(57)【要約】【課題】  電波の反射又は回折が生じる環境においても発信機の位置を特定可能な送受信システムを提供する。【解決手段】  送受信システム１００は、発信機１０と、アレーアンテナ２０と、受信機３０とを備える。発信機１０は、アンテナ１１を介して全方位性の電波を発信する。受信機３０は、アレーアンテナ２０のアンテナ素子２１〜２７をオン／オフするパターンを変えることによりアレーアンテナ２０の指向性を複数個に変えてアレーアンテナ２０を介して発信機１０からの電波を受信し、その受信した複数の電波の強度を検出する。そして、受信機３０は、複数の電波の強度プロファイルを示す受信信号プロファイルを生成し、受信信号プロファイルと予め測定された発信機１０の各位置を示す位置信号プロファイルとの相関係数を演算する。受信機３０は、相関係数が最大となる位置を発信機１０の位置とする。【選択図】        図１
2005098958.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波を送信する発信機と、
前記発信機からの電波を指向性を電気的に切換え可能なアンテナを介して受信する受信機とを備え、
前記受信機は、前記アンテナの前記指向性を複数回変えて受信した複数の受信電波の強度プロファイルを示す受信信号プロファイルを前記発信機の各位置を示す基準信号プロファイルと比較して前記発信機の位置を特定する、送受信システム。
【請求項２】
前記発信機は、全方位性の電波を送信可能なもう１つのアンテナを介して前記電波を送信する、請求項１に記載の送受信システム。
【請求項３】
前記発信機は、所定の指向性に設定されたもう１つのアンテナを介して前記電波を送信する、請求項１に記載の送受信システム。
【請求項４】
指向性を電気的に切換え可能なアンテナを介して電波を送信する発信機と、
前記発信機からの電波を受信する受信機とを備え、
前記受信機は、前記アンテナの前記指向性を複数回変えて発信された電波を受信し、その受信した複数の受信電波の強度プロファイルを示す受信信号プロファイルを前記発信機の各位置を示す基準信号プロファイルと比較して前記発信機の位置を特定する、送受信システム。
【請求項５】
前記受信機は、全方位性の電波を受信可能なもう１つのアンテナを介して前記発信機からの電波を受信する、請求項４に記載の送受信システム。
【請求項６】
前記受信機は、所定の指向性に設定されたもう１つのアンテナを介して前記発信機からの電波を受信する、請求項４に記載の送受信システム。
【請求項７】
前記受信機は、指向性を電気的に切換え可能なもう１つのアンテナを介して前記発信機からの電波を受信する、請求項４に記載の送受信システム。
【請求項８】
前記基準信号プロファイルは、前記発信機の各位置を示す複数の位置信号プロファイルからなり、
前記受信機は、前記受信信号プロファイルと前記複数の位置信号プロファイルの各々との相関係数を演算し、前記相関係数が最大となる位置信号プロファイルに対応する位置を前記発信機の位置として特定する、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の送受信システム。
【請求項９】
前記受信機は、
前記受信された受信電波を前記受信信号プロファイルに変換する受信器と、
前記複数の位置信号プロファイルを複数の位置情報に対応付けて保持し、各位置信号プロファイルと前記位置信号プロファイルに対応する位置情報とを順次出力するプロファイル保持器と、
前記受信器からの受信信号プロファイルと前記プロファイル保持器からの位置信号プロファイルとの相関係数を演算し、その演算した相関係数を出力する相関演算器と、
前記プロファイル保持器からの位置情報と前記相関演算器からの相関係数とに基づいて、前記相関係数が最大となる位置情報を検出し、その検出した位置情報を前記発信機の位置として特定する最大値検出器とを含む、請求項８に記載の送受信システム。
【請求項１０】
前記複数の位置信号プロファイルは、前記発信機及び前記受信機のいずれか一方を固定し、いずれか他方を移動させて測定されたプロファイルである、請求項８または請求項９に記載の送受信システム。
【請求項１１】
前記複数の位置信号プロファイルは、複数の第１及び第２の位置信号プロファイルからなり、
前記複数の第１の位置信号プロファイルは、前記アンテナの前記指向性を第１のパターンにより複数個に変えて予め測定されたプロファイルであり、
前記複数の第２の位置信号プロファイルは、前記アンテナの前記指向性を第１のパターンと異なる第２のパターンにより複数個に変えて予め測定されたプロファイルであり、
前記受信機は、前記アンテナの前記指向性を第１のパターンにより複数個に変えたときの第１の受信信号プロファイルと前記複数の第１の位置信号プロファイルの各々との第１の相関係数を演算した結果、前記第１の相関係数から複数個の最大値を検出したとき、前記第２のパターンにより前記指向性を複数個に変えたときの第２の受信信号プロファイルを生成し、その生成した第２の受信信号プロファイルと前記複数の第２の位置信号プロファイルの各々との第２の相関係数を演算して前記発信機の位置を特定する、請求項８に記載の送受信システム。
【請求項１２】
前記受信機は、前記複数個の最大値に対応する複数の位置情報のうち、前記第２の相関係数の最大値に対応する位置情報に一致する位置情報を前記発信機の位置として特定する、請求項１１に記載の送受信システム。
【請求項１３】
前記受信信号プロファイル及び前記複数の位置信号プロファイルの各々は、実部と虚部とからなり、
前記受信機は、前記実部及び前記虚部を用いて前記受信信号プロファイルと前記複数の位置信号プロファイルの各々との相関係数を演算し、前記相関係数が最大となる位置信号プロファイルに対応する位置を前記発信機の位置として特定する、請求項８に記載の送受信システム。
【請求項１４】
前記アンテナは、
複数のアンテナ素子と、
前記アンテナの指向性を変えるための制御電圧パターンを発生する制御電圧発生回路と、
前記制御電圧発生回路からの前記制御電圧パターンに応じて前記複数のアンテナ素子による指向性を複数個に変える指向性変更器とを含む、請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の送受信システム。
【請求項１５】
前記アンテナは、リアクタンスにより前記指向性を切換え可能なアンテナである、請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の送受信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発信機の位置を特定可能な送受信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からの電波を利用して端末の位置を探知するシステムが知られている（非特許文献１）。このシステムは、受信ハードウェアと、データ分析ソフトウェアとからなる。そして、受信ハードウェアは、複数のＧＰＳ衛星からの信号を連続して受信し、再構築されたキャリアの位相データ及びコードクロックからキャリア位相レンジデータを演算する。また、データ分析ソフトウェアは、複数の受信ハードウェアによって得られたキャリア位相レンジデータから複数の受信ハードウェア間の相対的位置及び正確な衛星軌道を演算する。
【０００３】
また、２台の端末を用いた三角測量により発信機の位置を特定する方法が知られている。この三角測量を用いる方法には、２台の端末と発信機とのなす角度を測定して発信機の位置を特定する方法と、２台の端末を用いて各端末と発信機との距離を測定して発信機の位置を特定する方法とがある。
【０００４】
更に、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）を用いて屋内で端末の位置を検出するシステムも知られている（非特許文献２）。このシステムは、サーバと、複数のアクセスポイントと、端末とを備える。サーバ及び複数のアクセスポイントは、ＬＡＮネットワークに接続される。端末は、複数のアクセスポイントと通信を行なう。複数のアクセスポイントのうち、端末とアソシエーション状態にあるアクセスポイントをマスターアクセスポイントとし、１つのマスターアクセスポイントに対して３つ以上のスレーブアクセスポイントを設ける。
【０００５】
サーバは、マスターアクセスポイントを介して端末に信号の送信を要求する。各スレーブアクセスポイントは、端末からの信号を受信し、その受信した信号と、信号の受信時刻とをサーバへ送信する。サーバは、各スレーブから受信した信号及び時刻情報に基づいて、端末から各スレーブまでの伝搬時間の差ＴＤＯＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ  Ｏｆ  Ａｒｒｉｖａｌ）を演算し、その演算したＴＤＯＡを次式の連立方程式に代入して端末の位置Ｘを算出する。
【０００６】
｜Ｚ−Ｚｉ｜−｜Ｚ−Ｚ１｜＝ｃ（Ｔｉ−Ｔ１），ｉ＝１，２，・・・，ｎ
