JP2002050991A - 無線局用構成可変アンテナ装置、移動端末及び基地局 - Google Patents

無線局用構成可変アンテナ装置、移動端末及び基地局

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JP2002050991A
JP2002050991A JP2001184711A JP2001184711A JP2002050991A JP 2002050991 A JP2002050991 A JP 2002050991A JP 2001184711 A JP2001184711 A JP 2001184711A JP 2001184711 A JP2001184711 A JP 2001184711A JP 2002050991 A JP2002050991 A JP 2002050991A
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antenna
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spatial
array
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デビィッド・モティエ
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MITSUBISHI ELECTRIC INF TECHNOL CENTER EUROP BV
Mitsubishi Electric Information Technology Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、信号を送受信することができ、少
なくとも１つの空間周期性を有する周期配列に配置され
る複数の輻射素子を備える、無線局のためのアンテナ装
置に関する。 【解決手段】 本装置は、伝送条件にしたがって空間周
期性の値を変化させるように構成されたアンテナ構成手
段を有する。本アンテナ装置は、特に、ビーム成形モー
ドまたは空間ダイバーシチモードにしたがって動作する
ように構成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線局用のアンテ
ナ装置に関し、特に、輻射素子が周期的に配列されたア
ンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】無線通信用のアンテナシステムにおける
近年の発展により、いわゆる「インテリジェント（高機
能）」アンテナに対する関心が増大している。この種の
アンテナは、送信周波数の半波長より短いか、あるい
は、それと等しいピッチを有する基本アンテナの配列
（アレイ）からなり、これは送信および受信の双方に用
いることができる。環境によっては、基本アンテナの入
力または出力信号は、位相においてオフセットされ、必
要な放射図が得られるように重みづけされる。したがっ
て、たとえば、基地局に装備されたインテリジェントア
ンテナは、移動端末の方向に向かうビームを形成し、か
つ／または所与の方向から来る干渉を取り除くことがで
きる。
【０００３】マルチパス（多重通路）を伝播することに
よって生じる信号におけるフェージングに対抗する、空
間ダイバーシチシステムと呼ばれる周知の無線通信シス
テムも存在する。これらのシステムは、通常、送信周波
数の波長の４〜１０倍の間隔を空けて配置される複数の
アンテナを使用するが、これは、十分に距離がおかれた
アンテナによって受信される信号は相関がなくなるとい
う点で有利である。したがって、弱め合う（すなわち、
有害な）干渉を生じさせる第１のアンテナ（第１のダイ
バーシチブランチ）までのいくつかの経路を伝播する信
号は、その一方で、別のアンテナ（第２のダイバーシチ
ブランチ）において強め合う干渉を生じさせることがで
きる。次いで、受信ダイバーシチが利用され、たとえ
ば、そこでは所与の瞬間毎に、最良の信号対雑音比を与
えるダイバーシチブランチが選択されるか（選択合成
（Selective Combining））、又は、種々のブランチ
が、考慮されるブランチ上の複素減衰係数の共役複素数
と等しい利得によって重みづけされた後に合計される
