(57)【要約】【課題】比較的短時間で最適セクタを見つけることが可能なセクタアンテナ装置及びその給電回路を提供する。【解決手段】平板状基板（２）上に、複数個の分離空間を形成する反射板（３）が配置され、分離空間の各々に放射アンテナ（１−１，１−２…）が備えられたセクタアンテナ装置である。これらのアンテナ放射素子を給電するアンテナ給電回路は、給電端（１０）からの高周波線路（５−１）を２分岐する２分岐高周波線路（１１，１２）の分岐出力となる二つの高周波線路（５−２，５−３）内で、２分岐高周波線路の２分岐点（５）から使用周波数の１／４波長の電気長の整数倍の位置に配置された高周波用オン／オフ・スイッチ（６−１，６−２）のオン／オフにより、給電端からの高周波エネルギーを分岐するデバイダ、または、選択された分岐高周波線路のエネルギーを通すスタブとしての機能を持たせている。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状基板と、
該平板状基板の一面上に、複数の導体平板が前記基板上で互いに交叉しかつ前記平板状基板の一面に直交するように放射状に配置されて、４個の分離空間を形成した反射板と、
前記４個の分離空間のおのおのを構成する前記平板状基板の一面上に、該一面部分を前記基板の中央位置を通って２等分する半直線に沿うように、それぞれ配置された４個の放射アンテナとを備え、
前記平板状基板の一面上にはグランド導体が形成され、該平板状基板の他面上には前記４個の放射アンテナの給電路導体が形成されたセクタアンテナ装置であって、
前記４個の放射アンテナの給電路導体は、該平板状基板の他面上で第一の２分岐形インピーダンス変換器を形成して２分岐され、
該第一の２分岐形インピーダンス変換器の２分岐端の一方は、第二の２分岐形インピーダンス変換器を形成してさらに２分岐され、
該第一の２分岐形インピーダンス変換器の２分岐端の他方は、第三の２分岐形インピーダンス変換器を形成してさらに２分岐され、
前記第二の２分岐形インピーダンス変換器の２分岐端は、前記４個の放射アンテナのうちの相隣る一方の２個の放射アンテナの給電端に接続された給電路導体に連結されており、
前記第三の２分岐形インピーダンス変換器の２分岐端は、前記４個の放射アンテナのうちの相隣る他方の２個の放射アンテナの給電端に接続された給電路導体に連結されており、
前記第一の２分岐形インピーダンス変換器と前記第二の２分岐形インピーダンス変換器との接続位置と、前記第一の２分岐形インピーダンス変換器と前記第三の２分岐形インピーダンス変換器との接続位置と、前記第二の２分岐形インピーダンス変換器の２分岐端と、前記第三の２分岐形インピーダンス変換器の２分岐端とのおのおのには、オンオフ動作のアンテナスイッチが設けられているように構成された
セクタアンテナ装置。
【請求項２】
前記第一の２分岐形インピーダンス変換器の２分岐端の一方のみが前記アンテナスイッチにより接続状態となり、該接続状態となった分岐端に接続されている前記第二の２分岐形インピーダンス変換器または前記第三の２分岐形インピーダンス変換器の２分岐端の一方のみが前記アンテナスイッチにより接続状態となるように制御されて、前記４個の放射アンテナの一つが選択されたアンテナ特性が現出することを特徴とする請求項１に記載のセクタアンテナ装置。
【請求項３】
前記第一の２分岐形インピーダンス変換器の２分岐端の一方のみが前記アンテナスイッチにより接続状態となり、該接続状態となった分岐端に接続されている前記第二の２分岐形インピーダンス変換器または前記第三の２分岐形インピーダンス変換器の２分岐端の双方が前記アンテナスイッチにより接続状態となるように制御されて、前記４個の放射アンテナの二つが選択されたアンテナ特性が現出することを特徴とする請求項１に記載のセクタアンテナ装置。
【請求項４】
前記第一の２分岐形インピーダンス変換器の２分岐端の双方が前記アンテナスイッチにより接続状態となり、前記第二の２分岐形インピーダンス変換器および前記第三の２分岐形インピーダンス変換器の２分岐端の一方が前記アンテナスイッチにより接続状態となるように制御されて、前記４個の放射アンテナの二つが選択されたアンテナ特性が現出することを特徴とする請求項１に記載のセクタアンテナ装置。
【請求項５】
前記第一の２分岐形インピーダンス変換器，前記第二の２分岐形インピーダンス変換器および前記第三の２分岐形インピーダンス変換器の各２分岐端の双方が前記アンテナスイッチにより接続状態となるように制御されて、前記４個の放射アンテナがすべて選択されたアンテナ特性が現出することを特徴とする請求項１に記載のセクタアンテナ装置。
【請求項６】
平板状基板と、該平板状基板の一面上に配置された、各組が１個のアンテナ放射素子よりなる２組のアンテナ放射素子と、
該アンテナ放射素子を給電するために該平板状基板の他面上に配置されたアンテナ給電回路と、
前記２組のアンテナ放射素子のおのおのを、それぞれ対応する個別の方向のみに放射指向特性をもつセクタとなるように、互いに遮蔽する反射体と
を備えたセクタアンテナ装置であって、
前記アンテナ給電回路の給電端からの高周波線路を２分岐する２分岐高周波線路と、
該２分岐高周波線路の分岐出力となる二つの高周波線路内で、前記２分岐高周波線路の２分岐点から使用周波数の１／４波長の電気長の整数倍の位置に配置された高周波用オン／オフ・スイッチとを備え、
該高周波用オン／オフ・スイッチのオン／オフにより、前記給電端からの高周波エネルギーを分岐するデバイダ、または、選択された分岐高周波線路のエネルギーを通すスタブとしての機能を持つように制御されて、
前記２組のアンテナ放射素子のおのおのに対応する複数の放射指向特性の少なくとも一つに基づくセクタアンテナ特性が得られるように構成された
ことを特徴とするセクタアンテナ装置。
【請求項７】
前記使用周波数の１／４波長の電気長の整数倍は、偶数倍に設定されており、前記高周波用オン／オフ・スイッチのオン／オフにより、該高周波用オン／オフ・スイッチが挿入された前記分岐高周波線路の端部が短絡／開放に制御されることを特徴とする請求項１または請求項６に記載のセクタアンテナ装置。
【請求項８】
前記使用周波数の１／４波長の電気長の整数倍は、奇数倍に設定されており、前記高周波用オン／オフ・スイッチのオン／オフにより、該高周波用オン／オフ・スイッチが挿入された前記分岐高周波線路の端部が短絡されるか、または、接地されるかに制御されることを特徴とする請求項１または請求項６に記載のセクタアンテナ装置。
【請求項９】
さらに、
該２分岐高周波線路の２分岐出力のおのおのに、各２分岐出力を更に２分岐するために接続された少なくとも１つの追加２分岐高周波線路と、
該少なくとも一つの追加２分岐高周波線路により給電されに少なくとも一つの放射アンテナと、
該少なくとも１つの追加２分岐高周波線路の各々について、当該追加２分岐高周波線路の２分岐出力となる二つの高周波線路内で、該記追加２分岐高周波線路の２分岐点から使用周波数の１／４波長の電気長の整数倍の位置に配置された追加高周波用オン／オフ・スイッチとを備え、
該追加高周波用オン／オフ・スイッチのオン／オフにより、前記２分岐出力端からの高周波エネルギーを分岐するデバイダ、または、選択された分岐高周波線路のエネルギーを通すスタブとしての機能を持たせるように構成された
