(57)【要約】【課題】小型形状であっても十分が指向性が得られる上に、通信状況、通信環境などに応じて最適な指向性が得られるようにした指向性切替えアンテナを提供すること。【解決手段】この発明は、絶縁板であるプリント基板２上の略中央に配置させた放射器３と、プリント基板２上であって放射器３の前後に配置させた第１アンテナ４および第２アンテナ５とを備えている。第１アンテナ４および第２アンテナ５の各電気長をそれぞれ可変させて、導波器または反射器として使用するようにし、通信状況などに応じて矢印Ａ方向または矢印Ｂ方向の指向性を選択できるようにした。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の周波数に共振する電気長を有する放射器と、
前記放射器の長さ方向と直交する方向の両側であって前記放射器から所定間隔離れた各位置に、前記放射器の長さ方向と並行にそれぞれ配置させた第１アンテナおよび第２アンテナと、を備え、
前記第１アンテナは、前記放射器に対して導波器または反射器として動作するようになっているとともに、前記第２アンテナは、前記放射器に対して導波器または反射器として動作するようになっていることを特徴とする指向性切替えアンテナ。
【請求項２】
前記第１アンテナを導波器または反射器として選択するとともに、前記第２アンテナを導波器または反射器として選択する選択手段を、さらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の指向性切替えアンテナ。
【請求項３】
前記選択手段は、前記放射器の受信電界または任意の指向性の設定に基づき、前記選択を行うようになっていることを特徴とする請求項２に記載の指向性切替えアンテナ。
【請求項４】
前記第１アンテナは、前記導波器として機能する中央部と、その中央部の両端に配置され前記中央部と一体となって前記反射器の一部として機能する左右の先端部と、前記中央部と前記各先端部とを接続または切断する第１スイッチおよび第２スイッチと、からなり、
前記第２アンテナは、前記導波器として機能する中央部と、その中央部の両端に配置され前記中央部と一体となって前記反射器の一部として機能する左右の先端部と、前記中央部と前記各先端部とを接続または切断する第３スイッチおよび第４スイッチと、からなることを特徴とする請求項１に記載の指向性切替えアンテナ。
【請求項５】
前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、前記第３スイッチ、および前記第４スイッチを、所定の手順でオンオフ制御するアンテナ制御手段を、さらに備えたことを特徴とする請求項４に記載の指向性切替えアンテナ。
【請求項６】
前記アンテナ制御手段は、前記放射器の受信電界、または任意の指向性の設定に基づき、前記オンオフ制御を行うようになっていることを特徴とする請求項５に記載の指向性切替えアンテナ。
【請求項７】
前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、前記第３スイッチ、および前記第４スイッチは、電子的なスイッチまたは機械的なスイッチからなることを特徴とする請求項４、請求項５または請求項６に記載の指向性切替えアンテナ。
【請求項８】
前記放射器、前記第１アンテナ、および前記第２アンテナは、絶縁基板上に設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項７のうちのいずれかに記載の指向性切替えアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線ＬＡＮなどの近距離用の無線通信システムの移動機などに使用されるアンテナに関し、特に、指向性を切り替えることができる指向性切替えアンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の移動体無線通信のアンテナとして、２素子の八木アンテナからなり、そのうちの無給電アンテナの電気長を可変とし、アンテナの指向性を変えるようにした可変指向性アンテナ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