但し、Ｚ１，Ｚ２，・・・，Ｚｎは、各スレーブアクセスポイントの位置を表わし、Ｔ１，Ｔ２，・・・，Ｔｎは、各スレーブアクセスポイントでの端末信号の受信時刻を表わし、ｃは、光速である。
【非特許文献１】ユウジ  スギモト、ノリユキ  クリハラ、ヒトシ  キウチ、アキヒロ  カネコ、フミタケ  サワダ、タモツ  シラド、ヨシカズ  サブリ（YUJI SUGIMOTO, NORIYUKI KURIHARA, HITOSHI KIUCHI, AKIHIRO KANEKO, FUMITAKE SAWADA, TAMOTSU SHIRADO, AND YOSHIKAZU SABURI）,「ディベロップメント  オブ  ジーピーエス  ポジショニング  システム  プリスター（Development of GPS Positioning System "PRESTAR"」, アイトリプリイー  トランサクション  オン  インスツルメンテーション  アンド  メジャメント(IEEE TRANSACTIONS ON INSTRUMENTATION AND MEASUREMENT), ３８巻（Vol.38）, No2, １９８９年４月, p.６４４−６４７
【非特許文献２】萩野ほか，“無線ＬＡＮ統合アクセスシステム（１）−位置検出システムの検討−”，２００３年電子情報通信学会総合大会，Ｂ−５−２０３，ｐｐ．６６２，２００３年３月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、ＧＰＳを用いる方法では、ＧＰＳ衛星からの電波が微弱であるため、屋内及び地下街では、発信機の位置を特定できないという問題がある。
【０００８】
また、三角測量を用いる方法及び無線ＬＡＮを用いる方法では、複数の端末が必要であり、壁による電波の反射及び障害物による電波の回折があると、性能が劣化するという問題がある。
【０００９】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、電波の反射又は回折が生じる環境においても発信機の位置を特定可能な送受信システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明によれば、送受信システムは、発信機と、受信機とを備える。発信機は、電波を送信する。受信機は、発信機からの電波を指向性を電気的に切換え可能なアンテナを介して受信する。そして、受信機は、アンテナの指向性を複数回変えて受信した複数の受信電波の強度プロファイルを示す受信信号プロファイルを発信機の各位置を示す基準信号プロファイルと比較して発信機の位置を特定する。
【００１１】
好ましくは、発信機は、全方位性の電波を送信可能なもう１つのアンテナを介して電波を送信する。
【００１２】
好ましくは、発信機は、所定の指向性に設定されたもう１つのアンテナを介して電波を送信する。
【００１３】
また、この発明によれば、送受信システムは、発信機と、受信機とを備える。発信機は、指向性を電気的に切換え可能なアンテナを介して電波を送信する。受信機は、発信機からの電波を受信する。そして、受信機は、アンテナの指向性を複数回変えて発信された電波を受信し、その受信した複数の受信電波の強度プロファイルを示す受信信号プロファイルを発信機の各位置を示す基準信号プロファイルと比較して発信機の位置を特定する。
【００１４】
好ましくは、受信機は、全方位性の電波を受信可能なもう１つのアンテナを介して発信機からの電波を受信する。
【００１５】
好ましくは、受信機は、所定の指向性に設定されたもう１つのアンテナを介して発信機からの電波を受信する。
【００１６】
好ましくは、受信機は、指向性を電気的に切換え可能なもう１つのアンテナを介して発信機からの電波を受信する。
【００１７】
好ましくは、基準信号プロファイルは、発信機の各位置を示す複数の位置信号プロファイルからなる。そして、受信機は、受信信号プロファイルと複数の位置信号プロファイルの各々との相関係数を演算し、相関係数が最大となる位置信号プロファイルに対応する位置を発信機の位置として特定する。
【００１８】
好ましくは、受信機は、受信器と、プロファイル保持器と、相関演算器と、最大値検出器とを含む。受信器は、受信された受信電波を受信信号プロファイルに変換する。プロファイル保持器は、複数の位置信号プロファイルを複数の位置情報に対応付けて保持し、各位置信号プロファイルと位置信号プロファイルに対応する位置情報とを順次出力する。相関演算器は、受信器からの受信信号プロファイルとプロファイル保持器からの位置信号プロファイルとの相関係数を演算し、その演算した相関係数を出力する。最大値検出器は、プロファイル保持器からの位置情報と相関演算器からの相関係数とに基づいて、相関係数が最大となる位置情報を検出し、その検出した位置情報を発信機の位置として特定する。
【００１９】
好ましくは、複数の位置信号プロファイルは、発信機及び受信機のいずれか一方を固定し、いずれか他方を移動させて測定されたプロファイルである。
【００２０】
好ましくは、複数の位置信号プロファイルは、複数の第１及び第２の位置信号プロファイルからなる。そして、複数の第１の位置信号プロファイルは、アンテナの指向性を第１のパターンにより複数個に変えて予め測定されたプロファイルである。また、複数の第２の位置信号プロファイルは、アンテナの指向性を第１のパターンと異なる第２のパターンにより複数個に変えて予め測定されたプロファイルである。受信機は、アンテナの指向性を第１のパターンにより複数個に変えたときの第１の受信信号プロファイルと複数の第１の位置信号プロファイルの各々との第１の相関係数を演算した結果、第１の相関係数から複数個の最大値を検出したとき、第２のパターンにより指向性を複数個に変えたときの第２の受信信号プロファイルを生成し、その生成した第２の受信信号プロファイルと複数の第２の位置信号プロファイルの各々との第２の相関係数を演算して発信機の位置を特定する。
【００２１】
好ましくは、受信機は、複数個の最大値に対応する複数の位置情報のうち、第２の相関係数の最大値に対応する位置情報に一致する位置情報を発信機の位置として特定する。
【００２２】
好ましくは、受信信号プロファイル及び複数の位置信号プロファイルの各々は、実部と虚部とからなる。そして、受信機は、実部及び虚部を用いて受信信号プロファイルと複数の位置信号プロファイルの各々との相関係数を演算し、相関係数が最大となる位置信号プロファイルに対応する位置を発信機の位置として特定する。
【００２３】
好ましくは、アンテナは、複数のアンテナ素子と、アンテナの指向性を変えるための制御電圧パターンを発生する制御電圧発生回路と、制御電圧発生回路からの制御電圧パターンに応じて複数のアンテナ素子による指向性を複数個に変える指向性変更器とを含む。
【００２４】
好ましくは、アンテナは、リアクタンスにより指向性を切換え可能なアンテナである。
【発明の効果】
【００２５】
この発明による送受信システムにおいては、指向性を複数個に変えて発信機からの電波を受信し、その受信した複数の電波の強度プロファイルを示す受信信号プロファイルと、予め測定された発信機の各位置を示す基準信号プロファイルとの相関係数が演算される。そして、相関係数が最大となる位置が発信機の位置として特定される。
【００２６】
従って、この発明によれば、発信機からの電波が反射及び回折する環境であっても発信機の位置を特定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２８】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による送受信システムの概略図である。送受信システム１００は、発信機１０と、アレーアンテナ２０と、受信機３０とを備える。送受信システム１００は、屋内、例えば、１つの部屋５０に設置される。
【００２９】
発信機１０は、アンテナ１１を備える。アンテナ１１は、全方位性のアンテナ（オムニアンテナ）である。そして、発信機１０は、例えば、搬送波周波数が２．４８４ＧＨｚの電波をアンテナ１１を介して送信する。
【００３０】
アンテナ１１は、全方位性のアンテナであるので、アンテナ１１から送信された電波は、あらゆる方向に伝搬する。電波ＲＷ１は、アンテナ１１から受信機３０のアレーアンテナ２０の方向へ直接伝搬する。また、電波ＲＷ２は、アンテナ１１から壁５１の方向へ伝搬し、壁５１により反射された後、受信機３０のアレーアンテナ２０の方向へ伝搬する。更に、電波ＲＷ３は、アンテナ１１から壁５２の方向へ伝搬し、壁５２により反射された後、受信機３０のアレーアンテナ２０の方向へ伝搬する。更に、電波ＲＷ４は、アンテナ１１から床５３の方向へ伝搬し、床により反射された後、受信機３０のアレーアンテナ２０の方向へ伝搬する。更に、アンテナ１１から送信された電波は、天井（図示せず）によって反射された後、受信機３０の方向へ伝搬するとともに、障害物（図示せず）によって回折された後、アレーアンテナ２０の方向へ伝搬する。
【００３１】
このように、アンテナ１１から出射された電波は、受信機３０の方向へ直接伝搬するとともに、壁５１，５２、床５３及び天井による反射、及び障害物による回折を受けてアレーアンテナ２０の方向へ伝搬する。
