JP2003509883A - 適応型マルチフィラーアンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ｎが１以上の整数である、ｎ個の間隔を置いたアンテナフィラメントと、送信及び／又は受信装置の特性インピーダンスに対する、該アンテナの特性インピーダンスを整合するための整合回路（２１０）と、ｎ個の該フィラメントに到来するまたはそれから放射される信号の、利得および位相を調整する重み付け回路（２４０）と、該フィラメントの電気的長さ及び／又は相互の接続を選択的に変更する、少なくともいくつかのフィラメントに関するスイッチ手段（３１０）と、該マルチフィラーアンテナにより受信または送信されるべき信号の、周波数、偏波及び／又は伝搬の方向、及び／又は該アンテナのインピーダンスマッチングに関する該マルチフィラーアンテナの電気的特性を検出する手段と、該検出手段に応じて、受信または送信すべき現在の信号をより好適にするために該マルチフィラーアンテナ（２００）の特性を調整するための、該整合回路（２１０）、該重み付け回路（２４０）および該スイッチ手段（３１０）の動作を制御する制御手段（２３０）と、からなるマルチフィラーアンテナ（２００）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、適応型マルチフィラーアンテナに関するものである。

【０００２】 モバイル電話およびモバイル通信のような分野において、異なる周波数帯域で
動作し、かつ異なるサービスを提供する、無線周波帯域のトランシーバが消費者
用の単一のデバイスに統合されるべきであると提案されている。

【０００３】 例えば、モバイル電話が使用できる受信領域を改善するために、衛星システム
トランシーバ、地上波トランシーバおよび国内用コードレス電話トランシーバが
１つのハンドヘルドユニットに統合されているとよい。別の例は、使用者の母国
では１８００ＭＨｚで動作するが、いわゆるローミング協定（ｒｏａｍｉｎｇ
ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）により、他の国では９００ＭＨｚで動作する能力を有
する、デュアルサービス電話である。

【０００４】 この目的を達成するために必要な電子製品は、急速に小型化かつ軽量化してい
る。しかしながら、多周波数、多重システム動作のための問題が残存する領域は
アンテナである。

【０００５】 以上に記載したように動作するためには、アンテナは異なる周波数で異なる形
式の基地局と機能し合うことが出来なければならない。例えば、一方のサービス
は地上波の基地局を使用し、他方は軌道を周回する衛星を使用するのである。こ
のことは、ある送受話器のアンテナを普通通り垂直の位置で（送受話器を使用者
の頭の隣に保持して）使用した場合、一方のサービスのためにそのアンテナは放
射方位に関して実質的に無指向性の放射パターンを有するべきであり、かつ他の
サービスのためには実質的に半球状の放射パターンを有するべきである、という
ことを意味する。

【０００６】 異なるパターンと周波数での使用を可能とするために、共通の渦巻き体（ｖｏ
ｌｕｔｅ）内に少なくとも２つの別個のアンテナを採用することが提案されてき
た。

【０００７】 第１の態様において本発明は、１以上の整数である、ｎ個の間隔を置いたフィ
ラメントと、予め定められた複数のフィラメントが、互いに固定したある位相関
係で組み合わされた、少なくとも１つのフィラメントグループと、ｎ個の該フィ
ラメント及び／又はフィラメントグループに到来する及び／又はそれから放射さ
れる信号に、位相の調整を行いうる重み付け回路と、該マルチフィラーアンテナ
により受信される信号または送信される信号の、周波数、偏波及び／又は伝搬方
向、及び／又は該アンテナのインピーダンスマッチングに関する、少なくとも１
つの該マルチフィラーアンテナの電気特性を検出しうる検出手段と、及び、受信
または送信すべき現在の信号をより好適にするために該マルチフィラーアンテナ
の特性を調整するための、該検出手段に応じて該重み付け回路の動作を制御しう
る制御手段と、からなる適応型マルチフィラーアンテナを提供する。

