(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】2024-08-29
(54)【発明の名称】４重偏波ダイバーシティアンテナシステム
(51)【国際特許分類】
H01Q 25/00 20060101AFI20240822BHJP
H01Q 21/24 20060101ALI20240822BHJP
【ＦＩ】
H01Q25/00
H01Q21/24
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024517549
(86)(22)【出願日】2022-09-01
(85)【翻訳文提出日】2024-03-19
(86)【国際出願番号】 KR2022013144
(87)【国際公開番号】W WO2023048420
(87)【国際公開日】2023-03-30
(31)【優先権主張番号】10-2021-0127532
(32)【優先日】2021-09-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2022-0110149
(32)【優先日】2022-08-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【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】スン ホヮン ソ
(72)【発明者】
【氏名】オ ソー チェ
(72)【発明者】
【氏名】フン ジュン ジュン
(72)【発明者】
【氏名】ヨン ウン セオ
(72)【発明者】
【氏名】キョ ジン ジョ
(72)【発明者】
【氏名】ソー ピン チョ
【テーマコード（参考）】
5J021
【Ｆターム（参考）】
5J021AA09
5J021AA12
5J021DB03
5J021FA07
5J021FA34
5J021GA01
5J021GA08
5J021JA05
(57)【要約】
【課題】アンテナの利得を高めるために、それぞれ異なる偏波を有するビームを介して空間（あるいはセクタ）を分離するのに適したアンテナアレイ、アンテナアレイが配列されたアンテナパネルの構成とそれを用いたビームの空間多重化を提示する。
【解決手段】４重偏波ダイバーシティ（quadri-polarization diversity）アンテナシステムは、アンテナパネルの第１の平面（first plane）に配列された第１の２重偏波（dual-polarized）アンテナユニットの列と、前記アンテナパネルの第２の平面（second plane）に配列された第２の２重偏波アンテナユニットの列を含むアンテナアレイを含む。前記第１の平面と前記第２の平面は互いに鈍角をなす。前記第１の２重偏波アンテナユニットの列は、＋／－４５°偏波（polarizations）を有する第１のビームを形成するために用いられ、前記第２の２重偏波アンテナユニットの列は、０°／９０°偏波を有する第２のビームを形成するために用いられる。
【選択図】図６ｄ
【解決手段】４重偏波ダイバーシティ（quadri-polarization diversity）アンテナシステムは、アンテナパネルの第１の平面（first plane）に配列された第１の２重偏波（dual-polarized）アンテナユニットの列と、前記アンテナパネルの第２の平面（second plane）に配列された第２の２重偏波アンテナユニットの列を含むアンテナアレイを含む。前記第１の平面と前記第２の平面は互いに鈍角をなす。前記第１の２重偏波アンテナユニットの列は、＋／－４５°偏波（polarizations）を有する第１のビームを形成するために用いられ、前記第２の２重偏波アンテナユニットの列は、０°／９０°偏波を有する第２のビームを形成するために用いられる。
【選択図】図６ｄ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
アンテナパネルの第１の平面（first plane）に配列された第１の２重偏波アンテナユニットの列と、前記アンテナパネルの第２の平面（second plane）に配列された第２の２重偏波アンテナユニットの列と、を含むアンテナアレイを含み、前記第１の平面と前記第２の平面は互いに鈍角をなし、
前記第１の２重偏波アンテナユニットの列は＋／－４５°偏波を有する第１のビームを形成するために用いられ、前記第２の２重偏波アンテナユニットの列は０°／９０°偏波を有する第２のビームを形成するために用いられる、
偏波ダイバーシティアンテナシステム。
【請求項2】
前記第１のビームと前記第２のビームは空間的に異なる方向に向かって形成される、請求項１に記載の偏波ダイバーシティアンテナシステム。
【請求項3】
前記第１のビームと前記第２のビームが形成される方向は、それぞれ前記第１の平面と前記第２の平面が臨む空間方向である、請求項２に記載の偏波ダイバーシティアンテナシステム。
【請求項4】
前記第１の平面と第２の平面は前記アンテナパネルの垂直方向に区分される、請求項１に記載の偏波ダイバーシティアンテナシステム。
【請求項5】
前記アンテナパネルは、さらに、前記アンテナパネルの第１の平面と第２の平面に対して前記アンテナパネルの水平方向に区分されて互いに鈍角をなす第３の平面と第４の平面を有し、前記第３の平面には第３の２重偏波アンテナユニットの列が配列され、前記第４の平面には第４の２重偏波アンテナユニットの列が配列された、請求項４に記載の偏波ダイバーシティアンテナシステム。
【請求項6】
前記第３の２重偏波アンテナユニットの列は０°／９０°の偏波を有する第３のビームを形成するために用いられ、前記第４の２重偏波アンテナユニットの列は＋／－４５°の偏波を有する第４のビームを形成するために用いられ、前記第３のビームと前記第４のビームは、前記第１のビームと前記第２のビームによってカバーされない空間に向かって形成される、請求項５に記載の偏波ダイバーシティアンテナシステム。
【請求項7】
前記第１の２重偏波アンテナユニットは、前記第２の２重偏波アンテナユニットとは異なる２重偏波特性を有する、請求項１に記載の偏波ダイバーシティアンテナシステム。
【請求項8】
前記第１の２重偏波アンテナユニットは、互いに垂直交差する第１のアンテナ素子と第２のアンテナ素子を備え、前記第２の２重偏波アンテナユニットは互いに垂直交差する第３のアンテナ素子と第４のアンテナ素子を備える、請求項１に記載の偏波ダイバーシティアンテナシステム。
【請求項9】
