JPH11330848A - Base station antenna device - Google Patents
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- JPH11330848A JPH11330848A JP10138389A JP13838998A JPH11330848A JP H11330848 A JPH11330848 A JP H11330848A JP 10138389 A JP10138389 A JP 10138389A JP 13838998 A JP13838998 A JP 13838998A JP H11330848 A JPH11330848 A JP H11330848A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は移動通信における
基地局アンテナ装置に利用され、二つのダイポールアン
テナの指向性放射ビームを異なる位相で合成し、単独で
の主放射方向からほぼ３０°方向に放射ビームの中心軸
をもち、水平面内でのビーム幅をほぼ６０°とした指向
性を有するアンテナ装置。また、このアンテナ装置を用
いて６０°の６セクタゾーンを構成し、このアンテナ
と、他周波数を使用した１２０°の３セクタゾーンのア
ンテナとの構成空間を共有したアンテナ装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used for a base station antenna device in mobile communication, and combines directional radiation beams of two dipole antennas with different phases and radiates in a direction of approximately 30 ° from a main radiation direction alone. An antenna device having a central axis of a beam and having a directivity of approximately 60 ° in a horizontal plane. In addition, the present invention relates to an antenna device in which a six-degree sector of 60 ° is configured using the antenna device, and a configuration space of the antenna and a three-sector zone of 120 ° using another frequency is shared.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図１６に従来のこの種のアンテナ装置を
示す。方形平面状の反射板１の両側縁（縦側縁）に同一
側で反射板１に垂直に側面反射板２１，２２が一体に設
けられている。側面反射板２１，２２の各幅Ｔ１，Ｔ２
は共に約４分の１波長である。さらに反射板１に対し
て、側面反射板２１，２２と同一側に、垂直方向に延長
し、かつ反射板１とまた側面反射板２１，２２と平行し
て、半波長ダイポールアンテナ３１，３２が間隔をあけ
て配される。反射板１とダイポールアンテナ３１，３２
との間隔Ｄ１，Ｄ２は共に約４分の１波長、ダイポール
アンテナ３１，３２の水平間隔Ｓは約２分の１波長であ
る。反射板１の幅Ｗは約０．９３波長である。2. Description of the Related Art FIG. 16 shows a conventional antenna device of this kind. Side reflectors 21 and 22 are integrally provided on both sides (vertical side edges) of the rectangular flat reflector 1 on the same side and perpendicular to the reflector 1. Each width T1, T2 of the side reflectors 21, 22
Are both about a quarter wavelength. Further, the half-wavelength dipole antennas 31 and 32 extend in the vertical direction on the same side as the side reflectors 21 and 22 with respect to the reflector 1 and in parallel with the reflector 1 and the side reflectors 21 and 22. Placed at intervals. Reflector 1 and dipole antennas 31, 32
The distances D1 and D2 are approximately one quarter wavelength, and the horizontal distance S between the dipole antennas 31 and 32 is approximately one half wavelength. The width W of the reflector 1 is about 0.93 wavelength.
【０００３】このアンテナ装置の水平面内指向性の半値
幅を６０°、いわゆる６０°ビームアンテナとするため
には、２つの１２０°ビーム幅を有するダイポールアン
テナ３１，３２の放射を同位相・同振幅で合成すること
により得られることは知られている。また放射ビームの
中心軸を、同位相給電のダイポールアンテナ３１，３２
の主放射方面から３０°ずらすためには、上記２つの１
２０°ビームを有するダイポールアンテナ３１，３２に
おいて移相器４により給電位相差をつけて合成すること
により構成できる。図１７に横軸を位相差、縦軸をビー
ム中心軸の角度とした場合のグラフを示す。中心軸が３
０°となるには、位相差が大きいことが望ましい。しか
しながら、水平面内ビーム幅とサイドローブレベルを考
慮すると、図１８に示すように、位相差が大きい程、ビ
ーム幅は狭くなり、サイドローブレベルが高くなること
がわかる。In order to make the half-width of the directivity in the horizontal plane of this antenna apparatus 60 °, that is, a so-called 60 ° beam antenna, the radiations of two dipole antennas 31 and 32 having a 120 ° beam width have the same phase and the same amplitude. It is known that they can be obtained by combining The center axes of the radiation beams are aligned with the dipole antennas 31 and 32 fed in-phase.
In order to shift 30 ° from the main radiation direction of
In the dipole antennas 31 and 32 having a 20 ° beam, the phase shifter 4 can combine the dipole antennas with a feed phase difference. FIG. 17 shows a graph in which the horizontal axis represents the phase difference and the vertical axis represents the angle of the beam center axis. Center axis is 3
To reach 0 °, it is desirable that the phase difference is large. However, considering the horizontal beam width and the side lobe level, as shown in FIG. 18, it can be seen that the beam width becomes narrower and the side lobe level becomes higher as the phase difference becomes larger.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】セルラ移動通信方式に
おける無線ゾーン構成では、加入者容量の増大および周
波数の有効利用を図るため、水平面内を角度的に分割す
るセクタゾーン構成を用いている。６セクタゾーン構成
を採用した場合、３６０°をカバーするには６０°ビー
ムアンテナ装置を６基必要とする。The radio zone configuration in the cellular mobile communication system uses a sector zone configuration in which a horizontal plane is angularly divided in order to increase the subscriber capacity and effectively use the frequency. When a six sector zone configuration is adopted, six 60 ° beam antenna devices are required to cover 360 °.
