JP2002043994A - ダイバシティアンテナ装置 - Google Patents
ダイバシティアンテナ装置Info
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- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 41
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
- H04B7/0802—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection
- H04B7/0805—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection with single receiver and antenna switching
- H04B7/0814—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection with single receiver and antenna switching based on current reception conditions, e.g. switching to different antenna when signal level is below threshold
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/24—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the orientation by switching energy from one active radiating element to another, e.g. for beam switching
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- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
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- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ３次元的にあらゆる方向に対して良好な送受
信状態を確保する。 【解決手段】 円偏波を送受信する複数のアンテナ１
０，１１，１２，１３の受信レベルをレベル比較器２４
により比較する。そして、最も受信レベルが大きなアン
テナ、すなわち最も受信状態が良好なアンテナをアンテ
ナ切替器２５により選択する。また、複数のアンテナ１
０，１１，１２，１３は、全体として全球面状の放射パ
ターンとなるように配設する。
信状態を確保する。 【解決手段】 円偏波を送受信する複数のアンテナ１
０，１１，１２，１３の受信レベルをレベル比較器２４
により比較する。そして、最も受信レベルが大きなアン
テナ、すなわち最も受信状態が良好なアンテナをアンテ
ナ切替器２５により選択する。また、複数のアンテナ１
０，１１，１２，１３は、全体として全球面状の放射パ
ターンとなるように配設する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種通信技術の分
野で用いられ、特に円偏波を用いて送信及び／又は受信
を行うダイバシティアンテナ装置に関する。
野で用いられ、特に円偏波を用いて送信及び／又は受信
を行うダイバシティアンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、例えば携帯電話などの携帯型
通信機器においては、ダイバシティアンテナ装置が用い
られている。ダイバシティアンテナ装置は、複数のアン
テナを選択して用いることにより、耐マルチパス特性を
向上させることが可能とされている。
通信機器においては、ダイバシティアンテナ装置が用い
られている。ダイバシティアンテナ装置は、複数のアン
テナを選択して用いることにより、耐マルチパス特性を
向上させることが可能とされている。
【０００３】このようなダイバシティアンテナ装置を採
用した携帯型通信機器としては、例えば、図７に示すよ
うな携帯型通信機器１００を挙げることができる。携帯
型通信機器１００は、２つのアンテナ１０１，１０２を
備え、これらアンテナ１０１，１０２が送信及び／又は
受信（以下、送受信という。）に用いる電磁波の波長λ
に対して、互いにλ／４以上離れた位置に配設されてい
る。そして、携帯型通信機器１００は、２つのアンテナ
１０１，１０２のうちで、受信状態が良好な方のアンテ
ナを用いて送受信を行う。
用した携帯型通信機器としては、例えば、図７に示すよ
うな携帯型通信機器１００を挙げることができる。携帯
型通信機器１００は、２つのアンテナ１０１，１０２を
備え、これらアンテナ１０１，１０２が送信及び／又は
受信（以下、送受信という。）に用いる電磁波の波長λ
に対して、互いにλ／４以上離れた位置に配設されてい
る。そして、携帯型通信機器１００は、２つのアンテナ
１０１，１０２のうちで、受信状態が良好な方のアンテ
ナを用いて送受信を行う。
【０００４】携帯型通信機器１００は、このように複数
のアンテナを選択して用いるために、図８に示すような
回路構成とされている。すなわち、２つのアンテナ１０
１，１０２が、それぞれ受信機１０３，１０４に接続さ
れている。そして、受信機１０３，１０４からの出力
が、レベル比較器１０５に入力されて比較され、出力特
性が良好な方のアンテナからの出力が、アンテナ切替器
１０６によって切り替えて用いられる。
のアンテナを選択して用いるために、図８に示すような
回路構成とされている。すなわち、２つのアンテナ１０
１，１０２が、それぞれ受信機１０３，１０４に接続さ
れている。そして、受信機１０３，１０４からの出力
が、レベル比較器１０５に入力されて比較され、出力特
性が良好な方のアンテナからの出力が、アンテナ切替器
１０６によって切り替えて用いられる。
【０００５】携帯型通信機器１００は、このように所定
の間隔で配設された２つのアンテナ１０１，１０２を選
択して用いることにより、「アンテナの配設位置が離れ
ていると、各々のアンテナがフェージングを受ける様子
は独立に変化する。」という事実、いわゆる空間ダイバ
