(57)【要約】【課題】最適の傾き角度を検索する時間が減少し、高いメインローブ利得と低いサイドローブレベルに符合すると共に、構造を簡単化することでコスト節減および電力の無駄使いの減少を図ることのできるアレイアンテナシステムが開示される。【解決手段】本発明はアレイアンテナシステムに関し、行方向と列方向に互いに所定の間隔をもって配置された複数のアンテナ素子と、受信される無線信号の方向に沿って複数のアンテナ素子のうち少なくとも２つのアンテナ素子を選択的に動作する制御手段と、を有する。【選択図】図２
2008167401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
行方向と列方向に互いに所定の間隔をもって配置された複数のアンテナ素子と、
受信される無線信号の方向に沿って前記複数のアンテナ素子のうち少なくとも２つのアンテナ素子を選択的に動作する制御手段と、
を有することを特徴とするアレイアンテナシステム。
【請求項２】
前記複数のアンテナ素子は、同一間隔で配置されたｎ×ｎマトリックス形態で形成されたことを特徴とする請求項１に記載のアレイアンテナシステム。
【請求項３】
前記同一間隔は、アレイアンテナシステムの動作周波数に従って決定されることを特徴とする請求項２に記載のアレイアンテナシステム。
【請求項４】
前記多数のアンテナ素子のうち選択的に動作される前記少なくとも２つのアンテナ素子から信号の処理を行なう少なくとも１つのＲＦ回路を含むことを特徴とする請求項２に記載のアレイアンテナシステム。
【請求項５】
前記制御手段は、前記少なくとも１つのＲＦ回路で処理された結果に従って、前記複数のアンテナ素子に受信される無線信号の方向を判断する方向判断部を更に含むことを特徴とする請求項４に記載のアレイアンテナシステム。
【請求項６】
前記方向判断部は前記多数のアンテナ素子に受信される無線信号の強さ差異に従って前記無線信号の方向を判断することを特徴とする請求項５に記載のアレイアンテナシステム。
【請求項７】
前記制御手段は、前記各アンテナ素子と、前記少なくとも１つのＲＦ回路を選択的に接続するｎ個のスイッチを含むことを特徴とする請求項５に記載のアレイアンテナシステム。
【請求項８】
前記制御手段は、前記無線信号の方向に従って、前記複数のアンテナ素子のうち前記無線信号の方向によるビームパターンを形成するように少なくとも２つのアンテナ素子を選択して前記ｎ個のスイッチを動作させるスイッチ制御部を更に含むことを特徴とする請求項７に記載のアレイアンテナシステム。
【請求項９】
前記スイッチ制御部は、選択された前記少なくとも２つのアンテナ素子がラインを形成するように前記少なくとも２つのアンテナ素子を選択することを特徴とする請求項８に記載のアレイアンテナシステム。
【請求項１０】
前記少なくとも２つのアンテナ素子のラインが前記無線信号の方向について直角をなすことを特徴とする請求項９に記載のアレイアンテナシステム。
【請求項１１】
前記スイッチ制御部は、ｎ×ｎマトリックス形態で形成された前記複数のアンテナ素子のうちｎ個のアンテナ素子を選択することを特徴とする請求項８に記載のアレイアンテナシステム。
【請求項１２】
前記スイッチ制御部は、前記複数のアンテナ素子のうち四角形で配置されたｎ個のアンテナ素子を選択的に前記ｎ個のスイッチに接続することを特徴とする請求項８に記載のアレイアンテナシステム。
【請求項１３】
前記スイッチ制御部は、前記四角形で配置されたｎ個のアンテナ素子は、互いに最大離隔して配置されたことを特徴とする請求項１２に記載のアレイアンテナシステム。
【請求項１４】
前記スイッチ制御部は、前記ビームパターンが前記無線信号の方向に隣接するほど多数のｎ個のアンテナ素子を選択することを特徴とする請求項８に記載のアレイアンテナシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アレイアンテナシステムに関し、詳細には迅速に無線信号の通信方向に符合したビームパターンを形成することのできるアレイアンテナシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、無線通信分野における無線信号を送受信する通信方式が開発されており、ミリメータ波通信方式におけるアレイアンテナを使用する技術は既に公知となっている。
