(57)【要約】  一直線上に配置された複数のアンテナを用いて通信を行う通信装置のアンテナ配置方法である。この方法は、各アンテナの放射パターン特性を測定する第１ステップ、該アンテナの放射パターン特性の変動が激しい方向を検出する第２ステップ、該特性変動が激しい方向が前記直線方向と一致するようにアンテナを通信装置に配置する第３ステップを備えている。
2008114347.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一直線上に配置された複数のアンテナを用いて通信を行う通信装置のアンテナ配置方法において、
各アンテナの放射パターン特性を測定する第１ステップ、
該アンテナの放射パターン特性の変動が激しい方向を検出する第２ステップ、
該特性変動が激しい方向が前記直線方向と一致するようにアンテナを通信装置に配置する第３ステップ、
を備えたことを特徴とするアンテナ配置方法。
【請求項２】
前記第２ステップは、
所定角度範囲の放射パターン特性の分散を全周について計算するステップ、
前記計算した分散が最大の角度範囲の中心方向を前記特性変動が激しい方向であると判定するステップ、
を有することを特徴とする請求項１記載のアンテナ配置方法。
【請求項３】
前記第２ステップは、
所定の第１角度範囲における放射パターン特性の分散と、該第１角度範囲を１８０度ずらした第２角度範囲における放射パターン特性の分散とを合計した分散を全周について計算するステップ、
前記計算した分散が最大の第１角度範囲の中心方向を前記特性変動が激しい方向であると判定するステップ、
を有することを特徴とする請求項１記載のアンテナ配置方法。
【請求項４】
前記第２ステップは、
第１アンテナの第１角度範囲における放射パターン特性と第２アンテナの第２角度範囲における放射パターン特性の相関を、該第１角度範囲および第２角度範囲の組み合わせを変えて計算するステップ、
相関が最小の第１角度範囲および第２角度範囲の組み合わせを求め、該第１角度範囲の中心方向を第１アンテナの前記特性変動が激しい方向であると判定し、該第２角度範囲の中心方向を第２アンテナの前記特性変動が激しい方向であると判定するステップ、
を有することを特徴とする請求項１記載のアンテナ配置方法。
【請求項５】
前記第２ステップは、
第１アンテナの第１角度範囲および該第１角度範囲を１８０度ずらした角度範囲における放射パターン特性と、第２アンテナの第２角度範囲および該第２角度範囲を１８０度ずらした角度範囲における放射パターン特性との相関を、該第１角度範囲および第２角度範囲の組み合わせを変えて計算するステップ、
相関が最小の第１角度範囲および第２角度範囲の組み合わせを求め、該第１角度範囲の中心方向を第１アンテナの前記特性変動が激しい方向であると判定し、該第２角度範囲の中心方向を第２アンテナの前記特性変動が激しい方向であると判定するステップ、
を有することを特徴とする請求項１記載のアンテナ配置方法。
【請求項６】
一直線上に配置された複数のアンテナを用いて通信を行う通信装置のアンテナ実装装置
において、
各アンテナの放射パターン特性を測定する放射パターン特性測定部、
該アンテナの放射パターン特性の変動が激しい方向を検出する特性変動検出部、
該特性変動が激しい方向が前記直線方向と一致するようにアンテナを通信装置に配置するアンテナ配置部、
を備えることを特徴とするアンテナ実装装置。
【請求項７】
前記特性変動検出部はアンテナ毎に、所定角度範囲の放射パターン特性の分散を全周について計算し、前記計算した分散が最大の角度範囲の中心方向を前記特性変動が激しい方向であると判定する、
ことを特徴とする請求項６記載のアンテナ実装装置。
【請求項８】
前記特性変動検出部はアンテナ毎に、所定の第１角度範囲における放射パターン特性の分散と、該第１角度範囲を１８０度ずらした第２角度範囲における放射パターン特性の分散とを合計した分散を全周について計算し、前記計算した分散が最大の第１の角度範囲の中心方向を前記特性変動が激しい方向であると判定する、
ことを特徴とする請求項６記載のアンテナ実装装置。
【請求項９】
前記特性変動検出部は、第１アンテナの第１角度範囲における放射パターン特性と第２アンテナの第２角度範囲における放射パターン特性の相関を、該第１角度範囲および第２角度範囲の組み合わせを変えて計算し、相関が最小の第１角度範囲および第２角度範囲の組み合わせを求め、該第１角度範囲の中心方向を第１アンテナの前記特性変動が激しい方向であると判定し、該第２角度範囲の中心方向を第２アンテナの前記特性変動が激しい方向であると判定する、
ことを特徴とする請求項６記載のアンテナ実装装置。
【請求項１０】
前記特性変動検出部は、第１アンテナの第１角度範囲および該第１角度範囲を１８０度ずらした角度範囲における放射パターン特性と、第２アンテナの第２角度範囲および該第２角度範囲を１８０度ずらした角度範囲における放射パターン特性との相関を、該第１角度範囲および第２角度範囲の組み合わせを変えて計算し、相関が最小の第１角度範囲および第２角度範囲の組み合わせを求め、該第１角度範囲の中心方向を第１アンテナの前記特性変動が激しい方向であると判定し、該第２角度範囲の中心方向を第２アンテナの前記特性変動が激しい方向であると判定する、
ことを特徴とする請求項６記載のアンテナ実装装置。
【請求項１１】
第１のアンテナ、第２のアンテナを含む複数のアンテナが直線上に配置されたアンテナ装置において、
前記直線と交わる部分の前記第１のアンテナの放射パターン特性が、前記第１のアンテナの中心を通り、かつ前記直線に垂直な直線と交わる部分の前記第１のアンテナの放射パターン特性より激しい変化を有するように、前記第１のアンテナが配置された、
ことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１２】
前記直線と交わる部分の前記第２のアンテナの放射パターン特性が、前記第２のアンテナの中心を通り、かつ前記直線に垂直な直線と交わる部分の前記第２のアンテナの放射パターン特性より激しい変化を有するように、前記第２のアンテナが配置された、ことを特徴とする請求項１１記載のアンテナ装置。
【請求項１３】
第１のアンテナ、第２のアンテナを含む複数のアンテナが直線上に配置されたアンテナ装置において、
前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナはそれぞれの、アンテナの放射パターンの
特性のうち、アンテナを中心とした角度の変化に対して最も激しく変化する特性部分が前記直線の方向に向くように配置された、
ことを特徴とするアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置のアンテナ配置方法及び実装装置、アンテナ装置に係わり、特に、一直線上に配置された複数のアンテナを用いて通信を行う通信装置のアンテナ配置方法及び実装装置、アンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のアンテナを用いて通信を行う送信ダイバーシチ機能、受信ダイバーシチ機能、MIMO（Multiple Input Multiple Output）通信機能などを備えた通信装置がある。図１１は受信ダイバーシチの説明図であり、1本の送信アンテナATt、２本の受信アンテナATr0，ATr1を有するスペースダイバーシチ構成になっている。送信アンテナATtと２つの各受信アンテナATr0，ATr1間のチャネル応答特性をｈ0，ｈ1、送信アンテナATtと各受信ATr0，ATr1間におけるノイズをｎ0，ｎ1、送信信号をｘ0、各受信アンテナATr0，ATr1の受信信号をｒ0，ｒ1とすれば、次式
ｒ0＝ｈ0ｘ0＋ｎ0    (1a)
ｒ1＝ｈ1ｘ0＋ｎ1    (1b)
が成立する。【０００３】
