JP2007214743A - 無線機及び偏波切替方法 - Google Patents

無線機及び偏波切替方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 伝搬環境が悪い場合でも伝送特性を劣化させることなくミリ波帯域の信号を送信できる無線機を提供する。
【解決手段】 伝搬環境が悪い場合は、送信データをＦＳＫ変調方式でベースバンド信号に変調し、ベースバンド信号をもとに局部発振器１２２が生成する高周波信号を周波数変調して円偏波で送信する。伝搬環境が良い場合は、送信データをＱＰＳＫ変調方式でベースバンド信号に変調し、ベースバンド信号と局部発振器１２２が生成する高周波信号を第１のミキサ１２４及び第２のミキサ１２５で周波数混合し直線偏波で送信する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、無線機及び偏波切替方法に関し、特にミリ波帯域の信号を送受信する無線機及び偏波切替方法に関する。
近年の無線通信システムの高周波化に伴い、６０ＧＨｚ帯などミリ波帯域の周波数信号を用いた無線通信が行われるようになってきた。このミリ波帯域の信号は、小型アンテナで送受信可能である。そのため、ミリ波帯域の周波数を使用した無線通信システムの無線機においては、小型のアンテナと無線回路をＩＣ上に形成することで無線機全体の小型化を図る利用形態が提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。この非特許文献１で提案されている無線機では、ベースバンド信号を直交変調器にてＱＰＳＫ変調方式で同相成分及び直交成分に変調し、周波数変換器にてＲＦ信号に周波数変換した後、アンテナより直線偏波で送信している。
しかしながら、直線偏波でミリ波帯域の信号を送信すると、壁など伝搬環境の影響により伝送特性が大きく変動するという問題が発生する。これは、ミリ波帯域の周波数を使用した無線機では、１Ｇｂｐｓ程度の非常に高速なデータレートを要求するアプリケーションが利用されるためである。すなわち、通常のデータレートでは無視できるほど微小な遅延時間の遅延波が主波と同時に受信された場合にも、データレートが高速であるため、この遅延波が無視できなくなり、符号間干渉が引き起こされ、伝搬特性が劣化する。そのため上述した無線機では、伝搬環境が悪い場合、遅延波の影響を受け伝送特性が大きく劣化するという問題があった。
この問題を解決する技術として、円偏波と直線偏波を切り替えて信号を送受信する偏波切替アンテナが知られている（例えば、特許文献１参照。）。円偏波の電波は右旋円偏波と左旋円偏波があり、たとえば右旋円偏波の信号が壁などによって一回反射するとそれは旋回方向が逆向きの左旋円偏波となる。右旋円偏波と左旋円偏波は、お互いに直交しており干渉を起こさないため、反射が起こりやすい伝搬環境では、円偏波を用いて信号を送信することで伝送特性の劣化を防ぐことができる。
一方、円偏波に比べ直線偏波の信号を受信する場合、一般に受信側のアンテナの構成を簡単にすることができる。そのため反射が起こりにくい伝搬環境では、円偏波ではなく直線偏波を用いて信号を送信することで、受信側のアンテナの構成を簡単にすることができる。そこで、従来の偏波切替アンテナでは、アンテナの使用状況に応じて、直線偏波放射部から放射された直線偏波を偏波変換部で円偏波に変換し、直線偏波又は円偏波を切り替えて信号を送信している。
Ｊｉ−Ｙｏｎｇ Ｐａｒｋ， Ｓｅｏｎｇ−Ｓｉｋ Ｊｅｏｎ， Ｙｕａｎｘｕｎ Ｗａｎｇ ａｎｄ Ｔ．Ｉｔｏｈ，"Ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ ｗａｖｅ ｄｉｒｅｃｔ ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｗｉｔｈ ａｎｔｅｎｎａ ｆｏｒ ｂｒｏａｄ−ｂａｎｄ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，"Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｄｉｇｅｓｔ， ２００２ ＩＥＥＥ ＭＴＴ−Ｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｖｏｌｕｍｅ ２， ２−７ Ｊｕｎｅ ２００２ Ｐａｇｅ（ｓ）：１２７７ − １２８０ 特開２００４−３２０５８３公報
しかしながら、上述した従来の偏波切替アンテナは、直線偏波放射部に加え、直線偏波を円偏波に変換する偏波変換部が必要となり、直線偏波のみを放射するアンテナに比べアンテナが大きくなり、無線回路と同じＩＣ上に形成することが困難となる。
そこで、本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、伝搬環境が悪い場合でも伝送特性を劣化させることなくミリ波帯域の信号を送信でき、さらに無線回路とアンテナを１つのＩＣ上に形成可能な小型の無線機及び偏波切替方法の提供を目的とする。
そこで、本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、伝搬環境が悪い場合でも伝送特性を劣化させることなくミリ波帯域の信号を送信でき、さらに無線回路とアンテナを１つのＩＣ上に形成可能な小型の無線機及び偏波切替方法の提供を目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の無線機は、前記第１の線状アンテナとのなす角が９０度である第２の線状アンテナとを備えるアンテナ部と、前記アンテナ部を介してミリ波帯域の無線信号を受信する受信部と、前記アンテナ部を介してデータをミリ波帯域の信号に変換し、伝搬環境状態が良い第１のモード又は伝搬環境状態が前記第１のモードより悪い第２のモードで送信する送信部と、前記受信部が受信した前記無線信号に応じて前記送信部の送信モードを前記第１のモード又は前記第２のモードに切り替える制御部を備え、前記送信部は、前記第１のモードで、第１の正弦波信号を生成する第１の局部発振器と、前記第２のモードで、ベースバンド信号を周波数変調した第１の変調信号を生成する第２の局部発振器と、前記第１のモードで前記データを第１の変調方式で変調した第１のベースバンド信号を出力し、前記第２のモードで前記データを第２の変調方式で変調した第２のベースバンド信号を前記第２の局部発振器へ出力するディジタル信号処理部と、前記第１のモードで、前記第１の局部発振器からの前記第１の正弦波信号の位相を０度及び９０度ずらした第２の正弦波信号を出力する第１の移相器と、前記第２のモードで、前記第２の局部発振器からの前記第１の変調信号を前記第１の線状アンテナへ出力し、前記第１の変調信号の位相を９０度ずらした第２の変調信号を前記第２の線状アンテナへ出力する前記第２の移相器と、前記第１のモードで、前記第１の移相器からの前記０度位相をずらした第２の正弦波信号と前記ディジタル信号処理部からの前記第１のベースバンド信号とを周波数混合してＩチャネル変調信号を出力する第１のミキサと、前記第１のモードで、前記第１の移相器からの前記９０度位相をずらした第２の正弦波信号と前記ディジタル信号処理部からの前記第１のベースバンド信号とを周波数混合してＱチャネル変調信号を出力する第２のミキサと、前記第１のモードで、前記第１のミキサからの前記Ｉチャネル変調信号と前記第２のミキサからの前記Ｑチャネル変調信号を加算した加算信号を前記第１の線状アンテナへ出力する加算器とを有し、前記第１のモードでは、前記第１の線状アンテナから前記加算信号を直線偏波で送信し、前記第２のモードでは、前記第１の線状アンテナから前記０度位相をずらした第２の変調信号を直線偏波で送信すると共に前記第２の線状アンテナから前記９０度位相をずらした第２の変調信号を直線偏波で送信して空中で円偏波とすることを特徴とする。