各列で、前記第１のアンテナ素子は伝導的に（conductively）つながって第１のサブアレイを形成し、前記第２のアンテナ素子は伝導的につながって第２のサブアレイを形成し、前記第３のアンテナ素子は伝導的につながって第３のサブアレイを形成し、前記第４のアンテナ素子は伝導的につながって第４のサブアレイを形成し、互いに異なる列に位置する第１のサブアレイが第１のＲＦチェーンに伝導的につながり、互いに異なる列に位置する第２のサブアレイが第２のＲＦチェーンに伝導的につながり、互いに異なる列に位置する第３のサブアレイが第３のＲＦチェーンに伝導的につながり、互いに異なる列に位置する第４のサブアレイが第４のＲＦチェーンに伝導的につながる、請求項８に記載の偏波ダイバーシティアンテナシステム。
【請求項10】
互いに異なる列に位置する第１のサブアレイが同じ長さのＲＦ経路で第１のＲＦチェーンに伝導的につながり、互いに異なる列に位置する第２のサブアレイが同じ長さのＲＦ経路で第２のＲＦチェーンに伝導的につながり、互いに異なる列に位置する第３のサブアレイが同じ長さのＲＦ経路で第３のＲＦチェーンに伝導的につながり、互いに異なる列に位置する第４のサブアレイが同じ長さのＲＦ経路で第４のＲＦチェーンに伝導的につながる、請求項９に記載の偏波ダイバーシティアンテナシステム。
【請求項11】
互いに異なる列に位置する第１のサブアレイが互いに異なる長さのＲＦ経路で第１のＲＦチェーンに伝導的につながり、互いに異なる列に位置する第２のサブアレイが互いに異なる長さのＲＦ経路で第２のＲＦチェーンに伝導的につながり、互いに異なる列に位置する第３のサブアレイが互いに異なる長さのＲＦ経路で第３のＲＦチェーンに伝導的につながり、互いに異なる列に位置する第４のサブアレイが互いに異なる長さのＲＦ経路で第４のＲＦチェーンに伝導的につながる、請求項９に記載の偏波ダイバーシティアンテナシステム。
【請求項12】
前記第１のビームと前記第２のビームは、前記互いに異なる長さのＲＦ経路により、前記第１の平面と前記第２の平面が臨む空間方向よりもよりステアリングされる、請求項１１に記載の偏波ダイバーシティアンテナシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、空間的に隣接するビームが互いに異なる２重偏波（dual-polarization）特性を有するようにビームの偏波を調整することで、無線チャネルの直交性を向上させてシステムのチャネル容量を増大させることができる４重偏波ダイバーシティアンテナシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
この部分に記述された内容は単に本発明に関する背景情報を提供するだけで従来技術を構成するものではない。
【0003】
アンテナの偏波は、地球表面に対する電波の電界（Ｅ平面）方向を言い、アンテナ素子の物理的構造と方向に少なくとも部分的に依存して決定される。例えば、簡単な直線型アンテナ素子は、垂直に取り付けられたときに１つの偏波を有し、水平に取り付けられたときに異なる偏波を有する。電波の磁界は電場と直角をなすが、慣例的にアンテナ素子の偏波は電界の方向を指すものと理解される。
【0004】
移動通信で、ＭＩＭＯ(multiple-input multiple-output)アンテナは、マルチパスによるフェージング（fading）効果を減少させ、偏波ダイバーシティ（diversity）機能を遂行するために２重偏波アンテナ(dual-polarized antenna）として設計されるのが一般的である。しかしながら、多重ビームを使用するマッシブマイモ（Massive MIMO）システムでは、互いに隣接するビーム間の干渉によって無線チャネルの相関係数が高くなり、これによって空間リソースを効率的に使用し難い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本開示は、アンテナの利得を高めるために、それぞれ異なる偏波を有するビームを介して空間（あるいはセクタ）を分離するのに適したアンテナアレイ、アンテナアレイが配列されたアンテナパネルの構成とそれを用いたビームの空間多重化を提示したい。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の実施例によると、アンテナシステムは、アンテナパネルの第１の平面（first plane）に配列された第１の２重偏波アンテナユニットの列と、前記アンテナパネルの第２の平面（second plane）に配列された第２の２重偏波アンテナユニットの列を含むアンテナアレイを含み、前記第１の平面と前記第２の平面は互いに鈍角をなす。前記第１の２重偏波アンテナユニットの列は＋／－４５°偏波を有する第１のビームを形成するために用いられ、前記第２の２重偏波アンテナユニットの列は０°／９０°偏波を有する第２のビームを形成するために用いられる。
【0007】
前記第１のビームと前記第２のビームは空間的に異なる方向に向かって形成され、前記第１のビームと前記第２のビームが形成される方向は、前記第１の平面と前記第２の平面が臨む空間方向である。
【0008】
前記第１の２重偏波アンテナユニットは、前記第２の２重偏波アンテナユニットとは異なる２重偏波（dual-polization）特性を有する。前記第１の２重偏波アンテナユニットは、互いに垂直交差する第１のアンテナ素子と第２のアンテナ素子を備え、前記第２の２重偏波アンテナユニットは互いに垂直交差する第３のアンテナ素子と第４のアンテナ素子を備える。
【0009】
一部の実施例で、前記第１の平面と第２の平面は前記アンテナパネルの垂直方向に区分される。一部の実施例で、前記アンテナパネルは、さらに、前記アンテナパネルの第１の平面と第２の平面に対して前記アンテナパネルの水平方向に区分されて互いに鈍角をなす第３の平面と第４の平面を有する。前記第３の平面には第３の２重偏波アンテナユニットの列が配列され、前記第４の平面には第４の２重偏波アンテナユニットの列が配列される。前記第３の２重偏波アンテナユニットの列は０°／９０°の偏波を有する第３のビームを形成するために用いられ、前記第４の２重偏波アンテナユニットの列は＋／－４５°の偏波を有する第４のビームを形成するために用いられる。前記第３のビームと前記第４のビームは、前記第１のビームと前記第２のビームによってカバーされない空間に向かって形成される。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】＋４５°／－４５°の２重偏波アンテナアレイを利用する従来の４Ｔ４Ｒ偏波ダイバーシティアンテナシステムを示す。
【図3】＋／－４５°の２重偏波アンテナアレイを用いる、本発明の一実施例に係る４Ｔ４Ｒ偏波ダイバーシティアンテナシステムを示す。
