WO2022191243A1 - アレーアンテナ - Google Patents

アレーアンテナ Download PDF

Info

Publication number
WO2022191243A1
WO2022191243A1 PCT/JP2022/010318 JP2022010318W WO2022191243A1 WO 2022191243 A1 WO2022191243 A1 WO 2022191243A1 JP 2022010318 W JP2022010318 W JP 2022010318W WO 2022191243 A1 WO2022191243 A1 WO 2022191243A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
elements
array
array antenna
element rows
rows
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/010318
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
啓介 佐藤
裕介 鈴木
英二 天川
Original Assignee
電気興業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 電気興業株式会社 filed Critical 電気興業株式会社
Priority to EP22767197.1A priority Critical patent/EP4307482A1/en
Priority to US18/280,716 priority patent/US20240162625A1/en
Priority to CN202280019314.9A priority patent/CN117296208A/zh
Priority to KR1020237023929A priority patent/KR20230156020A/ko
Publication of WO2022191243A1 publication Critical patent/WO2022191243A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/246—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for base stations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/28—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the amplitude
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/30—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array

Definitions

  • the present invention relates to an array antenna that has a plurality of elements and transmits and receives radio waves through the elements.
  • a base station for a mobile terminal or the like forms a wide-angle area with a sector beam having a beam width of about 90 degrees or about 120 degrees.
  • 5G in order to improve area quality, there are cases where it is required to steer a narrow high-gain beam with a beam width of 20 degrees or less to a wide angle to satisfy high gain and wide-angle area formation at the same time.
  • FIG. 21 shows a configuration example of the base station 5 and the relay device 6. As shown in FIG. Beam #6 and beam #2 are directed from base station 5 toward mobile terminals 701 and 702 . On the other hand, the beam is directed through the relay device 6 to the portable terminal 703 behind the building.
  • Patent Document 2 describes that, in the case of a planar array of equilateral triangular arrangement, the distance d between element antennas of a two-element partial array is the same regardless of the combination of two element antennas in any direction ( paragraph 0064).
  • phased array antennas and beamforming antennas may be simply referred to as array antennas or antennas.
  • an antenna element may be simply called an element.
  • FIG. 22 shows a configuration example of a square array antenna
  • FIG. 23 shows a configuration example of a triangular array antenna.
  • the horizontal element spacing can be considered equivalent to an element spacing of d/2. This improves horizontal beamforming performance compared to a square array.
  • side lobes that is, grating lobes, can be suppressed from rising.
  • the number of BFICs (beam forming ICs) used in analog beam forming, which is used in mmWAVE such as the 28 GHz band, and the number of transceivers in digital beam forming, which is used in Sub6, are the largest. , an increase in cost, an increase in power consumption, and accompanying heat generation.
  • FIG. 25 shows a possible configuration example.
  • the two elements 100 within the solid line are designed with a fixed amplitude difference and phase difference.
  • Solid lines indicate combinations and groupings of elements such as sub-arrays.
  • elements that are not indicated by a solid line are similarly grouped by two elements 100 and the like.
  • horizontal beam steering performance is equivalent to that obtained when the amplitude and phase of each element are variable.
  • FIG. 26 shows another possible configuration example.
  • the two elements 100 within the solid line are controlled with the same amplitude and phase.
  • the element spacing in the vertical direction returns to d, and the vertical tilt is improved.
  • the degree of freedom of phase and amplitude at d/2 cannot be obtained for horizontal steering.
  • sub-arrays are required for beamforming antennas for mobile communications, regardless of whether they are digital or analog.
  • An array antenna having an array arrangement is desired.
  • Another object of the present invention is to provide an array antenna that simultaneously satisfies the three conditions of low cost, optimization of horizontal beam forming performance, and high antenna gain.
  • a further object of the present invention is to provide an array antenna that satisfies the above object and is applicable to both SUB6 and mmWAVE regardless of frequency, for example, when considering application to current mobile communications.
  • An array antenna is an array antenna that has a plurality of elements and transmits and receives radio waves via the elements, wherein at least a first having a radio wave control unit that tilts the transmission and reception direction of radio waves in one direction, and having a plurality of element rows in which two or more N elements are arranged at a predetermined interval d1 in a second direction substantially orthogonal to the first direction, the element
  • the columns are configured as sub-arrays, in which the elements are arranged at predetermined intervals d2 in a first direction to form element rows, and the element columns are adjacent in the second direction to adjacent elements or element columns approximately d2 in the first direction. It is an array antenna arranged with a shift of /2.
  • An array antenna according to an embodiment of the present invention is an array antenna in which, in the above-described array antenna, an element column in the outermost element row has more elements than element columns in element rows other than the outermost element row. be.
  • the number of element columns in the element rows outside the predetermined center position is equal to or greater than the number of elements in the element columns in the element rows on the center position side.
  • An array antenna according to an embodiment of the present invention is an array antenna having an outermost array group in the first direction in the above-described array antenna, and the array group has a plurality of rows of elements in the first direction.
  • An array antenna according to an embodiment of the present invention is the array antenna described above, having a plurality of array groups outside in the first direction, the array group having a plurality of element rows in the first direction, and , the outer array group is an array antenna having more element rows than the inner array group.
  • An array antenna according to an embodiment of the present invention is an array antenna characterized in that, in the array antenna described above, the least number of element rows has one element.
  • An array antenna according to an embodiment of the present invention is an array antenna in which d2 is approximately ⁇ /2 and d1 is 0.5 ⁇ or more with respect to the wavelength ⁇ of an electromagnetic wave to be transmitted and received in the above array antenna.
  • An array antenna according to an embodiment of the present invention is a base station antenna or a relay antenna of a mobile terminal in the array antenna described above, and is an array antenna whose first direction is substantially horizontal.
  • the horizontal beam forming performance is preferentially improved. Realize cost reduction.
  • 1 shows a configuration example of an array antenna according to an embodiment of the present invention
  • 1 shows a configuration example of an array antenna according to an embodiment of the present invention
  • 1 shows a configuration example of an array antenna according to an embodiment of the present invention
  • 1 shows a configuration example of an array antenna according to an embodiment of the present invention
  • 1 shows a configuration example of an array antenna according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 shows a comparison between an embodiment of the invention and a square array.
  • 1 shows a configuration example of an array antenna according to an embodiment of the present invention
  • 1 shows a configuration example of an array antenna according to an embodiment of the present invention
  • 1 shows a configuration example of an array antenna according to an embodiment of the present invention
  • 1 shows a configuration example of an array antenna according to an embodiment of the present invention
  • 1 shows a configuration example of an array antenna according to an embodiment of the present invention
  • 1 shows a configuration example of an array antenna according to an embodiment of the present invention
  • 1 shows a configuration example of an array antenna according to an embodiment of the present invention
  • 1 shows a configuration example of an array antenna according to an embodiment of the present invention
  • 1 shows a configuration example of an array antenna according to an embodiment of the present invention
  • 1 shows a configuration example of an array antenna according to an embodiment of the present invention
  • 1 shows a configuration example of an array antenna according to an embodiment of the present invention
  • 1 shows a comparative example of an embodiment of the present invention.
  • 1 shows a configuration example of an array antenna according to an embodiment of the present invention
  • 1 shows a configuration example of an array antenna according to an embodiment of the present invention
  • 1 shows a configuration example of a base station and a relay device according to an embodiment of the present invention
  • a configuration example of an array antenna is shown.
  • a configuration example of an array antenna is shown.
  • a configuration example of an array antenna is shown.
  • a configuration example of an array antenna is shown.
  • the array antenna 1 has a plurality of elements 100, transmits and receives radio waves via the elements 100, and has a subarray 110 in the vertical direction in the figure.
  • FIG. 1 there are a plurality of element rows 110 in which two or more N elements 100 are arranged at predetermined intervals d1 in a second direction y substantially orthogonal to the first direction x.
  • two elements 100A form one element row 110A.
  • the elements 100 form an element row 120 arranged at a predetermined interval d2 in the first direction x. Further, the element rows are arranged with a shift of approximately d2/2 in the first direction from the adjacent elements 100 or element rows 110 in the second direction y. Note that this deviation is indicated as ⁇ in the figure.
  • one element row 110 has two elements 100, but one element row 110 has three element rows 100A, for example, one element row 110A has three element rows 100A A configuration having three elements 100 may also be used.
  • one element row 110 may have four elements 100, such as one element row 110A having four element rows 100A as shown in FIG.
  • the solid lines in the figure indicate the grouping of the element arrays, which are designed with fixed amplitude and phase differences. Also, including the following, it should be noted that grouping is not shown for all elements as in FIG. 3, and that not all elements are necessarily shown.
  • each element 100 is connected to the same amplitude/phase adjustment section 10 for each element array 110 , and the amplitude/phase adjustment section 10 is connected to the radio wave control section 2 .
