JP2001069053A - Directional antenna system - Google Patents

Directional antenna system

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JP2001069053A
JP2001069053A JP24000999A JP24000999A JP2001069053A JP 2001069053 A JP2001069053 A JP 2001069053A JP 24000999 A JP24000999 A JP 24000999A JP 24000999 A JP24000999 A JP 24000999A JP 2001069053 A JP2001069053 A JP 2001069053A
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signal
frequency
digital
converting
analog
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JP24000999A
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Japanese (ja)
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Ryuji Kono
▲隆▼二 河野
Tomonori Sugiyama
智則 杉山
Hiroki Mochizuki
啓希 望月
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Toshiba TEC Corp
Original Assignee
Toshiba TEC Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily mount a directional antenna system to existing radio equipment not adopting an adaptive array antenna without revising the entire system of the radio equipment. SOLUTION: A frequency converter 15 converts a plurality of received signals by each antenna element 13 into a signal with a low frequency, an A/D converter 16 converts each of the signal into a digital signal and gives the digital signal to a digital signal processing section 17. The digital signal processing section gives weighting to an amplifier and a phase so that the directivity can optimally be controlled to each signal. A D/A converter 18 converts each weighted signal from the digital signal processing section into an analog signal, an adder 19 sums the signals, a frequency converter 20 converts the sum into a signal with an RF frequency for radio equipment 12 and the converted signal is fed to a frequency converter 124 of the radio equipment.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、基地局と
複数の端末局との間でデータ通信を行う無線通信システ
ムの基地局に使用される指向性アンテナ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a directional antenna device used for a base station of a radio communication system for performing data communication between a base station and a plurality of terminal stations.

【0002】[0002]

【従来の技術】移動体通信や屋内無線通信などの無線通
信システムにおいて、周波数の有効利用やマルチパスフ
ェージング対策あるいは同一チャネル干渉波の除去など
のためにアンテナとしてアダプティブアレーアンテナが
使用されている。例えば、特開平9−219615号公
報では、基地局と端末局との通信を行う無線通信システ
ムにおいて、基地局にアダプティブアレーアンテナを備
えたアダプティブアレー送受信装置を設けることが記載
されている。
2. Description of the Related Art In wireless communication systems such as mobile communication and indoor wireless communication, an adaptive array antenna is used as an antenna for effective use of frequency, countermeasures for multipath fading, or removal of co-channel interference waves. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-219615 describes that, in a wireless communication system for performing communication between a base station and a terminal station, an adaptive array transmitting / receiving device including an adaptive array antenna is provided in the base station.

【0003】すなわち、この公報ものは、図16に示す
ように、複数のアンテナ素子1の送受信信号に重み付け
器2により振幅及び位相の重み付けを行うようにし、信
号の変復調を行う送受信部3からの送信信号を分配/合
成部4で分配し重み付け器2で振幅及び位相の重み付け
を行ってからアンテナ素子1へ出力し、また、アンテナ
素子1からの受信信号を重み付け器2で振幅及び位相の
重み付けを行ってから分配/合成部4で合成して送受信
部3に出力するアダプティブアレー送受信装置を基地局
に設け、基地局の設置時にアダプティブアレー送受信装
置に対して所望波方向及び非所望波方向から参照信号を
送信し、このアダプティブアレー送受信装置の参照信号
の受信信号に基づき外部演算装置5で重み係数を計算
し、インターフェース6を介して重み付け器2に設定す
ることで指向性制御を行うというものである。
That is, in this publication, as shown in FIG. 16, transmission and reception signals of a plurality of antenna elements 1 are weighted by a weighter 2 for amplitude and phase, and transmitted and received by a transmission and reception unit 3 for modulating and demodulating signals. The transmission signal is distributed by the distribution / synthesis unit 4 and weighted by the weighting unit 2 for amplitude and phase, and then output to the antenna element 1. The received signal from the antenna element 1 is weighted by the weighting unit 2 for amplitude and phase. , An adaptive array transmitting / receiving device that combines the signals in the distribution / combining unit 4 and outputs the combined signals to the transmitting / receiving unit 3 is provided in the base station. The reference signal is transmitted, a weighting factor is calculated by the external arithmetic unit 5 based on the received signal of the reference signal of the adaptive array transmitting / receiving apparatus, and the Is that performs directivity control by setting the weighting units 2 through 6.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来、アンテナとして
アダプティブアレーアンテナを採用する場合は、基地局
や端末局の送受信系は設置当初からアダプティブアレー
送受信装置を備えた基地局や端末局として構成するため
問題はないが、このようなアダプティブアレーアンテナ
を採用していない既存の無線機を設置した基地局や端末
局においてアダプティブアレーアンテナを採用しようと
すると、基地局や端末局の既存の送受信系を流用できな
いため、基地局や端末局のシステム全体を変更しなけれ
ばならないという問題があった。
Conventionally, when an adaptive array antenna is used as an antenna, the transmission / reception system of a base station or a terminal station is configured as a base station or a terminal station having an adaptive array transmission / reception apparatus from the beginning. Although there is no problem, if an adaptive array antenna is used in a base station or terminal station where an existing wireless device that does not employ such an adaptive array antenna is installed, the existing transmission / reception system of the base station or terminal station is diverted. Since it is impossible, there is a problem that the entire system of the base station and the terminal station must be changed.

【0005】そこで、各請求項記載の発明は、アダプテ
ィブアレーアンテナを採用していない既存の無線機に対
してこの無線機の全体のシステムを変更することなく簡
単に取り付けができる指向性アンテナ装置を提供する。
また、請求項2乃至4及び7乃至12記載の発明は、さ
らに、安定した振幅及び位相の重み付けができ、しか
も、装置の小形化を図ることができる指向性アンテナ装
置を提供する。
Accordingly, the present invention is directed to a directional antenna device which can be easily attached to an existing wireless device which does not employ an adaptive array antenna without changing the entire system of the wireless device. provide.
Further, the inventions according to claims 2 to 4 and 7 to 12 provide a directional antenna device that can stably weight the amplitude and the phase, and can further reduce the size of the device.

【0006】また、請求項4、9及び12記載の発明
は、さらに、予め設定する重み付け係数の書換えが容易
にでき、電波伝搬環境に適した重み付け処理ができる指
向性アンテナ装置を提供する。また、請求項13記載の
発明は、さらに、外部とのインターフェースを光通信で
行うことで設置位置の変更に自由度を持たせることがで
きる指向性アンテナ装置を提供する。
Further, the invention according to claims 4, 9 and 12 further provides a directional antenna device which can easily rewrite a preset weighting coefficient and can perform a weighting process suitable for a radio wave propagation environment. Further, the invention according to claim 13 further provides a directional antenna device capable of giving a degree of freedom in changing an installation position by performing an interface with the outside by optical communication.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
複数のアンテナ素子を用い指向性を制御する指向性アン
テナ装置において、各アンテナ素子が受信した信号の周
波数をそれぞれ変換する第1の受信用周波数変換手段
と、この第1の受信用周波数変換手段にて変換した各信
号の位相及び振幅の重み付けを行う重み付け手段と、こ
の重み付け手段にて重み付けした各信号を加算する加算
手段と、この加算手段にて加算した信号を周波数可変の
局部発振器を用いて周波数変換する第2の受信用周波数
変換手段とを備えたことにある。
According to the first aspect of the present invention,
In a directional antenna device that controls directivity using a plurality of antenna elements, a first reception frequency conversion unit that converts a frequency of a signal received by each antenna element, and a first reception frequency conversion unit. Weighting means for weighting the phase and amplitude of each signal obtained by the conversion, adding means for adding the signals weighted by the weighting means, and a signal obtained by adding the signals by the adding means using a frequency-variable local oscillator. And a second receiving frequency converting means for performing frequency conversion.

【0008】請求項2記載の発明は、複数のアンテナ素
子を用い指向性を制御する指向性アンテナ装置におい
て、各アンテナ素子が受信した信号の周波数をそれぞれ
変換する第1の受信用周波数変換手段と、この第1の受
信用周波数変換手段にて変換した各信号をそれぞれデジ
タル信号に変換するアナログ/デジタル変換手段と、こ
の変換手段にて変換した各デジタル信号を取込みデジタ
ル処理により各信号の位相及び振幅の重み付けを行うデ
ジタル信号処理手段と、このデジタル信号処理手段にて
処理した各信号をそれぞれアナログ信号に変換するデジ
タル/アナログ変換手段と、この変換手段にて変換した
各アナログ信号を加算する加算手段と、この加算手段に
て加算した信号を周波数可変の局部発振器を用いて周波
数変換する第2の受信用周波数変換手段とを備えたこと
にある。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a directional antenna apparatus for controlling directivity using a plurality of antenna elements, wherein first frequency conversion means for converting the frequency of a signal received by each antenna element is provided. An analog / digital conversion means for converting each signal converted by the first reception frequency conversion means into a digital signal, a digital signal converted by the conversion means; Digital signal processing means for weighting the amplitude, digital / analog conversion means for converting each signal processed by the digital signal processing means into an analog signal, and addition for adding the analog signals converted by the conversion means And a second receiver for frequency-converting the signal added by the adding means using a frequency-variable local oscillator. In that a use frequency converting means.

【0009】請求項3記載の発明は、複数のアンテナ素
子を用い指向性を制御する指向性アンテナ装置におい
て、各アンテナ素子が受信した信号の周波数をそれぞれ
変換する第1の受信用周波数変換手段と、この第1の受
信用周波数変換手段にて変換した各信号をそれぞれデジ
タル信号に変換するアナログ/デジタル変換手段と、こ
の変換手段にて変換した各デジタル信号を取込みデジタ
ル処理により各信号の位相及び振幅の重み付けを行い、
さらにその重み付けを行った各信号の加算を行うデジタ
ル信号処理手段と、このデジタル信号処理手段にて加算
処理した信号をアナログ信号に変換するデジタル/アナ
ログ変換手段と、この変換手段にて変換したアナログ信
号を周波数可変の局部発振器を用いて周波数変換する第
2の受信用周波数変換手段とを備えたことにある。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a directional antenna apparatus for controlling directivity using a plurality of antenna elements, comprising: first receiving frequency conversion means for converting a frequency of a signal received by each antenna element; An analog / digital conversion means for converting each signal converted by the first reception frequency conversion means into a digital signal, a digital signal converted by the conversion means; Weight the amplitude,
Digital signal processing means for adding the weighted signals; digital / analog conversion means for converting the signal added by the digital signal processing means into an analog signal; There is provided a second reception frequency conversion means for converting the frequency of the signal using a variable frequency local oscillator.

【0010】請求項4記載の発明は、請求項2又は3記
載の指向性アンテナ装置において、デジタル信号処理部
は、予め所望波方向と不要波方向の組合わせにより計算
した位相及び振幅の重み付け係数を記憶した参照テーブ
ルを備え、この参照テーブルの位相及び振幅の重み付け
係数を用いて各信号の位相及び振幅の重み付けを行うこ
とにある。
According to a fourth aspect of the present invention, in the directional antenna device according to the second or third aspect, the digital signal processing unit includes a phase and amplitude weighting coefficient calculated in advance by a combination of a desired wave direction and an unnecessary wave direction. Is provided, and the phase and amplitude weighting of each signal is performed using the phase and amplitude weighting coefficients of the reference table.

【0011】請求項5記載の発明は、複数のアンテナ素
子を用い指向性を制御する指向性アンテナ装置におい
て、各アンテナ素子が受信した信号の周波数をそれぞれ
変換する第1の受信用周波数変換手段と、この第1の受
信用周波数変換手段にて変換した各信号の位相及び振幅
の重み付けを行う重み付け手段と、この重み付け手段に
て重み付けした各信号を加算する加算手段と、この加算
手段にて加算した信号を外部の発信源からの周波数信号
を用いて周波数変換する第2の受信用周波数変換手段と
を備えたことにある。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a directional antenna device for controlling directivity using a plurality of antenna elements, wherein first frequency conversion means for converting the frequency of a signal received by each antenna element is provided. Weighting means for weighting the phase and amplitude of each signal converted by the first reception frequency conversion means, addition means for adding the signals weighted by this weighting means, and addition by this addition means. And a second receiving frequency converting means for converting the frequency of the converted signal using a frequency signal from an external transmission source.

【0012】請求項6記載の発明は、複数のアンテナ素
子を用い指向性を制御する指向性アンテナ装置におい
て、送信信号を周波数可変の局部発振器を用いて周波数
変換する第1の送信用周波数変換手段と、この第1の送
信用周波数変換手段にて変換した信号を各アンテナ素子
に対応して同位相に分配する同相分配手段と、この同相
分配手段にて分配された各信号の位相及び振幅の重み付
けを行う重み付け手段と、この重み付け手段にて重み付
けした各信号をそれぞれ所望の周波数に周波数変換して
各アンテナ素子に送信する第2の送信用周波数変換手段
とを備えたことにある。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a directional antenna apparatus for controlling directivity using a plurality of antenna elements, wherein a first transmission frequency converting means for converting a frequency of a transmission signal using a frequency-variable local oscillator. And an in-phase distribution means for distributing the signal converted by the first transmission frequency conversion means in the same phase corresponding to each antenna element, and a phase and amplitude of each signal distributed by the in-phase distribution means. There is provided a weighting means for weighting, and a second transmission frequency conversion means for frequency-converting each signal weighted by the weighting means to a desired frequency and transmitting the signal to each antenna element.

【0013】請求項7記載の発明は、複数のアンテナ素
子を用い指向性を制御する指向性アンテナ装置におい
て、送信信号を周波数可変の局部発振器を用いて周波数
変換する第1の送信用周波数変換手段と、この第1の送
信用周波数変換手段にて変換した信号を各アンテナ素子
に対応して同位相に分配する同相分配手段と、この同相
分配手段にて分配された各信号をそれぞれデジタル信号
に変換するアナログ/デジタル変換手段と、この変換手
段にて変換した各デジタル信号を取込みデジタル処理に
より各信号の位相及び振幅の重み付けを行うデジタル信
号処理手段と、このデジタル信号処理手段にて処理した
各信号をそれぞれアナログ信号に変換するデジタル/ア
ナログ変換手段と、この変換手段にて変換した各アナロ
グ信号をそれぞれ所望の周波数に周波数変換して各アン
テナ素子に送信する第2の送信用周波数変換手段とを備
えたことにある。
According to a seventh aspect of the present invention, in a directional antenna apparatus for controlling directivity using a plurality of antenna elements, a first transmission frequency conversion means for converting a transmission signal using a frequency-variable local oscillator. And in-phase distribution means for distributing the signal converted by the first transmission frequency conversion means in the same phase corresponding to each antenna element, and converting each signal distributed by the in-phase distribution means into a digital signal. Analog / digital converting means for converting, digital signal processing means for taking in each digital signal converted by this converting means, weighting the phase and amplitude of each signal by digital processing, and each digital signal processed by this digital signal processing means Digital / analog conversion means for converting each signal into an analog signal, and each analog signal converted by this In that it comprises a and a second transmission frequency conversion means and transmits the frequency-converted to respective antenna elements to frequency.

