ｓ２を形成しうる指向性となるように、分配器２２よってに分配された受信信号が対応する各セクタＳ１、Ｓ２ごとに位相調整を行う。
【００８９】
複数の分配器２２によって分配され、さらに移相器２３（２３ａ、２３ｂ）によって位相調整された受信信号は、合成器２４（２４ａ、２４ｂ）に与えられる。
合成器２４（２４ａ、２４ｂ）は、上述のように同一のセクタに対応する受信信号同士を合成し、第１セクタＳ１に対応している第１合成信号、及び第２セクタＳ２に対応している第２合成信号を出力する。
【００９０】
第１セクタＳ１に対応している第１合成信号は、実質的に第１セクタＳ１から送信された信号の受信信号とされている。
また、第２セクタＳ２に対応している第２合成信号は、実質的に第２セクタＳ２から送信された信号の受信信号とされている。
これによって、アンテナ本体６の受信部２０は、信号を受信する場合、第１セクタＳ１と第２セクタＳ２とを形成し、当該アンテナ本体６が形成する領域Ｒを第１セクタＳ１と第２セクタＳ２とに分割する。
【００９１】
その後、合成器２４（２４ａ、２４ｂ）から出力された第１合成信号及び第２合成信号は、上述のように、ダウンコンバータ２５に与えられて第１受信ベースバンド信号及び第２受信ベースバンド信号に変換され、アナログデジタル変換器２６に与えられる。
なお、第１受信ベースバンド信号は、第１合成信号と同様に第１セクタＳ１に対応しており、第２受信ベースバンド信号も、第２合成信号と同様に第２セクタＳ２に対応している。
【００９２】
アナログデジタル変換器２６に与えられた第１受信ベースバンド信号及び第２受信ベースバンド信号は、デジタル信号に変換され、さらに、デジタル信号処理部１０に与えられた後、ベースバンドユニット２に与えられる。
【００９３】
以上のようにして、アンテナ本体６の受信部２０は、第１セクタＳ１に対応している第１受信ベースバンド信号をベースバンドユニット２に与えるとともに、第２セクタＳ２に対応している第２受信ベースバンド信号をベースバンドユニット２に与える。
【００９４】
〔効果について〕
上記構成のアンテナシステム３（アンテナ本体６）は、複数のセクタ（第１セクタＳ１及び第２セクタＳ２）を形成するアクティブアンテナシステム３（アンテナ本体６）であって、第１セクタＳ１及び第２セクタＳ２それぞれに対応する複数の送信信号（第１送信ベースバンド信号及び第２送信ベースバンド信号）の変換を行う複数のデジタルアナログ変換器１１（１１ａ、１１ｂ）と、複数のデジタルアナログ変換器１１により変換された複数の送信信号（第１無線周波数信号及び第２無線周波数信号）それぞれを複数に分配する複数の分配器１３（１３ａ、１３ｂ）と、複数の分配器１３によって分配された複数の送信信号を送信する複数のアンテナ素子９と、複数の分配器１３と複数のアンテナ素子９との間に設けられ、第１セクタＳ１及び第２セクタＳ２が形成されるように複数の分配器１３によって分配された送信信号それぞれの位相調整を行う移相器１５（１５ａ、１５ｂ）と、を備えている。
【００９５】
上記のように構成されたアクティブアンテナシステム３（アンテナ本体６）によれば、複数のデジタルアナログ変換器１１は、複数の分配器１３の前段に設けられることとなる。このため、当該デジタルアナログ変換器１１を第１セクタＳ１及び第２セクタＳ２それぞれに対応して設ければよく、複数のアンテナ素子ごとにデジタルアナログ変換器を設けたアクティブアンテナシステムよりもデジタルアナログ変換器の数を減らすことができる。この結果、低コスト化が可能となる。
【００９６】
また、本実施形態では、複数の分配器１３が、複数のデジタルアナログ変換器１１が出力する複数の送信信号それぞれを複数のアンテナ素子９それぞれに対応して分配するように構成され、移相器１５と複数のアンテナ素子９との間に設けられ、複数の分配器１３によって分配された送信信号の内、同一のアンテナ素子９に対応する信号同士を合成する複数の合成器１６をさらに備えている。
【００９７】
このため、両セクタＳ１、Ｓ２それぞれに対応する信号を複数の合成器１６によって同一のアンテナ素子９に対応する信号同士で合成することができるので、一のセクタにおいて必要な数のアンテナ素子９を設ければ、これら複数のアンテナ素子９を共用して各セクタＳ１、Ｓ２それぞれに送信信号を送信することができる。この結果、アンテナ素子９の数を必要以上に増設することなく、各セクタＳ１、Ｓ２に送信信号を送信することができる。