ことを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れかに記載のセクタアンテナ装置。
【請求項１０】
前記プリント基板を前記放射アンテナの個数に対応する複数個の領域に区分する複数個のセクタとなる前記反射板は、該複数個のセクタの各々を形成する二つの反射板部分が該反射板の中央位置に対して張る角度が、３６０度の該複数個分の１よりも大に成るようにして、各セクタ間の干渉を低減させるように構成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載のセクタアンテナ装置。
【請求項１１】
各組が少なくとも１個のアンテナ放射素子よりなる２組のアンテナ放射素子を給電するアンテナ給電回路において、
給電端からの高周波線路を２分岐する２分岐高周波線路と、
該２分岐高周波線路の分岐出力となる二つの高周波線路内で、前記２分岐高周波線路の２分岐点から使用周波数の１／４波長の電気長の整数倍の位置に配置された高周波用オン／オフ・スイッチとを備え、
該高周波用オン／オフ・スイッチのオン／オフにより、前記給電端からの高周波エネルギーを分岐するデバイダ、または、選択された分岐高周波線路のエネルギーを通すスタブとしての機能を持たせるように構成された
ことを特徴とするアンテナ給電回路。
【請求項１２】
前記使用周波数の１／４波長の電気長の整数倍は、偶数倍に設定されており、前記高周波用オン／オフ・スイッチのオン／オフにより、該高周波用オン／オフ・スイッチが挿入された前記分岐高周波線路の端部が短絡／開放に制御されることを特徴とする請求項１１に記載のアンテナ給電回路。
【請求項１３】
前記使用周波数の１／４波長の電気長の整数倍は、奇数倍に設定されており、前記高周波用オン／オフ・スイッチのオン／オフにより、該高周波用オン／オフ・スイッチが挿入された前記分岐高周波線路の端部が短絡されるか、または、接地されるかに制御されることを特徴とする請求項１１に記載のアンテナ給電回路。
【請求項１４】
さらに、
該２分岐高周波線路の２分岐出力のおのおのに、各２分岐出力を更に２分岐するために接続された少なくとも１つの追加２分岐高周波線路と、
該少なくとも１つの追加２分岐高周波線路の各々について、当該追加２分岐高周波線路の２分岐出力となる二つの高周波線路内で、該記追加２分岐高周波線路の２分岐点から使用周波数の１／４波長の電気長の整数倍の位置に配置された追加高周波用オン／オフ・スイッチとを備え、
該追加高周波用オン／オフ・スイッチのオン／オフにより、前記給電端からの高周波エネルギーを分岐するデバイダ、または、選択された分岐高周波線路のエネルギーを通すスタブとしての機能を持たせるように構成された
ことを特徴とする請求項１１乃至請求項１３の何れかに記載のアンテナ給電回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、室内及び屋外無線通信システムのアンテナ装置とその給電回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
室内無線通信システムでは、マルチパスフェージングによる通信品質の劣化が問題になる。これは送信アンテナから放射された電磁波が、壁などに反射して複数のパスを通ることになり、パス毎に異なる遅延時間を経て受信アンテナに到達するため、異なる遅延の複数電磁波の合成波が受信されることになり、これが受信誤り率を劣化させるものである。これを防ぐ目的で、セクタアンテナが用いられる。セクタアンテナは、異なる到来方向に強い指向特性を持つ複数のアンテナをアンテナスイッチで切り替えて、所望の受信波を最も良好な状態で受信可能なアンテナを選んで通信するものである。通常は、電界強度などが最も大きいものを選択する。
【０００３】
また、セクタアンテナは、特定の方向に強い指向特性を持ち、後方へは感度を持たないため、基地局において異なる基地局の端末への干渉波を抑圧して、周波数の利用効率を向上させることができる。即ち、例えば、基地局に４セクタアンテナを設置した場合、水平面内を４つに分割して、それぞれのセクタが各方向の電磁波を受信することになる。この場合、１方向へは感度を持つが、残りの３方向へは感度をもたないため、同じ周波数を用いる隣接ゾーンからの干渉が大幅に抑えられる。
【０００４】
これらは屋外無線通信システムにおいても全く同様に考えることが可能であり、マルチパスフェージングによる通信品質の劣化を抑え、他局間干渉を抑圧することができる。特に、周波数が高いと、これらの効果が大きく、また、セクタアンテナが小型に作られるので導入し易くなる（数ＧＨｚから数十ＧＨｚ）。さらに、セクタ数が多いと制御は複雑になるが、効果が大きい。（例えば、特許文献１参照）
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１５１２５４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来のセクタアンテナ装置はセクタ（放射アンテナ）を選択して通信を行うため、受信信号を評価してセクタの数だけ最適なセクタを選ぶ必要がある。このため、最適なセクタを選ぶために比較的多くの時間が必要である。これは、特に無線ＬＡＮなどのパケットを用いた通信において、問題となる。パケット通信では、パケット毎に最適なセクタを選択するが、最適セクタを選択する時間が長いとデータ伝送効率が低下することになる。この現象は、セクタ数が多くなると顕著であり、特に８セクタ，１２セクタなどになると、データ伝送効率は更に悪化する。また、セクタ数が多いと標準的なフレームフォーマットではセクタを選択する時間が足りなくなり、セクタアンテナを用いることができない。さらに、アイドリング状態（受信待ち状態）においてもセクタを選択しなければならないことから、常にセクタを切り替えてアイドリング状態になっていなければならず、複雑な制御が必要であり、特にセクタ数が多い場合は、電波を検出するためにも比較的多くの時間が必要である。
【０００７】
以上は、セクタアンテナを用いて受信する場合である。この場合、時間はかかるが最適セクタを選択するアルゴリズムが存在する。しかしながら、セクタアンテナを用いてパケットを送信する場合には、最適なセクタを選択するアルゴリズムは少々複雑である。この場合、セクタアンテナは各セクタを順次選択して送信して、受信した無線装置から最適なセクタをフィードバックしてもらい、最適なセクタ選択をする方法などがある。また、受信送信間隔で伝搬状態の変化が充分に、小さいという仮定が成立する場合には、受信時に選択した最適なセクタをそのまま送信アンテナに用いるなどの方法もある。
さらに、無線ＬＡＮにはブロードキャストやマルチキャストがある。これはアクセスポイントから全ての端末または複数の端末への送信であるが、従来のセクタアンテナを使用することは、セクタ数分だけ順番に選択して送信しなければならないので、伝送効率を悪化させていた。更に、この問題を解決する手段として無指向特性送信用アンテナをセクタアンテナとは別に用意して送信を行うものもある。
【０００８】
このように、セクタアンテナはその使用条件に制約があり、特にパケット通信ではセクタ選択に時間がかかるので、簡単に導入できない問題点があった。
