(57)【要約】  本発明は、多重帯域多重偏波無線通信アンテナであって、反射板と、反射板上に設置される第１の帯域の少なくとも１つの第１の放射モジュールと、反射板上に設置される第２の帯域又は第３の帯域の少なくとも１つの第２又は第３の放射モジュールと、を含み、第１の放射モジュールは、ダイポール構造の第１乃至第４の放射素子を含んで構成され、第１乃至第４の放射素子は、各々２個の放射アームが「Ｌ」字形態で接続するように構成され、２個の放射アームのうち１つは、反射板の側面に沿って並べて置かれるように構成され、第２又は第３の放射モジュールは、第１の放射モジュールの設置範囲内に含まれるように設置されることを特徴とする。
2016534598.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多重帯域多重偏波無線通信アンテナであって、
反射板と、
前記反射板上に設置される第１の帯域の少なくとも１つの第１の放射モジュールと、
前記反射板上に設置される第２の帯域又は第３の帯域の少なくとも１つの第２又は第３の放射モジュールと、を含み、
前記第１の放射モジュールは、ダイポール構造の第１乃至第４の放射素子を含んで構成され、前記第１乃至第４の放射素子は、各々２個の放射アームが互いに「Ｌ」字形態で接続されるように構成され、前記２個の放射アームのうち１つは、前記反射板の側面に沿って並べて置かれるように構成され、
前記第２又は第３の放射モジュールは、前記第１の放射モジュールの設置範囲内に含まれるように設置されることを特徴とする、無線通信アンテナ。
【請求項２】
前記第２又は第３の放射モジュールは、前記第１の放射モジュールの設置範囲の内部において、右側上下面と、左側上下面に設置されることを特徴とする、請求項１に記載の無線通信アンテナ。
【請求項３】
前記反射板は、前記第１の放射モジュールの前記第１乃至第４の放射素子の設置領域を離れて実質的に外側に延長される領域がないように設計されることを特徴とする、請求項２に記載の無線通信アンテナ。
【請求項４】
前記第１の放射モジュールの内側には、各々２個の放射アームが互いに「Ｌ」字形態で接続されるように構成される第５乃至第８の放射素子のうち少なくとも１つが構成され、前記第５乃至第８の放射素子は、全体的に「＋」字形態の構造を形成するように設置されることを特徴とする、請求項１に記載の無線通信アンテナ。
【請求項５】
前記反射板上に設置される前記第１の帯域の少なくとも１つの第１−２の放射モジュールをさらに含み、
前記少なくとも１つの第１−２の放射モジュールは、前記第１の放射モジュールと組み合わされて第１の帯域のアンテナアレイを実現することを特徴とする、請求項１乃至請求項４のうち何れか一項に記載の無線通信アンテナ。
【請求項６】
前記第１の放射モジュールで対角線方向に配置された放射素子のうちの少なくとも一部と連動してＸ偏波のうち各々一偏波を発生するように給電ネットワークを形成することを特徴とする、請求項１乃至請求項３のうち何れか一項に記載の無線通信アンテナ。
【請求項７】
前記第１の放射モジュールの前記第１乃至第４の放射素子は、各々第１乃至第４の偏波を発生するように給電ネットワークを形成することを特徴とする、請求項１に記載の無線通信アンテナ。
【請求項８】
多重帯域多重偏波無線通信アンテナであって、
反射板と、
前記反射板上に設置され、ダイポール構造の第１乃至第４の放射素子を含んで構成され、前記第１乃至第４の放射素子は、各々２個の放射アームが互いに「Ｌ」字形態で接続されるように構成され、前記２個の放射アームのうち１つは、前記反射板の側面に沿って並べて置かれるように構成される第１の放射モジュールと、を含み、
前記第１の放射モジュールの前記第１乃至第４の放射素子は、各々第１乃至第４の偏波を発生するように給電ネットワークを形成することを特徴とする、無線通信アンテナ。
【請求項９】
前記第１の放射モジュールの内側には、各々２個の放射アームが「Ｌ」字形態で接続されるように構成される第５乃至第８の放射素子のうち少なくとも１つが構成され、前記第５乃至第８の放射素子は、全体的に「＋」字形態の構造を形成するように設置されることを特徴とする、請求項７又は請求項８に記載の無線通信アンテナ。
【請求項１０】
