(57)【要約】【課題】小型の無線受信装置においてもダイバーシティ受信を効果的に行うことができ、アンテナの感度を向上できると共に、小型化、低消費電力化、低価格化を図る。【解決手段】  アンテナ１００は、受信すべき周波数の半波長より短い間隔（α＝１２．５ｍｍ）で配置されたアンテナ素子１０，１１と、伝送線路Ｌ１および所定電気長の遅延回路１４を有する伝送線路Ｌ２と、切り換えスイッチング１３とを備える。この場合、アンテナ素子１０から伝送線路Ｌ１またはＬ２を通って結合器１５にいたる経路とアンテナ素子１１から伝送線路Ｌ２またはＬ１を通って結合器１５にいたる経路の電気長の差が（λ／２−α）あるいは（−λ／２＋α）となるようになされる。受信する際に、切り換えスイッチ１３は制御信号に基づいて、受信状態が最も良い状態となるようにアンテナ素子１０とアンテナ素子１１を切り換え、アンテナ１００の指向性を変化させる。【選択図】        図１
2005072782.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信信号を受信するためのアンテナにおいて、
受信すべき周波数の半波長より短い間隔で配置された複数のアンテナ素子と、
少なくとも一つが所定電気長の遅延回路を有し、上記アンテナ素子により受信した信号を伝送する複数の伝送線路と、
上記複数の伝送線路から伝送されてきた受信信号を合成する合成手段と、
上記伝送線路に配置され、上記アンテナ素子または伝送線路を切り換えるスイッチング手段とを備え、
上記スイッチング手段は、上記複数のアンテナ素子のうち同時に出力する上記アンテナ素子の数を２つとすると共に、上記アンテナの指向性が逆方向に切り替わるように上記アンテナ素子または伝送線路を切り換える
ことを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
上記遅延回路は、同時に出力する２つの上記アンテナ素子間の距離に相当する位相差と該２つのアンテナ素子に接続される伝送線路の電気長の位相差の和が上記周波数において１８０度となるように設定される
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
少なくとも一つ以上の方向に上記アンテナの指向性のヌル点を持つように上記アンテナ素子の間隔と、上記遅延回路とを調整する
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項４】
無線通信信号を受信する受信装置において、
無線通信信号を受信するためのアンテナと、上記アンテナからの受信信号を処理する受信回路と、上記アンテナの指向性を制御する制御手段とを備え、
上記アンテナは、
受信すべき周波数の半波長より短い間隔で配置された複数のアンテナ素子と、
少なくとも一つが所定電気長の遅延回路を有し、上記アンテナ素子により受信した信号を伝送する複数の伝送線路と、
上記複数の伝送線路から伝送されてきた受信信号を合成する合成手段と、
上記伝送線路に配置され、上記アンテナ素子または伝送線路を切り換えるスイッチング手段とを備え、
上記スイッチング手段は、上記複数のアンテナ素子のうち同時に出力する上記アンテナ素子の数を２つとすると共に、上記アンテナの指向性が逆方向に切り替わるように上記アンテナ素子または伝送線路を切り換える
ことを特徴とする受信装置。
【請求項５】
上記遅延回路は、同時に出力する２つの上記アンテナ素子間の距離に相当する位相差と該２つのアンテナ素子に接続される伝送線路の電気長の位相差の和が上記周波数において１８０度となるように設定される
ことを特徴とする請求項４に記載の受信装置。
【請求項６】
少なくとも一つ以上の方向に上記アンテナの指向性のヌル点を持つように上記アンテナ素子の間隔と、上記遅延回路とを調整する
