JPH09321536A

JPH09321536A - アンテナユニット内デバイス

Info

Publication number: JPH09321536A
Application number: JP9016893A
Authority: JP
Inventors: Christer Andersson; アンデルソンクリステル
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1996-01-30
Filing date: 1997-01-30
Publication date: 1997-12-12
Also published as: SE9600352L; EP0788186A1; US5914688A; SE9600352D0; SE513711C2

Abstract

(57)【要約】【課題】双方向性アンテナユニット内デバイスのフィ
ーダネットワークを簡略化し、圧縮すること。【解決手段】異なる偏波の電磁波信号を送受信するた
めのアンテナユニット内デバイス（１）は、前記フィー
ダーネットワークが少なくとも１つの第２偏波の信号を
前記アンテナ素子（３、６）の少なくとも１つに直接給
電し、更に第２偏波の信号をアンテナ素子（４、５）の
うちの少なくとも１つの第２素子に直接給電するように
なっている第１フィーダーネットワーク（１３）と、第
１フィーダーネットワークを介し異なる偏波の信号が直
接給電されるアンテナ素子を相互に接続するようになっ
ている第２フィーダーネットワーク（１７）とを備え、
よって異なる偏波の信号をアンテナ素子のすべてに給電
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも２つの
アンテナ素子と、アンテナ素子との間で給電を行うため
のフィーダーネットワークとを備え、異なる偏波の電磁
波信号を送受信するためのアンテナユニット内デバイス
に関する。

【０００２】

【従来技術】電磁波信号による情報送信を行う間、信号
強度が局部的に大幅に変動することがある。このような
変動は直接受信された信号と種々の物体、例えばビルで
反射された信号、または地形によって反射された信号と
の間の干渉に起因するものである。

【０００３】これら問題を低減するために、いわゆるダ
イバシティー受信を使用できる。すなわちこのことは、
最大信号強度の受信ができるよう、受信信号強度をモニ
ターする少なくとも２つのアンテナユニットを使用して
受信することを意味する。最も広く使用される形態のダ
イバシティー受信は、いわゆる空間ダイバシティー受信
であり、この方法では少なくとも２本のアンテナを空間
内で分離して使用することを意味している。セクタ状の
間隔を有する指向性アンテナを使用する際には数本のア
ンテナが必要となるので、かなりの空間が必要となる。
このことは多くの場合、人口密集エリアに設置される移
動電話システム用の基地局では製造および設置コストが
高くなり、美観が損なわれることを意味している。これ
ら問題を解消するために、空間ダイバシティー法の代わ
りに２種類の偏波と共に１つのアンテナユニットしか使
用しない偏波ダイバシティー法を使用できる。これによ
り周辺の物体による電磁波信号の反射に起因して偏波状
態がねじれている信号の受信が可能となる。これらアン
テナはいわゆるマイクロストリップ技術を使用して製造
されることが多い。公知のデュアル偏波マイクロストリ
ップは各偏波ごとに１つのフィーダーネットワークが必
要となるようにフィーダーネットワークが複雑となると
いう欠点がある。

【０００４】ドイツ特許出願第DE4239597A1 号は、異な
る層に異なる偏波用のアンテナ素子を設けたデュアル偏
波用のいわゆるマイクロストリップアンテナを開示して
いる。このアンテナはアンテナ素子およびフィーダーネ
ットワークの双方に対し多量の層が必要であり、構造が
複雑となるのでコストも高くつく。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】よって、本発明の課題
はフィーダーネットワークを大幅に簡略化し、圧縮した
アンテナユニット内デバイスを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題は、前記フィー
ダーネットワークが少なくとも１つの第２偏波の信号を
前記アンテナ素子の少なくとも１つに直接給電し、更に
第２偏波の信号をアンテナ素子のうちの少なくとも１つ
の第２素子に直接給電するようになっている第１フィー
ダーネットワークと、第１フィーダーネットワークを介
し異なる偏波の信号が直接給電されるアンテナ素子を相
互に接続するようになっている第２フィーダーネットワ
ークとを備え、よって異なる偏波の信号をアンテナ素子
のすべてに給電するようになっていることを特徴とす
る、本発明に係わるデバイスによって達成される。

【０００７】アンテナ素子の直接給電とアンテナ素子の
二次的相互給電との組み合わせにより、大幅に簡略化さ
れ、圧縮されたフィーダネットワークが提供される。

【０００８】次に、添付図面を参照して実施例により本
発明について説明する。

【０００９】

【発明の実施の態様】図１および２は、例えばマイクロ
波領域内の無線波を使用する移動無線通信用の基地局で
使用するようになっている電磁輻射用アンテナユニット
１を、極めて略して示すものである。

