JP2605197B2 - Wireless base station antenna - Google Patents
Wireless base station antennaInfo
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- JP2605197B2 JP2605197B2 JP3350329A JP35032991A JP2605197B2 JP 2605197 B2 JP2605197 B2 JP 2605197B2 JP 3350329 A JP3350329 A JP 3350329A JP 35032991 A JP35032991 A JP 35032991A JP 2605197 B2 JP2605197 B2 JP 2605197B2
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、移動無線等の無線基地
局用アンテナに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an antenna for a radio base station such as a mobile radio.
【0002】[0002]
【従来の技術】図11は従来の無線基地局用アンテナの
一例を示す構成図である。図において、4a〜4cは水
中面内無指向性を持つアンテナであり、アンテナを励振
するための給電回路5a〜5cに接続される。6a〜6
cは移相器で、上記各アンテナ4a〜4cの励振位相を
変えるためのものであり、上記給電回路5a〜5cと、
RF(無線搬送波)信号の結合/分配を行うための結合
・分配回路7とに接続される。位相制御回路8は、各ア
ンテナ4a〜4cに給電する信号の位相を制御するため
のもので、各移相器6a〜6cに接続されている。2. Description of the Related Art FIG. 11 is a block diagram showing an example of a conventional radio base station antenna. In the figure, reference numerals 4a to 4c denote antennas having omnidirectionality in an underwater plane, which are connected to feed circuits 5a to 5c for exciting the antennas. 6a-6
c is a phase shifter for changing the excitation phase of each of the antennas 4a to 4c.
It is connected to a coupling / distribution circuit 7 for coupling / distributing RF (radio carrier) signals. The phase control circuit 8 controls the phase of a signal supplied to each of the antennas 4a to 4c, and is connected to each of the phase shifters 6a to 6c.
【0003】動作は次のとおりである。図11におい
て、アンテナ4a〜4cは、各々の給電回路5a〜5c
より励振される。この時、各アンテナが励振される位相
関係によって図11に示すように、同特性を有する2本
のアンテナをλ/2[m]間隔で配置し同相で給電する
ことにより8字特性を得ることができる。図12の一例
のように、同特性を有するアンテナ4a,4bを適切な
間隔(例えばλ/2[m])で配置し且つ、目的とする
指向性を得るために、各アンテナ4a,4bに給電する
信号の位相関係を移相器にて変えることにより、種々の
指向性を得ることができる。図11においても各アンテ
ナ4a〜4cに対応して移相器6a〜6cを設け、この
移相器6a〜6cの移相量を位相制御回路8によって制
御することにより種々の指向性を得ている。また、結合
・分配回路7は、アンテナ4a〜4cで受信した出力を
結合したり、逆にアンテナ4a〜4cへ送信用の無線搬
送波を供給するための分配器であり、必要に応じてはア
ンテナを選択するための切替部を含む場合もある。The operation is as follows. In FIG. 11, the antennas 4a to 4c are respectively provided with feed circuits 5a to 5c.
More excited. At this time, as shown in FIG. 11, two antennas having the same characteristics are arranged at an interval of λ / 2 [m] and power is fed in the same phase to obtain an 8-character characteristic, as shown in FIG. Can be. As shown in the example of FIG. 12, the antennas 4a and 4b having the same characteristics are arranged at appropriate intervals (for example, λ / 2 [m]), and in order to obtain a desired directivity, the antennas 4a and 4b are Various directivities can be obtained by changing the phase relationship of the signals to be fed by the phase shifter. In FIG. 11 as well, phase shifters 6a to 6c are provided corresponding to the antennas 4a to 4c, and various directivities are obtained by controlling the phase shift amounts of the phase shifters 6a to 6c by the phase control circuit 8. I have. The coupling / distribution circuit 7 is a distributor for coupling the outputs received by the antennas 4a to 4c or supplying a radio carrier for transmission to the antennas 4a to 4c. May be included.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来の無線基地局用ア
ンテナは以上のように構成されていたので、所望の1つ
の方向もしくは複数の方向に指向性を持たせる場合、励
振させるアンテナ4a〜4cについては個別に移相器6
a〜6c,給電回路5a〜5c及び位相制御回路8等を
設置する必要があるため、機器の小型化,低価格化,低
消費電力化の障害となっていた。Since the conventional radio base station antenna is configured as described above, the antennas 4a to 4c to be excited when directivity is desired in one or a plurality of desired directions. For each phase shifter 6
Since it is necessary to install the power supply circuits 5a to 5c, the phase control circuit 8, and the like, this has been an obstacle to miniaturization, low cost, and low power consumption of the devices.
