特許 7432737 クワッド偏波アンテナモジュールアレイを用いてビームの空間‐偏波分離を具現するＦＤＤ方式のアンテナ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-07

(45)【発行日】2024-02-16

(54)【発明の名称】クワッド偏波アンテナモジュールアレイを用いてビームの空間‐偏波分離を具現するＦＤＤ方式のアンテナ装置

(51)【国際特許分類】

   H01Q 3/30 20060101AFI20240208BHJP

   H01Q 21/24 20060101ALI20240208BHJP

【ＦＩ】

H01Q3/30

H01Q21/24

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2022543097

(86)(22)【出願日】2021-01-15

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-03-14

(86)【国際出願番号】 KR2021000623

(87)【国際公開番号】W WO2021145735

(87)【国際公開日】2021-07-22

【審査請求日】2022-07-14

(31)【優先権主張番号】10-2020-0006676

(32)【優先日】2020-01-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(31)【優先権主張番号】10-2020-0051182

(32)【優先日】2020-04-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】508112782

【氏名又は名称】ケーエムダブリュ・インコーポレーテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110001586

【氏名又は名称】弁理士法人アイミー国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ヨウン チャン モーン

(72)【発明者】

【氏名】スン ホヮン ソ

(72)【発明者】

【氏名】オ ソン チェ

【審査官】佐藤 当秀

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／０６１９０３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１５－５２９９９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１２０１５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１１８４５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２３３２１５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｑ ３／００－ ３／４６

Ｈ０１Ｑ ２１／００－ ２５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ビーム（beam）の空間‐偏波分離を具現するＦＤＤ（frequency division duplexing）方式のアンテナ装置であって、
互いに異なる偏波方向を有し、第１の信号経路を共有する第１の放射素子、前記第１の放射素子に直交する偏波方向を有し、第２の信号経路を共有する第２の放射素子、前記第２の放射素子と４５度の偏波方向差を有し、第３の信号経路を共有する第３の放射素子、及び前記第３の放射素子と直交する偏波方向を有し、第４の信号経路を共有する第４の放射素子を含むクワッド偏波アンテナモジュールアレイと、
前記第１の信号経路の信号をフィルタリングする第１のフィルタ、前記第２の信号経路の信号をフィルタリングする第２のフィルタ、前記第３の信号経路の信号をフィルタリングする第３のフィルタ、及び前記第４の信号経路の信号をフィルタリングする第４のフィルタを含むフィルタ部、及び、
前記第１の放射素子及び前記第２の放射素子を介して放射される第１のビームと、前記第３の放射素子及び第４の放射素子を介して放射される第２のビームとが空間上で分離するように、前記フィルタリングした信号の位相を設定する位相設定モジュールと、を含み、
前記第１のビームと前記第２のビームは、互いに異なる偏波方向を有し、
前記第１の放射素子は、
前記第３の放射素子及び前記第４の放射素子の上側又は下側に配置し、
前記第２の放射素子は、
前記第３の放射素子及び前記第４の放射素子の右側又は左側に配置する、アンテナ装置。

【請求項2】

前記クワッド偏波アンテナモジュールアレイは、
前記第１の放射素子のうちの１つ、前記第２の放射素子のうちの１つ、前記第３の放射素子のうちの１つ、及び前記第４の放射素子のうちの１つを含む第１のクワッド偏波アンテナモジュール、及び、
前記第１の放射素子のうちのもう１つ、前記第２の放射素子のうちのもう１つ、前記第３の放射素子のうちのもう１つ、及び前記第４の放射素子のうちのもう１つを含み、前記第１のクワッド偏波アンテナモジュールの上側又は下側に配置した第２のクワッド偏波アンテナモジュールを含み、
前記第２のクワッド偏波アンテナモジュールに含まれる第２の放射素子は、
前記第１のクワッド偏波アンテナモジュールに含まれる第２の放射素子が、前記第１のクワッド偏波アンテナモジュール内に配置された位置と逆となる位置に配置される、請求項１に記載のアンテナ装置。

【請求項3】

ビーム（beam）の空間‐偏波分離を具現するＦＤＤ（frequency division duplexing）方式のアンテナ装置であって、
互いに異なる偏波方向を有し、第１の信号経路を共有する第１の放射素子、前記第１の放射素子に直交する偏波方向を有し、第２の信号経路を共有する第２の放射素子、前記第２の放射素子と４５度の偏波方向差を有し、第３の信号経路を共有する第３の放射素子、及び前記第３の放射素子と直交する偏波方向を有し、第４の信号経路を共有する第４の放射素子を含むクワッド偏波アンテナモジュールアレイと、
前記第１の信号経路の信号をフィルタリングする第１のフィルタ、前記第２の信号経路の信号をフィルタリングする第２のフィルタ、前記第３の信号経路の信号をフィルタリングする第３のフィルタ、及び前記第４の信号経路の信号をフィルタリングする第４のフィルタを含むフィルタ部、及び、
前記第１の放射素子及び前記第２の放射素子を介して放射される第１のビームと、前記第３の放射素子及び第４の放射素子を介して放射される第２のビームとが空間上で分離するように、前記フィルタリングした信号の位相を設定する位相設定モジュールと、を含み、
前記第１のビームと前記第２のビームは、互いに異なる偏波方向を有し、
前記第３の放射素子は、
前記第１の放射素子及び前記第２の放射素子の左下側又は右上側に配置し、
前記第４の放射素子は、
前記第１の放射素子及び前記第２の放射素子の右下側又は左上側に配置する、アンテナ装置。

【請求項4】

前記位相設定モジュールは、
前記第１のビームと前記第２のビームが空間上で水平方向に分離するように、前記フィルタリングした信号の位相を水平方向に設定する、請求項１または３に記載のアンテナ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、周波数分割デュープレクシングに用いられる４重偏波アンテナモジュール及びそれを用いてビームパターンを空間的に分離するアンテナ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

この部分に記載した内容は、単に本発明の背景情報を提供するだけであり、従来技術を構成するものではない。

【0003】

1つの伝送線やアンテナを用いて送受信信号を共に共有する方法として、周波数分割デュープレクシング（ＦＤＤ：frequency-division duplexing）方式と時分割デュープレクシング（ＴＤＤ：Time-division duplexing）方式が用いられる。

【0004】

ＦＤＤ方式のアンテナは、マルチパスによるフェージング（fading）効果を低減し、偏波ダイバーシティ（diversity）機能を実行するために、２重偏波アンテナモジュールとして設計するのが一般的である。さらに、ＦＤＤ方式のアンテナは、複数個の２重偏波アンテナモジュールがアレイした形態を有し、２重偏波アンテナモジュールの各々は複数個のアンテナ素子（放射素子）を含む。