【０００９】
本発明は、これら従来のセクタアンテナを用いた無線システムの欠点を考慮して、セクタ数が多くても比較的短時間で最適セクタを見つけることが可能であり、またアイドリング時の受信信号検出や送信を従来のセクタアンテナより遙に簡単な方法で行うことが可能なセクタアンテナ装置及びその給電回路を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明によるセクタアンテナ装置は、平板状基板と、
該平板状基板の一面上に、複数の導体平板が前記基板上で互いに交叉しかつ前記平板状基板の一面に直交するように放射状に配置されて、４個の分離空間を形成した反射板と、
前記４個の分離空間のおのおのを構成する前記平板状基板の一面上に、該一面部分を前記基板の中央位置を通って２等分する半直線に沿うように、それぞれ配置された４個の放射アンテナとを備え、
前記平板状基板の一面上にはグランド導体が形成され、該平板状基板の他面上には前記４個の放射アンテナの給電路導体が形成されたセクタアンテナ装置であって、
前記４個の放射アンテナの給電路導体は、該平板状基板の他面上で第一の２分岐形インピーダンス変換器を形成して２分岐され、
該第一の２分岐形インピーダンス変換器の２分岐端の一方は、第二の２分岐形インピーダンス変換器を形成してさらに２分岐され、
該第一の２分岐形インピーダンス変換器の２分岐端の他方は、第三の２分岐形インピーダンス変換器を形成してさらに２分岐され、
前記第二の２分岐形インピーダンス変換器の２分岐端は、前記４個の放射アンテナのうちの相隣る一方の２個の放射アンテナの給電端に接続された給電路導体に連結されており、
前記第三の２分岐形インピーダンス変換器の２分岐端は、前記４個の放射アンテナのうちの相隣る他方の２個の放射アンテナの給電端に接続された給電路導体に連結されており、
前記第一の２分岐形インピーダンス変換器と前記第二の２分岐形インピーダンス変換器との接続位置と、前記第一の２分岐形インピーダンス変換器と前記第三の２分岐形インピーダンス変換器との接続位置と、前記第二の２分岐形インピーダンス変換器の２分岐端と、前記第三の２分岐形インピーダンス変換器の２分岐端とのおのおのには、オンオフ動作のアンテナスイッチが設けられているように構成されている。
【００１１】
さらに、前記第一の２分岐形インピーダンス変換器の２分岐端の一方のみが前記アンテナスイッチにより接続状態となり、該接続状態となった分岐端に接続されている前記第二の２分岐形インピーダンス変換器または前記第三の２分岐形インピーダンス変換器の２分岐端の一方のみが前記アンテナスイッチにより接続状態となるように制御されて、前記４個の放射アンテナの一つが選択されたアンテナ特性が現出させるように構成することができる。
また、前記第一の２分岐形インピーダンス変換器の２分岐端の一方のみが前記アンテナスイッチにより接続状態となり、該接続状態となった分岐端に接続されている前記第二の２分岐形インピーダンス変換器または前記第三の２分岐形インピーダンス変換器の２分岐端の双方が前記アンテナスイッチにより接続状態となるように制御されて、前記４個の放射アンテナの二つが選択されたアンテナ特性が現出させるように構成することができる。
さらに、前記第一の２分岐形インピーダンス変換器の２分岐端の双方が前記アンテナスイッチにより接続状態となり、前記第二の２分岐形インピーダンス変換器および前記第三の２分岐形インピーダンス変換器の２分岐端の一方が前記アンテナスイッチにより接続状態となるように制御されて、前記４個の放射アンテナの二つが選択されたアンテナ特性が現出させるように構成することができる。
また、前記第一の２分岐形インピーダンス変換器，前記第二の２分岐形インピーダンス変換器および前記第三の２分岐形インピーダンス変換器の各２分岐端の双方が前記アンテナスイッチにより接続状態となるように制御されて、前記４個の放射アンテナがすべて選択されたアンテナ特性が現出させるように構成することができる。
【００１２】
また、本発明によるセクタアンテナ装置は、平板状基板と、該平板状基板上に配置された、各組が少なくとも１個のアンテナ放射素子よりなる２組のアンテナ放射素子と、
該アンテナ放射素子を給電するために該平板状基板の他面上に配置されたアンテナ給電回路と、
前記２組のアンテナ放射素子のおのおのを、それぞれ対応する個別の方向のみに放射指向特性をもつセクタとなるように、互いに遮蔽する反射体と
を備えたセクタアンテナ装置であって、
前記アンテナ給電回路の給電端からの高周波線路を２分岐する２分岐高周波線路と、
該２分岐高周波線路の分岐出力となる二つの高周波線路内で、前記２分岐高周波線路の２分岐点から使用周波数の１／４波長の電気長の整数倍の位置に配置された高周波用オン／オフ・スイッチとを備え、
該高周波用オン／オフ・スイッチのオン／オフにより、前記給電端からの高周波エネルギーを分岐するデバイダ、または、選択された分岐高周波線路のエネルギーを通すスタブとしての機能を持つように制御されて、
前記２組のアンテナ放射素子のおのおのに対応する複数の放射指向特性の少なくとも一つに基づくセクタアンテナ特性が得られるように構成されている。
【００１３】
前記使用周波数の１／４波長の電気長の整数倍が、偶数倍に設定されたとき、前記高周波用オン／オフ・スイッチのオン／オフにより、該高周波用オン／オフ・スイッチが挿入された前記分岐高周波線路の端部が短絡／開放に制御される。前記使用周波数の１／４波長の電気長の整数倍が、奇数倍に設定されたとき、前記高周波用オン／オフ・スイッチのオン／オフにより、該高周波用オン／オフ・スイッチが挿入された前記分岐高周波線路の端部が短絡されるか、または、接地されるかに制御される。
【００１４】
さらに、該２分岐高周波線路の２分岐出力のおのおのに、各２分岐出力を更に２分岐するために接続された少なくとも１つの追加２分岐高周波線路と、
該少なくとも１つの追加２分岐高周波線路の各々について、当該追加２分岐高周波線路の２分岐出力となる二つの高周波線路内で、該記追加２分岐高周波線路の２分岐点から使用周波数の１／４波長の電気長の整数倍の位置に配置された追加高周波用オン／オフ・スイッチとを備え、
該追加高周波用オン／オフ・スイッチのオン／オフにより、前記２分岐出力端からの高周波エネルギーを分岐するデバイダ、または、選択された分岐高周波線路のエネルギーを通すスタブとしての機能を持たせるように構成することができる。
【００１５】
以上のセクタアンテナ装置において、前記プリント基板を前記放射アンテナの個数に対応する複数個の領域に区分する複数個のセクタとなる前記反射板は、該複数個のセクタの各々を形成する二つの反射板部分が該反射板の中央位置に対して張る角度が、３６０度の該複数個分の１よりも大に成るようにして、各セクタ間の干渉を低減させるように構成することができる。
【００１６】
また、本発明によるアンテナ給電回路は、各組が少なくとも１個のアンテナ放射素子よりなる２組のアンテナ放射素子を給電するアンテナ給電回路において、
給電端からの高周波線路を２分岐する２分岐高周波線路と、
該２分岐高周波線路の分岐出力となる二つの高周波線路内で、前記２分岐高周波線路の２分岐点から使用周波数の１／４波長の電気長の整数倍の位置に配置された高周波用オン／オフ・スイッチとを備え、
