(57)【要約】【課題】ＭＩＭＯシステムでは、複数のアンテナの空間配置の違いを利用して、同一周波数での多重化した通信を実現しているが、到達距離の延長には限界があった。【解決手段】複数のアンテナとして、直交型アンテナを利用し、偏波面の相違する２以上の電波を用いて多入力多出力直交周波数分割多重方式（ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ）を用いた通信を実現する。直交型アンテナとしては、パッチタイプや八木タイプなどが採用可能である。複数の電波の偏波面が異なるので、距離を伸ばしても、距離の延長に起因して空間配置の相違が見かけ上小さくなることがない。このため、多重化された通信の距離を延長することができ、あるいは通信速度を十分に高く保つことができる。【選択図】図４
2009049982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
他の通信装置との間で、多重化したデータの通信が可能な多重入出力通信装置であって、
複数の偏波を用いた通信が可能なアンテナ装置と、
送信しようとするデータを分割し、前記アンテナ装置の複数の偏波により、多重化して送信する送信回路と、
前記アンテナ装置により複数の偏波を用いて受信した信号から、前記他の通信装置側で多重化された信号を分離することにより、前記データを受信する受信回路と
を備える多重入出力通信装置。
【請求項２】
前記アンテナ装置は直交型アンテナである請求項１記載の多重入出力通信装置。
【請求項３】
前記直交型アンテナは、プレート状のグランド板と、該グランド板上に所定の距離を隔てて設けられたプレート状の輻射素子と、前記輻射素子の位相上の異なる位置に受給電する受給電端子とを備えたパッチタイプの直交型アンテナである請求項２記載の多重入出力通信装置。
【請求項４】
前記輻射素子は、角形または円形である請求項３記載の多重入出力通信装置。
【請求項５】
前記直交型アンテナは、後端側から順に配列された反射器、輻射器、導波器からなる第１の八木・宇田アンテナと、後端側から順に配列された反射器、輻射器、導波器を有し、該第１の八木・宇田アンテナと指向方向を同一とし該指向方向を軸として所定角度だけ回転した第２の八木・宇田アンテナと、前記第１，第２の八木・宇田アンテナの前記輻射器にそれぞれ給電する給電ラインとを備えた八木タイプの直交型アンテナである請求項２記載の多重入出力通信装置。
【請求項６】
前記受信回路は、受信信号に所定の受信ウェイトを乗算して、受信した信号から、複数のデータを分離する回路を備えた請求項１ないし請求項５のいずれか記載の多重入出力通信装置。
【請求項７】
前記他の通信装置とは、伝送路に関する情報を共有して送受信を行なう固有モード伝送を行なう請求項１ないし５のいずれか記載の多重入出力通信装置。
【請求項８】
前記送信回路は、多重化しようとするデータを事前に処理して、時空間領域で該データを符号化する回路を備え、
前記受信回路は、前記送信回路における前記符号化の手法に対応した復号化の手法を用いて前記受信した信号からの前記信号の分離を行なう
請求項１ないし７のいずれか記載の多重入出力通信装置。
【請求項９】
前記符号化の手法は、時空間ブロック符号（ＳＴＢＣ）または時空間トレリス符号（ＳＴＴＣ）のいずれかである請求項８記載の多重入出力通信装置。
【請求項１０】
多重入出力方式により無線通信を行なう無線ＬＡＮの端末とアクセスポイントの少なくとも一方に用いられるアンテナ装置であって、
プレート状のグランド板と、
該グランド板上に所定の距離を隔てて設けられたプレート状の輻射素子と、
前記輻射素子の位相上の異なる位置に給電する給電端子と
を備えたパッチタイプの直交型アンテナ装置。
【請求項１１】
多重入出力方式により無線通信を行なう無線ＬＡＮの端末とアクセスポイントの少なくとも一方に用いられるアンテナ装置であって、
後端側から順に配列された反射器、輻射器、導波器を有する第１の八木・宇田アンテナと、
後端側から順に配列された反射器、輻射器、導波器を有し、該第１の八木・宇田アンテナと指向方向を同一とし該指向方向を軸として所定角度だけ回転した第２の八木・宇田アンテナと、
前記第１，第２の八木・宇田アンテナの前記輻射器にそれぞれ給電する給電ラインとを備えた八木タイプの直交型アンテナ装置。
【請求項１２】
請求項１１記載のアンテナ装置であって、