シティ効果を利用して、良好な送受信状態を確保するこ
とを可能としている。すなわち、これら２つのアンテナ
１０１，１０２の受信状態が、両方ともフェージングの
谷に落ちていない限り、良好な送受信状態を確保するこ
とができる。
の間隔で配設された２つのアンテナ１０１，１０２を選
択して用いることにより、「アンテナの配設位置が離れ
ていると、各々のアンテナがフェージングを受ける様子
は独立に変化する。」という事実、いわゆる空間ダイバ
シティ効果を利用して、良好な送受信状態を確保するこ
とを可能としている。すなわち、これら２つのアンテナ
１０１，１０２の受信状態が、両方ともフェージングの
谷に落ちていない限り、良好な送受信状態を確保するこ
とができる。
【０００６】また、ダイバシティアンテナ装置を採用し
た携帯型通信機器としては、例えば、図９に示すような
携帯型通信機器１１０を挙げることができる。携帯型通
信機器１１０は、２つのアンテナ１１１，１１２を備え
ている。携帯型通信機器１１０では、上述した携帯型通
信機器１００と同様にして、２つのアンテナ１１１，１
１２のうちで受信状態が良好な方のアンテナを用いて送
受信を行う。
た携帯型通信機器としては、例えば、図９に示すような
携帯型通信機器１１０を挙げることができる。携帯型通
信機器１１０は、２つのアンテナ１１１，１１２を備え
ている。携帯型通信機器１１０では、上述した携帯型通
信機器１００と同様にして、２つのアンテナ１１１，１
１２のうちで受信状態が良好な方のアンテナを用いて送
受信を行う。
【０００７】また、携帯型通信機器１１０では、アンテ
ナ１１２の利得を向上させるために指向性を鋭く設定さ
れており、送受信に用いる電磁波の到達距離の拡大を図
るとともに、耐マルチパス特性の向上を図られている。
そして、携帯型通信機器１１０は、２つのアンテナ１１
１，１１２のうちで、受信状態が良好な方のアンテナを
用いて送受信を行うことにより、いわゆる指向性ダイバ
シティ効果を利用して、良好な送受信状態を確保するこ
とを可能とされている。
ナ１１２の利得を向上させるために指向性を鋭く設定さ
れており、送受信に用いる電磁波の到達距離の拡大を図
るとともに、耐マルチパス特性の向上を図られている。
そして、携帯型通信機器１１０は、２つのアンテナ１１
１，１１２のうちで、受信状態が良好な方のアンテナを
用いて送受信を行うことにより、いわゆる指向性ダイバ
シティ効果を利用して、良好な送受信状態を確保するこ
とを可能とされている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年では、
家庭内においても様々な機器同士の間で無線通信を行う
ことが実用化されつつある。この場合に、例えば、建物
内における同じ階での送受信だけでなく、１階と２階と
の間での送受信を良好な状態で行うことが要求される。
家庭内においても様々な機器同士の間で無線通信を行う
ことが実用化されつつある。この場合に、例えば、建物
内における同じ階での送受信だけでなく、１階と２階と
の間での送受信を良好な状態で行うことが要求される。
【０００９】また、携帯型通信機器は、その使用状況に
よって機器本体が地面に対してあらゆる角度に傾けて用
いることを想定する必要がある。この場合に、機器本体
にアンテナが固定されていると、機器本体の傾きに応じ
てアンテナの傾きも変化してしまう。
よって機器本体が地面に対してあらゆる角度に傾けて用
いることを想定する必要がある。この場合に、機器本体
にアンテナが固定されていると、機器本体の傾きに応じ
てアンテナの傾きも変化してしまう。
【００１０】しかしながら、上述したような従来のダイ
バシティアンテナ装置は、基本的に屋外での使用や、建
物内部においても同一階での使用を想定しているため、
一般に、地面と水平な方向で良好な利得が得られるよう
な放射パターンを有している。具体的には、上述した従
来の携帯型通信機器１００や携帯型通信機器１１０にお
けるアンテナは、例えば図１０或いは図１１に示すよう
な放射パターンを有している。なお、図１０は、アンテ
ナ１０１，１０２，１１１における放射パターンの例で
あり、図１１は、アンテナ１１２における放射パターン
の例である。
バシティアンテナ装置は、基本的に屋外での使用や、建
物内部においても同一階での使用を想定しているため、
一般に、地面と水平な方向で良好な利得が得られるよう
な放射パターンを有している。具体的には、上述した従
来の携帯型通信機器１００や携帯型通信機器１１０にお
けるアンテナは、例えば図１０或いは図１１に示すよう
な放射パターンを有している。なお、図１０は、アンテ
ナ１０１，１０２，１１１における放射パターンの例で
あり、図１１は、アンテナ１１２における放射パターン
の例である。
【００１１】図１０及び図１１から明らかであるよう
に、従来のダイバシティアンテナ装置では、ｚ軸方向、
すなわち上方又は下方に対する電磁波の送受信を行うこ
とが困難である。このため、同一平面内におけるマルチ
パスに対しては良好な耐性を備えるものの、３次元的に
あらゆる方向に対しての送受信には適していない。ま
た、従来のダイバシティアンテナ装置は、水平偏波や垂
直偏波といった直線偏波を用いて送受信を行っているこ
とから、地面に対するアンテナの角度変化によって送受
信状態が大きく変動してしまうといった問題があった。
に、従来のダイバシティアンテナ装置では、ｚ軸方向、
すなわち上方又は下方に対する電磁波の送受信を行うこ
とが困難である。このため、同一平面内におけるマルチ
パスに対しては良好な耐性を備えるものの、３次元的に
あらゆる方向に対しての送受信には適していない。ま
た、従来のダイバシティアンテナ装置は、水平偏波や垂
直偏波といった直線偏波を用いて送受信を行っているこ
とから、地面に対するアンテナの角度変化によって送受
信状態が大きく変動してしまうといった問題があった。
【００１２】したがって、従来のダイバシティアンテナ
装置は、家庭内での無線通信や、各種携帯型通信機器に
用いるとした場合に、偏波面が使用状況に応じて変化し
てしまうことから、安定した送受信を行うことが困難で
あるといった問題があった。
装置は、家庭内での無線通信や、各種携帯型通信機器に
用いるとした場合に、偏波面が使用状況に応じて変化し
てしまうことから、安定した送受信を行うことが困難で
あるといった問題があった。
【００１３】そこで、本発明は、上述した実状を鑑みて
提案されるものであり、３次元的にあらゆる方向に対し