一般に、アレイアンテナは複数のアンテナ素子を有し、各アンテナ素子から放射されたビームが重なり合って方向性を有する。かかるアレイアンテナがミリメータ波通信方式に使用される場合、高いメインローブ利得が求められる一方、他のデバイスとの干渉を防止するためには低いサイドローブレベルが求められる。
【０００３】
一方、アレイアンテナは方向性を有しているので、特定方向からの無線信号が送受信されるためメインローブの垂直角度を変化させるように傾き（ｔｉｌｔ）を与えなければならず、また、メインローブの垂直角度は各アンテナ素子に供給される信号間の位相関係を調整することによって変更される。このような傾きによりメインローブ利得の向上を図ることができる。
【０００４】
傾きを与える具現方法の１つとして、可変位相のシフター（shifter）を用いて各アンテナ素子から受信された信号の位相を調節する方法が求められている。各アンテナ素子はそれぞれの可変位相シフターを備え、各アンテナ素子からの無線信号は可変位相シフターにより位相変形される。これによってメインローブの垂直角度が変化されるのである。なお、傾き角度が最適であるか否かは傾き可能な全ての角度について位相の調節を行なってから決定される。
【０００５】
このように可変位相シフターを用いる方法は、最適のメインローブ利得とサイドローブレベルとが獲得される時まで可変位相シフターにて位相を継続的に変更し傾き角度を変更しなければならない。従って、最適の傾き角度が獲得されるときまでの時間が比較的長時間かかるという短所があり、各アンテナ素子別に可変位相シフターを備えなければならないのでコストが上昇するだけでなく、アンテナシステムのサイズも増大してしまう恐れがある。これを抑えるために単一の可変位相シフターを用いる方法が提示されているが、単一の可変位相シフターを用いる場合、サイドローブレベルが増加してしまう不都合がある。
【特許文献１】韓国公開特許２００５−００３３０６５号
【特許文献２】米国公開特許２００５−０１４３０３７号
【特許文献３】日本公開特許平９−２１４２３８号
【特許文献４】国際特許２０００−０４８２７２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は前述した問題点を解決するために案出されたもので、本発明の目的は、最適の傾きを検索する時間が減少され、高いメインローブ利得と低いサイドローブレベルに適合すると共に、構造の簡単化によりコスト節減および電力の無駄使いを減少することのできるアレイアンテナシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した目的を達成するための本発明の構成は、行方向と列方向に互いに所定の間隔をもって配置された複数のアンテナ素子と、受信される無線信号の方向に沿って前記複数のアンテナ素子のうち少なくとも２つのアンテナ素子を選択的に動作する制御手段と、を有することを特徴とする。
前記複数のアンテナ素子は、同一間隔で配置されたｎ×ｎマトリックス形態で形成されたことが好ましい。
【０００８】
前記同一間隔は、アレイアンテナシステムの動作周波数に従って決定されることができる。
前記多数のアンテナ素子のうち選択的に動作される前記少なくとも２つのアンテナ素子から信号の処理を行なう少なくとも１つのＲＦ回路を含むことが好ましい。
前記制御手段は、前記少なくとも１つのＲＦ回路で処理された結果に従って、前記複数のアンテナ素子に受信される無線信号の方向を判断する方向判断部を更に含むことが好ましい。
【０００９】
前記方向判断部は、前記多数のアンテナ素子に受信される無線信号の強さ差異に従って前記無線信号の方向を判断することができる。
前記制御手段は、前記各アンテナ素子と、前記少なくとも１つのＲＦ回路を選択的に接続するｎ個のスイッチを含むことができる。
