JP2000223921A - アンテナアライメント調整装置 - Google Patents

アンテナアライメント調整装置

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JP2000223921A
JP2000223921A JP11021785A JP2178599A JP2000223921A JP 2000223921 A JP2000223921 A JP 2000223921A JP 11021785 A JP11021785 A JP 11021785A JP 2178599 A JP2178599 A JP 2178599A JP 2000223921 A JP2000223921 A JP 2000223921A
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JP
Japan
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antenna
unit
electric field
signal
alignment
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JP11021785A
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Yasunari Goto
康成 後藤
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 指向性空中線を用いた移動用通信装置におい
てアンテナアライメントを調整する際に山岳や地上の構
造物等の反射物を経由する間接波の影響を排除し直接波
の到来方向を測定することによりアンテナアライメント
を真の方向に調整することができるアライメント調整装
置を得る。 【解決手段】 指向性を有する空中線を用いて2地点間
の無線通信を構成するために対向して使用する移動用通
信装置において、方向調整信号を送信し相手の移動用通
信装置から送信される方向調整信号の直接到来方向を測
定し指向性空中線を指向すべき方向を判定した後指向性
空中線のアライメントと電界強度の強弱変化を測定して
指向性空中線の水平方向のアライメント調整を実施す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、指向性を有する
空中線を用いて、直接伝搬経路と山岳や地上の構造物、
地面等の反射物を経由する間接伝搬経路が共に存在する
2地点間の無線通信回線を構成するために対向して使用
する移動用通信装置において、指向性空中線の水平方向
及び垂直方向のアライメントを調整する装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】図5は従来の移動用通信装置を示すもの
であり、図において、11は指向性空中線部、12は送
信部、13は受信部、14は電界強度測定部、17は空
中線駆動部、Sは送受切替器である。
【0003】指向性を有する空中線を用いて2地点間の
無線通信回線を構成するために対向して使用する移動用
通信装置は、野外において発生する通信需要に対応する
ために無線により情報の伝送を行うための通信回線を半
固定的に展開するために使用される。指向性空中線11
は通信電波の低被発見性、妨害波の除去、伝送距離の延
伸、周波数の有効利用の目的で用いる。指向性空中線1
1を用いる従来の移動用通信装置は上記のように構成さ
れ、指向性空中線11のアライメント調整は受信部13
の受信電界強度を電界強度測定部14で測定しながら指
向性空中線11の指向方向を変化させて対向する移動用
通信装置間で双方とも受信電界強度が最大となる方向を
操作員の試行錯誤で求めて指向性空中線11の指向方向
を決定していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の移動用通信装置
は以上のように構成されているので、直接伝搬経路と山
岳や地上の構造物等の反射物を経由する間接伝搬経路が
共に存在する2地点間の無線通信回線を構成する場合、
受信電界強度が最大となる方向は必ずしも直接伝搬経路
からの到来方向、すなわち直接波到来方向とは限らず、
間接伝搬経路からの到来方向、すなわち間接波到来方向
