(57)【要約】【課題】全アンテナを有効に活用し、効果的に合成ダイバーシチ処理を行い得る受信装置を提供する。【解決手段】複数のアンテナ素子１１−１〜１１−ｎ及びチューナブル素子１２−１〜１２−ｎを用い、各アンテナ素子１１−１〜１１−ｎの受信状態を判定部５０にて観測し、この観測結果に基づき主制御部６０により、アンテナ素子１１−１〜１１−ｎで得られる複数の受信信号に対するウエイト制御を行う信号処理部３０及び各チューナブル素子１２−１〜１２−ｎのインピーダンスを制御する電圧制御回路１３を制御するようにしている。【選択図】      図１
2005269013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる複数のアンテナ特性の中から任意のアンテナ特性が選択的に設定され、任意のアンテナ特性により得られる搬送波を受信するアンテナユニットと、
前記アンテナユニットで得られる複数の受信信号を入力し、任意のアンテナ特性を前記アンテナユニットに設定すべく前記複数の受信信号の振幅及び位相それぞれのウエイトを求めて、これらウエイトを前記複数の受信信号に乗算し、各乗算出力を合成する信号処理手段と、
前記アンテナユニットの受信状態を判定する判定手段と、
前記判定結果に基づいて、前記アンテナユニットに設定済みのアンテナ特性に比して良いアンテナ特性を前記アンテナユニットに設定すべく前記アンテナユニット及び前記ウエイト演算処理を制御する制御手段とを具備することを特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記信号処理手段に入力される複数の受信信号を抽出し、これら複数の受信信号から前記アンテナユニットの受信状態を判定することを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前記信号処理手段から出力される合成信号を抽出し、この合成信号から前記アンテナユニットの受信状態を判定することを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【請求項４】
前記アンテナユニットは、
複数のアンテナ素子と、
これら複数のアンテナ素子それぞれに対し近接して配置された無給電素子と、
この無給電素子に接続されたインピーダンス可変素子と、
任意のアンテナ特性を設定すべく前記インピーダンス可変素子に対し電力を供給する電力供給手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記複数のインピーダンス可変素子に対する電力供給を１素子ずつ停止するように前記電力供給手段を制御することを特徴とする請求項４記載の受信装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記複数のアンテナ素子のうち少なくとも１つのアンテナ素子により搬送波を受信可能な場合に、前記信号処理手段に対する電力供給を停止することを特徴とする請求項４記載の受信装置。
【請求項７】
前記判定手段は、前記複数のアンテナ素子それぞれの受信状態を判定する機能を有し、しきい値以下の受信状態を示すアンテナ素子に対応するインピーダンス可変素子に電力を供給するように前記電力供給手段を制御することを特徴とする請求項４記載の受信装置。
【請求項８】
前記複数のアンテナ素子が指向性を有するとき、前記判定手段は、前記判定結果から干渉波を受信しているアンテナ素子を特定した場合に、該アンテナ素子についてその指向方向を干渉波以外の方向に向けるように前記電力供給手段を制御することを特徴とする請求項７記載の受信装置。
【請求項９】
前記信号処理手段は、受信信号の信号処理結果から前記アンテナ素子が干渉波を受信したか否かを検出し、受信した場合に前記干渉波を除くべく前記受信信号の振幅及び位相それぞれのウエイトを求めて、これらウエイトを前記受信信号に乗算することを特徴とする請求項４記載の受信装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、受信開始時、電池駆動時の少なくとも一方で、前記複数のインピーダンス可変素子に対する電力供給を停止するように前記電力供給手段を制御することを特徴とする請求項４記載の受信装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記電力供給手段が省電力モードを有するとき、受信開始時、電池駆動時の少なくとも一方で、前記電力供給手段を省電力モードに設定することを特徴とする請求項４記載の受信装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、前記判定結果に基づいて、前記複数のアンテナ特性の中で最良のアンテナ特性を前記アンテナユニットに設定すべく前記アンテナユニット及び前記ウエイト演算処理を制御することを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【請求項１３】