  • the radio wave control unit 2 controls the amplitude and phase of each element array, and causes the plurality of elements 100 to emit radio waves with different amplitudes or phases, thereby tilting the transmission/reception directions of radio waves at least in the first direction.
  • each element array 110 is connected to the same amplitude/phase adjuster 10, but as shown in FIG. 12 may be connected to the same amplifier 11 and phase shifter for each element array 110 .
  • a subarray control section 20 may be provided for each element array 110, and the subarray control section 20 may have an amplifier 21 and a phase shifter 22.
  • FIG. Element row 110 is a sub-array. In other words, the elements 100 in the same element array 110 are controlled by the same amplitude/phase adjuster 10 .
  • d2 may be approximately ⁇ /2 and d1 may be greater than or equal to 0.5 ⁇ with respect to the wavelength ⁇ of the electromagnetic wave to be transmitted or received.
  • a base station 5 has this array antenna 1 as a base station antenna.
  • the relay device 6 has the present array antenna 1 as a relay antenna.
  • an array antenna row is formed at intervals of d2/2 in the horizontal direction.
  • the phase difference between the horizontal elements can be set at intervals of d2/2, thereby suppressing the generation of grating lobes.
  • the performance of beam tilt is limited by the sub-array, it can be adjusted flexibly to some extent by the two-element sub-array spacing d1.
  • the first direction x may be horizontal and the second direction y may be vertical.
  • the first direction x may be the direction that requires the widest tilt angle.
  • the first direction x is the direction that requires the widest tilt angle
  • the second direction y is the direction that requires the next widest tilt angle among the directions orthogonal to the first direction x. good too.
  • FIG. 7 compares this embodiment with a square arrangement, and shows the relationship between the horizontal steering angle ⁇ and the antenna gain G.
  • the values for this example are shown in solid lines as Example 1, and the recipe array values are shown in dashed lines. They are arranged with a horizontal offset of d2/2 with respect to the subarray group. Since the horizontal phase difference can be set at intervals of d2/2, the generation of graded lobes is suppressed, thereby preventing a decrease in gain.
  • the gain of this embodiment is improved by about 1 dB compared to the square arrangement. Moreover, the difference between the maximum gain when the steering angle is 0 degrees and the antenna gain when the steering angle is 60 degrees is within 3 dB, and the decrease in antenna gain due to steering is suppressed to be small.
  • the sub-array configuration is effective for wide-angle steering in the horizontal direction, and the maximum gain of the antenna can be maintained substantially the same as in the case of the square array.
  • the sub-array unit has a triangular arrangement, thereby realizing both optimization of horizontal beam forming performance and cost reduction.
  • beam forming antennas that assume sub-arrays, wide-angle steering and high gain performance are compatible. Reducing the number of ICs and transceivers also leads to cost reduction. Also, any frequency is applicable regardless of SUB6 and mmWAVE. In particular, the characteristics of the beam forming antenna sub-array are greatly improved.
  • the antenna gain obtained with an array antenna is proportional to the antenna aperture, that is, the area of the array antenna.
  • the antenna aperture will be small for the same number of elements, resulting in a decrease in gain. In other words, it is necessary to widen the antenna aperture in order to improve the antenna gain.
  • the performance during horizontal steering is the same as in the above-described embodiment, but the opening is increased. Antenna gain can be improved. Such a configuration will be described below.
  • FIG. 8 shows a configuration example of the array antenna 1 in one embodiment of the present invention.
  • the element columns 110 in the outermost element rows 120 have more elements 100 than the element columns 110 in element rows 120 other than the outermost element rows.
  • element column 110A in outermost element row 120 has three elements 100A.
  • the element column 110 in the outermost element row 120 has three elements 100 and the element columns 110 in element rows 120 other than the outermost element row have two elements 100 .
  • the element column 110 in the outermost element row 120 may be configured with four elements 100 as shown in FIG. Alternatively, a configuration having five elements 100 as shown in FIG. 10 may be used.
  • An optimum antenna gain can be achieved by setting the number of elements included in the element column 110 in the outermost element row 120 according to the required antenna gain.
  • FIG. 11 shows a configuration example of an array antenna 1 in one embodiment of the present invention.
  • the element columns 110 in the element rows 120 outside the predetermined center position have the number of elements 100 equal to or greater than the number of elements 100 in the element columns 110 in the element rows 120 on the center position side.
  • the center position is the center of the arrangement of the elements 100, for example, the middle position of the outermost elements 100 in the horizontal x and vertical y directions. Depending on the performance, it may not necessarily be the center.
  • the element column 110 in the outermost element row 120 with respect to the predetermined center position has three elements 100, and the element column in the next outer element row 120 with respect to the predetermined center position.
  • the element 110 has two elements 100 and the element column 110 in the inner element row 120 has one element 100 . Although only one element is connected to the amplitude/phase adjustment unit 10 in the inner element row 120 of this example, one element is considered to be formed as one element column in such a configuration. .
  • the element column 110 in the outermost element row 120 with respect to the given center position has four elements 100, and the next outer element row with respect to the given center position.
  • An element column 110 at 120 may have two elements 100 , and an element column 110 at an element row 120 inside may have one element 100 .
  • the element column 110 in the outermost element row 120 with respect to a given center position has four elements 100 and the next outermost element row with respect to a given center position.
  • An element column 110 at 120 may have three elements 100 , and an element column 110 at an element row 120 inside may have two elements 100 .
  • the side lobe suppression It is easy to adjust the amplitude ratio.
  • the amplitude can be smoothly changed, and side lobes can be suppressed.
  • the element column 110 in the outermost element row 120 with respect to the given center position has three elements 100, and the next outer element row with respect to the given center position.
  • the element column 110 at 120 may have three elements 100 and the element column 110 at the element row 120 inside may have two elements 100 .
  • the element column 110 in the outermost element row 120 with respect to the given center position has three elements 100 and the next outer element row with respect to the given center position.
  • An element column 110 at 120 may have three elements 100 , and an element column 110 at an element row 120 inside may have one element 100 .
  • the element columns 110 in the outermost three element rows 120 with respect to the predetermined center position have two elements 100, and the element columns 110 in the inner element rows 120
  • the element array 110 may be configured to have one element 100 . Also in these configurations, side lobes can be suppressed more efficiently.
  • FIG. 18 shows that the element column 110 in the outermost element row 120 has three elements 100, and the element columns 110 in the element rows 120 other than the outermost element row have Example 2 is an example having two elements 100, and Example 1 is an example having two elements 100 in the element array 110 described above. indicates Values for example 1 are shown in solid lines and values for example 2 are shown in dashed lines.
  • the gain is improved by about 1 dB in the steering angle range as compared with Example 1 because the aperture is widened. In this way, it is possible to improve the gain while maintaining the horizontal steering performance.
  • FIG. 17 shows a configuration example of the array antenna 1 in one embodiment of the present invention. It has an array group 150 on the outermost side in the first direction x, and the array group 150 has multiple rows of element rows 110 in the first direction x. As shown in FIG. 17, array group 150A has two element rows 110 and each element row has three elements 100A. The same is true for the other outermost array groups 150B, 150G, 150H in the first direction x and the second direction y. Also,. Among the outermost array groups in the first direction x and the second direction y, the array groups 150C, 150D, 150E, and 150F that are not the outermost in the second direction y have two element columns 110. , and each element row has two elements 100 .
  • the array group is configured as sub-arrays and controlled with the same amplitude and phase.
  • one array group is connected to the same amplitude/phase adjusting section 10, but other configurations may be used as long as they are controlled with the same amplitude/phase.
  • the number of elements is also increased in the horizontal outermost sub-array for which steering performance is desired. In this embodiment, the number is increased by one element, that is, by one element row. In this way, the gain is improved as much as the aperture is widened.
  • an array group 150 can also be configured to have three element rows 110 .
  • FIG. 19 shows a configuration example of the array antenna 1 in one embodiment of the present invention.
  • the array antenna 1 has a plurality of array groups 150, 151 outside in the first direction x.
  • This embodiment has a total of 16 array groups: array groups 150A, 150B, 150C, 150D, 150E, 150F, 150G, 150H, 151A, 151B, 151C, 151D, 151E, 151F, 151G, and 151H.
  • the array group 150 has multiple rows of element rows 110 in the first direction x.
  • array group 10A has three element rows 110A.
  • Each element row 110A has four elements 100A.
  • the outer array groups 150A-150H have more rows of elements than the inner array groups 151A-151H.
  • the outer array groups 150A-150H have three element columns 110, and the inner array groups 151A-151H have two element columns 110, respectively.
  • side lobes can be more effectively suppressed particularly in the horizontal direction.
  • the arrangement of the sub-arrays can be devised to increase the gain during beam steering in the horizontal direction.
  • Antenna gain can be increased by changing the number of elements in the subarray between the outer side and the central side.
  • Sub-arrays can reduce the number of ICs and transceivers and reduce costs. All of the above embodiments can be applied to any beamforming antenna regardless of SUB6/mmWAVE. Further, in an antenna array that assumes a sub-array configuration, it is possible to achieve high efficiency, ie, an improvement in array gain, while maintaining a wide angular range of horizontal beam steering.
  • the present invention is not limited to the above examples, and includes various examples without departing from the scope of the present invention.
  • an antenna provided on a curved surface is also effective.
  • Standards other than 5G are also applicable.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

