(57)【要約】【課題】よりコンパクト化が可能となるアンテナシステムを提供する。【解決手段】  アンテナシステム４は、複数のアンテナ素子９と、複数のアンテナ素子９を用いて送受信するための第１信号系統によって送受信される送受信信号に対して、複数のアンテナ素子９をアクティブアンテナとして機能させる処理を行う送受信処理部１５と、第１信号系統とは使用周波数帯域が異なる第２信号系統によって送受信される送受信信号に対して処理を行う分配合成回路１６とを備えている。複数のアンテナ素子９は、第１信号系統及び第２信号系統それぞれの送受信信号を送受信可能に構成されるとともに、第１信号系統及び第２信号系統それぞれで当該アンテナ素子９を共用可能に送受信処理部１５及び分配合成回路１６に接続されている。【選択図】図２
2016092713.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナ素子と、
前記複数のアンテナ素子を用いて送受信するための第１信号系統によって送受信される送受信信号に対して、前記複数のアンテナ素子をアクティブアンテナとして機能させる処理を行う第１処理回路と、
前記第１信号系統とは使用周波数帯域が異なる第２信号系統によって送受信される送受信信号に対して処理を行う第２処理回路と、を備え、
前記複数のアンテナ素子は、前記第１信号系統及び前記第２信号系統それぞれの送受信信号を送受信可能に構成されるとともに、前記第１信号系統及び前記第２信号系統それぞれで当該アンテナ素子を共用可能に前記第１処理回路及び前記第２処理回路に接続されているアンテナシステム。
【請求項２】
前記複数のアンテナ素子それぞれに設けられ、前記第１処理回路、及び前記第２処理回路に対して前記複数のアンテナ素子を共用可能に接続するアンテナ共用部をさらに備えている請求項１に記載のアンテナシステム。
【請求項３】
前記第２処理回路は、前記第２信号系統による送受信信号の分配及び合成を行う請求項１又は２に記載のアンテナシステム。
【請求項４】
前記第２処理回路は、前記アンテナシステムの外部に設置された信号処理装置であって前記第２信号系統による送受信信号の増幅及び信号処理を行う前記信号処理装置との間で信号の授受が可能であり、
前記信号処理装置との間で信号の授受を行うための信号線を接続するための接続端子をさらに備えている請求項３に記載のアンテナシステム。
【請求項５】
前記アンテナ素子の背面に配置された反射板をさらに備え、
前記第１処理回路、及び前記第２処理回路は、前記反射板の背面側に配置されている請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のアンテナシステム。
【請求項６】
前記第１処理回路及び前記第２処理回路は、前記反射板を正面視したときに前記第１処理回路及び前記第２処理回路が前記反射板の端縁よりも内側に配置されている請求項５に記載のアンテナシステム。
【請求項７】
前記第２処理回路は、前記第２信号系統による送受信信号に対して、前記複数のアンテナ素子をアクティブアンテナとして機能させる処理を行う請求項１に記載のアンテナシステム。
【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ンテナシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、携帯電話等の無線通信システムに用いられる基地局装置では、無線周波数の信号を処理する無線信号処理部（ＲＲＨ：Ｒｅｍｏｔｅ  Ｒａｄｉｏ  Ｈｅａｄ）と、ベースバンド信号に関する処理を行うベースバンド信号処理部（ＢＢＵ：Ｂａｓｅ  Ｂａｎｄ  Ｕｎｉｔ）とを分離した構成が採用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ＲＲＨには、屋外に設置されたアンテナが同軸ケーブル等を介して接続される。ＲＲＨと、アンテナとの間においては、アンテナが送受信する無線周波数の送受信信号が同軸ケーブル等を介して伝送される。
また、ＲＲＨと、ＢＢＵとの間は光ファイバケーブル等によって接続され、両者の間においては光通信等によってデジタルのベースバンド信号が伝送される。
【０００４】
このように、基地局装置の送受信機能をＢＢＵとＲＲＨとに分離し、ＲＲＨを当該アンテナの近傍に設置することで、アンテナとＲＲＨと接続する同軸ケーブルの長さをできるだけ短くし、同軸ケーブルによって無線周波数の送受信信号が減衰されるのを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１４２７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、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おり、ＲＲＨとして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適用が提案されている。
【０００７】
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に対応して設けられた複数の無線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おり、この優れた制御性を利用して通信環境を向上し得る新たなサービスの提供が可能となる。
【０００８】
ここで、上記携帯電話システム等の無線通信システムでは、上記アクティブアンテナシステム等の採用によって新たなサービスの提供を開始する際、ユーザに対しては既存のサービスの提供も継続しなければならないことがある。