【００３２】
アレーアンテナ２０は、アンテナ素子２１〜２７を備える。アンテナ素子２１〜２３，２５〜２７は、無給電素子であり、アンテナ素子２４は、給電素子である。そして、無給電素子２１〜２３，２５〜２７には可変容量素子であるバラクタダイオードが装荷されており、そのバラクタダイオードに印加する直流電圧を制御することにより、アレーアンテナ２０は、指向性を変える。すなわち、アレーアンテナ２０は、リアクタンスにより指向性を切換え可能なアンテナである。つまり、アレーアンテナ２０は、電気的に指向性を切換え可能なアンテナである。そして、アレーアンテナ２０は、受信機３０に装着され、送信機１０から送信された直接波、反射波及び回折波を含む電波ＲＷ１〜ＲＷ４を所定の指向性で受信し、その受信した電波を受信機３０へ供給する。
【００３３】
受信機３０は、アレーアンテナ２０からの電波に基づいて、後述する方法によって発信機１０の位置Ｒｉ（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）（ｉ：１〜ｎ、ｎは自然数）を特定する。なお、位置Ｒｉ（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）は、部屋５０における発信機１０の各位置をｘｙｚの直交座標で表わしたものである。
【００３４】
図２は、図１に示す受信機３０の概略ブロック図である。受信機３０は、受信器３１と、相関演算器３２と、プロファイル保持器３３と、最大値検出器３４と、制御電圧発生回路３５と、無給電素子２１〜２３，２５〜２７にそれぞれ装荷されたバラクタダイオード３６とを含む。
【００３５】
受信器３１は、指向性を複数個（「複数回」とも言う。以下同じ。）に変化させてアレーアンテナ２０が受信した複数の電波をアレーアンテナ２０から受ける。そして、受信器３１は、複数の電波の各強度を順次検出し、複数の電波の強度プロファイルを示す受信信号強度プロファイルＲＳＳＩを生成して相関演算器３２へ出力する。
【００３６】
相関演算器３２は、プロファイル保持器３３から位置信号強度プロファイルＰＳＴ１〜ＰＳＴｎを受ける。位置信号強度プロファイルＰＳＴ１〜ＰＳＴｎの各々は、それぞれ、送信機１０が部屋５０の位置Ｒ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）〜Ｒｎ（ｘｎ，ｙｎ，ｚｎ）に存在するときに、アレーアンテナ２０の指向性を複数個に変化させて受信した複数の電波の強度プロファイルである。そして、相関演算器３２は、受信器３１からの受信信号強度プロファイルＲＳＳＩとプロファイル保持器３３からの位置信号強度プロファイルＰＳＴ１〜ＰＳＴｎとの相関係数ρ１〜ρｎを後述する方法によって演算し、その演算した相関係数ρ１〜ρｎを最大値検出器３４へ出力する。
【００３７】
プロファイル保持器３３は、発信機１０の部屋５０における位置Ｒ１〜Ｒｎに対応して位置信号強度プロファイルＰＳＴ１〜ＰＳＴｎを保持する。そして、プロファイル保持器３３は、位置信号強度プロファイルＰＳＴ１〜ＰＳＴｎを相関演算器３２へ順次出力し、位置Ｒ１〜Ｒｎを最大値検出器３４へ順次出力する。すなわち、プロファイル保持器３３は、位置信号強度プロファイルＰＳＴ１を相関演算器３２へ出力すると、位置信号強度プロファイルＰＳＴ１に対応する位置Ｒ１を最大値検出器３４へ出力する。以下、同様にして、プロファイル保持器３３は、位置信号強度プロファイルＰＳＴ２〜ＰＳＴｎを相関演算器３２へ順次出力し、位置Ｒ２〜Ｒｎを最大値検出器３４へ順次出力する。
【００３８】
最大値検出器３４は、相関演算器３２から相関係数ρ１〜ρｎを順次受け、プロファイル保持器３３から位置Ｒ１〜Ｒｎを順次受ける。そして、最大値検出器３４は、相関係数ρ１〜ρｎから最大値ρｍａｘを検出し、その検出した最大値ρｍａｘに対応する位置を位置Ｒ１〜Ｒｎから抽出する。例えば、最大値検出器３４は、最大値ρｍａｘとして相関係数ρ５を検出したとき、最大値ρｍａｘに対応する位置として位置Ｒ５を抽出する。最大値検出器３４は、最大値ρｍａｘに対応する位置を抽出すると、その抽出した位置を発信機１０の位置として特定する。
【００３９】
制御電圧発生回路３５は、制御電圧ＣＬＶ１〜ＣＬＶｓ（ｓは自然数）を順次発生し、その発生した制御電圧ＣＬＶ１〜ＣＬＶｓをバラクタダイオード３６へ順次出力する。バラクタダイオード３６は、制御電圧ＣＬＶ１〜ＣＬＶｓに応じて、リアクタンス値を可変してアレーアンテナ２０のアンテナ素子２１〜２７の指向性を順次変える。すなわち、バラクタダイオード３６は、制御電圧ＣＬＶ１〜ＣＬＶｓに応じてアレーアンテナ２０の指向性を複数個に順次変える。
【００４０】
図３は、受信信号強度プロファイルＲＳＳＩの概念図である。制御電圧発生回路３５は、各々が電圧Ｖ１〜Ｖ７からなる制御電圧ＣＬＶ１〜ＣＬＶｓを順次発生してバラクタダイオード３６へ出力する。この場合、電圧Ｖ１〜Ｖ７は、それぞれ、アンテナ素子２１〜２７に装荷されるリアクタンス値を変えるための電圧であり、０〜２０Ｖの範囲で変えられる。
【００４１】
バラクタダイオード３６は、パターンＰ１からなる制御電圧ＣＬＶ１に応じてアレーアンテナ２０の指向性をある１つの指向性に設定する。そして、アレーアンテナ２０は、設定された指向性で発信機１０からの電波を受信して受信器３１へ供給する。受信器３１は、アレーアンテナ２０から供給された電波の強度ＷＩ１を検出する。
【００４２】
次に、バラクタダイオード３６は、パターンＰ２からなる制御電圧ＣＬＶ２に応じてアレーアンテナ２０の指向性を別の指向性に設定する。そして、アレーアンテナ２０は、設定された指向性で発信機１０からの電波を受信して受信器３１へ供給する。受信器３１は、アレーアンテナ２０から供給された電波の強度ＷＩ２を検出する。
【００４３】
以後、同様にして、バラクタダイオード３６は、それぞれ、パターンＰ３〜Ｐｓからなる制御電圧ＣＬＶ３〜ＣＬＶｓに応じてアレーアンテナ２０の指向性を順次変える。そして、アレーアンテナ２０は、各々設定された指向性で発信機１０からの電波を受信して受信器３１へ供給する。受信器３１は、アレーアンテナ２０から供給された電波の強度ＷＩ３〜ＷＩｓを順次検出する。
【００４４】
そして、受信器３１は、強度ＷＩ１〜ＷＩｓからなる強度プロファイルを示す受信信号強度プロファイルＲＳＳＩを生成して相関演算器３２へ出力する。
【００４５】
なお、パターンＰ１〜Ｐｓの順番は、予め決定されている。従って、制御電圧発生回路３５は、パターンＰ１〜Ｐｓの順に従って制御電圧ＣＬＶ１〜ＣＬＶｓを順次発生してバラクタダイオード３６へ出力する。
【００４６】
このように、アレーアンテナ２０の指向性を複数個に変化させた場合、所定の強度プロファイルからなる受信信号強度プロファイルＲＳＳＩが得られる。
【００４７】
図４は、位置信号強度プロファイルの概念図である。位置信号強度プロファイルＰＳＴ１は、発信機１０が部屋５０の位置Ｒ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）に存在するときに、アレーアンテナ２０の指向性を制御電圧ＣＬＶ１〜ＣＬＶｓによって順次変えて受信した複数の電波の強度プロファイルである。以下、同様にして、位置信号強度プロファイルＰＳＴ２〜ＰＳＴｎは、発信機１０がそれぞれ部屋５０の位置Ｒ２（ｘ２，ｙ２，ｚ２）〜Ｒｎ（ｘｎ，ｙｎ，ｚｎ）に存在するときに、アレーアンテナ２０の指向性を制御電圧ＣＬＶ１〜ＣＬＶｓによって順次変えて受信した複数の電波の強度プロファイルである。
【００４８】
従って、発信機１０が位置Ｒｉ（位置Ｒ１〜Ｒｎのいずれか）に存在するとき、受信器３１は、アレーアンテナ２０からの複数の電波の強度を検出して位置信号強度プロファイルＰＳＴｉ（位置信号強度プロファイルＰＳＴ１〜ＰＳＴｎのいずれか）を生成する。その結果、位置信号強度プロファイルＰＳＴ１〜ＰＳＴｎは、発信機１０の各位置Ｒ１〜Ｒｎを示す強度プロファイルを意味する。
【００４９】
なお、受信機３０を固定し、発信機１０を位置Ｒ１〜Ｒｎの各々へ順次移動させて複数の位置信号強度プロファイルＰＳＴ１〜ＰＳＴｎを測定してもよく、発信機１０を固定し、受信機３０を位置Ｒ１〜Ｒｎの各々へ順次移動させて位置信号強度プロファイルＰＳＴ１〜ＰＳＴｎを測定してもよい。つまり、この発明においては、発信機１０及び受信機３０のいずれか一方を固定し、他方を移動させて位置信号強度プロファイルＰＳＴ１〜ＰＳＴｎを測定すればよい。
【００５０】
プロファイル保持器３３は、予め測定された位置信号強度プロファイルＰＳＴ１〜ＰＳＴｎを位置Ｒ１〜Ｒｎに対応付けて保持する。そして、プロファイル保持器３３は、位置信号強度プロファイルＰＳＴ１〜ＰＳＴｎを相関演算器３２へ順次出力し、位置Ｒ１〜Ｒｎを最大値検出器３４へ順次出力する。
【００５１】
相関演算器３２は、受信信号強度プロファイルＲＳＳＩと位置信号強度プロファイルＰＳＴ１〜ＰＳＴｎの各々との相関係数ρ１〜ρｎを次式により演算する。
【００５２】