（最大比合成（Maximal Ratio Combining））。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】通常、２ケの連続した
アンテナにより受信された信号は一般的には十分に非相
関ではないので、上記のアンテナアレイは、空間ダイバ
ーシチ機能を十分良好に発揮しない。したがって、H.Yo
shinagaらによる「Performance of adaptive array ant
enna with widely spaced antenna elements」という題
名の論文（Proceeding of VTC '99、pp.72-76）におい
て提案されているように、アレイのピッチの増加が考え
られる。しかしながら、ピッチの増加は必然的に、放射
図において多数のローブをもたらし、これはシステムの
空間選択性に悪影響を与える。
【０００５】無線通信システムが、通常、ＧＳＭシステ
ムにおいては９００ＭＨｚおよび１８００ＭＨｚ、将来
のＵＭＴＳシステムにおいては２ＧＨｚ、衛星通信にお
いてはより高い周波数（おそらく、２０〜３０ＧＨｚ）
帯域のように種々の伝送周波数を使用することもまた知
られている。これまで見られたように、アンテナアレイ
は所与の周波数に対して設計されるので、ある世代の無
線通信に使用されるインテリジェントアンテナは、次世
代では全く動作しないか、あるいは、不完全にしか動作
しないであろう。したがって運用者は、各世代におい
て、新規の設備のために多大なコストの負担を強いられ
ることになる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、上記の
欠点を有さない、すなわち、ビームの成形およびダイバ
ーシチ受信の双方を可能にし、次世代の無線通信に容易
に適応できるインテリジェントアンテナを提案すること
である。
【０００７】このため、本発明のアンテナ装置は、少な
くとも１つの空間周期性を有する周期配列に配置された
複数の輻射素子を備え、伝送条件にしたがって空間周期
性の値を変化させるように構成されたアンテナ構成手段
を有することを特徴とする。
【０００８】本発明の第１の特性によると、アンテナ装
置は、輻射素子への入力信号および／または輻射素子か
らの出力信号を用いて、少なくとも第１の方向にビーム
を形成するように構成されたビーム成形器を備える。
【０００９】本発明の第２の特性によると、アンテナ装
置は、輻射素子からの出力信号を用いて、少なくとも第
２の方向に干渉信号を除去（reject）するように構成さ
れた少なくとも１つのビーム成形器を備える。
【００１０】本発明の第３の特性によると、アンテナ装
置は、空間ダイバーシチにおいて受信または送信するよ
うに構成された受信機または送信機を備える。
【００１１】本発明の別の実施形態は、ビーム成形器あ
るいは空間ダイバーシチにおける受信機として機能する
ことができる混成システムと、混成システムがビーム成
形器として機能する場合は、半波長より短いかあるいは
それと等しい値で、また、混成システムが空間ダイバー
シチ受信機として機能する場合は、波長よりも実質的に
大きな値でアレイのピッチを固定する構成手段とを備え
る。
【００１２】構成手段は、空間周期性における変化段階
中にアンテナ処理をすることなく、アンテナを中間構成
に配置するように構成されることが有利である。
【００１３】また構成手段は、空間周期性における望ま
しくない変化を除去することができる、ヒステリシスま
たはタイミング手段を含むことが有利である。
【００１４】本発明の第１の変形形態によると、構成手
段は、輻射素子の支持部が摺動できる少なくとも１つの
レールを備える。
【００１５】本発明の第２の変形形態によると、輻射素
子は、複数の基本アンテナからなる。構成手段は、隣接
する基本アンテナからの出力信号のセット（集合）を重
みづけし、かつ合計するように構成された複数のユニッ
トと、ユニットからの一定の出力信号を少なくとも１つ
のビーム成形器の入力に向けるスイッチとを備え、輻射
素子の空間周期性は、基本アンテナからの出力信号およ
びこれらのユニットからの出力信号を選択することによ
って変更される。
【００１６】伝送条件は、ビットエラーレート、パケッ