【００９８】
また、本実施形態では、移相器１５の後段に、移相器１５が位相調整を行った後の送信信号（第１無線周波数信号及び第２無線周波数信号を合成した合成信号）を増幅する電力増幅器１７を備えている。
この場合、移相器１５には増幅前の送信信号（第１無線周波数信号及び第２無線周波数信号）が与えられる。増幅前の送信信号は、増幅後の送信信号と比較してより低い電力であるため、取り扱うことが可能な信号電力の値が比較的低い移相器の使用が可能となる。これにより、より小型で低コストな移相器を用いることが可能となり、より低コスト化が可能となるとともに小型化も可能となる。
【００９９】
また、本実施形態では、合成器１６の後段に、移相器１５が位相調整を行った後の送信信号を増幅する電力増幅器１７を備えている。
例えば、合成器１６の前段に電力増幅器を設けた場合、複数の分配器１３によって分配された送信信号ごとに電力増幅器を設ける必要が生じる。これに対して、複数の合成器１６の後段に電力増幅器を設ければ、複数のアンテナ素子９それぞれに対応して設けられる複数の合成器１６に対応して電力増幅器を設ければよく、合成器１６の前段に電力増幅器を設けた場合と比較して、電力増幅器の数を減らすことができる。
【０１００】
また例えば、アップコンバータ１２を分配器１３の後段に設けた場合、アップコンバータ１２が多数必要になる上に、分配器１３によって分配された信号それぞれが個別的に周波数変換されるので、分配された信号それぞれの間で周波数同期が困難となる場合がある。
アップコンバータ１２が多数必要になれば、コストアップに繋がる。また、分配器１３によって分配された信号それぞれが周波数同期が取れていなければ、複数のアンテナ素子９のチルト角制御を精度よく行うことができない。
【０１０１】
これに対して、本実施形態では、複数のデジタルアナログ変換器１１と、複数の分配器１３との間に設けられ、送信信号（第１送信ベースバンド信号及び第２送信ベースバンド信号）の周波数をベースバンド周波数から無線周波数に周波数変換を行って第１無線周波数信号及び第２無線周波数信号を出力するアップコンバータ１２（１２ａ、１２ｂ）をさらに備えている。
【０１０２】
この場合、複数のセクタＳ１、Ｓ２に対応して設けられている一対のデジタルアナログ変換器１１（１１ａ、１１ｂ）に対応してアップコンバータ１２を設ければよいので、アップコンバータの数を必要以上に設ける必要がない。
また、アップコンバータの数を必要最小限にすることができることで、アップコンバータによって変換される信号それぞれの間の周波数同期も容易となる。
【０１０３】
また、上記構成のアンテナシステム３（アンテナ本体６）は、複数のセクタ（第１セクタＳ１及び第２セクタＳ２）を形成するアクティブアンテナシステム３（アンテナ本体６）であって、複数のアンテナ素子９と、複数のアンテナ素子９が受信する複数の受信信号それぞれを各セクタＳ１、Ｓ２それぞれに対応して分配する複数の分配器２２と、各セクタＳ１、Ｓ２それぞれに対応して複数設けられ、複数の分配器２２によって分配された受信信号の内、同一のセクタに対応する信号同士を合成し、各セクタＳ１、Ｓ２それぞれに対応する合成された受信信号（第１合成信号及び第２合成信号）を出力する複数の合成器２４（２４ａ、２４ｂ）と、各セクタＳ１、Ｓ２それぞれに対応する合成された受信信号（第１合成信号及び第２合成信号）の変換を行う複数のアナログデジタル変換器２６（２６ａ、２６ｂ）と、複数の分配器２２と複数の合成器２４との間に設けられ、各セクタＳ１、Ｓ２が形成されるように複数の分配器２２によって分配された受信信号それぞれの位相調整を行う移相器２３（２３ａ、２３ｂ）と、を備えている。
【０１０４】
上記構成によれば、複数のアナログデジタル変換器２６は、複数の合成器２４の後段に設けられることとなる。このため、当該アナログデジタル変換器２６を第１セクタＳ１及び第２セクタＳ２それぞれに対応して設ければよく、複数のアンテナ素子９ごとにアナログデジタル変換器を設ける構成を採るアクティブアンテナシステムと比較してアナログデジタル変換器の数を減らすことができる。この結果、低コスト化が可能となる。