【０００５】また、基地局アンテナの指向特性における
サイドローブレベルは無線ゾーン間の干渉量を決定する
重要な量である。サイドローブレベルを低くすること
は、より近くのゾーン間で周波数の繰り返し利用を可能
にする。低サイドローブレベル化はアンテナ設計上、重
要な検討課題である。アンテナ装置は鉄塔またはビル屋
上に設置されることから、アンテナ基地局の増設は望ま
しくない。新たに他周波数帯を使用した移動通信を提供
するに際して、地理的有効利用のため、既存のアンテナ
基地局において、アンテナ装置の構造空間を共有するこ
とが、新規アンテナ基地局の設計において重要な検討課
題である。[0005] The side lobe level in the directional characteristics of the base station antenna is an important amount that determines the amount of interference between radio zones. Reducing the side lobe level allows for repeated use of frequency between closer zones. Reducing the sidelobe level is an important consideration in antenna design. Since the antenna device is installed on a steel tower or a building roof, it is not desirable to add an antenna base station. When providing mobile communication using a new frequency band, it is important to share the structural space of the antenna device in the existing antenna base station in the design of a new antenna base station in order to make effective use of the geographical area. It is an issue.
【０００６】現在採用されている他周波数帯を使用した
１２０°、３セクタゾーン構成のアンテナと、６０°、
６セクタゾーン構成のアンテナを、同一基地局で構成空
間を共有するためには、６セクタゾーン構成のアンテナ
は、のちに検討するゾーン構成を考慮して、６０°ビー
ムの中心軸は、１２０°ビームの放射中心軸から３０°
傾いているのが望ましい。An antenna having a 120 °, 3-sector zone configuration using another frequency band which is currently employed, a 60 °,
In order to share the configuration space with the same base station using the antenna having the 6-sector zone configuration, the antenna having the 6-sector zone configuration requires the central axis of the 60 ° beam to be 120 ° in consideration of the zone configuration to be discussed later. 30 ° from beam center axis
It is desirable to be inclined.
【０００７】以上のことより、低サイドローブレベルを
保ちつつ、中心軸が同位相給電の２つのダイポールアン
テナの主放射方向から３０°の方向であり、水平面内ビ
ーム幅が６０°であるアンテナ装置が必要である。As described above, an antenna device in which the central axis is 30 ° from the main radiation direction of two dipole antennas fed in phase and the beam width in the horizontal plane is 60 ° while maintaining a low sidelobe level is necessary.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】２つのダイポールアンテ
ナと、一つの反射板で構成された装置において、反射板
の両縦側縁に、ダイポールアンテナ側に突出した二つの
側面反射板を設け、１つのダイポールアンテナには給電
線に移相器が設けられ、２つのダイポールアンテナの放
射を異なる位相で合成するアンテナ装置において、給電
線に移相器が設けられていないダイポールアンテナに近
い側面反射板の幅Ｔ１より、他方の側面反射板の幅Ｔ２
が長くされ、反射板と、給電線に移相器が設けられてい
ないダイポールアンテナとの距離Ｄ１より、反射板と他
方のダイポールアンテナとの距離Ｄ２が長くされ、両側
面反射板の遊端縁を直線で結んだ線に対し、両ダイポー
ルアンテナはその直線上にまたは直線より反射板側に位
置されている。In a device composed of two dipole antennas and one reflector, two side reflectors protruding toward the dipole antenna are provided on both longitudinal side edges of the reflector. In two dipole antennas, a phase shifter is provided on the feed line, and in an antenna device that combines the radiation of the two dipole antennas with different phases, a side reflector close to the dipole antenna without the phase shifter on the feed line is provided. The width T2 of the other side reflector is greater than the width T1.
And the distance D2 between the reflector and the other dipole antenna is longer than the distance D1 between the reflector and the dipole antenna having no phase shifter on the feeder line. The two dipole antennas are positioned on the straight line or closer to the reflector than the straight line.
【０００９】上記アンテナ装置の１基と、構成条件を左
右反対にしたアンテナ装置の１基の合計２基を上下に近
接して配置し、さらに他周波数帯を使用した１２０°ビ
ームアンテナ装置とを一つのアンテナ構成空間とで一体
的に設ける。このようなアンテナ装置は１２０°のゾー
ンをカバーできる。このアンテナ装置を３基配置するこ
とにより３６０°のゾーンをカバーできるが、通信品質
改善のためスペースダイバーシチ方式を採用すると、上
記一体的に設けたアンテナ装置の６基をもって、３６０
°をカバーできる。A total of two antenna devices, one of the above-described antenna devices and one of the antenna devices whose configuration conditions are reversed left and right, are vertically arranged close to each other, and a 120 ° beam antenna device using another frequency band. It is provided integrally with one antenna configuration space. Such an antenna device can cover a 120 ° zone. By arranging three antenna devices, a 360 ° zone can be covered. However, if the space diversity system is adopted to improve the communication quality, 360 antennas are provided with the six integrally provided antenna devices.
Can cover °.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】実施例１（中心軸が３０°でビー
ム幅が６０°のアンテナ装置） 図１にこの発明の実施例を示し、図１６と対応する部分
に同一番号を付けてある。２つのダイポールアンテナ３
１，３２と、反射板１と、反射板１の両側縁にダイポー
ルアンテナ側に設けた側面反射板２１，２２と、１つの
ダイポールアンテナ３２の給電線に設けられた移相器４
とにより構成され、２つのダイポールアンテナ３１，３
２の放射を異なる位相で合成するアンテナ装置を前提と
する。この発明では給電線に移相器を持たないダイポー
ルアンテナ３１、そのダイポールアンテナ３１に近い方
の側面反射板２１、幅Ｔ１より、給電線に移相器４を持
つダイポールアンテナ３２に近い側面反射板２２の幅Ｔ
２が大きく、反射板１とダイポールアンテナ３１の距離
Ｄ１より反射板１とダイポールアンテナ３２までの距離
Ｄ２が長く、側面反射板２１の遊端縁２１ａと側面反射
板２２の遊端縁２２ａとを直線で結んだ線５に対し、ダ
イポールアンテナ３１，３２はその直線上にあるかまた
は反射板１側に位置される。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 (An antenna device having a central axis of 30 ° and a beam width of 60 °) FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, and portions corresponding to FIG. 16 are denoted by the same reference numerals. . Two dipole antennas 3
1, 32, a reflector 1, side reflectors 21 and 22 provided on both sides of the reflector 1 on the dipole antenna side, and a phase shifter 4 provided on a feed line of one dipole antenna 32.
