JP2006253844A - 無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 設備の構成部材を複雑にすることなく、設置作業が簡単で、価格的なメリットの大きい、複数のアンテナの切り換え手段を備えた無線通信装置を提供する。
【解決手段】 複数のアンテナ、及び前記複数のアンテナに接続されるとともに前記複数のアンテナの作動状態を切り換えるアンテナ作動切換手段を有するアンテナ装置と、該アンテナ装置により送受信される通信信号を制御する送受信回路を有する通信制御装置と、前記アンテナ装置と前記通信制御装置とにそれぞれ接続されて、前記アンテナ装置により送受信される通信信号を伝送する信号回線と、を備え、前記アンテナ作動切換手段は、前記信号回線を通じて前記通信制御装置から送信される前記通信信号に応じて前記複数のアンテナの作動状態を切り換える無線通信装置とした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の送受信用アンテナを配置して、各アンテナにおける受信レベルを比較して、電波状態の良いアンテナに次々と切り換える方式を備える無線通信用機器に関するものである。

従来から、無線通信用機器では、送受信アンテナを複数個数配置し、各アンテナにおける受信レベルを比較して、電波状態の良いアンテナに次々と切り換えることで、マルチパスフェージングなどの電波状況の変動に対処していた。図６は、複数のアンテナ(６１ａ,６１ｂ)を切り替えるための回路を備えた従来の無線通信用装置６００である。この装置６００の筐体６０内には、制御回路６６、無線回路６５、切り換えスイッチ６４を備え、筐体６０から外部に向けて延伸して接続された複数のアンテナ(６１ａ,６１ｂ)が設置されている。

そして、この装置６００では、筐体６０内にある制御回路６６の制御信号によって、切り換えスイッチ６４を動作させ、複数のアンテナ(６１ａ,６１ｂ)のうちのいずれかを選択して切り換えることができるが、通常は建物の屋内に設置される本体部分である筐体６０内部の無線回路と外部のアンテナ(６１ａ,６１ｂ)とを接続するためには、アンテナ本数分だけの接続ケーブル(６２ａ,６２ｂ)やアンテナ用コネクタ(６３ａ,６３ｂ)などの機械的な接続部材が必要となっている。

また、ＷＬＬ(Wireless Local loop)などに用いられる無線通信基地局では、複数または多数のアンテナを使用して各アンテナの位相制御で指向性を変化させるアレイアンテナ技術が用いられており、図６は、このような位相制御用回路を備えた従来の無線通信用装置７００である。この無線通信用装置７００では、通常は建物の屋内に設置される本体部分(筐体７０)では、無線回路７５や制御回路７６を備えて各アンテナの位相制御を行うが、各アンテナ(７１ａ,７１ｂ,……,７１ｘ)をそれぞれ専用ケーブルによって建物の屋上まで引き伸ばさなければならず、本体筐体７０と各アンテナ(７１ａ,７１ｂ,……,７１ｘ)との経路には、接続するアンテナ本数分だけのケーブル(７２ａ,７２ｂ,……,７２ｘ)と接続コネクタ(７２ａ,７２ｂ,……,７２ｘ)等の機械的な構成部材が必要となっている。

そして、上記のような無線通信用装置(６００,７００)が用いられる分野では、通信に用いられる電波は比較的周波数が高いために、アンテナに接続するためのケーブルやコネクタには、同軸ケーブルや同軸コネクタを使用しなければならず、各種無線電話サービスの基地局などのような大型の機器の場合には、ケーブルやコネクタも、強度や信頼性に優れた高価な製品を使用する必要があり、さらに、筐体も多くの接続部材や接続機構を備えることによって構造が複雑化している。このため、このような従来のアンテナ接続構造は、コストアップを引き起こす大きな要因となっていて、改善が望まれていた。

本願発明の技術分野にある特許文献としては、例えば次の公開公報がある。
特開平０７−２９７７４９号公報 この特許文献１には「複数のアンテナを備える無線装置」の発明が記載されており、複数のアンテナを有し、無線装置の位置移動での周波数などに応じてアンテナを切り換えて選択する装置が開示されている。 そして、ここには、切り換え構造として、送受信回路との間で信号を送受信するアンテナを切り換えるスイッチ（第１スイッチ）と、切換スイッチを駆動する切換信号を切換スイッチに出力するアンテナ切換回路とを有し、このアンテナ切換回路からスイッチに出力される信号の電圧に応じて、スイッチの切り換え動作が行われている。

