(57)【要約】【課題】  無線装置に関し、特に対向する移動無線装置の指向性空中線の方向調整を、短時間且つ確実に行う無線装置及びその空中線の方向調整方法を提供する。【解決手段】  対向する空中線との間で無線回線を構築する無線装置は、空中線を回転及び停止可能な駆動手段と、前記駆動手段による空中線の回転状況と、前記対向する空中線からの受信信号強度との関係を記憶する記憶手段と、前記駆動手段を制御して、前記対向する空中線と所定の速度差を持たせて前記空中線を回転させる制御と、前記記憶手段の記憶内容に基づいて、前記受信信号強度がより大きくなるように空中線を回転させてから停止する空中線の設定制御と、を行なう調整手段と、を備える。【選択図】      図１
2005236799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する空中線との間で無線回線を構築する無線装置において、
空中線を回転及び停止可能な駆動手段と、
前記駆動手段による空中線の回転状況と、前記対向する空中線からの受信信号強度との関係を記憶する記憶手段と、
前記駆動手段を制御して、前記対向する空中線と所定の速度差を持たせて前記空中線を回転させる制御と、前記記憶手段の記憶内容に基づいて、前記受信信号強度がより大きくなるように空中線を回転させてから停止する空中線の設定制御と、を行なう調整手段と、
を備えたことを特徴とする無線装置。
【請求項２】
前記調整手段は、さらに前記駆動手段が空中線を回転させる走査角度の範囲を制限する走査角度範囲制限手段を有する、ことを特徴とする請求項１記載の無線装置。
【請求項３】
前記調整手段は、さらに前記方向調整用受信信号強度を検出する閾値を可変することで粗調整と微調整を切替える閾値可変手段を有する、ことを特徴とする請求項１記載の無線装置。
【請求項４】
前記調整手段は、さらに
空中線回転角度の走査角度範囲をθ、送信側空中線の回転速度をω1、受信側空中線の回転速度をω2、受信側空中線の指向感度をγとしたときに、
ω1／ω2≧θ／γ
となるように前記駆動手段による空中線の回転を制御すること、を特徴とする請求項１記載の無線装置。
【請求項５】
対向する空中線との間で無線回線を構築する無線装置の空中線方向調整方法は、
対向する空中線と所定の速度差を持たせて前記空中線を回転させること、
空中線の回転状況と、空中線からの受信信号強度との関係を記憶すること、
その記憶内容に基づいて、受信信号強度がより大きくなるように、空中線を回転させてから停止させること、
から成ることを特徴とする無線装置の空中線方向調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線装置に関し、特に対向して無線回線を構築する無線装置上の指向性空中線の方向調整を、短時間且つ確実に行う無線装置及びその指向性空中線の方向調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信における伝送容量の増加によって、無線基地局では大容量伝送を実現するマイクロ波がよく使用されている。マイクロ波等の高周波電波は、鋭い指向性を持った空中線を構成できるため、他装置からの干渉を受けにくく、遠距離伝送も可能である。また、震災等の発生時には、固定無線基地局の通信障害を補完するため、車両にマイクロ波用の指向性空中線を備えた移動型多重無線装置が使用されている。
【０００３】
数キロ〜数十キロメートル離れた無線装置同士が通信を行うには、双方で指向性空中線の方向調整を行う必要がある。一般には、次のように方向調整を行っていた。先ず、各々の無線装置が地図や方位計及び／又はミラーテスト等を使用して対向する空中線に対する粗調整を行う。
【０００４】
次に、一方の無線装置がその空中線を固定し、他方の無線装置に向けて方向調整用電波を送信する。他方の無線装置は、その空中線を旋回させて受信レベルの最高点を求める。この手法を交互に行うことで、所望の受信レベルが得られるまで方向調整を行っていた。
【０００５】