搬送波を、互いに異なる複数のアンテナ特性の中から任意のアンテナ特性が選択的に設定されるアンテナユニットにより受信し、
前記アンテナユニットで得られる複数の受信信号を入力し、任意のアンテナ特性を前記アンテナユニットに設定すべく前記複数の受信信号の振幅及び位相それぞれのウエイトを求めて、これらウエイトを前記複数の受信信号に乗算し、各乗算出力を合成し、
前記アンテナユニットの受信状態を判定し、
前記判定結果に基づいて、前記アンテナユニットに設定済みのアンテナ特性に比して良いアンテナ特性を前記アンテナユニットに設定すべく前記アンテナユニット及び前記ウエイト演算処理を制御することを特徴とする受信装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば無線通信システムにおいて、特に複数のアンテナを用いた基地局や端末などの受信装置及びこの受信装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、ＰＨＳ(Personal Handy phone System)、無線ＬＡＮ（Local Area Network）といった無線通信システムでは、マルチパスフェージングによる受信強度の低下を防ぐ対策が強く望まれている。この低下の量は、空間の位置、周波数、時間によって変化することになる。
【０００３】
そこで、上記システムの受信装置では、複数の受信信号を得る手段であるダイバーシチを用いるようにしている。このダイバーシチは、複数のアンテナのうち、受信電力の強いアンテナを選択する選択ダイバーシチと、各アンテナの受信電力を合成する合成ダイバーシチとがある。合成ダイバーシチについては、合成後に指向性ダイバーシチを行う方式（例えば、特許文献１）と、合成前に指向性ダイバーシチを行う方式（例えば、特許文献２）とがある。
【特許文献１】特開２００１−１０３００２公報
【特許文献２】特開平１０−２５６８２１号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記受信装置では、屋内でマルチパスが多く発生する場所において、指向性の異なるビームを有するアンテナを複数用いると、受信していないアンテナが出ることは少ないため、合成ダイバーシチに用いない素子を作るのは効率的でない。また、そのままアンテナを休ませておくのは効率的でない。さらに、干渉波が到来している伝搬環境への適用については未だに検討されていない。
【０００５】
その他、アンテナ素子間の相関、アンテナ素子間の利得差、小型化、薄型化、デュアルバンド／ブロードバンド化、インピーダンス整合、放射特性、放射効率の向上、低価格化、消費電力、無線回路との接続性などが課題となっている。
【０００６】
この発明の目的は、全アンテナを有効に活用し、効果的に合成ダイバーシチ処理を行い得る受信装置及びこの受信装置の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、上記目的を達成するために、以下のように構成される。  
互いに異なる複数のアンテナ特性の中から任意のアンテナ特性が選択的に設定され、任意のアンテナ特性により得られる搬送波を受信するアンテナユニットと、アンテナユニットで得られる複数の受信信号を入力し、任意のアンテナ特性をアンテナユニットに設定すべく複数の受信信号の振幅及び位相それぞれのウエイトを求めて、これらウエイトを複数の受信信号に乗算し、各乗算出力を合成する信号処理手段と、アンテナユニットの受信状態を判定する判定手段と、判定結果に基づいて、アンテナユニットに設定済みのアンテナ特性に比して良いアンテナ特性をアンテナユニットに設定すべくアンテナユニット及びウエイト演算処理を制御する制御手段とを備えるようにしたものである。
【０００８】
なお、アンテナユニットは、複数のアンテナ素子と、これら複数のアンテナ素子それぞれに対し近接して配置された無給電素子と、この無給電素子に接続されたインピーダンス可変素子と、任意のアンテナ特性を設定すべくインピーダンス可変素子に対し電力を供給する電力供給手段とを備える。
【０００９】
この構成によれば、アンテナ放射パターンだけでなく、複数のアンテナ素子それぞれのインピーダンスの周波数特性を制御することもできるので、広帯域化も可能となり、素子数の削減及び省スペース化を図った上で、合成ダイバーシチ処理を実行できる。また、各アンテナ素子が所望波を受け難い特性になっていても、補償ができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上詳述したようにこの発明によれば、全アンテナを有効に活用し、効果的に合成ダイバーシチ処理を行い得る受信装置及びこの受信装置の制御方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。  