この特許文献１の無線装置では、スイッチを切り換えるための信号を、アンテナと送受信回路との間で信号を送受信するための回路とは別に設けている。このため、アンテナの作動状態を制御する（切り換える）作動状態制御手段（切換スイッチ）と、送受信信号を制御する信号制御装置(送受信回路)との間には、送受信信号のための回線とスイッチ切換信号のための回線とを配設する必要があり、設備が複雑であってコスト高となる問題点がある。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたものであり、設備の構成部材を複雑にすることなく、設置作業が簡単で、価格的なメリットの大きい、複数のアンテナの切り換え手段を備えた無線通信装置を提供することを目的とする。

（１）複数のアンテナ、及び前記複数のアンテナに接続されるとともに前記複数のアンテナの作動状態を切り換えるアンテナ作動切換手段を有するアンテナ装置と、
該アンテナ装置により送受信される通信信号を制御する送受信回路を有する通信制御装置と、
前記アンテナ装置と前記通信制御装置とにそれぞれ接続されて、前記アンテナ装置により送受信される通信信号を伝送する信号回線と、を備え、
前記アンテナ作動切換手段は、前記信号回線を通じて前記通信制御装置から送信される前記通信信号に応じて前記複数のアンテナの作動状態を切り換える無線通信装置とした。

（２）(１)の無線通信装置において、
前記アンテナ作動切換手段は、前記複数のアンテナの中で使用するアンテナを切り換えるアンテナ切換手段を有し、このアンテナ切換手段によって切り換えられたアンテナを使用して前記通信信号の送受信を行う。
（３）(２)の無線通信装置において、
前記通信制御装置は、前記複数のアンテナの中から使用するアンテナを選択するアンテナ選択手段と、前記アンテナ装置へ送信される前記通信信号を前記アンテナ選択手段によって選択されるアンテナに応じて変更する信号変更手段とを有し、
前記アンテナ切換手段は、前記通信制御装置から前記信号回線を通じて送信された前記通信信号に基づき前記複数のアンテナの中から使用するアンテナを選択し、この選択されたアンテナに切り換える。

（４）(３)の無線通信装置において、
前記信号変更手段は、前記アンテナ選択手段によって選択されたアンテナに応じて前記通信信号の電圧を変更し、
前記アンテナ切換手段は、前記信号回線に接続されて、前記信号回線を介して前記通信制御装置から送信される前記通信信号の電圧を検出する電圧検出部を有し、この電圧検出部で検出された前記通信信号の電圧に応じて使用するアンテナを切り換える。
（５）(４)の無線通信装置において、
前記信号変更手段は、前記通信制御装置の前記信号回線に接続されて、前記選択されたアンテナに応じた直流電圧を発生するとともに当該直流電圧を前記通信信号に加える直流電圧発生手段を有し、
前記直流電圧発生手段の前記信号回線との接続点と前記送受信回路との間の前記信号回線上にコンデンサが設けられている。

（６）(５)の無線通信装置において、
前記直流電圧発生手段は、高周波遮断手段を介して前記信号回線に接続されている。
（７）(５)または(６)の無線通信装置において、
前記電圧検出部は、高周波遮断手段を介して前記信号回線に接続されている。

（８）(１)の無線通信装置において、
前記アンテナ作動切換手段は、前記複数のアンテナの各作動特性を切り換える作動特性切換手段を有し、
前記複数のアンテナは、この作動特性切換手段によって切り換えられた各特性に応じて信号の送受信を行う。

（９）(８)の無線通信装置において、
前記通信制御装置は、前記複数のアンテナの特性を設定する特性設定手段と、前記アンテナ装置へ送信される前記通信信号を前記特性設定手段によって設定される各アンテナの特性に応じて変更する信号変更手段とを有し、
前記作動特性切換手段は、前記通信制御装置から前記信号回線を通じて送信された前記通信信号に基づき前記複数のアンテナの特性を切り換える

（１０）(９)の無線通信装置において、
前記信号変更手段は、前記特性設定手段によって設定された特性に応じて前記信号の周波数を変更し、
前記作動特性切換手段は、前記信号回線を介して前記通信制御装置から送信される前記通信信号を分析する信号分析部を有し、この信号分析部で分析された前記通信信号の情報信号に応じて各アンテナの特性を切り換える。