図１２は最大比合成の説明図であり、ブランチ#0、#1（受信アンテナATr0，ATr1）におけるチャネル推定部1a0,1a1はブランチ#0、#1におけるチャネル応答特性h0，h1を推定してh0*，h1*を出力し、チャネル補償部1b0,1b1はそれぞれ受信信号ｒ0，ｒ1にh0*，h1*を乗算し、
ｓ0＝h0*ｒ0      (2a)
ｓ1＝h1*ｒ1      (2b)
または
ｓ0＝|h0|2 x0+ h0*ｎ0       (2a)′
ｓ1＝|h1|2 x0+ h1*ｎ1        (2b)′
を出力する。スペースダイバーシチ合成部1cは各ブランチのチャネル補償部1b0,1b1の出力を合成し、合成信号
ｓ0＋ｓ1＝(|h0|2+|h1|2) x0+ h0*ｎ0+h1*ｎ1      (2c)
を復調部1dに入力する。最大比合成法では(|h0|2+|h1|2)がダイバーシチゲインになる。【０００４】
かかる複数のアンテナを用いた通信方式において、アンテナ受信信号間の相関を小さくすること、理想的には無相関にすることが必要である。たとえば、図１１において、受信アンテナATr0，ATr1の受信信号間の相関が１であるとすれば、チャネル応答ｈ0（＝ｈ1）が最悪になると最悪受信状態になり、ダイバーシチ受信の意味がなくる。しかし、相関が０であれば、一方のチャネル応答ｈ0が最悪の場合であっても、他方のチャネル応答ｈ1は最悪にならず良好になり、良好な受信状態にできる。
アンテナ間の距離が十分とれる通信装置では、距離差により各アンテナの受信信号の位相特性が変化し、受信信号間の相関を小さくできる。しかし、携帯電話機などアンテナの実装位置に制限がある通信装置の場合、複数アンテナのアンテナ間距離を十分離すことが出来ず、アンテナ受信信号間の相関が大きくなり、無相関な場合に比べてダイバーシチ機能が十分に発揮されずに誤り率等の無線特性が劣化する。【０００５】
従来、アンテナの放射特性に関する技術として、それぞれのアンテナの放射特性を互いに補い、あるアンテナの放射特性が小さな方向で、別のアンテナの放射特性を大きくする指向性ダイバーシチという技術(特許文献１)があり、相関を小さくすることが出来る。すなわち、この従来技術では、図１３(a),(b)に示すように、２つのアンテナの放射パター
ンを共役関係の花びら状を呈するように構成し、直接波あるいは間接波の何れか大きいほうを選ぶものである。
しかし、図１３の放射パターンを有するようにアンテナを設計するのは難しい。また、従来技術は電波到来方向あるいは電波放射方向とアンテナ配置の関係を十分に考慮しておらず、各アンテナの放射パターンを効率的に利用しているとは言えない。
以上から本発明の目的は、電波到来方向あるいは電波放射方向に関係なくアンテナ間の相関を小さくすることである。
本発明の別の目的は、少なくとも2つのアンテナ位置を結ぶ直線方向側から電波が到来する場合であっても、アンテナ受信信号間の相関を小さくすることである。
【特許文献１】特開平7-143102
【発明の開示】
【０００６】
・アンテナ配置方法
本発明の第１の態様は、一直線上に配置された複数のアンテナを用いて通信を行う通信装置のアンテナ配置方法であり、各アンテナの放射パターン特性を測定する第１ステップ、該アンテナの放射パターン特性の変動が激しい方向を検出する第２ステップ、該特性変動が激しい方向が前記直線方向と一致するようにアンテナを通信装置に配置する第３ステップを備えている。
前記第２ステップは、所定角度範囲の放射パターン特性の分散を全周について計算するステップ、前記計算した分散が最大の角度範囲の中心方向を前記特性変動が激しい方向であると判定するステップを有している。
前記第２ステップは、所定の第１角度範囲における放射パターン特性の分散と、該第１角度範囲を１８０度ずらした第２角度範囲における放射パターン特性の分散とを合計した分散を全周について計算するステップ、前記計算した分散が最大の第１角度範囲の中心方向を前記特性変動が激しい方向であると判定するステップを有している。
前記第２ステップは、第１アンテナの第１角度範囲における放射パターン特性と第２アンテナの第２角度範囲における放射パターン特性の相関を、該第１角度範囲および第２角度範囲の組み合わせを変えて計算するステップ、相関が最小の第１角度範囲および第２角度範囲の組み合わせを求め、該第１角度範囲の中心方向を第１アンテナの前記特性変動が激しい方向であると判定し、該第２角度範囲の中心方向を第２アンテナの前記特性変動が激しい方向であると判定するステップを有している。
前記第２ステップは、第１アンテナの第１角度範囲および該第１角度範囲を１８０度ずらした角度範囲における放射パターン特性と、第２アンテナの第２角度範囲および該第２角度範囲を１８０度ずらした角度範囲における放射パターン特性との相関を、該第１角度範囲および第２角度範囲の組み合わせを変えて計算するステップ、相関が最小の第１角度範囲および第２角度範囲の組み合わせを求め、該第１角度範囲の中心方向を第１アンテナの前記特性変動が激しい方向であると判定し、該第２角度範囲の中心方向を第２アンテナの前記特性変動が激しい方向であると判定するステップを有している。
【０００７】
・アンテナ実装装置
本発明の第２の態様は、一直線上に配置された複数のアンテナを用いて通信を行う通信装置のアンテナ実装装置であり、各アンテナの放射パターン特性を測定する放射パターン特性測定部、該アンテナの放射パターン特性の変動が激しい方向を検出する特性変動検出部、該特性変動が激しい方向が前記直線方向と一致するようにアンテナを通信装置に配置するアンテナ配置部を備えている。
前記特性変動検出部はアンテナ毎に、所定角度範囲の放射パターン特性の分散を全周について計算し、前記計算した分散が最大の角度範囲の中心方向を前記特性変動が激しい方向であると判定する。
前記特性変動検出部はアンテナ毎に、所定の第１角度範囲における放射パターン特性の分散と、該第１角度範囲を１８０度ずらした第２角度範囲における放射パターン特性の分
散とを合計した分散を全周について計算し、前記計算した分散が最大の第１角度範囲の中心方向を前記特性変動が激しい方向であると判定する。
前記特性変動検出部は、第１アンテナの第１角度範囲における放射パターン特性と第２アンテナの第２角度範囲における放射パターン特性の相関を、該第１角度範囲および第２角度範囲の組み合わせを変えて計算し、相関が最小の第１角度範囲および第２角度範囲の組み合わせを求め、該第１角度範囲の中心方向を第１アンテナの前記特性変動が激しい方向であると判定し、該第２角度範囲の中心方向を第２アンテナの前記特性変動が激しい方向であると判定する。
前記特性変動検出部は、第１アンテナの第１角度範囲および該第１角度範囲を１８０度ずらした角度範囲における放射パターン特性と、第２アンテナの第２角度範囲および該第２角度範囲を１８０度ずらした角度範囲における放射パターン特性との相関を、該第１角度範囲および第２角度範囲の組み合わせを変えて計算し、相関が最小の第１角度範囲および第２角度範囲の組み合わせを求め、該第１角度範囲の中心方向を第１アンテナの前記特性変動が激しい方向であると判定し、該第２角度範囲の中心方向を第２アンテナの前記特性変動が激しい方向であると判定する。
・アンテナ装置
本発明の第３の態様は、第１のアンテナ、第２のアンテナを含む複数のアンテナが直線上に配置されたアンテナ装置である。このアンテナ装置において、前記直線と交わる部分の前記第１のアンテナの放射パターン特性が、前記第１のアンテナの中心を通り、かつ前記直線に垂直な直線と交わる部分の前記第１のアンテナの放射パターン特性より激しい変化を有するように、前記第１のアンテナが配置されている。また、前記直線と交わる部分の前記第２のアンテナの放射パターン特性が、前記第２のアンテナの中心を通り、かつ前記直線に垂直な直線と交わる部分の前記第２のアンテナの放射パターン特性より激しい変化を有するように、前記第２のアンテナが配置されている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】2つのアンテナに到来する電波の経路差を電波到来方向に応じて説明する説明図である。