該高周波用オン／オフ・スイッチのオン／オフにより、前記給電端からの高周波エネルギーを分岐するデバイダ、または、選択された分岐高周波線路のエネルギーを通すスタブとしての機能を持たせるように構成されている。
【００１７】
前記使用周波数の１／４波長の電気長の整数倍は、偶数倍に設定されたとき、前記高周波用オン／オフ・スイッチのオン／オフにより、該高周波用オン／オフ・スイッチが挿入された前記分岐高周波線路の端部が短絡／開放に制御される。前記使用周波数の１／４波長の電気長の整数倍は、奇数倍に設定されたとき、前記高周波用オン／オフ・スイッチのオン／オフにより、該高周波用オン／オフ・スイッチが挿入された前記分岐高周波線路の端部が短絡されるか、または、接地されるかに制御される。
【００１８】
さらに、該２分岐高周波線路の２分岐出力のおのおのに、各２分岐出力を更に２分岐するために接続された少なくとも１つの追加２分岐高周波線路と、
該少なくとも１つの追加２分岐高周波線路の各々について、当該追加２分岐高周波線路の２分岐出力となる二つの高周波線路内で、該記追加２分岐高周波線路の２分岐点から使用周波数の１／４波長の電気長の整数倍の位置に配置された追加高周波用オン／オフ・スイッチとを備え、
該追加高周波用オン／オフ・スイッチのオン／オフにより、前記給電端からの高周波エネルギーを分岐するデバイダ、または、選択された分岐高周波線路のエネルギーを通すスタブとしての機能を持たせるように構成することができる。
【００１９】
【作用】
本発明によるセクタアンテナ装置及びその給電回路を用いた無線システムは、マルチパスフェージングにおける遅延波の明確な分離が可能である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施例を示す図面である。図１は、本発明のセクタアンテナを示す図であり、ここでは４つのセクタに分割されている。１−１から１−４は、それぞれ各セクタを構成する放射アンテナであり、ここでは、スリーブアンテナもしくは１／２波長ホイップアンテナが用いられる。２は、給電用プリント基板であり、上面はグランド板１０になっており、下面（矢印４の方向から見た面）はストリップ線路を用いた給電回路が構成されている。３は、各セクタを区切るための金属の板であり、１−１から１−４までのアンテナから放射された電磁波が干渉しないように、４分割している。さらに、この金属の板３は、各放射アンテナの反射板の役割を持ち、セクタアンテナの指向特性を単方向に限定すると共に利得を向上させている。各放射アンテナとセクタアンテナ中心（給電用プリント基板の中心）との距離は０．２５波長から０．７波長、または１．５波長などにすれば、放射アンテナからの直接波と金属の板からの反射波が強め合い、利得が向上する。ここまでの構成は、従来のセクタアンテナ装置と同じである。次に給電用プリント基板２を説明する。
【００２１】
図１における給電用プリント基板２の下面（図１の方向４から見た面）を図２（ａ）に示す。給電用プリント基板は、高周波用の両面基板又は多層基板を用いて作成する。図２（ａ）において表面（図１の下面に相当）にはマイクロストリップラインを用いた給電回路が構成されており、図２（ａ）の裏面（図１の上面に相当）は全面グランド板２０である。図２（ａ）において、５−１から５−７はマイクロストリップラインであり、エネルギを各放射アンテナへ運ぶ働きをする。マイクロストリップライン５−４から５−７までは、特性インピーダンスが５０オームである。マイクロストリップライン５−１から５−３については、後述する。９は、この給電用プリント基板の上面に構成されたマイクロストリップラインであり、スルーホール８でマイクロストリップライン５−１と短絡する。上面では、マイクロストリップライン９が存在する部分だけ、グランド板２０が取り除かれている。１０は、同軸を取り付けるためのコネクタであり、中心導体がマイクロストリップライン９に短絡し、コネクタ１０のグランドが給電用プリント基板のグランド板２０に短絡する。このときコネクタ１０のグランドを給電用プリント基板のグランド板２０と短絡するため、上側のグランドを下側にあるコネクタに複数のスルーホール等で短絡してもよい。
【００２２】
図２（ａ）において、６−１から６−６はアンテナスイッチで高周波信号をスイッチングする。このスイッチの働きを図１４（ａ）に示す。このように、アンテナスイッチは、両側のマイクロストリップラインを短絡または開放する。言い換えると、アンテナスイッチは信号を接続するか遮断する。これらのアンテナスイッチでは、制御信号等が必要であるが、動作原理の説明のため、制御信号は省略する。７−１から７−４は各放射アンテナの給電点であり、これらの給電点７−１〜７−４から各放射アンテナ１−１〜１−４にエネルギが供給される。各放射アンテナ１−１〜１−４のグランドは、給電用プリント基板２の上面のグランド２０（図１参照）に短絡する。
【００２３】
図２（ｂ）には図２（ａ）のマイクロストリップライン５−１，５−２，５−３の一部を拡大して再掲する。５−１はマイクロストリップラインであり、一部省略されている。６−１，６−２はアンテナスイッチである。前述したように、これらのアンテナスイッチは図１４（ｂ）に示す働きをする。また、マイクロストリップライン５−２と５−３は一部のみを再掲し、残りの部分は省略した。図２（ｂ）において、マイクロストリップライン５−１は、ある区間１１，１２を除いて特性インピーダンスが５０オームである。
【００２４】
ここで、アンテナスイッチ６−１，６−２をＯＮ（接続）にすると、マイクロストリップライン５−１はデバイダと考えられ、この場合に区間１１，１２はインピーダンス変換器である。インピーダンス変換器は、異なる２つのインピーダンスＺ１，Ｚ２を変換する電気長１／４波長のマイクロストリップラインであり、その特性インピーダンスは通常
【数１】
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である。
この特性インピーダンスを持つように、区間１１，１２のマイクロストリップラインの幅を選択すれば、最も損失が少ない。ここで、ポイント１３，１４は特性インピーダンス５０オームであり、ポイント１５は２分岐しているため、特性インピーダンスは１００オームとなる。このデバイダにより、エネルギは２分岐され、２つのマイクロストリップラインに分岐される。区間１１，１２のストリップラインの特性インピーダンスは、（１００×５０）１／２  ≒７１Ωであり、この値にすると、損失なしにエネルギを分岐することができる。しかしながら、本発明では、区間１１，１２の特性インピーダンスを別の考え方で求めている。これは後述する。
【００２５】
さらにアンテナスイッチ６−１をＯＮ（接続）とし、アンテナスイッチ６−２をＯＦＦ（遮断）と仮定する。このとき、２分岐ポイント１５からアンテナスイッチ６−２までのマイクロストリップラインは、先端がオープンであるスタブとみなせる。このとき、このオープンスタブの長さは１／２波長である。長さ１／２波長のオープンスタブは、幹のストリップラインには何ら影響を与えない。そのため、２分岐ポイント１５から折曲りポイント１３を通り、アンテナスイッチ６−２までのマイクロストリップラインは、２分岐ポイント１５から折曲りポイント１４を通り、アンテナスイッチ６−１に至るマイクロストリップライン上のエネルギの流れには影響を与えない。
