JP2005269013A - Receiver and its control method - Google Patents

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Teruhiro Tsujimura
彰宏 辻村
Tsuguhide Aoki
亜秀 青木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a receiver capable of performing synthetic diversity processing effectively by utilizing all antennas effectively. <P>SOLUTION: Using a plurality of antenna elements 11-1 to 11-n and tunable elements 12-1 to 12-n, a judging section 50 observes receiving state of each antenna element 11-1 to 11-n. Based on the observation results, a main control section 60 controls a signal processing section 30 performing weight control of a plurality of receiving signals being obtained at the antenna elements 11-1 to 11-n, and a voltage control circuit 13 for controlling the impedance of each tunable element 12-1 to 12-n. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、例えば無線通信システムにおいて、特に複数のアンテナを用いた基地局や端末などの受信装置及びこの受信装置の制御方法に関する。   The present invention relates to a receiving apparatus such as a base station and a terminal using a plurality of antennas in a wireless communication system, for example, and a control method for the receiving apparatus.

携帯電話、ＰＨＳ(Personal Handy phone System)、無線ＬＡＮ（Local Area Network）といった無線通信システムでは、マルチパスフェージングによる受信強度の低下を防ぐ対策が強く望まれている。この低下の量は、空間の位置、周波数、時間によって変化することになる。   In a wireless communication system such as a mobile phone, a PHS (Personal Handy phone System), and a wireless LAN (Local Area Network), a countermeasure for preventing a decrease in reception intensity due to multipath fading is strongly desired. The amount of this reduction will vary with the location, frequency, and time of the space.

そこで、上記システムの受信装置では、複数の受信信号を得る手段であるダイバーシチを用いるようにしている。このダイバーシチは、複数のアンテナのうち、受信電力の強いアンテナを選択する選択ダイバーシチと、各アンテナの受信電力を合成する合成ダイバーシチとがある。合成ダイバーシチについては、合成後に指向性ダイバーシチを行う方式（例えば、特許文献１）と、合成前に指向性ダイバーシチを行う方式（例えば、特許文献２）とがある。
特開２００１−１０３００２公報 特開平１０−２５６８２１号公報。 Therefore, the receiving apparatus of the above system uses diversity as means for obtaining a plurality of received signals. This diversity includes a selection diversity that selects an antenna having a strong reception power among a plurality of antennas, and a combination diversity that combines the reception power of each antenna. As for combining diversity, there are a method of performing directional diversity after combining (for example, Patent Document 1) and a method of performing directional diversity before combining (for example, Patent Document 2).
JP 2001-103002 A JP-A-10-256821.

しかしながら、上記受信装置では、屋内でマルチパスが多く発生する場所において、指向性の異なるビームを有するアンテナを複数用いると、受信していないアンテナが出ることは少ないため、合成ダイバーシチに用いない素子を作るのは効率的でない。また、そのままアンテナを休ませておくのは効率的でない。さらに、干渉波が到来している伝搬環境への適用については未だに検討されていない。   However, in the above receiving apparatus, when a plurality of antennas having beams with different directivities are used indoors where a lot of multipaths are generated, an antenna that is not received hardly appears. It is not efficient to make. Also, it is not efficient to rest the antenna as it is. Furthermore, application to a propagation environment where interference waves have arrived has not yet been studied.

その他、アンテナ素子間の相関、アンテナ素子間の利得差、小型化、薄型化、デュアルバンド／ブロードバンド化、インピーダンス整合、放射特性、放射効率の向上、低価格化、消費電力、無線回路との接続性などが課題となっている。   In addition, correlation between antenna elements, gain difference between antenna elements, miniaturization, thinning, dual band / broadband, impedance matching, radiation characteristics, improved radiation efficiency, lower price, power consumption, connection to wireless circuit Sexuality is an issue.

この発明の目的は、全アンテナを有効に活用し、効果的に合成ダイバーシチ処理を行い得る受信装置及びこの受信装置の制御方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a receiving apparatus that can effectively use all antennas and effectively perform a combining diversity process, and a control method for the receiving apparatus.

この発明は、上記目的を達成するために、以下のように構成される。
互いに異なる複数のアンテナ特性の中から任意のアンテナ特性が選択的に設定され、任意のアンテナ特性により得られる搬送波を受信するアンテナユニットと、アンテナユニットで得られる複数の受信信号を入力し、任意のアンテナ特性をアンテナユニットに設定すべく複数の受信信号の振幅及び位相それぞれのウエイトを求めて、これらウエイトを複数の受信信号に乗算し、各乗算出力を合成する信号処理手段と、アンテナユニットの受信状態を判定する判定手段と、判定結果に基づいて、アンテナユニットに設定済みのアンテナ特性に比して良いアンテナ特性をアンテナユニットに設定すべくアンテナユニット及びウエイト演算処理を制御する制御手段とを備えるようにしたものである。 In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
Arbitrary antenna characteristics are selectively set from a plurality of different antenna characteristics, an antenna unit for receiving a carrier wave obtained by the arbitrary antenna characteristics, and a plurality of received signals obtained by the antenna unit are input, and an arbitrary antenna characteristic is input. Signal processing means for obtaining the weights of the amplitude and phase of a plurality of received signals to set the antenna characteristics to the antenna unit, multiplying the plurality of received signals by the weights, and synthesizing the respective multiplied outputs, and reception of the antenna unit A determination unit configured to determine a state; and a control unit configured to control the antenna unit and the weight calculation process so as to set the antenna characteristic to the antenna unit that is better than the antenna characteristic already set in the antenna unit based on the determination result. It is what I did.

なお、アンテナユニットは、複数のアンテナ素子と、これら複数のアンテナ素子それぞれに対し近接して配置された無給電素子と、この無給電素子に接続されたインピーダンス可変素子と、任意のアンテナ特性を設定すべくインピーダンス可変素子に対し電力を供給する電力供給手段とを備える。   The antenna unit sets a plurality of antenna elements, a parasitic element arranged close to each of the plurality of antenna elements, an impedance variable element connected to the parasitic element, and arbitrary antenna characteristics. Preferably, power supply means for supplying power to the variable impedance element is provided.

この構成によれば、アンテナ放射パターンだけでなく、複数のアンテナ素子それぞれのインピーダンスの周波数特性を制御することもできるので、広帯域化も可能となり、素子数の削減及び省スペース化を図った上で、合成ダイバーシチ処理を実行できる。また、各アンテナ素子が所望波を受け難い特性になっていても、補償ができる。   According to this configuration, not only the antenna radiation pattern but also the frequency characteristics of the impedance of each of the plurality of antenna elements can be controlled, so that it is possible to widen the band, and the number of elements is reduced and the space is saved. The synthetic diversity process can be executed. Further, even if each antenna element has characteristics that make it difficult to receive a desired wave, compensation can be made.

以上詳述したようにこの発明によれば、全アンテナを有効に活用し、効果的に合成ダイバーシチ処理を行い得る受信装置及びこの受信装置の制御方法を提供することができる。   As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a receiving apparatus and a control method for the receiving apparatus that can effectively use all the antennas and effectively perform the combining diversity processing.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
（第１の実施形態）
図１を用いて本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の受信装置の構成を概略的に示したものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 schematically shows a configuration of a receiving apparatus according to the present invention.

