(57)【要約】【課題】  ３本以上のアンテナが同一の特性でない場合にも配置の制約を満たしながらアンテナ群全体の特性を維持した無線機を提供する。【解決手段】  ３本以上の複数のアンテナを使用する無線機において、前記複数のアンテナの内で最大ゲインのアンテナを含む第1のアンテナ群と、前記複数のアンテナの内で２番目に大きなゲインのアンテナを含み前記第1のアンテナ群とは群間距離が離れた第２のアンテナ群とからなることを特徴とする無線機。【選択図】      図４
2007013334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３本以上の複数のアンテナを使用する無線機において、
前記複数のアンテナの内で最大ゲインのアンテナを含む第1のアンテナ群と、
前記複数のアンテナの内で２番目に大きなゲインのアンテナを含み前記第1のアンテナ群とは群間距離が離れた第２のアンテナ群とからなることを特徴とする無線機。
【請求項２】
ゲインの大きさが３番目以降のアンテナと前記最大ゲインのアンテナとの距離と前記ゲインの大きさが３番目以降のアンテナと前記２番目に大きなゲインのアンテナとの距離との短い方の距離は各々、前記最大ゲインのアンテナと前記２番目に大きなゲインのアンテナとの距離より短いことを特徴とする請求項１に記載の無線機。
【請求項３】
前記第1のアンテナ群に含まれるアンテナを制御する第1の基板と、
前記第２のアンテナ群に含まれるアンテナを制御する第２の基板とからなり、
前記第1の基板と前記第２の基板との距離は前記群間距離相当に離れたことを特徴とする請求項１に記載の無線機。
【請求項４】
前記第1の基板と前記第1のアンテナ群との距離、前記第２の基板と前記第２のアンテナ群との距離はいずれも前記群間距離に比較して近接していることを特徴とする請求項３に記載の無線機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線機に係り、特に複数のアンテナを備えた無線機に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のアンテナを備えた所謂マルチアンテナの無線機が実用化されている。アンテナ同士を離すことによって遮蔽物によるシャドウイングの影響を軽減する効果がある。図７は、シャドウイングの一般説明図である。シャドウイングは、主な伝搬路が障害物で遮蔽されることにより発生するが、図７はシャドウイングの発生する位置と、アンテナ間隔の関係を示している。網掛け部分は遮蔽物によるシャドウイングの影響を受け、受信電力が少なくなる範囲である。アンテナ間の距離d(1)＜d(2)であり、アンテナ間の距離が長い方d(2)が、遮蔽物によるシャドウイングの影響を受ける範囲が狭いことが示されている。アンテナの間隔が遮蔽物より長ければ、効果があり、数倍程度の長さがあれば、大きな効果があることが推察される。
【０００３】
更に３本以上のアンテナを使用する無線機においては、アンテナを群に分ける構成を採用して全体の特性に工夫を図る例がある。
例えば特開２００１−２３７７５０号公報（特許文献１）によるものは、第１のアンテナ群と第２のアンテナ群とで送信するデータ列の位相を変える方式である。但しこの特許文献１の方式においては、３本以上のアンテナが同一の特性であることが前提であるという制約があるという問題があった。
【０００４】
制約に関してより詳述すれば、この例では放送送信でありゲインの大きな即ち一般に寸法も大きなアンテナのみで構成しても余り差支えがないが、例えば民生用の無線機での送受信においてはアンテナの配置に関しては導電体を避けながら、またアンテナの大きさ、位置に関してはアンテナは目立たないほうが望ましいので、できるだけ大きさを抑え装置等の筐体内に入れるかあるいは筐体に密着させるのが現状である。目立つ場所は配置不適当な空間と言い換えることもできる。
【特許文献１】特開２００１−２３７７５０号公報（第１１頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、３本以上のアンテナが同一の特性でない場合にも配置の制約を満たしながらアンテナ群全体の特性を維持した無線機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】