【0005】本発明は上記のような問題点を解決するた
めになされたもので、所望の種々の指向性が得られると
ともに、機器の小型化,低価格化,低消費電力化を実現
できる無線基地局用アンテナを提供することを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to obtain various desired directivities and to realize a small, low-cost, and low-power device. An object of the present invention is to provide an antenna for a base station.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】第1の発明に係る無線基
地局用アンテナは、複数の装着部(ねじ穴2)が設けら
れ、各装着部間の配設間隔がほぼ1/4波長に設定され
て成る有限長の地板33を備え、上記いずれかの装着部
に放射素子1が装着され、かつこの放射素子の周辺のい
ずれかの装着部に棒状の無給電反射器9あるいは導波器
10を装着することにより、所望の指向性を得るように
した。The radio base station antenna according to the first invention has a plurality of mounting portions (screw holes 2).
The spacing between the mounting parts is set to approximately 1/4 wavelength.
A finite length base plate 33 comprising:
The radiating element 1 is mounted on the
A rod-shaped parasitic reflector 9 or a waveguide on any of the mounting parts
By attaching 10 , the desired directivity was obtained.
【0007】第2の発明に係る無線基地局用アンテナ
は、装着部(ねじ穴28)はスリーブアンテナ24のス
カート部に形成した。In the antenna for a radio base station according to the second aspect of the present invention, the mounting portion (screw hole) is formed by a sleeve of the sleeve antenna .
Formed in the cart part .
【0008】[0008]
【作用】第1の発明に係る無線基地局用アンテナは、放
射素子の周りに装着される無給電反射器9あるいは導波
器10の取付け位置を所定の位置に設定することによ
り、その位置に応じた指向性が得られる。The antenna for a radio base station according to the first aspect of the present invention sets the attachment position of the parasitic reflector 9 or the director 10 mounted around the radiating element to a predetermined position, thereby setting the antenna at that position. The appropriate directivity is obtained.
【0009】第2の発明に係る無線基地局用アンテナ
は、スリーブアンテナ24における放射素子21の周り
に装着される無給電反射器23a,23bあるいは導波
器22a,22bの取付け位置を所定の位置に設定する
ことにより、その位置に応じたスリーブアンテナの指向
性が得られる。In the antenna for a radio base station according to the second aspect of the present invention, the mounting position of the parasitic reflectors 23a and 23b or the waveguides 22a and 22b mounted around the radiating element 21 of the sleeve antenna 24 is determined. By setting to, the directivity of the sleeve antenna according to the position can be obtained.
【0010】[0010]
【実施例】本発明に係る無線基地局用アンテナの一実施
例を図1に示す。図において、1は放射素子であり、給
電回路3に接続される。2は装着部としてのねじ穴(タ
ップ)であり、図2に示すように地板33に形成される
もので、無給電反射器9や導波器10を目的とする指向
性を得るための位置に任意に固定できる。又、このねじ
穴2は縦,横に約λ/4[m]の間隔を隔てて配列され
る。無給電反射器9及び導波器10は上記ねじ穴2に螺
入される取付部としての雄ねじ部29を持ち、ねじ穴2
にねじ込んで固定される(第1の発明)。なお、地板3
3は有限長の大きさである。また、放射素子1も雄ねじ
部29を有して、装着部2にねじ込んで固定するもので
もよいが、溶接して固定するものであってもよい。FIG. 1 shows an embodiment of an antenna for a radio base station according to the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a radiating element, which is connected to a feed circuit 3. Reference numeral 2 denotes a screw hole (tap) as a mounting portion, which is formed on the base plate 33 as shown in FIG. 2, and is a position for obtaining the desired directivity of the parasitic reflector 9 and the waveguide 10. Can be fixed arbitrarily. The screw holes 2 are arranged vertically and horizontally at an interval of about λ / 4 [m]. The parasitic reflector 9 and the director 10 each have a male screw portion 29 as a mounting portion screwed into the screw hole 2.
