(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
λ／２（ここで、λは無線信号の波長である。）を超えかつ所定の上限波長以下の電気長Ｌ１を有する第１のアンテナ素子と、
所定の下限波長以上でかつλ／２以下の電気長Ｌ２を有する第２のアンテナ素子とを含む少なくとも２本のアンテナ素子を備えたアダプティブアンテナ装置であって、
上記第１と第２のアンテナ素子により受信された各無線信号に基づいて、上記各無線信号の振幅と位相のうちの少なくとも一方を調整することにより、実質的に干渉波方向に対して複数のヌルを含む上記アダプティブアンテナ装置の放射パターンを形成するように上記アダプティブアンテナ装置をアダプティブ制御する制御手段を備えたことを特徴とするアダプティブアンテナ装置。
【請求項２】
λ／２を超えかつ所定の上限波長以下の電気長Ｌ１，Ｌ１’をそれぞれ有する少なくとも２本の第１のアンテナ素子と、
上記第２のアンテナ素子とを含む少なくとも３本のアンテナ素子を備え、
上記電気長Ｌ１と上記電気長Ｌ１’は互いに同一又は異なることを特徴とする請求項１記載のアダプティブアンテナ装置。
【請求項３】
上記第１のアンテナ素子と、
所定の下限波長以上でかつλ／２以下の電気長Ｌ２，Ｌ２’をそれぞれ有する少なくとも２本の第２のアンテナ素子とを含む少なくとも３本のアンテナ素子を備え、
上記電気長Ｌ２と上記電気長Ｌ２’は互いに同一又は異なることを特徴とする請求項１記載のアダプティブアンテナ装置。
【請求項４】
λ／２（ここで、λは無線信号の波長である。）を超えかつ所定の上限波長以下の電気長Ｌ１，Ｌ１’，Ｌ１”をそれぞれ有する少なくとも３本の第１のアンテナ素子を備えたアダプティブアンテナ装置であって、
上記各第１のアンテナ素子により受信された各無線信号に基づいて、上記各無線信号の振幅と位相のうちの少なくとも一方を調整することにより、実質的に干渉波方向に対して複数のヌルを含む上記アダプティブアンテナ装置の放射パターンを形成するように上記アダプティブアンテナ装置をアダプティブ制御する制御手段を備え、
上記電気長Ｌ１，Ｌ１’，Ｌ１”のうちの少なくとも２つは互いに異なることを特徴とするアダプティブアンテナ装置。
【請求項５】
上記下限波長は、λ／４、λ／８又はλ／１６であることを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか１つに記載のアダプティブアンテナ装置。
【請求項６】
上記上限波長は、１０λ、３λ又はλであることを特徴とする請求項１乃至５のうちのいずれか１つに記載のアダプティブアンテナ装置。
【請求項７】
上記各アンテナ素子は、非平衡型アンテナ又は平衡型アンテナであることを特徴とする請求項１乃至６のうちのいずれか１つに記載のアダプティブアンテナ装置。
【請求項８】
上記各アンテナ素子のうちの少なくとも１本のアンテナ素子は、板状逆Ｆアンテナであることを特徴とする請求項１乃至７のうちのいずれか１つに記載のアダプティブアンテナ装置。
【請求項９】
上記各アンテナ素子のうちの少なくとも１本のアンテナ素子は、上記アダプティブアンテナ装置の筐体の少なくとも一部が導電性材料にて形成されてなるアンテナ素子であることを特徴とする請求項１乃至８のうちのいずれか１つに記載のアダプティブアンテナ装置。
【請求項１０】
上記制御手段は、上記複数のアンテナ素子を用いてアダプティブ制御したときの無線信号の信号品位と、上記各アンテナ素子を単独で用いてアダプティブ制御しないときの無線信号の各信号品位とを比較して、最良の信号品位を有する場合を設定するように上記アダプティブアンテナ装置を制御することを特徴とする請求項１乃至９のうちのいずれか１つに記載のアダプティブアンテナ装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のうちのいずれか１つに記載のアダプティブアンテナ装置と、
上記アダプティブアンテナ装置により受信された無線信号を送受信する無線通信回路とを備えたことを特徴とする無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として携帯電話機等の通信機器に用いられる移動体通信用アダプティブアンテナ装置と、それを用いた無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機等の携帯無線通信装置の小型化、薄型化が急速に進んでいる。また、携帯無線通信装置は、従来の電話機として使用されるのみならず、電子メールの送受信やＷＷＷ（ワールド・ワイド・ウェブ）によるウェブページの閲覧などを行うデータ端末機に変貌を遂げている。取り扱う情報も従来の音声や文字情報から写真や動画像へと大容量化を遂げており、通信品質のさらなる向上が求められている。このような状況にあって、これまで主に基地局アンテナの高性能化に用いられていたアダプティブアンテナ装置を携帯端末に適用することが提案されている（例えば、後述する特許文献１参照）。
【０００３】
図１７は特許文献１において開示された、第１の従来技術に係る移動端末用アンテナ装置の構成を示すブロック図である。第１の従来技術では、送信時において人体頭部中で熱に変換された電力は通信に寄与しないため無駄なものとなり、また遅延波が互いに干渉して受信特性を劣化させるなどの課題を解決するために、導電性筐体７１と、複数のアンテナ素子７２と、送受信回路７３と、アンテナ素子７２の振幅及び位相を調整することにより人体側への放射電力を減少させる振幅位相調整回路７４とを備える。これにより、送信時には人体頭部側に放射される電力を小さくし、アンテナ素子７２に伝達された信号を効率よく空間に放射でき、受信時には移動端末に対して人体側に指向性を有さないため、人体側以外の方向に対してアンテナ指向性を高めることができ、効率がよくなるという作用効果を有している。
【０００４】
また、干渉波となる遅延波を除去するために遅延波の方向に指向性のヌルを向ける構成が提案されている（例えば、後述する特許文献２参照。）。図１８は、特許文献２において開示された第２の従来技術に係る移動通信用基地局アンテナ装置の構成を示すブロック図である。第２の従来技術では、移動通信用基地局のアンテナ装置において、遅延波の干渉を防止し、ペンシルビームを、アレー構成を用いて実現する場合のアンテナ素子数を減少させるために、以下の構成を有している。第２の従来技術は、帯状の領域を照射する移動通信用の基地局アンテナ装置であり、複数のアンテナ素子８１が帯状の領域の長手方向に直交する直線状に配列され、当該アンテナ素子８１は２素子以上５素子以下の素子数を有し、各アンテナ素子８１間の間隔Ｓが１波長以上、３波長以下に設定される。また、各アンテナ素子８１から周波数変換器８２を介して入力される入力信号の振幅及び位相を変化させる振幅位相可変器８３を各アンテナ入力部に備えている。さらに、振幅位相計算部８４は、受信側が予め既知の信号と、各アンテナ素子８１で受信された信号の合成信号との誤差を最小とするように各アンテナ入力信号の振幅及び位相を計算し、当該振幅位相計算部８４によって計算された各アンテナ素子８１の振幅及び位相が当該振幅位相可変器８３の出力となるように各振幅位相可変器８３を調整する。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２８４４２４号公報。
【特許文献２】特開平１０−２４２７３９号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これら従来技術に係るアンテナ装置は、主として無指向性のアンテナ素子を使用していたために、アンテナ素子の本数が複数Ｎ本の場合には、放射パターンにおけるヌルの形成数に対応するアンテナ素子の自由度はＮ−１しかなく、人体や干渉波にヌルを向けるためには、より多数のアンテナ素子が必要であるという問題点があった。