て良好な送受信状態を確保することが可能なダイバシテ
ィアンテナ装置を提供することを目的とする。
提案されるものであり、３次元的にあらゆる方向に対し
て良好な送受信状態を確保することが可能なダイバシテ
ィアンテナ装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上述した目
的を実現するために鋭意検討を重ねた末に、全体として
全球面状の放射パターンを有する複数のアンテナを選択
して用いるとともに、各アンテナで円偏波を送受信する
ように構成することにより、３次元的にあらゆる方向に
対して良好な送受信状態を確保することが可能であると
いう知見を得るに至った。
的を実現するために鋭意検討を重ねた末に、全体として
全球面状の放射パターンを有する複数のアンテナを選択
して用いるとともに、各アンテナで円偏波を送受信する
ように構成することにより、３次元的にあらゆる方向に
対して良好な送受信状態を確保することが可能であると
いう知見を得るに至った。
【００１５】すなわち、本発明に係るダイバシティアン
テナ装置は、円偏波を送信及び／又は受信する複数のア
ンテナと、上記各アンテナの受信レベルを示す受信レベ
ル情報に基づいて、実際に送信及び／又は受信を行うア
ンテナを選択するアンテナ選択手段とを備える。そし
て、上記複数のアンテナは、全体として全球面状の放射
パターンを有する。
テナ装置は、円偏波を送信及び／又は受信する複数のア
ンテナと、上記各アンテナの受信レベルを示す受信レベ
ル情報に基づいて、実際に送信及び／又は受信を行うア
ンテナを選択するアンテナ選択手段とを備える。そし
て、上記複数のアンテナは、全体として全球面状の放射
パターンを有する。
【００１６】以上のように構成された本発明に係るダイ
バシティアンテナ装置は、複数のアンテナによって全球
面状の放射パターンが確保されていることにより、あら
ゆる方向に対しても良好な送信状態及び／又は受信状態
を確保することができる。また、円偏波を用いて送信及
び／又は受信を行うことから、地面に対するアンテナの
角度変化によって送受信状態が大きく変動してしまうこ
とがない。
バシティアンテナ装置は、複数のアンテナによって全球
面状の放射パターンが確保されていることにより、あら
ゆる方向に対しても良好な送信状態及び／又は受信状態
を確保することができる。また、円偏波を用いて送信及
び／又は受信を行うことから、地面に対するアンテナの
角度変化によって送受信状態が大きく変動してしまうこ
とがない。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るダイバシティ
アンテナ装置について、図面を参照しながら詳細に説明
する。以下では、本発明を適用した一構成例として、図
１及び図２に示すような携帯型通信機器１について説明
する。携帯型通信機器１は、無線通信により各種情報信
号の送信及び／又は受信（以下、送受信という。）を行
う端末装置であり、携帯して用いるに十分小型軽量とさ
れている。また、携帯型通信機器１は、無線通信を行う
ために、本発明に係るダイバシティアンテナ装置を搭載
している。なお、本発明は、図示するような携帯型通信
機器１への適用に限定されるものではなく、無線通信に
より各種情報の送受信を行うようなあらゆる機器に対し
て、広く適用することができる。
アンテナ装置について、図面を参照しながら詳細に説明
する。以下では、本発明を適用した一構成例として、図
１及び図２に示すような携帯型通信機器１について説明
する。携帯型通信機器１は、無線通信により各種情報信
号の送信及び／又は受信（以下、送受信という。）を行
う端末装置であり、携帯して用いるに十分小型軽量とさ
れている。また、携帯型通信機器１は、無線通信を行う
ために、本発明に係るダイバシティアンテナ装置を搭載
している。なお、本発明は、図示するような携帯型通信
機器１への適用に限定されるものではなく、無線通信に
より各種情報の送受信を行うようなあらゆる機器に対し
て、広く適用することができる。
【００１８】携帯型通信機器１は、図１に示すように、
機器本体２の一側面に、第１乃至第４のアンテナ１０，
１１，１２，１３を備え、機器本体２の内部に、図２に
示すような受信回路３を備えている。そして、第１乃至
第４のアンテナ１０，１１，１２，１３と受信回路３と
によって無線通信を行うことを可能とされており、これ
ら第１乃至第４のアンテナ１０，１１，１２，１３と受
信回路３とが、いわばダイバシティアンテナ装置として
の機能を備えている。
機器本体２の一側面に、第１乃至第４のアンテナ１０，
１１，１２，１３を備え、機器本体２の内部に、図２に
示すような受信回路３を備えている。そして、第１乃至
第４のアンテナ１０，１１，１２，１３と受信回路３と
によって無線通信を行うことを可能とされており、これ
ら第１乃至第４のアンテナ１０，１１，１２，１３と受
信回路３とが、いわばダイバシティアンテナ装置として
の機能を備えている。
【００１９】また、機器本体２には、図示を省略する
が、例えば、液晶表示装置、各種入力ボタンやキーボー
ド、各種の情報処理装置などが、当該携帯型通信機器１
に必要となる構成に応じて搭載される。
が、例えば、液晶表示装置、各種入力ボタンやキーボー
ド、各種の情報処理装置などが、当該携帯型通信機器１
に必要となる構成に応じて搭載される。
【００２０】第１乃至第４のアンテナ１０，１１，１
２，１３は、円偏波を送受信するアンテナであり、例え
ば、いわゆるパッチアンテナによって構成される。パッ
チアンテナは、金属地板に対して所定の間隔を隔てて平
行に配置された正方形金属素子を備え、この正方形金属
素子の隣り合う２辺にそれぞれ給電点を備えて構成され
る。なお、パッチアンテナの構造は、周知であるので、
ここでの詳細な説明を省略する。また、本発明は、パッ
チアンテナを用いることに限定されるものではなく、円
偏波により送受信を行うアンテナを適宜用いるとすれば
よい。
２，１３は、円偏波を送受信するアンテナであり、例え
ば、いわゆるパッチアンテナによって構成される。パッ
チアンテナは、金属地板に対して所定の間隔を隔てて平
行に配置された正方形金属素子を備え、この正方形金属
素子の隣り合う２辺にそれぞれ給電点を備えて構成され
る。なお、パッチアンテナの構造は、周知であるので、
ここでの詳細な説明を省略する。また、本発明は、パッ
チアンテナを用いることに限定されるものではなく、円
偏波により送受信を行うアンテナを適宜用いるとすれば