【０１０５】
また、本実施形態において、複数の合成器２４と、複数のアナログデジタル変換器２６との間に設けられ、複数の合成器２４が合成した第１合成信号及び第２合成信号の周波数を無線周波数からベースバンド周波数に周波数変換を行うダウンコンバータ２５（２５ａ、２５ｂ）をさらに備えていてもよい。
この場合、各セクタＳ１、Ｓ２に対応して設けられている複数のアナログデジタル変換器２６に対応してダウンコンバータ２５を設ければよいので、ダウンコンバータ２５の数を必要以上に設ける必要がない。
また、ダウンコンバータ２５の数を必要最小限にすることができることで、ダウンコンバータ２５によって変換される信号それぞれの間の周波数同期も容易となる。
【０１０６】
また、本実施形態では、信号を送信する場合、及び信号を受信する場合の両方の場合で、図２（ｂ）に示す第１セクタＳ１及び第２セクタＳ２を形成する場合を例示したが、信号を送信する場合と、信号を受信する場合とで、第１セクタＳ１及び第２セクタＳ２の大きさや形状を異なるように設定することもできる。
【０１０７】
すなわち、本実施形態では、送信部８の移相器１５と、受信部２０の移相器２３とを独立して調整することができる。よって、送信部８が形成する第１セクタＳ１及び第２セクタＳ２と、受信部２０が形成する第１セクタＳ１及び第２セクタＳ２とが互いに異なる大きさや形状となるように設定することができる。
これにより、第１セクタＳ１及び第２セクタＳ２の大きさや形状を、信号を送信する場合と、信号を受信する場合の両方で、状況に応じて適切に設定することができる。
【０１０８】
図５は、第１実施形態の変形例に係るアンテナシステム３が有するアンテナ本体６の受信部の構成を示したブロック図である。
この変形例は、低雑音増幅器２１が複数の合成器２４（２４ａ、２４ｂ）と、ダウンコンバータ２５（２５ａ、２５ｂ）との間であって、複数の合成器２４（２４ａ、２４ｂ）の後段に設けられている点で、第１実施形態の受信部２０と相違している。
【０１０９】
本変形例では、各アンテナ素子９が受信する受信信号は、それぞれ各分配器２２に与えられ、第１セクタＳ１及び第２セクタＳ２それぞれに対応して分配される。その後、分配器２２によって分配された各受信信号は、第１セクタＳ１及び第２セクタＳ２それぞれに対応して設けられている複数の移相器２３（２３ａ、２３ｂ）によって位相調整され、複数の合成器２４（２４ａ、２４ｂ）によって合成される。
【０１１０】
第１セクタＳ１に対応している一方の合成器２４ａが出力する第１合成信号は、その後段に設けられた低雑音増幅器２１に与えられて増幅され、ダウンコンバータ２５ａに与えられる。
第２セクタＳ１に対応している他方の合成器２４ｂが出力する第２合成信号は、その後段に設けられた低雑音増幅器２１に与えられて増幅され、ダウンコンバータ２５ｂに与えられる。
以降の処理は、第１実施形態の受信部２０と同様である。
【０１１１】
例えば、合成器２４（２４ａ、２４ｂ）の前段に低雑音増幅器２１を設けた場合、複数のアンテナ素子９ごと、又は、複数の分配器２２によって分配された信号ごとに低雑音増幅器を設ける必要が生じる。
これに対して、本変形例のように、複数の合成器２４の後段に、移相器２３が位相調整を行った後の受信信号であって合成器２４が合成した合成信号を増幅する低雑音増幅器２１を設ければ、各セクタそれぞれに対応して設けられる合成器２４に対応して低雑音増幅器２１を設ければよく、合成器２４の前段に低雑音増幅器を設けた場合と比較して、低雑音増幅器の数を減らすことができる。
【０１１２】
〔他の実施形態について〕
図６は、第２実施形態に係るアンテナシステム３が有するアンテナ本体６の送信部８の構成を示したブロック図である。
本実施形態は、上記第１実施形態のアンテナ本体６が有する複数の合成器１６を備えていない点、及び分配器１３（１３ａ、１３ｂ）によって分配された無線周波数信号ごとに電力増幅器１７及びアンテナ素子９を設けた点である。その他の点については、第１実施形態と同様である。
【０１１３】
