(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-06-21
(54)【発明の名称】アンテナ装置及び基地局アンテナ
(51)【国際特許分類】
H01Q 21/06 20060101AFI20240614BHJP
【ＦＩ】
H01Q21/06
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023580905
(86)(22)【出願日】2022-06-27
(85)【翻訳文提出日】2024-01-25
(86)【国際出願番号】 CN2022101579
(87)【国際公開番号】W WO2023274159
(87)【国際公開日】2023-01-05
(31)【優先権主張番号】202110751219.5
(32)【優先日】2021-07-02
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】511151662
【氏名又は名称】中興通訊股▲ふん▼有限公司
【氏名又は名称原語表記】ＺＴＥ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【住所又は居所原語表記】ＺＴＥ Ｐｌａｚａ，Ｋｅｊｉ Ｒｏａｄ Ｓｏｕｔｈ，Ｈｉ－Ｔｅｃｈ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐａｒｋ，Ｎａｎｓｈａｎ Ｓｈｅｎｚｈｅｎ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５１８０５７ Ｃｈｉｎａ
(74)【代理人】
【識別番号】100112656
【弁理士】
【氏名又は名称】宮田 英毅
(74)【代理人】
【識別番号】100089118
【弁理士】
【氏名又は名称】酒井 宏明
(72)【発明者】
【氏名】叶凱
【テーマコード（参考）】
5J021
【Ｆターム（参考）】
5J021AA06
5J021AB05
5J021AB06
5J021GA05
5J021HA05
(57)【要約】
本願の実施例は、無線通信の技術分野に関わり、アンテナ装置および基地局アンテナを開示しており、そのアンテナ装置は、第１の方向に沿って互いに間隔をおいて設けられたＭ個のリニアアレイユニット（１１０）を備えるアンテナアレイ（１００）を備え、各リニアアレイユニット（１１０）は、第２の方向に沿って互いに間隔をおいて設けられた複数の放射ユニット（１１１）を備え、アンテナアレイ（１００）におけるＮ個の隣り合うリニアアレイユニット（１１０）は、第２の方向に沿ってずらして設けられ、ＭおよびＮはいずれも１より大きい整数であり、ＮはＭより小さいかまたは等しい。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の方向に沿って互いに間隔をおいて設けられたＭ個のリニアアレイユニット（１１０）を備えるアンテナアレイ（１００）を備え、各前記リニアアレイユニット（１１０）は、第２の方向に沿って互いに間隔をおいて設けられた複数の放射ユニット（１１０）を備え、前記アンテナアレイ（１００）におけるＮ個の隣り合う前記リニアアレイユニット（１１０）は、前記第２の方向に沿ってずらして設けられ、前記Ｍおよび前記Ｎはいずれも１より大きい整数であり、前記Ｎは前記Ｍより小さいかまたは前記Ｍに等しい、
アンテナ装置。
【請求項2】
ずらして設けられた前記リニアアレイセル（１１０）のうち、任意の２つの隣り合う前記リニアアレイユニット（１１０）間のずらし距離は同じである、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項3】
前記Ｎは２よりも大きく、ずらして設けられた前記リニアアレイユニット（１１０）のうち、ｎ―１番目のリニアアレイユニット（１１０）に対するｎ番目のリニアアレイユニット（１１０）のずらし方向と、ｎ―２番目のリニアアレイユニット（１１０）に対するｎ―１番目のリニアアレイユニット（１１０）のずらし方向とは同じであり、
ｎは２よりも大きく、Ｎよりも小さいかまたはＮに等しい、
請求項１または２に記載のアンテナ装置。
【請求項4】
前記Ｎは２よりも大きく、ずらして設けられた前記リニアアレイユニット（１１０）のうち、ｎ―１番目のリニアアレイユニット（１１０）に対するｎ番目のリニアアレイユニット（１１０）のずらし方向と、ｎ―２番目のリニアアレイユニット（１１０）に対するｎ―１番目のリニアアレイユニット（１１０）のずらし方向とは逆であり、
ｎは２よりも大きく、Ｎよりも小さいかまたはＮに等しい、
請求項１または２に記載のアンテナ装置。