よい。
【００２１】受信回路３は、図２に示すように、それぞ
れ第１乃至第４のアンテナ１０，１１，１２，１３に接
続された第１乃至第４の受信機２０，２１，２２，２３
と、これら第１乃至第４の受信機２０，２１，２２，２
３により受信した受信信号の受信レベルが入力されるレ
ベル比較器２４と、第１乃至第４の受信機２０，２１，
２２，２３により受信した受信信号を選択して出力する
アンテナ切替器２５とを備える。
れ第１乃至第４のアンテナ１０，１１，１２，１３に接
続された第１乃至第４の受信機２０，２１，２２，２３
と、これら第１乃至第４の受信機２０，２１，２２，２
３により受信した受信信号の受信レベルが入力されるレ
ベル比較器２４と、第１乃至第４の受信機２０，２１，
２２，２３により受信した受信信号を選択して出力する
アンテナ切替器２５とを備える。
【００２２】第１乃至第４の受信機２０，２１，２２，
２３は、それぞれ、第１乃至第４のアンテナ１０，１
１，１２，１３により受信した電磁波が入力されるとと
もに、この電磁波に含まれる信号成分を抽出して受信信
号として出力する。また、この受信信号の受信レベルを
示す受信レベル信号をレベル比較器２４に出力する。
２３は、それぞれ、第１乃至第４のアンテナ１０，１
１，１２，１３により受信した電磁波が入力されるとと
もに、この電磁波に含まれる信号成分を抽出して受信信
号として出力する。また、この受信信号の受信レベルを
示す受信レベル信号をレベル比較器２４に出力する。
【００２３】レベル比較器２４は、第１乃至第４の受信
機２０，２１，２２，２３から出力された受信レベル信
号がそれぞれ入力されるとともに、これら各受信レベル
信号に基づいて、各アンテナにおける受信レベルの大小
を比較することによって、第１乃至第４のアンテナ１
０，１１，１２，１３のうち、何れのアンテナの受信状
態が最も良好であるかを判断する。そして、この判断の
結果に応じた信号をアンテナ切替器２５に出力する。
機２０，２１，２２，２３から出力された受信レベル信
号がそれぞれ入力されるとともに、これら各受信レベル
信号に基づいて、各アンテナにおける受信レベルの大小
を比較することによって、第１乃至第４のアンテナ１
０，１１，１２，１３のうち、何れのアンテナの受信状
態が最も良好であるかを判断する。そして、この判断の
結果に応じた信号をアンテナ切替器２５に出力する。
【００２４】アンテナ切替器２５は、レベル比較器２４
から入力される信号に応じて、最も受信状態が良好なア
ンテナからの受信信号を選択するとともに、選択した受
信信号を、携帯型通信機器１に備えられる他の電子回路
や情報処理装置に出力する。
から入力される信号に応じて、最も受信状態が良好なア
ンテナからの受信信号を選択するとともに、選択した受
信信号を、携帯型通信機器１に備えられる他の電子回路
や情報処理装置に出力する。
【００２５】受信回路３は、以上のように構成されてな
り、最も受信レベルが大きいアンテナ、すなわち最も受
信状態が良好なアンテナから出力された受信信号を選択
して出力する。
り、最も受信レベルが大きいアンテナ、すなわち最も受
信状態が良好なアンテナから出力された受信信号を選択
して出力する。
【００２６】なお、本実施の形態においては、第１乃至
第４の受信機２０，２１，２２，２３から出力される受
信レベル信号が、各アンテナの受信レベルを示してお
り、いわば受信レベル情報として機能している。また、
レベル比較器２４及びアンテナ切替器２５が、受信レベ
ル情報に基づいてアンテナを選択するアンテナ選択手段
として機能している。
第４の受信機２０，２１，２２，２３から出力される受
信レベル信号が、各アンテナの受信レベルを示してお
り、いわば受信レベル情報として機能している。また、
レベル比較器２４及びアンテナ切替器２５が、受信レベ
ル情報に基づいてアンテナを選択するアンテナ選択手段
として機能している。
【００２７】また、ここでは、受信回路３が、複数の受
信機２０，２１，２２，２３と、レベル比較器２４と、
アンテナ切替器２５とを備える場合について説明し、複
数のアンテナ１０，１１，１２，１３によって受信を行
うとしている。しかしながら、本発明を適用した携帯型
通信機器１においては、複数のアンテナ１０，１１，１
２，１３に対して、受信機２０，２１，２２，２３の他
に送信機（図示せず。）をさらに接続し、これら複数の
アンテナ１０，１１，１２，１３によって送信と受信と
の両方を行うように構成することも容易である。なお、
送信を行う場合には、受信時に選択されたアンテナを用
いることが望ましい。
信機２０，２１，２２，２３と、レベル比較器２４と、
アンテナ切替器２５とを備える場合について説明し、複
数のアンテナ１０，１１，１２，１３によって受信を行
うとしている。しかしながら、本発明を適用した携帯型
通信機器１においては、複数のアンテナ１０，１１，１
２，１３に対して、受信機２０，２１，２２，２３の他
に送信機（図示せず。）をさらに接続し、これら複数の
アンテナ１０，１１，１２，１３によって送信と受信と
の両方を行うように構成することも容易である。なお、
送信を行う場合には、受信時に選択されたアンテナを用
いることが望ましい。
【００２８】一方、携帯型通信機器１において、第１の
アンテナ１０と第４のアンテナ１３、及び第２のアンテ
ナ１１と第３のアンテナ１２は、それぞれ対をなしてお
り、送受信に用いる電磁波の波長λに対して、互いにλ
／４以上離れた位置に配設されている。このように、対
をなるアンテナが、送受信に用いる電磁波の波長λに対
してλ／以上離れて配設されていることにより、対をな
すアンテナの両方がフェージングの谷に落ちてしまうこ
とを防止することができる。
アンテナ１０と第４のアンテナ１３、及び第２のアンテ
ナ１１と第３のアンテナ１２は、それぞれ対をなしてお
り、送受信に用いる電磁波の波長λに対して、互いにλ
／４以上離れた位置に配設されている。このように、対
をなるアンテナが、送受信に用いる電磁波の波長λに対
してλ／以上離れて配設されていることにより、対をな
すアンテナの両方がフェージングの谷に落ちてしまうこ
とを防止することができる。
【００２９】そして、携帯型通信機器１では、このよう
に対をなして配設された第１乃至第４のアンテナ１０，
１１，１２，１３を選択して送受信に用いるように構成
されていることにより、「アンテナの配設位置が離れて
いると、各々のアンテナがフェージングを受ける様子は
