阵列天线以及扇区天线的制作方法
【专利摘要】阵列天线100具备：反射板200；沿垂直方向排列于反射板200上的低频带用偶极子元件110?1～110?3；同样沿垂直方向排列于反射板200上的高频带用偶极子元件120?1～120?6；和同样沿垂直方向排列于反射板200上的由导电材料构成的导体130?1～导体130?4。低频带用偶极子元件110、高频带用偶极子元件120混杂地排列，导体130配置于高频带用偶极子元件120的没有配置低频带用偶极子元件110的一侧。由此，在多个频带的电波的收发中，使收发1个频带的电波的天线元件对其他频带中的指向性等的影响得到抑制。
【专利说明】
阵列天线以及扇区天线
技术领域
[0001]本发明涉及阵列天线以及扇区天线。【背景技术】
[0002]移动通信的基站用的天线(基站天线)中，组合在与收发电波的方向相对应而设定的每个扇区收发电波的多个扇区天线而使用。扇区天线中，使用将偶极子天线等天线元件并列为阵列状而成的阵列天线。
[0003]在专利文献1中记载了一种指向性天线，其具备:两侧部向后方折回而成的横宽约为0.25波长以下的折回反射板;夹着间隔件设置于所述折回反射板上的金属板;在所述金属板上由支撑部件保持于预定高度且沿着所述折回反射板的前面中央以预定的间隔直线状地设置的第1放射元件以及第2放射元件;分别以预定的间隔平行设置于所述第1放射元件以及第2放射元件的两侧部的无供电的寄生元件;设置于所述金属板的大致中央部的供电部;绝缘地设置于所述金属板上且向所述第1放射元件以及所述第2放射元件供给来自所述供电部的供电信号的供电线路;和设置于所述供电线路且对所述供电部与所述第1放射元件以及第2放射元件之间的阻抗进行整合的阻抗转换部;并且，所述折回反射板与所述第 1放射元件以及第2放射元件的间隔设定为约0.09波长。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献[〇〇〇6] 专利文献1:日本特开2013-115460号公报
[0007]发明的概要
[0008]发明要解决的问题
[0009]但是，有时要求能够收发不同频带的电波的小型的阵列天线。此时，在为了小型化而接近地配置收发不同频带的电波的多个天线元件时，要求由收发1个频带的电波的天线元件给其他频带的电波的收发中的指向性等造成的影响小。
[0010]本发明的目的在于提供在多个频带的电波的收发中、能够抑制由收发1个频带的电波的天线元件产生的对于其他频带中的指向性等的影响的阵列天线以及扇区天线。
[0011]用于解决问题的手段
[0012]基于该目的，适用了本发明的阵列天线，具备:由导电材料构成的反射板;多个第1 天线元件，其在距反射板预先确定的第1距离之处，在与预先确定的极化波的方向交叉的方向上排列，收发第1频带中的该极化波的电波;多个第2天线元件，其在距反射板预先确定的第2距离之处，在所述方向上与多个第1天线元件混杂地排列，收发比第1频带高的第2频带的极化波的电波;和反射电波的部件，在多个第2天线元件中的在所述方向上相邻的2个第2 天线元件之间，在没有配置多个第1天线元件中的任一个的情况下，配置有反射电波的部件，其反射的是第2天线元件收发的电波。
[0013]在这样的阵列天线中，反射电波的部件，是在极化波的方向上具有纵长方向的由导电材料构成的导体，设置于距反射板预先确定的第3距离之处。
[0014]导体也可以，在端部具备朝向与构成中央部的部件不同的部件，各部件直流连接。
[0015]进一步，适用了本发明的阵列天线也可以:还具备在第1频带中收发与极化波正交的极化波的电波的第3天线元件;也可以:还具备在第2频带中收发与极化波正交的极化波的电波的第4天线元件。[〇〇16]通过设为这样，能够设为极化波共用的阵列天线。
[0017]如果从其他的观点来理解，则适用了本发明的扇区天线具备阵列天线和收纳阵列天线的天线罩，所述阵列天线具备:由导电材料构成的反射板;多个第1天线元件，其在距反射板预先确定的第1距离之处，在与预先确定的极化波的方向交叉的方向上排列，收发第1 频带中的极化波的电波;多个第2天线元件，其在距反射板预先确定的第2距离之处，在所述方向上与多个第1天线元件混杂地排列，收发比第1频带高的第2频带的极化波的电波;和反射电波的部件，在多个第2天线元件中的在所述方向上相邻的2个第2天线元件之间，在没有配置多个第1天线元件中的任一个的情况下，配置有反射电波的部件，其反射的是第2天线元件收发的电波。
[0018]根据该构成，与不具有该构成的情况相比，能够使扇区天线更小型。
[0019]发明的效果[〇〇2〇]根据本发明，在收发多个频带的电波的天线中，提供能够抑制由收发1个频带的电波的天线元件产生的对于与他的频带中的指向性等相对的影响的阵列天线以及扇区天线。【附图说明】
[0021]图1是示出适用了第1实施方式的移动通信用的基站天线的全体构成的一例的图。 (a)是基站天线的立体图，(b)是对基站天线的设置例进行说明的图。
[0022]图2是示出适用了第1实施方式的扇区天线的一例的立体图。
[0023]图3是从反射板的垂线方向观察适用了第1实施方式的扇区天线中的阵列天线的俯视图以及反射板的垂线方向的剖视图。(a)示出俯视图，(b)示出(a)的Illb-1IIb线上的剖视图。
[0024]图4是示出在适用了第1实施方式的阵列天线中、夹于2个低频带用偶极子元件之间的2个高频带用偶极子元件的各自的垂直面内指向性的图。(a)示出配置于垂直方向上侧的高频带用偶极子元件的指向性，(b)示出配置于垂直方向下侧的高频带用偶极子元件的指向性。
[0025]图5是示出适用了第1实施方式的阵列天线中的、高频带的水平极化波的垂直面内指向性和低频带的水平极化波的垂直面内指向性的图。(a)示出高频带的水平极化波的垂直面内指向性，(b)示出低频带的水平极化波的垂直面内指向性。