図において、電力増幅器１７は、分配器１３ａによって分配された第１無線周波数信号が与えられる複数（図例では６つ）の第１電力増幅器１７ａと、分配器１３ｂによって分配された第２無線周波数信号が与えられる複数（図例では６つ）の第２電力増幅器１７ｂとを含んでいる。
【０１１４】
また、複数のアンテナ素子９は、分配器１３ａによって分配された第１無線周波数信号が与えられる複数（図例では６つ）の第１アンテナ素子９ａと、分配器１３ｂによって分配された第２無線周波数信号が与えられる複数（図例では６つ）の第２アンテナ素子９ｂとを含んでいる。よって、本実施形態のアンテナ本体６は、１２個のアンテナ素子９を備えている。
【０１１５】
複数の第１アンテナ素子９ａは、複数の第１電力増幅器１７ａそれぞれに対応して接続されている。
また、複数の第２アンテナ素子９ｂは、複数の第２電力増幅器１７ｂそれぞれに対応して接続されている。
【０１１６】
分配器１３ａによって分配された第１無線周波数信号は、第１移相器１５ａによって位相調整された後、第１電力増幅器１７ａに与えられて増幅され、第１アンテナ素子９ａに与えられて、第１アンテナ素子９ａから無線信号として送信される。
【０１１７】
また、分配器１３ｂによって分配された第２無線周波数信号は、第２移相器１５ｂによって位相調整された後、第２電力増幅器１７ｂに与えられて増幅され、第２アンテナ素子９ｂに与えられて、第２アンテナ素子９ｂから無線信号として送信される。
【０１１８】
この結果、本実施形態の送信部８は、複数の第１アンテナ素子９ａを用いて第１無線周波数信号を送信し、複数の第２アンテナ素子９ｂを用いて第２無線周波数信号を送信することができる。
【０１１９】
本実施形態では、分配器１３（１３ａ、１３ｂ）によって分配された無線周波数信号ごとに電力増幅器１７（１７ａ、１７ｂ）及びアンテナ素子９（９ａ、９ｂ）を設けたために、上記第１実施形態と比較してより多くのアンテナ素子９及び電力増幅器１７を設けた構成となる。
【０１２０】
しかし、複数のデジタルアナログ変換器１１を分配器１３の前段に設けた点については、上記第１実施形態と同様であるので、複数のアンテナ素子ごとにデジタルアナログ変換器を設ける必要がない。この結果、複数のデジタルアナログ変換器１１を第１セクタＳ１及び第２セクタＳ２それぞれに対応して設ければよく、低コスト化が可能となる。
【０１２１】
また、本実施形態では、上記第１実施形態と同様、移相器１５の後段に、移相器１５が位相調整を行った後の送信信号（第１無線周波数信号及び第２無線周波数信号）を増幅する電力増幅器１７（１７ａ、１７ｂ）を備えている。
このため、取り扱うことが可能な信号電力の値が比較的低い移相器の使用が可能となり、より低コスト化が可能となるとともに小型化も可能となる。
【０１２２】
さらに、本実施形態では、複数のデジタルアナログ変換器１１と、複数の分配器１３との間にアップコンバータ１２を設けた点も上記第１実施形態と同様であり、アップコンバータの数を必要以上に設ける必要がなく、また、アップコンバータの数を必要最小限にすることができることで、アップコンバータによって変換される信号それぞれの間の周波数同期も容易となる。
【０１２３】
図７は、第３実施形態に係るアンテナシステム３が有するアンテナ本体６の構成を示したブロック図である。
本実施形態は、複数のアンテナ素子９のチルト角（指向性）を制御する移相器が送信信号及び受信信号の両方について位相調整を行うように構成されている点で、上記第１実施形態と相違している。
【０１２４】
本実施形態のアンテナ本体６は、複数（図例では６つ）のアンテナ素子９と、複数のアンテナ素子９に対応して設けられている複数（図例では６つ）の第１分配合成器３１と、第１セクタＳ１及び第２セクタＳ２それぞれに対応して一対設けられている第２分配合成器３２（３２ａ、３２ｂ）と、第１送受信部３３と、第２送受信部３４と、デジタル信号処理部１０とを備えている。
【０１２５】
第１送受信部３３には、デジタル信号処理部１０から第１セクタＳ１に対応するデジタル信号である第１送信ベースバンド信号が与えられる。