国際公開番号ＷＯ９８／４２０４１号に係る国際公開公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１に記載の可変指向性アンテナ装置では、アンテナの素子数が２本であり、十分な指向性を得ることが難しい。また、無給電アンテナの電気長の可変には、可変容量ダイオードを利用しており、高周波特性的にも最適とはいえないという不都合がある。
【０００５】
さらに、その従来のアンテナ装置では、指向性を得ることができるが、通信状況や通信環境に応じて最適な指向性を得ることができず、その解決が望まれていた。
そこで、本発明の目的は、小型形状であっても十分が指向性が得られる上に、通信状況、通信環境などに応じて最適な指向性が得られるようにした指向性切替えアンテナを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決し本発明の目的を達成するために、請求項１〜請求項８に記載の各発明は、以下のように構成した。
すなわち、請求項１に記載の発明は、所定の周波数に共振する電気長を有する放射器と、前記放射器の長さ方向と直交する方向の両側であって前記放射器から所定間隔離れた各位置に、前記放射器の長さ方向と並行にそれぞれ配置させた第１アンテナおよび第２アンテナと、を備え、前記第１アンテナは、前記放射器に対して導波器または反射器として動作するようになっているとともに、前記第２アンテナは、前記放射器に対して導波器または反射器として動作するようになっていることを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の指向性切替えアンテナにおいて、前記第１アンテナを導波器または反射器として選択するとともに、前記第２アンテナを導波器または反射器として選択する選択手段を、さらに備えたことを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の指向性切替えアンテナにおいて、前記選択手段は、前記放射器の受信電界または任意の指向性の設定に基づき、前記選択を行うようになっていることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の指向性切替えアンテナにおいて、前記第１アンテナは、前記導波器として機能する中央部と、その中央部の両端に配置され前記中央部と一体となって前記反射器の一部として機能する左右の先端部と、前記中央部と前記各先端部とを接続または切断する第１スイッチおよび第２スイッチと、からなり、前記第２アンテナは、前記導波器として機能する中央部と、その中央部の両端に配置され前記中央部と一体となって前記反射器の一部として機能する左右の先端部と、前記中央部と前記各先端部とを接続または切断する第３スイッチおよび第４スイッチと、からなることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の指向性切替えアンテナにおいて、前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、前記第３スイッチ、および前記第４スイッチを、所定の手順でオンオフ制御するアンテナ制御手段を、さらに備えたことを特徴とするものである。
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の指向性切替えアンテナにおいて、前記アンテナ制御手段は、前記放射器の受信電界、または任意の指向性の設定に基づき、前記オンオフ制御を行うようになっていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項７に記載の発明は、請求項４、請求項５または請求項６に記載の指向性切替えアンテナにおいて、前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、前記第３スイッチ、および前記第４スイッチは、電子的なスイッチまたは機械的なスイッチからなることを特徴とするものである。
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至請求項７のうちのいずれかに記載の指向性切替えアンテナにおいて、前記放射器、前記第１アンテナ、および前記第２アンテナは、絶縁基板上に設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