前記第１，第２の八木・宇田アンテナは、それぞれ、前記反射器、輻射器、導波器を、所定誘電率の基板上の導体として形成されたアンテナ装置。
【請求項１３】
送信機および受信機との間で、多重入出力方式によって無線通信を行う通信システムであって、
前記送信機は、
複数の偏波を用いた送信を行なう第１のアンテナ装置と、
送信しようとするデータを分割し、前記第１のアンテナ装置の複数の偏波により、多重化して送信する送信回路と
を備え、
前記受信機は、
複数の偏波を用いた受信を行なう第２のアンテナ装置と、
前記第２のアンテナ装置により複数の偏波を用いて受信した信号から、前記送信機側で多重化された信号を分離することにより、前記データを受信する受信回路と
を備える通信システム。
【請求項１４】
前記第１，第２のアンテナ装置の少なくとも一方は、直交型アンテナである請求項１３記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多重入出力通信装置、これに用いるアンテナ装置、およびこれを用いた通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線ＬＡＮは個人住宅、オフィス、公共施設など、様々な場所で広く利用されている。無線ＬＡＮが建物内等で用いられると、端末とアクセスポイントの間に様々な障害物が存在することも多く、必ずしも常に良好な通信状態を保つことができるとは限らない。また複数の端末が、一つのアクセスポイントに接続することも多い。
【０００３】
こうした場合、従来の単一入力単一出力（ＳＩＳＯ）や単一入力複数出力（ＳＩＭＯ）の通信システムでは、無線ＬＡＮの実効速度は大幅に低下してしまう。一般に、広い周波数帯域を用いて通信すれば、通信速度を高くすることができるが、無線ＬＡＮでは、使用可能な帯域は割り当てられており、簡単に帯域を広く取ることができない。そこで、複数のアンテナを用意し、異なるデータを同じ周波数に重ねて送受信する新たな通信方法が提案されている。その一つが、空間分割多重方式などと呼ばれる通信方法であり、多重入出力（ＭＩＭＯ）通信方法と一般に呼ばれる方式である。こうした通信装置の構成は、下記特許文献１に示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−４５３５１号公報
【０００５】
こうした多重入出力通信装置では、複数本のアンテナを用いるが、空間分割多重通信の原理から、送信側のアンテナと受信側のアンテナとの関係が、各アンテナ間で相違することが必要になる。このため、送信側または受信側それぞれの複数のアンテナ間に所定の離間距離を確保しなければならず、装置が大型化しやすいという問題があった。この問題は、通信距離を伸ばそうとすればするほど、送受信間でのアンテナの空間的な状態の相違が小さくなるため、看過することができない。この結果、通信距離を伸ばそうとすると、受信側、送信側それぞれのアンテナ間距離を広くとらざる得ないことになり、通信装置が大型化してしまう。
【０００６】
アンテナ装置の大型化に代えて、ビームフォーミング技術を用いて動的に電波の到達範囲と指向性を制御することにより通信距離と速度とを改善しようとする技術も提案されているが、動的に電波の到達距離と指向性を制御するためのソフトウェアが複雑化してしまうという問題があり、現実的な解決とはなっていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
かかる背景技術を踏まえて、本願発明が解決しようとする課題は、多重入出力通信装置において、通信性能を低下することなくアンテナ装置の小型化を図り、ひいては多重入出力通信装置自体の小型化を図るところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題の少なくとも一部を解決する本発明の多重入出力通信装置、アンテナ装置、及び通信システムについて、以下に説明する。
【０００９】
［第１の形態］
第１の形態である多重入出力通信装置は、
他の通信装置との間で、多重化したデータの通信が可能な多重入出力通信装置であって、
複数の偏波を用いた通信が可能なアンテナ装置と、
送信しようとするデータを分割し、前記アンテナ装置の複数の偏波により、多重化して送信する送信回路と、
前記アンテナ装置により複数の偏波を用いて受信した信号から、前記他の通信装置側で多重化された信号を分離することにより、前記データを受信する受信回路と
を備えることを要旨としている。
【００１０】