独立に変化する。」という事実、いわゆる空間ダイバシ
ティ効果を利用して、良好な送受信状態を確保すること
を可能とされている。
に対をなして配設された第１乃至第４のアンテナ１０，
１１，１２，１３を選択して送受信に用いるように構成
されていることにより、「アンテナの配設位置が離れて
いると、各々のアンテナがフェージングを受ける様子は
独立に変化する。」という事実、いわゆる空間ダイバシ
ティ効果を利用して、良好な送受信状態を確保すること
を可能とされている。
【００３０】また、携帯型通信機器１において、第１の
アンテナ１０と第４のアンテナ１３、及び第２のアンテ
ナ１１と第３のアンテナ１２は、それぞれ、図３及び図
４に示すような放射パターンを有している。なお、図３
及び図４は、携帯型通信機器１を図５に示すような方
向、すなわち各アンテナが形成された面をｘ軸の正方向
に向けた状態で、直交座標系に置いた場合における放射
パターンを示している。また、図３及び図４に示す放射
パターンは、各アンテナを座標原点に位置させた場合の
放射パターンである。
アンテナ１０と第４のアンテナ１３、及び第２のアンテ
ナ１１と第３のアンテナ１２は、それぞれ、図３及び図
４に示すような放射パターンを有している。なお、図３
及び図４は、携帯型通信機器１を図５に示すような方
向、すなわち各アンテナが形成された面をｘ軸の正方向
に向けた状態で、直交座標系に置いた場合における放射
パターンを示している。また、図３及び図４に示す放射
パターンは、各アンテナを座標原点に位置させた場合の
放射パターンである。
【００３１】図３及び図４に示すように、第１及び第４
のアンテナ１０，１３と、第２及び第３のアンテナ１
１，１２とは、それぞれｘ軸の正方向と負方向とに指向
性が向いた放射パターンとされている。すなわち、携帯
型通信機器１においては、ｘ軸正方向に指向性が向いた
第１及び第４のアンテナ１０，１３と、ｘ軸負方向に指
向性が向いた第２及び第３のアンテナ１１，１２とのう
ちで、受信状態が良好な方のアンテナを選択して送受信
に用いる構成とされていることにより、いわゆる指向性
ダイバシティ効果を利用して、良好な送受信状態を確保
することを可能とされている。
のアンテナ１０，１３と、第２及び第３のアンテナ１
１，１２とは、それぞれｘ軸の正方向と負方向とに指向
性が向いた放射パターンとされている。すなわち、携帯
型通信機器１においては、ｘ軸正方向に指向性が向いた
第１及び第４のアンテナ１０，１３と、ｘ軸負方向に指
向性が向いた第２及び第３のアンテナ１１，１２とのう
ちで、受信状態が良好な方のアンテナを選択して送受信
に用いる構成とされていることにより、いわゆる指向性
ダイバシティ効果を利用して、良好な送受信状態を確保
することを可能とされている。
【００３２】また、携帯型通信機器１は、図３及び図４
に示すように、第１及び第４のアンテナ１０，１３と、
第２及び第３のアンテナ１１，１２とが、それぞれ半球
面状の放射パターンを有しているとともに、指向性を逆
向きとされており、第１乃至第４のアンテナ１０，１
１，１２，１３の全体として全球面状の放射パターンを
有している。
に示すように、第１及び第４のアンテナ１０，１３と、
第２及び第３のアンテナ１１，１２とが、それぞれ半球
面状の放射パターンを有しているとともに、指向性を逆
向きとされており、第１乃至第４のアンテナ１０，１
１，１２，１３の全体として全球面状の放射パターンを
有している。
【００３３】携帯型通信機器１は、このように、アンテ
ナ全体として全球面状の放射パターンを有していること
により、３次元的にあらゆる方向に対して良好な送受信
状態を確保することが可能となる。
ナ全体として全球面状の放射パターンを有していること
により、３次元的にあらゆる方向に対して良好な送受信
状態を確保することが可能となる。
【００３４】なお、第１乃至第４のアンテナ１０，１
１，１２，１３の放射パターンを、図３及び図４に示す
ような半球面状の放射パターンとするに際しては、各ア
ンテナを構成する金属地板と金属素子との大きさの比率
を調整することにより、容易に実現することができる。
１，１２，１３の放射パターンを、図３及び図４に示す
ような半球面状の放射パターンとするに際しては、各ア
ンテナを構成する金属地板と金属素子との大きさの比率
を調整することにより、容易に実現することができる。
【００３５】一方、本発明を適用した携帯型通信機器１
では、第１乃至第４のアンテナ１０，１１，１２，１３
が全体として全球面状の放射パターンを有しているとと
もに、各アンテナが円偏波を用いて送受信する構成とさ
れている。
では、第１乃至第４のアンテナ１０，１１，１２，１３
が全体として全球面状の放射パターンを有しているとと
もに、各アンテナが円偏波を用いて送受信する構成とさ
れている。
【００３６】一般に、円偏波を用いて送受信を行う場合
には、直線偏波を用いて送受信を行う場合と比較して、
耐マルチパス特性を向上させることが可能である。これ
は、円偏波は物体に当たって反射する際に回転方向が逆
向きに変化するため、送信後に奇数回反射して受信され
た円偏波は逆向きの回転方向となる。また、理想的な右
旋アンテナは、左旋偏波を受信しない。すなわち、送信
後に反射していない円偏波、又は偶数回だけ反射した円
偏波だけが受信されるため、理論的にはマルチパスによ
る影響を半減することができる。
には、直線偏波を用いて送受信を行う場合と比較して、
耐マルチパス特性を向上させることが可能である。これ
は、円偏波は物体に当たって反射する際に回転方向が逆
向きに変化するため、送信後に奇数回反射して受信され
た円偏波は逆向きの回転方向となる。また、理想的な右
旋アンテナは、左旋偏波を受信しない。すなわち、送信
後に反射していない円偏波、又は偶数回だけ反射した円
偏波だけが受信されるため、理論的にはマルチパスによ
る影響を半減することができる。
【００３７】ところで、従来の携帯型通信機器は、直線
偏波を用いて送受信を行っており、一般に偏波の方向が
地面に対して垂直な方向とされていた。そのため、地面
に対するアンテナの向きに角度変化が生じると、送受信
状態が大きく変動してしまい、良好な送受信状態を確保
することが困難となる場合があった。
偏波を用いて送受信を行っており、一般に偏波の方向が
地面に対して垂直な方向とされていた。そのため、地面
に対するアンテナの向きに角度変化が生じると、送受信
状態が大きく変動してしまい、良好な送受信状態を確保
することが困難となる場合があった。