【0014】請求項8記載の発明は、複数のアンテナ素
子を用い指向性を制御する指向性アンテナ装置におい
て、送信信号を周波数可変の局部発振器を用いて周波数
変換する第1の送信用周波数変換手段と、この第1の送
信用周波数変換手段にて変換した信号をデジタル信号に
変換するアナログ/デジタル変換手段と、この変換手段
にて変換したデジタル信号を取込みデジタル処理により
各アンテナ素子に対応して同位相に分配し、さらにこの
分配した各信号の位相及び振幅の重み付けを行うデジタ
ル信号処理手段と、このデジタル信号処理手段にて処理
した各信号をそれぞれアナログ信号に変換するデジタル
/アナログ変換手段と、この変換手段にて変換した各ア
ナログ信号をそれぞれ所望の周波数に周波数変換して各
アンテナ素子に送信する第2の送信用周波数変換手段と
を備えたことにある。
According to the present invention, in a directional antenna apparatus for controlling directivity using a plurality of antenna elements, a first transmission frequency converting means for converting a frequency of a transmission signal using a frequency-variable local oscillator. Analog / digital conversion means for converting a signal converted by the first transmission frequency conversion means into a digital signal, and taking in the digital signal converted by the conversion means and performing digital processing corresponding to each antenna element. Digital signal processing means for distributing the signals in the same phase and weighting the phases and amplitudes of the distributed signals; and digital / analog converting means for converting the signals processed by the digital signal processing means into analog signals. Each analog signal converted by this conversion means is frequency-converted to a desired frequency and transmitted to each antenna element. In that a second transmission frequency conversion means that.

【0015】請求項9記載の発明は、請求項7又は8記
載の指向性アンテナ装置において、デジタル信号処理部
は、予め所望波方向と不要波方向の組合わせにより計算
した位相及び振幅の重み付け係数を記憶した参照テーブ
ルを備え、この参照テーブルの位相及び振幅の重み付け
係数を用いて各信号の位相及び振幅の重み付けを行うこ
とにある。
According to a ninth aspect of the present invention, in the directional antenna device according to the seventh or eighth aspect, the digital signal processing section includes a phase and amplitude weighting coefficient calculated in advance by a combination of a desired wave direction and an unnecessary wave direction. Is provided, and the phase and amplitude weighting of each signal is performed using the phase and amplitude weighting coefficients of the reference table.

【0016】請求項10記載の発明は、複数のアンテナ
素子を用い指向性を制御する指向性アンテナ装置におい
て、受信部、送信部及びこの受信部、送信部に対して各
アンテナ素子を共用させるためのアンテナ共用部並びに
デジタル処理により各信号の位相及び振幅の重み付けを
行うデジタル信号処理手段を備え、受信部は、各アンテ
ナ素子が受信した信号の周波数をそれぞれ変換する第1
の受信用周波数変換手段と、この第1の受信用周波数変
換手段にて変換した各信号をそれぞれデジタル信号に変
換してデジタル信号処理部に供給する第1のアナログ/
デジタル変換手段と、デジタル信号処理手段にて処理し
た各信号をそれぞれアナログ信号に変換する第1のデジ
タル/アナログ変換手段と、この変換手段にて変換した
各アナログ信号を加算する加算手段と、この加算手段に
て加算した信号を周波数可変の局部発振器を用いて周波
数変換する第2の受信用周波数変換手段とを設け、送信
部は、送信信号を周波数可変の局部発振器を用いて周波
数変換する第1の送信用周波数変換手段と、この第1の
送信用周波数変換手段にて変換した信号を各アンテナ素
子に対応して同位相に分配する同相分配手段と、この同
相分配手段にて分配された各信号をそれぞれデジタル信
号に変換してデジタル信号処理部に供給する第2のアナ
ログ/デジタル変換手段と、デジタル信号処理手段にて
処理した各信号をそれぞれアナログ信号に変換する第2
のデジタル/アナログ変換手段と、この変換手段にて変
換した各アナログ信号をそれぞれ所望の周波数に周波数
変換して各アンテナ素子に送信する第2の送信用周波数
変換手段とを設けたことにある。
According to a tenth aspect of the present invention, in a directional antenna device for controlling directivity using a plurality of antenna elements, a receiving unit, a transmitting unit, and a common antenna unit for the receiving unit and the transmitting unit. And a digital signal processing means for weighting the phase and amplitude of each signal by digital processing, and the receiving section converts the frequency of the signal received by each antenna element to a first signal.
And a first analog / digital converter that converts each signal converted by the first receiving frequency converter into a digital signal and supplies the digital signal to a digital signal processing unit.
Digital conversion means, first digital / analog conversion means for converting each signal processed by the digital signal processing means into an analog signal, addition means for adding each analog signal converted by this conversion means, Second reception frequency conversion means for converting the frequency of the signal added by the addition means using a frequency-variable local oscillator, wherein the transmission unit converts the frequency of the transmission signal using the frequency-variable local oscillator. 1 transmission frequency conversion means, in-phase distribution means for distributing the signal converted by the first transmission frequency conversion means in the same phase corresponding to each antenna element, and distributed by the in-phase distribution means. A second analog / digital conversion unit that converts each signal into a digital signal and supplies the digital signal to a digital signal processing unit; Second converting into respectively an analog signal
And a second transmission frequency conversion means for converting each analog signal converted by the conversion means into a desired frequency and transmitting the converted signal to each antenna element.

【0017】請求項11記載の発明は、複数のアンテナ
素子を用い指向性を制御する指向性アンテナ装置におい
て、受信部、送信部及びこの受信部、送信部に対して各
アンテナ素子を共用させるためのアンテナ共用部並びに
デジタル処理により受信時には取込んだ各信号の位相及
び振幅の重み付けを行った後、この重み付けを行った各
信号の加算を行い、また、送信時には取込んだ信号を各
アンテナ素子に対応して同位相に分配した後、この分配
した各信号の位相及び振幅の重み付けを行うデジタル信
号処理手段を備え、受信部は、各アンテナ素子が受信し
た信号の周波数をそれぞれ変換する第1の受信用周波数
変換手段と、この第1の受信用周波数変換手段にて変換
した各信号をそれぞれデジタル信号に変換してデジタル
信号処理部に供給する第1のアナログ/デジタル変換手
段と、デジタル信号処理手段にて加算処理した信号をア
ナログ信号に変換する第1のデジタル/アナログ変換手
段と、この変換手段にて変換したアナログ信号を周波数
可変の局部発振器を用いて周波数変換する第2の受信用
周波数変換手段とを設け、送信部は、送信信号を周波数
可変の局部発振器を用いて周波数変換する第1の送信用
周波数変換手段と、この第1の送信用周波数変換手段に
て変換した信号をデジタル信号に変換してデジタル信号
処理部に供給する第2のアナログ/デジタル変換手段
と、デジタル信号処理手段にて処理した各信号をそれぞ
れアナログ信号に変換する第2のデジタル/アナログ変
換手段と、この変換手段にて変換した各アナログ信号を
それぞれ所望の周波数に周波数変換して各アンテナ素子
に送信する第2の送信用周波数変換手段とを設けたこと
にある。
According to an eleventh aspect of the present invention, in a directional antenna apparatus for controlling directivity using a plurality of antenna elements, a receiving unit, a transmitting unit, and a common antenna unit for the receiving unit and the transmitting unit. After performing weighting on the phase and amplitude of each signal captured during reception by digital common processing and digital processing, addition of the weighted signals is performed, and the signal captured during transmission is transmitted to each antenna element. And a digital signal processing means for weighting the phase and amplitude of each of the divided signals after the distribution, and the receiving unit converts the frequency of the signal received by each antenna element into a first signal. And the respective signals converted by the first receiving frequency converter are converted into digital signals and supplied to the digital signal processing unit. A first analog / digital converter, a first digital / analog converter for converting the signal added by the digital signal processor into an analog signal, and a frequency-variable analog signal converted by the converter. A second receiving frequency converting unit for performing frequency conversion using a local oscillator; and a transmitting unit, wherein the first transmitting frequency converting unit for performing frequency conversion on a transmission signal using a frequency-variable local oscillator is provided. A second analog / digital conversion means for converting a signal converted by the first transmission frequency conversion means into a digital signal and supplying the digital signal to a digital signal processing unit, and converting each signal processed by the digital signal processing means into an analog signal Second digital / analog conversion means for converting the analog signals into analog signals, and converting each analog signal converted by the conversion means into a desired frequency. A second transmission frequency converting means for transmitting to each antenna element in the provision.

【0018】請求項12記載の発明は、請求項10又は
11記載の指向性アンテナ装置において、デジタル信号
処理部は、予め所望波方向と不要波方向の組合わせによ
り計算した位相及び振幅の重み付け係数を記憶した参照
テーブルを備え、この参照テーブルの位相及び振幅の重
み付け係数を用いて各信号の位相及び振幅の重み付けを
行うことにある。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the directional antenna apparatus according to the tenth or eleventh aspect, the digital signal processing unit includes a phase and amplitude weighting coefficient calculated in advance by a combination of a desired wave direction and an unnecessary wave direction. Is provided, and the phase and amplitude weighting of each signal is performed using the phase and amplitude weighting coefficients of the reference table.

【0019】請求項13記載の発明は、請求項10、1
1又は12記載の指向性アンテナ装置において、受信部
は、第2の受信用周波数変換手段にて周波数変換した信
号を光信号に変換して送信する第1の光送信手段と、こ
の第1の光送信手段からの光信号を受光して電気信号に
変換し外部に出力する第1の光受信手段とからなる受信
系インターフェースを備え、送信部は、外部からの送信
信号を光信号に変換して送信する第2の光送信手段と、
この第2の光送信手段からの光信号を受光して電気信号
に変換し第1の送信用周波数変換手段に供給する第2の
光受信手段とからなる送信系インターフェースを備えた
ことにある。
The invention according to claim 13 is the invention according to claims 10 and 1
13. The directional antenna device according to 1 or 12, wherein the receiving unit converts the signal frequency-converted by the second reception frequency conversion unit into an optical signal and transmits the optical signal, and the first optical transmission unit. A first optical receiving unit that receives an optical signal from the optical transmitting unit, converts the received optical signal into an electric signal, and outputs the electric signal to the outside; and the transmitting unit converts the externally transmitted signal into an optical signal. Second optical transmission means for transmitting the
A transmission system interface including a second optical receiving unit that receives the optical signal from the second optical transmitting unit, converts the optical signal into an electric signal, and supplies the electric signal to the first transmitting frequency converting unit.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して説明する。先ず、本発明の指向性アンテナ装置の使
用形態について述べると、図1に示すように、指向性ア
ンテナ装置11を基地局や端末局に既に設置されている
既存の無線機12に接続して使用する場合は、無線機1
2のアンテナ121を取り除き、例えば、この無線機1
2の受信系のIF(中間周波)アンプ122の入力端子
に接続する。前記無線機12は本来、アンテナ121で
受信した信号をRF(無線周波)アンプ123で増幅し
た後、周波数変換器124で周波数変換し、これを前記
IFアンプ122で増幅し、さらに、検波器(DET)
125で検波して受信データを得るようになっている。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, a mode of use of the directional antenna device of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, a directional antenna device 11 is connected to an existing wireless device 12 already installed in a base station or a terminal station for use. If you do, radio 1
2 antenna 121, for example, this radio 1
2 is connected to the input terminal of the IF (intermediate frequency) amplifier 122 of the receiving system. The radio device 12 originally amplifies the signal received by the antenna 121 with an RF (radio frequency) amplifier 123, converts the frequency with a frequency converter 124, amplifies the frequency with the IF amplifier 122, and further detects the signal with a detector ( DET)
At 125, the received data is detected by detection.

【0021】前記指向性アンテナ装置11は無線機12
が受信する特定周波数帯の電波をアダプティブアレーア
ンテナの各アンテナ素子13で受信すると、周波数を下
げて最適な指向性制御を行い、受信信号の周波数を無線
機12のIF周波数(中間周波数)まで上げてIFアン
プ122に供給するようになる。前記指向性アンテナ装
置11は、各アンテナ素子13に重み係数を設定し、所
望波方向には強い指向性を持たせ、マルチパスや電子レ
ンジなどの不要波には弱い指向性を持たせることで通信
の信頼性を上げる。
The directional antenna device 11 includes a radio 12
When the antenna receives a radio wave of a specific frequency band with each antenna element 13 of the adaptive array antenna, the frequency is lowered to perform optimal directivity control, and the frequency of the received signal is raised to the IF frequency (intermediate frequency) of the radio device 12. To be supplied to the IF amplifier 122. The directional antenna device 11 sets a weighting factor for each antenna element 13 so as to have a strong directivity in a desired wave direction and a weak directivity in an unnecessary wave such as a multipath or a microwave oven. Improve communication reliability.

【0022】なお、前記指向性アンテナ装置11を無線
機12の受信系の周波数変換器124の入力端子に接続
してもよい。この場合は、指向性アンテナ装置11から
の信号の周波数を無線機12のRFアンプ123から周
波数変換器124に供給する信号のRF周波数(無線周
波数)に合せることになる。
Note that the directional antenna device 11 may be connected to an input terminal of a frequency converter 124 in a receiving system of the radio device 12. In this case, the frequency of the signal from the directional antenna device 11 is matched with the RF frequency (radio frequency) of the signal supplied from the RF amplifier 123 of the wireless device 12 to the frequency converter 124.