前記制御手段は、前記無線信号の方向に従って、前記複数のアンテナ素子のうち前記無線信号の方向によるビームパターンを形成するように少なくとも２つのアンテナ素子を選択して前記ｎ個のスイッチを動作させるスイッチ制御部を更に含むことが好ましく、前記スイッチ制御部は、選択された前記少なくとも２つのアンテナ素子がラインを形成するように前記少なくとも２つのアンテナ素子を選択することが好ましい。
【００１０】
また、前記少なくとも２つのアンテナ素子のラインが前記無線信号の方向について直角をなすことが好ましい。
前記スイッチ制御部は、ｎ×ｎマトリックス形態で形成された前記複数のアンテナ素子のうちｎ個のアンテナ素子を選択することが好ましい。
また、前記スイッチ制御部は、前記複数のアンテナ素子のうち四角形で配置されたｎ個のアンテナ素子を選択的に前記ｎ個のスイッチに接続することが好ましく、前記スイッチ制御部は、前記四角形で配置されたｎ個のアンテナ素子は、互いに最大離隔して配置されたことが好ましい。
【００１１】
さらに、前記スイッチ制御部は、前記ビームパターンが前記無線信号の方向に隣接するほど多数のｎ個のアンテナ素子を選択することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、迅速な無線信号の送受信方向に適合したビームパターンを形成することができる。また、アンテナシステムの構造を簡単化し、コストの節減を図るだけでなく、電力の無駄使いを減少させることができる。さらに、アンテナシステムの方向性とメインローブの利得が向上されることでアンテナ効率が向上されると同時に、サイドローブレベルの減少によって干渉可能性も減少される効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付の図面に基づいて本発明の好適な実施形態を詳述する。
【実施例】
【００１４】
図１は本発明に係るアレイアンテナシステムの構成図である。
本発明のアレイアンテナシステムは、複数のアンテナ素子から形成されたアンテナアレイ１０、スイッチブロック２０、スイッチ制御部２５、ＲＦ回路３０、方向判断部３５を含んでいる。
【００１５】
アンテナアレイ１０は、複数のアンテナ素子１５がそれぞれ行方向と列方向に所定の間隔を隔てて配置される。つまり、各アンテナ素子１５は、ｎ×ｎマトリックス形態に配置されている。ここで、各アンテナ素子１５間の間隔は行方向と列方向に沿って一定であり、アンテナの動作周波数帯域に応じて決定されることが好ましい。図１には一実施形態であって、４×４マトリックスのアンテナアレイ１０が図示されている。
【００１６】
アンテナアレイ１０の各アンテナ素子１５は、無線信号が送受信される方向に従って選択的にターンオンまたはターンオフされ、この際少なくとも２つのアンテナ素子１５がターンオンされる。例えば、図１に表示されたアンテナ素子１５の座標を参照すると、（０，３）、（１，２）、（２，１）、（３，０）の座標に位置しているアンテナ素子１５（Ａライン）がターンオンされることもあり、（０，３）、（１，３）、（２，３）、（３，３）の座標に位置しているアンテナ素子１５（Ｂライン）がターンオンされることもある。そして（１，３）、（３，２）の座標に位置している２つのアンテナ素子１５（Ｃライン）がターンオンされることもあり、（３，１）、（０，０）の座標に位置している２つのアンテナ素子１５（Ｄライン）がターンオンされることもある。また、（０，３）、（０，０）、（３，０）、（３，３）のように四角形で配置されたアンテナ素子１５がターンオンされる場合もある。アンテナアレイ１０内のアンテナ素子１５をターンオンさせる組合せは、無線信号が送受信される方向と選択方向に従って様々である。
【００１７】
スイッチブロック２０は、各アンテナ素子１５がターンオンまたはターンオフされるための複数のスイッチ（図示せず）を含み、スイッチ個数は最大にターンオンできるアンテナ素子１５の個数によって決定される。即ち、アンテナアレイ１０がｎ×ｎの配列を有する場合、最大にターンオンできるアンテナ素子１５の個数がｎ個であれば、スイッチブロック２０はｎ個のスイッチを含む。図１の実施形態では、アンテナアレイ１０が４×４の配列を有するので４つのスイッチを含んでいる。各スイッチは全てのアンテナ素子１５をオンオフすることができるよう最大ｎ×ｎの接点が形成され、図１の実施形態の各スイッチは最大１６個ずつ接点を有することができる。これにより、各アンテナ素子１５をターンオンさせる組合せが様々に形成されることができる。