トエラーレート、信号対雑音＋干渉の電力比、サービス
品質、および、伝送の役割を果たす送信機によって消費
された電力等１つまたは複数の伝送特性（の組み合わ
せ）であることが有益である。
【００１７】最後に、本発明によるアンテナ装置を統合
し、移動端末または基地局にすることができる。
【００１８】上述した本発明の特性、ならびに他の特性
は、以下の実施形態例の説明を読むことによってより明
確になり、添付した図面に関してその説明が与えられ
る。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明によるアンテナ装置は、包
括的に、伝送条件にしたがってピッチが変化可能なアン
テナのアレイを備える。アンテナのアレイとは、少なく
とも１つの空間周期性を有するアンテナの任意の配列を
意味する。換言すれば、アレイは、線形、円形、行列形
状または六角形であり、それによって本発明の一般性が
影響を受けることはない。
【００２０】伝送条件とは、任意の伝送特性、またはそ
れに影響を与えることのできる任意の要因を意味する。
これは第一に、使用される搬送周波数である。次に、こ
れは伝播のタイプ、すなわち、高級または低級な空間ダ
イバーシチを用いる伝播、直接成分または反射成分を有
する（ライスモデル（Rice model））マルチパス、また
は、かかる成分を有さない（レイリーモデル（Rayleigh
model））マルチパスでの伝播である。また、干渉源の
存在の有無でもある。さらに、たとえば、信号対雑音＋
干渉の電力比（ＳＩＲ）などのエラーレート（ビットま
たはパケット）、またはサービス品質（ＱｏＳ）に影響
を与え、特徴づける他の要因でもある。
【００２１】上記の伝送条件は、制限するつもりで述べ
たわけではなく、空間ダイバーシチ受信（または送信）
モードあるいはビーム成形モードによって、あるネット
ワークの使用方法が好適であることを意味しうる。たと
えば、基地局のアンテナアレイがレイリー拡散を受けて
いる移動端末から信号を受信する場合、空間ダイバーシ
チ構成を選択するのが有利である。一方、干渉源が存在
する場合、またはシステムが空間分割多元接続（ＳＤＭ
Ａ）において機能する必要がある場合、ビーム成形構成
を選択するのが適切である。構成の選択は、ビットまた
はパケットエラーレート、信号対雑音＋干渉の電力比
（ＳＩＲ）、サービス品質（ＱｏＳ）、または送信機に
よって消費された電力などの、伝送の性能レベルに依存
する。場合によっては、この性能レベルは予想できる。
たとえば、ライス型の拡散がなく、干渉信号が不在であ
る信号の伝播の場合、送信機によって消費される電力を
最小化するためには、送信においても受信においても、
ビーム成形構成の選択が有利である。さらに他の場合、
構成の選択は、使用のシミュレーションまたは統計の結
果に基づく。かかる基準がない場合、選択は、一方また
は双方の構成のために作成されたリアルタイム測定に依
存する。
【００２２】システムがビーム成形構成を選択する場
合、アレイのピッチは、伝送に使用される搬送周波数の
半波長より少ないか、またはそれと等しい値に固定され
る。一方、システムが空間ダイバーシチ構成を選択する
場合、アレイのピッチは、波長よりも大きい値で固定さ
れる。
【００２３】本発明によるアンテナ装置は、言うまでも
なく、受信および送信の双方において機能する。ビーム
が送信局または受信局に向けられるが、空間ダイバーシ
チに関して有効であるように適用される場合、このこと
は容易に理解されるであろう。したがって、基地局の環
境は、マルチパス上の伝播にとって都合のよいものでは
なく、ピッチを増大させることによって伝送における空
間ダイバーシチを導入するように、アンテナアレイを構
成することができる。
【００２４】図１は、本発明の第１の実施の形態を概略
的に示している。アンテナ１１０1．．．１１０nからな
るアレイ１１０は、ここでは例として線形アレイである
が、任意の他のタイプのアレイが使用できる。アンテナ
装置は、受信モードで示されている。アンテナ１１０i
からの出力信号は、デュプレクサ１２０iによって、低
雑音増幅器（ＬＮＡ）１３０iの入力に伝送される。増
幅した後、信号は、アンテナ処理モジュール１４０に供
給される。アンテナ処理モジュール１４０は、後に見る