符号１０はチューナブルアンテナで、ｎ個のアンテナ素子１１−１〜１１−ｎと、ｎ個のチューナブル素子１２−１〜１２−ｎと、電圧制御回路１３とを備えている。ｎ個のアンテナ素子１１−１〜１１−ｎは、チューナブル素子１２−１〜１２−ｎの無給電素子に近接して配置される。電圧制御回路１３は、チューナブル素子１２−１〜１２−ｎの制御電圧を調整することにより、アンテナ素子１１−１〜１１−ｎでアンテナ特性としての放射パターン、インピーダンス等を切り換えることが可能である。アンテナ素子１１−１〜１１−ｎとチューナブル素子１２−１〜１２−ｎそれぞれの無給電素子との間隔は、使用する周波数の一波長までが一般的である。これ以上離れるとアンテナ素子１１−１〜１１−ｎと無給電素子の結合が小さくなり、アンテナの特性を変化させることが難しくなる。ここで、アンテナ素子１１−１〜１１−ｎに対して、無給電素子の数は１つでも複数でも良い。また、アンテナ素子１１−１〜１１−ｎのうちいくつかは無給電素子が近接していないアンテナと組み合わせても良い。   Reference numeral 10 denotes a tunable antenna, which includes n antenna elements 11-1 to 11-n, n tunable elements 12-1 to 12-n, and a voltage control circuit 13. The n antenna elements 11-1 to 11-n are arranged close to the parasitic elements of the tunable elements 12-1 to 12-n. The voltage control circuit 13 can switch the radiation pattern, impedance, etc. as antenna characteristics by the antenna elements 11-1 to 11-n by adjusting the control voltage of the tunable elements 12-1 to 12-n. is there. The interval between the antenna elements 11-1 to 11-n and the parasitic elements of the tunable elements 12-1 to 12-n is generally up to one wavelength of the frequency used. If the distance is longer than this, the coupling between the antenna elements 11-1 to 11-n and the parasitic elements becomes small, and it becomes difficult to change the characteristics of the antenna. Here, with respect to the antenna elements 11-1 to 11-n, the number of parasitic elements may be one or plural. Further, some of the antenna elements 11-1 to 11-n may be combined with an antenna in which no parasitic element is close.

アンテナ素子１１−１〜１１−ｎで得られた受信信号は、それぞれ対応的に設けられた受信回路２０−１〜２０−ｎに供給される。受信回路２０−１〜２０−ｎは、入力された受信信号を高周波信号からベースバンド信号に変換する。その通信方法は、中間周波数を用いるスーパーヘテロダイン方式、或いは中間周波数を用いないダイレクトコンバージョン方式等がある。   The reception signals obtained by the antenna elements 11-1 to 11-n are supplied to reception circuits 20-1 to 20-n provided correspondingly. The reception circuits 20-1 to 20-n convert the input reception signals from high frequency signals to baseband signals. The communication method includes a superheterodyne method using an intermediate frequency, a direct conversion method not using an intermediate frequency, and the like.

受信回路２０−１〜２０−ｎの各出力信号は、信号処理部３０に供給される。信号処理部３０は、ｎ個の乗算器３１−１〜３１−ｎと、合成器３２と、ウエイト計算部３３とを備えている。ウエイト計算部３３は、受信電力、Ｓ／Ｎ比、或いはＳＩＲ(Signal to Interference Ratio)等が最も良くなるように、振幅及び位相それぞれのウエイトを計算し、このウエイトを各乗算器３１−１〜３１−ｎに供給する。   Each output signal of the receiving circuits 20-1 to 20-n is supplied to the signal processing unit 30. The signal processing unit 30 includes n multipliers 31-1 to 31-n, a synthesizer 32, and a weight calculation unit 33. The weight calculation unit 33 calculates the weight of each of the amplitude and the phase so that the reception power, S / N ratio, SIR (Signal to Interference Ratio) or the like is the best, and this weight is calculated for each multiplier 31-1. 31-n.

ｎ個の乗算器３１−１〜３１−ｎは、受信信号とウエイトとを乗算して合成器３２に出力する。合成器３２は、各乗算器３１−１〜３１−ｎの出力を合成し、その合成信号をモデム４０に出力する。モデム４０は、入力された合成信号を復調する。この復調出力は、判定部５０に供給される。   The n multipliers 31-1 to 31-n multiply the received signal and the weight and output the result to the combiner 32. The combiner 32 combines the outputs of the multipliers 31-1 to 31-n and outputs the combined signal to the modem 40. The modem 40 demodulates the input composite signal. The demodulated output is supplied to the determination unit 50.

判定部５０は、入力信号に対し、ＣＲＣチェック等の誤り検出、ＡＣＫ等のデータ送受信時の確認を示す信号、受信電力、干渉、或いはＳＩＲ等を判定し、その判定結果を主制御部６０に出力する。   The determination unit 50 determines an error detection such as CRC check, a signal indicating confirmation at the time of data transmission / reception such as ACK, received power, interference, or SIR with respect to the input signal, and the determination result is sent to the main control unit 60. Output.

主制御部６０は、上記判定結果に基づいて、ウエイト計算部３３のウエイト計算処理を制御するとともに、電圧制御回路１３を制御してチューナブル素子１２−１〜１２−ｎの制御電圧を調整する。   The main control unit 60 controls the weight calculation processing of the weight calculation unit 33 based on the determination result, and controls the voltage control circuit 13 to adjust the control voltages of the tunable elements 12-1 to 12-n. .

ところで、本実施形態では、各受信回路２０−１〜２０−ｎの出力を収集して主制御部６０に送る情報収集部７０が設けられている。このため、主制御部６０は、情報収集部７０から各アンテナ素子１１−１〜１１−ｎ、つまり合成前の受信電力、干渉、ＳＩＲ、相関等を調べることができる。   By the way, in this embodiment, the information collection part 70 which collects the output of each receiving circuit 20-1 to 20-n and sends to the main control part 60 is provided. For this reason, the main control unit 60 can check the antenna elements 11-1 to 11-n from the information collecting unit 70, that is, the reception power, interference, SIR, correlation, and the like before the combination.

また、上記電圧制御回路１３は、アナログ電圧の場合もあるし、複数ビットのロジック信号であることも可能である。電圧制御回路１３は主制御部６０から送られてきた制御信号に基づいて、チューナブル素子１２−１〜１２−ｎに供給する印加電圧を発生させるものである。また、異なる実現方法として、伝送線路で構成された単数または複数のストリップ線路、オープンスタブ、ショートスタブを、それぞれスイッチング手段で無給電素子を接続、切断、あるいはショートすることによって、離散的チューナブル素子を実現する構成とすることもできる。その場合、スイッチングの手段として、ＧａＡＳ、ＦＥＴ、またはＰＩＮダイオード等適宜のスイッチング素子を使用することができる。   The voltage control circuit 13 may be an analog voltage or a multi-bit logic signal. The voltage control circuit 13 generates an applied voltage to be supplied to the tunable elements 12-1 to 12-n based on a control signal sent from the main control unit 60. In addition, as a different realization method, discrete tunable elements are formed by connecting, disconnecting, or short-circuiting parasitic elements with switching means for one or a plurality of strip lines, open stubs, and short stubs constituted by transmission lines. It can also be set as the structure which implement | achieves. In that case, an appropriate switching element such as GaAS, FET, or PIN diode can be used as a switching means.

また、電圧制御回路１３は、主制御部６０から送られてきたデータに応じて、各スイッチング手段を駆動する駆動信号を発生させる論理回路によって構成するのが最適である。ここでチューナブルアンテナについて説明する。アンテナ性能のいずれかを電気的にアクティブに可変できるアンテナをチューナブルアンテナと定義する。電気的特性を可変できるアンテナ装置と、アンテナ特性を評価する手段と、アンテナ特性の評価に応じてアンテナ装置の電気的特性を可変させる制御手段を備え、フィードバック制御を行う。アンテナ装置は、アンテナ素子と、インピーダンス可変素子、無給電素子などから構成される。   The voltage control circuit 13 is optimally configured by a logic circuit that generates a drive signal for driving each switching unit in accordance with data sent from the main control unit 60. Here, the tunable antenna will be described. An antenna that can electrically change any of the antenna performances is defined as a tunable antenna. An antenna device capable of varying the electrical characteristics, means for evaluating the antenna characteristics, and control means for varying the electrical characteristics of the antenna device according to the evaluation of the antenna characteristics are provided to perform feedback control. The antenna device includes an antenna element, an impedance variable element, a parasitic element, and the like.