【０００７】
本発明の目的は以上の問題点を解決し、従来技術に比較して少数のアンテナ素子で放射パターンにおいて複数のヌルを形成することができるアダプティブアンテナ装置とそれを用いた無線通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明に係るアダプティブアンテナ装置は、λ／２（ここで、λは無線信号の波長である。）を超えかつ所定の上限波長以下の電気長Ｌ１を有する第１のアンテナ素子と、
所定の下限波長以上でかつλ／２以下の電気長Ｌ２を有する第２のアンテナ素子とを含む少なくとも２本のアンテナ素子を備えたアダプティブアンテナ装置であって、
上記第１と第２のアンテナ素子により受信された各無線信号に基づいて、上記各無線信号の振幅と位相のうちの少なくとも一方を調整することにより、実質的に干渉波方向に対して複数のヌルを含む上記アダプティブアンテナ装置の放射パターンを形成するように上記アダプティブアンテナ装置をアダプティブ制御する制御手段を備えたことを特徴とする。
【０００９】
上記アダプティブアンテナ装置において、λ／２を超えかつ所定の上限波長以下の電気長Ｌ１，Ｌ１’をそれぞれ有する少なくとも２本の第１のアンテナ素子と、
上記第２のアンテナ素子とを含む少なくとも３本のアンテナ素子を備え、
上記電気長Ｌ１と上記電気長Ｌ１’は互いに同一又は異なることを特徴とする。
【００１０】
また、上記アダプティブアンテナ装置において、上記第１のアンテナ素子と、
所定の下限波長以上でかつλ／２以下の電気長Ｌ２，Ｌ２’をそれぞれ有する少なくとも２本の第２のアンテナ素子とを含む少なくとも３本のアンテナ素子を備え、
上記電気長Ｌ２と上記電気長Ｌ２’は互いに同一又は異なることを特徴とする。
【００１１】
第２の発明に係るアダプティブアンテナ装置は、λ／２（ここで、λは無線信号の波長である。）を超えかつ所定の上限波長以下の電気長Ｌ１，Ｌ１’，Ｌ１”をそれぞれ有する少なくとも３本の第１のアンテナ素子を備えたアダプティブアンテナ装置であって、
上記各第１のアンテナ素子により受信された各無線信号に基づいて、上記各無線信号の振幅と位相のうちの少なくとも一方を調整することにより、実質的に干渉波方向に対して複数のヌルを含む上記アダプティブアンテナ装置の放射パターンを形成するように上記アダプティブアンテナ装置をアダプティブ制御する制御手段を備え、
上記電気長Ｌ１，Ｌ１’，Ｌ１”のうちの少なくとも２つは互いに異なることを特徴とする。
【００１２】
上記アダプティブアンテナ装置において、上記下限波長は、λ／４、λ／８又はλ／１６であることを特徴とする。また、上記アダプティブアンテナ装置において、上記上限波長は、１０λ、３λ又はλであることを特徴とする。
【００１３】
また、上記アダプティブアンテナ装置において、上記各アンテナ素子は、非平衡型アンテナ又は平衡型アンテナであることを特徴とする。
【００１４】
さらに、上記アダプティブアンテナ装置において、上記各アンテナ素子のうちの少なくとも１本のアンテナ素子は、板状逆Ｆアンテナであることを特徴とする。
【００１５】
またさらに、上記アダプティブアンテナ装置において、上記各アンテナ素子のうちの少なくとも１本のアンテナ素子は、上記アダプティブアンテナ装置の筐体の少なくとも一部が導電性材料にて形成されてなるアンテナ素子であることを特徴とする。
【００１６】
またさらに、上記アダプティブアンテナ装置において、上記制御手段は、上記複数のアンテナ素子を用いてアダプティブ制御したときの無線信号の信号品位と、上記各アンテナ素子を単独で用いてアダプティブ制御しないときの無線信号の各信号品位とを比較して、最良の信号品位を有する場合を設定するように上記アダプティブアンテナ装置を制御することを特徴とする。
【００１７】
第３の発明に係る無線通信装置は、上記アダプティブアンテナ装置と、
上記アダプティブアンテナ装置により受信された無線信号を送受信する無線通信回路とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
従って、本発明に係るアダプティブアンテナ装置によれば、λ／２（ここで、λは無線信号の波長である。）を超えかつ所定の上限波長以下の電気長Ｌ１を有する第１のアンテナ素子と、
所定の下限波長以上でかつλ／２以下の電気長Ｌ２を有する第２のアンテナ素子とを含む少なくとも２本のアンテナ素子を備えたアダプティブアンテナ装置であって、
上記第１と第２のアンテナ素子により受信された各無線信号に基づいて、上記各無線信号の振幅と位相のうちの少なくとも一方を調整することにより、実質的に干渉波方向に対して複数のヌルを含む上記アダプティブアンテナ装置の放射パターンを形成するように上記アダプティブアンテナ装置をアダプティブ制御する制御手段を備える。
【００１９】
また、別の本発明に係るアダプティブアンテナ装置によれば、λ／２（ここで、λは無線信号の波長である。）を超えかつ所定の上限波長以下の電気長Ｌ１，Ｌ１’，Ｌ１”をそれぞれ有する少なくとも３本の第１のアンテナ素子を備えたアダプティブアンテナ装置であって、
上記各第１のアンテナ素子により受信された各無線信号に基づいて、上記各無線信号の振幅と位相のうちの少なくとも一方を調整することにより、実質的に干渉波方向に対して複数のヌルを含む上記アダプティブアンテナ装置の放射パターンを形成するように上記アダプティブアンテナ装置をアダプティブ制御する制御手段を備え、
上記電気長Ｌ１，Ｌ１’，Ｌ１”のうちの少なくとも２つは互いに異なるように設定される。
【００２０】
以上のように構成することにより、従来技術に比較して少数のアンテナ素子で放射パターンにおいて複数のヌルを形成することができるアダプティブアンテナ装置とそれを用いた無線通信装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、同様の構成要素については同一の符号を付している。
【００２２】
第１の実施形態．
図１は本発明の第１の実施形態に係るアダプティブアンテナ装置を備えた無線通信装置１１の構成及びアンテナ素子１３，１４の長手方向の位置に対する電流分布を示す斜視図である。また、図２は図１の無線通信装置１１の無線通信回路１１０の構成を示すブロック図である。図１において、無線通信装置１１の構造及びそれから放射される放射パターンを説明するために、無線通信装置１１の幅方向をＸ軸方向とし、その厚さ方向をＹ軸方向とし、その長さ方向をＺ軸方向とした、ＸＹＺの３次元座標系を用いる。
【００２３】
図１において、アダプティブアンテナ装置は、無線通信装置１１の筐体１２の上部に２本のアンテナ素子１３，１４をそれらの長手方向が互いにかつ筐体１２の長手方向と平行となるように、しかも所定の間隔Ｌｉだけ離隔して配置した構成を有する。なお、アンテナ素子１３，１４は筐体１２からは電気的に絶縁されるように立設されている。ここで、間隔Ｌｉは好ましくは（１／２）λ（ここで、λは無線通信を行うための送受信する無線信号の波長である。）に設定されるが、筐体１２のサイズを考慮し、例えば（１／４）λなどの（１／２）λ未満の間隔であってもよい。筐体１２は、ｘ１の幅と、ｙ１の厚さと、ｚ１の長さを有し、導電性の金属材料にてなり、図２の無線通信回路１１０をその内部に収容する。また、アンテナ素子１３は長さＬ１を有し、その電気長は約（３／４）λであり、アンテナ素子１４は長さＬ２を有し、その電気長は約（１／４）λである。ここで、アンテナ素子１３，１４が例えば直線形状のモノポールアンテナであるときは、Ｌ１＝約（３／４）λで、Ｌ２＝約（１／４）λである。
