(57)【要約】【課題】移動体通信における送受信が、移動体と固定体との相対的な位置関係に影響を受けることなく、安定した送受信が可能な指向性アンテナ装置を提供すること。【解決手段】移動可能な移動体１に設けられた通信部２から送信されたマイクロ波帯の電波を、所定位置に固定した固定体３に設けられた指向性を有するアンテナ部４で受信する指向性アンテナ装置において、アンテナ部４は、それぞれ指向性が異なる方向に向けて配設された複数の指向性アンテナと、複数の指向性アンテナのうち、前記電波が固定体３に到達する送信方向に向いて配設された指向性アンテナを１つ選択して前記電波を受信する受信選択部と、を備えた構成とした。【選択図】図１
2005136880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動可能な移動体に設けられた通信部から送信されたマイクロ波帯の電波を、所定位置に固定した固定体に設けられた指向性を有するアンテナ部で受信する指向性アンテナ装置において、
前記アンテナ部は、それぞれ指向性が異なる方向に向けて配設された複数の指向性アンテナと、
複数の指向性アンテナのうち、前記電波が前記固定体に到達する送信方向に向いて配設された前記指向性アンテナを１つ選択して前記電波を受信する受信選択部と、
を備えたことを特徴とする指向性アンテナ装置。
【請求項２】
前記指向性アンテナは、それぞれ所定の領域からなる指向特性を有し、
前記受信選択部は、最も強い前記電波を前記指向特性の領域内で受信した前記指向性アンテナを１つ選択することを特徴とする請求項１に記載の指向性アンテナ装置。
【請求項３】
前記アンテナ部は、複数の指向性アンテナがそのアンテナ先端を外部に向けて放射状に配置されており、複数の指向性アンテナのそれぞれの軸線が交差する交点を基点としたとき、前記基点から見てそれぞれの指向性アンテナが三次元の異なる方向で所定角度毎に配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の指向性アンテナ装置。
【請求項４】
前記所定角度は、対地水平面上及び又は対地垂直平面上において４５°であることを特徴とする請求項３に記載の指向性アンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体通信に用いる指向性を有するアンテナ装置に関し、特にマイクロ波帯の電波の送受信に際して近傍周波数におけるノイズや強電界の影響を低減するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
送信・受信のいずれか、あるいは双方が移動しながら通信する移動体通信が近来、急速に発達してきている。この移動体通信は、電波法第4条に規定された免許を受ける必要のない無線局として認められる条件を満たした小電力（マイクロ波帯の電波）の通信システムである。例えば、移動可能な移動体（移動局）に設けられた通信装置（通信部）から送信されたマイクロ波帯の電波は、小電力の電波を受信することから、通常は、指向性を有するアンテナ部（例えば、平面アンテナ）で受信し、あるいは転送している。なお、指向性を有するアンテナ部は、所定位置に固定した固定体（基地局）に設けられている。
【０００３】
ところで、指向性を有するアンテナ部は、電波の送受信が良好な向きと、電波の送受信が不良となる向きとが存在する。従って、受信する固定体側から見れば、移動体通信では、常に電波の送受信が良好な向きから来るとは限らない。そこで、送受信が不良となる向きから送信される電波は、弱い電波しか送受信できず、近傍周波数の妨害波（雑音）が存在する場合は、強電界域では安定した送受信が難しいという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、移動体通信における送受信が、移動体と固定体との相対的な位置関係に影響を受けることなく、安定した送受信が可能な指向性アンテナ装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は指向性アンテナ装置であり、前述の技術的課題を解決すべく以下のような構成とされている。
本発明の指向性アンテナ装置は、移動可能な移動体に設けられた通信部から送信されたマイクロ波帯の電波を、所定位置に固定した固定体に設けられた指向性を有するアンテナ部で受信する指向性アンテナ装置において、
前記アンテナ部は、それぞれ指向性が異なる方向に向けて配設された複数の指向性アンテナと、