And two dipole antennas 31, 3
Assume an antenna device that combines two radiations with different phases. In the present invention, a dipole antenna 31 having no phase shifter in the feed line, a side reflector 21 closer to the dipole antenna 31, and a side reflector closer to the dipole antenna 32 having the phase shifter 4 in the feed line due to the width T1. 22 width T
2, the distance D2 between the reflector 1 and the dipole antenna 32 is longer than the distance D1 between the reflector 1 and the dipole antenna 31, and the free edge 21a of the side reflector 21 and the free edge 22a of the side reflector 22 are separated. The dipole antennas 31 and 32 are located on the straight line or on the side of the reflector 1 with respect to the line 5 connected by the straight line.
【００１１】ダイポールアンテナ３１，３２の水平間隔
Ｓは約２分の１波長、反射板１の幅Ｗはのちに述べる他
周波数帯を使用した１２０°ビームアンテナと共有する
ため、約０．９３波長である。側面反射板２１，２２の
幅Ｔ１，Ｔ２、反射板１と各ダイポールアンテナ３１，
３２との距離Ｄ１，Ｄ２、移相器４による両ダイポール
アンテナ３１，３２の給電位相差はモーメント法による
計算値を用いて、各パラメータを決定し、最適化するこ
とができる。The horizontal interval S between the dipole antennas 31 and 32 is about a half wavelength, and the width W of the reflector 1 is about 0.93 wavelength to share with a 120 ° beam antenna using another frequency band described later. It is. The widths T1, T2 of the side reflectors 21, 22 and the reflector 1 and each dipole antenna 31,
The distances D1 and D2 to the D. 32 and the feeding phase difference between the two dipole antennas 31 and 32 by the phase shifter 4 can be optimized by determining each parameter using the calculated value by the moment method.
【００１２】モーメント法とは、アンテナを微少区間に
分割し、その微少区間に流れる電流を境界条件から求
め、アンテナの電流分布を知ることにより、アンテナの
作る電磁界、アンテナの入出力インピーダンスなどを導
く方法である。この実施例では、最適な値として、側面
反射板２１の幅Ｔ１は０．２〜０．２５λ、側面反射板
２２の幅Ｔ２は約０．４５３λ、反射板１とダイポール
アンテナ３１，３２の各距離Ｄ１，Ｄ２は、側面反射板
２１と２２の遊端縁を結んだ直線より反射板１側で０〜
０．０３λである。The moment method divides an antenna into minute sections, finds the current flowing in the minute sections from boundary conditions, and knows the current distribution of the antenna, so that the electromagnetic field created by the antenna, the input / output impedance of the antenna, etc. It is a way to guide. In this embodiment, as an optimum value, the width T1 of the side reflector 21 is 0.2 to 0.25λ, the width T2 of the side reflector 22 is about 0.453λ, and each of the reflector 1 and the dipole antennas 31 and 32 is used. The distances D1 and D2 are 0 to 0 on the reflector 1 side from a straight line connecting the free edges of the side reflectors 21 and 22.
0.03λ.
【００１３】以下に上記の数値が最適であることを説明
する。測定は１．９２０ＧＨｚ〜２．１６０ＧＨｚの周
波数帯で行った。図２は側面反射板２１の幅Ｔ１＝０．
２５λ（３７．５ｍｍ）で一定としたときの、側面反射
板２２の幅Ｔ２に対する同位相給電ダイポールアンテナ
３１，３２の主放射方向とのなす角度（以下ビーム中心
軸角度と記す）をプロットした図である。測定した周波
数帯における最高値と最低値を線で結んでプロットし
た。反射板１と各ダイポールアンテナ３１，３２の距離
Ｄ１，Ｄ２は図１Ｂにおける遊端縁２１ａ，２１ｂを結
ぶ直線５上にダイポールアンテナ３１，３２が配置され
る距離、移相器４の移相量は６０°とした。図よりビー
ム中心軸角度が３０°を得るにはＴ２は大きい方がよい
ことがわかる。図３は同じく側面反射板２１の幅Ｔ１＝
０．２５λで一定としたときの、側面反射板２２の幅Ｔ
２に対する水平面内ビーム幅をプロットした図である。
この図からも、水平面内ビーム幅が６０°を得るには側
面反射板２２の幅Ｔ２は大きい方がよいことがわかる。The following explains that the above numerical values are optimal. The measurement was performed in a frequency band of 1.920 GHz to 2.160 GHz. FIG. 2 shows the width T1 = 0.
The figure which plotted the angle (henceforth a beam center axis angle) which the in-phase feed dipole antennas 31 and 32 make with the main radiation direction with respect to the width | variety T2 of the side reflection plate 22, when it is fixed at 25 (37.5mm). It is. The highest and lowest values in the measured frequency band were connected by a line and plotted. The distances D1 and D2 between the reflector 1 and the dipole antennas 31 and 32 are the distance at which the dipole antennas 31 and 32 are arranged on the straight line 5 connecting the free edges 21a and 21b in FIG. 1B, and the phase shift amount of the phase shifter 4. Was 60 °. From the figure, it is understood that the larger T2 is better in order to obtain a beam central axis angle of 30 °. FIG. 3 also shows the width T1 =
The width T of the side reflector 22 when it is constant at 0.25λ.
FIG. 6 is a diagram in which the beam width in the horizontal plane is plotted with respect to 2;
From this figure, it is understood that the width T2 of the side reflection plate 22 is preferably large in order to obtain a beam width in the horizontal plane of 60 °.