【0005】

ＦＤＤ方式の２重偏波アンテナモジュールアレイに関する一例を図１に示す。図１にて、各矢印は放射素子を示し、矢印の方向は各放射素子の偏波方向を示す。左側の２重偏波アンテナモジュール（第１のアンテナモジュール）と右側の２重偏波アンテナモジュール（第２のアンテナモジュール）のそれぞれに含まれる放射素子のうち、一方は＋４５度の角度で配置し、他方は-４５度の角度で配置する。すなわち、放射素子は互いに直交又は垂直な偏波方向を有する。

【0006】

２Ｔ２Ｒである第１のアンテナモジュールは、ダイプレクサ（第１のダイプレクサ及び第２のダイプレクサ）を用いて送受信信号（Ｔｘ１、Ｒｘ１、Ｔｘ２及びＲｘ２）のそれぞれを分離することによってＦＤＤ方式を具現する。第２のアンテナモジュールと、第２のアンテナモジュールの送受信信号をそれぞれ分離して処理する第３のダイプレクサ及び第４のダイプレクサ（図示せず）を追加的に構成すると、２Ｔ２Ｒ以上の送受信信号処理を具現することができる。

【0007】

しかしながら、第１のアンテナモジュールと第２のアンテナモジュールとの間の分離度（isolation）を確保し、ビームフォーミングの最適条件を達成するためには、第１のアンテナモジュールと第２のアンテナモジュールが予め設定した中心間距離（ｄ、例えば、 ０.５λ）を置いて配置する必要がある。限られた空間内に第１のアンテナモジュールと第２のアンテナモジュールを予め設定した中心間距離を確保した状態で配置しなければならないので、第２のアンテナモジュールのための第３のダイプレクサと第４のダイプレクサを追加的に配置するのに困難がある。

【0008】

もし、ダイプレクサ自体のサイズが大きくなる場合には、第３のダイプレクサと第４のダイプレクサの追加配置のためのスペース不足の問題がさらに深化する可能性がある。例えば、図２に示すように、ＦＤＤ方式の場合、ＰＣＳ（personal communications service）通信に用いられる送信周波数（ｆ_２）帯域（ＰＣＳ Ｔｘ）と受信周波数（ｆ_１）帯域（ＰＣＳ Ｒｘ）との間の距離が非常に狭い区間（ｗ）が存在する。このような場合、ダイプレクサはｗでのスカート特性を確保するために、より多くの個数の共振器を含むように構成しなければならないため、ダイプレクサのサイズが増加することになり、これによりダイプレクサの追加配置のための空間の不足の問題はさらに深化し得る。

【0009】

一方、図１に表現した２重偏波アンテナモジュールアレイを介したビームフォーミング（ビームパターン）を示すと、図３と同様である。第１のアンテナモジュールによって放射されるビームは点線波形で示し、第２のアンテナモジュールによって放射されるビームは二点鎖線波形で示す。

【0010】

図３から分かるように、２重偏波アンテナモジュールアレイから放射されるビームはワイドビーム形態を有し、ワイドビーム形態のビームは周囲環境によってＳＮＲ（signal to noise ratio）が低下して遠い地点まで信号を伝送するのは難しいという限界がある。

【0011】

従来の方法は、２重偏波アンテナモジュールアレイ内の放射素子をカップリングして（信号経路を共有して）同じ周波数の信号（同じ偏波の信号）に対して空間（セクタ）を分離することで、この問題を解決しようとした。例えば、従来の方法は、同じ周波数の信号を３つ（図４（ａ））又は６つ（図４（ｂ））の空間に分離してビームフォーミングした。しかしながら、このような方法は、互いに異なる偏波を有するビームが隣接する位置に配置されているので、各ビーム間の相関関係が高くなり、通信品質が低下するという問題が生じる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本発明の一実施例は、アンテナモジュールの構造的な変更を介してアンテナモジュール自体のサイズを減少させ、これを介してダイプレクサ又はフィルタの配置のための十分なスペースを確保することに主な目的がある。

【0013】

さらに、本発明の他の実施例は、アンテナモジュールアレイを介して放射されるビームを空間的に分離させ、隣接するビーム間の偏波を互いに異なるように設定することで、ビーム間の相関関係を減少させて通信品質を向上させることができるアンテナ装置を提供することに主な目的がある。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明の一実施例によると、ビーム（beam）の空間‐偏波分離を具現するＦＤＤ（frequency division duplexing）方式のアンテナ装置であって、互いに同じ偏波方向を有し、第１の信号経路を共有する第１の放射素子、前記第１の放射素子と直交する偏波方向を有し、第２の信号経路を共有する第２の放射素子、前記第２の放射素子と４５度の偏波方向差を有し、第３の信号経路を共有する第３の放射素子、及び、前記第３の放射素子と直交する偏波方向を有し、第４の信号経路を共有する第４の放射素子を含むクワッド偏波アンテナモジュールアレイと、前記第１の信号経路の信号をフィルタリングする第１のフィルタ、前記第２の信号経路の信号をフィルタリングする第２のフィルタ、前記第３の信号経路の信号をフィルタリングする第３のフィルタ、及び、前記第４の信号経路の信号をフィルタリングする第４のフィルタを含むフィルタ部、及び、前記第１の放射素子及び前記第２の放射素子を介して放射される第１のビームと、前記第３の放射素子及び前記第４の放射素子を介して放射される第２のビームが空間上で分離するように、前記フィルタリングした信号の位相を設定する位相設定モジュールを含み、前記第１のビームと前記第２のビームは互いに異なる偏波方向を有するアンテナ装置を提供する。

【発明の効果】

【0015】

以上説明したように、本発明によると、放射素子の信号経路をカップリングし、カップリングした信号経路のそれぞれにフィルタをつなぐので、従来のダイプレクサの追加配置のための空間不足の問題を解決できる。

【0016】

また、本発明によると、物理的に区分した２重偏波アンテナモジュールを1つの４重偏波アンテナモジュールに一体化することで、面積の削減だけでなく、製作、設置、メンテナンスなどの利便性を提供する。

【0017】

さらに、本発明によると、ナロービームを放射することができ、アンテナの利得を向上させることができるし、ビームを空間上で様々な方向に分離することができ、カバレッジを広げることができるし、ビームの偏波分離を介してビーム間の相関関係を減らすことができるため、通信品質をさらに向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】従来の２重偏波アンテナ装置を説明するための図である。