アンテナ性能は、共振周波数や放射パターンをいう。複数システム対応および広帯域化においては、多共振アンテナや広帯域アンテナを用いるよりもアンテナを小型化できる。チューナブノレアンテナで用いられるチューナブル素子として、ＭＥＭＳ(マイクロマシーン、ＭＥＭＳ: Micro electro mechanical system)、バラクタダイオード、ＰＩＮダイオードを説明する。インピーダンス可変素子、スイッチはＭＥＭＳによって実現可能である。ＭＥＭＳはＳｉまたはＧａＡＳのような半導体基板上に作られるが、これは製造技術が進んだので、それらを従来の半導体部品とともに集積化できるためである。インピーダンス可変素子は可変容量ダイオード、リアクタンストランジスタによっても実現可能である。可変容量ダイオードはバラクタ、バリキャップダイオードともいわれる。逆バイアスされたダイオードはコンデンサとして働き、そのキャパシタンス値は逆電圧の値により変わる。また、トランジスタにコンデンサや抵抗を接続して等価的なリアクタンスを作ることができ、その値はベース電流の値で変える。これをリアクタンストランジスタと呼んでいる。   Antenna performance refers to resonance frequency and radiation pattern. In correspondence with a plurality of systems and widening the band, the antenna can be made smaller than using a multi-resonance antenna or a broadband antenna. As a tunable element used in the tuner antenna, a MEMS (micro electro mechanical system, MEMS), a varactor diode, and a PIN diode will be described. The impedance variable element and the switch can be realized by MEMS. MEMS are fabricated on a semiconductor substrate such as Si or GaAS because the manufacturing technology has advanced so that they can be integrated with conventional semiconductor components. The variable impedance element can also be realized by a variable capacitance diode or a reactance transistor. Variable capacitance diodes are also called varactors and varicap diodes. The reverse-biased diode acts as a capacitor, and its capacitance value varies depending on the value of the reverse voltage. In addition, an equivalent reactance can be created by connecting a capacitor or a resistor to the transistor, and the value varies depending on the value of the base current. This is called a reactance transistor.

スイッチはＰＩＮダイオードによっても実現可能である。ＰＩＮダイオードは、順バイアス時には低インピーダンス状態になり、逆バイアス時には高インピーダンス状態(リアクタンス成分が主体)になる。このような、順バイアス時と逆バイアス時の違いを利用してスイッチは作られる。   The switch can also be realized by a PIN diode. The PIN diode is in a low impedance state during forward bias, and is in a high impedance state (mainly reactance component) during reverse bias. A switch is made using such a difference between forward bias and reverse bias.

図２に、インピーダンス可変素子として用いるチューナブルアンテナ１０のシミュレーションモデルを示す。ここでは、アンテナ素子１１−１及びチューナブル素子１２−１を代表して説明する。
すなわち、アンテナ素子１１−１には、半波長ダイポールアンテナが使用される。そして、アンテナ素子１１−１には、チューナブル素子１２−１の半波長の無給電素子１２１が平行に配置される。その間隔は、４分の１波長である。無給電素子１２１の中心には可変容量１２２が配置され、容量値の変化に対するアンテナ特性を評価する。 FIG. 2 shows a simulation model of the tunable antenna 10 used as the variable impedance element. Here, the antenna element 11-1 and the tunable element 12-1 will be described as a representative.
That is, a half-wave dipole antenna is used for the antenna element 11-1. The antenna element 11-1 is provided with a parasitic element 121 having a half wavelength of the tunable element 12-1 in parallel. The interval is a quarter wavelength. A variable capacitor 122 is disposed at the center of the parasitic element 121, and the antenna characteristics with respect to a change in the capacitance value are evaluated.

図３に、可変容量１２２の容量値Ｃを０．２ｐＦから１０ｐＦまで変化させた場合の共振周波数を示す。Ｃ＝０．２ｐＦのとき、共振周波数は２．４５ＧＨｚであるのに対し、Ｃ＝１．０ｐＦで共振周波数は２．４１ＧＨｚ、Ｃ＝１０ｐＦで共振周波数は２．３６ＧＨｚと変化する。   FIG. 3 shows the resonance frequency when the capacitance value C of the variable capacitor 122 is changed from 0.2 pF to 10 pF. When C = 0.2 pF, the resonance frequency is 2.45 GHz, whereas when C = 1.0 pF, the resonance frequency is 2.41 GHz, and when C = 10 pF, the resonance frequency changes to 2.36 GHz.

図４に、容量値Ｃを０．２ｐＦから１０ｐＦまで変化させた場合のＦ／Ｂ比を示す。周波数は容量値Ｃの変化によらず定在波比ＶＳＷＲが２以下になる２．４５ＧＨｚで評価している。図２に示すアンテナ側(Ｆｒｏｎｔ)の利得と、無給電素子側(Ｂａｃｋ)の利得の比を示している。ＦＢ比がプラスになると、アンテナ側の利得が大きくなり、無給電素子側は利得が小さくなることを示している。   FIG. 4 shows the F / B ratio when the capacitance value C is changed from 0.2 pF to 10 pF. The frequency is evaluated at 2.45 GHz where the standing wave ratio VSWR is 2 or less regardless of the change in the capacitance value C. The ratio of the gain on the antenna side (Front) shown in FIG. 2 and the gain on the parasitic element side (Back) is shown. When the FB ratio becomes positive, the gain on the antenna side increases, and the gain on the parasitic element side decreases.

Ｆ／Ｂ比がマイナスの場合は、逆になり、Ｆ／Ｂ比が０ｄＢに近づけると無指向性に近くなることを示している。Ｃ＝０．２ｐＦのとき、Ｆ／Ｂ比は２．７１ｄＢであるのに対し、Ｃ＝２．０ｐＦでＦ／Ｂ比はプラスに転じ、Ｃ＝１０ｐＦでＦ／Ｂ比は４．９５ｄＢになる。Ｃ＝０．２ｐＦの場合、無給電素子側（Ｂ）、Ｃ＝１０ｐＦの場合、アンテナ側（Ｆ）側に指向性が向くことがわかる。   When the F / B ratio is negative, the situation is reversed, and when the F / B ratio is close to 0 dB, it becomes close to omnidirectionality. When C = 0.2 pF, the F / B ratio is 2.71 dB, whereas when C = 2.0 pF, the F / B ratio turns positive, and when C = 10 pF, the F / B ratio is 4.95 dB. Become. It can be seen that the directivity is directed to the parasitic element side (B) when C = 0.2 pF, and the antenna side (F) side when C = 10 pF.

このように、容量値を変えることにより、共振周波数と指向性を変更できることがわかる。従って、バラクタダイオードや、ＭＥＭＳで可変容量を実現する場合、電圧値を変えるだけでアンテナ特性を大きく変えることができることがわかる。ここで容量値によるアンテナ特性はわかっている場合は、指向性を所望波に向けることができる。   Thus, it can be seen that the resonance frequency and directivity can be changed by changing the capacitance value. Therefore, it can be seen that when the variable capacitance is realized by a varactor diode or MEMS, the antenna characteristics can be changed greatly only by changing the voltage value. Here, when the antenna characteristic based on the capacitance value is known, directivity can be directed to the desired wave.

また、周波数特性を所望波に合わせることもできる。さらに、容量値によるアンテナ特性はわかっていなくても良い。この場合、情報収集部７０で各アンテナ素子１１−１〜１１−ｎの特性を観測し、電圧だけを変えて、特性が良くなる電圧にすれば良い。ここでは無給電素子が短絡になるか、開放になるかで評価している。共振周波数は、短絡の場合、２．３５ＧＨｚ、開放の場合、２．４３ＧＨｚとなり、Ｆ／Ｂ比は、短絡の場合、＋７．２９ｄＢ、開放の場合、−０．９７ｄＢとなることがわかった。これは、短絡の場合、無給電素子１２１が半波長となり、高周波電流が発生しやすくなり、アンテナ素子１１−１と無給電素子１２１の結合を利用できる。また、開放の場合、無給電素子１２１が４分の１波長となり、高周波電流が発生しにくくなり、アンテナと無給電素子の結合を利用しないようにすることができる。このように無給電素子１２１によって、可変容量だけでなくスイッチで短絡か、開放を選択するだけでアンテナ特性を大きく変えることができることがわかる。スイッチはＭＥＭＳ、ＰＩＮダイオード等で実現できる。   Also, the frequency characteristics can be matched to the desired wave. Furthermore, the antenna characteristics depending on the capacitance value need not be known. In this case, the information collecting unit 70 may observe the characteristics of the antenna elements 11-1 to 11-n and change only the voltage to obtain a voltage with improved characteristics. Here, evaluation is performed based on whether the parasitic element is short-circuited or opened. The resonance frequency was 2.35 GHz in the case of a short circuit, 2.43 GHz in the case of an open circuit, and the F / B ratio was +7.29 dB in the case of a short circuit, and -0.97 dB in the case of an open circuit. This is because in the case of a short circuit, the parasitic element 121 has a half wavelength, and a high-frequency current is likely to be generated, and the coupling between the antenna element 11-1 and the parasitic element 121 can be used. Further, in the case of opening, the parasitic element 121 has a quarter wavelength, it is difficult for high frequency current to be generated, and the coupling between the antenna and the parasitic element can be avoided. Thus, it can be seen that the parasitic characteristics 121 can greatly change the antenna characteristics by selecting not only the variable capacitor but also the short circuit or the open circuit with the switch. The switch can be realized by a MEMS, a PIN diode or the like.

