JP2001500691A - Antenna system for enhancing coverage area, range and reliability of wireless base station - Google Patents

Antenna system for enhancing coverage area, range and reliability of wireless base station

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JP2001500691A JP10513960A JP51396098A JP2001500691A JP 2001500691 A JP2001500691 A JP 2001500691A JP 10513960 A JP10513960 A JP 10513960A JP 51396098 A JP51396098 A JP 51396098A JP 2001500691 A JP2001500691 A JP 2001500691A
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Abstract

(57)【要約】 増幅器及びその他のビーム形成素子と一体化された各アンテナ素子又はアンテナ素子のサブアレイを以て列に配置された複数のアンテナ素子を有する能動型アンテナシステム。別々の増幅器及びフィルタがアンテナ素子の各々に又はアンテナ素子のサブアレイにすぐ隣接して配置されているとともに接続されており、別々の合成器/分割器が増幅器の各々に接続されている。基地局は給電ケーブルにより各増幅器に接続されているも、各増幅器から離間されている。低電力増幅器を有するアンテナ素子の第1群を以て送信用アンテナシステムを構成するか、或いは低雑音増幅器を有する能動型アンテナ素子の第2群を以て受信用アンテナシステムを構成するか、或いはこれらの双方を行う。各増幅器には可変減衰器及び可変移相回路を一体化でき、この可変増幅器及び可変移相回路はビーム整形及び電子ビーム指向のために用いうる。ダイバーシチの合成のために、空間的に分離された或いは偏波ダイバーシチの能動型アンテナを用いる。偏波ダイバーシチ能動型アンテナの場合、分割列又は2つの並置した直交偏波列を形成する。 (57) Abstract: An active antenna system having a plurality of antenna elements arranged in rows with each antenna element or a sub-array of antenna elements integrated with an amplifier and other beam forming elements. Separate amplifiers and filters are located and connected to each of the antenna elements or immediately adjacent to the sub-array of antenna elements, and separate combiners / dividers are connected to each of the amplifiers. The base station is connected to each amplifier by a feeding cable, but is separated from each amplifier. Either configure a transmitting antenna system with a first group of antenna elements having a low power amplifier, or configure a receiving antenna system with a second group of active antenna elements having a low noise amplifier, or both. Do. Each amplifier can be integrated with a variable attenuator and a variable phase shift circuit, which can be used for beam shaping and electron beam steering. A spatially separated or polarization-diversity active antenna is used for diversity combining. For a polarization diversity active antenna, a split row or two juxtaposed orthogonal polarization rows are formed.

Description

【発明の詳細な説明】 ワイヤレス基地局のカバレージ領域、範囲及び信頼度 強化用のアンテナシステム発明の背景 発明の分野 本発明はアンテナシステム、特に、主として移動通信システムにおける基地局 に関連して用いるアンテナシステムに関するものである。従来技術の簡単な説明 移動通信システムは一般に、電磁放射を基地局に送信し、且つ基地局からの斯 様な電磁放射を受信するための基地局のカバレージ領域内に置かれる移動端末と 電磁放射を送受信する基地局を含み、一般にこのような幾つかの基地局が基地局 コントローラ(BSC)及びマスター局コントローラ(MSC)を経て一緒にリ ンクされて、移動端末と、その発呼者との間にシームレス通信リンクが提供され る。 移動通信は一般に2帯域内にて行われる。約850〜950MHzの範囲内の こうした通信システムはセルラーシステムと称され、約1.8〜2.0GHzの 範囲内のシステムはパーソナル通信システム(PCS)と称されている。これら 双方の帯域を共にカバーする総合移動アプリケーションはパーソナル通信ネット ワーク(PCN)と称されることがよくある。本発明はあらゆるPCNシステム 、即ち、上述したいずれか、又は双方の周波数帯域にて作動するシステムに関す るものである。 基地局のカバレージ領域、範囲及び信頼度は一般に、基地局の受信雑音指数及 び有効な等方性の送信放射電力(EIRP)によってそれら基地局のカバレージ 領域にて制限される。現在用いられているPCN基地局アーキテクチャは、送信 用の複数個の離間した放射素子と、受信用の別個の斯様な複数個の放射素子とを 具えている垂直方向の列(コラム)アレイを利用するものである。アンテナ素子 は一般に、支持体に真直ぐな垂直のラインにて配置され、末端のアンテナ素子間 の距離は極めて大きく、数メートルとすることがよくある。 性能を向上させるために、受信アンテナは一般に、空間ダイバーシチを提供す る2つの広く離間させた列か、又は偏波ダイバーシチを提供する2つの直交偏波 出力端子を含む単一の直交偏波列を具えている。 放射素子は一般に、支持体上に配置される導電性の部材であり、これらの素子 は通常1/3〜1波長離間される。アンテナ素子は一般に、短い伝送ラインを介 して合成器に接続される。 送信アンテナ構成の場合には、長いケーブル、例えば50〜200フィートの ケーブルを経て地上の高電力増幅器によって放射成分が供給される。基地局内に 電力増幅器を設置することは、給電ケーブル並びに合成器による挿入損をなくす ために、増幅器に増大電力も必要とする。 受信アンテナ構成の場合には、合成器の出力が、(電柱取付けのLNA用のP CSシステムにおけるような)短い伝送ラインか、又は(基地局統合LNA用の セルラーシステムにおけるような)長いケーブルのいずれかを経てフィルタ/低 雑音増幅器(LNA)に供給される。二重冗長増幅器は一般に、複雑さを犠牲に して信頼度を向上させるために電柱取付けの電子機器が用いられる場合に用立て られる。受信構成の場合には、アレイの合成器及び給電ケーブル(この長さに依 存する)におけるオーム損が寄与して増加する実効雑音が低雑音増幅器によって 増幅され、従ってシステムの雑音指数の増加につながる。 上述したタイプのワイヤレス通信システムに用いられる個々の基地局に対する カバレージの範囲、領域及び信頼度を改善することが絶えず所望されている。こ の問題を解決する1つの方法は、タワーの頂部にLNAの冗長対を設け、且つこ れらのLNAを短い伝送ライン及びスイッチと共に受動(即ち、合成器を有する アンテナ素子)アンテナ列に接続することであった。しかし、この方法でも合成 器の損失及びスイッチ損が受信系の雑音指数をまだ制限している。発明の概要 上述した課題を解消し、信頼性を犠牲にすることなく基地局の送信効率及び受 信感度を改良することにより基地局の適用区域、範囲及び信頼性を改良する。こ れらの改良により、所定の基地局に対する通信適用区域を拡大することができる 。 