(57)【要約】【課題】反射波の影響が大きいフェージング環境下での通信品質を改善できると共に、小型化、軽量化を図ることができるアンテナシステム等を提供する。【解決手段】アンテナシステム１００は、一つの円偏波平面アンテナ１１と、９０度ハイブリッド１２と、切り換え手段スイッチ１３とを備え、受信する際に、制御部１５は切り換えスイッチ１３を制御し、切り換えスイッチ１３の切り換え動作により伝送線路Ｌ１が接続される場合、アンテナシステム１００の回旋方向は右旋となり、また、切り換えスイッチ１３の切り換え動作により伝送線路Ｌ２が接続される場合、アンテナシステム１００の回旋方向は左旋となる。この２つの旋回方向で受信した信号の電力レベルを比較して、電界強度が強い方を受信するように、即ち受信状態が最も良い状態となるように９０度ハイブリッドの接続点を切り換え、アンテナシステム１００の回旋方向を変更させるようになされる。【選択図】        図１
2005184363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信信号を送受信するためのアンテナシステムにおいて、
互いに偏波面が垂直な２つの直線偏波を送受信するアンテナ素子によって構成される円偏波アンテナと、
上記円偏波アンテナの２つの給電点から、または上記２つの給電点への信号を９０度の位相差を形成させる複数の伝送線路と、
上記伝送線路に配置され、上記円偏波アンテナの旋回方向が右旋、あるいは左旋になるように上記伝送線路を切り換える切り換え手段と、
上記円偏波アンテナの右旋と左旋時の通信状態を比較する比較手段と、
上記比較手段の比較結果に基づいて、上記円偏波アンテナの旋回方向が通信状態の良い旋回方向になるように上記切り換え手段を制御する制御手段と
を備えることを特徴とするアンテナシステム。
【請求項２】
上記円偏波アンテナは、一つの円偏波平面アンテナから構成され、
上記伝送線路は、９０度ハイブリッドを備え、
上記切り換え手段により上記９０度ハイブリッドの接続点を切り換える
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナシステム。
【請求項３】
上記円偏波アンテナは、一つの円偏波平面アンテナ素子から構成され、
上記伝送線路は、少なくとも一つが９０度の位相差を形成する遅延回路を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナシステム。
【請求項４】
上記円偏波アンテナは、放射する電波の偏波方向が互いに直交する２つのアンテナ素子から構成され、
上記伝送線路は、９０度ハイブリッドを備え、
上記切り換え手段により上記９０度ハイブリッドの接続点を切り換える
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナシステム。
【請求項５】
無線通信を行う通信装置において、
通信信号を送受信するためのアンテナシステムと、上記通信信号を処理する処理部とを有し、
上記アンテナシステムは、
互いに偏波面が垂直な２つの直線偏波を送受信するアンテナ素子によって構成される円偏波アンテナと、
上記円偏波アンテナの２つの給電点から、または上記２つの給電点への信号を９０度の位相差を形成させる複数の伝送線路と、
上記伝送線路に配置され、上記円偏波アンテナの旋回方向が右旋、あるいは左旋になるように上記伝送線路を切り換える切り換え手段と、
上記円偏波アンテナの右旋と左旋時の通信状態を比較する比較手段と、
上記比較手段の比較結果に基づいて、上記円偏波アンテナの旋回方向が通信状態の良い旋回方向になるように上記切り換え手段を制御する制御手段とを備える
ことを特徴とする通信装置。
【請求項６】
上記円偏波アンテナは、一つの円偏波平面アンテナから構成され、
上記伝送線路は、９０度ハイブリッドを備え、
上記切り換え手段により上記９０度ハイブリッドの接続点を切り換える
ことを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
【請求項７】
上記円偏波アンテナは、一つの円偏波平面アンテナ素子から構成され、
上記伝送線路は、少なくとも一つが９０度の位相差を形成する遅延回路を有する
ことを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
【請求項８】
上記円偏波アンテナは、放射する電波の偏波方向が互いに直交する２つのアンテナ素子から構成され、
上記伝送線路は、９０度ハイブリッドを備え、