【図2】従来の２重偏波アンテナ装置を説明するための図である。

【図3】従来の２重偏波アンテナ装置を介して放射されるビームを説明するための図である。

【図4】従来の２重偏波アンテナ装置を介して放射されるビームを説明するための図である。

【図5】４重偏波アンテナモジュールに関する様々な例を説明するための図である。

【図6】４重偏波アンテナモジュールに関する様々な例を説明するための図である。

【図7】４重偏波アンテナモジュールに関する様々な例を説明するための図である。

【図8】４重偏波アンテナモジュールアレイ及び４重偏波アンテナ装置に関する様々な例を説明するための図である。

【図9】４重偏波アンテナモジュールアレイ及び４重偏波アンテナ装置に関する様々な例を説明するための図である。

【図10】４重偏波アンテナモジュールアレイ及び４重偏波アンテナ装置に関する様々な例を説明するための図である。

【図11】４重偏波アンテナモジュールアレイ及び４重偏波アンテナ装置に関する様々な例を説明するための図である。

【図12】４重偏波アンテナモジュールアレイに関する他の例を説明するための図である。

【図13】空間‐偏波分離を説明するための図である。

【図14】空間‐偏波分離を説明するための図である。

【図15】空間‐偏波分離を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の一部の実施例を例示的な図面を通して詳しく説明する。各図面の構成要素に参照符号を追加するにあたり、同一の構成要素に対しては、たとえ他の図面に表示されても可能な限り同一の符号を有することに留意したい。なお、本発明の説明にあたり、関連する公知の構成又は機能に関する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にすると判断した場合には、その詳しい説明は省く。

【0020】

また、本発明の構成要素を説明するために、第１の、第２の、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）などの用語を用いる場合がある。このような用語は、その構成要素を他の構成要素と区別するためだけのものであり、その用語によって当該構成要素の本質、順番又は順序などが限定されない。本明細書全体にて、ある部分がある構成要素を「含む」、「具備」する場合、これは、特に逆の記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。さらに、明細書に記載した「…部分」、「モジュール」などの用語は、少なくとも１つの機能又は動作を処理する単位を意味し、これはハードウェアやソフトウェア、又はハードウェア及びソフトウェアの組み合わせで具現する。

【0021】

本明細書では、１）空間効率性を向上させることができるアンテナモジュール、及び２）フィルタの追加配置が可能な空間確保のためのアンテナモジュールの構造、３）ビームの空間‐偏波分離が可能なアンテナ装置を提案する。

【0022】

実施例１
実施例１では、空間効率性を向上させる４重（クワッド）偏波アンテナモジュール５００を提案する。

【0023】

図５ないし図７に示すように、クワッド偏波アンテナモジュール５００は、第１の放射素子モジュール５１０及び第２の放射素子モジュール５２０を含んで構成する。

【0024】

第１の放射素子モジュール５１０は、相互間で直交する又は垂直な偏波方向を有する２つの放射素子５１２、５１４を含んでなる。第２の放射素子モジュール５２０はまた、相互間で直交する又は垂直な偏波方向を有する２つの放射素子５２２、５２４を含んでなる。

【0025】

ここで、「直交」又は「垂直」とは、放射素子の偏波方向が正確に９０度の角度差を有する場合と、９０±θの角度差を有する場合の両方を含む。 θは、アンテナモジュールの作製工程における誤差、他のアンテナモジュールとの相関関係（correlation）程度、ビームフォーミング方向の調整必要性などに応じて可変である。

【0026】

第１の放射素子モジュール５１０に含まれる２つの放射素子５１２、５１４のうち、いずれか一方を第１の放射素子５１２と称し、他方を第２の放射素子５１４と称する。第２の放射素子５１４は、第１の放射素子５１２の偏波方向と直交又は垂直な偏波方向を有するように設定する。

【0027】

第２の放射素子モジュール５２０に含まれる２つの放射素子５２２、５２４のうち、いずれか一方を第３の放射素子５２２と称し、他方を第４の放射素子５２４と称する。第３の放射素子５２２は、第１の放射素子５１２の偏波方向と４５度の偏波方向差を有するように設定する。

【0028】

第４の放射素子５２４は、第３の放射素子５２２の偏波方向と直交又は垂直な偏波方向を有するように設定する。第２の放射素子５１４は第１の放射素子５１２と直交又は垂直な偏波方向関係を有し、第１の放射素子５１２は第３の放射素子５２２及び第４の放射素子５２４と４５度の偏波方向関係を有し、第４の放射素子５２４が第３の放射素子５２２と直交又は垂直な偏波方向関係を有する。したがって、第４の放射素子５２４は、第１の放射素子５１２及び第２の放射素子５１４と４５度の偏波方向関係を有する。

【0029】

ここで、「４５度の偏波方向関係」とは、放射素子が正確に４５度の偏波方向差を有する場合と、４５±θの偏波方向差を有する場合のすべてを含む。 θは、アンテナモジュールの作製工程における誤差、他のアンテナモジュールとの相関関係の程度、ビームフォーミング方向の調整の必要性などに応じて可変である。

【0030】

実施形態により、放射素子５１２、５１４、５２２、５２４の偏波方向は多様である。例えば、第１の放射素子５１２と第２の放射素子５１４のそれぞれが＋４５度と－４５度の偏波方向を有し、第３の放射素子５２２と第４の放射素子５２４のそれぞれが垂直方向（vertical）及び水平方向（horizontal）の偏波方向を有する。別の例として、第１の放射素子５１２と第２の放射素子５１４のそれぞれは、垂直方向と水平方向の偏波方向を有し、第３の放射素子５２２と第４の放射素子５２４のそれぞれは、＋４５度と－４５度の偏波方向を有する。

【0031】

ＦＤＤ方式の具現のために、放射素子５１２、５１４、５２２、５２４のそれぞれは、信号の送信又は受信に用いる。例えば、第１の放射素子５１２及び第２の放射素子５１４のうち、いずれか一方（第１の放射素子）が送信ラインＴｘ１につながって信号の送信に用いられ、他方（第２の放射）素子は受信ラインＲｘ２につながって信号の受信に用いられる。また、第３の放射素子５２２及び第４の放射素子５２４のうち、いずれか一方（第３の放射素子）が送信ラインＴｘ２につながって信号の送信に用いられ、他方（第４の放射素子）が受信ラインＲｘ１につながって信号の受信に用いられる。

【0032】

以下では、クワッド偏波アンテナモジュール５００の面積効率を向上させることができる実施例について説明する。以下の実施例では、第１の放射素子５１２及び第３の放射素子５２２が信号の送信に用いられ、第２の放射素子５１４及び第４の放射素子５２４が信号の受信に用いると仮定する。