(1st invention). The ground plane 3
3 is a finite length. Also, the radiating element 1 may have a male screw portion 29 and be fixed by screwing into the mounting portion 2, or may be fixed by welding.
【0011】動作は次のとおりである。図3を用いて、
無給電反射器等の反射器9及び導波器10の作用につい
て説明する。一般的には、反射器9はインダクティブな
リアクタンスを持つ長さ(例えばλ/2程度)であり、
放射素子1より放射された電波は放射線状に放射され、
放射素子1から反射器9までの間隔がλ/4であるた
め、放射された電波はλ/4進行し、位相角が90°経
過して反射器9に達する。そして、この反射器9には、
到来電波によりこれより位相が90°遅れた電圧が誘起
され、且つ、この誘起された電圧による電流は、再びこ
れにより90°位相が遅れる。したがって、放射素子1
より270°位相が遅れた電波が反射器9より放射され
ることになり、放射素子1と反射器9間の位相は逆相と
なるため相殺され、放射素子1より右側は同位相となっ
て相加わり、放射された電波が反射されたことになる。
又、導波器10は容量的なリアクタンスを持つ長さ(例
えばλ/2以下)であり、放射素子1より放射された電
波により上述と同様に位相角180°遅れた電圧が導波
器10に誘起される。この導波器10は容量性であるた
め、流れる電流は位相が90°(λ/4)進む。したが
って、導波器10より放射される電波は、放射素子1よ
り放射された電波と同位相になるため、右方向に電波を
強めたことになる。以上のように、反射器9と導波器1
0を放射素子1の右,左に各々1個配置した場合、図4
に示すような単一指向性を示すことになり、更に導波器
10を増やせば、より一層シャープな指向性を示すこと
になる。また、図5に示すように放射素子1の左,右に
導波器10を、その上,下に反射器9を設けると8字特
性が得られ、図6に示すように放射素子の上,下,左,
右に導波器10を、各導波器間に反射器9を設けると、
花びら特性が得られる。The operation is as follows. Using FIG.
The operation of the reflector 9 such as a parasitic reflector and the director 10 will be described. Generally, the reflector 9 is inductive
Length with reactance (for example, about λ / 2),
The radio wave radiated from the radiating element 1 is radiated radially,
Since the distance from the radiating element 1 to the reflector 9 is λ / 4, the radiated radio wave travels λ / 4 and reaches the reflector 9 with a phase angle of 90 °. And this reflector 9 has
The incoming radio wave induces a voltage whose phase is delayed by 90 °, and the current caused by the induced voltage is again delayed by 90 °. Therefore, the radiation element 1
The radio wave whose phase is delayed by more than 270 ° is radiated from the reflector 9, and the phases between the radiating element 1 and the reflector 9 are opposite to each other and are cancelled, and the right side of the radiating element 1 has the same phase. In addition, the radiated radio waves are reflected.