【００１４】このように側面反射板２２の幅Ｔ２は大き
い方が特性がよいことから、側面反射板２２の幅Ｔ２＝
０．４５３λ（６８ｍｍ）で一定としたときの、側面反
射板２１の幅Ｔ１に対するビーム中心軸角度と水平面内
ビーム幅を測定した。反射板１と各ダイポールアンテナ
３１，３２の距離Ｄ１，Ｄ２は図１Ｂにおける直線５上
にダイポールアンテナ３１，３２が配置される距離、移
相器４における移相量は６０°とした。図４は側面反射
板２１の幅Ｔ１に対するビーム中心軸角度をプロットし
たものである。この図より、ビーム中心軸角度がほぼ３
０°となるのはＴ１が０．２λ〜０．２５λが適当であ
る。図５は側面反射板２１の幅Ｔ１に対する水平面内ビ
ーム幅をプロットしたものである。Ｔ１が大きくなるほ
どビーム幅は６０°に近くなり、また、Ｔ１＝０．２λ
以上になると、最高値と最低値の差が小さく周波数特性
がよいことがわかる。以上のことからＴ１は０．２λ〜
０．２５λが最適であると考えてよい。As described above, the larger the width T2 of the side reflector 22 is, the better the characteristics are.
The beam center axis angle with respect to the width T1 of the side reflection plate 21 and the beam width in the horizontal plane were measured at a constant value of 0.453λ (68 mm). The distances D1 and D2 between the reflector 1 and each of the dipole antennas 31 and 32 are the distance at which the dipole antennas 31 and 32 are arranged on the straight line 5 in FIG. 1B, and the phase shift amount in the phase shifter 4 is 60 °. FIG. 4 is a plot of the beam center axis angle with respect to the width T1 of the side reflector 21. From this figure, the beam center axis angle is almost 3
It is appropriate that T1 is 0.2 ° to 0.25λ to be 0 °. FIG. 5 is a plot of the beam width in the horizontal plane with respect to the width T1 of the side reflector 21. The beam width approaches 60 ° as T1 increases, and T1 = 0.2λ
From the above, it can be seen that the difference between the highest value and the lowest value is small and the frequency characteristics are good. From the above, T1 is 0.2λ or more.
0.25λ may be considered optimal.
【００１５】次に反射板１と各ダイポールアンテナ３
１，３２の距離Ｄ１，Ｄ２と、移相器４の移相量に対す
るビーム中心軸角度とビーム幅について検討する。図６
は側面反射板２１の幅Ｔ１＝０．２２３λ（３３．５ｍ
ｍ）、側面反射板２２の幅Ｔ２＝０．４５３λ（６８ｍ
ｍ）で一定とし、反射板１とダイポールアンテナ３１，
３２の距離Ｄ１とＤ２を変化させたときのビーム中心軸
角度を測定したものである。横軸には、図１Ｂにおける
直線５と２つのダイポールアンテナ３１，３２までの距
離をとった。移相量（位相差）が６０°の場合、ビーム
中心軸角度がほぼ３０°になるのは直線５とダイポール
アンテナ３１，３２との各距離が０（すなわち直線５
上）の時である。移相量（位相差）が６５°の場合は、
直線５とダイポールアンテナ３１，３２との各距離が
０．０３λ（４．５ｍｍ）以下の時である。図７は水平
面内ビーム幅について測定したもので、図より、位相差
６０°の時も６５°の時も直線５とダイポールアンテナ
３１，３２までの距離に関係なくビーム幅はほぼ６０°
が得られている。しかし、直線５と各ダイポールアンテ
ナ３１，３２との各距離が大きくなるに従って最高値と
最低値の差が大きくなり周波数特性が悪くなる。以上の
ことから、側面反射板Ｔ１＝０．２２３λ、Ｔ２＝０．
４５３λにおいては、線５とダイポールアンテナ３１，
３２との各距離が０．０３λ以下が最適と考えられる。
Ｔ１＝０．２２３λ、Ｔ２＝０．４５３λ、移相量（位
相差）６０°、直線５とダイポールアンテナ３１，３２
との各距離０の時の指向性パターンを図８に示す。中心
軸がほぼ３０°、水平面内ビーム幅がほぼ６０°である
ことがわかる。Next, the reflector 1 and each dipole antenna 3
The beam center axis angle and the beam width with respect to the distances D1 and D2 of the phase shifters 4 and 1 and 32 will be examined. FIG.
Is the width T1 of the side reflector 21 = 0.223λ (33.5 m
m), the width T2 of the side reflector 22 = 0.453λ (68 m
m), the reflector 1 and the dipole antenna 31,
The beam center axis angle was measured when the distances D1 and D2 of 32 were changed. The horizontal axis indicates the distance between the straight line 5 in FIG. 1B and the two dipole antennas 31 and 32. When the phase shift amount (phase difference) is 60 °, the beam center axis angle becomes almost 30 ° because the distance between the straight line 5 and the dipole antennas 31 and 32 is 0 (that is, the straight line 5).
It is the time of (upper). When the phase shift amount (phase difference) is 65 °,
This is when the distance between the straight line 5 and the dipole antennas 31 and 32 is 0.03λ (4.5 mm) or less. FIG. 7 shows the measurement of the beam width in the horizontal plane. It can be seen from the figure that the beam width is almost 60 ° regardless of the distance between the straight line 5 and the dipole antennas 31 and 32 when the phase difference is 60 ° and 65 °.
Has been obtained. However, as the distance between the straight line 5 and each of the dipole antennas 31 and 32 increases, the difference between the maximum value and the minimum value increases, and the frequency characteristics deteriorate. From the above, the side reflectors T1 = 0.223λ, T2 = 0.
At 453λ, line 5 and dipole antenna 31,
It is considered that each distance from the M.32 to 0.03λ or less is optimal.
T1 = 0.223λ, T2 = 0.453λ, phase shift (phase difference) 60 °, straight line 5 and dipole antennas 31 and 32
FIG. 8 shows a directivity pattern at each distance of 0 from FIG. It can be seen that the central axis is approximately 30 ° and the beam width in the horizontal plane is approximately 60 °.