（１１）(１)〜(１０)の無線通信装置において、
前記アンテナ作動切換手段が第１筐体内に配設され、
前記通信制御装置が第２筐体内に配設されて、
前記第１筐体と前記第２筐体とが、前記信号回線の少なくとも一部を構成する同軸ケーブルによって接続されている。

本発明による無線通信装置によれば、複数のアンテナの作動状態を制御するアンテナ制御装置が、信号制御装置と信号回線を介して接続されて、アンテナ制御装置が信号回線を通じて信号制御装置から伝送された送信信号に応じてアンテナの作動状態を制御するので、アンテナ制御装置と信号制御装置との間を接続する回線を最小限にすることができ、アンテナ制御装置を信号制御装置から離して設置する構造などが可能になり、設備費用を大幅に低減することができる。

次に、添付の図１〜５を参照して、本発明による無線通信装置の実施の形態について詳細に説明する。
まず図１は、本発明の第１の実施の形態である無線通信装置１００の構成図である。この無線通信装置１００は、複数のアンテナ(１２ａ,１２ｂ)を有するアンテナ装置１０Ａ（筐体Ａ１）と、これらのアンテナ装置１０Ａにより送受信される通信信号を制御する送受信回路を有する通信制御装置１０Ｂ（筐体Ｂ１）と、これらのアンテナ装置１０Ａ−通信制御装置１０Ｂの間に介在してそれぞれを接続し、アンテナ装置１０Ａにより送受信される通信信号を伝送する信号回線と、を備えて構成されている。この無線通信装置１００は、基本的には、筐体Ｂ１内のアンテナ切換え電圧の発生回路と、筐体Ａ１内のアンテナ切り換えスイッチとの２つの主要な構成要素を含み、また、これらを接続する信号回線としては、同軸ケーブル１１、信号路(導波路)(１１ａ,１１ｂ)、同軸コネクタ(１２Ａ,１２Ｂ)がある。

通信制御装置１０Ｂは無線通信装置１００の筐体Ｂ１の内部に配設され、制御回路１６−無線回路(送/受信)１７−同軸ケーブル１１−アンテナ装置１０Ａの各構成要素が直列的に接続され、無線回路１７をアンテナ側と接続する信号路１１ｂには、制御回路１６によって制御される直流電圧発生部１８からの所定の電圧が加えられる構成となっている。
この直流電圧発生部１８は、制御回路１６からの信号によって複数の異なる電圧を発生可能に構成されており、コイル１５ｂを経由して、信号路１１ｂ上の接続点Ｐ１において制御回路１６からの信号に応じて発生される直流電圧を加える。ここでのコイル１５ｂは、通信周波数帯の電波を遮断するために介在される高周波遮断用インダクタである。また、接続点Ｐ１と無線回路１７のアンテナ側接続端との間の信号路１１ｂには、直列的にするコンデンサ１９が配置されており、接続点Ｐ１で直流電圧が加算された信号の無線回路１７への入力を遮断して分離する構成としている。

無線通信装置１００のアンテナ装置１０Ａはアンテナの切り換え手段を行い、筐体Ａ１に収納されるアンテナ切換部１３と切換スイッチ１４、外部に向けて延設される複数のアンテナ(１２ａ,１２ｂ)とを備え、この切換スイッチ１４は、同軸ケーブル１１を介して制御装置１０Ｂと接続される信号路１１ａに直列的にして接続されている。
また、アンテナ切換部１３は、信号路１１ａ上の信号に係る電圧を検出して、その電圧に応じてアンテナの切り換えを行うように、通信制御装置１０Ｂで信号路１１ｂ上の通信信号に加えられた電圧を、ケーブル芯線（信号路１１ａ）からコイル１５ａを経由して取得して、検出した電圧に従って、アンテナ切り換えスイッチの切り換えを行う。なお、ここでのコイル１５ａは、通信制御装置１０Ｂのコイル１５ｂと同様に、通信周波数帯の電波を遮断する特性を有する高周波遮断用インダクタである。