（第１の実施形態）  
図１を用いて本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の受信装置の構成を概略的に示したものである。
【００１２】
符号１０はチューナブルアンテナで、ｎ個のアンテナ素子１１−１〜１１−ｎと、ｎ個のチューナブル素子１２−１〜１２−ｎと、電圧制御回路１３とを備えている。ｎ個のアンテナ素子１１−１〜１１−ｎは、チューナブル素子１２−１〜１２−ｎの無給電素子に近接して配置される。電圧制御回路１３は、チューナブル素子１２−１〜１２−ｎの制御電圧を調整することにより、アンテナ素子１１−１〜１１−ｎでアンテナ特性としての放射パターン、インピーダンス等を切り換えることが可能である。アンテナ素子１１−１〜１１−ｎとチューナブル素子１２−１〜１２−ｎそれぞれの無給電素子との間隔は、使用する周波数の一波長までが一般的である。これ以上離れるとアンテナ素子１１−１〜１１−ｎと無給電素子の結合が小さくなり、アンテナの特性を変化させることが難しくなる。ここで、アンテナ素子１１−１〜１１−ｎに対して、無給電素子の数は１つでも複数でも良い。また、アンテナ素子１１−１〜１１−ｎのうちいくつかは無給電素子が近接していないアンテナと組み合わせても良い。
【００１３】
アンテナ素子１１−１〜１１−ｎで得られた受信信号は、それぞれ対応的に設けられた受信回路２０−１〜２０−ｎに供給される。受信回路２０−１〜２０−ｎは、入力された受信信号を高周波信号からベースバンド信号に変換する。その通信方法は、中間周波数を用いるスーパーヘテロダイン方式、或いは中間周波数を用いないダイレクトコンバージョン方式等がある。
【００１４】
受信回路２０−１〜２０−ｎの各出力信号は、信号処理部３０に供給される。信号処理部３０は、ｎ個の乗算器３１−１〜３１−ｎと、合成器３２と、ウエイト計算部３３とを備えている。ウエイト計算部３３は、受信電力、Ｓ／Ｎ比、或いはＳＩＲ(Signal to Interference Ratio)等が最も良くなるように、振幅及び位相それぞれのウエイトを計算し、このウエイトを各乗算器３１−１〜３１−ｎに供給する。
【００１５】
ｎ個の乗算器３１−１〜３１−ｎは、受信信号とウエイトとを乗算して合成器３２に出力する。合成器３２は、各乗算器３１−１〜３１−ｎの出力を合成し、その合成信号をモデム４０に出力する。モデム４０は、入力された合成信号を復調する。この復調出力は、判定部５０に供給される。
【００１６】
判定部５０は、入力信号に対し、ＣＲＣチェック等の誤り検出、ＡＣＫ等のデータ送受信時の確認を示す信号、受信電力、干渉、或いはＳＩＲ等を判定し、その判定結果を主制御部６０に出力する。
【００１７】
主制御部６０は、上記判定結果に基づいて、ウエイト計算部３３のウエイト計算処理を制御するとともに、電圧制御回路１３を制御してチューナブル素子１２−１〜１２−ｎの制御電圧を調整する。
【００１８】
ところで、本実施形態では、各受信回路２０−１〜２０−ｎの出力を収集して主制御部６０に送る情報収集部７０が設けられている。このため、主制御部６０は、情報収集部７０から各アンテナ素子１１−１〜１１−ｎ、つまり合成前の受信電力、干渉、ＳＩＲ、相関等を調べることができる。
【００１９】
また、上記電圧制御回路１３は、アナログ電圧の場合もあるし、複数ビットのロジック信号であることも可能である。電圧制御回路１３は主制御部６０から送られてきた制御信号に基づいて、チューナブル素子１２−１〜１２−ｎに供給する印加電圧を発生させるものである。また、異なる実現方法として、伝送線路で構成された単数または複数のストリップ線路、オープンスタブ、ショートスタブを、それぞれスイッチング手段で無給電素子を接続、切断、あるいはショートすることによって、離散的チューナブル素子を実現する構成とすることもできる。その場合、スイッチングの手段として、ＧａＡＳ、ＦＥＴ、またはＰＩＮダイオード等適宜のスイッチング素子を使用することができる。
【００２０】
また、電圧制御回路１３は、主制御部６０から送られてきたデータに応じて、各スイッチング手段を駆動する駆動信号を発生させる論理回路によって構成するのが最適である。ここでチューナブルアンテナについて説明する。アンテナ性能のいずれかを電気的にアクティブに可変できるアンテナをチューナブルアンテナと定義する。電気的特性を可変できるアンテナ装置と、アンテナ特性を評価する手段と、アンテナ特性の評価に応じてアンテナ装置の電気的特性を可変させる制御手段を備え、フィードバック制御を行う。アンテナ装置は、アンテナ素子と、インピーダンス可変素子、無給電素子などから構成される。