【図２】本発明の原理説明図である。
【図３】本発明によりアンテナを配置したときのアンテナATR1，ATR2の受信信号説明図である。
【図４】アンテナ放射パターン特性の“変動が激しい方向”を決定するための第１の方向決定処理説明図である。
【図５】アンテナ放射パターン特性の“変動が激しい方向”を決定するための第２の方向決定処理説明図である。
【図６】アンテナ放射パターン特性の“変動が激しい方向”を決定するための第３の方向決定処理説明図である。
【図７】アンテナ放射パターン特性の“変動が激しい方向”を決定するための第４の方向決定処理説明図である。
【図８】本発明のアンテナ実装装置の構成図である。
【図９】本発明のアンテナ実装装置の処理フローである。
【図１０】本発明のアンテナ装置の説明図である。
【図１１】受信ダイバーシチの説明図である。
【図１２】最大比合成の説明図である。
【図１３】従来技術の説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
(A)本発明の原理
図１は2つのアンテナに到来する電波の経路差を電波到来方向に応じて説明する説明図である。なお、2つのアンテナATR1，ATR2の位置を結ぶ方向をアンテナ配列方向と定義する。
図１（A）に示すように、２つの電波ａ，ｂがアンテナ配列方向から角度θで到来した場合、2つのアンテナATR1，ATR2に電波ａが到来するときの経路差D1と、2つのアンテナATR1，ATR2に電波ｂが到来するときの経路差D2の差ΔLは、アンテナ間隔長をLとすれば、
ΔＬ=(D1−D2)=Ｌ(1−cosθ)
となり小さい。この結果、アンテナATR1における受信信号を（ａ＋ｂ）とすれば、アンテナATR2における受信信号は略（ａ＋ｂ）×αとなり、アンテナATR1、ATR2における受信信号の相関は１になり、相関が大きくなる。ただし、αは経路長Lの距離伝播（位相差）に応じた係数である。【００１０】
一方、図１（B）に示すように２つの電波ｃ、ｄがアンテナ配列方向と垂直な方向から到来した場合において、2つのアンテナATR1，ATR2に電波ｃが到来するときの経路差D1（＝０）と、2つのアンテナATR1，ATR2に電波ｄが到来するときの経路差D2との差ΔLは、アンテナ間隔長をLとすれば、
ΔL=D2＝L×sinθ
となり、大きい。この結果、アンテナATR1における受信信号を（ｃ＋ｄ）とすれば、アンテナATR2における受信信号はｃ＋ｄ×βとなり、アンテナATR1、ATR2における受信信号の相関は１にならず、相関が小さくなる。ただし、βはΔLの距離伝播（位相差）に応じた係数である。
すなわち、アンテナ配列方向から電波が到来した場合、それに垂直な方向から電波が到来した場合に比較して、経路差の変化ΔＬが小さく、アンテナATR1で（ａ＋ｂ）が受信されたとすると、アンテナATR2では（ａ＋ｂ）×αが受信されることになる。この場合、２つのアンテナで受信した信号はほぼ同じになり、アンテナ受信信号間の相関の絶対値が1となる。このように、経路差の変化ΔＬが小さいアンテナ配列方向からの電波は、その垂直な方向からの電波に比べて相関が大きくなる。【００１１】
したがって、図２（Ａ）に示すように２つのアンテナATR1，ATR2のアンテナ配列方向AADにおけるアンテナ放射特性値P1,P2が同じであればアンテナ受信信号間の相関は何等改善されず依然として大きくなる。なお、AEP1,AEP2はアンテナATR1，ATR2のアンテナ放射パターンである。
一方、図２（B）に示すように、アンテナATR1，ATR2のアンテナ配列方向AADにおけるアンテナ放射特性値P1′，P2′が異なればアンテナ受信信号間の相関は改善され、小さくなる。すなわち、アンテナ配列方向の相関を小さくするには、2つのアンテナATR1，ATR2のアンテナ配列方向におけるアンテナ放射特性に差を持たせればよい。このため、本発明は、アンテナ放射パターン特性AEP1,AEP2の変動が激しい方向範囲１１、１２がアンテナ配列方向AADを向くようにアンテナATR1，ATR2を配置する。【００１２】
図３はアンテナ放射パターン特性AEP1,AEP2の変動が激しい方向範囲１１、１２をアン
テナ配列方向AADに向くようにアンテナATR1，ATR2を配置し、かつ、２つの電波ａ，ｂがアンテナ配列方向AADから角度θで到来するとした場合のアンテナATR1，ATR2の受信信号説明図である。
アンテナATR1の受信信号はアンテナATR1、ATR2の放射範囲１１の放射特性の影響で
（ａ×γ＋ｂ×η）
となり、アンテナATR1の受信信号はアンテナATR1、ATR2の放射範囲１１、１２の放射特性の影響で
（ａ×γ′＋ｂ×η′）×α
となる。この結果、２つのアンテナATR1，ATR2の受信信号の相関は改善され、小さくなる。【００１３】
（B）アンテナ放射パターン特性の変動が激しい方向決定制御
(a) 第１の方向決定処理
図４はアンテナ放射パターン特性の“変動が激しい方向”を決定するための第１の方向決定処理説明図である。第１の方向決定処理では、基準方向RDを00として所定角度範囲θ1〜θ2における方位パターン特性AEPの分散を計算し、同様に該分散を全周にわたって計算し、分散が最大の角度範囲の中心方向を、図3における“変動が激しい方向”であると決定し、該方向をアンテナ配列方向AADに一致させる。具体的には、所定角度範囲θ1〜θ2におけるアンテナの放射特性の分散σを次式
【数１】
2008114347.tif 000003
により演算し、角度範囲θ1〜θ2を3600の全周にわたって変化させ、それぞれの角度範囲における分散を(1)式により計算する。但し、は角度θのアンテナ放射特性値（複素数）である。ついで、分散が最大の角度範囲を求め、該角度範囲の中心方向をアンテナ配列方向とすることで、相関を小さくする。
なお、アンテナATR1,ATR2について個別に分散が最大の角度範囲の中心方向を(1)式により求めて、その方向をアンテナ配列方向とする。【００１４】
(b) 第２の方向決定処理
図５はアンテナ放射パターン特性の“変動が激しい方向”を決定するための第２の方向決定処理説明図である。
所定第１の角度範囲θ1〜θ2における放射パターン特性AEPの分散σ1と該第１の角度範囲を1800ずらした第２の角度範囲(θ1＋180〜θ2＋180)における放射パターン特性の分散σ2とを合計した分散σを次式
【数２】
2008114347.tif 000004
により計算し、角度範囲θ1〜θ2を3600の全周にわたって変化させ、それぞれの角度範囲における分散を(2)式により計算する。但し、
p（θ）
は角度θのアンテナ放射特性値（複素数）である。ついで、分散が最大の角度範囲を求め、該角度範囲の中心方向をアンテナの配列方向とすることで、相関を小さくする。
なお、アンテナATR1,ATR2について個別に分散が最大の角度範囲の中心方向を(2)式により求めて、その方向をアンテナ配列方向とする。【００１５】
(c) 第３の方向決定処理
図６はアンテナ放射パターン特性の“変動が激しい方向”を決定するための第３の方向決定処理説明図である。第１、第２の方向決定処理ではアンテナ個別に(１)式または(２)式により分散が最大となる角度範囲を決定し、その中心方向を“変動が激しい方向”であるとした。しかし、第３の方向決定処理では、２つのアンテナATR1,ATR2の放射パターン特性AEP1、AEP2を同時に考慮して “変動が激しい方向”を決定する。
すなわち、図６(A)に示すように第１アンテナATR1の角度範囲θ1〜θ2における放射パターン特性AEP1と第２アンテナの角度範囲θ1〜θ2における放射パターン特性AEP2の相関λを次式
【数３】
2008114347.tif 000005
により演算する。但し、
p1（θ），p2（θ）