【0033】

実施例１－１
実施例１－１は、第１の放射素子５１２及び第２の放射素子５１４が第２の放射素子モジュール５２０の周辺に配置される実施例である。

【0034】

図５に示すように、第１の放射素子５１２は、第２の放射素子モジュール５２０の上側（上側周辺）に配置するか（図５（ａ）及び（ｂ））、もしくは第２の放射素子モジュール５２０の下側（下側周辺）に配置する（図５（ｃ）及び（ｄ））。第２の放射素子モジュール５２０の上側又は下側に配置した第１の放射素子５１２は、第３の放射素子５２２及び第４の放射素子５２４と±４５度の偏波方向差を有する。

【0035】

第２の放射素子５１４は、第２の放射素子モジュール５２０の左側（左周り）に配置するか（図５（ａ）及び（ｃ））、もしくは第２の放射素子モジュール５２０の右側（右周り）に配置する（図５（ｂ）及び（ｄ））。第２の放射素子モジュール５２０の左側又は右側に配置した第２の放射素子５１４は、第１の放射素子５１２と直交又は垂直な偏波方向差を有し、第３の放射素子５２２及び第４の放射素子５２４と±４５度の偏波方向差を有する。

【0036】

実施例１－２
実施例１－２は、第３の放射素子５２２及び第４の放射素子５２４が第１の放射素子モジュール５１０の周辺に配置される実施例である。

【0037】

図６に示すように、第３の放射素子５２２は、第１の放射素子モジュール５１０の左上側（左上側周辺）に配置するか（図６（ａ）及び（ｂ））、もしくは第１の放射素子モジュール５１０の右下側（右下側周辺）に配置する（図６（ｃ）及び（ｄ））。第１の放射素子モジュール５１０の左上側又は右下側に配置した第３の放射素子５２２は、第１の放射素子５１２及び第２の放射素子５１４と±４５度の偏波方向差を有する。

【0038】

第４の放射素子５２４は、第１の放射素子モジュール５１０の左下側（左下側周辺）に配置するか（図６（ａ）及び（ｃ））、もしくは第１の放射素子モジュール５１０の右上側（右上側周辺）に配置する（図６（ｂ）及び（ｄ））。第１の放射素子モジュール５１０の左下側又は右上側に配置した第４の放射素子５２４は、第３の放射素子５２２と直交又は垂直な偏波方向差を有し、第１の放射素子５１２及び第２の放射素子５１４と±４５度の偏波方向差を有する。

【0039】

実施例１－１及び１－２で説明したように、本発明のクワッド偏波アンテナモジュール５００は、第２の放射素子モジュール５２０が占有する領域（図５の実線ボックス）内に第１の放射素子５１２及び第２の放射素子５１４を配置するように構成するか、又は第１の放射素子モジュール５１０が占有する領域（図６の実線ボックス）内に第３の放射素子５２２及び第４の放射素子５２４を配置するように構成する。

【0040】

したがって、実施例１－１及び１－２によると、２つの放射素子モジュールを物理的に区別して配置した従来のアンテナモジュールと比べ、より向上した面積効率性を提供する。また、面積効率性の向上は、製作、設置、メンテナンスなどの利便性につながる。

【0041】

実施例１－１で、第３の放射素子５２２と第４の放射素子５２４は様々な形態で配置する。例えば、第３の放射素子５２２と第４の放射素子５２４は互いに交差するように配置する。また、第３の放射素子５２２と第４の放射素子５２４は、それぞれの中心が互いに交差するように配置する。このような場合、第２の放射素子モジュール５２０が占有する領域（図５の実線ボックス）の面積が最小となり、面積効率性がさらに向上する。

【0042】

実施例１－２で、第１の放射素子５１２と第２の放射素子５１４は様々な形態で配置する。例えば、第１の放射素子５１２と第２の放射素子５１４は互いに交差するように配置する。また、第１の放射素子５１２と第２の放射素子５１４は、それぞれの中心が互いに交差するように配置する。このような場合、第１の放射素子モジュール５１０が占有する領域（図６の実線ボックス）の面積が最小となり、面積効率性がさらに向上する。

【0043】

実施例１－３
実施例１－３は、第１の放射素子５１２及び第２の放射素子５１４を互いに交差するように配置し、第３の放射素子５２２及び第４の放射素子５２４をも互いに交差するように配置する実施例である。

【0044】

図７に示すように、第１の放射素子５１２と第２の放射素子５１４は互いに交差するように配置する。第１の放射素子５１２と第２の放射素子５１４が互いに交差する地点又はポイントを「第１の交差点７１０」と称する。

【0045】

図７に示すように、第３の放射素子５２２と第４の放射素子５２４は互いに交差するように配置する。第３の放射素子５２２と第４の放射素子５２４が互いに交差する地点又はポイントを「第２の交差点７２０」と称する。

【0046】

クワッド偏波アンテナモジュール５００が占める面積（図７の実線ボックス）は、第１の交差点７１０と第２の交差点７２０との間の距離に応じて決定する。第１の交差点７１０と第２の交差点７２０との間の距離が増加するほど、クワッド偏波アンテナモジュール５００が占める面積が増加し、第１の交差点７１０と第２の交差点７２０との間の距離が減少するにつれて、クワッド偏波アンテナモジュール５００が占める面積を減少させることができる。

【0047】

従来の方法（２つの放射素子モジュールを物理的に区分して配置）に比べてさらに向上した面積効率性を提供するためには、第１の交差点７１０と第２の交差点７２０との間の距離が放射素子１つの長さ以下であることが望ましい。

【0048】

第１の交差点７１０と第２の交差点７２０との間の距離が放射素子１つの長さ以下であれば、第１の交差点７１０と第２の交差点７２０との間の距離は設計者の意図やアンテナモジュールアレイを構成する他のアンテナモジュールとの配置関係などに応じて様々に設定できる。

【0049】

面積効率性を最大化するためには、第１の交差点７１０と第２の交差点７２０が互いに同じ位置にあってもよい。すなわち、第１の放射素子５１２と第２の放射素子５１４は、それぞれの中心が互いに交差（第１の交差点）するように配置し、第３の放射素子５２２と第４の放射素子５２４もそれぞれの中心が互いに交差（第２の交差点）するように配置し、第１の交差点７１０と第２の交差点７２０が互いに同じ位置にあれば、面積効率性が最大化する。

【0050】

実施例２
実施例２では、フィルタを追加で配置するのに十分な空間を確保することができ、空間‐偏波分離を具現できるアンテナ装置を提案する。

【0051】

前述のように、従来の２重偏波アンテナモジュールアレイから放射されるビームは、低いアンテナ利得を有するワイドビームの形態で現れるので、遠い地点まで信号を伝送することは困難である。アンテナモジュールをアレイ状に配置し、放射素子の信号経路をカップリングさせると、ナロービーム形態を導出することができ、遠い地点までの信号伝送が可能であるが、以下のような問題が発生する。