【図5a】本開示の一側面に係る、クアドレイチャハイブリッドカプラ（quadrature hybrid coupler: ＱＨＣ）を用いて具現したＲＦマトリックスの一例である。
【図6a】異種（heterogeneous）の２重偏波アンテナユニットを含むアンテナアレイを用いる、本発明の別の実施例に係る４Ｔ４Ｒ偏波ダイバーシティアンテナシステムを示す。
【図6e】互いに異なる列に位置する同一偏波のサブアレイが異なる長さのＲＦ経路でＲＦチェーンにつながれた構成を示す。
【図7a】本発明のまた別の実施例に係る、異種（heterogeneous）の２重偏波アンテナユニットが配列されたアンテナパネルを示す。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の一部の実施例を例示的な図面を介して詳しく説明する。各図面の構成要素に参照符号を付加するにあたり、同一の構成要素に対しては、たとえ他の図面上に表示されても可能な限り同一の符号を有するようにしていることに留意されたい。なお、本発明を説明するにあたり、関連された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される場合には、その詳しい説明は省く。
【0012】
本開示は、アンテナの利得を高めるために、それぞれ異なる偏波を有するビームを介して空間（セクタ）を分離するのに適した偏波ダイバーシティアンテナシステムに関する。
【0013】
提案された技術の技術的有用性をよりよく理解させるために、２重偏波アンテナアレイを用いるアンテナシステムで、異なる偏波特性を有するビームを形成するために考慮されるソリューションに関する説明から始めることが有用である。
【0014】
図１は、＋４５°／－４５°の２重偏波アンテナアレイを用いる従来の４Ｔ４Ｒ偏波ダイバーシティアンテナシステムを図示する。図１のアンテナシステムは、デジタルドメインでの偏波合成を通じて４重偏波ダイバーシティを達成することができる。図２は、図１のアンテナシステムによって形成される空間多重化されたビームパターンを示す。
【0015】
図１を参照すると、アンテナシステムに採用されたアンテナアレイは、２重偏波アンテナユニットの２つの列で構成される。各２重偏波アンテナユニットは、＋４５°偏波の第１のアンテナ素子１０１ａ及び－４５°偏波の第２のアンテナ素子１０１ｂを含む。すなわち、＋４５°の線形放射素子と－４５°の線形放射素子を含む２重偏波アンテナユニットの２つの列がアンテナアレイを形成する。各列で、アンテナ素子１０１ａ、１０１ｂが偏波ごとにフィーダライン（feeder line）１１１ａ、１１１ｂにつながる。すなわち、各列で、＋４５°偏波の第１のアンテナ素子１０１ａが第１のフィーダライン１１１ａに伝導的につながって第１のサブアレイを形成し、－４５°偏波の第２のアンテナ素子 １０１ｂが第２のフィーダライン１１１ｂに伝導的につながって第２のサブアレイを形成する。したがって、図１に図示された２重偏波アンテナアレイで、アンテナ素子１０１ａ、１０１ｂは４つのサブアレイに分割される。
【0016】
４つのサブアレイは、フィーダライン１１１ａ、１１１ｂを通じて４つのアンテナポートにそれぞれつながる。各アンテナポートにはそれぞれのＲＦチェーン１３０がつながる。ＲＦチェーン１３０の各々は、ＬＮＡ（low noise amplifier）及びＰＡ（power amplifier）、フィルタなどのＲＦ素子を含み、ＲＦ送信経路とＲＦ受信経路を提供する。したがって、図１のアンテナシステムは４Ｔ４Ｒである。
【0017】
同じ偏波特性を有するアンテナ素子間の間隔距離は０．５λであることが一般的であり、ここでλはアンテナアレイの周波数帯域の中心周波数地点の波長である。弱い相関関係を保証するために、間隔距離は大きいほど良い。すなわち、図示された図で、隣接する列間の間隔距離は０．５λ～１λである。
【0018】
図１のアンテナシステムは、信号Ｔ１～Ｔ４に対する偏波合成と所望のビーム方向のためのデジタルドメイン（例えば、デジタルユニット１２０）での位相調整を通じ、２重偏波アンテナアレイから、互いに異なる２重偏波特性を有する２つのビーム（すなわち、＋／－４５°直交偏波（orthogonal polarizations）の第１のビームとＶ／Ｈ直交偏波を有する第２のビーム）を異なる空間方向に形成する。
【0019】
図２に例示されたように、水平面を基準にして約４０°のビーム幅を有するビームが、互いに異なる空間方向（spatial direction；図２では１０時方向と２時方向）に向かって形成される。１０時方向のビームと２時方向のビームの２重偏波特性は互いに異なる。特に、これらのビームは相当なサイドローブ（sidelobe）を有する。
【0020】
図２で各ビームの２重偏波特性を示すために表記された±４５°は、そのビームが＋４５°線形偏波と－４５°線形偏波で構成された２つの直交偏波を有することを示し、Ｖ／Ｈは、そのビームが９０°（Ｖ）線形偏波と０°（Ｈ）線形偏波で構成された２つの直交偏波を有することを示す。例えば、１０時方向に向かって形成されたビームは、＋４５°偏波の電波（radio wave）と－４５°偏波の電波（radio wave）を有し、２時方向に向かって形成されたビームは、９０°偏波の電波と０°偏波の電波を有する。これは他の図でも同じである。ただし、厳密に言うと、「１０時方向に＋／－４５°直交偏波のビームが形成される」とは、＋４５°線形偏波のビームと－４５°線形偏波のビームが１０時方向に向かって形成されることを意味し、「２時方向にＶ／Ｈ直交偏波のビームが形成される」とは、９０°（Ｖ）線形偏波のビームと０°（Ｈ）線形偏波のビームが２時方向に向かって形成されることを意味する。
【0021】
図２で＋／－４５°直交偏波の１０時方向のビームは、異なる位相を有するＴ１信号を第１のアンテナポートと第３のアンテナポートに提供し、異なる位相を有するＴ２信号を第２のアンテナポートと第４のアンテナポートに提供することで形成される。
【0022】
図２で、Ｖ／Ｈ直交偏波の２時方向のビームは、異なる位相を有するＴ３信号と異なる位相を有するＴ４信号を第１ないし第４のアンテナポートに提供することで形成される。異なる位相を有するＴ３信号がアンテナアレイの４つのサブアレイから放射されると、偏波合成の結果として９０°（Ｖ）偏波が形成される。同様に、異なる位相を有するＴ４信号がアンテナアレイの４つのサブアレイから放射されると、偏波合成の結果として０°（Ｈ）偏波が形成される。
【0023】
