(57)【要約】【課題】位相を合わせる際の処理量を大幅に低減可能なダイバーシチ受信装置を提供する。【解決手段】ダイバーシチ受信装置１０は、複数の通信アンテナ１１と、通信アンテナ位置取得部１８と、衛星方向算出部２０と、位相差推定部２１と、合成部１２と、を備える。通信アンテナ１１は、船舶に配置され、通信衛星５１が送信した電波を受信信号として受信する。通信アンテナ位置取得部１８は、通信アンテナ１１の位置を取得する。衛星方向算出部２０は、通信アンテナ１１の位置と、通信衛星５１の配置と、に基づいて、通信衛星５１の方向を求める。位相差推定部２１は、衛星方向算出部２０が求めた通信衛星５１の方向と、通信アンテナ１１の位置と、に基づいて、受信信号の位相差を推定する。合成部１２は、位相差推定部２１が推定した位相差に基づいて、受信信号を合成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に配置され、通信衛星が送信した電波を受信信号として受信する複数の通信アンテナを備え、それぞれの前記受信信号を合成するダイバーシチ受信装置において、
前記通信アンテナの位置を取得する通信アンテナ位置取得部と、
前記通信アンテナの位置と、通信衛星の配置と、に基づいて、前記通信衛星の方向を求める衛星方向算出部と、
前記衛星方向算出部が求めた前記通信衛星の方向と、前記通信アンテナの位置と、に基づいて、前記受信信号の位相差を推定する位相差推定部と、
を備え、
前記位相差推定部が推定した位相差に基づいて、前記受信信号を合成することを特徴とするダイバーシチ受信装置。
【請求項２】
請求項１に記載のダイバーシチ受信装置であって、
前記移動体に配置され、ＧＮＳＳ衛星が送信した電波を受信するＧＮＳＳアンテナと、
前記ＧＮＳＳアンテナが受信した電波に基づいて、前記ＧＮＳＳアンテナの位置を取得するＧＮＳＳアンテナ位置取得部と、
前記ＧＮＳＳアンテナに対する前記通信アンテナの相対位置を取得する相対位置取得部と、
前記移動体の向きを検出する方位センサと、
を備え、
前記通信アンテナ位置取得部は、前記ＧＮＳＳアンテナの位置と、前記相対位置と、前記移動体の向きと、に基づいて、前記通信アンテナの位置を求めることを特徴とするダイバーシチ受信装置。
【請求項３】
請求項２に記載のダイバーシチ受信装置であって、
前記移動体の姿勢を検出する姿勢検出センサを備え、
前記通信アンテナ位置取得部は、前記移動体の姿勢を更に考慮して、前記通信アンテナの位置を求めることを特徴とするダイバーシチ受信装置。
【請求項４】
請求項１に記載のダイバーシチ受信装置であって、
複数の前記通信アンテナの近傍にそれぞれ配置され、ＧＮＳＳ衛星が送信した電波を受信するＧＮＳＳアンテナを備え、
前記通信アンテナ位置取得部は、前記ＧＮＳＳアンテナが受信した電波に基づいて前記ＧＮＳＳアンテナの位置を取得することで前記通信アンテナの位置を取得することを特徴とするダイバーシチ受信装置。
【請求項５】
請求項１に記載のダイバーシチ受信装置であって、
前記通信アンテナは、前記通信衛星が送信した電波に加え、ＧＮＳＳ衛星が送信した電波を前記受信信号として受信可能であり、
前記通信アンテナ位置取得部は、前記受信信号のうちＧＮＳＳ衛星が送信した電波に基づいて前記通信アンテナの位置を取得することを特徴とするダイバーシチ受信装置。
【請求項６】
請求項１から５までの何れか一項に記載のダイバーシチ受信装置であって、
前記位相差推定部が推定した位相差を中心として、推定した位相差からの変化量を大きくしながら検証することで実際の位相差を求め、当該位相差に基づいて位相を揃えて前記受信信号の合成を行うことを特徴とするダイバーシチ受信装置。
【請求項７】
請求項１から６までの何れか一項に記載のダイバーシチ受信装置であって、
前記位相差推定部が推定した位相差に基づいて位相を揃えるとともに、前記受信信号を信号レベルに応じて重み付けしつつ足し合わせることを特徴とするダイバーシチ受信装置。
【請求項８】
移動体に配置された複数の通信アンテナを用いて、通信衛星が送信した電波を受信信号として受信し、それぞれの前記受信信号を合成するダイバーシチ受信方法において、