このため、新たなサービスの提供を開始する場合、既存のサービスの提供を維持しながら、新たなサービスを提供するためのアンテナシステムを設置する必要がある。
【０００９】
しかし、既存のサービスを提供するためのアンテナをそのままに、新たなアンテナシステムを設置するための設置場所を新たに確保することは困難であり、新たに設置するアンテナシステムについては、できるだけ少ないスペースで設置可能とすべく、よりコンパクトであることが要求される。
【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、よりコンパクト化が可能な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ンテナシステムは、複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子を用いて送受信するための第１信号系統によって送受信される送受信信号に対して、前記複数のアンテナ素子をアクティブアンテナとして機能させる処理を行う第１処理回路と、前記第１信号系統とは使用周波数帯域が異なる第２信号系統によって送受信される送受信信号の処理を行う第２処理回路と、を備え、前記複数のアンテナ素子は、前記第１信号系統及び前記第２信号系統それぞれの送受信信号を送受信可能に構成されるとともに、前記第１信号系統及び前記第２信号系統それぞれで当該アンテナ素子を共用可能に前記第１処理回路及び前記第２処理回路に接続されている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のアンテナシステムによれば、よりコンパクト化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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ブロック図である。
【図２】アンテナシステムの機能的構成を示したブロック図である。
【図３】アンテナ素子の斜視図である。
【図４】アンテナ素子の側面図である。
【図５】アンテナ素子の正面図である。
【図６】アンテナシステムの断面図である。
【図７】アンテナシステムの要部を示した分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［実施形態の説明］
【００１５】
（１）一実施形態であるアンテナシステムは、
複数のアンテナ素子と、
前記複数のアンテナ素子を用いて送受信するための第１信号系統によって送受信される送受信信号に対して、前記複数のアンテナ素子をアクティブアンテナとして機能させる処理を行う第１処理回路と、
前記第１信号系統とは使用周波数帯域が異なる第２信号系統によって送受信される送受信信号に対して処理を行う第２処理回路と、を備え、
前記複数のアンテナ素子は、前記第１信号系統及び前記第２信号系統それぞれの送受信信号を送受信可能に構成されるとともに、前記第１信号系統及び前記第２信号系統それぞれで当該アンテナ素子を共用可能に前記第１処理回路及び前記第２処理回路に接続されている。
【００１６】
上記のように構成されたアンテナシステムによれば、複数のアンテナ素子が、第１信号系統及び第２信号系統それぞれの送受信信号を送受信可能に構成されているので、両系統それぞれに専用のアンテナ素子を備えている場合と比較して、アンテナ素子の数を少なくすることができ、この結果、コンパクト化が可能となる。
また、本アンテナシステムによれば、複数のアンテナ素子が、第１信号系統及び第２信号系統それぞれの送受信信号を送受信可能に構成されているので、当該アンテナシステムによって２つの周波数帯域の送受信信号の送受信が可能となる。このため、既存のアンテナシステムに代えて本アンテナシステムを設置し、既存のアンテナシステムによる送受信信号の処理を第２信号系統による送受信信号の処理を行う第２処理回路に割り当てれば、前記既存のアンテナシステムによるサービスの提供を維持することができる。さらに、第１信号系統においては複数のアンテナ素子をアクティブアンテナとして機能させる処理を行うことができるので、新たな機能やサービスを追加することができる。
以上のように、本アンテナシステムによれば、既存のアンテナシステムの機能と、新たに追加されるアンテナシステムの機能の両方を備えたとしても、コンパクト化が可能となる。
【００１７】
（２）上記アンテナシステムにおいて、前記複数のアンテナ素子それぞれに設けられ、前記第１処理回路、及び前記第２処理回路に対して前記複数のアンテナ素子を共用可能に接続するアンテナ共用部をさらに備えていることが好ましい。
この場合、各アンテナ素子ごとにアンテナ共用部を備えているので、第１信号系統の第１処理回路が複数のアンテナ素子をアクティブアンテナとして機能させるための処理を行うのを許容しつつ、第１信号系統と第２信号系統との間で、複数のアンテナ素子を共用することができる。
【００１８】
（３）また、上記アンテナシステムにおいて、前記第２処理回路は、前記第２信号系統による送受信信号の分配及び合成を行うことが好ましい。
この場合、第２信号系統においては、複数のアンテナ素子をパッシブアンテナとして利用することができ、例えば、既存のアンテナシステムとしてＲＲＨ及びこのＲＲＨに接続されたパッシブアンテナが既設されており、これに代えて本アンテナシステムを設置する場合にも、既設のＲＲＨと処理部とを接続すれば、第１信号系統によってアクティブアンテナとしての機能を追加しつつ、第２信号系統を用いて既存のアンテナシステムの機能を維持することができる。
【００１９】