【０００８】 他の態様において本発明は、１以上の整数である、ｎ個の間隔を置いたフィラ
メントと、予め定められた複数のフィラメントが互いに固定したある位相関係で
組み合わされた、少なくとも１つのフィラメントグループと、該アンテナの特性
インピーダンスを、送信及び／又は受信装置のそれに整合させる整合回路と、ｎ
個の該フィラメント及び／又はフィラメントグループへ到来する及び／又はそれ
から放射される信号に、利得と位相のそれぞれの調整を適用する位相回路と、該
フィラメントの該電気的長さ及び／又は相互接続を選択的に変更する、各々のフ
ィラメントと関連したスイッチ手段と、マルチフィラーアンテナにより受信また
は送信される信号の周波数、偏波及び／又は伝搬の方向、及び／又は該アンテナ
のインピーダンスマッチングに関する、マルチフィラーアンテナの電気的特性を
検出する手段と、及び、受信または送信すべき現在の信号をより好適にするため
に該マルチフィラーアンテナの特性を調整するための、該検出手段に応じて該整
合回路、該位相回路および該スイッチ手段の動作を制御する制御手段と、からな
る適応型マルチフィラーアンテナを提供する。

【０００９】 本発明において、マルチフィラーアンテナの個々のフィラメントからの信号に
対する、およびオプションとして該フィラメントの電気的長さ及び／又は相互接
続のパターンとの該位相及び／又は利得の関係は、受信または送信されるべき特
定の信号に対する、該アンテナの該特性を改善（または該調整システムの分解能
の範囲内で可能な限り最適化）するように、自動的に変化させることが出来る。

【００１０】 例えば、本発明の実施例では、少なくとも１つの上記のパラメータを、最良の
受信信号レベル、最良の信号対ノイズ比または最良の信号対（ノイズ＋干渉）比
及び／又は最良のＶＳＷＲを提供するように、変化させることが出来る。

【００１１】 該調整は一般的に、該アンテナの周波数応答性および放射パターン（形状およ
び偏波）の変化に帰着する。該調整システムに対して、その変化が量的なもので
あるということは問題ではない。該システムは単に該出力を測定し、現在の信号
の取り扱いを改善するように調整を行う。

【００１２】 同じ部品には同じ参照番号が付された添付の図面を参照しつつ、以下に本発明
は一例として記述される。

【００１３】 図１を参照すると、１つの４フィラーヘリカルアンテナ（ＱＨＡ）が４つのヘ
リカルエレメント１０〜４０および８つのラジアルエレメント５０〜１２０から
構成されている。（他の実施例では、例えば角度を隔てて配置された、６つのヘ
リカルエレメントを使用することが出来る）。全てのラジアルエレメント５０〜
１２０が全てのアンテナの構成において存在しなくても良いことに、留意しなけ
ればならない。

【００１４】 ヘリカルエレメントは、図１に示されるように相互に絡み合っており、アンテ
ナの長さ方向軸について互いに９０°ずつずれて配置されている。４つのラジア
ルエレメント５０〜８０は渦巻きの頂部において、４つのラジアルエレメント９
０〜１２０は底部において、ヘリカルエレメントを接続して２つのバイファイラ
ーループを形成するように配置されている。アンテナは、２つのフィードの間に
９０°の位相差を伴う、一対のラジアルエレメント９０，１１０上に構成されて
いる。

【００１５】 フィード（この例では底部）との関係でアンテナの頂端部のラジアルエレメン
ト５０〜８０は、ヘリカルエレメントの共振長さと所望の応答に依存して、対で
短絡されているかまたは開回路とされていてもよい。

【００１６】 ＱＨＡは、以下の参考書に記載されている： ［１］キルガス（ｋｉｌｇｕｓ）Ｃ．Ｃ．「マルチエレメント フラクショナル
ターン ヘリックス」ＩＥＥＥアンテナおよび伝搬会報 ＡＰ１６巻、ｐｐ４９
９−５００、１９６８年７月 ［２］キルガスＣ．Ｃ．「共振４フィラーヘリックス」ＩＥＥＥアンテナおよび
伝搬会報 ＡＰ１７巻、ｐｐ３４９−３５１、１９６９年５月 ［３］キルガスＣ．Ｃ．「共振４フィラーヘリックスの設計」マイクロウェーブ
ジャーナル１９７０年１２月 アンテナの放射パターンモード（半球状またはその他）は、２つまたは４つの
フィードに使用される位相の組み合わせに依存する。各々のモードでの正確なア
ンテナの放射パターンの形状は、螺旋のピッチと大きさに依存する。軸モードで
は、構造の大きさに依存して半球からハート型まで変化する形状を有する。偏波
は、３ｄＢ角度の内部で極めて良好な軸比を伴う、円形である。