前記通信アンテナの位置を取得する通信アンテナ位置取得工程と、
前記通信アンテナの位置と、通信衛星の配置と、に基づいて、前記通信衛星の方向を求める衛星方向算出工程と、
前記衛星方向算出工程で求めた前記通信衛星の方向と、前記通信アンテナの位置と、に基づいて、前記受信信号の位相差を推定する位相差推定工程と、
を含み、
前記位相差推定工程で推定した位相差に基づいて、前記受信信号を合成することを特徴とするダイバーシチ受信方法。
【請求項９】
移動体に配置された複数の通信アンテナを用いて、通信衛星が送信した電波を受信信号として受信し、それぞれの前記受信信号を合成するダイバーシチ受信プログラムにおいて、
前記通信アンテナの位置を取得する通信アンテナ位置取得手順と、
前記通信アンテナの位置と、通信衛星の配置と、に基づいて、前記通信衛星の方向を求める衛星方向算出手順と、
前記衛星方向算出手順で求めた前記通信衛星の方向と、前記通信アンテナの位置と、に基づいて、前記受信信号の位相差を推定する位相差推定手順と、
を含み、
前記位相差推定手順で推定した位相差に基づいて、前記受信信号を合成する処理をコンピュータに実行させることを特徴とするダイバーシチ受信プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主要には、空間ダイバーシチを利用して通信衛星からの電波の受信処理を行うダイバーシチ受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、通信衛星を介して、電話、ファクシミリ、インターネット等の通信を行う技術が知られている。通信衛星を介した通信（以下、衛星通信）は、例えば、有線及び無線の通信設備が設置されていない地域（海上や孤島等）において利用されている。特許文献１は、航空機等において衛星通信を利用する際に用いられる技術を開示する。
【０００３】
また、従来から、距離を離して複数のアンテナを配置し、それぞれのアンテナで受信した電波を利用して、通信の品質を向上させる技術（空間ダイバーシチ）が知られている。特許文献２は、空間ダイバーシチに関する技術を開示する。
【０００４】
空間ダイバーシチの基本的な信号合成法としては、特許文献２に示すように、選択合成法、等利得合成法、及び最大比合成法等の方法が知られている。選択合成法とは、複数のアンテナで受信した電波（以下、受信信号）のうち最も品質が良い受信信号のみを出力する方法である。等利得合成法とは、複数の受信信号の位相を揃えて足し合わせることで信号の品質を向上させる方法である。最大比合成法とは、受信信号を信号レベル等に応じて重み付けし、位相を揃えた上で足し合わせる方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００６−５２７９２６号公報
【特許文献２】特開平１０−５１３６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、衛星の見通しが良く、衛星から移動体への直接波が最も信号が強く品質が安定しており、陸上や海面や移動体の構造物による反射波が不要な干渉（フェージング）を引き起こす場合において良好な通信を行うには、反射波をできる限り除去する必要がある。従って、空間ダイバーシチ方式の信号合成のための、等比合成と最大比合成の位相調整は、フェーズシフトアレイ用アンテナエレメントと同様に直接波の到来方向に指向を向けるために位相を揃える際の動作に近似している。例えば、位相を揃えるためには、受信信号の位相をズラしながら比較していく工程が必要となる。特に、アンテナの間隔が波長と比較して広い場合は、位相差の検出が困難になる可能性があるため、位相を揃える工程における処理量が大幅に増大することがある。
【０００７】
従って、通信衛星からデータを受信してから復調信号が出力されるまでに時間が掛かり、遅延が生じることがあった。この時間を短縮するためには、処理能力が高い処理装置が必要となるので、コストが増大する。
【０００８】
