(57)【要約】【課題】  各無線部の送信出力を同一にして通信端末に対する受信感度を安定させ、良好な無線通信を実現すること。【解決手段】  第１無線部Ａにおける送信系２０と、第２無線部Ｂにおける送信系３０と、第３無線部Ｃにおける送信系４０と、第４無線部Ｄにおける送信系５０とは、出力自動調整回路６０によって互いに同一の出力なるよう接続される。即ち、出力自動調整回路６０は、第２〜第４無線部Ｂ〜Ｄの各送信系３０、４０、５０において、制御部３４、４４、５４の入力側が、第１無線部Ａの送信系２０の演算増幅部２５及び制御部２６間に接続され、演算増幅部２５からの出力信号が送信系２０の制御部２６のみならず、送信系３０の制御部３４と送信系４０の制御部４４と送信系５０の制御部５４とにも入力できるようになっている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信系と受信系とアンテナとを有する無線部を複数備えたアクティブアレイ装置であって、
前記各無線部における送信系からの送信出力を、互いに同一とする出力自動調整回路を備えていることをと特徴とするアクティブアレイ装置。
【請求項２】
請求項１記載のアクティブアレイ装置において、
前記出力自動調整回路は、いずれか一方の無線部の送信系を基準送信系とし、かつその他方の各無線部の送信系をそれぞれ追従送信系としたとき、前記基準送信系からの出力ゲインに、前記各追従送信系からの出力ゲインをそれぞれ一致させることを特徴とするアクティブアレイ装置。
【請求項３】
請求項２記載のアクティブアレイ装置において、
前記基準送信系は、少なくとも、高周波信号を増幅する電力増幅部と、該増幅された高周波信号を対応の前記アンテナへ出力すると共に、前記高周波信号の一部を取り込む結合器と取り込まれた高周波信号を直流信号に変換する検波部と、該直流信号の大きさに基づき、電力増幅部に入力される高周波信号の利得を制御する制御部とを備えてなり、
前記追従送信系は、少なくとも、高周波信号を増幅する電力増幅部と、該増幅された高周波信号を対応の前記アンテナへ出力する結合器と、前記基準送信系における検波器からの直流信号の大きさに基づき、電力増幅部に入力される高周波信号の利得を制御する制御部とを備えていることを特徴とするアクティブアレイ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか記載のアクティブアレイ装置を備えてなる無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、アクティブアレイ装置及び無線通信装置に係り、特に、送信系と受信系とアンテナとを有する無線部を複数備えてなる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】  近年、デジタル方式の通信機器においては、伝送の効率化のためデジタル情報信号（ベースバンド信号）で搬送波を変調することにより、情報の伝送が行われている。デジタル通信では、伝送速度向上や同一周波数に複数の利用者を収容する多チャネル化により、周波数資源の有効利用が図られている。その反面、伝送速度の高速化に伴って通信品質の劣化が問題となり、種々の対策技術が開発されている。【０００３】  そのような通信品質の劣化対策の一つとして、例えばアダプティブアレイ装置が提案され、実用に供されている（例えば、非特許文献１及び特許文献１参照。）。
アダプティブアレイ装置とは、複数のアンテナにより適応的に指向性パターンを作り、特定の利用者だけに電波が届くようにする方式であり、例えば、送信系と受信系とアンテナからなる無線部を四組備え、送信時には、各組の送信系の送信出力を調整する一方、受信時には各組の受信系からの受信入力を調整することで、良好な送受信が行えるようになっており、従って、各組の無線部が独立的に送受信可能に制御されている。
【非特許文献１】  「空間領域における適応信号処理とその応用技術論文集」（電子通信学会論文誌  ＶＯＬ．Ｊ７５−Ｂ−ＩＩ  Ｎｏ．１１  ＮＯＶＥＭＢＥＲ）