ことを特徴とする請求項４に記載の受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、小型アンテナ素子を用いた指向性可変のアンテナおよびそれを用いた受信装置に関する。詳しくは、受信アンテナにおいて、受信すべき周波数の半波長より短い間隔で配置された複数のアンテナ素子と、少なくとも一つが所定電気長の遅延回路を有し、アンテナ素子により受信した信号を伝送する複数の伝送線路と、複数の伝送線路から伝送されてきた受信信号を合成する合成手段と、伝送線路に配置され、アンテナ素子または伝送線路を切り換えるスイッチング手段とを備え、スイッチング手段は、複数のアンテナ素子のうち同時に出力するアンテナ素子の数を２つとすると共に、アンテナの指向性が逆方向に切り替わるようにアンテナ素子または伝送線路を切り換える構成とすることによって、小型の無線受信装置においてもダイバーシティ受信を効果的に行うことができるため、アンテナの感度を向上できると共に、小型化、低消費電力化、低価格化を図ることができるようにしたアンテナ等に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ダイバーシティ（Diversity）受信は、無線通信におけるフェージングの影響を軽減する手段として知られている。一般的なダイバーシティ受信装置には空間的に離れた位置に配置された複数のアンテナを切り換えるスペース（空間）ダイバーシティ方式と、偏波面の異なるアンテナを切り換えて使う偏波ダイバーシティ方式と、指向性の異なるアンテナを切り換えて使う指向性ダイバーシティ方式などがある。図６は、従来のダイバーシティ方式の受信状態を示す図である。図６（ａ）は、スペースダイバーシティ方式の受信状態、図６（ｂ）は、偏波ダイバーシティ方式の受信状態、図６（ｃ）は、指向性ダイバーシティ方式の受信状態を示している。
【０００３】
図６に示すように、ダイバーシティ受信は、予め複数のアンテナを用意しておき、受信する際に、複数のアンテナのうち一番良いもの（例えば、電界強度が強い方）を選択して、受信アンテナとする。
【０００４】
近年、移動通信端末の普及により無線通信装置本体の小型化、およびアンテナ素子の小型化が進められた。その結果、無線通信装置本体の大きさが電波の波長に対して小さい場合、装置上あるいは内部に設けられた複数のアンテナの間隔を十分にあけることができないため、スペースダイバーシティ受信を効果的に行うことができない。また、小型のアンテナは一般的に無指向性で偏波間の結合も大きいため、指向性の違いや偏波の違いを利用したダイバーシティ方式を採用することも困難である。
【０００５】
また、複数のアンテナ間の位相や振幅を制御して指向性を変化させ無線通信の品質を上げる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
この場合、可変指向性アンテナは、送受信回路から給電され直接電波を放射する単一の主アンテナと、主アンテナから放射された電波を反射し、２次的な電波を所定の移相を行って放射する複数の補助アンテナを有しており、その複数の補助アンテナの移相量を制御することによって指向性を変える。複数の補助アンテナの反射波を移相させるために、各補助アンテナにつながる可変移相回路を有している。
【０００７】
また、水平方向または４５°方向からの電波に対して十分に利得を得ることができる移動通信用指向性可変アンテナが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
この場合、使用する中心周波数の波長の所定距離だけ離間して配置される一対のアンテナ素子と、これらの一対のアンテナ素子のそれぞれの導体に、同相の信号或いは互いに所定距離の位相差を生じる信号を入力する位相制御回路とを備える。片方のアンテナ素子の導体の長さを切り換えることで、水平方向と４５°方向の指向性を変更するようになされている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−２８０９４２号公報（第５，６頁、第２図）