なお、最大比合成法では、位相を揃える処理に加え、信号レベル等に基づいて重み付けを行う処理も必要であるため、位相を揃える工程における処理量の低減が特に望まれている。
【０００９】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、位相を合わせる際の処理量を大幅に低減可能なダイバーシチ受信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【００１０】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【００１１】
本発明の第１の観点によれば、移動体に配置され、通信衛星が送信した電波を受信信号として受信する複数の通信アンテナを備え、それぞれの前記受信信号を合成するダイバーシチ受信装置において、以下の構成が提供される。即ち、このダイバーシチ受信装置は、通信アンテナ位置取得部と、衛星方向算出部と、位相差推定部と、を備える。前記通信アンテナ位置取得部は、前記通信アンテナの位置を取得する。前記衛星方向算出部は、前記通信アンテナの位置と、通信衛星の配置と、に基づいて、前記通信衛星の方向を求める。前記位相差推定部は、前記衛星方向算出部が求めた前記通信衛星の方向と、前記通信アンテナの位置と、に基づいて、前記受信信号の位相差を推定する。また、ダイバーシチ受信装置は、前記位相差推定部が推定した位相差に基づいて、前記受信信号を合成する。
【００１２】
これにより、通信アンテナの位置や通信衛星の配置等から推定した位相差を利用できるので、受信信号の位相を揃えるための処理を簡単にして処理量を低減できる。従って、受信信号を素早く解析して通信タイムラグを軽減できる。また、演算装置に要求される性能が抑えられるので、演算装置のコストを低減できる。
【００１３】
前記のダイバーシチ受信装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、このダイバーシチ受信装置は、ＧＮＳＳアンテナと、ＧＮＳＳアンテナ位置取得部と、相対位置取得部と、方位センサと、を備える。前記ＧＮＳＳアンテナは、前記移動体に配置され、ＧＮＳＳ衛星が送信した電波を受信する。前記ＧＮＳＳアンテナ位置取得部は、前記ＧＮＳＳアンテナが受信した電波に基づいて、前記ＧＮＳＳアンテナの位置を取得する。前記相対位置取得部は、前記ＧＮＳＳアンテナに対する前記通信アンテナの相対位置を取得する。前記方位センサは、前記移動体の向きを検出する。前記通信アンテナ位置取得部は、前記ＧＮＳＳアンテナの位置と、前記相対位置と、前記移動体の向きと、に基づいて、前記通信アンテナの位置を求める。
【００１４】
これにより、通信アンテナの正確な位置を求めることができるので、位相差を精度良く推定することができる。
【００１５】
前記のダイバーシチ受信装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、このダイバーシチ受信装置は、前記移動体の姿勢を検出する姿勢検出センサを備える。前記通信アンテナ位置取得部は、前記移動体の姿勢を更に考慮して、前記通信アンテナの位置を求める。
【００１６】
これにより、移動体（船舶等）が動揺する場合であっても、位相差を精度良く推定することができる。
【００１７】
前記のダイバーシチ受信装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、このダイバーシチ受信装置は、複数の前記通信アンテナの近傍にそれぞれ配置され、ＧＮＳＳ衛星が送信した電波を受信するＧＮＳＳアンテナを備える。前記通信アンテナ位置取得部は、前記ＧＮＳＳアンテナが受信した電波に基づいて前記ＧＮＳＳアンテナの位置を取得することで前記通信アンテナの位置を取得する。
【００１８】
これにより、通信アンテナ同士の位置関係が変化する場合であっても、位相差を精度良く求めることができる。
【００１９】