【００１８】
スイッチ制御部２５は、各スイッチにターンさせるべき各アンテナ素子１５に対する情報を提供する。例えば、（０，３）、（０，２）、（０，１）、（０，０）の座標に位置しているアンテナ素子１５をターンオンさせる場合、スイッチ制御部２５は各スイッチにそれぞれ（０，３）をターンオンさせる制御信号、（０，２）をターンオンさせる制御信号、（０，１）をターンオンさせる制御信号、（０，０）をターンオンさせる制御信号を提供する。
【００１９】
ＲＦ回路３０はアンテナ素子１５を介して送受信される無線信号を処理し、１つまたは複数個で形成されることができる。図１にはスイッチの個数に応じて４つのＲＦ回路３０が備えられている。ＲＦ回路３０において無線信号を処理し外部へ出力すると同時に方向判断部３５で処理された信号を提供する。
方向判断部３５は、ＲＦ回路３０で処理された結果に従って、各アンテナ素子１５に受信された無線信号の方向を判断する。アンテナシステムの作動初期に、無線信号の方向を判断するためアンテナアレイ１０の各アンテナ素子１５のうち複数のアンテナ素子１５がターンオンされ、そのときターンオンされるアンテナ素子１５は無線信号の方向を判断することが容易な配列に属したものである。例えば、アンテナシステムの作動初期に（０，３）、（１，３）、（２，３）、（３，３）の座標に位置しているアンテナ素子１５がターンオンされる。
【００２０】
方向判断部３５には、各アンテナ素子１５を介して受信された複数の無線信号の強さの測定が行なわれることにより、各アンテナ素子１５の無線信号の強さの比率に応じて無線信号の方向を判断する。
このようにして方向判断部３５にて無線信号の方向を判断しその情報をスイッチ制御部２５へ提供すると、スイッチ制御部２５では無線信号の方向に対し直角をなしているラインに沿って配置されたアンテナ素子１５がターンオンされるように各スイッチを制御する。
【００２１】
例えば、無線信号の方向がα、即ち、Ｂラインに対して入射角θ＝９０°である場合、スイッチ制御部２５は無線信号に対して直角に配列されている（０，３）、（１，３）、（２，３）、（３，３）の座標に位置するアンテナ素子１５がターンオンされるように制御信号を発生する。なお、Ｂラインと平行に配置されているラインに含まれる各アンテナ素子１５をターンオンさせることは勿論である。もし、無線信号の方向がβ、即ち、Ｂラインに対して入射角θ＝４５°である場合、スイッチ制御部２５はＡラインをなす（０，３）、（１，２）、（２，１）、（３，０）の座標に位置しているアンテナ素子１５がターンオンされるように制御信号を発生させる。なお、Ａラインと平行に配置されているラインに含まれる各アンテナ素子１５をターンオンさせることは勿論である。
【００２２】
図２は図１のアンテナアレイの一実施の形態に係る構成図である。
本発明の一実施の形態のアンテナアレイ１０は、ｘ軸とｙ軸に沿ってそれぞれアンテナ１５が４つずつ配列されることによって、合わせて１６個のアンテナ素子１５を含んでいる。各アンテナ素子１５との間の間隔はｘ軸とｙ軸に沿ってそれぞれλ／２であり、ここでλはアンテナ素子１５を介して送受信される動作周波数の波長である。各アンテナ素子１５間を接続する様々な線は、無線信号の方位によってターンオンされる様々なアンテナ素子１５の組み合わせを示す。
【００２３】
ここで、アンテナ素子（ｘ、ｙ）＝（０，３）から延長された各点線は、１つのアンテナ素子１５と共にターンオンできるアンテナ素子１５の組み合わせであり、他のアンテナ素子１５もアンテナ素子（０，３）と同様にターンオンできる組み合わせで形成されている。そして、アンテナ素子（１，３）、（０，１）、（２，０）、（３，２）を連結する四角形、アンテナ素子（１，３）、（０，２）、（２，０）、（３，１）を連結する四角形、アンテナ素子（２，３）、（０，２）、（１，０）、（３，１）を連結する四角形は、それぞれ四角状で配置された複数のアンテナ素子１５をターンオンさせ無線信号が送受信できることを示している。