【００２４】
まず、一般的なアダプティブアンテナ装置の動作について以下に説明する。アダプティブアンテナ装置は、所望の電波が到来してくる方向にアンテナの放射パターンを最大にし、妨害となる干渉波の方向に放射パターンのヌルを向けて、安定した無線通信を実現する技術を用いた装置である。通常、アダプティブアンテナ装置はアンテナ素子毎に振幅調整回路と移相器を備え、アンテナ間に振幅差と位相差を与えることにより、最大の所望信号電力と、最小の干渉信号電力を実現する。アンテナ素子により受信された信号には、通常、所望波の信号とともに熱雑音成分が受信される。さらに、隣接基地局からの同一周波数の同一チャンネル干渉波や、所望波であるが大きな経路を経由して到来したために時間的な遅れを生じる遅延波も受信される場合がある。遅延波はテレビジョン受像機やラジオ受信機等のアナログ無線受信機において、例えば画像のゴーストとして画面表示の品質を劣化させる。一方、ディジタル無線受信機では、熱雑音、同一チャンネル干渉波や遅延波は、いずれも受信されるディジタルデータにおけるビット誤りとして影響を及ぼし、直接的にディジタルデータの信号品位を劣化させる。ここで、所望波の電力をＣとし、熱雑音の電力をＮとし、同一チャンネル干渉波と遅延波を含む干渉波電力をＩとすると、アダプティブアンテナ装置は信号品位を改善させるために、例えば評価関数Ｃ／（Ｎ＋Ｉ）を最大にするように動作する。これにより、当該アダプティブアンテナ装置により形成される主ビーム方向を実質的に所望波方向に向け、かつそのヌルを実質的に干渉波方向に向けるようにアダプティブ制御することができる。
【００２５】
次いで、具体的に、図１のアダプティブアンテナ装置の無線通信回路１１０の回路構成及びその動作について図２を参照して以下に説明する。
【００２６】
まず、アダプティブ制御時には、スイッチ２２，２３はそれぞれ、コントローラ２４により接点ａ側に切り換えられる。アンテナ素子１３，１４により受信された各無線信号はそれぞれ、高周波増幅器や中間周波変換器などを含むアナログ／ディジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器という。）２１ａ，２１ｂに入力され、各Ａ／Ｄ変換器２１ａ，２１ｂはそれぞれ各無線信号をディジタル信号ｘ（ｔ）（ここで、ｘ（ｔ）は、Ａ／Ｄ変換器２１ａから出力されるディジタル信号ｘ１（ｔ）と、Ａ／Ｄ変換器２１ｂから出力されるディジタル信号ｘ２（ｔ）（すなわち、２個の信号要素）とからなる信号ベクトルである。）に変換した後、スイッチ２２，２３を介してコントローラ２４に出力するとともに、アダプティブ制御回路２５に出力する。ここで、アダプティブ制御回路２５は、ディジタル信号ｘ１（ｔ）の振幅を調整する例えば可変増幅器である振幅調整回路２６ａと、ディジタル信号ｘ１（ｔ）の位相を調整する移相器２７ａと、ディジタル信号ｘ２（ｔ）の振幅を調整する例えば可変増幅器である振幅調整回路２６ｂと、ディジタル信号ｘ２（ｔ）の位相を調整する移相器２７ｂとを備えて構成される。ディジタル信号ｘ１（ｔ）は振幅調整回路２６ａ及び移相器２７ａを介して信号合成器２９に出力される一方、ディジタル信号ｘ２（ｔ）は振幅調整回路２６ｂ及び移相器２７ｂを介して信号合成器２９に出力され、信号合成器２９は入力される２つのディジタル信号を合成した後、合成後のディジタル信号ｙ（ｔ）を復調器２８に出力する。復調器２８は、入力されるディジタル信号ｙ（ｔ）を、送信側の変調方式に対応する復調方式を用いて、ディジタルデータ信号に復調して出力する。
【００２７】
本実施形態において、コントローラ２４は、例えば詳細後述するアダプティブ制御方法を用いて、アダプティブ制御回路２５からのディジタル信号ｙ（ｔ）が最も信号品位が良くなるような、振幅調整回路２６ａ，２６ｂの各振幅量Ａｉ及び移相器２７ａ，２７ｂの各移相量φｉを含むウエイトｗｉ（ｉ＝１，２；ここで、ｉ＝１はディジタル信号ｘ１（ｔ）の処理系統を示し、ｉ＝２はディジタル信号ｘ２（ｔ）の処理系統を示す。）を決定して振幅調整回路２６ａ，２６ｂ及び移相器２７ａ，２７ｂを制御する。これにより、復調器２８から出力される復調信号の信号品位が最良となる。以下に、アダプティブ制御回路２５を用いたアダプティブ制御方法の具体例について説明する。ここで、ウエイトｗｉは振幅量Ａｉと位相φｉとを用いて次式で表される。
【００２８】
［数１］
ｗｉ＝Ａｉ・ｅｘｐ（ｊωφｉ），（ｉ＝１，２）      （１）
【００２９】
ここで、ｊは虚数単位であり、ωは受信される無線信号の角周波数であって、ω＝２πｆ（ｆは無線信号の周波数である。）である。ｗｉ（ｉ＝１，２）を要素とするウエイトベクトルｗを定義して、以下に、最適なウエイトを求める方法について示す。
【００３０】
ウエイトを求める方法にはいくつか方法があるが、ここでは最急降下法（LMS: Least Means Squares）を用いた例を示す。この手法では、アダプティブアンテナ装置は予め既知の所望波に含まれる信号系列ｒ（ｔ）（例えば、送信すべきデータ信号に先立って送信される参照信号であって、以下、参照信号という。）を保有し、受信された無線信号に含まれる信号系列が上記予め決められた参照信号に近くなるように制御する。ここでは、一例としてコントローラ２４に参照信号が保持されている場合を示す。具体的には、コントローラ２４は、受信されたディジタル信号ｘ（ｔ）に対して上記アダプティブ制御方法により計算されたウエイトｗ（ｔ）を乗算し、この乗算結果と参照信号ｒ（ｔ）との残差ｅ（ｔ）を次式のように計算する。
【００３１】
［数２］
ｅ（ｔ）＝ｒ（ｔ）−ｗ（ｔ）×ｘ（ｔ）      （２）
【００３２】
ここで、残差ｅ（ｔ）は正又は負の値をとる。従って、式（２）により求めた残差ｅ（ｔ）の２乗した値の最小値を漸化的な繰り返し計算法を用いて求める。すなわち、（ｍ＋１）回目の繰り返し計算により得られたウエイトｗ（ｔ，ｍ＋１）はｍ回目のウエイトｗ（ｔ，ｍ）を用いて次式により得られる。
【００３３】
［数３］
ｗ（ｔ，ｍ＋１）＝ｗ（ｔ，ｍ）＋ｕ×ｘ（ｔ）×ｅ（ｔ，ｍ）      （３）
【００３４】
ここで、ｕはステップサイズと呼ばれ、ステップサイズｕが大きくなるにつれてウエイトｗ（ｔ，ｍ＋１）が最小値に収束する繰り返し計算回数が少なくなるという利点があるが、ステップサイズｕが大き過ぎると、ウエイトｗ（ｔ，ｍ＋１）の最小値付近で振動してしまうという欠点がある。従って、ステップサイズｕの選定には制御システムにより十分注意する必要がある。逆に、ステップサイズｕを小さくすることによりウエイトｗ（ｔ，ｍ＋１）は安定して最小値に収束する。しかしながら、繰り返し計算回数は増加する。繰り返し計算数が増加するとウエイトを求めるのに多大の時間を要する。仮にウエイトの計算時間が周囲環境の変化時間（例えば、数ミリ秒）よりも遅い場合には、このウエイトによる信号品位の改善は不可能となる。そこで、ステップサイズｕを決定する場合には、できるだけ高速でかつ安定な収束の条件を選ぶ必要がある。また、残差ｅ（ｔ，ｍ）は次式により定義される。
【００３５】
［数４］
ｅ（ｔ，ｍ）＝ｒ（ｔ）−ｗ（ｔ，ｍ）×ｘ（ｔ）      （４）
【００３６】
