(57)【要約】【課題】送信する無線信号の偏波面を対向する基準局の偏波面に正確に合わせる無線装置を提供する。【解決手段】本発明における無線装置は、第１の送信信号を第１の偏波で送信し、第２の送信信号を第１の偏波とは直交する第２の偏波で送信する２偏波共用アンテナと、基準局が送信する第３の偏波の無線信号及び第３の偏波に直交する第４の偏波の無線信号から基準局との間の伝搬路の伝搬路行列を求める伝搬路推定手段と、伝搬路推定手段が求めた伝搬路行列の要素である各伝搬係数に基づき第３の偏波の偏波面と第１の偏波の偏波面との角度差を検出する偏波面角度差検出手段と、偏波面角度差検出手段が検出した角度差に基づき第１の送信信号及び第２の送信信号の振幅を調整する偏波面制御手段を備えている。【選択図】図１
2010187068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の偏波の無線信号と第１の偏波に直交する第２の偏波の無線信号を合成することで任意の偏波の無線信号を送信する無線装置であって、
第１の送信信号を第１の偏波の無線信号で送信し、第２の送信信号を第２の偏波の無線信号で送信し、受信する第１の偏波の無線信号を第１の受信信号として出力し、受信する第２の偏波の無線信号を第２の受信信号として出力する２偏波共用アンテナと、
基準局が送信する第３の偏波の無線信号及び第３の偏波に直交する第４の偏波の無線信号から基準局との間の伝搬路の伝搬路行列を求める伝搬路推定手段と、
伝搬路推定手段が求めた伝搬路行列の要素である各伝搬係数に基づき第３の偏波の偏波面と第１の偏波の偏波面との角度差を検出する偏波面角度差検出手段と、
偏波面角度差検出手段が検出した角度差に基づき第１の送信信号及び第２の送信信号の振幅を調整する偏波面制御手段と、
を備えている無線装置。
【請求項２】
伝搬路推定手段は、基準局から第３の偏波の無線信号を受信している間の第１の受信信号に基づき第１の伝搬係数を求め、基準局から第３の偏波の無線信号を受信している間の第２の受信信号に基づき第２の伝搬係数を求め、基準局から第４の偏波の無線信号を受信している間の第１の受信信号に基づき第３の伝搬係数を求め、基準局から第４の偏波の無線信号を受信している間の第２の受信信号に基づき第４の伝搬係数を求め、
偏波面角度差検出手段は、第１の伝搬係数と第２の伝搬係数の振幅比と、第３の伝搬係数と第４の伝搬係数の振幅比に基づき角度差を検出する、
請求項１に記載の無線装置。
【請求項３】
偏波面角度差検出手段は、第１の伝搬係数に対する第２の伝搬係数の振幅比と、第４の伝搬係数に対する第３の伝搬係数の振幅比との積の平方根から、逆正接演算により角度差を検出する、
請求項２に記載の無線装置。
【請求項４】
偏波面角度差検出手段は、前記積の平方根から、無線装置の処理経路における第１の受信信号と第２の受信信号の利得比を算出して保存する、
請求項３に記載の無線装置。
【請求項５】
基準局からの通知信号を受信する通知信号受信手段を、さらに、備えており、
通知信号受信手段が偏波面の不一致を示す信号を基準局から受信した場合、偏波面角度差検出手段は、前記検出した角度差の符号を判定した値を、新たな角度差として偏波面制御手段に通知する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の無線装置。
【請求項６】
第１の送信信号を第１の偏波の無線信号で送信し、第２の送信信号を第１の偏波に直交する第２の偏波の無線信号で送信し、受信する第１の偏波の無線信号を第１の受信信号として出力し、受信する第２の偏波の無線信号を第２の受信信号として出力する２偏波共用アンテナを含む無線装置において、第３の偏波の無線信号又は第３の偏波に直交する第４の偏波の無線信号を送信する様に偏波面を制御する方法であって、
基準局が送信する第３の偏波の無線信号及び第４の偏波の無線信号から基準局との間の伝搬路の伝搬路行列を求める第１のステップと、
第１のステップで求めた伝搬路行列の要素である各伝搬係数に基づき第３の偏波の偏波面と第１の偏波の偏波面との角度差を検出する第２のステップと、
検出した角度差に基づき第１の送信信号及び第２の送信信号の振幅を調整する第３のステップと、
を備えている方法。
【請求項７】
第１のステップで求めた伝搬路行列の要素である各伝搬係数は、第１の伝搬係数、第２の伝搬係数、第３の伝搬係数及び第４の伝搬係数であり、