ρｉ＝｜＜Ｒ＞・＜Ｐｉ＞｜／（｜＜Ｒ＞｜×｜＜Ｐｉ＞｜）・・・（１）
但し、ｉ＝１〜ｎである。
【００５３】
式（１）において、＜Ｒ＞は、受信信号強度プロファイルＲＳＳＩのベクトル表示を意味し、＜Ｒ＞＝［ｒ１，ｒ２，・・・，ｒｓ）］Ｔである。また、＜Ｐｉ＞は、位置信号強度プロファイルＰＳＴ１〜ＰＳＴｎの各々のベクトル表示を意味し、＜Ｐｉ＞＝［ｐ１，ｐ２，・・・，ｐｓ］Ｔである。なお、［ｒ１，ｒ２，・・・，ｒｓ）］Ｔ及び［ｐ１，ｐ２，・・・，ｐｓ］Ｔは、それぞれ、ベクトル［ｒ１，ｒ２，・・・，ｒｓ）］及び［ｐ１，ｐ２，・・・，ｐｓ］の転置ベクトルを表わす。
【００５４】
式（１）に従って相関係数ρｉを演算する場合、図３に示す受信信号強度プロファイルＲＳＳＩを構成する強度ＷＩ１〜ＷＩｓを要素ｒ１〜ｒｓとし、図４に示す位置信号強度プロファイルＰＳＴ１〜ＰＳＴｎの各々を構成するｓ個の強度を要素ｐ１〜ｐｓとする。
【００５５】
図５は、式（１）により演算した相関係数ρｉと発信機１０の位置Ｒ１〜Ｒｎとの関係図である。最大値検出器３４は、相関演算器３２から相関係数ρ１〜ρｎを受け、プロファイル保持器３３から位置Ｒ１〜Ｒｎを受ける。例えば、相関係数ρ１〜ρｎは、位置Ｒ１〜Ｒｎと図５に示す関係を有する。最大値検出器３４は、相関係数ρ１〜ρｎの最大値として相関係数ρ５を検出し、その検出した相関係数ρ５に対応する位置Ｒ５を抽出する。そして、最大値検出器３４は、抽出した位置Ｒ５を発信機１０の部屋５０における位置とする。
【００５６】
相関係数ρｉは、０〜１の範囲の値を取り得るので、相関係数ρｉの最大値は「１」である。式（１）より明らかなように、相関係数ρｉは、ベクトル＜Ｒ＞とベクトル＜Ｐｉ＞との内積を演算して得られる。従って、ベクトル＜Ｒ＞がベクトル＜Ｐｉ＞に一致するとき、相関係数ρｉが最大になる。このことは、受信信号強度プロファイルＲＳＳＩが位置信号強度プロファイルＰＳＴｉ（ＰＳＴ１〜ＰＳＴｎのいずれか）に一致することを意味する。
【００５７】
２つのプロファイルが完全に一致しなくても、一方のプロファイルが他方のプロファイルにより近ければ相関係数ρｉはより大きくなる。
【００５８】
従って、この発明においては、式（１）により相関係数ρｉ（ｉ：１〜ｎ）を演算し、相関係数ρｉ（ｉ：１〜ｎ）の最大値を検出することにより、受信信号強度プロファイルＲＳＳＩにより近い位置信号強度プロファイルを位置信号強度プロファイルＰＳＴ１〜ＰＳＴｎから抽出する。位置信号強度プロファイルＰＳＴ１〜ＰＳＴｎの各々は、上述したように発信機１０の部屋５０における各位置Ｒ１〜Ｒｎを表わすので、受信信号強度プロファイルＲＳＳＩにより近い位置信号強度プロファイルを抽出すれば、発信機１０の部屋５０における位置を特定できる。
【００５９】
つまり、受信信号強度プロファイルＲＳＳＩ及び位置信号強度プロファイルＰＳＴ１〜ＰＳＴｎは、同じ制御電圧パターンＣＬＶ１，ＣＬＶ２，・・・，ＣＬＶｓ（図３に示すパターンＰ１〜Ｐｓに従って順次発生される）によってアレーアンテナ２０の指向性を順次変化させて測定されたプロファイルであるので、発信機１０が部屋５０の位置Ｒｉ（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）に存在すれば、受信器３１は、位置信号強度プロファイルＰＳＴｉに一致する受信信号強度プロファイルＲＳＳＩ、または位置信号強度プロファイルＰＳＴｉに近似した受信信号強度プロファイルＲＳＳＩを生成する。従って、相関係数ρ１〜ρｎから最大値ρｍａｘを検出すれば、最大値ρｍａｘに対応する位置が発信機１０の位置となる。
【００６０】
図６は、図１に示す受信機３０における発信機１０の位置を特定する動作を説明するためのフローチャートである。一連の動作が開始されると、制御電圧発生回路３５は、制御電圧ＣＬＶ１〜ＣＬＶｓを順次発生してバラクタダイオード３６へ出力する。そして、バラクタダイオード３６は、制御電圧ＣＬＶ１〜ＣＬＶｓに応じてアレーアンテナ２０の指向性を複数個に順次変えると共に、アレーアンテナ２０は、各指向性で発信機１０からの電波を受信し（ステップＳ１）、その受信した電波を受信器３１へ供給する。
【００６１】
受信器３１は、アレーアンテナ２０から供給される複数の電波の強度を順次検出し、複数の電波の強度プロファイルを示す受信信号強度プロファイルＲＳＳＩを生成する（ステップＳ２）。そして、受信器３１は、生成した受信信号強度プロファイルＲＳＳＩを相関演算器３２へ出力する。
【００６２】
その後、相関演算器３２は、ｋ＝０を設定し（ステップＳ３）、プロファイル保持器３３から位置信号強度プロファイルＰＳＴ１を受ける（ステップＳ４）。相関演算器３２は、位置信号強度プロファイルＰＳＴ１を受けると、ｋ＝ｋ＋１を設定する（ステップＳ５）。そして、相関演算器３２は、受信信号強度プロファイルＲＳＳＩと位置信号強度プロファイルＰＳＴ１との相関係数ρ１を式（１）により演算する（ステップＳ６）。
【００６３】
相関演算器３２は、相関係数ρ１を演算すると、ｋ＝ｎであるか否かを判定し（ステップＳ７）、ｋ＝ｎでないとき、ｋ＝ｎになるまでステップＳ４〜Ｓ６を繰返し実行する。つまり、相関演算器３２は、受信信号強度プロファイルＲＳＳＩと位置信号強度プロファイルＰＳＴ１〜ＰＳＴｎとに基づいて相関係数ρ１〜ρｎを演算する。そして、相関演算器３２は、演算した相関係数ρ１〜ρｎを最大値検出器３４へ出力する。また、プロファイル保持器３３は、位置Ｒ１〜Ｒｎを最大値検出器３４へ順次出力する。
【００６４】
ステップＳ７において、ｋ＝ｎであると判定されると、最大値検出器３４は、相関係数ρ１〜ρｎから最大値ρｍａｘを検出し（ステップＳ８）、最大値ρｍａｘに対応する位置を発信機１０の位置として特定する（ステップＳ９）。これにより、一連の動作は終了する。
【００６５】
なお、受信機３０における発信機１０の位置を特定する動作は、実際には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）によって行なわれ、ＣＰＵは、図６に示す各ステップを備えるプログラムをＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）から読出し、その読出したプログラムを実行して図６に示すフローチャートに従って発信機１０の位置を特定する。
【００６６】
従って、ＲＯＭは、発信機１０の位置を特定する動作をコンピュータ（ＣＰＵ）に実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取り可能な記録媒体に相当する。
【００６７】
そして、図６に示す各ステップを備えるプログラムは、アレーアンテナ２０の指向性を複数個に順次変えて受信した複数の電波に基づいて、発信機１０の位置の特定をコンピュータ（ＣＰＵ）に実行させるプログラムである。
【００６８】
従って、このプログラムは、電波が反射波及び回折波を含んでいても発信機１０の位置の特定をコンピュータ（ＣＰＵ）に実行させることができる。
【００６９】
なお、複数の位置信号強度プロファイルＰＳＴ１〜ＰＳＴｎは、「基準信号プロファイル」を構成する。
【００７０】
また、位置Ｒ１〜Ｒｎは、「位置情報」を構成する。
【００７１】
実施の形態１によれば、受信機３０は、指向性を複数個に変えてアレーアンテナ２０が受信した複数の電波の強度プロファイルを示す受信信号強度プロファイルＲＳＳＩを生成し、その生成した受信信号強度プロファイルＲＳＳＩと、発信機１０からの反射波及び回折波を含む電波を受信して予め測定された、発信機１０の部屋５０における各位置Ｒ１〜Ｒｎを示す位置信号強度プロファイルＰＳＴ１〜ＰＳＴｎとに基づいて、受信信号強度プロファイルＲＳＳＩに一致する位置信号強度プロファイルを検出して発信機１０の位置を特定するので、反射波及び回折波が存在する環境においても発信機１０の位置を特定できる。
【００７２】
また、１台の端末（受信機３０）によって発信機１０の位置を特定できる。
【００７３】
［実施の形態２］
図７は、実施の形態２における受信機の概略ブロック図である。なお、実施の形態２による送受信システムは、送受信システム１００の受信機３０を受信機３０Ａに代えたものである。
【００７４】
受信機３０Ａは、受信機３０の最大値検出器３４を最大値検出器３４Ａに代え、制御電圧発生回路３５を制御電圧発生回路３５Ａに代え、プロファイル保持器３３をプロファイル保持器３３Ａに代えたものであり、その他は、受信機３０と同じである。
【００７５】
プロファイル保持器３３Ａは、制御電圧ＣＬＶ１１〜ＣＬＶ１ｓに従ってアレーアンテナ２０の指向性を順次変えて測定された位置信号強度プロファイルＰＳＴ１１〜ＰＳＴ１ｎと、制御電圧ＣＬＶ２１〜ＣＬＶ２ｓに従ってアレーアンテナ２０の指向性を順次変えて測定された位置信号強度プロファイルＰＳＴ２１〜ＰＳＴ２ｎとを位置Ｒ１〜Ｒｎに対応付けて保持する。そして、プロファイル保持器３３Ａは、位置信号強度プロファイルＰＳＴ１１〜ＰＳＴ１ｎを相関演算器３２へ順次出力し、最大値検出器３４Ａから切換信号ＥＸＣ１を受けると、位置信号強度プロファイルＰＳＴ２１〜ＰＳＴ２ｎを相関演算器３２へ順次出力する。