また、本発明の無線機は、第１の線状アンテナと、前記第１の線状アンテナとのなす角が９０度である第２の線状アンテナとを備えるアンテナ部と、前記アンテナ部を介してミリ波帯域の無線信号を受信する受信部と、前記アンテナ部を介してデータをミリ波帯域の信号に変換し、伝搬環境状態が良い第１のモード又は伝搬環境状態が前記第１のモードより悪い第２のモード又は伝搬環境状態が前記第１モードと前記第２モードの中間の第３のモードとで送信する送信部と、前記受信部が受信した前記無線信号に応じて前記送信部の送信モードを前記第１のモード又は前記第２のモード又は第３のモードに切り替える制御部を備え、前記送信部は、前記第１のモード及び第３のモードで、第１の正弦波信号を生成する第１の局部発振器と、前記第２のモードで、ベースバンド信号を周波数変調した第１の変調信号を生成する第２の局部発振器と、前記第１のモード及び第３のモードで前記データを第１の変調方式で変調した第１のベースバンド信号を出力し、前記第２のモードで前記データを第２の変調方式で変調した第２のベースバンド信号を前記第２の局部発振器へ出力するディジタル信号処理部と、前記第１のモード及び第３のモードで、前記第１の局部発振器からの前記第１の正弦波信号の位相を０度及び９０度ずらした第２の変調信号を出力する第１の移相器と、前記第２のモードで前記第２の局部発振器からの前記第１の変調信号を前記第１の線状アンテナへ出力し、前記第１の変調信号の位相を９０度ずらした第２の変調信号を前記第２の線状アンテナへ出力し、前記第３のモードで加算信号の位相を９０度ずらした信号を前記第２の線状アンテナへ出力する前記第２の移相器と、前記第１のモード及び第３のモードで、前記第１の移相器からの前記０度位相をずらした第２の変調信号と前記ディジタル信号処理部からの前記第１のベースバンド信号とを周波数混合してＩチャネル変調信号を出力する第１のミキサと、前記第１のモード及び第３のモードで、前記第１の移相器からの前記９０度位相をずらした第２の変調信号と前記ディジタル信号処理部からの前記第１のベースバンド信号とを周波数混合してＱチャネル変調信号を出力する第２のミキサと、前記第１のモード及び第３のモードで、前記第１のミキサからの前記Ｉチャネル変調信号と前記第２のミキサからの前記Ｑチャネル変調信号を加算した前記加算信号を前記第１の線状アンテナ及び前記第２の移相器へ出力する加算器とを有し、前記第１のモードでは、前記第１の線状アンテナから前記加算信号を直線偏波で送信し、前記第２のモードでは、前記第１の線状アンテナから前記０度位相をずらした第２の変調信号を直線偏波で送信すると共に前記第２の線状アンテナから前記９０度位相をずらした第２の変調信号を直線偏波で送信して空中で円偏波として送信し、第３のモードでは、前記第１の線状アンテナから前記加算信号を直線偏波で送信すると共に前記第２の線状アンテナから前記９０度位相をずらした加算信号を直線偏波で送信して空中で円偏波として送信することを特徴とする。
また、本発明の無線機は、第１の線状アンテナと、前記第１の線状アンテナとのなす角が９０度である第２の線状アンテナとを備えるアンテナ部と、前記アンテナ部を介してミリ波帯域の無線信号を受信する受信部と、前記アンテナ部を介してデータをミリ波帯域の信号に変換し、伝搬環境状態が良い第１のモード又は伝搬環境状態が前記第１のモードより悪い第２のモードで送信する送信部と、前記受信部が受信した前記無線信号に応じて前記送信部の送信モードを前記第１のモード又は前記第２のモードに切り替える制御部を備え、前記送信部は、前記第１のモードで、第１の正弦波信号を生成し、前記第２のモードで、ベースバンド信号を周波数変調した第１の変調信号を生成する局部発振器と、前記第１のモードで前記データを第１の変調方式で変調した第１のベースバンド信号を出力し、前記第２のモードで前記データを第２の変調方式で変調した第２のベースバンド信号を前記局部発振器へ出力し、また第１及び第２の直流信号を出力するディジタル信号処理部と、前記第１のモードで前記局部発振器からの前記第１の正弦波信号の位相を０度及び９０度ずらした第２の変調信号を出力し、前記第２のモードで前記局部発振器からの前記第１の変調信号の位相を０度及び９０度ずらした第２の変調信号を出力する前記移相器と、前記第１のモードで前記移相器からの前記０度位相をずらした第２の変調信号と前記ディジタル信号処理部からの前記第１のベースバンド信号とを周波数混合してＩチャネル変調信号を出力し、第２のモードで前記移相器からの前記０度位相をずらした第２の変調信号と前記ディジタル信号処理部からの前記第１の直流信号とを周波数混合してＱチャネル変調信号を前記第１の線状アンテナへ出力する第１のミキサと、前記第１のモードで前記移相器からの前記９０度位相をずらした第２の変調信号と前記ディジタル信号処理部からの前記第１のベースバンド信号とを周波数混合して第３のＲＦ信号を出力し、前記第２のモードで前記第移相器からの前記９０度位相をずらした第２の変調信号と前記ディジタル信号処理部からの前記第２の直流信号とを周波数混合して第４のＲＦ信号を前記第２の線状アンテナへ出力する出力する第２のミキサと、前記第１のモードで前記第１のミキサからの前記Ｉチャネル変調信号と前記第２のミキサからの前記第３のＲＦ信号を加算した加算信号を前記第１の線状アンテナへ出力する加算器とを有し、前記第１のモードでは、前記第１の線状アンテナから前記加算信号を直線偏波で送信し、前記第２のモードでは、前記第１の線状アンテナから前記０度位相をずらした第２の変調信号を直線偏波で送信すると共に前記第２の線状アンテナから前記９０度位相をずらした第２の変調信号を直線偏波で送信して空中で円偏波とすることを特徴とする。