第１の伝搬係数は、基準局から第３の偏波の無線信号を受信している間の第１の受信信号に基づき求めたものであり、
第２の伝搬係数は、基準局から第３の偏波の無線信号を受信している間の第２の受信信号に基づき求めたものであり、
第３の伝搬係数は、基準局から第４の偏波の無線信号を受信している間の第１の受信信号に基づき求めたものであり、
第４の伝搬係数は、基準局から第４の偏波の無線信号を受信している間の第２の受信信号に基づき求めたものである、
請求項６に記載の方法。
【請求項８】
角度差は、第１の伝搬係数に対する第２の伝搬係数の振幅比と、第４の伝搬係数に対する第３の伝搬係数の振幅比との積の平方根から、逆正接演算により検出したものである、
請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記積の平方根から、無線装置の処理経路における第１の受信信号と第２の受信信号の利得比を算出して保存し、
以後の角度差は、前記利得比と、第１の伝搬係数に対する第２の伝搬係数の振幅比又は第４の伝搬係数に対する第３の伝搬係数の振幅比に基づき検出する、
請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
第３のステップの後に、基地局から偏波面の不一致を示す信号を受信した場合、前記検出した角度差の符号を反転させ、反転させた角度差に基づき第１の送信信号及び第２の送信信号の振幅を調整する、
請求項６から９のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同一周波数帯の直交する２偏波の共用技術に関し、より詳しくは、無線通信における偏波面制御技術に関する。特に、移動・固定通信が混在する衛星通信において、２偏波共用アンテナを用いて偏波面を形成する地球局に適した技術についてのものである。
【背景技術】
【０００２】
無線通信において、直交する２つの偏波を使用することにより、同じ周波数帯の２つの信号にて、混信することなく情報伝送を行うことができる。例えば、直線偏波の場合、地面に対して偏波面が水平である、つまり、偏波面角度が０度である水平偏波と、地面に対して偏波面が垂直、つまり、偏波面角度が９０度である垂直偏波が、直交する２つの偏波として使用され、円偏波の場合には、偏波面が進行方向に対して右回りに回転する右旋偏波と、左回りに回転する左旋偏波が直交する２つの偏波として使用される。ここで、同一周波数帯にて２つの偏波を共用する場合には、高精度に偏波を形成することが特に必要となる。
【０００３】
図６は、機械的制御により偏波面を形成するアンテナ装置の構成図である。図６において、符号５０は１次放射器であり、符号５１は反射鏡であり、符号５２は回転機構であり、符号５３は制御部であり、符号５４は偏波合成分離部である。図６のアンテナ装置において、制御部５３は例えば一方の偏波の受信レベルが最大となり、他方の受信レベルが最小となる様に回転機構５２を制御して１次放射器５０を回転させることで偏波面を制御する。しかしながら、機械的制御による方法は、機械的な回転機構を実装することからアンテナ装置全体の重量が増大するという問題がある。
【０００４】
このため、直交する２つの偏波の送受信が可能な２偏波共用アンテナを使用し、各偏波の信号の振幅及び位相を適切に制御することで、任意の偏波面の形成を電気的に行う構成が提案されている（例えば、非特許文献１、２及び３、参照。）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】縫村  他、“航空機搭載Ｋｕ帯衛星通信用アンテナサブシステム”、電子情報通信学会、信学技報  Ｖｏｌ．１０４  Ｎｏ．３５１、ＳＡＴ２００４−１３０、ｐｐ．６３−６８、２００４年１０月
【非特許文献２】鈴木  他、“ＶＰＦＤＭ移動体衛星通信のための送信偏波面制御装置と基本動作の確認”、電子情報通信学会、信学技報  Ｖｏｌ．１０８  Ｎｏ．１４９、ＳＡＴ２００８−７、ｐｐ．１−６、２００８年７月
【非特許文献３】山下  他、“送信偏波ビームフォーミングによるＶＰＦＤＭと既存システムの帯域共用に関する一検討”、電子情報通信学会、２００７総合大会講演論文集、Ｂ−３−１８、２００７年３月