【００３８】しかしながら、本発明を適用した携帯型通
信機器１では、円偏波を用いて送受信を行っており、偏
波の方向が常に回転しているため、地面に対するアンテ
ナの角度変化によって送受信状態が大きく変動してしま
うことがない。したがって、地面に対するアンテナの向
きに依らず、良好な送受信状態を容易に確保することが
できる。
信機器１では、円偏波を用いて送受信を行っており、偏
波の方向が常に回転しているため、地面に対するアンテ
ナの角度変化によって送受信状態が大きく変動してしま
うことがない。したがって、地面に対するアンテナの向
きに依らず、良好な送受信状態を容易に確保することが
できる。
【００３９】したがって、携帯型通信機器１は、各アン
テナが円偏波を用いて送受信する構成とされていること
によって、マルチパスによる影響を低減できるととも
に、地面に対するアンテナの角度変化によって送受信状
態が大きく変動してしまうことがないことから、良好な
送受信状態を確保することができる。
テナが円偏波を用いて送受信する構成とされていること
によって、マルチパスによる影響を低減できるととも
に、地面に対するアンテナの角度変化によって送受信状
態が大きく変動してしまうことがないことから、良好な
送受信状態を確保することができる。
【００４０】以上で説明したように、携帯型通信機器１
は、アンテナ全体として全球面状の放射パターンを有し
ていることにより、３次元的にあらゆる方向に対して良
好な送受信状態を確保することが可能とされているとと
もに、各アンテナが円偏波を用いて送受信する構成とさ
れていることにより、マルチパスによる影響を低減して
アンテナの向きに依存せずに超乞うな送受信状態を確保
することができることから、この２つの相乗効果によ
り、優れた送受信特性を発揮することができる。
は、アンテナ全体として全球面状の放射パターンを有し
ていることにより、３次元的にあらゆる方向に対して良
好な送受信状態を確保することが可能とされているとと
もに、各アンテナが円偏波を用いて送受信する構成とさ
れていることにより、マルチパスによる影響を低減して
アンテナの向きに依存せずに超乞うな送受信状態を確保
することができることから、この２つの相乗効果によ
り、優れた送受信特性を発揮することができる。
【００４１】本発明を適用した携帯型通信機器１は、以
上のような特徴的な効果を有することから、特に、図６
に示すように家庭内での送受信を行う用途に適用した場
合に効果的である。すなわち、図６（ａ）に示すよう
に、同一階同士の平面的な送受信だけでなく、図６
（ｂ）に示すように、例えば１階と２階とで送受信を行
う場合のように、上下方向での送受信を行う場合であっ
ても、良好な送受信状態を確保することができる。な
お、図６においては、携帯型通信機器１における全球面
状の放射パターンを、円ＥPとして点線で概略的に示
す。
上のような特徴的な効果を有することから、特に、図６
に示すように家庭内での送受信を行う用途に適用した場
合に効果的である。すなわち、図６（ａ）に示すよう
に、同一階同士の平面的な送受信だけでなく、図６
（ｂ）に示すように、例えば１階と２階とで送受信を行
う場合のように、上下方向での送受信を行う場合であっ
ても、良好な送受信状態を確保することができる。な
お、図６においては、携帯型通信機器１における全球面
状の放射パターンを、円ＥPとして点線で概略的に示
す。
【００４２】また、特に家庭内などのような屋内での送
受信を行う場合には、一般に、床面、天井、及び壁面な
どの反射物が多いため、反射波によるマルチパスの影響
が顕著となる。しかしながら、本発明を適用した携帯型
通信機器１では、円偏波を用いていることから、反射波
によるマルチパスの影響を低減して、常に良好な状態で
送受信を行うことができる。
受信を行う場合には、一般に、床面、天井、及び壁面な
どの反射物が多いため、反射波によるマルチパスの影響
が顕著となる。しかしながら、本発明を適用した携帯型
通信機器１では、円偏波を用いていることから、反射波
によるマルチパスの影響を低減して、常に良好な状態で
送受信を行うことができる。
【００４３】なお、以上の説明においては、携帯型通信
機器１に第１乃至第４のアンテナ１０，１１，１２，１
３を備えるとし、第１及び第４のアンテナ１０，１３
と、第２及び第３のアンテナ１１，１２とをそれぞれ対
として用いることにより、空間ダイバシティ効果を利用
している。しかしながら、例えば、半球面状の放射パタ
ーンを有する第１及び第２のアンテナ１０，１１だけを
備え、これらアンテナの放射パターンの背面側、すなわ
ち利得が得られる側の反対側同士を相対向して配設する
構成としてもよい。これにより、２つのアンテナだけで
全球面状の放射パターンを実現することができ、本発明
の効果を最大限に得ることができるとともに、装置構成
を簡略化することができる。
機器１に第１乃至第４のアンテナ１０，１１，１２，１
３を備えるとし、第１及び第４のアンテナ１０，１３
と、第２及び第３のアンテナ１１，１２とをそれぞれ対
として用いることにより、空間ダイバシティ効果を利用
している。しかしながら、例えば、半球面状の放射パタ
ーンを有する第１及び第２のアンテナ１０，１１だけを
備え、これらアンテナの放射パターンの背面側、すなわ
ち利得が得られる側の反対側同士を相対向して配設する
構成としてもよい。これにより、２つのアンテナだけで
全球面状の放射パターンを実現することができ、本発明
の効果を最大限に得ることができるとともに、装置構成
を簡略化することができる。
【００４４】また、本発明において、各アンテナは、図
３及び図４に示すような半球面状の放射パターンとする
ことに限定されるものではなく、例えば、鋭い指向性を
有する放射パターンとすることによって大きな利得を得
るとしてもよい。ただし、この場合には、各アンテナが
広い範囲をカバーすることが困難となるため、最も利得
が得られる前面側を外向きにして、複数のアンテナを球
面状又は円柱状に配設することにより、アンテナ全体と
して全球面状の放射パターンを得ることができる。
３及び図４に示すような半球面状の放射パターンとする
ことに限定されるものではなく、例えば、鋭い指向性を
有する放射パターンとすることによって大きな利得を得
るとしてもよい。ただし、この場合には、各アンテナが
広い範囲をカバーすることが困難となるため、最も利得
が得られる前面側を外向きにして、複数のアンテナを球
面状又は円柱状に配設することにより、アンテナ全体と