（４）また、上記アンテナシステムにおいて、前記アンテナシステムの外部に設置された信号処理装置であって前記第２信号系統による送受信信号の増幅及び信号処理を行う前記信号処理装置との間で信号の授受が可能である場合、前記信号処理装置との間で信号の授受を行うための信号線を接続するための接続端子をさらに備えていてもよい。
この場合、第２処理回路を、外部に設置された前記第２信号系統による送受信信号の増幅及び信号処理を行う信号処理装置としてのＲＲＨ等に接続する際に、その接続が容易となる。
【００２０】
（５）（６）上記アンテナシステムにおいて、前記アンテナ素子の背面に配置された反射板をさらに備え、前記第１処理回路、及び前記第２処理回路は、前記反射板の背面側に配置されていてもよく、さらに、前記第１処理回路及び前記第２処理回路は、前記反射板を正面視したときに前記第１処理回路及び前記第２処理回路が前記反射板の端縁よりも内側に配置されていることが好ましい。
この場合、両系統それぞれに専用のアンテナ素子を備えている場合と比較してアンテナ素子の数を少なくすることができるので、反射板の面積も両系統それぞれに専用のアンテナ素子を備えている場合と比較して小さくすることができる。このような、相対的に面積が小さい反射板の背面側に第１処理回路及び第２処理回路を配置することで、当該アンテナシステムを全体としてより小型化することができる。
【００２１】
（７）また、上記アンテナシステムにおいて、前記第２処理回路は、前記第２信号系統による送受信信号に対して、前記複数のアンテナ素子をアクティブアンテナとして機能させる処理を行うものであってもよい。
この場合、両系統で、前記複数のアンテナ素子をアクティブアンテナとして機能させることができる。
【００２２】
［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ブロック図である。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、第１ベースバンドユニット（第１ＢＢＵ）２と、第２ベースバンドユニット（第２ＢＢＵ）３と、アクティブアンテナシステム４とを備えている。
【００２３】
第１ベースバンドユニット２は、当該第１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）５をアクティブアンテナシステム４の筐体４ａに設けられた接続コネクタ５ａに接続することでアクティブアンテナシステム４（以下、単にアンテナシステム４ともいう）に接続されている。
第１ベースバンドユニット２は、上位ネットワーク（図示せず）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（Ｉ／Ｑ信号）を生成する機能を有している。
第１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を信号伝送路５を介してアンテナシステム４に与える。
【００２４】
また第１ベースバンドユニット２は、アンテナシステム４から信号伝送路５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。
第１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。
【００２５】
第２ベースバンドユニット（第２ＢＢＵ）３は、信号伝送路（光伝送路又は電気伝送路）７によってリモートラジオヘッド６に接続されている。
第２ベースバンドユニット３は、リモートラジオヘッド６から信号伝送路７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）を取得する。
第２ベースバンドユニット３は、リモートラジオヘッド６から与えられる受信ベースバンド信号に対してデジタル復調処理を行うことで受信データを生成するとともに、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うことで送信ベースバンド信号を生成する機能を有している。
第２ベースバンドユニット３は、送信データを変調して得たデジタルの送信ベースバンド信号を信号伝送路７を介してリモートラジオヘッド６に与えるとともに、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。
【００２６】
リモートラジオヘッド６は、当該リモートラジオヘッド６から延びる同軸ケーブル８を筐体４ａに設けられた接続コネクタ８ａに接続することでアンテナシステム４に接続されており、送受信信号を送受信する際の信号処理を行う。
リモートラジオヘッド６は、第２ベースバンドユニット３から与えられる送信ベースバンド信号に対して各種信号処理を行うことでアナログの無線周波数の信号に変換する機能を有している。また、リモートラジオヘッド６は、送信信号の電力を増幅する増幅器を備えており、変換したアナログの無線周波数の送信信号を増幅した上で同軸ケーブル８を介してアンテナシステム４に与える。
また、リモートラジオヘッド６は、受信信号の電力を増幅する増幅器を備えており、同軸ケーブル８を介してアンテナシステム４から与えられる無線周波数の受信信号を増幅した上で増幅した受信信号に対して各種信号処理を行うことでデジタルの受信ベースバンド信号に変換する機能を有している。リモートラジオヘッド６は、変換したデジタルの受信ベースバンド信号を信号伝送路７を介して第２ベースバンドユニット３に与える。
【００２７】
このように、リモートラジオヘッド６は、アンテナシステム４の外部に設置されており、送受信信号の増幅及び信号処理を行う信号処理装置を構成している。
【００２８】
ここで、第１ベースバンドユニット２が処理する送受信信号と、第２ベースバンドユニット３が処理する送受信信号とは、互いに異なる使用周波数帯域で無線送受信される信号であり、互いに独立した信号系統によって送受信される信号である。