【特許文献２】実開平６−４１２１３号公報（第１，２頁、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したように、無線通信装置本体の大きさが電波の波長に対して小さい場合、装置上あるいは内部に設けられた複数のアンテナの間隔を十分にあけることができないため、スペースダイバーシティ受信を効果的に行うことができない。
【００１１】
また、特許文献１の場合は、可変移相回路や制御回路が必要となり、小型の無線通信装置には適さない。
【００１２】
また、特許文献２の場合、切り換えスイッチにより同相の信号或いは互いに所定距離の位相差を生じる信号を入力することで、水平方向と４５°の指向性を切り替えることができるが、２つのアンテナ素子からなるアレーアンテナの指向性を逆方向に切り換えることができなかった。
【００１３】
そこで、この発明は、小型の無線通信用受信装置においてもダイバーシティ受信を効果的に行うことができ、アンテナの感度を向上できると共に、小型化、低消費電力化、低価格化を図ることができるようにしたアンテナおよびそれを用いた受信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明に係るアンテナは、無線通信信号を受信するためのアンテナにおいて、受信すべき周波数の半波長より短い間隔で配置された複数のアンテナ素子と、少なくとも一つが所定電気長の遅延回路を有し、アンテナ素子により受信した信号を伝送する複数の伝送線路と、この複数の伝送線路から伝送されてきた受信信号を合成する合成手段と、伝送線路に配置され、アンテナ素子または伝送線路を切り換えるスイッチング手段とを備え、このスイッチング手段は、複数のアンテナ素子のうち同時に出力するアンテナ素子の数を２つとすると共に、アンテナの指向性が逆方向に切り替わるようにアンテナ素子または伝送線路を切り換えるものである。
【００１５】
例えば、遅延回路は、同時に出力する２つのアンテナ素子間の距離に相当する位相差と該２つのアンテナ素子に接続される伝送線路の電気長の位相差の和が１８０度となるように設定されるようになされる。
【００１６】
また例えば、少なくとも一つ以上の方向にアンテナの指向性のヌル点を持つようにアンテナ素子の間隔と、遅延回路とを調整するようになされる。
【００１７】
この発明に係る受信装置は、無線通信信号を受信する受信装置において、
無線通信信号を受信するためのアンテナと、アンテナからの受信信号を処理する受信回路と、アンテナの指向性を制御する制御手段とを備え、アンテナは、受信すべき周波数の半波長より短い間隔で配置された複数のアンテナ素子と、少なくとも一つが所定電気長の遅延回路を有し、アンテナ素子により受信した信号を伝送する複数の伝送線路と、この複数の伝送線路から伝送されてきた受信信号を合成する合成手段と、伝送線路に配置され、アンテナ素子または伝送線路を切り換えるスイッチング手段とを備え、このスイッチング手段は、複数のアンテナ素子のうち同時に出力するアンテナ素子の数を２つとすると共に、アンテナの指向性が逆方向に切り替わるようにアンテナ素子または伝送線路を切り換えるものである。
【００１８】
この発明においては、受信すべき周波数の半波長より短い間隔で配置された複数の無指向性アンテナ素子を備えるアンテナは、受信する際に、スイッチング手段により複数のアンテナ素子のうちの２つがそれぞれ所定の電気長を有する２本の伝送線路に接続され、切り換えられることで、アンテナの指向性が逆方向に切り替わる。
【００１９】
これにより、小型の無線受信装置においてもダイバーシティ受信を効果的に行うことが可能となる。また、高いアンテナ利得が得られると共に、到来方向の違いから所望の信号と雑音をより分け、所望の信号を選択的に受信することが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によれば、受信アンテナは、受信すべき周波数の半波長より短い間隔で配置された複数のアンテナ素子と、少なくとも一つが所定電気長の遅延回路を有し、アンテナ素子により受信した信号を伝送する複数の伝送線路と、複数の伝送線路からの受信信号を合成する合成手段と、伝送線路に配置され、アンテナ素子または伝送線路を切り換えるスイッチング手段とを備え、このスイッチング手段は、複数のアンテナ素子のうち同時に出力するアンテナ素子の数を２つとすると共に、アンテナの指向性が逆方向に切り替わるようにアンテナ素子または伝送線路を切り換えるものであり、小型の無線受信装置においてもダイバーシティ受信を効果的に行うことができるため、アンテナの感度を向上できると共に、小型化、低消費電力化、低価格化を図ることができる。