[0026]图6是示出没有适用第1实施方式的扇区天线的一例的立体图。
[0027]图7是从反射板的垂线方向观察没有适用第1实施方式的扇区天线中的阵列天线的俯视图以及反射板的垂线方向的剖视图。(a)示出俯视图，(b)示出Vllb-VIIb线上的剖视图。
[0028]图8是示出在没有适用第1实施方式的阵列天线中、夹于2个低频带用偶极子元件之间的2个高频带用偶极子元件的各垂直面内指向性的图。(a)示出配置于垂直方向上侧的高频带用偶极子元件的指向性，(b)示出配置于垂直方向下侧的高频带用偶极子元件的指向性。
[0029]图9是示出没有适用第1实施方式的阵列天线中的、高频带的水平极化波的垂直面内指向性与低频带的水平极化波的垂直面内指向性的图。(a)示出高频带的水平极化波的垂直面内指向性，(b)示出低频带的水平极化波的垂直面内指向性。
[0030]图10是对在适用了第1实施方式的阵列天线与没有适用第1实施方式的阵列天线中、高频带的水平极化波的垂直面内指向性不同的要因进行说明的图。(a)示出适用了第1 实施方式的阵列天线，(b)示出没有适用第1实施方式的阵列天线。
[0031]图11是示出适用了第2实施方式的扇区天线的一例的立体图。
[0032]图12是从反射板的垂线方向观察适用了第2实施方式的扇区天线中的阵列天线的俯视图以及反射板的垂线方向的剖视图。(a)示出俯视图，(b)示出(a)中的Xllb-XIIb线上的剖视图。
[0033]图13是示出适用了第3实施方式的扇区天线的一例的立体图。
[0034]图14是从反射板的垂线方向观察适用了第3实施方式的扇区天线中的阵列天线的俯视图以及反射板的垂线方向的剖视图。(a)示出俯视图，(b)示出(a)的XlVb-XIVb线上的剖视图。【具体实施方式】
[0035]以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
[0036][第1实施方式]
[0037]<基站天线1>
[0038]图1是示出适用了第1实施方式的移动通信用的基站天线1的全体构成的一例的图。图1(a)是基站天线1的立体图，图1(b)是对基站天线1的设置例进行说明的图。[〇〇39]如图1(a)所示，基站天线1例如具备被保持于铁塔20的3个扇区天线10-1?10-3。 而且，如图1(b)所示，基站天线1在单元2内收发电波(beam)。即，单元2是基站天线1发送的电波到达的范围，是基站天线1接收电波的范围。
[0040]扇区天线10-1?10-3各自的外形(后述的图2中的天线罩(radome)500)例如为圆筒状，该圆筒设置为相对于大地大致垂直。
[0041]如图1(b)所示，单元2在与垂直方向正交的水平面上具有按角度分割出的多个扇区3-1?3-3。扇区3-1?3-3设置为分别与基站天线1的3个扇区天线10-1?10-3相对应。即， 在扇区天线10-1?10-3放射电波的情况下，扇区天线10-1?10-3各自输出的电波的电场大的主瓣11的方向朝向对应的扇区3-1?3-3。
[0042]在这里，在不分别区别扇区天线10-1?10-3时，表记为扇区天线10。另外，在不分别区别扇区3-1?3-3时，表记为扇区3。
[0043]另外，在图1中作为例子示出的基站天线1具备3个扇区天线10-1?10-3以及与它们相对应的扇区3-1?3-3。但是，扇区天线10以及扇区3也可以是小于3个或超过3个的数量。另外，在图1(b)中，扇区3是将单元2三等分地分割(中心角120°)而构成的，但也可以不等分，也可以将任意1个扇区3构成为比其他扇区3或宽或窄。
[0044]而且，各扇区天线10具备相对于扇区天线10所具备的低频带用的偶极子元件(参照后述的图2中的低频带用偶极子元件110-1?110-3。在不分别区别时标注表记为低频带用偶极子元件110。)发送发送信号以及接收接收信号(收发信号)的收发线缆31。进一步，包括相对于高频带用的偶极子元件(参照后述的图2中的高频带用偶极子元件120-1?120-6。 在不分别区别时表记为高频带用偶极子元件120。)发送发送信号以及接收接收信号(收发信号)的收发线缆32。
[0045]收发线缆31、32连接于设置在基站(未图示)内的收发收发信号的收发部(未图示)。收发线缆31、32例如为同轴线缆。
[0046]另外，以下主要设为基站天线1发送电波而进行说明，但由于天线的可逆性，基站天线1也能够接收电波。在接收电波的情况下，例如将发送信号设为接收信号，使信号的流动反向即可。
[0047]另外，扇区天线10也可以具备用于使向扇区天线10所具备的多个低频带用偶极子元件110的各自发送的发送信号的相位互相不同的移相器。进一步，也可以具备用于使向扇区天线10所具备的多个高频带用偶极子元件120的各自发送的发送信号的相位互相不同的其他移相器。
[0048]可以设定为，通过使向多个低频带用偶极子元件110和/或高频带用偶极子元件 120供给的发送信号的相位不同，使电波(beam)的放射方向相对于水平面向地上方向倾斜 (使电波倾斜)，电波不会到达单元2之外。
[0049]<扇区天线10>