はそれぞれ第１、第２アンテナの角度θのアンテナ放射特性値（複素数）である。ついで、図６(A)に示す状態で、第１アンテナATR1の角度範囲θ1〜θ2および第２アンテナATR2の角度範囲θ1〜θ2を所定角度づつ3600全周にわたって変化させ、それぞれの角度範囲における相関を(３)式により計算する。図６(A)に示す状態で3600全周にわたって相関演算を終了すれば、図６(B)に示すように、第２アンテナの放射パターン特性AEP2を所定角度回転し、この図６(B)に示す状態で、第１アンテナATR1の角度範囲θ1〜θ2および第２アンテナATR2の角度範囲θ1〜θ2を所定角度づつ3600全周にわたって変化させ、それぞれの角度範囲における相関を(３)式により計算する。以後、同様に、第２アンテナの放射パターン特性AEP2が3600回転するまで所定角度づつ回転して同様の相関演算を行う。【００１６】
以上により、第１アンテナの角度範囲θ1〜θ2および第２アンテナの角度範囲θ1〜θ2の組み合わせを変え、全組み合わせの相関を(３)式により演算する。相関演算処理終了後、相関が最小の第１アンテナの角度範囲と第２アンテナの角度範囲の組み合わせを求め、該組み合わせの第１アンテナの角度範囲の中心方向を第１アンテナの"特性変動が激しい方向"であると判定し、該組み合わせの第２アンテナの角度範囲の中心方向を第２アンテナの"特性変動が激しい方向"である決定する。そして、該各中心方向をアンテナ配列方向AADと一致させることで相関を小さくする。【００１７】
(d) 第４の方向決定処理
図７はアンテナ放射パターン特性の“変動が激しい方向”を決定するための第４の方向決定処理説明図である。
第１の角度範囲θ1〜θ2における放射パターン特性AEP１，AEP2の相関λ1と該第１の角度範囲を1800ずらした第２の角度範囲(θ1＋180〜θ2＋180)における放射パターン特性AEP１，AEP2の相関λ2とを合計した相関λを次式
【数４】
2008114347.tif 000006
により演算する。そして、第3の方向決定処理と同様の方法で第1アンテナの角度範囲θ1〜θ2および第２アンテナの角度範囲θ1〜θ2の組み合わせを変え、全組み合わせの相関を(４)式により演算する。相関演算処理終了後、相関が最小の第１アンテナの角度範囲と第２アンテナの角度範囲の組み合わせを求め、該組み合わせの第１アンテナの角度範囲の中心方向を第１アンテナの"特性変動が激しい方向"であると判定し、また、該組み合わせの第２アンテナの角度範囲の中心方向を第２アンテナの"特性変動が激しい方向"である決定する。そして、該各中心方向をアンテナ配列方向AADと一致させることで相関を小さくする。【００１８】
（C）アンテナ実装装置
図８は本発明のアンテナ実装装置の構成図、図９はアンテナ実装装置の処理フローである。なお、第１の方向決定処理により、“変動が激しい方向”を決定するものとする。
放射パターン測定部５１は、携帯電話機などのアンテナ実装位置に２つのアンテナ(たとえばパッチアンテナ)ATR1,ATR2を実装した状態で第１、第２アンテナの放射パターン特性AEP1,AEP2を測定し、アンテナ配置部５２に入力する(図９のステップ１０１)。アンテナ配置部５２の放射パターン分散計算部６１は、アンテナ毎に、所定角度範囲θ1〜θ2を3600の全周にわたって変化させ、各角度範囲における分散を(1)式により計算する。最大分散範囲決定部６２は、放射パターン分散計算部６１により計算された分散のうち最大の分散の角度範囲θ11〜θ12、θ21〜θ22をアンテナ毎に求め、アンテナ配置方向決定部６３に入力する(ステップ１０２)。アンテナ配置方向決定部６３は入力された各アンテナの角度範囲θ11〜θ12、θ21〜θ22の中心方向、すなわち、
θ1＝（θ12−θ11）/2  ，θ2＝（θ22−θ21）/2
の方向を2つのATR1,ATR2のアンテナ配列方向と決定してアンテナ実装部５３に入力する(ステップ１０３）。【００１９】
アンテナ実装部５３は、アンテナATR1，ATR2を例えば携帯電話機の基板７１へ実装する際、アンテナ配置方向決定部６３から入力されたアンテナの角度θ1、θ2がアンテナ配列方向AADとなるように該アンテナを実装する(ステップ１０４)。
なお、以上では、(1)式の演算を行ってアンテナ配列方向AADと一致させるアンテナATR1，ATR2の角度θ1、θ2を演算したが、(2)〜(4)式の演算を行ってアンテナ配列方向AADと一致させるアンテナATR1，ATR2の角度θ1、θ2を演算することができる。
また、以上の実施例では2つのアンテナを配置する場合であるが、3つ以上のアンテナを配置する場合にも本発明を適用することができる。
また、以上では、電波を受信する場合について主体的に説明したが、電波を放射する場合にも本発明を適用することができる。【００２０】
（D）アンテナ装置
本発明のアンテナ装置は、２以上のアンテナを直線上に配列している。図３では、２つのアンテナ、すなわち、第１のアンテナATR1と第２のアンテナATR2を直線上に配列している。そして、本発明のアンテナ装置は以下の特徴を有している。すなわち、第１のアンテ
ナATR1及び前記第２のアンテナATR2はそれぞれ、アンテナの放射パターン特性のうち、アンテナを中心とした角度変化に対して最も激しく特性変化する部分がアンテナ配列方向AADを向くように配置される。
図１１は本発明のアンテナ装置の別の説明図である。このアンテナ装置は図３と同様に第１のアンテナATR1と第２のアンテナATR2を直線上に配列している。そして、第１のアンテナの放射パターンAEP1が直線AADと交わる部分の特性１１が、アンテナ中心を通り、かつ直線AADに垂直な直線L1と交わる部分の特性１１′より激しい変化を有するように、該第１のアンテナATR1を配置している。
また、第２のアンテナの放射パターンAEP2が直線AADと交わる部分の特性１２が、アンテナ中心を通り、かつ直線AADに垂直な直線L2と交わる部分の特性１２′より激しい変化を有するように、該第２のアンテナATR2を配置している。【００２１】
・発明の効果
以上本発明によれば、電波到来方向に関係なくアンテナ受信信号間の相関を小さくすることができ、この結果、ダイバーシチ効果を発揮することができる。
また、本発明によれば、少なくとも2つのアンテナ位置を結ぶ直線方向(アンテナ配列方向)から電波が到来する場合であっても、アンテナ受信信号間の相関を小さくすることができる。
【図１】
2008114347.tif 000007
【図２】
2008114347.tif 000008
【図３】
2008114347.tif 000009
【図４】
2008114347.tif 000010
【図５】
2008114347.tif 000011
【図６】
2008114347.tif 000012
【図７】
2008114347.tif 000013
【図８】
2008114347.tif 000014
【図９】
2008114347.tif 000015
【図１０】
2008114347.tif 000016
【図１１】
2008114347.tif 000017
【図１２】
2008114347.tif 000018
【図１３】
2008114347.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成21年3月12日(2009.3.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置のアンテナ配置方法及びアンテナ装置に係わり、特に、一直線上に配置された複数のアンテナを用いて通信を行う通信装置のアンテナ配置方法及びアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のアンテナを用いて通信を行う送信ダイバーシチ機能、受信ダイバーシチ機能、MIMO（Multiple Input Multiple Output）通信機能などを備えた通信装置がある。図１１は受信ダイバーシチの説明図であり、1本の送信アンテナATt、２本の受信アンテナATr0，ATr1を有するスペースダイバーシチ構成になっている。送信アンテナATtと２つの各受信アンテナATr0，ATr1間のチャネル応答特性をｈ0，ｈ1、送信アンテナATtと各受信ATr0，ATr1間におけるノイズをｎ0，ｎ1、送信信号をｘ0、各受信アンテナATr0，ATr1の受信信号をｒ0，ｒ1とすれば、次式