上記課題を解決するために、本発明の無線機は、３本以上の複数のアンテナを使用する無線機において、前記複数のアンテナの内で最大ゲインのアンテナを含む第1のアンテナ群と、前記複数のアンテナの内で２番目に大きなゲインのアンテナを含み前記第1のアンテナ群とは群間距離が離れた第２のアンテナ群とからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、３本以上のアンテナが同一の特性でない場合にも配置の制約を満たしながらアンテナ群全体の特性を維持した無線機が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【０００９】
本発明による無線機の実施例１を図１乃至図６を参照して説明する。本実施例では、2.4GHz帯の周波数を用いるIEEE802.11g規格を使用し、マルチアンテナ送信、マルチアンテナ受信技術を適用した無線システムに使用する無線機を対象とする。
【００１０】
図１は、無線機のアンテナ配置図である。フラットパネルディスプレイ装置のアンテナ配置を示している。本装置ではアンテナ４本を送信、または、受信に使用している。アンテナは、装置への実装の効率の点から、２本ずつアンテナ群１とアンテナ群２の２群に分けられ、フラットパネルディスプレイ装置３の離れた２ヵ所に配置されている。また、ゲインの大きいアンテナはサイズも大きいので、ゲインの大きいアンテナを多数使用することは望ましくない。
【００１１】
以下では、４本のアンテナを受信に使用する場合を説明するが、送信に使用する場合も、対向する受信機の受信電力を対象として、同様に考えることができる。
アンテナ間隔を定めるための基本的な特性に関し、レーリーフェージングに代表される多重波伝搬路により発生する定在波の影響の軽減には、１／２波長程度、遮蔽物によるシャドウイングの影響の軽減には、遮蔽物の数倍程度の長さがあればよい。本実施例の装置で使用する波長＝光速／周波数＝３×１０８／２．４×１０９＝０．１２５ｍである。遮蔽物は装置の周辺を動き回るものとし、人体を仮定し、そのサイズを０．２ｍとする。このとき、多重波伝搬路により発生する定在波の影響の軽減には、上記波長の半分を切り上げて最低７ｃｍ程度のアンテナ間隔があればよく、遮蔽物によるシャドウイングの影響の軽減には、上記サイズの４倍として最低８０ｃｍ程度のアンテナ間隔が必要である。
【００１２】
このとき、フラットディスプレイ上の２ヵ所の間隔を、最低８０ｃｍ程度として、その中に、最低７ｃｍ間隔でアンテナを配置すれば、人体（遮蔽物）によるシャドウイングがあるときでも、どちらかの群に含まれる２本アンテナの受信電力は、人体によるシャドウイングの影響を受けなくてすむ。このとき、各アンテナのゲインを G1, G2, G3, G4とするとき、G1>G3, G1>G4, G2>G3, G2>G4とすれば、ゲインの大きい上位２つのアンテナは G1, G2 である。
【００１３】
G1, G2 を第一群、G3, G4 を第二群に配置した場合、第二群が、シャドウイングの影響を受けたときは、大きな受信電力を得ることができるが、第一群がシャドウイングの影響を受けたときは、受信電力が小さくなり、受信品質が劣化してしまう。G1, G2 を２つの群に分けて配置すれば、人体の影響があるときでも、受信電力の変動を少なくすることができ、高品質な受信を行える可能性が大きくなる。
【００１４】
以下で、群分けの具体的な説明を行う。
図２は、無線機のアンテナ群の構成例を説明する図である。装置３では、１枚の無線部基板４から４本のアンテナに配線がなされている。配線は、無線部以外の部品５を避けるため、アンテナに最短距離で配置されてはいない。２群のアンテナの位置は離れているので、アンテナへの配線は途中で、群別に分かれている。この最初に分岐により、各アンテナがどちらの群に所属するか別れる。
【００１５】
図３は、もう一つのアンテナ群の構成例を説明する図である。装置３では、１枚の無線部メイン基板６から２枚の無線部サブ基板７及び８に配線され、各無線部サブ基板から、２本ずつのアンテナに配線されている。本構成は、図２と比べてアンテナと基板の配線長を短く、すなわち、配線による減衰を少なくして受信感度を向上する場合などに使用される。この場合は、どちらかのサブ基板に接続されているかにより、アンテナがどちらの群に所属するか定義される。