【請求項5】
各前記リニアアレイユニット（１１０）における前記複数の放射ユニット（１１１）は、前記第２の方向に沿って等間隔に設けられ、ずらして設けられた前記リニアアレイユニット（１１０）のうち、任意の２つの隣り合う前記リニアアレイユニット（１１０）間のずらし距離は、各前記リニアアレイユニット（１１０）における隣り合う２つの前記放射ユニット（１１１）間の距離と等しい、請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項6】
少なくとも１つの仮想放射ユニット（２００）をさらに備え、前記少なくとも１つの仮想放射ユニット（２００）は、ずらして設けられた前記リニアアレイユニット（１１０）の前記第２の方向において最も外側の前記放射ユニット（１１１）に隣接して設けられ、前記リニアアレイユニット（１１０）と前記第２の方向に沿って順次に設けられる、
請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項7】
複数のビームフォーミングチップ（３００）をさらに備え、各前記ビームフォーミングチップ（３００）は、Ｘ個の伝送ポートを有し、各前記伝送ポートは、１つのパワーディバイダ（４００）に接続されており、各前記パワーディバイダ（４００）は、そのうちの１つの前記リニアアレイユニット（１１０）におけるＹ個の前記放射ユニット（１１１）に給電するために用いられ、
前記Ｘおよび前記Ｙは、いずれも１より大きいかまたは１に等しい整数であり、Ｙは、各前記リニアアレイユニット（１１０）における前記複数の放射ユニット（１１１）の数よりも小さいかまたはそれに等しく、Ｘ、Ｙおよび前記複数のビームフォーミングチップ（３００）の数の積は、前記アンテナアレイ（１００）における前記放射ユニット（１１１）の数に等しい、
請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項8】
前記複数のビームフォーミングチップ（３００）は、前記第１の方向および前記第２の方向に沿って格子状に配置され、前記第１の方向に沿って配置された複数列の前記ビームフォーミングチップ（３００）のうち、少なくとも２列の隣り合う前記ビームフォーミングチップ（３００）は、前記第２の方向に沿ってずらして設けられ、前記第１の方向に沿って隣り合う２列の前記ビームフォーミングチップ（３００）間のずらし距離は、任意の２つの隣り合う前記リニアアレイユニット（１１０）間のずらし距離と同じである、請求項７に記載のアンテナ装置。
【請求項9】
複数の電気分岐（５００）をさらに備え、各前記電気分岐（５００）は、前記第１の方向に隣り合う２つの前記ビームフォーミングチップ（３００）を接続し、前記第２の方向において最も外側に位置する前記電気分岐（５００）は、屈曲して設けられている、請求項８に記載のアンテナ装置。
【請求項10】
各前記リニアアレイユニット（１１０）における前記複数の放射ユニット（１１１）に１対１に対応する複数の結合スロット（６１０）が設けられた媒体基板（６００）をさらに備え、各前記パワーディバイダ（４００）は、前記結合スロット（６１０）を介して前記結合スロット（６１０）に対応する前記放射ユニット（１１１）に給電する、
請求項７に記載のアンテナ装置。
【請求項11】
請求項１～１０のいずれか１項に記載のアンテナ装置を備える、基地局アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、２０２１年０７月０２日に出願された中国出願番号「２０２１１０７５１２１９.５」に基づくものであって、その中国特許出願の優先権を主張するものであり、その中国特許出願のすべての内容が、ここで参照により本明細書に組み入れられる。
【0002】
本願の実施例は、無線通信の技術分野に関し、特にアンテナ装置および基地局アンテナに関する。
【背景技術】
【0003】
高周波基地局ＡＡＵ（Ａｃｔｉｖｅ Ａｎｔｅｎｎａ Ｕｎｉｔ、アクティブアンテナユニット）アクティブアンテナシステムにおいて、ミリ波周波数帯域の経路損失が大きく、ビームフォーミング技術を採用してアンテナに高い指向性ゲインを得させる必要がある。中低周波の全デジタルビームフォーミングと異なり、５Ｇ高周波は主にデジタルアナログ混合アーキテクチャのビームフォーミング回路を採用し、アンテナ振動子後のアナログ位相シフタによって、振動子の位相を調整してビームフォーミングを行う。
【0004】