前記第５乃至第８の放射素子が前記第１乃至第４の放射素子と各々対応するように設置される場合に、前記第１及び第５の放射素子が連動して前記第１の偏波を発生し、前記第２及び第６の放射素子が連動して前記第２の偏波を発生し、前記第３及び第７の放射素子が連動して前記第３の偏波を発生し、前記第４及び第８の放射素子が連動して前記第４の偏波を発生することを特徴とする、請求項９に記載の無線通信アンテナ。
【請求項１１】
前記第５乃至第８の放射素子が前記第１乃至第４の放射素子と各々対応するように設置される場合に、前記第１及び第７の放射素子が連動して前記第１の偏波を発生し、前記第２及び第８の放射素子が連動して前記第２の偏波を発生し、前記第３及び第５の放射素子が連動して前記第３の偏波を発生し、前記第４及び第６の放射素子が連動して前記第４の偏波を発生することを特徴とする、請求項９に記載の無線通信アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信（ＰＣＳ、Ｃｅｌｌｕｌａｒ、ＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＬＴＥ）通信システムにおける基地局や中継器に使用される無線通信アンテナに関し、特に、多重帯域多重偏波アンテナ（以下、“アンテナ”と称する）に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムの中継器などの基地局に使用されるアンテナは、多様な形態と構造があり得、最近、無線通信アンテナは、偏波ダイバーシティ方式を適用して、通常、二重偏波アンテナ構造を一般的に使用している。
【０００３】
二重偏波アンテナは、通常、例えば、４個のダイポール形態の放射素子が１つの放射モジュールとして、長さ方向に直立する少なくとも１つの反射板上に四角形の形態や菱形の形態で適切に配置される構造を有する。４個の放射素子は、例えば、相互対角線方向に位置する放射素子同士が一対になって、各放射素子の対が、例えば、垂直（又は、水平）に対して＋４５度と−４５度に整列される、相互直交する２個の線形偏波のうちの対応する１つの線形偏波を送信（又は、受信）するために使用される。また、このような４個のダイポール形態の放射素子からなる放射モジュールが、反射板上に複数個が、通常、垂直に配列される構造を有して１つのアンテナアレイを形成する。
【０００４】
このような二重偏波アンテナについては、例えば、特許文献１又は特許文献２に開示されている。
【０００５】
多重帯域アンテナでは、各帯域による複数のアンテナアレイが１つの反射板上に設置されるが、例えば、三重帯域アンテナを実現するためには、各帯域別に、１つずつ、計３個のアンテナアレイが設置されるべきである。このように多重にアンテナアレイを設置するために、各帯域別アンテナアレイの配置構造、各帯域別アンテナアレイを構成するそれぞれの放射モジュールの構造、及び各帯域別アンテナアレイ相互間の干渉による影響などを全て総合的に考慮して最適の方案を考えるべきである。このとき、アンテナの全体的なサイズが可能な限り小さいサイズになるようにしつつ、各帯域別アンテナアレイの放射性能を保障すべきであるが、限定された空間（１つの反射板）上でこのような条件を満たすためのアンテナ設計は相当に難しい。
【０００６】
したがって、多重帯域多重偏波アンテナのより最適化された構造及びアンテナサイズの最適化、安定した放射特性、ビーム幅調整の容易性及びアンテナ設計の容易性などのために、現在多様な研究が進行されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】韓国特許出願番号２０００−７０１０７８５号
【特許文献２】韓国特許出願番号２００８−９２９６３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の目的は、より最適化された構造及びアンテナサイズの最適化、安定した放射特性、ビーム幅調整の容易性及びアンテナ設計の容易性を有するようにするための多重帯域多重偏波無線通信アンテナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した目的を達成するために、本発明は、多重帯域多重偏波無線通信アンテナであって、反射板と、上記反射板上に設置される第１の帯域の第１の放射モジュールと、第２又は第３の帯域の第２又は第３の放射モジュールとを含み、上記第１の放射モジュールは、ダイポール構造の第１乃至第４の放射素子を有して構成され、上記第１乃至第４の放射素子は、各々２個の放射アームが互いに「Ｌ」字形態で接続されるように構成され、上記２個の放射アームのうちの１つは、上記反射板の側面に沿って並べておかれるように構成され、上記第２又は第３の放射モジュールは、上記第１の放射モジュールの設置範囲内に含まれるように設置されることを特徴とする。