かかる多重入出力通信装置では、送信側と受信側との間の通信に、複数の偏波を用いた結果、アンテナ装置を小型化した多重入出力通信を容易に実現することができる。
【００１１】
ここで、アンテナ装置は、直交型アンテナとすることもできる。ここで、直交型アンテナとは、アンテナから放射される複数の異なる偏波面を有する電波の偏波面が互いに干渉しない構成を有するアンテナである。これにより、アンテナ装置を更に小型化し、複数の偏波を用いて、多重入出力通信を容易に実現することができる。直交型アンテナとしては、角形プレート状のグランド板と、該グランド板上に所定の距離を隔てて設けられた角形または円形プレート状の輻射素子と、前記輻射素子の位相上の異なる位置に給電する給電端子とを備えたパッチタイプの直交型アンテナとすることもできる。パッチ型の直交型アンテナは、小型化することが容易である。しかもアンテナが平面的になるので、アンテナ間距離を広く取る必要がなく、無線ＬＡＮの端末やアクセスポイントなどの機器に組み込み易いという利点も得られる。
【００１２】
あるいは、直交型アンテナは、後端側から順に配列された反射器、輻射器、導波器を有する第１の八木・宇田アンテナと、後端側から順に配列された反射器、輻射器、導波器を有し、該第１の八木・宇田アンテナの指向方向を同一とし該指向方向を軸として所定角度だけ回転した第２の八木・宇田アンテナと、前記第１，第２の八木・宇田アンテナの前記輻射器にそれぞれ給電する給電ラインとを備えた八木タイプの直交型アンテナとすることができる。八木・宇田アンテナは、きわめて高い指向性を実現することができ、送信機と受信機の距離を離して、多重入出力通信を行なう場合に適している。
【００１３】
また、この多重入出力通信装置では、受信回路に、受信信号に所定の受信ウェイトを乗算して、受信した信号から、複数のデータを分離する回路を備えた構成とすることもできる。かかる構成では、送信側は、伝送路に関する情報を持つ必要はない。他方、送信側と受信側とは、伝送路に関する情報を共有して送受信を行なう固有モード伝送を行なうものとすることもできる。この場合には、伝送路に関する情報を共有しているので、高い通信特性を実現することができる。
【００１４】
上記の多重入出力通信装置において、例えば、送信回路は、多重化しようとするデータを事前に処理して、時空間領域で該データを符号化する回路を備え、受信回路は、送信回路における符号化の手法に対応した復号化の手法を用いて前記受信した信号からの前記信号の分離を行なうものとすることができる。こうした時空間領域での符号化を行なえば、通信の信頼性を高めることができる。
【００１５】
かかる符号化の手法は、時空間ブロック符号（ＳＴＢＣ）または時空間トレリス符号（ＳＴＴＣ）のいずれかとすることができる。こうした符号化によれば、高い利得を実現することができる。
【００１６】
［第２の形態］
第２の形態であるアンテナ装置は、
多重入出力方式により無線通信を行なう無線ＬＡＮの端末とアクセスポイントの少なくとも一方に用いられるアンテナ装置であって、
プレート状のグランド板と、
該第１の良導体上に所定の距離を隔てて設けられた角形または円形プレート状の輻射素子と、
前記輻射素子の位相上の異なる位置に給電する給電端子と
を備えたパッチタイプのアンテナ装置であることを要旨としている。
かかるアンテナ装置を用いることで、端末とアクセスポイントの間の無線ＬＡＮに用いる多重入出力通信を行なうことができ、アンテナ装置を小型化することができる。
【００１７】
［第３の形態］
第３の形態であるアンテナ装置は、
多重入出力方式により無線通信を行なう無線ＬＡＮの端末とアクセスポイントの少なくとも一方に用いられるアンテナ装置であって、
後端側から順に配列された反射器、輻射器、導波器を有する第１の八木・宇田アンテナと、
後端側から順に配列された反射器、輻射器、導波器を有し、該第１の八木・宇田アンテナの指向方向を同一とし該指向方向を軸として所定角度だけ回転した第２の八木・宇田アンテナと、
前記第１，第２の八木・宇田アンテナの前記輻射器にそれぞれ給電する給電ラインとを備えた八木タイプの直交型アンテナ装置であることを要旨としている。
かかるアンテナ装置を用いることで、端末とアクセスポイントの間の無線ＬＡＮに用いる多重入出力通信を行なうことができ、アンテナ装置の指向性が高いことから、端末とアクセスポイントとの通信距離を長くすることができる。
【００１８】
［第４の形態］