簡単に言うと、上述した改良は、モバイル通信システムと共に能動型フェイズ ドアレイアンテナが用いられるように既存のアンテナ構造を置き換えることによ り達成される。本発明による能動型フェイズドアレイアンテナの試みは低電力増 幅器(送信用)及び/又は低ノイズ増幅器(受信用)を含み、これらの増幅器は アレイの各素子にできるだけ接近して、一般的には関連する素子から数cm又は それ以下だけ離間する。アンテナ素子は一般的に列状に配置する。変形例として 、この配置構成は後述する説明から明らかなように多能性が低いが、フィルタ及 び増幅器をアレイの素子のサブグループに結合することができる。この能動型ア ンテナの試みは、必要な場合、アレイのアパーチャ間に複数の増幅器及びフィル タを分配することを含む。この送信形態及び受信形態の能動型アンテナシステム の利点はを以下において簡単に説明する。 受信形態に関して、放射素子に低ノイズ増幅器を接近配置することにより、シ ステムノイズはLNAが基地局に一体化されている通常のアプローチよりも4. 5dB減少すると共にアンテナシステムのマスト又は下側においてLNAに受動 型アンテナ列が一体化されている配置構成よりも1.5dB減少する。 アンテナシステムにおける実効ノイズ劣化の大部分は給電ケーブル及び電力合 成器における損失の結果であるので、給電ケーブルにより拾われた雑音は、従来 のシステムでは増幅されるが能動型アンテナシステムの受信段においては決して 増幅されることはないこと明らかである。従って、上述した従来のシステムより も一層小さな実効雑音成分だけが基地局に入力する。 同様に、送信形態に関して、低電力増幅器が放射素子に一体化されている場合 、この低電力増幅器は、電力増幅器が基地局に一体化されている通常のアプロー チよりも4.5dB(同一の増幅器電力出力)にわたってEIRPを高める。 このシステムは、1個又はそれ以上の受信増幅器及び送信増幅器が故障しても 十分に対応するように設計されることができるので、増幅器を分配することによ っても信頼性が改善される。多くの故障が発生してシステム全体の性能が低下す る場合でも、この性能劣化は大災害が発生する場合よりも悪化することはない。 送信形態において、信号電力は雑音電力よりも数10dB高いので、増幅器に より増幅される給電ケーブルの雑音は心配するほどのものではない。送信する際 の能動型アンテナシステムの主要な利点は、電力増幅器がアンテナ素子と基地局 駆動増幅器に接続されている給電ケーブルとの間に配置されているので、既存の PCN基地局では頻繁に生ずるケーブル及び合成器に起因する損失が増幅された 信号電力に存在しないことである。 電力増幅器を分配することによる別の利点は、増幅器が低下した熱密度の環境 下で動作し、信頼性が増強されることである。熱密度が低下することは、既存の PCN基地局で用いられる単一の高電力増幅器の場合のように密集した狭い区域 における場合とは異なり、熱がアレイ中のアンテナ素子により占められる全区域 にわたって分布するためである。 それぞれ低ノイズ増幅器が後続し又は低電力増幅器が先行するシステム雑音形 態又はEIRPにおける損失性素子の作用は小さいので、能動型アンテナ獅子巣 は多くの多能性を発揮することができ、可変減衰器及び/又は位相シフタを各ア ンテナ素子の信号経路中に配置することができる。この技術分野で広く知られて いるように、これらの可変減衰器及び位相シフタは電子ビーム成形及びポインテ ィング性能を発揮するように動作することができる。 本発明の能動型アンテナシステムは、空間又は偏波ダイバーシチを用いる受信 システムに用いることができ、実際には用いるダイバーシチの試みに依存するこ となく効果的である。従って、能動型アンテナの利点の全ては、全てのダイバー シチ受信システムに適用される。さらに、偏波ダイバージ受信システムにおいて 、両方の直交偏波が利用され、各偏波成分はそれらのフィルタ/LNAネットワ ーク及び合成器に供給される。 図1は電磁放射の送信及び受信用アンテナシステムのための従来のPCN基地 局アーキテクチャの構成図であり、 図2は本発明の第1の実施例の能動型アンテナシステムアーキテクチャの構成 図であり、 図3は本発明の第2の実施例の能動型アンテナシステムアーキテクチャの構成 図である。好適実施例の説明 図1につき説明すると、図1には従来のPCN基地局アンテナアーキテクチャ を用いるシステムが示されている。図1はPCSアンテナシステムに対する現在 の技術状態を代表するものである。しかし、以下の検討が現在のセルシステムに もあてはまる。このシステムは送信アンテナシステム1と受信アンテナシステム 7を含む。送信アンテナシステム1は支持体3上に直線に配列された複数の放射 アンテナ素子5を有し、最上位の素子から最下位の素子までの距離は数メートル である。送信アンテナシステム1は基地局17に配置された高電力増幅器(HP A)13及びフィルタ15を有し、この増幅器/フィルタは電力合成器54及び 給電ケーブル31を経て各放射アンテナ素子に接続され、給電ケーブル31の長 さは一般にほば15〜70メートルの間で変化する。明らかなように、長いケー ブル31は接地ベース電力増幅器により送信される電力の2〜3dBの損失を導 く。 受信アンテナシステム7は支持体9上に直線に配列された複数の放射アンテナ 素子11を有し、それらの寸法は送信アンテナシステムと同一である。受信アン テナシステム7は一対のフィルタ19、21を有し、フィルタ19は一対の増幅 器23及び25に結合され、フィルタ21は一対の増幅器27及び29に結合さ れる。各放射アンテナ素子11は電力合成器55及び56を経てフィルタ19及 び21の各々に結合され、給電ケーブル33及び34を経て垂直及び水平出力を 供給する。この実施例は偏波ダイバーシティを用いる受信システムについて示す が、同一の検討が空間ダイバーシティを用いる受信システムにもあてはまる。は っきりさせるために、フィルタ/LNAの組合せはPCS基地局において一般に 行われているようにマストの上に装着されているものとする。電力合成器におけ るオーミック損失及び電力合成器とフィルタ/LNAの組合せとの間の短い送信 ラインにおけるオーミック損失がシステムの雑音指数の悪化に寄与すること明か である。 図2につき説明すると、図2には本発明による能動型アンテナシステムアーキ テクチャが示されている。このアンテナシステムは、全ての放射アンテナ素子5 及び11を同一の支持体35上に設ける点及び図1に示すように送信部用に単一 のフィルタ15及び増幅器13を、受信部用にフィルタ19、21及び関連増幅 器23、25、27、29を使用しなで、各放射アンテナ素子が該素子にできる だけ近接配置された自分自身のフィルタ及び増幅器を有する点で図1のアンテナ システムと相違する。この構成が図2に示され、送信部では、各アンテナ素子5 が自分自身のフィルタ37及び増幅器39に接続され、給電ケーブル41が基地 局43から電力分割器54を経て各増幅器39まで延在する。受信部では、各放 射アンテナ素子11が図1のような2つの直交偏波出力部を有し、各出力部は自 分自身のフィルタ45及び増幅器対47及び49を有する。増幅器47及び49 の出力を電力合成器55及び56で合成し、それぞれ給電ケーブル51及び53 を経て基地局に供給する。ここでははっきりさせるために偏波ダイバーシティを 用いる受信システム構成を示した。しかし、能動型アンテナアプリケーションの クレームは空間ダイバーシテ又は他のダイバーシティを用いる受信システム構成 にも同様に成立する。 受信システム構成においては、増幅器及び関連するフィルタの位置は逆にする ことができる。即ち増幅をフィルタリングの前に行うことができ、またフィルタ リングを増幅の前に行うことができる。増幅器をフィルタの前に置くと、フィル タ損失がシステム雑音に及ぼす影響が減少するが、予想される干渉が相互変調積 を殆ど発生することなく増幅器を経てフィルタに通過するように、増幅器段を大 きいダイナミックレンジを有するように設計する必要がある。フィルタを増幅器 の前に置いて帯域内信号の増幅前に帯域外信号の除去を与える場合には(図2)、 フィルタを低電力損失にする必要があり、導波管で実現するのが好ましい。 図3につき説明すると、図2のアーキテクチャの変形例を示し、本例では可変 移相器51と可変減衰器53を図2の増幅器及びフィルタの各組合せと直列に配 置する。位相及び振幅を変化させることにより、サービス中のセルのトラヒック パターン及び地形に依存して電子的にビームを傾けるとともにビームをエレベー ション内で整形する機能が得られる。このエレベーションビーム整形及びスイッ チングはサービスプロバイダがリモートコントローラによりダイナミックに制御 することができる。 本発明の第2の実施例は上述した構造の受信部のみを具え、本発明の第3の実 施例は上述した構造の送信部のみを具える。 本発明は特定の好適実施例について説明したが、多くの変更や変形が当業者に 明かである。