【課題】低コスト・水平ビームフォーミング性能の最良化を両立するアレーアンテナを提供することを目的とする。 【解決手段】アレーアンテナは、複数の素子を有し、素子を介して電波を送受信する。アレーアンテナは電波制御部を有する。電波制御部は、複数の素子において振幅または位相を互いに異なる電波を発することにより、少なくとも第一方向において電波の送受信方向を傾ける。アレーアンテナは、第一方向と略直交する第二方向に２つ以上のＮ個の素子が所定間隔ｄ１で並ぶ素子列を複数有する。素子列はサブアレーとして構成されている。素子は、第一方向に所定間隔ｄ２で並べられて素子行を形成しており、素子列は第二方向において隣接する素子または素子列と、第一方向に略ｄ２／２ずれて配置されている。

Description

アレーアンテナ
　本発明は、複数の素子を有し、素子を介して電波を送受信するアレーアンテナに関する。
　従来、携帯端末などの基地局では、ビーム幅が９０度前後や１２０度前後のセクタビームで広角にエリア形成していた。一方５Ｇでは、エリア品質改善のため、ビーム幅が２０度以下などの細い高利得ビームを広角にステアリングして、高利得と広角エリア形成を同時に満たすことが求められるケースがある。図２１は、基地局５や中継装置６の構成例を示す。基地局５から携帯端末７０１、７０２に向けてビーム＃６やビーム＃２が向けられている。他方、建物などの裏にある携帯端末７０３には、中継装置６を介してビームが向けられる。
　その実現のため、移動通信では、複数の機器によるデジタルビームフォーミングや、ビームフォーミングＩＣによる、アナログビームフォーミングに対応した高機能アンテナの開発が進められている。
　ビームフォーミングの性能を最大化するアレーアンテナの配列として、図２３に記載のような三角配列が知られている（特許文献１の段落０００２および図２７など）。この配列は、適切な素子間隔で、かつ１素子ごとの給電条件を自由に設定することにより、最良のビームフォーミング性能が得られる。
　配置される全てのアンテナ素子について、振幅・位相が可変、つまり、自由に調整できる場合、サイドローブ特性などを考慮すると、アンテナの配置を「三角配列」とすることが、利得・ビームステアリングの角度範囲にとって望ましい。例えば、特許文献２には、正三角配列の平面アレーの場合は、どの方向の２つの素子アンテナを組み合わせても２素子部分アレーの素子アンテナの間隔ｄは同じであることが記載されている（段落００６４）。
　以下、フェーズドアレーアンテナやビームフォーミングアンテナを、単にアレーアンテナ、またはアンテナと呼ぶことがある。また、アンテナ素子を単に素子と呼ぶことがある。
特開２０２１－０２７４６５号公報 特開２０２０－１９８５７６号公報
　まず、三角配列と正方配列の違いを説明する。
　図２２は正方配列のアレーアンテナの構成例を示し、図２３は三角配列のアレーアンテナの構成例を示す。  
　図２３に示される三角配列では、隣接する素子の行が水平方向にｄ／２分ずれているため、水平方向素子間隔はｄ／２の素子間隔と等価であると見なせる。これにより、正方配列に比べて、水平方向のビームフォーミングの性能が向上する。
　特に、広角にステアリングした際には、サイドローブ、つまり、グレーティングローブの上昇が抑えることができる。
　このように、三角配列、特に正三角形配列で、各素子の振幅や位相が可変の場合は、１素子ごとに自由な振幅・位相条件を設定可能であり、理論上、最良のビームフォーミング性能が得られる。
　ただし、全素子可変を実現するためには、１素子ごとに給電条件を自由設定する必要があるため、例えば図２４に示されるように素子１００の１つ１つに対して振幅・位相調整部１０を設けるなど、全素子１００に対応する数量の無線機やビームフォーミングＩＣなどの振幅・位相調整部１０を用意する必要がある。
　例えば、２８ＧＨｚ帯などのｍｍＷＡＶＥで利用されている、アナログビームフォーミングではＢＦＩＣ（ｂｅａｍ　ｆｏｒｍｉｎｇ　ＩＣ）の数量が、Ｓｕｂ６等で利用されている、デジタルビームフォーミングではトランシーバーの数量が、それぞれ最大となってしまい、コストの増大、消費電力の増大、それに伴う発熱などが問題となる。
　そこで、コスト削減のためにサブアレー化して、ＩＣやトランシーバーの数を減らすことを検討する。
　図２５は、考えられる構成例を示す。素子列１１０内において、実線内の２つの素子１００は固定の振幅差・位相差で設計される。なお、実線はサブアレーなど素子の組み合わせやグルーピングを示すものである。また、以下の説明も含め、全ての素子に対して実線を明記しているわけではない。つまり、実線を明記していない素子も、同様に２つの素子１００などでグルーピングされている。
　図２５に示されるように、同一列の隣接素子１００でサブアレー化した場合、水平方向のビームステアリングについては、各素子の振幅・位相が可変である場合と同等の性能が得られる。
　但し、垂直方向、つまり、サブアレー内の素子１００の間隔が２×dと開いてしまい、垂直チルト、つまり、垂直方向のビームフォーミングを掛けた場合に、サイドローブ上昇などの劣化が起こる。
　図２６は、考えられる別の構成例を示す。素子列１１０内において、実線内の２つの素子１００は同じ振幅・位相で制御される。
　本構成では、垂直方向については素子間隔がｄに戻り、垂直チルトは改善される。一方、水平方向については素子間隔がｄであるため、水平ステアリングについてはｄ／２での位相・振幅の自由度が得られない。
　コスト削減のためにＩＣやトランシーバーの数を減らそうと素子をサブアレー化した際には、上述のようにビームフォーミング性能が劣化する。
　このような問題を解決し、移動通信基地局ビームフォーミングアンテナにおいて、コストパフォーマンスを最適化することが求められる。
　また、送信ＥＩＲＰの増強、受信系の低ノイズ化など、送受信の通信品質の向上の観点から、アンテナ利得は高い方が望ましいが、ビームフォーミング時の性能を担保したい場合、アンテナ素子間隔を狭める必要があり、アンテナ開口が小さくなり、利得が下がる。
　低コスト化を目的にサブアレー化することを前提とした場合に、水平側のビームステアリング角度範囲を広角に保ちつつ、アレー利得を高める、つまり、高効率化された配置を検討したい。
　特に、デジタル・アナログ問わず移動通信用ビームフォーミングアンテナに求められる、サブアレー化による、無線機・ＢＦＩＣの数量低減、水平方向ビームステアリング角度範囲の広角化、高アレー利得化を実現する、サブアレー前提のアレー配置を有するアレーアンテナが求められる。
　そこで、本発明は、低コスト・水平ビームフォーミング性能の最良化を両立するアレーアンテナを提供することを目的とする。
　また、本発明は、低コスト・水平ビームフォーミング性能の最良化・アンテナ高利得化の３つに条件を同時に満たすアレーアンテナを提供することを目的とする。