第４の形態である通信システムは、送信機および受信機との間で、多重入出力方式によって無線通信を行う通信システムであって、
前記送信機は、
複数の偏波を用いた送信を行なう第１のアンテナ装置と、
送信しようとするデータを分割し、前記第１のアンテナ装置の複数の偏波により、多重化して送信する送信回路と
を備え、
前記受信機は、
複数の偏波を用いた受信を行なう第２のアンテナ装置と、
前記第２のアンテナ装置により複数の偏波を用いて受信した信号から、前記送信機側で多重化された信号を分離することにより、前記データを受信する受信回路と
を備えることを要旨としている。
かかる無線システムでは、送信機と受信機との間の通信に、複数の偏波を用いた結果、アンテナ装置を小型化した多重入出力通信を容易に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
［第１実施例］
以下、本発明の実施例について説明する。図１は、本発明の一実施例としてのアクセスポイント１０と端末２０とを備えた無線ＬＡＮシステム３０を示す説明図である。アクセスポイント１０は、有線でインターネットなどのＷＡＮ４０に接続されており、端末２０との間では、無線による通信を行なう。アクセスポイント１０は、端末２０に接続されたコンピュータ５０からの要求を、ＷＡＮ４０側に出力し、あるいはＷＡＮ４０側から戻ったデータを、要求した端末２０側に、無線ＬＡＮを介して出力する。ＷＡＮ４０およびアクセスポイント１０と端末２０との間のやりとりに用いられるプロトコルの例としては、本実施形態ではいわゆるＴＣＰ／ＩＰプロトコルが用いられるが、種々のプロトコルが適用可能である。
【００２０】
アクセスポイント１０は、その筐体１１内に、ＷＡＮ４０とのインタフェース（Ｉ／Ｆ）１２と、インタフェース１２を介してＷＡＮ４０側から受け取ったデータを分離するデマルチプレックサ１５、分離された２つのデータをそれぞれ送信する２つの送信回路１７，１８を備える。送信回路１７，１８の出力側は、筐体１１に付設されたアンテナ装置１００に接続されており、送信すべきデータは、このアンテナ装置１００を介して、無線通信により、端末２０に送信される。このアンテナ装置１００の構成については後述する。
【００２１】
他方、端末２０は、独立したアンテナ装置２００が接続されており、このアンテナ装置２００により受信した２系統の信号をそれぞれ入力する２つの受信回路２１，２２と、受信回路２１，２２が受け取ってそれぞれ出力したデータを合成するマルチプレックサ２５と、マルチプレックサ２５により合成されて出力されるデータをコンピュータ５０との間でやりとりするインタフェース（Ｉ／Ｆ）２７とを備える。
【００２２】
上記の説明では、説明を簡略にするために、アクセスポイント１０は、ＷＡＮ４０側からのデータをアンテナ装置１００を介して出力するだけ、端末２０は、アクセスポイント１０から無線ＬＡＮを介して受け取ったデータをコンピュータ５０側に出力するだけとした。もとより、実際には、アクセスポイント１０は端末２０からのデータの受信も行なうし、端末２０はアクセスポイント１０へのデータの送信も行なう。したがって、アクセスポイント１０および端末２０には、それぞれ他方の装置に内蔵されているものとして説明した受信側回路、及び送信側回路も備えられている。
【００２３】
図８は、本実施形態に係る送受信可能なアクセスポイント１０ａの概略構成の一例を示す説明図である。ここで、図１に示すアクセスポイント１０と同様の機能を有する構成要素については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。なお、送受信可能な端末も、アクセスポイント１０ａと同様の概略構成を有する。
【００２４】
図８に示すように、アクセスポイント１０ａは、インタフェース（Ｉ／Ｆ）１２ａと、デマルチプレックサ１５と、送信回路１７，１８と、マルチプレックサ２５と、受信回路２１，２２と、切換部１４とを備える。
【００２５】
アンテナ装置１００は、２つの送信回路１７，１８から出力された２系統の信号をそれぞれ無線信号として送信可能であると共に、無線信号として２系統の信号を受信し、２つの受信回路２１，２２に出力可能である。
【００２６】