【００７６】
なお、位置信号強度プロファイルＰＳＴ１１〜ＰＳＴ１ｎ，ＰＳＴ２１〜ＰＳＴ２ｎは、実施の形態１における方法と同じ方法によって測定される。
【００７７】
最大値検出器３４Ａは、相関演算器３２から受けた相関係数ρ１１〜ρ１ｎに２個の最大値が存在するとき、切換信号ＥＸＣ１を生成してプロファイル保持器３３Ａへ出力し、切換信号ＥＸＣ２を生成して制御電圧発生回路３５Ａへ出力する。切換信号ＥＸＣ１は、相関演算器３２へ出力する位置信号強度プロファイルを位置信号強度プロファイルＰＳＴ１１〜ＰＳＴ１ｎから位置信号強度プロファイルＰＳＴ２１〜ＰＳＴ２ｎへ切換えるための信号である。また、切換信号ＥＸＣ２は、バラクタダイオード３６へ出力する制御電圧ＣＬＶのパターンを切換えるための信号である。また、最大値検出器３４Ａは、相関演算器３２から受けた相関係数ρ１１〜ρ１ｎに１個の最大値が存在するとき、その最大値に対応する位置を発信機１０の位置として特定する。そして、最大値検出器３４Ａは、相関演算器３２から受けた相関係数ρ１１〜ρ１ｎに２個の最大値が存在するとき、更に、相関演算器３２から受けた相関係数ρ２１〜ρ２ｎから最大値を検出し、相関係数ρ１１〜ρ１ｎから検出した最大値と相関係数ρ２１〜ρ２ｎから検出した最大値とに共通する位置を発信機１０の位置として特定する。
【００７８】
制御電圧発生回路３５Ａは、上述したパターンＰ１〜Ｐｓと同じパターンＰ１１〜Ｐ１ｓからなる制御電圧ＣＬＶ１１〜ＣＬＶ１ｓを順次発生してバラクタダイオード３６へ出力する。また、制御電圧発生回路３５Ａは、最大値検出器３４Ａから切換信号ＥＸＣ２を受けると、パターンＰ１１〜Ｐ１ｓと異なるパターンＰ２１〜Ｐ２ｓからなる制御電圧ＣＬＶ２１〜ＣＬＶ２ｓを順次発生してバラクタダイオード３６へ出力する。
【００７９】
なお、実施の形態２においては、バラクタダイオード３６は、制御電圧ＣＬＶ１１〜ＣＬＶ１ｓ，ＣＬＶ２１〜ＣＬＶ２ｓに従ってアレーアンテナ２０の指向性を複数個に順次変える。
【００８０】
図８は、実施の形態２における受信信号強度プロファイルの概念図である。制御電圧発生回路３５Ａは、パターンＰ１１〜Ｐ１ｓからなる制御電圧ＣＬＶ１１〜ＣＬＶ１ｓを順次発生してバラクタダイオード３６へ出力する。
【００８１】
バラクタダイオード３６は、制御電圧ＣＬＶ１１〜ＣＬＶ１ｓに応じてアレーアンテナ２０の指向性を複数個に順次変える。そして、アレーアンテナ２０は、各設定された指向性で発信機１０からの電波を受信して複数の電波を受信器３１へ供給する。受信器３１は、アレーアンテナ２０から供給された複数の電波の強度を検出して受信信号強度プロファイルＲＳＳＩ１を生成する。
【００８２】
また、制御電圧発生回路３５Ａは、最大値検出器３４Ａから切換信号ＥＸＣ２を受けるとパターンＰ２１〜Ｐ２ｓからなる制御電圧ＣＬＶ２１〜ＣＬＶ２ｓを順次発生してバラクタダイオード３６へ出力する。
【００８３】
バラクタダイオード３６は、制御電圧ＣＬＶ２１〜ＣＬＶ２ｓに応じてアレーアンテナ２０の指向性を複数個に順次変える。そして、アレーアンテナ２０は、各設定された指向性で発信機１０からの電波を受信して複数の電波を受信器３１へ供給する。受信器３１は、アレーアンテナ２０から供給された複数の電波の強度を検出して受信信号強度プロファイルＲＳＳＩ２を生成する。
【００８４】
なお、実施の形態２においては、相関演算器３２は、受信信号強度プロファイルＲＳＳＩ１及び位置信号強度プロファイルＰＳＴ１１〜ＰＳＴ１ｎに基づいて、上述した方法によって相関係数ρ１１〜ρ１ｎを演算して最大値検出器３４Ａへ出力する。また、相関演算器３２は、受信信号強度プロファイルＲＳＳＩ２及び位置信号強度プロファイルＰＳＴ２１〜ＰＳＴ２ｎに基づいて、上述した方法によって相関係数ρ２１〜ρ２ｎを演算して最大値検出器３４Ａへ出力する。
【００８５】
図９は、式（１）により演算した相関係数ρｍｉ（ｍ＝１，２）と発信機１０の位置との他の関係図である。最大値検出器３４Ａは、相関演算器３２から相関係数ρ１１〜ρ１ｎを受け、プロファイル保持器３３から位置Ｒ１〜Ｒｎを受ける。
【００８６】
例えば、相関係数ρ１１〜ρ１ｎは、位置Ｒ１〜Ｒｎと図８に示す関係を有する。最大値検出器３４Ａは、相関係数ρ１１〜ρ１ｎの最大値として相関係数ρ１４，ρ１ｋを検出する。すなわち、最大値検出器３４Ａは、２つの最大値ρ１ｍａｘ１（＝ρ１４），ρ１ｍａｘ２（＝ρ１ｋ）を検出する。最大値検出器３４Ａは、２つの最大値ρ１ｍａｘ１，ρ１ｍａｘ２を検出すると、切換信号ＥＸＣ１を生成してプロファイル保持器３３Ａへ出力し、切換信号ＥＸＣ２を生成して制御電圧発生回路３５Ａへ出力する。
【００８７】
最大値検出器３４Ａは、相関演算器３２から相関係数ρ２１〜ρ２ｎを受けると、相関係数ρ２１〜ρ２ｎから最大値ρ２ｍａｘ（＝ρ２ｋ）を検出する。そして、最大値検出器３４Ａは、最大値ρ１ｍａｘ１（＝ρ１４），ρ１ｍａｘ２（＝ρ１ｋ）と最大値ρ２ｍａｘ（＝ρ２ｋ）とに共通する位置Ｒｋを抽出し、その抽出した位置Ｒｋを発信機１０の位置として特定する。
【００８８】
このように、実施の形態２においては、１つのパターンに従ってアレーアンテナ２０の指向性を複数個に変えて発信機１０からの電波を受信して演算した相関係数ρ１１〜ρ１ｎが２つの最大値を含むとき、別のパターンに従ってアレーアンテナ２０の指向性を複数個に変えて発信機１０からの電波を受信して相関係数ρ２１〜ρ２ｎを演算し、相関係数ρ１１〜ρ１ｎ及び相関係数ρ２１〜ρ２ｎに基づいて発信機１０の位置を特定する。
【００８９】
図１０は、図７に示す受信機３０Ａにおける発信機１０の位置を特定する動作を説明するためのフローチャートである。一連の動作が開始されると、制御電圧発生回路３５Ａは、第１のパターン（パターンＰ１１〜Ｐ１ｓ）に従って制御電圧ＣＬＶ１１〜ＣＬＶ１ｓを順次発生してバラクタダイオード３６へ出力する。そして、バラクタダイオード３６は、制御電圧ＣＬＶ１１〜ＣＬＶ１ｓに応じてアレーアンテナ２０の指向性を複数個に順次変える。
【００９０】
アレーアンテナ２０は、各指向性で発信機１０からの電波を受信し（ステップＳ１１）、その受信した電波を受信器３１へ供給する。そして、最大値検出器３４Ａは、ｍ＝１を設定する（ステップＳ１２）。受信器３１は、アレーアンテナ２０から供給される複数の電波の強度を順次検出し、複数の電波の強度プロファイルを示す受信信号強度プロファイルＲＳＳＩ１を生成する（ステップＳ１３）。そして、受信器３１は、生成した受信信号強度プロファイルＲＳＳＩ１を相関演算器３２へ出力する。
【００９１】
その後、相関演算器３２は、ｋ＝０を設定し（ステップＳ１４）、プロファイル保持器３３Ａから位置信号強度プロファイルＰＳＴ１１を受ける（ステップＳ１５）。相関演算器３２は、位置信号強度プロファイルＰＳＴ１１を受けると、ｋ＝ｋ＋１を設定する（ステップＳ１６）。そして、相関演算器３２は、受信信号強度プロファイルＲＳＳＩ１と位置信号強度プロファイルＰＳＴ１１との相関係数ρ１１を式（１）により演算する（ステップＳ１７）。
【００９２】
相関演算器３２は、相関係数ρ１１を演算すると、ｋ＝ｎであるか否かを判定し（ステップＳ１８）、ｋ＝ｎでないとき、ｋ＝ｎになるまでステップＳ１５〜Ｓ１７を繰返し実行する。つまり、相関演算器３２は、受信信号強度プロファイルＲＳＳＩ１と位置信号強度プロファイルＰＳＴ１１〜ＰＳＴ１ｎとに基づいて相関係数ρ１１〜ρ１ｎを演算する。そして、相関演算器３２は、演算した相関係数ρ１１〜ρ１ｎを最大値検出器３４Ａへ出力する。また、プロファイル保持器３３Ａは、位置Ｒ１〜Ｒｎを最大値検出器３４Ａへ順次出力する。
【００９３】
ステップＳ１８において、ｋ＝ｎであると判定されると、最大値検出器３４Ａは、相関係数ρ１１〜ρ１ｎから最大値ρ１ｍａｘを検出する（ステップＳ１９）。そして、最大値検出器３４Ａは、ｍ＝２であるか否かを判定し（ステップＳ２０）、ｍ＝２でないとき、ステップＳ１９において検出した最大値ρ１ｍａｘが２個であるか否かを更に判定する（ステップＳ２１）。
【００９４】
ステップＳ２１において、最大値ρ１ｍａｘが２個であると判定されたとき、最大値検出器３４Ａは、ｍ＝ｍ＋１を設定し（ステップＳ２２）、切換信号ＥＸＣ１を生成してプロファイル保持器３３Ａへ出力し、切換信号ＥＸＣ２を生成して制御電圧発生回路３５Ａへ出力する。
【００９５】
プロファイル保持器３３Ａは、最大値検出器３４Ａからの切換信号ＥＸＣ１に応じて、位置信号強度プロファイルＰＳＴ２１〜ＰＳＴ２ｎを相関演算器３２へ順次出力する。また、制御電圧発生回路３５Ａは、最大値検出器３４Ａからの切換信号ＥＸＣ２に応じて、第２のパターン（パターンＰ２１〜Ｐ２ｓ）に従って制御電圧ＣＬＶ２１〜ＣＬＶ２ｓを順次発生してバラクタダイオード３６へ出力する。そして、バラクタダイオード３６は、制御電圧ＣＬＶ２１〜ＣＬＶ２ｓに応じてアレーアンテナ２０の指向性を複数個に順次変える。
【００９６】