また、本発明の無線機は、第１の線状アンテナと、前記第１の線状アンテナとのなす角が９０度である第２の線状アンテナとを備えるアンテナ部と、前記アンテナ部を介してミリ波帯域の無線信号を受信する受信部と、前記アンテナ部を介してデータをミリ波帯域の信号に変換し、伝搬環境状態が良い第１のモード又は伝搬環境状態が前記第１のモードより悪い第２のモードで送信する送信部と、前記受信部が受信した前記無線信号に応じて前記送信部の送信モードを前記第１のモード又は前記第２のモードに切り替える制御部を備え、前記送信部は、ディジタル信号処理部と、第１及び第２の局部発振器と、第１及び第２の移相器と、第１及び第２のミキサと、加算器とを備え、前記制御部の指示に基づき前記データを前記第１のモードで送信する場合、前記ディジタル信号処理部から前記第１のミキサ及び第２のミキサへ前記データを第１の変調方式で変調した第１のベースバンド信号を出力し、前記第１の局部発振器から前記第１の移相器へ第１の正弦波信号を出力し、前記第１の移相器から前記第１のミキサ及び前記第２のミキサへ前記第１の正弦波信号の位相を０度及び９０度ずらした第２の変調信号を出力し、前記第１のミキサから前記加算器へ前記０度位相をずらした第２の変調信号と前記第１のベースバンド信号を周波数混合したＩチャネル変調信号を出力し、前記第２のミキサから前記加算器へ前記９０度位相をずらした第２の変調信号と前記第１のベースバンド信号を周波数混合したＱチャネル変調信号を出力し、前記加算器から前記第１の線状アンテナへ前記Ｉチャネル変調信号と前記Ｑチャネル変調信号を加算した加算信号を出力し、前記第１の線状アンテナから前記加算信号を直線偏波で送信し、前記制御部の指示に基づき前記データを前記第２のモードで送信する場合、前記ディジタル信号処理部から前記第２の局部発振器へ前記データを第２の変調方式で変調した第２のベースバンド信号を出力し、前記第２の局部発振器から前記第２の移相器へ前記第２のベースバンド信号を周波数変調した第１の変調信号を出力し、前記第２の移相器から前記第１の線状アンテナへ前記第１の変調信号を出力し、前記第２の線状アンテナへ前記第１の変調信号の位相を９０度ずらした第２の変調信号を出力し、前記第１の線状アンテナから前記第１の変調信号を直線偏波で送信すると共に前記第２の線状アンテナから前記９０度位相をずらした第２の変調信号を直線偏波で送信して空中で円偏波として送信することを特徴とする。
また、本発明の無線機は、第１の線状アンテナと、前記第１の線状アンテナとのなす角が９０度である第２の線状アンテナとを備えるアンテナ部と、前記アンテナ部を介してミリ波帯域の無線信号を受信する受信部と、前記アンテナ部を介してデータをミリ波帯域の信号に変換し、伝搬環境状態が良い第１のモード又は伝搬環境状態が前記第１のモードより悪い第２のモード又は伝搬環境状態が前記第１モードと前記第２モードの中間の第３のモードとで送信する送信部と、前記受信部が受信した前記無線信号に応じて前記送信部の送信モードを前記第１のモード又は前記第２のモード又は第３のモードに切り替える制御部を備え、前記送信部は、ディジタル信号処理部と、第１及び第２の局部発振器と、第１及び第２の移相器と、第１及び第２のミキサと、加算器とを備え、前記制御部の指示に基づき前記データを前記第１のモードで送信する場合、前記ディジタル信号処理部から前記第１のミキサ及び第２のミキサへ前記データを第１の変調方式で変調した第１のベースバンド信号を出力し、前記第１の局部発振器から前記第１の移相器へ第１の正弦波信号を出力し、前記第１の移相器から前記第１のミキサ及び前記第２のミキサへ前記第１の正弦波信号の位相を０度及び９０度ずらした第２の変調信号を出力し、前記第１のミキサから前記加算器へ前記０度位相をずらした第２の変調信号と前記第１のベースバンド信号を周波数混合したＩチャネル変調信号を出力し、前記第２のミキサから前記加算器へ前記９０度位相をずらした第２の変調信号と前記第１のベースバンド信号を周波数混合したＱチャネル変調信号を出力し、前記加算器から前記第１の線状アンテナへ前記Ｉチャネル変調信号と前記Ｑチャネル変調信号を加算した加算信号を出力し、前記第１の線状アンテナから前記加算信号を直線偏波で送信し、前記制御部の指示に基づき前記データを前記第２のモードで送信する場合、前記ディジタル信号処理部から前記第２の局部発振器へ前記データを第２の変調方式で変調した第２のベースバンド信号を出力し、前記第２の局部発振器から前記第２の移相器へ前記第２のベースバンド信号を周波数変調した第１の変調信号を出力し、前記第２の移相器から前記第１の線状アンテナへ前記第１の変調信号を出力し、前記第２の線状アンテナへ前記第１の変調信号の位相を９０度ずらした第２の変調信号を出力し、前記第１の線状アンテナから前記第１の変調信号を直線偏波で送信すると共に前記第２の線状アンテナから前記９０度位相をずらした第２の変調信号を直線偏波で送信して空中で円偏波として送信し、前記制御部の指示に基づき前記データを前記第３のモードで送信する場合、前記ディジタル信号処理部から前記第１のミキサ及び第２のミキサへ前記データを第１の変調方式で変調した第１のベースバンド信号を出力し、前記第１の局部発振器から前記第１の移相器へ前記第１の正弦波信号を出力し、前記第１の移相器から前記第１のミキサ及び前記第２のミキサへ前記第１の正弦波信号の位相を０度及び９０度ずらした前記第２の変調信号を出力し、前記第１のミキサから前記加算器へ前記０度位相をずらした第２の変調信号と前記第１のベースバンド信号を周波数混合したＩチャネル変調信号を出力し、前記第２のミキサから前記加算器へ前記９０度位相をずらした第２の変調信号と前記第１のベースバンド信号を周波数混合したＱチャネル変調信号を出力し、前記加算器から前記第１の線状アンテナ及び前記第２の移相器へ前記Ｉチャネル変調信号と前記Ｑチャネル変調信号を加算した加算信号を出力し、前記第２の移相器から前記第２の線状アンテナへ前記加算信号の位相を９０度ずらした信号を出力し、前記第１の線状アンテナから前記加算信号を直線偏波で送信すると共に前記第２の線状アンテナから前記９０度位相をずらした加算信号を直線偏波で送信して空中で円偏波として送信することを特徴とする。
また、本発明の無線機は、第１の線状アンテナと、前記第１の線状アンテナとのなす角が９０度である第２の線状アンテナとを備えるアンテナ部と、前記アンテナ部を介してミリ波帯域の無線信号を受信する受信部と、前記アンテナ部を介してデータをミリ波帯域の信号に変換し、第１のモード又は伝搬環境状態が前記第１のモードより悪い第２のモードで送信する送信部と、前記受信部が受信した前記無線信号に応じて前記送信部の送信モードを前記第１のモード又は前記第２のモードに切り替える制御部を備え、前記送信部は、ディジタル信号処理部と、局部発振器と、移相器と、第１及び第２のミキサと、加算器とを備え、前記制御部の指示に基づき前記データを前記第１のモードで送信する場合、前記ディジタル信号処理部から前記第１のミキサ及び前記第２のミキサへ前記データを第１の変調方式で変調した第１のベースバンド信号を出力し、前記局部発振器から前記移相器へ第１の正弦波信号を出力し、前記移相器から前記第１のミキサ及び前記第２のミキサへ前記第１の正弦波信号の位相を０度及び９０度ずらした第２の変調信号を出力し、前記第１のミキサから前記加算器へ前記０度位相をずらした第２の変調信号と前記第１のベースバンド信号を周波数混合したＩチャネル変調信号を出力し、前記第２のミキサから前記加算器へ前記９０度位相をずらした第２の変調信号と前記第１のベースバンド信号を周波数混合したＱチャネル変調信号を出力し、前記加算器から前記第１の線状アンテナへ前記Ｉチャネル変調信号と前記Ｑチャネル変調信号を加算した加算信号を出力し、前記第１の線状アンテナから前記加算信号を直線偏波で送信し、前記制御部の指示に基づき前記データを前記第２のモードで送信する場合、前記ディジタル信号処理部から前記局部発振器へ前記データを第２の変調方式で変調した第２のベースバンド信号を出力し、前記第１および第２のミキサへ第１及び第２の直流信号を出力し、前記局部発振器から前記移相器へ前記第２のベースバンド信号を周波数変調した第１の変調信号を出力し、前記第１のミキサから前記第１の線状アンテナへ前記第１の変調信号の位相を０度ずらした第２の変調信号を出力し、前記第２のミキサから前記第２の線状アンテナへ前記第１の変調信号の位相を９０度ずらした第２の変調信号を出力し、前記第１の線状アンテナから前記０度位相をずらした第２の変調信号を直線偏波で送信すると共に前記第２の線状アンテナから前記９０度位相をずらした第２の変調信号を直線偏波で送信して空中で円偏波として送信することを特徴とする。