【００１０】
上記で、上記第１の放射モジュールの内側には、各々２個の放射アームが互いに「Ｌ」字形態で接続されるように構成される第５乃至第８の放射素子のうちの少なくとも１つが構成され、上記第５乃至第８の放射素子は、全体的に「＋」字形態の構造を形成するように設置されることができる。
【００１１】
上記で、上記反射板上に設置される上記第１の帯域の少なくとも１つの第１−２の放射モジュールをさらに含み、上記少なくとも１つの第１−２の放射モジュールは、上記第１の放射モジュールと組み合わされて第１の帯域のアンテナアレイを実現できる。
【００１２】
上記で、上記第１の放射モジュールで対角線方向に配置された放射素子のうちの少なくとも一部と連動してＸ偏波のうち各々一偏波を発生するように給電ネットワークを形成できる。
【００１３】
上記で、上記第１の放射モジュールで対角線方向に配置された放射素子のうちの少なくとも一部と連動して各々第１乃至第４の偏波を発生するように給電ネットワークを形成できる。
【００１４】
上記で、上記第１の放射モジュールの上記第１乃至第４の放射素子は、各々第１乃至第４の偏波を発生するように給電ネットワークを形成できる。
【００１５】
上記で、上記第５乃至第８の放射素子が上記第１乃至第４の放射素子と各々対応するように設置される場合に、上記第１及び第５の放射素子が第１の偏波を発生し、上記第２及び第６の放射素子が第２の偏波、第３及び第７の放射素子が第３の偏波、第４及び第８の放射素子が第４の偏波を発生するように構成できる。
【００１６】
上記で、上記第１及び第７の放射素子が第１の偏波を発生し、第２及び第８の放射素子が第２の偏波、第３及び第５の放射素子が第３の偏波、第４及び第６の放射素子が第４の偏波を発生するように構成できる。
【発明の効果】
【００１７】
上記した通り、本発明による多重帯域多重偏波無線通信アンテナは、より最適化された構造及びアンテナサイズの最適化、安定した放射特性、ビーム幅調整の容易性及びアンテナ設計の容易性を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態による多重帯域多重偏波無線通信アンテナの平面構造図である。
【図２】図１の無線通信アンテナの斜視図である。
【図３】図１の無線通信アンテナのうちの第１の放射モジュールの特性グラフである。
【図４】図１の無線通信アンテナのうちの第１の放射モジュールの特性グラフである。
【図５】図１の無線通信アンテナの変形構造に関する平面図である。
【図６】図１の無線通信アンテナの変形構造に関する平面図である。
【図７】図１の無線通信アンテナの変形構造に関する平面図である。
【図８】図７の無線通信アンテナのうちの第１の放射モジュールの特性グラフである。
【図９】図７の無線通信アンテナのうちの第１の放射モジュールの特性グラフである。
【図１０】本発明の第２の実施形態による多重帯域多重偏波無線通信アンテナの平面構造図である。
【図１１】図１０の無線通信アンテナの側面図である。
【図１２】図１０の無線通信アンテナの変形構造に関する平面図である。
【図１３】図１０の無線通信アンテナの変形構造に関する平面図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態による多重帯域多重偏波無線通信アンテナの平面構造図である。
【図１５】図１４の無線通信アンテナの斜視図である。
【図１６】図１４の無線通信アンテナのうちの第１の放射モジュールの特性グラフである。
【図１７】図１４の無線通信アンテナの変形構造に関する平面図である。
【図１８】図１４の無線通信アンテナの変形構造に関する平面図である。
【図１９】図１４の無線通信アンテナの変形構造に関する平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明による好ましい実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。下記図面では、同一の構成要素に対しては可能な同一の番号を付している。また、下記説明では、具体的な構成素子などのような特定事項が示されるが、これは本発明のより全般的な理解を助けるために提供されるだけであって、このような特定事項が本発明の範囲内で所定の変形や変更が可能であることは、当業者にとって自明であることは明らかである。
