JPH0927714A - マルチビームアンテナ装置 - Google Patents
マルチビームアンテナ装置Info
- Publication number
- JPH0927714A JPH0927714A JP17489395A JP17489395A JPH0927714A JP H0927714 A JPH0927714 A JP H0927714A JP 17489395 A JP17489395 A JP 17489395A JP 17489395 A JP17489395 A JP 17489395A JP H0927714 A JPH0927714 A JP H0927714A
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- Japan
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- antenna
- beams
- array
- cylindrical metal
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- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 垂直偏波のみならず水平偏波も同時に送受信
できると共にマルチビーム又はセクタビームを水平面内
全方向にほぼ均一に生成する。 【解決手段】 円筒金属反射板１５の外周面に、周方向
及び軸方向にそれぞれ所定のピッチで複数のヘリカルア
ンテナ素子１６がアレー状に配されている。ヘリカルア
ンテナ素子の代わりにクロスダイポールアンテナ素子を
用いることもできる。軸方向アンテナアレーによってビ
ームチルト及び利得を向上させることができ、周方向ア
ンテナアレーによって水平面内の全方向にほぼ均一なマ
ルチビーム又はセクタビームを生成することができる。
できると共にマルチビーム又はセクタビームを水平面内
全方向にほぼ均一に生成する。 【解決手段】 円筒金属反射板１５の外周面に、周方向
及び軸方向にそれぞれ所定のピッチで複数のヘリカルア
ンテナ素子１６がアレー状に配されている。ヘリカルア
ンテナ素子の代わりにクロスダイポールアンテナ素子を
用いることもできる。軸方向アンテナアレーによってビ
ームチルト及び利得を向上させることができ、周方向ア
ンテナアレーによって水平面内の全方向にほぼ均一なマ
ルチビーム又はセクタビームを生成することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は例えば自動車・携帯
電話方式等の基地局装置に設置して使用されるもので、
水平面内全方向にマルチビームあるいはセクタビームを
形成し、円偏波を送受信することが可能なアンテナ装置
に関するものである。
電話方式等の基地局装置に設置して使用されるもので、
水平面内全方向にマルチビームあるいはセクタビームを
形成し、円偏波を送受信することが可能なアンテナ装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車電話移動局のアンテナは図
８に示すように、トランクリッドアンテナ１あるいはル
ーフトップアンテナ２が自動車上に垂直に設置されてお
り、ほとんどの使用電波環境において主要偏波は垂直偏
波Ａ１成分であった。そのため、自動車・携帯電話方式
の基地局装置に設置されるアンテナにおいては、図９に
示すように、素子アンテナとして反射板３を付設した垂
直偏波Ａ１のダイポールアンテナ４が用いられてきた。
８に示すように、トランクリッドアンテナ１あるいはル
ーフトップアンテナ２が自動車上に垂直に設置されてお
り、ほとんどの使用電波環境において主要偏波は垂直偏
波Ａ１成分であった。そのため、自動車・携帯電話方式
の基地局装置に設置されるアンテナにおいては、図９に
示すように、素子アンテナとして反射板３を付設した垂
直偏波Ａ１のダイポールアンテナ４が用いられてきた。
【０００３】しかし、近年、携帯電話の急激な普及によ
り、携帯電話の加入台数が自動車電話の加入台数を上回
ってきたため使用電波環境に変化が生じてきた。すなわ
ち、図１０に示すように、この携帯電話機のアンテナ５
ａは通話時には必ずしも垂直に立てて使用されてはおら
ず、これから送信される電磁波は、垂直偏波Ａ１のみな
らず水平偏波Ａ２の成分も十分大きく、また、受信にお
いても基地局より送信される電波が垂直偏波Ａ１である
ので、アンテナを斜めにすると十分な効率で受信するこ
とはできなかった。
り、携帯電話の加入台数が自動車電話の加入台数を上回
ってきたため使用電波環境に変化が生じてきた。すなわ
ち、図１０に示すように、この携帯電話機のアンテナ５
ａは通話時には必ずしも垂直に立てて使用されてはおら
ず、これから送信される電磁波は、垂直偏波Ａ１のみな