上記式（４）を用いて計算された残差ｅ（ｔ，ｍ）の値を用いて、上記式（３）を用いてウエイトｗ（ｔ，ｍ＋１）を漸化的に更新する。なお、最適なウエイトｗ（ｔ，ｍ＋１）を計算するための最大繰り返し計算回数は、ウエイトの計算時間が無線システムの切り替え時間よりも遅くならないように設定する。なお、ここでは一例として最急降下法に基づく無線通信システムの判定法を説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、より早く判定が可能なＲＬＳ（Recursive Least-Squares）法、ＳＭＩ（Sample Matrix inversion）法を用いることも可能である。これら方法により判定は早くなるが、判定部における計算が複雑になる。なお、信号系列の変調方式がディジタル位相変調のような一定の包絡線を持つような定包絡線変調である場合には、ＣＭＡ（Constant Modulus Algorithm)法を用いることも可能である。
【００３７】
次いで、アダプティブ制御をしないとき（以下、アダプティブ非制御時という。）には、スイッチ２２，２３はそれぞれ、コントローラ２４により接点ｂ側に切り換えられる。この場合において、Ａ／Ｄ変換器２１ａ，２１ｂからそれぞれ出力される受信されたディジタル信号ｘ１（ｔ），ｘ２（ｔ）はスイッチ２２，２３を介して復調器２８に出力され、復調器２８は入力される各ディジタル信号ｘ１（ｔ），ｘ２（ｔ）をディジタルデータ信号に復調し、ここで好ましくは、復調された２つのディジタルデータ信号のうちよりビット誤りが小さいディジタルデータ信号を選択して出力する。
【００３８】
以上のように動作するアダプティブアンテナ装置において、アダプティブ制御時の復調されたディジタルデータ信号の信号品位と、アダプティブ非制御時の２つのディジタルデータ信号の信号品位とを比較して最も信号品位の高いディジタルデータ信号を選択して出力することにより、安定した高い信号品位を得ることができるとともに、干渉波のレベルが小さい場合にはアダプティブ非動作時を選択することにより、無線通信回路１１０における消費電流を小さくすることができる。
【００３９】
次いで、第１の実施形態に係るアダプティブアンテナ装置において、アンテナ素子１３，１４の各素子長Ｌ１，Ｌ２を種々に変化させたときの放射パターンの変化についてシミュレーションを行ってその結果について考察する。当該シミュレーションにおいては、図１に示した非平衡型アンテナであるモノポールアンテナを用いず、平衡型アンテナである図３に示す２本のダイポールアンテナ１３Ａ，１４Ａを用いる。ここで、ダイポールアンテナ１３Ａは２本のアンテナ素子１３ａ，１３ｂを備えて構成され、ダイポールアンテナ１４Ａは２本のアンテナ素子１４ａ，１４ｂを備えて構成され、これら２本のダイポールアンテナ１３Ａ，１４Ａは間隔（１／２）λだけ離隔して、各アンテナ素子１３ａ，１３ｂ及び１４ａ，１４ｂが互いに平行となるように並置されている。当該シミュレーションにおいて、２本のモノポールアンテナに代えて、２本のダイポールアンテナ１３Ａ，１４Ａを用いる理由は、これらダイポールアンテナ１３Ａ，１４Ａとモノポールアンテナはそれらの動作メカニズムが互いに同じであるためであり、シミュレーションがダイポールアンテナ１３Ａ，１４Ａの方が容易であるためである。ここで、ダイポールアンテナ１３Ａ，１４Ａはモノポールアンテナのアンテナ素子を２本逆相で給電したものと等価であって、ダイポールアンテナ１３Ａ，１４Ａの全長の半分がモノポールアンテナの素子長に相当する。なお、モノポールアンテナを解析するときは、給電点を境界として地板側にイメージのモノポールアンテナを仮想的に形成してシミュレーションを行うが、これは、ダイポールアンテナに対応する。
【００４０】
図４は図３のアダプティブアンテナ装置のシミュレーション結果であって、そのダイポールアンテナの全長を変化したときの放射パターンの変化を示す図である。図４では、１つのダイポールアンテナ（１３Ａ又は１４Ａ）の全長を変化したときのＺ−Ｘ面内放射パターン（垂直面内の放射パターン）の変化を示しており、全長を０．５λ、１λ、１．５λ、２λ、２．５λ、３λの６種類で変化した場合について示している。これらの場合はそれぞれ、モノポールアンテナの素子長がそれぞれ０．２５λ、０．５λ、０．７５λ、１λ、１．２５λ、１．５λである場合に相当する。図４から明らかなように、ダイポールアンテナの全長が１λ以下の場合には放射パターンは８の字特性を有しているが、その全長が１λより大きくなると複数のヌルが生じていることがわかる。これは、アンテナ素子上の電流の向きが０．５λ毎に逆向きになることが原因である。なお、モノポールアンテナの場合では、その素子長が０．５λより大きくなると複数のヌルが生じさせることができる。
【００４１】
図４において、ダイポールアンテナの全長が０．５λのときは８の字特性を有し、ヌルは理論通り、＋Ｚ方向と−Ｚ方向に生じている（以下、Ｚ軸方向のヌルという。）。全長が１．５λのときは、Ｚ軸方向のヌルに加えて、Ｚ−Ｘ面の右半分で２個のヌルが生じ、その左半分で２個のヌルが生じている。また、全長が２．５λのときは、Ｚ軸方向のヌルに加えて、Ｚ−Ｘ面の右半分で４個のヌルが生じ、その左半分で４個のヌルが生じている。
【００４２】
図４において、全長が１λのときは８の字特性を有し、Ｚ軸方向のヌルのみである。また、全長が２λのときはＺ軸方向のヌルに加えて、＋Ｘ方向のヌルと、−Ｘ方向のヌルとが生じている。さらに、全長が３λのときは、Ｚ軸方向のヌルに加えて、Ｚ−Ｘ面の右半分で２個のヌルが生じ、その左半分で２個のヌルが生じている。
【００４３】
図４及びそれ以降の図面において、垂直面の放射パターンを用いて説明しているが、これは図１においてアダプティブアンテナ装置のアンテナ素子１３，１４を、それらの長手方向が大地に対して垂直になる配置しており、垂直偏波での送信を行っている。なお、実際の使用状況を考えた場合には、例えば通話時やメール使用時には、無線通信装置１１を傾けて使用する。このように無線通信装置１１が水平方向に所定の角度で傾斜して配置されている場合には、Ｚ−Ｘ面内の放射パターンにヌルを形成することができれば、アダプティブアンテナ装置により水平面のヌル方向を制御することができる。なお、本実施形態では、筐体の長手方向にアンテナを配置して垂直面内にヌルを生じさせる構成例について示したが、本発明はこれに限らず、水平面内にヌルを生じさせても同様の効果が得られることはもちろんのことである。この場合、例えば筐体の短手方向に電気長がλ／２以上のアンテナを配置することで水平面内にヌルを生じることが可能であることは当然のことである。
【００４４】
なお、本実施形態では、一例として自由空間におけるダイポールアンテナの放射パターンを用いて説明したが、実際の使用状況では周囲環境の影響による反射等により交差偏波成分が生じる。これは人体近接時に特に顕著となるが、この場合にも同様の効果を得ることができる。
【００４５】
図５は、図３のアダプティブアンテナ装置のシミュレーション結果であって、Ｌ１＝Ｌ２＝（１／４）λのときに、方位角１８０度の所望波と、方位角１５度の第１の干渉波と、方位角−１５度の第２の干渉波とが入射したときアダプティブ制御後のＺ−Ｘ面内の放射パターンを示す図である。図５の場合におけるアダプティブ制御前後のビット誤り率及び所望波電力対干渉波電力比（アダプティブ制御後に限る。以下、ＤＵ比という。）は以下の通りである。
【００４６】
［表１］
図５の場合（従来技術）
――――――――――――――――――――――――――――――――
アダプティブ制御前：
ダイポールアンテナ１３Ａ単独のときのＢＥＲ＝２．２９×１０−１
ダイポールアンテナ１４Ａ単独のときのＢＥＲ＝２．２９×１０−１
――――――――――――――――――――――――――――――――
アダプティブ制御後：
ダイポールアンテナ１３Ａ，１４Ａを
使用したときのＢＥＲ＝６．１２×１０−３
ＤＵ比＝８．０ｄＢ