【００２１】
また、小型の受信装置でダイバーシティ受信を行うことができるため、高いアンテナ利得が得られると共に、到来方向の違いから所望の信号と雑音をより分け、所望の信号を選択的に受信することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態のアンテナおよびそれを用いた受信装置について説明する。
【００２３】
図１は、本発明の第１の実施の形態のアンテナ１００の構成を示す図である。図１に示すように、アンテナ１００は、アンテナ素子１０，１１と、スイッチング手段としての切り換えスイッチ１３と、遅延回路１４と、合成手段としての結合器１５と、伝送線路Ｌ１，Ｌ２とから構成されている。
【００２４】
アンテナ素子１０，１１は、無指向性アンテナ素子である。アンテナ素子１０，１１は、受信すべき周波数２．４ＧＨｚの半波長より短い間隔、例えば１２．５ｍｍ（１０分の１波長）の間隔で配置されている。
【００２５】
切り換えスイッチ１３は、ＤＰＤＴ（Dual Pole Double Throw）型スイッチであり、２つの入力端子と、２つの出力端子を有し、可動端子が連動して切り換える。この切り換えスイッチ１３の切り換え動作は入力された制御信号により制御される。切り換えスイッチ１３の特性は、例えば、動作周波数ＤＣ〜６ＧＨｚ、コントロール電圧０／＋３Ｖ、挿入損失１．２ｄＢ（Typ.  周波数２．４０〜２．５０ＧＨｚ時）となる。
【００２６】
遅延回路１４は、伝送線路Ｌ１とＬ２は所定の位相差を生じさせるためのものである。例えば、所定電気長を有する導体から形成される。この遅延回路１４は伝送線路Ｌ２に設けられる。ここで、アンテナ素子１０，１１間の距離αとし、アンテナ素子１０，１１に接続される伝送線路Ｌ１，Ｌ２の電気長の差をβとする。α＋βが受信すべき周波数の半波長（λ／２、位相にして１８０度）となるように遅延回路１４を設定する。即ち、アンテナ素子１０から伝送線路Ｌ１またはＬ２を通って結合器１５にいたる経路とアンテナ素子１１から伝送線路Ｌ２またはＬ１を通って結合器１５にいたる経路の電気長の差が（λ／２−α）あるいは（−λ／２＋α）となるようになされる。
【００２７】
この場合、アンテナ素子１０，１１を結ぶ直線の延長上（アンテナ素子１０側）の波と波が打ち消されてヌル点（指向性パターンの落ち込み点）ができ、その反対の方向（アンテナ素子１１側）で利得最大になる（後述する図２参照）。なお、遅延回路１４には、他の遅延方法を用いてもよい。
【００２８】
結合器１５は、アンテナ素子１０とアンテナ素子１１の受信信号を合成するための回路である。
【００２９】
図２は、アンテナ１００の動作状態を示す図である。図２（ａ）は、アンテナ素子１０が伝送線路Ｌ１に接続され、アンテナ素子１１が伝送線路Ｌ２に接続される状態を示している。図２（ｂ）は、アンテナ素子１０が伝送線路Ｌ２に接続され、アンテナ素子１１が伝送線路Ｌ１に接続される状態を示している。
【００３０】
また、図２（ｃ）は、アンテナ素子１０が伝送線路Ｌ１に接続され、アンテナ素子１１が伝送線路Ｌ２に接続される状態のアンテナ１００の指向性を示す図である。図２（ｄ）は、アンテナ素子１０が伝送線路Ｌ２に接続され、アンテナ素子１１が伝送線路Ｌ１に接続される状態のアンテナ１００の指向性を示す図である。
【００３１】
図２（ａ）に示すように、切り換えスイッチ１３の切り替え動作により切り換えスイッチ１３の端子ａは端子ｃに接続され、端子ｂは端子ｄに接続される場合、アンテナ素子１０が伝送線路Ｌ１に接続され、アンテナ素子１１が伝送線路Ｌ２に接続される。この場合、アンテナ素子１０，１１を結ぶ直線の延長上（アンテナ素子１０側）の波と波が打ち消されて、図２（ｃ）に示すようにヌル点ができ、その反対の方向（アンテナ素子１１側）で利得最大になる。ここでは、最大利得を０ｄＢとした相対利得を示している。