一例として、一方の空中線の回転を間欠的に停止し、他方の空中線はその間に所定の範囲を走査することで、双方の受信強度を検出しながら方向調整を行っていた（特許文献１参照）。また、ＧＰＳ、方位センサ、及び／又はＥＬ角度検出器等によって衛星の概略捕捉を行ってから、所望の範囲をサーチすることで方向調整を行っていた（特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２７１５６１号公報
【特許文献２】特開平２００３−２７３６３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の従来例では、空中線（パラボラアンテナ）の指向性が１〜２度の範囲と鋭すぎるために、互いの空中線の方向調整を行うのに長時間を要するという問題があった。この場合、初期の空中線方向の粗調整がずれると、他方の空中線をいくら回転させても所望の受信レベルが得られず、いくら時間をかけても方向調整が収束しないという問題もあった。
【０００８】
上述した特許文献１の場合には、一方の空中線の停止中に他方の空中線を回転させるために双方の動作を時刻などで同期させる必要が生じるため、装置や方向調整処理が複雑になるという問題があった。
【０００９】
また、特許文献２の場合には、方向調整にＧＰＳ、方位センサ、及び／又はＥＬ角度検出器等の追加ハードウェアが必要となり、またそのための衛星捕捉処理が必要になるという問題があった。
【００１０】
さらに、上述した指向性空中線の方向調整は、主に操作者が試行錯誤を繰り返しながら行っており、より一層容易で且つ確実な空中線の調整方法が要望されていた。
【００１１】
そこで本発明の目的は、上記種々の問題点に鑑み、対向する無線装置が方向調整する際に、互いの空中線に回転速度に差をもたせて同時に旋回させることにより、一方の空中線の粗調整がずれていても自動的に両方の方向調整を収束させ得る無線装置及びその指向性空中線方向調整方法を提供することにある。
【００１２】
また本発明の目的は、前記の無線装置が空中線の走査角度調整機能を備えたり、また受信感度を可変することで、方向調整収束時間を一層短縮し、さらに一度の旋回による調整処理を実行するだけで常に双方の方向調整を収束可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、対向する空中線との関係で無線回線を構築する無線装置において、空中線を回転及び停止可能な駆動手段と、前記駆動手段による空中線の回転状況と、前記対向する空中線からの受信信号強度との関係を記憶する記憶手段と、前記駆動手段を制御して、前記対向する空中線と所定の速度差を持たせて前記空中線を回転させる制御と、前記記憶手段の記憶内容に基づいて、前記受信信号強度がより大きくなるように空中線を回転させてから停止する空中線の設定制御と、を行なう調整手段と、を備えた無線装置が提供される。
【００１４】
前記調整手段は、さらに、前記駆動手段が空中線を回転させる走査角度の範囲を制限する走査角度範囲制限手段や、前記方向調整用受信信号強度を検出する閾値を可変することで粗調整と微調整を切替える閾値可変手段を有する。また、空中線回転角度の走査角度範囲をθ、送信側空中線の回転速度をω1、受信側空中線の回転速度をω2、受信側空中線の指向感度をγとしたときに、ω1／ω2≧θ／γ となるように前記駆動手段による空中線の回転を制御する。
【００１５】
また本発明によれば、対向する空中線との間で無線回線を構築する無線装置の空中線方向調整方法は、対向する空中線と所定の速度差を持たせて前記空中線を回転させること、空中線の回転状況と、空中線からの受信信号強度との関係を記憶すること、その記憶内容に基づいて、受信信号強度がより大きくなるように、空中線を回転させてから停止させること、から成る無線装置の空中線方向調整方法が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、無線装置において、一方の空中線の粗調整がずれていても確実に方向調整を収束させ、それを短時間で、また一度の旋回による調整処理だけで自動的に収束させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本発明による無線装置の基本構成を示したものである。