【0023】なお、ここでは受信系について述べたが送
信系の場合には、例えば、無線機12からRF周波数の
送信信号を取込み、この送信信号の周波数を下げて各ア
ンテナ素子への信号の同相分配を行ってから各信号毎に
最適な指向性制御を行い、その後、この各信号の周波数
を無線機12が使用する特定の周波数帯域の信号に変換
し各アンテナ素子13から送信信号として送信すること
になる。
Although the reception system has been described here, in the case of the transmission system, for example, a transmission signal of an RF frequency is taken from the radio device 12 and the frequency of the transmission signal is lowered to in-phase the signal to each antenna element. After distribution, optimal directivity control is performed for each signal, and thereafter, the frequency of each signal is converted into a signal in a specific frequency band used by the radio device 12 and transmitted as a transmission signal from each antenna element 13. Will be.

【0024】(第1の実施の形態)この実施の形態は受
信部のみを備えた指向性アンテナ装置の例について述べ
る。図2に示すように、指向性アンテナ装置11は、ア
ダプティブアレーアンテナの各アンテナ素子13で既存
の無線機12が使用する特定の周波数帯の電波を受信す
るようになっている。そして受信により得た各信号を複
数のローノイズアンプ(LNA)14でそれぞれ増幅
し、これを第1の受信用周波数変換手段である複数の周
波数変換器15でそれぞれ低い周波数信号に変換するよ
うになっている。前記各周波数変換器15で周波数変換
した各信号をアナログ/デジタル(以下、A/Dと称す
る。)変換手段である複数のA/D変換器16でそれぞ
れデジタル信号に変換してデジタル信号処理手段として
のデジタル信号処理部17に供給している。なお、各周
波数変換器15で受信周波数を周波数変換により低い周
波数に変換しているのは、前記デジタル信号処理部17
で処理する場合に、周波数が低い方が感度、選択度及び
安定度が増すためである。
(First Embodiment) In this embodiment, an example of a directional antenna device having only a receiving section will be described. As shown in FIG. 2, the directional antenna device 11 receives radio waves of a specific frequency band used by the existing wireless device 12 at each antenna element 13 of the adaptive array antenna. Each signal obtained by reception is amplified by a plurality of low-noise amplifiers (LNAs) 14, and the amplified signals are converted into low-frequency signals by a plurality of frequency converters 15, which are first receiving frequency converters. ing. A plurality of A / D converters 16 as analog / digital (hereinafter, referred to as A / D) converters convert the respective signals frequency-converted by the respective frequency converters 15 into digital signals, and convert the signals into digital signals. As a digital signal processing unit 17. The reason why each frequency converter 15 converts the reception frequency to a lower frequency by frequency conversion is that the digital signal processor 17
This is because the lower the frequency, the higher the sensitivity, selectivity, and stability when performing the processing.

【0025】前記デジタル信号処理部17は、演算機能
に優れた1チップマイコンや汎用CPU、DSPなどか
らなり、各A/D変換器16からのデジタル信号を個々
にデジタル信号処理を行って指向性を最適に制御するた
めに振幅と位相の重み付けを行い、デジタル/アナログ
(以下、D/Aと称する。)変換手段である複数のD/
A変換器18にそれぞれ供給している。
The digital signal processing unit 17 is composed of a one-chip microcomputer, a general-purpose CPU, a DSP, and the like having excellent arithmetic functions. Is weighted in order to optimally control the digital signal and a plurality of digital / analog (hereinafter, referred to as D / A) conversion means.
These are supplied to the A converters 18 respectively.

【0026】前記デジタル信号処理部17は、例えば、
予め記憶してある位相と振幅の重み付け係数、現時点の
受信信号とその1つ前の受信信号を比較して決定した重
み付け係数、現時点の受信信号としての所望波の参照信
号とその1つ前の受信信号を比較して決定した重み付け
係数により、入力した各デジタル信号に対して演算処理
を施し位相と振幅の重み付けを行うようになっている。
The digital signal processing unit 17 includes, for example,
The phase and amplitude weighting coefficients stored in advance, the weighting coefficient determined by comparing the current reception signal with the immediately preceding reception signal, the reference signal of the desired wave as the current reception signal and the immediately preceding reception signal According to the weighting coefficient determined by comparing the received signals, arithmetic processing is performed on each input digital signal to weight the phase and the amplitude.

【0027】前記各D/A変換器18はデジタル信号処
理部17からの重み付けした各デジタル信号をアナログ
信号に変換し加算器19に供給している。前記加算器1
9は各アナログ信号を加算して第2の受信用周波数変換
手段である周波数変換器20に供給している。こうし
て、前記加算器19からのアナログ信号は指向性が最適
に制御された信号になる。
The D / A converters 18 convert the weighted digital signals from the digital signal processing unit 17 into analog signals and supply the analog signals to an adder 19. The adder 1
Numeral 9 adds each analog signal and supplies it to a frequency converter 20, which is a second receiving frequency converter. Thus, the analog signal from the adder 19 becomes a signal whose directivity is optimally controlled.

【0028】前記周波数変換器20は、周波数を可変設
定できる局部発振器20aを備え、この局部発振器20
aの周波数を設定して入力する信号の周波数を既存の無
線機12のRF周波数まで上げ、これを無線機12との
整合を取るバッファなどからなるインターフェース(以
下、I/Fと称する。)部21を介して前記無線機12
の周波数変換器124に供給するようになっている。
The frequency converter 20 has a local oscillator 20a whose frequency can be set variably.
An interface (hereinafter, referred to as an I / F) unit including a buffer or the like for setting the frequency of a and increasing the frequency of the input signal to the RF frequency of the existing wireless device 12 and matching this with the wireless device 12. 21 through the wireless device 12
Is supplied to the frequency converter 124 of FIG.

【0029】このような構成においては、複数のアンテ
ナ素子13で無線機12が用いる特定の周波数帯の電波
を受信すると、この各受信信号を周波数変換器15でそ
れぞれ低い周波数の信号に変換し、さらに、各A/D変
換器16でデジタル信号に変換してからデジタル信号処
理部17でそれぞれ演算処理を行って振幅と位相の重み
付けを行い、この重み付けを行った各デジタル信号をそ
れぞれ各D/A変換器18でアナログ信号に変換した後
加算して指向性が最適に制御されたアナログ信号を得
る。そして、このアナログ信号を周波数変換器20でR
F周波数まで周波数を上げてからI/F部21を介して
既存の無線機12の周波数変換器124に供給する。
In such a configuration, when a plurality of antenna elements 13 receive radio waves in a specific frequency band used by the radio device 12, the respective received signals are converted into signals of lower frequencies by the frequency converter 15, respectively. Further, each of the A / D converters 16 converts the digital signal into a digital signal, and then performs arithmetic processing in the digital signal processing unit 17 to weight the amplitude and phase. After being converted into an analog signal by the A-converter 18 and added, an analog signal whose directivity is optimally controlled is obtained. Then, this analog signal is converted by the frequency converter 20 into R
After increasing the frequency to the F frequency, the frequency is supplied to the frequency converter 124 of the existing wireless device 12 via the I / F unit 21.

【0030】無線機12では、指向性アンテナ装置11
からの信号を周波数変換器124でIF周波数の信号に
変換し、これをIFアンプ122で増幅してから検波器
125で検波して受信データを得る。
In the radio device 12, the directional antenna device 11
Is converted into an IF frequency signal by a frequency converter 124, amplified by an IF amplifier 122, and then detected by a detector 125 to obtain received data.

【0031】このように、既存の無線機12のアンテナ
121を取り外し、代わりにこの指向性アンテナ装置1
1をこの無線機12の周波数変換器124の入力端子に
接続するのみでよく、無線機の全体のシステムを変更す
ることなく指向性アンテナ装置を既存の無線機に簡単に
取付けることができる。しかも、受信信号に対する重み
付けをデジタル信号処理によって行っているので、安定
した振幅及び位相の重み付けができ、また、重み付けを
アナログで行う場合に比べて装置の小形化を図ることが
できる。
As described above, the antenna 121 of the existing radio device 12 is removed, and the directional antenna device 1
1 only needs to be connected to the input terminal of the frequency converter 124 of the wireless device 12, and the directional antenna device can be easily attached to the existing wireless device without changing the entire system of the wireless device. Moreover, since weighting of the received signal is performed by digital signal processing, stable amplitude and phase weighting can be performed, and the size of the apparatus can be reduced as compared with a case where weighting is performed in analog.

【0032】(第2の実施の形態)この実施の形態も受
信部のみを備えた指向性アンテナ装置の例について述べ
る。なお、前述した第1の実施の形態と同一の部分には
同一の符号を付し異なる部分について述べる。
(Second Embodiment) In this embodiment, an example of a directional antenna device having only a receiving section will be described. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and different parts will be described.

【0033】図3に示すように、デジタル処理手段とし
て、デジタル変換された各受信信号に対してデジタル信
号処理により指向性を最適に制御するために各信号の振
幅と位相の重み付けを行った後、各信号を加算処理する
デジタル信号処理部171を設けている。そして、前記
デジタル信号処理部171からの加算処理したデジタル
信号をD/A変換器181でアナログ信号に変換して周
波数変換器20に供給している。
As shown in FIG. 3, the digital processing means weights the amplitude and phase of each digitally converted received signal in order to optimally control directivity by digital signal processing. , A digital signal processing unit 171 for adding each signal. Then, the digital signal subjected to the addition processing from the digital signal processing unit 171 is converted into an analog signal by the D / A converter 181 and supplied to the frequency converter 20.

【0034】局部発振器20aの周波数を設定して前記
周波数変換器20に入力する信号の周波数を既存の無線
機12のIF周波数まで上げ、これをI/F部21を介
して前記無線機12のIFアンプ122に供給する。無
線機12では、指向性アンテナ装置11からの信号をI
Fアンプ122で増幅してから検波器125で検波して受
信データを得る。その他の構成は前述した第1の実施の
形態と同一である。
The frequency of the local oscillator 20a is set, the frequency of the signal input to the frequency converter 20 is increased to the IF frequency of the existing radio equipment 12, and this is transmitted to the radio equipment 12 via the I / F unit 21. It is supplied to the IF amplifier 122. In the radio device 12, the signal from the directional antenna device 11 is
The signal is amplified by the F amplifier 122 and then detected by the detector 125 to obtain received data. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

【0035】このような構成においては、既存の無線機
12のアンテナ121を取外し、代わりに、この指向性
アンテナ装置11を、この無線機12のIFアンプ12
2に接続するのみでよく、前述した第1の実施の形態と
同様の作用効果が得られるものである。
In such a configuration, the antenna 121 of the existing radio 12 is removed, and the directional antenna device 11 is replaced with the IF amplifier 12 of the radio 12.
It is only necessary to connect to the second embodiment, and the same operation and effect as in the first embodiment can be obtained.

【0036】また、第1、第2の実施の形態の構成で
は、指向性アンテナ装置11の周波数変換器20に備わ
る局部発振器20aの周波数の設定を可変することによ
り、既知の無線機12の受信系のIF部またはRF部に
指向性アンテナ装置11を接続することが可能となる。
In the configuration of the first and second embodiments, the setting of the frequency of the local oscillator 20a provided in the frequency converter 20 of the directional antenna device 11 is varied, so that the reception of the known radio 12 The directional antenna device 11 can be connected to the IF section or the RF section of the system.

【0037】さらに、この実施の形態では、デジタル信
号処理部171で加算処理も行っているので、使用する
D/A変換器の数を1個に減らすことができるとともに
加算器も不要にでき、装置をさらに小形化できる。
Further, in this embodiment, since the addition processing is also performed in the digital signal processing section 171, the number of D / A converters to be used can be reduced to one and the adder can be dispensed with. The device can be further miniaturized.

【0038】(第3の実施の形態)この実施の形態も受
信部のみを備えた指向性アンテナ装置の例について述べ
る。なお、前述した各実施の形態と同一の部分には同一
の符号を付し異なる部分について述べる。
(Third Embodiment) In this embodiment, an example of a directional antenna device having only a receiving section will be described. The same parts as those in the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and different parts will be described.

【0039】図4に示すように、第2の受信用周波数変
換手段として、外部の発信源である既存の無線機12の
周波数変換器124の局部発振器124aからの周波数信
号をI/F部211を介して取込み、この周波数信号を
用いて周波数変換する周波数変換器201を使用してい
る。そして、この周波数変換器201で周波数変換した
信号を前記I/F部211を介して前記無線機12のI
Fアンプ122に供給している。その他の構成は前述し
た第2の実施の形態と同一である。
As shown in FIG. 4, a frequency signal from a local oscillator 124a of a frequency converter 124 of an existing radio device 12, which is an external transmission source, is used as a second reception frequency conversion means by an I / F unit 211. , And a frequency converter 201 for performing frequency conversion using this frequency signal is used. The signal frequency-converted by the frequency converter 201 is transmitted to the I / F
It is supplied to the F amplifier 122. Other configurations are the same as those of the above-described second embodiment.

【0040】無線機12における周波数変換器124の
局部発振器124aはIF周波数の信号を作るためのもの
であり、この局部発振器124aからの周波数信号を使用
して指向性アンテナ装置11側の周波数変換器201で
の周波数変換を行えば、周波数変換後の信号をI/F部
211を介してそのまま無線機12のIFアンプ122
に入力させることができる。
The local oscillator 124a of the frequency converter 124 in the radio unit 12 is for producing a signal of the IF frequency, and the frequency converter of the directional antenna device 11 side is used by using the frequency signal from the local oscillator 124a. When the frequency conversion in 201 is performed, the signal after the frequency conversion is directly passed through the I / F section 211 to the IF amplifier 122 of the wireless device 12.
Can be entered.

【0041】このような構成においても前述した第1の
実施の形態と同様の作用効果が得られるものである。ま
た、信号に対する振幅と位相の重み付けを行った後に加
算処理するデジタル信号処理部171を使用しているの
で、前述した第2の実施の形態と同様、使用するD/A
変換器の数を1個に減らすことができるとともに加算器
も不要にできるので、装置をさらに小形化できる。ま
た、周波数変換器201自体の構成は簡単になる。
With such a structure, the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained. Further, since the digital signal processing unit 171 that performs addition processing after weighting the amplitude and phase of the signal is used, the D / A to be used is similar to the second embodiment described above.
Since the number of converters can be reduced to one and an adder can be dispensed with, the size of the device can be further reduced. Further, the configuration of the frequency converter 201 itself is simplified.