【００３２】
図２（ｂ）に示すように、切り換えスイッチ１３の切り替え動作により切り換えスイッチ１３の端子ａは端子ｄに接続され、端子ｂは端子ｃに接続される場合、アンテナ素子１０が伝送線路Ｌ２に接続され、アンテナ素子１１が伝送線路Ｌ１に接続される。この場合、アンテナ素子１０，１１を結ぶ直線の延長上（アンテナ素子１１側）の波と波が打ち消されて、図２（ｄ）に示すようにヌル点ができ、その反対の方向（アンテナ素子１０側）で利得最大になる。ここでは、最大利得を０ｄＢとした相対利得を示している。
【００３３】
上述のように、切り換えスイッチ１３により上述の２つの状態を切り換えることで、間隔が２分の１波長以下に配置された２つの無指向性のアンテナ素子１０，１１等から構成されたアンテナ１００の指向性を切り換えることができる。アンテナ素子１０，１１の受信出力を制御して希望波に対して放射パターンの最大値を向け、不要波に対してはヌルを向ける制御を行うことが可能となる。
【００３４】
このように本実施の形態においては、アンテナ１００は、受信すべき周波数の半波長より短い間隔（α＝１２．５ｍｍ）で配置されたアンテナ素子１０，１１と、伝送線路Ｌ１および所定電気長の遅延回路１４を有する伝送線路Ｌ２と、切り換えスイッチング１３とを備え、受信する際に、切り換えスイッチ１３は制御信号に基づいて、受信状態が最も良い状態となるようにアンテナ素子１０とアンテナ素子１１を切り換え、アンテナ１００の指向性を変更させる。
【００３５】
これにより、小型の無線通信受信装置に搭載し易い、且つダイバーシティ受信を効果的に行うことができるため、アンテナの感度を向上できると共に、小型化、低消費電力化、低価格化を図ることができる。
【００３６】
また、一つのＤＰＤＴ型切り換えスイッチ１３を用いて２つのアンテナ素子１０，１１および伝送線路Ｌ１，Ｌ２を同時に切り換えることができるため、アンテナ回路を簡単に構成できる。
【００３７】
次に、この発明の第２の実施の形態について説明する。
図３は、本発明の第２の実施の形態のアンテナ２００の構成例を示している。このアンテナ２００は、２つの切り換えスイッチを用い、アンテナ素子の受信信号を出力するための伝送線路を切り換えるようにしたものである。この図３において、図１と対応する部分には、同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
【００３８】
図３に示すように、アンテナ２００は、アンテナ素子１０，１１と、スイッチング手段としての切り換えスイッチ１３Ａ，１３Ｂと、遅延回路１４ａ，１４ｂと、合成手段としての結合器１５と、伝送線路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３とから構成されている。この場合、アンテナ素子１０，１１は受信すべき周波数２．４ＧＨｚの半波長より短い間隔、例えば１２．５ｍｍ（１０分の１波長）の間隔で配置されている。
【００３９】
切り換えスイッチ１３Ａ，１３Ｂは、ＳＰＤＴ（Single Pole Double Throw）型スイッチであり、１つの入力端子と、２つの出力端子を有する。この切り換えスイッチ１３Ａ，１３Ｂの切り換え動作は入力された制御信号により制御される。切り換えスイッチ１３Ａ，１３Ｂの特性は、例えば、コントロール電圧０／＋３Ｖ、挿入損失０．５ｄＢ（Typ.  周波数２．０〜３．０ＧＨｚ時）となる。
【００４０】
遅延回路１４ａ，１４ｂは、例えば、所定電気長を有する導体から形成されるものである。遅延回路１４ａは伝送線路Ｌ１に設けられている。また、遅延回路１４ｂは伝送線路Ｌ３に設けられている。ここで、アンテナ素子１０，１１間の距離αとし、アンテナ素子１０，１１に接続される伝送線路Ｌ１，Ｌ２（または伝送線路Ｌ１，Ｌ３）の電気長の差をβとする。α＋βが受信すべき周波数の半波長となるように遅延回路１４ａ，１４ｂを設定する。即ち、アンテナ素子１０から伝送線路Ｌ３を通って結合器１５にいたる経路とアンテナ素子１１から伝送線路Ｌ１を通って結合器１５にいたる経路の電気長の差が（λ／２−α）になるように、また、アンテナ素子１０から伝送線路Ｌ２を通って結合器１５にいたる経路とアンテナ素子１１から伝送線路Ｌ１を通って結合器１５にいたる経路の電気長の差が（−λ／２＋α）となるようになされる。