【非特許文献４】“アンテナ工学ハンドブック”、電子情報通信学会編、株式会社オーム社、昭和５５年発行、ｐｐ．１８２−１８５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図７は、非特許文献１に記載のアンテナ装置の構成図である。図７において、符号６０はアンテナであり、符号６１は偏波合成分離部であり、符号６２はダイプレクサであり、符号６３は受信偏波制御部であり、符号６４は送信偏波制御部である。ここで、アンテナ６０及び偏波合成分離部６１は２偏波共用アンテナを構成し、受信偏波制御部６３及び送信偏波制御部６４は、それぞれ、２つのハイブリッド（ＨＹＢ）と２つの移相器（ＰＳ）を備えている。非特許文献１のアンテナ装置において、図示しない偏波面角度差検出部が、衛星からの送信信号の偏波面と、現在の偏波面との角度差を検出し、受信偏波制御部６３及び送信偏波制御部６４の移相器を制御することにより送受で同一の偏波面を形成している。非特許文献１のアンテナ装置の場合には、送信と受信のそれぞれの周波数において、アンテナナ装置内の各偏波に対応する経路間の利得差及び位相差を零に調整し、かつ、位相制御に伴う振幅変動を抑えることが必要となる。しかしながら、温度変動などの影響により、無線周波数帯において高精度に振幅及び位相を調整することは非常に困難という問題がある。
【０００７】
図８は、非特許文献２に記載の送信装置の構成図である。図８において、符号７０はアンテナであり、符号７１は偏波合成部であり、符号７２は増幅部であり、符号７３は制御値演算部であり、符号７４は周波数変換部であり、符号７５は振幅位相制御部であり、符号７６は偏波面制御部７６である。非特許文献２の構成においては、偏波面制御部７６が偏波面の形成のための処理を行い、振幅位相制御部７５は、２つの偏波に対応する各経路間の利得及び位相差を補償するために、通過する信号の振幅及び位相を制御する。ここで、振幅位相制御部７５における利得及び位相シフト量は、制御数値演算部７３が、増幅部７２の出力信号を監視して決定している。つまり、非特許文献２に記載の構成は、非特許文献１のアンテナ装置における問題点を解決するものである。しかしながら、非特許文献２に記載の構成は通信の相手装置と偏波面を一致させるものではない。
【０００８】
図９は、非特許文献３に記載の無線装置の構成図である。図９において、符号８０はアンテナであり、符号８１は偏波合成分離部であり、符号８２はダイプレクサであり、符号８３は送信機であり、符号８４は受信機であり、符号８５は偏波面制御部であり、符号８６は伝搬路推定部であり、符号８７は行列演算部である。非特許文献３の構成においては、伝搬路推定部８６は受信する制御信号から伝搬路行列を推定し、行列演算部８７は伝搬路行列の転置逆行列を演算し、偏波面制御部８５は伝搬路行列の転置逆行列に基づき送信偏波を形成している。なお、偏波面制御部８５は、非特許文献３の図３の送信ＢＦとして表示されている機能ブロックに対応するものである。非特許文献３の構成には、非特許文献１と同じ問題が生じ、さらに、伝搬路行列の位相成分は周波数毎に異なるため、送受信の周波数帯が一致する領域に限定されるという問題もある。
【０００９】
本発明は、直交する２つの偏波の無線信号を合成することにより偏波面を制御する無線装置であって、各偏波の経路間の利得及び位相差を補償し、送信する無線信号の偏波面を対向する装置の偏波面に正確に合わせる無線装置と、偏波面の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明における無線装置によれば、
第１の偏波の無線信号と第１の偏波に直交する第２の偏波の無線信号を合成することで任意の偏波の無線信号を送信する無線装置であって、第１の送信信号を第１の偏波の無線信号で送信し、第２の送信信号を第２の偏波の無線信号で送信し、受信する第１の偏波の無線信号を第１の受信信号として出力し、受信する第２の偏波の無線信号を第２の受信信号として出力する２偏波共用アンテナと、基準局が送信する第３の偏波の無線信号及び第３の偏波に直交する第４の偏波の無線信号から基準局との間の伝搬路の伝搬路行列を求める伝搬路推定手段と、伝搬路推定手段が求めた伝搬路行列の要素である各伝搬係数に基づき第３の偏波の偏波面と第１の偏波の偏波面との角度差を検出する偏波面角度差検出手段と、偏波面角度差検出手段が検出した角度差に基づき第１の送信信号及び第２の送信信号の振幅を調整する偏波面制御手段とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の無線装置における他の実施形態によれば、