　さらに、上述の目的を満たすと同時に、周波数にはよらず、例えば現在の移動通信での適用を考えた場合、ＳＵＢ６、ｍｍＷＡＶＥどちらでも適用可能なアレーアンテナを提供することを目的とする。
　移動通信においては、水平方向のビームフォーミングが優先されるため、水平のビームフォーミング性能が維持できる配列方法が望まれる。移動通信用基地局アンテナにおける、ビームフォーミングでは、垂直側ビームチルトと比較して、水平側のビームステアリング角度範囲について、広角に求められるケースが多い。
　そこで、無線機やビームフォーミングＩＣの数を減らす場合、垂直側のアンテナ素子を２素子以上のサブアレーとしてサブアレー化し、水平方向のビームステアリング角度範囲を、全素子可変の場合と同様に維持することにより、水平方向のビームフォーミング性能を優先的に向上しつつ低コスト化を実現する。
　本発明の一実施形態におけるアレーアンテナは、複数の素子を有し、素子を介して電波を送受信するアレーアンテナであって、複数の素子において振幅または位相を互いに異なる電波を発することにより、少なくとも第一方向において電波の送受信方向を傾ける、電波制御部を有し、第一方向と略直交する第二方向に２つ以上のＮ個の素子が所定間隔ｄ１で並ぶ素子列を複数有し、素子列はサブアレーとして構成され、第一方向に、素子が所定間隔ｄ２で並べられて素子行を形成しており、素子列は第二方向において隣接する素子または素子列と、第一方向に略ｄ２／２ずれて配置されている、アレーアンテナである。
　本発明の一実施形態におけるアレーアンテナは、上述のアレーアンテナにおいて、最も外側の素子行にある素子列は、最も外側の素子行以外の素子行にある素子列より多い素子を有する、アレーアンテナである。
　本発明の一実施形態におけるアレーアンテナは、上述のアレーアンテナにおいて、所定の中心位置に対して外側の素子行にある素子列は、中心位置側の素子行にある素子列の有する素子以上の数の素子を有する、アレーアンテナである。
　本発明の一実施形態におけるアレーアンテナは、上述のアレーアンテナにおいて、第一方向において最も外側にアレーグループを有し、アレーグループは第一方向において複数列の素子列を有する、アレーアンテナである。
　本発明の一実施形態におけるアレーアンテナは、上述のアレーアンテナにおいて、第一方向において外側に複数のアレーグループを有し、アレーグループは第一方向において複数列の素子列を有し、第一方向において、外側のアレーグループは内側のアレーグループの有する列以上の数の素子列を有する、アレーアンテナである。
　本発明の一実施形態におけるアレーアンテナは、上述のアレーアンテナにおいて、最も少ない素子列は１つの素子を有することを特徴とする、アレーアンテナである。
　本発明の一実施形態におけるアレーアンテナは、上述のアレーアンテナにおいて、送受信する電磁波の波長λに対して、ｄ２が略λ／２であり、ｄ１が０．５λ以上である、アレーアンテナである。
　本発明の一実施形態におけるアレーアンテナは、上述のアレーアンテナにおいて、携帯端末の基地局アンテナまたは中継アンテナであり、第一方向が略水平方向である、アレーアンテナである。
　垂直側のアンテナ素子を２素子以上のサブアレーとしてサブアレー化し、水平方向のビームステアリング角度範囲を、全素子可変の場合と同様に維持することにより、水平方向のビームフォーミング性能を優先的に向上しつつ低コスト化を実現する。
本発明の一実施例におけるアレーアンテナの構成例を示す。 本発明の一実施例におけるアレーアンテナの構成例を示す。 本発明の一実施例におけるアレーアンテナの構成例を示す。 本発明の一実施例におけるアレーアンテナの構成例を示す。 本発明の一実施例におけるアレーアンテナの構成例を示す。 本発明の一実施例におけるアレーアンテナの構成例を示す。 本発明の一実施例と正方配列との比較を示す。 本発明の一実施例におけるアレーアンテナの構成例を示す。 本発明の一実施例におけるアレーアンテナの構成例を示す。 本発明の一実施例におけるアレーアンテナの構成例を示す。 本発明の一実施例におけるアレーアンテナの構成例を示す。 本発明の一実施例におけるアレーアンテナの構成例を示す。 本発明の一実施例におけるアレーアンテナの構成例を示す。 本発明の一実施例におけるアレーアンテナの構成例を示す。 本発明の一実施例におけるアレーアンテナの構成例を示す。 本発明の一実施例におけるアレーアンテナの構成例を示す。 本発明の一実施例におけるアレーアンテナの構成例を示す。 本発明の実施例の比較例を示す。 本発明の一実施例におけるアレーアンテナの構成例を示す。 本発明の一実施例におけるアレーアンテナの構成例を示す。 本発明の一実施例における基地局および中継装置の構成例を示す。 アレーアンテナの構成例を示す。 アレーアンテナの構成例を示す。 アレーアンテナの構成例を示す。 アレーアンテナの構成例を示す。 アレーアンテナの構成例を示す。
　図１および図４は、本発明の一実施例におけるアレーアンテナ１の構成例を示す。
　アレーアンテナ１は、複数の素子１００を有し、素子１００を介して電波を送受信するものであり、図における垂直方向にサブアレー１１０を有する。
　図１に示されるように、第一方向ｘと略直交する第二方向ｙに２つ以上のＮ個の素子１００が所定間隔ｄ１で並ぶ素子列１１０を複数有する。
　本実施例では、例えば２つの素子１００Ａが１つの素子列１１０Ａを形成している。
　素子１００は、第一方向ｘに所定間隔ｄ２で並べられて素子行１２０を形成している。
　また素子列は、第二方向ｙにおいて隣接する素子１００または素子列１１０と、第一方向に略ｄ２／２ずれて配置されている。なお、このずれは図中でδとして記載されている。
　本実施例では、１つの素子列１１０は２つの素子１００を有しているが、図２に示されるように１つの素子列１１０Ａが３つの素子列１００Ａを有するなど、１つの素子列１１０が３つの素子１００を有している構成でもよい。また、図３に示されるように１つの素子列１１０Ａが４つの素子列１００Ａを有するなど、１つの素子列１１０が４つの素子１００を有している構成でもよい。
　なお、図の実線は素子列のグルーピングを示すものであり、固定の振幅差・位相差で設計される。また、以下も含めて、図３のようにすべての素子についてグルーピングを示すわけではない点、および、必ずしもすべての素子が図示されているわけではない点に注意が必要である。
　図４に示されるように、各素子１００は、素子列１１０ごとに同じ振幅・位相調整部１０に接続され、振幅・位相調整部１０は電波制御部２に接続されている。例えば、素子列１１０Ａの２つの素子１００Ａは、１つの振幅・位相調整部１０に接続されている。
　そして、電波制御部２は、素子列ごとに振幅・位相を制御し、複数の素子１００において振幅または位相を互いに異なる電波を発することにより、少なくとも第一方向において電波の送受信方向を傾ける。