前記のダイバーシチ受信装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記通信アンテナは、前記通信衛星が送信した電波に加え、ＧＮＳＳ衛星が送信した電波を前記受信信号として受信可能である。前記通信アンテナ位置取得部は、前記受信信号のうちＧＮＳＳ衛星が送信した電波に基づいて前記通信アンテナの位置を取得する。
【００２０】
これにより、通信アンテナがＧＮＳＳアンテナ等を兼ねることができるので、部品点数を減らして製造コストを低減できる。
【００２１】
前記のダイバーシチ受信装置においては、前記位相差推定部は、ＧＮＳＳ衛星から受信した前記受信信号に基づいて検出される、前記移動体の向き及び姿勢の少なくとも何れかを考慮して、前記受信信号の位相差を推定することが好ましい。
【００２２】
これにより、方位センサや姿勢検出センサを用いることなく移動体の動揺を検出できるので、コストを低減することができる。
【００２３】
前記のダイバーシチ受信装置においては、前記位相差推定部が推定した位相差を中心として、推定した位相差からの変化量を大きくしながら検証することで実際の位相差を求め、当該位相差に基づいて位相を揃えて前記受信信号の合成を行うことが好ましい。
【００２４】
これにより、推定した位相差を有効に活用できるので、位相差を素早く求めることができる。
【００２５】
前記のダイバーシチ受信装置においては、前記位相差推定部が推定した位相差に基づいて位相を揃えるとともに、前記受信信号を信号レベルに応じて重み付けしつつ足し合わせることが好ましい。
【００２６】
このように最大比合成を行うことで、等利得合成法を行う場合と比較して、より品質が良い信号を得ることができる。
【００２７】
本発明の第２の観点によれば、移動体に配置された複数の通信アンテナを用いて、通信衛星が送信した電波を受信信号として受信し、それぞれの前記受信信号を合成するダイバーシチ受信方法において、以下の工程を含む方法が提供される。即ち、このダイバーシチ受信方法は、通信アンテナ位置取得工程と、衛星方向算出工程と、位相差推定工程と、を含む。前記通信アンテナ位置取得工程では、前記通信アンテナの位置を取得する。前記衛星方向算出工程では、前記通信アンテナの位置と、通信衛星の配置と、に基づいて、前記通信衛星の方向を求める。前記位相差推定工程では、前記衛星方向算出工程で求めた前記通信衛星の方向と、前記通信アンテナの位置と、に基づいて、前記受信信号の位相差を推定する。そして、前記位相差推定工程で推定した位相差に基づいて、前記受信信号を合成する。
【００２８】
これにより、通信アンテナの位置や通信衛星の配置等から推定した位相差を利用できるので、受信信号の位相を揃えるための処理を簡単にして処理量を低減できる。
【００２９】
本発明の第３の観点によれば、移動体に配置された複数の通信アンテナを用いて、通信衛星が送信した電波を受信信号として受信し、それぞれの前記受信信号を合成するダイバーシチ受信プログラムにおいて、以下の手順をコンピュータに実行させるプログラムが提供される。即ち、このダイバーシチ受信プログラムは、通信アンテナ位置取得手順と、衛星方向算出手順と、位相差推定手順と、をコンピュータに実行させる。前記通信アンテナ位置取得手順では、前記通信アンテナの位置を取得する。前記衛星方向算出手順では、前記通信アンテナの位置と、通信衛星の配置と、に基づいて、前記通信衛星の方向を求める。前記位相差推定手順では、前記衛星方向算出手順で求めた前記通信衛星の方向と、前記通信アンテナの位置と、に基づいて、前記受信信号の位相差を推定する。そして、前記位相差推定手順で推定した位相差に基づいて、前記受信信号を合成する処理をコンピュータに実行させる。
【００３０】
これにより、通信アンテナの位置や通信衛星の配置等から推定した位相差を利用できるので、受信信号の位相を揃えるための処理を簡単にして処理量を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係るダイバーシチ受信装置の構成を示すブロック図。
【図２】ダイバーシチ受信方法に係るフローチャート。
【図３】ＧＮＳＳアンテナの位置に基づいて通信アンテナの位置を求めることを説明する図。