アレーアンテナ２０は、各指向性で発信機１０からの電波を受信し（ステップＳ２３）、その受信した電波を受信器３１へ供給する。その後、ステップＳ１３〜Ｓ１９が繰返し実行される。この場合、相関演算器３２は、受信信号強度プロファイルＲＳＳＩ２と位置信号強度プロファイルＰＳＴ２１〜ＰＳＴ２ｎとに基づいて相関係数ρ２１〜ρ２ｎを演算して最大値検出器３４Ａへ出力し、最大値検出器３４Ａは、相関係数ρ２１〜ρ２ｎから最大値ρ２ｍａｘを検出する。
【００９７】
一方、ステップＳ２１において、最大値ρ１ｍａｘが２個でないと判定されたとき、最大値検出器３４Ａは、検出したρ１ｍａｘに対応する位置を発信機１０の位置と特定する（ステップＳ２４）。
【００９８】
ステップＳ１３〜Ｓ１９が繰返し実行された後、ステップＳ２０においてｍ＝２であると判定されると、最大値検出器３４Ａは、最大値ρ２ｍａｘに対応する位置Ｒ（ρ２ｍａｘ）が最大値ρ１ｍａｘ１に対応する位置Ｒ（ρ１ｍａｘ１）及び最大値ρ１ｍａｘ２に対応する位置Ｒ（ρ１ｍａｘ２）のいずれと等しいかを判定する（ステップＳ２５）。
【００９９】
そして、最大値ρ２ｍａｘに対応する位置Ｒ（ρ２ｍａｘ）が最大値ρ１ｍａｘ１に対応する位置Ｒ（ρ１ｍａｘ１）に等しいと判定されたとき、最大値検出器３４Ａは、最大値ρ１ｍａｘ１及びρ２ｍａｘに対応する位置を発信機１０の位置と特定する（ステップＳ２６）。
【０１００】
一方、ステップＳ２５において、最大値ρ２ｍａｘに対応する位置Ｒ（ρ２ｍａｘ）が最大値ρ１ｍａｘ２に対応する位置Ｒ（ρ１ｍａｘ２）に等しいと判定されたとき、最大値検出器３４Ａは、最大値ρ１ｍａｘ２及びρ２ｍａｘに対応する位置を発信機１０の位置と特定する（ステップＳ２７）。
【０１０１】
そして、ステップＳ２４，Ｓ２６，Ｓ２７のいずれかの後、一連の動作は終了する。
【０１０２】
なお、受信機３０Ａにおける発信機１０の位置を特定する動作は、実際には、ＣＰＵによって行なわれ、ＣＰＵは、図１０に示す各ステップを備えるプログラムをＲＯＭから読出し、その読出したプログラムを実行して図１０に示すフローチャートに従って発信機１０の位置を特定する。
【０１０３】
従って、ＲＯＭは、発信機１０の位置を特定する動作をコンピュータ（ＣＰＵ）に実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取り可能な記録媒体に相当する。
【０１０４】
そして、図１０に示す各ステップを備えるプログラムは、アレーアンテナ２０の指向性を複数個に順次変えて受信した複数の電波に基づいて演算した相関係数に複数の最大値が存在する場合に、発信機１０の位置の特定をコンピュータ（ＣＰＵ）に実行させるプログラムである。
【０１０５】
従って、このプログラムは、電波が直接波、反射波及び回折波を含んでいる複数の電波に基づいて演算した相関係数に複数の最大値が存在していても発信機１０の位置の特定をコンピュータ（ＣＰＵ）に実行させることができる。
【０１０６】
実施の形態２によれば、あるパターンに従ってアレーアンテナ２０の指向性を複数個に順次変えて受信した複数の電波の受信信号強度プロファイルと発信機１０の各位置を示す位置信号強度プロファイルとの相関係数ρ１１〜ρ１ｎに２個の最大値が存在する場合、別のパターンに従ってアレーアンテナ２０の指向性を複数個に順次変えて受信した複数の電波の受信信号強度プロファイルと位置信号強度プロファイルとの相関係数ρ２１〜ρ２ｎを演算し、相関係数ρ１１〜ρ１ｎの最大値に対応する位置と、相関係数ρ２１〜ρ２ｎの最大値に対応する位置とに共通の位置を発信機１０の位置として特定する。
【０１０７】
したがって、相関係数に複数の最大値が存在する場合にも発信機１０の位置を特定できる。
【０１０８】
なお、上記においては、相関係数の最大値が２個存在する場合について説明したが、最大値は３個以上であってもよい。
【０１０９】
また、相関係数ρ２１〜ρ２ｎに複数の最大値が存在する場合、更に別の制御電圧パターンに従ってアレーアンテナ２０の指向性を複数個に順次変えて相関係数を演算するようにしてもよい。
【０１１０】
その他は、実施の形態１と同じである。
【０１１１】
［実施の形態３］
図１１は、実施の形態３における受信機の概略ブロック図である。なお、実施の形態３による送受信システムは、送受信システム１００の受信機３０を受信機３０Ｂに代えたものである。
【０１１２】
受信機３０Ｂは、受信器３１Ａと、相関演算器３２Ａと、プロファイル保持器３３Ｂと、最大値検出器３４Ｂと、制御電圧発生回路３５と、バラクタダイオード３６とを含む。制御電圧発生回路３５及びバラクタダイオード３６については、実施の形態１において説明したとおりである。
【０１１３】
受信器３１Ａは、指向性を複数個に変えてアレーアンテナ２０が受信した複数の信号を実部と虚部とに分けて検出し、その検出した実部の強度に基づいて実部受信信号プロファイルＲＣＶ＿Ｉを生成し、検出した虚部の強度に基づいて虚部受信信号プロファイルＲＣＶ＿Ｑを生成する。そして、受信器３１Ａは、実部受信信号プロファイルＲＣＶ＿Ｉ及び虚部受信信号プロファイルＲＣＶ＿Ｑを相関演算器３２Ａへ出力する。
【０１１４】
相関演算器３２Ａは、プロファイル保持器３３Ｂから実部位置信号プロファイルＰＳＴ１＿Ｉ〜ＰＳＴｎ＿Ｉ及び虚部位置信号プロファイルＰＳＴ１＿Ｑ〜ＰＳＴｎ＿Ｑを順次受ける。そして、相関演算部３２Ａは、実部受信信号プロファイルＲＣＶ＿Ｉ及び虚部受信信号プロファイルＲＣＶ＿Ｑをそれぞれ実部及び虚部とする複素ベクトル＜Ｒｃｐｌ＞＝＜ＲＣＶ＿Ｉ＞＋ｊ＜ＲＣＶ＿Ｑ＞を生成する。
【０１１５】
また、相関演算器３２Ａは、実部位置信号プロファイルＰＳＴ１＿Ｉ〜ＰＳＴｎ＿Ｉ及び虚部位置信号プロファイルＰＳＴ１＿Ｑ〜ＰＳＴｎ＿Ｑをそれぞれ実部及び虚部とする複素ベクトル＜Ｐｃｐｌ＞＝＜ＰＳＴｉ＿Ｉ＞＋ｊ＜ＰＳＴｉ＿Ｑ＞を生成する。そして相関演算器３２Ａは、複素ベクトル＜Ｒｃｐｌ＞の複素共役な転置ベクトル＜Ｒｃｐｌ＞Ｈ＝＜ＲＣＶ＿Ｉ＞Ｔ−ｊ＜ＲＣＶ＿Ｑ＞Ｔを演算し、複素ベクトル＜Ｒｃｐｌ＞Ｈ、＜Ｒｃｐｌ＞及び＜Ｐｃｐｌ＞を次式に代入して相関係数ρｃｐｌを演算する。
【０１１６】
ρｃｐｌｉ＝｜＜Ｒｃｐｌ＞Ｈ・＜Ｐｃｐｌ＞｜／（｜＜Ｒｃｐｌ＞｜×｜＜Ｐｃｐｌ＞｜）・・・・・・（２）
プロファイル保持器３３Ｂは、発信機１０の部屋５０における位置Ｒ１〜Ｒｎに対応して実部位置信号プロファイルＰＳＴ１＿Ｉ〜ＰＳＴｎ＿Ｉ及び虚部位置信号プロファイルＰＳＴ１＿Ｑ〜ＰＳＴｎ＿Ｑを保持する。そして、プロファイル保持器３３Ｂは、実部位置信号プロファイルＰＳＴ１＿Ｉ及び虚部位置信号プロファイルＰＳＴ１＿Ｑを相関演算器３２Ａへ出力し、位置Ｒ１を最大値検出器３４Ｂへ出力する。以下、同様にして、プロファイル保持器３３Ｂは、実部位置信号プロファイルＰＳＴ２＿Ｉ〜ＰＳＴｎ＿Ｉ及び虚部位置信号プロファイルＰＳＴ２＿Ｑ〜ＰＳＴｎ＿Ｑを相関演算器３２Ａへ順次出力し、位置Ｒ２〜Ｒｎを最大値検出器３４Ｂへ順次出力する。
【０１１７】
最大値検出器３４Ｂは、相関演算器３２Ａからの相関係数ρｃｐｌｉ（ｉ：１〜ｎ）に基づいて相関係数ρｃｐｌ１〜ρｃｐｌｎの最大値を検出し、その検出した最大値に対応する位置を発信機１０の位置として特定する。
【０１１８】
図１２は、実部受信信号プロファイル及び虚部受信信号プロファイルの概念図である。制御電圧発生回路３５は、パターンＰ１〜Ｐｓに従って制御電圧ＣＬＶ１〜ＣＬＶｓを順次発生してバラクタダイオード３６へ出力する。
【０１１９】
バラクタダイオード３６は、パターンＰ１からなる制御電圧ＣＬＶ１に応じてアレーアンテナ２０の指向性をある１つの指向性に設定する。そして、アレーアンテナ２０は、設定された指向性で発信機１０からの電波を受信して受信器３１Ａへ供給する。受信器３１Ａは、アレーアンテナ２０から供給された電波の強度の実部ＷＩ１＿Ｉ及び虚部ＷＩ１＿Ｑを検出する。
【０１２０】
次に、バラクタダイオード３６は、パターンＰ２からなる制御電圧ＣＬＶ２に応じてアレーアンテナ２０の指向性を別の指向性に設定する。そして、アレーアンテナ２０は、設定された指向性で発信機１０からの電波を受信して受信器３１Ａへ供給する。受信器３１Ａは、アレーアンテナ２０から供給された電波の強度の実部ＷＩ２＿Ｉ及び虚部ＷＩ２＿Ｑを検出する。
【０１２１】
以後、同様にして、バラクタダイオード３６は、それぞれ、パターンＰ３〜Ｐｓからなる制御電圧ＣＬＶ３〜ＣＬＶｓに応じてアレーアンテナ２０の指向性を順次変える。そして、アレーアンテナ２０は、各々設定された指向性で発信機１０からの電波を受信して受信器３１Ａへ供給する。受信器３１Ａは、アレーアンテナ２０から供給された電波の強度の実部ＷＩ３＿Ｉ〜ＷＩｓ＿Ｉ及び虚部ＷＩ３＿Ｑ〜ＷＩｓ＿Ｑを順次検出する。
【０１２２】
そして、受信器３１Ａは、強度の実部ＷＩ１＿Ｉ〜ＷＩｓ＿Ｉからなる実部受信信号プロファイルＲＣＶ＿Ｉと、強度の虚部ＷＩ１＿Ｑ〜ＷＩｓ＿Ｑからなる虚部受信信号プロファイルＲＣＶ＿Ｑとを生成して相関演算器３２Ａへ出力する。
【０１２３】