[0050]图2是示出适用了第1实施方式的扇区天线10的一例的立体图。在图2中，示出将图 1所示的扇区天线10-1?10-3内的一个横向放置而从倾斜方向观察的立体图。[〇〇511扇区天线10具备阵列天线100和以包围的方式收纳阵列天线100的天线罩500。 [〇〇52]在图2中，通过破线表示天线罩500,使得设置于天线罩500的内部的阵列天线100 可见。[〇〇53]阵列天线100具备:反射板200;低频带用偶极子元件110-1?110-3,它们沿垂直方向排列在反射板200上，作为在作为第1频带的一例的低频带上收发电波的第1天线元件的一例；高频带用偶极子元件120-1?120-6,它们同样沿垂直方向排列在反射板200上，作为在作为第2频带的一例的高频带上收发电波的第2天线元件的一例；和导体130-1?130-4， 它们同样沿垂直方向排列在反射板200上并由导电材料构成。另外，在不分别区别导体130-1?130-4时，表记为导体130。[〇〇54]低频带用偶极子元件110、高频带用偶极子元件120和导体130由导电材料构成即可，可以适用例如Al、Cu等金属板。另外，并不限定于板状，也可以是Al、Cu等金属棒。进一步，低频带用偶极子元件11 〇、高频带用偶极子元件120和导体130,也可以由设置于由玻璃环氧树脂等电介质材料构成的基板上的Al、Cu等金属层构成。
[0055]在图2中，假定低频带用偶极子元件110、高频带用偶极子元件120和导体130示为设置于由玻璃环氧树脂等电介质材料构成的基板上的金属层。另外，由电介质材料构成的基板的表记省略。在其他的图中也同样。[〇〇56]反射板200是由导电材料构成的板状的部件，在这里，纵长方向设置为垂直方向。 作为反射板，可以适用例如Al、Cu等金属板。另外，也可以是设置于由玻璃环氧树脂等电介质材料构成的基板上的Al、Cu等金属层。
[0057]低频带用偶极子元件110(低频带用偶极子元件110-1?110-3 )，从反射板200离开预先确定的第1距离(后述的图3中的距离Dl)，在垂直方向上以间隔Pl排列。另外，各低频带用偶极子元件110设置为一对元件部在水平方向上并排，并收发水平极化波。[0〇58]高频带用偶极子元件120(高频带用偶极子元件120-1?120-6 )，从反射板200向设有低频带用偶极子元件110—侧离开预先确定的第2距离(后述的图3中的距离Dh)，在垂直方向上以间隔Ph排列。另外，各高频带用偶极子元件120也配置为，一对元件部设置为在水平方向上并排，并收发水平极化波。另外，间隔Pl = 2X间隔PH。[0〇59] 在低频带用偶极子元件110-1?110-3、高频带用偶极子元件120-1?120-6,具备未图示的供电单元并被供给收发信号。
[0060]另一方面，导体130-1?导体130-4,从反射板200向设有低频带用偶极子元件110 一侧，从反射板200离开预先确定的第3距离(后述的图3中的距离Dc)而排列。另外，各导体 130为在水平方向上设置的棒状或板状，不具备供电单元。
[0061]低频带用偶极子元件110、高频带用偶极子元件120和导体130配置为:从各自的中点垂到反射板200的垂线与反射板200相交的点在反射板200上在垂直方向的一条直线上并排。[〇〇62]而且，在2个低频带用偶极子元件110之间，配置有2个高频带用偶极子元件120。例如，在低频带用偶极子元件110-1与低频带用偶极子元件110-2之间，设有高频带用偶极子元件 120-2、120-3。
[0063]另外，导体130配置于在2个低频带用偶极子元件110之间所设置的2个高频带用偶极子元件120之间。例如，导体130-2设置于在2个低频带用偶极子元件110-1、110-2之间所设置的高频带用偶极子元件120-2与高频带用偶极子元件120-3之间。导体130-2从高频带用偶极子元件120-2、120-3分别离开间隔Ph/2而配置。[〇〇64] S卩，低频带用偶极子元件110、高频带用偶极子元件120混杂排列。通过这样排列， 与分别各自排列的情况相比，能够缩短阵列天线1 〇〇的垂直方向的长度。
[0065]导体130配置于高频带用偶极子元件120的没有配置低频带用偶极子元件110的一侧。即，高频带用偶极子元件120被低频带用偶极子元件110与导体130夹着。
[0066]如以上那样，在阵列天线100中，在垂直方向上反复排列有低频带用偶极子元件 110、高频带用偶极子元件120、导体130、高频带用偶极子元件120、低频带用偶极子元件 110〇
[0067]S卩，在相邻的2个低频带用偶极子元件110之间，夹有2个高频带用偶极子元件120。 如果从高频带用偶极子元件120观察，则在垂直方向的一方配置有低频带用偶极子元件 110,但在另一方没有设置低频带用偶极子元件110。即，变得在高频带用偶极子元件120的上下不对称。而且，在高频带用偶极子元件120的没有设置低频带用偶极子元件110的一侧， 设有导体130。
[0068]另外，高频带用偶极子元件120与低频带用偶极子元件110的间隔也可以根据场所而不同。
[0069]而且，在相邻的2个低频带用偶极子元件110之间，也可以夹有3个以上的高频带用偶极子元件120。在该情况下，在高频带用偶极子元件120的垂直方向的上下，在没有设置高频带用偶极子元件120的情况下，都设置导体130即可。
[0070]在图2中，在反射板200的垂直方向的上端部与下端部，设有导体130-1以及导体130-4。即，形成为在上述的低频带用偶极子元件110、高频带用偶极子元件120、导体130、高频带用偶极子元件120、低频带用偶极子元件110的排列反复中，被切割使得导体130残留于上端部以及下端部的排列。
[0071]另外，也可以为被切割使得低频带用偶极子元件110残留于上端部以及下端部的排列。另外，也可以设为被切割使得低频带用偶极子元件110残留于上端部和下端部中的一方、导体130残留于上端部和下端部中的另一方的排列。
[0072]但是，如后所述，为抑制指向性中的侧瓣的产生，优选，高频带用偶极子元件120在上端部以及下端部的任意部分都不残留。[〇〇73]另外，低频带用偶极子元件110、高频带用偶极子元件120、导体130的个数并不限定于上述数值。[〇〇74]天线罩500例如为圆筒状，具备壁部501、盖部502、底部503,在由壁部501、盖部502、底部503包围的内部收纳阵列天线100。