従って、請求項の記載は従来技術を考慮してこれらの変更や変形を すべて含むように広く解釈すべきである。The present invention relates to an antenna system for enhancing the coverage area, range and reliability of a wireless base station. BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an antenna system, and more particularly to an antenna used mainly in connection with a base station in a mobile communication system. It is about the system. BRIEF DESCRIPTION OF THE PRIOR ART A mobile communication system generally includes a mobile terminal located within a coverage area of a base station for transmitting electromagnetic radiation to a base station and receiving such electromagnetic radiation from the base station, and a mobile terminal. In general, several such base stations are linked together via a base station controller (BSC) and a master station controller (MSC) to provide communication between a mobile terminal and its caller. Is provided with a seamless communication link. Mobile communication is generally performed within two bands. Such communication systems in the range of about 850-950 MHz are called cellular systems, and systems in the range of about 1.8-2.0 GHz are called personal communication systems (PCS). An integrated mobile application that covers both of these bands together is often referred to as a personal communication network (PCN). The present invention relates to any PCN system, that is, a system that operates in one or both frequency bands described above. The coverage area, range, and reliability of a base station are generally limited in their coverage area by the base station's received noise figure and the effective isotropic transmit radiated power (EIRP). Currently used PCN base station architectures include a vertical column array comprising a plurality of spaced radiating elements for transmission and a separate such plurality of radiating elements for reception. To use. The antenna elements are generally arranged in a straight vertical line to the support, and the distance between the terminal antenna elements is very large, often several meters. To improve performance, the receive antennas typically include two widely spaced columns that provide spatial diversity or a single orthogonal polarization column that includes two orthogonal polarization output terminals that provide polarization diversity. I have it. The radiating elements are generally conductive members disposed on a support, and these elements are usually separated by 1/3 to 1 wavelength. The antenna element is generally connected to the combiner via a short transmission line. In the case of a transmitting antenna configuration, the radiated component is provided by a terrestrial high power amplifier via a long cable, for example a 50-200 foot cable. Placing a power amplifier in a base station also requires increased power in the amplifier to eliminate insertion losses due to feed cables and combiners. In the case of a receive antenna configuration, the output of the combiner may be a short transmission line (as in a PCS system for a pole-mounted LNA) or a long cable (as in a cellular system for a base station integrated LNA). Either is supplied to the filter / low noise amplifier (LNA). Dual redundant amplifiers are commonly used where utility pole mounted electronics are used to improve reliability at the expense of complexity. In the case of a receive configuration, the increasing effective noise contributed by ohmic losses in the combiner of the array and the feed cable (depending on this length) is amplified by the low noise amplifier, thus leading to an increase in the noise figure of the system. . It is constantly desirable to improve the range, area and reliability of coverage for individual base stations used in wireless communication systems of the type described above. One way to solve this problem is to provide a redundant pair of LNAs at the top of the tower and connect these LNAs with short transmission lines and switches to