【００２４】
図３Ａは図２のアンテナアレイでアンテナ素子がライン状でターンオンされた場合のビームパターンを示すグラフであり、図３Ｂは図２のアンテナアレイでアンテナ素子が四角状でターンオンされた場合のビームを示すグラフである。
図３Ａはライン状でターンオンされた複数のアンテナ素子１５に対して入射角それぞれ０°、３０°、６０°、９０°の場合ビームパターンを示している。例えば、図１において、（０，３）、（１，３）、（２，３）、（３，３）の座標に位置しているアンテナ素子１５について入射角が０°、３０°、６０°、９０°である場合のビームパターンである。図示されたように、アンテナ素子１５について入射角が９０°である場合、ビームパターンが最もシャープに現れていることが分かる。即ち、入射角が９０°である場合ビームの強さが集中されることから、方向性とメインローブの利得が高くなる。一方、入射角が６０°、３０°、０°でいくほどビームが厚く、つまりビームの幅が大きくなることによりビームの強さが弱く、かつ方向性とメインローブの利得が低くなることが分かる。
【００２５】
即ち、図３Ａに示すように、ライン状で配置された複数のアンテナ素子１５をターンオンさせるときは入射角について９０°であるラインに属するアンテナ素子１５をターンオンさせる。例えば、無線信号の入射角がＢラインに対して９０°である場合、（０，３）、（１，３）、（２，３）、（３，３）の座標に位置しているアンテナ素子１５をターンオンさせ、無線信号の入射角がＡラインに対して９０°である場合、Ａラインをなしている（０，３）、（１，２）、（２，１）、（３，０）の座標に位置しているアンテナ素子１５をターンオンさせる。
【００２６】
図３Ｂは四角形の位置でターンオンされたアンテナ素子１５について入射角０°、３０°、６０°、９０°である場合のビームパターンを示しており、各アンテナ素子１５の間隔はλ／２であり、入射角はＢラインを基準とする。各アンテナ素子１５が四角形で配置され間隔がλ／２である場合、図１において９つの場合が発生する。（０，３）、（１，３）、（０，２）、（１，２）の座標に当たるアンテナ素子や、（１，２）、（２，２）、（１，１）、（２，１）の座標に当たるアンテナがそれに当たる。
【００２７】
このように四角形の位置でアンテナ素子１５がターンオンされる場合、図３Ｂに示すように、入射角が９０°であるビームパターンは、図３Ａで示す入射角が９０°であるとき生成されたビームパターンに比べて広いことが分かる。そして、四角形でアンテナ素子１５がターンオンされる場合には０°、３０°、６０°、９０°でほぼ同じビームパターンが形成され、これは方向性を有しないメインローブの利得も低いことを意味する。つまり、アンテナ素子１５を四角形でターンオンさせる場合は、ライン状でターンオンさせる場合に対して方向性とメインローブの利得が低いことが分かる。これによって、アンテナ素子１５を四角形の位置でターンオンさせることよりもアンテナ素子１５をライン状でターンオンさせることが好ましい。
【００２８】
図４は図１のアンテナ素子をライン状でターンオンさせた場合（太線）と、四角形の位置でターンオンさせた場合のビームパターン（二点鎖線）を比較したグラフである。なお、図４のビームパターンの入射角は９０°である。ライン状でアンテナ素子１５をターンオンさせる場合、各アンテナ素子１５の距離が０．７λである（０，３）、（１，２）、（２，１）、（３，０）の座標に位置するアンテナ素子１５をターンオンさせた場合である。そして、四角形でターンオンさせた場合は各アンテナ素子１５の距離が１．５λである（０，３）、（３，３）、（０，０）、（３，０）の座標に位置しているアンテナ素子１５をターンオンさせた場合である。
【００２９】