図１３は、実部位置信号プロファイル及び虚部位置信号プロファイルの概念図である。実部位置信号プロファイルＰＳＴ１＿Ｉ及び虚部位置信号プロファイルＰＳＴ１＿Ｑは、発信機１０が部屋５０の位置Ｒ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）に存在するときに、アレーアンテナ２０の指向性を制御電圧ＣＬＶ１〜ＣＬＶｓによって順次変えて受信した複数の電波のそれぞれ実部強度プロファイル及び虚部強度プロファイルである。以下、同様にして、実部位置信号プロファイルＰＳＴ２＿Ｉ〜ＰＳＴｎ＿Ｉ及び虚部位置信号プロファイルＰＳＴ２＿Ｑ〜ＰＳＴｎ＿Ｑは、発信機１０がそれぞれ部屋５０の位置Ｒ２（ｘ２，ｙ２，ｚ２）〜Ｒｎ（ｘｎ，ｙｎ，ｚｎ）に存在するときに、アレーアンテナ２０の指向性を制御電圧ＣＬＶ１〜ＣＬＶｓによって順次変えて受信した複数の電波のそれぞれ実部強度プロファイル及び虚部強度プロファイルである。
【０１２４】
プロファイル保持器３３Ｂは、位置Ｒ１に対応して、実部位置信号プロファイルＰＳＴ１＿Ｉ及び虚部位置信号プロファイルＰＳＴ１＿Ｑを保持する。以下、同様にして、プロファイル保持器３３Ｂは、それぞれ、位置Ｒ２〜Ｒｎに対応して、実部位置信号プロファイルＰＳＴ２＿Ｉ及び虚部位置信号プロファイルＰＳＴ２＿Ｑ〜実部位置信号プロファイルＰＳＴｎ＿Ｉ及び虚部位置信号プロファイルＰＳＴｎ＿Ｑを保持する。
【０１２５】
そして、プロファイル保持器３３Ｂは、実部位置信号プロファイルＰＳＴ１＿Ｉ及び虚部位置信号プロファイルＰＳＴ１＿Ｑ〜実部位置信号プロファイルＰＳＴｎ＿Ｉ及び虚部位置信号プロファイルＰＳＴｎ＿Ｑを相関演算器３２Ａへ順次出力し、位置Ｒ１〜Ｒｎを最大値検出器３４Ｂへ順次出力する。
【０１２６】
なお、複素位置信号プロファイルＰＳＴ１＿Ｉ〜ＰＳＴｎ＿Ｉ及びＰＳＴ１＿Ｑ〜ＰＳＴｎ＿Ｑは、実施の形態１における方法と同じ方法によって予め測定される。
【０１２７】
受信機３０Ｂにおける発信機１０の位置を特定する動作は、上述した図６に示すフローチャートに従って行なわれる。この場合、ステップＳ２，Ｓ４，Ｓ６における受信信号プロファイル及び位置信号プロファイルは、上述したように実部及び虚部からなる。
【０１２８】
このように、実施の形態３においては、指向性を複数個に変えてアレーアンテナ２０により受信した複数の電波の強度プロファイルを複素ベクトルにより表わすので、複素受信信号プロファイルと複素位置信号プロファイルとの相関係数をより正確に演算でき、発信機１０の位置をより正確に特定できる。
【０１２９】
なお、実施の形態３においては、上述した方法により演算した相関係数ρｃｐｌ１〜ρｃｐｌｎに複数の最大値が存在する場合、実施の形態２において説明した方法により発信機１０の位置を特定するようにしてもよい。
【０１３０】
その他は、実施の形態１と同じである。
【０１３１】
なお、この発明においては、アンテナ素子２１〜２７、制御電圧発生回路３５（または３５Ａ）及びバラクタダイオード３６は、指向性を電気的に切換え可能な「アンテナ」を構成する。
【０１３２】
また、上記においては、アレーアンテナ２０、受信器３１及びバラクタダイオード３６によって受信信号強度プロファイルＲＳＳＩを生成すると説明したが、この発明においては、これに限らず、複数のアンテナ素子、スイッチ及び受信器によって受信信号強度プロファイルＲＳＳＩを生成するようにしてもよい。この場合、スイッチは、複数のアンテナ素子との接続を順次切換え、各アンテナ素子によって受信された電波を受信器へ供給する。
【０１３３】
更に、複数のアンテナ素子及び複数の受信器によって受信信号強度プロファイルＲＳＳＩを生成するようにしてもよい。この場合、複数の受信器は、複数のアンテナ素子に対応して設けられる。そして、各受信器は、対応するアンテナ素子が受信した電波の強度を検出して相関演算器３２，３２Ａへ出力する。
【０１３４】
更に、複数のアンテナ素子、複数の可変移相器及び加算器によって受信信号強度プロファイルＲＳＳＩを生成するようにしてもよい。この場合、複数の可変移相器は、複数のアンテナ素子に対応して設けられ、位相パターンを順次変えて電波を受信する。そして、加算器は、１つの位相パターンに対して、複数の可変移相器からの電波を加算して相関演算器３２，３２Ａへ出力する。
【０１３５】
更に、上記においては、アレーアンテナ２０は、受信機３０に装着され、アンテナ１１は、発信機１０に装着されると説明したが、この発明においては、これに限らず、アレーアンテナ２０が発信機１０に装着され、アンテナ１１が受信機３０に装着されるようにしてもよい。つまり、この発明においては、アレーアンテナ２０は、発信機１０及び受信機３０のいずれか一方に装着されていればよい。
【０１３６】
更に、この発明においては、アレーアンテナ２０は、発信機１０および受信機３０の両方に装着されるようにしてもよい。
【０１３７】
更に、上記においては、送受信システム１００は、１つの部屋に設置されると説明したが、この発明においては、これに限らず、発信機１０及び受信機３０を別々の部屋に設置してもよい。
【０１３８】
更に、送受信システム１００は、少なくとも反射波及び回折波が伝搬する電波環境からなる屋外に設置されてもよい。
【０１３９】
以下、送受信システム１００における発信機１０の位置を特定する実験結果について説明する。図１４は、実験環境のレイアウトである。実験に用いた部屋６０は、縦１１．９５ｍ、横９．６ｍ、高さ１０ｍの部屋である。そして、部屋６０は、壁６１〜６４、床６５及び天井（図示せず）を有する。部屋６０の約半分の領域には、机４１及び棚４２，４３が配置されている。
【０１４０】
実験においては、机４１及び棚４２，４３が配置されていない領域を位置探知対象領域７０とした。位置探知対象領域７０は、縦３ｍ、横５ｍの領域である。そして、位置探知対象領域７０において、０．２ｍ間隔で４１６点の測定点を設定した。この４１６点の測定点は、Ｘ座標及びＹ座標によって表わされ、発信機１０の位置を特定する受信機３０は、位置［２０，５］に配置された。なお、図１４においては、アレーアンテナ２０によって受信機３０の配置位置を示している。
【０１４１】
発信機１０は、アンテナ１１としてオムニアンテナを装着している。そして、アンテナ１１及びアレーアンテナ２０は、床６５から同じ高さ１．２ｍに配置された。
【０１４２】
このように、発信機１０及び受信機３０が配置される部屋６０には、机４１及び棚４２，４３が存在するので、発信機１０から送信された電波は、壁６１〜６４、床６５及び天井によって反射されて受信機３０へ伝搬し、また、机４１及び棚４２，４３によって回折されて受信機３０へ伝搬する。
【０１４３】
従って、実験に用いた環境は、発信機１０から送信された電波を反射波及び回折波を含む電波として受信する環境である。
【０１４４】
発信機１０は、Ｍ系列ＰＮ符号からなる信号をＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）変調により変調し、その変調した信号を搬送周波数２．４８４ＧＨｚで発信する。また、送信信号の系列長は、１０００シンボルとし、シンボルレートを５００ｋＨｚとした。更に、送受信間のシンボル同期及びキャリア同期は、発信機１０と受信機３０との間を有線で接続し、リファレンス信号を送受信して同期を取るカンニングにより行なった。
【０１４５】
アレーアンテナ２０の指向性は、表１に示すパターンＰ１〜Ｐ７に従って順次切換えられた。
【０１４６】
【表１】
2005098958.tif 000003
【０１４７】
なお、表１に示すパターンＰ１〜Ｐ７は、アレーアンテナ２０のアンテナ素子２１〜２７に印加する電圧Ｖ１〜Ｖ７ではなく、リアクタンスＲ１〜Ｒ７からなる。アンテナ素子２１〜２７に印加する電圧Ｖ１〜Ｖ７を変えることによりアンテナ素子２１〜２７のリアクタンスＲ１〜Ｒ７が変化するので、アンテナ素子２１〜２７のリアクタンスＲ１〜Ｒ７を変えることによりアレーアンテナ２０の指向性を変えることができる。
【０１４８】
実験においては、アンテナ素子２４のリアクタンスＲ４は、０Ωに固定された。また、発信機１０を図１４に示す各測定点に設置し、表１に示すパターンＰ１〜Ｐ７に従ってアレーアンテナ２０の指向性を順次変えて発信機１０からの電波を受信して位置信号強度プロファイルＰＳＴ１〜ＰＳＴｎ（ＰＳＴ１１〜ＰＳＴ１ｎ，ＰＳＴ２１〜ＰＳＴ２ｎを含む。）及び複素位置信号プロファイルＰＳＴ１＿Ｉ〜ＰＳＴｎ＿Ｉ，ＰＳＴ１＿Ｑ〜ＰＳＴｎ＿Ｑを予め作成した。
【０１４９】
そして、実験においては、発信機１０を位置［５，１０］に設置した場合に発信機１０の位置を正確に特定できるか否かを評価した。
【０１５０】
図１５は、実施の形態１，２における受信信号強度プロファイルＲＳＳＩを用いた場合の相関演算結果である。図１６は、図１５における点線Ａ−Ａ’上の相関係数ρのグラフである。図１７は、実施の形態３における複素受信信号プロファイルを用いた場合の相関演算結果である。図１８は、図１７における点線Ａ−Ａ’上の相関係数ρ’のグラフである。
【０１５１】
図１５における各相関係数ρは、発信機１０を図１４に示す各測定点に設置し、アレーアンテナ２０の指向性を表１に示すパターンＰ１〜Ｐ７に従って順次変えたときの受信信号強度プロファイルＲＳＳＩと、位置信号強度プロファイルＰＳＴ１〜ＰＳＴｎとの相関係数である。