【図４】通信衛星の電波到来方向と通信アンテナの位置とに基づいて位相差を求めることを説明する図。
【図５】第１変形例に係るダイバーシチ受信装置の構成を示すブロック図。
【図６】第２変形例に係るダイバーシチ受信装置の構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るダイバーシチ受信装置１０の構成を示すブロック図である。
【００３３】
本実施形態のダイバーシチ受信装置１０は、船舶等の移動体に設置され、衛星通信を行うために利用される。陸上の拠点と船舶とで通信を行う場合、陸上の拠点から送信されたデータは、陸上のアンテナ等により通信衛星５１へ送信される。通信衛星５１は、このデータを船舶へ送信する。ダイバーシチ受信装置１０は、このデータを受信し、増幅処理や雑音低減処理等を行った後に、ＰＣ等に出力する。これにより、外部からデータを取得することができる。なお、図１には、通信衛星５１は１つしか描かれていないが実際にはより多くの通信衛星５１が存在し、最適な通信衛星５１が選択されるものとする。
【００３４】
以下、ダイバーシチ受信装置１０について具体的に説明する。図１に示すように、ダイバーシチ受信装置１０は、通信衛星５１が送信した電波を受信して処理する構成として、２つの通信アンテナ１１と、合成部１２と、を備える。合成部１２は、２組の、包絡線検出部３１、位相検出部３２、移相器３３及び増幅器３４と、１つの積算器３５と、を備えている。
【００３５】
通信アンテナ１１は、通信衛星５１が送信した電波を受信可能に構成されている。通信アンテナ１１は、受信専用である必要はなく、通信衛星５１に向けて電波を送信可能であっても良い。また、通信アンテナ１１は衛星通信用のアンテナなので通常はパラボラアンテナ等の開口面アンテナが用いられるが、通信衛星５１が送信する電波を受信可能であれば任意の種類のアンテナを利用することができる。通信アンテナ１１が受信した電波（以下、受信信号）は、包絡線検出部３１、位相検出部３２、及び移相器３３へ出力される。
【００３６】
包絡線検出部３１は、受信信号の包絡線を検出する処理を行う。受信信号の包絡線を利用することで、搬送波の影響をなくして受信信号の信号レベルやＳ／Ｎを判定することができる。包絡線検出部３１は、受信信号の信号レベル等に応じた倍率で受信信号を増幅するように増幅器３４へ指示する。
【００３７】
位相検出部３２は、受信信号の位相を検出する。なお、図１のブロック図に矢印は描いていないが、２つの位相検出部３２は互いにデータをやり取り可能に構成されている。また、後述のように本実施形態では位相差を推定する処理が行われ、位相検出部３２には、推定された位相差が入力される。位相検出部３２は、この推定された位相差に基づいて実際の位相差を求める。以下、具体的に説明する。
【００３８】
初めに、位相検出部３２は、推定された位相差分だけ受信信号の位相を変化させて２つの信号の相関を取る。そして、２つの信号の相関性が低い場合、受信信号の位相を少し変化させて再び相関を取る。このようにして、推定された位相差から徐々に変化させつつ２つの受信信号の相関を取っていき、２つの受信信号の相関性が高いときの位相差が実際の位相差となる。このように推定された位相差を用いることで、手当たり次第に位相差を設定する方法よりも素早く位相差を検出することができる。
【００３９】
なお、位相検出部３２同士で位相をやり取りする構成に代えて、２つの位相検出部３２が検出した位相をそれぞれ受信して、受信した位相に基づいて位相差を求める位相差算出部を備える構成を採用することもできる。
【００４０】
移相器３３は、位相検出部３２が求めた実際の位相差分だけ受信信号の位相を変化させる。なお、移相器３３は、２つの受信信号の位相を揃えるために位相を変化させる機器なので、一方にのみ移相器３３が設けられていても良い。
【００４１】
移相器３３が出力した受信信号は、増幅器３４によって受信信号の信号レベル等に応じた倍率で増幅される。そして、増幅器３４は、増幅した受信信号を積算器３５へ出力する。
【００４２】