図２に例示されたものとは逆に、１０時方向のビームがＶ／Ｈ直交偏波を、２時方向のビームが＋／－４５°直交偏波を有するようにデジタルユニットでの位相調整がなされてもよいことに留意されたい。
【0024】
図１に図示されたアンテナシステムは、ＲＲＨ（Remote Radio Head）が統合されたアンテナシステムである、ＡＡＳ（Active Antenna System）あるいはＲＲＡ（Remote Radio Antenna）システムに、デジタルドメインで偏波分離／合成及びビームフォーミングを遂行するためのデジタルプロセス機能を追加することで具現される。図１に図示されたアンテナシステムは、デジタルドメインで遂行されるビームフォーミングと偏波の合成／分離を具現するためのハードウェアが求められ、それによって発熱が増加する。デジタルドメイン（例えば、デジタルユニット）における位相調整を通じ、２重偏波アンテナアレイから＋／－４５°直交偏波とＶ／Ｈ直交偏波を有するビームを形成する具体的な方法は、例えば、 本願出願人により２０２０年０４月１６日付にて出願された韓国特許出願番号第１０-２０２０-００４６２５６号に開示されている。
【0025】
図３は、＋／－４５°の２重偏波アンテナアレイを用いる、本発明の一実施例に係る４Ｔ４Ｒ偏波ダイバーシティアンテナシステムを図示する。図３に図示されたアンテナシステムは、ＲＦドメインにおける信号に対する位相調整を含むＲＦ信号処理を通じ、異なる空間方向に２つの独立されたビーム（すなわち、＋／－４５°直交偏波を有するビームと、Ｖ／Ｈ直交偏波を有するビーム）を生成する。
【0026】
図３のアンテナシステムに採用されたアンテナアレイは、図１のアンテナシステムに採用されたアンテナアレイと実質的に同一である。すなわち、図３で、アンテナアレイは２重偏波アンテナユニットの２つの列で構成される。各２重偏波アンテナユニットは、＋４５°偏波の第１のアンテナ素子３０１ａ及び－４５°偏波の第２のアンテナ素子３０１ｂを含む。各列で、アンテナ素子３０１ａ、３０１ｂは偏波ごとにフィーダライン（feeder line）３１１ａ、３１１ｂにつながる。したがって、図３に図示された２重偏波アンテナアレイで、アンテナ素子３０１ａ、３０１ｂは４つのサブアレイに分割される。
【0027】
デジタルユニット３２０から送信信号Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ３が４つのＲＦチェーン３３０に供給され、ＲＦチェーン３３０から出力されたＲＦ信号はＲＦマトリックス（RF matrix）３４０での信号処理を経た後、アンテナアレイの４つのサブアレイに供給される。したがって、図３のアンテナシステムは４Ｔ４Ｒである。
【0028】
ＲＦマトリックス３４０は、ＲＦチェーン３３０から入力されたＲＦ信号に対し、信号分岐及び位相調整を含む信号処理を遂行するように構成される。ＲＦマトリックス３４０は、ハイブリッドカプラ、方向性結合器、位相シフターのような受動素子によって具現される。ＲＦマトリックス３４０から出力された信号処理されたＲＦ信号は、アンテナアレイの４つのサブアレイを通じて空間上に放射され、その結果、図２に例示されたような異なる空間方向に２つの独立されたビーム（すなわち、＋／－４５°直交偏波を有するビームとＶ／Ｈ直交偏波を有するビーム）が生成される。図２に例示されたのとは逆に、１０時方向のビームがＶ／Ｈ直交偏波を、２時方向のビームが＋／－４５°直交偏波を有するようにＲＦマトリックス３４０での位相調整がなされてもよいことに留意されたい。
【0029】
図３のアンテナシステムは、ＲＦマトリックス３４０が形成されたＲＦ回路を有するＡＡＳ／ＲＲＡシステムで具現されるだけでなく、ＲＦマトリックス３４０が形成されたＲＦ回路基板をレガシーアンテナ（legacy Antenna）システムとＲＲＨとの間に配置する形態で具現されてもよい。したがって、既存のレガシーアンテナシステムも、４重偏波ダイバーシティをサポートするように簡単に変更される。ただ、ＲＦマトリックス３４０によるＲＦ損失が伴い、正確なビーム間の間隔維持が困難である。
【0030】
一方、図３に例示されたアンテナアレイは、２重偏波アンテナユニットの２つの列（column）を有するが、他の具現でより多くのビームを形成するために、あるいはより狭いビーム幅を形成するために、アンテナアレイはより多くの列を有してもよい。
【0031】
ここで、図４ａ、図４ｂ、及び図４ｃを参照し、図３の４Ｔ４Ｒ偏波ダイバーシティアンテナシステムにおける偏波合成及び所望のビーム方向のためにＲＦマトリックス３４０がＲＦ信号に提供し、位相偏移を含む信号処理を説明する。
【0032】
図４ａは、説明の便宜のために、図３のアンテナシステムのＲＦドメインを簡略に表現した概念図である。図４ｂは、図３のアンテナシステムが形成する一対のビームと、これらのビーム形成に関与された入力信号を例示する。図４ｃの表は、図４ｂに示された一対のビームを形成するために入力信号Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４がＲＦマトリックス３４０を経てアンテナアレイのサブアレイに到達する間に受ける位相偏移を示す。
【0033】
図４ａ及び図４ｂを参照すると、入力信号Ｔ１、Ｔ２は、ＲＦマトリックス３４０を経て＋／－４５°直交偏波を有する第１のビームを形成し、入力信号Ｔ３、 Ｔ４はＲＦマトリックス３４０を経てＶ／Ｈ偏波を有する第２のビームを形成する。上の２つのビームは異なる空間方向を有する。図４ｂには、＋／－４５°直交偏波を有する第１のビームが１０時方向を向いており、Ｖ／Ｈ直交偏波を有するビームが２時方向を向いている。
【0034】
このような図４ｂに例示されたビームパターンを形成するために、ＲＦマトリックス３４０が入力信号Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４に対して遂行する信号処理、言い換えれば、入力信号Ｔ１、 Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４がＲＦマトリックス３４０を通じてアンテナアレイのサブアレイに到達する間に受ける位相偏移（phase shift）は次の通りである。
【0035】
入力信号Ｔ１のターゲット偏波は＋４５°偏波であり、ＲＦマトリックス３４０を経て第１の列（Ｃ１；左側列）の＋４５°偏波アンテナ素子のサブアレイ（これは図４ｂのテーブルで「Ｃ１ ＋４５」と表記される）と第２の列（Ｃ２；右側列）の＋４５°偏波アンテナ素子のサブアレイ（これは、図４ｂのテーブルで「Ｃ２ ＋４５」と表記される）に提供される。
【0036】