ように、単に一方または他方の構成が可能な場合には、
ビーム成形器ＢＦまたは空間ダイバーシチ受信機ＤＲで
あり、または双方が可能な混成システムであり得る。送
信モードにおいて、モジュール１４０から発せられる信
号は、電力増幅器１３１i、次いでデュプレクサ１２０i
に向けられ、その後アンテナ１１０iに送られる。装置
はまた、伝送条件を分析し、適用可能な場合、ビーム成
形構成と空間ダイバーシチ構成のどちらかを選択するモ
ジュール１６０を備える。決定アルゴリズムとしては、
系の予想外の構成変化を予防するために、ヒステリシス
を持つか、あるいは切替後にタイムアウトを有するよう
にすることが望ましい。モジュール１６０は、位相シフ
トを計算し、ビーム成形器に必要な係数を重みづけする
ためのパラメータ、ならびにダイバーシチ受信機に必要
な複素フェージング利得係数を計算モジュール１７０に
供給する。図示されたシステムは１つのビーム成形器し
か有していないが、言うまでもなく、種々の方向にビー
ムを形成するために並列に機能するいくつかのビーム成
形器を実現できる。この場合、計算モジュールは、位相
シフトおよび重みづけ係数をすべての成形器に供給す
る。最後にモジュール１６０は、採用されるアレイピッ
チの値をアンテナ位置コントローラ（ＡＰＣ）に供給す
る。モジュール１６０は、アンテナ移動装置（単数また
は複数）に必要な信号を伝送し、必要なピッチにしたが
ってアンテナが位置決めされるようにする。
【００２５】ビーム成形器からの出力信号は、たとえ
ば、等化装置またはチャネル復号器に向けられる。より
一般的には、アンテナ処理をベースバンド信号の他の処
理に組み合わせることができる。したがって、等化はま
た、アンテナ処理の前に、ブランチ毎（ダイバーシチ構
成）、またはチャネル毎（ビーム成形構成）に影響され
る。
【００２６】図２は、本発明の第２の実施の形態を概略
的に示している。装置は、デュプレクサ２２０1．．．
２２０nを通して低雑音増幅ステージ２３０に結合され
る、アンテナ２１０1．．．２１０nからなるアレイ２１
０を備える。次いで増幅された信号は、スイッチＳ
1Ｓ2．．．Ｓnによって、１つまたは複数のビーム成形
器２４１、または空間ダイバーシチにおいて機能する受
信機２４２に向けられる。スイッチの状態は、伝送条件
を分析するモジュール２６０によって制御される。この
モジュールはまた、アンテナを位置決めするコントロー
ラに、採用されるアレイピッチの値を供給する。モジュ
ールはまた、第１の計算モジュール２７１に、位相シフ
トを決定するパラメータのセットと、ビーム成形に要求
される重みづけ係数とを伝送する。これらのパラメータ
は、たとえば、受信される信号の到着方向、干渉信号の
到着方向、ビームのローブ幅、二乗平均平方根エラー、
または受信信号と基準信号との間の即時のエラーであ
る。それは、第２の計算モジュール２７２に、種々のア
ンテナからの信号に適用される複素フェージング利得の
推定に必要なパラメータを供給する。
【００２７】ある構成モードから他の構成モードへの変
化は、スイッチを切り換え、アレイのピッチを変更する
ことによって行われる。ビーム成形では、アレイのピッ
チは、使用される搬送周波数の半波長より低いか、ある
いはそれと等しい値で固定され、一方空間ダイバーシチ
受信では、通常その値の４〜１０倍である波長より実質
的に大きいピッチが採用される。ピッチの変更は即時的
ではないため、切り換え時の過渡性を低減することは重
要である。このため、切換えは以下のように準備され
る。ビーム成形構成から空間ダイバーシチ構成、または
アレイピッチが異なる別のビーム構成への変化の場合を
仮定する。位相シフトが切り換えられるか、あるいは、
より有利には徐々にゼロ値に近づき、重みづけ係数が値
１に近づき、ビーム（単数または複数）の拡張および歪
み（disaligning）が生じる。したがって、たとえばア
レイが円形タイプである場合、扇形図から全方向図への
変化が生じる。アレイが１つの区画しかカバーしない場
合、狭いローブ図から扇形図への変化が同様に生じる。
したがって、アンテナ処理（ここでは、ビーム成形）が
取り除かれる場合、装置は、アレイのピッチの変化に対
してほとんど反応することがなく、ピッチの変更は、異
常値を生成する危険性を伴うことなく実現することがで
きる。