【００２０】
図１は、本発明の第１の実施形態による多重帯域多重偏波無線通信アンテナの平面構造図であり、図２は、図１の無線通信アンテナの斜視図であり、図３及び図４は、図１の無線通信アンテナのうちの第１の放射モジュールに対する特性グラフであって、各々Ｓ−パラメータと、放射パターン特性を示している。
【００２１】
図１乃至図４を参照すれば、本発明の第１の実施形態によるアンテナは、１つの反射板１０上に、比較的低周波帯域である第１の周波数帯域（例えば、約７００〜９００ＭＨｚ帯域）の第１の放射モジュール（１１：１１−１、１１−２、１１−３、１１−４、１１−５、１１−６、１１−７、１１−８）と、比較的高周波帯域である第２の周波数帯域（例えば、約２ＧＨｚ帯域）及び第３の周波数帯域（例えば、約２．５ＧＨｚ帯域）の第２及び第３の放射モジュール１２，１３が少なくとも１つ以上、複数個配置された構造を有する。このとき、それぞれの第１乃至第３の放射モジュール（１１、１２、１３）は、各々該当帯域のＸ偏波を発生するように構成されることができる。
【００２２】
第２及び第３の放射モジュール１２，１３は、一般的なダイポール形態の放射素子などの一般的に使用される多様な構造及び形態の放射素子で構成された放射モジュールとして実現可能である。しかし、第１の放射モジュール１１は、本発明の一実施形態による特徴的な構造を有する。
【００２３】
第１の放射モジュール１１は、８個のダイポール構造の第１乃至第８の放射素子１１−１乃至１１−８で構成される。このとき、外側の４個の第１乃至第４の放射素子１１−１乃至第１１−４は、一般的なダイポール構造と同様に各々バルーン構造の支持台（ｂ）により支持される２個の放射アームａ１，ａ２で構成されるが、２個の放射アームａ１，ａ２は、例えば、相互に直角を成すように接続され、２個の放射アームａ１，ａ２のうちの１つは、該当する放射素子が設置された反射板１０の側面のエッジに沿って並べて置かれる方向に構成される。すなわち、このような構成によって、４個の放射素子１１−１乃至１１−４それぞれの平面構造は「Ｌ」字形態で構成され、４個の放射素子１１−１乃至１１−４の全体的な外側構造は、左右辺が反射板１０の側面と平行する四角形の形態を有する。
【００２４】
また、第１の放射モジュール１１の内側の４個の第５乃至第８の放射素子１１−５乃至第１１−８の各々は、第１乃至第４の放射素子（１１−１乃至１１−４）と同一に構成されることができる。ただし、第５乃至第８の放射素子１１−５乃至１１−８は、該当第１の放射モジュール１１の全体中心を基準にして、全体的に「＋」字形態で配置される。すなわち、第５乃至第８の放射素子１１−５乃至１１−８は、互いに隣接する放射素子同士に、それぞれの対応する放射アームが並べて配置される。
【００２５】
上記した構造で、全体的に外側が四角形の形態を有する第１の放射モジュール１１で各対角線方向に配置される放射素子同士に連動して、Ｘ偏波のうちに各々一偏波を発生するように給電ネットワーク（図示せず）が形成される。すなわち、第１、第３、第５、第７の放射素子１１−１、１１−３、１１−５、１１−７が連動され、第２、第４、第６、第８の放射素子１１−２、１１−４、１１−６、１１−８が連動されるように給電ネットワークが形成される。
【００２６】
上記した構造をみると、反射板１０は、第１の放射モジュール１１の第１乃至第４の放射素子１１−１乃至１１−４の設置領域を離れて実質的に外側に延長される領域がなく、最小限のサイズを有するように設計され得ることが分かる。このような構造は、全体的なサイズが大きい低周波数帯域の第１の放射モジュール１１の構造がグラウンド役割をする反射板１０の面積を最大に活用する構造として、第１の放射モジュール１１の第１乃至第４の放射素子１１−１乃至１１−４の離隔距離を極大化させ、第１乃至第４の放射素子１１−１乃至１１−４の放射アームの形態を反射板４０の側面エッジ部分の形態に合わせることで、狭いビーム幅（約６０度以下のビーム幅）を有するアンテナを形成する構造であることが分かる。すなわち、図４により具体的に示したように、第１の放射モジュール１１は、一般的な構造の放射モジュールのビーム幅（約６５度のビーム幅又は７０度以上の広いビーム幅）より狭いビーム幅特性を有することが分かる。
【００２７】