らず水平偏波Ａ２の成分も十分大きく、また、受信にお
いても基地局より送信される電波が垂直偏波Ａ１である
ので、アンテナを斜めにすると十分な効率で受信するこ
とはできなかった。
【０００４】したがって、このような移動局からの電磁
波を受信する、あるいは移動局に向かって送信する場
合、基地局アンテナには垂直偏波成分のみならず水平偏
波成分を送受信できる特性が必要であり、従来の垂直偏
波ダイポールアンテナ４では水平偏波の送信・受信をす
ることは困難であった。一方、利得向上あるいは干渉抑
圧等の高度なゾーン形成のために基地局アンテナにマル
チビームあるいはセクタビーム方式を適用する際、図１
１Ａに示すように複数枚の長方形平板アレーアンテナ
６，７及び８を設置することが考えられている。しか
し、１枚の平板アレーアンテナから生成されるビーム
は、図１２に示すようにアレー面の正面方向９から斜め
になるにつれて、到来電磁波から見たアンテナの開口面
積は１０から１１へと小さくなるために利得の劣化を生
じていた。このため、図１１Ｂに示すように、アレーア
ンテナ６，７及び８はそれぞれゾーン６ｚ，７ｚ，８ｚ
を形成するため、方向１２，１３及び１４では利得が低
下して水平面内全方向に均一なゾーンを形成することが
困難であった。ここで、例えば、ゾーン７ｚは複数のビ
ーム７ｂにより構成されている。特に、素子アンテナと
して円偏波アンテナを用いた場合、正面方向以外の角度
では円偏波の軸比特性の劣化もあいまって、その利得低
下の傾向は顕著に現れるためアレー構成の改善が望まれ
ていた。
波を受信する、あるいは移動局に向かって送信する場
合、基地局アンテナには垂直偏波成分のみならず水平偏
波成分を送受信できる特性が必要であり、従来の垂直偏
波ダイポールアンテナ４では水平偏波の送信・受信をす
ることは困難であった。一方、利得向上あるいは干渉抑
圧等の高度なゾーン形成のために基地局アンテナにマル
チビームあるいはセクタビーム方式を適用する際、図１
１Ａに示すように複数枚の長方形平板アレーアンテナ
６，７及び８を設置することが考えられている。しか
し、１枚の平板アレーアンテナから生成されるビーム
は、図１２に示すようにアレー面の正面方向９から斜め
になるにつれて、到来電磁波から見たアンテナの開口面
積は１０から１１へと小さくなるために利得の劣化を生
じていた。このため、図１１Ｂに示すように、アレーア
ンテナ６，７及び８はそれぞれゾーン６ｚ，７ｚ，８ｚ
を形成するため、方向１２，１３及び１４では利得が低
下して水平面内全方向に均一なゾーンを形成することが
困難であった。ここで、例えば、ゾーン７ｚは複数のビ
ーム７ｂにより構成されている。特に、素子アンテナと
して円偏波アンテナを用いた場合、正面方向以外の角度
では円偏波の軸比特性の劣化もあいまって、その利得低
下の傾向は顕著に現れるためアレー構成の改善が望まれ
ていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の要求
を実現するため、基地局において垂直偏波のみならず水
平偏波も同時に送受信できると共に、マルチビームある
いはセクタビームを水平面内全方向にほぼ均一に送受信
できるアレーアンテナを構成することを目的とする。
を実現するため、基地局において垂直偏波のみならず水
平偏波も同時に送受信できると共に、マルチビームある
いはセクタビームを水平面内全方向にほぼ均一に送受信
できるアレーアンテナを構成することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、良好な円偏波特性を有するヘリカルアン
テナ素子またはクロスダイポールアンテナ素子を円筒面
上周方向及び軸方向にマトリクス状に複数個設置してい
る。これによりゾーン内を均等な利得及び軸比特性を有
するマルチビームで覆うことが可能である。
決するために、良好な円偏波特性を有するヘリカルアン
テナ素子またはクロスダイポールアンテナ素子を円筒面
上周方向及び軸方向にマトリクス状に複数個設置してい
る。これによりゾーン内を均等な利得及び軸比特性を有
するマルチビームで覆うことが可能である。
【０００７】
（１）請求項１の発明の実施例を図１に示す。円筒金属
反射板１５上に軸方向及び周方向にヘリカルアンテナ素
子１６をそれぞれほぼ同じピッチ間隔で設置している。
ヘリカルアンテナ１６は、図２に示すような円偏波軸モ
ード特性を有する。この軸モードヘリカルアンテナ１６
は、軸方向にのみ鋭いビーム１７を有しこの方向に対し
ては良好な軸比特性を有する。円筒軸方向に配された複
数のアンテナ素子より成る軸方向アレー１６Ａは、図３
に示すように、ビームチルト及び利得向上のために設け
られている。ここで、各ヘリカルアンテナ素子１６はビ
ームチルトを行うために下方に物理的に傾け（請求項
４）、かつ電気的に位相を変化させて設置するか、ある
いは外周面に直角に、つまり半径方向に（請求項５）、