このように、本発明では、第１アンテナを導波器または反射器として選択的に使用できるようにし、第２アンテナを導波器または反射器として選択的に使用できるようにした。
このため、一方向に十分な指向性を持たせて通信したい場合には、八木アンテナとして使用できる。この場合には、十分な指向性が得られるので、同じ送信出力である無線通信システムであれば、より遠距離の通信が可能となる。
【００１２】
また、特定の相手方と通信に先立って、通信帯域内の通信状況を把握したいような場合には、無指向性アンテナとして使用できる。
さらに、細長い部屋や廊下、またはトンネル内などで通信の相手方が直線上になるような場合には、放射器の前後方向に指向性を持たせるのが好ましい。そこで、この場合には、ダイポールアンテナのように双指向性アンテナとして使用できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
本発明の指向性切替えアンテナの第１実施形態の構成について、図１を参照して説明する。
この第１実施形態に係る指向性切替えアンテナ１は、図１に示すように、絶縁板であるプリント基板２上の略中央に配置させた放射器３と、プリント基板２上であって放射器３の前後に配置させた第１アンテナ４および第２アンテナ５とを備え、第１アンテナ４および第２アンテナ５の電気長をそれぞれ可変させて導波器または反射器として使用するようにし、図１の矢印Ａ方向または矢印Ｂ方向の指向性を、自動的に選択しまたは使用者の指示に基づいて選択できるようにしたものである。
【００１４】
放射器３、第１アンテナ４、および第２アンテナ５は、プリント基板２上に銅箔パターンで形成するようにしている。
放射器３は、所定
（目的）の周波数に共振する電気長である１／２波長のダイポールアンテナからなり、その中央部が分離されて給電などができるようになっている。
【００１５】
第１アンテナ４および第２アンテナ５は、放射器２の長さ方向と直交する方向の両側であって、放射器３から所定間隔（例えば、上記の所定の周波数の１／８波長）だけ離れた各位置に、放射器２の長さ方向と並行にそれぞれ配置されている。
第１アンテナ４は、放射器３に対して導波器または反射器として機能するものであり、導波器として機能する中央部６と、その中央部６の両端に配置され中央部６と一体となって反射器の一部として機能する左右の先端部７、８と、中央部６と各先端部７、８とを接続または切断するスイッチＳＷ１およびスイッチＳＷ２とからなる。
【００１６】
第２アンテナ５は、第１アンテナ４と同様に放射器３に対して導波器または反射器として機能するものであり、導波器として機能する中央部９と、その中央部９の両端に配置され中央部９と一体となって反射器の一部として機能する左右の先端部１０、１１と、中央部９と各先端部１０、１１とを接続または切断するスイッチＳＷ３およびスイッチＳＷ４とからなる。
【００１７】
スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、リレーにより接点がオンオフする機械的なスイッチ、またはダイオードやトランジスタのような半導体スイッチなどを使用することができる。また、スイッチＳＷ１、ＳＷ２は指向性切替え信号Ｓ１により、スイッチＳＷ３、ＳＷ４は指向性切替え信号Ｓ１をインバータ１２で反転させた信号により、オンオフ制御されるようになっている。
【００１８】
次に、このような構成からなる指向性切替えアンテナ１の動作例について説明する。
いま、指向性切替え信号Ｓ１が例えば「Ｈ」レベルのときには、これによりスイッチＳＷ１、ＳＷ２がオンとなり、スイッチＳＷ３、ＳＷ４がオフとなる。このため、第１アンテナ４は反射器として機能し、第２アンテナ５は導波器として機能するので、アンテナ全体の指向性は図１の矢印Ａ方向となり、その指向性は例えば図２に示すようになる。
【００１９】
一方、指向性切替え信号Ｓ１が例えば「Ｌ」レベルのときには、その信号Ｓ１はインバータ１２で反転されて「Ｈ」レベルとなり、これがスイッチＳＷ３、ＳＷ４に供給される。この結果、スイッチＳＷ１、ＳＷ２がオフとなり、スイッチＳＷ３、ＳＷ４がオンとなる。このため、第１アンテナ４は導波器として機能し、第２アンテナ５は反射器として機能するので、アンテナ全体の指向性は図１の矢印Ｂ方向となる。