第１送受信部３３は、デジタル信号処理部１０から与えられる第１送信ベースバンド信号をアナログ信号に変換するデジタルアナログ変換器１１ａと、アナログ信号に変換された第１送信ベースバンド信号を無線周波数の信号（第１無線周波数信号）に変換するアップコンバータ１２ａと、アップコンバータ１２ａが変換した第１無線周波数信号の電力を増幅する電力増幅器３５ａと、電力増幅器３５ａにより電力が増幅された第１無線周波数信号が与えられるサーキュレータ３６ａとを備えている。
【０１２６】
サーキュレータ３６ａは、第２分配合成器３２ａに接続されており、電力増幅器３５ａから与えられる第１無線周波数信号を第２分配合成器３２ａに与えるとともに、第２分配合成器３２ａから第１合成信号（後述する）が与えられる。
【０１２７】
第１送受信部３３は、さらに、サーキュレータ３６ａに与えられる第２分配合成器３２ａからの第１合成信号を増幅する低雑音増幅器３７ａと、低雑音増幅器３７ａが増幅した第１合成信号をベースバンド信号（第１受信ベースバンド信号）に変換するダウンコンバータ２５ａと、ダウンコンバータ２５ａが変換した第１受信ベースバンド信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器２６ａとを備えている。
【０１２８】
アナログデジタル変換器２６ａは、デジタル信号に変換した第１受信ベースバンド信号をデジタル信号処理部１０に与える。
デジタル信号処理部１０は、ベースバンドユニット２から与えられる第１送信ベースバンド信号を第１送受信部３３に与えるとともに、第１送受信部３３から与えられる第１受信ベースバンド信号をベースバンドユニット２に与える。
【０１２９】
以上のように、第１送受信部３３は、ベースバンドユニット２から与えられる第１受信ベースバンド信号を無線周波数の信号である第１無線周波数信号に変換して第２分配合成器３２ａに与える。第１無線周波数信号は、後述するように複数のアンテナ素子９によって無線信号として送信される。
また、第１送受信部３３は、第２分配合成器３２ａから与えられる第１合成信号を第１受信ベースバンド信号に変換してベースバンドユニット２に与える。第１合成信号は、後述するように、複数のアンテナ素子９が受信した受信信号を合成した信号である。
【０１３０】
このように、第１送受信部３３は、ベースバンドユニット２と、第２分配合成器３２ａとの間で第１セクタＳ１に対応した無線通信に関する信号の送受信処理を行う。
【０１３１】
第２送受信部３４は、デジタルアナログ変換器１１ｂと、アップコンバータ１２ｂと、電力増幅器３５ｂと、サーキュレータ３６ｂと、低雑音増幅器３７ｂと、ダウンコンバータ２５ｂと、アナログデジタル変換器２６ｂとを備えている。
【０１３２】
第２送受信部３４には、デジタル信号処理部１０から第２セクタＳ２に対応するデジタル信号である第２送信ベースバンド信号が与えられる。また、第２送受信部３４には、第２分配合成器３２ｂから第２セクタＳ２に対応する第２合成信号が与えられる。
第２送受信部３４は、処理対象の信号が相違する以外、上記第１送受信部３３と同様の構成とされている。
【０１３３】
第２送受信部３４は、ベースバンドユニット２から与えられる第２受信ベースバンド信号を無線周波数の信号である第２無線周波数信号に変換して第２分配合成器３２ｂに与える。第２無線周波数信号は、後述するように複数のアンテナ素子９によって無線信号として送信される。
また、第２送受信部３４は、第２分配合成器３２ｂから与えられる第２合成信号を第２受信ベースバンド信号に変換してベースバンドユニット２に与える。第２合成信号は、後述するように、複数のアンテナ素子９が受信した受信信号を合成した信号である。
【０１３４】
このように、第２送受信部３４は、ベースバンドユニット２と、第２分配合成器３２ｂとの間で、第２セクタＳ２に対応した無線通信に関する信号の送受信処理を行う。
【０１３５】
各アンテナ素子９は、対応する第１分配合成器３１に接続されている。
複数の第１分配合成器３１は、それぞれが、第２分配合成器３２ａ及び第２分配合成器３２ｂの両方に接続されている。
複数の第１分配合成器３１と、第２分配合成器３２との間には、複数の移相器４０が設けられている。複数の移相器４０は、複数の第１分配合成器３１と、一方の第２分配合成器３２ａとの間に接続された複数の第５移相器４０ａと、複数の第１分配合成器３１と、他方の第２分配合成器３２ｂとの間に接続された複数の第６移相器４０ｂとを含んでいる。