入力信号Ｔ２のターゲット偏波は－４５°偏波であり、ＲＦマトリックス３４０を経て第１の列Ｃ１の－４５°偏波アンテナ素子のサブアレイ（これは図４ｂのテーブルで「Ｃ１ －４５」と表記される）と第２の列Ｃ２の－４５°偏波アンテナ素子のサブアレイ（Ｃ２ －４５）に提供される。
【0037】
入力信号Ｔ３のターゲット偏波はＨ偏波であり、入力信号Ｔ４のターゲット偏波はＶ偏波である。入力信号Ｔ３と入力信号Ｔ４は、ＲＦマトリックス３４０を経て２重偏波アレイの４つのサブアレイ（Ｃ１ ＋４５； Ｃ１ －４５； Ｃ２ ＋４５； Ｃ２ －４５）にそれぞれ提供される。
【0038】
入力信号Ｔ１は、ＲＦマトリクス３４０により、２つの分岐信号に分岐され、１つの分岐信号は位相偏移なしに第１の列の＋４５°偏波を有するサブアレイ（Ｃ１ ＋４５）に到達し、もう1つの分岐信号は、-９０°の位相偏移を受けた後、第２の列の＋４５°偏波を有するサブアレイ(Ｃ２ ＋４５)に到達する。入力信号Ｔ１のターゲット偏波は＋４５°偏波であるので、－９０°の位相偏移はもっぱらビームフォーミングのためのものである。入力信号Ｔ１に対応する２つの分岐信号は、互いに－９０°の位相差を有するままでサブアレイ（Ｃ１ ＋４５、Ｃ２ ＋４５）によって放射されるので、アンテナアレイの法線を基準にして左側に約３０°傾いた空間方向に＋４５°の偏波を有するビームを形成する。
【0039】
入力信号Ｔ２は、ＲＦマトリックス３４０により、２つの分岐信号に分岐され、１つの分岐信号は位相偏移なしに第１の列の－４５°偏波を有するサブアレイ（Ｃ１ －４５）に到達し、もう1つの分岐信号は、－９０°の位相偏移を受けた後、第２の列の－４５°偏波を有するサブアレイ（Ｃ２ －４５）に到達する。入力信号Ｔ２のターゲット偏波は－４５°偏波であるので、－９０°の位相偏移はもっぱらビームフォーミング（beamforming）のためのものである。
【0040】
入力信号Ｔ２に対応する２つの分岐信号は、互いに－９０°の位相差を有するままでサブアレイ（Ｃ１ －４５、Ｃ２ －４５）によって放射されるので、アンテナアレイの法線を基準に左側に約３０°傾いた空間方向に－４５°偏波を有するビームを形成する。
【0041】
入力信号Ｔ３は、ＲＦマトリクス３４０により、４つの分岐信号に分岐され、第１の分岐信号は位相偏移なしに第１の列のサブアレイ（Ｃ１ ＋４５）に到達し、第２の分岐信号、第３の分岐信号、及び第４の分岐信号は、それぞれ１８０°、９０°及び２７０°の位相偏移を受けた後、第１の列のサブアレイ（Ｃ１ －４５）、第２の列のサブアレイ（Ｃ２ ＋４５）、及び第２の 列のサブアレイ（Ｃ２ －４５）に到達する。第２の分岐信号の位相偏移（１８０°）はもっぱら偏波合成のためのものであり、第３の分岐信号の位相偏移（９０°）はもっぱらビームフォーミングのためのものであり、第４の分岐信号の位相偏移（２７０°）はビームフォーミングのための位相偏移（９０°）と偏波合成のための位相偏移（１８０°）の和である。
【0042】
入力信号Ｔ３に対応する第１の分岐信号と第２の分岐信号は、１８０°の位相差を有するままで第１の列Ｃ１のサブアレイ（Ｃ１ ＋４５、Ｃ１ －４５）によって放射されるので 、０°（Ｈ）偏波を有するビームを形成する（すなわち、偏波合成が発生する）。第３の分岐信号と第４の分岐信号は、１８０°の位相差を有するままで第１の列（Ｃ１）のサブアレイ（Ｃ１ ＋４５、Ｃ１ －４５）によって放射されるので、０°（Ｈ）偏波を有するビームを形成する（すなわち、偏波合成が発生する）。また、第１の列のサブアレイ（Ｃ１ ＋４５）によって放射される第１の分岐信号と第２の列のサブアレイ（Ｃ２ ＋４５）によって放射される第３の分岐信号は互いに＋９０°の位相差を有し、 第１の列のサブアレイ（Ｃ１ －４５）によって放射される第２の分岐信号と第２の列のサブアレイ（Ｃ２ －４５）によって放射される第４の分岐信号は互いに＋９０°の位相差を有するので、アンテナアレイの法線を基準にして右側に約３０°傾いた空間方向に０°（Ｈ）偏波を有するビームを形成する。
【0043】
入力信号Ｔ４は、ＲＦマトリクス３４０により、４つの分岐信号に分岐され、第１の分岐信号は位相偏移なしに第１の列のサブアレイ（Ｃ１ ＋４５）に到達し、第２の分岐信号 、第３の分岐信号、及び第４の分岐信号は、それぞれ１８０°、９０°及び２７０°の位相偏移を受けた後、第１の列のサブアレイ（Ｃ１ －４５）、第２の列のサブアレイ（Ｃ２ ＋４５）、及び第３の列のサブアレイ（Ｃ２ －４５）に到達する。
【0044】
入力信号Ｔ４に対応する第１の分岐信号と第２の分岐信号は、０°の位相差を有したままで第１の列Ｃ１のサブアレイ（Ｃ１ ＋４５、Ｃ１ －４５）によって放射されるので、 、９０°（Ｖ）偏波を有するビームを形成する（すなわち、偏波合成が発生する）。第３の分岐信号と第４の分岐信号は、０°の位相差を有したままで第１の列Ｃ１のサブアレイ（Ｃ１ ＋４５、Ｃ１ －４５）によって放射されるので、９０°（Ｖ）偏波を有するビームを形成する（すなわち、偏波合成が発生する）。また、第１の列のサブアレイ（Ｃ１ ＋４５）によって放射される第１の分岐信号と第２の列のサブアレイ（Ｃ２ ＋４５）によって放射される第３の分岐信号は互いに＋９０°の位相差を有し、 第１の列のサブアレイ（Ｃ１ －４５）によって放射される第２の分岐信号と第２の列のサブアレイ（Ｃ２ －４５）によって放射される第４の分岐信号は互いに＋９０°の位相差を有するので、アンテナアレイの法線を基準にして右側に約３０°傾いた空間方向に９０°の偏波を有するビームを形成する。
【0045】
図５ａは、本開示の一側面に係る、クアドレイチャハイブリッドカプラ（quadrature hybrid coupler: ＱＨＣ）を用いて具現したＲＦマトリックス５００の一例である。ＱＨＣは、「ブランチラインカプラ（branch-line coupler）」あるいは「９０°ハイブリッドカプラ（９０°Hybrid coupler）」とも称される。図５ｂは、図５ａに例示されたＲＦマトリックス５００を用いて形成されるビームのパターンとビームの２重偏波特性を示す。図５ｂに例示されたビームの偏波特性は、図４ｂに示される偏波特性が逆であることに留意されたい。すなわち、図４ｂでは、１０時方向のビームが＋４５°／－４５°直交偏波を有し、図５ｂでは、２時方向のビームが＋４５°／－４５°直交偏波を有する。図２に関連して言及したように、厳密に言うと、「２時方向に＋／－４５°直交偏波のビームが形成される」とは、＋４５°線形偏波のビームと－４５°線形偏波のビームが２時方向に向かって形成されることを意味し、「１０時方向にＶ／Ｈ直交偏波のビームが形成される」とは、９０°（Ｖ）線形偏波のビームと０°（Ｈ）線形偏波のビームが１０時方向に向かって形成されることを意味する。