基地局アンテナにおいて、ビームフォーミング回路の送信電力を増加させるか、またはアンテナアレイ面（ａｎｔｅｎｎａ ａｒｒａｙ ｓｕｒｆａｃｅ）を増加させると、ＥＩＲＰ（ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｉｓｏｔｒｏｐｉｃａｌｌｙ ｒａｄｉａｔｅｄ ｐｏｗｅｒ、有効全方向放射電力）を向上させて、通信システム性能を向上させることができる。しかし、アンテナビームフォーミング回路における高周波シングルチャンネル電力増幅器の出力電力が低いため、通常はアンテナアレイ面を増加する方法を採用してＥＩＲＰを向上させるが、アンテナアレイ面のアパーチャの増加に伴い、アンテナビーム幅の減少が避けられず、大角度ビームのグレーティングローブが増加し、アンテナビームのカバー範囲が減少する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0005】
本願のいくつかの実施例は、アンテナ装置を提供しており、前記アンテナ装置は、第１の方向に沿って互いに間隔をおいて設けられたＭ個のリニアアレイユニットを備えるアンテナアレイを備え、各前記リニアアレイユニットは、第２の方向に沿って互いに間隔をおいて設けられた複数の放射ユニットを備え、前記アンテナアレイにおけるＮ個の隣り合う前記リニアアレイユニットは、前記第２の方向に沿ってずらして設けられ、前記Ｍおよび前記Ｎはいずれも１より大きい整数であり、前記Ｎは前記Ｍより小さいかまたは前記Ｍに等しい。
【0006】
本願のいくつかの実施例は、上記アンテナ装置を備える基地局アンテナをさらに提供する。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】本願のいくつかの実施例によって提供されるアンテナ装置におけるずらし配置構造の１つを示す模式図である。
【図2】本願のいくつかの実施例によって提供されるアンテナ装置における別のずらし配置構造の模式図である。
【図3】本願のいくつかの実施例によって提供されるアンテナ装置の給電制御構造の模式図である。
【図4】本願のいくつかの実施例によって提供されるアンテナ装置における１入力４出力パワーディバイドネットワークの構造模式図である。
【図5】本願のいくつかの実施例によって提供されるアンテナ装置と規則的に配置されたアンテナ装置との間のシミュレーション結果の比較図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
本願の実施例の目的、技術案、および利点をより明確にするために、以下では、添付の図面を結合して、本願の各実施例を詳細に説明する。しかしながら、当業者であれば、本願の各実施例において、読者に本願をより良く理解させるために多くの技術的詳細が提示されていることを理解することができる。しかし、これらの技術的詳細、及び以下の各実施例に基づく種々の変更及び修正がなくても、本願の保護を請求する技術案を実現することができる。以下の各実施例の区分は、説明の便宜のためになされたものであり、本願の具体的な実施形態をいかなる限定するものではなく、各実施例は矛盾しない限り、互いに結合し、互いに参照することができる。
【0009】
本願のいくつかの実施例は、アンテナ装置を提供し、図１および図２に示すように、このアンテナ装置は、第１の方向Ｓに沿って互いに間隔をおいて設けられたＭ個のリニアアレイユニット１１０を備えるアンテナアレイ１００を備え、各リニアアレイユニット１１０は、第２の方向Ｔに沿って互いに間隔をおいて設けられた複数の放射ユニット１１１を備え、アンテナアレイ１００におけるＮ個の隣り合うリニアアレイユニット１１０は、第２の方向Ｔに沿ってずらして設けられ、ただし、ＭおよびＮはいずれも１より大きい整数であり、ＮはＭより小さいかまたはＭに等しい。
【0010】
本願のいくつかの実施形態によって提供されるアンテナ装置は、アンテナアレイ１００における一部またはすべてのリニアアレイユニット１１０を第２の方向Ｔに沿ってずらして設けさせ、このように、アンテナアレイ面を増加させてアンテナのＥＩＲＰを向上する場合、アンテナアレイ１００の規則的なアレイ面を不規則なずらし配置（千鳥）アレイ面とし、アンテナビームが大きな角度をカバーすると、アンテナアレイ面のずらし配置によってより多くの位相粒子（リニアアレイユニット１１０における放射ユニット１１１のビームフォーミングアルゴリズムでの信号重み）の度合が導入され、よって、ビームが大きな角度で走査する際のアンテナグレーティンローブが減少し、アンテナビームのカバー範囲が増加する。
【0011】