【００２１】
アンテナ性能は、共振周波数や放射パターンをいう。複数システム対応および広帯域化においては、多共振アンテナや広帯域アンテナを用いるよりもアンテナを小型化できる。チューナブノレアンテナで用いられるチューナブル素子として、ＭＥＭＳ(マイクロマシーン、ＭＥＭＳ: Micro electro mechanical system)、バラクタダイオード、ＰＩＮダイオードを説明する。インピーダンス可変素子、スイッチはＭＥＭＳによって実現可能である。ＭＥＭＳはＳｉまたはＧａＡＳのような半導体基板上に作られるが、これは製造技術が進んだので、それらを従来の半導体部品とともに集積化できるためである。インピーダンス可変素子は可変容量ダイオード、リアクタンストランジスタによっても実現可能である。可変容量ダイオードはバラクタ、バリキャップダイオードともいわれる。逆バイアスされたダイオードはコンデンサとして働き、そのキャパシタンス値は逆電圧の値により変わる。また、トランジスタにコンデンサや抵抗を接続して等価的なリアクタンスを作ることができ、その値はベース電流の値で変える。これをリアクタンストランジスタと呼んでいる。
【００２２】
スイッチはＰＩＮダイオードによっても実現可能である。ＰＩＮダイオードは、順バイアス時には低インピーダンス状態になり、逆バイアス時には高インピーダンス状態(リアクタンス成分が主体)になる。このような、順バイアス時と逆バイアス時の違いを利用してスイッチは作られる。
【００２３】
図２に、インピーダンス可変素子として用いるチューナブルアンテナ１０のシミュレーションモデルを示す。ここでは、アンテナ素子１１−１及びチューナブル素子１２−１を代表して説明する。  
すなわち、アンテナ素子１１−１には、半波長ダイポールアンテナが使用される。そして、アンテナ素子１１−１には、チューナブル素子１２−１の半波長の無給電素子１２１が平行に配置される。その間隔は、４分の１波長である。無給電素子１２１の中心には可変容量１２２が配置され、容量値の変化に対するアンテナ特性を評価する。
【００２４】
図３に、可変容量１２２の容量値Ｃを０．２ｐＦから１０ｐＦまで変化させた場合の共振周波数を示す。Ｃ＝０．２ｐＦのとき、共振周波数は２．４５ＧＨｚであるのに対し、Ｃ＝１．０ｐＦで共振周波数は２．４１ＧＨｚ、Ｃ＝１０ｐＦで共振周波数は２．３６ＧＨｚと変化する。
【００２５】
図４に、容量値Ｃを０．２ｐＦから１０ｐＦまで変化させた場合のＦ／Ｂ比を示す。周波数は容量値Ｃの変化によらず定在波比ＶＳＷＲが２以下になる２．４５ＧＨｚで評価している。図２に示すアンテナ側(Ｆｒｏｎｔ)の利得と、無給電素子側(Ｂａｃｋ)の利得の比を示している。ＦＢ比がプラスになると、アンテナ側の利得が大きくなり、無給電素子側は利得が小さくなることを示している。
【００２６】
Ｆ／Ｂ比がマイナスの場合は、逆になり、Ｆ／Ｂ比が０ｄＢに近づけると無指向性に近くなることを示している。Ｃ＝０．２ｐＦのとき、Ｆ／Ｂ比は２．７１ｄＢであるのに対し、Ｃ＝２．０ｐＦでＦ／Ｂ比はプラスに転じ、Ｃ＝１０ｐＦでＦ／Ｂ比は４．９５ｄＢになる。Ｃ＝０．２ｐＦの場合、無給電素子側（Ｂ）、Ｃ＝１０ｐＦの場合、アンテナ側（Ｆ）側に指向性が向くことがわかる。
【００２７】
このように、容量値を変えることにより、共振周波数と指向性を変更できることがわかる。従って、バラクタダイオードや、ＭＥＭＳで可変容量を実現する場合、電圧値を変えるだけでアンテナ特性を大きく変えることができることがわかる。ここで容量値によるアンテナ特性はわかっている場合は、指向性を所望波に向けることができる。
【００２８】
また、周波数特性を所望波に合わせることもできる。さらに、容量値によるアンテナ特性はわかっていなくても良い。この場合、情報収集部７０で各アンテナ素子１１−１〜１１−ｎの特性を観測し、電圧だけを変えて、特性が良くなる電圧にすれば良い。ここでは無給電素子が短絡になるか、開放になるかで評価している。共振周波数は、短絡の場合、２．３５ＧＨｚ、開放の場合、２．４３ＧＨｚとなり、Ｆ／Ｂ比は、短絡の場合、＋７．２９ｄＢ、開放の場合、−０．９７ｄＢとなることがわかった。これは、短絡の場合、無給電素子１２１が半波長となり、高周波電流が発生しやすくなり、アンテナ素子１１−１と無給電素子１２１の結合を利用できる。また、開放の場合、無給電素子１２１が４分の１波長となり、高周波電流が発生しにくくなり、アンテナと無給電素子の結合を利用しないようにすることができる。このように無給電素子１２１によって、可変容量だけでなくスイッチで短絡か、開放を選択するだけでアンテナ特性を大きく変えることができることがわかる。スイッチはＭＥＭＳ、ＰＩＮダイオード等で実現できる。