つまり、アンテナシステム４には、第１ベースバンドユニット２が処理する送受信信号に関する信号系統と、第２ベースバンドユニット３が処理する送受信信号に関する信号系統の２つの信号系統が接続されている。
アンテナシステム４は、２つの信号系統による信号の送受信を行うように構成されている。
以下の説明では、第１ベースバンドユニット２が処理する送受信信号を送受信するための信号系統を第１信号系統、第２ベースバンドユニット３が処理する送受信信号を送受信するための信号系統を第２信号系統という。第１ベースバンドユニット２は、第１信号系統に含まれている。第２ベースバンドユニット３及びリモートラジオヘッド６は、第２信号系統に含まれている。
【００２９】
アンテナシステム４は、筐体４ａの内部に無線周波数の信号を送受信するためのアンテナ素子９を複数備えている。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。
アンテナシステム４は、基地局装置１が移動端末との間で無線通信を行う際に、当該無線通信に係る無線信号を送受信する機能を有している。
また、本実施形態のアンテナシステム４は、２つの異なる周波数帯域の送受信信号について送受信を行うことができるように構成されており、第１信号系統による送受信信号と、第２信号系統による送受信信号の両信号系統の信号の送受信を行う。
【００３０】
アンテナシステム４には、上述のように、第１信号系統及び第２信号系統それぞれが接続されている。
アンテナシステム４は、複数のアンテナ素子９によって送受信される第１信号系統による送受信信号の送受信を行うとともに、複数のアンテナ素子９によって送受信される第２信号系統による送受信信号の送受信を行う。
【００３１】
これにより、本実施形態の基地局装置１は、第１信号系統による無線通信と、第２信号系統による無線通信を行うことができる。
【００３２】
〔アンテナシステムの機能的構成について〕
図２は、アンテナシステム４の機能的構成を示したブロック図である。
アンテナシステム４は、送受信処理部１５と、分配合成回路１６と、複数の共用器１７とを備えている。
【００３３】
送受信処理部１５は、筐体４ａに設けられた接続コネクタ５ａを介して第１ベースバンドユニット２に接続されているとともに、複数のアンテナ素子９それぞれに接続されており、複数のアンテナ素子９を用いて送受信するための第１信号系統によって送受信される送受信信号を増幅する機能を有しており、複数のアンテナ素子９をアクティブアンテナとして機能させる処理を行う第１処理回路を構成している。
【００３４】
なお、ここでアクティブアンテナとは、複数のアンテナ素子それぞれによって送受信される信号を増幅する機能を備えたアンテナであり、複数のアンテナ素子を用いて送受信される送受信信号を増幅する機能を有している他、送受信信号に対して位相や振幅の調整といった処理を複数のアンテナ素子ごとに行うことができる機能を有する場合がある。
【００３５】
送受信処理部１５は、第１ベースバンドユニット２から与えられる第１信号系統による送信信号であるデジタルの送信ベースバンド信号をアナログの無線周波数の信号に変換し、変換した信号を複数のアンテナ素子９から無線信号として送信する。また、送受信処理部１５は、複数のアンテナ素子９が受信する第１信号系統による受信信号をデジタルの受信ベースバンド信号に変換し、変換した受信ベースバンド信号を第１ベースバンドユニット２に与える。
【００３６】
送受信処理部１５は、デジタル信号処理部２０と、複数の送受信部２１とを備えている。
デジタル信号処理部２０は、第１ベースバンドユニット２から与えられるデジタルの送信ベースバンド信号を、各送受信部２１それぞれに分配するとともに、各送受信部２１それぞれから与えられる受信デジタルのベースバンド信号を合成して第１ベースバンドユニット２に与える機能を有している。
【００３７】
送受信部２１は、複数のアンテナ素子９それぞれに対応して設けられており、アンテナ素子９が受信するアナログの無線周波数の信号をデジタルの受信ベースバンド信号に変換したり、第１ベースバンドユニット２から与えられるデジタルの送信ベースバンド信号をアナログ信号に変換してアンテナ素子９に与えたりする機能を有している。
また、送受信部２１は、増幅器を備えており、アンテナ素子９によって送受信されるアナログ信号を増幅する機能や、アナログ信号に変換されたベースバンド信号（Ｉ／Ｑ信号）に関する変復調機能等、アナログ信号に関する処理を行う機能を有している。
【００３８】
また、各送受信部２１は、移相器や可変減衰器等を備えることによって、アンテナ素子９によって送受信されるアナログ信号の位相や振幅を調整する機能を有している。
よって、送受信処理部１５は、各アンテナ素子９ごとに送受信信号の位相及び振幅を調整することで、第１信号系統による信号の送受信の際にアンテナ素子９によって形成されるビームのチルト角等の指向性に関する制御を行うことができる。
【００３９】
送受信処理部１５による上記ビームのチルト角の制御については、例えば、アンテナシステム４の設置時に調整し設定することもできるし、ＡＩＳＧ（Ａｎｔｅｎｎａ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ｇｒｏｕｐ）規格に準拠したインターフェースから与えられる制御信号に基づいて制御することもできる。
【００４０】
なお、本実施形態では、各送受信部２１にアンテナ素子９によって送受信されるアナログ信号の位相や振幅を調整する機能を与えた場合を示したが、デジタル信号処理部２０によるデジタル信号処理によってアンテナ素子９によって送受信されるアナログ信号の位相や振幅を調整する機能を実現することもできる。