積算器３５は、２つの増幅器３４から入力された受信信号を積算する。これにより、受信信号は、位相を揃えた状態で、信号レベル等に応じて重み付けされた形で積算されることとなる。これにより、品質の高い受信信号を得ることができる（最大比合成法）。積算器３５が出力する受信信号は、受信機２２へ出力される。
【００４３】
受信機２２は、ルータ等を介して舶用機器又はＰＣ等と接続されており、これにより、衛星通信が実現される。
【００４４】
次に、位相差を推定する方法について図２のフローチャートを参照して説明する。位相差を推定する方法は、（１）通信アンテナ１１の位置（絶対位置）を算出する工程と、（２）通信衛星５１の方向（即ち電波到来方向）を算出する工程と、（３）位相差を推定する工程と、で構成される。以下、それぞれの工程と、当該工程を行うための構成について説明する。
【００４５】
初めに、通信アンテナ１１の絶対位置を算出する工程について説明する。ダイバーシチ受信装置１０は、この工程を行うための構成として、ＧＮＳＳアンテナ１３と、ＧＮＳＳアンテナ位置取得部１４と、方位センサ１５と、姿勢検出センサ１６と、相対位置取得部１７と、通信アンテナ位置取得部１８と、を備える。
【００４６】
ＧＮＳＳアンテナ１３は、ＧＮＳＳ衛星５２が送信する電波（測位信号）を受信可能に構成されている。なお、ＧＮＳＳアンテナ１３の種類は任意であり適宜変更することができる。ＧＮＳＳアンテナ１３が受信した測位信号はＧＮＳＳアンテナ位置取得部１４へ出力される。
【００４７】
ＧＮＳＳアンテナ位置取得部１４は、ＧＮＳＳ受信機等で構成されており、入力された測位信号に基づいて測位演算を行うことで、ＧＮＳＳアンテナ１３の位置（絶対位置）を算出することができる（Ｓ１０１）。
【００４８】
方位センサ１５は、船舶に取り付けられており、方位（即ち船舶の向き）を検出することができる。方位センサは、ジャイロコンパス、ＧＮＳＳコンパス等、様々な種類のセンサを用いることができる。
【００４９】
姿勢検出センサ１６は、船舶の姿勢（姿勢角）を検出する。船舶の姿勢としては、ロール角及びピッチ角が存在する。姿勢検出センサ１６は、検出した船舶の姿勢を通信アンテナ位置取得部１８へ出力する。
【００５０】
相対位置取得部１７には、ＧＮＳＳアンテナ１３に対する通信アンテナ１１の相対位置が予め登録されている。相対位置取得部１７は、必要に応じてこの相対位置を読み出す（取得する）。具体的には、相対位置取得部１７には、図３（ａ）に示すように、ＧＮＳＳアンテナ１３に対する船首側の通信アンテナ１１の相対位置（Ｂ１で示すベクトル）と、ＧＮＳＳアンテナ１３に対する船尾側の通信アンテナ１１の相対位置（Ｂ２で示すベクトル）と、が登録されている。
【００５１】
通信アンテナ位置取得部１８は、各種の値に基づいて通信アンテナ１１の位置（絶対位置）を取得する（Ｓ１０２）。具体的には、ＧＮＳＳアンテナ１３の絶対位置はＧＮＳＳアンテナ位置取得部１４から得られており、ＧＮＳＳアンテナ１３に対する通信アンテナ１１の相対位置も得られているので、船舶の向き及び姿勢を考慮して相対位置ベクトルを適用することで（図３（ｂ）を参照）、２つの通信アンテナ１１の絶対位置を算出することができる。
【００５２】
次に、通信衛星５１の方向（電波到来方向）を算出する工程について説明する。ダイバーシチ受信装置１０は、この工程を行うための構成として、衛星配置記憶部１９と、衛星方向算出部２０と、を備える。
【００５３】
衛星配置記憶部１９は、衛星の軌道に関する情報を記憶している。通信衛星５１の軌道は予め定められているので、衛星配置記憶部１９が記憶する情報を参照することで、所定の時刻における通信衛星５１の配置を把握することができる。
【００５４】
衛星方向算出部２０は、通信衛星５１の方向（電波到来方向）を算出する（Ｓ１０３）。具体的には、衛星方向算出部２０には、通信アンテナ位置取得部１８が取得した通信アンテナ１１の位置と、衛星配置記憶部１９から読み出した衛星の配置に関する情報と、が入力されている。衛星方向算出部２０は、通信アンテナ位置取得部１８の位置及び現在時刻において近傍している通信衛星５１を特定する。そして、特定した通信衛星５１が存在する方向（方位角及び仰角）を求める。