　本実施例では、素子列１１０ごとに同じ振幅・位相調整部１０に接続されているが、図５に示されるように、振幅・位相調整部１０を、振幅を調整する増幅器１１および位相を調整するフェイズシフタ１２に分けて構成し、素子列１１０ごとに同じ増幅器１１およびフェイズシフタに１２接続されている構成でもよい。
あるいは、図６に示されるように素子列１１０ごとにサブアレー制御部２０を設け、サブアレー制御部２０が増幅器２１およびファイズシフタ２２を有する構成としてもよい。
　素子列１１０はサブアレーである。つまり、同じ素子列１１０内の素子１００は同一の振幅・位相調整部１０で制御されている。
　一実施例において、送信または受信する電磁波の波長λに対して、ｄ２が略λ／２であり、ｄ１が０．５λ以上であるものとすることができる。
　本構成により、効率よく水平方向にチルトしつつ、ｄ１の値を調整することで最適な利得を実現することができる。つまり、ｄ１の値を可能な限り広げることで、アレー利得を高めつつ、オフセットδによる、素子間隔の疑似的な低減化により、水平方向ビームステアリングの広角角度範囲も維持できる。
　一実施例において、携帯端末の基地局アンテナまたは中継アンテナであり、第一方向が略水平方向である。
　図２１に示されるように、基地局５は基地局アンテナとして本アレーアンテナ１を有する。また、中継装置６は中継アンテナとして本アレーアンテナ１を有する。
　これらの実施例では、垂直方向に素子間隔ｄ１でサブアレー化したアレーアンテナが、水平方向に素子間隔ｄ２で配置され、次の行の、垂直方向サブアレー群は、オフセット量δ＝ｄ２／２で、水平方向にオフセットし、配列されている。
　この構成では、水平方向にｄ２／２の間隔で、アレーアンテナ列が構成される。これにより、水平方向素子間の位相差を、ｄ２／２の間隔で設定できるため、グレーティングローブの発生が抑えられる。
　また垂直方向については、サブアレー化により、ビームチルトの性能が制限されてしまうものの、２素子サブアレー間隔ｄ１により、ある程度柔軟に調整が可能である。
　本実施例では水平方向にオフセットしているが、垂直チルト側で広角なステアリングが必要の場合、９０度回転させても良い。つまり、第一方向ｘが水平方向であり、第二方向ｙが垂直方向である構成でもよい。
　あるいは、第一方向ｘが最も広角なチルトが要求される方向としてもよい。さらに、第一方向ｘが最も広角なチルトが要求される方向としたうえで、第二方向ｙが、第一方向ｘと直交する方向の中で、次に広角なチルトが要求される方向としてもよい。
　図７は、本実施例を正方配列と比較したものであり、水平ステアリング角度θとアンテナ利得Gとの関係を示す。本実施例の値は例１として実線で、製法配列の値は破線で示されている。
　サブアレー群に対してｄ２／２だけ水平方向にオフセットして配列されている。
　水平方向の位相差をｄ２／２間隔で設定できるためグレーデングローブの発生が抑えられて利得低下を防いでいる。
　ステアリング角度が６０°など水平方向の広角ステアリングでは、本実施例の利得は、正方配列の場合と比較して、約１ｄＢ程度改善する。
　また、ステアリング角度が０度での最大利得と、６０°でのアンテナ利得の差は３ｄＢ以内となっており、ステアリングによるアンテナ利得の低下も小さく抑えられている。
　このように、サブアレー構成時についても、水平方向の広角ステアリング時に有効である一方で、アンテナの最大利得についても、正方配列の場合と比較して、ほぼ同等に維持できる。
　以上の構成では、サブアレー単位での三角配列とすることで、水平ビームフォーミング性能の最良化と低コスト化の両立を実現する。
　特に、サブアレー化を前提とした、ビームフォーミングアンテナにおいて、広角ステアリングと高利得性能を両立する。ＩＣやトランシーバーの数を減らすことで、低コスト化にもつながる。また、ＳＵＢ６、ｍｍＷＡＶＥによらず、いずれの周波数でも適用可能である。
　特に、ビームフォーミングアンテナのサブアレー化時の特性を大きく改善する。
　ところで、アレーアンテナで得られるアンテナ利得は、アンテナ開口、つまり、アレーアンテナの面積に比例する。
　ビームステアリング時の性能、特にサイドローブの上昇を考慮すると、素子間隔は狭い方が良い。ただし、素子間隔が狭いと、同一の素子数の場合、アンテナ開口が小さくなるため、利得が低下する。つまり、アンテナ利得向上のためにはアンテナ開口を広くとる必要がある。
　垂直方向のサブアレーの内、最外のサブアレーなど外部のサブアレーの素子数を、中央側のサブアレーより増やすことで、水平ステアリング時の性能は上述の実施例と同等としつつ、開口が増加する分、アンテナ利得を向上することができる。以下、このような構成を説明する。
　図８は本発明の一実施例におけるアレーアンテナ１の構成例を示す。
　本実施例において、最も外側の素子行１２０にある素子列１１０は、最も外側の素子行以外の素子行１２０にある素子列１１０より多い素子１００を有する。例えば、最も外側の素子行１２０にある素子列１１０Ａは３つの素子１００Ａを有する。
　本構成では、最も外側の素子行１２０にある素子列１１０は３つの素子１００を有し、最も外側の素子行以外の素子行１２０にある素子列１１０は２つの素子１００を有する。
　最も外側の素子行１２０にある素子列１１０は、図９に示されるように４つの素子１００を有する構成でもよい。あるいは、図１０に示されるように５つの素子１００を有する構成でもよい。
　最も外側の素子行１２０にある素子列１１０が有する素子数を、求められるアンテナ利得に合わせて設定することにより、最適なアンテナ利得が実現できる。
　図１１は本発明の一実施例におけるアレーアンテナ１の構成例を示す。
　本実施例において、所定の中心位置に対して外側の素子行１２０にある素子列１１０は、中心位置側の素子行１２０にある素子列１１０の有する素子１００以上の数の素子１００を有する。本実施例において中心位置は素子１００の配列の中心、例えば水平方向ｘ、垂直方向ｙのそれぞれ最も外にある素子１００の中間の位置で、中心位置はあくまで配列の中心位置であるが、アンテナの性能などによっては必ずしも中心でなくともよい。
　本実施例では、所定の中心位置に対して最も外側の素子行１２０にある素子列１１０は３つの素子１００を有し、所定の中心位置に対して次に外側の素子行１２０にある素子列１１０は２つの素子１００を有し、それより内側の素子行１２０にある素子列１１０は１つの素子１００を有する。なお、本例の内側の素子行１２０では振幅・位相調整部１０に１つの素子だけが接続されているが、このような構成では、１つの素子が１つの素子列として形成されているとみなす。
　図１２に示される例のように、所定の中心位置に対して最も外側の素子行１２０にある素子列１１０は４つの素子１００を有し、所定の中心位置に対して次に外側の素子行１２０にある素子列１１０は２つの素子１００を有し、それより内側の素子行１２０にある素子列１１０は１つの素子１００を有する構成でもよい。