[0075]扇区天线10具备收发低频带的水平极化波的低频带用偶极子元件110和收发高频带的水平极化波的高频带用偶极子元件120,所以是频率共用的扇区天线。另外，“低频”以及“高频”的用语是为了将2类天线元件区别开而使用的。
[0076]<阵列天线100>
[0077]图3是从反射板200的垂线方向观察适用了第1实施方式的扇区天线10中的阵列天线100的俯视图以及反射板200的垂线方向的剖视图。图3(a)示出俯视图，图3(b)示出图3 (a)的Illb-1IIb线上的剖视图。[〇〇78]低频带用偶极子元件110为长度WL，高频带用偶极子元件120为长度WH，导体130为长度Wc。[〇〇79]另外，前述的低频带用偶极子元件110距反射板200的距离Dl，为立于反射板200的垂线上从反射板200的表面到低频带用偶极子元件110的垂线方向的中心的长度。同样，前述的高频带用偶极子元件120距反射板200的距离Dh，为立于反射板200的垂线上从反射板 200的表面到高频带用偶极子元件120的垂线方向的中心的长度。进一步同样地，前述的导体130距反射板200的距离此，为立于反射板200的垂线上从反射板200的表面到导体130的垂线方向的中心的长度。
[0080]在这里，在低频带的自由空间中的波长k、高频带的自由空间中的波长AH的情况下，对于低频带用偶极子元件110的长度WL等参数，对其数值的一例进行说明。
[0081]低频带用偶极子元件110,其长度WL约为0.45AL，其距反射板200的距离Dl约为0.2入L〇[〇〇82]高频带用偶极子元件120,其长度WH约为0.45?，其距反射板200的距离Dh约为0.25入h。而且，高频带用偶极子元件120的间隔PH约为0.75入H。[〇〇83]由此，低频带用偶极子元件110的间隔Pl在2X间隔PH的情况下约为1.5知。[〇〇84]而且，导体130，其长度Wc约为0.55?，其距反射板200的距离Dc约为0.25入h。[〇〇85]在这里，高频带用偶极子元件120距反射板200的距离Dh与导体130距反射板200的距离DC设定为相等。另外，距离Dh与距离DC也可以不同。
[0086]另外，上述的参数也可以设定为上述以外的数值。
[0087]另外，在图2、图3中，设为水平极化波与低频带用偶极子元件110、高频带用偶极子元件120、导体130的排列方向正交，但也可以交叉。
[0088]图4是示出在适用了第1实施方式的阵列天线100中、夹于2个低频带用偶极子元件 110之间的2个高频带用偶极子元件120的各垂直面内指向性的图。图4(a)示出配置于垂直方向上侧的高频带用偶极子元件120的指向性，图4(b)示出配置于垂直方向下侧的高频带用偶极子元件120的指向性。另外，在本说明书中，在指向性的曲线图中，将垂直方向设为 〇°，相对于反射板200将配置有低频带用偶极子元件110、高频带用偶极子元件120、导体130 的方向设为90°。
[0089]通过图2、图3对图4所示的高频带用偶极子元件120的垂直面内指向性进行说明。 所谓夹于2个低频带用偶极子元件110之间的2个高频带用偶极子元件120,例如为被低频带用偶极子元件110-1与低频带用偶极子元件110-2所夹的高频带用偶极子元件120-2以及高频带用偶极子元件120-3。而且，高频带用偶极子元件120-3为配置于垂直方向上侧的高频带用偶极子元件120,高频带用偶极子元件120-2为配置于垂直方向下侧的高频带用偶极子元件120。
[0090]如图4(a)、(b)所示，配置于垂直方向上侧的高频带用偶极子元件120(例如，高频带用偶极子元件120-3)的指向性与配置于垂直方向下侧的高频带用偶极子元件120(例如， 高频带用偶极子元件120-2)的指向性的差，比后述的图8所示的没有适用第1实施方式的阵列天线100的高频带用偶极子元件120小。[〇〇91]这是因为，如后所述，在2个高频带用偶极子元件120(例如，高频带用偶极子元件 120-2、120-3)之间设有导体130(例如，导体130-2)。
[0092]图5是示出适用了第1实施方式的阵列天线100中的、高频带的水平极化波的垂直面内指向性和低频带的水平极化波的垂直面内指向性的图。图5(a)示出高频带的水平极化波的垂直面内指向性，图5(b)示出低频带的水平极化波的垂直面内指向性。
[0093]另外，图5(a)所示的高频带的水平极化波的垂直面内指向性是将12个图4(a)、(b) 所示的高频带用偶极子元件120合成所得的指向性。
[0094]如图5(a)、(b)所示，高频带的水平极化波的垂直面内指向性以及低频带的水平极化波的垂直面内指向性，都在90°方向上具有陡然的峰值。
[0095]特别是，图5(a)所示的高频带的水平极化波的垂直面内指向性与后述的图9(a)所示的没有适用第1实施方式的阵列天线100的情况相比，将侧瓣抑制得较小。
[0096]图6是示出没有适用第1实施方式的扇区天线10的一例的立体图。图6所示的没有适用第1实施方式的扇区天线10,不具备图2所示的适用了第1实施方式的扇区天线10的阵列天线100中的导体130。其他构成与图2所示的适用了第1实施方式的扇区天线10同样，所以标注相同附图标记而将说明省略。
[0097]图7是从反射板200的垂线方向观察没有适用第1实施方式的扇区天线10中的阵列天线100的俯视图以及反射板200的垂线方向的剖视图。图7(a)示出俯视图，图7(b)示出 Vllb-VIIb线上的剖视图。
[0098]图7所示的没有适用第1实施方式的阵列天线100,不具备图3所示的适用了第1实施方式的阵列天线100中的导体130。其他构成与图3所示的适用了第1实施方式的阵列天线 100同样，所以标注相同附图标记而将说明省略。