【００５５】
次に、位相差を推定する工程について説明する。ダイバーシチ受信装置１０は、この工程を行うための構成として、位相差推定部２１を備える。
【００５６】
位相差推定部２１は、電波到来方向及び通信アンテナ１１の位置に基づいて、位相差を推定する（Ｓ１０４）。以下、図４を参照して位相差の推定方法を詳細に説明する。図４は、通信衛星５１の電波到来方向と通信アンテナの位置とに基づいて位相差を求めることを説明する図である。
【００５７】
図４（ａ）において、２つの通信アンテナ１１を結ぶベクトルをベクトルＡとし、電波到来方向の単位長ベクトルであって原点を始点とするものをベクトルＲとする。
【００５８】
ここで、ベクトルＡの電波到来方向における距離（射影した線分の長さ、図４の太線）は、２つの通信アンテナ１１が受信する受信信号の差を距離で示したものである。従って、この距離を波長で除算することで、２つの受信信号の位相差を求めることができる。
【００５９】
また、あるベクトルを他のベクトルの方向に射影した線分の長さは、ベクトルの内積を示しているので、位相差をδ、ベクトルＡとベクトルＲがなす角をβ、波長をλとすると、以下の式が成り立つ。このようにして、位相差推定部２１は、位相差を算出することができる。
【数１】
2014187489.tif 000003
【００６０】
位相差推定部２１が算出した位相差は、合成部１２へ出力され、実際の位相差を求めるための初期値として用いられる。
【００６１】
以下、図４（ａ）の左側の通信アンテナ１１を第１通信アンテナ、右側の通信アンテナ１１を第２通信アンテナとして具体的に説明する。図４（ａ）に示す波形の電波が通信衛星５１から送信された場合、図４（ｂ）に示すように、第１通信アンテナの受信信号は、第２通信アンテナの受信信号よりも上記の太線の分だけ遅延している。従って、合成部１２は、この太線の分だけ第２通信アンテナの受信信号に遅延を加える。これにより、図４（ｂ）に示すように、遅延付加後の第２通信アンテナの受信信号と、第１通信アンテナの受信信号と、の位相を揃えることができる。合成部１２は、この状態から遅延量を微妙に調整し、２つの受信信号の位相を更に揃える。そして、合成部１２は、位相を揃えた上で２つの受信信号を積算する。以上のようにして合成部１２は、推定した位相差に基づいて、受信信号を合成する（Ｓ１０５）。
【００６２】
本実施形態の方法で推定した位相差は、実際の位相差にかなり近い値となるため、手当たり次第に位相差を適用する従来の方法と比較して、処理量を大幅に低減できる。
【００６３】
次に、上記実施形態の第１変形例について説明する。図５は、第１変形例に係るダイバーシチ受信装置１０の構成を示すブロック図である。なお、本変形例の説明においては、前述の実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
【００６４】
上記実施形態では、通信アンテナ１１の位置を求めるために、ＧＮＳＳアンテナ１３に対する通信アンテナ１１の相対位置を用いたが、第１変形例では、ＧＮＳＳアンテナ１３を通信アンテナ１１の近傍に配置する。つまり、通信アンテナ１１と同じ数だけＧＮＳＳアンテナ１３を配置することとなる。また、通信アンテナ１１とＧＮＳＳアンテナ１３の位置関係は、全ての組み合わせで同じにする必要がある。
【００６５】
これにより、ＧＮＳＳアンテナ１３が受信した測位信号に基づいてＧＮＳＳ受信機６１（通信アンテナ位置取得部）が測位演算を行って位置を求めるだけで、通信アンテナ１１の位置を取得することができる。従って、上記実施形態よりも更に処理量を低減することができる。なお、ＧＮＳＳ受信機は、ＧＮＳＳアンテナ１３毎に設置しても良いし、複数のＧＮＳＳアンテナ１３に対して１つのＧＮＳＳ受信機６１を設置しても良い。
【００６６】
また、第１変形例では、ＧＮＳＳアンテナ１３を２つ備えるため、ＧＮＳＳアンテナ１３が同一の鉛直線上に配置されていない場合は、検出結果に基づいて方位（船舶の向き）及び姿勢を検出することができるので、方位センサ１５及び姿勢検出センサ１６を省略できる。
【００６７】