――――――――――――――――――――――――――――――――
【００４７】
図６は図３のアダプティブアンテナ装置のシミュレーション結果であって、Ｌ１＝（３／４）λ及びＬ２＝（１／４）λのときに、方位角１８０度の所望波と、方位角１５度の第１の干渉波と、方位角−１５度の第２の干渉波とが入射したときアダプティブ制御後のＺ−Ｘ面内の放射パターンを示す図である。図６の場合におけるアダプティブ制御前後のビット誤り率及びＤＵ比（アダプティブ制御後に限る。）は以下の通りである。
【００４８】
［表２］
図６の場合（第１の実施形態）
――――――――――――――――――――――――――――――――
アダプティブ制御前：
ダイポールアンテナ１３Ａ単独のときのＢＥＲ＝２．３８×１０−２
ダイポールアンテナ１４Ａ単独のときのＢＥＲ＝２．２９×１０−１
――――――――――――――――――――――――――――――――
アダプティブ制御後：
ダイポールアンテナ１３Ａ，１４Ａを
使用したときのＢＥＲ＜１．０×１０−８
ＤＵ比＝２５．４ｄＢ
――――――――――――――――――――――――――――――――
【００４９】
図７は図３のアダプティブアンテナ装置のシミュレーション結果であって、Ｌ１＝（３／４）λ及びＬ２＝（５／４）λのときに、方位角１８０度の所望波と、方位角１５度の第１の干渉波と、方位角−１５度の第２の干渉波とが入射したときアダプティブ制御後のＺ−Ｘ面内の放射パターンを示す図である。図７の場合におけるアダプティブ制御前後のビット誤り率及びＤＵ比（アダプティブ制御後に限る。）は以下の通りである。
【００５０】
［表３］
図７の場合（第１の実施形態の変形例）
――――――――――――――――――――――――――――――――
アダプティブ制御前：
ダイポールアンテナ１３Ａ単独のときのＢＥＲ＝２．３８×１０−２
ダイポールアンテナ１４Ａ単独のときのＢＥＲ＝６．２９×１０−２
――――――――――――――――――――――――――――――――
アダプティブ制御後：
ダイポールアンテナ１３Ａ，１４Ａを
使用したときのＢＥＲ＜１．０×１０−８
ＤＵ比＝３２．９ｄＢ
――――――――――――――――――――――――――――――――
【００５１】
図５及び表１の結果は、素子長Ｌ１＝Ｌ２＝（１／４）λを有する、従来技術に係るアダプティブアンテナ装置の場合である。また、図６及び表２の結果は、素子長Ｌ１＝（３／４）λ及びＬ２＝（１／４）λを有する、図１の第１の実施形態に係るアダプティブアンテナ装置の場合である。さらに、図７及び表３の結果は、素子長Ｌ１＝（３／４）λ及びＬ２＝（５／４）λを有する、第１の実施形態の変形例に係るアダプティブアンテナ装置の場合である。
【００５２】
従来技術に係る図５及び表１の場合、全長が１λ以下のダイポールアンテナ１３Ａ，１４Ａ同士でアダプティブ動作させているため、干渉波間の角度差が３０度と比較的小さい場合にはアダプティブ制御後のビット誤り率が６．１２×１０−３と、ダイポールアンテナ１３Ａ，１４Ａ単体と比べて改善量が２桁程度となっている。
【００５３】
一方、本発明の第１の実施形態に係る図６及び表２の場合、ダイポールアンテナ１３Ａには複数のヌルが存在しており、アダプティブ制御前のビット誤り率が２．３８×１０−２となり、図５及び表１の場合と比較して約１桁だけよくなっていることがわかる。さらに、アダプティブ制御によりビット誤り率は１０−８以下となり、エラーフリー状態を実現しているとともに、ＤＵ比が２５．４ｄＢとなっており、干渉波を十分抑圧できていることが確認できた。
【００５４】
また、本発明の第１の実施形態の変形例に係る図７及び表３の場合、ダイポールアンテナ１３Ａの素子長Ｌ１は（３／４）λであるが、ダイポールアンテナ１４Ａの素子長Ｌ２は（５／４）λであり、これは、ダイポールアンテナ１４Ａの全長が２．５λの場合である。この場合において、ダイポールアンテナ１４Ａには、ダイポールアンテナ１３Ａよりもさらに多くのヌルが存在しているが、アダプティブ制御後のビット誤り率が１０−８以下となり、エラーフリー状態を実現しているとともに、ＤＵ比が３２．９ｄＢとなっており、干渉波を十分抑圧できていることが確認できた。
【００５５】
以上の実施形態においては、直線形状のモノポールアンテナ１３，１４又は直線形状のダイポールアンテナ１３Ａ，１４Ａを用いているが、本発明はこれに限らず、短縮キャパシタを用いてアンテナの素子長を電気的に短縮してその電気長を短縮し、もしくは、延長コイルを用いてアンテナの素子長を電気的に延長してその電気長を延長してもよい。従って、各アンテナの長さは、電気的に短縮し又は延長することを考慮し、電気長で表示してもよい。
【００５６】
図１の第１の実施形態においては、アンテナ素子１３の電気長Ｌ１＝（３／４）λで、アンテナ素子１４の電気長Ｌ２＝（１／４）λで設定しているが、本発明はこれに限らず、以下のように設定してもよい。なお、アンテナ素子１３の電気長Ｌ１は、λ／２を超える長さであって、アンテナ素子１３を筐体１２に装着又は収容できる長さ（極端に長い場合は無限大に近い値でも可能である。）に設定可能であるが、現実には、以下のように設定される。また、アンテナ素子１４の電気長Ｌ２は、λ／２以下の長さであって、所望の周波数ｆで共振可能な長さに設定可能であるが、現実には以下のように設定される。
【００５７】
好ましくは、
［数５］
λ／２＜Ｌ１≦１０λ      （５）
より好ましくは、
［数６］
λ／２＜Ｌ１≦３λ      （６）
さらに好ましくは、
［数７］
λ／２＜Ｌ１≦λ      （７）
【００５８】
好ましくは、
［数８］
λ／１６≦Ｌ２≦λ／２      （８）
より好ましくは、
［数９］
λ／８≦Ｌ２≦λ／２      （９）
さらに好ましくは、
［数１０］
λ／４≦Ｌ２≦λ／２      （１０）
【００５９】
以上説明したように、並置された２本のアンテナ素子１３，１４の電気長Ｌ１，Ｌ２を上述のように設定しアダプティブ制御することにより、アンテナの自由度が１しかないにも関わらず、２つのアンテナ素子１３，１４の垂直面指向性利得の差を利用することにより、自由度以上のヌルを形成することができ、干渉波に対して抑圧効果が得られる。すなわち、所望波及び干渉波の到来方向が変化した場合でも、従来技術に比較して高い信号品位を有するディジタルデータ信号を得ることができる。
【００６０】
図２の無線通信回路１１０においては、アダプティブ制御をディジタル信号で処理しているが、本発明はこれに限らず、アナログ信号で処理してもよい。また、図２の無線通信回路１１０においては、各無線信号の振幅と位相を調整してアダプティブアンテナ装置の放射パターンをアダプティブ制御しているが、本発明はこれに限らず、各無線信号の振幅と位相とのうちの少なくとも一方を調整してアダプティブアンテナ装置の放射パターンをアダプティブ制御してもよい。さらに、図２の無線通信回路１１０においては、無線受信機回路のみを含むが、本発明はこれに限らず、無線受信機回路に加えて、無線送信機回路をさらに備えてもよい。
【００６１】
第２の実施形態．
図８は本発明の第２の実施形態に係るアダプティブアンテナ装置を備えた無線通信装置１１Ａの構成及びアンテナ素子１３の長手方向の位置に対する電流分布を示す斜視図である。第２の実施形態に係るアダプティブアンテナ装置は、図１の第１の実施形態に比較して、アンテナ素子１４に代えて、電気長Ｌ２を有する板状逆Ｆアンテナ３１を備えたことを特徴としている。
【００６２】