伝搬路推定手段は、基準局から第３の偏波の無線信号を受信している間の第１の受信信号に基づき第１の伝搬係数を求め、基準局から第３の偏波の無線信号を受信している間の第２の受信信号に基づき第２の伝搬係数を求め、基準局から第４の偏波の無線信号を受信している間の第１の受信信号に基づき第３の伝搬係数を求め、基準局から第４の偏波の無線信号を受信している間の第２の受信信号に基づき第４の伝搬係数を求め、偏波面角度差検出手段は、第１の伝搬係数と第２の伝搬係数の振幅比と、第３の伝搬係数と第４の伝搬係数の振幅比に基づき角度差を検出することも好ましい。
【００１２】
また、本発明の無線装置における他の実施形態によれば、
偏波面角度差検出手段は、第１の伝搬係数に対する第２の伝搬係数の振幅比と、第４の伝搬係数に対する第３の伝搬係数の振幅比との積の平方根から、逆正接演算により角度差を検出することも好ましい。
【００１３】
さらに、本発明の無線装置における他の実施形態によれば、
偏波面角度差検出手段は、前記積の平方根から、無線装置の処理経路における第１の受信信号と第２の受信信号の利得比を算出して保存することも好ましい。
【００１４】
さらに、本発明の無線装置における他の実施形態によれば、
基準局からの通知信号を受信する通知信号受信手段を、さらに、備えており、通知信号受信手段が偏波面の不一致を示す信号を基準局から受信した場合、偏波面角度差検出手段は、前記検出した角度差の符号を判定した値を、新たな角度差として偏波面制御手段に通知することも好ましい。
【００１５】
本発明における偏波面制御方法によれば、
第１の送信信号を第１の偏波の無線信号で送信し、第２の送信信号を第１の偏波に直交する第２の偏波の無線信号で送信し、受信する第１の偏波の無線信号を第１の受信信号として出力し、受信する第２の偏波の無線信号を第２の受信信号として出力する２偏波共用アンテナを含む無線装置において、第３の偏波の無線信号又は第３の偏波に直交する第４の偏波の無線信号を送信する様に偏波面を制御する方法であって、基準局が送信する第３の偏波の無線信号及び第４の偏波の無線信号から基準局との間の伝搬路の伝搬路行列を求める第１のステップと、第１のステップで求めた伝搬路行列の要素である各伝搬係数に基づき第３の偏波の偏波面と第１の偏波の偏波面との角度差を検出する第２のステップと、検出した角度差に基づき第１の送信信号及び第２の送信信号の振幅を調整する第３のステップとを備えていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の偏波面制御方法における他の実施形態によれば、
第１のステップで求めた伝搬路行列の要素である各伝搬係数は、第１の伝搬係数、第２の伝搬係数、第３の伝搬係数及び第４の伝搬係数であり、第１の伝搬係数は、基準局から第３の偏波の無線信号を受信している間の第１の受信信号に基づき求めたものであり、第２の伝搬係数は、基準局から第３の偏波の無線信号を受信している間の第２の受信信号に基づき求めたものであり、第３の伝搬係数は、基準局から第４の偏波の無線信号を受信している間の第１の受信信号に基づき求めたものであり、第４の伝搬係数は、基準局から第４の偏波の無線信号を受信している間の第２の受信信号に基づき求めたものであることも好ましい。
【００１７】
また、本発明の偏波面制御方法における他の実施形態によれば、
角度差は、第１の伝搬係数に対する第２の伝搬係数の振幅比と、第４の伝搬係数に対する第３の伝搬係数の振幅比との積の平方根から、逆正接演算により検出したものであることも好ましい。
【００１８】
さらに、本発明の偏波面制御方法における他の実施形態によれば、
前記積の平方根から、無線装置の処理経路における第１の受信信号と第２の受信信号の利得比を算出して保存し、以後の角度差は、前記利得比と、第１の伝搬係数に対する第２の伝搬係数の振幅比又は第４の伝搬係数に対する第３の伝搬係数の振幅比に基づき検出することも好ましい。
【００１９】
さらに、本発明の偏波面制御方法における他の実施形態によれば、