上記切り換え手段により上記９０度ハイブリッドの接続点を切り換える
ことを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一つの円偏波アンテナを右旋あるいは左旋に切り換えるダイバーシティ送受信可能な小型アンテナシステムおよびそれを用いた通信装置に関する。詳しくは、アンテナシステムにおいて、互いに偏波面が垂直な２つの直線偏波を送受信するアンテナ素子によって構成される円偏波アンテナと、円偏波アンテナの２つの給電点から、または２つの給電点への信号を９０度の位相差形成させる複数の伝送線路と、伝送線路に配置され、円偏波アンテナの旋回方向が右旋、あるいは左旋になるように伝送線路を切り換える切り換え手段と、円偏波アンテナの右旋と左旋時の通信状態を比較する比較手段と、切り換え手段を制御する制御手段と備え、受信する際に、制御手段は、比較手段の比較結果に基づいて、円偏波アンテナの旋回方向が通信状態の良い旋回方向になるように切り換え手段を制御する構成とすることによって、反射波の影響が大きいフェージング環境下での通信品質を改善すると共に、小型化、軽量化を図ることができるようにしたアンテナシステム等に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
送信機から直接届く直接波と、壁・床・天井等からの反射波を同時に受信するフェージング環境下の無線通信では、直接波と反射波が干渉して打ち消しあう場所が存在するため、場所によって通信品質が低下する。そのような場合、電波を受信するアンテナを、通常１個あればよいところを複数用意しておき、その時々でもっとも通信状態が良好なアンテナの電波を採用するダイバーシティアンテナ方式が通信品質の改善に効果を発揮する。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。
【０００３】
しかし、このように、アンテナの偏波面を切り換える方式や、指向性を切り換える方式、あるいは場所を切り換える方式では不要な反射波の影響を完全に取り去ることができないため、効果は限定的である。この場合、円偏波による通信を用いることでさらに通信品質を改善することができる。
【０００４】
電波は横波であり、その振動面のことを偏波面という。偏波面が地面に対して垂直な電波を垂直偏波、偏波面が地面に対して水平な偏波を水平偏波というが、これらは偏波面が一定という意味で直線偏波と呼ばれる。それに対して、振幅が等しく、互いに偏波面が直交した２つの直線偏波を９０度の位相差を付けて合成した電波は、見かけ上、偏波面が回転しているように見えるため円偏波と呼ばれる。場所を固定して進行方向を見たとき、時間が進むと左回りに電界と磁界が回転する円偏波を左旋円偏波と言い、その逆方向に回転する円偏波を右旋円偏波と呼ぶ。右旋の円偏波アンテナは、右旋円偏波を送受信するが、左旋円偏波を受信することはできない。逆に、左旋の円偏波アンテナは、左旋円偏波を送受信するが、右旋円偏波を受信することはできない。
【０００５】
図８は、円偏波アンテナの種類を示す図である。図８（ａ)と図８（ｂ）は摂動により円偏波を送受信するアンテナであり、図８（ｃ)と図８（ｄ）は、２つの直線偏波の位相を９０度ずらして合成することにより円偏波を送受信するアンテナである。図８に示す４つのアンテナはすべて右旋円偏波アンテナである。これらと左右対称な形状のアンテナは左旋円偏波アンテナとなる。
【０００６】
上述した図８（ａ)と図８（ｂ）に示すように、平面アンテナに切り欠きや出っ張りといった摂動を加えて円偏波アンテナを作る方法は、互いに偏波面が垂直で位相が９０度異なる２つの直線偏波を合成して円偏波をつくる方法に比べて不安定で設計が難しい。とりわけ、摂動を加えて作った円偏波アンテナに２つの給電点を設けて円偏波ダイバーシティとする方法は、２つの給電点の間の電気的な結合が強く右旋と左旋が混ざった状態で送受信されるため、効果的な円偏波ダイバーシティを行うことができないという欠点があった。
【０００７】
また、円偏波が壁などで反射したとき、旋回方向が変わることが知られている。例えば右旋円偏波は壁で一度反射して左旋となり、さらにもう一度反射すると右旋となる。送信機および受信機のアンテナとして右旋の円偏波アンテナを採用した場合、壁で１回、３回、５回、等、奇数回反射した電波は左旋になるので、右旋の受信アンテナでは受信しない。一方、壁で２回以上反射した電波は１度も反射しない電波にくらべて強度が小さく、影響は無視して考えてよい。したがって、通信に円偏波を採用した場合、旋回の方向が同じで強度の強い直接波のみを受信し、フェージングの原因となる反射波を受信しないため、反射波が多く存在する室内のようなフェージング環境下では円偏波の通信が有効である。