Further, the director 10 has a length having a capacitive reactance (for example, λ / 2 or less), and a voltage delayed by 180 ° in phase angle by the radio wave radiated from the radiating element 1 in the same manner as described above. Is induced. Since the director 10 is capacitive, the phase of the flowing current advances by 90 ° (λ / 4). Therefore, since the radio wave radiated from the director 10 has the same phase as the radio wave radiated from the radiating element 1, the radio wave is strengthened rightward. As described above, the reflector 9 and the director 1
FIG. 4 shows an example in which one 0 is arranged on the right and left sides of the radiating element
The directivity as shown in (1) is shown. If the number of the directors 10 is further increased, the directivity becomes sharper. If a director 10 is provided on the left and right of the radiating element 1 and a reflector 9 is provided above and below the radiating element 1 as shown in FIG. 5, a figure-eight characteristic is obtained. , Bottom, left,
When the director 10 is provided on the right and the reflector 9 is provided between the directors,
Petal properties are obtained.
【0012】また、この種のアンテナを搭載する移動無
線基地局は、特にサービスエリアが100〜200m位
のセルシステムに使用されるため、図7に示すように、
基地局34は、電柱35や建物の縁角部等の高さが地上
から3m〜5m位の位置に設置されるケースが多いた
め、建物(ビルディング36)などにより電波がさえぎ
られやすく、その設置条件によって電波の到来方向があ
る程度限られるため、その場所に応じて指向性を持た
せ、この指向性を持たせたことによる指向性利得によ
り、サービスエリアを広げることができる。Further, a mobile radio base station equipped with this type of antenna is used particularly in a cell system having a service area of about 100 to 200 m, and as shown in FIG.
In many cases, the base station 34 is installed at a position where the height of the telephone pole 35 or the edge of the building is about 3 m to 5 m from the ground, so that the building (building 36) can easily block radio waves. Since the direction of arrival of radio waves is limited to some extent depending on the conditions, directivity can be provided according to the location, and the service area can be expanded by the directivity gain resulting from having the directivity.
【0013】第1の発明に係る無線基地局用アンテナ
は、図1に示したような装着部2のいずれかに棒状の無
給電反射器9あるいは導波器10の先端を装着すること
により、無線基地局の設置場所に応じて、無給電反射器
9と導波器10の組み合せにより種々の指向性を実現で
き、上記セルシステムの固定エリアにおけるサービスエ
リアの拡大が可能となる。又、従来例と比べて、放射素
子1としての例えば水平面内無指向アンテナ1本と給電
回路1個とで実現でき、かつ移相器6a〜6cや位相制
御回路8等の設置も不必要となり、機器の小型化,低価
格化,低消費電力化が図れる。The antenna for a radio base station according to the first aspect of the present invention is configured such that the rod-shaped parasitic reflector 9 or the tip of the director 10 is mounted on one of the mounting sections 2 as shown in FIG. Depending on the installation location of the wireless base station, various directivities can be realized by combining the parasitic reflector 9 and the director 10, and the service area in the fixed area of the cell system can be expanded. Further, compared to the conventional example, the radiating element 1 can be realized with, for example, one omnidirectional antenna in a horizontal plane and one feed circuit, and the installation of the phase shifters 6a to 6c and the phase control circuit 8 becomes unnecessary. In addition, the size, price, and power consumption of the device can be reduced.
【0014】本発明に係る無線基地局用アンテナの他の
実施例を図8及び図9に示す。図において、24はスカ
ート部24sを有したスリーブアンテナである。21は
放射素子で、電子回路部26と一体構造となっている。
22a,22bは導波器、23a,23bは無給電反射
器である。27は電話回線網とのインターフェース部で
ある。25はスリーブアンテナの内軸導体であり、上記
電子回路部26を内部に収納することにより、対候性を
保ち、アンテナと回路の一体化を図っている。スリーブ
アンテナ24における放射素子21の周辺には装着部と
してのねじ穴28が形成され、図1の実施例と同様に、
無給電反射器23a,23bと導波器22a,22bは
上記ねじ穴28に螺入される取付部としての雄ねじ部2
9を持ち、ねじ穴28にねじ込んで固定される(第2の
発明)。動作については、図1の実施例と同様であるた
め説明を省略する。なお、図8の無給電反射器23a,
23bと導波器22a,22bの配置は図5に示したよ
うな8字特性を示す。又、図9の着脱部としてのねじ穴
28を図6のように円形配置すれば、図6に示した花び
ら特性を得ることができる。以上のような構成でも、図
1の実施例と同様の効果を奏する。Another embodiment of the antenna for a radio base station according to the present invention is shown in FIGS. In the figure, reference numeral 24 denotes a sleeve antenna having a skirt 24s. Reference numeral 21 denotes a radiating element, which has an integral structure with the electronic circuit section 26.