図示されたように、アンテナ素子１５をライン状でターンオンさせた場合と四角形でターンオンさせた場合、メインローブのサイズはほぼ同一である。しかし、サイドローブの場合、アンテナ素子１５を四角形でターンオンさせた場合、より多く発生することが分かる。かかるサイドローブは無線信号の送受信時に他のデバイスとの干渉を引き起こすことでアンテナの効率が低下される。
【００３０】
従って、図４に示すように、アンテナ素子１５がライン状でターンオンされることによりサイドローブレベルが低下されることがわかる。
図５は図１のアンテナアレイにおいて四角形でアンテナ素子がターンオンされた場合のＢＥＲ（Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）を示すグラフである。ここで、ｄｘはｘ軸での各アンテナ素子１５間の距離であり、ｄｙはｙ軸での各アンテナ素子１５間の距離である。図５において９つの四角形でターンオンされたアンテナ素子１５のＢＥＲが示されている。
【００３１】
ｄｘ＝λ／２、ｄｙ＝λ／２の場合（参照番号１）、（０，３）、（１，３）、（０，２）、（１，２）の座標に位置しているアンテナ素子１５のように、隣接している４つのアンテナ素子１５がターンオンされた場合を示している。
ｄｘ＝λ、ｄｙ＝λの場合（参照番号２）、（１，３）、（３，３）、（１，１）、（３，１）の座標に位置しているアンテナ素子１５のように、距離がλである各アンテナ素子１５がターンオンされた場合を示している。
【００３２】
ｄｘ＝１．５λ、ｄｙ＝１．５λの場合（参照番号３）、（０，３）、（３，３）、（０，０）、（３，０）の座標に位置しているアンテナ素子１５がターンオンされた場合を示している。
ｄｘ＝λ／２、ｄｙ＝λの場合（参照番号４）、ｘ軸に対しては隣接するアンテナ素子と１５、ｙ軸に沿って１つおきに配置したアンテナ素子１５の組み合わせであって、例えば、（１，３）、（２，３）、（１，１）、（２，１）の座標に位置しているアンテナ素子１５がターンオンされた場合を示している。
【００３３】
ｄｘ＝λ／２、ｄｙ＝１．５λの場合（参照番号５）、ｘ軸に沿って隣接するアンテナ素子１５と、ｙ軸に沿って２つおきに配置したアンテナ素子１５の組み合わせであって、例えば、（２，３）、（３，３）、（２，０）、（３，０）の座標に位置しているアンテナ素子１５がターンオンされた場合を示している。
ｄｘ＝λ、ｄｙ＝λ／２の場合（参照番号６）、ｘ軸に沿って１つおきに配置したアンテナ素子１５と、ｙ軸に沿って隣接するアンテナ素子１５の組み合わせであって、例えば、（０，１）、（２，１）、（０，０）、（２，０）の座標に位置しているアンテナ素子１５がターンオンされた場合を示している。
【００３４】
ｄｘ＝λ、ｄｙ＝１．５λの場合（参照番号７）、ｘ軸に沿って１つおきに配置したアンテナ素子１５と、ｙ軸に沿って２つおきに配置したアンテナ素子１５の組み合わせであって、例えば、（０，３）、（２，３）、（０，０）、（２，０）の座標に位置しているアンテナ素子１５がターンオンされた場合を示している。
ｄｘ＝１．５λ、ｄｙ＝λ／２の場合（参照番号８）、ｘ軸に沿って２つおきに配置したアンテナ素子１５と、ｙ軸に沿って隣接するアンテナ素子１５の組み合わせであって、例えば、（０，２）、（３，２）、（０，１）、（３，１）の座標に位置しているアンテナ素子１５がターンオンされた場合を示している。
【００３５】
ｄｘ＝１．５λ、ｄｙ＝λの場合（参照番号９）、ｘ軸に沿って２つおきに配置したアンテナ素子１５と、ｙ軸に沿って１つおきに配置したアンテナ素子１５の組み合わせであって、例えば、（０，２）、（３，２）、（０，０）、（３，０）の座標に位置しているアンテナ素子１５がターンオンされた場合を示している。
このようにアンテナ素子１５が四角形でターンオンされると、図５に示すように、ＳＮＲが増加するほどＢＥＲが急激に低下し、ターンオンされるアンテナ素子１５の間隔が大きいほどＢＥＲは低下することが分かる。従って、四角形でアンテナ素子１５をターンオンさせる時は最大に遠く配置されたアンテナ素子１５を選択することが好ましい。
【００３６】