【０１３６】
第１送受信部３３及び第２送受信部３４からの無線周波数信号が第２分配合成器３２に与えられる場合、第２分配合成器３２（３２ａ、３２ｂ）、複数の第１分配合成器３１、及び複数の移相器４０（第５移相器４０ａ、第６移相器４０ｂ）は、上記第１実施形態にて示した、分配器１３（１３ａ、１３ｂ）、複数の合成器１６、及び複数の移相器１５（第１移相器１５ａ、第２移相器１５ｂ）と同様の処理を行うように構成されている。
【０１３７】
つまり、第２分配合成器３２は第１実施形態における分配器１３と同様の処理を行い、第１分配合成器３１は第１実施形態における合成器１６と同様の処理を行う。
また、複数の移相器４０は第１実施形態における複数の移相器１５と同様、アンテナ素子９のチルト角（指向性）の制御に関する処理を行う。
【０１３８】
よって、第２分配合成器３２ａによって分配された第１無線周波数信号、及び第２分配合成器３２ｂによって分配された第２無線周波数信号は、複数の第５移相器４０ａ、及び複数の第６移相器４０ｂによって位相調整された後、各第１分配合成器３１に与えられる。
各第１分配合成器３１は、これら同一のアンテナ素子９に対応する第１無線周波数信号及び第２無線周波数信号を合成し、合成信号を出力する。
各第１分配合成器３１が出力する合成信号は、各アンテナ素子９に与えられ、各アンテナ素子９から無線信号として送信される。
【０１３９】
これによって、本実施形態のアンテナ本体６は、各アンテナ素子９から、第１無線周波数信号と第２無線周波数信号とを合成した合成信号を送信することによって、第１無線周波数信号と第２無線周波数信号とを送信することができる。
【０１４０】
各アンテナ素子９から送信される、第１セクタＳ１に対応している第１無線周波数信号は、複数の第５移相器４０ａによるチルト角の制御によって第１セクタＳ１を形成するように送信される。
また、各アンテナ素子９から送信される、第２セクタＳ２に対応している第２無線周波数信号は、複数の第６移相器４０ｂによるチルト角の制御によって第２セクタＳ２を形成するように送信される。
これによって、アンテナ本体６は、信号を送信する場合、第１セクタＳ１と第２セクタＳ２とを形成し、当該アンテナ本体６が形成する領域Ｒを第１セクタＳ１と第２セクタＳ２とに分割する。
【０１４１】
複数のアンテナ素子９が受信した受信信号が第１送受信部３３及び第２送受信部３４に与えられる場合、複数の第１分配合成器３１、第２分配合成器３２（３２ａ、３２ｂ）、及び複数の移相器４０（第５移相器４０ａ、第６移相器４０ｂ）は、上記第１実施形態にて示した、複数の分配器２２、合成器２４、及び複数の移相器２３（第３移相器２３ａ、第４移相器２３ｂ）と同様の処理を行うように構成されている。
【０１４２】
つまり、複数の第１分配合成器３１は第１実施形態における複数の分配器２２と同様の処理を行い、第２分配合成器３２は第１実施形態における合成器２４と同様の処理を行う。
また、複数の移相器４０は第１実施形態における複数の移相器１５と同様、アンテナ素子９のチルト角（指向性）の制御に関する処理を行う。つまり、本実施形態では、複数の移相器４０が送信信号及び受信信号の両方について位相調整を行うように構成されている。
【０１４３】
よって、複数のアンテナ素子９によって受信された受信信号は、各第１分配合成器３１に与えられて第１セクタＳ１及び第２セクタＳ２それぞれに対応して分配される。
第１分配合成器３１によって分配された受信信号は、移相器２３（２３ａ、２３ｂ）によって位相調整された後、第２分配合成器３２（３２ａ、３２ｂ）に与えられる。
第２分配合成器３２（３２ａ、３２ｂ）は、同一のセクタに対応する受信信号同士を合成し、第１セクタＳ１に対応している第１合成信号、及び第２セクタＳ２に対応している第２合成信号を第１送受信部３３及び第２送受信部３４に与える。
【０１４４】
第１セクタＳ１に対応している第１合成信号は、実質的に第１セクタＳ１から送信された信号の受信信号とされている。
また、第２セクタＳ２に対応している第２合成信号は、実質的に第２セクタＳ２から送信された信号の受信信号とされている。