このとき、内側に配置される第５乃至第８の放射素子１１−５乃至１１−８間の相互結合を利用して広域特性の実現が可能になる。また、外側に配置される第１乃至第４の放射素子１１−１乃至１１−４と内側に配置される第５乃至第８の放射素子１１−５乃至１１−８間の配置される間隔を適切に調整して設計することによって、水平ビーム幅を成形できる。
【００２８】
一方、図１及び図２のように、第２及び第３の放射モジュール１２，１３は、垂直に複数個配列されて各々該当帯域のアンテナアレイを形成する場合に、第１の放射モジュール１１の設置空間を共有し、各々２個ずつ第１の放射モジュール１１の設置範囲内に含まれるように設置される。このとき、第１乃至第８の放射素子１１−１乃至１１−８で構成される第１の放射モジュール１１は、その構造上、右側上下面と左側上下面に、四分面の空領域が形成されるが、このような空領域に、例えば、右側上下面には各々第２の放射モジュール１２が１つずつ（図１の例では、１２−２、１２−３）設置され、左側上下面には、各々第３の放射モジュール１３が１つずつ（図１の例では、１３−２、１３−３）設置されるように構成されることができる。
【００２９】
このような第１乃至第３の放射モジュール１１、１２、１３の配置構造は、全体的な配置空間のサイズを最小化しつつ、相異なる帯域の放射モジュールの放射素子間に影響を最小化する構造が可能である。
【００３０】
図５乃至図７は、図１の無線通信アンテナの変形構造に対する平面図である。まず、図５に図示される変形構造で第１乃至第３の放射モジュール１１、１２、１３の構造は、上記図１に図示される構造と同一であるが、図５に図示される構造では、全体的なアンテナを形成するために、例えば、第１の放射モジュール１１が反射板１０上に５個備えられ、全体的に１つのアンテナアレイを形成する構造が図示される。
【００３１】
図６に図示される変形構造は、第１の放射モジュール１１が図５に図示される構造とは異なって、外側の第１乃至第４の放射素子１１−１乃至１１−４のみで実現され、内側の第５乃至第８の放射素子１１−５乃至１１−８は具備しない構造が図示される。この場合には、全体的に四角形の形態を有する第１の放射モジュール１１において、各対角線方向に配置される放射素子同士に、すなわち、第１及び第３の放射素子１１−１、１１−３が連動され、第２及び第４の放射素子１１−２、１１−４が連動されるように給電ネットワークが形成されることによって、Ｘ偏波を発生する。
【００３２】
図７に図示される変形構造は、第１の放射モジュール１１が図５に図示される構造とは異なって、外側の第１乃至第４の放射素子１１−１乃至１１−４とともに、内側の第５及び第８の放射素子１１−５、１１−８だけを具備し、第６及び第７の放射素子１１−６、１１−７は具備しない構造が図示される。この場合には、第１、第３、第５の放射素子１１−１、１１−３、１１−５が連動され、第２、第４、第８の放射素子１１−２、１１−４、１１−８が連動されるように給電ネットワークが形成される。
【００３３】
図８及び図９は、図７の無線通信アンテナのうち第１の放射モジュールの特性グラフであって、各々Ｓ−パラメータと放射パターン特性を示すが、図８及び図９のように、このような変形構造も十分に満足する特性を有していることが分かる。このように、第１の放射モジュール１１の内側の放射素子を適切に変形して配置又は具備することによって、放射パターンの水平ビーム幅などの特性を成形するように設計できる。
【００３４】
図１０は、本発明の第２の実施形態による多重帯域多重偏波無線通信アンテナの平面構造図であり、図１１は、図１０の無線通信アンテナの側面図である。図１０及び図１１を参照すれば、本発明の第２の実施形態によるアンテナは、上記図１に図示される第１の実施形態構造と同様に、１つの反射板１０上に、第１の周波数帯域の第１の放射モジュール（１１：１１−１、１１−２、１１−３、１１−４）と、第２及び第３の周波数帯域の第２及び第３の放射モジュール１２，１３が配置された構造を有する。このとき、第１の放射モジュール１１は、図６に図示される第１の実施形態の変形構造と同様に、外側の第１乃至第４の放射素子１１−１乃至１１−４のみで構成されることができる。もちろん、この他にも、図１０に図示される第１の放射モジュール１１は、図１及び図７に図示される第１の実施形態及びこれらの変形構造と同様に実現することができる。
【００３５】