また、本発明の偏波切替方法は、伝搬環境状態が良い第１のモード又は伝搬環境状態が第１のモードより悪い第２のモードを切り替えてデータを送信する偏波切替方法であって、制御部の指示に基づき前記データを前記第１のモードで送信する場合、ディジタル信号処理部から第１のミキサ及び第２のミキサへ前記データを第１の変調方式で変調した第１のベースバンド信号を出力し、第１の局部発振器から第１の移相器へ第１の正弦波信号を出力し、第１の移相器から前記第１のミキサ及び前記第２のミキサへ前記第１の正弦波信号の位相を０度及び９０度ずらした第２の変調信号を出力し、前記第１のミキサから加算器へ前記０度位相をずらした第２の変調信号と前記第１のベースバンド信号を周波数混合したＩチャネル変調信号を出力し、前記第２のミキサから前記加算器へ前記９０度位相をずらした第２の変調信号と前記第１のベースバンド信号を周波数混合したＱチャネル変調信号を出力し、前記加算器から第１の線状アンテナへ前記Ｉチャネル変調信号と前記Ｑチャネル変調信号を加算した加算信号を出力し、前記第１の線状アンテナから前記加算信号を直線偏波で送信し、記制御部の指示に基づき前記データを前記第２のモードで送信する場合、前記ディジタル信号処理部から第２の局部発振器へ前記データを第２の変調方式で変調した第２のベースバンド信号を出力し、前記第２の局部発振器から第２の移相器へ前記第２のベースバンド信号を周波数変調した第１の変調信号を出力し、前記第２の移相器から第１の線状アンテナへ前記第１の変調信号を出力し、前記第１の線状アンテナとのなす角が９０度である第２の線状アンテナへ前記第１の変調信号の位相を９０度ずらした第２の変調信号を出力し、前記第１の線状アンテナから前記第１の変調信号を直線偏波で送信すると共に前記第２の線状アンテナから前記９０度位相をずらした第２の変調信号を直線偏波で送信して空中で円偏波として送信することを特徴とする。
また、本発明の偏波切替方法は、伝搬環境状態が良い第１のモード又は伝搬環境状態が前記第１のモードより悪い第２のモード又は伝搬環境状態が前記第１モードと前記第２モードの中間の第３のモードを切り替えてデータを送信する偏波切替方法であって、制御部の指示に基づき前記データを前記第１のモードで送信する場合、ディジタル信号処理部から第１のミキサ及び第２のミキサへ前記データを第１の変調方式で変調した第１のベースバンド信号を出力し、第１の局部発振器から第１の移相器へ第１の正弦波信号を出力し、前記第１の移相器から前記第１のミキサ及び前記第２のミキサへ前記第１の正弦波信号の位相を０度及び９０度ずらした第２の変調信号を出力し、前記第１のミキサから加算器へ前記０度位相をずらした第２の変調信号と前記第１のベースバンド信号を周波数混合したＩチャネル変調信号を出力し、前記第２のミキサから前記加算器へ前記９０度位相をずらした第２の変調信号と前記第１のベースバンド信号を周波数混合したＱチャネル変調信号を出力し、前記加算器から第１の線状アンテナへ前記Ｉチャネル変調信号と前記Ｑチャネル変調信号を加算した加算信号を出力し、前記第１の線状アンテナから前記加算信号を直線偏波で送信し、前記制御部の指示に基づき前記データを前記第２のモードで送信する場合、前記ディジタル信号処理部から第２の局部発振器へ前記データを第２の変調方式で変調した第２のベースバンド信号を出力し、前記第２の局部発振器から第２の移相器へ前記第２のベースバンド信号を周波数変調した第１の変調信号を出力し、前記第２の移相器から前記第１の線状アンテナへ前記第１の変調信号を出力し、前記第１の線状アンテナとのなす角が９０度である第２の線状アンテナへ前記第１の変調信号の位相を９０度ずらした第２の変調信号を出力し、前記第１の線状アンテナから前記第１の変調信号を直線偏波で送信すると共に前記第２の線状アンテナから前記９０度位相をずらした第２の変調信号を直線偏波で送信して空中で円偏波として送信し、前記制御部の指示に基づき前記データを前記第３のモードで送信する場合、前記ディジタル信号処理部から前記第１のミキサ及び第２のミキサへ前記データを第１の変調方式で変調した第１のベースバンド信号を出力し、前記第１の局部発振器から前記第１の移相器へ前記第１の正弦波信号を出力し、前記第１の移相器から前記第１のミキサ及び前記第２のミキサへ前記第１の正弦波信号の位相を０度及び９０度ずらした前記第２の変調信号を出力し、前記第１のミキサから前記加算器へ前記０度位相をずらした第２の変調信号と前記第１のベースバンド信号を周波数混合したＩチャネル変調信号を出力し、前記第２のミキサから前記加算器へ前記９０度位相をずらした第２の変調信号と前記第１のベースバンド信号を周波数混合したＱチャネル変調信号を出力し、前記加算器から前記第１の線状アンテナ及び前記第２の移相器へ前記Ｉチャネル変調信号と前記Ｑチャネル変調信号を加算した加算信号を出力し、前記第２の移相器から前記第２の線状アンテナへ前記加算信号の位相を９０度ずらした信号を出力し、前記第１の線状アンテナから前記加算信号を直線偏波で送信すると共に前記第２の線状アンテナから前記９０度位相をずらした加算信号を直線偏波で送信して空中で円偏波として送信することを特徴とする。