【０００８】
しかし、室内での無線通信ではお互いに見通しのきく環境で通信ができるとは限らない。例えば、双方の間に障害物がある場合、直接波を受けることができず、壁などで一度反射した波をもっとも強く受信する場合もある。この場合、同じ旋回方向の円偏波アンテナを送受信アンテナに使った従来のアンテナシステムでは、１度反射した、もっとも強いが旋回方向の異なる電波を受信することができず、２回以上反射した弱い電波を受信せざるをえない。したがって、フェージング環境下の無線通信では右旋と左旋の２つのアンテナのうち、通信状態が良好な旋回方向のアンテナを採用する円偏波ダイバーシティ方式を採用することが望ましい。
【０００９】
そのために、右旋、左旋の２つのアンテナを切り換えできる円偏波ダイバーシティアンテナが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
この場合、ダイバーシティ受信は、予め複数の円偏波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通信状態が一番良いもの（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。
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−４３１３号公報（第２，３頁、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、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。特許文献１の場合、円偏波ダイバーシティアンテナでは右旋と左旋の円偏波アンテナをそれぞれ別に用意して、使用するアンテナの切り換えを行っているためアンテナの数が多く、無線装置を小型にすることができないという欠点がある。
【００１３】
そこで、この発明は、反射波の影響が大きいフェージング環境下での通信品質を改善することができると共に、小型化、軽量化を図ることができるようにしたアンテナシステムおよび通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システムは、無線通信信号を送受信するためのアンテナシステムにおいて、互いに偏波面が垂直な２つの直線偏波を送受信するアンテナ素子によって構成される円偏波アンテナと、円偏波アンテナの２つの給電点から、または２つの給電点への信号を９０度の位相差を形成させる複数の伝送線路と、伝送線路に配置され、円偏波アンテナの旋回方向が右旋、あるいは左旋になるように伝送線路を切り換える切り換え手段と、円偏波アンテナの右旋と左旋時の通信状態を比較する比較手段と、比較手段の比較結果に基づいて、円偏波アンテナの旋回方向が通信状態の良い旋回方向になるように切り換え手段を制御する制御手段とを備えるものである。
【００１５】
例えば、円偏波アンテナは、一つの円偏波平面アンテナから構成され、伝送線路は、９０度ハイブリッドを備え、切り換え手段により９０度ハイブリッドの接続点を切り換えるようになされる。
【００１６】
また例えば、円偏波アンテナは、一つの円偏波平面アンテナ素子から構成され、伝送線路は、少なくとも一つが９０度の位相差を形成する遅延回路を有する。
【００１７】
また例えば、円偏波アンテナは、放射する電波の偏波方向が互いに直交する２つのアンテナ素子から構成され、伝送線路は、９０度ハイブリッドを備え、切り換え手段により９０度ハイブリッドの接続点を切り換えるようになされる。
【００１８】
この発明に係る通信装置は、無線通信を行う通信装置において、通信信号を送受信するためのアンテナシステムと、上記通信信号を処理する処理部とを有し、アンテナシステムは、互いに偏波面が垂直な２つの直線偏波を送受信するアンテナ素子によって構成される円偏波アンテナと、該円偏波アンテナの２つの給電点から、または２つの給電点への信号を９０度の位相差を形成させる複数の伝送線路と、該伝送線路に配置され、円偏波アンテナの旋回方向が右旋、あるいは左旋になるように伝送線路を切り換える切り換え手段と、円偏波アンテナの右旋と左旋時の通信状態を比較する比較手段と、該比較手段の比較結果に基づいて、円偏波アンテナの旋回方向が通信状態の良い旋回方向になるように切り換え手段を制御する制御手段とを備えるものである。