【００１０】このアンテナユニットはマイクロストリッ
プアンテナ、例えばプレーナー（平面）アンテナとして
設計することが好ましく、このアンテナは例えば比較的
剛性の材料製のプレート、すなわちグラスファイバー材
料またはポリマー材料のような電気的絶縁性の材料から
構成されたディスク状をした支持体２の上に製造され
る。この支持体は、銅ラミネート体、すなわちプリント
回路プレートをエッチングすることにより形成された回
路を構成する導電性層を支持している。更にこの支持体
２はパッチと称される、アンテナ素子３、４、５、６状
をした数個の輻射素子を支持しており、これら輻射素子
は図示する例では列状に配置された正方形体（図示する
列では４つ）の形状として示されている。これらアンテ
ナ素子はアンテナ平面（パッチ層とも称される）を形成
する同一平面に配置されている。

【００１１】パッチ層から所定の距離に第２支持体７が
配置されており、この第２支持体はパッチ層と同じ機械
的構造、すなわち導電層を支持する電気絶縁プレートを
有することができる。

【００１２】この第２支持体はアンテナ平面に向いた側
で導電層を支持しており、この導電層は実質的に支持体
の全面をカバーし、アース平面８を形成している。この
アース平面８はアンテナ平面すなわちパッチ層と平行に
延びる。アース平面８は公知の態様でスクリーニングお
よび反射表面を形成し、アンテナ素子３〜６の指向性作
用を補強するので、アンテナユニットの輻射パターンに
影響を与えている。

【００１３】アース平面８は各アンテナ素子３〜６の中
間に向いた細長い開口部９、１０、１１、１２の形状を
した開口部を有する。これら開口部により信号は偏波さ
れ、これら開口部を通って所定の偏波状態で対応するア
ンテナ素子に向かって輻射される。偏波状態は開口部の
配置によって決定され、垂直に配置された開口部は水平
偏波を生じさせ、他方、水平に配置された開口部は垂直
偏波を生じさせる。

【００１４】ディスク状の支持体７はアンテナ素子と反
対側に所定の回路パターン状をした導電層も有する。こ
の導電層は、第３層、すなわちアース平面およびアンテ
ナ平面に並列に延びる第１フィーダーネットワーク１３
を形成する。

【００１５】２つのディスク状支持体２、７、およびパ
ッチ層、開口部層および第１フィーダーネットワークの
層は、好ましくは支持構造体１４によって支持され、こ
の支持構造体１４は機械的な保護および電気的シールド
の双方を可能にする導電性カバーとなっている。

【００１６】第１フィーダーネットワーク１３は開口部
９〜１２を通してアンテナ素子３〜６へ異なる偏波、す
なわち垂直偏波および水平偏波の電磁波信号を給電する
ようになっている。別個の各アンテナ素子にはこれら偏
波のうちの１つの信号が給電される。この目的のため、
開口部９、１２を介して水平偏波信号をアンテナ素子の
うちの２つの素子３、６に給電するようになっている第
１給電ストリップ１５と、開口部１２、１１を介して垂
直偏波信号をアンテナ素子４、５に給電する第２給電ス
トリップ１６が設けられている。この目的のため、開口
部９、１０、１１、１２は目的とする偏波を行うように
配置されている。

【００１７】本発明に係わるアンテナユニット１は更に
アンテナ平面すなわちパッチ層に配置された第２給電ネ
ットワーク１７を有する。この第２給電ネットワーク１
７は第１偏波で直接給電された素子３、６から他のアン
テナ素子４、５およびこの逆にアンテナ素子４、５から
アンテナ素子３、６へ信号を送信するようになってい
る。この目的のため、第２フィーダーネットワークはア
ンテナ素子３、６の各々から水平偏波の信号を給電する
ための第１フィーダーストリップ１８を有し、一方、別
のフィーダーストリップ１９がアンテナ素子４、５の各
々からアンテナ素子３、６へ垂直偏波の信号を給電する
ようになっている。

【００１８】波長に対するストリップの長さを調節する
際にはストリップ１８、１９はａ＝Ｎ＊λ／２（ここ
で、Ｎは０でない整数であり、λは使用材料中の波長で
ある）の長さを有していなければならない。