【特許文献１】  特開２００１−９４４９９号公報（第２−３頁、図１−図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  上述したように、従来のアダプティブアレイ装置においては、各組の無線部がそれぞれ独立して送受信を行うと、送信時、各組の送信部からの送信出力のゲインがそれぞれ異なることがあり、そのため、通信端末の利用者にとっては受信感度が不安定となってしまい、良好な通信が行えないという問題があった。
また、特許文献１に記載の技術は、アダプティブアレイ基地局の受信時、そのアンテナに傷害が発生して正しく指向性を向けることができなくなったとき、それを検出してアダプティブアレイ基地局の周辺に存在する基地局から適正な基地局を検索してそれを利用できるようになっているものの、受信時の場合の内容であり、送信時、上述した問題が発生することについて何等考慮されていなかった。【０００５】  本発明は、上記事情に鑑み、送信時、各無線部の送信出力を同一にして通信端末に対する受信感度を安定させ、良好な無線通信を実現することができるアクティブアレイ装置及び無線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】
【０００６】  上記目的を達成するために、この発明は以下の構成を採用している。即ち、
請求項１に係る発明は、送信系と受信系とアンテナとを有する無線部を複数備えたアクティブアレイ装置であって、前記各無線部における送信系からの送信出力を、互いに同一とする出力自動調整回路を備えていることをと特徴とする。
請求項２に係る発明は、請求項１記載のアクティブアレイ装置において、前記出力自動調整回路は、いずれか一方の無線部の送信系を基準送信系とし、かつその他方の各無線部の送信系をそれぞれ追従送信系としたとき、前記基準送信系からの出力ゲインに、前記各追従送信系からの出力ゲインをそれぞれ一致させることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項２記載のアクティブアレイ装置において、前記基準送信系は、少なくとも、高周波信号を増幅する電力増幅部と、該増幅された高周波信号を対応の前記アンテナへ出力すると共に、前記高周波信号の一部を取り込む結合器と、取り込まれた高周波信号を直流信号に変換する検波部と、該直流信号の大きさに基づき、電力増幅部に入力される高周波信号の利得を制御する制御部とを備えてなり、前記追従送信系は、少なくとも高周波信号を増幅する電力増幅部と、該増幅された高周波信号を対応の前記アンテナへ出力する結合器と、前記基準送信系における検波器からの直流信号の大きさに基づき、電力増幅部に入力される高周波信号の利得を制御する制御部とを備えていることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか記載のアクティブアレイ装置を備えてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】  請求項１に係る発明によれば、各無線部における送信系が互いに同じゲインで出力することができるように構成したので、通信端末に対し安定した状態で受信させることができ、良好な通信を実現することができる効果がある。【０００８】  請求項２に係る発明によれば、基準送信系からの出力ゲインに、追従送信系からの出力ゲインを一致させることができるので、良好な通信を確実に実現できる効果がある。【０００９】  請求項３に係る発明によれば、追従送信系の構成要素を簡素化できると共に、低廉化を図ることもできる効果がある。【００１０】  請求項４に係る発明によれば、送信時、全ての送信系の出力が同一となるので、良好な無線通信を実施できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】  以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の一実施の形態に係るアクティブアレイ装置をアダプティブアレイ基地局に適用した図である。