【0052】

１）アンテナモジュール間の分離度を確保し、ビームフォーミングの最適条件を達成するためにアンテナモジュールを予め設定した中心間距離を有するように配置しなければならず、このようなアンテナモジュールにつながるダイプレクサを配置するのに十分なスペースを確保するのは難しい。

【0053】

２）サイズ増加 - ナロービーム形態を導出するために複数個の放射素子又は複数個のアンテナモジュールを配置しなければならず、アンテナのサイズが増加して面積効率性が低下する。

【0054】

３）隣接するビーム間に重なりが生じ、ビームの偏波間の相関関係が高くなり通信品質が低下する。

【0055】

本明細書では、前記のような従来のアンテナ装置の問題をすべて解決する新しいアンテナ装置を提案する。

【0056】

図８に示すように、本発明に係るアンテナ装置は、クワッド偏波アンテナモジュールアレイ８００、フィルタ部８７０、及び位相設定モジュール８８０を含んでなる。

【0057】

クワッド偏波アンテナモジュールアレイ８００は、それ自体に含まれる放射素子を用いて複数個のビームを放射する構成に対応する。クワッド偏波アンテナモジュールアレイ８００を介して放射されるビームは、ナロービームの形態を有し、これらのビームの中で互いに隣接する２つのビームは互いに異なる偏波方向を有する。

【0058】

クワッド偏波アンテナモジュールアレイ８００は、複数個のクワッド偏波アンテナモジュールを含んでなる。本明細書では、クワッド偏波アンテナモジュールアレイ８００が２つのクワッド偏波アンテナモジュールを含んでなるものと仮定し、それらのうちの１つを第１のクワッド偏波アンテナモジュール８１０と称し、もう一つを第２のクワッド偏波アンテナモジュール８２０と称する。

【0059】

第１のクワッド偏波アンテナモジュール８１０と第２のクワッド偏波アンテナモジュール８２０は、モジュール８１０、８２０との間の隔離度を確保し、ビームフォーミングの最適条件を達成するために予め設定した中心間距離（ｄ、例えば、例えば、０．５λ）を置いて配置する。

【0060】

第１のクワッド偏波アンテナモジュール８１０は、第１ないし第４の放射素子８３２、８４２、８５２、８６２を含んでなる。

【0061】

第２の放射素子８４２は第１の放射素子８３２に直交する偏波方向を有し、第３の放射素子８５２は第１の放射素子８３２及び第２の放射素子８４２の偏波方向と４５度の偏波方向差を有し、第４の放射素子８６２は、第３の放射素子８５２に直交する偏波方向を有する。第３の放射素子８５２と第４の放射素子８６２は互いに直交する偏波方向を有するので、第４の放射素子８６２も第３の放射素子８５２と同様に第１の放射素子８３２及び第２の放射素子８４２の偏波方向と４５度の偏波方向差を有する。

【0062】

第２のクワッド偏波アンテナモジュール８２０は、第５ないし第８の放射素子８３４、８４４、８５４、８６４を含んでなる。

【0063】

第５の放射素子８３４は第１の放射素子８３２と同じ偏波方向を有し、第６の放射素子８４４は第２の放射素子８４２と同じ偏波方向を有し、第７の放射素子８５４は、第３の放射素子８５２と同じ偏波方向を有し、第８の放射素子８６４は、第４の放射素子８６２と同じ偏波方向を有する。

【0064】

したがって、第６の放射素子８４４は第５の放射素子８３４に直交する偏波方向を有し、第７の放射素子８５４は第５の放射素子８３４及び第６の放射素子８４４の偏波方向と４５度の偏波方向差を有し、第８の放射素子８６４は、第７の放射素子８５４に直交する偏波方向を有する。第７の放射素子８５４と第８の放射素子８６４は互いに直交する偏波方向を有するので、第８の放射素子８６４も第７の放射素子８５４と同様に第５の放射素子８３４及び第６の放射素子８４４の偏波方向と４５度の偏波方向差を有してもよい。

【0065】

クワッド偏波アンテナモジュールアレイ８００に含まれる放射素子のうち、互いに等しい偏波方向を有する放射素子は信号経路をカップリングする。例えば、第１の放射素子８３２と第５の放射素子８３４は、第１の信号経路Ｔｘ１を共有するようにカップリングし、第２の放射素子８４２と第６の放射素子８４４も第２の信号経路Ｒｘ２を共有するようにカップリングする。また、第３の放射素子８５２と第７の放射素子８５４は、第３の信号経路Ｔｘ２を共有するようにカップリングし、第４の放射素子８６２と第８の放射素子８６４も第４の信号経路Ｒｘ１を共有するようにカップリングする。信号経路をカップリングした放射素子を介して放射されるビームは、ナロービームの形態を有する。

【0066】

ここで、第１の信号経路Ｔｘ１を介してカップリングした第１の放射素子８３２と第５の放射素子８３４を「第１の放射素子又は第１の放射素子対８３０」と称し、第２の信号経路Ｒｘ２を介してカップリングした第２の放射素子８４２と第６の放射素子８４４を「第２の放射素子又は第２の放射素子対８４０」と称する。また、第３の信号経路Ｔｘ２を介してカップリングした第３の放射素子８５２と第７の放射素子８５４を「第３の放射素子又は第３の放射素子対８５０」と称し、第４の信号経路Ｒｘ１を介してカップリングした第４の放射素子８６２と第８の放射素子８６４を「第４の放射素子又は第４の放射素子対８６０」と称する。

【0067】

放射素子を介して放射されるビームは、自身が放射された放射素子の偏波方向（自分が放射された放射素子に設定されている偏波方向）を有する。例えば、第１の放射素子８３０を介して放射されるビームは水平方向の偏波方向を有し、第２の放射素子８４０を介して放射されるビームは垂直方向の偏波方向を有する。さらに、第３の放射素子８５０を介して放射されるビームは－４５度の偏波方向を有し、第４の放射素子８６０を介して放射されるビームは－４５度の偏波方向を有する。ここで、±４５度の偏波方向を有するビームを第１のビームと称し、垂直方向の偏波方向を有するビームと水平方向の偏波方向を有するビームを第２のビーム（Ｖ／Ｈ）と称する。

【0068】

フィルタ部８７０は、信号経路Ｔｘ１、Ｔｘ２、Ｒｘ１、Ｒｘ２のそれぞれを介して移動する信号を予め設定した周波数帯域でフィルタリングする。フィルタ部８７０は、第１のフィルタ８７２、第２のフィルタ８７４、第３のフィルタ８７６、及び第４のフィルタ８７８を含んでなる。フィルタ部８７０に関する詳しい内容は後述する。