複数の指向性アンテナのうち、前記電波が前記固定体に到達する送信方向に向いて配設された前記指向性アンテナを１つ選択して前記電波を受信する受信選択部と、
を備えたことを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、指向性が異なる方向に向けて指向性アンテナが複数設けられ、電波が固定体に到達する送信方向に向いて配設された前記指向性アンテナを１つ選択して電波を受信するので、移動体と固定体との相対的な位置関係とは関係なく、安定した送受信が可能となる。
【０００７】
また、発明の指向性アンテナ装置において、前記指向性アンテナは、それぞれ所定の領域からなる指向特性を有し、
前記受信選択部は、最も強い前記電波を前記指向特性の領域内で受信した前記指向性アンテナを１つ選択することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、上述の作用効果に加えて、受信選択部が行う指向性アンテナの切り替えを最も強い電波を指向特性の領域内で受信したアンテナとするため、電波の強度の近い境目でも必ず最も強い電波を受信する１本のアンテナに選択される。
【０００９】
更に、発明の指向性アンテナ装置において、前記アンテナ部は、複数の指向性アンテナがそのアンテナ先端を外部に向けて放射状に配置されており、複数の指向性アンテナのそれぞれの軸線が交差する交点を基点としたとき、前記基点から見てそれぞれの指向性アンテナが三次元の異なる方向で所定角度毎に配設されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、それぞれの指向性アンテナが三次元の異なる方向で所定角度毎に配設されている構成により、同じ空間を所定角度毎に配設されているために相互で電波干渉することなく通信することが可能となる。また、相互のアンテナ間における送受信時に最良アンテナを選定することができる。
【００１１】
更にまた、発明の指向性アンテナ装置において、前記所定角度が対地水平面上において４５°である構成のものも例示できる。また、前記所定角度が対地垂直平面上において４５°である構成のものも例示できる。更には、前記所定角度が対地水平面上及び対地垂直平面上において４５°である構成のものも例示できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の指向性アンテナ装置によれば、移動体通信における送受信が、移動体と固定体との相対的な位置関係に影響を受けることなく、安定した送受信が可能な指向性アンテナ装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の最良な実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１及び図２は本発明の第１の実施形態に係る指向アンテナ装置の概念図である。これらの図において、図１は指向アンテナ装置の概念外形図であり、図２は指向アンテナ装置のブロック図を示している。
【００１４】
この実施の形態に係る指向アンテナ装置は、図１に示すように、所定位置に固定した固定体３に設けられている。また、指向アンテナ装置は、頂面４１、対地上斜面４２、対地平面４３、対地下斜面４４，底面４５から形成される多面体のケース４０と、このケース４０内に収納されるアンテナ部４とを備えている。
【００１５】
アンテナ部４は、それぞれ指向性が異なる方向に向けて配設された複数の指向性アンテナ（平面アンテナ）６を備えている。平面アンテナ６は、そのアンテナ先端部がケース４０を形成する多面体のそれぞれの面に異なる方向に向けて配置されている。例えば、頂面４１側には１本、対地上斜面４２側には等間隔に６本、対地平面４３側には等間隔に８本、対地下斜面４４側には等間隔に６本、計２１本それぞれ指向性が異なる方向に向けて配設されている。
【００１６】
そして、アンテナ部４では、２１本のうち何れか１本の平面アンテナ６が、移動可能な移動体１に設けられた通信部２との間で、移動体通信における電波の送受信を行う。なお、移動体通信における電波は、小電力のマイクロ波帯の電波である。
【００１７】
また、アンテナ部４は、２１本の平面アンテナ６のうち、通信部２から送信された電波が固定体３に到達する送信方向に向いて配設された指向性アンテナ６を１つ選択して前記電波を受信する受信選択部を備えている。この受信選択部は、図２に示すように、複数の