[0099]图8是示出在没有适用第1实施方式的阵列天线100中、夹于2个低频带用偶极子元件110之间的2个高频带用偶极子元件120的各自的垂直面内指向性的图。图8(a)示出配置于垂直方向上侧的高频带用偶极子元件120的指向性，图8(b)示出配置于垂直方向下侧的高频带用偶极子元件120的指向性。
[0100]通过图6、图7对图8所示的高频带用偶极子元件120的垂直面内指向性进行说明。 所谓夹于2个低频带用偶极子元件110之间的2个高频带用偶极子元件120,例如是低频带用偶极子元件110-1与低频带用偶极子元件110-2所夹的、高频带用偶极子元件120-2以及高频带用偶极子元件120-3。而且，高频带用偶极子元件120-3为配置于垂直方向上侧的高频带用偶极子元件120,高频带用偶极子元件120-2为配置于垂直方向下侧的高频带用偶极子元件120。
[0101]如图8(a)、(b)所示，配置于垂直方向上侧的高频带用偶极子元件120(例如，高频带用偶极子元件120-3)的指向性与配置于垂直方向下侧的高频带用偶极子元件120(例如， 高频带用偶极子元件120-2)的指向性有差别。
[0102]S卩，在图8(a)所示的配置于垂直方向上侧的高频带用偶极子元件120中，示出在 135°方向上具有峰值的指向性。
[0103]另一方面，在图8(b)所示的配置于垂直方向下侧的高频带用偶极子元件120中，示出在45°方向上具有峰值的指向性。
[0104]它们的指向性与图4所示的适用了第1实施方式的阵列天线100中的高频带用偶极子元件120的指向性不同。
[0105]图9是示出没有适用第1实施方式的阵列天线100中的、高频带的水平极化波的垂直面内指向性和低频带的水平极化波的垂直面内指向性的图。图9(a)示出高频带的水平极化波的垂直面内指向性，图9(b)示出低频带的水平极化波的垂直面内指向性。
[0106]另外，图9(a)所示的高频带的水平极化波的垂直面内指向性是将12个图8(a)、(b) 所示的高频带用偶极子元件120合成而得的指向性。
[0107]如图9(a)所示，高频带的水平极化波，在垂直面内，在90°方向上具有较强的峰值， 但在50°方向以及130°方向上产生较大的侧瓣。这是因为，图8(a)、(b)所示的2个高频带用偶极子元件120在45°方向以及135°方向上具有峰值。该指向性与图5(a)所示的适用了第1 实施方式的阵列天线100中的高频带的水平极化波的垂直面内指向性不同。
[0108]另一方面，图9(b)所示的低频带的水平极化波的垂直面内指向性与图5(b)所示的适用了第1实施方式的阵列天线1〇〇中的低频带的水平极化波的垂直面内指向性的差少。
[0109]接下来，通过适用了第1实施方式的阵列天线100与没有适用第1实施方式的阵列天线100,对在高频带的水平极化波中，指向性不同的要因进行说明。
[0110]图10是通过适用了第1实施方式的阵列天线100与没有适用第1实施方式的阵列天线100、对高频带的水平极化波中的垂直面内指向性不同的要因进行说明的图。图10(a)示出适用了第1实施方式的阵列天线100,图10(b)示出没有适用第1实施方式的阵列天线100。
[0111]图10(a)、(b)都是剖视图，图10(a)示出图3(b)中的由低频带用偶极子元件110-1 与低频带用偶极子元件110-2所夹的范围，图10(b)示出图7(b)中由低频带用偶极子元件 110-1与低频带用偶极子元件110-2所夹的范围。
[0112]在图10(a)所示的适用了第1实施方式的阵列天线100中，例如从高频带用偶极子元件120-2出射的电波的一部分a在由低频带用偶极子元件110-1反射后朝向远离反射板200的一侧。另外，从高频带用偶极子元件120-2出射的电波的另一部分0在由导体130-2反射后朝向远离反射板200的一侧。
[0113]在适用了第1实施方式的阵列天线100中，相对于高频带用偶极子元件120-2,在在垂直方向上对称的位置或在接近对称的位置设有低频带用偶极子元件110-1以及导体130-2。由此，高频带用偶极子元件120-2出射的电波的指向性，如图4(b)所示，在垂直面内接近上下对称。
[0114]在高频带用偶极子元件120-3中也同样。
[0115]与此相对，在图10(b)所示的没有适用第1实施方式的阵列天线100中，例如，从高频带用偶极子元件120-2出射的电波的一部分a在由低频带用偶极子元件110-1反射后朝向远离反射板200的一侧。但是，由于没有设置导体130-2,所以从高频带用偶极子元件120-2 出射的电波的另一部分糾呆持原样前进朝向远离反射板200的。
[0116]在没有适用第1实施方式的阵列天线100中，高频带用偶极子元件120-2出射的电波的指向性，如图8(b)所示，在垂直面内不上下对称。
[0117]在高频带用偶极子元件120-3中也同样。
[0118]如以上说明，在适用了第1实施方式的阵列天线100中，通过在夹于2个低频带用偶极子元件110之间的2个高频带用偶极子元件120之间，设置与低频带用偶极子元件110同样具有反射从高频带用偶极子元件120出射的电波的功能的导体130,从而使得垂直面内指向性在垂直方向上变得上下对称。
[0119]由此，抑制了在阵列天线100的高频带的水平极化波中在垂直面内指向性上产生侧瓣。
[0120]由此，导体130距反射板200的距离DC，只要是能够抑制在阵列天线100的高频带的水平极化波中在垂直面内指向性上产生侧瓣的位置即可。[〇121]在上述说明中，导体130距反射板200的距离Dc设为与高频带用偶极子元件120距反射板200的距离Dh相同，但也可以与低频带用偶极子元件110距反射板200的距离Dl相同， 也可以在距离Dh与距离Dl之间。进一步，也可以比距离Dh小，也可以比距离Dl大。