【００１９】
この発明においては、無線通信信号を送受信するためのアンテナには本発明に係るアンテナシステムが応用されている。受信する際に、比較手段は円偏波アンテナの右旋と左旋時の通信状態を比較し、この比較結果に基づいて、制御手段は円偏波アンテナの旋回方向が通信状態の良い旋回方向になるように切り換え手段を制御するようになされる。
【００２０】
これにより、一つの円偏波アンテナを右旋あるいは左旋に切り換えるダイバーシティ送受信を行うことで、室内での無線通信のように反射波の影響が大きいフェージング環境下での通信品質を改善することができると共に、小型化、軽量化を図ることが可能となる。また、位相差を付けた２つの直線偏波を合成する方法を採用することで、特性の安定した円偏波を作り出すことが可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
この発明によれば、アンテナシステムにおいて、互いに偏波面が垂直な２つの直線偏波を送受信するアンテナ素子によって構成される円偏波アンテナと、円偏波アンテナの２つの給電点から、または２つの給電点への信号を９０度の位相差形成させる複数の伝送線路と、伝送線路に配置され、円偏波アンテナの旋回方向が右旋、あるいは左旋になるように伝送線路を切り換える切り換え手段と、円偏波アンテナの右旋と左旋時の通信状態を比較する比較手段と、切り換え手段を制御する制御手段と備え、受信する際に、制御手段は、比較手段の比較結果に基づいて、円偏波アンテナの旋回方向が通信状態の良い旋回方向になるように切り換え手段を制御するものであり、これにより、反射波の影響が大きいフェージング環境下での通信品質を改善することができると共に、小型化、軽量化を図ることができる。
【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システムおよびそれを用いた通信装置について説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態のアンテナシステム１００の構成を示す図である。図１に示すように、アンテナシステム１００は、アンテナ素子１１と、９０度ハイブリッド１２と、切り換え手段としての切り換えスイッチ１３と、送受信回路１４と、制御手段としての制御部１５と、伝送線路Ｌ１，Ｌ２とから構成されている。
【００２３】
アンテナ素子１１は、複数層からなる平面アンテナ素子である（後述図３参照）。アンテナ素子１１は、給電点を変更することで、互いに偏波面が垂直な２つの直線偏波を送受信することが可能とされる。
【００２４】
９０度ハイブリッド１２は、アンテナ素子１１のグランド面に形成され、４つのポートを有している。この９０度ハイブリッド１２は、次のような特性を有している。すなわち、ポート１から信号を入力するとき、それを２等分して、それぞれ線路ａ，ｂ，ｃ，ｄを介してポート３およびポート４から出力する。この場合、ポート２からは何も出力しない。ポート４から出力される信号の位相はポート３から出力される信号に比べて９０度遅い。また、ポート２から信号を入力するとき、それを２等分して、それぞれ線路ａ，ｂ，ｃ，ｄを介してポート３およびポート４から出力する。この場合、ポート１からは何も出力しない。ポート３から出力される信号の位相はポート４から出力される信号に比べて９０度遅い。
【００２５】
また、受信の場合では、ポート３から信号を入力するとき、それを２等分して、それぞれ線路ａ，ｂ，ｃ，ｄを介してポート１およびポート２から出力する。また、ポート４から信号を入力するとき、それを２等分して、それぞれ線路ａ，ｂ，ｃ，ｄを介してポート１およびポート２から出力する。
【００２６】
切り換えスイッチ１３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１３の切り換え動作は制御部１５から入力された制御信号により制御される。また、切り換えスイッチ１３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。
【００２７】
送受信回路１４は、アンテナ素子１１を介して通信信号を受信したり、アンテナ素子１１を介して信号を送信したりするための回路である。この送受信回路１４は、円偏波アンテナの右旋と左旋時の通信状態を比較する比較手段として、アンテナ素子１１を介して受信した信号の電力レベル（または復調信号のエラーの多少）を判断し、判断の結果を制御部１５へ出力するようになされる。