上記した構造で、第２及び第３の放射モジュール１２，１３が垂直で複数個、例えば５個（１２−１、１２−２、１２−３、１２−４、１２−５及び１３−１、１３−２、１３−３、１３−４、１３−５）が配列されて各々該当する第２及び第３の帯域別アンテナアレイを形成しつつ、これらのうち一部（例えば、１２−３、１２−４及び１３−３、１３−４）は、第１の放射モジュール１１の設置空間内に含まれるように設置される。
【００３６】
しかし、第１の帯域のアンテナアレイを実現する際には、第１の帯域のアンテナアレイは、本発明の実施形態の構造を有する第１の放射モジュール１１のみで実現されるのではなく、第１の放射モジュール１１と共に垂直に配列され、第１の放射モジュール１１とは相異する構造を有する第１−２の放射モジュール２１を通して実現される。このような第１−２の放射モジュール２１は、一般的なダイポール形態の放射素子などの一般的に使用される多様な構造及び形態の放射素子で構成された放射モジュールとして実現可能である。
【００３７】
このような構造は、第１の帯域のアンテナアレイのビーム幅特性を適切に調整可能に設計するためである。すなわち、例えば、比較的広いビーム幅（例えば、７０度以上）を有する一般的な構造の第１−２の放射モジュール２１と、比較的狭いビーム幅を有するように設計される第１の放射モジュール１１をお互いに組み合わせて１つの第１の帯域のアンテナアレイを形成することによって、第１の帯域のアンテナアレイの全体的なビーム幅を所望のビーム幅特性を有するように適切に調整して設計することが可能である。
【００３８】
図１２及び図１３は、図１０の無線通信アンテナの変形構造に対する平面図である。まず、図１２を参照すれば、図１２に図示される変形構造では、１つの反射板上に第１の帯域のアンテナアレイを形成するために、第１の放射モジュール１１は２個が備えられ、第１−２の放射モジュール２１は５個が備えられることが図示されている。図１３に図示される変形構造では、１つの反射板上に第１の帯域のアンテナアレイを形成するために、第１の放射モジュール１１は３個が備えられ、第１−２の放射モジュール２１は４個が備えられることが図示されている。上記した構造で、図１３に図示される変形構造が図１２に図示される変形構造に比べて第１の帯域のアンテナアレイの全体的な水平ビーム幅がより狭く形成される。
【００３９】
図１０乃至図１３に図示される第２の実施形態構造をみると、例えば、同一の帯域、すなわち第１の帯域のアンテナアレイを実現するために、２種類の放射モジュール（すなわち、第１の放射モジュール並びに第１及び第２の放射モジュール）が任意の構成比で組合わせられることが分かる。このとき、一種類の放射モジュール（すなわち、第１−２の放射モジュール）が広い水平ビーム幅（７０度以上）の特性を有し、他の種類の放射モジュール（すなわち、第１の放射モジュール）が狭い水平ビーム幅（６０゜以下）の特性を有するように設計される場合に、この２種類の放射モジュールの構成比を調整して所望の水平ビーム幅を実現でき、制限された空間上で比較的簡単に放射パターンの形態を設計できる。
【００４０】
図１４は、本発明の第３の実施形態による多重帯域多重偏波無線通信アンテナの平面構造図であり、図１５は、図１４の無線通信アンテナの斜視図であり、図１６は、図１４の無線通信アンテナのうちの第１の放射モジュールの特性グラフであって、放射パターン特性を示している。図１４乃至図１６を参照すれば、本発明の第３の実施形態によるアンテナは、図１に図示される第１の実施形態のそれぞれの放射モジュールの構造及びこれらの配置構造と同様に、１つの反射板１０上に、第１の周波数帯域の第１の放射モジュール２４−１、２４−２、２５−１、２５−２、２６−１、２６−２、２７−１、２７−２と、比較的高周波帯域である第２及び第３の周波数帯域の第２及び第３の放射モジュール１２，１３が少なくとも１つ以上複数個配置された構造を有する。
【００４１】
第１の周波数帯域の第１の放射モジュールを形成する複数の放射素子２４−１、２４−２、２５−１、２５−２、２６−１、２６−２、２７−１、２７−２の各々は、上記第１の実施形態の構造と同様に、各々２個の放射アームが相互、例えば、直角をなして全体的な平面構造が「Ｌ」字形態で構成される。また、第１の実施形態の構造と同様に、第１の放射モジュールの全体構造で外側には第１−１、第２−１、第３−１、第４−１の放射素子２４−１、２５−１、２６−１、２７−１が全体的に四角形の構造を形成するように配置され、第１の放射モジュールの中心部には第１−２、第２−２、第３−２、第４−２の放射素子２４−２、２５−２、２６−２、２７−２が全体的に「＋」字形態で配置される。