22a and 22b are directors, and 23a and 23b are parasitic reflectors. Reference numeral 27 denotes an interface with a telephone line network. Reference numeral 25 denotes an inner shaft conductor of the sleeve antenna. The electronic circuit portion 26 is housed in the inside to maintain weatherability and integrate the antenna and the circuit. A screw hole 28 as a mounting portion is formed around the radiating element 21 in the sleeve antenna 24. As in the embodiment of FIG.
The parasitic reflectors 23a and 23b and the directors 22a and 22b are connected to the male screw portion 2 as a mounting portion screwed into the screw hole 28.
9 is screwed into the screw hole 28 and fixed (second invention). The operation is the same as that of the embodiment shown in FIG. It should be noted that the parasitic reflector 23a of FIG.
The arrangement of 23b and the directors 22a and 22b shows a figure-eight characteristic as shown in FIG. Further, if the screw holes 28 as the attachment / detachment portions in FIG. 9 are arranged in a circle as shown in FIG. 6, the petal characteristics shown in FIG. 6 can be obtained. Even with the above configuration, the same effects as those of the embodiment of FIG. 1 can be obtained.
【0015】また、図10に示すように、ねじ穴に代え
て貫通孔30とし、この貫通孔30に、無給電反射器
9,導波器10の先端に設けたフック32a,32b付
きの係止片31a,31bを挿入してワンタッチで取付
けるようにしてもよい。As shown in FIG. 10, a through hole 30 is used in place of the screw hole, and the through hole 30 has hooks 32a and 32b provided at the tips of the parasitic reflector 9 and the waveguide 10. The stop pieces 31a and 31b may be inserted and attached with one touch.
【0016】[0016]
【発明の効果】第1の発明に係る無線基地局用アンテナ
は、複数の装着部が設けられ、各装着部間の配設間隔が
ほぼ1/4波長に設定されて成る有限長の地板を備え、
上記いずれかの装着部に放射素子が装着され、かつこの
放射素子の周辺のいずれかの装着部に棒状の無給電反射
器あるいは導波器を装着することにより、所望の指向性
を得るようにしたので、放射素子と給電回路1つずつで
構成でき、かつ移相器及び位相制御回路等を設置する必
要がなく、機器の小型化,低価格化,低消費電力化が図
れるとともに、無線基地局の設置場所に応じた種々の指
向性を得ることができ、小セルシステムの移動無線基地
局等のサービスエリアを拡大できる。また、地板に設け
られた装着部間の配設間隔がほぼ1/4波長に設定され
ているので、放射素子と無給電反射器あるいは導波器と
の配置を自由に設定できる。すなわち、放射素子を任意
の装着部に装着して、この放射素子のまわりの装着部に
無給電反射器あるいは導波器を装着することによりアン
テナを形成できるので、アンテナの形成位置を自由に決
めることができ、従って、スペースなどの関係で所望の
位置にアンテナを形成できなくとも、放射素子の位置を
ずらして所望の特性のアンテナを形成することが可能と
なる。 The antenna for a radio base station according to the first aspect of the present invention is provided with a plurality of mounting portions, and the interval between the mounting portions is reduced.
It has a finite length ground plate set at approximately 1/4 wavelength,
A radiating element is mounted on any of the mounting parts, and
By mounting a rod-shaped parasitic reflector or a waveguide on any of the mounting portions around the radiating element to obtain a desired directivity, it can be configured with one radiating element and one feeding circuit. In addition, there is no need to install a phase shifter and a phase control circuit, so that the size, price and power consumption of the equipment can be reduced, and various directivities depending on the installation location of the radio base station can be obtained. The service area of the mobile radio base station of the small cell system can be expanded. Also provided on the main plate
The installation interval between the mounting parts is set to almost 1/4 wavelength.