【００１６】次に、側面反射板２１の幅Ｔ１を０．２５
λ（３７．５ｍｍ）にした場合について同じ測定をし
た。図９はビーム中心軸角度をプロットしたもので、図
１０は水平面内ビーム幅をプロットしたものである。こ
れらの図より、ビーム中心軸角度がほぼ３０°でビーム
幅がほぼ６０°となるのは、移相量（位相差）が６０°
の場合も移相量（位相差）が６５°の場合も、直線５と
ダイポールアンテナ３１，３２との各距離が０（すなわ
ち直線５上）の時である。Ｔ１＝０．２５λ、Ｔ２＝
０．４５３λ、移相量（位相差）６０°、直線５とダイ
ポールアンテナ３１，３２との各距離０の時の指向性パ
ターンを図１１に示す。ビーム中心軸角度がほぼ３０
°、水平面内ビーム幅がほぼ６０°であることがわか
る。Next, the width T1 of the side reflector 21 is set to 0.25.
The same measurement was performed for the case of λ (37.5 mm). FIG. 9 is a plot of the beam center axis angle, and FIG. 10 is a plot of the beam width in the horizontal plane. As can be seen from these figures, the beam center width is approximately 30 ° and the beam width is approximately 60 ° because the phase shift amount (phase difference) is 60 °.
In both cases, the phase shift amount (phase difference) is 65 ° when the distance between the straight line 5 and the dipole antennas 31 and 32 is 0 (that is, on the straight line 5). T1 = 0.25λ, T2 =
FIG. 11 shows the directivity pattern when 0.453λ, the phase shift amount (phase difference) is 60 °, and the distance between the straight line 5 and the dipole antennas 31 and 32 is 0. Beam center axis angle is almost 30
°, the beam width in the horizontal plane is approximately 60 °.
【００１７】以上のことから、最適値を求めると、側面
反射板２１の幅Ｔ１は０．２〜０．２５λ、側面反射板
２２の幅Ｔ２は約０．４５３λ、反射板１とダイポール
アンテナ３１，３２の距離Ｄ１，Ｄ２は、側面反射板２
１と２２の遊端縁を結んだ直線より０〜０．０３λ反射
板側にダイポールアンテナ３１，３２が配置される距離
である。実施例２ （上記アンテナと他周波数帯使用のアンテナと
の構成空間の共有について） 図１２に実施例１のアンテナ装置と他周波数帯を使用し
た移動通信の基地局アンテナ装置の構成空間を共有（反
射板を共有）する構成例を示す。反射板１の中央から距
離Ｄ３だけ離れたところに、ダイポールアンテナ３１，
３２と平行にダイポールアンテナ３３がおかれる。この
例ではダイポールアンテナ３１，３２，３３の各給電点
を反射板１に投影した点は１直線上等間隔で配列され
る。一例として、周波数が８００ＭＨｚ帯の移動通信の
基地局アンテナの場合、反射板からダイポールアンテナ
３３の距離は約０．２５λ（９０ｍｍ）である。このダ
イポールアンテナ３３の水平面内ビーム幅は約１２０°
である。したがって、３６０°の地域をカバーするには
反射板１とダイポールアンテナ３３よりなるアンテナ装
置が３基必要となる。From the above, when the optimum values are obtained, the width T1 of the side reflector 21 is 0.2 to 0.25λ, the width T2 of the side reflector 22 is about 0.453λ, and the reflector 1 and the dipole antenna 31 are used. , 32 are equal to the side reflector 2
This is the distance at which the dipole antennas 31, 32 are arranged on the side of the reflection plate from 0 to 0.03λ from the straight line connecting the free ends of 1 and 22. Second Embodiment (Sharing of Configuration Space between Antenna and Antenna Using Another Frequency Band) FIG. 12 shows the configuration space of the antenna device of the first embodiment and the base station antenna device for mobile communication using another frequency band. A configuration example in which a reflector is shared) is shown. A distance D3 from the center of the reflector 1, a dipole antenna 31,
A dipole antenna 33 is placed parallel to 32. In this example, the points where the feeding points of the dipole antennas 31, 32, and 33 are projected on the reflector 1 are arranged at equal intervals on one straight line. As an example, in the case of a base station antenna for mobile communication in the 800 MHz band, the distance between the reflector and the dipole antenna 33 is about 0.25λ (90 mm). The beam width in the horizontal plane of this dipole antenna 33 is about 120 °
It is. Therefore, three antenna devices including the reflector 1 and the dipole antenna 33 are required to cover the 360 ° area.
【００１８】構成空間を共有したアンテナ装置、つまり
ダイポールアンテナ３１，３２とダイポールアンテナ３
３とが側面反射板２１，２２付きの反射板１を共有した
アンテナ装置を６とすると、図１３Ａに示すように、ダ
イポールアンテナ３３からは矢印８の方向（反射板１と
垂直な方向）に水平面内ビーム幅が１２０°で放射され
る。ダイポールアンテナ３１と３２からは実施例１で説
明した構造パラメータにより矢印９の方向（反射板１と
垂直な方向に対し３０°の方向）に水平面内ビーム幅が
６０°で放射される。このアンテナ装置６を左右を入れ
かえて構成した図１３Ｂに示すアンテナ装置によると、
ダイポールアンテナ３３からは図１３Ａの場合と同一方
向の矢印８方向であるが、ダイポールアンテナ３１，３
２からは矢印８に対し、図１３Ａとは反対側に３０°斜
めとなった矢印９方向に水平面内ビーム幅が６０°で放
射される。An antenna device sharing a configuration space, that is, dipole antennas 31 and 32 and dipole antenna 3
Assuming that the antenna device 3 shares the reflector 1 with the side reflectors 21 and 22 as shown in FIG. 13, as shown in FIG. 13A, from the dipole antenna 33 in the direction of arrow 8 (the direction perpendicular to the reflector 1). The beam is emitted at a horizontal beam width of 120 °. From the dipole antennas 31 and 32, the beam width in the horizontal plane is radiated at 60 ° in the direction of arrow 9 (direction of 30 ° with respect to the direction perpendicular to the reflector 1) according to the structural parameters described in the first embodiment. According to the antenna device shown in FIG.
From the dipole antenna 33, the direction of the arrow 8 is the same as that of FIG.
13A, the beam width in the horizontal plane is radiated at 60 ° in the direction of arrow 9 inclined 30 ° to the opposite side to the arrow in FIG. 13A.