図１において、空中線（アンテナ）１０は、対向する無線装置の空中線１０’との間で電波を送受信する。本発明との関連で、以降では電波を方向調整用電波（ｆ１及びｆ２）に限定して説明する。
【００１８】
送信部７からの信号は、送受共用部９及び空中線１０を介して対抗する無線装置へ方向調整用電波（ｆ１）として送出される。一方、対抗する無線装置が送出した方向調整用電波（ｆ２）は、空中線１０及び送受共用部９を介して受信部８で受信される。
【００１９】
受信信号強度検出部４は、受信部８で受信された信号、すなわち対向する無線装置からの空中線方向調整用電波（ｆ２）の受信信号、の強度（受信電界強度）を検出し、その受信信号強度データをデータ処理部５へ与える。
【００２０】
データ処理部５は、受信信号強度データを、移動角度検出部３から与えられる空中線の移動角度（回転角度データ）と対応付け、それらを操作／設定制御部６によって設定された条件に基づいて処理する。その処理内容は後述する。また、データ処理部５は、その処理結果に基づいて空中線制御部２に空中線１０の動作制御信号を与える。
【００２１】
空中線駆動部１は、空中線制御部２からの回転速度／角度制御信号に従って空中線１０を旋回させ、そして移動角度検出部３へ空中線１０の回転角度情報を通知する。移動角度検出部３は、空中線１０の移動角度を検出し、それをデータ処理部５へ通知する。
【００２２】
操作／設定制御部６は、外部のオペレータやネットワーク等から入力された種々の設定値（回線設計値、回転速度設定値、走査角度設定値、各種動作設定値、等）に従って、空中線制御部２に対応する動作制御信号を与え、またデータ処理部５には回線設計値データや回転速度／角度設定信号を与える。
【００２３】
本発明では、対向する無線装置との間で互いの空中線１０、１０’の回転速度に差を持たせることによって方向調整を行う。具体的には、操作／設定制御部６から対向する空中線１０’とは異なる回転速度が空中線制御部２に設定される。空中線制御部２は、その設定範囲内（回転速度／角度）で空中線１０が旋回を繰り返すように空中線駆動部１を制御する。
【００２４】
無線装置は、設定値に従って空中線を旋回させながら、送信部７から空中線方向調整用の信号（ｆ１）を送信し、それと同時に、異なる回転速度で旋回する他方の無線装置からの空中線方向調整用電波（ｆ２）を受信部８で受信する。データ処理部５は、受信信号強度検出部４からの受信信号強度データを、移動角度検出部３からの空中線１０の移動角度と対応づけて記憶し、その受信信号強度データと操作／設定制御部６から与えられる所望の受信信号強度情報とを比較する。
【００２５】
このため、対向する空中線１０、１０’は互いに同期せずに異なる回転速度で旋回する。その結果、空中線１０、１０’が旋回を繰り返すうちに、ある時点で互いの空中線の方向が一致して所望の受信信号強度が得られるようになる。データ処理部５が、所望する受信信号強度が得られたと判断した時は、空中線制御部２に停止命令を出して空中線１０の回転動作を停止させる。
【００２６】
データ処理部５は、さらに所望の受信信号強度が得られた時点の空中線移動角度を読み出して、空中線制御部２へその空中線角度へ調整するように指示する。これにより、最適な方向調整が自動的になされる。対向する無線装置の各々が上記の動作を実行する。
【００２７】
図２は、本発明の第１の実施例を示しており、その説明のために対向する空中線１０．１０’の位置関係の一例を示している。
図２では、一方の無線装置の空中線Ａ（斜線で示す）１０と他方の無線装置の空中線Ｂ（斜線で示す）１０’とが所定の位置関係を有して対向している。
【００２８】
ここでは、Ｎ極（北）を基準に角度を時計回りとし、空中線１０の法線ベクトルをＶａ、空中線１０から見た空中線１０’の角度をα、そして空中線１０の角速度をω1(rad/s)としている。同様に、空中線１０’の法線ベクトルをＶｂ、空中線１０’から見た空中線１０の角度をβ、そして空中線１０’の角速度をω2(rad/s)としている。
【００２９】
この場合、ベクトルＶａとベクトルＶｂとが一直線上で対向する条件は、
β＝π＋α
β−α＝π  …（１）
となる。
【００３０】
図２に示す空中線１０と１０’の位置関係から、αとβには以下の制約がある。