a passive (ie, antenna element with combiner) antenna array. there were. However, even in this method, the loss of the combiner and the switch loss still limit the noise figure of the receiving system. SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned problems are solved and the coverage, range and reliability of the base station are improved by improving the transmission efficiency and the reception sensitivity of the base station without sacrificing the reliability. With these improvements, the communication coverage area for a given base station can be expanded. Briefly, the above-described improvements are achieved by replacing existing antenna structures such that active phased array antennas are used with mobile communication systems. Attempts with an active phased array antenna according to the present invention include low power amplifiers (for transmission) and / or low noise amplifiers (for reception), which are as close as possible to each element of the array and generally Separated from the device by several cm or less. Antenna elements are generally arranged in rows. Alternatively, this arrangement is less versatile, as will be apparent from the description below, but the filters and amplifiers can be combined into subgroups of the elements of the array. This active antenna approach involves distributing multiple amplifiers and filters between the apertures of the array, if necessary. The advantages of this active and receive form of active antenna system are briefly described below. With respect to the receiving configuration, by placing the low noise amplifier close to the radiating element, the system noise is reduced by 4. compared to the usual approach where the LNA is integrated in the base station. A reduction of 5 dB and a reduction of 1.5 dB compared to an arrangement where the passive antenna array is integrated with the LNA at the mast or below the antenna system. Since most of the effective noise degradation in antenna systems is the result of losses in feeder cables and power combiners, noise picked up by feeder cables is amplified in conventional systems, but not in the receiving stage of active antenna systems. Obviously, it will never be amplified. Therefore, only an effective noise component smaller than that of the conventional system described above is input to the base station. Similarly, for a transmission configuration, if a low power amplifier is integrated into the radiating element, this low power amplifier would be 4.5 dB (same amplifier) than the normal approach where the power amplifier was integrated into the base station. EIRP over power output). Distributing the amplifiers also improves reliability because the system can be designed to respond well to the failure of one or more receive and transmit amplifiers. Even when many failures occur and the performance of the entire system is degraded, this performance degradation is not worse than when a catastrophe occurs. In the transmission mode, since the signal power is several tens of dB higher than the noise power, the noise of the power supply cable amplified by the amplifier is not so alarming. A major advantage of an active antenna system in transmitting is that it frequently occurs in existing PCN base stations because the power amplifier is located between the antenna element and the feed cable connected to the base station drive amplifier. The loss due to cables and combiners is not present in the amplified signal power. Another advantage of distributing the power amplifier is that the amplifier operates in a reduced heat density environment and reliability is enhanced. The reduction in heat density is different from that in dense, confined areas, such as in the case of a single high power amplifier used in existing PCN base stations, where heat is occupied over the entire area occupied by antenna elements in the array. This is for distribution. Since the effect