図８において、板状逆Ｆアンテナ３１はその板状面が無線通信装置１１Ａの筐体１２の手前正面と平行となるように配置され、当該板状逆Ｆアンテナ３１はその周囲長が電気長Ｌ２を有する放射アンテナとして動作する。ここで、板状逆Ｆアンテナ３１の板状面の略中央部の給電点３２ａに、無線通信回路１１０からの給電ケーブル及び給電線３２を介して給電され、また、板状逆Ｆアンテナ３１の上辺の略中央部の短絡点３３ａは、筐体１２の接地導体から延在する短絡線３３により短絡される。
【００６３】
第２の実施形態においては、板状逆Ｆアンテナ３１を備えているが、本発明はこれに限らず、これに代えて、電気長Ｌ２を有する他の種類の板形状のアンテナ、パッチアンテナ、スロットアンテナ、ループアンテナなどの種々のアンテナであってもよい。
【００６４】
以上の第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、２つのアンテナ素子１３，３１の垂直面指向性利得の差を利用することにより、自由度以上のヌルを形成することができ、干渉波に対して抑圧効果が得られる。すなわち、所望波及び干渉波の到来方向が変化した場合でも、従来技術に比較して高い信号品位を有するディジタルデータ信号を得ることができる。
【００６５】
第３の実施形態．
図９は本発明の第３の実施形態に係るアダプティブアンテナ装置を備えた折り畳み型携帯無線通信装置の開状態を示す平面図であり、図１０は図９の折り畳み型携帯無線通信装置の側面図である。
【００６６】
図９及び図１０において、本実施形態に係る携帯無線通信装置は、上側筐体１０２と下側筐体１０３とを備え、上側筐体１０２と下側筐体１０３は円筒形状のヒンジ部５０３を介して折り畳み可能となるように接続されている。上側筐体１０２は、内側に配置された上側第１筐体部１０２ａと、外側に配置された上側第２筐体部１０２ｂとを備え、これら２つの筐体部１０２ａ，１０２ｂは互いに貼り合わされて連結されている。以下、上側第１筐体部１０２ａの装置内側に対向する面を「内側面」といい、上側第２筐体部１０２ｂの装置外部に対向する面を「外側面」という。また、ヒンジ部５０３は例えば上側第１筐体部１０２ａと一体的に形成され、ヒンジ部５０３が下側筐体１０３の上端部の中央部（左上縁端部１０３ｐと右上縁端部１０３ｑとの間に位置する。）に嵌合し、ヒンジ部５０３の円筒の中空を貫通して、下側筐体１０３の左上縁端部１０３ｐ及び右上縁端部１０３ｑの両内部に延在する円柱軸（図示せず。）により、上側筐体１０２と下側筐体１０３とは互いにヒンジ部５０３で回転可能となり折り畳み可能となっている。なお、２つの筐体部１０２ａ，１０２ｂはその下端部の左右のコーナー部においてネジ１１３，１１４を用いて、その内側面から外側面に向かって、上側第１筐体部１０２ａを貫通して上側第２筐体部１０２ｂのネジ受け部１１５に対してネジ止めされている。
【００６７】
上側第１筐体部１０２ａはその少なくとも一部が例えばマグネシウムや亜鉛などの導電性材料で構成される一方、上側第２筐体部１０２ｂは例えば樹脂などの電気絶縁材料で構成される。ここで、上側第１筐体部１０２ａは、詳細後述するように、その全部が導電性材料で構成されてもいいし、もしくは、その筐体部は例えば樹脂材料にてなる電気絶縁材料で構成され、その表面に導電性材料にてなる導体層を形成してもいい。上側第１筐体部１０２ａにおける導電性材料が少なくとも形成された部分を以下、「導体部」という。
【００６８】
また、液晶ディスプレイ１０５は上側第１筐体部１０２ａの内側面の略中央部に配置され、当該液晶ディスプレイ１０５の上部であって当該内側面の上端部に音孔部１０６が配置される。ここで、音孔部１０６の直下には通話時の相手方の音声を発生するスピーカ（図示せず。）が配置され、当該スピーカにより発生された音声が音孔部１０６を介して当該携帯無線通信装置のユーザの耳に聞こえるように構成されている。さらに、マイクロホン１０７は下側筐体１０３の内側に対向する面（以下、内側面という。）上であってヒンジ部５０３と反対側となる下端部付近に配置され、充電池１０８は下側筐体１０３のマイクロホン１０７とは反対側の面（以下、外側面という。）に配置される。プリント配線基板１０９は下側筐体１０３の内部であって下側筐体１０３の厚さ方向の略中央部に配置され、プリント配線基板１０９上に、無線送信機をさらに含む無線通信回路１１０が形成されている。なお、プリント配線基板１０９のグランドパターンがアンテナのグランドとして動作する。
【００６９】
図１１は図９及び図１０の折り畳み型携帯無線通信装置において用いるヒンジ部５０３を示す斜視図であり、図１２は図１１のヒンジ部５０３に接続される嵌合円筒部材５０５及び、それに接続されるアンテナ素子５０４を示す斜視図である。ここで、ヒンジ部５０３はアルミニウム又は亜鉛などの導電性材料にてなり、また、図１１及び図１２に示すように、無線通信回路１１０の給電点である接続点１１１に接続されるアンテナ素子５０４に接続されかつヒンジ部５０３に嵌合する、アルミニウム又は亜鉛などの導電性材料にてなる嵌合円筒部材５０５を備える。なお、ヒンジ部５０３の一部が導電性材料で構成されていればよい。この場合、例えばヒンジ部５０３は樹脂材料の表面に金属膜をパターン形成していてもよく、導電性材料の表面又は一部に樹脂材料を用いていてもよい。
【００７０】
図１１において、ヒンジ部５０３は、円筒部５０３ａと、その左右縁端部からそれぞれ斜め上方向に延在する２つの脚部５０３ｂ，５０３ｃとから構成される。ここで、各脚部５０３ｂ，５０３ｃはそれぞれその端部近傍において厚さ方向に貫通する円形孔５０３ｈ，５０３ｃｈを有する。ここで、各脚部５０３ｂ，５０３ｃはそれぞれ上側第２筐体部１０２ｂの内部に挿入嵌合され、かつネジ１１３，１１４がそれぞれ円形孔５０３ｂｈ，５０３ｃｈに挿入され、ネジ１１３，１１４により上側第２筐体部１０２ｂに対してネジ止めされる。図１２において、アンテナ素子５０４の一端は嵌合円筒部材５０５の円筒端面の一部に連結されている。嵌合円筒部材５０５は、その外径がヒンジ部５０３の円筒部５０３ａの内径に実質的に一致するように形成され、嵌合円筒部材５０５は上記円筒部５０３ａの円筒内部に挿入されて嵌合される。
【００７１】
当該携帯無線通信装置においては、無線通信回路１１０の給電点である接続点１１１は、アンテナ素子５０４、嵌合円筒部材５０５、及びヒンジ部５０３を介して上側第１筐体部１０２ａに電気的に接続される。従って、アンテナ素子５０４、嵌合円筒部材５０５、ヒンジ部５０３及び上側第１筐体部１０２ａ（その周囲長を矩形導体アンテナの電気長とすることができる。）は第１のアンテナ素子として動作することができる。ここで、第１のアンテナ素子の電気長は、例えば、図１のアンテナ素子１３の電気長Ｌ１の値に設定される。この場合において、ヒンジ部５０３と嵌合円筒部材５０５との間の接続点、もしくは、接続点１１１において、例えば９００ＭＨｚなどの所定の周波数帯において、アンテナに対する入力インピーダンスが例えば５０Ωなどの所定のインピーダンスになるように十分低くなればよい。
【００７２】
以上のように構成された携帯無線通信装置において、アンテナ素子５０４、ヒンジ部５０３及び上側第１筐体部１０２ａが第１のアンテナ素子として動作するため、上側第１筐体部１０２ａのみがアンテナ素子として動作していた場合に比べて、アンテナ装置の寸法を大きくすることができ、アンテナ利得を大幅に増大できる。
【００７３】
また、当該携帯無線通信装置においては、無線通信回路１１０の別の給電点である接続点１２２は下側筐体１０３の下側端部の中央部の内部において設けられた内蔵アンテナ素子（好ましくは、その電気長を長くするために、図９に示すように、その先端においてジグザグ形状を有する。）１２１が設けられる。ここで、内蔵アンテナ素子１２１は第２のアンテナ素子として用いられ、その電気長は、例えば、図１のアンテナ素子１４の電気長Ｌ２の値に設定される。