また、第１変形例では、通信アンテナ１１とその近傍のＧＮＳＳアンテナ１３の位置関係が変化しないので、複数の通信アンテナ１１が個別に移動する構成であっても、本願の効果を実現できる。
【００６８】
次に上記実施形態の第２変形例について説明する。図６は、第２変形例に係るダイバーシチ受信装置の構成を示すブロック図である。
【００６９】
第２変形例は、通信アンテナがＧＮＳＳの良好なアンテナとしても利用可能である場合に採用することができる。この場合、通信アンテナ１１によって、通信衛星５１の電波だけでなくＧＮＳＳ衛星５２の電波を受信する。
【００７０】
そして、通信アンテナ１１に取り付けられたＧＮＳＳ受信機６１は、受信信号からＧＮＳＳ衛星５２が送信した電波を抽出し、当該電波を用いて測位演算を行う。これにより、ＧＮＳＳアンテナ１３を用いることなく通信アンテナ１１の位置を容易に取得することができる。
【００７１】
ＧＮＳＳアンテナ１３を省略することにより、ＧＮＳＳアンテナ１３自体のコストを低減できる他、ダイバーシチ受信装置１０の設置スペースを小さくすることができる。
【００７２】
また、第２変形例では、第１変形例と同様に、通信アンテナ１１が同じ高さに配置されていれば、当該通信アンテナ１１の位置に基づいて方位（船舶の向き）及び姿勢を検出することができるので、方位センサ１５及び姿勢検出センサ１６を省略できる。
【００７３】
また、第２変形例では、通信アンテナ１１の位置を自ら求める構成であるので、複数の通信アンテナ１１が個別に移動する構成であっても、本願の効果を実現できる。
【００７４】
以上に説明したように、本実施形態のダイバーシチ受信装置１０は、通信アンテナ位置取得部１８と、衛星方向算出部２０と、位相差推定部２１と、合成部１２と、を備える。通信アンテナ１１は、船舶に配置され、通信衛星５１が送信した電波を受信信号として受信する。通信アンテナ位置取得部１８は、通信アンテナ１１の位置を取得する。衛星方向算出部２０は、通信アンテナ１１の位置と、通信衛星５１の配置と、に基づいて、通信衛星５１の方向を求める。位相差推定部２１は、衛星方向算出部２０が求めた通信衛星５１の方向と、通信アンテナ１１の位置と、に基づいて、受信信号の位相差を推定する。合成部１２は、位相差推定部２１が推定した位相差に基づいて、受信信号を合成する。
【００７５】
これにより、通信アンテナ１１の位置や通信衛星５１の配置等から推定した位相差を利用できるので、受信信号の位相を揃えるための処理を簡単にして処理量を低減できる。従って、受信信号を素早く解析して通信タイムラグを軽減できる。また、演算装置に要求される性能が抑えられるので、演算装置のコストを低減できる。
【００７６】
以上に本発明の好適な実施の形態及び変形例を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。
【００７７】
上記では、最大比合成法を用いて受信信号を処理する例を示したが、代わりに等利得合成法を用いることもできる。
【００７８】
ＧＮＳＳとしては、ＧＰＳ以外にも、ＧＬＯＮＡＳＳやＧＡＬＩＬＥＯ等を利用することができる。
【００７９】
上記では、ダイバーシチ受信装置１０の設置先の移動体として船舶を例に挙げて説明したが、自動車又は航空機等の他の移動体にもダイバーシチ受信装置１０を設置することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１０  ダイバーシチ受信装置
１１  通信アンテナ
１２  合成部
１３  ＧＮＳＳアンテナ
１４  ＧＮＳＳアンテナ位置取得部
１５  方位センサ
１６  姿勢検出センサ
１７  相対位置取得部
１８  通信アンテナ位置取得部
１９  衛星配置記憶部
２０  衛星方向算出部
２１  位相差推定部
２２  受信機
６１  ＧＮＳＳ受信機（通信アンテナ位置取得部）
【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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