　あるいは、図１３に示されるように、所定の中心位置に対して最も外側の素子行１２０にある素子列１１０は４つの素子１００を有し、所定の中心位置に対して次に外側の素子行１２０にある素子列１１０は３つの素子１００を有し、それより内側の素子行１２０にある素子列１１０は２つの素子１００を有する構成でもよい。
　これらの例のように、素子列１２０の有する素子数が、中心位置側から外側に向かって滑らかに増加する場合、言い換えると、数段階で素子数が増加する構成では、サイドローブ抑制のための振幅比の調整も行いやすい。つまり、アレーアンテナ全体で見た場合、最も外側の素子行において素子数が急に増加する場合に比べ、滑らかに振幅が変化する構成とすることができ、サイドローブが抑制できる。
　図１４に示される例のように、所定の中心位置に対して最も外側の素子行１２０にある素子列１１０は３つの素子１００を有し、所定の中心位置に対して次に外側の素子行１２０にある素子列１１０は３つの素子１００を有し、それより内側の素子行１２０にある素子列１１０は２つの素子１００を有する構成でもよい構成でもよい。
　あるいは、図１５に示されるように、所定の中心位置に対して最も外側の素子行１２０にある素子列１１０は３つの素子１００を有し、所定の中心位置に対して次に外側の素子行１２０にある素子列１１０は３つの素子１００を有し、それより内側の素子行１２０にある素子列１１０は１つの素子１００を有する構成でもよい。
　あるいは、図１６に示されるように、所定の中心位置に対して最も外側にある３行の素子行１２０にある素子列１１０は２つの素子１００を有し、それより内側の素子行１２０にある素子列１１０は１つの素子１００を有する構成でもよい。
　これらの構成においても、より効率的にサイドローブが抑制できる。
　図１８は、図８に記載されているような、最も外側の素子行１２０にある素子列１１０が３つの素子１００を有し、最も外側の素子行以外の素子行１２０にある素子列１１０が２つの素子１００を有する例を例２とし、上述の、素子列１１０が２つの素子１００を有する例を例１として、両者を比較したものであり、水平ステアリング角度θとアンテナ利得Gとの関係を示す。例１の値は実線で、例２の値は一点破線で示されている。
　例２では開口が広がった分、ステアリング角度範囲において、例１よりも約１ｄＢ程度の利得向上が得られる。
　このように、水平ステアリングの性能を維持しつつ、利得向上の両立ができる。
　図１７は本発明の一実施例におけるアレーアンテナ１の構成例を示す。
　第一方向ｘにおいて最も外側にアレーグループ１５０を有し、アレーグループ１５０は第一方向ｘにおいて複数列の素子列１１０を有する。
　図１７に示されるように、アレーグループ１５０Ａは２つの素子列１１０を有し、各素子列は３つの素子１００Ａを有する。第一方向ｘおよび第二方向ｙにおいて最も外側にある他のアレーグループ１５０Ｂ、１５０Ｇ、１５０Ｈについても同様である。また、。第一方向ｘおよび第二方向ｙにおいて最も外側にあるアレーグループのうち、第二方向ｙにおいて最も外側以外にあるアレーグループ１５０Ｃ、１５０Ｄ、１５０Ｅ、１５０Ｆは、アレーグループ１５０Ａは２つの素子列１１０を有し、各素子列は２つの素子１００を有する。
　アレーグループはサブアレーとして構成され、同一の振幅・位相で制御される。本実施例では１つのアレーグループは同一の振幅・位相調整部１０に接続されているが、同一の振幅・位相で制御されるのであれば、その他の構成でもよい。
　本実施例では、ステアリング性能を得たい、水平方向の最外のサブアレーについても、素子数を増加している。本実施例では１素子分、つまり、１素子列増加している。
　このように、開口が広がる分利得は向上する。
　本構成は、BFICやトランシーバー数を増やさず、よりアンテナ利得を得たい場合に有効である。
　図１８に示されるように、アレーグループ１５０が３つの素子列１１０を有する構成とすることもできる。
　図１９は本発明の一実施例におけるアレーアンテナ１の構成例を示す。
　アレーアンテナ１は、第一方向ｘにおいて外側に複数のアレーグループ１５０、１５１を有する。本実施例では、アレーグループ１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃ、１５０Ｄ、１５０Ｅ、１５０Ｆ、１５０Ｇ、１５０Ｈ、１５１Ａ、１５１Ｂ、１５１Ｃ、１５１Ｄ、１５１Ｅ、１５１Ｆ、１５１Ｇ、１５１Ｈの計１６のアレーグループを有する。
　アレーグループ１５０は第一方向ｘにおいて複数列の素子列１１０を有する。例えばアレーグループ１０Ａは３つの素子列１１０Ａを有する。そして、素子列１１０Ａはそれぞれ４つの素子１００Ａを有する。
　第一方向において、外側のアレーグループ１５０Ａ～１５０Ｈは内側のアレーグループ１５１Ａ～１５１Ｈの有する列以上の数の素子列を有する。本実施例では、外側のアレーグループ１５０Ａ～１５０Ｈは３つの素子列１１０を、内側のアレーグループ１５１Ａ～１５１Ｈは２つの素子列１１０を、それぞれ有する。
　本構成のように、アレーグループの有する素子列の数が水平方向においても数段階で増加する場合は、特に、水平方向においてもサイドローブをより効果的に抑制できる。
　以上の実施例では、水平ビームフォーミング性能の最良化と低コスト化に高利得化を合わせた３つの課題を同時に満たすアレーアンテナが実現できる。
　以上の各実施例で説明されたように、サブアレーでの配列を工夫し、水平方向のビームステアリング時の利得を高められる。サブアレーの素子数について外側と中央側で変えることで、アンテナ利得を高められる。サブアレー化により、ＩＣやトランシーバー数を減らし、低コスト化も可能となる。
　以上の実施例はいずれも、ＳＵＢ６／ｍｍＷＡＶＥに関わらず、ビームフォーミングアンテナであれば適用が可能である。
　そして、サブアレー化を前提としたアンテナアレーにおいて、水平方向ビームステアリングの広角角度範囲を維持しつつ、高効率化つまりアレー利得の向上を実現できる。
　本発明は以上の実施例に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で様々な実施例を含むことは言うまでもない。
　例えば、平面アンテナの代わりに曲面上に設けられたアンテナでも有効である。
　また、５Ｇ以外の規格でも適用可能である。
１　アレーアンテナ
２　電波制御部
５　基地局
６　中継装置
７０１、７０２、７０３　携帯端末
１０　振幅・位相調整部
１１、２１　増幅器
１２、２２　フェイズシフタ
２０　サブアレー制御部
１００、１００A　素子
１１０、１１０A　素子列
１２０　素子行
１５０、１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃ、１５０Ｄ、１５０Ｅ、１５０Ｆ、１５０Ｇ、１５０Ｈ、１５１、１５１Ａ、１５１Ｂ、１５１Ｃ、１５１Ｄ、１５１Ｅ、１５１Ｆ、１５１Ｇ、１５１Ｈ　アレーグループ