また、本発明の偏波切替方法は、伝搬環境状態が良い第１のモード又は伝搬環境状態が第１のモードより悪い第２のモードを切り替えてデータを送信する偏波切替方法であって、制御部の指示に基づき前記データを前記第１のモードで送信する場合、ディジタル信号処理部から第１のミキサ及び前記第２のミキサへ前記データを第１の変調方式で変調した第１のベースバンド信号を出力し、局部発振器から移相器へ第１の正弦波信号を出力し、前記移相器から前記第１のミキサ及び前記第２のミキサへ前記第１の正弦波信号の位相を０度及び９０度ずらした第２の変調信号を出力し、前記第１のミキサから加算器へ前記０度位相をずらした第２の変調信号と前記第１のベースバンド信号を周波数混合したＩチャネル変調信号を出力し、前記第２のミキサから前記加算器へ前記９０度位相をずらした第２の変調信号と前記第１のベースバンド信号を周波数混合したＱチャネル変調信号を出力し、前記加算器から第１の線状アンテナへ前記Ｉチャネル変調信号と前記Ｑチャネル変調信号を加算した加算信号を出力し、前記第１の線状アンテナから前記加算信号を直線偏波で送信し、前記制御部の指示に基づき前記データを前記第２のモードで送信する場合、前記ディジタル信号処理部から前記局部発振器へ前記データを第２の変調方式で変調した第２のベースバンド信号を出力し、前記第１および第２のミキサへ第１及び第２の直流信号を出力し、前記局部発振器から前記移相器へ前記第２のベースバンド信号を周波数変調した第１の変調信号を出力し、前記第１のミキサから前記第１の線状アンテナへ前記第１の変調信号の位相を０度ずらした第２の変調信号を出力し、前記第２のミキサから前記第１の線状アンテナとのなす角が９０度である第２の線状アンテナへ前記第１の変調信号の位相を９０度ずらした第２の変調信号を出力し、前記第１の線状アンテナから前記０度位相をずらした第２の変調信号を直線偏波で送信すると共に前記第２の線状アンテナから前記９０度位相をずらした第２の変調信号を直線偏波で送信して空中で円偏波として送信することを特徴とする。
本発明によると、伝搬環境が悪い場合でも伝送特性を劣化させることなくミリ波帯域の信号を送信でき、さらに無線回路とアンテナを１つのＩＣ上に形成可能な小型の無線機及び偏波切替方法を提供することができる。
以下、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。
図１に本発明に係る無線機の構成を示す。
図１に示す無線機は、送信用ディジタル信号処理部１１、無線送信回路部１２及び送信用アンテナ部１３を有する送信部１と、受信用ディジタル信号処理部２１、無線受信回路部２２及び受信用アンテナ部２３を有する受信部２、及び各送受信部１，２を制御する制御部３を備えている。
本発明は、上述した送信部１に関するものであり、以下、送信部１を中心にその構成及び動作について詳細に説明する。
図２乃至図４を用いて、本発明に係る無線機の第１の実施例を説明する。上述したように、送信部１は送信用ディジタル信号処理部１１、無線送信回路部１２及び送信用アンテナ部１３を有しており、以下、図２を用いて各部を詳細に説明する。
まず、送信用ディジタル信号処理部１１は、３つの出力端子１１−１〜１１−３を有している。この出力端子１１−１〜１１−３は、後段の無線送信回路部１２が有するスイッチ群１２１に接続されている。送信用ディジタル信号処理部１１は、ＱＰＳＫ変調方式又はＦＳＫ変調方式のいずれかを用いて、送信データをベースバンド信号へと変調する。変調したベースバンド信号は、ＱＰＳＫ変調時は出力端子１１−１，１１−３から、ＦＳＫ変調時は出力端子１１−２から無線送信回路部１２へ出力される。なお、送信用ディジタル信号処理部１１に対するＱＰＳＫ変調方式及びＦＳＫ変調方式の切り替えは、制御部３からの指示に従い行われる。
次に、図２に示す無線送信回路部１２の構成を説明する。無線送信回路部１２は、スイッチ１２１−１〜１２１−３を有するスイッチ群１２１、正弦波を生成する第１の局部発振器１２２及び第２の局部発振器２２２、第１のミキサ１２４、第２のミキサ１２５、第１のπ／２移相器１２６、第２のπ／２移相器２２６及び加算器１２７を備えている。
まず第１の局部発振器１２２は、高周波信号を生成し、第１のπ／２移相器１２６へ出力する。また第２の局部発振器２２２は、スイッチ１２１−２を介して送信用ディジタル信号処理部１１の出力端子１１−２に接続されている。スイッチ１２１−２が短絡されて送信用ディジタル信号処理部１１からベースバンド信号が入力された場合、第２の局部発振器２２２は、自身が有する電圧制御発振器（図示せず）に対して周波数変調を行い、変調した高周波信号を第２のπ／２移相器２２６へ出力する。
次に第１のミキサ１２４は、送信用ディジタル信号処理部１１の出力端子１１−１にスイッチ１２１−１を介して接続された入力端子１２４−１及び第１のπ／２移相器１２６に接続された入力端子１２４−２を有し、さらに各入力端子から入力された信号を周波数混合したＲＦ信号を加算器１２７へ出力するＲＦ信号出力端子１２５−３を有している。第２のミキサ１２５は、送信用ディジタル信号処理部１１の出力端子１１−３にスイッチ１２１−３を介して接続された入力端子１２５−１及び第１のπ／２移相器１２６に接続された入力端子１２５−２を有し、さらに各入力端子から入力された信号を周波数混合したＲＦ信号を加算器１２７へ出力するＲＦ信号出力端子１２５−３を有している。
また第１のπ／２移相器１２６は、第１の局部発振器１２２から入力される高周波信号に対して０度及び９０度ずれた位相をもつ高周波信号を生成し、位相が０度ずれた高周波信号を第１のミキサ１２４へ、位相が９０度ずれた高周波信号を第２のミキサ１２５へ出力する。一方、第２のπ／２移相器２２６は、第２の局部発振器２２２から入力される高周波信号に対して０度及び９０度ずれた位相をもつ高周波信号を生成し、位相が０度ずれた高周波信号を第１のモノポールアンテナ１３１へ、位相が９０度ずれた高周波信号を第２のモノポールアンテナ１３２へ出力する。また、この第２のπ／２移相器２２６は、後述する加算器１２７から入力された加算信号の位相を９０度ずらして、後述する第２のモノポールアンテナ１３２へ出力する。
さらに加算器１２７は、第１のミキサ１２４及び第２のミキサ１２５が出力するＲＦ信号を加算し、加算した信号を送信用アンテナ部１３の第１のモノポールアンテナ１３１又は第２の移相器２２６へ出力する。
続いて送信用アンテナ部１３は、加算器１２７及び第２の移相器２２６と接続している第１のモノポールアンテナ１３１、及び第２の移相器２２６と接続している第２のモノポールアンテナ１３２を有しており、この第１のモノポールアンテナ１３１及び第２のモノポールアンテナ１３２は、互いに物理的に直交するよう配置されている。なお、ここでは、送信用アンテナ部１３が有するアンテナとしてモノポールアンテナを用いたが、直線偏波を送信できるアンテナであればモノポールアンテナ以外のアンテナを用いてもよい。
次に、図３乃至図５を用いて第１の実施例における無線機の動作について説明する。まず、制御部３は、図１の受信部２が受信する信号の情報に基づき、伝搬環境が悪い場合（以下、伝搬環境状態１と称する。）、伝搬環境が良い場合（以下、伝搬環境状態３と称する。）、及び、伝搬環境状態１と伝搬環境状態３の間である場合（以下、伝搬環境状態２と称する。）の３つの状態に分類する。なお、この分類方法については後述する。この分類により、無線機の制御部３は、伝搬環境が伝搬環境状態１に分類された場合、送信データをＦＳＫ変調方式で変調し円偏波で送信する。また、伝搬環境状態２に分類された場合は、送信データをＱＰＳＫ変調方式で変調し円偏波で送信し、伝搬環境状態３に分類された場合は、送信データをＱＰＳＫ変調方式で変調し直線偏波で送信する。
（伝搬環境状態１）
そこで、まず図３を用いて、制御部３が伝搬環境を伝搬環境状態１と分類した場合における送信部１の動作を説明する。このとき制御部３は、送信用ディジタル信号処理部１１に対して、送信データをＦＳＫ変調方式で変調し、出力端子１１−２からベースバンド信号を出力するよう指示し、さらにスイッチ群１２１に対してのスイッチ１２１−２を短絡し、スイッチ１２１−１及び１２１−３を開放するよう指示する。なお、図３に示す送信部１は、図２に示す送信部１から制御部３による伝搬環境状態１の指示に従った回路を示している。以下、この図３を用いて送信部１の動作を説明する。