【００１６】
図４は、本発明を適用したフラットパネルディスプレイ装置のアンテナ配置を示している。本装置ではアンテナ４本を送信、または、受信に使用している。
以下では、アンテナ間の距離を規定することにより、図１より詳細な表現でより洗練化された配置が得られることを説明する。送信または受信に４本以上のアンテナを使用する無線機において、ゲインの大きさが１番目のアンテナG1と２番目のアンテナG2間の距離をｄ０とするとき、ゲインの大きさが３番目のアンテナG3、４番目アンテナG4とアンテナG1あるいはG2間の距離の内の短い方の距離をｄ３、ｄ４とし、ｄ３＜ｄ０、ｄ４＜ｄ０とする。
【００１７】
この規定は、装置の空間を有効利用したアンテナ配置の指針となる。ゲインが大きいアンテナはサイズが大きい。このため、装置上で配置できる場所は限られる。ゲインの大きいアンテナ間の距離ｄ０が、できるだけ長くなるように配置する。その後、上記指針に沿って、ゲインの小さく、サイズの小さいアンテナを、ゲインの大きいアンテナは配置不適当な空間に配置すれば、図１の装置で目標とした効果が得られる。ゲインの大きいアンテナの配置不適当な空間とは、ｄ０があまり長くならない空間、あるいは、ｄ０は長くなるがアンテナがサイズ上収まらない空間である。
【００１８】
図５は、送信に複数のアンテナを使用する無線送信機の機能を示す一般的な図である。伝送されるディジタル情報は、畳み込み符号により伝送路符号化９された後、マルチアンテナ分割処理１０ａされ、分割されたデータ毎にIEEE802.11gに基づいた変調１０ｂが行われた後、送信が行われる。
【００１９】
図６は、受信に複数のアンテナを使用する無線受信機の機能を示す一般的な図である。伝送されるディジタル情報は、マルチアンテナ合成処理１１ａ、IEEE802.11gに基づいた復調１１bが行われた後、ビタビ復号などの畳み込み符号の復号処理により伝送路復号化１２された後、ディジタル情報が出力される。
【００２０】
以上のようにアンテナを２エリアにまとめて配置することにより、遮蔽物によるシャドウイングの影響を効果的に軽減でき、かつ、装置実装の効率化をはかることができる。
【００２１】
また、ゲインの大きさが１番目のアンテナG1と２番目のアンテナG2間の距離をｄ０とするとき、ゲインの大きさが３番目以降のアンテナとアンテナG1あるいはG2間の距離の内短い方の距離ｄ３、ｄ４、……、がｄ３＜ｄ０、ｄ４＜ｄ０、……を満たすように配置することにより、遮蔽物によるシャドウイングの影響を効果的に軽減でき、かつ、装置実装の効率化をはかることができる。
【００２２】
なお説明の便宜上、ゲインの大きさの比較には不等号を用いたが、等号の場合でも効果が損なわれることは無い。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による無線機の実施例１のアンテナ配置図。
【図２】無線機の実施例１のアンテナ群の構成例１。
【図３】無線機の実施例１のアンテナ群の構成例２。
【図４】無線機の実施例１のアンテナ配置図。
【図５】無線機の実施例１の送信機構成図。
【図６】無線機の実施例１の受信機構成図。
【図７】シャドウイングの一般説明図。
【符号の説明】
【００２４】
１  アンテナ群
２  アンテナ群
３  フラットパネルディスプレイ装置
４  無線部基板
５  無線部以外の部品
６  無線部メイン基板
７、８  無線部サブ基板
９  伝送路符号化
１０ａ  マルチアンテナ分割処理
１０ｂ  変調
１１ａ  マルチアンテナ合成処理
１１ｂ  復調
１２  伝送路復号化
【図１】
2007013334.tif 000003
【図２】
2007013334.tif 000004
【図３】
2007013334.tif 000005
【図４】
2007013334.tif 000006
【図５】
2007013334.tif 000007
【図６】
2007013334.tif 000008
【図７】
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