なお、このようなアンテナアレイ面に対する最適化は、アンテナアレイ１００における一部のリニアアレイ素子１１０に対してずらし配置することに限定されるものではなく、アンテナアレイ１００におけるすべてリニアアレイ素子１１０に対してずらし配置してもよく、即ち、ＮがＭに等しい場合、アンテナアレイ１００におけるすべてのリニアアレイ素子１１０がずらし配置状態となる。また、アンテナアレイ１００における一部のリニアアレイユニット１１０に対してずらし配置する場合、そのうちのリニアアレイユニット１１０を第２の方向Ｔに沿って任意の距離を移動させてもよく、そのうちの少なくとも２つの隣り合うリニアアレイユニット１１０を規則的な配置方式から不規則な配置方式に変更すればよく、そして、いくつかのアンテナアレイ１００において、ずらし配置が現れるリニアアレイユニット１１０は、アンテナアレイ１００における位置が連続していなくてもよく、例えば、アンテナアレイ１００が６つのリニアアレイユニット１１０を含む場合、第２の方向Ｔに沿ってずらし配置が現れるリニアアレイユニット１１０は、第１の方向Ｓから前の３つの隣り合うリニアアレイユニット１１０と後の２つの隣り合うリニアアレイユニット１１０であってもよい。第１の方向Ｓと第２の方向Ｔとは、互いに直交する２つの方向であってもよく、鋭角に交差する２つの方向であってもよい。
【0012】
アンテナアレイ１００のアレイ面をずらし配置した後、アンテナアレイ面の規則的な配列方法が変更されたので、アンテナ装置の複雑度が増加し、例えばビームフォーミング回路の設計がアンテナアレイ面の配置方式に応じて変更される。しかし、アンテナアレイ１００のアレイ面をずらし配置する際に、アンテナ装置の複雑さに過度に影響を与えないようにするために、アンテナアレイ１００の、ずらして設けられたリニアアレイユニット１１０のうち、任意の２つの隣り合うリニアアレイユニット１１０間のずらし距離を同じにしてもよい。このように、アンテナアレイ１００におけるリニアアレイユニット１１０を均一にずらすことができ、すなわち、アンテナアレイ１００のアレイ面を均一に変化させることができ、よって、アンテナアレイ１００のアレイ面を不規則なずらし配置アレイ面に変更した後も、アンテナアレイ１００のリニアアレイユニット１１０をずらし距離において規則性を依然として保たせることができ、アンテナ装置内のビームフォーミング回路の設計に有利である。
【0013】
また、アンテナアレイ１００におけるリニアアレイユニット１１０に対してずらし配置する場合、異なるずらし配置形式を採用してもよく、このように、アンテナ装置のビームフォーミング回路を配置する際に、異なるずらし配置形式に従ってビームフォーミング回路の設計を行うことができる。いくつかの実施例において、Ｎは２よりも大きい場合、ずらして設けられたリニアアレイユニット１１０のうち、ｎ－１番目のリニアアレイユニット１１０に対するｎ番目のリニアアレイユニット１１０のずらし方向と、ｎ－２番目のリニアアレイユニット１１０に対するｎ－１番目のリニアアレイユニット１１０のずらし方向とを同じにしてもよく、ただし、ｎは２よりも大きく、Ｎよりも小さいかまたはＮに等しい。このようなリニアアレイユニット１１０のずらし配置形式において、図１の左から１番目から３番目までのリニアアレイユニット１１０に示すように、階段状の形式で互いにずらして設けることを実現可能である。しかし、別のいくつかの実施例において、Ｎは２よりも大きい場合、ずらして設けられたリニアアレイユニット１１０のうち、ｎ－１番目のリニアアレイユニット１１０に対するｎ番目のリニアアレイユニット１１０のずらし方向と、ｎ－２番目のリニアアレイユニット１１０に対するｎ－１番目のリニアアレイユニット１１０のずらし方向とを逆にしてもよく、ただし、ｎは２よりも大きく、Ｎよりも小さいかまたはＮに等しい。このようなリニアアレイユニット１１０のずらし配置形式において、図１の左から２番目から４番目までのリニアアレイユニット１１０に示すように、互い違いの形式で互いにずらして設けることを実現可能である。
【0014】
実際の適用の場合、通信基地局の垂直面カバー角度は、通常、水平面カバー角度よりも小さいので、アンテナアレイ１００は、図１に示す垂直方向（すなわち縦方向）に放射ユニット１１１を増加してもよく、このように、アンテナアレイ１００は、垂直方向に放射ユニット１１１を増加した後、垂直方向におけるアンテナアレイ面のアパーチャを増加させ、同時に、アンテナアレイ１００におけるリニアアレイユニット１１０をずらし配置し、アンテナアレイ面のアパーチャの増加に伴うグレーティンローブを減少し、よって、アンテナビームのカバー範囲を増加することができる。
【0015】