【００２９】
次に、以上のように構成された受信装置の動作について図５を用いて具体的に説明する。ここでは、判定部５０で誤りが発生しておらず、良好な電波状態である場合である。アンテナ素子は３素子以上を想定している。図５は、アンテナ全素子受信状態が良好な場合、或いは少数の素子以上が閾値を超えていない場合の主制御部６０の制御手順及び処理内容を示すフローチャートである。
【００３０】
まず、主制御部６０は、判定部５０からの判定結果に基づいて、各アンテナ素子１１−１〜１１−ｎの受信状態に誤りが無いことを確認する（ステップＳＴ５０１）。
【００３１】
続いて、主制御部６０は、情報収集部７０からの出力信号に基づいて、アンテナ素子１１−１〜１１−ｎそれぞれのアンテナ特性を測定し（ステップＳＴ５０２）、この測定結果から全部閾値を超えており、良好な通信状態である場合、一番通信状態が悪い例えばアンテナ素子１１−１を除くアンテナ素子１１−２〜１１−ｎで合成を行うように信号処理部３０を制御する（ステップＳＴ５０４）。つまり、乗算器３１−１に与えるべくウエイトを「０」に設定する。
【００３２】
ほぼ同時に、主制御部６０は受信装置が省電力モードか、高性能モードかの選択を行う（ステップＳＴ５０５）。ここで通信状態の判断は、情報収集部７０の出力信号から、受信電力、Ｓ／Ｎ比、或いはＳＩＲ(Signal to Interference Ratio)等を観測することにより行う。判定部５０では、ＣＲＣチェック等の誤り検出、ＡＣＫ等のデータ送受信時の確認を示す信号、受信電力、干渉、或いはＳＩＲ等を判定する。
【００３３】
そして、主制御部６０は、省電力モードを選択した場合、判定部５０の判定結果から受信状態が良好であるか否かの判定を行う（ステップＳＴ５０６）。ここで、良好であるならば（ＯＫ）、主制御部６０は、除いたアンテナ素子１１−１に接続する受信回路２０−１を省電力化のため、休ませるようにしている（ステップＳＴ５０７）。
【００３４】
更に、主制御部６０は、休ませたアンテナ素子１１−１を除く一番目に通信状態が悪い例えばアンテナ素子１１−２を除いて合成を行うように信号処理部３０を制御する。つまり、乗算器３１−２に与えるべくウエイトを「０」に設定する。
【００３５】
続いて、主制御部６０は、残されたアンテナ素子１１−３〜１１−ｎが複数有るか否かの判断を行い（ステップＳＴ５０９）、一つの場合、後段に設けられたＤＢＦを休ませる（ステップＳＴ５１０）。
【００３６】
一方、残されたアンテナ素子１１−３〜１１−ｎが複数の場合、主制御部６０は上記ステップ５０４の処理に移行し、また、除いたアンテナの通信状態を良くするため、電圧制御回路１３を制御し、アンテナ特性を変化させることによって、通信状態を良くすることもできる。
【００３７】
また、上記ステップ５０６において、判定部５０で誤りが発生した場合（ＮＧ）、主制御部６０は休憩していないアンテナ素子１１−２〜１１−ｎで合成を行うように信号処理部３０を制御する（ステップＳＴ５１１）。このため、受信が安定してから再度休憩可能な素子を探すこともできる。
【００３８】
また、上記ステップＳＴ５０５において高性能モードを選択した場合、主制御部６０は判定部５０からの判定結果に基づいて受信誤りが発生したか否かを判定し（ステップＳＴ５１２）、受信誤りが無ければ（ＯＫ）、電圧制御回路１３の電圧を制御し（ステップＳＴ５１３）、情報収集部７０にて各アンテナ素子１１−２〜１１−ｎの特性を測定する（ステップＳＴ５１４）。ここで特性が最良になる、或いは与えられた閾値を超える電圧がわかるまでステップＳＴ５１３及びステップＳＴ５１４の処理を繰り返し実行する。
【００３９】
そして、主制御部６０は、全アンテナ素子１１−２〜１１−ｎの受信信号を合成するように信号処理部３０を制御し（ステップＳＴ５１５）、続いて特性の悪いアンテナ素子１１−１を選択し（ステップＳＴ５１６）、上記ステップＳＴ５０４に移行する。
【００４０】
また、上記ステップＳＴ５１２において判定部で受信誤りが発生した場合、主制御部６０は再度全アンテナ素子１１−１〜１１−ｎそれぞれの受信信号の合成を行うように信号処理部３０を制御する（ステップＳＴ５１７）。従って、受信が安定してから再度特性の悪いアンテナ素子１１−１の特性を上げることもできる。
【００４１】
一方、３素子以上のアンテナ素子１１−１〜１１−ｎの受信特性のうち全素子が閾値を超えていないが、判定部５０からの判定結果から誤りない場合等、良好な通信状態である場合は考え難い。もし、そのような状態が発生した場合、ぎりぎりで受信している可能性が高いため、その状態を保つ方が良い。ここで合成のウエイト決定方法には、ＬＭＳ(Least Mean Square)アルゴリズム、ＣＭＡ(Constant Modulus Algorithm)等がある。