【００１９】図１３Ａに示したアンテナ装置と図１３Ｂ
に示したアンテナ装置とを上下に配置して一体化したも
のを図１４に簡略化してアンテナ装置７として示す。図
１４Ａはその傾斜図、図１４Ｂは上から見た平面図であ
る。このようにして一つのアンテナ装置で異周波数を使
用した移動通信においても基地局アンテナの構成空間が
共有でき、１２０°のゾーンをカバーできる。The antenna device shown in FIG. 13A and FIG.
The antenna device shown in FIG. 14 is simplified as shown in FIG. FIG. 14A is a perspective view thereof, and FIG. 14B is a plan view seen from above. In this way, the configuration space of the base station antenna can be shared even in mobile communication using different frequencies by one antenna device, and a zone of 120 ° can be covered.
【００２０】この実施例ではダイポールアンテナ３１、
３２、３３の各給電素子を反射板１に投影した点が１直
線上等間隔で配置したが、これら給電素子の投影点が、
垂直方向に相対的にずれるように、各ダイポールアンテ
ナ３１、３２、３３を垂直方向にずらして配置してもよ
い。実施例３ （構成空間を共有したアンテナ装置を用いての
ゾーン構成について） 実施例２によって一体化されたアンテナ装置を図１５に
示すように配置する。図１５に示すように、等角間隔で
３６０度の範囲が各６０度のセクタよりなる６個の無線
ゾーンＡ〜Ｆが構成、その隣接無線ゾーンの境界線を５
１ＡＢ，５１ＢＣ，…，５１ＦＡとする。その１つおき
の境界線５１ＦＡ，５１ＢＣ，５１ＤＥに近接し、かつ
これら境界線の交差点から等距離づつ離れた位置に、図
１４に示したアンテナ装置７がそれぞれ配され、アンテ
ナ装置７の各反射板１の背面が境界線との挟角が各３０
度とされている。各アンテナ装置７からその主ビーム放
射方向を各３本の矢印で示し、１２０°ビームアンテナ
の主ビーム方向を示す番号「８」、６０°ビームアンテ
ナの主ビーム方向を示す番号「９」のあとに、そのアン
テナが受け持つ無線ゾーンの記号Ａ〜Ｆのいずれかをそ
れぞれ並べて付した。さらに通信品質改善のため、スペ
ースダイバーシチ方式を採用すると、同じ構造の受信ア
ンテナ装置が３基必要となる。説明のため、スペースダ
イバーシチ用の受信アンテナ装置は「７′」（′：ダッ
シュ）をつけてある。アンテナ装置７′の、１２０°ビ
ームアンテナの主ビーム方向を示す番号「１０」、６０
°ビームアンテナの主ビーム方向を示す番号「１１」の
あとに、そのアンテナが受け持つ無線ゾーンの記号Ａ〜
Ｆのいずれかをそれぞれ並べて付した。In this embodiment, the dipole antenna 31,
The points where the feed elements 32 and 33 are projected on the reflector 1 are arranged at equal intervals on one straight line.
The dipole antennas 31, 32, and 33 may be vertically shifted so as to be relatively shifted in the vertical direction. Third Embodiment (Zone Configuration Using Antenna Device Sharing Configuration Space) The antenna device integrated by the second embodiment is arranged as shown in FIG. As shown in FIG. 15, six wireless zones A to F each having a sector of 60 degrees each having a range of 360 degrees at equiangular intervals are formed, and a boundary line between adjacent wireless zones is defined as 5 zones.
1AB, 51BC,..., 51FA. The antenna devices 7 shown in FIG. 14 are respectively arranged at positions that are close to every other boundary lines 51FA, 51BC, and 51DE and are separated from the intersections of these boundary lines by an equal distance. The angle between the back of the plate 1 and the boundary line is 30
It is a degree. The main beam radiating direction from each antenna device 7 is indicated by three arrows, followed by a number “8” indicating the main beam direction of the 120 ° beam antenna and a number “9” indicating the main beam direction of the 60 ° beam antenna. , One of the symbols A to F of the wireless zone assigned to the antenna is arranged and attached. Further, if the space diversity system is adopted to improve the communication quality, three receiving antenna devices having the same structure are required. For the sake of explanation, the receiving antenna device for space diversity is denoted by "7 '"(': dash). Numbers “10”, 60 indicating the main beam direction of the 120 ° beam antenna of the antenna device 7 ′
° After the number “11” indicating the main beam direction of the beam antenna, symbols A to
F was placed side by side.
【００２１】この場合、送受信用アンテナ装置の１基と
受信用アンテナ装置の１基の計２基のアンテナを、その
主ビームの方向を水平面内侠角が１２０°となるように
同一高さで近接して配置しそれを一組とし、計３組を１
２０°の角間隔をもって設けることになる。図を見れば
わかるように、８００ＭＨｚ帯の周波数を使用した移動
通信は１２０°３セクタゾーン構成であるので、例えば
無線ゾーンＡと無線ゾーンＢの合計１２０°地帯をカバ
ーするには、無線ゾーンＡ，Ｂ内で、互いの反対側の境
界５１ＦＡ，５１ＡＢの近くにそれぞれ送受信アンテナ
装置７の１２０°ビーム「８ＡＢ」と、無線ゾーンＢ内
にある受信アンテナ装置７′の１２０°ビーム「１０Ａ
Ｂ」によりスペースダイバーシチ受信できる。In this case, a total of two antennas, one of the transmitting and receiving antenna devices and one of the receiving antenna devices, are arranged at the same height so that the direction of the main beam is 120 ° in the horizontal plane. Place them close to each other and make them a set.
It will be provided with an angular interval of 20 °. As can be seen from the figure, the mobile communication using the 800 MHz band has a 120 ° 3-sector zone configuration. For example, to cover the total 120 ° zone of the wireless zone A and the wireless zone B, the wireless zone A , B, the 120 ° beam “8AB” of the transmitting / receiving antenna device 7 and the 120 ° beam “10A” of the receiving antenna device 7 ′ located in the wireless zone B are near the boundaries 51FA, 51AB on the opposite sides of each other.