【0069】

位相設定モジュール８８０は、クワッド偏波アンテナモジュールアレイ８００を介して放射されるビームが空間上で分離するように、フィルタリングした信号間の位相を互いに異なるように設定する。位相設定モジュール８８０は、フェーズシフター（phase shifter）などを用いて具現する。

【0070】

例えば、位相設定モジュール８８０は、第１の信号経路Ｔｘ１と第２の信号経路Ｒｘ２を介して移動する信号の位相及び、第３の信号経路Ｔｘ２と第４の信号経路Ｒｘ１を介して移動する信号間の位相を互いに異なるように設定する。第１の信号経路Ｔｘ１と第２の信号経路Ｒｘ２を介して移動する信号は、第１の放射素子８３０と第２の放射素子８４０を介して第１のビームに放射され、第３の信号炉Ｔｘ２と第４の信号経路Ｒｘ１を通って移動する信号は、第３の放射素子８５０と第４の放射素子８６０を介して第２のビームに放射されるため、結果的に第１のビームと第２のビームは空間上で互いに異なる位相で放射される。

【0071】

クワッド偏波アンテナモジュールアレイ８００を介して放射されるビームは、自身が放射された放射素子の偏波方向を有する状態で放射されるので、空間上で互いに隣接する２つのビームは互いに異なる偏波を有する。

【0072】

実施例２－１：十分なスペース確保
実施例２－１は、配置のための空間を十分に確保できるフィルタ部８７０の構造又は構成に関する実施例である。

【0073】

フィルタ部８７０は、第１のフィルタ８７２、第２のフィルタ８７４、第３のフィルタ８７６、及び第４のフィルタ８７８を含んでなる。

【0074】

第１のフィルタ８７２は、第１の信号経路Ｔｘ１を通して移動する信号を予め設定した周波数帯域でフィルタリングする。第１のフィルタ８７２に予め設定した周波数帯域は、第１の放射素子８３０を介して放射される信号の周波数帯域である。第２のフィルタ８７４は、第２の信号経路Ｒｘ２を通して移動する信号を予め設定した周波数帯域でフィルタリングする。第２のフィルタ８７４に予め設定した周波数帯域は、第２の放射素子８４０を介して放射される信号の周波数帯域である。

【0075】

第３のフィルタ８７６は、第３の信号経路Ｔｘ２を通して放射される信号を予め設定した周波数帯域にフィルタリングする。第３のフィルタ８７６に予め設定した周波数帯域は、第３の放射素子８５０を介して放射される信号の周波数帯域である。第４のフィルタ８７８は、第４の信号経路Ｒｘ１を通して移動する信号を予め設定した周波数帯域でフィルタリングする。第４のフィルタ８７８に予め設定した周波数帯域は、第４の放射素子８６０を介して放射される信号の周波数帯域である。

【0076】

前述のように、従来のアンテナ装置は、信号経路のそれぞれにダイプレクサがつながれ、このダイプレクサを介して送信信号と受信信号を分離することによってＦＤＤ方式を具現するように構成する。これとは異なり、本発明のアンテナ装置は、図８ないし図１１に示すように、信号経路を信号の送信に用いる信号経路と信号の受信に用いる信号経路に分け、各信号経路にフィルタをつなぎ、このフィルタを介して送信信号又は受信信号をフィルタリングすることでＦＤＤ方式を具現するように構成する。

【0077】

本発明のアンテナ装置で用いるフィルタは、従来のアンテナ装置のダイプレクサに比べて小さいサイズを有するので、本発明のアンテナ装置は、フィルタを追加配置するための十分な空間を確保できる。すなわち、本発明のアンテナ装置は、クワッド偏波アンテナモジュールアレイ８００が配置される面積を増やす必要がなく、十分な個数のフィルタを配置することができる。

【0078】

実施例２－２：面積効率性の向上（アンテナサイズ減少）
実施例２－２は、クワッド偏波アンテナモジュールアレイ８００のサイズを小さくさせることで面積効率性を向上させることができる放射素子の効率的な配置構造に関する実施例である。放射素子の効率的な配置構造としては、実施例１で説明したクワッド偏波アンテナモジュールの配置構造を適用する。

【0079】

例えば、図８に示すように、第１の放射素子８３０は、第３の放射素子８５０及び第４の放射素子８６０の上側に配置し、第２の放射素子８４０は、第３の放射素子８５０及び第４の放射素子８６０の右側又は左側に配置する。別の例で、第１の放射素子８３０は第３の放射素子８５０及び第４の放射素子８６０の下側に配置し、第２の放射素子８４０は第３の放射素子８５０及び第４の放射素子８６０の右側又は左側に配置する。

【0080】

また別の例として、図１０に示すように、第３の放射素子８５０は、第１の放射素子８３０及び第２の放射素子８４０の左下側に配置し、第４の放射素子８６０は、第１の放射素子８３０及び第２の放射素子８４０の左上側又は右下側に配置する。また別の例として、第３の放射素子８５０は第１の放射素子８３０及び第２の放射素子８４０の右上側に配置し、第４の放射素子８６０は第１の放射素子８３０及び第２の放射素子８４０の左上側又は右下側に配置する。

【0081】

また別の例として、図１１に示すように、第１の放射素子８３０のそれぞれは第２の放射素子８４０のそれぞれと互いに交差するように配置し、第３の放射素子８５０のそれぞれは第４の放射要素８６０のそれぞれと互いに交差するように配置する。ここで、第１の放射素子８３０及び第２の放射素子８４０が互いに交差する地点又はポイントを第１の交差点１１１０と称し、第３の放射素子８５０及び第４の放射素子８６０の各々が互いに交差する地点又はポイントを第２の交差点１１２０と称する。

【0082】

実施例１－３と同様に、第１の交差点１１１０と第２の交差点１１２０との間の距離が最小の場合に第１及び第２のクワッド偏波アンテナモジュール８１０、８２０が占める面積の効率性が最大になる。したがって、面積効率性を最大化するために、第１の交差点１１１０と第２の交差点１１２０は互いに同じ位置におかれる。

【0083】

一方、第１のクワッド偏波アンテナモジュール８１０と第２のクワッド偏波アンテナモジュール８２０は、様々な位置に配置する。例えば、クワッド偏波アンテナモジュール８１０、８２０は、水平方向（horizontal）、垂直方向（vertical）、又は対角線方向に配置する。

【0084】

クワッド偏波アンテナモジュール８１０、８２０を水平方向に配置する場合、第１のクワッド偏波アンテナモジュール８１０は左側に配置し、第２のクワッド偏波アンテナモジュール８２０は右側に配置するか、又は第１のクワッド偏波アンテナモジュール８１０は右側に配置し、第２のクワッド偏波アンテナモジュール８２０は左側に配置する。