図１に示すように、いくつかの実施例において、各リニアアレイユニット１１０における複数の放射ユニット１１１は、第２の方向Ｔに沿って等間隔に設けられ、アンテナアレイ１００の、ずらして設けられたリニアアレイユニット１１０のうち、任意の２つの隣り合うリニアアレイユニット１１０間のずらし距離は、リニアアレイユニット１１０における隣り合う２つの放射ユニット１１１間の距離と等しい。図１に示す８列のアンテナアレイ１００を例に説明すると、各リニアアレイユニット１１０は図１における１列であり、各リニアアレイユニット１１０における６つの放射ユニット１１１は等間隔に設けられ、各リニアアレイユニット１１０における隣り合う２つの放射ユニット１１１間の距離は１つのユニットピッチであり、左から２番目のリニアアレイユニット１１０は１番目のリニアアレイユニット１１０に対して１つのユニットピッチだけ下に移動され、３番目のリニアアレイユニット１１０は１番目のリニアアレイユニット１１０に対して２つのユニットピッチだけ下に移動され、４番目のリニアアレイユニット１１０は１番目のリニアアレイユニット１１０に対して１つのユニットピッチだけ下に移動される。このように、アンテナアレイ１００のアレイ面にはずらし配置が現れたが、各リニアアレイユニット１１０において同じ横方向に放射ユニット１１１が依然として存在していることは、複数のリニアアレイユニット１１０のずらし配置が横方向に規則性を依然として有していることを示し、アンテナ装置におけるビームフォーミング回路の設計に有利である。
【0016】
アンテナアレイ１００のアレイ面をずらし配置した後、アンテナアレイ１００の境界は切断される場合があり、即ち図２に示すように、左から２番目から４番目までのリニアアレイユニット１１０を第２の方向Ｔ（すなわち図２に示す縦方向）に沿ってずらして設ける場合、アンテナアレイ１００の境界は、２番目から４番目までのリニアアレイユニット１１０の上方に切断されたが、アンテナアレイ１００の境界の完全性を保証するために、アンテナ装置は、少なくとも１つの仮想放射ユニット２００をさらに備えてもよく、仮想放射ユニット２００は、アンテナ給電ネットワークに接続されていない放射ユニット１１１であり、ずらして設けられたリニアアレイユニット１１０の第２の方向Ｔにおいて最も外側の放射ユニット１１１に隣接して設けられ、仮想放射ユニット２００とこのリニアアレイユニット１１０とは第２の方向Ｔに沿って順次に設けられる。例えば、いずれかのリニアアレイユニット１１０が１つのユニットピッチでずらして設けられている場合、少なくとも１つの仮想放射ユニット２００を、このリニアアレイユニット１１０と第２の方向Ｔに沿って順次に設けてもよく（すなわち図１または図２に示す左から２番目から４番目までのリニアアレイユニット１１０の上方に設けられている仮想放射ユニット２００）が、この場合、仮想放射ユニット２００の数は、このリニアアレイユニット１１０の移動距離の大きさに対応しており、１つのユニットピッチは、１つの仮想放射ユニット２００に対応している。
【0017】
また、本願のいくつかの実施例に係るアンテナ装置は、アンテナアレイ面に対応するビームフォーミング回路をさらに備えてもよく、図１および図３に示すように、このビームフォーミング回路は、複数のビームフォーミングチップ３００を備え、各ビームフォーミングチップ３００は、Ｘ個の伝送ポート（図示せず）を有し、各伝送ポートは、１つの伝送ライン３１０を介して１つのパワーディバイダ４００に接続されており、各パワーディバイダ４００は、アンテナアレイ１００の１つのリニアアレイユニット１１０におけるＹ個の放射ユニット１１１に給電するために用いられ、ただし、ＸおよびＹは、いずれも１より大きいかまたは１に等しい整数であり、Ｙは、各リニアアレイユニット１１０における複数の放射ユニット１１１の数よりも小さく、Ｘ、Ｙおよび複数のビームフォーミングチップ３００の数の積は、アンテナアレイ１００における放射ユニット１１１の総数に等しい。ビームフォーミングチップ３００には、位相シフタ回路とミリ波送受信フロントエンド回路とが集積されており、ビームフォーミング回路は、アンテナアレイ１００における放射ユニット１１１から放射される信号の位相及び振幅をパワーディバイダ４００で調節することができ、位相シフタ回路は、アンテナ装置のダウンチルト角を調節することができる。
【0018】