切換部１４は、第１切換部１４ａと第２切換部１４ｂとを備える。第１切換部１４ａは、アンテナ装置１００の一方の系統と、送信回路１７又は受信回路２１とを接続する。第２切換部１４ｂは、アンテナ装置１００の他方の系統と、送信回路１８又は受信回路２２とを接続する。また、第１切換部１４ａ及び第２切換部１４ｂは、同期を取るように制御され、送信時には送信回路１７，１８を選択し、受信時には受信回路２１，２２を選択する。すなわち、切換部１４は、アンテナ装置１００と送信回路１７，１８との接続、及び、アンテナ装置１００と受信回路２１，２２との接続のいずれか一方を選択可能に構成されている。
【００２７】
インタフェース１２ａは、デマルチプレックサ１５及びマルチプレックサ２５と、ＷＡＮ４０との間に介在し、ＷＡＮ４０からのデータをデマルチプレックサ１５へ出力すると共に、マルチプレックサ２５からのデータをＷＡＮ４０へ出力する。
【００２８】
図２は、アクセスポイント１０の概観を示す説明図である。図示するように、アクセスポイント１０は、筐体１１に、ＷＡＮ４０との接続ケーブルを装着するコネクタ１３や、付設しているアンテナ装置１００を覆うプラスチック製のカバー１９などを備える。理解の便を図って、図２においては、カバー１９は、その一部を破断して描いている。なお、本実施例では、アンテナ装置１００は、カバー１９で覆ったが、露出した状態でアクセスポイント１０に付設することも可能である。
【００２９】
ＷＡＮ４０側との接続は、アクセスポイント１０にその機能が備えられていれば、直接行なってもよいが、通常は図示しないモデムなどを介して接続されている。モデムは、インターネット網に接続される光ケーブルやケーブルテレビの送受信に用いる同軸ケーブル、あるいはＡＤＳＬのメタルケーブルなどと接続され、各ケーブル側とアクセスポイント１０側との間の信号の変調・復調を行なう。
【００３０】
他方、端末２０とそのアンテナ装置２００の外観を図３に示した。図示するように、端末２０では、アンテナ装置２００は、外付けタイプになっており、アンテナ装置２００は、独立した筐体２０１に収納されている。また端末２０は、コンピュータ５０のＩＣカードスロットに挿入される形態となっている。もとより、ＵＳＢポートやＩＥＥＥ１３９４仕様のコネクタに接続する形態であっても差し支えない。あるいは端末２０の機能が予めコンピュータ５０に内蔵されていても良い。この場合、アンテナ装置２００もコンピュータ５０に予め組み込んでも良いし、アンテナ装置２００のみ外付けにしても差し支えない。
【００３１】
アクセスポイント１０側では、アンテナ装置１００は、カバー１９に覆われて、アクセスポイント１０の筐体１１に付設されている。また端末２０側では、独自の筐体２０１内にアンテナ装置２００は、収納されている。この端末２０は、アンテナ装置２００とは、専用のケーブル２０５により接続されている。また端末２０には、ＵＳＢコネクタ２１０が設けられており、端末２０は、このＵＳＢコネクタ２１０を用いて、コンピュータ５０に直接接続される。端末２０は、コンピュータ５０のＵＳＢコネクタに接続されると、コンピュータ５０から見て、スレーブとして機能する。
【００３２】
両アンテナ装置１００，２００は、収納の形態は異なるものの、その構成は同一である。そこで、以下、アクセスポイント１０側のアンテナ装置１００を例に、その構成について説明する。アンテナ装置１００の外観を、図４に示した。内蔵か外付けかの違いはあるが、アンテナ装置２００も基本的には同一の形態をしている。このアンテナ装置１００（２００）は、２枚の金属プレート１１１，１１２を所定の距離ｄだけ離間した直交型アンテナであり、いわゆるパッチタイプのアンテナである。ここで、直交型アンテナとは、アンテナから放射される複数の異なる偏波面を有する電波の偏波面が互いに干渉しない構成を有するアンテナである。従って、複数の偏波を用いて通信を行う場合、直交型アンテナを用いることによって、アンテナ装置１００（２００）を一体型のアンテナで構成することが可能となり、装置の小型化を図ることができる。無線ＬＡＮに用いられる電波の周波数が、２．４ＧＨｚであれば、アンテナ装置１００（２００）の２枚の金属プレート１１１，１１２のうち、幅の広いプレート１１１は、約７０ｍｍ×７０ｍｍ、幅の狭いプレート１１２は、約５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさである。両者の離間距離ｄは、約１０ｍｍとなっている。金属プレート１１１はグランド板として動作し、金属プレート１１２は輻射素子として機能する。両プレート１１１，１１２は、絶縁性の支柱１２１，１２２により固定されている。なお、アンテナ装置１００では、その固定は、絶縁性の支柱により、筐体１１の側面に取り付けることにより行なわれている。アンテナ装置２００では、その固定は、筐体２０１の内側側面に、絶縁性の支柱により取り付けることにより行なわれている。