[0122][第2实施方式]
[0123]在第1实施方式中，扇区天线10(阵列天线100)设为收发低频带以及高频带的水平极化波的频率共用的扇区天线。
[0124]在第2实施方式中，扇区天线10(阵列天线100)，设为在低频带以及高频带收发水平极化波以及垂直极化波的频率共用且极化波共用的扇区天线。
[0125]以下，对与第1实施方式不同的扇区天线10以及阵列天线100进行说明。
[0126]<扇区天线10>
[0127]图11是示出适用了第2实施方式的扇区天线10的一例的立体图。
[0128]适用了第2实施方式的扇区天线10的阵列天线100与图2所示的适用了第1实施方式的扇区天线10不同。以下，对不同的部分进行说明，同样的部分标注相同附图标记而将说明省略。
[0129]适用了第2实施方式的扇区天线10中的阵列天线100,除图2所示的适用了第1实施方式的扇区天线10所具备的、收发水平极化波的低频带用偶极子元件110-1?110-3、高频带用偶极子元件120-1?120-6、导体130-1?130-4外，还具备作为收发垂直极化波的第3天线元件的一例的低频带用偶极子元件111-1?111-3、低频带用偶极子元件112-1?112-3、 作为第4天线元件的一例的高频带用偶极子元件121-1?121-6。另外，在不分别区别低频带用偶极子元件111-1?111-3时表记为低频带用偶极子元件111，在不分别区别低频带用偶极子元件112-1?112-3时表记为低频带用偶极子元件112,在不分别区别高频带用偶极子元件121-1?121-6时表记为高频带用偶极子元件121。
[0130]而且，低频带用偶极子元件111与低频带用偶极子元件112分别具备在垂直方向上并列设置的一对元件部，这一对元件部设置于低频带用偶极子元件110的水平方向的一端部与另一端部。例如，低频带用偶极子元件111-1与低频带用偶极子元件112-1设置于低频带用偶极子元件110-1的一端部与另一端部。
[0131]另一方面，高频带用偶极子元件121具备在垂直方向上并列设置的一对元件部，并与高频带用偶极子元件120组合为十字状而设置。例如，高频带用偶极子元件121-1与高频带用偶极子元件120-1组合为十字状而设置。
[0132]低频带用偶极子元件111、低频带用偶极子元件112、高频带用偶极子元件121，与低频带用偶极子元件110、高频带用偶极子元件120、导体130同样，由导电材料构成即可，可以适用例如Al、Cu等金属板。另外，并不限定于板状，也可以是Al、Cu等金属棒。进一步，与低频带用偶极子元件110、高频带用偶极子元件120、导体130同样，低频带用偶极子元件111、 低频带用偶极子元件112、高频带用偶极子元件121也可以由设置于由玻璃环氧树脂等电介质材料构成的基板上的Al、Cu等金属层构成。
[0133]而且，扇区天线10除第1实施方式的低频带以及高频带的水平极化波的收发线缆 31、32外，还具备低频带以及高频带的垂直极化波的收发线缆33、34。[〇134]另外，低频带用偶极子元件110、111、112、高频带用偶极子元件120、121、导体130 的个数并不限定于上述数值。
[0135]<阵列天线100>
[0136]图12是从反射板200的垂线方向观察适用了第2实施方式的扇区天线10中的阵列天线100的俯视图以及反射板200的垂线方向的剖视图。图12(a)示出俯视图，图12(b)示出图12(a)中的Xllb-XIIb线上的剖视图。
[0137]低频带用偶极子元件110、高频带用偶极子元件120、导体130的参数(低频带用偶极子元件110的长度Wl等)与第1实施方式同样。
[0138]而且，低频带用偶极子元件111和低频带用偶极子元件112与低频带用偶极子元件 110同样为长度Wl，设置为距反射板200距离Dl。
[0139]高频带用偶极子元件121与高频带用偶极子元件120同样为长度WH，设置为距反射板200距离Dh。
[0140]在第2实施方式中的阵列天线100中，高频带用偶极子元件120、121在垂直方向上也由低频带用偶极子元件110与导体130夹着。由此，能够在垂直方向上，使水平极化波的出射电波对称地反射。[0141 ]由此，能够抑制在阵列天线100的高频带的水平极化波中在垂直面内指向性上产生侧瓣。
[0142]在这里，设为在低频带以及高频带中极化波共用，但也可以仅将一方设为极化波共用。另外，低频带用偶极子元件111以及低频带用偶极子元件112距反射板200的距离，不必一定与低频带用偶极子元件110距反射板200的距离Dl相同，也可以设为与距离Dl不同的距离DJ。同样，高频带用偶极子元件121距反射板200的距离不必一定与高频带用偶极子元件120距反射板200的距离Dh相同，也可以设为与距离Dh不同的距离Dh\
[0143][第3实施方式]
[0144]适用了第3实施方式的扇区天线10(阵列天线100)与适用了第2实施方式的扇区天线1〇(阵列天线1〇〇)同样为收发低频带以及高频带的垂直极化波以及水平极化波的频率共用且极化波共用。
[0145]适用了第3实施方式的扇区天线10的阵列天线100与图11所示的适用了第2实施方式的扇区天线10不同。以下，对不同的部分进行说明，同样的部分标注相同附图标记而将说明省略。
[0146]<扇区天线10>
[0147]图13是示出适用了第3实施方式的扇区天线10的一例的立体图。
[0148]适用了第3实施方式的扇区天线10中的阵列天线100具备收发图2所示的第1实施方式中的水平极化波的低频带用偶极子元件110-1?110-3、高频带用偶极子元件120-1? 120-6。另外，高频带用偶极子元件120-1?120-6与第1实施方式不同，在水平方向上错位而配置。