次に、以上のように構成された受信装置の動作について図５を用いて具体的に説明する。ここでは、判定部５０で誤りが発生しておらず、良好な電波状態である場合である。アンテナ素子は３素子以上を想定している。図５は、アンテナ全素子受信状態が良好な場合、或いは少数の素子以上が閾値を超えていない場合の主制御部６０の制御手順及び処理内容を示すフローチャートである。   Next, the operation of the receiving apparatus configured as described above will be specifically described with reference to FIG. In this case, no error occurs in the determination unit 50 and the radio wave condition is good. The antenna element is assumed to be three or more elements. FIG. 5 is a flowchart showing a control procedure and processing contents of the main control unit 60 when the reception state of all elements of the antenna is good or when a small number of elements or more do not exceed the threshold.

まず、主制御部６０は、判定部５０からの判定結果に基づいて、各アンテナ素子１１−１〜１１−ｎの受信状態に誤りが無いことを確認する（ステップＳＴ５０１）。   First, main controller 60 confirms that there is no error in the reception states of antenna elements 11-1 to 11-n based on the determination result from determination unit 50 (step ST501).

続いて、主制御部６０は、情報収集部７０からの出力信号に基づいて、アンテナ素子１１−１〜１１−ｎそれぞれのアンテナ特性を測定し（ステップＳＴ５０２）、この測定結果から全部閾値を超えており、良好な通信状態である場合、一番通信状態が悪い例えばアンテナ素子１１−１を除くアンテナ素子１１−２〜１１−ｎで合成を行うように信号処理部３０を制御する（ステップＳＴ５０４）。つまり、乗算器３１−１に与えるべくウエイトを「０」に設定する。   Subsequently, the main control unit 60 measures the antenna characteristics of the antenna elements 11-1 to 11-n based on the output signal from the information collecting unit 70 (step ST502), and all the threshold values are exceeded from the measurement result. If the communication state is good, the signal processing unit 30 is controlled so as to perform synthesis at the antenna elements 11-2 to 11-n except the antenna element 11-1, for example, where the communication state is the worst (step ST504). ). That is, the weight is set to “0” to be given to the multiplier 31-1.

ほぼ同時に、主制御部６０は受信装置が省電力モードか、高性能モードかの選択を行う（ステップＳＴ５０５）。ここで通信状態の判断は、情報収集部７０の出力信号から、受信電力、Ｓ／Ｎ比、或いはＳＩＲ(Signal to Interference Ratio)等を観測することにより行う。判定部５０では、ＣＲＣチェック等の誤り検出、ＡＣＫ等のデータ送受信時の確認を示す信号、受信電力、干渉、或いはＳＩＲ等を判定する。   At substantially the same time, the main control unit 60 selects whether the receiving device is in the power saving mode or the high performance mode (step ST505). Here, the communication state is determined by observing the received power, S / N ratio, SIR (Signal to Interference Ratio) or the like from the output signal of the information collecting unit 70. The determination unit 50 determines an error detection such as a CRC check, a signal indicating confirmation at the time of data transmission / reception such as ACK, received power, interference, SIR, or the like.

そして、主制御部６０は、省電力モードを選択した場合、判定部５０の判定結果から受信状態が良好であるか否かの判定を行う（ステップＳＴ５０６）。ここで、良好であるならば（ＯＫ）、主制御部６０は、除いたアンテナ素子１１−１に接続する受信回路２０−１を省電力化のため、休ませるようにしている（ステップＳＴ５０７）。   Then, when the power saving mode is selected, main controller 60 determines whether or not the reception state is good from the determination result of determination unit 50 (step ST506). Here, if it is good (OK), the main control unit 60 rests the receiving circuit 20-1 connected to the removed antenna element 11-1 for power saving (step ST507). .

更に、主制御部６０は、休ませたアンテナ素子１１−１を除く一番目に通信状態が悪い例えばアンテナ素子１１−２を除いて合成を行うように信号処理部３０を制御する。つまり、乗算器３１−２に与えるべくウエイトを「０」に設定する。   Further, the main control unit 60 controls the signal processing unit 30 so as to perform the synthesis except for the antenna element 11-2 which has the worst communication state except the rested antenna element 11-1. That is, the weight is set to “0” to be given to the multiplier 31-2.

続いて、主制御部６０は、残されたアンテナ素子１１−３〜１１−ｎが複数有るか否かの判断を行い（ステップＳＴ５０９）、一つの場合、後段に設けられたＤＢＦを休ませる（ステップＳＴ５１０）。   Subsequently, the main control unit 60 determines whether or not there are a plurality of remaining antenna elements 11-3 to 11-n (step ST509), and in one case, the DBF provided in the subsequent stage is rested ( Step ST510).

一方、残されたアンテナ素子１１−３〜１１−ｎが複数の場合、主制御部６０は上記ステップ５０４の処理に移行し、また、除いたアンテナの通信状態を良くするため、電圧制御回路１３を制御し、アンテナ特性を変化させることによって、通信状態を良くすることもできる。   On the other hand, when there are a plurality of remaining antenna elements 11-3 to 11-n, the main control unit 60 proceeds to the processing of the above step 504, and in order to improve the communication state of the removed antenna, the voltage control circuit 13 The communication state can be improved by controlling the antenna and changing the antenna characteristics.

また、上記ステップ５０６において、判定部５０で誤りが発生した場合（ＮＧ）、主制御部６０は休憩していないアンテナ素子１１−２〜１１−ｎで合成を行うように信号処理部３０を制御する（ステップＳＴ５１１）。このため、受信が安定してから再度休憩可能な素子を探すこともできる。   In step 506, if an error occurs in the determination unit 50 (NG), the main control unit 60 controls the signal processing unit 30 to perform synthesis using the antenna elements 11-2 to 11-n that are not resting. (Step ST511). For this reason, it is possible to search for an element that can be rested again after reception is stabilized.

また、上記ステップＳＴ５０５において高性能モードを選択した場合、主制御部６０は判定部５０からの判定結果に基づいて受信誤りが発生したか否かを判定し（ステップＳＴ５１２）、受信誤りが無ければ（ＯＫ）、電圧制御回路１３の電圧を制御し（ステップＳＴ５１３）、情報収集部７０にて各アンテナ素子１１−２〜１１−ｎの特性を測定する（ステップＳＴ５１４）。ここで特性が最良になる、或いは与えられた閾値を超える電圧がわかるまでステップＳＴ５１３及びステップＳＴ５１４の処理を繰り返し実行する。   When the high performance mode is selected in step ST505, the main control unit 60 determines whether a reception error has occurred based on the determination result from the determination unit 50 (step ST512). (OK), the voltage of the voltage control circuit 13 is controlled (step ST513), and the information collecting unit 70 measures the characteristics of the antenna elements 11-2 to 11-n (step ST514). Here, the processing of step ST513 and step ST514 is repeatedly executed until the characteristic becomes the best or the voltage exceeding the given threshold is found.

そして、主制御部６０は、全アンテナ素子１１−２〜１１−ｎの受信信号を合成するように信号処理部３０を制御し（ステップＳＴ５１５）、続いて特性の悪いアンテナ素子１１−１を選択し（ステップＳＴ５１６）、上記ステップＳＴ５０４に移行する。   Then, the main control unit 60 controls the signal processing unit 30 so as to synthesize the reception signals of all the antenna elements 11-2 to 11-n (step ST515), and then selects the antenna element 11-1 having poor characteristics. (Step ST516), the process proceeds to step ST504.

また、上記ステップＳＴ５１２において判定部で受信誤りが発生した場合、主制御部６０は再度全アンテナ素子１１−１〜１１−ｎそれぞれの受信信号の合成を行うように信号処理部３０を制御する（ステップＳＴ５１７）。従って、受信が安定してから再度特性の悪いアンテナ素子１１−１の特性を上げることもできる。   Further, when a reception error occurs in the determination unit in step ST512, the main control unit 60 controls the signal processing unit 30 so as to again combine the reception signals of all the antenna elements 11-1 to 11-n ( Step ST517). Therefore, the characteristics of the antenna element 11-1 having poor characteristics can be improved again after the reception is stabilized.