【0042】(第4の実施の形態)この実施の形態も受
信部のみを備えた指向性アンテナ装置の例について述べ
る。なお、前述した各実施の形態と同一の部分には同一
の符号を付し異なる部分について述べる。
(Fourth Embodiment) This embodiment also describes an example of a directional antenna device having only a receiving section. The same parts as those in the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and different parts will be described.

【0043】図5に示すように、第2の受信用周波数変
換手段として、外部にある周波数可変形の局部発振器2
2を発信源とし、この局部発振器22からの周波数信号
をI/F部211を介して取込み、この周波数信号を用
いて周波数変換する周波数変換器201を使用してい
る。そして、この周波数変換器201で周波数変換した
信号を前記I/F部211を介して前記無線機12のI
Fアンプ122に供給している。その他の構成は前述し
た第3の実施の形態と同一である。
As shown in FIG. 5, as a second receiving frequency converting means, an externally variable frequency local oscillator 2 is provided.
2, a frequency converter 201 which takes in a frequency signal from the local oscillator 22 via the I / F section 211 and performs frequency conversion using the frequency signal is used. The signal frequency-converted by the frequency converter 201 is transmitted to the I / F
It is supplied to the F amplifier 122. Other configurations are the same as those of the third embodiment.

【0044】このものにおいては、局部発振器22の周
波数を設定して周波数変換器201での信号を既存の無
線機12のIF周波数に上げ、周波数変換後の信号をI
/F部211を介して無線機12のIFアンプ122に
入力させる。
In this embodiment, the frequency of the local oscillator 22 is set, the signal from the frequency converter 201 is raised to the IF frequency of the existing radio device 12, and the signal after the frequency conversion is
The signal is input to the IF amplifier 122 of the wireless device 12 via the / F unit 211.

【0045】このような構成においても前述した第1の
実施の形態と同様の作用効果が得られるものである。ま
た、信号に対する振幅と位相の重み付けを行った後に加
算処理するデジタル信号処理部171を使用しているの
で、前述した第2の実施の形態と同様、使用するD/A
変換器の数を1個に減らすことができるとともに加算器
も不要にできるので、装置をさらに小形化できる。ま
た、周波数変換器201自体の構成は簡単になる。
With such a configuration, the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained. Further, since the digital signal processing unit 171 that performs addition processing after weighting the amplitude and phase of the signal is used, the D / A to be used is similar to the second embodiment described above.
Since the number of converters can be reduced to one and an adder can be dispensed with, the size of the device can be further reduced. Further, the configuration of the frequency converter 201 itself is simplified.

【0046】(第5の実施の形態)この実施の形態も受
信部のみを備えた指向性アンテナ装置の例について述べ
る。なお、前述した各実施の形態と同一の部分には同一
の符号を付し異なる部分について述べる。
(Fifth Embodiment) This embodiment also describes an example of a directional antenna device having only a receiving section. The same parts as those in the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and different parts will be described.

【0047】図6に示すように、デジタル処理手段とし
て、事前計算処理部17aにより予め所望波方向と不要
波方向の組合わせにより振幅と位相の重み付け係数を計
算して参照テーブル17bに記憶し、デジタル信号処理
により指向性を最適に制御するために各信号を前記参照
テーブル17bの振幅と位相の重み付け係数を用いて振
幅と位相の重み付けを行った後、各信号を加算処理する
デジタル信号処理部172を設けている。そして、前記
デジタル信号処理部172からの加算処理したデジタル
信号をD/A変換器181でアナログ信号に変換し周波
数変換器20で周波数変換しI/F部21を介して既存
の無線機12の周波数変換器124に供給している。そ
の他の構成は前述した第2の実施の形態と同一である。
As shown in FIG. 6, as a digital processing means, a weighting coefficient for amplitude and phase is calculated in advance by a combination of a desired wave direction and an unnecessary wave direction by a pre-calculation processing unit 17a and stored in a reference table 17b. A digital signal processing unit for performing weighting of the amplitude and phase of each signal using the amplitude and phase weighting coefficients of the reference table 17b in order to optimally control the directivity by digital signal processing, and then adding each signal. 172 are provided. Then, the digital signal subjected to the addition processing from the digital signal processing unit 172 is converted into an analog signal by the D / A converter 181, frequency-converted by the frequency converter 20, and converted into an analog signal by the I / F unit 21. It is supplied to the frequency converter 124. Other configurations are the same as those of the above-described second embodiment.

【0048】このような構成においても前述した第1の
実施の形態と同様の作用効果が得られるものである。ま
た、前述した第2の実施の形態と同様、デジタル信号処
理部172で加算処理も行っているので、使用するD/
A変換器の数を1個に減らすことができるとともに加算
器も不要にでき、装置をさらに小形化できる。
With such a configuration, the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained. Since the digital signal processing unit 172 also performs the addition processing as in the second embodiment, the D / D
The number of A converters can be reduced to one, and an adder can be dispensed with, so that the device can be further downsized.

【0049】また、参照テーブル17bを設け、各信号
をこの参照テーブル17bの振幅と位相の重み付け係数
を用いて振幅と位相の重み付け処理を行うので、参照テ
ーブルの内容を書換えることにより設定する重み付け係
数の変更が容易にでき、従って、電波伝搬環境が変化す
ればそれに応じて参照テーブル17bの重み付け係数を
変更すればよく、電波伝搬環境に適した重み付け処理が
できる。
Also, since a reference table 17b is provided and each signal is subjected to amplitude and phase weighting processing using the amplitude and phase weighting coefficients of the reference table 17b, the weighting set by rewriting the contents of the reference table is performed. The coefficient can be easily changed. Therefore, if the radio wave propagation environment changes, the weighting coefficient of the reference table 17b may be changed accordingly, and a weighting process suitable for the radio wave propagation environment can be performed.

【0050】なお、この実施の形態では、各信号の振幅
と位相の重み付けを行った後に加算処理するデジタル信
号処理部に参照テーブルを設けた場合を例として述べた
が必ずしもこれに限定するものではなく、第1の実施の
形態のように各信号の振幅と位相の重み付けのみを行う
デジタル信号処理部に参照テーブルを設けてもよい。
In this embodiment, a case has been described as an example where a reference table is provided in a digital signal processing unit that performs addition processing after weighting the amplitude and phase of each signal. However, the present invention is not necessarily limited to this. Instead, a reference table may be provided in a digital signal processing unit that only weights the amplitude and phase of each signal as in the first embodiment.

【0051】(第6の実施の形態)この実施の形態は送
信部のみを備えた指向性アンテナ装置の例について述べ
る。図7に示すように、既存の無線機32において送信
データを変調器(MOD)321で変調し、送信系のI
Fアンプ322で増幅し、これを送信系の周波数変換器
323でRF周波数に変換したものを指向性アンテナ装
置31に供給するようにしている。なお、既存の無線機
32においては周波数変換器323でRF周波数に変換
した信号をRFアンプ324で増幅した後、アンテナ3
25から電波として送信するようになっているが、ここ
ではアンテナ325を取り外して使用している。
(Sixth Embodiment) In this embodiment, an example of a directional antenna device having only a transmitting section will be described. As shown in FIG. 7, transmission data is modulated by a modulator (MOD) 321 in an existing radio device 32,
The signal is amplified by an F amplifier 322 and converted to an RF frequency by a frequency converter 323 of a transmission system and supplied to the directional antenna device 31. In the existing wireless device 32, after the signal converted to the RF frequency by the frequency converter 323 is amplified by the RF amplifier 324, the antenna 3
Although the radio wave is transmitted from the radio wave 25, the antenna 325 is detached and used here.

【0052】指向性アンテナ装置31は、前記無線機3
2の周波数変換器323からのRF周波数の信号をI/
F部33を介して第1の送信用周波数変換手段である周
波数変換器34に取込むようになっている。前記周波数
変換器34は、周波数を可変設定できる局部発振器34
aを備え、入力するRF周波数の信号を後段の同相分配
器35及びこの同相分配器35が同位相に分配した複数
の信号をそれぞれデジタル信号に変換する複数のA/D
変換器36が処理し易い低い周波数に変換するようにな
っている。
The directional antenna device 31 is
The signal of the RF frequency from the second frequency converter 323 is I /
The signal is taken into a frequency converter 34 which is a first transmission frequency converter via an F unit 33. The frequency converter 34 includes a local oscillator 34 capable of variably setting a frequency.
a, a plurality of A / D converters for converting an input RF frequency signal into a post-stage in-phase distributor 35 and converting a plurality of signals distributed by the in-phase distributor 35 into the same phase into digital signals, respectively.
The converter 36 converts the signal to a low frequency that can be easily processed.

【0053】前記周波数変換器34で周波数変換した信
号を前記同相分配器35で同位相の複数の信号に分配
し、この各信号をそれぞれ複数のA/D変換器36でデ
ジタル信号に変換してデジタル信号処理部37に供給し
ている。前記デジタル信号処理部37は、演算機能に優
れた1チップマイコンや汎用CPU、DSPなどからな
り、各A/D変換器36からのデジタル信号を個々にデ
ジタル信号処理を行って指向性を最適に制御するために
振幅と位相の重み付けを行い、D/A変換手段である複
数のD/A変換器38にそれぞれ供給するようになって
いる。こうして、前記デジタル信号処理部37からの重
み付けされた複数のデジタル信号は指向性が最適に制御
された信号になる。
The signal whose frequency has been converted by the frequency converter 34 is distributed to a plurality of signals having the same phase by the in-phase distributor 35, and each of the signals is converted into a digital signal by a plurality of A / D converters 36. It is supplied to the digital signal processing unit 37. The digital signal processing unit 37 is composed of a one-chip microcomputer, a general-purpose CPU, a DSP, and the like having excellent arithmetic functions, and performs digital signal processing on digital signals from each A / D converter 36 individually to optimize directivity. In order to control, weighting of amplitude and phase is performed, and the weight is supplied to each of a plurality of D / A converters 38 as D / A conversion means. Thus, the plurality of weighted digital signals from the digital signal processing unit 37 are signals whose directivity is optimally controlled.

【0054】前記各D/A変換器38は、それぞれデジ
タル信号をアナログ信号に変換して次段の第2の送信用
周波数変換手段である複数の周波数変換器39にそれぞ
れ供給している。前記各周波数変換器39は、入力する
信号の周波数を既存の無線機32が用いる特定の周波数
帯域の信号に変換するようになっている。そして、この
周波数変換された各信号を複数の電力増幅器(PA)4
0でそれぞれ電力増幅した後、各アンテナ素子41から
送信信号として送信するようになっている。
Each of the D / A converters 38 converts a digital signal into an analog signal, and supplies the analog signal to a plurality of frequency converters 39 which are second transmission frequency conversion means at the next stage. Each of the frequency converters 39 converts a frequency of an input signal into a signal of a specific frequency band used by the existing wireless device 32. Then, each of the frequency-converted signals is supplied to a plurality of power amplifiers (PA) 4.
After the respective powers are amplified by 0, each antenna element 41 transmits the signal as a transmission signal.

【0055】このような構成においては、既存の無線機
32の周波数変換器323からのRF周波数の信号をI
/F部33を介して周波数変換器34に取込み、低い周
波数の信号に変換して同相分配器35に供給する。同相
分配器35は入力信号を同位相の複数の信号に分配し、
この分配した各信号を各A/D変換器36にてデジタル
信号に変換した後デジタル信号処理部37に供給する。
In such a configuration, the signal of the RF frequency from the frequency converter 323 of the existing radio 32 is transmitted to the I
The signal is taken into the frequency converter 34 via the / F section 33, converted into a signal of a low frequency, and supplied to the in-phase distributor 35. The in-phase distributor 35 distributes the input signal into a plurality of signals having the same phase,
Each of the distributed signals is converted into a digital signal by each A / D converter 36 and then supplied to a digital signal processing unit 37.

【0056】そして、このデジタル信号処理部37にて
各デジタル信号を演算処理して振幅と位相の重み付けを
行い、この重み付けを行った各デジタル信号を各D/A
変換器38でアナログ信号に変換し、さらに、各周波数
変換器39で無線機32が用いる特定の周波数帯域の信
号に変換する。そして周波数変換された各信号をそれぞ
れ各電力増幅器40で電力増幅した後、各アンテナ素子
41から送信信号として送信する。
Each digital signal is subjected to arithmetic processing in the digital signal processing section 37 to perform weighting on the amplitude and phase, and each of the weighted digital signals is converted into each D / A signal.
The converter 38 converts the signal into an analog signal, and further converts the signal into a signal in a specific frequency band used by the wireless device 32 with each frequency converter 39. Each of the frequency-converted signals is power-amplified by each power amplifier 40, and then transmitted as a transmission signal from each antenna element 41.

【0057】このように、既存の無線機32のアンテナ
325を取り外し、代わりにこの指向性アンテナ装置3
1をこの無線機32の周波数変換器323の出力端子に
接続するのみでよく、無線機の全体のシステムを変更す
ることなく指向性アンテナ装置を既存の無線機に簡単に
取付けることができる。しかも、送信信号に対する重み
付けをデジタル信号処理によって行っているので、安定
した振幅及び位相の重み付けができ、また、重み付けを
アナログで行う場合に比べて装置の小形化を図ることが
できる。
As described above, the antenna 325 of the existing wireless device 32 is removed, and the directional antenna device 3
1 only needs to be connected to the output terminal of the frequency converter 323 of the radio 32, and the directional antenna device can be easily attached to an existing radio without changing the entire system of the radio. In addition, since weighting of the transmission signal is performed by digital signal processing, stable amplitude and phase weighting can be performed, and the size of the apparatus can be reduced as compared with the case where weighting is performed in analog.

【0058】(第7の実施の形態)この実施の形態も送
信部のみを備えた指向性アンテナ装置の例について述べ
る。なお、前述した第6の実施の形態と同一の部分には
同一の符号を付し異なる部分について述べる。
(Seventh Embodiment) This embodiment will also describe an example of a directional antenna device having only a transmission unit. The same parts as those in the sixth embodiment are denoted by the same reference numerals, and different parts will be described.