【００１７】 他の実施例ではマルチフィラーアンテナの構成は、ダイバーシティの目的のた
めに同様に使用されることが出来る。異なるフィラメントが、一般的に相関しな
い受信信号の間に空間的なダイバーシティを提供するために用いられることが出
来る。利得及び／又は位相の重み付けの効果は、放射パターンの形状と偏波の双
方に作用することが出来る。この効果は、２つの方法でトランシーバに有用であ
る。第１にはパターンの形状と偏波が、基準比（Ｓ／ＮまたはＳ／（Ｎ＋Ｉ））
を最適化または改善するために到来する信号の方向と偏波にマッチングする事で
あり、第２には異なるフィラメントまたはフィラメントの組の結果として生じた
パターンを用いて、その構造が偏波のダイバーシティのために用いうることであ
る。

【００１８】 図１は、一般的に円筒状の渦巻き（即ち平面投影的には円形）を有するアンテ
ナを示す。楕円または長方形の平面投影や、端を切った円錐形のような、他の渦
巻き形状も同様に本発明に用いることが出来る。

【００１９】 図２は、適応型ＱＨＡ２００およびアンテナインターフェース回路からなる、
アンテナシステムの概要図である。

【００２０】 図２において、４つのＱＨＡ２００のエレメントは、別個に適応型整合回路２
１０に接続されている。(図２に示される構成ではアンテナは受信モードにある
が、送信モードでは信号がアンテナに供給されることが、図２の信号伝搬の矢印
の方向を逆にすることで理解しうる。）適応型整合回路２１０は、整合コントロ
ーラ２２０により制御されており、整合コントローラはさらにシステムコントラ
ローラ２３０により制御されている。

【００２１】 適応型整合回路からの受信信号は、４つの可変重み付け回路Ｗ１〜Ｗ４にそれ
ぞれ供給される。各々のＷ１〜Ｗ４は、システムコントローラ２３０により制御
される、可変位相遅延器と、オプションとして可変利得ステージとから構成され
ている。

【００２２】 以下により詳細に記載される代替案は、ただ２つのフィード（各々がそれぞれ
の対向の組に関連する）を有し、かつそれ故ただ２つの重み付け回路Ｗ１、Ｗ２
と２つのトランシーバ４００、４５０を必要とするようにされた、無線周波にお
いて固定の１８０°の重み付けを伴う対向のエレメント（１０，３０および２０
，４０）の組の組み合わせである。

【００２３】 図２の実施例では、４つの可変重み付けエレメントＷ１〜Ｗ４の出力は、合成
信号を形成するために加算／重み付けコンバイナ２４０により合成される。次に
この合成信号は、ストア２５０に保存される。センサ２８０はこの信号を検査（
例えば（ノイズ＋干渉）に対する信号レベルの比）し、この情報をコントローラ
に伝え、センサ２８０により検知されたパラメータを改善またはなるべく最適化
するために、コントローラは重み付けエレメントＷ１〜Ｗ４、整合回路２１０お
よびスイッチエレメント２９０，３００の重み付け因子を順次調整する。この最
適化情報は、保存された信号の品質を最適化または改善するために用いられるこ
とが出来、その後復調器２６０に伝えられる。この情報はまた、次に到来する信
号を受信するよう、アンテナシステムを調整するために用いられる。

【００２４】 ＱＨＡの各々のエレメントには、給電点から離れた所にあるエレメント部分を
分離出来るスイッチ２９０が設けられている。スイッチは例えば、ＰＩＮダイオ
ードスイッチである。同様にスイッチ３００は、給電点から離れた端でエレメン
トの組を短絡または分離することが出来る。