いくつかの実施例において、複数のビームフォーミングチップ３００は、第１の方向Ｓおよび第２の方向Ｔに沿って格子状（マトリクスの形）に配置され、第１の方向Ｓに沿って配置された複数列のビームフォーミングチップ３００のうち、少なくとも２列の隣り合うビームフォーミングチップ３００は、第２の方向Ｔに沿ってずらして設けられ、第１の方向Ｓに沿って隣り合う２つのビームフォーミングチップ３００間のずらし距離は、任意の２つの隣り合うリニアアレイユニット１１０間のずらし距離と同じである。このように、アンテナアレイ１００のずらし配置されたアレイ面に基づいて、ずらし配置されたビームフォーミングチップ３００を設計することができ、各ビームフォーミングチップ３００の回路が、パワーディバイダ４００を介してそれぞれ給電される複数の放射ユニット１１１が位置する平面の中心位置にあることが保証され、よって、アンテナアレイ１００のアレイ面をずらし配置した後に、ビームフォーミング回路が低い設計複雑度を有することが保証される。アンテナアレイ面とビームフォーミング回路は一体化設計思想を採用し、アンテナアレイ１００のアレイ面ずらし配置の場合にビームフォーミング回路のずらし配置方案を考慮することにより、ビームフォーミングシステムが低い設計複雑度を有することを保証し、同時に集積設計のビームフォーミングチップ３００を採用し、ビームフォーミング回路が高い集積度を有することを保証することができる。
【0019】
いくつかの実施例において、アンテナアレイ１００における放射ユニット１１１は、放射パッチの形式を採用してもよく、同時に、放射ユニット１１１のインピーダンス帯域幅を向上させるために、放射ユニット１１１に無給電パッチを加えてもよく、別のいくつかの実施例において、放射ユニット１１１は、パッチ形式以外のスロットアンテナ、バックキャビティパッチアンテナ、またはバックキャビティスロットアンテナなどの他の平面アンテナを採用してもよい。
【0020】
また、放射ユニット１１１は、結合給電を採用してもよく、すなわち、アンテナ装置は、各リニアアレイユニット１１０における複数の放射ユニット１１１に１対１に対応する複数の結合スロット６１０が設けられた媒体基板（誘電体基板）６００をさらに備えてもよく、各パワーディバイダ４００は、結合スロット６１０を介してこの結合スロット６１０に対応する放射ユニット１１１に給電する。各結合スロット６１０は、「エ」の字形としてもよく、このように、「エ」の字形の結合スロット６１０によってアンテナインピーダンス帯域幅を広げることができ、同時に、図３における４５度の方向に沿って放射ユニット１１１の偏波を実現するために、結合スロット６１０を図３における４５度の方向に沿って設けてもよい。なお、放射ユニット１１１は、同軸給電を採用してもよい。
【0021】
いくつかの実施例において、アンテナ装置のずらし配置式のビームフォーミング回路は、１つの回路基板上に集積されてもよい。図３に示すアンテナ装置におけるビームフォーミング回路の構造を、Ｘを４としてＹを３とした場合に説明し、そのうち、各ビームフォーミングチップ３００には、４つの位相シフタ回路とミリ波送受信フロントエンド回路とが集積されており、各ビームフォーミングチップ３００の４つのフロントエンド回路ピンは、４つの伝送ライン３１０を介して外部にファンアウトされており、ファンアウトされた伝送ライン３１０とビームフォーミングチップ３００は、いずれも回路基板の底層に位置しており、各伝送ライン３１０の終端は、信号ビア３２０を介して１入力３出力パワーディバイダ４００に上向きに接続されており、１入力３出力パワーディバイダ４００は等電力等位相設計されており、各位相シフタ及び送受信フロントエンド回路が、垂直に配置された３つの放射ユニット１１１を駆動することが保証され、各１入力３出力パワーディバイダ４００の出力ポートは、結合スロット６１０によって放射ユニット１１１に対して給電する。また、回路基板は、２枚の完全に対称な多板材混合圧力板を圧着して形成してもよく、そのうち、ずらし配置アンテナアレイ面は、回路基板の最上層の混合圧力板上に設けられてもよく、ビームフォーミング回路およびパワーディバイドネットワークは、回路基板の底層の混合圧力板に設けられてもよい。
【0022】
また、アンテナ装置における第１の方向Ｓに隣り合う２つのビームフォーミングチップ３００は、パワーディバイドネットワークによって接続されるが、第１の方向Ｓに隣り合う２つのビームフォーミングチップ３００を接続するために、いくつかの実施例において、アンテナ装置は、複数の電気分岐５００をさらに備えてもよく、各電気分岐５００は、第１の方向Ｓに隣り合う２つのビームフォーミングチップ３００を接続し、第２の方向Ｔにおいて最も外側に位置する電気分岐５００は、屈曲して設けられている。このように、第２の方向Ｔにおいて最も外側に位置する電気分岐５００を屈曲させるだけでよいが、第２の方向Ｔにおいて中間に位置する電気分岐５００は依然として平坦な構造（すなわち直線型構造）を採用することによって、アンテナ伝送帯域幅および平坦度への影響を低減する。図４は、１入力４出力パワーディバイドネットワークの構造を示しており、第１の方向Ｓに隣り合う２つのビームフォーミングチップ３００は、図４の電気分岐５００によって接続され、第１の方向Ｓに隣り合う２つのビームフォーミングチップ３００が同じ横方向に位置すれば、平らな電気分岐５００を採用して接続されてもよく、第１の方向Ｓに隣り合う２つのビームフォーミングチップ３００が異なる横方向に位置すれば、屈曲した電気分岐５００を採用して接続されてもよく（図１に示す）、図４の１入力４出力パワーディバイドネットワークは、信号を処理するパワーディバイダ４００をさらに備える。