【００４１】
受信する際に、切り換えスイッチ１３Ａの切り替え動作により切り換えスイッチ１３Ａの端子ｅが端子ｆに接続され、同時に切り換えスイッチ１３Ｂの切り替え動作により切り換えスイッチ１３Ｂの端子ｅが端子ｆに接続される場合、アンテナ素子１０が伝送線路Ｌ２に接続される。この場合、アンテナ素子１０，１１を結ぶ直線の延長上（アンテナ素子１０側）にヌル点ができ、その反対の方向（アンテナ素子１１側）で利得最大になる（図２（ｃ）参照）。
【００４２】
また、切り換えスイッチ１３Ａの切り替え動作により切り換えスイッチ１３Ａの端子ｅが端子ｇに接続され、同時に切り換えスイッチ１３Ｂの切り替え動作により切り換えスイッチ１３Ｂの端子ｅが端子ｇに接続される場合、アンテナ素子１０が伝送線路Ｌ３に接続される。この場合、アンテナ素子１０，１１を結ぶ直線の延長上（アンテナ素子１１側）にヌル点ができ、その反対の方向（アンテナ素子１０側）で利得最大になる（図２（ｄ）参照）。
【００４３】
上述のように、切り換えスイッチ１３Ａ，１３Ｂにより上述の２つの状態を切り換えることで、間隔が２分の１波長以下に配置された２つの無指向性のアンテナ素子１０，１１等から構成されたアンテナ２００の指向性を切り換えることができる。
【００４４】
このように本実施の形態においては、受信すべき周波数の半波長より短い間隔（α＝１２．５ｍｍ）で配置されたアンテナ素子１０，１１と、伝送線路Ｌ２および所定電気長の遅延回路１４ａ，１４ｂを有する伝送線路Ｌ１，Ｌ３と、切り換えスイッチング１３Ａ，１３ｂとを備え、受信する際に、切り換えスイッチ１３Ａ，１３Ｂは制御信号に基づいて、受信状態が最も良い状態となるように伝送線路Ｌ２と伝送線路Ｌ３を切り換え、アンテナ２００の指向性を変更させる。
【００４５】
これにより、小型の無線受信装置に搭載し易い、且つダイバーシティ受信を効果的に行うことができるため、アンテナの感度を向上できると共に、小型化、低消費電力化、低価格化を図ることができる。
【００４６】
また、汎用のＳＰＤＴ型切り換えスイッチ１３Ａと１３Ｂを用いて伝送線路Ｌ２，Ｌ３を切り換えるため、部品の汎用性を向上することができる。
【００４７】
次に、この発明の第３の実施の形態について説明する。
図４は、本発明の第３の実施の形態のアンテナ３００の構成例を示している。このアンテナ３００は、３つのアンテナ素子が用いたものである。この図４において、図１と対応する部分には、同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
【００４８】
図４に示すように、アンテナ３００は、アンテナ素子１０，１１，１２と、スイッチング手段としての切り換えスイッチ１３Ｃと、遅延回路１４と、合成手段としての結合器１５と、伝送線路Ｌ１，Ｌ２とから構成されている。この場合、アンテナ素子１０，１１，１２は受信すべき周波数２．４ＧＨｚの半波長より短い間隔、例えばα＝１２．５ｍｍ（１０分の１波長）の間隔で配置されている。
【００４９】
切り換えスイッチ１３Ｃは、ＳＰＤＴ型スイッチであり、２つの入力端子と、１つの出力端子を有する。この切り換えスイッチ１３Ｃの切り換え動作は入力された制御信号により制御される。切り換えスイッチ１３Ｃの特性は、例えば、コントロール電圧０／＋３Ｖ、挿入損失０．５ｄＢ（Typ.  周波数２．０〜３．０ＧＨｚ時）となる。この切り換えスイッチ１３Ａの端子ｅは伝送線路Ｌ２に接続され、端子ｆはアンテナ素子１０に接続され、端子ｇはアンテナ素子１２に接続されている。
【００５０】