Radiating element and parasitic reflector or director
Can be set freely. That is, the radiating element is optional
To the mounting area around this radiating element.
By installing a parasitic reflector or director,
Since the antenna can be formed, the position where the antenna is formed can be freely determined.
And, therefore, the desired
Even if the antenna cannot be formed at the position, the position of the radiating element
It is possible to form an antenna with desired characteristics by shifting
Become.
【0017】第2の発明に係る無線基地局用アンテナ
は、装着部はスリーブアンテナのスカート部に形成した
ので、スリーブアンテナにおいても種々の指向性を得る
ことができ、小セルシステムの移動無線基地局等のサー
ビスエリアを拡大できる。In the radio base station antenna according to the second aspect of the present invention, since the mounting portion is formed on the skirt portion of the sleeve antenna, various directivities can be obtained even with the sleeve antenna, and the mobile radio base of the small cell system can be obtained. Service areas such as stations can be expanded.
【図1】本発明に係る無線基地局用アンテナの一実施例
を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an embodiment of a radio base station antenna according to the present invention.
【図2】本発明に係る装着部の一例を示す断面図であ
る。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an example of a mounting unit according to the present invention.
【図3】本発明に係る無給電反射器及び導波器の動作を
説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the parasitic reflector and the director according to the present invention.
【図4】単一指向性の一例を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing an example of unidirectionality.
【図5】8字特性の一例を示す平面図である。FIG. 5 is a plan view showing an example of an 8-character characteristic.
【図6】花びら特性の一例を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing an example of petal characteristics.
【図7】この種の無線基地局の設置場所を説明するため
の図である。FIG. 7 is a diagram for explaining the installation location of this type of wireless base station.
【図8】本発明に係る無線基地局用アンテナの他の実施
例を示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing another embodiment of the radio base station antenna according to the present invention.
【図9】本発明に係る無線基地局用アンテナの他の実施
例を示す断面図である。FIG. 9 is a sectional view showing another embodiment of the radio base station antenna according to the present invention.
【図10】本発明に係る装着部の他の一例を示す断面図
である。FIG. 10 is a sectional view showing another example of the mounting portion according to the present invention.
【図11】従来の無線基地局用アンテナの一例を示す概
略構成図である。FIG. 11 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a conventional radio base station antenna.
【図12】従来の無線基地局用アンテナの動作を説明す
るための図である。FIG. 12 is a diagram for explaining the operation of a conventional radio base station antenna.
1 放射素子 2 ねじ穴(装着部) 9 無給電反射器 10 導波器 29 雄ねじ部(取付部) 33 地板 REFERENCE SIGNS LIST 1 radiating element 2 screw hole (mounting part) 9 parasitic reflector 10 director 29 male screw part (mounting part) 33 base plate
Claims (2)
配設間隔がほぼ1/4波長に設定されて成る有限長の地
板を備え、上記いずれかの装着部に放射素子が装着さ
れ、かつこの放射素子の周辺のいずれかの装着部に棒状
の無給電反射器あるいは導波器を装着することにより、
所望の指向性を得るようにしたことを特徴とする無線基
地局用アンテナ。A plurality of mounting portions provided between the mounting portions;
A finite length ground where the spacing is set to approximately 1/4 wavelength
A radiating element is mounted on any of the mounting parts
By mounting a rod-shaped parasitic reflector or director on any of the mounting parts around this radiating element,
An antenna for a wireless base station, wherein a desired directivity is obtained.
に形成したことを特徴とする請求項第1項記載の無線基
地局用アンテナ。2. The antenna for a radio base station according to claim 1, wherein the mounting portion is formed on a skirt portion of the sleeve antenna.
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