π／2＜α＜π  …（１ａ）
3π／2＜β＜2π  …（１ｂ）
【００３１】
図３には、式（１）、（１ａ）及び（１ｂ）の全てを満足する条件を示している。
図３に示すα−β平面において、上記３つの式の条件を満足する領域は、太線で示した部分のみである。
【００３２】
ベクトルＶａとベクトルＶｂが同一直線上を通過する時間は、次の様に求められる。
ベクトルＶａ、Ｖｂが、図２の単位円周上を回転した場合、
Уａ＝ｃｏｓ（α＋αo＋ω1ｔ1）…（２）
Уｂ＝ｃｏｓ（β＋βo＋ω2ｔ2）…（３）
と表すことができる。ここで、αoは空中線１０の初期位相誤差、そしてβoは空中線１０’の初期位相誤差である。
【００３３】
ベクトルＶａがベクトルＶｂと同一直線上になる位置は、式（２）がｃｏｓαとなる時であり、
Уａ＝ｃｏｓ（α＋αo＋ω1ｔ1）＝ｃｏｓ(α＋２ｎπ)…（４）
となる。ここで、ｎは自然数である。よって、ベクトルＶａがベクトルＶｂと同一直線上を通過する時間は、以下の様になる。
αo＋ω1ｔ1＝２ｎπ
ｔ1 ＝（２ｎπ−αo）／ω1 …（５）
（ｎ＝１、２、…）
【００３４】
同様に、ベクトルＶｂがベクトルＶａと同一直線上を通過する時間は、以下の様になる。
ｔ2  ＝（２ｍπ−βo）／ω2 …（６）
（ｍ＝１、２、…）
【００３５】
ここで、空中線ＡとＢの方向調整が一致するためには、ベクトルＶａとＶｂが同一直線上を通過する時間が同一であればよいので、次の条件を満足するｎ，ｍを求めることで収束時間が得られる。
ｔ1 ＝ ｔ2 …（７）
式（７）に、式（５）及び（６）を代入するとｎとｍは次の様な関係となる。
【００３６】
【数１】
2005236799.tif 000003
【００３７】
式（８）の ｎ 及び ｍ を求め、それを式（５）及び（６）に代入することで、収束時間が求まる。上記の空中線方向調整方法により、方向調整の最初の粗調整がずれていた場合においても方向調整をいくら行っても調整できないという事態はなくなり、確実に調整を自動収束させることが可能となる。そのため、操作者への負荷も軽減することができる。
【００３８】
次に、第１の実施例の具体的な計算例を示す。
ここでは、一方の無線装置の角速度ω1をπ／１２ (rad/s) 及び初期位相誤差αoをπ／６とし、他方の無線装置の角速度ω2をπ／６ (rad/s) 及び初期位相誤差βoをπ／３として、それらの値を式（８）に代入すると次式（９）となる。
ｍ＝２ｎ…（９）
【００３９】
これより、最短時間で空中線ＡとＢが同一時間で同一直線上にくるのは、ｎ＝１，ｍ＝２の時である。 これを式（５）及び（６）に代入すると、
ｔ1 ＝ ｔ2 ＝２２（ｓ）
が得られる。よって、上記の条件の場合には空中線の方向調整が収束するのに２２秒かかることが分る。
【００４０】
図４は、本発明の第２の実施例についてその動作原理を図式的に示したものである。
前述した第１の実施例では、対向する無線装置に対する方向調整範囲をその全周囲（空中線１０の走査角度範囲が２π）としていた。しかしながら、この場合には空中線の指向性が鋭いために、しばしば方向調整の時間が長くなる場合が生じる。
【００４１】
そこで、第２の実施例では、第１の実施例における走査角度範囲２πをより適切な走査角度範囲に制限し、その制限された走査角度範囲を往復する空中線の走査角度範囲調整機能を追加している。これによって、方向調整収束時間を一層短縮することができる。
【００４２】
図４では、無線装置の空中線Ａ（斜線で示す）１０が往復する走査角度範囲（網掛け部分）をπに制限している。この制限された走査角度範囲には、対向する無線装置の空中線Ｂ（斜線で示す）１０’が含まれる。
【００４３】
図５には、走査角度範囲π及びπ／２の各々について、空中線方向調整法線ベクトルの推移を示している。図中の点線は、空中線１０から見た空中線１０’の角度αを通過する時点を示しており、対向する空中線１０’を含むように適切に制限された走査角度範囲π／２（周期が半分）の方が、短時間で走査回数（黒丸）を多くすることができる。
【００４４】
一般的に角速度は、
（角速度）＝（角度）／（時間）
で表せられる。円周上を回転する円運動（２π）を考えた場合、角速度ωは次式となる。