【0046】
図５ａに例示されたＲＦマトリックス５００は、ＰＣＢ上に４つの入力ポート（白丸で表示される）と、導電性ストリップで形成された３つのＱＨＣ５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃと、４つの出力ポート（黒丸で表示される）を有する。
【0047】
図５ａの拡大図のように、各ＱＨＣ５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃは４つのアーム（すなわち、第１のアームないし第４のアーム）を有し、第１のアームに信号が入力されると第２のアームと第３のアームに出力が現れ、第４のアームには出力が現れない。また、第２のアームと第３のアームの出力信号間には９０°（すなわちλ／４）の位相差が存在する。ＱＨＣ５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃは上下／左右対称の形態をしており、第２のアームに信号を入力すると第１のアームと第４のアームに出力が現れ、第３のアームでは出力されない。すなわち、完全対称構造で動作する。
【0048】
入力信号Ｔ１は、「第１の入力ポート－第１のＱＨＣ５１０ａの第１のアーム－第１のＱＨＣ５１０ａの第２のアーム－第１の出力ポート」を経て、第１の列のサブアレイ（Ｃ１ ＋４５）に到達する。また、入力信号Ｔ１は、「第１の入力ポート－第１のＱＨＣ５１０ａの第１のアーム－（９０°の位相遅延）－第１のＱＨＣ５１０ａの第３のアーム－第３の出力ポート」を経て、第２の列のサブアレイ（Ｃ２ ＋４５）に到達する。したがって、入力信号Ｔ１の観点から、第１の列のサブアレイ（Ｃ１ ＋４５）から放射された無線信号に比べて第２の列のサブアレイ（Ｃ２ ＋４５）から放射された無線信号は９０°の位相遅延を有し、図５ｂに図示されたように、アンテナアレイの法線を基準にして右側に約３０°傾いた空間方向に＋４５°の偏波を有するビームが形成される。
【0049】
入力信号Ｔ２は、「第２の入力ポート－第２のＱＨＣ５１０ｂの第１のアーム－第２のＱＨＣ５１０ｂの第２のアーム－第２の出力ポート」を経て、第１の列のサブアレイ（Ｃ１ －４５）に到達する。また、入力信号Ｔ２は、「第２の入力ポート－第２のＱＨＣ５１０ｂの第１のアーム－（９０°の位相遅延）－第２のＱＨＣ５１０ｂの第３のアーム－第４の出力ポート」を経て、第２の列のサブアレイ（Ｃ１ －４５）に到達する。したがって、入力信号Ｔ２の観点から、第１の列のサブアレイ（Ｃ１ －４５）から放射された無線信号に比べて第２の列のサブアレイ（Ｃ２ －４５）から放射された無線信号は９０°の位相遅延を有し、図５ｂに図示されたように、アンテナアレイの法線を基準にして右側に約３０°傾いた空間方向に＋４５°の偏波を有するビームが形成される。
【0050】
入力信号Ｔ３は、「第３の入力ポート－第３のＱＨＣ５１０ｃの第４のアーム－（９０°の位相遅延）－第３のＱＨＣ５１０ｃの第２のアーム－第１のＱＨＣ５１０ａの第４のアーム－（９０°の位相遅延）－第１のＱＨＣ５１０ａの第２のアーム－第１の出力ポート」を経て、第１の列のサブアレイ（Ｃ１ ＋４５）に到達する。また、入力信号Ｔ３は、「第３の入力ポート－第３のＱＨＣ５１０ｃの第４のアーム－（９０°の位相遅延）－第３のＱＨＣ５１０ｃの第２のアーム－第１のＱＨＣ５１０ａの第４のアーム－第１のＱＨＣ５１０ａの第３のアーム－第３の出力ポート」を経て、第２の列のサブアレイ（Ｃ２ ＋４５）に到達する。また、入力信号Ｔ３は、「第３の入力ポート－第３のＱＨＣ５１０ｃの第４のアーム－第３のＱＨＣ５１０ｃの第３のアーム－（９０°の位相遅延）－第２のＱＨＣ５１０ｂの 第４のアーム－（９０°の位相遅延）－第２のＱＨＣ５１０ｂの第２のアーム－第２の出力ポート」を経て、第１の列のサブアレイ（Ｃ１ －４５）に到達される。また、入力信号Ｔ３は、「第３の入力ポート－第３のＱＨＣ５１０ｃの第４のアーム－第３のＱＨＣ５１０ｃの第３のアーム－（９０°の位相遅延）－第２のＱＨＣ５１０ｂの第４のアーム－第２のＱＨＣ５１０ｂの第３のアーム－第４の出力ポート」を経て、第２の列のサブアレイ（Ｃ２ －４５）に供給する。
【0051】
したがって、入力信号Ｔ３の観点から、第１の列のサブアレイ（Ｃ１ ＋４５）から放射された無線信号に比べて第１の列のサブアレイ（Ｃ１ －４５）から放射された無線信号は０°の位相遅延を有し、第２の列のサブアレイ（Ｃ２ ＋４５）から放射された無線信号と比べて第１の列のサブアレイ（Ｃ２ －４５）から放射された無線信号は０°の位相遅延を有する。結果的に、９０°（Ｖ）の偏波を有するビームが形成される（すなわち、偏波合成が発生する）。また、第２の列のサブアレイ（Ｃ２ ＋４５）から放射された無線信号に比べて第１の列のサブアレイ（Ｃ１ ＋４５）から放射された無線信号は９０°の位相遅延を有し、第２の列のサブアレイ（Ｃ２ －４５）から放射された無線信号に比べて第１の列のサブアレイ（Ｃ１ －４５）から放射された無線信号は９０°の位相遅延を有するので、図５ｂに図示されたように、アンテナアレイの法線を基準にして左側に約３０°傾いた空間方向に９０°（Ｖ）の偏波を有するビームが形成される。
【0052】
入力信号Ｔ４は、「第４の入力ポート－第３のＱＨＣ５１０ｃの第１のアーム－第３のＱＨＣ５１０ｃの第２のアーム－第１のＱＨＣ５１０ａの第４のアーム－（９０°の位相遅延）－第１のＱＨＣ５１０ａの第２のアーム－第１の出力ポート」を経て、第１の列のサブアレイ（Ｃ１ ＋４５）に到達する。また、入力信号Ｔ４は、「第４の入力ポート－第３のＱＨＣ５１０ｃの第１のアーム－第３のＱＨＣ５１０ｃの第２のアーム－第１のＱＨＣ５１０ａの第４のアーム－第１のＱＨＣ５１０ａの第３のアーム－第３の出力ポート」を経て、第２の列のサブアレイ（Ｃ２ ＋４５）に到達する。また、入力信号Ｔ４は、「第４の入力ポート－第３のＱＨＣ５１０ｃの第１のアーム－（９０°の位相遅延）－第３のＱＨＣ５１０ｃの第３のアーム－（９０°の位相遅延）－第２のＱＨＣ５１０ｂの第４のアーム－（９０°の位相遅延）－第２のＱＨＣ５１０ｂの第２のアーム－第２の出力ポート」を経て、第１の列のサブアレイ（Ｃ１ －４５）に到達される。また、入力信号Ｔ４は、「第４の入力ポート－第３のＱＨＣ５１０ｃの第１のアーム－（９０°の位相遅延）－第３のＱＨＣ５１０ｃの第３のアーム－（９０°の位相遅延）－第２のＱＨＣ５１０ｂの第４のアーム－第２のＱＨＣ５１０ｂの第３のアーム－第４の出力ポート」を経て、第２の列のサブアレイ（Ｃ２ －４５）に供給する。