【００２８】到着構成（arrival configuration）もビ
ーム成形である場合、装置は、位相シフトおよび重みづ
け係数をモジュール２７１によって計算されたそれらの
新規の値に変える。
【００２９】到着構成が空間ダイバーシチの場合、装置
は、スイッチＳiを切り換え、空間ダイバーシチ処理を
適用する。
【００３０】図３は、図１に示されたアンテナ装置の設
計において使用することのできる混成システムを示す。
図１のユニット１４０は、複数のモジュール３００kお
よび一対の加算器３６０、３６１を備える。モジュール
３００kの構造は、ビーム成形およびダイバーシチ受信
のために実行されたいくつかのオペレーションが同様で
あるという発見に由来する。ＬＮＡ１３０Kから出力さ
れた信号ｒk（ｔ）はまず、乗算器３１０、３１１によ
って直角変調を受け、成分２ｆcを除去するフィルタ３
３０、３３１によって低域フィルタリングされる。成分
ｒk Iおよびｒk Qの複素信号ｒkは、次いで成分Ｇk Iおよ
びＧk Qの複素値Ｇkによって乗算され、成分ｒk I*Ｇk I−
ｒk Q*Ｇk Qおよびｒk I*Ｇk Q＋ｒk Q*Ｇk Iの複素積を得
る。モジュール３００kから得られた複素積は、加算器
３６０および３６１によって加算され、結果得られた和
は、モジュール１４０の出力ＩおよびＱに向けられる。
ビーム成形構成が選択された場合、複素値はＧkはρk
ｅｘｐ（−ｊФk）と等しくなるように選択され、ここ
でρkは重みづけ係数であり、Фkはアンテナｋに適用で
きる位相シフト係数である。したがって、加算器３６０
および３６１に関連するモジュール３００kは、従来の
ベースバンドビーム成形器のように動作する。一方、ダ
イバーシチ構成が採用される場合、複素値Ｇkはｇ* kと
等しくなるように選択され、ここでｇkは、アンテナｋ
に関連する複素フェージング利得である。したがって、
モジュール３００kと加算器３６０および３６１の組み
合わせは、ＭＲＣ（最大比合成）タイプのダイバーシチ
受信機のように機能する。当然、他のタイプのダイバー
シチ処理が実現され得る。したがって、Ｇk＝Ｇ*δ（Ｋ
−Ｋ0）（ここでＫ0は最良の信号対雑音比を与えるブラ
ンチの指数（選択合成））、または、Ｇk＝Ｇ（すべて
のｋ、ここでＧは所与の利得である）を選択することが
できる。
【００３１】ある構成から他の構成への変化、より一般
的には、アレイピッチの変化は、係数Ｇkを値１におい
て固定することによって、より有利には、初期段階にお
いて係数Ｇkを値１に徐々に近づけ、任意の過渡現象を
避けることによって準備される。次いでアレイのピッチ
は、中間段階において変更される。ピッチの変化の後、
係数Ｇkは、それらの新規のセット値で固定されるか、
あるいは、より有利には、最終段階においてそれらの新
規のセット値に徐々に近づけられ任意の過渡現象を避け
るようにする。モジュール３００kが、たとえば、フィ
ルタ３３０および３３１の出力におけるアナログ／デジ
タルコンバータによってデジタルに生成される場合、初
期段階および最終段階は明らかに即時的である。しかし
ながら、モジュール３００kの過渡効果ダウンストリー
ムを避けることが望まれる場合、初期段階および最終段
階においてスムージングを使用することが有利である。
【００３２】図４は、アレイにおいてアンテナを機械的
に移動させるための第１の装置を示す。装置は、Ｕ形状
の外郭を有し、縁がレールの中心にむかって湾曲し、そ
こでアンテナ支持部４１０が移動できる、レール４００
を備える。レールの底部および内壁に整合するローラ
（図示せず）、または任意の他の等価の手段によって、
容易な摺動がもたらされる。各アンテナ支持部には、自
由端にスレッド管４３１を有するラグ４３０が固定され
ている。モータ４４０は、スレッド管４３１内を回転す
るウォーム４２０を回転させる。したがって、適切な方
法でモータ４４０を制御することによって、アンテナ支
持部を平行に移動させ、所与の間隔を満たすようにする
ことができる。
【００３３】図５は、アレイにおいてアンテナを移動さ
せるための第２の機械的装置を示している。アンテナ支
持部５１０はここでも、レール５００の内側を摺動する
ことができる。各支持部に対して２つのブレード５２０
が設けられ、これはシャフト５３０を中心に回転するこ