[0149]而且，具备与高频带用偶极子元件120-1?120-6同样地分别具备在水平方向上并列的一对元件部且在垂直方向上配置的、作为收发水平极化波的第2天线元件的另一例的高频带用偶极子元件122-1?122-6。[〇15〇]高频带用偶极子元件120-1?120-6与高频带用偶极子元件122-1?122-6,后缀(-1等)相同的在水平方向上并列而设置。[〇151]而且，为收发垂直极化波，具备作为第3天线元件的另一例的低频带用偶极子元件 113-1?113-3、作为第4天线元件的另一例的高频带用偶极子元件121-1?121-6、高频带用偶极子元件123-1?123-6。
[0152]进一部，代替第1实施方式以及第2实施方式中的导体130-1?130-4,而设有导体 131-1 ?131-4、导体 132-1 ?132-4。
[0153]在不分别区别低频带用偶极子元件113-1?113-3、高频带用偶极子元件122-1? 122-6、高频带用偶极子元件123-1?123-6时，表记为低频带用偶极子元件113、高频带用偶极子元件122、高频带用偶极子元件123。另外，在不分别区别导体131-1?131-4、导体132-1 ?132-4时，表记为导体131、导体132。
[0154]低频带用偶极子元件113、高频带用偶极子元件121、高频带用偶极子元件122、高频带用偶极子元件123、导体131、导体132与低频带用偶极子元件110、高频带用偶极子元件 120同样，由导电材料构成即可，可以适用例如Al、Cu等金属板。另外，并不限定于板状，也可以是Al、Cu等金属棒。进一步，与低频带用偶极子元件110、高频带用偶极子元件120同样，低频带用偶极子元件113、高频带用偶极子元件121、高频带用偶极子元件122、高频带用偶极子元件123、导体131、导体132也可以由设置于由玻璃环氧树脂等电介质材料构成的基板上的Al、Cu等金属层构成。
[0155]低频带用偶极子元件113与低频带用偶极子元件110组合为十字状而设置。例如， 低频带用偶极子元件113-1与低频带用偶极子元件110-1组合为十字状而设置。
[0156]高频带用偶极子元件121与第2实施方式同样，与高频带用偶极子元件120组合为十字状而设置。例如，高频带用偶极子元件121-1与高频带用偶极子元件120-1组合为十字状而设置。
[0157]进一步，高频带用偶极子元件123与高频带用偶极子元件122组合为十字状而设置。例如，高频带用偶极子元件123-1与高频带用偶极子元件122-1组合为十字状而设置。
[0158]进一步，导体131，其与包含反射板200的面平行的面上的俯视形状为H字状，设置于在2个低频带用偶极子元件110之间所设置的2个高频带用偶极子元件120之间。例如，在设置于低频带用偶极子元件110-1与低频带用偶极子元件110-2之间的高频带用偶极子元件120-2与高频带用偶极子元件120-3之间，设有导体131-2。
[0159]导体132,与导体131同样地其与包含反射板200的面平行的面上的俯视形状为H字状，设置于在2个低频带用偶极子元件110之间所设置的2个高频带用偶极子元件122之间。 例如，在设置于低频带用偶极子元件110-1与低频带用偶极子元件110-2之间的高频带用偶极子元件122-2与高频带用偶极子元件122-3之间，设有导体132-2。
[0160]而且，扇区天线10除第1实施方式的低频带以及高频带的水平极化波的收发线缆 31、32外，还具备低频带以及高频带的垂直极化波的收发线缆33、34。
[0161]另外，低频带用偶极子元件110、113、高频带用偶极子元件120、121、122、123、导体 131、132的个数并不限定于上述数值。
[0162]另外，包含导体131与导体132的面不必一定与反射板200平行，例如，也可以是相对于反射板200垂直方向和/或旋转45度后的面。
[0163]而且，导体131与导体132也可以不是面状的，而是将棒状的导体弯曲为H字状和/ 或3字状的。进一步，也可以是在端部具备朝向与构成中央部的部件不同的部件的形状。此时，这些部件优选直流连接。
[0164]<阵列天线100>
[0165]图14是从反射板200的垂线方向观察适用了第3实施方式的扇区天线10中的阵列天线1〇〇的俯视图以及反射板200的垂线方向的剖视图。图14(a)示出俯视图，图14(b)示出图14(a)的XlVb-XIVb线上的剖视图。
[0166]低频带用偶极子元件110、高频带用偶极子元件120的参数(低频带用偶极子元件 110的长度Wl等)与第1实施方式同样。
[0167]进一步，低频带用偶极子元件113的参数与低频带用偶极子元件110相同，高频带用偶极子元件121、122、123的参数与高频带用偶极子元件120相同。
[0168]而且，导体131、132设置于距反射板200距离DC的位置。
[0169]导体131、132的H字型的俯视形状用于等效地加长导体131、132的电气长度。通过加长，使导体131、132作为反射器而工作，获得高频带用偶极子元件120出射的电波的由低频带用偶极子元件110进行的反射与由导体131或导体132进行的反射的平衡，用于在垂直面内的上侧与下侧确保指向性的对称性。由此，在阵列天线100中，抑制在高频带的水平极化波的垂直面内指向性上产生的侧瓣。
[0170]如以上说明，在适用了第3实施方式的阵列天线100中，用于水平极化波的收发的高频带用偶极子元件120,也在垂直方向的两侧与低频带用偶极子元件110和导体131中的任一方相邻。同样，高频带用偶极子元件122,在垂直方向的两侧也与低频带用偶极子元件110和导体132中的任一方相邻。由此，在阵列天线100中，在高频带的水平极化波的垂直面内指向性上产生的侧瓣得到抑制。