アクセスポイント５ａ〜５ｕと、このアクセスポイント５ａ〜５ｕに接続するネットワークハブ７とを備えている。そして、ネットワークハブ７は、２１本の平面アンテナ６ａ〜６ｕのうち、最も強い電波を受信した１本の平面アンテナ（例えば、６ｂ）及びそのアクセスポイント（例えば、５ｂ）を選択し、この平面アンテナ６ｂ及びそのアクセスポイント５ｂとのみ接続し、他の平面アンテナ６ａ〜６ｕ及びそれらのアクセスポイント５ａ〜５ｕとは、断線状態とする制御を行う。
【００１８】
次に、この実施の形態に係る指向アンテナ装置の作用効果を説明する。
この実施の形態に係る指向アンテナ装置は、指向性が異なる方向に向けて指向性アンテナ６ａ〜６ｕが複数設けられ、電波が固定体に到達する送信方向に向いて配設された前記指向性アンテナ（例えば、６ｂ）を１つ選択して電波を受信するので、移動体１と固定体３との相対的な位置関係とは関係なく、安定した送受信が可能となる。
【００１９】
また、この実施の形態に係る指向アンテナ装置は、上述の作用効果に加えて、受信選択部が行う指向性アンテナ６ａ〜６ｕの切り替えを最も強い電波を指向特性の領域内で受信したアンテナとするため、電波の強度の近い境目でも必ず最も強い電波を受信する１本のアンテナに選択される。
【実施例】
【００２０】
［実施例１］
次に、本発明の指向アンテナ装置において、３本の指向性アンテナ（平面アンテナ）６１から１本の平面アンテナ６１を選択する場合の実施例１を図３及び図４に基づき説明する。
【００２１】
この実施例１の指向アンテナ装置において、アンテナ部４Ａは、図４の平面図に示すように、３本の平面アンテナ６１が放射状に配置されており、３本の平面アンテナ６１のそれぞれの軸線が交差する交点を基点Ｐとしたとき、基点Ｐから見てそれぞれの平面アンテナ６１が対地水平面上において異なる方向で所定角度（例えば、４５°）毎に配設されている。
【００２２】
この実施例１の指向アンテナ装置において、アンテナ部４Ａは、図３に示すように、扇形の頂面４１Ａ、対地平面４３Ａ、底面４５Ａから形成される多面体のケース４０Ａと、このケース４０Ａ内に収納されるアンテナ部４Ａとを備えている。
【００２３】
アンテナ部４Ａにおいて、３本の平面アンテナ６１は、そのアンテナ先端部がケース４０Ａを形成する多面体の対地平面４３Ａに配置されている。
【００２４】
ところで、平面アンテナ６１は、所定領域（例えば、三次元４５°幅）Ｅからなる指定特性を有している。この指定特性は、通信部２（図１参照）から送信された電波を受信可能とする領域である。なお、受信選択部は、３本の平面アンテナ６１の指定特性うち、最も強い電波を受信した指定特性を有する平面アンテナ６１を１本選択する。
【００２５】
そして、アンテナ部４Ａでは、前記指定領域Ｅ内で電波を検出し、受信選択部（ネットワークハブ７）により、３本の平面アンテナ６１のうち、最も強い電波を受信した１本の平面アンテナ６１を選択し、この平面アンテナ６１のみ接続し、他の平面アンテナ６１とは、断線状態とする制御を行う。
【００２６】
なお、図４において、６２は電波を増幅する送受アンプおよびアクセスポイントを示す。
【００２７】
この実施例１によれば、それぞれの指向性アンテナが異なる３方向で所定角度毎に配設されているので、同じ空間を共有するために相互で電波干渉することなく通信することが可能となる。また、相互のアンテナ間における送受信時に最良アンテナを選定することができる。
【００２８】
［実施例２］
次に、本発明の指向アンテナ装置において、５本の指向性アンテナ（平面アンテナ）６１から１本の平面アンテナ６１を選択する場合の実施例２を図５及び図６に基づき説明する。
【００２９】
この実施例２の指向アンテナ装置において、アンテナ部４Ｂは、図６の平面図に示すように、５本の平面アンテナ６１が放射状に配置されており、５本の平面アンテナ６１のそれぞれの軸線が交差する交点を基点Ｐとしたとき、基点Ｐから見てそれぞれの平面アンテナ６１が対地水平面上において異なる方向で所定角度（例えば、４５°）毎に配設されている。
【００３０】
この実施例２の指向アンテナ装置において、アンテナ部４Ｂは、図５に示すように、半円径の頂面４１Ｂ、対地平面４３Ｂ、底面４５Ｂから形成される多面体のケース４０Ｂと、このケース４０Ｂ内に収納されるアンテナ部４Ｂとを備えている。
【００３１】
アンテナ部４Ｂにおいて、５本の平面アンテナ６１は、そのアンテナ先端部がケース４０Ｂを形成する多面体の対地平面４３Ｂに配置されている。
【００３２】