Claims (8)

  1. 　複数の素子を有し、前記素子を介して電波を送受信するアレーアンテナであって、
    　前記複数の素子において振幅または位相を互いに異なる電波を発することにより、少なくとも第一方向において電波の送受信方向を傾ける、電波制御部を有し、
    　前記第一方向と略直交する第二方向に２つ以上のＮ個の前記素子が所定間隔ｄ１で並ぶ素子列を複数有し、前記素子列はサブアレーとして構成され、
    　前記第一方向に、前記素子が所定間隔ｄ２で並べられて素子行を形成しており、
    　前記素子列は前記第二方向において隣接する前記素子または前記素子列と、第一方向に略ｄ２／２ずれて配置されていることを特徴とする、アレーアンテナ。
  2. 　最も外側の前記素子行にある前記素子列は、最も外側の前記素子行以外の前記素子行にある前記素子列より多い前記素子を有することを特徴とする、請求項１に記載のアレーアンテナ。
  3. 　所定の中心位置に対して外側の前記素子行にある前記素子列は、中心位置側の前記素子行にある前記素子列の有する前記素子以上の数の前記素子を有することを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載のアレーアンテナ。
  4. 　前記第一方向において最も外側に前記アレーグループを有し、前記アレーグループは前記第一方向において複数列の前記素子列を有することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載のアレーアンテナ。
  5. 　前記第一方向において外側に複数の前記アレーグループを有し、前記アレーグループは前記第一方向において複数列の前記素子列を有し、
    　前記第一方向において、外側の前記アレーグループは内側の前記アレーグループの有する列以上の数の前記素子列を有することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載のアレーアンテナ。
  6. 　最も少ない前記素子列は１つの前記素子を有することを特徴とする、請求項４または５のいずれかに記載のアレーアンテナ。
  7. 　送受信する電磁波の波長λに対して、前記ｄ２が略λ／２であり、前記ｄ１が０．５λ以上であることを特徴とする、請求項１または６のいずれかに記載のアレーアンテナ。
  8. 　携帯端末の基地局アンテナまたは中継アンテナであり、前記第一方向が略水平方向であることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれかに記載のアレーアンテナ。
PCT/JP2022/010318 2021-03-10 2022-03-09 アレーアンテナ WO2022191243A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22767197.1A EP4307482A1 (en) 2021-03-10 2022-03-09 Array antenna
US18/280,716 US20240162625A1 (en) 2021-03-10 2022-03-09 Array antenna
CN202280019314.9A CN117296208A (zh) 2021-03-10 2022-03-09 阵列天线
KR1020237023929A KR20230156020A (ko) 2021-03-10 2022-03-09 어레이 안테나