【００７４】
以上のように構成された携帯無線通信装置において、給電点である接続部１１１において、例えば２ＧＨｚなどの所定の周波数帯においてインピーダンスが例えば５０Ωなどの所定のインピーダンスになるように十分低くなればよく、誘電体等の材料にてなる容量リング（図示せず。）をヒンジ部５０３と嵌合円筒部材５０５との間に挿入することで容量性給電を行ってもよい。
【００７５】
以上のように構成された携帯無線通信装置において、上側第１筐体部１０２ａとヒンジ部５０３や嵌合円筒部材５０５とが電気長がλ／２を超える電気長Ｌ１を有する第１のアンテナ素子の一部又は全部を兼ねており、下側筐体１０３内部に配置した内蔵アンテナ素子１２１が、電気長がλ／２未満の電気長Ｌ２を有する第２のアンテナ素子として動作する。従って、第３の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、２つのアンテナ素子の垂直面指向性利得の差を利用することにより、自由度以上のヌルを形成することができ、干渉波に対して抑圧効果が得られる。すなわち、所望波及び干渉波の到来方向が変化した場合でも、従来技術に比較して高い信号品位を有するディジタルデータ信号を得ることができる。具体的には、周波数２ＧＨｚにおける半波長が７．５ｃｍであるのに対して、上側筐体１０２の長さはおよそ１０ｃｍであり、内蔵アンテナ素子１２１の電気長はおよそλ／４であり、第１の実施形態と同様に動作する。
【００７６】
第４の実施形態．
図１３は本発明の第４の実施形態に係るアダプティブアンテナ装置を備えた折り畳み型携帯無線通信装置の開状態を示す平面図である。また、図１４は図１３の折り畳み型携帯無線通信装置の側面図である。第４の実施形態に係る携帯無線通信装置は、第３の実施形態に係る携帯無線通信装置に比較して、内蔵アンテナ素子１２１に代えて、ヒンジ部５０３の近傍に形成されたブーム部１３０内に、線状のアンテナ素子１３１を内蔵したことを特徴としている。
【００７７】
図１３及び図１４において、ブーム部１３０は曲線略円柱形状の樹脂材料（好ましくは、可撓性の樹脂材料）にてなり、下側筐体１０３の上端面の左右両端部に連結するように設けられる。すなわち、ブーム部１３０の両端は携帯無線通信装置の幅方向に対して略左右対称となるよう接続され、この場合、ブーム部１３０と下側筐体１０３とで囲まれる空間内には、貫通孔（又は空隙）が存在している。また、当該ブーム部１３０の内部には当該携帯無線通信装置の第２のアンテナ素子として動作する、例えば１／４波長のアンテナ素子１３１が内蔵され、アンテナ素子１３１はブーム部１３０の内部から下側筐体１０３の内部を介して無線通信回路１１０の給電点である接続点１３２に接続されている。ここで、アンテナ素子１３１の電気長は図１のアンテナ素子１４の電気長Ｌ２に設定される。
【００７８】
以上のように構成された第４の実施形態の２つのアンテナ素子は、第１の実施形態及び第３の実施形態と動作に動作する。なお、上記貫通孔（又は空隙）は樹脂等の材料で覆われていてもよいことはもちろんのことである。この場合、アンテナ素子１３１は内蔵アンテナとして構成されてもよいことはもちろんのことである。
【００７９】
第５の実施形態．
図１５は本発明の第５の実施形態に係るアダプティブアンテナ装置を備えた無線通信装置１１Ｂの構成及びアンテナ素子４１，４２，４３の長手方向の位置に対する電流分布を示す斜視図である。また、図１６は図１５の無線通信装置１１Ｂの無線通信回路１１０Ａの回路構成を示すブロック図である。第５の実施形態に係るアダプティブアンテナ装置は、第１の実施形態に係るアダプティブアンテナ装置に比較して、２本のアンテナ素子１３，１４に代えて、３本のアンテナ素子４１，４２，４３を備え、ここで、アンテナ素子４１及び４２はそれぞれ電気長Ｌ１を有し、アンテナ素子４３は電気長Ｌ２を有することを特徴とする。なお、電気長Ｌ１，Ｌ２の設定値は、第１の実施形態と同様に設定される。
【００８０】
図１６の無線通信回路１１０Ａは、図２の無線通信回路１１０に比較して、Ａ／Ｄ変換器２１ａ，２１ｂの前段に、３本のアンテナ素子４１，４２，４３と、各アンテナ素子４１，４２，４３にそれぞれ接続された３個のスイッチ５１，５２，５３と、一端が各スイッチ５１，５２，５３の接点ｂに接続されかつ他端が接地された無給電素子６１，６２，６３とを備えたことを特徴としている。各スイッチ５１，５２，５３の接点ａはＡ／Ｄ変換器２１ａの入力端子に接続され、各スイッチ５１，５２，５３の接点ｃはＡ／Ｄ変換器２１ｂの入力端子に接続される。ここで、各スイッチ５１，５２，５３は、３本のアンテナ素子４１，４２，４３のうちいずれか２本のアンテナ素子をＡ／Ｄ変換器２１ａ，２１ｂに接続するとともに、残りのアンテナ素子を無給電素子（６１，６２，６３のいずれか１つ）に接続するように制御される。なお、コントローラ２４は、第１の実施形態と同様に動作する。
【００８１】
以上のように構成された第５の実施形態に係る無線通信装置１１Ｂにおいても、第１の実施形態と同様に、３つのアンテナ素子４１，４２，４３の少なくとも２本のアンテナ素子の垂直面指向性利得の差を利用することにより、自由度以上のヌルを形成することができ、干渉波に対して抑圧効果が得られる。すなわち、所望波及び干渉波の到来方向が変化した場合でも、従来技術に比較して高い信号品位を有するディジタルデータ信号を得ることができる。
【００８２】
また、例えば、特定のアンテナ素子にユーザの指が触れた場合にでも、残りのアンテナ素子を用いてアダプティブ動作することができ、信号品質の劣化を抑えることができる。これは、例えばユーザの指や頭部といった人体の一部や、かばん等の障害物がアンテナ素子に近接した場合に特に有効である。特に、使用状況においてそれぞれの放射特性が時間的に変化するため、アダプティブ制御によるＣ／（Ｎ＋Ｉ）改善効果も変動することが予想される。この場合、複数の選択肢を用意して最も信号品位が高いものを選択することで信号品位の劣化を抑えることができる。また、アダプティブ非制御時において、一部又は全てのアンテナ素子におけるアンテナ単体時の信号品位と、アダプティブ制御時の信号品位とを比較して信号品位の高い方を選択することにより、信号品位の劣化を抑えることができる。
【００８３】
第５の実施形態においては、アンテナ素子４１の電気長をＬ１とし、アンテナ素子４２の電気長をＬ１とし、アンテナ素子４３の電気長をＬ２（ここで、電気長Ｌ１，Ｌ２の設定値は第１の実施形態で説明した設定範囲に設定される。）としているが、本発明はこれに限らず、以下のように設定しても、３つのアンテナ素子うちの少なくとも２本のアンテナ素子の垂直面指向性利得の差を利用することにより、自由度以上のヌルを形成することができ、干渉波に対して抑圧効果が得られる。
【００８４】
（Ｉ）アンテナ素子４１の電気長をＬ１とし、アンテナ素子４２の電気長をＬ１’（≠Ｌ１）とし、アンテナ素子４３の電気長をＬ２とする。ここで、電気長Ｌ１’は第１の実施形態での電気長Ｌ１の設定範囲に設定される。
（ＩＩ）アンテナ素子４１の電気長をＬ１とし、アンテナ素子４２の電気長をＬ２とし、アンテナ素子４３の電気長をＬ２’（≠Ｌ２）とする。ここで、電気長Ｌ２及びＬ２’は第１の実施形態での電気長Ｌ２の設定範囲に設定される。なお、これら２つの電気長Ｌ２，Ｌ２’は互いに同一になるように設定してもよい。
（ＩＩＩ）アンテナ素子４１の電気長をＬ１とし、アンテナ素子４２の電気長をＬ１’（≠Ｌ１）とし、アンテナ素子４３の電気長をＬ１”（≠Ｌ１でかつ≠Ｌ１’）とする。ここで、電気長Ｌ１’及びＬ１”は第１の実施形態での電気長Ｌ１の設定範囲に設定される。なお、これら３つの電気長Ｌ１，Ｌ１’，Ｌ１”はそれらの少なくとも２つが異なるように設定してもよい。