無線通信装置１００の筐体Ｂ１の通信制御装置１０Ｂは、複数のアンテナ(１２ａ,１２ｂ)の中から使用するアンテナを選択し、アンテナ装置１０Ａへ送信される信号を、選択されるアンテナに応じて変更させる。また、筐体Ａ１の側にあるアンテナ装置１０Ａは、アンテナ切換部１３と切換スイッチ１４とを備えて、同軸ケーブル１１を含む信号回線を通じて通信制御装置１０Ｂの制御回路１６から送信される信号に応じて、複数のアンテナ(１２ａ,１２ｂ)の中で使用するアンテナを切り換えて、切り換えられたアンテナを使用して信号の送受信を行う。こうして、無線通信装置１００ではアンテナの作動切換が行われ、複数のアンテナの各作動状態を切り換えることができ、複数のアンテナは、切り換えられた各作動状態に応じて信号の送受信を行うことができる。

ここで、信号回線に接続された直流電圧発生部１８を有して、通信制御装置１０Ｂでの信号変更は、選択されたアンテナに応じて直流電圧発生部１８により発生された直流電圧を信号に加えて、信号回線上の電圧を変更することによって行われる。また、アンテナ装置１０Ａでのアンテナの切り換えは、アンテナ切換部１３において、信号回線を介して接続される通信制御装置１０Ｂから送信される信号の電圧を検出して、この検出された信号の電圧に応じて使用するアンテナを切り換える。
制御装置１０Ｂの直流電圧発生部１８は、高周波遮断用コイル１５ｂを介して信号回線に接続されており、信号回線を介して送信される通信信号の電圧を検出してアンテナスイッチ切り換えを行うアンテナ装置１０Ａのアンテナ切換部１３は、高周波遮断用コイル１５ａを介して信号回線に接続されている。

つぎの図２は、本発明の第２の実施の形態である無線通信装置２００の構成図であり、この無線通信装置２００は、無線通信装置１００の構成と基本的には同様であって、４本のアンテナ(２２ａ,２２ｂ,２２ｃ,２２ｄ)を有するアンテナ装置２０Ａ（筐体Ａ２）と、これらのアンテナ装置２０Ａにより送受信される通信信号を制御する送受信回路を有する通信制御装置２０Ｂ（筐体Ｂ２）と、これらのアンテナ装置２０Ａと制御装置２０Ｂとにそれぞれ接続されて、アンテナ装置２０Ａにより送受信される通信信号を伝送する信号回線(同軸ケーブル２１)と、を備えている。この無線通信装置２００は、４本のアンテナ(２２ａ,２２ｂ,２２ｃ,２２ｄ)を装備していて、これら複数のアンテナの中から使用するアンテナを切り換えるための、筐体Ｂ２内のアンテナ切換え用電圧の発生回路と、筐体Ａ２内のアンテナ切り換えスイッチとからなる、２つの主要な構成要素を備えている。

この実施形態においても、無線通信装置２００の筐体Ｂ２の通信制御装置２０Ｂは、４本のアンテナ(２２ａ,２２ｂ,２２ｃ,２２ｄ)の中から使用するアンテナを選択し、選択されたアンテナに応じた直流電圧を信号回線(２１, ２１ａ,２１ｂ)を介してアンテナ装置２０Ａへ送信される通信信号に加えることにより、アンテナ装置２０Ａへ送信される信号を、選択されるアンテナに応じて変更させる。また、筐体Ａ２の側にあるアンテナ装置２０Ａは、アンテナ切換部２３と切換スイッチ２４とを備えて、同軸ケーブル２１を含む信号回線を通じて通信制御装置２０Ｂの制御回路２６から送信される通信信号に応じて、即ち当該通信信号における電圧を検出してこの検出された電圧に応じて、複数のアンテナ(２２ａ,２２ｂ,２２ｃ,２２ｄ)の中で使用するアンテナを切り換えて、切り換えられアンテナを使用して通信信号の送受信を行う。こうして、無線通信装置２００ではアンテナの作動切換が行われ、複数のアンテナの各作動状態を切り換えることができ、複数のアンテナは、切り換えられた各作動状態に応じて通信信号の送受信を行うことができる。

本発明の実施の形態である無線通信装置１００と２００によれば、次のような大きな特徴が得られる。
本発明による無線通信装置では、従来ではアンテナの本数に合わせて必要であった同軸ケーブルと同軸コネクタとの数量を、アンテナの１本分の数すなわち同軸ケーブル１本と同軸コネクタ２個とに減少させることができるので、構成部材の減少／設置作業性向上／設置場所確保性容易／コストダウン／などの種々の面で、メリットが大変に大きい。
多方向に鋭いビームで電波を放射するような、指向性アンテナを多数しようする無線通信装置の場合であっても、本発明を適用することにより、同軸ケーブルと同軸コネクタとが１組で済むように構成することができるため、従来の装置に比べて、価格的な優位性が際立つこととなる。