このアクティブアレイ装置１０は、図１に示すように、第１〜第４からなる四組の無線部Ａ〜Ｄを備えている。これら第１〜第４無線部Ａ〜Ｄのうち、第１無線部Ａは、基準送信系としての送信系２０と、受信系２９と、アンテナ２９とを有して構成される。第２無線部Ｂ〜第４無線部Ｄにおいても、第１無線部Ａと同様、追従送信系としての送信系３０４０、５０と、受信系３７、４７、５７と、アンテナ３６、４６、５６とを有して構成される。【００１２】  第１無線部Ａの送信系２０は、可変利得部２１、電力増幅部２２、結合器２３、検波部２４、演算増幅部２５、制御部２６をそれぞれ備えている。
可変利得部２１は、送信時、出力すべき高周波信号の利得が後述する制御部２６によって制御される。電力増幅部２２は、可変利得部２１によって出力された高周波信号を一定の利得で増幅させる。結合器２３は、いわゆる方向性結合器であって、電力増幅部２２によって増幅された高周波信号を混合部２７を介してアンテナ２８から送信する一方、その高周波信号の一部を取り出して検波部２４に出力する。検波部２４は、入力された高周波信号を直流信号に変換して後段の演算増幅部２５に出力する。【００１３】  演算増幅部２５は、検波部２４からの直流信号を、所望のレベルまで増幅し、後段の制御部２６に出力する。制御部２６は、演算増幅部２５によって増幅された直流信号の大きさに基づき、可変利得部２１に対して出力すべき利得の大きさを制御する。
一方、混合部２７には、アンテナ２８が接続されると共に受信系２９が接続されており、送信時には、結合器２３から出力された高周波信号が、混合部２７を介してアンテナ２８から出力される一方、受信時には、アンテナ２８に入力された高周波信号が、混合部２７を介して受信系２９に取り込まれるようになっている。【００１４】  第２無線部Ｂにおける送信系３０は、可変利得部３１、電力増幅部３２、結合器３３、制御部３４を有して構成される。そして、結合器３３の出力部に混合部３５を介してアンテナ３６が接続されると共に、その混合部３５に受信系３７が接続されている。第３無線部Ｃにおける送信系４０、及び第４無線部Ｄにおける送信系５０は、いずれも第２無線部Ｂにおける送信系３０と同一の構成であるので、以下はその説明を省略する。【００１５】  そして、第１無線部Ａにおける送信系２０と、第２無線部Ｂにおける送信系３０と、第３無線部Ｃにおける送信系４０と、第４無線部Ｄにおける送信系５０とは、出力自動調整回路６０によって互いに同一の出力なるように接続されている。
即ち、出力自動調整回路６０は、第２〜第４無線部Ｂ〜Ｄの各送信系３０、４０、５０において、制御部３４、４４、５４の入力側が、第１無線部Ａの送信系２０における演算増幅部２５及び制御部２６間と接続され、演算増幅部２５からの出力信号が送信系２０の制御部２６のみならず、送信系３０の制御部３４と送信系４０の制御部４４と送信系５０の制御部５４とにも入力できるようになっている。【００１６】  つまり、第１無線部Ａの送信系２０において、出力すべき高周波信号が検波部２４によって検波され、かつ演算増幅部２５によって増幅されたとき、その増幅された信号が制御部２６に入力されと共に、送信系３０、４０、５０の各制御部３４、４４、５４にも入力されることで、各制御部３４、４４、５４が入力された信号の大きさに基づいて対応する可変利得部３１、４１、５１をそれぞれ独立的に制御し、これにより、各送信系２０、３０、４０、５０が互いに同一出力となるようにしている。
従って、換言すれば、第２〜第４無線部Ｂ〜Ｄの各送信系３０、４０、５０の出力が、第１無線部Ａの送信系２０に合わせて出力されるようになっている。【００１７】  本実施形態のアクティブアレイ装置１０は、上記のように構成されているので、次に、送信時の動作について説明する。以下は、第１無線部Ａの送信系２０を「基準送信系２０」と呼び、第２〜第４無線部Ｂ〜Ｄの送信系３０、４０、５０を「追従送信系３０、４０、５０」と称して説明する。