of the lossy element in the form of system noise or EIRP preceded by a low noise amplifier or preceded by a low power amplifier, respectively, is small, an active antenna nest can exhibit many versatility and a variable attenuator And / or a phase shifter can be placed in the signal path of each antenna element. As is well known in the art, these variable attenuators and phase shifters can operate to provide electron beam shaping and pointing performance. The active antenna system of the present invention can be used in a receiving system that uses spatial or polarization diversity, and is effective without depending on the diversity approach actually used. Thus, all of the advantages of an active antenna apply to all diversity receiving systems. Further, in a polarization divergence reception system, both orthogonal polarizations are utilized, and each polarization component is provided to their filter / LNA network and combiner. FIG. 1 is a configuration diagram of a conventional PCN base station architecture for an antenna system for transmitting and receiving electromagnetic radiation, FIG. 2 is a configuration diagram of an active antenna system architecture of a first embodiment of the present invention, FIG. 3 is a configuration diagram of an active antenna system architecture according to a second embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Referring to FIG. 1, a system using a conventional PCN base station antenna architecture is shown. FIG. 1 is representative of the current state of the art for PCS antenna systems. However, the following considerations also apply to current cell systems. This system includes a transmitting antenna system 1 and a receiving antenna system 7. The transmitting antenna system 1 has a plurality of radiating antenna elements 5 arranged linearly on a support 3, the distance from the highest element to the lowest element being several meters. The transmitting antenna system 1 has a high power amplifier (HPA) 13 and a filter 15 arranged at a base station 17, and this amplifier / filter is connected to each radiating antenna element via a power combiner 54 and a feed cable 31; The length of the power supply cable 31 generally varies between approximately 15 and 70 meters. As can be seen, the long cable 31 introduces a 2-3 dB loss of power transmitted by the ground-based power amplifier. The receiving antenna system 7 has a plurality of radiating antenna elements 11 arranged on a support 9 in a straight line, the dimensions of which are identical to the transmitting antenna system. The receiving antenna system 7 has a pair of filters 19 and 21, and the filter 19 is coupled to a pair of amplifiers 23 and 25, and the filter 21 is coupled to a pair of amplifiers 27 and 29. Each radiating antenna element 11 is coupled to each of the filters 19 and 21 via power combiners 55 and 56 and provides vertical and horizontal outputs via feed cables 33 and 34. Although this embodiment shows a receiving system using polarization diversity, the same considerations apply to a receiving system using spatial diversity. For clarity, it is assumed that the filter / LNA combination is mounted on the mast as is commonly done in PCS base stations. It is clear that the ohmic loss in the power combiner and the ohmic loss in the short transmission line between the power combiner and the filter / LNA combination contribute to the degradation of the noise figure of the system. Referring to FIG. 2, an active antenna system architecture according to the present invention is shown. This antenna system comprises a single filter 15 and an amplifier 13 for the transmitting part and a filter 19 for the receiving part as shown in FIG. 1 in that all radiating antenna elements 5 and 11 are provided on the same support 35. , 21 and associated amplifiers 23, 25, 27, 29 differ from the antenna system of FIG. 1 in that each radiating antenna element has its own filter