【００３３】
このアンテナ装置１００（２００）のプレート１１２には、プレートへの給電（受信時には受電）を行なう受給電ライン１３１，１３２が接続されている。受給電ライン１３１は、送信回路１７（受信回路２１）からの出力をアンテナ装置１００（２００）のプレート１１２に接続するためのものであり、受給電ライン１３２は、送信回路１８（受信回路２２）からの出力をアンテナ装置１００（２００）のプレート１１２に接続するためのものである。両受給電ライン１３１，１３２のプレート１１２との接続箇所は、アンテナ装置１００（２００）の中心から見て、プレート１１２の面内で丁度９０度ずれている。このため、アンテナ装置１００（２００）のプレート１１２から放射される電波は、偏波面が丁度９０度回転したものとなっている。
【００３４】
アンテナ装置１００のプレート１１２から放射される電波は、周波数帯域は２．４ＧＨｚで同一だが、偏波面がずれている。したがって、２つの送信回路１７，１８からそれぞれ出力された信号は、アンテナ装置１００から２つの偏波により放射される。偏波面のずれた電波は、他方のアンテナ装置２００までの距離が離れても、区別が容易である。他方のアンテナ装置２００も、同一のプレート１１１，１１２からなる構成を備えているので、アンテナ装置１００から放射された２つの偏波を受け、輻射素子として機能するプレートにはそれぞれ電気信号が誘起される。輻射素子として機能するプレートからの電気信号は、端末２０の２つの受信回路２１，２２に出力される。
【００３５】
無線ＬＡＮシステム３０を構成するアクセスポイント１０と端末２０とは、いわゆるＭＩＭＯ方式により、多重化した信号を送受信する機能を備えている。多重化した信号の送受信には種々の手法が知られているが、本実施例では、詳しくは、多入力多出力直交周波数分割多重方式（ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ）を採用した。もとより、多入力多出力空間分割多重方式（ＭＩＭＯ−ＳＤＭ）やその他の方式を採用することも可能である。その他の方式として、受信回路２１，２２で、受信信号に所定の受信ウェイトを乗算して、受信した信号から、複数のデータを分離する回路構成を備えることもできる。送信回路１７，１８と受信回路２１，２２とは、伝送路に関する情報を共有して送受信を行なう固有モード伝送を行なうこともできる。あるいは、送信回路１７，１８は、多重化しようとするデータを事前に処理して、時空間領域で該データを符号化する回路を備え、受信回路２１，２２は、送信回路１７，１８における符号化の手法に対応した復号化の手法を用いて、受信した信号からの分離を行なうものとしても良い。こうした符号化の手法は、時空間ブロック符号（ＳＴＢＣ）または時空間トレリス符号（ＳＴＴＣ）のいずれかとしても良い。
【００３６】
また本実施例では、アンテナ装置１００（２００）において、受給電ライン１３１，１３２のプレート１１２との接続箇所を９０度ずらして、偏波面を直交させたが、プレートを円形とし、受給電ラインのプレート１１２への接続箇所を３箇所とし、プレート１１２の中心に対して６０度ずつずらして、３つの偏波を用いるものとしても良い。なお、Ｎ（Ｎ≧２）個の偏波を用いる場合、受給電ラインの接続位置を１８０度／Ｎずつずらせば、各偏波間の分離が容易となる。
【００３７】
以上説明した構成を有する無線ＬＡＮシステム３０では、アクセスポイント１０と端末２０とは、ＭＩＭＯ方式により、多重化した信号を送受信するが、その際、アンテナの位置的な違いを利用して、無線通信上の異なる経路を確保するのではなく、アンテナ装置から放射される電波の偏波面の相違を利用して、無線通信上の異なる経路を確保している。このため、アクセスポイント１０と端末２０との距離が隔たっても、距離の隔たりに起因して無線通信上の経路の相違が保てなくなることがない。この結果、通信距離を伸ばし、あるいは通信速度を十分に高く保持することができるという利点を有する。また、パッチタイプの直交アンテナを採用しているので、アンテナ間の距離を確保するためにアンテナ自体を筐体１１から飛び出させると言った必要がない。このため、アクセスポイント１０の筐体１１内に、アンテナ装置１００を収納することができる。もとより、端末２０側のアンテナ装置２００のように、アクセスポイント１０の筐体１１とは別置きにすることも差し支えない。