【００２０】
次に、図１に示す指向性切替えアンテナを適用した無線通信機の構成について、図３を参照して説明する。
この例では、無線通信機として無線ＬＡＮに使用される移動機（子機）に適用した場合について説明する。
この無線通信機は、図３に示すように、図１に示す指向性切替えアンテナ１と、アンテナ切替え部１４と、受信部１５と、送信部１６と、べースバンド処理部１７と、通信制御部１８と、アンテナ制御部１９、指向性設定部２０と、を備えている。
【００２１】
データを受信する場合には、アンテナ切替え部１４が有する切替えスイッチ２１により、図示のように指向性切替えアンテナ１と受信部１５が接続されるようになっている。そして、この時には、指向性切替えアンテナ１で受信した受信電圧が受信部１５で増幅された後、ベースバンド処理部１７でデータが復調されて通信制御部１８に供給されるようになっている。
【００２２】
一方、データを送信する場合には、切替えスイッチ２１により、指向性切替えアンテナ１と送信部１６が接続されるようになっている。そして、この時には、例えばパーソナルコンピュータから通信制御部１８にデータが入力されると、そのデータに基づいてベースバンド処理部１７で変調波が生成され、その変調波は送信部１６で電力増幅されたのち指向性切替えアンテナ１から放射されるようになっている。
【００２３】
アンテナ制御部１９は、データの受信時に、受信電界強度、すなわちベースバンド処理部１７で生成される信号の強度を検出し、その検出強度に基づいて指向性切替えアンテナ１の指向性を図１の矢印Ａ方向または矢印Ｂ方向に決定するために、指向性切替えアンテナ１のスイッチＳＷ１〜ＳＷ４を制御するようになっている。
【００２４】
また、アンテナ制御部１９は、指向性設定部２０により使用者が指向性切替えアンテナ１の指向性を、図１の矢印Ａ方向または矢印Ｂ方向のうちから選択すると、その選択された指向性となるようにスイッチＳＷ１〜ＳＷ４を制御するようになっている。
次に、このような構成からなる無線通信機のアンテナ制御部１９の制御動作について説明する。
【００２５】
ここで、アンテナ制御部１９は、データの受信の開始時に指向性切替えアンテナ１の指向性を自動的に決定する場合と、指向性設定部２０からの使用者の任意の指示に基づいてその指向性を決定する場合とがあるので、以下にこれらについて順に説明する。
まず、アンテナ制御部１９が、データの受信の開始時に、指向性切替えアンテナ１の指向性を自動的に決定する場合について説明する。
【００２６】
この場合には、そのデータの受信の開始時に、アンテナ制御部１９は、例えば指向性切替え信号Ｓ１を「Ｈ」レベルとする。これにより、例えばスイッチＳＷ１、ＳＷ２がオンとなり、スイッチＳＷ３、ＳＷ４がオフとなるので、第１アンテナ４は反射器として機能し、第２アンテナ５は導波器として機能するようになる。
【００２７】
このときには、指向性切替えアンテナ１で受信した受信電圧が受信部１５で増幅された後、ベースバンド処理部１７でデータが復調される。そこで、アンテナ制御部１９は、その復調データの一部を受け取ってその強度を検出し、それを第１の検出強度としていったん記憶する。
次に、アンテナ制御部１９は、指向性切替え信号Ｓ１を「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに切り替える。これにより、スイッチＳＷ１、ＳＷ２がオンからオフに切り替わり、スイッチＳＷ３、ＳＷ４がオフからオンに切り替わるので、第１アンテナ４は反射器から導波器に切り替わり、第２アンテナ５は導波器から反射器に切り替わる。
【００２８】
このときにも、アンテナ制御部１９は、ベースバンド処理部１７から復調データの一部を受け取ってその強度を検出し、それを第２の検出強度とする。さらに、アンテナ制御部１９は、第１の検出強度と第２の検出強度とを比較し、その比較結果に基づいて指向性切替えアンテナ１の指向性を図１の矢印Ａ方向または矢印Ｂ方向に決定する。
【００２９】
例えば、第１の検出強度が第２の検出強度よりも大きな場合には、指向性切替え信号Ｓ１を「Ｈ」レベルとする。この結果、スイッチＳＷ１、ＳＷ２がオンとなり、スイッチＳＷ３、ＳＷ４がオフとなり、指向性切替えアンテナ１の指向性が図１の矢印Ａ方向に決定される。