まず、制御部３からの指示を受けた送信用ディジタル信号処理部１１は、送信データをＦＳＫ変調方式でベースバンド信号に変調し、変調したベースバンド信号を出力端子１１−２から出力する。出力端子１１−２から出力されたベースバンド信号は、スイッチ１２１−２を介して第２の局部発振器２２２へ入力される。第２の局部発振器２２２は、入力されたベースバンド信号に基づき、電圧制御発振器（図示せず）に対して周波数変調を行い、得られた変調高周波信号を第２のπ／２移相器２２６へ出力する。
第２のπ／２移相器２２６は、第２の局部発振器２２２から入力された変調高周波信号の位相を０度ずらした変調高周波信号を第１のモノポールアンテナ１３１へ出力し、また位相を９０度ずらした変調高周波信号を第２のモノポールアンテナ１３２へ出力する。第１のモノポールアンテナ１３１及び第２のモノポールアンテナ１３２は、それぞれ入力された高周波信号を直線偏波で送信する。これら送信された高周波信号は、それぞれの位相が９０度ずれているため、空中で合成されると円偏波となる。
（伝搬環境状態２）
次に図４を用いて、制御部３が伝搬環境を伝搬環境状態２と分類した場合における送信部１の動作を説明する。このとき制御部３は、送信用ディジタル信号処理部１１に対して、送信データをＱＰＳＫ変調方式で変調し、出力端子１１−１，１１−３からベースバンド信号を出力するよう指示し、さらに送信部１のスイッチ群１２１に対してスイッチ１２１−１及び１２１−３を短絡し、スイッチ１２１−２を開放するよう指示する。また制御部３は、第２のπ／２移相器２２６に対して加算器１２７から入力される加算信号を、位相を９０度ずらして第２のダイポールアンテナ１３２へ出力するよう指示する。なお、図４に示す送信部１は、図２に示す送信部１から制御部３による伝搬環境状態２の指示に従った回路を示している。以下、この図４を用いて送信部１の動作を説明する。
制御部３からの指示を受けた送信用ディジタル信号処理部１１は、送信データをＱＰＳＫ変調方式でベースバンド信号に変調し、変調したベースバンド信号のＩチャネル信号を出力端子１１−１から出力し、及びＱチャネル信号を出力端子１１−３から出力する。送信用ディジタル信号処理部１１から出力されたＩチャネル信号及びＱチャネル信号は、スイッチ１２１−１及び１２１−３を介してそれぞれ第１のミキサ１２４及び第２のミキサ１２５に入力される。そして、第１のミキサ１２４には、Ｉチャネル信号が入力されるとともに、第１の局部発振器１２２で生成された高周波信号をπ／２移相器１２６で位相を０度ずらした信号が入力される。また、第２のミキサ１２５には、Ｑチャネル信号が入力されるとともに、第１の局部発振器１２２で生成された高周波信号をπ／２移相器１２６で位相を９０度ずらした信号が入力される。各ミキサ１２４，１２５は、入力された信号をそれぞれ周波数混合し、混合結果のＲＦ信号を加算器１２７へ出力する。加算器１２７は、各ミキサ１２４，１２５から出力されたＲＦ信号を加算し、第１のモノポールアンテナ１３１へ出力するとともに、第２のπ／２移相器２２６にも出力する。
ＲＦ信号が入力された第２のπ／２移相器２２６は、この信号の位相を９０度ずらし第２のモノポールアンテナ１３２へ出力する。第１のモノポールアンテナ１３１及び第２のモノポールアンテナ１３２は、入力されたＲＦ信号を直線偏波で送信する。これら送信されたＲＦ信号は、それぞれの位相が９０度ずれているため、空中で合成されると円偏波となる。
（伝搬環境状態３）
続いて、図５を用いて、制御部３が伝搬環境を伝搬環境状態３と分類した場合における送信部１の動作を説明する。このとき制御部３は、送信用ディジタル信号処理部１１に、送信データをＱＰＳＫ変調方式で変調し、出力端子１１−１，１１−３からベースバンド信号を出力するよう指示し、さらに送信部１のスイッチ群１２１に対してスイッチ１２１−１及び１２１−３を短絡し、スイッチ１２１−２を開放するよう指示する。なお、図５に示す送信部１は、図２に示す送信部１から制御部３による伝搬環境状態３の指示に従った回路を示している。以下、この図５を用いて送信部１の動作を説明する。
制御部３からの指示を受けた送信用ディジタル信号処理部１１は、送信データをＱＰＳＫ変調方式でベースバンド信号に変調し、変調したベースバンド信号のＩチャネル信号を出力端子１１−１から出力し、及びＱチャネル信号を出力端子１１−３から出力する。送信用ディジタル信号処理部１１から出力されたＩチャネル信号及びＱチャネル信号は、スイッチ１２１−１及び１２１−３を介してそれぞれ、第１のミキサ１２４及び第２のミキサ１２５に入力される。第１のミキサ１２４には、Ｉチャネル信号が入力されるとともに、第１の局部発振器１２２で生成された高周波信号をπ／２移相器１２６で位相を０度ずらした信号が入力される。また、第２のミキサ１２５には、Ｑチャネル信号が入力されるとともに、第１の局部発振器１２２で生成された高周波信号をπ／２移相器１２６で位相を９０度ずらした信号が入力される。各ミキサ１２４，１２５は、入力された信号をそれぞれ周波数混合し、混合結果のＲＦ信号を加算器１２７へ出力する。加算器１２７は、各ミキサ１２４，１２５から出力されたＲＦ信号を加算し、第１のモノポールアンテナ１３１へ出力する。第１のモノポールアンテナ１３１は、加算器１２７から入力されたＲＦ信号を直線偏波で送信する。
以上のように第１の実施例によれば、円偏波で信号を送信する場合、送信部１においてデータを互いに直交する２つの高周波信号に変換し、各高周波信号を第１のモノポールアンテナ１３１及び第２のモノポールアンテナ１３２それぞれから直線偏波で放射することで、直線偏波を円偏波に変換する。そのため、偏波変換部を備える必要がなく、送信用アンテナ部１３を小型化できるため、送信部１を１つのＩＣ上に形成し、無線機を小型化することができる。
さらに、伝搬環境が悪い場合は、信号レベルの変動や雑音の影響が小さいＦＳＫ変調方式で信号を変調し、フェージングに強い円偏波で送信するため、より伝搬特性を劣化させることなく信号を送信できる。一方、伝搬環境が良い場合は、ＦＳＫ変調方式より伝送効率の高いＱＰＳＫ変調方式で信号を変調することで、高い伝送効率で信号を送信することができる。
なお、本実施例では、伝搬環境が悪い場合の変調方式として、ＦＳＫ変調方式を用いているが、周波数変調を用いる変調方式、例えばＧＭＳＫ変調方式やＧＦＳＫ変調方式などの変調方式を用いても良い。また、伝搬環境が良い場合の変調方式として、ＱＰＳＫ変調方式を用いているが、ＦＳＫ変調方式より伝送効率が高く、直交信号を用いる変調方式、例えば８相ＰＳＫ変調方式や１６ＱＡＭ変調方式を用いてもよい。
次に図６乃至図８を用いて、第２の実施例に係る無線機について説明する。第２の実施例に係る無線機は、第１の実施例で示した無線機のうち、送信部１の無線送信回路部１２の構成が一部異なるが、それ以外の無線機の構成は同じであるため同一符号を付して説明は省略する。