【００２５】 スイッチコントローラ３１０の制御下で、スイッチ２９０、３００により行わ
れる動作は、アンテナの応答性と放射パターンを変更することが出来る。特に、
各々のエレメントの一部分を分離することにより、エレメントの電気的な長さが
短くされ、それにより動作周波数が高くなる。さらに特定の信号周波数、偏波お
よび伝搬の方向における動作を改善したり、できる限り最適化するために、これ
らの動作はシステムコントローラの制御下で行われる。

【００２６】 上記の代わりにまたは付け加えて、アンテナエレメントは１つまたはそれ以上
のアンテナトラップを含むことにより、いくつかの共振モードを有するようにさ
れていてもよい。これにより、アンテナは１つ以上の動作周波数で共振する（そ
れ故増大された利得を有する）ようになる。

【００２７】 図３は、図２のアンテナシステムの、一つの可能な実施例のより詳細な概要図
であり、送信モードでのＶＳＷＲ、および受信モードでのＳ／Ｎ＋Ｉを改善また
は最適化する動作を示す。（なお受信モードでアンテナのマッチングの適用によ
りＳ／Ｎ＋Ｉが改善されると、これはＶＳＷＲの改善する間接の副作用を有する
。同様に、パターンモード、偏波および方向が最良のまたは改善されたＳ／Ｎ＋
Ｉのための調整により改善されると、これは同様に送信モードでの効果で対応し
た改善を得る。） 図３において、重み付けエレメントＷ１〜Ｗ４の動作は、加算／重み付けコン
バイナ２４０の動作と同様に、ディジタルドメインでのベースバンドで実行され
ている。

【００２８】 適応型整合回路２１０の出力は、局部発振器の信号が無線周波信号と混合され
る中間ステージ４１０と、アンプ４２０と更に、２つの復調信号ＩおよびＱを生
成するため０°および９０°の位相関係を有する局部発振器の信号との混合ステ
ージからなる直交位相ダウンコンバータ４００に供給される。復調信号Ｉおよび
Ｑは双方とも、ＲＡＭ４４０に記憶される前に、Ａ／Ｄコンバータ４３０により
ディジタル表現に変換される。このプロセスは、ＱＨＡの各々の要素に対して繰
り返される。同様に送信側については、ＲＡＭ４４０からの出力は適応型整合回
路２１０を経由してそれぞれのアンテナエレメントに送られる前に、直交位相変
調器４５０を通させる。

【００２９】 ＶＳＷＲ検出器４６０は、アンテナの定在波比を検出するために送信モード及
び／又は受信モードで動作する。この出力は、ＲＡＭ４４０に保存される。

【００３０】 このＲＡＭはディジタル信号処理（ＤＳＰ）ユニット４７０に接続され、ＤＳ
Ｐは、ＲＡＭ４４０に保存された信号のディジタル表現をそれぞれの比率で、そ
れぞれの位相を用いて結合し（即ち重み付けブロックＷ１〜Ｗ４の動作を実行）
し、信号対ノイズ比のような選択されたパラメータを検出して最適化し、ある周
波数帯域から他の周波数帯域へ変更したり、離調効果を克服したりするために、
適応型整合回路に制御信号を送り、スイッチコントローラ３１０とヘリカルエレ
メント内のスイッチ２９０，３００も順に制御する。

【００３１】 適宜の１つのＤＳＰアルゴリズムが、受信機に既知のパケットヘッダー、標準
のまたはトレーニングシンボルを送るために、送信機用に用意されている。トレ
ーニングシンボルの受信中の受信信号への任意の外乱は、Ｎ＋Ｉの尺度であり、
試行錯誤（ＲＡＭ４４０に保存されたディジタル表現の結合の繰り返し）や、関
連する相関マトリックスの直接のマトリックス逆変換、またはいわゆるＬＭＳま
たはＲＬＳアルゴリズムのような反復アプローチにより削減することが出来る。
しかしながら、既知のトレーニングシンボルが利用可能でないときでさえも、信
号への外乱の尺度を、受信されたシンボルに適用されるエラー検出のアルゴリズ
ムにより作製することが出来る。