【0059】図8に示すように、デジタル処理手段とし
て、デジタル変換された送信信号をデジタル信号処理に
より、先ず同相分配処理し、続いて同相分配した各信号
に対して指向性を最適に制御するために振幅と位相の重
み付けを行うデジタル信号処理部371を設けている。
そして、既存の無線機32のIFアンプ322からのI
F周波数の送信信号をI/F部33を介して周波数変換
器34に取込み、局部発振器34aの周波数を設定して
周波数変換器34でA/D変換器361が処理し易い低
い周波数に周波数変換し、さらに、A/D変換器361
でデジタル信号に変換して前記デジタル信号処理部37
1に供給するようになっている。
As shown in FIG. 8, as digital processing means, digitally converted transmission signals are first subjected to in-phase distribution processing by digital signal processing, and then the directivity of each of the in-phase distributed signals is optimally controlled. For this purpose, a digital signal processing unit 371 for weighting the amplitude and the phase is provided.
Then, I from the IF amplifier 322 of the existing wireless device 32
The transmission signal of the F frequency is taken into the frequency converter 34 via the I / F unit 33, the frequency of the local oscillator 34a is set, and the frequency converter 34 converts the frequency to a low frequency that the A / D converter 361 can easily process. And the A / D converter 361
And converts the digital signal into a digital signal.
1 is supplied.

【0060】前記デジタル信号処理部371は、デジタ
ル信号を同相分配し、さらに同相分配した各信号に対し
て指向性を最適に制御するために振幅と位相の重み付け
を行う。そして、このデジタル信号処理部371で重み
付けされたデジタル信号を各D/A変換器38でアナロ
グ信号に変換するようになっている。その他の構成は前
述した第6の実施の形態と同一である。
The digital signal processing section 371 distributes the digital signal in phase, and weights the amplitude and phase of each in-phase distributed signal in order to optimally control the directivity. The digital signal weighted by the digital signal processing unit 371 is converted into an analog signal by each D / A converter 38. Other configurations are the same as those of the above-described sixth embodiment.

【0061】このような構成においては、既存の無線機
32のアンテナ325を取外し、代わりに、この指向性
アンテナ装置31をこの無線機32のIFアンプ322
に接続するのみでよく、前述した第6の実施の形態と同
様の作用効果が得られるものである。
In such a configuration, the antenna 325 of the existing radio 32 is removed, and the directional antenna device 31 is replaced with the IF amplifier 322 of the radio 32.
, And the same operation and effect as in the sixth embodiment described above can be obtained.

【0062】また、第6、第7の実施の形態の構成で
は、指向性アンテナ装置31の周波数変換器34に備わ
る局部発振器34aの周波数の設定を可変することによ
り、既存の無線機32の送信系のIF部またはRF部に
指向性アンテナ装置31を接続することが可能となる。
In the configurations of the sixth and seventh embodiments, the frequency setting of the local oscillator 34a provided in the frequency converter 34 of the directional antenna device 31 is varied, so that the transmission of the existing radio 32 can be performed. The directional antenna device 31 can be connected to the IF section or the RF section of the system.

【0063】さらに、この実施の形態では、デジタル信
号処理部371で同相分配処理も行っているので、使用
するA/D変換器の数を1個に減らすことができるとと
もに同相分配器も不要にでき、装置をさらに小形化でき
る。
Further, in this embodiment, since the digital signal processing section 371 also performs the in-phase distribution processing, the number of A / D converters to be used can be reduced to one, and the in-phase distributor is not required. The device can be further miniaturized.

【0064】(第8の実施の形態)この実施の形態も送
信部のみを備えた指向性アンテナ装置の例について述べ
る。なお、前述した各実施の形態と同一の部分には同一
の符号を付し異なる部分について述べる。
(Eighth Embodiment) This embodiment also describes an example of a directional antenna device having only a transmission unit. The same parts as those in the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and different parts will be described.

【0065】図9に示すように、デジタル処理手段とし
て、事前計算処理部37aにより予め所望波方向と不要
波方向の組合わせにより振幅と位相の重み付け係数を計
算して参照テーブル37bに記憶し、デジタル変換され
た送信信号をデジタル信号処理により、先ず同相分配処
理し、続いて同相分配した各信号に対して指向性を最適
に制御するために前記参照テーブル37bの振幅と位相
の重み付け係数を用いて振幅と位相の重み付けを行うデ
ジタル信号処理部372を設けている。その他の構成は
第7の実施の形態と同一である。
As shown in FIG. 9, as a digital processing means, a weighting coefficient of amplitude and phase is calculated in advance by a combination of a desired wave direction and an unnecessary wave direction by a pre-calculation processing unit 37a and stored in a reference table 37b. The digitally converted transmission signal is first subjected to in-phase distribution processing by digital signal processing, and then the amplitude and phase weighting coefficients of the reference table 37b are used to optimally control the directivity of each of the in-phase distributed signals. And a digital signal processing unit 372 for weighting the amplitude and the phase. Other configurations are the same as those of the seventh embodiment.

【0066】このような構成においても前述した第6の
実施の形態と同様の作用効果が得られるものである。ま
た、前述した第7の実施の形態と同様、使用するA/D
変換器の数を1個に減らすことができるとともに同相分
配器も不要にでき、装置をさらに小形化できる。
In such a configuration, the same operation and effect as in the sixth embodiment can be obtained. The A / D to be used is the same as in the above-described seventh embodiment.
The number of converters can be reduced to one, and the in-phase distributor can be dispensed with, so that the device can be further downsized.

【0067】また、参照テーブル37bを設け、各信号
をこの参照テーブル37bの振幅と位相の重み付け係数
を用いて振幅と位相の重み付け処理を行うので、参照テ
ーブルの内容を書換えることにより設定する重み付け係
数の変更が容易にでき、従って、電波伝搬環境が変化す
ればそれに応じて参照テーブル37bの重み付け係数を
変更すればよく、電波伝搬環境に適した重み付け処理が
できる。
Further, since a reference table 37b is provided and each signal is subjected to amplitude and phase weighting processing using the amplitude and phase weighting coefficients of the reference table 37b, the weights set by rewriting the contents of the reference table are set. The coefficient can be easily changed. Therefore, if the radio wave propagation environment changes, the weighting coefficient of the lookup table 37b may be changed accordingly, and a weighting process suitable for the radio wave propagation environment can be performed.

【0068】なお、この実施の形態では、送信信号を同
相分配した後、この同相分配した各信号の振幅と位相の
重み付けを行うデジタル信号処理部に参照テーブルを設
けた場合を例として述べたが必ずしもこれに限定するも
のではなく、第6の実施の形態のように各信号の振幅と
位相の重み付けのみを行うデジタル信号処理部に参照テ
ーブルを設けてもよい。
In this embodiment, a case has been described as an example where a transmission signal is distributed in phase and a reference table is provided in a digital signal processor for weighting the amplitude and phase of each signal distributed in phase. The present invention is not necessarily limited to this, and a reference table may be provided in a digital signal processing unit that performs only weighting of the amplitude and phase of each signal as in the sixth embodiment.

【0069】(第9の実施の形態)この実施の形態は受
信部及び送信部の両方を備えた指向性アンテナ装置の例
について述べる。図10に示すように、既存の無線機5
2として、受信系は、RFアンプ522、周波数変換器
523、IFアンプ524及び検波器(DET)525を
設けて受信信号から受信データを取出し、送信系は変調
器(MOD)526、IFアンプ527、周波数変換器5
28及びRFアンプ529を設けて送信データを送信信号
に変換する送受信無線機を使用し、この無線機52の既
存のアンテナ521を取外し、代わりに、指向性アンテ
ナ装置50を接続する。
(Ninth Embodiment) In this embodiment, an example of a directional antenna device having both a receiving unit and a transmitting unit will be described. As shown in FIG.
2, the receiving system is provided with an RF amplifier 522, a frequency converter 523, an IF amplifier 524, and a detector (DET) 525 to extract received data from a received signal, and the transmitting system is a modulator (MOD) 526 and an IF amplifier 527. , Frequency converter 5
A transmission / reception radio for converting transmission data into a transmission signal is provided by using an RF amplifier 529 and an RF amplifier 529. An existing antenna 521 of the radio 52 is removed, and a directional antenna device 50 is connected instead.

【0070】指向性アンテナ装置50の受信部は、アダ
プティブアレーアンテナの各アンテナ素子51で既存の
無線機52が使用する特定の周波数帯の電波を受信する
ようになっている。そして受信により得た各信号をそれ
ぞれアンテナ共用部53を経由して複数のローノイズア
ンプ(LNA)54でそれぞれ増幅し、これを第1の受
信用周波数変換手段である複数の周波数変換器55でそ
れぞれ低い周波数信号に変換するようになっている。
The receiving section of the directional antenna device 50 receives radio waves of a specific frequency band used by the existing radio 52 with each antenna element 51 of the adaptive array antenna. Each signal obtained by reception is amplified by a plurality of low-noise amplifiers (LNAs) 54 via an antenna common unit 53, and is amplified by a plurality of frequency converters 55 as first frequency conversion means for reception. The signal is converted to a low frequency signal.

【0071】前記各周波数変換器55で周波数変換した
各信号を第1のA/D変換手段である複数のA/D変換
器56でそれぞれデジタル信号に変換してデジタル信号
処理手段としてのデジタル信号処理部57に供給してい
る。なお、前記各周波数変換器55で受信周波数を低い
周波数に変換しているのは、前記デジタル信号処理部5
7で処理する場合に、周波数が低い方が感度、選択度及
び安定度が増すためである。
Each of the signals whose frequency has been converted by each of the frequency converters 55 is converted into a digital signal by a plurality of A / D converters 56 serving as first A / D conversion means, and the digital signal is used as digital signal processing means. It is supplied to the processing unit 57. Note that the reason why each of the frequency converters 55 converts the reception frequency to a lower frequency is that the digital signal processor 5
This is because, when the processing is performed in step 7, the lower the frequency, the higher the sensitivity, selectivity, and stability.

【0072】前記デジタル信号処理部57は、演算機能
に優れた1チップマイコンや汎用CPU、DSPなどか
らなり、前記各A/D変換器56からのデジタル信号を
先ず個々にデジタル信号処理を行って指向性を最適に制
御するために振幅と位相の重み付けを行い、続いて、重
み付けを行った各信号を加算処理するようになってい
る。そして、加算処理した信号を第1のD/A変換手段
であるD/A変換器58に供給している。
The digital signal processing unit 57 is composed of a one-chip microcomputer, a general-purpose CPU, a DSP, and the like having excellent arithmetic functions. The digital signal from each of the A / D converters 56 is individually subjected to digital signal processing. In order to optimally control the directivity, the amplitude and the phase are weighted, and then the weighted signals are added. Then, the added signal is supplied to a D / A converter 58 which is a first D / A converter.

【0073】前記デジタル信号処理部57は、例えば、
予め記憶してある位相と振幅の重み付け係数、デジタル
信号処理により1つ前の出力と受信信号を比較して決定
した重み付け係数、あるいは1つ前の出力と所望波の参
照信号とを比較して決定した重み付け係数により、入力
した各デジタル信号に対して演算処理を施し位相と振幅
の重み付けを行うようになっている。
The digital signal processing unit 57 includes, for example,
A phase and amplitude weighting coefficient stored in advance, a weighting coefficient determined by comparing the immediately preceding output with the received signal by digital signal processing, or comparing the immediately preceding output with the reference signal of the desired wave According to the determined weighting coefficient, arithmetic processing is performed on each input digital signal, and phase and amplitude weighting is performed.

【0074】前記D/A変換器58はデジタル信号処理
部57からの指向性が最適に制御されたデジタル信号を
アナログ信号に変換し第2の受信用周波数変換手段であ
る周波数変換器59に供給している。前記周波数変換器
59は、周波数を可変設定できる局部発振器59aを備
え、入力する信号の周波数を既存の無線機52のRF周
波数まで上げ、これを無線機52との整合を取るI/F
部60を介して前記無線機52の周波数変換器523に
供給するようになっている。前記無線機52では指向性
アンテナ装置50からの受信信号を周波数変換器523
でIF周波数に変換し、これを検波器525で検波して
送信データを取出すようになっている。
The D / A converter 58 converts the digital signal of which the directivity is optimally controlled from the digital signal processing unit 57 into an analog signal, and supplies the analog signal to a frequency converter 59 which is a second receiving frequency converter. are doing. The frequency converter 59 includes a local oscillator 59a capable of variably setting the frequency. The frequency of an input signal is increased to the RF frequency of the existing radio 52, and the I / F for matching this with the radio 52 is used.
The signal is supplied to the frequency converter 523 of the wireless device 52 through the unit 60. The wireless device 52 converts a signal received from the directional antenna device 50 into a frequency converter 523
Is converted into an IF frequency, which is detected by a detector 525 to extract transmission data.

【0075】指向性アンテナ装置50の送信部は、既存
の無線機52において送信データを変調器526で変調
し、IFアンプ527で増幅し、これを周波数変換器5
28でRF周波数に変換したものをI/F部60を介し
て第1の送信用周波数変換手段である周波数変換器61
に取込むようになっている。前記周波数変換器61は、
周波数を可変設定できる局部発振器61aを備え、入力
するRF周波数の信号を後段の第2のA/D変換手段で
あるA/D変換器62が処理できる程度の低い周波数に
変換するようになっている。
The transmitting section of the directional antenna device 50 modulates the transmission data in the existing radio 52 by the modulator 526, amplifies it by the IF amplifier 527, and amplifies it by the frequency converter
The frequency converter 61 converts the RF frequency at 28 into a frequency converter 61 serving as a first transmission frequency converter via an I / F unit 60.
To take in. The frequency converter 61 includes:
A local oscillator 61a capable of variably setting a frequency is provided, and converts an input RF frequency signal into a frequency low enough to be processed by an A / D converter 62, which is a second A / D conversion means at the subsequent stage. I have.

【0076】前記周波数変換器61で周波数変換した信
号を前記A/D変換器62でデジタル信号に変換して前
記デジタル信号処理部57に供給している。前記デジタ
ル信号処理部57は、A/D変換器62からのデジタル
信号を先ず同相分配処理し、続いて同相分配した各信号
に対して指向性を最適に制御するために振幅と位相の重
み付けを行い、第2のD/A変換手段である複数のD/
A変換器63にそれぞれ供給するようになっている。こ
うして、前記デジタル信号処理部57からの重み付けさ
れた複数のデジタル信号は指向性が最適に制御された信
号になる。
The signal whose frequency has been converted by the frequency converter 61 is converted into a digital signal by the A / D converter 62 and supplied to the digital signal processing section 57. The digital signal processing unit 57 first subjects the digital signal from the A / D converter 62 to in-phase distribution processing, and then weights the amplitude and phase for each of the in-phase distributed signals in order to optimally control the directivity. And a plurality of D / A converters,
The signals are supplied to the A converters 63, respectively. Thus, the plurality of weighted digital signals from the digital signal processing unit 57 are signals whose directivity is optimally controlled.