図６は、第２の実施例に係る無線送信回路部１２の構成を示す構成図である。図６に示す無線送信回路部１２は、図２の無線送信回路部１２が備える第２の局部発振器２２２と第２のπ／２移相器２２６を備えていない。さらに、図６に示す第１のミキサ１２４は、図２の第１のミキサ１２４と異なり、ＲＦ信号出力端子１２４−３，１２４−４の２つの出力端子を有している。そして、第１のミキサ１２４は、入力されたベースバンド信号と高周波信号を周波数混合し、ＲＦ信号を生成するミキサモードで動作する場合は、ＲＦ信号出力端子１２４−３から加算器１２７へＲＦ信号を出力する。一方、後述するローカルリークモードで動作する場合は、ＲＦ信号出力端子１２４−４から第１のアンテナ１３１へＲＦ信号を出力する。また、第２のミキサ１２５も、ＲＦ信号出力端子１２５−３，１２５−４の２つの出力端子を有している。そして、第２のミキサ１２５は、入力されたベースバンド信号と高周波信号を周波数混合し、ＲＦ信号を生成するミキサモードで動作する場合は、ＲＦ信号出力端子１２５−３から加算器１２７へＲＦ信号を出力する。一方、後述するローカルリークモードで動作する場合は、ＲＦ信号出力端子１２５−４から第２のアンテナ１３２へＲＦ信号を出力する。
また、局部発振器１２２は、送信用ディジタル信号処理部１１の出力端子１１−２にスイッチ１２１−２を介して接続されており、高周波信号を生成し、π／２移相器１２６へ出力する。スイッチ１２１−２が短絡され送信用ディジタル信号処理部１１からベースバンド信号が入力された場合、この局部発振器１２２は、入力されたベースバンド信号に基づき、自身が有する電圧制御発振器（図示せず）に対して周波数変調を行う機能を有している。
ここで、図７を用いて上述した第１のミキサ１２４及び第２のミキサ１２５の構成を説明する。なお、第２のミキサ１２５の構成は第１のミキサ１２４と同じであるため説明は省略する。
この第１のミキサ１２４は、π／２移相器１２６から入力された高周波信号をそのまま出力するローカルリークモードと、スイッチ１２１−１（第２のミキサ１２５ではスイッチ１２１−３）から入力されたベースバンド信号とπ／２移相器１２６から入力された高周波信号を周波数混合し、混合結果であるＲＦ信号を出力するミキサモードの２つのモードを有している。また、第１のミキサ１２４は、２つのＲＦ信号出力端子１２４−３，１２４−４を有しており、ＲＦ信号出力端子１２４−３は加算器１２７に接続され、ＲＦ信号出力端子１２４−４は第１のモノポールアンテナ１３１に接続されている。なお、第１のミキサ１２４は、制御部３からの指示に従いＲＦ信号出力端子１２４−３又は１２４−４のいずれか一方からＲＦ信号を出力する。
続いて図７を用いて、第１のミキサ１２４がＲＦ信号出力端子１２４−３又はＲＦ信号出力端子１２４−４のいずれか一方からＲＦ信号を出力するための構成について説明する。
第１のミキサ１２４は、電圧電流変換部３０１と第１のスイッチング部３０２、第２のスイッチング部３０３、第１のローカルバッファアンプ３０４及び第２のローカルバッファアンプ３０５を有している。第１のミキサ１２４に入力されたベースバンド信号は、電圧電流変換部３０１によって電圧から電流に変換され、第１のスイッチング部３０２及び第２のスイッチング部３０３へそれぞれ出力される。
この第１のスイッチング部３０２及び第２のスイッチング部３０３には、それぞれ第１のローカルバッファアンプ３０４及び第２のローカルバッファアンプ３０５が接続されており、これを介してπ／２移相器１２６からの高周波信号が入力される。この第１のスイッチング部３０２及び第２のスイッチング部３０３は、ローカルバッファアンプ３０４及び３０５から入力された高周波信号と電圧電流変換部３０１から入力されたベースバンド信号を周波数混合する。
このとき、ＲＦ信号出力端子１２４−３からのみ信号を出力させる場合、制御部３は第１のローカルバッファアンプ３０４をイネーブルし、第２のローカルバッファアンプ３０５をディセーブルする。これにより、第２のスイッチング部３０３には高周波信号が入力されず、ＲＦ信号は、第１のスイッチング部３０２のＲＦ信号出力端子１２４−３からのみ出力され加算器１２７へ入力される。
一方、ＲＦ信号出力端子１２４−４からのみ信号を出力させる場合、制御部３は第１のローカルバッファアンプ３０４をディセーブルし、第２のローカルバッファアンプ３０５をイネーブルする。これにより、第１のスイッチング部３０２には高周波信号が入力されず、ＲＦ信号は、ＲＦ信号出力端子１２４−４からのみ出力され第１のモノポールアンテナ１３１へ入力される。
なお、電圧電流変換部３０１にベースバンド信号ではなく直流信号が入力された場合、第１のスイッチング部３０２及び第２のスイッチング部３０３でこの直流信号とローカルバッファアンプ３０４及び３０５から入力された高周波信号とが周波数混合されるが、直流信号は周波数成分が「０」であるため、周波数混合結果のＲＦ信号として、高周波信号と同じ信号が得られる。即ち、第１のミキサ１２４に入力された高周波信号は、そのまま出力されることとなり、第１のミキサ１２４はローカルリークモードとして動作する。
次に、図６又は図８を用いて第２の実施例の送信部１の動作を説明する。まず、無線部は、図１に示す受信部２が受信した信号に基づき、伝搬環境が良いか悪いかの判断を行う。この結果として伝搬環境が悪いと判断した場合（伝搬環境状態１）、無線部の制御部３は、送信データをＦＳＫ変調方式で変調し、円偏波で送信するよう送信用ディジタル信号処理部１１及び無線送信回路部１２へ指示を与える。一方、伝搬環境が良いと判断した場合（伝搬環境状態３）、無線部の制御部３は、送信データをＱＰＳＫ変調方式で変調し、直線偏波で送信するよう送信用ディジタル信号処理部１１及び無線送信回路部１２へ指示を与える。なお、伝搬環境の判断方法については後述する。
（伝搬環境状態１）
そこで、まず図６を用いて、制御部３が伝搬環境を伝搬環境状態１と分類した場合の送信部１の動作を説明する。伝搬環境が悪いと判断すると、制御部３は、送信用ディジタル信号処理部１１に、送信データをＦＳＫ変調方式で変調し、出力端子１１−２からベースバンド信号を出力し、出力端子１１−１，１１−３からは直流信号を出力するよう指示する。また制御部３は、スイッチ群１２１に対して全てのスイッチ１２１−１〜１２１−３を短絡するよう指示し、第１のミキサ１２４及び第２のミキサ１２５に対してアンテナ部１３と接続しているＲＦ信号出力端子１２４−４，１２５−４からＲＦ信号を出力するよう指示する。
制御部３からの指示を受けた送信用ディジタル信号処理部１１は、送信データをＦＳＫ変調方式でベースバンド信号に変調し、変調したベースバンド信号を出力端子１１−２から出力するとともに、直流信号を出力端子１１−１，１１−３から出力する。出力端子１１−２から出力されたベースバンド信号は、スイッチ１２１−２を介して局部発振器１２２へ入力され、局部発振器１２２は、このベースバンド信号に基づき、電圧制御発振器（図示せず）に対して周波数変調を行い、得られた変調高周波信号をπ／２移相器１２６へ出力する。