ｒ0＝ｈ0ｘ0＋ｎ0    (1a)
ｒ1＝ｈ1ｘ0＋ｎ1    (1b)
が成立する。
【０００３】
図１２は最大比合成の説明図であり、ブランチ#0、#1（受信アンテナATr0，ATr1）におけるチャネル推定部1a0,1a1はブランチ#0、#1におけるチャネル応答特性h0，h1を推定してh0*，h1*を出力し、チャネル補償部1b0,1b1はそれぞれ受信信号ｒ0，ｒ1にh0*，h1*を乗算し、
ｓ0＝h0*ｒ0      (2a)
ｓ1＝h1*ｒ1      (2b)
または
ｓ0＝|h0|2 x0+ h0*ｎ0       (2a)′
ｓ1＝|h1|2 x0+ h1*ｎ1        (2b)′
を出力する。スペースダイバーシチ合成部1cは各ブランチのチャネル補償部1b0,1b1の出力を合成し、合成信号
ｓ0＋ｓ1＝(|h0|2+|h1|2) x0+ h0*ｎ0+h1*ｎ1      (2c)
を復調部1dに入力する。最大比合成法では(|h0|2+|h1|2)がダイバーシチゲインになる。
【０００４】
かかる複数のアンテナを用いた通信方式において、アンテナ受信信号間の相関を小さくすること、理想的には無相関にすることが必要である。たとえば、図１１において、受信アンテナATr0，ATr1の受信信号間の相関が１であるとすれば、チャネル応答ｈ0（＝ｈ1）が最悪になると最悪受信状態になり、ダイバーシチ受信の意味がなくる。しかし、相関が０であれば、一方のチャネル応答ｈ0が最悪の場合であっても、他方のチャネル応答ｈ1は最悪にならず良好になり、良好な受信状態にできる。
アンテナ間の距離が十分とれる通信装置では、距離差により各アンテナの受信信号の位相特性が変化し、受信信号間の相関を小さくできる。しかし、携帯電話機などアンテナの実装位置に制限がある通信装置の場合、複数アンテナのアンテナ間距離を十分離すことが出来ず、アンテナ受信信号間の相関が大きくなり、無相関な場合に比べてダイバーシチ機能が十分に発揮されずに誤り率等の無線特性が劣化する。
【０００５】
従来、アンテナの放射特性に関する技術として、それぞれのアンテナの放射特性を互いに補い、あるアンテナの放射特性が小さな方向で、別のアンテナの放射特性を大きくする指向性ダイバーシチという技術(特許文献１)があり、相関を小さくすることが出来る。すなわち、この従来技術では、図１３(a),(b)に示すように、２つのアンテナの放射パターンを共役関係の花びら状を呈するように構成し、直接波あるいは間接波の何れか大きいほうを選ぶものである。
しかし、図１３の放射パターンを有するようにアンテナを設計するのは難しい。また、従来技術は電波到来方向あるいは電波放射方向とアンテナ配置の関係を十分に考慮しておらず、各アンテナの放射パターンを効率的に利用しているとは言えない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平7-143102号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上から本発明の目的は、電波到来方向あるいは電波放射方向に関係なくアンテナ間の相関を小さくすることである。
本発明の別の目的は、少なくとも2つのアンテナ位置を結ぶ直線方向側から電波が到来する場合であっても、アンテナ受信信号間の相関を小さくすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
・アンテナ配置方法
本発明の第１は、一直線上に配置された複数のアンテナを用いて通信を行う通信装置のアンテナ配置方法であり、各アンテナの放射パターン特性を測定する第１ステップ、該アンテナの放射パターン特性の変動が激しい方向を検出する第２ステップ、該特性変動が激しい方向が前記直線方向と一致するようにアンテナを通信装置に配置する第３ステップを備えている。
前記第２ステップは、所定角度範囲の放射パターン特性の分散を全周について計算するステップ、前記計算した分散が最大の角度範囲の中心方向を前記特性変動が激しい方向であると判定するステップを有している。
前記第２ステップは、所定の第１角度範囲における放射パターン特性の分散と、該第１角度範囲を１８０度ずらした第２角度範囲における放射パターン特性の分散とを合計した分散を全周について計算するステップ、前記計算した分散が最大の第１角度範囲の中心方向を前記特性変動が激しい方向であると判定するステップを有している。
前記第２ステップは、第１アンテナの第１角度範囲における放射パターン特性と第２アンテナの第２角度範囲における放射パターン特性の相関を、該第１角度範囲および第２角度範囲の組み合わせを変えて計算するステップ、相関が最小の第１角度範囲および第２角度範囲の組み合わせを求め、該第１角度範囲の中心方向を第１アンテナの前記特性変動が激しい方向であると判定し、該第２角度範囲の中心方向を第２アンテナの前記特性変動が激しい方向であると判定するステップを有している。
前記第２ステップは、第１アンテナの第１角度範囲および該第１角度範囲を１８０度ずらした角度範囲における放射パターン特性と、第２アンテナの第２角度範囲および該第２角度範囲を１８０度ずらした角度範囲における放射パターン特性との相関を、該第１角度範囲および第２角度範囲の組み合わせを変えて計算するステップ、相関が最小の第１角度範囲および第２角度範囲の組み合わせを求め、該第１角度範囲の中心方向を第１アンテナの前記特性変動が激しい方向であると判定し、該第２角度範囲の中心方向を第２アンテナの前記特性変動が激しい方向であると判定するステップを有している。
・アンテナ装置
本発明の第２は、第１のアンテナ、第２のアンテナを含む複数のアンテナが直線上に配置されたアンテナ装置である。このアンテナ装置において、前記直線と交わる部分の前記第１のアンテナの放射パターン特性が、前記第１のアンテナの中心を通り、かつ前記直線に垂直な直線と交わる部分の前記第１のアンテナの放射パターン特性より激しい変化を有するように、前記第１のアンテナが配置されている。また、前記直線と交わる部分の前記第２のアンテナの放射パターン特性が、前記第２のアンテナの中心を通り、かつ前記直線に垂直な直線と交わる部分の前記第２のアンテナの放射パターン特性より激しい変化を有するように、前記第２のアンテナが配置されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電波到来方向に関係なくアンテナ受信信号間の相関を小さくすることができ、この結果、ダイバーシチ効果を発揮することができる。
また、本発明によれば、少なくとも2つのアンテナ位置を結ぶ直線方向(アンテナ配列方向)から電波が到来する場合であっても、アンテナ受信信号間の相関を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】2つのアンテナに到来する電波の経路差を電波到来方向に応じて説明する説明図である。
【図２】本発明の原理説明図である。
【図３】本発明によりアンテナを配置したときのアンテナATR1，ATR2の受信信号説明図である。
【図４】アンテナ放射パターン特性の“変動が激しい方向”を決定するための第１の方向決定処理説明図である。
【図５】アンテナ放射パターン特性の“変動が激しい方向”を決定するための第２の方向決定処理説明図である。
【図６】アンテナ放射パターン特性の“変動が激しい方向”を決定するための第３の方向決定処理説明図である。