とができる。支持部のブレードの端部は、シャフト５４
０によって、隣接する支持部のブレード端部に接続され
る。したがって、すべてのブレードは、必要に応じて圧
縮し折り畳むことができ、種々のアンテナ間の独立した
間隔を保証する、格子を形成する。格子の圧縮または伸
長は、モーターによって駆動されるウォーム、および格
子の移動端部においてアンテナ支持部に固定されるスレ
ッド管によって生じる。第２の端部は、固定されていて
も、また移動可能であってもよい。後者の場合、２つの
移動端部は、双方とも移動装置に設けられることが有利
である。アレイのタイプによって他の装置を実現できる
ことは明らかである。たとえば、アレイが行列タイプで
ある場合、いくつかの平行のレールが採用され、レール
間の距離が、図４および５に示されるようにウォームま
たは変形可能な格子装置によって調節される。アレイが
円形の場合、円弧形のラック上でアンテナを移動させる
装置、または傘タイプの機構によってアンテナを移動さ
せる装置も実現することができる。
【００３４】図６は、アレイのピッチを変化させる電子
装置を用いる本発明の実施の形態を示している。この装
置は、迅速な再構成を要求する用途に適している。説明
を明瞭にするために、デュプレクサおよび低雑音増幅器
は示されていない。装置は、たとえばスロットアンテナ
またはマイクロストリップタイプのアンテナなどの多数
の基本アンテナ６１１jからなり、各基本アンテナ６１
１jは、グルーピングユニット６２０j-k、．．．、６２
０j+kのセットに接続されている。等価の方法で、各グ
ルーピングユニット６２０jは、その入力において、基
本アンテナ６１１j -k、．．．、６１１j+kからの信号を
受信する。各グルーピングユニットの出力は、グルーピ
ングユニットの一定の出力（以下に示すように、実際は
能動ユニットの出力）をビーム成形器６４０（または並
列に動作するビーム成形器）の入力、または空間ダイバ
ーシチ受信機、または上記のような混成システムに向け
る、スイッチ６３０に接続される。グルーピング回路の
役割は、必要なピッチでアレイをシミュレーションする
ことである。グルーピング回路の機能は、図７で説明さ
れる。アレイピッチのシミュレーションの３つの例Ａ、
Ｂ、Ｃが、図７に示される。Ｘ軸上にあるのが基本アン
テナのシリアルナンバーｊであり、Ｙ軸上にあるのが重
みづけ係数値である。例Ａは、基本アンテナが同じサイ
ズｑのパケットによって区分けされる単純な場合であ
る。したがって、等しいアレイピッチはｑ *ｄとなり、
ここでｄは基本アレイのピッチである。基本アンテナの
出力信号はすべて、グルーピングユニットにおいて、合
計される前に同じ重みづけを受ける。Ｘ軸線の下に、能
動グルーピングユニットがＣz jの形態で示されており、
ここでｊは能動ユニット６２０jの指数であり、ｚは重
みづけに採用された接続の（−ｋ，−ｋ＋１、．．．、
０、．．．、ｋ−１、ｋ）のサブセットであり、残りは
ゼロ係数で乗算されるか、あるいは抑制される。例Ｂ
は、（２ｐ＋１）ｄ／２の形態のピッチを有する等価の
アレイ設計を示しており、ここでｐは整数である。アレ
イは、ｐおよびｐ＋１の基本アンテナのパケットを交互
に使用することによってシミュレートされる。ｐおよび
ｐ＋１の素子のパケット間の重みづけレベルにおける差
は、パケット毎の基本アンテナの数にしたがう基準化に
依存する。最後に例Ｃは、小さな（fractional）ピッチ
ｄ*ｑ／ｐを有するアレイをシミュレートすることが望
まれる一般的な場合を示し、ここでｑ、ｐは整数であ
り、ｑ＞ｐである。振幅分布Ｄは、たとえば逆フーリエ
変換によって最初に決定され、等しいアンテナ６１０j
の必要な放射図に対応する。この分布は必要な周期性で
反復され、重みづけ係数が、基本ネットワークの地点に
おいてとられるこの分布値のように、得られる。次いで
この値を基準化し（図示せず）、パケット毎に受け取ら
れた電力が一定になるようにする。分布は、実際には、
ガウス分布またはサイン（正弦）関数の一部に対応する
が、説明を簡略にするために三角形として示した。各等
しいアンテナについて、最も優れた振幅を有する２ｋ＋
１地点のセットが重みづけに採用され、このセットがこ
のアンテナに対して能動であるグルーピングユニットを