一方、３素子以上のアンテナ素子１１−１〜１１−ｎの受信特性のうち全素子が閾値を超えていないが、判定部５０からの判定結果から誤りない場合等、良好な通信状態である場合は考え難い。もし、そのような状態が発生した場合、ぎりぎりで受信している可能性が高いため、その状態を保つ方が良い。ここで合成のウエイト決定方法には、ＬＭＳ(Least Mean Square)アルゴリズム、ＣＭＡ(Constant Modulus Algorithm)等がある。   On the other hand, when all the elements of the reception characteristics of the antenna elements 11-1 to 11-n having three or more elements do not exceed the threshold, but there is no error from the determination result from the determination unit 50, the communication state is good. Is hard to think. If such a condition occurs, there is a high possibility that it is being received at the last minute, so it is better to keep that condition. Here, there are LMS (Least Mean Square) algorithm, CMA (Constant Modulus Algorithm), and the like as synthesis weight determination methods.

以上のように上記第１の実施形態では、複数のアンテナ素子１１−１〜１１−ｎ及びチューナブル素子１２−１〜１２−ｎを用い、各アンテナ素子１１−１〜１１−ｎで得られるアンテナ放射パターンを判定部５０にて観測し、この観測結果に基づき主制御部６０により、アンテナ素子１１−１〜１１−ｎで得られる複数の受信信号に対するウエイト制御を行う信号処理部３０及び各チューナブル素子１２−１〜１２−ｎのインピーダンスを制御する電圧制御回路１３を制御するようにしている。   As described above, in the first embodiment, a plurality of antenna elements 11-1 to 11-n and tunable elements 12-1 to 12-n are used, and the antenna elements 11-1 to 11-n are obtained. The antenna radiation pattern is observed by the determination unit 50, and based on the observation result, the main control unit 60 performs weight control on the plurality of reception signals obtained by the antenna elements 11-1 to 11-n, and the respective signal processing units 30 The voltage control circuit 13 that controls the impedance of the tunable elements 12-1 to 12-n is controlled.

従って、放射パターンだけでなく、周波数特性を変えることもできるので広帯域化も可能であるから、少ないスペースと少ない素子数で、倍以上のアンテナ素子を配置したことと同じ効果が得られる。   Therefore, since not only the radiation pattern but also the frequency characteristic can be changed, the bandwidth can be increased. Therefore, the same effect as that of arranging more than double antenna elements can be obtained with a small space and a small number of elements.

また、各チューナブル素子１２−１〜１２−ｎそれぞれのインピーダンス可変素子の制御と各アンテナ素子１１−１〜１１−ｎで得られる受信信号の合成処理を平行して行うようにしているので、アンテナ素子１１−１〜１１−ｎ全てをチューニングするより早く受信を開始可能となり、ウエイト計算の回数を減らせ、変動に追従可能な受信装置を実現できる。   In addition, since the control of the variable impedance element of each of the tunable elements 12-1 to 12-n and the synthesis process of the reception signals obtained by the antenna elements 11-1 to 11-n are performed in parallel, Reception can be started earlier than tuning all of the antenna elements 11-1 to 11-n, the number of weight calculations can be reduced, and a receiving apparatus capable of following fluctuations can be realized.

また、受信状態が良好な場合、アンテナ素子１１−１〜１１−ｎのうち一素子ずつ電圧制御手段への電力供給を止める、或いは省電力モードを新たに付加したことにより、電圧制御回路１３で与える電圧を減らすことになるから、省電力な受信装置を実現できる。   Further, when the reception state is good, the voltage control circuit 13 causes the power supply to the voltage control means to be stopped one by one from among the antenna elements 11-1 to 11-n or the power saving mode is newly added. Since the applied voltage is reduced, a power-saving receiving device can be realized.

さらに、信号処理部３０への電力供給を止めるか、省電力モードにすることを新たに付加したことにより、合成器３２だけでなく、受信回路２０−１〜２０−ｎも休ませることになるから、省電力な受信装置を実現できる。   Furthermore, by stopping the power supply to the signal processing unit 30 or newly adding the power saving mode, not only the synthesizer 32 but also the receiving circuits 20-1 to 20-n are rested. Therefore, a power-saving receiving device can be realized.

なお、上記第１の実施形態では、判定部５０及び情報収集部７０の両方を備える例について説明したが、例えば判定部５０のみを備えるようにしてもよい。この場合、情報収集部７０を設けない分、装置の小型化及び処理負担の軽減を図ることができる。また、信号処理部３０の出力信号からアンテナ素子１１−１〜１１−ｎの受信状態を判定するので、補償制度の点で有利となる。   In the first embodiment, an example in which both the determination unit 50 and the information collection unit 70 are provided has been described. However, for example, only the determination unit 50 may be provided. In this case, since the information collecting unit 70 is not provided, the apparatus can be reduced in size and the processing load can be reduced. Further, since the reception state of the antenna elements 11-1 to 11-n is determined from the output signal of the signal processing unit 30, it is advantageous in terms of the compensation system.

また、情報収集部７０のみを備えるようにしてもよい。この場合、合成前の各受信信号からアンテナ素子１１−１〜１１−ｎの受信状態を判定するので、応答速度の点で有利となる。   Further, only the information collecting unit 70 may be provided. In this case, since the reception states of the antenna elements 11-1 to 11-n are determined from the respective reception signals before synthesis, it is advantageous in terms of response speed.

また、上記第１の実施形態では、アンテナ特性として、放射パターン及びインピーダンスを含む例について説明したが、放射パターンのみ、インピーダンスのみであってもよい。このようにすれば、放射パターンを変えずインピーダンスのみ変更することにより、アンテナの共振周波数を変更することができ、これにより２共振化、広帯域化を図ることができる。   In the first embodiment, the example in which the antenna characteristic includes the radiation pattern and the impedance has been described. However, only the radiation pattern or only the impedance may be used. In this way, by changing only the impedance without changing the radiation pattern, it is possible to change the resonance frequency of the antenna, thereby achieving two resonances and a wider band.

(第２の実施形態)
図６を用いて本発明の第２の実施形態について説明する。ここでは、判定部５０で受信誤りが判定され、良好ではない電波状態である場合について説明する。アンテナ素子１１−１〜１１−ｎは３素子以上を想定している。 (Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, a case where a reception error is determined by the determination unit 50 and the radio wave state is not good will be described. The antenna elements 11-1 to 11-n are assumed to be three or more elements.

図６は、アンテナ素子受信状態が良好な場合、或いは１素子以上が閾値を超えていないとき、誤りが発生している場合の主制御部６０の制御手順及びその内容を示すフローチャートである。   FIG. 6 is a flowchart showing a control procedure of the main control unit 60 and its contents when an antenna element reception state is good, or when one or more elements do not exceed the threshold value and an error has occurred.

まず、主制御部６０は、判定部５０からの判定結果に基づき受信誤りが発生している旨を確認する（ステップＳＴ６０１）。   First, main controller 60 confirms that a reception error has occurred based on the determination result from determination unit 50 (step ST601).

続いて、主制御部６０は、情報収集部７０からの出力信号に基づいて、アンテナ素子１１−１〜１１−ｎそれぞれのアンテナ放射特性を測定する（ステップＳＴ６０２）。この測定結果から全部閾値を超えており、良好な通信状態である場合、干渉波を受信している可能性が高い。   Subsequently, main controller 60 measures the antenna radiation characteristics of antenna elements 11-1 to 11-n based on the output signal from information collector 70 (step ST602). If all of the measurement results exceed the threshold value and the communication state is good, there is a high possibility that an interference wave is received.

そして、主制御部６０は、情報収集部７０の出力信号から干渉を確認できる場合、ステップＳＴ６０４からステップＳＴ６０５に移行して干渉波を受けている例えばアンテナ素子１１−１を切り離して合成する。そして、切り離したアンテナ素子１１−１が干渉波を受けないように電圧制御回路１３を制御してアンテナ特性を変化させる（ステップＳＴ６０６）。これにより、通信状態を良くすることもできる。   Then, when the interference can be confirmed from the output signal of the information collecting unit 70, the main control unit 60 proceeds from step ST604 to step ST605 and separates and synthesizes, for example, the antenna element 11-1 receiving the interference wave. Then, the antenna characteristic is changed by controlling the voltage control circuit 13 so that the separated antenna element 11-1 does not receive the interference wave (step ST606). Thereby, the communication state can be improved.