図６に示したように、従来の無線通信装置６００では、アンテナ切換スイッチを装置筐体６０の内部に配設していたものであるが、本発明による無線通信装置１００または２００では、アンテナ切換部(１３,２３)とアンテナ切換スイッチ(１４,２４)とを、装置の筐体(Ｂ１,Ｂ２)から離して、別の筐体(Ａ１,Ａ２)として設置することができるし、これらの部材は筐体(Ｂ１,Ｂ２)の直流電圧発生装置(１８,２８)を電源として使用できる。また、筐体(Ａ１,Ａ２)は非常にコンパクトな付属部品として供給でき、建物の中には筐体(Ｂ１,Ｂ２)を設置しておいて、そこから離れた建物の屋上にあるアンテナのすぐ近くに筐体(Ａ１,Ａ２)を設置することも容易である。このように、アンテナの設置場所の選択範囲や自由度を大幅に増加することができ、据え付け作業性も大幅に向上できる。

なお、通信制御装置１０Ｂ,２０Ｂにおけるアンテナの選択は、アンテナ装置１０Ａ, ２０Ａに設けられた複数のアンテナ(１２ａ,１２ｂ,２２ａ,２２ｂ,２２ｃ,２２ｄ)をアンテナ切換部１３,２３にて順次切り換え接続し、接続されたアンテナからの通信信号を無線回路１７,２７にて受信し、このときの受信強度を検出して、制御回路１６,２６にて最も受信強度が強いアンテナを選択するようにすればよい。そして、制御回路１６,２６にて選択されたアンテナに応じて制御回路１６,２６が制御信号を直流電圧発生部１８,２６に出力し、直流電圧発生部１８,２６が制御信号に基づき選択されたアンテナに応じた直流電圧を信号回線を通じて送信される信号に加える。

図３は、本発明の第３の実施の形態を示す無線通信装置３００の構成図である。
この無線通信装置３００は、複数のアンテナ(３２ａ,３２ｂ,……,３２ｚ)を有するアンテナ装置３０Ａ（筐体Ａ３）と、これらのアンテナ装置３０Ａにより送受信される通信信号を制御する送受信回路４７を有する通信制御装置３０Ｂ（筐体Ｂ３）と、これらのアンテナ装置３０Ａ−通信制御装置３０Ｂの間に介在してそれぞれを接続させ、アンテナ装置３０Ａにより送受信される通信信号を伝送する信号回線(同軸ケーブル３１他)と、を備えて構成されている。

この無線通信装置３００のアンテナ装置３０Ａは、複数のアンテナ(３２ａ,３２ｂ,…,…,３２ｚ)の作動状態を切り換える手段を備えており、この信号回線(同軸ケーブル３１他)を通じて、通信制御装置３０Ｂの制御回路４５から送信される信号に応じて、これら複数のアンテナの作動状態を切り換えることができる。
また、制御装置３０Ｂは、複数のアンテナの特性を設定し、アンテナ装置３０Ａへ送信される通信信号をこの特性設定によって設定される各アンテナの特性に応じて変更する信号変更を行い、アンテナ装置３０Ａは、通信制御装置３０Ｂからの信号回線を通じて送信された通信信号に基づいて、複数のアンテナ(３２ａ,３２ｂ,…,…,３２ｚ)の特性を切り換える作動特性切換を行う。

ここで、無線通信装置３００での信号変更は、通信制御装置３０Ｂにおいて、特性設定によって設定された各アンテナの特性に応じて通信信号を変更することにより行われ、また、作動特性切換は、アンテナ装置３０Ａにおいて、信号回線を介して通信制御装置３０Ｂから送信される通信信号を分析する信号分析手段を備えさせ、この信号分析手段で分析された通信信号の情報に応じて各アンテナの特性を切り換えることで行う。具体的には、各アンテナの特性に応じて図４に示されるようなサブキャリア(制御用高周波)を通信信号に加えることにより通信信号を変更し、この通信信号を分析して得られるサブキャリアに基づく情報に応じて各アンテナの特性を切り換える。