【００２６】
この原理を利用すると、図２（ｂ）において分岐ポイント１５からエネルギを、折曲りポイント１３側のみに分岐させることと、折曲りポイント１４側のみに分岐させることと、両方に供給することの３通りの選択が可能でる。
【００２７】
ここでは、図２（ｂ）のように構成したマイクロストリップラインを、デバイダとして用いたり、スタブとして用いたりしたが、このとき区間１１，１２のマイクロストリップラインの最適な幅が異なる。デバイダとして用いる場合、これを前述のようにインピーダンス変換器の原理に基づいた幅にするのがよい。一方、オープンスタブとして用いる場合には、特性インピーダンス５０オームの幅とするのがよい。これらを考慮して、本発明では、区間１１と１２の幅をインピーダンス変換器の原理に基づいた幅と特性インピーダンス５０オームの幅のほぼ中間の幅としている。これにより、デバイダとして用いた場合とオープンスタブとして用いた場合の両方において、区間１１，１２の影響を最小限に抑えている。
【００２８】
次に区間１１，１２の最適な特性インピーダンスを求める。この区間の特性インピーダンスをＺ０と置くと、次の式が成立する。
【数２】
2004282606.tif 000004
ここで、Ｚ１は２分岐ポイント１５の特性インピーダンスであり、Ｚ２は折曲りポイント１３，１４の特性インピーダンスである。また、本実施例のようにＺ１＝１００，Ｚ２＝５０とおいて計算してみると、Ｚ０はおよそ６０オームになる。すなわち、区間１１，１２のストリップラインの幅は特性インピーダンスが約６０オームのマイクロストリップラインの幅に相当するようにすればよい。マイクロストリップラインの性質から、この特性インピーダンスの幅はそれほど厳密なものでなく、多少ずれていても影響は少ない。また、デバイダとしての性能を優先させるか、スタブとして性能を優先させるかで、値のとり方も変わってくる。この場合、スタブとしての性能を優先させる場合には、Ｚ２（計算例では５０オーム）近づけ、デバイダとしての性能を優先させる場合には、次の値
【数３】
2004282606.tif 000005
に近づける。
【００２９】
本実施例では、２分岐ポイントからアンテナスイッチまでのマイクロストリップラインを電気的な長さ１／２波長で先端がオープンであるスタブとみなした。しかしながら、同様の働きをするスタブは他にも存在する。１つはオープンスタブであり、電気的な長さはｎ／４波長（但しｎは偶数）である。もう１つはショートスタブであり、電気的な長さはｎ／４波長（但しｎは奇数）である。ショートスタブを構成する場合には、アンテナスイッチを図１４（ｂ）のようにする。
【００３０】
これらの原理を用いて、アンテナスイッチを制御し、デバイダとスタブの両方の働きを持たせることができれば、本発明のセクタアンテナ装置を構成することができる。特に、給電用プリント基板を小さくしたい場合には、１／４波長のショートスタブを用いればよい。
【００３１】
次に、図２（ａ）の給電用プリント基板の各アンテナスイッチの動作（ＯＮ／ＯＦＦ）と指向特性について説明する。
【００３２】
図３に、４方向への指向特性のいずれかを選択する場合を示す。ここで、セクタアンテナの位置と指向特性を解り易くするために、セクタアンテナと指向特性の両方を図３に示した。２２がセクタアンテナである。１−１から１−４は放射アンテナを上から見たものである。放射アンテナ１−１から１−４は、それぞれ図２（ａ）の給電用プリント基板上の給電点７−１から７−４で給電されている。３は、金属の板を上から見たものである。２１−１から２１−４は、それぞれのセクタ（放射アンテナ）を選択した場合の指向特性を示している。放射アンテナ１−１を選択した場合の指向特性は、２１−１になる。以下、それぞれ放射アンテナ１−２，１−３，１−４に指向特性２１−２，２１−３，２１−４が対応する。
【００３３】
次の表１に指向特性２１−１から２１−４を持つときのアンテナスイッチ６−１から６−６の動作を示す。表１で、ＯＮは接続、ＯＦＦは遮断、“−”はＯＮ／ＯＦＦどちらでもよい。
【００３４】
【表１】
2004282606.tif 000006
【００３５】
図４に、水平面内無指向特性の場合を示す。ここで、セクタアンテナの位置と指向特性を解り易くするために、セクタアンテナと指向特性の両方を図４に示した。２２がセクタアンテナである。１−１から１−４は、放射アンテナを上から見たものである。放射アンテナ１−１から１−４は、それぞれ図２（ａ）の給電用プリント基板上の給電点７−１から７−４で給電されている。３は、金属の板を上から見たものである。図２（ａ）においてアンテナスイッチ６−１から６−６を全てＯＮにしたときの指向特性を、図４の２３に示す。ここで、コネクタ１０から給電されたエネルギは４つのアンテナ全てに供給されるので、指向特性は図４に示すようにほぼ水平面内無指向特性になる。ただし、エネルギが分配されるため、図４の指向特性の利得（電界強度）は、図３の利得より約６ｄＢ小さくなる。
【００３６】
図５に、２方向への指向特性のいずれかを選択する場合を示す。ここでセクタアンテナの位置と指向特性を解り易くするために、セクタアンテナと指向特性の両方を図５に示した。２２が、セクタアンテナである。１−１から１−４は、放射アンテナを上から見たものである。図５の放射アンテナ１−１から１−４は、それぞれ図２（ａ）の給電用プリント基板上の給電点７−１から７−４で給電されている。３は、金属の板を上から見たものである。２４−１と２４−２は、それぞれ図２（ａ）のアンテナスイッチを制御したときの指向特性を示している。次の表２に、指向特性２４−１と２４−２のときのアンテナスイッチ６−１から６−６の動作を示す。表２でＯＮは接続、ＯＦＦは遮断、“−”はＯＮ／ＯＦＦどちらでもよい。
【００３７】
【表２】
2004282606.tif 000007
【００３８】
次に、本実施例において解決される従来技術の問題点の解決方法を述べる。
最適なセクタを選ぶために比較的多くの時間が必要である従来技術の問題点は、以下のようにして解決する。本実施例で示したように、本発明では、４つのセクタをもつセクタアンテナを用いて、４方向への指向特性、２方向への指向特性、水平面内無指向特性をそれぞれ構成することができる。このため、アイドル時（受信待ち受け状態）では、水平面内無指向特性で待ち、受信信号を受けたら、２方向への指向特性で電界強度を２回測定し、大きい方のセクタを選択する。さらに、その後、２方向への指向特性のうちの大きい方のセクタをさらに４方向への指向特性で電界強度を２回測定し、大きい方のセクタを選択する。これで、最適なセクタを選択することができる。このとき、電界強度の測定回数は４回である。従来技術のセクタアンテナも電界強度の測定回数は４回であり同じである。これを８セクタアンテナに適応するとその効果が明らかになる。
【００３９】