そして、主制御部６０は、干渉を受けなくなるまでステップＳＴ６０６及びステップＳＴ６０７の処理を繰り返し実行して電圧を制御し、干渉が抑圧された場合（ＯＫ）、アンテナ素子１１−２〜１１−ｎで得られる受信信号の合成を行うように信号処理部３０を制御し（ステップＳＴ６０８）、判定部５０にて受信誤りがない旨を確認した上で（ステップＳＴ６０９）、上記ステップＳＴ６０４に移行する。   Then, the main control unit 60 repeatedly executes the processes of step ST606 and step ST607 until no interference is received, and controls the voltage. When the interference is suppressed (OK), the antenna elements 11-2 to 11-n The signal processing unit 30 is controlled so as to synthesize the obtained received signals (step ST608), and after the determination unit 50 confirms that there is no reception error (step ST609), the process proceeds to step ST604.

一方、上記ステップＳＴ６０４において干渉を確認できない場合、主制御部６０はまずアンテナ素子１１−１を切り離して合成するように信号処理部３０を制御する（ステップＳＴ６１０）。この場合、測定できる項目の良し悪しで順番を決めるか、特に1順番を決めないかは問わない。   On the other hand, if the interference cannot be confirmed in step ST604, the main control unit 60 first controls the signal processing unit 30 to separate and combine the antenna elements 11-1 (step ST610). In this case, it does not matter whether the order is determined by the quality of the items that can be measured, or whether one order is not determined.

そして、主制御部６０は、判定部５０からの判定結果から受信誤りが発生するか否かを判定し（ステップＳＴ６１１）、誤りが発生した場合には（ＮＧ）、アンテナ素子１１−２に変えて再度ステップＳＴ６１０及びステップＳＴ６１１の処理を実行する。ここで、受信誤りが発生しなかった場合、除いたアンテナ素子１１−１が干渉を受けていることが明らかであるので、アンテナ素子１１−１を休憩させる。ここでは、高性能化する方法を示す。   Then, the main control unit 60 determines whether or not a reception error occurs from the determination result from the determination unit 50 (step ST611). If an error occurs (NG), the main control unit 60 changes to the antenna element 11-2. Then, the processing of step ST610 and step ST611 is executed again. Here, when no reception error occurs, it is clear that the removed antenna element 11-1 is receiving interference, and therefore the antenna element 11-1 is rested. Here, a method for improving the performance is shown.

そして、主制御部６０は、電圧制御回路１３にて電圧を変えて（ステップＳＴ６１２）、再度受信信号の合成処理を信号処理部３０に実行させ（ステップＳＴ６１３）、判定部５０の判定結果から受信誤りが発生するか否かを判定する（ステップＳＴ６１４）。この際、干渉を受けていたアンテナ素子を切り離していた方が受信していたにも関わらず、干渉を受けていた素子を含めて合成するのは誤りを発生させる可能性が高い。従って、再送が数回許される通信システムにおいてのみ可能だと考えられる。３素子以上のアンテナ素子１１−１〜１１−ｎからの受信波のうち全素子以上が閾値を超えず、かつ判定部５０により受信誤りが判定される場合等、良好でない通信状態である場合、少なからず干渉波を受信している場合もあるが、受信電力が低い場合が多い。この場合、受信電力の高いアンテナ素子１１−３のアンテナ特性を変化させるように電圧制御回路１３を制御することによって、通信状態を良くすることが望ましい。そして、再度全素子で合成する。もし、そのような状態で誤りが発生しなかった場合、ぎりぎりで受信している可能性が高いため、その状態を保つ方が良い。   Then, the main control unit 60 changes the voltage in the voltage control circuit 13 (step ST612), causes the signal processing unit 30 to execute the reception signal combining process again (step ST613), and receives the determination result from the determination unit 50. It is determined whether or not an error occurs (step ST614). At this time, although it is received when the antenna element that has received the interference is separated, combining the elements that have received the interference is highly likely to cause an error. Therefore, it is considered possible only in a communication system in which retransmission is allowed several times. In the case of an unsatisfactory communication state, such as when all of the received waves from the antenna elements 11-1 to 11-n of three or more elements do not exceed the threshold and the determination unit 50 determines a reception error, In some cases, an interference wave is received, but the received power is often low. In this case, it is desirable to improve the communication state by controlling the voltage control circuit 13 so as to change the antenna characteristics of the antenna element 11-3 having high received power. Then, all the elements are combined again. If no error occurs in such a state, there is a high possibility that it is received at the last minute, so it is better to keep that state.

ここで、情報収集部７０による干渉波の特定方法を説明する。受信した波に関して希望波と相関が小さい非希望波を干渉波とすることができる。この干渉波の到来方向にヌルを作るアルゴリズムをウエイト計算部３３で求められるウエイトで用いることが望ましい。ただし、計算量が増える欠点がある。また、ＣＤＭＡ方式では各素子にマッチドフィルタがあるので、干渉波と所望波の区別が可能である。   Here, a method for identifying an interference wave by the information collecting unit 70 will be described. An undesired wave having a small correlation with the desired wave with respect to the received wave can be used as an interference wave. It is desirable to use an algorithm for creating a null in the direction of arrival of the interference wave with the weight obtained by the weight calculator 33. However, there is a drawback that the calculation amount increases. In the CDMA system, since each element has a matched filter, it is possible to distinguish between an interference wave and a desired wave.

以上のように上記第２の実施形態では、干渉波を受けている例えばアンテナ素子１１−１を判断し切り離して、残りのアンテナ素子１１−２〜１１−ｎから得られる受信信号を合成処理するようにしているので、干渉を受けているアンテナ素子１１−１のアンテナ放射パターンの指向方向を干渉波以外の方向を向けるように変え、干渉波を受け難くする制御ができる。   As described above, in the second embodiment, for example, the antenna element 11-1 receiving the interference wave is determined and separated, and the reception signals obtained from the remaining antenna elements 11-2 to 11-n are combined. Therefore, the directivity direction of the antenna radiation pattern of the antenna element 11-1 receiving the interference can be changed so that the direction other than the interference wave is directed to make it difficult to receive the interference wave.

また、チューナブル素子１２−１〜１２−ｎの指向性を無指向性に可変する機能を付加するようにすれば、無指向性にして全包囲角からの所望波、遅延波、及び干渉波の到来波を測定し、受信環境を認識できるようになるので、これによりチューナブルアンテナ１０の指向性を変え、無指向性と比較して制御ができる。   Further, if a function of changing the directivity of the tunable elements 12-1 to 12-n to omnidirectional is added, the desired wave, the delayed wave, and the interference wave from all the surrounding angles are made omnidirectional. Therefore, the directivity of the tunable antenna 10 can be changed, and control can be performed as compared with non-directivity.

さらに、到来方向を計算により求める機能を新たに付加すれば、所望波、遅延波、或いは干渉波の到来方向が認識できるようになるから、所望波に指向性を向け、干渉波にヌルを向ける制御ができる。加えて、前記合成手段により、干渉波抑圧機能を有することを新たに付加したことにより、放射パターンのヌルを向けることが可能になるから、干渉波抑圧ができる。   Furthermore, if a new function for calculating the arrival direction is added, the arrival direction of the desired wave, delayed wave, or interference wave can be recognized, so that directivity is directed to the desired wave and null is directed to the interference wave. Can control. In addition, the addition of the interference wave suppression function by the combining means makes it possible to direct the null of the radiation pattern, so that interference waves can be suppressed.

(第３の実施形態)
本発明の第３の実施形態について図１を用いて説明する。ここでは、信号処理部３０で干渉波を抑圧する方法を説明する。 (Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, a method of suppressing the interference wave by the signal processing unit 30 will be described.