図３の無線通信装置３００では、通信制御装置３０Ｂは装置の筐体Ｂ３内部に配設され、制御回路４６、無線回路(送/受信)４７、同軸ケーブル３１、アンテナ装置３０Ａの各構成要素が直列に接続されるのは、先の無線通信装置１００および２００の構成と同様であるが、無線回路４７とアンテナ装置３０Ａとを接続する信号回線の信号路３１ｂには、制御回路４６によって制御される位相器制御用高周波回路４５からの信号がミキサ４４を経由して加算されている。また、同じ信号路３１ｂには、直流／低周波電源部４８がコイル３８ｂを経由して接続点ｐ２で接続されている。また、これらの接続点ｐ２とミキサ４４との間にコンデンサ３９ｂが配置されており、先の無線通信装置１００および２００の場合と同様に、コンデンサ３９ｂによって直流電圧の無線回路４７側への入力が遮断される。

無線通信装置３００のアンテナ装置３０Ａでは、多数のアンテナ(３２ａ,３２ｂ,…,…,３２ｚ)の近傍にはそれぞれの位相器(３７ａ,３７ｂ,…,…,３７ｚ)が配置され、通信周波数以外のサブキャリアを用いて、これらのアンテナの切り換え(位相制御)が制御される。アンテナ装置３０Ａは、位相調整手段を備えており、信号回線(３１ｂ−３１−３１ａ)とコンデンサ３９ａを経由して接続された周波数分配器３４、電力分配器３５、位相検出器３６、電源供給部３３、の各構成部材を備え、通信制御装置３０Ｂから送信される通信信号の分析を行い、この信号分析で分析された通信信号の情報(各サブキャリアの持つ情報)に応じて、各アンテナの特性(位相制御)を切り換えることができる。

この無線通信装置３００では、通信制御装置３０Ｂ内に、無線回路(送/受信)４７(通信用無線回路)、位相器制御用高周波回路４５(位相器制御信号発生回路)、電源部４８(直流／低周波電源部)、の基本的な３つの構成要素を備え、本実施の形態では、周波数の違いを利用して、複数のアンテナに対する各通信信号、各位相器の制御信号、各電源などを、１つの信号回線でアンテナ装置３０Ａへ供給することがポイントとなっている。ここでは、無線通信用信号波／位相器制御信号／電源の３つを周波数の違いを利用して、装置本体(筐体Ｂ３)側から１本の同軸ケーブルを介して制御用信号を送信し、アンテナ装置３０Ａ(筐体Ａ３)の周波数分配器３４で合成・分離を行っており、１本の同軸ケーブル３１によって、通信制御装置３０Ｂ(筐体Ｂ３,装置本体)とアンテナ装置３０Ａ(筐体Ａ３,アレイアンテナ)とを接続する構成としている。

この無線通信装置３００は、図３に示すように、装置本体(筐体Ｂ３)とアンテナ装置３０Ａとを、１本の同軸ケーブル３１でつないで、通信信号を伝える構成としており、従来の無線装置７００(図７)に比べて、同軸ケーブルの使用本数を大幅に減らして、格段に簡明な構造とすることができる。また、電源部４８からの電力は、同じ同軸ケーブル３１を経由して、アンテナ近傍にある電力分配器３５によって、各アンテナに等しく電力が分配されるとともに、アンテナ装置３０Ａ内にある各回路に供給される。

図４は、無線通信装置３００において、信号波／位相器制御信号／電源が、それぞれの周波数の違いを利用して伝送されていることを説明するための図である。
図４において、通信制御装置３０Ｂの電源部４８から供給される周波数０を含む低周波数帯の電流は、同軸ケーブル３１と電源供給部３３とを経由して、アンテナ装置３０Ａの各部に電力として供給される。なお、低周波数帯域より高い帯域は、通信用搬送波(信号波)として用いられる。

そして、その通信用搬送波と異なる周波数帯域は、各アンテナの位相器を制御するための、周波数の異なるサブキャリアを追加するために用いられ、アンテナ本数分(Ｎ)に対応して、別々の異なる周波数を持つサブキャリア（１,２,……,Ｎ）となるように割り当てられる。このように、無線通信装置３００では、一般の通信用搬送波とは異なる高い周波数を有効に用いることによって、位相器制御信号を同時に送信する構成としている。