【００２８】
制御部１５は、送受信回路１４から入力された受信信号の判断結果に基づいて、切り換えスイッチ１３を制御する制御信号を出力するようになされる。制御部１５の制御により、切り換えスイッチ１３を介して伝送線路Ｌ１またはＬ２は送受信回路１４に接続され、アンテナシステム１００の回旋方向が、右旋、または左旋に切り換えられる。
【００２９】
図２は、アンテナシステム１００の斜視図である。図２に示すように、切り換えスイッチ１３と、送受信回路１４と、制御部１５とを同一基板上に配置され、無線モジュールを構成する。また、アンテナ素子１１と９０度ハイブリッド１２は、アンテナ部を構成する。無線モジュールとアンテナ部は同軸ケーブル、コネクタを介して接続される。
【００３０】
図３は、アンテナ部の構成を示している。図３（ａ）は、アンテナ部の斜視図である。また、図３（ｂ）は、アンテナ部の各層の構成を示している。図３（ｂ）に示すように、Ａ層は、放射面１を配置され、この放射面には２つの給電点２が配置されている。また、Ｂ層は、金属板からなるグランド面３である。このＢ層には、Ａ層の給電点に対応する位置に２つのホール４が設けられている。また、Ｃ層は、グランド面５を有し、このグランド面５の中央部に９０度ハイブリッド１２が形成されている。９０度ハイブリッド１２のポート１とポート２はそれぞれ給電点７ａ,７ｂに接続されている。９０度ハイブリッド１２のポート３とポート４は、アンテナコネクタ６に接続されている。
【００３１】
以下、アンテナシステム１００の送受信する際の動作について説明する。アンテナシステム１００において、受信する際に、制御部１５は切り換えスイッチ１３を制御し、切り換えスイッチ１３の切り換え動作により伝送線路Ｌ１が接続される場合、アンテナシステム１００の回旋方向は右旋となる。また、切り換えスイッチ１３の切り換え動作により伝送線路Ｌ２が接続される場合（図１に示す状態）、アンテナシステム１００の回旋方向は左旋となる。このように、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、アンテナシステム１００の回旋方向が切り換えられる。送受信回路１４は、上述した２つの旋回方向で受信した信号の電力レベルを比較して、その結果を制御部１５に入力され、そして、制御部１５は電界強度が強い方を受信するように切り換えスイッチ１３を制御する。これにより、反射波の影響が大きいフェージング環境下での通信品質を改善することができる。
【００３２】
また、送信する際に、送信前の受信状態が記憶されているため、受信状態の良い回旋方向で送信するようになされる。
【００３３】
このように本実施の形態においては、アンテナシステム１００は、一つの円偏波平面アンテナ１１と、９０度ハイブリッド１２と、切り換え手段スイッチ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９０度ハイブリッドの接続点を切り換え、アンテナシステム１００の回旋方向を変更させるようになされる。
【００３４】
これにより、反射波の影響が大きいフェージング環境下での通信品質を改善することができると共に、小型の無線通信装置に搭載し易い、小型化、軽量化を図ることができる。
【００３５】
また、９０度ハイブリッドを採用するため、一つの切り換えスイッチ１３で伝送線路を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。
【００３６】
次に、図４を参照しながら、この発明の第２の実施の形態について説明する。図４は、本発明の第２の実施の形態のアンテナシステム２００の構成を示す図である。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。
【００３７】
図４に示すように、アンテナシステム２００は、アンテナ素子１１と、切り換え手段としての切り換えスイッチ１３Ａ,１３Ｂと、送受信回路１４と、制御手段としての制御部１５と、遅延回路１６Ａ,１６Ｂと、結合器１７と、伝送線路Ｌ１，Ｌ２,Ｌ３とから構成されている。
【００３８】
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。
【００３９】
遅延回路１６Ａ，１６Ｂ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１６Ａは伝送線路Ｌ１に設けられ、伝送線路Ｌ３に対して９０の遅延が形成可能となる。また、遅延回路１６Ｂは伝送線路Ｌ２に設けられ、伝送線路Ｌ１に対して９０度の遅延が形成可能となる（伝送線路Ｌ３に対して１８０度の遅延が形成可能となる）。