【００３８】
［第２実施例］
次に本発明の第２実施例について説明する。第２実施例のアンテナ装置３００は、第１実施例と同一の無線ＬＡＮシステムで用いられ、第１実施例のアンテナ装置１００，２００に代えて用いられる。無線ＬＡＮシステム自体の構成は、第１実施例と同一である。図５は、アンテナ装置３００の外観を示す斜視図である。このアンテナ装置３００は、直交アンテナの一種であり、いわゆる八木タイプの構成を採用している。すなわち、このアンテナ装置３００は、第１の八木・宇田アンテナ３１０と、この第１の八木・宇田アンテナ３１０と指向方向Ｚを同一とし、指向性の方向Ｚを軸に９０度回転した位置に配置された第２の八木・宇田アンテナ３２０とを備える。第１の八木・宇田アンテナ３１０は、電波の放射方向の後方から順に、金属ポールにより形成された反射器３１１，輻射器３１２，導波器３１３および３１４を備える。なお、これらの反射器３１１，輻射器３１２，導波器３１３および３１４は、支柱３３０に取り付けられて、固定されている。
【００３９】
アンテナ装置３００は、２．４ＧＨｚ帯域での使用に合わせて設計されており、反射器３１１，輻射器３１２，導波器３１３，３１４の各長さは、それぞれ約１００ｍｍないし１２５ｍｍである。反射器３１１から導波器３１３までの距離は約１２０ｍｍとなっている。他方、第２の八木・宇田アンテナ３２０は、反射器３２１，輻射器３２２，導波器３２３および３２４からなる。これらの反射器３２１，輻射器３２２，導波器３２３および３２４も、支柱３３０に取り付けられ、固定されている。第２の八木・宇田アンテナ３２０の各反射器３２１，輻射器３２２，導波器３２３の，３２４長さや間隔は、使用する電波の周波数帯域が、第１の八木・宇田アンテナ３１０と同一であることから、第１の八木・宇田アンテナ３１０と等しく構成されている。これら第１，第２の八木・宇田アンテナ３１０，３２０の輻射器には、それぞれ送信回路または受信回路から受給電する受給電ライン３４１，３４２が、それぞれ接続されている。
【００４０】
第２実施例のアンテナ装置３００は、上述したように、指向性の方向Ｚを軸としてこの軸の周りに９０度回転した第１，第２の八木・宇田アンテナ３１０，３２０を採用している。したがって、無線ＬＡＮシステムのアクセスポイントと端末間では、この八木・宇田アンテナ３１０，３２０を用い、多入力多出力直交周波数分割多重方式（ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ）により、多重化された通信を行なうことができる。このアンテナ装置３００を用いたアクセスポイントと端末では、２つの八木・宇田アンテナ３１０，３２０における電波の偏波面の相違を利用して、無線通信上の異なる経路を確保している。このため、アクセスポイントと端末との距離が隔たっても、距離の隔たりに起因して無線通信上の経路の相違が保てなくなることがない。この結果、通信距離を伸ばし、あるいは通信速度を十分に高く保持することができるという利点を有する。八木・宇田アンテナは、もともときわめて高い指向性を有することも相まって、多重化された通信の距離を延長することができる。なお、この実施例では、２つの八木・宇田アンテナを組み合わせたが、３以上の八木・宇田アンテナを組み合わせることも差し支えない。Ｎ個の八木・宇田アンテナを組み合わせる場合には、各アンテナの角度は、指向性の方向Ｚを軸として、１８０／Ｎ度ずつずらせばよい。
【００４１】
［変形例］
第２実施例の変形例について説明する。図６は、第２実施例の変形例としてのアンテナ装置４００を示す説明図である。このアンテナ装置４００では、２つの八木・宇田アンテナを誘電率の高い基板上の導体によって形成している。図示するように、アンテナ装置４００の第１，第２の八木・宇田アンテナ４１０，４２０は、ほぼ同一の形状をしたアンテナであり、その形状を図７に示した。第１の八木・宇田アンテナ４１０は、図示するように、誘電率４の誘電体基板上に、電波の放射方向の後方から順に、金属導体のパターンとして形成された反射器４１１，輻射器４１２，導波器４１３および４１４を備える。輻射器４１２には、給電ライン４４１が接続されている。なお、これらの反射器４１１，輻射器４１２，導波器４１３および４１４の中心には、同じく導体パターン４３０が設けられているが、この導体パターン４３０は、第１実施例の支柱３３０（図５参照）と同様、電界が０となるので、なくても性能に影響はない。