決定する。示された重みづけ係数は実数であるが、通
常、これらの係数が複素数であり、所与の入射角に対す
る基本アンテナ間の位相差を考慮するようにすることは
明らかである。しかしながら、後者の場合、多重ビーム
モードにおける機能は、各ビーム成形器についてグルー
ピング段階の反復を必要とする。
【００３５】本発明の一定の機能をアナログの処理形態
で示してきたが、それらをデジタルで実施し、専用また
は汎用デジタルプロセッサで実行できることは明らかで
ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態によるアンテナ装
置を示す。
【図２】 本発明の第２の実施の形態によるアンテナ装
置を示す。
【図３】 本発明の第１の実施の形態に有用な混成シス
テムを示す。
【図４】 本発明の実施に有用な第１のアンテナ移動装
置を示す。
【図５】 本発明の実施に有用な第２のアンテナ移動装
置を示す。
【図６】 第３のアンテナ移動装置を用いる本発明の実
施形態を示す。
【図７】 図６に示された本発明の実施の形態の機能を
示す。
【符号の説明】
１１０j，２１０j，６１０j 輻射素子、１４０，２４
１ ビーム成形器、１４０，２４２ 受信機および送信
機、１４０ 混成システム、１５０，１６０，１７０，
２５０，２６０，２７１，２７２ アンテナ構成手段、
４００，５００レール、４１０，５１０ 支持部、６１
１j 基本素子、６１１j-k，６１１j+ k 基本アンテ
ナ、６２０j ユニット、６３０ スイッチ、６４０
ビーム成形器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J021 AA05 AA06 CA06 DB02 DB03 DB04 EA04 FA05 FA14 FA15 FA16 FA17 FA20 FA26 FA29 FA30 FA31 FA33 FA35 GA02 HA05 HA06 HA10 5K059 AA08 BB08 CC02 CC03 DD37

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 特に無線局のための、信号を送受信する
    ことができる無線局用構成可変アンテナ装置であって、 少なくとも１つの空間周期性（Ｐ）を有する周期配列に
    配置された複数の輻射素子（１１０j、２１０j、６１０
    j）を備え、 伝送条件によって前記空間周期性の値を変化させるよう
    に構成されたアンテナ構成手段（１５０、１６０、１７
    ０、２５０、２６０、２７１、２７２）を有することを
    特徴とするアンテナ装置。
  2. 【請求項２】 前記輻射素子への入力信号および／また
    は前記輻射素子からの出力信号を用いて、少なくとも第
    １の方向にビームを形成するように構成された少なくと
    も１つのビーム成形器（１４０、２４１）を備えること
    を特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
  3. 【請求項３】 前記輻射素子からの出力信号を用いて、
    少なくとも第２の方向において干渉信号を除去するよう
    に構成された少なくとも１つのビーム成形器（１４０、
    ２４１）を備えることを特徴とする請求項１または２に
    記載のアンテナ装置。
  4. 【請求項４】 前記信号の伝送は搬送周波数で行われ、
    前記構成手段は、前記搬送周波数の半波長より短い、ま
    たはそれと等しい値で、前記空間周期性を固定すること
    を特徴とする請求項２または３に記載のアンテナ装置。
  5. 【請求項５】 空間ダイバーシチにおいて受信または送
    信するように構成された受信機および送信機（１４０、
    ２４２）を備えることを特徴とする請求項１に記載のア
    ンテナ装置。
  6. 【請求項６】 前記送受信は搬送周波数で行われ、前記
    構成手段は、前記搬送周波数の波長より長い値で、前記
    空間周期性を固定することを特徴とする請求項５に記載
    のアンテナ装置。
  7. 【請求項７】 前記アンテナ入力または出力信号を、前
    記ビーム成形器（２４１）あるいは前記空間ダイバーシ
    チ送信機または受信機（２４２）に向ける複数のスイッ
