(57)【要約】【課題】電波の到来方向の測定が可能であって、適切な指向性を設定でき、携帯型無線機に搭載できる簡易な指向性アンテナを提供する。【解決手段】課題を解決するために、本発明は、指向性を制御する指向性アンテナであって、中心線に対して等距離で平行に配置された複数のアンテナ素子と、複数のアンテナ素子間を遮蔽する反射器と、複数のアンテナの幾つかもしくは全てを選択的にアクティブにし、アクティブにしたアンテナ素子により全体として所望の指向性を有する指向性制御手段とを有し、該指向性制御手段は複数のアンテナ素子を順番にアクティブにし、受信した信号の誤り率を測定し、測定した誤り率から干渉波到来方向を特定し、干渉波到来方向の指向性を弱めるように複数のアンテナ素子の幾つかをインアクティブにすることを特徴とする。【選択図】図１
2004235819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指向性を制御する指向性アンテナであって、中心線に対して等距離で平行に配置された複数のアンテナ素子と、複数のアンテナ素子間を遮蔽する反射器と、複数のアンテナの幾つかもしくは全てを選択的にアクティブにし、アクティブにしたアンテナ素子により全体として所望の指向性を有する指向性制御手段とを有し、該指向性制御手段は複数のアンテナ素子を順番にアクティブにし、受信した信号の誤り率を測定し、測定した誤り率から干渉波到来方向を特定し、干渉波到来方向の指向性を弱めるように複数のアンテナ素子の幾つかをインアクティブにすることを特徴とする指向性アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は指向性アンテナに関し、特に、全体が直線的な棒形状に形成された指向性アンテナおよびそれを用いた携帯電話機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、指向性をもったアンテナは、複数のアンテナ素子を適当な間隔で並べてアレイアンテナとして実現するか、あるいは、八木・宇田アンテナで代表されるように無給電素子を複数並べることにより実現している。携帯無線機（例えば、携帯電話機）に指向性アンテナを搭載したいという要望があるが、上述のように複数のアンテナ素子を所定の間隔を空けて配置する方法は、占有面積が大きくなるために、要望を満たすのは困難である。例えば、移動無線システムのように、電波の到来方向が絶えず変化する場合には、図４に示されるようなアダプティブアレイアンテナを用いている。このアダプティブアレイアンテナにおいては、個別のアンテナ６１〜６ｎの各出力に対して、ウェイト制御部７０が受け取るアレー出力および制御情報に基づき、乗算器７１〜７ｎを介して適切なウェイトを与え、その結果を合成器８０により合成してアレー出力として出力している。また、アンテナ素子をリフレクタで区切ったセクタユニットを複数備えたセクタアンテナがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図４の装置や上述したセクタアンテナは回路規模が大がかりなものであり、基地局向けには適しているが移動局、特に携帯型の移動局には適さない。しかし近年、移動局である例えば携帯電話機などの利用は益々活発になってきているが、それらに現在使用されているアンテナは、図５に示されているような形状をもったモノポール型のホイップアンテナ９０である。このアンテナ９０は、アンテナ素子９１と、導電部９２とから構成され、携帯電話機などの筐体９９に取り付けられる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−０３６７１０号公報（第９頁、図１。）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の携帯電話機などの移動局に用いられるホイップアンテナは無指向性であって、受信特性の向上に限界があり、さらなる受信特性の向上のために電波の到来方向の測定が可能であって、適切な指向性を設定でき、携帯型無線機に搭載できる簡易な指向性アンテナが強く要望されている。
【０００６】
本発明は、上記の問題を解決するためにされたものであって、電波の到来方向の測定が可能であって、適切な指向性を設定でき、携帯型無線機に搭載できる簡易な指向性アンテナを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決するために、本発明は、指向性を制御する指向性アンテ
ナであって、中心線に対して等距離で平行に配置された複数のアンテナ素子と、複数のアンテナ素子間を遮蔽する反射器と、複数のアンテナの幾つかもしくは全てを選択的にアクティブにし、アクティブにしたアンテナ素子により全体として所望の指向性を有する指向性制御手段とを有し、該指向性制御手段は複数のアンテナ素子を順番にアクティブにし、受信した信号の誤り率を測定し、測定した誤り率から干渉波到来方向を特定し、干渉波到来方向の指向性を弱めるように複数のアンテナ素子の幾つかをインアクティブにすることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。図１は、本発明の指向性アンテナの構造を示す斜視図、図２は図１の指向性アンテナに用いられるスイッチの例を示す図、図３は図１の指向性アンテナを搭載した携帯無線通信装置におけるアンテナ素子のスイッチング制御に関する動作を説明するフローチャートである。図１の指向性アンテナ１００は、４本の円筒形の棒状部材であるアンテナ素子１１，１２，１３，１４を含んでいる。アンテナ素子１１，１２，１３，１４のそれぞれは、同じ形状であり、中心線から等距離にあり、半径方向の角度９０°毎に１本配置されている。アンテナ素子は４本に限定されるものではなく、実状に合わせて適宜な複数本（例えば、３本や５本）に決定すればよい。