【図７】アンテナ放射パターン特性の“変動が激しい方向”を決定するための第４の方向決定処理説明図である。
【図８】本発明のアンテナ実装装置の構成図である。
【図９】本発明のアンテナ実装装置の処理フローである。
【図１０】本発明のアンテナ装置の説明図である。
【図１１】受信ダイバーシチの説明図である。
【図１２】最大比合成の説明図である。
【図１３】従来技術の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
(A)本発明の原理
図１は2つのアンテナに到来する電波の経路差を電波到来方向に応じて説明する説明図である。なお、2つのアンテナATR1，ATR2の位置を結ぶ方向をアンテナ配列方向と定義する。
図１（A）に示すように、２つの電波ａ，ｂがアンテナ配列方向から角度θで到来した場合、2つのアンテナATR1，ATR2に電波ａが到来するときの経路差D1と、2つのアンテナATR1，ATR2に電波ｂが到来するときの経路差D2の差ΔLは、アンテナ間隔長をLとすれば、
ΔＬ=(D1−D2)=Ｌ(1−cosθ)
となり小さい。この結果、アンテナATR1における受信信号を（ａ＋ｂ）とすれば、アンテナATR2における受信信号は略（ａ＋ｂ）×αとなり、アンテナATR1、ATR2における受信信号の相関は１になり、相関が大きくなる。ただし、αは経路長Lの距離伝播（位相差）に応じた係数である。
一方、図１（B）に示すように２つの電波ｃ、ｄがアンテナ配列方向と垂直な方向から到来した場合において、2つのアンテナATR1，ATR2に電波ｃが到来するときの経路差D1（＝０）と、2つのアンテナATR1，ATR2に電波ｄが到来するときの経路差D2との差ΔLは、アンテナ間隔長をLとすれば、
ΔL=D2＝L×sinθ
となり、大きい。この結果、アンテナATR1における受信信号を（ｃ＋ｄ）とすれば、アンテナATR2における受信信号はｃ＋ｄ×βとなり、アンテナATR1、ATR2における受信信号の相関は１にならず、相関が小さくなる。ただし、βはΔLの距離伝播（位相差）に応じた係数である。
すなわち、アンテナ配列方向から電波が到来した場合、それに垂直な方向から電波が到来した場合に比較して、経路差の変化ΔＬが小さく、アンテナATR1で（ａ＋ｂ）が受信されたとすると、アンテナATR2では（ａ＋ｂ）×αが受信されることになる。この場合、２つのアンテナで受信した信号はほぼ同じになり、アンテナ受信信号間の相関の絶対値が1となる。このように、経路差の変化ΔＬが小さいアンテナ配列方向からの電波は、その垂直な方向からの電波に比べて相関が大きくなる。
【００１２】
したがって、図２（Ａ）に示すように２つのアンテナATR1，ATR2のアンテナ配列方向AADにおけるアンテナ放射特性値P1,P2が同じであればアンテナ受信信号間の相関は何等改善されず依然として大きくなる。なお、AEP1,AEP2はアンテナATR1，ATR2のアンテナ放射パターンである。
一方、図２（B）に示すように、アンテナATR1，ATR2のアンテナ配列方向AADにおけるアンテナ放射特性値P1′，P2′が異なればアンテナ受信信号間の相関は改善され、小さくなる。すなわち、アンテナ配列方向の相関を小さくするには、2つのアンテナATR1，ATR2のアンテナ配列方向におけるアンテナ放射特性に差を持たせればよい。このため、本発明は、アンテナ放射パターン特性AEP1,AEP2の変動が激しい方向範囲１１、１２がアンテナ配列方向AADを向くようにアンテナATR1，ATR2を配置する。
図３はアンテナ放射パターン特性AEP1,AEP2の変動が激しい方向範囲１１、１２をアンテナ配列方向AADに向くようにアンテナATR1，ATR2を配置し、かつ、２つの電波ａ，ｂがアンテナ配列方向AADから角度θで到来するとした場合のアンテナATR1，ATR2の受信信号説明図である。
アンテナATR1の受信信号はアンテナATR1、ATR2の方向範囲１１の放射特性の影響で
（ａ×γ＋ｂ×η）
となり、アンテナATR1の受信信号はアンテナATR1、ATR2の放射範囲１１、１２の放射特性の影響で
（ａ×γ′＋ｂ×η′）×α
となる。この結果、２つのアンテナATR1，ATR2の受信信号の相関は改善され、小さくなる。
【００１３】
（B）アンテナ放射パターン特性の変動が激しい方向決定制御
(a) 第１の方向決定処理
図４はアンテナ放射パターン特性の“変動が激しい方向”を決定するための第１の方向決定処理説明図である。第１の方向決定処理では、基準方向RDを00として所定角度範囲θ1〜θ2における方位パターン特性AEPの分散を計算し、同様に該分散を全周にわたって計算し、分散が最大の角度範囲の中心方向を、図3における“変動が激しい方向”であると決定し、該方向をアンテナ配列方向AADに一致させる。具体的には、所定角度範囲θ1〜θ2におけるアンテナの放射特性の分散σを次式
【数１】
2008114347.tif 000020
により演算し、角度範囲θ1〜θ2を3600の全周にわたって変化させ、それぞれの角度範囲における分散を(1)式により計算する。但し、は角度θのアンテナ放射特性値（複素数）である。ついで、分散が最大の角度範囲を求め、該角度範囲の中心方向をアンテナ配列方向とすることで、相関を小さくする。
なお、アンテナATR1,ATR2について個別に分散が最大の角度範囲の中心方向を(1)式により求めて、その方向をアンテナ配列方向とする。
【００１４】
(b) 第２の方向決定処理
図５はアンテナ放射パターン特性の“変動が激しい方向”を決定するための第２の方向決定処理説明図である。
所定第１の角度範囲θ1〜θ2における放射パターン特性AEPの分散σ1と該第１の角度範囲を1800ずらした第２の角度範囲(θ1＋180〜θ2＋180)における放射パターン特性の分散σ2とを合計した分散σを次式
【数２】
2008114347.tif 000021
により計算し、角度範囲θ1〜θ2を3600の全周にわたって変化させ、それぞれの角度範囲における分散を(2)式により計算する。但し、
p（θ）
は角度θのアンテナ放射特性値（複素数）である。ついで、分散が最大の角度範囲を求め、該角度範囲の中心方向をアンテナの配列方向とすることで、相関を小さくする。
なお、アンテナATR1,ATR2について個別に分散が最大の角度範囲の中心方向を(2)式により求めて、その方向をアンテナ配列方向とする。
【００１５】
(c) 第３の方向決定処理
図６はアンテナ放射パターン特性の“変動が激しい方向”を決定するための第３の方向決定処理説明図である。第１、第２の方向決定処理ではアンテナ個別に(１)式または(２)式により分散が最大となる角度範囲を決定し、その中心方向を“変動が激しい方向”であるとした。しかし、第３の方向決定処理では、２つのアンテナATR1,ATR2の放射パターン特性AEP1、AEP2を同時に考慮して “変動が激しい方向”を決定する。
すなわち、図６(A)に示すように第１アンテナATR1の角度範囲θ1〜θ2における放射パターン特性AEP1と第２アンテナの角度範囲θ1〜θ2における放射パターン特性AEP2の相関λを次式
【数３】
2008114347.tif 000022
により演算する。但し、
p1（θ），p2（θ）
はそれぞれ第１、第２アンテナの角度θのアンテナ放射特性値（複素数）である。ついで、図６(A)に示す状態で、第１アンテナATR1の角度範囲θ1〜θ2および第２アンテナATR2の角度範囲θ1〜θ2を所定角度づつ3600全周にわたって変化させ、それぞれの角度範囲における相関を(３)式により計算する。図６(A)に示す状態で3600全周にわたって相関演算を終了すれば、図６(B)に示すように、第２アンテナの放射パターン特性AEP2を所定角度回転し、この図６(B)に示す状態で、第１アンテナATR1の角度範囲θ1〜θ2および第２アンテナATR2の角度範囲θ1〜θ2を所定角度づつ3600全周にわたって変化させ、それぞれの角度範囲における相関を(３)式により計算する。以後、同様に、第２アンテナの放射パターン特性AEP2が3600回転するまで所定角度づつ回転して同様の相関演算を行う。