干渉波の到来方向がわかる場合は、到来方向に指向性のヌルを向けることができる。干渉波の到来方向がわからない場合もＳＩＲを観測し、ＳＩＲが大きくなるようにウエイトを計算することも可能である。ここで、ウエイト計算部３３によりウエイトを計算して干渉波にヌルを向ける方法を説明する。   When the arrival direction of the interference wave is known, a directivity null can be directed to the arrival direction. Even when the arrival direction of the interference wave is not known, it is possible to observe the SIR and calculate the weight so that the SIR becomes large. Here, a method of calculating the weight by the weight calculation unit 33 and directing null to the interference wave will be described.

ここでの合成のウエイト決定方法には、ＭＭＳＥ(Minimum Mean Square Error)、ＤＣＭＰ(Directionally Constrained Minimization of Power)、Power Inversion、ＭＳＮ(Maximum Signal・to・Noise ratio)アルゴリズム等がある。   As a synthesis weight determination method, there are MMSE (Minimum Mean Square Error), DCMP (Directionally Constrained Minimization of Power), Power Inversion, MSN (Maximum Signal-to-Noise Ratio) algorithm, and the like.

このように上記第３の実施形態では、信号処理部３０に干渉波抑圧機能を持たせることにより、アンテナ素子１１−１〜１１−ｎ全体で放射パターンのヌルを向けることが可能になるので、情報収集部７０で干渉波を認識できない場合は単独で、干渉波を認識できる場合は、連動して干渉波を抑圧できる。   As described above, in the third embodiment, by providing the signal processing unit 30 with the interference wave suppression function, it is possible to direct the null of the radiation pattern in the entire antenna elements 11-1 to 11-n. When the information collecting unit 70 cannot recognize the interference wave, the interference wave can be suppressed independently. When the interference wave can be recognized, the interference wave can be suppressed.

(第４の実施形態)
本発明の第４の実施形態について、図１を用いて説明する。ここでは、受信開始時に、主制御部６０が電圧制御回路１３を制御し、インピーダンス可変素子であるチューナブル素子１２−１〜１２−ｎへ電圧を与えず、休ませておく。ここで、良好な通信ができれば、省電力化が可能となる。受信状態が悪い場合、上記した各アンテナ素子１１−１〜１１−ｎの受信状態と、判定部５０により判定される受信誤りの有無に従って制御される。 (Fourth embodiment)
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, at the start of reception, the main control unit 60 controls the voltage control circuit 13 so as not to apply a voltage to the tunable elements 12-1 to 12-n that are variable impedance elements, and rests. Here, if good communication is possible, power saving can be achieved. When the reception state is bad, control is performed according to the reception state of each of the antenna elements 11-1 to 11-n and the presence or absence of a reception error determined by the determination unit 50.

このように第４の実施形態によれば、主制御部６０において、受信開始時に、チューナブル素子１２−１〜１２−ｎへの電力供給を止める、或いは省電力モードにすることを新たに付加したことにより、電圧制御回路１３で与える電圧を減らすことになるから、省電力な受信装置を実現できる。   As described above, according to the fourth embodiment, the main control unit 60 newly adds that the power supply to the tunable elements 12-1 to 12-n is stopped or the power saving mode is set at the start of reception. As a result, the voltage applied by the voltage control circuit 13 is reduced, so that a power-saving receiving device can be realized.

（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態について、図７を用いて説明する。図７において、上記図２と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。 (Fifth embodiment)
A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 7, the same parts as those of FIG.

ここでは、可変容量１２２に代えて、ＭＥＭＳ、ＰＩＮダイオード等から成るスイッチ１２３を無給電素子１２１に配置している。   Here, instead of the variable capacitor 122, a switch 123 made of a MEMS, a PIN diode or the like is arranged in the parasitic element 121.

受信開始時、あるいはリセットをかけた場合、アンテナの指向性がある方向に集中しているとどこから到来してくるかわからない所望波を受信することができない。そこで、チューナブルアンテナ１０が無指向性放射パターンを有する場合、無指向性にする。この場合、電圧制御回路１３によりスイッチ１２３をオフにすればほぼ無指向性が形成される。   When reception is started or when resetting is performed, a desired wave that does not know where the antenna comes from cannot be received if the antenna directivity is concentrated in a certain direction. Therefore, when the tunable antenna 10 has an omnidirectional radiation pattern, it is made omnidirectional. In this case, if the switch 123 is turned off by the voltage control circuit 13, almost omnidirectionality is formed.

このように第５の実施形態では、チューナブル素子１２−１〜１２−ｎにそれぞれスイッチ１２３を設けて指向性を無指向性に可変する機能を新たに付加したことにより、無指向性にして全包囲角からの所望波を測定し、受信環境を認識できるようになるから、チューナブルアンテナ１０の指向性を変え、無指向性と比較して制御ができる。   As described above, in the fifth embodiment, the switch 123 is provided in each of the tunable elements 12-1 to 12-n and a function for changing the directivity to non-directional is newly added. Since it is possible to measure the desired wave from all the surrounding angles and recognize the reception environment, the directivity of the tunable antenna 10 can be changed, and control can be performed as compared with non-directivity.

(第６の実施形態)
本発明の第６の実施形態について、図１を用いて説明する。ここでは、受信装置が電池駆動時、或いは省電力モードの場合、主制御部６０は電圧制御回路１３を制御して、インピーダンス可変素子であるチューナブル素子１２−１〜１２−ｎへ電圧を与えず、休ませておく。ここで、良好な通信ができれば、省電力化が可能となる。受信状態が悪い場合、上記した各アンテナ素子１１−１〜１１−ｎの受信状態と、判定部５０により判定される受信誤りの有無に従って制御される。 (Sixth embodiment)
A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, when the receiving apparatus is driven by a battery or in a power saving mode, the main control unit 60 controls the voltage control circuit 13 to apply a voltage to the tunable elements 12-1 to 12-n that are impedance variable elements. Let's rest. Here, if good communication is possible, power saving can be achieved. When the reception state is bad, control is performed according to the reception state of each of the antenna elements 11-1 to 11-n and the presence or absence of a reception error determined by the determination unit 50.

このように第６の実施形態では、主制御部６０において、電池駆動時、または省電力モード時、前記電圧制御手段への電力供給を止める、或いは省電力モードにすることを新たに付加したことにより、電圧制御回路１３で与える電圧を減らすことになるから、省電力な受信装置を実現できる。   As described above, in the sixth embodiment, in the main control unit 60, when the battery is driven or in the power saving mode, the power supply to the voltage control means is stopped or the power saving mode is newly added. Thus, the voltage applied by the voltage control circuit 13 is reduced, so that a power-saving receiving device can be realized.

（その他の実施形態）
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 (Other embodiments)
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

本発明の第１の実施形態に係る受信装置の概略構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing a schematic configuration of a receiving device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第１の実施形態に係る受信装置においてインピーダンス可変素子として用いるチューナブルアンテナの構造を示す図。The figure which shows the structure of the tunable antenna used as an impedance variable element in the receiver which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態に係る受信装置の容量値Ｃを０．２ｐＦから１０ｐＦまで変化させた場合の共振周波数を示す図。The figure which shows the resonant frequency at the time of changing the capacitance value C of the receiver which concerns on the 1st Embodiment of this invention from 0.2 pF to 10 pF. 本発明の第１の実施形態に係る受信装置の容量値Ｃを０．２ｐＦから１０ｐＦまで変化させた場合のＦ／Ｂ比を示す図。The figure which shows F / B ratio at the time of changing the capacitance value C of the receiver which concerns on the 1st Embodiment of this invention from 0.2 pF to 10 pF. 本発明の第１の実施形態における主制御部の制御手順及び制御内容を示すフローチャート。The flowchart which shows the control procedure and control content of the main control part in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態における主制御部の制御手順及び制御内容を示すフローチャート。The flowchart which shows the control procedure and control content of the main control part in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第５の実施形態に係る受信装置において、チューナブルアンテナの構造を示す図。The figure which shows the structure of a tunable antenna in the receiver which concerns on the 5th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０…チューナブルアンテナ、１１−１〜１１−ｎ…アンテナ素子、１２−１〜１２−ｎ…チューナブル素子、１３…電圧制御回路、２０−１〜２０−ｎ…受信回路、３０…信号処理部、３１−１〜３１−ｎ…乗算器、３２…合成器、３３…ウエイト計算部、４０…モデム、５０…判定部、６０…主制御部、７０…情報収集部、１２１…無給電素子、１２２…コンデンサ、１２３…スイッチ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Tunable antenna, 11-1 to 11-n ... Antenna element, 12-1 to 12-n ... Tunable element, 13 ... Voltage control circuit, 20-1 to 20-n ... Reception circuit, 30 ... Signal processing , 31-1 to 31 -n ... multipliers, 32 ... synthesizer, 33 ... weight calculation unit, 40 ... modem, 50 ... determination unit, 60 ... main control unit, 70 ... information collection unit, 121 ... parasitic element 122 ... capacitor, 123 ... switch.