が受信電界強度が最大となる場合がある。この場合、指
向性空中線の指向方向を誤って間接波到来方向に変更す
る恐れが有り、反射物の位置や時間による変動の影響に
より無線通信回線の品質低下を招くおそれがある。ま
た、指向性空中線の指向方向の調整中に不必要な方向に
電波を放射することとなり、秘匿性の高い無線通信回線
を構成する必要がある場合、移動用通信装置の展開場所
が暴露する等の問題点があった。
【0005】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、指向性空中線のアライメント調
整の自動化が可能であるとともに、アライメント調整時
間の短縮化、電波放射時間の短縮により低被発見性を向
上することが可能なアンテナアライメント調整装置を得
ることを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】第1の発明に係わるアン
テナアライメント調整装置は、方向調整用の信号を空間
に送出する方向調整信号送信用空中線部と、方向調整用
の信号を送信する方向調整信号送信部と、方向調整信号
を生成する方向調整信号発生部と、同一の水平面上に配
置し各々の間隔が同一である3つの空中線素子から構成
する水平方向探知用空中線部と、水平方向探知用空中線
部の3つの空中線素子のそれぞれからの受信信号波形を
出力するための第1〜第3の補助受信部と、上記第1〜
第3の補助受信部からの受信信号波形の直接波受信時間
差を測定して方向調整信号の到来方向を出力するための
方位測定部と、空中線方向調整信号の到来方向に指向性
を有する空中線の指向方向を水平方向に変更する空中線
水平駆動部と、指向性空中線と、電界強度測定用の電波
を送信する送信部と、電界強度測定のための受信信号を
出力するための受信部と、電界強度を測定するための電
界強度測定部と、これらの方向調整信号発生部と方位測
定部と空中線水平駆動部と送信部を制御し方向調整信号
を送信し相手の移動用通信装置から送信される方向調整
信号の直接波到来方向を測定し指向性空中線を指向すべ
き方向を判定した後指向性空中線のアライメントと電界
強度の強弱変化を測定して指向性空中線の水平方向のア
ライメント調整を自動的に実施するアライメント制御部
とを設けたものである。
【0007】また、第2の発明に係るアンテナアライメ
ント調整装置は、垂直線上に配置された2つの空中線素
子からなる垂直方向探知用空中線部と、空中線垂直駆動
部により指向性空中線の垂直方向のアライメント調整を
自動的に実施するアンテナアライメント制御部とを設け
たものである。
【0008】
【発明の実施の形態】図1はこの発明によるアンテナア
ライメント調整装置における水平方向のアライメント調
整方法の一実施例を説明する図である。図1において、
1は方向調整用の信号を空間に送出する方向調整信号送
信用空中線部、2は方向調整用の信号を送信する方向調
整信号送信部、3は方向調整信号を生成する方向調整信
号発生部、4は同一の水平面上に配置し各々の間隔が同
一である3つの空中線素子から構成する水平方向探知用
空中線部、5〜7は水平方向探知用空中線部の3つの空
中線素子のそれぞれからの受信信号波形を出力するため
の第1〜第3の補助受信部、8は第1〜第3の補助受信
部5〜7からの受信信号波形の直接波受信時間差を測定
して方向調整信号の到来方向を出力するための方位測定
部、10は指向性を有する空中線の指向方向を空中線方
向調整信号の到来方向に水平方向に変更する空中線水平
駆動部、11は指向性を有する空中線である指向性空中
線部、12は電界強度測定用の電波を送信する送信部、
13は電界強度測定のための受信信号を出力するための
受信部、14は電界強度を測定するための電界強度測定
部である。なお、9はこれらの方向調整信号発生部3と
方位測定部8と空中線水平駆動部10と送信部12を制
御し方向調整信号を送信し相手の移動用通信装置から送
信される方向調整信号の直接波到来方向を測定し指向性
空中線を指向すべき方向を判定した後指向性空中線のア
ライメントと電界強度の強弱変化を測定して指向性空中
線アライメント調整を自動的に実施するアライメント制
御部である。指向性を有する空中線を用いて2地点間の
無線通信回線を構成するために対向して使用する移動用