【００１９】従って、本発明は大幅に簡略化され、圧縮
され、対称的であり、これによりアンテナダイヤグラム
に対するフィーダーネットワークのネガティーブ効果を
低減したフィーダーネットワークを提供するものであ
る。

【００２０】上記構造により、アンテナ素子３〜６のい
ずれにも双方の偏波で給電され、よって双方の偏波の信
号を送受信できる。したがって、アンテナユニットは完
全に双方向に作用できるが、ダイバーシティ法は特に受
信時に使用されることが多いので、送信は一方の偏波で
しか行われず、他方、受信は双方の偏波で行われる。本
明細書で使用した「給電」なる用語は、例えばアンテナ
素子への給電のみならずアンテナ素子からの信号の供給
も意味するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるアンテナユニットの略横断面図
である。

【図２】アンテナユニットの略側面図である。

【符号の説明】

１アンテナユニット２支持体３、４、５、６アンテナ素子７第２支持体８アース平面９、１０、１１、１２開口部１３第１フィーダーネットワーク１４支持構造体１５第１フィーダーストリップ１６第２フィーダーストリップ１８第１フィーダーストリップ１９フィーダーストリップ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも２つのアンテナ素子（３〜
６）と、アンテナ素子との間で給電を行うためのフィー
ダーネットワーク（１３、１７）とを備えた、異なる偏
波の電磁波信号を送受信するためのアンテナユニット内
デバイス（１）において、前記フィーダーネットワークが少なくとも１つの第２偏
波の信号を前記アンテナ素子（３、６）の少なくとも１
つに直接給電し、更に第２偏波の信号をアンテナ素子
（４、５）のうちの少なくとも１つの第２素子に直接給
電するようになっている第１フィーダーネットワーク
（１３）と、第１フィーダーネットワークを介し異なる
偏波の信号が直接給電されるアンテナ素子を相互に接続
するようになっている第２フィーダーネットワーク（１
７）とを備え、よって異なる偏波の信号をアンテナ素子
のすべてに給電するようになっていることを特徴とす
る、アンテナユニット（１）内デバイス。
【請求項２】アンテナ素子（３〜６）がアンテナ層内
に配置され、第１フィーダーネットワーク（１３）がア
ンテナ層（８）から離間した層に配置されていることを
特徴とする、請求項１記載のデバイス。
【請求項３】前記アンテナ平面から離間した所定の位置
に位置する少なくとも１つのアース平面（８）を有する
デバイスにおいて、前記第１フィーダーネットワーク
（１３）が前記アース平面（８）と組み合わされて配置
されており、前記第２フィーダーネットワーク（１７）
がアンテナ平面内に配置されていることを特徴とする請
求項２記載のデバイス。
【請求項４】各アンテナ素子（３〜６）の中心部に向
き、異なる偏波の信号を給電するようになっている開口
部（９〜１２）をアース平面（８）が有し、各アンテナ
素子に前記偏波のうちの１つの信号が給電されることを
特徴とする、請求項３記載のデバイス。
【請求項５】第１フィーダーネットワーク（１３）が
第１偏波を行うように配置された開口部（９、１２）に
信号を給電するための少なくとも１つの第１フィーダー
ストリップ（１５）と、第２偏波を行うように配置され
た開口部（１０、１１）に対して信号を給電するための
少なくとも１つの第２フィーダーストリップ（１６）と
を含むことを特徴とする、請求項１記載のデバイス。
【請求項６】前記第２フィーダーネットワーク（１
７）が、第１偏波の信号が直接給電されるアンテナ素子
（３、６）の一方から他方のアンテナ素子（４、５）へ
信号を送信するよう、２つのアンテナ素子（３、４、
５、６）の間に設けられた少なくとも１つの第１フィー
ダーストリップ（１８）と第２偏波の信号が直接給電さ
れる第２アンテナ素子（４、５）から第１アンテナ素子
へ信号を送信するための少なくとも１つの第２フィーダ
ーストリップ（１９）とを有することを特徴とする、請
求項４記載のデバイス。
【請求項７】アンテナ素子（３〜６）がペアに配置さ
れており、第１フィーダーネットワーク（１３）内の第
１フィーダーストリップ（１５）が各ペアのアンテナ素
子の一方に直接給電するようになっており、第１フィー
ダーネットワーク内の他方のフィーダーストリップ（１
６）が各ペアの他方のアンテナ素子（４、５）に直接給
電するようになっていることを特徴とする、請求項６記
載のデバイス。