この場合、デジタル信号処理部２０は、送信ベースバンド信号及び受信ベースバンド信号に対してデジタル信号処理を行う機能を有し、このデジタル信号処理によって、第１信号系統による送受信信号の処理を、複数のアンテナ素子９ごとに行う。
デジタル信号処理部２０は、デジタル信号処理によって、アンテナ素子９によって送受信されるアナログ信号の位相や振幅が任意の設定となるように、各送受信部２１に与える送信ベースバンド信号及び受信ベースバンド信号それぞれに対してデジタル信号処理する。この場合においても、本実施形態と同様に、第１信号系統による信号の送受信の際にアンテナ素子９によって形成されるビームのチルト角等の指向性に関する制御を行うことができる。
【００４１】
以上のように、アンテナシステム４は、第１信号系統による信号の送受信については、増幅機能を備えた各送受信部２１によって複数のアンテナ素子９をアクティブアンテナとして機能する。
【００４２】
分配合成回路１６は、筐体４ａに設けられた接続コネクタ８ａを介してリモートラジオヘッド６に接続されているとともに、複数のアンテナ素子９それぞれに接続されており、第１信号系統とは使用周波数帯域が異なる第２信号系統によって送受信される送受信信号に対して処理を行う第２処理回路を構成している。
【００４３】
分配合成回路１６は、リモートラジオヘッド６から与えられる第２信号系統による送信信号であるアナログの無線周波数の送信信号を複数のアンテナ素子９に分配し、複数のアンテナ素子９から送信する。また、アンテナシステム４は、複数のアンテナ素子９が無線信号として受信する第２信号系統による受信信号を合成し、合成したアナログの無線周波数の信号をリモートラジオヘッド６に与える。
【００４４】
ここで、リモートラジオヘッド６は、送信信号の電力が複数のアンテナ素子９から無線波として送信可能な程度の電力となるように増幅し、増幅した送信信号を複数のアンテナ素子９に分配する。
また、リモートラジオヘッド６は、複数のアンテナ素子９が受信した受信信号の電力が後段の信号処理が適切に行うことが可能な程度の電力となるように増幅する。
【００４５】
このため、分配合成回路１６は、信号の増幅処理といった機能を有しておらず、複数のアンテナ素子９をパッシブアンテナとして機能させる。言い換えると、アンテナシステム４は、第２信号系統による信号の送受信については、分配合成回路１６による受動的な処理のみを行う、いわゆるパッシブアンテナとして機能する。
【００４６】
複数の共用器１７（アンテナ共用部）は、複数のアンテナ素子９それぞれに設けられており、送受信処理部１５及び分配合成回路１６に対して複数のアンテナ素子９を共用可能に接続している。
つまり、アンテナ素子９は、共用器１７を介して送受信処理部１５及び分配合成回路１６の両方に接続されている。
【００４７】
上述したように、第１信号系統による送受信信号と、第２信号系統による送受信信号とは、互いに異なる使用周波数帯域で送受信される信号である。
これに対して複数のアンテナ素子９は、第１信号系統及び第２信号系統それぞれの送受信信号を送受信可能に構成されている。
すなわち、複数のアンテナ素子９は、複数の周波数帯域の信号の送受信が可能な多周波共用型のアンテナ素子を用いて構成されている。
【００４８】
〔アンテナ素子の構成について〕
図３は、アンテナ素子９の斜視図、図４は、アンテナ素子９の側面図、図５は、アンテナ素子９の正面図である。
【００４９】
アンテナ素子９は、複数の放射素子３１，３２，３３を有する本体部３０と、この本体部３０の給電点３５に給電する同軸給電線４０と、本体部３０の前側に設けられた一対の第１無給電素子６０とを備えている。
このアンテナ素子９は、垂直偏波用であるが、水平偏波用として用いることもできる。
なお、本実施形態では、後述するＺ軸方向のうち、正方向（図４の上側）を「前側」とし、負方向（図４の下側）を「後側」とする。
【００５０】
また、アンテナ素子９の後側に向く背面側には、反射板５０がアンテナ素子９の背面に対して対向配置されている。
反射板５０は、主反射板５０ａと、主反射板５０ａの両側縁の前側に設けられた副反射板５０ｂとを備えている。
同軸給電線４０は、同軸ケーブルからなり、図示しない内導体及びその外周を覆う外導体を有している。同軸給電線４０は、反射板５０から給電点３５に至るように配置されており、共用器１７とアンテナ素子９とを接続している。同軸給電線４０には、互いに周波数帯域の異なる信号である第１信号系統による信号及び第２信号系統による信号が混在した状態で流れる。
なお、図３に示すように、本明細書では、同軸給電線４０が延びる方向をＺ軸方向とし、副反射板５０ｂに沿う方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸方向及びＺ軸方向の双方に直交する方向をＹ軸方向とする。
【００５１】
複数の放射素子３１，３２，３３は、０．７ＧＨｚ、０．８ＧＨｚ、１．５ＧＨｚ、２．０ＧＨｚの４つの周波数で共振し、それらの周波数の電波を放射するように構成されている。
そのうち、第２及び第３放射素子３２，３３は、第１放射素子３１よりも内側に配置されており、それぞれ高い周波数である１．５ＧＨｚ帯及び２．０ＧＨｚ帯で共振するようになっている。また、第１放射素子３１は、単体で他の２つの低い周波数（０．７ＧＨｚ帯及び０．８ＧＨｚ帯）で共振するようになっている。
このように、アンテナ素子９は、０．７ＧＨｚ、０．８ＧＨｚ、１．５ＧＨｚ、及び２．０ＧＨｚの４つの周波数帯域で使用可能な多周波共用型のアンテナ素子として構成されている。
【００５２】