全く同様に考えて、本発明の８セクタアンテナは電界強度の測定回数が６回であるのに対して従来技術の８セクタアンテナは８回である。また、本発明の８セクタアンテナでは、６回電界強度を測定する前に、２方向への指向特性を用いて通信や、４方向への指向特性を用いて通信が可能である特徴を持ち、従来技術のセクタアンテナに比べてより柔軟に対応することができる。これは、それほど通信品質が悪くない場合には、８セクタアンテナでも例えば２方向への指向特性、あるいは４方向への指向特性を用いての通信が可能であることを示している。
【００４０】
さらに、１２セクタアンテナに適用すると、全く同様に考えて、本発明の１２セクタアンテナは電界強度の測定回数が以下のようになる。まず、２方向への指向特性を用いて２回測定し大きい方を選択する。この大きい方の指向特性を更に３分割した６方向への指向特性を用いて３回測定して大きい方を選択する。最後に、このうち大きい方の指向特性を更に２分割した１２方向への指向特性を用いて２回測定して大きい方を選択する。そのため、２＋３＋２＝７回である。一方、従来技術の１２セクタアンテナは１２回である。測定回数の低減効果は大きい。
【００４１】
また、アイドリング状態（受信待ち受け状態）においてもセクタを選択しなければならない問題については、前述のようにアイドル時（受信待ち受け状態）では、水平面内無指向特性で待ち、その後セクタの選択をするので、本発明では問題はない。
また、セクタアンテナを用いて送信する問題についても、水平面内無指向特性で送信可能であるから、従来技術で用いる複雑なアルゴリズムは必要ない。
【００４２】
これらの改善点はすべて、無線ＬＡＮシステムなどのパケット通信にセクタアンテナを導入し易くするものである。パケット通信においては、パケットが来るまで最適なセクタが選択できないので、パケット選択時間を短くすることは重要である。また、パケットの使用効率を高めるためには、パケットが来てから検出するまでの時間を短くする必要があるが、これはアイドル時に水平面内無指向特性で持つことによって達成することができる。更に、送信時には、ブロードキャストやマルチキャストで送信することができるので、時間の損失が少ない。
【００４３】
最後に、指向特性のセクタ数によって利得が変化する問題について述べる。アイドル時（受信待ち受け状態）では、水平面内無指向特性で待ち。このときには、実際には通信は行われず、電波の到来だけがわかればよい。実際の通信は、セクタ選択がなされて到来波を選択した後で行われる。このときの電界強度のレベルには差があり、電波の到来だけがわかればよいレベルは良好な品質で通信が行われるレベルより低い。このことにより、レベル差は問題にならないと考えられる。また、セクタ数によって利得が変化することを考慮した無線基地局の設計を行ってもよい。この場合には、例えば、前記の電波の到来だけがわかればよいレベルに最低感度を設定する。実際の通信が行われるレベルにおいては、セクタ数によって変化する利得だけ感度が高くなるので、通信品質がさらに向上する。
【００４４】
本発明で問題とするマルチパスフェージング環境下では、複数の角度から到来波がくるので、水平面内無指向特性では複数の到来波による合成された信号が受信される。この場合、電界強度の急激な低下が起こることがある。これを防ぐために、アイドル時（受信待ち受け状態）で、２方向への指向特性を用いて常に切り替えながら待ち受けを行う。これは指向特性ダイバーシチ効果を生むので、アイドル時（受信待ち受け状態）にフェージングによる劣化を防ぐことができる。
【００４５】
また、前述したようにデバイダの性能を優先させるか、スタブの性能を優先させるかによって、水平面内無指向特性時の利得とセクタ化した指向特性の利得の比を変化させることが可能であるから、例えば、比を小さくしたいときにはデバイダの性能を優先させればよい。
【００４６】
以上の実施例（第１の実施例）では、異なるセクタから放射された電磁波の干渉を防ぐために反射板を用いている。しかし、完全に干渉を無くすることは不可能であり、全てのセクタを合成する場合や２方向への指向特性を合成する場合には、隣り合うセクタ間では一般的に電波の干渉が少なからず起きることになる。このときの合成された指向特性は、反射板の角度によっては所望の指向特性にならない場合がある。第１の実施例では、それぞれのセクタにおける反射板の角度は９０度であった。この反射板の角度によって各セクタの境界の方向の電磁界の強度が異なるので、この角度を調整することによって各セクタ間の干渉を低減することが可能である。本発明において第１の実施例が効果をあげるには、４セクタを合成した場合には図４のように水平面内無指向特性になり、２セクタを合成した場合には、図５のように合成したセクタの境界の方向に落ち込みのない指向特性になるのが望ましい。
【００４７】
このために、給電用プリント上の隣接反射板１０３の中央位置に対して張る角度を図６のように、９０度より広くして、放射アンテナ１０２−１〜１０２−４と反射板頂点１０４−１〜１０４−４との間の距離、及び反射板の水平方向の長さを最適化することによって、図４，図５の指向特性を実現することが可能である。
【００４８】
本発明の第１の実施例では、４セクタのセクタアンテナについて説明した。次に、このような考察に基づいて第２の実施例として２セクタのセクタアンテナについて説明する。
図７，図８に２セクタの場合のセクタアンテナについて示す。
【００４９】
図７は本発明のセクタアンテナを真上から見た平面図であり、ここでは２つのセクタに分割されている。７１−１，７１−２はそれぞれ放射アンテナである。ここではスリープアンテナもしくは１／２波長ホイップアンテナが用いられる。７０は給電用プリント基板で表面はグランド板になっていて、裏面はストリップ線路を用いた給電回路が構成されている。７２は各セクタを区切るための金属の板で、７１−１，７１−２までの放射アンテナから放射された電磁波が干渉しないように、２分割している。さらにこの金属の板７２は各放射アンテナの反射板の役割を持ち、セクタアンテナの指向特性を単方向に限定すると共に利得を向上させている。各放射アンテナとセクタアンテナ中心（給電用プリント基板の中心）との距離は、０．２５波長などにすると放射アンテナからの直接波と金属の板７２からの反射波が強め合い、利得が向上する。
【００５０】
次に給電用プリント基板７０を説明する。
図７における給電用プリント基板７０の裏面に形成されている給電回路構造を図９に示す。給電用プリント基板７０は高周波用の両面基板を用いて作成する。図９において、マイクロストリップラインを用いた給電回路が構成されている。図９において、７３−２と７３−３は特性インピーダンスが５０オームのマイクロストリップラインである。７３−１はデバイダ及びスタブの機能を持つ２分岐、７６，７７，７８はこのセクタアンテナにエネルギを供給するための同軸コネクタ、接続用マイクロストリップライン，スルーホールであり、その構成と動作は実施例１と同様である。
【００５１】
図９で、７５−１と７５−２とはアンテナスイッチであり、高周波信号をスイッチングする。このスイッチの働きは第１の実施例の図２（ｂ）に示されたものと全く同じ働きをする。ここでは原理の説明のため、アンテナスイッチの制御信号は省略されている。７４−１から７４−２は各放射アンテナの給電点であり、この給電点から放射アンテナにエネルギが供給される。放射アンテナのグランドは、給電用プリント基板のグランドに短絡する。