【００４０】
結合器１７は、伝送線路Ｌ１と、伝送線路Ｌ２または伝送線路Ｌ３とから転送されてきたアンテナ素子１１の受信信号を合成するための回路である。
【００４１】
アンテナシステム２００において、受信する際に、切り換えスイッチ１３Ａ，１３Ｂの切り換え動作により伝送線路Ｌ２または伝送線路Ｌ３がアンテナ素子１１に接続される。伝送線路Ｌ２がアンテナ素子１１に接続される場合には、伝送線路Ｌ２を通過した信号の位相は伝送線路Ｌ１を通過した信号より９０度遅延され、アンテナシステム２００の回旋方向は右旋となる。また、伝送線路Ｌ３がアンテナ素子１１に接続される場合には、伝送線路Ｌ１を通過した信号の位相は伝送線路Ｌ３を通過した信号より９０度遅延され、アンテナシステム２００の回旋方向は左旋となる。このように、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、アンテナシステム２００の回旋方向が切り換えられる。送受信回路１４は、上述した２つの旋回方向で受信した信号の電力レベルを比較して、その結果を制御部１５に入力され、そして、制御部１５は電界強度が強い方を受信するように切り換えスイッチ１３Ａ，１３Ｂを制御する。これにより、反射波の影響が大きいフェージング環境下での通信品質を改善することができる。
【００４２】
また、送信する際に、送信前の受信状態が記憶されているため、受信状態の良い回旋方向で送信するようになされる。
【００４３】
このように本実施の形態においては、アンテナシステム２００は、一つの円偏波平面アンテナ１１と、切り換えスイッチ１３Ａ,１３Ｂと、遅延回路１６Ａ,１６Ｂ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Ｌ３を切り換え、アンテナシステム２００の回旋方向を変更させるようになされる。
【００４４】
これにより、反射波の影響が大きいフェージング環境下での通信品質を改善することができると共に、小型の無線通信装置に搭載し易い、小型化、軽量化を図ることができる。
【００４５】
次に、図５を参照しながら、この発明の第３の実施の形態について説明する。図５は、本発明の第３の実施の形態のアンテナシステム３００の構成を示す図である。この図５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。
【００４６】
図５に示すように、アンテナシステム３００は、アンテナ素子１１Ａ,１１Ｂと、９０度ハイブリッド１２と、切り換え手段としての切り換えスイッチ１３と、送受信回路１４と、制御手段としての制御部１５と、伝送線路Ｌ１，Ｌ２とから構成されている。
【００４７】
アンテナ素子１１Ａ,１１Ｂは、放射する電波の偏波方向が互いに直交する２つのアンテナ素子である。アンテナ素子１１Ａとアンテナ素子１１Ｂは、互いに直交するように配置されている。
【００４８】
アンテナシステム３００において、受信する際に、制御部１５が切り換えスイッチ１３を制御し、切り換えスイッチ１３の切り換え動作により伝送線路Ｌ１が接続される場合、アンテナシステム３００の回旋方向は右旋となり、また、切り換えスイッチ１３の切り換え動作により伝送線路Ｌ２が接続される場合（図１に示す状態）、アンテナシステム３００の回旋方向は左旋となる。このように、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、アンテナシステム３００の回旋方向が切り換えられる。送受信回路１４は、上述した２つの旋回方向で受信した信号の電力レベルを比較して、その結果を制御部１５に入力され、そして、制御部１５は電界強度が強い方を受信するように切り換えスイッチ１３を制御する。これにより、反射波の影響が大きいフェージング環境下での通信品質を改善することができる。
【００４９】
また、送信する際に、送信前の受信状態が記憶されているため、受信状態の良い回旋方向で送信するようになされる。
【００５０】
このように本実施の形態においては、アンテナシステム３００は、放射する電波の偏波方向が互いに直交する２つのアンテナ素子１１Ａ,１１Ｂと、９０度ハイブリッド１２と、切り換え手段スイッチ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９０度ハイブリッドの接続点を切り換え、アンテナシステム３００の回旋方向を変更させるようになされる。