ω＝２π／Ｔ  （Ｔ：周期）…（１０）
【００４５】
半円上を回転（π）させる場合の空中線１０の繰り返し周期Ｔaは、角速度を一定とすると式（１０）より、
ω＝（π）／Ｔa
Ｔa＝π／ω
よって、周期が１／２となる。
【００４６】
また１／４円周上を回転（π／２）させた場合の繰り返し周期Ｔbは、
ω＝（π／２）／Ｔb  となり、  Ｔb＝（π／２）／ω
となり、半円上を回転させた場合と比較して周期がさらに半分となる。従って、回転範囲を狭くさせることにより、回転周期が短くなるので目的とする方向をトレースする回数が増え早く方向調整を収束することが可能となる。
【００４７】
図６は、第２の実施例における空中線の駆動制御フローの一例を示したものである。
図１の構成を用いて説明すると、先ず、操作／設定制御部６へ空中線の走査角度範囲πを入力し（Ｓ１０）、データ処理部５でその空中線の走査角度範囲πを記憶する（Ｓ１１）。前述したように、空中線制御部２は空中線駆動部１を制御して空中線１０を回転させ、移動角度検出部３がその回転角度を検出してデータ処理部５に通知する（Ｓ１４〜１６）。
【００４８】
データ処理部５は、通知された回転角度のデータ（実測値）と、設定してある空中線の走査角度範囲πとを比較して（Ｓ１２）、空中線の走査角度が設定範囲内の場合（Ｙｅｓ）は実測値の入力状態を継続する（Ｓ１６）。反対に、空中線の走査角度が設定範囲の境界に達した場合には（Ｎｏ）、空中線１０を逆回転させるように空中線制御部２に空中線動作制御信号を出力し、空中線制御部２はこの制御信号に従って空中線駆動部１を制御する（Ｓ１３）。
【００４９】
これによって空中線１０は走査角度範囲π以内で往復運動を繰り返す。このように、空中線の走査角度の範囲を狭くすることにより、空中線１０が目的とする対向空中線方向を走査する回数が多くなり、方向調整時間をより短縮することが可能となる。
【００５０】
先に述べた第１の実施例では、所定の位置関係を前提に単位円周上を単に回転する場合について、その調整方向収束時間の計算方法を説明した。以降では、図４に示すように走査角度範囲を制限する場合について説明する。空中線１０及び１０’が-π/ｄ＋α＜θ＜π/ｄ＋αの範囲での旋回を繰り返すとする。ここで、分割数ｄは自然数であり、図４の例ではｄ＝２である。また、θは空中線１０及び１０’の実際の空中線角度である。
【００５１】
時間は（角度）／(角速度)で表すことができ、ベクトルＶａがαを通過する回数をｎとすると、ベクトルＶａとＶｂが同一直線上になる時間は下記式で表すことができる。
（１）ｎ＝１、２の場合
【００５２】
【数２】
2005236799.tif 000004
【００５３】
ここで、式（１１）の第１項は同一直線状になる１回目の時間を、そして第２項は１回目から２回目を迎えるまでの時間を表している。
（２）ｎ＞２の場合
【００５４】
【数３】
2005236799.tif 000005
【００５５】
ここで、式（１２）の第３項は同一直線状になる２回目から３回目を迎えるまでの以降の時間を表している。
同様にベクトルＶｂがβを通過する回数を ｍ とすると、ベクトルＶａとＶｂが同一直線上になる時間は下記式で表すことができる。
（３）ｍ＝１、２の場合
【００５６】
【数４】
2005236799.tif 000006
【００５７】
（４）ｍ＞２の場合
【００５８】
【数５】
2005236799.tif 000007
【００５９】
上記の式を用いてｔn＝ｔm を満足する ｎ、ｍ を求めることで、収束時間が求まる。
【００６０】
次に、第２の実施例の具体的な計算例を示す。
分割数ｄ＝２で空中線１０及び１０’の走査角度範囲を-π/２＋α＜θ＜π/２＋αとすると、式（１１）〜（１４）は以下のようになる。
【００６１】
（ｎ＝１，２の時）
ｔn＝（ｎ(π−２αo)＋３αo）／ω1 …（１１’）
（ｎ＞２の時）
ｔn＝(２π(ｎ−１)−αo)／ω1 …（１２’）
（ｍ＝１，２の時）
ｔm＝（ｍ(π−２βo)＋３βo）／ω2 …（１３’）
（ｍ＞２の時）
ｔm ＝(２π(ｍ−１)−βo)／ω2 …（１４’）
【００６２】