２セクタアンテナに第１の実施例で説明したアンテナ給電回路図２（ｂ）を用いれば、４セクタの場合と全く同様の原理で、２セクタの指向特性と水平面内無指向特性が実現する。
【００５２】
図８は本発明の第２の実施例の隣接反射板間の角度を広げた場合であり、その給電回路は図７の場合と全く同様である。水平面内無指向特性を実現する場合には、この角度を１８０度以上にすることは有効である。
【００５３】
次に、第３の実施例として８セクタのセクタアンテナについて説明する。
図１０に８セクタの場合のセクタアンテナについて示す。
図１０は本発明のセクタアンテナを真上から見た平面図であり、ここでは８つのセクタに分割されている。９１−１から９１−８はそれぞれ放射アンテナである。ここではスリープアンテナもしくは１／２波長ホイップアンテナが用いられる。８０は給電用プリント基板であり、表面はグランド板になっており、裏面はストリップ線路を用いた給電回路が構成されている。９２は各セクタを区切るための金属の板であり、９１−１から９１−８までの放射アンテナから放射された電磁波が干渉しないように、８分割している。さらに、この金属の板９２は各放射アンテナの反射板の役割を持ち、セクタアンテナの指向特性を単方向に限定すると共に利得を向上させている。各放射アンテナとセクタアンテナ中心（給電用プリント基板の中心）との距離は、放射アンテナからの直接波と金属の板からの反射波が強め合い、利得が向上するように設定する。
【００５４】
次に、給電用プリント基板を説明する。
図１０における給電用プリント基板８０の裏面を図１２に示す。給電用プリント基板は高周波用の両面基板を用いて作成する。図１２において、マイクロストリップラインを用いた給電回路が構成されている。図１２では８１−１から８１−１４はアンテナスイッチであり、高周波信号をスイッチングする。ここでは原理の説明のため、アンテナスイッチの制御信号は省略されている。図１２において、２分岐されたマイクロストリップラインに関して、アンテナスイッチ８１−１，８１−２と、アンテナスイッチ８１−７，８１−８と、アンテナスイッチ８１−９，８１−１０と、アンテナスイッチ８１−１１，８１−１２と、アンテナスイッチ８１−１３，８１−１４とは、第１の実施例の図２（ａ）で説明したものと全く同様の働きをする。アンテナスイッチ８１−３，８１−４と、アンテナスイッチ８１−５，８１−６とは、図１３に示す構造を有している。図１３においては、図２（ａ）と同様の働きをするが、折曲り部分８３，８４の折曲り角度が異なるだけである。８２−１〜８２−８は放射アンテナの給電点である。
【００５５】
８５はこのセクタアンテナにエネルギを供給するための同軸コネクタであり、このコネクタからエネルギを供給する構成と動作は実施例１と同様である。
８２−１から８２−８は各放射アンテナの給電点であり、この給電点から放射アンテナにエネルギが供給される。放射アンテナのグランドは、給電用プリント基板のグランドに短絡している。
【００５６】
８セクタアンテナにおいても、第１の実施例で説明したアンテナ給電回路の構成を用いると、４セクタの場合と全く同様に、８方向，４方向，２方向の指向特性と水平面内無指向制御が実現する。
【００５７】
図１１は本発明の第３の実施例の隣接反射板間の角度を広げた場合であり、給電回路は図１２の場合と全く同様である。各セクタ間の干渉を低減させて、セクタの合成を行った場合、及び、水平面内無指向特性を実現する場合に、角度を４５度以上にすることは有効である。
【００５８】
このように本発明のセクタアンテナはセクタ数を増加しても、第１の実施例と同じ原理で構成が可能であり、放射させるセクタも自由に選択することができる。
【００５９】
次に、本発明のセクタアンテナを制御する方法について述べる。図１５は、説明を簡略化するための模試図である。図１５において、２０１は実施例１〜３で説明したセクタアンテナである。本発明の第１から第３の実施例ではセクタアンテナ背面の給電回路にアンテナスイッチが設置されていたが、ここでもセクタアンテナにアンテナスイッチが含まれる。２０５が送受信機であり、２０６はアンテナスイッチの制御部である。２０３はアンテナスイッチの制御信号であり、２０４はセクタアンテナ２０１と送受信機２０５間の高周波信号である。制御部２０６はセクタアンテナ２０１に含まれるアンテナスイッチのオン／オフを制御して、２０１のセクタアンテナのセクタを選択する。アンテナスイッチの状態と選択されるセクタの関係は実施例１から３に詳しく述べた。セクタアンテナの同軸コネクタから取り出された高周波信号２０４は、そのまま送受信機２０５に入力される。送受信機２０５では電界強度、等を測定してその値をデータ信号２０７により制御部２０６に伝える。制御部２０６では制御アルゴリズムに基づいて、アンテナスイッチを制御する。
【００６０】
実施例２で説明した２セクタアンテナの制御アルゴリズムを説明する。図１６に２セクタアンテナの指向特性を図示する。図１６（ａ），（ｂ）において、２２４はセクタアンテナである。２２１と２２２は放射アンテナ素子であり、金属の反射板２２５で区切られて２つのセクタを構成している。２２３，２２６，２２７はアンテナ指向特性であり、実施例２で説明したようにアンテナスイッチを制御することによって、これら３つのパターンから任意の１つが選択される。
【００６１】
図１７は、にアルゴリズムを説明するためのフローチャートである。動作のスタート（２１１）後に、制御部２０６（図１５参照）は、アンテナの指向特性を水平面内無指向特性にする（２１２）。送信要求があれば（２１３Ｙ）、送信モードにして送信する（２２０）。送信要求がなければ（２１３Ｎ）、受信信号を検出するモードにする（２１４）。受信信号はアンテナからの高周波信号（図１５の２０４）から得られた電界強度が閾値を超えた場合に検出したとする（２１４Ｙ）。受信信号が検出されない場合には（２１４Ｎ）、ループに入り、ステップ２１２に復帰する。受信信号が検出された場合には（２１４Ｙ）、制御部２０６によりアンテナスイッチを切り替え、アンテナ指向特性を２２６にして電界強度Ａを測定し（２１５）、次に制御部２０６によりアンテナスイッチを切り替え、アンテナ指向特性２２７にして電界強度Ｂを測定する（２１６）。電界強度Ａ，Ｂを比較して（２１７）、電界強度Ｂが電界強度Ａより大きい場合には（２１７Ｙ）、そのまま受信する（２１９）。電界強度Ａが電界強度Ｂより大きい場合には（２１７Ｎ）、制御部２０６がアンテナスイッチを切り替えてアンテナ指向特性２２６にし（２１８）、その後受信する（２１９）。
【００６２】
次に、４セクタアンテナについて説明する。４セクタアンテナの指向特性は第１の実施例で説明したように、図４の水平面内無指向特性と図５の２４−１，２４−２の指向特性と図３の２１−１から２１−４の指向特性である。合計して７通りのアンテナ指向特性を制御部（図１５の２０６）で切り替えることになる。
【００６３】