[0171]在第3实施方式中的阵列天线100中，高频带用偶极子元件120，也在垂直方向上由低频带用偶极子元件110与导体131夹着。另外，高频带用偶极子元件122，在垂直方向上由低频带用偶极子元件110与导体132夹着。
[0172]由此，能够抑制阵列天线100的高频带的水平极化波中垂直面内指向性的侧瓣的级别。
[0173]在这里，在低频带以及高频带设为极化波共用，但也可以仅将一方设为极化波共用。
[0174]另外，也可以将第I实施方式以及第2实施方式中的导体130的俯视形状设为H字状或二字状。
[0175]在第I实施方式至第3实施方式中，导体130、131、132设为由导电材料构成的导体，但只要具有反射电波的功能即可，可以使用导电率比金属材料低的碳材料等。
[0176]在第I实施方式至第3实施方式中，反射板200设为平坦的板状，但水平方向的两端部也可以向设有低频带用偶极子元件110、高频带用偶极子元件120等一侧弯折，也可以向设有高频带用偶极子元件120等的一侧的相反侧弯折。
[0177]进一步，第I实施方式以及第2实施方式的导体130、第3实施方式中的导体131、132无供电，设为未连接于任意部件，但也可以电连接于反射板200。
[0178]进一步，也可以在第I实施方式的低频带用偶极子元件110、高频带用偶极子元件
120、第2实施方式的低频带用偶极子元件110、111、112、高频带用偶极子元件120、121、第3实施方式的低频带用偶极子元件110、113、高频带用偶极子元件120、121、122、123的一部分或全部，在远离反射板200的一侧设有用于调整电压驻波比(VSWR)和/或指向性等特性的无供电元件。
[0179]在第2实施方式以及第3实施方式中，设为收发垂直极化波以及水平极化波。
[0180]但是，在第2实施方式中，通过将后缀(-1等)相等的低频带用偶极子元件110、111、112设为一组并使之在低频带用偶极子元件110的中心旋转45°，并且将后缀(-1等)相等的高频带用偶极子元件120、121设为一组并使之在高频带用偶极子元件120、121的中心旋转45°，从而能够收发±45°的极化波。
[0181]此时，阵列天线100不收发垂直极化波以及水平极化波，收发±45°的极化波。由此，将“垂直”、“水平”替换为“45°”、“_45°”即可。对于其他角度的极化波也同样。
[0182]本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离本发明的要旨的范围内可以适当变更。
[0183]附图标记说明
[0184]I…基站天线、2…单元、3、3-1?3-3...扇区、10、10-1?10-3…扇区天线、11...主瓣、20...铁塔、31、32、33、34 …收发线缆、100 …阵列天线、110、110-1 ?110-3、111、111-1 ?111-3、112、112-1 ?112-3、113、113-1 ?113-3...低频带用偶极子元件、120、120-1 ?120-6、
121、121-1?121-6、122、122-1 ?122-6、123、123-1 ?123-6...高频带用偶极子元件、130、130-1 ?130-4、131、131-1 ?131-4、132、132-1 ?132-4...导体、200 …反射板、500 …天线罩。
【主权项】
1.一种阵列天线，具备:由导电材料构成的反射板；多个第1天线元件，其在距所述反射板预先确定的第1距离之处，在与预先确定的极化 波的方向交叉的方向上排列，收发第1频带中的该极化波的电波；多个第2天线元件，其在距所述反射板预先确定的第2距离之处，在所述方向上与所述 多个第1天线元件混杂地排列，收发比所述第1频带高的第2频带的所述极化波的电波;和反射电波的部件，在所述多个第2天线元件中的在所述方向上相邻的2个第2天线元件 之间，在没有配置所述多个第1天线元件中的任一个的情况下，配置有该反射电波的部件， 其反射的是该第2天线元件收发的电波。2.根据权利要求1所述的阵列天线，其特征在于:所述反射电波的部件，是在所述极化波的方向上具有纵长方向的由导电材料构成的导 体，设置于距所述反射板预先确定的第3距离之处。3.根据权利要求2所述的阵列天线，其特征在于:所述导体在端部具备朝向与构成中央部的部件不同的部件，各部件直流连接。4.根据权利要求1所述的阵列天线，其特征在于:还具备在所述第1频带中收发与所述极化波正交的极化波的电波的第3天线元件。5.根据权利要求1或2所述的阵列天线，其特征在于:还具备在所述第2频带中收发与所述极化波正交的极化波的电波的第4天线元件。6.—种扇区天线，具备阵列天线和收纳所述阵列天线的天线罩，所述阵列天线，包括:由导电材料构成的反射板；多个第1天线元件，其在距该反射板预先确定的第1距离之处，在与预先确定的极化波 的方向交叉的方向上排列，收发第1频带中的该极化波的电波；多个第2天线元件，其在距该反射板预先确定的第2距离之处，在该方向上与该多个第1 天线元件混杂地排列，收发比该第1频带高的第2频带的该极化波的电波;和反射电波的部件，在该多个第2天线元件中的在该方向上相邻的2个第2天线元件之间， 在没有配置该多个第1天线元件中的任一个的情况下，配置有该反射电波的部件，其反射的 是该第2天线元件收发的电波。
【文档编号】H01Q21/08GK106030906SQ201580008782
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年3月3日
【发明人】水村慎, 中村拓人, 张鹏, 井原泰介, 川合裕之, 吉原龙彦
【申请人】日本电业工作株式会社