各放射素子３１，３２，３３は、同軸給電線４０の内導体と電気的に接続されるとともに同軸給電線４０の外導体と電気的に接続されていない第１アンテナ部１１１，１２１，１３１と、同軸給電線４０の外導体と電気的に接続されるとともに同軸給電線４０の内導体と電気的に接続されていない第２アンテナ部１１２，１２２，１３２とを有している。第１アンテナ部１１１，１２１，１３１と、これに対応する第２アンテナ部１１２，１２２，１３２とは、給電点３５を挟んで互いに偏波方向（本実施形態ではＸ軸方向）に並ぶように配置され、かつ互いに対称に形成されている。
【００５３】
図４及び図５に示すように、本体部３０を構成する放射素子３１，３２，３３は、平面状の基板３０ａに形成されている。各放射素子３１，３２，３３の第１アンテナ部１１１，１２１，１３１は、基板３０ａの前面３０ａ１に形成され、第２アンテナ部１１２，１２２，１３２は、基板３０ａの背面３０ａ２に形成されている。
基板３０ａの背面３０ａ２は、同軸給電線４０が接続される接続面とされている。
また、同軸給電線４０の内導体は、基板３０ａを厚さ方向に貫通して前面３０ａ１において第１アンテナ部１１１，１２１，１３１と電気的に接続されている。
【００５４】
基板３０ａは、反射板５０に取り付けられた支持部７０によって、反射板５０から所定間隔をもって支持されている。なお、図３では、基板３０ａ及び支持部７０は省略されている。
【００５５】
図５に示すように、複数の放射素子３１，３２，３３のうち、低い周波数（０．７ＧＨｚ帯及び０．８ＧＨｚ帯）に対応した第１放射素子３１の第１アンテナ部１１１は、先端同士が互いに近づくように曲げられた一対のダイポール素子からなる。
第１放射素子３１の第２アンテナ部１１２は、中心線Ｃを挟んで第１アンテナ部１１１と対称に形成されている。すなわち、第２アンテナ部１１２は、一対のダイポール素子からなる。
【００５６】
本体部３０の前面３０ａ１には、給電点３５と、各第１アンテナ部１１１，１２１，１３１とを接続する一対の線路３６が設けられている。
また、本体部３０の背面３０ａ２には、給電点３５と、各第２アンテナ部１１２，１２２，１３２とを接続する一対の線路３７が設けられている。
【００５７】
複数の放射素子３１，３２，３３のうち、１．５ＧＨｚ帯の周波数に対応した第２放射素子３２の第１及び第２アンテナ部１２１，１２２は、先端同士が互いに近づくように曲げられた一対のダイポール素子からなる。これら第１及び第２アンテナ部１２１，１２２は、前記仮想線Ｋを挟んで互いに線対称に形成されている。
【００５８】
複数の放射素子３１，３２，３３のうち、最も高い周波数（２．０ＧＨｚ帯）に対応した第３放射素子３３の第１アンテナ部１３１は、先端同士が互いに近づくように曲げられた一対のダイポール素子からなる。この一対のダイポール素子１３１は、前記仮想線Ｋを挟んで互いに線対称に形成されている。
【００５９】
第３放射素子３３の第２アンテナ部１３２は、前記中心線Ｃを挟んで第１アンテナ部１３１と対称に形成されている。すなわち、第２アンテナ部１３２は、一対のダイポール素子からなる。
【００６０】
図４及び図５に示すように、本体部３０の前側に設けられた一対の第１無給電素子６０は、中心線Ｃを跨いで、第２放射素子３２の第１及び第２アンテナ部１２１，１２２の各直線部１２１ｂ，１２２ｂを覆うように配置されている。
第１無給電素子６０は、図４に示すように、基板６１上に形成されている。この基板６１は、本体部３０が形成されている基板３０ａの前面３０ａ１に取り付けられた支持部６２によって、当該基板３０ａから所定間隔をもって支持されている。
【００６１】
また、基板３０ａの前面３０ａ１上には、第１放射素子３１のアンテナ部１１１，１１２よりも外側に、一対の第２無給電素子６５がそれぞれ配置されている。一対の第２無給電素子６５は、給電点３５を挟んで偏波方向と同一面内で直交する方向に互いに対称に配置されている。各第２無給電素子６５は、アンテナ部１１１，１１２の直線部１１１ｂ，１１２ｂの外側に所定間隔をおいて配置され、中心線Ｃを跨いで偏波方向に延びている。
【００６２】
以上のように、本実施形態のアンテナ素子９は、０．７ＧＨｚ、０．８ＧＨｚ、１．５ＧＨｚ、２．０ＧＨｚの４つの周波数複数の周波数帯域の信号の送受信が可能な多周波共用型のアンテナ素子として構成されている。
よって、例えば、第１信号系統による送受信信号を無線送受信する際に使用される使用周波数帯域が０．７ＧＨｚ、第２信号系統による送受信信号を無線送受信する際に使用される使用周波数帯域が２．０ＧＨｚであるとする。
この場合、本実施形態のアンテナ素子９は、第１信号系統及び第２信号系統それぞれの送受信信号の送受信を行うことができる。
【００６３】
〔効果について〕
携帯電話システム等の無線通信システムでは、例えば、アクティブアンテナシステム等の採用によって新たなサービスの提供を開始する際、ユーザに対しては既存のサービスの提供も継続しなければならないことがある。
【００６４】
ここで、既存のサービスを継続するために既存のアンテナシステムをそのままとし、新たに設置するアクティブアンテナシステムを既存のアンテナシステムとは異なる位置に設置することが考えられる。しかし、アンテナシステムは比較的大きく、設置場所の確保が困難である。さらに、設置場所を確保できたとしてもアンテナシステムの設置場所としては適切でない場合がある。
【００６５】
また、既存のアンテナシステムと同じ位置（既存のアンテナシステムと同じ鉄塔等）に、アクティブアンテナシステムを設置することも考えられるが、これまでのシステム拡張等によって既に多数のアンテナシステムが設置されている場合もあり、さらに追加的に新たなアンテナシステムを設置することが困難な場合がある。
【００６６】