【００３２】 図４は、図２のアンテナシステムの、１つの代替の実施例のより詳細な概要図
である。この実施例は、図３のダウンコンバータ４００と同様の方法で動作する
直交位相ダウンコンバータ４００′を有する。同様にこれは、図３の変調器４５
０と同様の方法で動作する直交位相変調器４５０′を有する。

【００３３】 図４に示された実施例のベースバンドでの動作は図３のそれと同じで、ダウン
コンバートされた信号はディジタル領域に変換され、ＲＡＭ４４０′に保存され
る。ＲＡＭの信号はディジタル信号処理ユニット４７０′により処理され、ＤＳ
Ｐ４７０′は適応型整合回路２１０′およびアンテナスイッチ２９０′、３００
′、３１０′で変化を起こさせるように動作することが出来る。

【００３４】 しかしながら図４の回路の動作は、図３のそれとは明確に異なり、個々のアン
テナエレメントから直交位相ダウンコンバータ４００′への信号経路内に接続さ
れた、重み付けブロック５００′において重み付け動作がＲＦ（無線周波）で実
行される。

【００３５】 図４では、重み付けブロック５００′がコンバイナ２４０′と適応型整合回路
２１０′の間に直接接続され、コンバイナが重み付けブロック５００′に含まれ
るそれぞれの重み付け回路Ｗ１、Ｗ２，Ｗ３、Ｗ４の出力を加算的に結合するよ
うに動作する。

【００３６】 コンバイナ２４０′の出力は、単一の直交位相ダウンコンバータ４００′に供
給される。こうして、図３に示された実施例とは異なり、ただ１つの直交位相ダ
ウンコンバータ４００′が必要となる。同様に、ただ１つの直交位相変調器４５
０′が必要である。

【００３７】 この代替の実施例は、２つの利点を有する。第１は、ただ１つのダウンコンバ
ータ４００′とただ１つの変調器４５０′のみが必要とされるので、トランシー
バの製造におけるコスト節減に帰着することである。

【００３８】 第２は、受信信号の殆どのノイズが受信機で誘導されるので、信号が（４の代
わりに）唯一のダウンコンバータ４００′を通過することから、受信部で付加さ
れるノイズは４倍の低減が行われる。さらなる付随的な利点として、４つ全ての
アンテナエレメントからの信号が単一のダウンコンバータ４００′で同じノイズ
の対象となるので、入力の重み付けを適用する必要がないことである。こうして
重み付け回路Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３、Ｗ４は、アンテナエレメントにより受信された
信号に対し位相の調整を適用するためにのみ、備えられている。これはそれらの
構成を単純化し、それによってコストと信頼性の利点を有する。

【００３９】 重み付けを最適化するために、図３の実施例に対し、わずかに異なったアプロ
ーチが採用される。図３の実施例では保存されたデータは、最適のまたは少なく
とも改善された結果が得られるまで、データに適用される異なった重み付けで反
復して処理される、ということが留意されなければならない。しかしながら図４
の実施例では、ＲＡＭ４４０′に保存されるデータは既にそれに重み付けが適用
されており、実際の所各々のアンテナエレメントからの信号はコンバイナ２４０
′により既に結合されている。そこで、正しい重み付けを見いだすために、信号
（例えばトレーニングシーケンス）の受信中重み付けは動的に調整されている。
受信した信号の品質を現すデータに対して、既知の重み付けの設定を現すデータ
を保存することにより、どの重み付けが最良の受信及び／又は伝送特性を与える
かを決定することは可能である。このように原理は同様であるが、第１の場合（
図３）は重み付けの最適化は「オフライン」で起こるのに対し、図４の実施例で
は重み付けの最適化は信号の受信中に「オンライン」で起こる。

【００４０】 以上に記載したように、重み付けブロック（および図３の実施例の場合は、ア
ップ／ダウンのコンバータ）の数を、所定のアンテナエレメントの結合により削
減することが可能である。これは回路の複雑さをさらに削減し、ひいてはそのコ
ストを削減する。

【００４１】 図１に示されるような、４フィラーヘリカルアンテナを用いた望ましい実施例
では、アンテナの所定のグループは対向したエレメントの組１０，３０と２０，
４０からなる２つのグループである。