【００４２】
このとき、図１４に図示される第３の実施形態の構造では、第１の放射モジュールを形成する複数の放射素子２４−１、２４−２、２５−１、２５−２、２６−１、２６−２、２７−１、２７−２が例えば、各々発生する偏波を基準にして、第１−１及び第１−２の放射素子２４−１、２４−２と、第２−１及び第２−２の放射素子２５−１、２５−２と、第３−１及び第３−２の放射素子２６−１、２６−２と、第４−１及び第４−２の放射素子２７−１、２７−２で区分されて構成される。
【００４３】
より詳細に説明すれば、上記の構造で、第１−１及び第１−２の放射素子２４−１、２４−２が連動して給電されるように実現され、第１の偏波を発生するように構成され、同様に第２−１及び第２−２の放射素子２５−１、２５−２は、第２の偏波を発生し、第３−１及び第３−２の放射素子２６−１、２６−２は第３の偏波を発生し、第４−１及び第４−２の放射素子２７−１、２７−２は第４の偏波を発生するように構成される。このような構造は、理論的には、第１乃至第４の偏波が各々その特性が相異なるように設計することも可能である。しかし、図１４の実施形態では、このような構成を利用して第１の周波数帯域を第１及び第２のサブ帯域に区分して各々第１及び第２のサブＸ偏波を発生するように構成することができる。
【００４４】
例えば、第１−１及び第１−２の放射素子２４−１、２４−２は、第１の帯域に該当する第１のサブＸ偏波のうち、一偏波を発生するように構成され、第４−１及び第４−２の放射素子２７−１、２７−２は、上記第１のサブＸ偏波のうち、他の偏波を発生するように構成することができる。この場合に、第１−１及び第１−２の放射素子２４−１、２４−２と第４−１及び第４−２の放射素子２７−１、２７−２が全体的に上記第１のサブＸ偏波を形成するように構成される。
【００４５】
同様に、例えば、第２−１及び第２−２の放射素子２５−１、２５−２は、第１の帯域に該当する第２のサブＸ偏波のうち、一偏波を発生するように構成され、第３−１及び第３−２の放射素子２６−１、２６−２は、上記第２のサブＸ偏波のうち、他の偏波を発生するように構成することができる。この場合に、第２−１及び第２−２の放射素子２５−１、２５−２と第３−１及び第３−２の放射素子２６−１、２６−２が全体的に上記第２のサブＸ偏波を形成するように構成される。
【００４６】
このように構成する場合に、第１のサブＸ偏波を形成する放射素子２４−１、２４−２、２７−１、２７−２と第２のサブＸ偏波を形成する放射素子２５−１、２５−２、２６−１、２６−２間のダイポール構造を設計する際に、詳細構造はそれぞれの該当する第１及び第２のサブ帯域特性に合うようにそのサイズなどで若干の差を有する。仮に、この場合に第１の放射モジュールを実現する上記した放射モジュール２４−１、２４−２、２５−１、２５−２、２６−１、２６−２、２７−１、２７−２のそれぞれのダイポール構造の詳細構造を全て同一に実現する場合に、図１に図示される実施形態と同様の放射特性を有することが分かる。
【００４７】
図１７乃至図１９は、図１４の無線通信アンテナの変形構造に対する平面図である。まず、図１７に図示される変形構造で第１の放射モジュールの構造は、図１４に図示される構造と同一であるが、図１７に図示される構造では全体的なアンテナを形成するために、例えば、第１の放射モジュールが反射板１０上に５個備えられ、全体的に１つのアンテナアレイを形成する構造が図示される。
【００４８】
図１８に図示される変形構造で、第１の放射モジュールの構造は、図１４に図示される構造とは異なって、外側の第１−１、第２−１、第３−１、第４−１の放射素子２４−１、２５−１、２６−１、２７−１のみで実現され、内側の第１−２、第２−２、第３−２、第４−２の放射素子２４−２、２５−２、２６−２、２７−２は具備しない構造が図示される。この場合には、全体的に四角形の形態を有する第１の放射モジュールで第１−１、第２−１、第３−１、第４−１の放射素子２４−１、２５−１、２６−１、２７−１の各々が第１、第２、第３、第４の偏波を発生するように構成される。
【００４９】