第３のステップの後に、基地局から偏波面の不一致を示す信号を受信した場合、前記検出した角度差の符号を反転させ、反転させた角度差に基づき第１の送信信号及び第２の送信信号の振幅を調整することも好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
第１の受信信号と第２の受信信号の無線装置内での経路間の特性差を調整することなく無線装置の偏波面と基準局の偏波面との角度差を正確に検出することができ、よって、基準局の偏波面に一致する無線信号を送信することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による無線装置の構成図である。
【図２】本発明による無線装置の他の実施形態における構成図である。
【図３】偏波面角度差検出部による角度差検出の説明図である。
【図４】検出した角度差と、実際の角度差との誤差を示す図である。
【図５】各偏波の利得係数の比を算出し、いずれかの偏波と算出した比を使用した場合における検出した角度差と、実際の角度差との誤差を示す図である。
【図６】機械的制御による偏波面を制御するアンテナ装置の構成図である。
【図７】非特許文献１に記載のアンテナ装置の構成図である。
【図８】非特許文献２に記載の送信装置の構成図である。
【図９】非特許文献３に記載の無線装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明を実施するための形態について、以下では図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明において所望の偏波面を水平偏波及び垂直偏波とし、本無線装置が入出力する偏波１と偏波２は直交しており、偏波１の偏波面と水平偏波の偏波面との角度差がφであるものとする。なお、所望の偏波面は互いに直交していれば良く、水平偏波及び垂直偏波に限定されない。
【００２３】
図１は、本発明による無線装置の構成図である。図１の無線装置は、アンテナ１０と、偏波合成分離部１１と、ダイプレクサ１２と、増幅部１３と、受信機１４と、周波数変換部１５と、振幅位相制御部１６と、偏波面制御部１７と、伝搬路推定部１８と、干渉補償部１９と、変調部２０と、復調部２１と、制御値演算部２２と、偏波面角度差検出部２３と、通知信号受信部２４とを備えている。
【００２４】
アンテナ１０と偏波合成分離部１１は２偏波共用アンテナを構成し、偏波合成分離部１１の一方の端子への入力信号は偏波１の無線信号としてアンテナ１０から送信され、他方の端子への入力信号は偏波２の無線信号としてアンテナ１０から送信される。同様に、アンテナ１０が受信する無線信号の偏波１の成分は偏波合成分離部１１の一方の端子から出力され、偏波２の成分は偏波合成分離部１１の他方の端子から出力される。また、ダイプレクサ１２は送信信号と受信信号を分離合成するためのものであり各偏波の経路にそれぞれ設けられる。
【００２５】
以下に、信号の流れの概略を説明する。なお、変調部２０からの送信信号Ａはアンテナ１０から水平偏波の無線信号として送信され、変調部２０からの送信信号Ｂはアンテナ１０から垂直偏波の無線信号として送信されるものとする。このため、偏波面制御部１７は、偏波１で送信される無線信号と偏波２で送信される無線信号の合成信号が水平偏波となる様に、偏波１及び偏波２に対応する各経路に出力される送信信号Ａの振幅を調整する。なお、偏波１及び２に対応する経路とは、偏波面制御部１７からアンテナ１０までの各偏波に対応する経路である。同様に、偏波面制御部１７は、偏波１で送信される無線信号と偏波２で送信される無線信号の合成信号が垂直偏波となる様に、偏波１及び偏波２に対応する各経路に出力される送信信号Ｂの振幅を調整する。
【００２６】
各経路に出力される送信信号Ａ及び送信信号Ｂそれぞれの振幅は、２偏波共用アンテナの偏波面と所望の偏波面との角度差φにより決まり、この角度差φは、後述する様に、偏波面角度差検出部２３が検出し、偏波面角度差検出部２３が偏波面制御部１７に通知して設定を行うものである。
【００２７】
偏波面制御部１７からの出力信号は、振幅位相制御部１６を通過後、周波数変換部１５で周波数変換され、増幅部１３で増幅され、ダイプレクサ１２及び偏波合成分離部１１を経由してアンテナ１０より送信信号Ａに対応する水平偏波の送信無線信号Ａ及び送信信号Ｂに対応する垂直偏波の送信無線信号Ｂとして出力される。ここで、振幅位相制御部１６は、送信無線信号Ａ及びＢの偏波面が、偏波１及び２に対応する各経路間の利得及び／又は位相差により所望の偏波面からずれない様に、偏波１及び２の経路間の利得及び位相差を補償するものであり、その値は、制御値演算部１３が増幅器１３の出力信号を監視して設定する。