【0053】
したがって、入力信号Ｔ４の観点から、第１の列のサブアレイ（Ｃ１ ＋４５）から放射された無線信号に比べて第１の列のサブアレイ（Ｃ１ －４５）から放射された無線信号は１８０°の位相遅延を有し、第２の列のサブアレイ（Ｃ２ ＋４５）から放射された無線信号と比べて第１の列のサブアレイ（Ｃ２ －４５）から放射された無線信号は１８０°の位相遅延を有する。結果的に、０°（Ｈ）偏波を有するビームが形成される（すなわち、偏波合成が発生する）。また、第２の列のサブアレイ（Ｃ２ ＋４５）から放射された無線信号に比べて第１の列のサブアレイ（Ｃ１ ＋４５）から放射された無線信号は９０°の位相遅延を有し、第２の列のサブアレイ（Ｃ２ －４５）から放射された無線信号に比べて第１の列のサブアレイ（Ｃ１ －４５）から放射された無線信号は９０°の位相遅延を有するので、図５ｂに図示されたように、アンテナアレイの法線を基準にして左側に約３０°傾いた空間方向に０°（Ｈ）偏波を有するビームが形成される。
【0054】
図６ａは、異種（heterogeneous）の２重偏波アンテナユニットを含むアンテナアレイを利用する、本発明の別の実施例に係る４Ｔ４Ｒ偏波ダイバーシティアンテナシステムを図示する。
【0055】
図６ａに図示されたアンテナシステムは、デジタルドメインやＲＦドメインでの信号処理を要せず、異種の２重偏波アンテナユニットを用いて図１あるいは図３と同様の空間多重化された直交偏波ビームを生成する。したがって、図６ａに表示されたＴｘ信号Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４が、デジタルドメインでの偏波合成が適用されない信号である。同様に、Ｒｘ信号にもデジタルドメインにおける偏波合成が適用されない。
【0056】
図６ａを参照すると、異種の２重偏波アンテナユニットが４つの列に配列されたアンテナアレイが図示される。左側の２つの列は＋４５°／－４５°の２重偏波アンテナユニットで構成され、右側の２つの列はＶ／Ｈの２重偏波アンテナユニットで構成される。
【0057】
各列で、アンテナ素子６０１ａ、６０１ｂ、６０２ａ、６０２ｂが偏波別にフィーダライン６１１ａ、６１１ｂ、６１２ａ、６１２ｂにつながる。例えば、１番目の列と２番目の列のそれぞれで、＋４５°偏波の第１のアンテナ素子６０１ａが第１のフィーダライン６１１ａにつながって第１のサブアレイを形成し、－４５°偏波の第２のアンテナ素子６０１ｂが第２のフィーダライン６１１ｂにつながって第２のサブアレイを形成する。３番目の列と４番目の列のそれぞれで、９０°（Ｖ）偏波の第１のアンテナ素子６０２ａが第１のフィーダライン６１２ａにつながって第１のサブアレイを形成し、０°（Ｈ）偏波の第２のアンテナ素子６０２ｂが第２のフィーダライン６１２ｂにつながって第２のサブアレイを形成する。したがって、図６ａに図示された２重偏波アンテナアレイで、アンテナ素子６０１ａ、６０１ｂ、６０２ａ、６０２ｂは８つのサブアレイに分割される。
【0058】
図６ａに例示されたアンテナアレイを用いて各偏波ごとにビームを形成するために、同じ偏波を有するサブアレイがＲＦドメインで互いにつながる。すなわち、各偏波ごとに一対のサブアレイが１つのＲＦチェーン６３０につながるようにＲＦドメインで互いに結合される。これにより、アンテナシステムは４Ｔ４Ｒである。サブアレイの結合は、ＲＦドメイン上で簡単なＲＦコンバインナ（combiner）を構成することによって達成される。
【0059】
後述するように、＋４５°／－４５°偏波を有するアンテナユニットが配列されたアンテナパネル（antenna panel）の第１の領域（あるいは第１の面）とＶ／Ｈ偏波を有するアンテナユニットが配列されたアンテナパネルの第２の領域（あるいは第２の面）が所定の鈍角（９０°＜θ＜１８０°）をなすようにアンテナパネルが形成される。第１の領域と第２の領域は、例えば１２０°をなす。したがって、長手方向に折り曲げられたアンテナパネルにより、＋４５°／－４５°の２重偏波アンテナアレイとＨ／Ｌの２重偏波アンテナアレイは空間的に異なる方向を指向するように配列される。このような構成で、＋４５°／－４５°偏波を有するビームとＶ／Ｈ偏波を有するビームは、アンテナパネルの２つの領域が臨む空間方向に機械的にステアリング（steering）され、したがってアンテナパネルの２つの領域がなす角度θを適切に調整することで、図６ａのアンテナシステムは、図１あるいは図３と同様の空間多重化された直交偏波ビームを生成することができる。
【0060】
図６ａのアンテナシステムは、空間多重化されたビームパターンの形成にＲＦコンバインナ（combiner）のような単純なＲＦコンポーネントが要求されるだけで、（図１のアンテナシステムに要求される）デジタルドメインでの信号処理のためのハードウェアが要求されず、それによる発熱問題も改善される。さらに、図６ａのアンテナシステムは、図３に図示されたアンテナシステムに比べて正確なビーム間の間隔維持が可能であり、特にＳＩＮＲ性能に影響を及ぼす、異なる２重偏波を有するビームが互いにオーバーラップされる領域を最小化することができる。
【0061】
図６ｂないし図６ｄを参照し、図６ａのアンテナシステムで採用される、異種（heterogeneous）の２重偏波アンテナユニットが配列されたアンテナパネルの構造及びその構造の有用性を説明するための図である。
【0062】
図６ｂは、図６ａのアンテナシステムで採用される例示的なアンテナパネル６００の平面図である。図６ｂを参照すると、アンテナパネル６００の左半面６１０に＋４５°／－４５°の２重偏波アンテナユニット６０１が配列され、アンテナパネル６００の右半面６２０にＨ／Ｖの２重偏波アンテナユニット６０２が配列される。
【0063】
もし、左半面６１０と右半面６２０が１つの平坦な面を成すと（図６ｃ（ａ）の正面図参照）、同じ偏波特性を有する２重偏波アンテナユニットに印加されるＲＦ信号間に位相差を置くことで、図６ｃ（ｂ）に例示されたような空間多重化された一対のビームパターンが得られる。一方、アンテナパネル６００の左側面６１０とアンテナパネルの右側面６２０が所定の鈍角θをなすと（図６ｄ（ａ）の正面図参照）、同じ偏波特性を有する２重偏波アンテナユニットに印加されるＲＦ信号の位相調整なしでも、図６ｄ（ｂ）に例示されたような一対のビームパターンが得られる。図６ｃ（ｂ）のビームパターンではメインローブの周辺にかなりのサイドローブ（sidelobe）が存在するが、図６ｄ（ｂ）のビームパターンでは無視できるサイドローブが存在する。すなわち、図６ｄ（ａ）のようなアンテナパネルの構造及び異種（heterogeneous）の２重偏波アンテナユニットの配列が空間的な偏波多重化に相対的に有用であることが分かる。