【００１６】
以上により、第１アンテナの角度範囲θ1〜θ2および第２アンテナの角度範囲θ1〜θ2の組み合わせを変え、全組み合わせの相関を(３)式により演算する。相関演算処理終了後、相関が最小の第１アンテナの角度範囲と第２アンテナの角度範囲の組み合わせを求め、該組み合わせの第１アンテナの角度範囲の中心方向を第１アンテナの"特性変動が激しい方向"であると判定し、該組み合わせの第２アンテナの角度範囲の中心方向を第２アンテナの"特性変動が激しい方向"である決定する。そして、該各中心方向をアンテナ配列方向AADと一致させることで相関を小さくする。
【００１７】
(d) 第４の方向決定処理
図７はアンテナ放射パターン特性の“変動が激しい方向”を決定するための第４の方向決定処理説明図である。
第１の角度範囲θ1〜θ2における放射パターン特性AEP１，AEP2の相関λ1と該第１の角度範囲を1800ずらした第２の角度範囲(θ1＋180〜θ2＋180)における放射パターン特性AEP１，AEP2の相関λ2とを合計した相関λを次式
【数４】
2008114347.tif 000023
により演算する。そして、第3の方向決定処理と同様の方法で第1アンテナの角度範囲θ1〜θ2および第２アンテナの角度範囲θ1〜θ2の組み合わせを変え、全組み合わせの相関を(４)式により演算する。相関演算処理終了後、相関が最小の第１アンテナの角度範囲と第２アンテナの角度範囲の組み合わせを求め、該組み合わせの第１アンテナの角度範囲の中心方向を第１アンテナの"特性変動が激しい方向"であると判定し、また、該組み合わせの第２アンテナの角度範囲の中心方向を第２アンテナの"特性変動が激しい方向"である決定する。そして、該各中心方向をアンテナ配列方向AADと一致させることで相関を小さくする。
【００１８】
（C）アンテナ実装装置
図８は本発明のアンテナ実装装置の構成図、図９はアンテナ実装装置の処理フローである。なお、第１の方向決定処理により、“変動が激しい方向”を決定するものとする。
放射パターン測定部５１は、携帯電話機などのアンテナ実装位置に２つのアンテナ(たとえばパッチアンテナ)ATR1,ATR2を実装した状態で第１、第２アンテナの放射パターン特性AEP1,AEP2を測定し、アンテナ配置部５２に入力する(図９のステップ１０１)。アンテナ配置部５２の放射パターン分散計算部６１は、アンテナ毎に、所定角度範囲θ1〜θ2を3600の全周にわたって変化させ、各角度範囲における分散を(1)式により計算する。最大分散範囲決定部６２は、放射パターン分散計算部６１により計算された分散のうち最大の分散の角度範囲θ11〜θ12、θ21〜θ22をアンテナ毎に求め、アンテナ配置方向決定部６３に入力する(ステップ１０２)。アンテナ配置方向決定部６３は入力された各アンテナの角度範囲θ11〜θ12、θ21〜θ22の中心方向、すなわち、
θ1＝（θ12−θ11）/2  ，θ2＝（θ22−θ21）/2
の方向を2つのATR1,ATR2のアンテナ配列方向と決定してアンテナ実装部５３に入力する(ステップ１０３）。
【００１９】
アンテナ実装部５３は、アンテナATR1，ATR2を例えば携帯電話機の基板７１へ実装する際、アンテナ配置方向決定部６３から入力されたアンテナの角度θ1、θ2がアンテナ配列方向AADとなるように該アンテナを実装する(ステップ１０４)。
なお、以上では、(1)式の演算を行ってアンテナ配列方向AADと一致させるアンテナATR1，ATR2の角度θ1、θ2を演算したが、(2)〜(4)式の演算を行ってアンテナ配列方向AADと一致させるアンテナATR1，ATR2の角度θ1、θ2を演算することができる。
また、以上の実施例では2つのアンテナを配置する場合であるが、3つ以上のアンテナを配置する場合にも本発明を適用することができる。
また、以上では、電波を受信する場合について主体的に説明したが、電波を放射する場合にも本発明を適用することができる。
【００２０】
（D）アンテナ装置
本発明のアンテナ装置は、２以上のアンテナを直線上に配列している。図３では、２つのアンテナ、すなわち、第１のアンテナATR1と第２のアンテナATR2を直線上に配列している。そして、本発明のアンテナ装置は以下の特徴を有している。すなわち、第１のアンテナATR1及び前記第２のアンテナATR2はそれぞれ、アンテナの放射パターン特性のうち、アンテナを中心とした角度変化に対して最も激しく特性変化する部分がアンテナ配列方向AADを向くように配置される。
図１０は本発明のアンテナ装置の別の説明図である。このアンテナ装置は図３と同様に第１のアンテナATR1と第２のアンテナATR2を直線上に配列している。そして、第１のアンテナの放射パターンAEP1が直線AADと交わる部分の特性１１が、アンテナ中心を通り、かつ直線AADに垂直な直線L1と交わる部分の特性１１′より激しい変化を有するように、該第１のアンテナATR1を配置している。
また、第２のアンテナの放射パターンAEP2が直線AADと交わる部分の特性１２が、アンテナ中心を通り、かつ直線AADに垂直な直線L2と交わる部分の特性１２′より激しい変化を有するように、該第２のアンテナATR2を配置している。
【００２１】
・付記
(付記１）
一直線上に配置された複数のアンテナを用いて通信を行う通信装置のアンテナ配置方法において、
各アンテナの放射パターン特性を測定する第１ステップ、
該アンテナの放射パターン特性の変動が激しい方向を検出する第２ステップ、
該特性変動が激しい方向が前記直線方向と一致するようにアンテナを通信装置に配置する第３ステップ、
を備えたことを特徴とするアンテナ配置方法。
(付記２）
前記第２ステップは、
所定角度範囲の放射パターン特性の分散を全周について計算するステップ、
前記計算した分散が最大の角度範囲の中心方向を前記特性変動が激しい方向であると判定するステップ、
を有することを特徴とする付記１記載のアンテナ配置方法。
(付記３）
前記第２ステップは、
所定の第１角度範囲における放射パターン特性の分散と、該第１角度範囲を１８０度ずらした第２角度範囲における放射パターン特性の分散とを合計した分散を全周について計算するステップ、
前記計算した分散が最大の第１角度範囲の中心方向を前記特性変動が激しい方向であると判定するステップ、
を有することを特徴とする付記１記載のアンテナ配置方法。
(付記４）
前記第２ステップは、
第１アンテナの第１角度範囲における放射パターン特性と第２アンテナの第２角度範囲における放射パターン特性の相関を、該第１角度範囲および第２角度範囲の組み合わせを変えて計算するステップ、
相関が最小の第１角度範囲および第２角度範囲の組み合わせを求め、該第１角度範囲の中心方向を第１アンテナの前記特性変動が激しい方向であると判定し、該第２角度範囲の中心方向を第２アンテナの前記特性変動が激しい方向であると判定するステップ、
を有することを特徴とする付記１記載のアンテナ配置方法。
(付記５）
前記第２ステップは、
第１アンテナの第１角度範囲および該第１角度範囲を１８０度ずらした角度範囲における放射パターン特性と、第２アンテナの第２角度範囲および該第２角度範囲を１８０度ずらした角度範囲における放射パターン特性との相関を、該第１角度範囲および第２角度範囲の組み合わせを変えて計算するステップ、
相関が最小の第１角度範囲および第２角度範囲の組み合わせを求め、該第１角度範囲の中心方向を第１アンテナの前記特性変動が激しい方向であると判定し、該第２角度範囲の中心方向を第２アンテナの前記特性変動が激しい方向であると判定するステップ、
を有することを特徴とする付記１記載のアンテナ配置方法。
(付記６）
一直線上に配置された複数のアンテナを用いて通信を行う通信装置のアンテナ実装装置において、