通信装置において無線回線を構成する場合、相手の移動
用通信装置の正確な存在方向は未知であるため相手の移
動用通信装置の方向を探し指向性空中線部11の方向を
変更し固定する必要がある。従来では双方の移動用通信
装置から電波を放射し単純に受信電界強度の高い方向に
空中線を固定していた。直接伝搬経路と山岳や地上の構
造物等の反射物を経由する間接伝搬経路が共に存在する
2地点間の無線通信回線を構成する場合、受信電界強度
が最大となる方向は必ずしも直接伝搬経路からの到来方
向、すなわち直接波到来方向とは限らず、間接伝搬経路
からの到来方向、すなわち間接波到来方向が受信電界強
度が最大となる場合がある。この場合、指向性空中線の
指向方向を誤って間接波到来方向に変更し固定する恐れ
が有り、反射物の位置や時間による変動の影響により受
信電界強度の変動を受け無線通信回線の品質低下を招い
ていた。また、指向性空中線の指向方向を調整する間、
不必要な方向に電波を放射することとなり、秘匿性の高
い無線通信回線を構成する場合には移動用通信装置の場
所を暴露するおそれがあった。
【0009】そこで、移動用通信装置と相手の移動用通
信装置の双方でアライメント制御部9の制御により方向
調整信号発生部3から方向調整用信号を発生し、方向調
整信号送信部2から方向調整信号送信用空中線部1を通
じて送信する。方向調整用信号は、直接波を受信した時
刻を測定するために用いるものであり、一例として最低
1回の立ち上がりの早いパルスを持つパルス列である。
相手の移動用通信装置の方向調整信号送信用空中線部1
を通じて送信された方向調整用信号は、水平方向探知用
空中線部4から第1〜第3の補助受信部を経て方位測定
部8に入力される。図3(a)は水平方向探知用空中線
部4と直接波到来方向の関係の一例、図3(b)は水平
方向探知用空中線部4の3つの空中線素子のうち2つの
空中線素子の受信信号波形の一例を示したものである。
直接伝搬経路と山岳や地上の構造物等の反射物を経由す
る間接伝搬経路が共に存在する場合、直接伝搬経路より
も間接伝搬経路の方が長いため、間接伝搬経路を経て到
来する間接波は直接伝搬経路を経て到来する直接波より
も遅れて到来する。直接波と間接波の関係を図3(d)
に示す。すなわち直接伝搬経路が最も短いため直接波が
最も早く到来する。受信信号波形はこれらの直接波と間
接波が合成された波形となるが、受信信号波形の立ち上
がりのタイミングが直接波を受信した時刻を示してい
る。図3(a)の場合、直接波到来方向に対して空中線
素子IIよりも空中線素子Iの方が相手の移動用通信装
置に近いため、図3(b)に示すように空中線素子Iの
受信信号波形と空中線素子IIの受信信号波形の直接波
受信時間差が発生する。このときの直接波受信信号時間
差と直接波到来角との関係は図3(c)に示すとおりで
あり、直接波受信信号時間差を測定することにより直接
波到来角を推定することが可能である。ただし、2つの
空中線素子の組合せ一組のみを用いた測定では図3
(a)に示す直接波到来方向と偽到来方向の判別ができ
ないため、2組以上の空中線素子の組合せを用いて同様
な手順で直接波到来角を推定し論理積をとることで偽到
来方向を除去し真の直接波到来方向を測定することがで
きる。方位測定部8は直接波受信信号時間差の測定から
真の直接波到来方向の測定までを実施する。
【0010】方位測定部8で測定した直接波到来方向に
指向性空中線部11の指向方向を変更するためにアライ
メント制御部9は空中線水平駆動部10に対して指向方
向変更を指示し、空中線水平駆動部10は指向性空中線
部11の指向方向を変更する。指向性空中線部11の指
向方向の微調整を実施する場合は、アライメント制御部
9の制御により送信部12から電界強度測定用の電波を
送信し、受信部13からの受信信号から電界強度測定部
14において受信電界強度を測定しながら指向方向を微
調整し、受信電界強度最大となる方向を求め、指向性空
中線部11の指向方向を固定する。以上の手順により、
水平方向のアライメント調整において、間接波によるア
ライメント方向の誤調整を排除するとともに、アライメ
ント調整に要する電波放射を最小1回のパルス送信で実
施することにより不要な方向への電波放射を最小限とす
ることが可能となり、低被発見性を向上することが可能
である。
【0011】実施の形態2.図2はこの発明によるアン