【0023】
図５は、本願のいくつかの実施例によって提供されるアンテナ装置と、規則的に配置されたアンテナ装置との間のシミュレーション結果の比較図を示しており、図５において、横座標はアンテナゲインを表し、単位はｄＢ（ｄｅｃｉｂｅｌ、デシベル）であり、縦座標は累積分布関数（Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を表し、図５においてＣＤＦを１としたときのゲインの大きさは、アンテナの最大走査角度におけるグレーティンローブの大きさであり、図５において最上段にある曲線は、ずらし配置形式のアンテナ装置の最大走査角度におけるグレーティンローブの大きさを示しており、図５において最下段にある曲線は、規則的な配置形式のアンテナ装置の最大走査角度におけるグレーティンローブの大きさを示しており、ずらし配置形式のアンテナ装置の最大グレーティンローブは１１ｄＢであり、規則的な配置形式のアンテナ装置の最大グレーティンローブは１６ｄＢであり、規則的な配置形式のアンテナ装置に比べて、ずらし配置形式のアンテナ装置の最大走査角度におけるグレーティンローブは５ｄＢ最適化されていることが分かる。
【0024】
本願のいくつかの実施例は、アンテナアレイ１００のリニアアレイユニット１１０をずらし配置する上記実施例におけるアンテナ装置を備える基地局アンテナをさらに提供し、このように、アンテナのＥＩＲＰを向上するために第２の方向Ｔに放射ユニット１１１の数を増加すると同時に、大きな角度で走査されるときのアンテナビームのグレーティンローブを効果的に低減し、アンテナビームのカバー範囲が増加することができる。
【0025】
当業者であれば、上記の各実施形態は、本願を実現するための具体的な実施例であり、実際の適用においては、本願の精神および範囲から逸脱することなく、それに対して形式および詳細に様々な変更が可能であることを理解するであろう。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【手続補正書】
【提出日】2024-02-07
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の方向に沿って互いに間隔をおいて設けられたＭ個のリニアアレイユニットを備えるアンテナアレイを備え、各前記リニアアレイユニットは、第２の方向に沿って互いに間隔をおいて設けられた複数の放射ユニットを備え、前記アンテナアレイにおけるＮ個の隣り合う前記リニアアレイユニットは、前記第２の方向に沿ってずらして設けられ、前記Ｍおよび前記Ｎはいずれも１より大きい整数であり、前記Ｎは前記Ｍより小さいかまたは前記Ｍに等しい、
アンテナ装置。
【請求項2】
ずらして設けられた前記リニアアレイユニットのうち、任意の２つの隣り合う前記リニアアレイユニット間のずらし距離は同じである、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項3】
前記Ｎは２よりも大きく、ずらして設けられた前記リニアアレイユニットのうち、ｎ―１番目のリニアアレイユニットに対するｎ番目のリニアアレイユニットのずらし方向と、ｎ―２番目のリニアアレイユニットに対するｎ―１番目のリニアアレイユニットのずらし方向とは同じであり、
ｎは２よりも大きく、Ｎよりも小さいかまたはＮに等しい、
請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項4】
前記Ｎは２よりも大きく、ずらして設けられた前記リニアアレイユニットのうち、ｎ―１番目のリニアアレイユニットに対するｎ番目のリニアアレイユニットのずらし方向と、ｎ―２番目のリニアアレイユニットに対するｎ―１番目のリニアアレイユニットのずらし方向とは逆であり、
ｎは２よりも大きく、Ｎよりも小さいかまたはＮに等しい、
請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項5】
前記Ｍは８であり、前記Ｎは５であり、