図１９に図示される変形構造で、第１の放射モジュールの構造は、図１４に図示される構造と大部分同様に、第１の放射モジュールの全体構造で外側には、第１−１、第２−１、第３−１、第４−１の放射素子２４−１、２５−１、２６−１、２７−１が全体的に四角形の構造を形成するように配置され、第１の放射モジュールの中心部には第１−３、第２−３、第３−３、第４−３の放射素子２４−３、２５−３、２６−３、２７−３が全体的に「＋」字形態で配置される。
【００５０】
このとき、図１９に図示される第３の実施形態構造では、第１の放射モジュールを形成する複数の放射素子２４−１、２４−３、２５−１、２５−３、２６−１、２６−３、２７−１、２７−３が例えば、各々発生する偏波を基準にして第１−１及び第１−３の放射素子２４−１、２４−３と、第２−１及び第２−３の放射素子２５−１、２５−３と、第３−１及び第３−３の放射素子２６−１、２６−３と、第４−１及び第４−３の放射素子２７−１、２７−３で区分されて構成される。すなわち、上記の構造で、第１−１及び第１−３の放射素子２４−１、２４−３が連動して給電されるように実現され、第１の偏波を発生するように構成され、同様に第２−１及び第２−３の放射素子２５−１、２５−３は第２の偏波を発生し、第３−１及び第３−３の放射素子２６−１、２６−３は、第３の偏波を発生し、第４−１及び第４−３の放射素子２７−１、２７−３は、第４の偏波を発生するように構成される。
【００５１】
図１４乃至図１９に図示されるように、本発明の第３の実施形態及びその変形例による構造では、第１の放射モジュールが４個の偏波を発生することが可能であり、このように、４個の偏波を発生するアンテナは、与えられた空間内で、例えば２個の偏波を発生する二重偏波のアンテナに比べてより多くの偏波を提供することによって、空間を効率的に使用することができる。また、これによってアンテナの特性側面で優秀な集積度を有する。
【００５２】
また、図１４乃至図１９に図示される構造では、本発明の実施形態によって４個の偏波を発生する第１の放射モジュールが構成される場合に、その設置範囲の内部に第２及び第３の放射モジュールが構成されると説明したが、その他の実施形態では上記第２及び／又は第３の放射モジュールを有さない構造も十分に可能であり得る。
【００５３】
上記の通りに本発明の一実施形態による多重帯域多重偏波無線通信アンテナの構成及び動作が行われることができ、一方、上記した本発明の説明では具体的な実施形態に関して説明したが、多様な変形が本発明の範囲を逸脱せずに実施されてもよい。
【００５４】
例えば、図１４の第３の実施形態の変形構造として、例えば図７に図示される第１の実施形態の変形構造と同様に、第１の放射モジュールの内側には２個の放射素子のみを構成することも可能である。また、この他にも第１の放射モジュールの内側には１個の放射素子又は３個の放射素子が備えられる構成も可能であり得る。
【００５５】
また、上記の説明では、第１、第２及び第３の実施形態を区分して説明したが、本発明の他の実施形態ではこのような実施形態の少なくとも一部の特徴を互いに組み合わせることも可能であり得る。
【００５６】
また、上記した実施形態の各構造で、第１の放射モジュールを構成する各放射素子の上部には該当放射素子と離隔される位置で、それぞれのビームが放射される方向に各々導電性材質の、例えば棒形態のディレクターを追加でさらに設置して、ビーム幅放射特性を調整するように構成することも可能である。
【００５７】
このように、本発明の多様な変形及び変更が可能であり、したがって、本発明の範囲は説明された実施形態によって定めるのではなく特許請求の範囲と、特許請求の範囲の均等物とによって定められるべきである。
【符号の説明】
【００５８】
１０  反射板
１１  第１の放射モジュール
１１−１〜１１−８  第１〜第８の放射素子
１２  第２の放射モジュール
１３  第３の放射モジュール
２１  第１−２の放射モジュール
２４−１、２４−２、２５−１、２５−２、２６−１、２６−２、２７−１、２７−２  放射素子
ａ１  放射アーム
ａ２  放射アーム
【図１】
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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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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