【００２８】
また、受信機１４は、各偏波の受信信号の周波数変換や増幅等の受信処理を行い、伝搬路推定部１８は基準局１００との間の伝搬路の伝搬路行列を求め、干渉補償部１９は伝搬路行列に基づき水平偏波で送信された信号と、垂直偏波で送信された信号を、偏波１及び偏波２の信号からそれぞれ復元し、復調部２１は受信信号の復調を行う。
【００２９】
なお、伝搬路推定部１８は、基準局１００が送信するユニークワードを含む基準信号に基づき、伝搬路行列の要素であり、それぞれが振幅及び位相の変化を表す４つの伝搬係数Ｈ１１、Ｈ１２、Ｈ２１、Ｈ２２を求める。ここで、Ｈ１１は基地局での水平偏波から本無線装置における偏波１への経路についての伝搬係数であり、Ｈ１２は基地局での水平偏波から本無線装置における偏波２への経路についての伝搬係数であり、Ｈ２１は基地局での垂直偏波から本無線装置における偏波１への経路についての伝搬係数であり、Ｈ２２は基地局での垂直偏波から本無線装置における偏波２への経路についての伝搬係数である。
【００３０】
よって、Ｈ１１は基準局が水平偏波で基準信号を送信している間に伝搬路推定部１８が偏波１の経路から受信する信号より、Ｈ１２は基準局が水平偏波で基準信号を送信している間に伝搬路推定部１８が偏波２の経路から受信する信号より、Ｈ２１は基準局が垂直偏波で基準信号を送信している間に伝搬路推定部１８が偏波１の経路から受信する信号より、Ｈ２２は基準局が垂直偏波で基準信号を送信している間に伝搬路推定部１８が偏波２の経路から受信する信号より求めることができる。
【００３１】
続いて、偏波面角度差検出部２３による角度差φの検出について説明する。図３は、偏波面角度差検出部２３による角度差φの検出の説明図である。例えば、基準局１００が垂直偏波の信号を送信し、本発明による無線装置が振幅Ｓｖで受信したとすると、図３（ａ）から明らかな様に、偏波１側の経路における振幅はＳｖｓｉｎφ、偏波２側の経路における振幅はＳｖｃｏｓφとなる。したがって、以下の式によりφを得ることができる。
【００３２】
【数１】
2010187068.tif 000003
なお、本発明では振幅値のみを使用するため、非特許文献３の課題である伝搬路行列の位相成分の周波数特性の影響は受けない。
【００３３】
しかしながら、アンテナ１０から伝搬路推定部１８に至る偏波１及び偏波２に対応する受信処理経路の利得差等により式（１）では正確な値を求めることはできない。具体的には、アンテナ１０を含む伝搬路推定部１８までの偏波１に対応する経路の利得をＧｒ１、同じく、偏波２に対応する経路の利得をＧｒ２とすると、偏波１の経路で受信する信号はＳｖＧｒ１ｓｉｎφとなり、偏波２の経路で受信する信号はＳｖＧｒ２ｃｏｓφとなる。このとき、以下の式（２）及び（３）から、角度差φを求めるためには、Ｇｒ１とＧｒ２を一致させるか、Ｇｒ１とＧｒ２の比を求めることが必要になる。
【００３４】
【数２】
2010187068.tif 000004
【００３５】
本願発明においては、水平及び垂直の両偏波をそれぞれ基準局から受信することによりＧｒ１とＧｒ２を一致させることなく、Ｇｒ１とＧｒ２の比を調べることなく角度差φを検出する。具体的には、基準局１００が水平偏波の信号も送信し、本発明による無線装置が振幅Ｓｈで受信したとすると、図３（ｂ）と各経路の利得係数から伝搬路推定部１８が受信する偏波１の経路からの信号はＳｈＧｒ１ｃｏｓφとなり、偏波２の経路からの信号は−ＳｈＧｒ２ｓｉｎφとなる。よって、
【００３６】
【数３】
2010187068.tif 000005
となり、各経路の利得係数が打ち消されて角度差φを求めることが可能になる。なお、受信機において偏波毎に独立して利得を制御するＡＧＣ等の調整部が存在したとしても、角度差φの検出には影響がない。
【００３７】
また、式（４）の平方根により求めた｜ｔａｎφ｜を式（２）に代入することでＧｒ１とＧｒ２の比を算出することができる。よって、この比を算出して保存しておき、以後の偏波面の制御には、式（２）に示す様に基準局１００が送信する水平偏波の信号又は垂直偏波の信号から、Ｈ１１及びＨ１２か、Ｈ２１及びＨ２２を求めて角度差を検出することができ、演算量の軽減が図れる。