本発明の一実施の形態である無線通信装置３００によれば、周波数の違いを利用して、アンテナ装置３０Ａの各構成部材を、一本の同軸ケーブル３１を用いて伝送される通信信号によって作動切換(制御)する構成とすることができる。
この無線通信装置３００は、周波数の違いから周波数分配器でこれらの合成・分離を行って、一本の同軸ケーブルだけで装置本体(筐体)とアレイアンテナとが接続された構造を有し、次のような構成上の特徴が得られる。

・通信装置本体(筐体)の無線回路から通信アレイアンテナまでを１本の同軸ケーブルでつないで、通信信号を送信する。
・同軸ケーブルは、アンテナ近傍に配置された電力分配器によって、各アンテナに等しく信号電力を分配供給する。
・インダクタや周波数分配器などを経由して、通信信号と同じ同軸ケーブルに、位相器制御のサブキャリアをアンテナ本数分だけ乗せる。
・インダクタなどを経由して、通信信号と同じ同軸ケーブルの芯線に、アンテナ装置３０Ａ内の各回路に供給される直流または低周波の動作用電力を乗せる。

そして、無線通信装置３００によれば、次のような効果が得られる。
・無線通信装置３００は構造が大変簡明であり、アレイアンテナ近傍で位相制御する方式を採用したことによって、アンテナ接続ケーブルの本数が１本で済むようになり、構成部材の減少／設置作業性の向上／設置場所確保性の容易性／コストダウン／などの種々の面において、大きく寄与することが期待できる。
・アンテナケーブル(同軸ケーブル)の芯線を用いて、位相器周辺の回路が必要とする直流または低周波電力を供給し、アンテナ付近で信号波と周波数的に分離する構成を有しており、アンテナ側の筐体周辺に電源を必要としないため、アンテナの設置場所の自由度を格段に増加させることができる。

・従来の無線装置７００(図６)では、筐体７０(装置本体)の内部に設置していた各アンテナの位相器を、無線通信装置３００では、筐体Ｂ３(装置本体)から離れたところの筐体Ａ３(アンテナ装置)の内部に設置することができ、しかも、この筐体Ａ３(アンテナ装置)は大変にコンパクトな付属装置として設計できる。このため、建物の中に筐体Ｂ３(装置本体)を設置して、離れた屋上の複数のアンテナの切り換え制御を行いたい場合にも、屋上のアンテナの近傍に一台の筐体Ａ３(アンテナ装置３０Ａ)を設置すればよく、作業性／設置場所確保／コストダウン／などの種々の面で大きな貢献が期待できる。

本発明の第１の実施の形態を示す無線通信装置１００の構成図である。 本発明の第２の実施の形態を示す無線通信装置２００の構成図である。 本発明の第３の実施の形態を示す無線通信装置３００の構成図である。 本発明による無線通信装置３００について、周波数の違いの利用を説明するための図である。 従来の無線装置６００の構成図である。 従来の無線装置７００の構成図である。

符号の説明

１００，２００，３００ 無線通信装置
１２ａ，１２ｂ， 無線通信装置１００のアンテナ
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ 無線通信装置２００のアンテナ
３２ａ，３２ｂ，……，３２ｚ 無線通信装置３００のアンテナ
Ａ１，Ａ２，Ａ３ 第１の筐体
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ 第２の筐体
１０Ａ，２０Ａ，３０Ａ アンテナ装置
１０Ｂ，２０Ｂ，３０Ｂ 制御装置
１１，２１，３１ 同軸ケーブル
１１Ａ，１１Ｂ，２１Ａ，２１Ｂ，３１Ａ，３１Ｂ 同軸コネクタ
１１ａ，１１ｂ，２１ａ，２１ｂ，３１ａ，３１ｂ 信号路（導波路）
１３，２３ アンテナスイッチ切換部
１４，２４ 切換スイッチ
１５ａ，１５ｂ，２５ａ，２５ｂ，３８ａ，３８ｂ コイル（高周波遮断用インダクタ）
１６，２６，４６ 制御回路
１７，２７，４７ 無線回路（送/受信回路)
１８，２８ 直流電圧発生部
１９，２９，３９ａ，３９ｂ コンデンサ（直流電圧遮断用）
３３ 電源供給部
３４ 周波数分配器
３５ 電力分配器
４５ 位相器制御用高周波回路 (位相器制御信号発生回路)
４８ 直流／低周波電源部 (電源部)

Claims (11)