ところで、平面アンテナ６１は、所定領域（例えば、三次元４５°幅）Ｅからなる指定特性を有している。この指定特性は、通信部２（図１参照）から送信された電波を受信可能とする領域である。なお、受信選択部は、５本の平面アンテナ６１の指定特性うち、最も強い電波を受信した指定特性を有する平面アンテナ６１を１本選択する。
【００３３】
そして、アンテナ部４Ｂでは、前記指定領域Ｅ内で電波を検出し、受信選択部（例えば、ネットワークハブ）により、５本の平面アンテナ６１のうち、最も強い電波を受信した１本の平面アンテナ６１を選択し、この平面アンテナ６１のみ接続し、他の平面アンテナ６１とは、断線状態とする制御を行う。
【００３４】
なお、図５及び図６において、６２は電波を増幅する送受アンプおよびアクセスポイントを示す。
【００３５】
この実施例２によれば、それぞれの指向性アンテナが異なる５方向で所定角度毎に配設されているので、同じ空間を共有するために相互で電波干渉することなく通信することが可能となる。また、相互のアンテナ間における送受信時に最良アンテナを選定することができる。
【００３６】
［実施例３］
次に、本発明の指向アンテナ装置において、８本の指向性アンテナ（平面アンテナ）６１から１本の平面アンテナ６１を選択する場合の実施例３を図７及び図８に基づき説明する。
【００３７】
この実施例３の指向アンテナ装置において、アンテナ部４Ｃは、図８の平面図に示すように、８本の平面アンテナ６１が放射状に配置されており、８本の平面アンテナ６１のそれぞれの軸線が交差する交点を基点Ｐとしたとき、基点Ｐから見てそれぞれの平面アンテナ６１が対地水平面上において異なる方向で所定角度（例えば、４５°）毎に配設されて
いる。
【００３８】
この実施例３の指向アンテナ装置において、アンテナ部４Ｃは、図７に示すように、円形の頂面４１Ｃ、対地平面４３Ｃ、底面４５Ｃから形成される多面体のケース４０Ｃと、このケース４０Ｃ内に収納されるアンテナ部４Ｃとを備えている。
【００３９】
アンテナ部４Ｃにおいて、８本の平面アンテナ６１は、そのアンテナ先端部がケース４０Ｃを形成する多面体の対地平面４３Ｃに配置されている。
【００４０】
ところで、平面アンテナ６１は、所定領域（例えば、三次元４５°幅）Ｅからなる指定特性を有している。この指定特性は、通信部２（図１参照）から送信された電波を受信可能とする領域である。なお、受信選択部は、８本の平面アンテナ６１の指定特性うち、最も強い電波を受信した指定特性を有する平面アンテナ６１を１本選択する。
【００４１】
そして、アンテナ部４Ｃでは、前記指定領域Ｅ内で電波を検出し、受信選択部（例えば、ネットワークハブ）により、８本の平面アンテナ６１のうち、最も強い電波を受信した１本の平面アンテナ６１を選択し、この平面アンテナ６１のみ接続し、他の平面アンテナ６１とは、断線状態とする制御を行う。
【００４２】
なお、図７及び図８において、６２は電波を増幅する送受アンプおよびアクセスポイントを示す。
【００４３】
この実施例３によれば、それぞれの指向性アンテナが異なる８方向で所定角度毎に配設されているので、同じ空間を共有するために相互で電波干渉することなく通信することが可能となる。また、相互のアンテナ間における送受信時に最良アンテナを選定することができる。
【００４４】
［実施例４］
次に、本発明の指向アンテナ装置において、９本の指向性アンテナ（平面アンテナ）６１から１本の平面アンテナ６１を選択する場合の実施例４を図９に基づき説明する。
【００４５】
この実施例４の指向アンテナ装置において、アンテナ部４Ｄは、図８の側面図に示すように、９本の平面アンテナ６１が放射状に配置されており、９本の平面アンテナ６１のそれぞれの軸線が交差する交点を基点Ｐとしたとき、基点Ｐから見てそれぞれの平面アンテナ６１が対地垂直側には１本、対地上斜面側には等間隔に３本、対地平面側には等間隔に３本、対地下斜面側には等間隔に２本、計９本それぞれ指向性が異なる方向に向けて配設されている。
【００４６】
ところで、平面アンテナ６１は、所定領域（例えば、三次元４５°幅）Ｅからなる指定特性を有している。この指定特性は、通信部２（図１参照）から送信された電波を受信可能とする領域である。なお、受信選択部は、９本の平面アンテナ６１の指定特性うち、最も強い電波を受信した指定特性を有する平面アンテナ６１を１本選択する。
【００４７】
そして、アンテナ部４Ｄでは、前記指定領域Ｅ内で電波を検出し、受信選択部（例えば、ネットワークハブ）により、９本の平面アンテナ６１のうち、最も強い電波を受信した１本の平面アンテナ６１を選択し、この平面アンテナ６１のみ接続し、他の平面アンテナ６１とは、断線状態とする制御を行う。