遅延回路１４は、伝送線路Ｌ１に設けられる。ここで、アンテナ素子１０，１１，１２間の距離αとし、アンテナ素子１０（または１２），１１に接続される伝送線路Ｌ２，Ｌ１の電気長の差をβとする。α＋βが受信すべき周波数の半波長となるように遅延回路１４を設定する。即ち、アンテナ素子１０またはアンテナ素子１２から伝送線路Ｌ２を通って結合器１５にいたる経路とアンテナ素子１１から伝送線路Ｌ１を通って結合器１５にいたる経路の電気長の差が（λ／２−α）あるいは（−λ／２＋α）となるようになされる。この場合、アンテナ素子１０から伝送線路Ｌ２を通って結合器１５にいたる経路とアンテナ素子１２から伝送線路Ｌ２を通って結合器１５にいたる経路の電気長の差が０となるようになされる。
【００５１】
受信する際に、切り換えスイッチ１３Ｃの切り替え動作により切り換えスイッチ１３Ｃの端子ｅが端子ｆに接続され場合、アンテナ素子１０が伝送線路Ｌ２に接続される。この場合、アンテナ素子１０，１１を結ぶ直線の延長上（アンテナ素子１０側）にヌル点ができ、その反対の方向（アンテナ素子１１側）で利得最大になる（図２（ｃ）参照）。
【００５２】
また、切り換えスイッチ１３Ｃの切り替え動作により切り換えスイッチ１３Ｃの端子ｅが端子ｇに接続される場合、アンテナ素子１２が伝送線路Ｌ２に接続される。この場合、アンテナ素子１１，１２を結ぶ直線の延長上（アンテナ素子１２側）にヌル点ができ、その反対の方向（アンテナ素子１１側）で利得最大になる（図２（ｄ）参照）。
【００５３】
上述のように、切り換えスイッチ１３Ｃにより上述の２つの状態を切り換えることで、間隔が２分の１波長以下に配置された３つの無指向性のアンテナ素子１０，１１，１２等から構成されたアンテナ３００の指向性を切り換えることができる。
【００５４】
このように本実施の形態においては、アンテナ３００は、受信すべき周波数の半波長より短い間隔（α＝１２．５ｍｍ）で配置されたアンテナ素子１０，１１，１２と、所定電気長の遅延回路１４を有する伝送線路Ｌ１および伝送線路Ｌ２と、切り換えスイッチング１３Ｃとを備え、受信する際に、切り換えスイッチ１３Ｃは制御信号に基づいて、受信状態が最も良い状態となるようにアンテナ素子１０とアンテナ素子１２を切り換え、アンテナ３００の指向性を変化させる。
【００５５】
これにより、小型の無線受信装置に搭載し易い、且つダイバーシティ受信を効果的に行うことができるため、アンテナの感度を向上できると共に、小型化、低消費電力化、低価格化を図ることができる。
【００５６】
また、１個のＳＰＤＴ型切り換えスイッチ１３Ｃを用いて３つのアンテナ素子１０，１１，１２を切り換えるため、部品の汎用性を向上できると共に、低損失化を実現できる。また、アンテナ回路の小型化を実現することが可能となる。
【００５７】
次に、この発明の実施の形態としての受信装置について説明する。図５は、実施の形態の受信装置１０１の構成例を示す図である。この受信装置１０１は、上述したアンテナ１００を受信用アンテナとして用いたものである。
【００５８】
図５に示すように、受信装置１０１は、アンテナ１００と、受信回路１６と、制御手段としての制御部１７とから構成されている。
【００５９】
アンテナ１００は、上述したように、アンテナ素子１０，１１と、スイッチング手段としての切り換えスイッチ１３と、遅延回路１４と、合成手段としての結合器１５と、伝送線路Ｌ１，Ｌ２とから構成されている。
【００６０】
このアンテナ１００においては、切り換えスイッチ１３が制御部１７からの制御信号に基づいて、アンテナ素子１０，１１と伝送線路Ｌ１，Ｌ２との接続を切り換える。これにより、間隔が２分の１波長以下に配置された２つの無指向性のアンテナ素子１０，１１等から構成されたアンテナ１００の指向性を切り換えることができる。
【００６１】
受信回路１６は、アンテナ１００から受信した受信信号を処理するための回路である。
【００６２】