【0077】前記各D/A変換器63は、それぞれデジ
タル信号をアナログ信号に変換して次段の第2の送信用
周波数変換手段である複数の周波数変換器64にそれぞ
れ供給している。前記各周波数変換器64は、入力する
信号の周波数を既存の無線機52が用いる特定の周波数
帯域の信号に変換するようになっている。そして、この
周波数変換された各信号を複数の電力増幅器65でそれ
ぞれ電力増幅した後、前記アンテナ共用部53を介して
前記各アンテナ素子51から送信信号として送信するよ
うになっている。
Each of the D / A converters 63 converts a digital signal into an analog signal, and supplies the analog signal to a plurality of frequency converters 64 which are second transmission frequency conversion means at the next stage. Each of the frequency converters 64 converts a frequency of an input signal into a signal of a specific frequency band used by the existing wireless device 52. Each of the frequency-converted signals is power-amplified by a plurality of power amplifiers 65, and then transmitted as a transmission signal from each of the antenna elements 51 via the antenna sharing unit 53.

【0078】このような構成においては、複数のアンテ
ナ素子51で無線機52が用いる特定の周波数帯の電波
を受信すると、この各受信信号を周波数変換器55でそ
れぞれ低い周波数の信号に変換し、さらに、各A/D変
換器56でデジタル信号に変換してからデジタル信号処
理部57でそれぞれ演算処理を行って振幅と位相の重み
付けを行い、さらに、加算処理を行って指向性が最適に
制御されたデジタル信号をD/A変換器58に出力す
る。D/A変換器58でデジタル信号をアナログ信号に
変換した後アナログ信号を周波数変換器59でRF周波
数まで周波数を上げてからI/F部60を介して既存の
無線機52の周波数変換器523に供給する。
In such a configuration, when a plurality of antenna elements 51 receive a radio wave of a specific frequency band used by the radio device 52, each received signal is converted by the frequency converter 55 into a signal of a lower frequency. Further, the digital signals are converted into digital signals by the respective A / D converters 56, and the digital signal processing unit 57 performs arithmetic processing to weight the amplitude and phase, and further performs addition processing to optimally control the directivity. The digital signal thus output is output to the D / A converter 58. After the digital signal is converted to an analog signal by the D / A converter 58, the frequency of the analog signal is increased to the RF frequency by the frequency converter 59, and then the frequency converter 523 of the existing wireless device 52 is transmitted via the I / F unit 60. To supply.

【0079】無線機52では、指向性アンテナ装置50
からの信号を周波数変換器523でIF周波数の信号に
変換し、これをIFアンプ524で増幅してから検波器
525で検波して受信データを得る。
In the wireless device 52, the directional antenna device 50
Is converted to an IF frequency signal by a frequency converter 523, amplified by an IF amplifier 524, and then detected by a detector 525 to obtain received data.

【0080】また、送信データを送信する場合は、既存
の無線機52において送信データを変調器526で変調
しIFアンプ527で増幅し周波数変換器528で周波数
変換した送信信号を、I/F部60を介して周波数変調
器61に取込み、低い周波数の信号に変換する。そし
て、この周波数変換した送信信号をA/D変換器62で
デジタル信号に変換した後デジタル信号処理部57に供
給する。
When transmitting the transmission data, the transmission signal in the existing radio 52 is modulated by the modulator 526, amplified by the IF amplifier 527, and frequency-converted by the frequency converter 528 to the I / F section. The signal is taken into the frequency modulator 61 via 60 and is converted into a signal of a low frequency. Then, the frequency-converted transmission signal is converted into a digital signal by the A / D converter 62 and then supplied to the digital signal processing unit 57.

【0081】デジタル信号処理部57ではデジタル信号
を先ず同位相の複数の信号に分配し、続いて各信号に振
幅と位相の重み付けを行う。デジタル信号処理部57で
重み付けを行った各デジタル信号をそれぞれD/A変換
器63でアナログ信号に変換し、さらに、各周波数変換
器64で無線機52が用いる特定の周波数帯域の信号に
変換する。そして周波数変換された各信号をそれぞれ各
電力増幅器65で電力増幅した後、アンテナ共用部53
を介して各アンテナ素子51から送信信号として送信す
る。
The digital signal processor 57 first divides the digital signal into a plurality of signals having the same phase, and weights the amplitude and phase of each signal. Each digital signal weighted by the digital signal processing unit 57 is converted into an analog signal by the D / A converter 63, and further converted into a signal of a specific frequency band used by the wireless device 52 by each frequency converter 64. . Then, after each of the frequency-converted signals is power-amplified by each power amplifier 65, the antenna common unit
Is transmitted as a transmission signal from each antenna element 51 via the.

【0082】このように、既存の無線機52に対して、
アンテナ521を取り外し、代わりにこの指向性アンテ
ナ装置50の受信部をこの無線機52の周波数変換器5
23の入力端子に接続するとともに送信部をこの無線機
52の周波数変換器528の出力端子に接続するのみ
で、無線機の全体のシステムを変更することなく指向性
アンテナ装置50を既存の無線機に簡単に取付けること
ができる。しかも、受信信号及び送信信号に対する重み
付けをデジタル信号処理によって行っているので、安定
した振幅及び位相の重み付けができ、また、重み付けを
アナログで行う場合に比べて装置の小形化を図ることが
できる。
As described above, with respect to the existing radio 52,
The antenna 521 is removed, and the receiving unit of the directional antenna device 50 is replaced with the frequency converter 5 of the radio 52.
23 and an output terminal of the frequency converter 528 of the radio 52, and the directional antenna device 50 can be connected to an existing radio without changing the entire system of the radio. Can be easily installed on Moreover, since the weighting of the reception signal and the transmission signal is performed by digital signal processing, stable amplitude and phase weighting can be performed, and the size of the apparatus can be reduced as compared with the case where the weighting is performed in analog.

【0083】(第10の実施の形態)この実施の形態も
受信部及び送信部の両方を備えた指向性アンテナ装置の
例について述べる。なお、前述した第9の実施の形態と
同一の部分には同一の符号を付し異なる部分について述
べる。
(Tenth Embodiment) This embodiment also describes an example of a directional antenna device having both a receiving unit and a transmitting unit. The same parts as those in the ninth embodiment are denoted by the same reference numerals, and different parts will be described.

【0084】図11に示すように、デジタル処理手段と
して、事前計算処理部57aにより予め所望波方向と不
要波方向の組合わせにより振幅と位相の重み付け係数を
計算して参照テーブル57bに記憶し、各A/D変換器
56でデジタル変換された各受信信号に対して、先ず指
向性を最適に制御するために前記参照テーブル57bの
振幅と位相の重み付け係数を用いて振幅と位相の重み付
けを行い、続いて重み付けを行った各信号を加算処理し
てD/A変換器58に出力するとともに、A/D変換器
62でデジタル変換された送信信号に対して、先ず同相
分配処理し、続いて同相分配した各信号を指向性を最適
に制御するために前記参照テーブル57bの振幅と位相
の重み付け係数を用いて振幅と位相の重み付けを行って
各D/A変換器63に出力するデジタル信号処理部57
1を設けている。その他の構成は第9の実施の形態と同
一である。
As shown in FIG. 11, as a digital processing means, a weighting coefficient of amplitude and phase is calculated in advance by a combination of a desired wave direction and an unnecessary wave direction by a pre-calculation processing unit 57a and stored in a reference table 57b. For each received signal digitally converted by each A / D converter 56, first, in order to optimally control directivity, weighting of amplitude and phase is performed using the weighting coefficient of amplitude and phase of the reference table 57b. Subsequently, the weighted signals are added and output to the D / A converter 58, and the transmission signal that has been digitally converted by the A / D converter 62 is first subjected to in-phase distribution processing. In order to optimally control the directivity of the signals distributed in phase, the amplitude and phase are weighted using the amplitude and phase weighting coefficients of the reference table 57b, and each D / A converter 6 Digital signal processing unit 57 to be output to the
1 is provided. Other configurations are the same as those of the ninth embodiment.

【0085】前記デジタル信号処理部571の処理につ
いて詳しく述べると、図12に示すように、先ず、ステ
ップS1にて、所望波、不要波の方向を決定し、続い
て、ステップS2にて、予め所望波方向と不要波方向と
の組合わせにより前記事前計算処理部57aにて計算し
参照テーブル57bに記憶してある振幅と位相の重み付
け係数を参照する。そして、ステップS3にて、振幅の
重み係数を設定し、ステップS4にて、位相の重み付け
係数を設定し、ステップS5にて、データ送信要求又は
データ受信要求があるまで待機する。
The processing of the digital signal processing unit 571 will be described in detail. As shown in FIG. 12, first, in step S1, the directions of a desired wave and an unnecessary wave are determined, and then in step S2, The pre-calculation processing unit 57a calculates the combination of the desired wave direction and the unnecessary wave direction, and refers to the amplitude and phase weighting coefficients stored in the reference table 57b. Then, in step S3, an amplitude weighting factor is set, in step S4, a phase weighting factor is set, and in step S5, the process waits until there is a data transmission request or a data reception request.

【0086】この状態で、データ送信要求あるいはデー
タ受信要求があると、ステップS6にて、再度所望波方
向と不要波方向を確認し、もし変更があれば、再度ステ
ップS1〜S4の処理を行って参照テーブル57bから
新しい振幅と位相の重み付け係数を参照して振幅及び位
相の重み係数を設定する。また、変更がなければデータ
の送信あるいは受信を開始する。そして、要求がデータ
受信であれば、ステップS7にて、データ受信処理を行
い、また、要求がデータ送信であれば、ステップS8に
て、データ送信処理を行う。
In this state, if there is a data transmission request or a data reception request, the desired wave direction and the unnecessary wave direction are confirmed again in step S6, and if there is a change, the processes in steps S1 to S4 are performed again. Then, the amplitude and phase weight coefficients are set with reference to the new amplitude and phase weight coefficients from the reference table 57b. If there is no change, transmission or reception of data is started. If the request is data reception, a data reception process is performed in step S7, and if the request is data transmission, a data transmission process is performed in step S8.

【0087】データ受信処理は、図13に示すように、
先ず、ステップS11にて、複数のアンテナ素子51が
受信した受信信号を各A/D変換器56からデジタル信
号として入力する。そして、ステップS12、S13に
て、参照テーブル57bの振幅と位相の重み付け係数を
用いて振幅及び位相の重み付けを行う。続いて、ステッ
プS14にて、重み付け後の各デジタル信号を加算し、
その結果得られるデジタル信号をD/A変換器58に出
力する。
The data receiving process is as shown in FIG.
First, in step S11, received signals received by the plurality of antenna elements 51 are input as digital signals from the respective A / D converters 56. Then, in steps S12 and S13, the amplitude and phase are weighted using the amplitude and phase weighting coefficients of the reference table 57b. Subsequently, in step S14, the weighted digital signals are added,
The resulting digital signal is output to D / A converter 58.

【0088】データ送信手段は、図14に示すように、
先ず、ステップS21にて、A/D変換器62から送信
信号のデジタル信号を入力する。そして、ステップS2
2にて、入力したデジタル信号を複数のアンテナ素子に
対して同相分配する。続いて、ステップS23、S24
にて、同相分配した各デジタル信号に参照テーブル57
bの振幅と位相の重み付け係数を用いて振幅及び位相の
重み付けを行い、ステップS25にて、その結果得られ
る各デジタル信号をD/A変換器63に対して出力す
る。
The data transmitting means, as shown in FIG.
First, in step S21, a digital signal of a transmission signal is input from the A / D converter 62. Then, step S2
At 2, the input digital signal is in-phase distributed to a plurality of antenna elements. Subsequently, steps S23 and S24
The reference table 57 is assigned to each digital signal distributed in-phase.
The amplitude and phase are weighted using the amplitude and phase weighting coefficients of b, and the resulting digital signals are output to the D / A converter 63 in step S25.

【0089】このような構成においても前述した第9の
実施の形態と同様の作用効果が得られるものである。ま
た、参照テーブル57bを設け、各信号をこの参照テー
ブル57bの振幅と位相の重み付け係数を用いて振幅と
位相の重み付け処理を行うので、参照テーブルの内容を
書換えることにより設定する重み付け係数の変更が容易
にでき、従って、電波伝搬環境が変化すればそれに応じ
て参照テーブル57bの重み付け係数を変更すればよ
く、電波伝搬環境に適した重み付け処理ができる。
With such a configuration, the same operation and effect as those of the ninth embodiment can be obtained. Further, since the reference table 57b is provided and each signal is subjected to the amplitude and phase weighting processing using the amplitude and phase weighting coefficients of the reference table 57b, the weighting coefficient set by rewriting the contents of the reference table is changed. Therefore, if the radio wave propagation environment changes, the weighting coefficient of the reference table 57b may be changed accordingly, and a weighting process suitable for the radio wave propagation environment can be performed.

【0090】なお、この実施の形態では、受信時には各
信号の振幅と位相の重み付けを行った後に加算処理し、
送信時には信号を同相分配した後にこの各信号の振幅と
位相の重み付けを行うデジタル信号処理部に参照テーブ
ルを設けた場合を例として述べたが必ずしもこれに限定
するものではなく、受信時及び送信時に各信号の振幅と
位相の重み付けのみを行うデジタル信号処理部に参照テ
ーブルを設けてもよい。この場合は、別途加算器及び同
相分配器を設ける必要がある。
In this embodiment, at the time of reception, weighting of the amplitude and phase of each signal is performed and then addition processing is performed.
At the time of transmission, the case where a reference table is provided in the digital signal processing unit that weights the amplitude and phase of each signal after distributing the signals in phase has been described as an example, but it is not necessarily limited to this, and at the time of reception and transmission A reference table may be provided in a digital signal processing unit that performs only weighting on the amplitude and phase of each signal. In this case, it is necessary to separately provide an adder and an in-phase distributor.