そこで、既存のアンテナシステムに代えて、当該既存のアンテナシステムの機能と、アクティブアンテナシステムの機能の両方を備えたアンテナシステムを設置することが考えられる。このようなアンテナシステムを用いれば、既存のサービスを継続しつつ新たなサービスを開始することができる。
【００６７】
しかし、この場合であっても、既存のアンテナシステムの機能とアクティブアンテナシステムの機能の両方を備えることで、アンテナシステム自体が大型化することも考えられる。
このため、新たに設置するアンテナシステムについては、たとえ既存のアンテナシステムの機能とアクティブアンテナシステムの機能の両方を備えたとしても、できるだけ少ないスペースで設置可能とすべく、よりコンパクトであることが要求される。
【００６８】
この点、上記構成のアンテナシステム４によれば、複数のアンテナ素子９が、第１信号系統及び第２信号系統それぞれの送受信信号を送受信可能に構成されているので、両系統それぞれに専用のアンテナ素子を備えている場合と比較して、アンテナ素子の数を少なくすることができ、この結果、コンパクト化が可能となる。
また、本アンテナシステム４によれば、複数のアンテナ素子９が、第１信号系統及び第２信号系統それぞれの送受信信号を送受信可能に構成されているので、当該アンテナシステム４によって２つの周波数帯域の送受信信号の送受信が可能となる。このため、既存のアンテナシステムに代えて本アンテナシステム４を設置し、既存のアンテナシステム４による送受信信号の処理を第２信号系統に割り当てれば、前記既存のアンテナシステムによるサービスの提供を維持することができる。さらに、第１信号系統においては複数のアンテナ素子９をアクティブアンテナとして機能させることができ、新たな機能やサービスを追加することができる。
以上のように、本アンテナシステムによれば、既存のアンテナシステムの機能と、新たに追加されるアンテナシステムの機能の両方を備えたとしても、コンパクト化が可能となる。
【００６９】
また、上記実施形態によるアンテナシステム４では、送受信処理部１５及び分配合成回路１６に対してアンテナ素子９を共用可能に接続する共用器１７を備えているので、第１信号系統の送受信処理部１５が複数のアンテナ素子９をアクティブアンテナとして機能させるための処理（送受信信号の増幅等）を行うのを許容しつつ、第１信号系統と第２信号系統との間で、複数のアンテナ素子９を共用することができる。
【００７０】
また、上記実施形態によるアンテナシステム４では、第２信号系統による送受信信号の処理を行う第２処理回路として分配合成回路１６を備えているので、第２信号系統においては、複数のアンテナ素子９をパッシブアンテナとして利用することができ、例えば、既存のアンテナシステムとしてＲＲＨ及びこのＲＲＨに接続されたパッシブアンテナが既設されており、これに代えて本アンテナシステム４を設置する場合にも、既設のＲＲＨと分配合成回路１６とを接続すれば、第１信号系統によってアクティブアンテナ等の新たなアンテナシステムとしての機能を追加しつつ、第２信号系統を用いて既存のアンテナシステムの機能を維持することができる。
【００７１】
また、上記実施形態によるアンテナシステム４では、分配合成回路１６は、アンテナシステム４の外部に設置された信号処理装置であって第２信号系統による送受信信号の増幅及び信号処理を行う前記信号処理装置としてのリモートラジオヘッド６との間で信号の授受が可能である。
これに伴って、アンテナシステム４は、リモートラジオヘッド６との間で信号の授受を行うための信号線である同軸ケーブル８を接続するための接続コネクタ８ａを備えている。これによって、アンテナシステム４とリモートラジオヘッド６との接続が容易となる。
【００７２】
〔アンテナシステムの各部の配置構成について〕
図６は、アンテナシステム４の断面図である。また、図７は、アンテナシステム４の要部を示した分解斜視図である。図６及び図７では、アンテナシステム４の各部を筐体４ａ内に実際に配置したときの配置構成の一例を示している。
【００７３】
図６に示すように、アンテナシステム４の各部は、筐体４ａ内に収容されている。
筐体４ａは、直方体状に形成されており、その内部には、アンテナ素子９が上下方向に一列となるように配列されている。
【００７４】
筐体４ａは、本体部２３と、レドーム２４と、蓋部２５とを備えている。
本体部２３の前面側には、前面開口２３ａが形成されている。また本体部２３の背面側には、背面開口２３ｂが形成されている。よって、本体部２３は角筒状に形成されている。
アンテナ素子９は、基板３０ａの前面３０ａ１が前面開口２３ａを通じて外部に向くように配置されている。これにより、アンテナ素子９は、前面開口２３ａを通じて信号の送受信を行う。
レドーム２４は、前面開口２３ａを塞ぐように本体部２３に固定されている板状の部材であり、アンテナ素子９を外部環境から隔離して保護している。
【００７５】
蓋部２５は、背面開口２３ｂを塞ぐように本体部２３に固定されている。蓋部２５は、例えば、アルミニウム合金等を用いて形成された板状の部材であり、筐体４ａの外側に向く外面２５ａには、放熱フィン２６が形成されている。
また、蓋部２５において、筐体４ａの内側に向く内面２５ｂには、送受信部２１が上下方向に一列となるように配列されている。
【００７６】
送受信部２１は、上述したように、アナログ信号を増幅する等、アナログ信号に関する処理を行う機能を有している。このため、送受信部２１は、パワーアンプ等の熱を発生させる機器を内蔵している。
送受信部２１は、アルミニウム合金等を用いて形成された蓋部２５に対して発熱部分を接触させた状態で固定されており、発生した熱を蓋部２５に向けて排熱することができる。
つまり蓋部２５は、送受信部２１が発生させる熱を奪って放熱フィン２６から放射するヒートシンクとしての機能を有している。