【００８５】
以上の実施形態においては、３本のアンテナ素子の場合について説明したが、本発明はこれに限らず、４本以上のアンテナ素子であってもよい。
【００８６】
以上の実施形態においては、２系統の回路を備えているが、本発明はこれに限らず、３系統以上の回路を備えてもよい。
【００８７】
以上の実施形態においては、アダプティブ制御時と、アダプティブ非制御時とにおける各信号品位を比較してより、最良の信号品位を有する信号を選択する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、アダプティブ制御方法についてはこれに限定されず、上述の種々のアダプティブ制御方法を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
以上詳述したように、本発明に係るアダプティブアンテナ装置によれば、λ／２（ここで、λは無線信号の波長である。）を超えかつ所定の上限波長以下の電気長Ｌ１を有する第１のアンテナ素子と、
所定の下限波長以上でかつλ／２以下の電気長Ｌ２を有する第２のアンテナ素子とを含む少なくとも２本のアンテナ素子を備えたアダプティブアンテナ装置であって、
上記第１と第２のアンテナ素子により受信された各無線信号に基づいて、上記各無線信号の振幅と位相のうちの少なくとも一方を調整することにより、実質的に干渉波方向に対して複数のヌルを含む上記アダプティブアンテナ装置の放射パターンを形成するように上記アダプティブアンテナ装置をアダプティブ制御する制御手段を備える。
【００８９】
また、別の本発明に係るアダプティブアンテナ装置によれば、λ／２（ここで、λは無線信号の波長である。）を超えかつ所定の上限波長以下の電気長Ｌ１，Ｌ１’，Ｌ１”をそれぞれ有する少なくとも３本の第１のアンテナ素子を備えたアダプティブアンテナ装置であって、
上記各第１のアンテナ素子により受信された各無線信号に基づいて、上記各無線信号の振幅と位相のうちの少なくとも一方を調整することにより、実質的に干渉波方向に対して複数のヌルを含む上記アダプティブアンテナ装置の放射パターンを形成するように上記アダプティブアンテナ装置をアダプティブ制御する制御手段を備え、
上記電気長Ｌ１，Ｌ１’，Ｌ１”のうちの少なくとも２つは互いに異なるように設定される。
【００９０】
以上のように構成することにより、従来技術に比較して少数のアンテナ素子で放射パターンにおいて複数のヌルを形成することができるアダプティブアンテナ装置とそれを用いた無線通信装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るアダプティブアンテナ装置を備えた無線通信装置１１の構成及びアンテナ素子１３，１４の長手方向の位置に対する電流分布を示す斜視図である。
【図２】図１の無線通信装置１１の無線通信回路１１０の構成を示すブロック図である。
【図３】図１のアダプティブアンテナ装置における各アンテナ素子１３，１４をそれぞれダイポールアンテナ１３Ａ，１４Ａに置き換えたときのアダプティブアンテナ装置の実施例を示す平面図である。
【図４】図３のアダプティブアンテナ装置のシミュレーション結果であって、そのダイポールアンテナの全長を変化したときの放射パターンの変化を示す図である。
【図５】図３のアダプティブアンテナ装置のシミュレーション結果であって、Ｌ１＝Ｌ２＝（１／４）λのときに、方位角１８０度の所望波と、方位角１５度の第１の干渉波と、方位角−１５度の第２の干渉波とが入射したときアダプティブ制御後のＺ−Ｘ面内の放射パターンを示す図である。
【図６】図３のアダプティブアンテナ装置のシミュレーション結果であって、Ｌ１＝（３／４）λ及びＬ２＝（１／４）λのときに、方位角１８０度の所望波と、方位角１５度の第１の干渉波と、方位角−１５度の第２の干渉波とが入射したときアダプティブ制御後のＺ−Ｘ面内の放射パターンを示す図である。
【図７】図３のアダプティブアンテナ装置のシミュレーション結果であって、Ｌ１＝（３／４）λ及びＬ２＝（５／４）λのときに、方位角１８０度の所望波と、方位角１５度の第１の干渉波と、方位角−１５度の第２の干渉波とが入射したときアダプティブ制御後のＺ−Ｘ面内の放射パターンを示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るアダプティブアンテナ装置を備えた無線通信装置１１Ａの構成及びアンテナ素子１３の長手方向の位置に対する電流分布を示す斜視図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係るアダプティブアンテナ装置を備えた折り畳み型携帯無線通信装置の開状態を示す平面図である。
【図１０】図９の折り畳み型携帯無線通信装置の側面図である。
【図１１】図９及び図１０の折り畳み型携帯無線通信装置において用いるヒンジ部５０３を示す斜視図である。
【図１２】図１１のヒンジ部５０３に接続される嵌合円筒部材５０５及び、それに接続されるアンテナ素子５０４を示す斜視図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態に係るアダプティブアンテナ装置を備えた折り畳み型携帯無線通信装置の開状態を示す平面図である。
【図１４】図１３の折り畳み型携帯無線通信装置の側面図である。
【図１５】本発明の第５の実施形態に係るアダプティブアンテナ装置を備えた無線通信装置１１Ｂの構成アンテナ素子４１，４２，４３の長手方向の位置に対する電流分布を示す斜視図である。
【図１６】図１５の無線通信装置１１Ｂの無線通信回路１１０Ａの回路構成を示すブロック図である。
【図１７】第１の従来技術に係る移動端末用アンテナ装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】第２の従来技術に係る移動通信用基地局アンテナ装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００９２】
１１，１１Ａ，１１Ｂ…無線通信装置、
１２…筐体、
１３，１４，１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ…アンテナ素子、
１３Ａ，１４Ａ…ダイポールアンテナ、
２１ａ，２１ｂ…Ａ／Ｄ変換器、
２２，２３…スイッチ、
２４…コントローラ、
２５…アダプティブ制御回路、
２６ａ，２６ｂ…振幅調整回路、
２７ａ，２７ｂ…移相器、
２８…復調器、
２９…信号合成器、
３１…板状逆Ｆアンテナ、
３２…給電線、
３２ａ…給電点、
３３…短絡線、
３３ａ…短絡点、
４１，４２，４３…アンテナ素子、
５１，５２，５３…スイッチ、
６１，６２，６３…無給電素子、
１０２…上側筐体、
１０２ａ…上側第１筐体部、
１０２ｂ…上側第２筐体部、
１０３…下側筐体、
１０３ｐ…左上縁端部、
１０３ｑ…右上縁端部、
１０５…液晶ディスプレイ、
１０６…音孔部、
１０７…マイクロホン、
１０８…充電池、
１０９…プリント配線基板、
１１０，１１０Ａ…無線通信回路、
１１１，１３２…接続部、
１１３，１１４…ネジ、
１２１…内蔵アンテナ素子、
１２２…接続部、
５０３…ヒンジ部、
５０３ａ…円筒部、
５０３ｂ，５０３ｃ…脚部、
５０４…アンテナ素子、
５０５…嵌合円筒部材。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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