ここでは、第１の実施例の計算例と同じ条件を適用して、一方の無線装置の角速度ω1をπ／１２ (rad/s) 及び初期位相誤差αoをπ／６とし、他方の無線装置の角速度ω2をπ／６ (rad/s) 及び初期位相誤差βoをπ／３とする。この場合、上記の式（１１’）〜（１４’）から以下の値が求められる。
【００６３】
（ｎ＝１，２の時）ｔn＝（ｎ(π−π／３)＋π／２）／（π／１２）＝４ｎ＋６
ｎ＝１の時    ｔn＝１０
ｎ＝２の時    ｔn＝１４
ｎ＞２の時    ｔn＝２（１２ｎ−１３）…（１５）
（ｍ＝１，２の時）ｔm＝（ｍ(π−２π／３)＋π）／（π／６）＝２ｍ＋６  
ｍ＝１の時    ｔm＝８
ｍ＝２の時    ｔm＝１０
ｍ＞２の時    ｔm＝２（６ｍ−７）…（１６）
【００６４】
よって、ｎ＝１，ｍ＝２の時、初めて双方が一致し、
ｔn＝ｔm＝１０（ｓ）
となる。これ以降の一致する時間を求めるには、式（１５）と（１６）が一致する時間から、
１２ｎ−１３＝６ｍ−７
ｍ＝２ｎ−１（ｎ，ｍ＞２）…（１７）
となる。従って、空中線の走査角度範囲を狭めることにより、実施例１と比較して方向調整にかかる収束時間を顕著に削減することが可能となる。
【００６５】
図７は、本発明の第３の実施例を図式的に示したものである。
第３の実施例では、方向調整収束時間を短縮する他の方法として、粗調整と微調整を組み合わせている。図１の受信信号強度検出部４で受信した信号をもとに、データ処理部５が所望する受信信号強度が得られたか否かを判断するが、データ処理部５にこの判断基準（基準閾値）を可変できる機能を持たせることで、粗調整と微調整を行う。
【００６６】
粗調整の段階では、図７に一点鎖線で示すように基準閾値を低く設定する。この場合、データ処理部５は小信号でも受信したと判断するため、結果的に空中線１０の指向性を緩めたことと等価となり、短時間で粗調整が可能となる。
【００６７】
次の微調整の段階では、図７に点線で示すように基準閾値を高く設定する。具体的には最大受信信号強度の３ｄＢ低下範囲内である指向感度γに基準閾値を設定し、それを超える受信信号を検出した時点の空中線角度に微調整する。このように、段階的又は順次に基準閾値を前よりも高く設定することで、対向する空中線の方位をより狭く確定することができる。本例における粗調整と微調整との適切な組み合わせによって、方向調整収束時間をさらに短縮することができる。
【００６８】
図８は、本発明の第４の実施例について、その動作を図式的に示したものである。
第４の実施例では、一方の無線装置が１度の走査処理を行うことによって方向調整を確実に収束させ得る空中線の回転速度の比 ω1／ω2 の比を選択する。そのためには、図１の操作／設定制御部６へ各無線装置の回転速度 ω1 又は ω2  を入力し、データ処理部５がその回転速度を記憶する。以降は、空中線駆動部１がその設定された回転速度で空中線１０を回転させるだけである。
【００６９】
後述するように、適切な回転速度の比 ω1／ω2で対向する空中線同士を回転させることで、いくら時間を掛けても方向調整が収束しないという問題は解決され、確実に方向調整を収束させることができる。第４の実施例で求めた回転速度の比 ω1／ω2 を第１の実施例に適用し、それに第２及び第３の実施例の制限や条件をさらに付加することで、より一層短時間で確実な方向調整が可能となる。
【００７０】
図８では、空中線Ａ（１０）の実際の走査角 θa と空中線Ｂ（１０’）の実際の走査角 θbとの間の時間変化の関係を示しており、空中線の回転角度の走査角度範囲を θ、送信側空中線の回転速度を ω1、受信側空中線の回転速度を ω2、そして受信側空中線の指向感度をγとしている。
【００７１】
指向感度γは、指向性空中線の場合は数度（1〜2度）程度である。これは、空中線間の距離が数１０Ｋｍと遠く離れており、信号の減衰を防止するために非常に狭い角度範囲でしか受信できないようにしているからである。
【００７２】
受信側空中線１０’の指向感度をγとすると、空中線１０’が空中線１０の信号を受信するには、空中線１０と１０’の法線ベクトルが一致する必要がある。この時に許される誤差範囲は、指向感度（γ）の範囲内となる。
【００７３】
図９は、回転速度 ω1 、ω2 と指向感度γを含む走査角θとの間の関係を示していある。