【００４２】
以上のように上記第１の実施形態では、複数のアンテナ素子１１−１〜１１−ｎ及びチューナブル素子１２−１〜１２−ｎを用い、各アンテナ素子１１−１〜１１−ｎで得られるアンテナ放射パターンを判定部５０にて観測し、この観測結果に基づき主制御部６０により、アンテナ素子１１−１〜１１−ｎで得られる複数の受信信号に対するウエイト制御を行う信号処理部３０及び各チューナブル素子１２−１〜１２−ｎのインピーダンスを制御する電圧制御回路１３を制御するようにしている。
【００４３】
従って、放射パターンだけでなく、周波数特性を変えることもできるので広帯域化も可能であるから、少ないスペースと少ない素子数で、倍以上のアンテナ素子を配置したことと同じ効果が得られる。
【００４４】
また、各チューナブル素子１２−１〜１２−ｎそれぞれのインピーダンス可変素子の制御と各アンテナ素子１１−１〜１１−ｎで得られる受信信号の合成処理を平行して行うようにしているので、アンテナ素子１１−１〜１１−ｎ全てをチューニングするより早く受信を開始可能となり、ウエイト計算の回数を減らせ、変動に追従可能な受信装置を実現できる。
【００４５】
また、受信状態が良好な場合、アンテナ素子１１−１〜１１−ｎのうち一素子ずつ電圧制御手段への電力供給を止める、或いは省電力モードを新たに付加したことにより、電圧制御回路１３で与える電圧を減らすことになるから、省電力な受信装置を実現できる。
【００４６】
さらに、信号処理部３０への電力供給を止めるか、省電力モードにすることを新たに付加したことにより、合成器３２だけでなく、受信回路２０−１〜２０−ｎも休ませることになるから、省電力な受信装置を実現できる。
【００４７】
なお、上記第１の実施形態では、判定部５０及び情報収集部７０の両方を備える例について説明したが、例えば判定部５０のみを備えるようにしてもよい。この場合、情報収集部７０を設けない分、装置の小型化及び処理負担の軽減を図ることができる。また、信号処理部３０の出力信号からアンテナ素子１１−１〜１１−ｎの受信状態を判定するので、補償制度の点で有利となる。
【００４８】
また、情報収集部７０のみを備えるようにしてもよい。この場合、合成前の各受信信号からアンテナ素子１１−１〜１１−ｎの受信状態を判定するので、応答速度の点で有利となる。
【００４９】
また、上記第１の実施形態では、アンテナ特性として、放射パターン及びインピーダンスを含む例について説明したが、放射パターンのみ、インピーダンスのみであってもよい。このようにすれば、放射パターンを変えずインピーダンスのみ変更することにより、アンテナの共振周波数を変更することができ、これにより２共振化、広帯域化を図ることができる。
【００５０】
(第２の実施形態)  
図６を用いて本発明の第２の実施形態について説明する。ここでは、判定部５０で受信誤りが判定され、良好ではない電波状態である場合について説明する。アンテナ素子１１−１〜１１−ｎは３素子以上を想定している。
【００５１】
図６は、アンテナ素子受信状態が良好な場合、或いは１素子以上が閾値を超えていないとき、誤りが発生している場合の主制御部６０の制御手順及びその内容を示すフローチャートである。
【００５２】
まず、主制御部６０は、判定部５０からの判定結果に基づき受信誤りが発生している旨を確認する（ステップＳＴ６０１）。
【００５３】
続いて、主制御部６０は、情報収集部７０からの出力信号に基づいて、アンテナ素子１１−１〜１１−ｎそれぞれのアンテナ放射特性を測定する（ステップＳＴ６０２）。この測定結果から全部閾値を超えており、良好な通信状態である場合、干渉波を受信している可能性が高い。
【００５４】
そして、主制御部６０は、情報収集部７０の出力信号から干渉を確認できる場合、ステップＳＴ６０４からステップＳＴ６０５に移行して干渉波を受けている例えばアンテナ素子１１−１を切り離して合成する。そして、切り離したアンテナ素子１１−１が干渉波を受けないように電圧制御回路１３を制御してアンテナ特性を変化させる（ステップＳＴ６０６）。これにより、通信状態を良くすることもできる。
【００５５】
そして、主制御部６０は、干渉を受けなくなるまでステップＳＴ６０６及びステップＳＴ６０７の処理を繰り返し実行して電圧を制御し、干渉が抑圧された場合（ＯＫ）、アンテナ素子１１−２〜１１−ｎで得られる受信信号の合成を行うように信号処理部３０を制御し（ステップＳＴ６０８）、判定部５０にて受信誤りがない旨を確認した上で（ステップＳＴ６０９）、上記ステップＳＴ６０４に移行する。
【００５６】