Claims (13)

互いに異なる複数のアンテナ特性の中から任意のアンテナ特性が選択的に設定され、任意のアンテナ特性により得られる搬送波を受信するアンテナユニットと、
前記アンテナユニットで得られる複数の受信信号を入力し、任意のアンテナ特性を前記アンテナユニットに設定すべく前記複数の受信信号の振幅及び位相それぞれのウエイトを求めて、これらウエイトを前記複数の受信信号に乗算し、各乗算出力を合成する信号処理手段と、
前記アンテナユニットの受信状態を判定する判定手段と、
前記判定結果に基づいて、前記アンテナユニットに設定済みのアンテナ特性に比して良いアンテナ特性を前記アンテナユニットに設定すべく前記アンテナユニット及び前記ウエイト演算処理を制御する制御手段とを具備することを特徴とする受信装置。 An antenna unit that selectively sets an arbitrary antenna characteristic from a plurality of different antenna characteristics and receives a carrier wave obtained by the arbitrary antenna characteristic;
A plurality of reception signals obtained by the antenna unit are input, the weights of the amplitudes and phases of the plurality of reception signals are obtained to set arbitrary antenna characteristics in the antenna unit, and these weights are used as the plurality of reception signals. Signal processing means for multiplying and synthesizing each multiplication output;
Determining means for determining the reception state of the antenna unit;
Control means for controlling the antenna unit and the weight calculation process so as to set the antenna unit based on the determination result so that the antenna unit may have an antenna characteristic that is better than the antenna characteristic already set for the antenna unit. A receiving device. 前記判定手段は、前記信号処理手段に入力される複数の受信信号を抽出し、これら複数の受信信号から前記アンテナユニットの受信状態を判定することを特徴とする請求項１記載の受信装置。 The receiving apparatus according to claim 1, wherein the determination unit extracts a plurality of reception signals input to the signal processing unit and determines a reception state of the antenna unit from the plurality of reception signals. 前記判定手段は、前記信号処理手段から出力される合成信号を抽出し、この合成信号から前記アンテナユニットの受信状態を判定することを特徴とする請求項１記載の受信装置。 The receiving apparatus according to claim 1, wherein the determining unit extracts a combined signal output from the signal processing unit and determines a reception state of the antenna unit from the combined signal. 前記アンテナユニットは、
複数のアンテナ素子と、
これら複数のアンテナ素子それぞれに対し近接して配置された無給電素子と、
この無給電素子に接続されたインピーダンス可変素子と、
任意のアンテナ特性を設定すべく前記インピーダンス可変素子に対し電力を供給する電力供給手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の受信装置。 The antenna unit is
A plurality of antenna elements;
Parasitic elements arranged close to each of the plurality of antenna elements,
An impedance variable element connected to the parasitic element;
The receiving apparatus according to claim 1, further comprising power supply means for supplying power to the variable impedance element so as to set an arbitrary antenna characteristic. 前記制御手段は、前記複数のインピーダンス可変素子に対する電力供給を１素子ずつ停止するように前記電力供給手段を制御することを特徴とする請求項４記載の受信装置。 5. The receiving apparatus according to claim 4, wherein the control means controls the power supply means so as to stop power supply to the plurality of impedance variable elements one by one. 前記制御手段は、前記複数のアンテナ素子のうち少なくとも１つのアンテナ素子により搬送波を受信可能な場合に、前記信号処理手段に対する電力供給を停止することを特徴とする請求項４記載の受信装置。 5. The receiving apparatus according to claim 4, wherein the control unit stops power supply to the signal processing unit when a carrier wave can be received by at least one of the plurality of antenna elements. 前記判定手段は、前記複数のアンテナ素子それぞれの受信状態を判定する機能を有し、しきい値以下の受信状態を示すアンテナ素子に対応するインピーダンス可変素子に電力を供給するように前記電力供給手段を制御することを特徴とする請求項４記載の受信装置。 The determination unit has a function of determining the reception state of each of the plurality of antenna elements, and the power supply unit supplies power to an impedance variable element corresponding to an antenna element that indicates a reception state equal to or less than a threshold value. The receiving apparatus according to claim 4, wherein the receiver is controlled. 前記複数のアンテナ素子が指向性を有するとき、前記判定手段は、前記判定結果から干渉波を受信しているアンテナ素子を特定した場合に、該アンテナ素子についてその指向方向を干渉波以外の方向に向けるように前記電力供給手段を制御することを特徴とする請求項７記載の受信装置。 When the plurality of antenna elements have directivity, the determination unit determines the direction of the antenna element to be a direction other than the interference wave when the antenna element receiving the interference wave is identified from the determination result. 8. The receiving apparatus according to claim 7, wherein the power supply means is controlled to be directed. 前記信号処理手段は、受信信号の信号処理結果から前記アンテナ素子が干渉波を受信したか否かを検出し、受信した場合に前記干渉波を除くべく前記受信信号の振幅及び位相それぞれのウエイトを求めて、これらウエイトを前記受信信号に乗算することを特徴とする請求項４記載の受信装置。 The signal processing means detects whether or not the antenna element has received an interference wave from the signal processing result of the reception signal, and when received, weights of the amplitude and phase of the reception signal to remove the interference wave are received. 5. The receiving apparatus according to claim 4, wherein the reception signal is obtained and multiplied by the received signal. 前記制御手段は、受信開始時、電池駆動時の少なくとも一方で、前記複数のインピーダンス可変素子に対する電力供給を停止するように前記電力供給手段を制御することを特徴とする請求項４記載の受信装置。 5. The receiving apparatus according to claim 4, wherein the control means controls the power supply means so as to stop power supply to the plurality of impedance variable elements at least one of reception start time and battery drive time. . 前記制御手段は、前記電力供給手段が省電力モードを有するとき、受信開始時、電池駆動時の少なくとも一方で、前記電力供給手段を省電力モードに設定することを特徴とする請求項４記載の受信装置。 5. The control unit according to claim 4, wherein when the power supply unit has a power saving mode, the control unit sets the power supply unit to a power saving mode at least one of reception start and battery driving. Receiver device. 前記制御手段は、前記判定結果に基づいて、前記複数のアンテナ特性の中で最良のアンテナ特性を前記アンテナユニットに設定すべく前記アンテナユニット及び前記ウエイト演算処理を制御することを特徴とする請求項１記載の受信装置。 The control means controls the antenna unit and the weight calculation process so as to set the best antenna characteristic among the plurality of antenna characteristics to the antenna unit based on the determination result. The receiving device according to 1. 搬送波を、互いに異なる複数のアンテナ特性の中から任意のアンテナ特性が選択的に設定されるアンテナユニットにより受信し、
前記アンテナユニットで得られる複数の受信信号を入力し、任意のアンテナ特性を前記アンテナユニットに設定すべく前記複数の受信信号の振幅及び位相それぞれのウエイトを求めて、これらウエイトを前記複数の受信信号に乗算し、各乗算出力を合成し、
前記アンテナユニットの受信状態を判定し、
前記判定結果に基づいて、前記アンテナユニットに設定済みのアンテナ特性に比して良いアンテナ特性を前記アンテナユニットに設定すべく前記アンテナユニット及び前記ウエイト演算処理を制御することを特徴とする受信装置の制御方法。 A carrier wave is received by an antenna unit in which an arbitrary antenna characteristic is selectively set from a plurality of different antenna characteristics,
A plurality of received signals obtained by the antenna unit are input, the weights of the amplitudes and phases of the plurality of received signals are obtained to set arbitrary antenna characteristics in the antenna unit, and these weights are used as the plurality of received signals. , And synthesize each product output,
Determining the reception state of the antenna unit;
A receiving apparatus that controls the antenna unit and the weight calculation process so as to set an antenna characteristic in the antenna unit that is better than the antenna characteristic already set in the antenna unit based on the determination result. Control method.
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