テナアライメント調整装置における垂直方向のアライメ
ント調整方法の一実施例を説明する図である。図2にお
いて、15は垂直線上に配置された2つの空中線素子か
らなる垂直方向探知用空中線部、16は指向性空中線の
垂直方向の指向方向を駆動する空中線垂直駆動部であ
る。図4(a)は垂直方向探知用空中線部15と直接波
到来方向の関係の一例、図4(b)は垂直方向探知用空
中線部15の2つの空中線素子の受信信号波形の一例を
示したものである。直接伝搬経路と地面等の反射物を経
由する間接伝搬経路が共に存在する場合、直接伝搬経路
よりも間接伝搬経路の方が長いため、間接伝搬経路を経
て到来する間接波は直接伝搬経路を経て到来する直接波
よりも遅れて到来する。直接波と間接波の関係を図4
(d)に示す。すなわち直接伝搬経路が最も短いため直
接波が最も早く到来する。受信信号波形はこれらの直接
波と間接波が合成された波形となるが、受信信号波形の
立ち上がりのタイミングが直接波を受信した時刻を示し
ている。図4(a)の場合、直接波到来方向に対して空
中線素子Vよりも空中線素子IVの方が相手の移動用通
信装置に近いため、図4(b)に示すように空中線素子
IVの受信信号波形と空中線素子Vの受信信号波形の直
接波受信時間差が発生する。このときの直接波受信信号
時間差と直接波到来角との関係は図4(c)に示すとお
りであり、直接波受信信号時間差を測定することにより
直接波到来角を推定することが可能である。
【0012】測定した直接波到来方向に指向性空中線部
11の指向方向を変更するためにアライメント制御部9
は空中線垂直駆動部16に対して指向方向変更を指示
し、空中線垂直駆動部16は指向性空中線部11の指向
方向を変更する。指向性空中線部11の指向方向の微調
整を実施する場合は、アライメント制御部9の制御によ
り送信部12から電界強度測定用の電波を送信し、受信
部13からの受信信号から電界強度測定部14において
受信電界強度を測定しながら指向方向を微調整し、受信
電界強度最大となる方向をもとめ、指向性空中線部11
の指向方向を固定する。以上の手順により、垂直方向の
アライメント調整において、間接波によるアライメント
方向の誤調整を排除するとともに、アライメント調整に
要する電波放射を最小1回のパルス送信で実施すること
により不要な方向への電波放射を最小限とすることが可
能となり、低被発見性を向上することが可能である。ま
た、垂直方向のアライメント調整は、実施の形態1に示
した水平方向のアライメント調整を実施した後に実施す
る場合に効果がある。
【0013】
【発明の効果】この発明は、以上のように説明したよう
に構成されているので、以下に記載されているような効
果がある。
【0014】第1の発明によれば、立ち上がりの早い最
小1回のパルスを用いた方向調整用信号を用いて直接波
の到来方向のうち水平方向を測定し水平方向のアライメ
ント調整を実施することにより、間接波によるアライメ
ントの誤調整を排除するとともに不要な方向への電波放
射を最小限とすることが可能となり、低被発見性を向上
することが可能となる。
【0015】第2の発明によれば、水平方向のアライメ
ント調整を実施した後に、立ち上がりの早い最小1回の
パルスを用いた方向調整用信号を用いて直接波の到来方
向のうち垂直方向を測定し垂直方向のアライメント調整
を実施することにより、間接波によるアライメントの誤
調整を排除するとともに不要な方向への電波放射を最小
限とすることが可能となり、低被発見性を向上すること
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明によるアンテナアライメント調整装
置の実施の形態1を示す図である。
【図2】 この発明によるアンテナアライメント調整装
置の実施の形態2を示す図である。
【図3】 この発明の実施の形態1における水平方向探
知用空中線部4と直接波到来方向の関係の一例、水平方
向探知用空中線部4の3つの空中線素子のうち2つの空
中線素子の受信信号波形の一例、直接波受信信号時間差
と直接波到来角との関係及び、直接波と間接波の関係を
示す図である。
【図4】 この発明の実施の形態2における垂直方向探
知用空中線部15と直接波到来方向の関係の一例、垂直
方向探知用空中線部15の2つの空中線素子の受信信号