【００４８】
なお、図９において、６２は電波を増幅する送受アンプおよびアクセスポイントを示す。
【００４９】
この実施例４によれば、それぞれの指向性アンテナが異なる三次元９方向で所定角度毎に配設されているので、同じ空間を共有するために相互で電波干渉することなく通信することが可能となる。また、相互のアンテナ間における送受信時に最良アンテナを選定することができる。
【００５０】
［実施例５］
次に、本発明の指向アンテナ装置において、２１本の指向性アンテナ（平面アンテナ）６１から１本の平面アンテナ６１を選択する場合の実施例５を図１０に基づき説明する。
【００５１】
この実施例５の指向アンテナ装置において、アンテナ部４Ｅは、図１０の斜視図に示すように、２１本の平面アンテナ６１が放射状に配置されており、２１本の平面アンテナ６１のそれぞれの軸線が交差する交点を基点としたとき、基点から見てそれぞれの平面アンテナ６１が対地垂直側には１本、対地上斜面側には等間隔に６本、対地平面側には等間隔に８本、対地下斜面側には等間隔に６本、計２１本それぞれ指向性が異なる方向に向けて配設されている。
【００５２】
この実施例５の指向アンテナ装置において、アンテナ部４Ｅは、頂面４１Ｅ、対地上斜面４２Ｅ、対地平面４３Ｅ、対地下斜面４４Ｅ、底面４５Ｅから形成される略球形の多面体のケース４０Ｅと、このケース４０Ｅ内に収納されるアンテナ部４Ｅとを備えている。
【００５３】
ところで、平面アンテナ６１は、所定領域（例えば、三次元４５°幅）からなる指定特性を有している。この指定特性は、通信部２（図１参照）から送信された電波を受信可能とする領域である。なお、受信選択部は、２１本の平面アンテナ６１の指定特性うち、最も強い電波を受信した指定特性を有する平面アンテナ６１を１本選択する。
【００５４】
そして、アンテナ部４Ｅでは、前記指定領域内で電波を検出し、受信選択部（例えば、ネットワークハブ）により、２１本の平面アンテナ６１のうち、最も強い電波を受信した１本の平面アンテナ６１を選択し、この平面アンテナ６１のみ接続し、他の平面アンテナ６１とは、断線状態とする制御を行う。
【００５５】
この実施例５によれば、それぞれの指向性アンテナが異なる三次元２１方向で所定角度毎に配設されているので、同じ空間を共有するために相互で電波干渉することなく通信することが可能となる。また、相互のアンテナ間における送受信時に最良アンテナを選定することができる。
【００５６】
なお、本発明は、上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施形態に係る指向性アンテナ装置の概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係る指向性アンテナ装置のブロック図である。
【図３】実施例１に係る指向性アンテナ装置の外形斜視図である。
【図４】実施例１に係る指向性アンテナ装置の平面図である。
【図５】実施例２に係る指向性アンテナ装置の外形斜視図である。
【図６】実施例２に係る指向性アンテナ装置の平面図である。
【図７】実施例３に係る指向性アンテナ装置の外形斜視図である。
【図８】実施例３に係る指向性アンテナ装置の平面図である。
【図９】実施例４に係る指向性アンテナ装置の側面図である。
【図１０】実施例５に係る指向性アンテナ装置の外形斜視図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  移動体
２  通信部
３  移動体
４  アンテナ部
５  アクセスポイント
６，６１  指向性アンテナ（平面アンテナ）
７  ネットワークハブ（受信選択部）
４０  ケース
４１  頂面
４２  対地上斜面
４３  対地平面
４４  対地下斜面
４５  底面
【図１】
2005136880.tif 000003
【図２】
2005136880.tif 000004
【図３】
2005136880.tif 000005
【図４】
2005136880.tif 000006
【図５】
2005136880.tif 000007
【図６】
2005136880.tif 000008
【図７】
2005136880.tif 000009
【図８】
2005136880.tif 000010
【図９】
2005136880.tif 000011
【図１０】
2005136880.tif 000012