【0064】
さらに、図６ｄ（ａ）のようなアンテナパネル６００の構造とＲＦビームフォーミングを結合し、アンテナパネルの２つの領域がなす角度θによって提供される空間方向よりも大きい空間方向にビームを指向させてもよい。例えば、図６ｄ（ａ）に例示されたアンテナパネル６００の左半面６１０で、１番目の列のサブアレイからＲＦチェーン６３０までのＲＦ経路が２番目の列のサブアレイからＲＦチェーン６３０までのＲＦ経路よりも長くなるようにすることで、アンテナパネル６００の左半面６１０が臨む空間方向よりもより左に向かって＋４５°／－４５°の直交偏波を有するビームが形成される。したがって、図６ｄ（ａ）に例示されたアンテナパネル６００の構造とＲＦビームフォーミングを結合することで、アンテナパネル６００の左半面６１０と右半面６２０のなす角度θをより大きく（すなわち、１８０°に近い）してもよい。このような脈絡から、図６ｅには、互いに異なる列に位置する同じ偏波のサブアレイが異なる長さのＲＦ経路でＲＦチェーン６３０につながった構成が例示される。
【0065】
図７ａは、本発明のまた別の実施例に係る、長手方向に折り曲げられ、幅方向でも折り曲げられた、異種（heterogeneous）の２重偏波アンテナユニットが配列されたアンテナパネル７００を図示する。
【0066】
図７ａを参照すると、長手方向ｘでの折り曲げはアンテナパネルを左側領域と右側領域に区分し、幅方向ｙでの折り曲げはアンテナパネルを上側領域と下側領域にさらに区分する。言い換えれば、アンテナ素子が配列されたアンテナパネルは、互いに異なる方向を臨む４つの領域（面）に区分される。
【0067】
同じ２重偏波を有するアンテナ素子がアンテナパネルの水平方向あるいは垂直方向の隣接する２つの面に配置されないように、＋／－４５°アンテナ素子７０１とＶ／Ｈアンテナ素子７０２が４つの領域（面）に交互に配列されていることに注目されたい。例えば、アンテナパネルの左上面にはＶ／Ｈの２重偏波アンテナユニット７０２が配列され、右上面には＋／－４５°の２重偏波アンテナユニット７０１が配列され、左下面には＋／－４５°の２重偏波アンテナユニット７０１が配列され、右下面にはＶ／Ｈの２重偏波アンテナユニット７０２が配列される。
【0068】
図６ａに示すアンテナパネル６００と同様に、図７ａに例示されたアンテナパネル７００の各領域（面）ごとに、各列のアンテナ素子が偏波別にフィーダライン（feeder line）につながり、サブアレイを形成する。さらに、同じ偏波を有する異なる列に位置するサブアレイがＲＦドメインで互いにつながる。すなわち、アンテナパネル７００の所与の領域（面）で、各偏波ごとに異なる列に位置する一対のサブアレイが1つのＲＦチェーンにつながるようにＲＦドメインで互いに結合される。これにより、図７ａに例示されたアンテナパネル７００を用いたアンテナシステムは、８Ｔ８Ｒをサポートする。
【0069】
代案として、アンテナパネル７００の右上面及び左下面に配列された＋／－４５°の２重偏波アンテナユニット７０１が一対のＲＦチェーンにつながり、アンテナパネルの左上面及び右下面に配列されたＶ／Ｈの２重偏波アンテナユニット７０２が他の一対のＲＦチェーンにつながってもよい。これにより、図７ａに例示されたアンテナパネル７００を用いたアンテナシステムは、４Ｔ４Ｒをサポートすることもできる。
【0070】
右上面に配列された＋／－４５°の２重偏波アンテナユニット７０１は、＋４５°／－４５°直交偏波を有する第１のビームを形成し、左上面に配列されたＶ／Ｈの２重偏波アンテナユニット７０２は、Ｖ／Ｈ直交偏波を有する第２のビームを形成し、左下面に配列された＋／－４５°の２重偏波アンテナユニット７０１は＋４５°／－４５°直交偏波を有する第３のビームを形成し、右下面に配列されたＶ／Ｈの２重偏波アンテナユニットは、Ｖ／Ｈ直交偏波を有する第４のビームを形成する。第１のビームないし第４のビームが向かうそれぞれの空間方向は、アンテナパネルの対応する面が臨む空間方向と一致する。したがって、第１のビームないし第４のビームが互いに異なる空間方向に形成される。
【0071】
一方、図７ｂに例示されるように、左下側領域及び右下側領域に配列された２重偏波アンテナユニットによって形成された第３のビームと第４のビームは、右上側領域及び左上側領域に配列されたアンテナ素子によって形成された第１のビームと第２のビームによってカバーされない陰影地域をカバーすることができる。したがって、左下側領域及び右下側領域には（アンテナシステムの主なカバレッジを提供する）右上側領域及び左上側領域よりも少ない数の２重偏波アンテナユニットが配列される。
【0072】
以上の説明は、本発明の実施例の技術思想を例示的に説明したものに過ぎず、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で様々な修正及び変形が可能である。したがって、本実施例は、本発明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発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。本発明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すべての技術思想は本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
【0073】
[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、２０２１年９月２７日付にて韓国に出願した特許出願番号第１０-２０２１-０１２７５３２号及び２０２２年９月１日付にて韓国に出願した特許出願番号第１０-２０２２-０１１０１４９号に対して優先権を主張する。
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、２０２１年９月２７日付にて韓国に出願した特許出願番号第１０-２０２１-０１２７５３２号及び２０２２年９月１日付にて韓国に出願した特許出願番号第１０-２０２２-０１１０１４９号に対して優先権を主張する。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4a】
【図4b】
【図4c】
【図5a】
【図5b】
【図6a】
【図6b】
【図6c】
【図6d】
【図6e】
【図7a】
【図7b】
【国際調査報告】