制御部１７は、例えば周知のようにＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有している（図示せず）。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された制御プログラム情報に従って、ＲＡＭをワークエリアとして使用しながら、受信装置１０１の全体の動作を制御する。また、制御部１７は、アンテナ１００の指向性を制御するための制御手段として、切り換えスイッチ１３の切り替え動作を制御するようになされる。
【００６３】
このように構成された受信装置１０１は、切り換えスイッチ１３によりアンテナ１００の指向性を切り換えることができるため、効果的なダイバーシティ受信を行うことが可能となる。
【００６４】
例えば、受信する際に、制御部１７は、制御信号を出力するようになされる。この制御信号により切り換えスイッチ１３が所定頻度でアンテナ素子１０，１１を切り換えるように制御される。これによりアンテナ１００の指向性が例えば左右の方向に変化する。アンテナ１００により受信した受信信号は、受信回路１６に入力される。受信回路１６では、入力された受信信号を検出し、受信状態が最も良い状態となるように切り換えスイッチ１３の接続端子を選択し、アンテナ１００の指向性を自動的に変更させる。
【００６５】
このように本実施の形態においては、アンテナ１００と、受信回路１６と、制御部１７とを備え、受信する際に、制御部１７は、受信状態が最も良い状態となるように切り換えスイッチ１３を制御する。これにより、アンテナ１００の指向性を変化させ、小型の無線受信装置においてもダイバーシティ受信を効果的に行うことができるため、アンテナの感度を向上できると共に、小型化、低消費電力化、低価格化を図ることができる。
【００６６】
また、小型の無線受信装置でダイバーシティ受信を行うことができるため、高いアンテナ利得が得られると共に、到来方向の違いから所望の信号と雑音をより分け、所望の信号を選択的に受信することができる。
【００６７】
なお、上述実施の形態においては、アンテナには、２つおよび３つのアンテナ素子を用いた場合について説明したが、これに限定されるものではない。４つ以上のアンテナ素子を用いた場合にもこの発明を適用できる。
【００６８】
また、上述実施の形態においては、アンテナ１００，２００，３００は無線受信装置用アンテナとして説明したが、これに限定されるものではない。これらアンテナ１００，２００，３００は無線送信装置用アンテナとして利用されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
以上のように、この発明に係るアンテナ、それを用いた受信装置は、携帯情報端末などの小型の無線通信用受信装置に適用でき、また受信機能を持たせるＰＣカード、メモリカードにも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】第１の実施の形態のアンテナの構成例を示す図である。
【図２】アンテナの動作状態を示す図である。
【図３】第２の実施の形態のアンテナの構成例を示す図である。
【図４】第３の実施の形態のアンテナの構成例を示す図である。
【図５】実施の形態の受信装置の構成例を示す図である。
【図６】従来のダイバーシティ方式の受信状態を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０，１１，１２・・・アンテナ素子、１３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ・・・切り換えスイッチ、１４，１４ａ，１４ｂ・・・遅延回路、１５・・・接合器、１６・・・受信回路、１７・・・制御部、１００，２００，３００・・・アンテナ、１０１・・・受信装置、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３・・・伝送線路
【図１】
2005072782.tif 000003
【図２】
2005072782.tif 000004
【図３】
2005072782.tif 000005
【図４】
2005072782.tif 000006
【図５】
2005072782.tif 000007
【図６】
2005072782.tif 000008