【００３８】
図４は、上記方法により検出した角度差と、実際の角度差との誤差を示す図である。図４の横軸は偏波１の偏波面の水平面に対する角度であり、縦軸は検出した角度差φの誤差を示している。ここでは、入力信号レベル差を３ｄＢ、経路間の利得差を１０ｄＢ与えて測定を行った。図４より、両偏波を使用することにより、水平（Ｈ）又は垂直（Ｖ）偏波のみを使用する場合より誤差を小さくできることが確認できる。図５は、水平及び垂直偏波を使用してＧｒ１とＧｒ２の比を算出し、その後、この比と垂直偏波又は水平偏波のみを使用して角度差を算出した場合の測定結果であり、垂直偏波又は水平偏波のみでも精度高く角度差の推定ができていることが確認できる。
【００３９】
上記方法で求めることができるのは角度差の絶対値であり、符号については未知である。そこで、符号の確認方法について述べる。まず、｜φ｜を検出した後、偏波面角度差検出部２３は、偏波面制御部１７に対して、＋｜φ｜又は−｜φ｜のいずれかを設定し、本発明による無線装置はこの状態で無線信号を送信する。基準局１００の偏波面は垂直及び水平偏波となる様に調整されているため、符号が偏波面の角度差を打ち消す方向と一致している場合、基準局１００は一方の偏波のみで信号を受信し、他方の偏波では信号を受信しないことになる。これに対して、符号が偏波面の角度差を打ち消す方向と一致していない場合、基準局１００は両方の偏波で信号を受信することになる。基準局１００は、前記受信状況に基づき偏波面の一致／不一致を判定し、制御回線等を用いて偏波面の一致又は不一致を本発明による無線装置に通知する。通知信号受信部２４は、基地局１００からの偏波面の一致又は不一致を通知する信号を受信し、一致又は不一致を偏波面角度差検出部２３に出力する。偏波面角度差検出部２３は一致を受信した場合には、現在の状態を維持し、不一致を受信した場合には、偏波面制御部１７に現在の設定値の符号を反転した値を通知して、その設定を変更する。
【００４０】
また、基準局１００が本発明の無線装置を備えている場合には、角度差｜φ｜を検出し、｜φ｜が許容値以内であれば制御回線により偏波面の一致を、｜φ｜が許容値を外れている場合には制御回線により符号の反転要求を行えば良い。
【００４１】
図２は、本発明の他の実施形態による無線装置の構成図である。なお、図１と同じ構成要素には同一の符号を付与して説明は省略する。図２において、符号２５はマルチキャリア変調部であり、符号２６はマルチキャリア復調部であり、符号２７は直並列変換部であり、符号２８は並直列変換部である。図２の構成は、送信する情報を並列に変換して複数のキャリアそれぞれで変調、つまり、マルチキャリ変調を行うものである。信号を複数のキャリアに分散させることで、周波数割当ての自由度が向上し、キャリア毎に偏波面の制御を行うことで周波数特性の改善が可能になる。
【００４２】
なお、本発明の無線装置が移動局である場合には、常に角度差φが変化することになる。この場合、基準局１００は検出した｜φ｜の値を本発明による無線装置に通知し、開口面アンテナのビーム走査・追尾技術である、ステップトラック方式等により｜φ｜が零となる様に制御をすれば良い。なお、ステップトラック方式については、非特許文献４に記載されている。
【符号の説明】
【００４３】
１０、６０、７０、８０  アンテナ
１１、５４、６１、８１  偏波合成分離部
１２、６２、８２  ダイプレクサ
１３、７２  増幅部
１４、８４  受信機
１５、７４  周波数変換部
１６、７５  振幅位相制御部
１７、７６、８５  偏波面制御部
１８、８６  伝搬路推定部
１９  干渉補償部
２０  変調部
２１  復調部
２２、７３  制御値演算部
２３  偏波面角度差検出部
２４  通知信号受信部
２５  マルチキャリア変調部
２６  マルチキャリア復調部
２７  直並列変換部
２８  並直列変換部
５０  １次放射器
５１  反射鏡
５２  回転機構
５３  制御部
６３  受信偏波制御部
６４  送信偏波制御部
７１  偏波合成部
８３  送信機
８７  行列演算部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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