一方、第２の検出強度が第１の検出強度よりも大きな場合には、指向性切替え信号Ｓ１を「Ｌ」レベルとする。この結果、スイッチＳＷ１、ＳＷ２がオフとなり、スイッチＳＷ３、ＳＷ４がオンとなり、指向性切替えアンテナ１の指向性を図１の矢印Ｂ方向に決定される。
【００３０】
以後、データの受信が終了されるまで、その決定された指向性切替えアンテナ１の指向性が維持される。
次に、アンテナ制御部１９が、指向性設定部２０からの任意の指示に基づき、指向性切替えアンテナ１の指向性を決定する場合について説明する。
この場合には、使用者は、例えば指向性設定部２０に設けたアンテナの指向性を選択するボタンの操作により、指向性切替えアンテナ１の指向性を図１の矢印Ａ方向または矢印Ｂ方向をのうちのいずれかを選択する。アンテナ制御部１９は、その選択情報を受け取ると、その選択情報に基づいてスイッチＳＷ１〜ＳＷ４のオンオフ制御を行う。
【００３１】
すなわち、アンテナの指向性として矢印Ａ方向が選択された場合には、指向性切替え信号Ｓ１を「Ｈ」レベルとする。この結果、スイッチＳＷ１、ＳＷ２がオンとなり、スイッチＳＷ３、ＳＷ４がオフとなり、その選択した指向性を利用することができる。
一方、アンテナの指向性として矢印Ｂ方向が選択された場合には、指向性切替え信号Ｓ１を「Ｌ」レベルとする。この結果、スイッチＳＷ１、ＳＷ２がオフとなり、スイッチＳＷ３、ＳＷ４がオンとなり、その選択した指向性を利用することができる。
【００３２】
以上説明したように、第１実施形態に係る指向性切替えアンテナでは、通信の状況に応じて自動的に、または任意の設定に応じて手動的に、アンテナの指向性を図１の矢印Ａ方向または矢印Ｂ方向のいずれかに選択できるようにした。
このため、従来に比べて、小型形状であっても、十分な指向性が得られ、同じ送信出力である無線通信機であれば、より遠距離の通信が可能となる。換言すると、従来のアンテナを使用した無線通信機と同等の通信距離、通信品質を得るためであれば、従来よりも低い送信電力とすることができ、特に、電源として電池を使用する移動機では、電池の消費の低減化を図ることができる。
【００３３】
また、第１実施形態に係る指向性切替えアンテナでは、通信の相手方のいない方向への電波の放射を低減できるので、他の通信への妨害を低減することができる。
さらに、第１実施形態に係る指向性切り替えアンテナでは、第１アンテナ４および第２アンテナ５の電気長さを切り替えるためにスイッチを使用するようにしたので、高周波特性の優れたアンテナとすることができる。
【００３４】
なお、第１実施形態に係る指向性切り替えアンテナでは、図１に示すように、第１アンテナ４と第２アンテナ５とを１個ずつとしたが、これに代えて、第１アンテナ４を２個以上にするとともに、第２アンテナ５を２個以上にし、さらに指向性を鋭くするようにしても良い。
次に、本発明の指向性切替えアンテナの第２実施形態の構成について、図４を参照して説明する。
【００３５】
図１に示す第１実施形態に係る指向性切替えアンテナ１は、第１アンテナ４を反射器として使用するときには第２アンテナ５を導波器として使用し、第１アンテナ４を導波器として使用するときには第２アンテナ５を反射器として使用するようにしたものである。
この第２実施形態に係る指向性切替えアンテナ１Ａは、上記のような使用の他に、さらに、第１アンテナ４および第２アンテナ５をいずれも反射器として使用でき、第１アンテナ４および第２アンテナ５をいずれも導波器として使用できるようにし、もって、通信状況、通信環境などに応じて最適な指向性が得られるようにしたものである。
【００３６】
このため、この第２実施形態に係る指向性切替えアンテナ１Ａは、図４に示すように、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４を指向性切替え信号Ｓ２〜Ｓ５により個別に制御するように構成されている。
なお、この第２実施形態に係る指向性切替えアンテナ１Ａの他の部分の構成は、図１に示す指向性切替えアンテナ１の構成と基本的に同一であるので、同一の構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００３７】
次に、このような構成からなる指向性切替えアンテナ１Ａの動作例について説明する。