【００４２】 表１は、各々のエレメントに対する、ダイバーシティ相関係数マトリックスを
示す。これらの数値は、経験的に生成された複雑な係数から導出されている。表
１では、対向したエレメントの組が０．７を越える相関係数を有することに、留
意するべきである。

【００４３】

【表１】

【００４４】 ２組のエレメントに関する、より一般的なレベルのエレメントのグループ化が
以下に記載されるが、このようにエレメントの所定のグループは、各々が０．６
、望ましくは０．７、さらに望ましくは０．８以上の相関である、エレメントの
グループである。

【００４５】 以下に記載された４フィラーヘリカルアンテナについては、エレメントの組は
１８０°の位相のずれをもって結合されている。これは固定のコンバイナ、また
は図５、６に示されたようなバラン回路Ｂ１、Ｂ２を用いて達成される。

【００４６】 特に図５を参照すると、この図に示された部品が、図３上の点線の範囲内に示
された部品と差し替えて用いることができることに、留意するべきである。この
ことは図３の回路がただ２つのアップ／ダウンコンバータ４００，４５０のみを
有するようにでき、コストを低減する。図５は適応型整合回路２１０を示してい
ないが、それを含ませることもできる。

【００４７】 図６は、図４の回路の等価の変形を示す。同様に、図６の適用は適応型整合回
路２１０′を含むことが出来る。

【００４８】 図５、６の回路はさらに、それぞれのストラクチャスイッチ２９０，３００、
または２９０′、３００′の設備を含む。

【００４９】 この方法によるエレメントのグループ化は、全ての４つのエレメントが独立に
調整された、先に記述した回路に較べて、わずかに改善されたダイバーシティの
利得を生じる。

【００５０】 しかしながら図７は、４つの独立して調整されるエレメントを有するＱＨＡと
、エレメントが２つの組に結合されているＱＨＡとの、標準的なＱＨＡ（０ｄＢ
のレベルに規格化されている）に対する性能の比較を示す。グループ化した構成
を用いたダイバーシティ利得の不利益は、多いマルチパスで濃い陰の領域で約１
ｄＢばかりであること、およびエレメントの間で信号が著しく相関付けられない
状況（例えば基地局のトランシーバとアンテナとの間が直接視認可能な環境）で
は利点があること、が見て取れる。

【００５１】 このように最適の解は、普通各々のエレメント１０〜４０の別個の制御である
ことが理解しうる。しかしながら、アンテナのフィード数を削減するための注意
深いエレメントの選択（例えば、実測しなければならないが、それらのダイバー
シティ相関係数に応じての）と、これらのエレメントと適宜の固定位相シフトと
の結合により、コストと性能の間で十分満足できる妥協点を見いだすことが出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ４フィラーヘリカルアンテナ（ＱＨＡ）の概要図である。

【図２】 アンテナインターフェース回路の概要図である。

【図３】 図２のアンテナシステムの一つの可能な実施例の概要図である。

【図４】 図２のアンテナシステムの他の可能な実施例の概要図である。

【図５】 図３の点線で囲まれた部分の代替案の拡大図である。

【図６】 図４の点線で囲まれた部分の代替案の拡大図である。

【図７】 異る構成のＱＨＡのダイバーシティ特性の比較グラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 リーチ，スティーブン イギリス国，サリー ジーユー17 ０エル エー，キャンバリー，ブラックウォータ ー，ビューリュー ガーデンズ 16 Ｆターム(参考） 5J021 AA05 AA06 CA06 DB02 DB03 DB04 FA05 FA14 FA15 FA16 FA17 FA20 FA26 FA29 FA30 FA31 FA32 GA02 HA05 5K059 CC02 CC03 CC05 DD32 DD37 5K067 AA41 BB04 CC24 EE04 FF02 HH23 KK03 KK15