かつ電気的に位相を変化させて給電している。
反射板１５上に軸方向及び周方向にヘリカルアンテナ素
子１６をそれぞれほぼ同じピッチ間隔で設置している。
ヘリカルアンテナ１６は、図２に示すような円偏波軸モ
ード特性を有する。この軸モードヘリカルアンテナ１６
は、軸方向にのみ鋭いビーム１７を有しこの方向に対し
ては良好な軸比特性を有する。円筒軸方向に配された複
数のアンテナ素子より成る軸方向アレー１６Ａは、図３
に示すように、ビームチルト及び利得向上のために設け
られている。ここで、各ヘリカルアンテナ素子１６はビ
ームチルトを行うために下方に物理的に傾け（請求項
４）、かつ電気的に位相を変化させて設置するか、ある
いは外周面に直角に、つまり半径方向に（請求項５）、
かつ電気的に位相を変化させて給電している。
【０００８】周方向アレー１６Ｂは、図４に示すよう
に、マルチビームあるいはセクタビーム構成のために設
けられている。図４では、半値幅３０°でビーム数１２
個のマルチビームを構成している。この場合、３０°ビ
ームを有する軸モードヘリカルアンテナを周方向に均等
に１２個配置している。このような配置にすることによ
り、移動局が任意方向に存在していても、偏差３ｄＢ以
内で基地局ビームを捕らえることができ、また、任意の
隣接する複数個のビームを利用して適応的にビーム成形
する場合にも、図５に示すように、移動局から見込む開
口面積１８及び１９は常に一定に保つことができる。つ
まり、水平面内全方向において均一に円偏波を送受信で
きるゾーン形成が可能となる。その他、半値幅１５°、
ビーム数２４ビームなどのように、半値幅とビーム数の
積が３６０°になるように構成することができる。 （２）請求項２の発明の実施例を図６に示す。円筒金属
反射板１５上に軸方向及び周方向にマトリクス状にクロ
スダイポールアンテナ素子２０を設置している。クロス
ダイポールアンテナ素子２０は、図７に示すような円偏
波軸モード特性を有する。素子アンテナが異なる点以外
は、実施例（１）と同様の構成であり、ほぼ同様のビー
ム特性を有する。
に、マルチビームあるいはセクタビーム構成のために設
けられている。図４では、半値幅３０°でビーム数１２
個のマルチビームを構成している。この場合、３０°ビ
ームを有する軸モードヘリカルアンテナを周方向に均等
に１２個配置している。このような配置にすることによ
り、移動局が任意方向に存在していても、偏差３ｄＢ以
内で基地局ビームを捕らえることができ、また、任意の
隣接する複数個のビームを利用して適応的にビーム成形
する場合にも、図５に示すように、移動局から見込む開
口面積１８及び１９は常に一定に保つことができる。つ
まり、水平面内全方向において均一に円偏波を送受信で
きるゾーン形成が可能となる。その他、半値幅１５°、
ビーム数２４ビームなどのように、半値幅とビーム数の
積が３６０°になるように構成することができる。 （２）請求項２の発明の実施例を図６に示す。円筒金属
反射板１５上に軸方向及び周方向にマトリクス状にクロ
スダイポールアンテナ素子２０を設置している。クロス
ダイポールアンテナ素子２０は、図７に示すような円偏
波軸モード特性を有する。素子アンテナが異なる点以外
は、実施例（１）と同様の構成であり、ほぼ同様のビー
ム特性を有する。
【０００９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、所
定のゾーン内で均一な円偏波マルチビームあるいはセク
タビームが得られるため、弱電界地域や水平偏波成分の
微弱な地域が少なくなり、また垂直偏波のみならず水平
偏波も受信可能であるため、自動車電話のみならず携帯
電話使用時においても良好な通話品質を常時保つことが
できる。
定のゾーン内で均一な円偏波マルチビームあるいはセク
タビームが得られるため、弱電界地域や水平偏波成分の
微弱な地域が少なくなり、また垂直偏波のみならず水平
偏波も受信可能であるため、自動車電話のみならず携帯
電話使用時においても良好な通話品質を常時保つことが
できる。
【図１】請求項１の発明の実施例を示す斜視図。
【図２】軸モードを有するヘリカルアンテナとその偏波
を説明するための図。
を説明するための図。
【図３】軸方向アレーとビームチルトを説明するための
図。
図。
【図４】周方向アレーとマルチビームを説明するための
図。
図。
【図５】周方向アレーと開口面積を説明するための図。
【図６】請求項２の発明の実施例を示す斜視図。
【図７】クロスダイポールアンテナと偏波を説明するた
めの図。
めの図。
【図８】自動車電話移動局のアンテナ及びその偏波を説
明すための図。
明すための図。
【図９】自動車・携帯電話方式の基地局装置に設置され
る従来のダイポールアンテナ及びその偏波を説明するた
めの図。
る従来のダイポールアンテナ及びその偏波を説明するた
めの図。