して全球面状の放射パターンを得ることができる。
【００４５】このように、本発明は、各アンテナ毎の放
射パターンに限定されるものではなく、複数のアンテナ
が全体として、全球面状の放射パターンを有するように
構成されていればよい。したがって、放射パターンを各
アンテナ毎にそれぞれ異なるように設定してもよい。
射パターンに限定されるものではなく、複数のアンテナ
が全体として、全球面状の放射パターンを有するように
構成されていればよい。したがって、放射パターンを各
アンテナ毎にそれぞれ異なるように設定してもよい。
【００４６】また、以上の説明においては、図２に示す
ように、各アンテナの後段にそれぞれ受信機を接続し、
受信機の後段にアンテナ切替器２５を配設するとした。
しかしながら、本発明は、このような構成に限定される
ものではなく、各アンテナと受信機との間にアンテナ切
替器２５を配設し、このアンテナ切替器２５の後段に受
信機を１つだけ配設するとしてもよい。この場合には、
レベル比較器２４によって各アンテナの受信レベルを比
較するために、アンテナ切替器２５によって各アンテナ
を順次切り替えて受信機と接続し、各アンテナの受信レ
ベルを示す受信レベル信号を時系列的にレベル比較器２
４に入力させる。そして、レベル比較器２４により受信
レベルを比較した結果に応じて、改めてアンテナ切替器
２５を切り替えることにより送受信に用いるアンテナを
選択する。
ように、各アンテナの後段にそれぞれ受信機を接続し、
受信機の後段にアンテナ切替器２５を配設するとした。
しかしながら、本発明は、このような構成に限定される
ものではなく、各アンテナと受信機との間にアンテナ切
替器２５を配設し、このアンテナ切替器２５の後段に受
信機を１つだけ配設するとしてもよい。この場合には、
レベル比較器２４によって各アンテナの受信レベルを比
較するために、アンテナ切替器２５によって各アンテナ
を順次切り替えて受信機と接続し、各アンテナの受信レ
ベルを示す受信レベル信号を時系列的にレベル比較器２
４に入力させる。そして、レベル比較器２４により受信
レベルを比較した結果に応じて、改めてアンテナ切替器
２５を切り替えることにより送受信に用いるアンテナを
選択する。
【００４７】このように、各アンテナと受信機との間に
アンテナ切替器２５を配設した構成とすることにより、
受信レベルの比較時にアンテナの接続を切り替える必要
が生じるが、受信機が１つだけとすることができ、低コ
スト化・小型化を図ることができる。
アンテナ切替器２５を配設した構成とすることにより、
受信レベルの比較時にアンテナの接続を切り替える必要
が生じるが、受信機が１つだけとすることができ、低コ
スト化・小型化を図ることができる。
【００４８】また、上述の説明においては、携帯型通信
機器１同士で円偏波を用いて送受信を行うことを想定し
ているが、本発明においては、送信側と受信側とのうち
のいずれか一方の携帯型通信機器１が直線偏波を用いて
送受信を行うとしてもよい。
機器１同士で円偏波を用いて送受信を行うことを想定し
ているが、本発明においては、送信側と受信側とのうち
のいずれか一方の携帯型通信機器１が直線偏波を用いて
送受信を行うとしてもよい。
【００４９】これは、円偏波を用いるアンテナが、直線
偏波を用いるアンテナに対しても送受信を行うことがで
きるためである。一般に、直線偏波を用いるアンテナ装
置は、円偏波を用いるアンテナ装置と比較して、装置構
成を簡略化することができる。したがって、送信側と受
信側とのうちのいずれか一方のアンテナを直線偏波を用
いる構成とすることによって、装置構成を簡略化して、
送受信システム全体として低コスト化を実現することが
できる。
偏波を用いるアンテナに対しても送受信を行うことがで
きるためである。一般に、直線偏波を用いるアンテナ装
置は、円偏波を用いるアンテナ装置と比較して、装置構
成を簡略化することができる。したがって、送信側と受
信側とのうちのいずれか一方のアンテナを直線偏波を用
いる構成とすることによって、装置構成を簡略化して、
送受信システム全体として低コスト化を実現することが
できる。
【００５０】この場合には、送信側と受信側との両方が
円偏波を用いるアンテナにより構成した場合と比較し
て、アンテナの送受信効率が劣化するとともに耐マルチ
パス特性が劣化するが、地面に対するアンテナの角度変
化によって送受信状態が大きく変動してしまうことがな
い。したがって、地面に対するアンテナの向きに依ら
ず、良好な送受信状態を容易に確保することができる。
円偏波を用いるアンテナにより構成した場合と比較し
て、アンテナの送受信効率が劣化するとともに耐マルチ
パス特性が劣化するが、地面に対するアンテナの角度変
化によって送受信状態が大きく変動してしまうことがな
い。したがって、地面に対するアンテナの向きに依ら
ず、良好な送受信状態を容易に確保することができる。
【００５１】
【発明の効果】以上で説明したように、本発明に係るダ
イバシティアンテナ装置は、複数のアンテナによって全
球面状の放射パターンが確保されていることにより、あ
らゆる方向に対しても良好な送信状態及び／又は受信状
態を確保することができる。また、円偏波を用いて送信
及び／又は受信を行うことから、耐マルチパス特性を向
上させることができるとともに、偏波面とアンテナとの
角度の変化によって送受信状態が大きく変動してしまう
ことがない。したがって、本発明に係るダイバシティア
ンテナ装置によれば、３次元的にあらゆる方向に対し
て、常に安定して確実な送受信を行うことが可能とな
る。このため、家庭内での無線通信や、各種携帯型通信
機器のアンテナ装置として採用するに好適であり、この
場合にも安定して確実な送受信を行うことが可能とな
る。
イバシティアンテナ装置は、複数のアンテナによって全
球面状の放射パターンが確保されていることにより、あ
らゆる方向に対しても良好な送信状態及び／又は受信状
態を確保することができる。また、円偏波を用いて送信
及び／又は受信を行うことから、耐マルチパス特性を向
上させることができるとともに、偏波面とアンテナとの
角度の変化によって送受信状態が大きく変動してしまう
ことがない。したがって、本発明に係るダイバシティア
ンテナ装置によれば、３次元的にあらゆる方向に対し
て、常に安定して確実な送受信を行うことが可能とな
る。このため、家庭内での無線通信や、各種携帯型通信
機器のアンテナ装置として採用するに好適であり、この