送信時においては、第１無線部Ａの基準送信系２０と、第２無線部Ｂの追従送信系３０と第３無線部Ｃの追従送信系４０と第４無線部Ｄの追従送信系５０とがそれぞれ高周波信号をアンテナ２８、３６、４６、５６からそれぞれ独立的に送信するので、ＰＨＳ端末の利用者が、送信された内容に応じて通信を行う無線リンクが構築されることとなる。【００１８】  上記送信時、基準送信系２０において、可変利得部２１を経た高周波信号が電力増幅部２２によって増幅され、増幅された高周波信号が結合器２３及び混合部２７を介してアンテナ２８から送信される一方、結合器２３を通る高周波信号の一部が検波部２４によって取り込まれることで直流信号に変換され、該変換された直流信号が演算増幅部２５によって増幅され、その増幅された信号が制御部２６に入力されると、制御部２６が、入力された信号の大きさに基づいて可変利得部２１をフィードバック制御することで、出力ゲインが制御され、制御された出力ゲインの高周波信号がアンテナ２８から送信される。【００１９】  この場合、基準送信系２０と、追従送信系３０、４０、５０の各々間には出力自動調整回路６０が接続されているので、つまり、基準送信系２０の演算増幅部２５の出力側が、補正送信系３０、４０、５０における各制御部３４、４４、５４の入力側に接続されている。
そのため、演算増幅部２５によって増幅された直流信号が制御部２６のみならず、制御部３４、４４、５４にもそれぞれ入力されると、基準送信系２０を除いた補正送信系３０、４０、５０における各制御部３４、４４、５４は、演算増幅部２５からの入力信号に基づいて対応する可変利得部３１、４１、５１を制御するので、それぞれの可変利得部３１、４１、５１から基準送信系２０の可変利得部２１の場合と同様にして出力されることとなるので、それぞれの補正出力系３０、４０、５０からは基準送信系２０と同一の高周波信号が送信されることとなる。【００２０】  その結果、本実施形態によれば、基準送信系２０と、それ以外の追従送信系３０、４０、５０とが高周波信号を互いに同一の出力ゲインで送信することができ、従って、各送信系が同じゲインで出力することができるので、通信端末としてのＰＨＳ端末に対し、安定した状態で受信させることができ、良好な通信を実現することができる。【００２１】  しかも、基準送信系２０が、上述した可変利得部２１、電力増幅部２２、結合器２３、制御部２６を備える他、検波部２４、演算増幅部２５を備えているが、補正送信系Ｂ〜Ｄにおいては、基準送信系２０の場合のような検波部２４、演算増幅部２５を備えることが不要になるので、送信系としての構成要素が少なくなり、それだけ構成の簡素化を図ることができると共に、低廉化を図ることもできる。その上、出力自動調整回路６０によって、基準送信系の出力ゲインと追従送信系の各々の出力ゲインとを簡単に自動調整することができる。
このように、上記送信系２０、３０、４０、５０の各々が互いに同じゲインで出力すると、各送信系が時間毎に出力を可変させるような場合であっても、容易かつ正確に出力を調整することもできる。【００２２】  なお、上記実施の形態では、出力自動調整回路６０として、基準送信系２０における演算増幅部２５の出力信号を制御部２６に出力すると共に、追従送信系３０、４０、５０の制御部３４、４４、５４に出力するように構成した例を示したが、図２に示す構成とすることもできる。つまり、図２に示すように、第２無線部Ｂ〜第４無線部Ｄの追従送信系３０、４０、５０において、各制御部３４、４４、５４の入力側に演算増幅部３８、４８、５８を接続しておき、これら演算増幅部３８、４８、５８に対し、基準送信系２０の検波部２４からの出力信号が入力できるように出力自動調整回路６０を構成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】  本発明の一実施の形態に係るアクティブアレイ装置をアダプティブアレイ基地局に適用した回路構成図である。
【図２】  図１の変形例を示す回路構成図である。
【符号の説明】
【００２４】１０  アクティブアレイ装置
２０  第１送信系（基準送信系）
３０  第２送信系（追従送信系）
４０  第３送信系（追従送信系）
５０  第４送信系（追従送信系）
２８、３６、４６、５６  アンテナ
２９、３７、４７、５７  受信系
６０  出力自動調整回路
【図１】
2005236934.tif 000003
【図２】
2005236934.tif 000004