まず、第１アンテナ４を反射器として機能させ、第２アンテナ５を導波器として機能させたい場合には、例えば指向性切替え信号Ｓ２、Ｓ３を「Ｈ」レベルとし、指向性切替え信号Ｓ４、Ｓ５を「Ｌ」レベルとする。これにより、スイッチＳＷ１、ＳＷ２がオンとなり、スイッチＳＷ３、ＳＷ４がオフとなって第１アンテナ４が反射器となり、第２アンテナ５が導波器となる。このため、アンテナ全体の指向性は図４の矢印Ａ方向となり、その指向性は例えば図２に示すようになる。
【００３８】
また、第１アンテナ４を導波器として機能させ、第２アンテナ５を反射器として機能させたい場合には、例えば指向性切替え信号Ｓ２、Ｓ３を「Ｌ」レベルとし、指向性切替え信号Ｓ４、Ｓ５を「Ｈ」レベルとする。これにより、スイッチＳＷ１、ＳＷ２がオフとなり、スイッチＳＷ３、ＳＷ４がオンとなって第１アンテナ４が導波器となり、第２アンテナ５が反射器となる。このため、アンテナ全体の指向性は図４の矢印Ｂの方向となる。
【００３９】
さらに、第１アンテナ４および第２アンテナ５をいずれも反射器として機能させたい場合は、例えば指向性切替え信号Ｓ２〜Ｓ５をいずれも「Ｈ」レベルとする。これにより、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４がいずれもオンとなり、第１アンテナ４および第２アンテナ５がいずれも反射器となり、アンテナ全体の指向性は例えば図５に示すようになる。
【００４０】
さらにまた、第１アンテナ４および第２アンテナ５をいずれも導波器として機能させたい場合は、例えば指向性切替え信号Ｓ２〜Ｓ５をいずれも「Ｌ」レベルとする。これにより、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４がいずれもオフとなり、第１アンテナ４および第２アンテナ５がいずれも導波器となり、アンテナ全体の指向性は例えば図６に示すようになる。
【００４１】
次に、図４に示す指向性切替えアンテナを適用した無線通信機の構成について、図７を参照して説明する。
この例では、無線通信機として無線ＬＡＮに使用される移動機に適用した場合について説明する。
この無線通信機は、図７に示すように、図４に示す指向性切替えアンテナ１Ａと、アンテナ切替え部１４と、受信部１５と、送信部１６と、べースバンド処理部１７と、通信制御部１８と、アンテナ制御部１９Ａ、指向性設定部２０Ａと、を備えている。
【００４２】
データを受信する場合には、アンテナ切替え部１４が有する切替えスイッチ２１により、図示のように指向性切替えアンテナ１Ａと受信部１５が接続されるようになっている。そして、この時には、指向性切替えアンテナ１Ａで受信した受信電圧が受信部１５で増幅された後、ベースバンド処理部１７でデータが復調されて通信制御部１８に供給されるようになっている。
【００４３】
一方、データを送信する場合には、切替えスイッチ２１により、指向性切替えアンテナ１Ａと送信部１６が接続されるようになっている。そして、この時には、例えばパーソナルコンピュータから通信制御部１８にデータが入力されると、そのデータに基づいてベースバンド処理部１７で変調波が生成され、その変調波は送信部１６で電力増幅されたのち指向性切替えアンテナ１Ａから放射されるようになっている。
【００４４】
アンテナ制御部１９Ａは、通信の開始に先立って、あらゆる方向からの電波を受信して通信帯域内の通信状況を把握するとともに、通信の開始時に、受信電界強度、すなわちベースバンド処理部１７で生成される信号の強度を検出し、その検出強度に基づいて指向性切替えアンテナ１Ａの指向性を最適なものを決定するために、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４を制御するようになっている。
【００４５】
また、アンテナ制御部１９Ａは、指向性設定部２０Ａにより使用者が指向性切替えアンテナ１Ａの指向性を任意に選択すると、その選択された指向性となるように指向性切替えアンテナ１ＡのスイッチＳＷ１〜ＳＷ４を制御するようになっている。
次に、このような構成からなる無線通信機のアンテナ制御部１９Ａの制御動作について説明する。
【００４６】