    チ（Ｓj）を備え、前記構成手段は、前記ビーム成形器
    に切り換えられた場合、前記信号の搬送周波数の半波長
    より短い、またはそれと等しい値で前記アレイのピッチ
    を固定し、前記空間ダイバーシチ送信機または受信機に
    切り換えられた場合、前記波長より長い値で固定するこ
    とを特徴とする、請求項２ないし５のいずれかに記載の
    アンテナ装置。
  8. 【請求項８】 ビーム成形器または空間ダイバーシチ受
    信機として機能することができる混成システム（１４
    ０）を備え、前記構成手段は、前記混成システムがビー
    ム成形器として機能している場合には、半波長より短
    い、またはそれと等しい値で前記アレイのピッチを固定
    し、前記混成システムが空間ダイバーシチ受信機として
    機能している場合には、前記波長より長い値で固定する
    ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
  9. 【請求項９】 前記構成手段は、前記空間周期性を変化
    させる段階中にアンテナ処理をすることなく、中間構成
    に前記アンテナを置くように構成されることを特徴とす
    る請求項１ないし８のいずれかに記載のアンテナ装置。
  10. 【請求項１０】 前記構成手段は、前記空間周期性にお
    ける望ましくない変化を除去することができるヒステリ
    シスまたはタイムアウト手段を備えることを特徴とす
    る、請求項１ないし９のいずれかに記載のアンテナ装
    置。
  11. 【請求項１１】 前記輻射素子は、支持部（４１０、５
    １０）に固定され、前記構成手段は、前記輻射素子の支
    持部が摺動できる少なくとも１つのレール（４００、５
    ００）を備えることを特徴とする、請求項１ないし１０
    のいずれかに記載のアンテナ装置。
  12. 【請求項１２】 前記構成手段は、前記輻射素子の支持
    部に固定されるスレッド管（４３１）において係合する
    複数のウォーム（４２０）を備え、前記輻射素子間の間
    隔は、前記ウォームの回転にしたがって変化することを
    特徴とする請求項１１に記載のアンテナ装置。
  13. 【請求項１３】 前記構成手段は、変形可能な格子（５
    ２０、５４０）を備え、前記格子の接合部（５３０）
    は、前記輻射素子の支持部に接続され、前記輻射素子間
    の間隔は、前記格子の圧縮または伸長にしたがって変化
    することを特徴とする請求項１１に記載のアンテナ装
    置。
  14. 【請求項１４】 前記輻射素子（６１０j）は、複数の
    基本素子（６１１j）からなることを特徴とする請求項
    １ないし１３のいずれかに記載のアンテナ装置。
  15. 【請求項１５】 前記構成手段は、隣接する基本アンテ
    ナ（６１１j-k、．．．、６１１j+k）からの出力信号の
    セットを重みづけし、かつ合計するように構成された複
    数のユニット（６２０j）と、前記ユニットからの一定
    の出力信号を少なくとも１つのビーム成形器（６４０）
    の入力に向けるスイッチ（６３０）とを備え、前記輻射
    素子の空間周期性は、前記基本アンテナからの出力信号
    および前記ユニットからの出力信号を選択することによ
    って変更されることを特徴とする請求項１４に記載のア
    ンテナ装置。
  16. 【請求項１６】 前記伝送条件は、ビットエラーレー
    ト、パケットエラーレート、信号電力と雑音に干渉を加
    えた電力との比、サービス品質、および、送信の役割を
    果たす送信機によって消費される電力のうちの１つまた
    は複数の伝送特性であることを特徴とする請求項１ない
    し１５のいずれかに記載の無線局のためのアンテナ装
    置。
  17. 【請求項１７】 請求項１ないし１６のいずれかに記載
    のアンテナ装置を備える移動端末。
  18. 【請求項１８】 請求項１ないし１６のいずれか１項に
    記載のアンテナ装置を備える基地局。
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