B "enables space diversity reception.
【００２２】２ＧＨｚ帯の周波数を使用した移動通信は
６０°６セクタゾーン構成であるので、例えば無線ゾー
ンＡをカバーするには、無線ゾーンＡ内にある送受信ア
ンテナ装置７の６０°ビーム「９Ａ」と、無線ゾーンＢ
内にある受信アンテナ装置７′の６０°ビーム「１１
Ａ」によりスペースダイバーシチ受信できる。無線ゾー
ンＢをカバーするには無線ゾーンＡ内にある送受信アン
テナ装置７の６０°ビーム「９Ｂ」と無線ゾーンＢ内に
あるアンテナ装置７′の６０°ビーム「１１Ｂ」により
スペースダイバーシチ受信できる。Since the mobile communication using the frequency of the 2 GHz band has a 60 ° 6 sector zone configuration, for example, to cover the wireless zone A, the 60 ° beam “9A” of the transmitting / receiving antenna device 7 in the wireless zone A is used. And wireless zone B
The 60 ° beam “11” of the receiving antenna device 7 ′
A "enables space diversity reception. To cover the wireless zone B, space diversity reception can be performed by the 60 ° beam “9B” of the transmitting / receiving antenna device 7 in the wireless zone A and the 60 ° beam “11B” of the antenna device 7 ′ in the wireless zone B.
【００２３】このように、自ゾーン内にあるアンテナ装
置と、隣接する無線ゾーン（同じ方向をむいているアン
テナ装置がある方）内にあるアンテナ装置により１２０
°地帯をカバーし、計６基のアンテナ装置によって３６
０°地帯をカバーできる。As described above, the antenna device in the own zone and the antenna device in the adjacent wireless zone (the one having the antenna device facing in the same direction) have 120
° Covering the zone, 36
Can cover 0 ° zone.
【００２４】[0024]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、反射板の両側端縁に設けた側面反射板の幅の大きさ
を異ならせ、２つのダイポールアンテナと反射板との距
離を異ならせ、移相器により移相量（位相差）をつけて
２つの放射を合成することにより、反射板と単体のダイ
ポールアンテナの主放射方向よりほぼ３０°傾いた方向
にビームの中心軸を持ち、水平面内ビーム幅がほぼ６０
°の指向性をもつアンテナ装置を得ることができる。As described above, according to the present invention, the widths of the side reflectors provided on both side edges of the reflector are made different, and the distance between the two dipole antennas and the reflector is made different. By combining two radiations with a phase shift amount (phase difference) by a phase shifter, the center axis of the beam is tilted by about 30 ° from the main radiation direction of the reflector and the single dipole antenna. , Beam width in horizontal plane is almost 60
Thus, it is possible to obtain an antenna device having a directivity of.
【００２５】このアンテナ装置と、他周波数帯を使用し
た移動通信の基地局アンテナ装置を、その構成空間を共
有することにより必要アンテナ数の軽減が図れる。The required number of antennas can be reduced by sharing the configuration space between the antenna device and the base station antenna device for mobile communication using another frequency band.
【図１】この発明によるアンテナ装置を示し、Ａは斜視
図、Ｂは上から見た平面図である。FIG. 1 shows an antenna device according to the present invention, wherein A is a perspective view and B is a plan view seen from above.
【図２】この発明によるアンテナ装置のＴ２に対するビ
ーム中心軸角度の関係を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a beam center axis angle and T2 of the antenna device according to the present invention.
【図３】この発明によるアンテナ装置のＴ２に対する水
平面内ビーム幅の関係を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a beam width in a horizontal plane and T2 of the antenna device according to the present invention.
【図４】この発明によるアンテナ装置のＴ１に対するビ
ームの中心軸角度の関係を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a central axis angle of a beam and T1 of the antenna device according to the present invention.
【図５】この発明によるアンテナ装置のＴ１に対する水
平面内ビーム幅の関係を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a beam width in a horizontal plane and T1 of the antenna device according to the present invention.
【図６】ダイポールアンテナの直線５に対する距離と位
相差に対するビーム中心軸角度の関係を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a distance of a dipole antenna with respect to a straight line 5 and a beam center axis angle with respect to a phase difference.
【図７】ダイポールアンテナの直線５に対する距離と位
相差に対する水平面内ビーム幅の関係を示す図。FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the distance of the dipole antenna with respect to the straight line 5 and the beam width in the horizontal plane with respect to the phase difference.
【図８】この発明によるアンテナ装置の水平面指向性パ
ターンを示す図。FIG. 8 is a diagram showing a horizontal directivity pattern of the antenna device according to the present invention.
【図９】ダイポールアンテナの直線５に対する距離と位
相差に対するビーム中心軸角度の関係を示す図。FIG. 9 is a diagram showing a relationship between a distance of a dipole antenna with respect to a straight line 5 and a beam center axis angle with respect to a phase difference.
【図１０】ダイポールアンテナの直線５に対する距離と
位相差に対する水平面内ビーム幅の関係を示す図。FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the distance of the dipole antenna with respect to the straight line 5 and the phase difference and the beam width in the horizontal plane.
【図１１】この発明によるアンテナ装置の水平面内指向
性パターンを示す図。FIG. 11 is a diagram showing a directivity pattern in a horizontal plane of the antenna device according to the present invention.
【図１２】複数の周波数帯に使用されるこの発明による
アンテナ装置の実施例を示し、Ａは斜視図、Ｂは上から
見た平面図である。FIG. 12 shows an embodiment of the antenna device according to the present invention used for a plurality of frequency bands, where A is a perspective view and B is a plan view seen from above.
【図１３】図１２に示した実施例の主ビームの方向を示
す図。FIG. 13 is a diagram showing directions of main beams in the embodiment shown in FIG. 12;
【図１４】図１３に示したアンテナ装置の２基を上下に
配置し一体化したアンテナ装置を示す図。FIG. 14 is a diagram showing an antenna device in which two antenna devices shown in FIG. 13 are vertically arranged and integrated.