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-038790 2021-03-10
JP2021038790A JP2022138738A (ja) 2021-03-10 2021-03-10 アレーアンテナ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022191243A1 true WO2022191243A1 (ja) 2022-09-15

Family

ID=83226853

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/010318 WO2022191243A1 (ja) 2021-03-10 2022-03-09 アレーアンテナ

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20240162625A1 (ja)
EP (1) EP4307482A1 (ja)
JP (1) JP2022138738A (ja)
KR (1) KR20230156020A (ja)
CN (1) CN117296208A (ja)
WO (1) WO2022191243A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001094331A (ja) * 1999-09-21 2001-04-06 Toshiba Corp アレイアンテナ装置
JP2003318647A (ja) * 2002-04-24 2003-11-07 Mitsubishi Electric Corp アレーアンテナ装置
JP2018186337A (ja) * 2017-04-24 2018-11-22 株式会社村田製作所 アレーアンテナ
JP2020198576A (ja) 2019-06-04 2020-12-10 三菱電機株式会社 アクティブフェーズドアレーアンテナ装置
JP2021027465A (ja) 2019-08-05 2021-02-22 電気興業株式会社 フェーズドアレーアンテナおよびその配列方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001094331A (ja) * 1999-09-21 2001-04-06 Toshiba Corp アレイアンテナ装置
JP2003318647A (ja) * 2002-04-24 2003-11-07 Mitsubishi Electric Corp アレーアンテナ装置
JP2018186337A (ja) * 2017-04-24 2018-11-22 株式会社村田製作所 アレーアンテナ
JP2020198576A (ja) 2019-06-04 2020-12-10 三菱電機株式会社 アクティブフェーズドアレーアンテナ装置
JP2021027465A (ja) 2019-08-05 2021-02-22 電気興業株式会社 フェーズドアレーアンテナおよびその配列方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20240162625A1 (en) 2024-05-16
CN117296208A (zh) 2023-12-26
JP2022138738A (ja) 2022-09-26
KR20230156020A (ko) 2023-11-13
EP4307482A1 (en) 2024-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2804260B1 (en) Aerial control system and multi-frequency common aerial
US10211529B2 (en) Phased array antenna system with electrical tilt control
US6336033B1 (en) Adaptive array antenna
US6583760B2 (en) Dual mode switched beam antenna
US7710346B2 (en) Heptagonal antenna array system
US20150195001A1 (en) Antenna system with enhanced inter-sector interference mitigation
US20120020431A1 (en) Antenna device and multi-antenna system
US20040157645A1 (en) System and method of operation an array antenna in a distributed wireless communication network
JP4424521B2 (ja) アンテナ装置、給電回路および電波送受信方法
US20050003864A1 (en) Antenna system
EP3116060B1 (en) Multibeam antenna for mobile telephone base station
KR20070088696A (ko) 안테나 장치 및 관련 방법
US20190131705A1 (en) User insensitive phased antenna array devices, systems, and methods
WO2022191243A1 (ja) アレーアンテナ
US20230037629A1 (en) Radio nodes having beam steering antenna arrays
CA3160748C (en) Multibeam antenna
CN115461933A (zh) 有源天线***
JP3822607B2 (ja) アレーアンテナ
JP4361501B2 (ja) 円形アレーアンテナ
JPH10322121A (ja) アレイ給電反射鏡アンテナ
WO2003043123A1 (en) A cellular radio adaptive antenna array
WO2004082070A1 (en) System and method of operation of an array antenna in a distributed wireless communication network
US20230299469A1 (en) Base station antennas having multi-column sub-arrays of radiating elements
WO2021188024A1 (en) Side lobe level enhancement in an array antenna
WO2024151192A1 (en) Improved steering of an antenna beam

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22767197

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202280019314.9

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 18280716

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2022767197

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022767197

Country of ref document: EP

Effective date: 20231010