and amplifier located as close as possible to the element. This configuration is shown in FIG. 2. In the transmitting section, each antenna element 5 is connected to its own filter 37 and amplifier 39, and the feed cable 41 extends from the base station 43 to each amplifier 39 via the power divider 54. I do. In the receiver, each radiating antenna element 11 has two orthogonally polarized outputs as in FIG. 1, each output having its own filter 45 and amplifier pairs 47 and 49. The outputs of the amplifiers 47 and 49 are combined by power combiners 55 and 56 and supplied to the base station via feed cables 51 and 53 respectively. Here, for the sake of clarity, a receiving system configuration using polarization diversity is shown. However, the claims for active antenna applications apply equally to receiving system configurations that use spatial diversity or other diversity. In a receiving system configuration, the positions of the amplifiers and associated filters can be reversed. That is, amplification can be performed before filtering, and filtering can be performed before amplification. Placing the amplifier in front of the filter reduces the effect of filter loss on system noise, but increases the size of the amplifier stage so that the expected interference passes through the amplifier through the filter with little intermodulation products. It must be designed to have a dynamic range. If a filter is placed in front of the amplifier to provide out-of-band signal rejection before amplifying the in-band signal (FIG. 2), the filter must have low power loss and is preferably implemented with a waveguide. . Referring to FIG. 3, a modification of the architecture of FIG. 2 is shown, in which a variable phase shifter 51 and a variable attenuator 53 are arranged in series with each amplifier and filter combination of FIG. Changing the phase and amplitude provides the ability to electronically tilt and shape the beam within the elevation depending on the traffic pattern and terrain of the serving cell. This elevation beam shaping and switching can be dynamically controlled by a service provider by a remote controller. The second embodiment of the present invention includes only the receiving unit having the above-described structure, and the third embodiment of the present invention includes only the transmitting unit having the above-described structure. Although the present invention has been described with respect to certain preferred embodiments, many modifications and variations will be apparent to practitioners skilled in the art. Accordingly, the claims should be interpreted broadly to include all such changes and modifications in light of the prior art.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(GH,KE,LS,MW,S D,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG ,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL,AM,AT ,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA, CH,CN,CU,CZ,DE,DK,EE,ES,F I,GB,GE,GH,HU,ID,IL,IS,JP ,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR, LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN,M W,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD ,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR, TT,UA,UG,UZ,VN,YU,ZW (72)発明者 ヴェスパ アンソニー ジェイ アメリカ合衆国 テキサス州 75080 リ チャードソン ヴィックスバーグ レイン 14 (72)発明者 ギリランド ポール シー アメリカ合衆国 テキサス州 75002 ア レン カントリー レイン 1109────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, L U, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF) , CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, KE, LS, MW, S D, SZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG) , KZ, MD, RU, TJ, TM), AL, AM, AT , AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CU, CZ, DE, DK, EE, ES, F I, GB, GE, GH, HU, ID, IL, IS, JP , KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, M W, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD , SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, UZ, VN, YU, ZW (72) Inventor Vespa Anthony Jay             United States Texas 75080 Li             Chardson Vicksburg Rain               14 (72) Inventor Gililand Paul Sea             United States Texas 75002 A             Len Country Rain 1109