一方、上記ステップＳＴ６０４において干渉を確認できない場合、主制御部６０はまずアンテナ素子１１−１を切り離して合成するように信号処理部３０を制御する（ステップＳＴ６１０）。この場合、測定できる項目の良し悪しで順番を決めるか、特に1順番を決めないかは問わない。
【００５７】
そして、主制御部６０は、判定部５０からの判定結果から受信誤りが発生するか否かを判定し（ステップＳＴ６１１）、誤りが発生した場合には（ＮＧ）、アンテナ素子１１−２に変えて再度ステップＳＴ６１０及びステップＳＴ６１１の処理を実行する。ここで、受信誤りが発生しなかった場合、除いたアンテナ素子１１−１が干渉を受けていることが明らかであるので、アンテナ素子１１−１を休憩させる。ここでは、高性能化する方法を示す。
【００５８】
そして、主制御部６０は、電圧制御回路１３にて電圧を変えて（ステップＳＴ６１２）、再度受信信号の合成処理を信号処理部３０に実行させ（ステップＳＴ６１３）、判定部５０の判定結果から受信誤りが発生するか否かを判定する（ステップＳＴ６１４）。この際、干渉を受けていたアンテナ素子を切り離していた方が受信していたにも関わらず、干渉を受けていた素子を含めて合成するのは誤りを発生させる可能性が高い。従って、再送が数回許される通信システムにおいてのみ可能だと考えられる。３素子以上のアンテナ素子１１−１〜１１−ｎからの受信波のうち全素子以上が閾値を超えず、かつ判定部５０により受信誤りが判定される場合等、良好でない通信状態である場合、少なからず干渉波を受信している場合もあるが、受信電力が低い場合が多い。この場合、受信電力の高いアンテナ素子１１−３のアンテナ特性を変化させるように電圧制御回路１３を制御することによって、通信状態を良くすることが望ましい。そして、再度全素子で合成する。もし、そのような状態で誤りが発生しなかった場合、ぎりぎりで受信している可能性が高いため、その状態を保つ方が良い。
【００５９】
ここで、情報収集部７０による干渉波の特定方法を説明する。受信した波に関して希望波と相関が小さい非希望波を干渉波とすることができる。この干渉波の到来方向にヌルを作るアルゴリズムをウエイト計算部３３で求められるウエイトで用いることが望ましい。ただし、計算量が増える欠点がある。また、ＣＤＭＡ方式では各素子にマッチドフィルタがあるので、干渉波と所望波の区別が可能である。
【００６０】
以上のように上記第２の実施形態では、干渉波を受けている例えばアンテナ素子１１−１を判断し切り離して、残りのアンテナ素子１１−２〜１１−ｎから得られる受信信号を合成処理するようにしているので、干渉を受けているアンテナ素子１１−１のアンテナ放射パターンの指向方向を干渉波以外の方向を向けるように変え、干渉波を受け難くする制御ができる。
【００６１】
また、チューナブル素子１２−１〜１２−ｎの指向性を無指向性に可変する機能を付加するようにすれば、無指向性にして全包囲角からの所望波、遅延波、及び干渉波の到来波を測定し、受信環境を認識できるようになるので、これによりチューナブルアンテナ１０の指向性を変え、無指向性と比較して制御ができる。
【００６２】
さらに、到来方向を計算により求める機能を新たに付加すれば、所望波、遅延波、或いは干渉波の到来方向が認識できるようになるから、所望波に指向性を向け、干渉波にヌルを向ける制御ができる。加えて、前記合成手段により、干渉波抑圧機能を有することを新たに付加したことにより、放射パターンのヌルを向けることが可能になるから、干渉波抑圧ができる。
【００６３】
(第３の実施形態)  
本発明の第３の実施形態について図１を用いて説明する。ここでは、信号処理部３０で干渉波を抑圧する方法を説明する。
【００６４】
干渉波の到来方向がわかる場合は、到来方向に指向性のヌルを向けることができる。干渉波の到来方向がわからない場合もＳＩＲを観測し、ＳＩＲが大きくなるようにウエイトを計算することも可能である。ここで、ウエイト計算部３３によりウエイトを計算して干渉波にヌルを向ける方法を説明する。
【００６５】
ここでの合成のウエイト決定方法には、ＭＭＳＥ(Minimum Mean Square Error)、ＤＣＭＰ(Directionally Constrained Minimization of Power)、Power Inversion、ＭＳＮ(Maximum Signal・to・Noise ratio)アルゴリズム等がある。
【００６６】
このように上記第３の実施形態では、信号処理部３０に干渉波抑圧機能を持たせることにより、アンテナ素子１１−１〜１１−ｎ全体で放射パターンのヌルを向けることが可能になるので、情報収集部７０で干渉波を認識できない場合は単独で、干渉波を認識できる場合は、連動して干渉波を抑圧できる。
【００６７】
(第４の実施形態)  