各アンテナの放射パターン特性を測定する放射パターン特性測定部、
該アンテナの放射パターン特性の変動が激しい方向を検出する特性変動検出部、
該特性変動が激しい方向が前記直線方向と一致するようにアンテナを通信装置に配置するアンテナ配置部、
を備えることを特徴とするアンテナ実装装置。
(付記７）
前記特性変動検出部はアンテナ毎に、所定角度範囲の放射パターン特性の分散を全周について計算し、前記計算した分散が最大の角度範囲の中心方向を前記特性変動が激しい方向であると判定する、
ことを特徴とする付記６記載のアンテナ実装装置。
(付記８）
前記特性変動検出部はアンテナ毎に、所定の第１角度範囲における放射パターン特性の分散と、該第１角度範囲を１８０度ずらした第２角度範囲における放射パターン特性の分散とを合計した分散を全周について計算し、前記計算した分散が最大の第１の角度範囲の中心方向を前記特性変動が激しい方向であると判定する、
ことを特徴とする付記６記載のアンテナ実装装置。
(付記９）
前記特性変動検出部は、第１アンテナの第１角度範囲における放射パターン特性と第２アンテナの第２角度範囲における放射パターン特性の相関を、該第１角度範囲および第２角度範囲の組み合わせを変えて計算し、相関が最小の第１角度範囲および第２角度範囲の組み合わせを求め、該第１角度範囲の中心方向を第１アンテナの前記特性変動が激しい方向であると判定し、該第２角度範囲の中心方向を第２アンテナの前記特性変動が激しい方向であると判定する、
ことを特徴とする付記６記載のアンテナ実装装置。
(付記１０）
前記特性変動検出部は、第１アンテナの第１角度範囲および該第１角度範囲を１８０度ずらした角度範囲における放射パターン特性と、第２アンテナの第２角度範囲および該第２角度範囲を１８０度ずらした角度範囲における放射パターン特性との相関を、該第１角度範囲および第２角度範囲の組み合わせを変えて計算し、相関が最小の第１角度範囲および第２角度範囲の組み合わせを求め、該第１角度範囲の中心方向を第１アンテナの前記特性変動が激しい方向であると判定し、該第２角度範囲の中心方向を第２アンテナの前記特性変動が激しい方向であると判定する、
ことを特徴とする付記６記載のアンテナ実装装置。
(付記１１）
第１のアンテナ、第２のアンテナを含む複数のアンテナが直線上に配置されたアンテナ装置において、
前記直線と交わる部分の前記第１のアンテナの放射パターン特性が、前記第１のアンテナの中心を通り、かつ前記直線に垂直な直線と交わる部分の前記第１のアンテナの放射パターン特性より激しい変化を有するように、前記第１のアンテナが配置された、
ことを特徴とするアンテナ装置。
(付記１２）
前記直線と交わる部分の前記第２のアンテナの放射パターン特性が、前記第２のアンテナの中心を通り、かつ前記直線に垂直な直線と交わる部分の前記第２のアンテナの放射パターン特性より激しい変化を有するように、前記第２のアンテナが配置された、ことを特徴とする付記１１記載のアンテナ装置。
(付記１３）
第１のアンテナ、第２のアンテナを含む複数のアンテナが直線上に配置されたアンテナ装置において、
前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナはそれぞれの、アンテナの放射パターンの特性のうち、アンテナを中心とした角度の変化に対して最も激しく変化する特性部分が前記直線の方向に向くように配置された、
ことを特徴とするアンテナ装置。
【符号の説明】
【００２２】
ATR1，ATR2  アンテナ
AEP1,AEP2  アンテナ放射パターン特性
AAD  アンテナ配列方向
ａ，ｂ  ２つの電波
１１、１２  アンテナ放射パターン特性の変動が激しい方向範囲
【手続補正２】
【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】
一直線上に配置された複数のアンテナを用いて通信を行う通信装置のアンテナ配置方法において、
各アンテナの放射パターン特性を測定する第１ステップ、
該アンテナの放射パターン特性の変動が激しい方向を検出する第２ステップ、
該特性変動が激しい方向が前記直線方向と一致するようにアンテナを通信装置に配置する第３ステップ、
を備えたことを特徴とするアンテナ配置方法。
【請求項２】
前記第２ステップは、
所定角度範囲の放射パターン特性の分散を全周について計算するステップ、
前記計算した分散が最大の角度範囲の中心方向を前記特性変動が激しい方向であると判定するステップ、
を有することを特徴とする請求項１記載のアンテナ配置方法。
【請求項３】
前記第２ステップは、
所定の第１角度範囲における放射パターン特性の分散と、該第１角度範囲を１８０度ずらした第２角度範囲における放射パターン特性の分散とを合計した分散を全周について計算するステップ、
前記計算した分散が最大の第１角度範囲の中心方向を前記特性変動が激しい方向であると判定するステップ、
を有することを特徴とする請求項１記載のアンテナ配置方法。
【請求項４】
前記第２ステップは、
第１アンテナの第１角度範囲における放射パターン特性と第２アンテナの第２角度範囲における放射パターン特性の相関を、該第１角度範囲および第２角度範囲の組み合わせを変えて計算するステップ、
相関が最小の第１角度範囲および第２角度範囲の組み合わせを求め、該第１角度範囲の中心方向を第１アンテナの前記特性変動が激しい方向であると判定し、該第２角度範囲の中心方向を第２アンテナの前記特性変動が激しい方向であると判定するステップ、
を有することを特徴とする請求項１記載のアンテナ配置方法。
【請求項５】
前記第２ステップは、
第１アンテナの第１角度範囲および該第１角度範囲を１８０度ずらした角度範囲における放射パターン特性と、第２アンテナの第２角度範囲および該第２角度範囲を１８０度ずらした角度範囲における放射パターン特性との相関を、該第１角度範囲および第２角度範囲の組み合わせを変えて計算するステップ、
相関が最小の第１角度範囲および第２角度範囲の組み合わせを求め、該第１角度範囲の中心方向を第１アンテナの前記特性変動が激しい方向であると判定し、該第２角度範囲の中心方向を第２アンテナの前記特性変動が激しい方向であると判定するステップ、
を有することを特徴とする請求項１記載のアンテナ配置方法。
【請求項６】
第１のアンテナ、第２のアンテナを含む複数のアンテナが直線上に配置されたアンテナ装置において、
前記直線と交わる部分の前記第１のアンテナの放射パターン特性が、前記第１のアンテナの中心を通り、かつ前記直線に垂直な直線と交わる部分の前記第１のアンテナの放射パターン特性より激しい変化を有するように、前記第１のアンテナが配置された、
ことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項７】
前記直線と交わる部分の前記第２のアンテナの放射パターン特性が、前記第２のアンテナの中心を通り、かつ前記直線に垂直な直線と交わる部分の前記第２のアンテナの放射パターン特性より激しい変化を有するように、前記第２のアンテナが配置された、
ことを特徴とする請求項６記載のアンテナ装置。
【請求項８】
第１のアンテナ、第２のアンテナを含む複数のアンテナが直線上に配置されたアンテナ装置において、
前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナは、それぞれのアンテナの放射パターンの特性のうち、アンテナを中心とした角度の変化に対して最も激しく変化する特性部分が前記直線の方向に向くように配置された、
ことを特徴とするアンテナ装置。
【国際調査報告】
2008114347.tif 000024
2008114347.tif 000025
2008114347.tif 000026
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