フローチャートを図１８に示す。スタートして（２３０）、送信の要求がある場合には（２３１Ｙ）、制御部２０６（図１５参照）は、アンテナの指向特性を水平面内無指向特性にして送信する（２４５）。送信の要求がなければ（２３１Ｎ）、まず指向特性を２４−１にして（２３２）、受信信号を検出するモードにする（２３３）。受信信号はアンテナからの信号（図１５の２０４）から得られた電界強度が閾値を超えた場合に検出したとする（２３３Ｙ）。受信信号が検出されない場合には、指向特性を２４−２にして（２３４）、受信信号を検出するモードにする（２３５）。この場合も電界強度が閾値を超えた場合に検出したとする（２３５Ｙ）。ここでも受信信号が検出されない場合には、ループに入り、ステップ２３１に復帰する。
【００６４】
ステップ２３３で受信信号が検出された場合には（２３３Ｙ）、制御部２０６によりアンテナスイッチを切り替えて指向特性２１−１にして、電界強度Ｅを測定し（２４１）、次に制御部２０６によりアンテナスイッチを切り替えて指向特性２１−２にして、電界強度Ｆを測定する（２４２）。そこで電界強度Ｅ，Ｆを比較して（２４３）、電界強度Ｆが電界強度Ｅより大きい場合には（２４３Ｎ）、そのまま受信する（２４０）。電界強度Ｅが電界強度Ｆより大きい場合には（２４３Ｙ）、制御部２０６がアンテナスイッチを切り替えて指向特性２１−１にして（２４４）、その後受信する（２４０）。
【００６５】
一方、ステップ２３５で受信信号が検出された場合には（２３５Ｙ）、制御部２０６によりアンテナスイッチを切り替えて指向特性２１−４にして、電界強度Ｃを測定し（２３６）、次に制御部２０６によりアンテナスイッチを切り替えて指向特性２１−３にして、電界強度Ｄを測定する（２３７）。そこで電界強度Ｃ，Ｄを比較して（２３８）、電界強度Ｄが電界強度Ｃより大きい場合（２３８Ｎ）には、そのまま受信する（２４０）。電界強度Ｃが電界強度Ｄより大きい場合（２３８Ｙ）には、制御部２０６がアンテナスイッチを切り替えて指向特性２１−４にして（２３９）、その後受信する（２４０）。受信が完了した場合には、最初に戻る。
【００６６】
ここで、２セクタアンテナの制御部２０６のアルゴリズムでは、受信信号を水平面内無指向特性で待っていたが（２１２−２１３）、４セクタアンテナの制御部のアルゴリズムでは、受信信号を指向特性２４−１と２４−２で切り替えながら待っていた。これは４セクタアンテナにおいて受信ダイバーシチの効果を持たせたものであり、２セクタアンテナの場合に受信ダイバーシチの効果を持たせる構成にすることも可能である。また、逆に４セクタアンテナに受信ダイバーシチの効果を持たせずに、水平面内無指向特性で受信信号を検出してもよい。
【００６７】
セクタが増加した場合の制御部２０６のアルゴリズムも同様に考えることが可能であり、例えば８セクタアンテナでは、例えば指向特性２１−２を更に２分割した指向特性を持っているので、この２つから電界強度の大きい方を選ぶルーティを付加すれば、全く同様に制御することができる。
【００６８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明を用いれば、セクタアンテナにおける給電回路において、２分岐されたマイクロストリップラインをデバイダとして構成したり、スタブとして構成したりすることができるので、任意のセクタのみを給電することが可能である。そのため、ｎセクタアンテナの指向特性を無指向特性，２セクタの指向特性，４セクタの指向特性，・・・ｎセクタの指向特性に自由に変化させて構成できることになるので、従来のセクタアンテナと異なったアルゴリズムで通信が可能である。本発明のセクタアンテナで行われる通信は、従来のセクタアンテナと比べて比較的短時間で最適セクタを選択することが可能であり、送信や受信を待ち受けも比較的簡単なアルゴリズムで行うことが可能である。更に、本発明によるセクタアンテナは、セクタアンテナをパケット通信に簡便に適応可能であり、その効果は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の構成を示す斜視図である。
【図２】図１の実施例の給電回路例を示す平面図（ａ）及び一部拡大平面図（ｂ）である。
【図３】図１の実施例の一指向特性例図である。
【図４】図１の実施例の他の指向特性例図である。
【図５】図１の実施例のさらに他の指向特性例図である。
【図６】本発明に用いる４セクタの配置例を示す平面図である。
【図７】本発明に用いる２セクタの配置例を示す平面図である。
【図８】本発明に用いる２セクタの他の配置例を示す平面図である。
【図９】図７に示す配置例に用いる給電回路構造例を示す底面図である。
【図１０】本発明に用いる８セクタの配置例を示す平面図である。
【図１１】本発明に用いる８セクタの他の配置例を示す平面図である。
【図１２】図１０の配置例に用いる給電回路構造例を示す底面図である。
【図１３】図１２の給電回路構造例に用いる２分岐回路例を示す平面図である。
【図１４】セクタアンテナに用いるアンテナスイッチの機能を説明するための回路図である。
【図１５】本発明のセクタアンテナ装置に用いる制御回路例を示すブロック図である。
【図１６】図１５の制御装置の動作を説明するための２セクタアンテナの構成とアンテナ指向特性図である。
【図１７】図１５の制御装置を２セクタアンテナに適用した場合の動作を説明するためのフロー図である。
【図１８】図１５の制御を４セクタアンテナに適用した場合の動作を説明するためのフロー図である。
【符号の説明】
１−１，１−２，１−３，１−４  放射アンテナ
２  プリント基板
３  金属の板
４  矢印
５−１，５−２，５−３，５−４，５−５，５−６，５−７  マイクロストリップライン
６−１，６−２，６−３，６−４，６−５，６−６  アンテナスイッチ
７−１，７−２，７−３，７−４  給電点
８  スルーホール
９  マイクロストリップライン
１０  コネクタ
１１，１２  区間（インピーダンス変換器）
１３，１４  折曲りポイント
１５  分岐ポイント
２０  グランド板
２１−１，２１−２，２１−３，２１−４  アンテナ指向特性
２２  セクタアンテナ
２３  アンテナ指向特性
２４−１，２４−２  アンテナ指向特性
７０  給電様プリント基板
７１−１，７１−２  放射アンテナ
７２  金属の板
７３−１，７３−２，７３−３  マイクロストリップライン
７４−１，７４−２  給電点
７５−１，７５−２  アンテナスイッチ
７６  同軸コネクタ
７７  マイクロストリップライン
７８  スルーホール
８０  給電用プリント基板
８１−１〜８１−１４  アンテナスイッチ
８２−１〜８２−８  給電点
８３，８４  折曲り部分
９１−１〜９１−８  放射アンテナ
９２  金属の板
９３−１〜９３−８  放射アンテナ
１０１  給電用プリント基板
１０２−１〜１０２−４  放射アンテナ
１０３  反射板
１０４−１〜１０４−４  反射板頂点
２０１  セクタアンテナ
２０３  制御信号
２０４  高周波信号
２０５  送受信機
２０６  制御部
２０７  データ信号
２２１，２２２  放射アンテナ素子
２２３，２２６，２２７  アンテナ指向特性
２２４  セクタアンテナ
２２５  金属の反射板
２１１〜２１９  動作ステップ
２３０〜２４５  動作ステップ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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