1. 複数のアンテナ、及び前記複数のアンテナに接続されるとともに前記複数のアンテナの作動状態を切り換えるアンテナ作動切換手段を有するアンテナ装置と、
   該アンテナ装置により送受信される通信信号を制御する送受信回路を有する通信制御装置と、
   前記アンテナ装置と前記通信制御装置とにそれぞれ接続されて、前記アンテナ装置により送受信される通信信号を伝送する信号回線と、を備え、
   前記アンテナ作動切換手段は、前記信号回線を通じて前記通信制御装置から送信される前記通信信号に応じて前記複数のアンテナの作動状態を切り換える、ことを特徴とする無線通信装置。
2. 請求項１記載の無線通信装置において、
   前記アンテナ作動切換手段は、前記複数のアンテナの中で使用するアンテナを切り換えるアンテナ切換手段を有し、このアンテナ切換手段によって切り換えられたアンテナを使用して前記通信信号の送受信を行う、ことを特徴とする無線通信装置。
3. 請求項２記載の無線通信装置において、
   前記通信制御装置は、前記複数のアンテナの中から使用するアンテナを選択するアンテナ選択手段と、前記アンテナ装置へ送信される前記通信信号を前記アンテナ選択手段によって選択されるアンテナに応じて変更する信号変更手段とを有し、
   前記アンテナ切換手段は、前記通信制御装置から前記信号回線を通じて送信された前記通信信号に基づき前記複数のアンテナの中から使用するアンテナを選択し、この選択されたアンテナに切り換える、ことを特徴とする無線通信装置。
4. 請求項３記載の無線通信装置において、
   前記信号変更手段は、前記アンテナ選択手段によって選択されたアンテナに応じて前記通信信号の電圧を変更し、
   前記アンテナ切換手段は、前記信号回線に接続されて、前記信号回線を介して前記通信制御装置から送信される前記通信信号の電圧を検出する電圧検出部を有し、この電圧検出部で検出された前記通信信号の電圧に応じて使用するアンテナを切り換える、ことを特徴とする無線通信装置。
5. 請求項４記載の無線通信装置において、
   前記信号変更手段は、前記通信制御装置の前記信号回線に接続されて、前記選択されたアンテナに応じた直流電圧を発生するとともに当該直流電圧を前記通信信号に加える直流電圧発生手段を有し、
   前記直流電圧発生手段の前記信号回線との接続点と前記送受信回路との間の前記信号回線上にコンデンサが設けられている、ことを特徴とする無線通信装置。
6. 請求項５記載の無線通信装置において、
   前記直流電圧発生手段は、高周波遮断手段を介して前記信号回線に接続されている、ことを特徴とする無線通信装置。
7. 請求項５または６記載の無線通信装置において、
   前記電圧検出部は、高周波遮断手段を介して前記信号回線に接続されている、ことを特徴とする無線通信装置。
8. 請求項１記載の無線通信装置において、
   前記アンテナ作動切換手段は、前記複数のアンテナの各作動特性を切り換える作動特性切換手段を有し、
   前記複数のアンテナは、この作動特性切換手段によって切り換えられた各特性に応じて信号の送受信を行う、ことを特徴とする無線通信装置。
9. 請求項８記載の無線通信装置において、
   前記通信制御装置は、前記複数のアンテナの特性を設定する特性設定手段と、前記アンテナ装置へ送信される前記通信信号を前記特性設定手段によって設定される各アンテナの特性に応じて変更する信号変更手段とを有し、
   前記作動特性切換手段は、前記通信制御装置から前記信号回線を通じて送信された前記通信信号に基づき前記複数のアンテナの特性を切り換える、ことを特徴とする無線通信装置。
10. 請求項９記載の無線通信装置において、
    前記信号変更手段は、前記特性設定手段によって設定された特性に応じて前記信号の周波数を変更し、
    前記作動特性切換手段は、前記信号回線を介して前記通信制御装置から送信される前記通信信号を分析する信号分析部を有し、この信号分析部で分析された前記通信信号の情報に応じて各アンテナの特性を切り換える、ことを特徴とする無線通信装置。
11. 請求項１〜１０いずれかに記載の無線通信装置において、
    前記アンテナ作動切換手段が第１筐体内に配設され、
    前記通信制御装置が第２筐体内に配設されて、
    前記第１筐体と前記第２筐体とが、前記信号回線の少なくとも一部を構成する同軸ケーブルによって接続されている、ことを特徴とする無線通信装置。

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