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.アンテナシステムにおいて、 このアンテナシステムが、 (a)能動型アンテナと、 (b)この能動型アンテナを基地局に接続する給電ケーブルと を具え、前記能動型アンテナが、 (i)複数のアンテナ素子と、 (ii)これらアンテナ素子の各々にすぐ隣接して配置された少なくとも1つ の送信用又は受信用増幅器である別々の増幅器と、 (iii)前記増幅器の各々に接続された別々の合成器/分割器と を有している、 ことを特徴とするアンテナシステム。 2.請求の範囲1に記載のアンテナシステムにおいて、このアンテナシステムが 更に、前記増幅器の各々に接続された別々のフィルタを具えていることを特徴 とするアンテナシステム。 3.請求の範囲1に記載のアンテナシステムにおいて、このアンテナシステムが 更に、支持体を具え、この支持体上に前記アンテナ素子と、前記増幅器の各々 とが配置されていることを特徴とするアンテナシステム。 4.請求の範囲2に記載のアンテナシステムにおいて、このアンテナシステムが 更に、支持体を具え、この支持体上に前記アンテナ素子と、前記増幅器の各々 と、前記フィルタの各々とが配置されていることを特徴とするアンテナシステ ム。 5.請求の範囲1に記載のアンテナシステムにおいて、前記複数のアンテナ素子 のうちの第1の群が送信用アンテナシステムを有し、前記複数のアンテナ素子 のうちの第2の群が受信用アンテナシステムを有していることを特徴とするア ンテナシステム。 6.請求の範囲4に記載のアンテナシステムにおいて、前記複数のアンテナ素子 のうちの第1の群が送信用アンテナシステムを有し、前記複数のアンテナ素子 のうちの第2の群が受信用アンテナシステムを有していることを特徴とするア ンテナシステム。 7.請求の範囲5に記載のアンテナシステムにおいて、前記送信用アンテナシス テム及び前記受信用アンテナシステムがそれぞれ異なる型のダイバーシチを呈 することを特徴とするアンテナシステム。 8.請求の範囲6に記載のアンテナシステムにおいて、前記送信用アンテナシス テム及び前記受信用アンテナシステムがそれぞれ異なる型のダイバーシチを呈 することを特徴とするアンテナシステム。 9.請求の範囲5に記載のアンテナシステムにおいて、前記送信用アンテナシス テム及び前記受信用アンテナシステムが空間ダイバーシチを呈することを特徴 とするアンテナシステム。 10.請求の範囲6に記載のアンテナシステムにおいて、前記送信用アンテナシ ステム及び前記受信用アンテナシステムが空間ダイバーシチを呈することを特 徴とするアンテナシステム。 11.請求の範囲5に記載のアンテナシステムにおいて、前記送信用アンテナシ ステム及び前記受信用アンテナシステムが偏波ダイバーシチを呈することを特 徴とするアンテナシステム。 12.請求の範囲6に記載のアンテナシステムにおいて、前記送信用アンテナシ ステム及び前記受信用アンテナシステムが偏波ダイバーシチを呈することを特 徴とするアンテナシステム。 13.請求の範囲3に記載のアンテナシステムにおいて、このアンテナシステム が更に、前記増幅器の各々に接続され且つ前記支持体上に配置された可変減衰 器及び可変移相回路のうちの少なくとも一方を具えていることを特徴とするア ンテナシステム。 14.請求の範囲4に記載のアンテナシステムにおいて、このアンテナシステム が更に、前記増幅器の各々に接続され且つ前記支持体上に配置された可変減衰 器及び可変移相回路のうちの少なくとも一方を具えていることを特徴とするア ンテナシステム。 15.請求の範囲6に記載のアンテナシステムにおいて、このアンテナシステム が更に、前記増幅器の各々に接続され且つ前記支持体上に配置された可変減衰 器及び可変移相回路のうちの少なくとも一方を具えていることを特徴とするア ンテナシステム。 16.請求の範囲3に記載のアンテナシステムにおいて、このアンテナシステム が更に、前記増幅器の各々に接続され且つ前記支持体上に配置された可変減衰 器及び可変移相回路を具えていることを特徴とするアンテナシステム。 17.請求の範囲4に記載のアンテナシステムにおいて、このアンテナシステム が更に、前記増幅器の各々に接続され且つ前記支持体上に配置された可変減衰 器及び可変移相回路を具えていることを特徴とするアンテナシステム。 18.請求の範囲6に記載のアンテナシステムにおいて、このアンテナシステム が更に、前記増幅器の各々に接続され且つ前記支持体上に配置された可変減衰 器及び可変移相回路を具えていることを特徴とするアンテナシステム。 19.請求の範囲8に記載のアンテナシステムにおいて、このアンテナシステム が更に、前記増幅器の各々に接続され且つ前記支持体上に配置された可変減衰 器及び可変移相回路を具えていることを特徴とするアンテナシステム。 20.請求の範囲10に記載のアンテナシステムにおいて、このアンテナシステ ムが更に、前記増幅器の各々に接続され且つ前記支持体上に配置された可変減 衰器及び可変移相回路を具えていることを特徴とするアンテナシステム。 21.請求の範囲12に記載のアンテナシステムにおいて、このアンテナシステ ムが更に、前記増幅器の各々に接続され且つ前記支持体上に配置された可変減 衰器及び可変移相回路を具えていることを特徴とするアンテナシステム。[Claims] 1. In the antenna system,     This antenna system     (A) an active antenna;     (B) a power supply cable for connecting the active antenna to a base station;   Wherein the active antenna comprises:     (I) a plurality of antenna elements;     (Ii) at least one located immediately adjacent to each of these antenna elements   A separate amplifier that is a transmitting or receiving amplifier of     (Iii) a separate combiner / divider connected to each of the amplifiers;   have,   An antenna system, characterized in that: 2. The antenna system according to claim 1, wherein the antenna system is   In addition, it comprises a separate filter connected to each of the amplifiers.   Antenna system. 3. The antenna system according to claim 1, wherein the antenna system is   Further, a support is provided, on which the antenna element and the amplifier are respectively mounted.   And an antenna system. 4. The antenna system according to claim 2, wherein the antenna system is   Further, a support is provided, on which the antenna element and the amplifier are respectively mounted.   And an antenna system, wherein each of the filters is arranged.   M 5. 2. The antenna system according to claim 1, wherein the plurality of antenna elements   A first group of which comprises a transmitting antenna system, wherein said plurality of antenna elements   Wherein a second group of the antennas has a receiving antenna system.   