ここで、アンテナ制御部１９Ａは、特定の相手方と通信を確立する以前に、通信帯域内の通信状況を把握できるようにし、通信の開始時に指向性切替えアンテナ１Ａの指向性を自動的に決定する場合と、指向性設定部２０Ａからの使用者の任意の指示に基づきその指向性を決定する場合があるので、以下にこれらについて順に説明する。
【００４７】
まず、アンテナ制御部１９Ａが、通信の開始時に、指向性切替えアンテナ１Ａの指向性を自動的に決定する場合について説明する。
この場合には、その通信の開始に先立ち、通信制御部１８からの指示に基づいて、アンテナ制御部１９Ａは、指向性切替え信号Ｓ２〜Ｓ５をいずれも「Ｈ」レベルとする。これにより、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４がいずれもオンとなり、第１アンテナ４および第２アンテナ５がいずれも反射器となり、アンテナ全体の指向性は例えば図５に示すように無指向性となる。
【００４８】
このため、特定の相手方との通信の開始に先立って、受信部１５はあらゆる方向からの電波を受信できるので、通信制御部１８は通信帯域内の通信状況を的確に把握できる。そして、特定の相手方と通信が可能な場合には、通信制御部１８は、アンテナ制御部１９Ａが次の動作に移行するように指示する。
この指示に基づき、アンテナ制御部１９Ａは、例えば指向性切替え信号Ｓ１を「Ｈ」レベルとする。これにより、例えばスイッチＳＷ１、ＳＷ２がオンとなり、スイッチＳＷ３、ＳＷ４がオフとなるので、第１アンテナ４は反射器として機能し、第２アンテナ５は導波器として機能するようになる。
【００４９】
このときには、指向性切替えアンテナ１Ａで受信した受信電圧が受信部１５で増幅された後、ベースバンド処理部１７でデータが復調される。そこで、アンテナ制御部１９Ａは、その復調データの一部を受け取ってその強度を検出し、それを第１の検出強度としていったん記憶する。
次に、アンテナ制御部１９Ａは、指向性切替え信号Ｓ１を「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに切り替える。これにより、スイッチＳＷ１、ＳＷ２がオンからオフに切り替わり、スイッチＳＷ３、ＳＷ４がオフからオンに切り替わるので、第１アンテナ４は反射器から導波器に切り替わり、第２アンテナ５は導波器から反射器に切り替わる。
【００５０】
このときにも、アンテナ制御部１９Ａは、ベースバンド処理部１７から復調データの一部を受け取ってその強度を検出し、それを第２の検出強度とする。さらに、アンテナ制御部１９Ａは、第１の検出強度と第２の検出強度とを比較し、その比較結果に基づいて指向性切替えアンテナ１Ａの指向性を図４の矢印Ａ方向または矢印Ｂ方向に決定する。
【００５１】
例えば、第１の検出強度が第２の検出強度よりも大きな場合には、指向性切替え信号Ｓ１を「Ｈ」レベルとする。この結果、スイッチＳＷ１、ＳＷ２がオンとなり、スイッチＳＷ３、ＳＷ４がオフとなり、指向性切替えアンテナ１Ａの指向性が図４の矢印Ａ方向に決定される。
一方、第２の検出強度が第１の検出強度よりも大きな場合には、指向性切替え信号Ｓ１を「Ｌ」レベルとする。この結果、スイッチＳＷ１、ＳＷ２がオフとなり、スイッチＳＷ３、ＳＷ４がオンとなり、指向性切替えアンテナ１Ａの指向性を図４の矢印Ｂ方向に決定される。
【００５２】
以後、通信が終了するまで、その決定された指向性切替えアンテナ１Ａの指向性が維持される。
次に、アンテナ制御部１９Ａが、指向性設定部２０Ａからの任意の指示に基づき、指向性切替えアンテナ１Ａの指向性を決定する場合の動作について以下に説明する。
【００５３】
この場合には、使用者は、例えば指向性設定部２０Ａに設けた指向性切替えアンテナ１Ａの指向性を選択するボタンの操作により、その指向性を、図４の矢印Ａ方向の指向性、その矢印Ｂ方向の指向性、図５のような無指向性、または図６のような双指向性のうちからその１つを選択する。アンテナ制御部１９Ａは、その選択された指向性に係る情報を受け取ると、その選択された指向性のアンテナが得られるようにスイッチＳＷ１〜ＳＷ４のオンオフ制御を行う。
【００５４】
すなわち、矢印Ａ方向の指向性が選択された場合には、指向性切替え信号Ｓ２、Ｓ３のみを「Ｈ」レベルとする。この結果、スイッチＳＷ１、ＳＷ２がオンとなり、スイッチＳＷ３、ＳＷ４がオフとなり、指向性切替えアンテナ１Ａはその選択された指向性を有する八木アンテナとなる。