場合にも安定して確実な送受信を行うことが可能とな
る。
【図１】本発明を適用した一構成例として示す携帯型通
信機器を示す概略斜視図である。
信機器を示す概略斜視図である。
【図２】同携帯型通信機器における受信回路の概略を示
す機能ブロック図である。
す機能ブロック図である。
【図３】同携帯型通信機器における第１及び第４のアン
テナの放射パターンを示す図である。
テナの放射パターンを示す図である。
【図４】同携帯型通信機器における第２及び第３のアン
テナの放射パターンを示す図である。
テナの放射パターンを示す図である。
【図５】同携帯型通信機器におけるアンテナの放射パタ
ーンを説明するための図であり、図３及び図４で示す放
射パターンの座標系を示す図である。
ーンを説明するための図であり、図３及び図４で示す放
射パターンの座標系を示す図である。
【図６】同携帯型通信機器の使用例を示す概略図であ
り、（ａ）は屋内における同一階同士での送受信を示
し、（ｂ）は、屋内における異なる階同士での送受信を
示す。
り、（ａ）は屋内における同一階同士での送受信を示
し、（ｂ）は、屋内における異なる階同士での送受信を
示す。
【図７】従来の携帯型通信機器の一例を示す概略斜視図
である。
である。
【図８】従来の携帯型通信機器に備えられる受信回路の
一構成例を示す機能ブロック図である。
一構成例を示す機能ブロック図である。
【図９】従来の携帯型通信機器の別の一例を示す概略斜
視図である。
視図である。
【図１０】従来の携帯型通信機器におけるアンテナの放
射パターンの一例を示す図である。
射パターンの一例を示す図である。
【図１１】従来の携帯型通信機器におけるアンテナの放
射パターンの別の一例を示す図である。
射パターンの別の一例を示す図である。
１ 携帯型通信機器、２ 機器本体、３ 受信回路、１
０ 第１のアンテナ、１１ 第２のアンテナ、１２ 第
３のアンテナ、１３ 第４のアンテナ、２０第１の受信
機、２１ 第２の受信機、２２ 第３の受信機、２３
第４の受信機、２４ レベル比較器、２５ アンテナ切
替器
０ 第１のアンテナ、１１ 第２のアンテナ、１２ 第
３のアンテナ、１３ 第４のアンテナ、２０第１の受信
機、２１ 第２の受信機、２２ 第３の受信機、２３
第４の受信機、２４ レベル比較器、２５ アンテナ切
替器
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｈ０４Ｂ 7/26 Ｈ０４Ｂ 7/26 Ｂ Ｆターム(参考） 5J021 AA05 AA08 CA06 DB04 FA31 FA32 GA02 GA07 GA08 HA05 HA10 5K059 CC02 CC03 CC04 DD02 DD10 DD16 DD27 5K067 AA01 AA22 BB04 CC24 EE02 KK02 KK03
Claims (4)
- 【請求項１】 円偏波を送信及び／又は受信する複数の
アンテナと、 上記各アンテナの受信レベルを示す受信レベル情報に基
づいて、実際に送信及び／又は受信を行うアンテナを選
択するアンテナ選択手段とを備え、 上記複数のアンテナは、全体として全球面状の放射パタ
ーンを有することを特徴とするダイバシティアンテナ装
置。 - 【請求項２】 上記複数のアンテナは、それぞれ、放射
パターンのうちで最も利得が得られる前面側を外向きに
して、球面状又は円柱状に配設されていることを特徴と
する請求項１記載のダイバシティアンテナ装置。 - 【請求項３】 半球面状の放射パターンを有するアンテ
ナを少なくとも２つ備え、 上記各アンテナは、上記放射パターンの背面側を相対向
して配設されていることを特徴とする請求項１記載のダ
イバシティアンテナ装置。 - 【請求項４】 上記各アンテナは、それぞれ、送信及び
／又は受信に用いる電磁波の波長λに対して互いにλ／
４以上離れた位置に配設された少なくとも２つのアンテ
ナにより構成されていることを特徴とする請求項１記載
のダイバシティアンテナ装置。
Priority Applications (7)
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|---|---|---|---|
| JP2000219506A JP4348843B2 (ja) | 2000-07-19 | 2000-07-19 | ダイバシティアンテナ装置 |
| US09/907,124 US6498591B2 (en) | 2000-07-19 | 2001-07-17 | Diversity antenna apparatus and method |
| CA002353154A CA2353154C (en) | 2000-07-19 | 2001-07-17 | Diversity antenna apparatus and method |
| EP01306188.2A EP1175021B1 (en) | 2000-07-19 | 2001-07-18 | Transmit and receiving antenna diversity apparatus and communication method |
| KR1020010043298A KR100823364B1 (ko) | 2000-07-19 | 2001-07-19 | 다이버시티 안테나 장치 및 방법 |
| CN01125454A CN1339848A (zh) | 2000-07-19 | 2001-07-19 | 分集式天线装置及方法 |
| CN201210211696.3A CN102723979B (zh) | 2000-07-19 | 2001-07-19 | 分集式天线装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000219506A JP4348843B2 (ja) | 2000-07-19 | 2000-07-19 | ダイバシティアンテナ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002043994A true JP2002043994A (ja) | 2002-02-08 |
| JP4348843B2 JP4348843B2 (ja) | 2009-10-21 |
Family
ID=18714283
Family Applications (1)
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