【００７７】
筐体４ａの内部には、アンテナ素子９の背面（基板３０ａの背面３０ａ２）側に配置されている反射板５０が本体部２３の内壁面２３ｃに固定されている。
反射板５０は、主反射板５０ａにおける上下左右の端面を内壁面２３ｃに突き合わせた状態で本体部２３に固定されている。この際、反射板５０の副反射板５０ｂも、内壁面２３ｃに当接させた状態で本体部２３に固定される。
反射板５０は、主反射板５０ａに加えて、主反射板５０ａに固定された副反射板５０ｂも本体部２３に固定することで、主反射板５０ａのみを本体部２３に固定する場合と比較してより強固に固定されている。
このように、副反射板５０ｂは、反射板としての機能に加え、反射板５０を本体部２３に対してより強固に固定するための補強部材としての機能も有している。
【００７８】
反射板５０は、筐体４ａの内部空間を前後に２分するように配置されている。
反射板５０の前面５１側の空間には、アンテナ素子９が前面開口２３ａを臨むように配列されている。
一方、反射板５０の背面５２側の空間には、上述の蓋部２５に固定された送受信部２１の他、共用器１７と、分配合成回路１６とが配置されている。
共用器１７は、反射板５０と、蓋部２５に固定された送受信部２１との間の空間に、上下方向に一列となるように配列されている。また、分配合成回路１６も共用器１７と同様に、反射板５０と、送受信部２１との間の空間に配置されている。
共用器１７及び分配合成回路１６は、図示しないブラケット等によって、蓋部２５の内面２５ｂ、又は反射板５０の背面５２に固定されている。
【００７９】
なお、送受信部２１とともに送受信処理部１５を構成するデジタル信号処理部２０は、図６、図７において図示を省略しているが、共用器１７や分配合成回路１６と同様に、反射板５０と、送受信部２１との間の空間に配置されている。
【００８０】
また、送受信部２１、共用器１７、及び分配合成回路１６は、反射板５０を正面視したときに送受信部２１、共用器１７、及び分配合成回路１６が反射板５０の端縁よりも内側に収まるように配置されている。
【００８１】
本実施形態では、両系統それぞれに専用のアンテナ素子を備えている場合と比較してアンテナ素子の数を少なくすることができるので、反射板５０の面積も両系統それぞれに専用のアンテナ素子を備えている場合と比較して小さくすることができる。このような、相対的に面積が小さい反射板５０の背面５２側に送受信処理部１５（デジタル信号処理部２０及び送受信部２１）及び分配合成回路１６を配置することで、当該アンテナシステム４を全体としてより小型化することができる。
【００８２】
〔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。
上記実施形態のアンテナシステム４では、第１信号系統による信号の送受信については、複数のアンテナ素子９をアクティブアンテナとして機能させ、第２信号系統による信号の送受信については、複数のアンテナ素子９をパッシブアンテナとして機能させた場合を例示したが、分配合成回路１６に代えて、第２信号系統による送受信信号に対して、複数のアンテナ素子９をアクティブアンテナとして機能させる処理を行うことができる送受信処理部を設けることで、第２信号系統による信号の送受信についてもアクティブアンテナとして機能させてもよい。
この場合、両系統で、複数のアンテナ素子９をアクティブアンテナとして機能させることができる。
【００８３】
また、上記実施形態のアンテナシステム４では、第１信号系統及び第２信号系統といったように、２つの信号系統による各信号の送受信を行う場合を例示したが、３つ以上の信号系統による各信号の送受信を行うように構成してもよい。
【００８４】
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】
【００８５】
１  基地局装置
２  第１ベースバンドユニット
３  第２ベースバンドユニット
４  アクティブアンテナシステム
４ａ  筐体
５ａ  接続コネクタ
５  信号伝送路
６  リモートラジオヘッド（信号処理部）
７  信号伝送路
８  同軸ケーブル
８ａ  接続コネクタ（接続端子）
９  アンテナ素子
１５  送受信処理部（第１処理回路）
１６  分配合成回路（第２処理回路）
１７  共用器（アンテナ共用部）
２０  デジタル信号処理部
２１  送受信部
２３  本体部
２３ａ  前面開口
２３ｂ  背面開口
２３ｃ  内壁面
２４  レドーム
２５  蓋部
２５ａ  外面
２５ｂ  内面
２６  放熱フィン
３０  本体部
３０ａ  基板
３０ａ１  前面
３０ａ２  背面
３１  第１放射素子
３２  第２放射素子
３３  第３放射素子
３５  給電点
３６  線路
３７  線路
４０  同軸給電線
５０  反射板
５０ａ  主反射板
５０ｂ  副反射板
５１  前面
５２  背面
６０  第１無給電素子
６１  基板
６２  支持部
６５  第２無給電素子
７０  支持部
１１１，１２１，１３１  第１アンテナ部
１１１  第１アンテナ部
１１１ｂ，１１２ｂ  直線部
１１２，１２２，１３２  第２アンテナ部
１２１ｂ，１２２ｂ  直線部
１３１  第１アンテナ部
１３１  ダイポール素子
１３２  第２アンテナ部
【図１】
2016092713.tif 000003
【図２】
2016092713.tif 000004
【図３】
2016092713.tif 000005
【図４】
2016092713.tif 000006
【図５】
2016092713.tif 000007
【図６】
2016092713.tif 000008
【図７】
2016092713.tif 000009