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １以上の整数である、ｎ個の間隔を置いたフィラメントと、 予め定められた複数のフィラメントが、互いに固定したある位相関係で組み合
   わされた、少なくとも１つのフィラメントグループと、 ｎ個の該フィラメント及び／又はフィラメントグループに到来する、及び／又
   はそれから放射される信号に、位相の調整を行いうる重み付け回路と、 マルチフィラーアンテナにより受信される信号または送信される信号の、周波
   数、偏波及び／又は伝搬方向、及び／又は該アンテナのインピーダンスマッチン
   グに関する、少なくとも１つの該マルチフィラーアンテナの電気的特性を検出し
   うる検出手段と、及び 受信または送信すべき現在の信号をより好適にするために、該マルチフィラー
   アンテナの特性を調整するための、該検出手段に応じて該重み付け回路の動作を
   制御しうる制御手段と、 からなる適応型マルチフィラーアンテナ。
2. 【請求項２】 前記重み付け回路は、前記フィラメント及び／又はフィラメ
   ントグループに到来する及び／又はそれから放射される信号に、利得の調整を行
   いうる請求項１に記載のアンテナ。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、受信または送信すべき現在の信号をより好
   適にするために、前記マルチフィラーアンテナの特性を調整するために、整合回
   路の動作を制御しうる請求項１または２に記載のアンテナ。
4. 【請求項４】 前記フィラメントの電気的長さ及び／又は相互の接続、およ
   び各々の該フィラメントの第１の端部にあるフィラメントへの／からの信号の結
   合を選択的に変更するために、複数の該フィラメントと関連するスイッチ手段を
   含み、 該スイッチ手段が、フィラメントの組を該第１の端部とは隔たった該フィラメ
   ントの第２の端部で選択的に相互接続しうる前記請求項１〜３のいずれか一項に
   記載のアンテナ。
5. 【請求項５】 切り換え可能なフィラメントの電気的長さ及び／又は相互の
   接続を、選択的に変更するためのスイッチ手段を有する切り換え可能なフィラメ
   ントを含み、 該切り換え可能なフィラメントが、少なくとも第１のフィラメント部分と第２
   のフィラメント部分とを含み、かつ 該フィラメントの電気的長さを変更できるように、該スイッチ手段が各々の切
   り換え可能なフィラメントの該第１および第２のフィラメント部分を、選択的に
   接続したり切り離したりしうる前記請求項１〜４のいずれか一項に記載のアンテ
   ナ。
6. 【請求項６】 前記検出手段は、受信した信号の信号対雑音比を検出しうる
   ものであり、かつ 該受信した信号の信号対雑音比を改善できるように、前記制御手段が前記整合
   回路及び／又は前記重み付け回路の動作を制御しうる前記請求項１〜５のいずれ
   か一項に記載のアンテナ。
7. 【請求項７】 前記検出手段は、受信した信号の信号対（雑音＋干渉）比を
   検出するように動作しうるものであり、かつ 前記制御手段は、該受信した信号の信号対（雑音＋干渉）比を改善するように
   、前記整合回路及び／又は重み付け回路の動作を制御しうる前記請求項１〜６の
   いずれか一項に記載のアンテナ。
8. 【請求項８】 前記検出手段は、受信した信号の信号レベルを検出するよう
   に動作しうるものであり、かつ 前記制御手段は、該受信した信号の信号レベルを改善するように、前記整合回
   路及び／又は重み付け回路の動作を制御しうる前記請求項１〜７のいずれか一項
   に記載のアンテナ。
9. 【請求項９】 前記検出手段は、送信した信号のＶＳＷＲを検出するように
   動作しうるものであり、かつ 前記制御手段は、該信号の送信のＶＳＷＲを改善するように、前記整合回路及
   び／又は重み付け回路の動作を制御しうる前記請求項１〜８のいずれか一項に記
   載のアンテナ。
10. 【請求項１０】 前記検出手段は、 前記フィラメント及び／又はフィラメントグループにより受信したそれぞれの
    信号を、対応するディジタル表現に変換するアナログディジタル変換手段と、 該ディジタル表現を保存するメモリーと、 それぞれの位相関係と利得を用いて該ディジタル表現を結合する手段と、及び 該結合されたディジタル表現の解析により該アンテナの特性を検出する手段と