【0091】前述した第9及び第10の実施の形態では
指向性アンテナ装置50と既存の無線機52と整合性を
取るためのインターフェース部として、電気的にライン
で接続したインターフェース部を使用したが必ずしもこ
れに限定するものではなく、図15に示すように、光通
信を行うインターフェース部を使用してもよい。
In the above-described ninth and tenth embodiments, the interface unit electrically connected by a line is used as the interface unit for obtaining compatibility between the directional antenna device 50 and the existing radio 52. The invention is not necessarily limited to this, and an interface unit for performing optical communication may be used as shown in FIG.

【0092】すなわち、指向性アンテナ装置50に第1
の光送受信装置71を接続し、既存の無線機52に第2
の光送受信装置81を接続する。前記第1の光送受信装
置71は、受信系を第1の電気/光(E/O)変換器7
2と赤外線発光ダイオードなどの発光素子を備えた第1
の発光器73で構成し、送信系をPINフォトダイオー
ドなどの受光素子を備えた第1の受光器74と第1の光
/電気(O/E)変換器75で構成している。前記第2
の光送受信装置81は、受信系をPINフォトダイオー
ドなどの受光素子を備えた第2の受光器82と第2の光
/電気(O/E)変換器83で構成し、送信系を第2の
電気/光(E/O)変換器84と赤外線発光ダイオード
などの発光素子を備えた第2の発光器85で構成してい
る。
That is, the directional antenna device 50 has the first
The optical transceiver 71 is connected to the existing wireless device 52 and the second
Are connected. The first optical transmission / reception device 71 includes a first electrical / optical (E / O) converter 7 as a receiving system.
2 and a first having a light emitting element such as an infrared light emitting diode
And a transmission system is constituted by a first light receiver 74 having a light receiving element such as a PIN photodiode and a first optical / electrical (O / E) converter 75. The second
The optical transmission / reception device 81 includes a receiving system including a second light receiving device 82 having a light receiving element such as a PIN photodiode and a second optical / electrical (O / E) converter 83, and a transmitting system including a second optical / electrical (O / E) converter 83. And a second light emitting device 85 having a light emitting element such as an infrared light emitting diode.

【0093】このような構成においては、指向性アンテ
ナ装置50が受信した受信信号を第1の光送受信装置7
1の第1の電気/光変換器72で光信号に変換した後、
第1の発光器73から第2の光送受信装置81の第2の
受光器82に対して光通信を行う。第2の受光器82が
受光した光信号を第2の光/電気変換器83で元の受信
信号に戻して無線機52に供給する。
In such a configuration, the received signal received by the directional antenna device 50 is
After being converted into an optical signal by the first first electrical / optical converter 72,
Optical communication is performed from the first light emitter 73 to the second light receiver 82 of the second optical transceiver 81. The optical signal received by the second light receiver 82 is returned to the original received signal by the second optical / electrical converter 83 and supplied to the wireless device 52.

【0094】また、無線機52からの送信信号を第2の
光送受信装置81の第2の電気/光変換器84で光信号
に変換した後、第2の発光器85から第1の光送受信装
置71の第1の受光器74に対して光通信を行う。第1
の受光器74が受光した光信号を第1の光/電気変換器
75で元の送信信号に戻して指向性アンテナ装置50に
供給する。
After the transmission signal from the wireless device 52 is converted into an optical signal by the second electric / optical converter 84 of the second optical transmission / reception device 81, the first optical transmission / reception device 85 transmits the first optical transmission / reception signal. Optical communication is performed with the first light receiver 74 of the device 71. First
The optical signal received by the optical receiver 74 is returned to the original transmission signal by the first optical / electrical converter 75 and supplied to the directional antenna device 50.

【0095】このような構成のインターフェースを使用
することにより、指向性アンテナ装置50と無線機52
をかなり距離を離して設置することができる。この場
合、光が障害物によって遮光されないように各光送受信
装置71、81を配置する必要があるが、例えば、屋内
の無線通信システムに用いる場合には天井などに配置す
るのが望ましい。また、指向性アンテナ装置50と無線
機52との間で配線が不要となるので、各光送受信装置
71、81を互いに見通せる位置に設置さえすれば設置
位置は自由に変更ができ、自由度を持たせることができ
る。
By using the interface having such a configuration, the directional antenna device 50 and the radio 52
Can be installed at a considerable distance. In this case, it is necessary to arrange each of the optical transmission / reception devices 71 and 81 so that the light is not blocked by an obstacle. For example, when the optical transmission / reception devices 71 and 81 are used in an indoor wireless communication system, they are preferably arranged on a ceiling or the like. Further, since no wiring is required between the directional antenna device 50 and the wireless device 52, the installation position can be freely changed as long as the optical transmission / reception devices 71 and 81 are installed at positions where they can be seen from each other. You can have.

【0096】[0096]

【発明の効果】各請求項記載の発明によれば、アダプテ
ィブアレーアンテナを採用していない既存の無線機に対
してこの無線機の全体のシステムを変更することなく簡
単に取り付けができる。また、請求項2乃至4及び7乃
至12記載の発明によれば、さらに、安定した振幅及び
位相の重み付けができ、しかも、装置の小形化を図るこ
とができる。
According to the inventions described in the claims, it is possible to easily mount an existing wireless device which does not employ an adaptive array antenna without changing the entire system of the wireless device. According to the second to fourth and seventh to twelfth aspects of the present invention, more stable weighting of amplitude and phase can be performed, and furthermore, the size of the apparatus can be reduced.

【0097】また、請求項4、9及び12記載の発明に
よれば、さらに、予め設定する重み付け係数の書換えが
容易にでき、電波伝搬環境に適した重み付け処理ができ
る。また、請求項13記載の発明によれば、さらに、外
部とのインターフェースを光通信で行うことで設置位置
の変更に自由度を持たせることができる。
According to the fourth, ninth, and twelfth aspects of the present invention, the weighting coefficient set in advance can be easily rewritten, and a weighting process suitable for a radio wave propagation environment can be performed. According to the thirteenth aspect of the present invention, the interface with the outside is optically communicated, so that the installation position can be freely changed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の指向性アンテナ装置の使用形態を説明
するための図。
FIG. 1 is a diagram illustrating a usage pattern of a directional antenna device according to the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2の実施の形態を示すブロック図。FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施の形態を示すブロック図。FIG. 4 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4の実施の形態を示すブロック図。FIG. 5 is a block diagram showing a fourth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第5の実施の形態を示すブロック図。FIG. 6 is a block diagram showing a fifth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第6の実施の形態を示すブロック図。FIG. 7 is a block diagram showing a sixth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第7の実施の形態を示すブロック図。FIG. 8 is a block diagram showing a seventh embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第8の実施の形態を示すブロック図。FIG. 9 is a block diagram showing an eighth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第9の実施の形態を示すブロック
図。
FIG. 10 is a block diagram showing a ninth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第10の実施の形態を示すブロック
図。
FIG. 11 is a block diagram showing a tenth embodiment of the present invention.

【図12】同実施の形態におけるデジタル信号処理部の
処理を示す流れ図。
FIG. 12 is a flowchart showing processing of a digital signal processing unit in the embodiment.

【図13】図12におけるデータ受信処理を具体的に示
す流れ図。
FIG. 13 is a flowchart specifically showing a data reception process in FIG. 12;

【図14】図12におけるデータ送信処理を具体的に示
す流れ図。
FIG. 14 is a flowchart specifically showing a data transmission process in FIG. 12;

【図15】指向性アンテナ装置と既存の無線機との送受
信インターフェースの他の実施の形態を示す図。
FIG. 15 is a diagram showing another embodiment of a transmission / reception interface between a directional antenna device and an existing wireless device.

【図16】従来例を示すブロック図。FIG. 16 is a block diagram showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…指向性アンテナ装置 12…既存の無線機 13…アダプティブアレーアンテナのアンテナ素子 15,20…周波数変換器 17…デジタル信号処理部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Directivity antenna apparatus 12 ... Existing radio equipment 13 ... Antenna element of an adaptive array antenna 15, 20 ... Frequency converter 17 ... Digital signal processing part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04Q 7/22 H04Q 7/04 A 7/24 H04B 9/00 R 7/26 7/30 // H04B 10/105 10/10 10/22 (72)発明者 望月 啓希 静岡県三島市南町6番78号 東芝テック株 式会社技術研究所内 Fターム(参考) 5J021 AA05 AA06 CA06 DB02 DB03 EA04 FA14 FA16 FA17 FA20 FA24 FA26 FA29 FA30 FA32 GA02 GA08 HA05 5K002 AA05 FA03 GA07 5K059 CC02 CC04 DD35 EE02 5K067 AA42 EE10 EE37 HH21 KK02 KK03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H04Q 7/22 H04Q 7/04 A 7/24 H04B 9/00 R 7/26 7/30 // H04B 10 / 105 10/10 10/22 (72) Inventor Hiroki Mochizuki 6-78, Minamimachi, Mishima-shi, Shizuoka F-term in Toshiba Tec Corporation Technical Research Laboratory 5J021 AA05 AA06 CA06 DB02 DB03 EA04 FA14 FA16 FA17 FA20 FA24 FA26 FA29 FA30 FA32 GA02 GA08 HA05 5K002 AA05 FA03 GA07 5K059 CC02 CC04 DD35 EE02 5K067 AA42 EE10 EE37 HH21 KK02 KK03