また、矢印Ｂ方向の指向性が選択された場合には、指向性切替え信号Ｓ４、Ｓ５のみを「Ｈ」レベルとする。この結果、スイッチＳＷ１、ＳＷ２がオフとなり、スイッチＳＷ３、ＳＷ４がオンとなり、指向性切替えアンテナ１Ａはその選択された指向性を有する八木アンテナとなる。
【００５５】
さらに、無指向性が選択された場合には、指向性切替え信号Ｓ２〜Ｓ５をいずれも「Ｈ」レベルとする。これにより、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４がいずれもオンとなり、第１アンテナ４および第２アンテナ５がいずれも反射器となり、指向性切替えアンテナ１Ａはその選択された無指向性アンテナとなる。
さらにまた、双指向性が選択された場合には、指向性切替え信号Ｓ２〜Ｓ５をいずれも「Ｌ」レベルとする。これにより、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４がいずれもオフとなり、第１アンテナ４および第２アンテナ５がいずれも導波器となり、指向性切替えアンテナ１Ａはその選択された双指向性アンテナとなる。
【００５６】
ここで、指向性切り替えアンテナ１Ａを図６のように双指向性アンテナとして使用するのは、以下のような場合である。
すなわち、細長い部屋や廊下、またはトンネル内などで通信の相手方が直線上になるような場合には、放射器３の前後方向に指向性を持たせるのが好ましいからである。この場合には、ダイポールアンテナなどの双指向性のアンテナを使用することも可能であるが、指向性切り替えアンテナ１Ａを使用すれば、利得が最大方向の利得は、ダイポールアンテナの利得よりも大きくなり、効率の良い通信ができる。
【００５７】
以上説明したように、第２実施形態に係る指向性切替えアンテナでは、ＳＷ１〜ＳＷ４の切替えにより４つの指向性の実現できるようにした。このため、通信状況、通信環境、または使用者の設定などにより、最適また所望の指向性を選択して使用できる。
なお、上記の各実施形態に係る指向性切替えアンテナは、プリント基板上に設けるようにしたが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、指向性切替えアンテナの構成素子を棒状の導体で形成する場合には、その各導体を適宜な支持部材（絶縁部材）で支持して構成できる。
【００５８】
また、上記の例では、指向性切替えアンテナを適用した無線通信機として無線ＬＡＮの移動機（子機）について説明した。しかし、指向性切替えアンテナが適用される無線通信機は、上記の他に、移動用または固定用の各種の無線通信機が可能である。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、小型形状であっても、十分な指向性が得られ、同じ送信出力である無線通信システムであれば、より遠距離の通信が可能となる。
また、本発明によれば、通信状況や通信環境などに応じて最適な指向性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の指向性切替えアンテナの第１実施形態の構成を示す平面図である。
【図２】その第１実施形態の平面内での指向性の一例を示す図である。
【図３】その第１実施形態に係る指向性切替えアンテナを適用した無線通信機の一例を示すブロック図である。
【図４】本発明の指向性切替えアンテナの第２実施形態の構成を示す平面図である。
【図５】その第２実施形態の平面内での指向性の一例を示す図である。
【図６】その第２実施形態の平面内での指向性の他の例を示す図である。
【図７】その第２実施形態に係る指向性切替えアンテナを適用した無線通信機の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
ＳＷ１〜ＳＷ２はスイッチ、１、１Ａは指向性切替えアンテナ、２はプリント基板、３は放射器、４は第１アンテナ、５は第２アンテナ、６、９は中央部、７、８、１０、１１は先端部、１９、１９Ａはアンテナ制御部、２０、２０Ａ　は指向性設定部である。
【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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