これによって、本実施形態のアンテナ本体６は、信号を受信する場合、第１セクタＳ１と第２セクタＳ２とを形成し、当該アンテナ本体６が形成する領域Ｒを第１セクタＳ１と第２セクタＳ２とに分割する。
【０１４５】
以上のように、本実施形態のアンテナ本体６は、複数の移相器４０を信号を送信する場合及び信号を受信する場合の両方で共用し、アンテナ本体６が形成する領域Ｒを第１セクタＳ１と第２セクタＳ２とに分割する。
【０１４６】
本実施形態において、信号を送信する場合においては、デジタルアナログ変換器１１ａ、１１ｂは、無線周波数信号を複数のアンテナ素子９それぞれに対応して分配する複数の第２分配合成器３２の前段に設けられている。
よって、上記第１実施形態と同様、複数のアンテナ素子ごとにデジタルアナログ変換器を設ける必要がない。この結果、デジタルアナログ変換器１１を第１セクタＳ１及び第２セクタＳ２それぞれに対応して設ければよく、低コスト化が可能となる。
【０１４７】
また、信号を受信する場合においては、アナログデジタル変換器２６ａ、２６ｂは、各セクタそれぞれに対応する合成信号（第１合成信号及び第２合成信号）を出力する複数の第２分配合成器３２の後段に設けられている。よって、上記第１実施形態と同様、複数のアンテナ素子ごとにアナログデジタル変換器を設ける必要がない。この結果、アナログデジタル変換器２６を第１セクタＳ１及び第２セクタＳ２それぞれに対応して設ければよく、低コスト化が可能となる。
【０１４８】
〔その他〕
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
本実施形態では、一のアンテナ本体６が形成する領域Ｒ（セル）を第１セクタＳ１及び第２セクタＳ２の２つに分割する場合を例示したが、３分割、４分割といったようにより多数に分割してもよい。
この場合、複数のアンテナ素子９から送信する信号は、分割数に応じてより多数の無線周波数信号を合成した信号とされる。
また、本実施形態ではアンテナ素子９が６つの場合を例示したが、チルト角（指向性）が制御可能であれば、より多数でもよいし、６つより少ない数とすることもできる。
【０１４９】
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１５０】
１  基地局装置
２  ベースバンドユニット
３  アクティブアンテナシステム
４  信号伝送路
５  支柱
６  アンテナ本体
８  送信部
９  アンテナ素子
９ａ  第１アンテナ素子
９ｂ  第２アンテナ素子
１０  デジタル信号処理部
１１、１１ａ、１１ｂ  デジタルアナログ変換器
１２、１２ａ、１２ｂ  アップコンバータ
１３、１３ａ、１３ｂ  分配器
１４  発振器
１５  移相器
１５ａ  第１移相器
１５ｂ  第２移相器
１６  合成器
１７  電力増幅器
１７ａ  第１電力増幅器
１７ｂ  第２電力増幅器
１８  サーキュレータ
２０  受信部
２１  低雑音増幅器
２２  分配器
２３  移相器
２３ａ  第３移相器
２３ｂ  第４移相器
２４、２４ａ、２４ｂ  合成器
２５、２５ａ、２５ｂ  ダウンコンバータ
２６、２６ａ、２６ｂ  アナログデジタル変換器
２７  発振器
３１  第１分配合成器
３２、３２ａ、３２ｂ  第２分配合成器
３３  第１送受信部
３４  第２送受信部
３５ａ  電力増幅器
３５ｂ  電力増幅器
３６ａ  サーキュレータ
３６ｂ  サーキュレータ
３７ａ  低雑音増幅器
３７ｂ  低雑音増幅器
４０  移相器
４０ａ  第５移相器
４０ｂ  第６移相器
Ｒ  領域
Ｓ１  第１セクタ
Ｓ２  第２セクタ
【図１】
2016092613.tif 000003
【図２】
2016092613.tif 000004
【図３】
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【図４】
2016092613.tif 000006
【図５】
2016092613.tif 000007
【図６】
2016092613.tif 000008
【図７】
2016092613.tif 000009
【図８】
2016092613.tif 000010