Antenna system. 6. The antenna system according to claim 4, wherein the plurality of antenna elements   A first group of which comprises a transmitting antenna system, wherein said plurality of antenna elements   Wherein a second group of the antennas has a receiving antenna system.   Antenna system. 7. 6. The antenna system according to claim 5, wherein the transmission antenna system is   System and the receiving antenna system exhibit different types of diversity, respectively.   An antenna system, comprising: 8. 7. The antenna system according to claim 6, wherein the transmission antenna system is used.   System and the receiving antenna system exhibit different types of diversity, respectively.   An antenna system, comprising: 9. 6. The antenna system according to claim 5, wherein the transmission antenna system is   System and the receiving antenna system exhibit spatial diversity.   Antenna system. 10. 7. The antenna system according to claim 6, wherein:   The antenna and the receiving antenna system exhibit spatial diversity.   Antenna system 11. 6. The antenna system according to claim 5, wherein the transmission antenna system is used.   And the receiving antenna system exhibits polarization diversity.   Antenna system 12. 7. The antenna system according to claim 6, wherein:   And the receiving antenna system exhibits polarization diversity.   Antenna system 13. The antenna system according to claim 3, wherein the antenna system   Further comprises a variable attenuation connected to each of said amplifiers and disposed on said support.   Characterized by having at least one of a phase shifter and a variable phase shift circuit.   Antenna system. 14. The antenna system according to claim 4, wherein the antenna system   Further comprises a variable attenuation connected to each of said amplifiers and disposed on said support.   Characterized by having at least one of a phase shifter and a variable phase shift circuit.   Antenna system. 15. The antenna system according to claim 6, wherein the antenna system   Further comprises a variable attenuation connected to each of said amplifiers and disposed on said support.   Characterized by having at least one of a phase shifter and a variable phase shift circuit.   Antenna system. 16. The antenna system according to claim 3, wherein the antenna system   Further comprises a variable attenuation connected to each of said amplifiers and disposed on said support.   An antenna system comprising a phase shifter and a variable phase shift circuit. 17. The antenna system according to claim 4, wherein the antenna system   Further comprises a variable attenuation connected to each of said amplifiers and disposed on said support.   An antenna system comprising a phase shifter and a variable phase shift circuit. 18. The antenna system according to claim 6, wherein the antenna system   Further comprises a variable attenuation connected to each of said amplifiers and disposed on said support.   An antenna system comprising a phase shifter and a variable phase shift circuit. 19. The antenna system according to claim 8, wherein the antenna system   Further comprises a variable attenuation connected to each of said amplifiers and disposed on said support.   An antenna system comprising a phase shifter and a variable phase shift circuit. 20. The antenna system according to claim 10, wherein   And a variable reducer connected to each of the amplifiers and disposed on the support.   An antenna system comprising an attenuator and a variable phase shift circuit. 21. The antenna system according to claim 12, wherein the antenna system   And a variable reducer connected to each of the amplifiers and disposed on the support.   An antenna system comprising an attenuator and a variable phase shift circuit.
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