【0085】

クワッド偏波アンテナモジュール８１０、８２０を垂直方向に配置する場合、第１のクワッド偏波アンテナモジュール８１０は上側に配置し、第２のクワッド偏波アンテナモジュール８２０は下側に配置するか、又は第１のクワッド偏波アンテナモジュール８１０は下側に配置し、第２のクワッド偏波アンテナモジュール８２０は上側に配置する。この場合、放射素子８３０、８４０、８５０、８６０のうち、垂直方向に配置した放射素子は、垂直方向を基準にして互いに異なる位置、又は互いに対称となる位置、あるいは互いに逆の位置に配置する。

【0086】

例えば、図９に示すように、第１のクワッド偏波アンテナモジュール８１０は上側に配置し、第２のクワッド偏波アンテナモジュール８２０は下側に配置すると、第２の放射素子８４０のうち、第１のクワッド偏波アンテナモジュール８１０に含まれる第２の放射素子８４２と、第２のクワッド偏波アンテナモジュール８２０に含まれる第６の放射素子８４４が垂直方向に配列される。

【0087】

このような場合、第２の放射素子８４２と第６の放射素子８４４は、垂直方向を基準に互いに異なる位置（互いに逆の位置）に配置する。すなわち、第２の放射素子８４２は第３の放射素子８５２及び第４の放射素子８６２の左側に配置し、第６の放射素子８４４は第７の放射素子８５４及び第８の放射素子８６４の右側に配置するか、又は第２の放射素子８４２は第３の放射素子８５２及び第４の放射素子８６２の右側に配置し、第６の放射素子８４４は第７の放射素子８４２ ８５４及び第８の放射素子８６４の左側に配置する。

【0088】

垂直方向に配列した放射素子が垂直方向を基準に互いに異なる位置に配置する理由は、十分な利得を有するナロービーム（予め設定した放射角度を有するナロービーム）を形成するためである。

【0089】

ビームの利得は放射素子の水平方向長さに依存するが、第１の放射素子８３２と第５の放射素子８３４の場合には水平方向に配列されており、それ自体で十分な利得を有するナロービームを放射できる。しかしながら、第２の放射素子８４２と第６の放射素子８４４は垂直方向に配置されており、水平方向の長さが非常に短く、十分な利得を有するナロービームを放射し難い。

【0090】

したがって、第２の放射素子８４２と第６の放射素子８４４を互いに対称となる位置に配置し、第２の放射素子８４２と第６の放射素子８４４との間の距離差を放射素子の水平方向長さとして活用すると、十分な利得を有するナロービームを形成することができる。

【0091】

実施例２－３：ビーム間の相関関係の改善（空間‐偏波分離）
実施例２－３は、ビーム間の相関関係を改善するためにビームを空間上で分離して放射し（空間分離）、空間上で分離したビームの中で互いに隣接するビーム間の偏波を異なるように設定（偏波分離）する方法である。

【0092】

位相設定モジュール８８０は、ビームが空間上で互いに分離されるように、入力した信号の位相又は角度を設定する。例えば、位相設定モジュール８８０は、入力した信号（フィルタリングした信号）のうち、Ｔｘ１及びＲｘ２に入力される信号の位相と、Ｔｘ２及びＲｘ１に入力される信号の位相を互いに異なるように設定する。

【0093】

互いに異なる位相に設定した信号は、放射素子８３０、８４０、８５０、８６０を介して放射され、このとき、各放射素子８３０、８４０、８５０、８６０に設定した偏波方向を有するビームの形態で放射される。

【0094】

例えば、Ｔｘ１で入力した信号は、第１の放射素子８３２及び第５の放射素子８３４によって水平方向の偏波方向を有するビームで放射され、Ｒｘ２で入力した信号は第２の放射素子８４２及び第６の放射素子８４４によって、垂直方向の偏波方向を有するビームで放射される（第２のビーム）。また、Ｔｘ２で入力した信号は、第３の放射素子８５２及び第７の放射素子８５４によって－４５度の偏波方向を有するビームで放射され、Ｒｘ１で入力した信号は第４の放射素子８６２及び第８の放射素子８６４によって＋４５度の偏波方向を有するビームで放射される（第１のビーム）。

【0095】

水平方向空間‐偏波分離
位相設定モジュール８８０は、入力した信号の位相を水平方向に互いに異なるように設定する。信号の位相が水平方向に互いに異なるように設定されると、クワッド偏波アンテナモジュールアレイ８００を介して放射されるビームを空間上で水平方向に分離することができる。

【0096】

ビームの水平方向空間‐偏波分離の関する一例を図１３に示す。±４５度の偏波方向を有するビームは第１のビームを表し、Ｖ／Ｈの偏波方向を有するビームは第２のビームを表す。図１３を見ると、本発明のアンテナ装置により、互いに異なる偏波又は偏波方向を有するビーム（第１のビーム及び第２のビーム）が空間上で水平方向に分離して放射されることが分かる。

【0097】

本発明のアンテナ装置によって空間‐偏波分離したビームと従来のアンテナ装置によるビームとの比較を図１４に示す。

【0098】

図１４にて、点線の波形は従来のアンテナ装置によるビームを表し、実線の波形のうちパターンで表していない波形は本発明のアンテナ装置による第１のビーム（±４５度）を表し、パターンで表す波形は、本発明のアンテナ装置による第２のビーム（Ｖ／Ｈ）を表す。

【0099】

図１４を介し、本発明のアンテナ装置によると、ビームの水平方向空間‐偏波分離を具現することができ、従来の方法に比べてさらに向上したアンテナ利得を導出することが分かる。また、本発明のアンテナ装置によると、セクタ（空間）が分離されるので、カバレッジを増加させる効果を提供できることが分かる。

【0100】

さらに、本発明のアンテナ装置によって放射されるビーム間にもオーバーラップ（overlap）する領域が存在するが、ビーム間の偏波が互いに異なるため（偏波分離）、信号間の相関関係の問題が解消されることが分かる。偏波分離による効果をより詳しく説明する図が図１５に示されている。

【0101】

左から右に向かう方向を基準に、１番目のビームは±４５度の偏波方向を有し、２番目のビームはＶ／Ｈの偏波方向を有するため、２つのビーム間の相関関係は十分に小さくなる。この特性は、２番目のビームと３番目のビームの間、３番目のビームと４番目のビームの間でも成立する。

【0102】

１番目のビームと３番目のビームはどちらも±４５度の偏波方向を有するが、空間分離によって距離が十分に離れているため（離間しているため）、２つのビーム間の相関関係も十分に小さくなる。この特性は、２番目のビームと４番目のビームの間でも成立する。