【００５１】
これにより、反射波の影響が大きいフェージング環境下での通信品質を改善することができると共に、小型の無線通信装置に搭載し易い、小型化、軽量化を図ることができる。
【００５２】
また、９０度ハイブリッドを採用するため、一つの切り換えスイッチ１３で伝送線路を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。
【００５３】
次に、図６を参照しながら、この発明の第４の実施の形態について説明する。図６は、本発明の第４の実施の形態のアンテナシステム４００の構成を示す図である。この図６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。
【００５４】
図６に示すように、アンテナシステム４００は、アンテナ素子１１Ａ,１１Ｂと、切り換え手段としての切り換えスイッチ１３Ａ,１３Ｂと、送受信回路１４と、制御手段としての制御部１５と、遅延回路１６Ａ,１６Ｂと、結合器１７と、伝送線路Ｌ１，Ｌ２,Ｌ３とから構成されている。
【００５５】
アンテナ素子１１Ａ,１１Ｂは、放射する電波の偏波方向が互いに直交する２つのアンテナ素子である。アンテナ素子１１Ａとアンテナ素子１１Ｂは、互いに直交するように配置されている。
【００５６】
アンテナシステム４００において、受信する際に、切り換えスイッチ１３Ａ,１３Ｂの切り換え動作により伝送線路Ｌ２または伝送線路Ｌ３がアンテナ素子１１Ｂに接続される。伝送線路Ｌ２がアンテナ素子１１Ｂに接続される場合には、伝送線路Ｌ２を通過した信号の位相は伝送線路Ｌ１を通過した信号より９０度遅延され、アンテナシステム４００の回旋方向は右旋となる。また、伝送線路Ｌ３がアンテナ素子１１Ｂに接続される場合には、伝送線路Ｌ１を通過した信号の位相は伝送線路Ｌ３を通過した信号より９０度遅延され、アンテナシステム４００の回旋方向は左旋となる。このように、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、アンテナシステム４００の回旋方向が切り換えられる。送受信回路１４は、上述した２つの旋回方向で受信した信号の電力レベルを比較して、その結果を制御部１５に入力され、そして、制御部１５は電界強度が強い方を受信するように切り換えスイッチ１３Ａ，１３Ｂを制御する。これにより、反射波の影響が大きいフェージング環境下での通信品質を改善することができる。
【００５７】
また、送信する際に、送信前の受信状態が記憶されているため、受信状態の良い回旋方向で送信するようになされる。
【００５８】
このように本実施の形態においては、アンテナシステム４００は、放射する電波の偏波方向が互いに直交する２つのアンテナ素子１１Ａ,１１Ｂと、切り換えスイッチ１３Ａ,１３Ｂと、遅延回路１６Ａ,１６Ｂ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Ｌ３を切り換え、アンテナシステム４００の回旋方向を変更させるようになされる。
【００５９】
これにより、反射波の影響が大きいフェージング環境下での通信品質を改善することができると共に、小型の無線通信装置に搭載し易い、小型化、軽量化を図ることができる。
【００６０】
次に、図７を参照しながら、この発明の実施の形態としての通信装置について説明する。図５は、実施の形態の通信装置１０１の構成例を示す図である。この通信装置１０１は、上述したアンテナシステム１００を送受信用アンテナシステムとして用いたものである。
【００６１】
図７に示すように、通信装置１０１は、アンテナシステム１００と、処理部２０と、入力部２１と、出力部２２とから構成されている。
【００６２】
アンテナシステム１００は、アンテナ素子１１と、９０度ハイブリッド１２と、切り換え手段としての切り換えスイッチ１３と、送受信回路１４と、制御手段としての制御部１５と、伝送線路Ｌ１，Ｌ２とから構成されている。
【００６３】
このアンテナシステム１００において、受信する際に、制御部１５が切り換えスイッチ１３を制御し、切り換えスイッチ１３の切り換え動作により伝送線路Ｌ１が接続される場合、アンテナシステム１００の回旋方向は右旋となり、また、切り換えスイッチ１３の切り換え動作により伝送線路Ｌ２が接続される場合（図１に示す状態）、アンテナシステム１００の回旋方向は左旋となる。このように、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、アンテナシステム１００の回旋方向が切り換えられる。この２つの旋回方向で受信した信号の電力レベルを比較して、電界強度が強い方を受信するように切り換えスイッチ１３を切り換える。これにより、反射波の影響が大きいフェージング環境下での通信品質を改善することができる。