本発明の第４の実施形態について、図１を用いて説明する。ここでは、受信開始時に、主制御部６０が電圧制御回路１３を制御し、インピーダンス可変素子であるチューナブル素子１２−１〜１２−ｎへ電圧を与えず、休ませておく。ここで、良好な通信ができれば、省電力化が可能となる。受信状態が悪い場合、上記した各アンテナ素子１１−１〜１１−ｎの受信状態と、判定部５０により判定される受信誤りの有無に従って制御される。
【００６８】
このように第４の実施形態によれば、主制御部６０において、受信開始時に、チューナブル素子１２−１〜１２−ｎへの電力供給を止める、或いは省電力モードにすることを新たに付加したことにより、電圧制御回路１３で与える電圧を減らすことになるから、省電力な受信装置を実現できる。
【００６９】
（第５の実施形態）  
本発明の第５の実施形態について、図７を用いて説明する。図７において、上記図２と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７０】
ここでは、可変容量１２２に代えて、ＭＥＭＳ、ＰＩＮダイオード等から成るスイッチ１２３を無給電素子１２１に配置している。
【００７１】
受信開始時、あるいはリセットをかけた場合、アンテナの指向性がある方向に集中しているとどこから到来してくるかわからない所望波を受信することができない。そこで、チューナブルアンテナ１０が無指向性放射パターンを有する場合、無指向性にする。この場合、電圧制御回路１３によりスイッチ１２３をオフにすればほぼ無指向性が形成される。
【００７２】
このように第５の実施形態では、チューナブル素子１２−１〜１２−ｎにそれぞれスイッチ１２３を設けて指向性を無指向性に可変する機能を新たに付加したことにより、無指向性にして全包囲角からの所望波を測定し、受信環境を認識できるようになるから、チューナブルアンテナ１０の指向性を変え、無指向性と比較して制御ができる。
【００７３】
(第６の実施形態)  
本発明の第６の実施形態について、図１を用いて説明する。ここでは、受信装置が電池駆動時、或いは省電力モードの場合、主制御部６０は電圧制御回路１３を制御して、インピーダンス可変素子であるチューナブル素子１２−１〜１２−ｎへ電圧を与えず、休ませておく。ここで、良好な通信ができれば、省電力化が可能となる。受信状態が悪い場合、上記した各アンテナ素子１１−１〜１１−ｎの受信状態と、判定部５０により判定される受信誤りの有無に従って制御される。
【００７４】
このように第６の実施形態では、主制御部６０において、電池駆動時、または省電力モード時、前記電圧制御手段への電力供給を止める、或いは省電力モードにすることを新たに付加したことにより、電圧制御回路１３で与える電圧を減らすことになるから、省電力な受信装置を実現できる。
【００７５】
（その他の実施形態）  
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る受信装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る受信装置においてインピーダンス可変素子として用いるチューナブルアンテナの構造を示す図。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る受信装置の容量値Ｃを０．２ｐＦから１０ｐＦまで変化させた場合の共振周波数を示す図。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る受信装置の容量値Ｃを０．２ｐＦから１０ｐＦまで変化させた場合のＦ／Ｂ比を示す図。
【図５】本発明の第１の実施形態における主制御部の制御手順及び制御内容を示すフローチャート。
【図６】本発明の第２の実施形態における主制御部の制御手順及び制御内容を示すフローチャート。
【図７】本発明の第５の実施形態に係る受信装置において、チューナブルアンテナの構造を示す図。
【符号の説明】
【００７７】
１０…チューナブルアンテナ、１１−１〜１１−ｎ…アンテナ素子、１２−１〜１２−ｎ…チューナブル素子、１３…電圧制御回路、２０−１〜２０−ｎ…受信回路、３０…信号処理部、３１−１〜３１−ｎ…乗算器、３２…合成器、３３…ウエイト計算部、４０…モデム、５０…判定部、６０…主制御部、７０…情報収集部、１２１…無給電素子、１２２…コンデンサ、１２３…スイッチ。
【図１】
2005269013.tif 000003
【図２】
2005269013.tif 000004
【図３】
2005269013.tif 000005
【図４】
2005269013.tif 000006
【図５】
2005269013.tif 000007
【図６】
2005269013.tif 000008
【図７】
2005269013.tif 000009