【0103】

以上説明したように、本発明のアンテナ装置は、空間上で互いに隣接して位置するナロービーム間の偏波を互いに異なるように構成するので、偏波間相関関係を改善して偏波の効率を完全に再利用できる偏波再利用（polarization reuse）を具現する。

【0104】

実施例３
実施例３は、アンテナモジュールアレイ内でアンテナモジュールを互いに異なる領域に配置することでフィルタサイズをさらに縮小させ、相対的に狭い空間にフィルタを配置することができる方法である。

【0105】

図１２に示すように、アンテナモジュールアレイは、２重偏波アンテナモジュールに該当する第１の放射素子モジュール１２１２、１２２２、１２３２、１２４２と第２の放射素子モジュール１２１４、１２２４、１２３４、１２４４を含んでなる。第１の放射素子モジュール１２１２、１２２２、１２３２、１２４２は、Ｖ／Ｈ又は±４５度の偏波方向を有し、第２の放射素子モジュール１２１４、１２２４、１２３４、１２４４は±４５度又はＶ／Ｈの偏波方向を有する。

【0106】

第１の放射素子モジュール１２１２、１２２２、１２３２、１２４２と第２の放射素子モジュール１２１４、１２２４、１２３４、１２４４のそれぞれは、予め設定した中心間距離（ｄ、例えば０．５λ）を置いて配置する。中心間距離ｄは、第１の放射素子モジュール１２１２、１２２２、１２３２、１２４２と第２の放射素子モジュール１２１４、１２２４、１２３４、１２４４との間の隔離度を確保し、ビームフォーミングの最適条件を達成するための距離に該当する。

【0107】

図１２に示すように、第１の放射素子モジュール１２１２、１２２２、１２３２、１２４２と第２の放射素子モジュール１２１４、１２２４、１２３４、１２４４は互いに交差する（interleaved）ように配置する。 １２１６、１２１８、１２２６、１２２８、１２３６、１２３８、１２４６、及び１２４８は、第１の放射素子モジュール１２１２、１２２２、１２３２、１２４２と第２の放射素子モジュール１２１４、１２４を互いに交差するように配置することで発生する空間又は領域を示す。

【0108】

例えば、第１の放射素子モジュール１２１２と第２の放射素子モジュール１２１４は互いに対角方向に配置し、第１の放射素子モジュール１２２２と第２の放射素子モジュール１２２４も互いに対角となる方向に配置し、第１の放射素子モジュール１２３２と第２の放射素子モジュール１２３４も互いに対角となる方向に配置し、第１の放射素子モジュール１２４２と第２の放射素子モジュール１２４４も互いに対角となる方向に配置することで、第１の放射素子モジュール１２１２、１２２２、１２３２、１２４２と第２の放射素子モジュール１２１４、１２２４、１２３４、１２４４は互いに交差するように配置することができる。

【0109】

このように、第１の放射素子モジュール１２１２、１２２２、１２３２、１２４２と第２の放射素子モジュール１２１４、１２２４、１２３４、１２４４が互いに交差するように配置すると、±４５度の２重偏波アンテナとＶ／Ｈの２重偏波アンテナとの間でさらに高い隔離度を確保できる。高い隔離度の確保は、フィルタの負担を軽減させるだけでなく、フィルタのサイズを相対的減少させることができ、結果としてフィルタをより狭い空間に配置できるようになる。

【0110】

第１の放射素子モジュール１２１２、１２２２、１２３２、１２４２のうちのいずれか1つと第２の放射素子モジュール１２１４、１２２４、１２３４、１２４４のうちのいずれか1つを結合して１つのクワッド偏波アンテナモジュールを構成する。例えば、１２１２と１２１４を結合して１つのクワッド偏波アンテナモジュール１２１０を構成し、１２２２と１２２４を結合して１つのクワッド偏波アンテナモジュール１２２０を構成し、１２３２と１２３４を結合して１つのクワッド偏波アンテナモジュール１２３０を構成し、１２４２と１２４４を結合して１つのクワッド偏波アンテナモジュール１２４０を構成する。

【0111】

さらに、本発明のアンテナ装置は、実施例２で説明したナロービームを放射するためにクワッド偏波アンテナモジュール１２１０、１２２０、１２３０、１２４０が結合するように構成してもよい。さらに、本発明のアンテナ装置は、信号経路を通して移動する信号の位相を、位相設定モジュール８８０を介して互いに異なるように設定する。このような場合、図１３ないし図１５で説明した空間‐偏波分離を具現できる。

【0112】

以上の説明は、本実施例の技術思想を例示的に説明したものに過ぎず、本実施例が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、本実施例の本質的な特性から逸脱しない範囲で多様な修正及び変形が可能であろう。したがって、本実施例は、本実施例の技術思想を限定するものではなく説明するためのものであり、このような実施例によって本実施例の技術思想の範囲が限定されるものではない。本実施例の保護範囲は、特許請求の範囲によって解釈されるべきであり、それと同等の範囲内にある全ての技術思想は、本実施例の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

【0113】

CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATION
本特許出願は、本明細書にその全体が参考として含まれる、２０２０年０１月１７日付で韓国に出願した特許出願番号第１０-２０２０-０００６６７６号及び、２０２０年０４月２８日付で韓国に出願した特許出願番号第１０-２０２０-００５１１８２号に対して優先権を主張する。

【符号の説明】

【0114】

８００：クワッド偏波アンテナモジュールアレイ
５００、１２１０、１２２０、１２３０、１２４０：クワッド偏波アンテナモジュール
８１０：第１のクワッド偏波アンテナモジュール
８２０：第２のクワッド偏波アンテナモジュール
５１０、１２１２、１２２２、１２３２、１２４２：第１の放射素子モジュール
５２０、１２１４、１２２４、１２３４、１２４４：第２の放射素子モジュール
８３０：第１の放射素子 ８４０：第２の放射素子
８５０：第３の放射素子 ８６０：第４の放射素子
５１２、８３２：第１の放射素子
５１４、８４２：第２の放射素子
５２２、８５２：第３の放射素子
５２４、８６２：第４の放射素子
８３４：第５の放射素子 ８４４：第６の放射素子
８５４：第７の放射素子 ８６４：第８の放射素子
７１０、１１１０：第１の交差点
７２０、１１２０：第２の交差点
８７０：フィルタ部 ８７２：第１のフィルタ
８７４：第２のフィルタ ８７６：第３のフィルタ
８７８：第４のフィルタ
Ｔｘ１：第１の信号経路 Ｒｘ２：第２の信号経路
Ｔｘ２: 第３の信号経路 Ｒｘ１：第４の信号経路
１２１６、１２１８、１２２６、１２２８、１２３６、１２３８、１２４６、１２４８：スペース

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】