【０１５２】
また、図１７における相関係数ρ’は、発信機１０を図１４に示す各測定点に設置し、アレーアンテナ２０の指向性を表１に示すパターンＰ１〜Ｐ７に従って順次変えたときの複素受信信号プロファイルＲＣＶ＿Ｉ，ＲＣＶ＿Ｑと、複素位置信号プロファイルＰＳＴ１＿Ｉ〜ＰＳＴｎ＿Ｉ，ＰＳＴ１＿Ｑ〜ＰＳＴｎ＿Ｑとの相関係数である。
【０１５３】
図１６に示すように、受信信号強度プロファイルＲＳＳＩを用いた場合、発信機１０を配置した位置［５，１０］で最も大きい相関係数ρ＝０．９９が得られた。また、図１８に示すように、複素受信信号プロファイルＲＣＶ＿Ｉ，ＲＣＶ＿Ｑを用いた場合も、発信機１０を配置した位置［５，１０］で最も大きい相関係数ρ’＝０．９９が得られた。
【０１５４】
これらの結果から、受信信号強度プロファイルＲＳＳＩを用いた位置探知方式及び複素受信信号プロファイルＲＣＶ＿Ｉ，ＲＣＶ＿Ｑを用いた位置探知方式は、０．２ｍ以下の精度では正確に発信機１０の位置を特定できることがわかった。
【０１５５】
図１５と図１７とを比較すると、受信信号強度プロファイルＲＳＳＩを用いた場合（図１５）の方が、複素受信信号プロファイルＲＣＶ＿Ｉ，ＲＣＶ＿Ｑを用いた場合（図１７）よりも発信機１０の配置位置［５，１０］以外の点で相関係数ρが大きくなっている点が多い。
【０１５６】
従って、受信信号強度プロファイルＲＳＳＩを用いた位置探知方式の場合、発信機１０の位置を誤検出しないために、実施の形態２で説明したようにアレーアンテナ２０の指向性を複数のパターンＰ１１〜Ｐ１ｓ及びＰ２１〜Ｐ２ｓによって変えて受信信号強度プロファイルＲＳＳＩを作成することが重要である。
【０１５７】
［実施の形態４］
図１９は、実施の形態４による送受信システムの概略図である。実施の形態４による送受信システム１００Ａは、図１に示す送受信システム１００の発信機１０を発信機１０Ａに代えたものであり、その他は、送受信システム１００と同じである。
【０１５８】
発信機１０Ａは、アンテナ１１Ａを備える。アンテナ１１Ａは、指向性を有するアンテナである。従って、アンテナ１１Ａから送信された電波ＲＷ５は、壁５２の方向へ伝搬し、壁５２によって反射された後、受信機３０の方向へ伝搬する。また、アンテナ１１Ａから送信された電波ＲＷ６は、部屋５０の手前の壁（図示せず）の方向へ伝搬し、その壁によって反射された後、受信機３０の方向へ伝搬する。更に、アンテナ１１Ａから送信された電波ＲＷ７は、受信機３０の方向へ直接伝搬する。
【０１５９】
なお、図１９においては、アンテナ１１Ａから送信される電波として３つの電波ＲＷ５〜ＲＷ７が示されているが、アンテナ１１Ａの指向性によっては、電波ＲＷ５〜ＲＷ７と異なる方向に伝搬する電波がアンテナ１１Ａから送信される。
【０１６０】
図２０は、図１９に示すアンテナ１１Ａの垂直断面図である。アンテナ１１Ａは、アンテナ素子１２〜１５からなる。アンテナ素子１３，１４は、電波の波長をλとした場合、λ／４の長さを有する。そして、アンテナ素子１３，１４は、それぞれ、導体１６，１７に接続される。導体１６，１７は、発信機１０Ａに接続される。
【０１６１】
アンテナ素子１２は、長さＬ１を有し、アンテナ素子１３の一方端１３Ａとアンテナ素子１４の他方端１４Ａまでの長さは、Ｌ２（＜Ｌ１）であり、アンテナ素子１５は、長さＬ３（＜Ｌ２）を有する。
【０１６２】
アンテナ素子１２は、アンテナ素子１３，１４を中心としてアンテナ素子１５の反対側に配置される。そして、アンテナ素子１２とアンテナ素子１３，１４との間隔は、Ｌ４であり、アンテナ素子１５とアンテナ素子１３，１４との間隔は、Ｌ５（≧Ｌ４）である。
【０１６３】
図２１は、図２０に示すＡ方向から見たアンテナ１１Ａの平面図である。アンテナ素子１３，１４は、導体１６，１７を介して発信機１０Ａから給電される。これにより、アンテナ１１Ａは、指向性のある電波ＲＷ５〜ＲＷ７を送信する。
【０１６４】
受信機３０は、指向性を有するアンテナ１１Ａから送信された電波をアレーアンテナ２０の指向性を複数個に変えながら受信し、実施の形態１において説明した方法によって発信機１０Ａの位置を特定する。
【０１６５】
送受信システム１００Ａにおいては、受信機３０に代えてそれぞれ実施の形態２，３で説明した受信機３０Ａ，３０Ｂを用いてもよい。そして、受信機３０Ａ，３０Ｂは、指向性を有するアンテナ１１Ａから送信された電波をアレーアンテナ２０の指向性を複数個に変えながら受信し、それぞれ、実施の形態２，３において説明した方法によって発信機１０Ａの位置を特定する。
【０１６６】
このように、受信機３０，３０Ａ，３０Ｂは、発信機が指向性を有する電波を送信する場合であっても発信機１０Ａの位置を特定できる。
【０１６７】
なお、上記においては、アンテナ１１Ａは、発信機１０Ａに装着され、アレーアンテナ２０は、受信機３０に装着されると説明したが、この発明においては、これに限らず、アンテナ１１Ａは、受信機３０に装着され、アレーアンテナ２０は、発信機１０Ａに装着されるようにしてもよい。
【０１６８】
その他は、実施の形態１〜３と同じである。
【０１６９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１７０】
この発明は、発信機の位置を特定可能な送受信システムに適用される。
【図面の簡単な説明】
【０１７１】
【図１】この発明の実施の形態１による送受信システムの概略図である。
【図２】図１に示す受信機の概略ブロック図である。
【図３】受信信号強度プロファイルの概念図である。
【図４】位置信号強度プロファイルの概念図である。
【図５】式（１）により演算した相関係数と発信機の位置との関係図である。
【図６】図１に示す受信機における発信機の位置を特定する動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】実施の形態２における受信機の概略ブロック図である。
【図８】実施の形態２における受信信号強度プロファイルの概念図である。
【図９】式（１）により演算した相関係数と発信機の位置との他の関係図である。
【図１０】図７に示す受信機における発信機の位置を特定する動作を説明するためのフローチャートである。
【図１１】実施の形態３における受信機の概略ブロック図である。
【図１２】実部受信信号プロファイル及び虚部受信信号プロファイルの概念図である。
【図１３】実部位置信号プロファイル及び虚部位置信号プロファイルの概念図である。
【図１４】実験環境のレイアウトである。
【図１５】実施の形態１，２における受信信号強度プロファイルＲＳＳＩを用いた場合の相関演算結果である。
【図１６】図１５における点線Ａ−Ａ’上の相関係数ρのグラフである。
【図１７】実施の形態３における複素受信信号プロファイルを用いた場合の相関演算結果である。
【図１８】図１７における点線Ａ−Ａ’上の相関係数ρ’のグラフである。
【図１９】実施の形態４による送受信システムの概略図である。
【図２０】図１９に示すアンテナの垂直断面図である。
【図２１】図２０に示すＡ方向から見たアンテナの平面図である。
【符号の説明】
【０１７２】
１０，１０Ａ  発信機、１１，１１Ａ  アンテナ、１２〜１５，２１〜２７  アンテナ素子、１６，１７  導体、２０  アレーアンテナ、３０，３０Ａ，３０Ｂ  受信機、３１，３１Ａ  受信器、３２，３２Ａ  相関演算器、３３，３３Ａ，３３Ｂ  プロファイル保持器、３４，３４Ａ，３４Ｂ  最大値検出器、３５，３５Ａ  制御電圧発生回路、３６  バラクタダイオード、４１  机、４２，４３  棚、５０，６０  部屋、５１，５２，６１〜６４  壁、５３，６５  床、７０  位置探知対象領域、１００，１００Ａ  送受信システム。
【図１】
2005098958.tif 000004
【図２】
2005098958.tif 000005
【図３】
2005098958.tif 000006
【図４】
2005098958.tif 000007
【図５】
2005098958.tif 000008
【図６】
2005098958.tif 000009
【図７】
2005098958.tif 000010
【図８】
2005098958.tif 000011
【図９】
2005098958.tif 000012
【図１０】
2005098958.tif 000013
【図１１】
2005098958.tif 000014
【図１２】
2005098958.tif 000015
【図１３】
2005098958.tif 000016
【図１４】
2005098958.tif 000017
【図１５】
2005098958.tif 000018
【図１６】
2005098958.tif 000019
【図１７】
2005098958.tif 000020
【図１８】
2005098958.tif 000021
【図１９】
2005098958.tif 000022
【図２０】
2005098958.tif 000023
【図２１】
2005098958.tif 000024