【図１５】この発明による無線ゾーン構成した基地局ア
ンテナ装置の実施例を示す図。FIG. 15 is a diagram showing an embodiment of a base station antenna device configured as a wireless zone according to the present invention.
【図１６】従来のアンテナ装置を示し、Ａは斜視図、Ｂ
は上から見た平面図である。FIG. 16 shows a conventional antenna device, wherein A is a perspective view, and B is
Is a plan view seen from above.
【図１７】図１６のアンテナ装置における、位相差に対
するビーム中心軸角度の関係を示す図。17 is a diagram showing a relationship between a phase difference and a beam center axis angle in the antenna device of FIG. 16;
【図１８】図１６のアンテナ装置における、位相差に対
するビーム幅とサイドローブレベルの関係を示す図。FIG. 18 is a diagram showing a relationship between a beam width and a side lobe level with respect to a phase difference in the antenna device of FIG. 16;
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｑ 7/36 Ｈ０４Ｂ 7/26 １０５Ａ ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H04Q 7/36 H04B 7/26 105A
Claims (6)
なる距離Ｄ１，Ｄ２だけ離れて配された、互いに平行な
２つのダイポールアンテナと、 上記反射板の両側縁と連結され、上記ダイポールアンテ
ナと同一側に垂直に設けられた側面反射板と、 一つのダイポールアンテナの給電線に設けられた移相器
とが設けられ、 上記２つのダイポールアンテナの放射を同振幅・異位相
で合成する基地局アンテナ装置において、 給電線に移相器が設けられていないダイポールアンテナ
に近い側面反射板の幅Ｔ１より、給電線に移相器が設け
られたダイポールアンテナに近い側面反射板の幅Ｔ２が
長くされ、 給電線に移相器が設けられていないダイポールアンテナ
と反射板の距離Ｄ１より、給電線に移相器が設けられた
ダイポールアンテナと反射板の距離Ｄ２が大にされてい
ることを特徴とする基地局アンテナ装置。1. A single rectangular planar reflector and two parallel dipoles facing the reflector, parallel to the side edges thereof, and separated from the reflector by different distances D1 and D2. An antenna, a side reflector connected to both side edges of the reflector, and provided vertically on the same side as the dipole antenna; and a phase shifter provided on a feed line of one dipole antenna, In a base station antenna device that combines the radiation of two dipole antennas with the same amplitude and different phases, a phase shift to the feed line is made from the width T1 of the side reflector close to the dipole antenna where no phase shifter is provided in the feed line. The width T2 of the side reflector close to the dipole antenna provided with the reflector is increased, and the phase shifter is connected to the feed line based on the distance D1 between the dipole antenna and the reflector without the phase shifter provided in the feed line. A base station antenna device, wherein a distance D2 between the provided dipole antenna and the reflector is increased.
いて、 ２つのダイポールアンテナは、上記二つの側面反射板の
各遊端縁を結んだ直線上か、その直線より反射板側に位
置していることを特徴とする基地局アンテナ装置。2. The base station antenna device according to claim 1, wherein the two dipole antennas are located on a straight line connecting the free ends of the two side reflectors or on the reflector side with respect to the straight line. A base station antenna device.
いて、 一方の側面反射板の幅Ｔ１は０．２〜０．２５λ（λは
使用電波波長）他方の側面反射板の幅Ｔ２は約０．４５
３λ、２つのダイポールアンテナは、上記側面反射板の
遊端縁を結んだ直線より０〜０．０３λ反射板側にある
ことを特徴とする基地局アンテナ装置。3. The base station antenna device according to claim 2, wherein the width T1 of one of the side reflectors is 0.2 to 0.25λ (λ is a used radio wave wavelength), and the width T2 of the other side reflector is about 0. .45
The base station antenna device, wherein the 3λ and the two dipole antennas are on the side of the 0 to 0.03λ reflector from a straight line connecting the free ends of the side reflectors.
アンテナ装置において、 上記２つのダイポールアンテナと異なる周波数を使用す
る第３のダイポールアンテナが、上記２つのダイポール
アンテナと同一側で、上記反射板への投影したものが、
２つのダイポールアンテナの中間に位置するように設け
られていることを特徴とする基地局アンテナ装置。4. The base station antenna device according to claim 1, wherein a third dipole antenna using a different frequency from the two dipole antennas is on the same side as the two dipole antennas, What is projected on the reflector,
A base station antenna device provided so as to be located between two dipole antennas.
いて、 請求項４に記載のアンテナ装置と、その左右を入れかえ
たアンテナ装置とが上下に近接して配置されていること
を特徴とする基地局アンテナ装置。5. The base station antenna device according to claim 4, wherein the antenna device according to claim 4 and an antenna device whose right and left are switched are arranged vertically close to each other. Station antenna device.
いて、 請求項５に記載のアンテナ装置の２基が、その主ビーム
の方向を水平面内侠角が１２０°となるように同一高さ
で近接して配され、このようなアンテナ装置の２基が水
平面内で１２０°の角間隔で３組配されている基地局ア
ンテナ装置。6. The base station antenna device according to claim 5, wherein two of the antenna devices according to claim 5 have the same height so that the directions of the main beams are 120 ° in the horizontal plane. A base station antenna apparatus which is arranged in close proximity and two sets of such antenna apparatuses are arranged at an angular interval of 120 ° in a horizontal plane.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10138389A JPH11330848A (en) | 1998-05-20 | 1998-05-20 | Base station antenna device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10138389A JPH11330848A (en) | 1998-05-20 | 1998-05-20 | Base station antenna device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11330848A true JPH11330848A (en) | 1999-11-30 |
Family
ID=15220810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10138389A Pending JPH11330848A (en) | 1998-05-20 | 1998-05-20 | Base station antenna device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11330848A (en) |
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- 1998-05-20 JP JP10138389A patent/JPH11330848A/en active Pending
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