波形の一例、直接波受信信号時間差と直接波到来角との
関係及び、直接波と間接波の関係を示す図である。
【図5】 従来の移動用通信装置を示す図である。
【符号の説明】
1 方向調整信号送信用空中線部、2 方向調整信号送
信部、3 方向調整信号発生部、4 水平方向探知用空
中線部、5 第1の補助受信部、6 第2の補助受信
部、7 第3の補助受信部、8 方位測定部、9 アラ
イメント制御部、10 空中線水平駆動部、11 指向
性空中線部、12 送信部、13 受信部、14 電界
強度測定部、15 垂直方向探知用空中線部、16 空
中線垂直駆動部、17 空中線駆動部。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 指向性を有する空中線を用いて2地点間
    の無線通信回線を構成するために対向して使用する移動
    用通信装置において、方向調整用の信号を空間に送出す
    る方向調整信号送信用空中線部と、方向調整用の信号を
    送信する方向調整信号送信部と、方向調整信号を生成す
    る方向調整信号発生部と、同一の水平面上に配置し各々
    の間隔が同一である3つの空中線素子から構成する水平
    方向探知用空中線部と、上記水平方向探知用空中線部の
    3つの空中線素子のそれぞれからの受信信号波形を出力
    するための第1〜第3の補助受信部と、上記第1〜第3
    の補助受信部からの受信信号波形の直接波受信時間差を
    測定して方向調整信号の到来方向を出力するための方位
    測定部と、指向性を有する空中線の指向方向を空中線方
    向調整信号の到来方向に水平方向に変更する空中線水平
    駆動部と、指向性を有する空中線である指向性空中線部
    と、電界強度測定用の電波を送信する送信部と、電界強
    度測定のための受信信号を出力するための受信部と、電
    界強度を測定するための電界強度測定部と、これらの方
    向調整信号発生部と方位測定部と空中線水平駆動部と送
    信部を制御し方向調整信号を送信し相手の移動用通信装
    置から送信される方向調整信号の直接波到来方向を測定
    し指向性空中線を指向すべき方向を判定した後指向性空
    中線のアライメントと電界強度の強弱変化を測定して指
    向性空中線の水平方向のアライメント調整を実施するア
    ライメント制御部とにより構成することを特徴とするア
    ンテナアライメント調整装置。
  2. 【請求項2】 指向性を有する空中線を用いて2地点間
    の無線通信回線を構成するために対向して使用する移動
    用通信装置において、方向調整用の信号を空間に送出す
    る方向調整信号送信用空中線部と、方向調整用の信号を
    送信する方向調整信号送信部と、方向調整信号を生成す
    る方向調整信号発生部と、垂直線上に配置された2つの
    空中線素子から構成する垂直方向探知用空中線部と、上
    記垂直方向探知用空中線部の2つの空中線素子のそれぞ
    れからの受信信号波形を出力するための第1,第2の補
    助受信部と、第1,第2の補助受信部からの受信信号波
    形の直接波受信時間差を測定して方向調整信号の到来方
    向を出力するための方位測定部と、指向性を有する空中
    線の指向方向を空中線方向調整信号の到来方向に垂直方
    向に変更する空中線垂直駆動部と、指向性を有する空中
    線である指向性空中線部と、電界強度測定用の電波を送
    信する送信部と、電界強度測定のための受信信号を出力
    するための受信部と、電界強度を測定するための電界強
    度測定部と、これらの方向調整信号発生部と方位測定部
    と空中線垂直駆動部と送信部を制御し方向調整信号を送
    信し相手の移動用通信装置から送信される方向調整信号
    の直接波到来方向を測定し指向性空中線を指向すべき方
    向を判定した後指向性空中線のアライメントと電界強度
    の強弱変化を測定して指向性空中線の垂直方向のアライ
    メント調整を実施するアライメント制御部とにより構成
    することを特徴とするアンテナアライメント調整装置。
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