【図１０】通話時の携帯電話のアンテナを説明するため
の図。
の図。
【図１１】Ａは従来の基地局マルチビームアンテナの原
理的な斜視図、ＢはＡのゾーンを説明するための平面
図。
理的な斜視図、ＢはＡのゾーンを説明するための平面
図。
【図１２】Ａは垂直に立てられた平板アレーアンテナの
平面図、Ｂはそのアンテナ利得の角度依存性を説明する
ためのグラフ。
平面図、Ｂはそのアンテナ利得の角度依存性を説明する
ためのグラフ。
Claims (5)
- 【請求項１】 垂直に配された円筒金属反射板の外周面
に、その周方向及び軸方向に沿ってマトリクス状に複数
のヘリカルアンテナ素子が配されていることを特徴とす
るマルチビームアンテナ装置。 - 【請求項２】 垂直に配された円筒金属反射板の外周面
に、その周方向及び軸方向に沿ってマトリクス状に複数
のクロスダイポールアンテナ素子が配されていることを
特徴とするマルチビームアンテナ装置。 - 【請求項３】 請求項１または２において、前記複数の
ヘリカルアンテナ素子またはクロスダイポールアンテナ
素子が前記周方向及び軸方向にそれぞれほぼ一定のピッ
チで配されることを特徴とするマルチビームアンテナ装
置。 - 【請求項４】 請求項１において、前記ヘリカルアンテ
ナ素子の軸線が前記円筒金属反射板の半径方向に対して
下方斜めに配されていることを特徴とするマルチビーム
アンテナ装置。 - 【請求項５】 請求項１において、前記ヘリカルアンテ
ナ素子の軸線が前記円筒金属反射板の半径方向に配され
ていることを特徴とするマルチビームアンテナ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17489395A JPH0927714A (ja) | 1995-07-11 | 1995-07-11 | マルチビームアンテナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17489395A JPH0927714A (ja) | 1995-07-11 | 1995-07-11 | マルチビームアンテナ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0927714A true JPH0927714A (ja) | 1997-01-28 |
Family
ID=15986533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17489395A Pending JPH0927714A (ja) | 1995-07-11 | 1995-07-11 | マルチビームアンテナ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0927714A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998056069A1 (fr) * | 1997-06-02 | 1998-12-10 | Ntt Mobile Communications Network Inc. | Antenne reseau adaptable |
| US6512934B2 (en) | 1997-06-02 | 2003-01-28 | Ntt Mobile Communications Network, Inc. | Adaptive array antenna |
| JP2008219125A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-18 | Toyota Central R&D Labs Inc | 電波反射板及びアンテナ |
-
1995
- 1995-07-11 JP JP17489395A patent/JPH0927714A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998056069A1 (fr) * | 1997-06-02 | 1998-12-10 | Ntt Mobile Communications Network Inc. | Antenne reseau adaptable |
| US6512934B2 (en) | 1997-06-02 | 2003-01-28 | Ntt Mobile Communications Network, Inc. | Adaptive array antenna |
| JP2008219125A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-18 | Toyota Central R&D Labs Inc | 電波反射板及びアンテナ |
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