【００４２】
この第１の八木・宇田アンテナ４１０は、誘電率４の誘電体の上に設けられているため、その形状は大幅に小型化されている。すなわち、反射器４１１の幅Ｗ１を約５０ｍｍ、輻射器４１２の幅Ｗ２は約５０ｍｍ、導波器４１３および４１４の幅Ｗ３，Ｗ４をそれぞれ４０ｍｍおよび３５ｍｍとすることができる。また、反射器４１１と輻射器４１２の離間距離Ｌ１は約２０ｍｍ、輻射器４１２と導波器４１３との離間距離Ｌ２は約１０ｍｍ、２つの導波器４１３および４１４の離間距離Ｌ３は約３０ｍｍである。また、基板４０１の全長ＬＬは、僅か８０ｍｍに収まっている。
【００４３】
他方、第２の八木・宇田アンテナ４２０も基本的に同一形状をしており、その輻射器には、他方の給電ライン４４２が接続されている。両アンテナ４１０，４２０は、そのセンタに切欠が異なる方向から設けられており、両基板４０１、４０２を組み合わせることにより、アンテナ装置４００として一体化される。両基板４０１、４０２を垂直に組み合わせているので、２つの八木・宇田アンテナ４１０，４２０は、その偏波面が、指向性の方向Ｚを軸として９０度回転していることになる。
【００４４】
係る変形例のアンテナ装置４００では、誘電率の高い基板４０１，４０２を用いているので、第２実施例と比べて、八木・宇田アンテナ４１０，４２０は、小型化することができる。実際、図５と図６とを比較すると、相対的な寸法は、約１／３から約１／２となっており、全体形状の小型化を達成している。しかも、通信距離を伸ばすのに、２つのアンテナ間距離をむやみに伸ばす必要がない。したがって、小型、コンパクトな無線ＬＡＮのアクセスポイントおよびこれと通信を行なう端末を、容易に提供することができる。また、誘電率の高い基板に直接導体パターンを形成しているので、アンテナ装置４００の製造に要するコストおよび工程を低減することができる。
【００４５】
以上本発明のいくつかの実施例について説明したが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲内において、種々なる態様で実施できることはもちろんである。例えば、直交アンテナとしては、直線偏波に限らず、偏波面が右旋回するアンテナと左旋回するアンテナを組み合わせて用いることも可能である。また、２．４ＧＨｚ以外の周波数帯域で利用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施例であるアンテナ装置を用いた無線ＬＡＮシステムの概略構成を示す説明図である。
【図２】第１実施例のアクセスポイントの外観を示す説明図である。
【図３】第１実施例の端末とアンテナ装置の外観を示す説明図である。
【図４】アンテナ装置の外観を示す説明図である。
【図５】第２実施例のアンテナ装置の外観を示す説明図である。
【図６】第２実施例の変形例を示す説明図である。
【図７】同じく変形例のアンテナ装置を構成する各八木・宇田アンテナの概略構成を示す説明図である。
【図８】本発明の実施形態に係る送受信可能なアクセスポイントの概略構成の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０，１０ａ…アクセスポイント
１１…筐体
１２，１２ａ…インタフェース
１３…コネクタ
１４…切換部
１４ａ…第１切換部
１４ｂ…第２切換部
１５…デマルチプレックサ
１７，１８…送信回路
１９…カバー
２０…端末
２１，２２…受信回路
２５…マルチプレックサ
２７…インタフェース
３０…無線ＬＡＮシステム
４０…ＷＡＮ
５０…コンピュータ
１００，２００…アンテナ装置
１１１，１１２…金属プレート
１２１，１２２…支柱
１３１，１３２…受給電ライン
２０１…筐体
２０５…ケーブル
２１０…ＵＳＢコネクタ
３００…アンテナ装置
３１０，３２０…八木・宇田アンテナ
３１１，３２１…反射器
３１２，３２２…輻射器
３１３，３１４，３２３，３２４…導波器
３３０…支柱
３４１，３４２…受給電ライン
４００…アンテナ装置
４０１，４０２…基板
４１０，４２０…第１，第２の八木・宇田アンテナ
４１１…反射器
４１２…輻射器
４１３，４１４…導波器
４３０…導体パターン
４４１…給電ライン
【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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