前記Ｎ個のリニアアレイユニットのうち、１番目から３番目までの前記リニアアレイユニットは、同じ距離で順次に第１のずらし方向に沿ってずらして設けられ、
前記Ｎ個のリニアアレイユニットのうち、３番目から５番目までの前記リニアアレイユニットは、同じ距離で順次に第２のずらし方向に沿ってずらして設けられ、
前記第１のずらし方向は、前記第２のずらし方向と異なる、
請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項6】
各前記リニアアレイユニットにおける前記複数の放射ユニットは、前記第２の方向に沿って等間隔に設けられ、ずらして設けられた前記リニアアレイユニットのうち、任意の２つの隣り合う前記リニアアレイユニット間のずらし距離は、各前記リニアアレイユニットにおける隣り合う２つの前記放射ユニット間の距離と等しい、請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項7】
アンテナ給電ネットワークに接続されていない少なくとも１つの仮想放射ユニットをさらに備え、
１つの仮想放射ユニットは、１つの放射ユニットの位置にある、
請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項8】
前記少なくとも１つの仮想放射ユニットは、ずらして設けられた前記リニアアレイユニットの前記第２の方向において最も外側の前記放射ユニットに隣接して設けられ、前記リニアアレイユニットと前記第２の方向に沿って順次に設けられる、請求項７に記載のアンテナ装置。
【請求項9】
前記仮想放射ユニットの数は、前記リニアアレイユニットの移動距離の大きさに対応している、
請求項７に記載のアンテナ装置。
【請求項10】
前記仮想放射ユニットは、前記Ｎ個の隣り合う前記リニアアレイユニットの前記第２の方向において最も外側の前記放射ユニットに隣接して設けられ、
前記仮想放射ユニットは、いずれも前記アンテナアレイの端に位置している、
請求項７に記載のアンテナ装置。
【請求項11】
ビームフォーミングチップアレイをさらに備え、
前記ビームフォーミングチップアレイは、前記Ｎ個の隣り合う前記リニアアレイユニットに対応的にずらして設けられ、ずらして設けられた距離が、前記リニアアレイユニットがずらした距離と同じである、
請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項12】
各ビームフォーミングチップは、Ｘ個の伝送ポートを有し、各前記伝送ポートは、１つのパワーディバイダに接続されており、各前記パワーディバイダは、そのうちの１つの前記リニアアレイユニットにおけるＹ個の前記放射ユニットに給電するために用いられ、前記Ｘおよび前記Ｙは、いずれも１より大きいかまたは１に等しい整数であり、Ｙは、各前記リニアアレイユニットにおける前記複数の放射ユニットの数よりも小さいかまたはそれに等しく、Ｘ、Ｙおよび複数の前記ビームフォーミングチップの数の積は、前記アンテナアレイにおける前記放射ユニットの数に等しい、
請求項１１に記載のアンテナ装置。
【請求項13】
前記複数のビームフォーミングチップは、前記第１の方向および前記第２の方向に沿って格子状に配置され、前記第１の方向に沿って配置された複数列の前記ビームフォーミングチップのうち、少なくとも２列の隣り合う前記ビームフォーミングチップは、前記第２の方向に沿ってずらして設けられ、前記第１の方向に沿って隣り合う２列の前記ビームフォーミングチップ間のずらし距離は、任意の２つの隣り合う前記リニアアレイユニット間のずらし距離と同じである、請求項１２に記載のアンテナ装置。
【請求項14】
複数の電気分岐をさらに備え、各前記電気分岐は、前記第１の方向に隣り合う２つの前記ビームフォーミングチップを接続し、前記第２の方向において最も外側に位置する前記電気分岐は、屈曲して設けられている、請求項１３に記載のアンテナ装置。
【請求項15】
各前記リニアアレイユニットにおける前記複数の放射ユニットに１対１に対応する複数の結合スロットが設けられた媒体基板をさらに備え、各前記パワーディバイダは、前記結合スロットを介して前記結合スロットに対応する前記放射ユニットに給電する、
請求項１２に記載のアンテナ装置。
【請求項16】
各前記リニアアレイユニットの前記放射ユニットが連続して配置されており、前記リニアアレイユニット毎に、前記放射ユニットの数が同じである、
請求項１～１５のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項17】
請求項１～１５のいずれか１項に記載のアンテナ装置を備える、基地局アンテナ。
【国際調査報告】