図６は図１のアンテナアレイにおいてライン状でアンテナ素子がターンオンされた場合のＢＥＲを示すグラフである。ここで、ＡＯＡ（Ａｎｇｌｅ  Ｏｆ  Ａｒｉｖａｌ）は入射角を示し、ｄはラインをなしている各アンテナ素子１５間の距離である。図６には９つのライン状でターンオンされたアンテナ素子１５のＢＥＲを示す。
図６には、入射角がそれぞれ３０°、４８．４°、５６．６°、６３．７°、７５°、８６．３°、９３．４°、１０１．６°、１２０．４°である場合、入射角と各アンテナ素子１５によって形成された角度が９０°に最も隣接しているラインのアンテナ素子１５をターンオンさせる場合に測定されたＢＥＲである。なお、入射角が３０°、７５°、１２０°である場合には４つのアンテナ素子１５がターンオンされ、残りの場合には２つのアンテナ素子１５がターンオンされる。
【００３７】
図示されたように、２つのアンテナ素子１５がターンオンされると、４つのアンテナ素子１５がターンオンされる場合よりもＢＥＲが大きいことが分かる。従って、２つのアンテナ素子１５を使用することよりも４つのアンテナ素子１５の使用がＢＥＲの減少を図ることができる。
一方、前述した実施の形態では４×４マトリックス形態でアンテナ素子が配置されているが、もっと数多いアンテナ素子がマトリックス形態で配置できることは言うまでもない。さらに、アンテナ素子の個数が多いほどビームパターンを無線信号の方向に向かってより隣接形成することができる。
【００３８】
かかるアレイアンテナシステムでは、複数のアンテナ素子１５をマトリックス形態で配置し、無線信号の送受信方向に従って選択的にアンテナ素子１５をターンオンさせることにより、従来のように無線信号の送受信方向にメインローブの方向を合わせるための過程を繰り返さずに済む。従って、本アンテナシステムではより迅速に無線信号の送受信方向に符合したビームパターンを形成することができる。
【００３９】
また、本アンテナシステムはＲＦ回路３０の数が従来より減少されることにより、アンテナシステムの構造が簡単化され、コストの節減を図るだけでなく、電力の無駄使いが防止される利点がある。このようにしてアンテナシステムの構造を簡単化しながらもＢＥＲのレベルを保つことができる。
一方、図３および図４のグラフから分かるように、アンテナシステムの方向性とメインローブの利得が向上されることによりアンテナの効率も向上される。また、サイドローブレベルを減少させることによって従来におけるシステムのサイドローブの減少のための追加要素および過程を必要としないことからシステムの複雑性が減少されると共に、干渉可能性も減少される。
【００４０】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係るアレイアンテナシステムの構成図である。
【図２】図１のアンテナアレイの一実施の形態を示す構成図である。
【図３Ａ】図２のアンテナアレイにおいてアンテナ素子がライン状でターンオンされた場合のビームパターンを示すグラフである。
【図３Ｂ】図２のアンテナアレイにおいてアンテナ素子が四角形でターンオンされた場合のビームパターンを示すグラフである。
【図４】図１のアンテナ素子をライン状でターンオンさせた場合と四角形でターンオンさせた場合のビームパターンとを比較したグラフである。
【図５】図１のアンテナアレイにおいて四角形でアンテナ素子がターンオンされた場合のＢＥＲを示すグラフである。
【図６】図１のアンテナアレイにおいてライン状でアンテナ素子がターンオンされた場合のＢＥＲを示すグラフである。
【符号の説明】
【００４２】
１０      アンテナアレイ
２０      スイッチブロック
２５      スイッチ制御部
３０      ＲＦ回路
３５      方向判断部
【図１】
2008167401.tif 000003
【図２】
2008167401.tif 000004
【図３Ａ】
2008167401.tif 000005
【図３Ｂ】
2008167401.tif 000006
【図４】
2008167401.tif 000007
【図５】
2008167401.tif 000008
【図６】
2008167401.tif 000009