ここでは、一方の空中線１０側を高速回転させ、他方の空中線１０’を低速回転させる（ω1 ＞ω2）。図９の（ａ）〜（ｃ）では ω2 の値を一定にしながら、ω1 の値を次第に大きくしており、回転速度の比 ω1／ω2 も次第に大きくなる。
【００７４】
図９の（ａ）〜（ｃ）に示すように、ω1 の値が次第に大きくなると、ω2 の半周期内における ω1 と ω2 の交点（黒丸）、すなわち互いの走査角の一致する点（θa＝θb）、の数が増加していく。各交点は指向感度γの範囲から外れているため、受信信号強度は非常に小さく、殆どはノイズに埋もれて検出できない。しかしながら、定性的には 、ω1 が大きくなるにつれて指向感度γ の範囲に交点が近づいていくのが分る。
【００７５】
図１０は、走査角の一致する点（θa＝θb）が指向感度γの範囲内となる必要条件を説明するためのものである。ここで、空中線Ａがθだけ走査するために要する時間を Ｔ1 、そして空中線Ｂがγだけ走査するために要する時間をＴ2とすると、
Ｔ1 ＝θ／ω1 …（１８）
Ｔ2 ＝γ／ω2 …（１９）
と表される。
【００７６】
これらの時間範囲内で確実に方向調整ができるには、下記式（２０）を満足する必要がある。
Ｔ2 ≧ Ｔ1 …（２０）
式（１８）及び（１９）を式（２０）に代入すると、
ω1／ω2 ≧ θ／γ …（２１）
となる。
【００７７】
式（２１）は、この最低条件、すなわち確実に方向調整ができるための必要条件、を示しており、この条件を満足するようにω1／ω2 を設定することで、方向調整を確実に収束させることができる。
【００７８】
図１１は、回転速度 ω1 、ω2 及び指向感度γを含む走査角θと、受信信号強度との関係を示したものである。
図１１の（ａ）には、これまで説明してきた回転速度 ω1 、ω2 及び指向感度γを含む走査角θとの関係を示しており、図１１の（ｂ）にはそれと対応する受信信号強度の一例を示している。これから、指向感度γをはずれた交点の受信強度は非常に小さく、その一方で指向感度γ内での受信強度は検出に十分なレベルを有することが分る。
【００７９】
次に、第４の実施例の具体的な計算例を示す。
ここでは、図１１を例に初期条件としてαo＝βo＋πに設定し、空中線の走査角度の走査角度範囲をθ＝２０度＝０．１１１π、送信側空中線１０の回転速度をω1＝π／９０ (rad/s)、そして受信側空中線１０’の指向感度γ＝１．８度＝π／１００ (rad/s) としている。
【００８０】
この場合、
ω1／ω2＝θ／γ＝１１．１
となる。従って、図１１の（ａ）に示すように、５５秒後にθa＝θb＝１０度となり、その時点で空中線１０と１０’が対向することが分る。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明による無線装置の基本構成を示した図である。
【図２】本発明の第１の実施例で対向する空中線の位置関係の一例を示した図である。
【図３】図２でαとβのとり得る範囲を示した図である。
【図４】本発明の第２の実施例で回転角度範囲の制限の一例を示した図である。
【図５】回転範囲がπ、π／２の空中線方向調整法線ベクトル推移の一例を示した図である。
【図６】本発明の第２の実施例の空中線駆動制御フローの一例を示した図である。
【図７】本発明の第３の実施例を図式的に示した図である。
【図８】本発明の第４の実施例で空中線Ａの走査角θaと空中線Ｂの走査角θbの時間変化を示した図である。
【図９】回転速度 ω1 、ω2 と指向感度γを含む走査角θとの関係を示した図である。
【図１０】走査角の一致する点が指向感度γの範囲内となる関係を示した図である。
【図１１】回転速度 ω1 、ω2 及び指向感度γを含む走査角θと受信信号強度との関係を示した図である。
【符号の説明】
【００８２】
１…空中線駆動部
２…空中線制御部
３…移動角度検出部
４…受信信号強度検出部
５…データ処理部
６…操作／設定制御部
１０、１０’…空中線
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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