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数のアンテナ素子を用い指向性を制御
する指向性アンテナ装置において、 前記各アンテナ素子が受信した信号の周波数をそれぞれ
変換する第1の受信用周波数変換手段と、この第1の受
信用周波数変換手段にて変換した各信号の位相及び振幅
の重み付けを行う重み付け手段と、この重み付け手段に
て重み付けした各信号を加算する加算手段と、この加算
手段にて加算した信号を周波数可変の局部発振器を用い
て周波数変換する第2の受信用周波数変換手段とを備え
たことを特徴とする指向性アンテナ装置。
1. A directional antenna device for controlling directivity using a plurality of antenna elements, comprising: a first reception frequency conversion unit for converting a frequency of a signal received by each of the antenna elements; Weighting means for weighting the phase and amplitude of each signal converted by the reception frequency conversion means, addition means for adding each signal weighted by this weighting means, and frequency-variable signals added by this addition means A second receiving frequency converting means for performing frequency conversion using the local oscillator of (1).
【請求項2】 複数のアンテナ素子を用い指向性を制御
する指向性アンテナ装置において、 前記各アンテナ素子が受信した信号の周波数をそれぞれ
変換する第1の受信用周波数変換手段と、この第1の受
信用周波数変換手段にて変換した各信号をそれぞれデジ
タル信号に変換するアナログ/デジタル変換手段と、こ
の変換手段にて変換した各デジタル信号を取込みデジタ
ル処理により各信号の位相及び振幅の重み付けを行うデ
ジタル信号処理手段と、このデジタル信号処理手段にて
処理した各信号をそれぞれアナログ信号に変換するデジ
タル/アナログ変換手段と、この変換手段にて変換した
各アナログ信号を加算する加算手段と、この加算手段に
て加算した信号を周波数可変の局部発振器を用いて周波
数変換する第2の受信用周波数変換手段とを備えたこと
を特徴とする指向性アンテナ装置。
2. A directional antenna device for controlling directivity using a plurality of antenna elements, comprising: first reception frequency conversion means for converting the frequency of a signal received by each of the antenna elements; Analog / digital conversion means for converting each signal converted by the reception frequency conversion means into a digital signal, and taking in each digital signal converted by this conversion means, weighting the phase and amplitude of each signal by digital processing. Digital signal processing means, digital / analog conversion means for converting each signal processed by the digital signal processing means into an analog signal, addition means for adding each analog signal converted by the conversion means, Means for frequency-converting the signal added by the means using a frequency-variable local oscillator. Directional antenna apparatus characterized by comprising and.
【請求項3】 複数のアンテナ素子を用い指向性を制御
する指向性アンテナ装置において、 前記各アンテナ素子が受信した信号の周波数をそれぞれ
変換する第1の受信用周波数変換手段と、この第1の受
信用周波数変換手段にて変換した各信号をそれぞれデジ
タル信号に変換するアナログ/デジタル変換手段と、こ
の変換手段にて変換した各デジタル信号を取込みデジタ
ル処理により各信号の位相及び振幅の重み付けを行い、
さらにその重み付けを行った各信号の加算を行うデジタ
ル信号処理手段と、このデジタル信号処理手段にて加算
処理した信号をアナログ信号に変換するデジタル/アナ
ログ変換手段と、この変換手段にて変換したアナログ信
号を周波数可変の局部発振器を用いて周波数変換する第
2の受信用周波数変換手段とを備えたことを特徴とする
指向性アンテナ装置。
3. A directional antenna device for controlling directivity using a plurality of antenna elements, wherein: a first reception frequency conversion means for converting a frequency of a signal received by each of the antenna elements; Analog / digital conversion means for converting each signal converted by the reception frequency conversion means into a digital signal, and taking in each digital signal converted by this conversion means, weighting the phase and amplitude of each signal by digital processing. ,
Digital signal processing means for adding the weighted signals; digital / analog conversion means for converting the signal added by the digital signal processing means into an analog signal; A directional antenna device comprising: a second reception frequency conversion unit that converts a frequency of a signal using a frequency-variable local oscillator.
【請求項4】 デジタル信号処理部は、予め所望波方向
と不要波方向の組合わせにより計算した位相及び振幅の
重み付け係数を記憶した参照テーブルを備え、この参照
テーブルの位相及び振幅の重み付け係数を用いて各信号
の位相及び振幅の重み付けを行うことを特徴とする請求
項2又は3記載の指向性アンテナ装置。
4. A digital signal processing unit comprising a reference table storing phase and amplitude weighting coefficients calculated in advance by a combination of a desired wave direction and an unnecessary wave direction, and using the phase and amplitude weighting coefficients of the reference table. 4. The directional antenna device according to claim 2, wherein the weighting of the phase and the amplitude of each signal is performed using the signal.
【請求項5】 複数のアンテナ素子を用い指向性を制御
する指向性アンテナ装置において、 前記各アンテナ素子が受信した信号の周波数をそれぞれ
変換する第1の受信用周波数変換手段と、この第1の受
信用周波数変換手段にて変換した各信号の位相及び振幅
の重み付けを行う重み付け手段と、この重み付け手段に
て重み付けした各信号を加算する加算手段と、この加算
手段にて加算した信号を外部の発信源からの周波数信号
を用いて周波数変換する第2の受信用周波数変換手段と
を備えたことを特徴とする指向性アンテナ装置。
5. A directional antenna device for controlling directivity using a plurality of antenna elements, wherein: a first reception frequency conversion unit for converting a frequency of a signal received by each of the antenna elements; Weighting means for weighting the phase and amplitude of each signal converted by the reception frequency conversion means, addition means for adding each signal weighted by this weighting means, and externally adding the signal added by this addition means A directional antenna device comprising: a second reception frequency conversion unit that performs frequency conversion using a frequency signal from a transmission source.
【請求項6】 複数のアンテナ素子を用い指向性を制御
する指向性アンテナ装置において、 送信信号を周波数可変の局部発振器を用いて周波数変換
する第1の送信用周波数変換手段と、この第1の送信用
周波数変換手段にて変換した信号を前記各アンテナ素子
に対応して同位相に分配する同相分配手段と、この同相
分配手段にて分配された各信号の位相及び振幅の重み付
けを行う重み付け手段と、この重み付け手段にて重み付
けした各信号をそれぞれ所望の周波数に周波数変換して
前記各アンテナ素子に送信する第2の送信用周波数変換
手段とを備えたことを特徴とする指向性アンテナ装置。
6. A directional antenna device for controlling directivity using a plurality of antenna elements, wherein: a first transmission frequency conversion means for converting a transmission signal into a frequency using a frequency-variable local oscillator; In-phase distribution means for distributing the signal converted by the transmission frequency conversion means in the same phase corresponding to each of the antenna elements, and weighting means for weighting the phase and amplitude of each signal distributed by the in-phase distribution means And a second transmission frequency conversion means for frequency-converting each signal weighted by the weighting means to a desired frequency and transmitting the converted signal to each antenna element.
【請求項7】 複数のアンテナ素子を用い指向性を制御
する指向性アンテナ装置において、 送信信号を周波数可変の局部発振器を用いて周波数変換
する第1の送信用周波数変換手段と、この第1の送信用
周波数変換手段にて変換した信号を前記各アンテナ素子
に対応して同位相に分配する同相分配手段と、この同相
分配手段にて分配された各信号をそれぞれデジタル信号
に変換するアナログ/デジタル変換手段と、この変換手
段にて変換した各デジタル信号を取込みデジタル処理に
より各信号の位相及び振幅の重み付けを行うデジタル信
号処理手段と、このデジタル信号処理手段にて処理した
各信号をそれぞれアナログ信号に変換するデジタル/ア
ナログ変換手段と、この変換手段にて変換した各アナロ
グ信号をそれぞれ所望の周波数に周波数変換して前記各
アンテナ素子に送信する第2の送信用周波数変換手段と
を備えたことを特徴とする指向性アンテナ装置。
7. A directional antenna device for controlling directivity using a plurality of antenna elements, wherein: a first transmission frequency conversion means for converting a transmission signal using a frequency-variable local oscillator; In-phase distribution means for distributing the signal converted by the transmission frequency conversion means in the same phase corresponding to each of the antenna elements, and analog / digital for converting each signal distributed by the in-phase distribution means into a digital signal. Conversion means, digital signal processing means for taking in each digital signal converted by this conversion means and weighting the phase and amplitude of each signal by digital processing, and converting each signal processed by this digital signal processing means into an analog signal Digital / analog converting means for converting each analog signal into a desired frequency. Directional antenna device converting to is characterized in that a second transmission frequency conversion means for transmitting said each antenna element.
【請求項8】 複数のアンテナ素子を用い指向性を制御
する指向性アンテナ装置において、 送信信号を周波数可変の局部発振器を用いて周波数変換
する第1の送信用周波数変換手段と、この第1の送信用
周波数変換手段にて変換した信号をデジタル信号に変換
するアナログ/デジタル変換手段と、この変換手段にて
変換したデジタル信号を取込みデジタル処理により前記
各アンテナ素子に対応して同位相に分配し、さらにこの
分配した各信号の位相及び振幅の重み付けを行うデジタ
ル信号処理手段と、このデジタル信号処理手段にて処理
した各信号をそれぞれアナログ信号に変換するデジタル
/アナログ変換手段と、この変換手段にて変換した各ア
ナログ信号をそれぞれ所望の周波数に周波数変換して前
記各アンテナ素子に送信する第2の送信用周波数変換手
段とを備えたことを特徴とする指向性アンテナ装置。
8. A directional antenna device for controlling directivity using a plurality of antenna elements, wherein: a first transmission frequency conversion means for converting a transmission signal using a frequency-variable local oscillator; Analog / digital conversion means for converting the signal converted by the transmission frequency conversion means into a digital signal; taking in the digital signal converted by this conversion means and distributing it in the same phase corresponding to each antenna element by digital processing; Digital signal processing means for weighting the phase and amplitude of each of the distributed signals; digital / analog conversion means for converting each signal processed by the digital signal processing means into an analog signal; A second transmission for converting the analog signals obtained by the frequency conversion to desired frequencies and transmitting the converted signals to the antenna elements, respectively. Directional antenna device being characterized in that a use frequency converting means.
【請求項9】 デジタル信号処理部は、予め所望波方向
と不要波方向の組合わせにより計算した位相及び振幅の
重み付け係数を記憶した参照テーブルを備え、この参照
テーブルの位相及び振幅の重み付け係数を用いて各信号
の位相及び振幅の重み付けを行うことを特徴とする請求
項7又は8記載の指向性アンテナ装置。
9. The digital signal processing unit includes a reference table in which phase and amplitude weighting coefficients calculated in advance by a combination of a desired wave direction and an unnecessary wave direction are stored, and the phase and amplitude weighting coefficients of the reference table are stored. 9. The directional antenna device according to claim 7, wherein the phase and amplitude of each signal are weighted using the directional antenna.
【請求項10】 複数のアンテナ素子を用い指向性を制
御する指向性アンテナ装置において、 受信部、送信部及びこの受信部、送信部に対して前記各
アンテナ素子を共用させるためのアンテナ共用部並びに
デジタル処理により各信号の位相及び振幅の重み付けを
行うデジタル信号処理手段を備え、 前記受信部は、前記各アンテナ素子が受信した信号の周
波数をそれぞれ変換する第1の受信用周波数変換手段
と、この第1の受信用周波数変換手段にて変換した各信
号をそれぞれデジタル信号に変換して前記デジタル信号
処理部に供給する第1のアナログ/デジタル変換手段
と、前記デジタル信号処理手段にて処理した各信号をそ
れぞれアナログ信号に変換する第1のデジタル/アナロ
グ変換手段と、この変換手段にて変換した各アナログ信
号を加算する加算手段と、この加算手段にて加算した信
号を周波数可変の局部発振器を用いて周波数変換する第
2の受信用周波数変換手段とを設け、 前記送信部は、送信信号を周波数可変の局部発振器を用
いて周波数変換する第1の送信用周波数変換手段と、こ
の第1の送信用周波数変換手段にて変換した信号を前記
各アンテナ素子に対応して同位相に分配する同相分配手
段と、この同相分配手段にて分配された各信号をそれぞ
れデジタル信号に変換して前記デジタル信号処理部に供
給する第2のアナログ/デジタル変換手段と、前記デジ
タル信号処理手段にて処理した各信号をそれぞれアナロ
グ信号に変換する第2のデジタル/アナログ変換手段
と、この変換手段にて変換した各アナログ信号をそれぞ
れ所望の周波数に周波数変換して前記各アンテナ素子に
送信する第2の送信用周波数変換手段とを設けたことを
特徴とする指向性アンテナ装置。
10. A directional antenna device for controlling directivity using a plurality of antenna elements, comprising: a receiving unit, a transmitting unit, and an antenna sharing unit for sharing the antenna elements with the receiving unit and the transmitting unit; Digital signal processing means for weighting the phase and amplitude of each signal by digital processing, the receiving unit, the first receiving frequency conversion means for converting the frequency of the signal received by each antenna element, respectively, A first analog / digital conversion unit that converts each signal converted by the first reception frequency conversion unit into a digital signal and supplies the digital signal to the digital signal processing unit; First digital / analog converting means for converting each signal into an analog signal, and converting each analog signal converted by this converting means. And a second reception frequency conversion unit that converts the frequency of the signal added by the addition unit using a frequency-variable local oscillator, wherein the transmission unit converts the transmission signal into a frequency-variable local unit. First transmission frequency conversion means for performing frequency conversion using an oscillator, and in-phase distribution means for distributing a signal converted by the first transmission frequency conversion means to the same phase corresponding to each of the antenna elements; A second analog / digital conversion unit that converts each signal distributed by the in-phase distribution unit into a digital signal and supplies the digital signal to the digital signal processing unit; and converts each signal processed by the digital signal processing unit into a digital signal. Second digital / analog converting means for converting the analog signals into analog signals, and converting each analog signal converted by the converting means into a desired frequency. Directional antenna apparatus characterized in that a second transmission frequency converting means for sending to the antenna element.
【請求項11】 複数のアンテナ素子を用い指向性を制
御する指向性アンテナ装置において、 受信部、送信部及びこの受信部、送信部に対して前記各
アンテナ素子を共用させるためのアンテナ共用部並びに
デジタル処理により受信時には取込んだ各信号の位相及
び振幅の重み付けを行った後、この重み付けを行った各
信号の加算を行い、また、送信時には取込んだ信号を前
記各アンテナ素子に対応して同位相に分配した後、この
分配した各信号の位相及び振幅の重み付けを行うデジタ
ル信号処理手段を備え、 前記受信部は、前記各アンテナ素子が受信した信号の周
波数をそれぞれ変換する第1の受信用周波数変換手段
と、この第1の受信用周波数変換手段にて変換した各信
号をそれぞれデジタル信号に変換して前記デジタル信号
処理部に供給する第1のアナログ/デジタル変換手段
と、前記デジタル信号処理手段にて加算処理した信号を
アナログ信号に変換する第1のデジタル/アナログ変換
手段と、この変換手段にて変換したアナログ信号を周波
数可変の局部発振器を用いて周波数変換する第2の受信
用周波数変換手段とを設け、 前記送信部は、送信信号を周波数可変の局部発振器を用
いて周波数変換する第1の送信用周波数変換手段と、こ
の第1の送信用周波数変換手段にて変換した信号をデジ
タル信号に変換して前記デジタル信号処理部に供給する
第2のアナログ/デジタル変換手段と、前記デジタル信
号処理手段にて処理した各信号をそれぞれアナログ信号
に変換する第2のデジタル/アナログ変換手段と、この
変換手段にて変換した各アナログ信号をそれぞれ所望の
周波数に周波数変換して前記各アンテナ素子に送信する
第2の送信用周波数変換手段とを設けたことを特徴とす
る指向性アンテナ装置。
11. A directional antenna device for controlling directivity using a plurality of antenna elements, comprising: a receiving unit, a transmitting unit, and an antenna sharing unit for sharing the antenna elements with the receiving unit and the transmitting unit; After performing weighting of the phase and amplitude of each signal captured at the time of reception by digital processing, addition of each signal subjected to this weighting is performed, and at the time of transmission, the captured signal corresponds to each of the antenna elements. Digital signal processing means for weighting the phase and amplitude of each of the distributed signals after distributing the signals in the same phase, wherein the receiving unit converts the frequency of the signal received by each of the antenna elements to a first reception signal Frequency converting means, and each signal converted by the first receiving frequency converting means is converted into a digital signal and supplied to the digital signal processing unit. First analog / digital conversion means, first digital / analog conversion means for converting the signal added by the digital signal processing means into an analog signal, and frequency conversion of the analog signal converted by the conversion means. A second reception frequency conversion means for performing frequency conversion using a local oscillator of the first transmission frequency conversion means for performing a frequency conversion of the transmission signal using a frequency-variable local oscillator, A second analog / digital conversion unit that converts the signal converted by the first transmission frequency conversion unit into a digital signal and supplies the digital signal to the digital signal processing unit; and each signal processed by the digital signal processing unit. Digital / analog converting means for converting each analog signal into an analog signal, and converting each analog signal converted by the converting means into a desired frequency. Directional antenna apparatus characterized in that a second transmission frequency converting means for frequency conversion and transmits the to each antenna element.
【請求項12】 デジタル信号処理部は、予め所望波方
向と不要波方向の組合わせにより計算した位相及び振幅
の重み付け係数を記憶した参照テーブルを備え、この参
照テーブルの位相及び振幅の重み付け係数を用いて各信
号の位相及び振幅の重み付けを行うことを特徴とする請
求項10又は11記載の指向性アンテナ装置。
12. The digital signal processing unit includes a reference table in which phase and amplitude weighting coefficients calculated in advance by a combination of a desired wave direction and an unnecessary wave direction are stored, and the phase and amplitude weighting coefficients of the reference table are stored. 12. The directional antenna device according to claim 10, wherein weighting of phase and amplitude of each signal is performed by using the signal.
【請求項13】 受信部は、第2の受信用周波数変換手
段にて周波数変換した信号を光信号に変換して送信する
第1の光送信手段と、この第1の光送信手段からの光信
号を受光して電気信号に変換し外部に出力する第1の光
受信手段とからなる受信系インターフェースを備え、送
信部は、外部からの送信信号を光信号に変換して送信す
る第2の光送信手段と、この第2の光送信手段からの光
信号を受光して電気信号に変換し第1の送信用周波数変
換手段に供給する第2の光受信手段とからなる送信系イ
ンターフェースを備えたことを特徴とする請求項10、
11又は12記載の指向性アンテナ装置。
13. A receiving section comprising: a first optical transmitting section for converting a signal frequency-converted by the second receiving frequency converting section into an optical signal and transmitting the optical signal; and an optical signal from the first optical transmitting section. A first optical receiving means for receiving a signal, converting the signal into an electric signal, and outputting the signal to the outside; and a transmitting unit for converting a transmission signal from the outside into an optical signal and transmitting the signal. A transmission system interface comprising: an optical transmission unit; and a second optical reception unit that receives the optical signal from the second optical transmission unit, converts the received optical signal into an electric signal, and supplies the electric signal to the first transmission frequency conversion unit. Claim 10, characterized in that:
13. The directional antenna device according to 11 or 12.
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