    、 からなる前記請求項１〜９のいずれか一項に記載のアンテナ。
11. 【請求項１１】 前記検出手段は、 前記フィラメント及び／又はフィラメントグループにより受信したそれぞれの
    信号を、それぞれの位相関係を用いて結合する手段と、 該結合した信号を、対応するディジタル表現に変換するアナログディジタル変
    換手段と、 該ディジタル表現を保存するメモリーと、及び 該結合されたディジタル表現の解析により該アンテナの特性を検出する手段と
    、 からなる前記請求項１〜９のいずれか一項に記載のアンテナ。
12. 【請求項１２】 前記結合手段は、それぞれの利得の重み付けを用いてそれ
    ぞれの前記信号を結合するように動作しうる請求項１１に記載のアンテナ。
13. 【請求項１３】 前記検出手段は、アンテナによる標準信号バーストの少な
    くとも受信中に動作する前記請求項１〜１２のいずれか一項に記載のアンテナ。
14. 【請求項１４】 ｎが偶数の整数である前記請求項１〜１３のいずれか一項
    に記載のアンテナ。
15. 【請求項１５】 ｎが４または６に等しい前記請求項１〜１４のいずれか一
    項に記載のアンテナ。
16. 【請求項１６】 ｎが４であり、各々が２つの対向したフィラメントである
    ２つのフィラメントグループを含み、各々それぞれのグループ内の該フィラメン
    トが、実質的に１８０°の位相の重み付けによって互いに接続されている前記請
    求項１〜１５のいずれか一項に記載のアンテナ。
17. 【請求項１７】 前記または各々のフィラメントグループ内の前記フィラメ
    ントは、０．７またはそれ以上のダイバーシティ相関を有する前記請求項１〜１
    ６のいずれか一項に記載のアンテナ。
18. 【請求項１８】 前記フィラメントが螺旋形状である前記請求項１〜１７の
    いずれか一項に記載のアンテナ。
19. 【請求項１９】 前記フィラメントが少なくとも部分的に互いに絡み合わせ
    られている前記請求項１〜１８のいずれか一項に記載のアンテナ。
20. 【請求項２０】 軸断面が一般的に楕円形または長方形の渦巻きを有する前
    記請求項１〜１９のいずれか一項に記載のアンテナ。
21. 【請求項２１】 前記重み付け回路がベースバンドで動作する前記請求項１
    〜２０のいずれかに一項記載のアンテナ。
22. 【請求項２２】 前記重み付け回路がＲＦで動作する請求項１〜１８のいず
    れか一項に記載のアンテナ。
23. 【請求項２３】 前記重み付け回路のそれぞれの出力が、周波数ダウン変換
    に先立って結合される請求項２０に記載のアンテナ。
24. 【請求項２４】 前記アンテナの特性インピーダンスを、送信及び／又は受
    信装置のインピーダンスに整合させる整合回路を含む前記請求項１〜２３のいず
    れか一項に記載のアンテナ。
25. 【請求項２５】 １以上の整数である、ｎ個の隔てられたフィラメントと、 予め定められた複数の該フィラメントが互いに固定したある位相の関係で組み
    合わされた、少なくとも１つのフィラメントグループと、 アンテナの特性インピーダンスを、送信及び／又は受信装置のインピーダンス
    に整合させる整合回路と、 ｎ個の該フィラメント及び／又はフィラメントグループへ到来する及び／又は
    それから出ていく信号に利得と位相のそれぞれの調整を適用するための位相回路
    と、 該フィラメントの電気的長さ及び／又は相互接続を選択的に変更するため、各
    々のフィラメントと連携するスイッチ手段と、 マルチフィラーアンテナにより受信または送信される信号の周波数、偏波及び
    ／又は伝搬の方向、及び／又は該アンテナのインピーダンスマッチングに関する
    、マルチフィラーアンテナの電気的特性を検出する手段と、及び、 受信または送信すべき現在の信号をより好適にするために、該マルチフィラー
    アンテナの特性を調整するための、該検出手段に応じて該整合回路、該位相回路
    および該スイッチ手段の動作を制御するための制御手段と、からなる適応型マル
    チフィラーアンテナ。
26. 【請求項２６】 実質的に、添付図面を参照しつつ先に記載されたようなマ
    ルチフィラーアンテナ。