【０００９】
上述のアンテナ素子１１，１２，１３，１４の間には、中心線から半径方向に延びるプレート２１，２２，２３，２４からなる反射器２０が配置されている。この例では、反射器２０は金属プレートから形成されているがその表面は絶縁層で覆われている。反射器２０の高さは、個々のアンテナ素子の指向性を明確にするためにアンテナ素子の高さよりも若干高くしてある。アンテナ素子１１，１２，１３，１４の下端部は、スイッチング部４０の各スイッチ４１，４２，４３，４４を介して結合分配部５０に接続されている。したがって、スイッチ４１，４２，４３，４４がオンの時には、アンテナ素子１１，１２，１３，１４は、結合分配部５０に接続され、アクティブになりアンテナとしての機能を発揮する。しかし、スイッチ４１，４２，４３，４４がオフの時には、アンテナ素子１１，１２，１３，１４は、結合分配部５０に接続されず、インアクティブになりアンテナとしての機能を発揮せず、導波器として機能する。なお、指向性アンテナ１００の全体は、絶縁体の棒状ケース内に格納され、携帯無線通信装置等の筐体に垂直に取り付け可能なホイップアンテナ形状にされるのが望ましい。
【００１０】
次に、図１の指向性アンテナを搭載した無線通信装置の制御部によるアンテナ素子のスイッチング制御動作について図３のフローチャートを参照して説明する。先ず、無線通信装置に電源を投入し、全スイッチ４１，４２，４３，４４をオンにし、通常とまり木と呼ばれる報知チャネル若しくは同期捕捉用チャネルを補足し、基地局との初期同期をとる（Ｓ１０）。次に周期的に基地局の報知情報および受信電力レベルを確認するためのチャネルを補足する。その際に、そのチャネルによる各アンテナ素子１１，１２，１３，１４による受信信号誤り率測定を行うために、先ず、アンテナ素子１１のスイッチ４１をオンにし、他のアンテナ素子１２，１３，１４のスイッチ４２，４３，４４をオフにしてアンテナ素子１１による受信信号誤り率を測定する（Ｓ１１）。
【００１１】
ステップＳ１１の完了後、アンテナ素子１２のスイッチ４２をオンにし、他のアンテナ素子１１，１３，１４のスイッチ４１，４３，４４をオフにしてアンテナ素子１２による受信信号誤り率を測定する（Ｓ１２）。その後、アンテナ素子１３のスイッチ４３をオンにし、他のアンテナ素子１１，１２，１４のスイッチ４１，４２，４４をオフにしてアンテナ素子１３による受信信号誤り率を測定する（Ｓ１３）。最後に、アンテナ素子１４のスイッチ４４をオンにし、他のアンテナ素子１１，１２，１３のスイッチ４１，４２，４３をオフにしてアンテナ素子１４による受信信号誤り率を測定する（Ｓ１４）。
【００１２】
上述のアンテナ素子１１，１２，１３，１４による受信信号誤り率の測定の結果を判定し、以下のようなスイッチ４１，４２，４３，４４の設定を行う（Ｓ１５）。すなわち、
（ａ）受信信号誤り率＜受信閾値・・・・受信時に該当アンテナ素子のスイッチをオンに設定し、
（ｂ）受信信号誤り率＜送信閾値・・・・送信時に該当アンテナ素子のスイッチをオンに設定する。
このような設定で送受信を完了後、送受信は終了であるか否かを判断し（Ｓ１６）、終了であれば終了する。終了でなければ、受信信号誤り率測定のタイミングか否かを判断し（Ｓ１７）、受信信号誤り率測定のタイミングでなければ、受信信号誤り率測定のタイミングまで待ち、受信信号誤り率測定のタイミングになったら、ステップＳ１１に戻る。
【００１３】
以上のように本発明では、複数のアンテナ素子のアクティブ、インアクティブの組み合わせを順次換えていきながら、受信信号誤り率を測定し、その結果に基づき、誤り率の最も低いアクティブにしたアンテナ素子の組み合わせを設定することにより所望の指向性を設定する。また、送信時には、誤り率測定時に閾値を下回ったアンテナ素子のみをアクティブにして送信を行う。このことにより、大出力が要求されるレートの高い通信も、周辺に対する干渉波の放射を低レベルに抑圧しながら実行可能にさせる。
だけで簡単に指向性を決定できる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明の指向性アンテナは、以上において説明したように構成されており、全体としてホイップアンテナと同じような形状を有しているので携帯無線通信装置（携帯電話機等）に搭載が容易である。さらに、干渉波がある場合にはその方向に指向性を有するアンテナ素子はインアクティブにして干渉を受けないようにし、選択したアンテナ素子のみをアクティブにして所望の指向性を持つアンテナを構成することもできる。したがって、干渉波が存在し電界強度が弱いところでも受信可能な指向性アンテナとすることができる。これらの特性から、本発明のアンテナを携帯電話機に搭載すれば、最も良くその特性を生かすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の指向性アンテナの構造を示す斜視図である。
【図２】図１の指向性アンテナに用いられるスイッチの例を示す図である。
【図３】図１の指向性アンテナにおけるスイッチング制御に関する動作を説明するフローチャートである。
【図４】アダプティブアレイアンテナの構成を示すブロック図である。
【図５】従来のホイップアンテナを示す図である。
【図１】
2004235819.tif 000003
【図２】
2004235819.tif 000004
【図３】
2004235819.tif 000005
【図４】
2004235819.tif 000006
【図５】
2004235819.tif 000007