【００６４】
また、処理部２０は、アンテナシステム１００から受信した受信信号を処理したり、送信する信号を処理したりするための回路である。入力部２１は、送信しようとする内容入力するための手段を備えている。また、この入力部２１は、通信装置１０１に対しての操作指示を入力することができる。出力部２２は、アンテナシステム１００から受信した受信信号を出力するための手段、例えば、音声出力手段としてのスピーカ、または文字、画像の出力手段としての表示画面を備えている。
【００６５】
このように構成された通信装置１０１は、切り換えスイッチ１３によりアンテナシステム１００の回旋方向を切り換えることができるため、効果的な円偏波ダイバーシティ受信を行うことが可能となる。
【００６６】
例えば、受信する際に、制御部１５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９０度ハイブリッド１２の接続を切り換えるように制御される。これにより、アンテナシステム１００の回旋方向が右旋または左旋に変化する。アンテナシステム１００により受信した受信信号は、９０度ハイブリッド１２を介して送受信回路１４に入力される。送受信回路１４では、入力された受信信号を検出し、右旋と左旋状態での受信信号を比較して、その比較結果を制御部１５へ出力する。制御部１５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を制御することで、アンテナシステム１００の回旋方向を自動的に変更させる。最も良い状態で受信した信号が処理部２０に入力され、そして、出力部２２から出力される。
【００６７】
このように本実施の形態においては、通信装置１０１は、一つの円偏波アンテナを用い、受信する際に、比較手段は円偏波アンテナの右旋と左旋時の通信状態を比較し、この比較結果に基づいて、制御手段は円偏波アンテナの旋回方向が通信状態の良い旋回方向になるように切り換え手段を制御するようになされる。
【００６８】
これにより、反射波の影響が大きいフェージング環境下での通信品質を改善することができると共に、無線通信装置の小型化、軽量化を図ることができる。
【００６９】
なお、上述実施の形態においては、通信装置１０１は、アンテナシステム１００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。アンテナシステム２００,３００,４００を用いた場合にもこの発明を適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
以上のように、この発明に係るアンテナシステム、およびそれを用いた通信装置は、室内など反射波の多いフェージング環境下の通信が想定される移動通信システム、例えば無線ＬＡＮ等において、特に小型、軽量、かつ高性能であることを要求される無線端末等の通信装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】第１の実施の形態のアンテナシステムの構成例を示す図である。
【図２】アンテナシステム構成の斜視図である。
【図３】アンテナ部の構成例を示す図である。
【図４】第２の実施の形態のアンテナシステムの構成例を示す図である。
【図５】第３の実施の形態のアンテナシステムの構成例を示す図である。
【図６】第４の実施の形態のアンテナシステムの構成例を示す図である。
【図７】実施の形態の通信装置の構成例を示す図である。
【図８】各種円偏波アンテナを示す図である。
【符号の説明】
【００７２】
１１，１１Ａ,１１Ｂ・・・アンテナ素子、１２・・・９０度ハイブリッド、１３，１３Ａ，１３Ｂ・・・切り換えスイッチ、１４・・・送受信回路、１５・・・制御部、１６Ａ,１６Ｂ・・・遅延回路、１７・・・接合器、１００，２００，３００,４００・・・アンテナシステム、１０１・・・通信装置、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３・・・伝送線路
【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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