次にπ／２移相器１２６は、局部発振器１２２から入力された高周波信号に対して位相が０度ずれた高周波信号を第１のミキサ１２４へ出力し、また位相が９０度ずれた高周波信号を第２ミキサ１２５へ出力する。第１のミキサ１２４及び第２のミキサ１２５は、送信用ディジタル信号処理部１１の出力端子１１−１，１１−３からスイッチ１２１−１，１２１−３を介して直流信号が入力されるため、ローカルリークモードとして動作する。即ち、第１のミキサ１２４及び第２のミキサ１２５に入力された高周波信号は、そのままＲＦ信号出力端子１２４−４及び１２５−４から第１のモノポールアンテナ１３１及び第２のモノポールアンテナ１３２へ出力される。第１のモノポールアンテナ１３１及び第２のモノポールアンテナ１３２は、それぞれ入力された高周波信号を直線偏波で送信する。これら送信された高周波信号は、それぞれの位相が９０度ずれているため、空中で合成されると円偏波となる。
（伝搬環境状態３）
続いて図８を用いて、制御部３が伝搬環境を伝搬環境状態３と分類した場合の送信部１の動作を説明する。この場合、制御部３は、送信用ディジタル信号処理部１１に、送信データをＱＰＳＫ変調方式で変調し、出力端子１１−１，１１−３からベースバンド信号を出力するよう指示する。また制御部３は、送信部１のスイッチ群１２１に対してスイッチ１２１−１，１２１−３を短絡し、スイッチ１２１−２を開放するよう指示し、第１のミキサ１２４及び第２のミキサ１２５に対して加算器１２７と接続しているＲＦ信号出力端子１２４−３，１２５−３からＲＦ信号を出力するよう指示する。これら制御部３による伝搬環境状態３の指示に従った回路を図８に示す。そこで、以下図８を用いて送信部１の動作を説明する。
制御部３からの指示を受けた送信用ディジタル信号処理部１１は、送信データをＱＰＳＫ変調方式でベースバンド信号に変調し、変調したベースバンド信号のＩチャネル信号を出力端子１１−１から出力し、及びＱチャネル信号を出力端子１１−３から出力する。送信用ディジタル信号処理部１１から出力されたＩチャネル信号及びＱチャネル信号は、それぞれ第１のミキサ１２４及び第２のミキサ１２５に入力される。また第１のミキサ１２４には、Ｉチャネル信号が入力されるとともに、局部発振器１２２で生成された高周波信号をπ／２移相器１２６で位相を０度ずらした信号が入力される。また、第２のミキサ１２５には、Ｑチャネル信号が入力されるとともに、局部発振器１２２で生成された高周波信号をπ／２移相器１２６で位相を９０度ずらした信号が入力される。各ミキサ１２４，１２５は、入力された信号をそれぞれ周波数混合し、混合結果のＲＦ信号をＲＦ信号出力端子１２４−３，１２５−３から加算器１２７へ出力する。加算器１２７は、各ミキサ１２４，１２５から出力されたＲＦ信号を加算し、第１のモノポールアンテナ１３１へ出力する。第１のモノポールアンテナ１３１は、加算器１２７から入力されたＲＦ信号を直線偏波で送信する。
以上のように第２の実施例によれば、第１の実施例と同様の効果が得られるとともに、第１のミキサ１２４及び第２のミキサ１２５においてローカルリークモード及びミキサモードの２つのモードを切り替えることで、第１の実施例の第２の局部発振器２２２及び第２の移相器２２６を備える必要がなく、無線送信回路１２を簡素化でき、無線機をさらに小型化することができる。
次に、図９乃至図１２を用いて第３の実施例に係る無線機を説明する。本実施例に係る無線機の構成は第１及び第２の実施例と同じであるため、ここでは図１の符号を付して説明し、その構成図の説明は省略する。本実施例では、伝搬環境を良いか悪いかを判断する制御部３の動作について説明する。
ここで、本実施例に係る無線機は、パケット通信を行っているものとし、データを送信する無線機を送信側無線機Ａと称し、送信側無線機Ａが送信したデータを受信する無線機を受信側無線機Ｂと称する。なお、受信側無線機Ｂも送信部１を有しており、受信したデータを元に算出した情報を送信側無線機Ａに対して送信する。
図９のフローチャートは、本実施例に係る送信側無線機Ａの制御部３が伝搬環境を判断しながらデータを送信する場合の動作を示す。この制御部３は、送信に使用する変調方式及び偏波を内部メモリに記憶しており、データの送信を開始する場合、この内部メモリに記憶した変調方式及び偏波を使用して送信を行う。通常、内部メモリには、前回送信に使用した変調方式及び偏波が記憶されている。なお、図９には、ＱＰＳＫ変調方式及び直線偏波を使用してデータの送信を開始する例を示す。
データの送信を開始すると、まず制御部３は、再送回数Ｎを初期化し、Ｎ＝０とする（ステップＳ１０１）。続いて制御部３は、この再送回数Ｎがあらかじめ定めてある閾値ＴＨ１（ＴＨ１＞０）以上であるか否かを比較する（ステップＳ１０２）。Ｎ＝０では、ＴＨ１＞Ｎであるため、必ず再送回数Ｎは閾値ＴＨ１より小さくなる。したがって、再送回数Ｎが閾値ＴＨ１より小さい場合（ステップ１０２のＹｅｓ）、制御部３は、ＱＰＳＫ変調方式及び直線偏波を使用してデータを送信するよう送信部１に指示し（ステップＳ１０３）、再送回数Ｎを１増やす（ステップＳ１０４）。これにより、送信部の制御部３から通信相手にデータを送信し、当該通信相手からの返送されるＡＣＫ信号の受信を待つ。
そして次に、制御部３は、受信部２が通信相手から送信されたＡＣＫ信号を受信したか否かを確認する（ステップＳ１０５）。このＡＣＫ(Acknowledge) 信号とは、パケット通信において、送信側無線機Ａが送信した信号が受信側無線機Ｂで正しく受信された場合に受信側無線機Ｂが返信する信号のことである。即ち、送信側無線機Ａの制御部３は、受信部２がＡＣＫ信号を受信したか否かを確認することで、送信データがきちんと受信側無線機Ｂに届いたか否かを確認する。ＡＣＫ信号を受信したと確認できた場合（ステップＳ１０５のＹｅｓ）、制御部３は、データの送信を終了する。一方、ＡＣＫ信号の受信を確認できなかった場合（ステップＳ１０５のＮｏ）、制御部３は、一定期間をあけてステップＳ１０２に戻る。
続いて、ステップ１０２に戻り比較を行った結果、再送回数Ｎが閾値ＴＨ１より小さい場合（ステップＳ１０２のＹｅｓ）、制御部３は、上記ステップＳ１０３乃至ステップＳ１０５に従い、ＱＰＳＫ変調方式及び直線偏波を使用してデータを送信するよう送信部１に指示する。一方、ステップＳ１０２での比較の結果、再送回数Ｎが閾値ＴＨ１以上である場合（ステップＳ１０２のＮｏ）、制御部３は、伝搬環境が悪く、信号が受信部２まで到達していないと判断し、ＦＳＫ変調方式及び円偏波を使用してデータを送信するよう送信部１に指示し（ステップＳ１０６）、処理を終了する。
次に、図１０はステップＳ１０６の設定に基づいて、ＦＳＫ変調方式及び円偏波を使用してデータ送信する場合の動作を示すフローチャートである。
データの送信を開始すると、まず制御部３は、再送回数Ｎを初期化し、Ｎ＝０とする（ステップＳ２０１）。続いて制御部３は、ＦＳＫ変調方式及び円偏波を使用してデータを送信するよう送信部１に指示し（ステップＳ２０２）、送信部１がデータを送信すると、制御部３は再送回数Ｎを１増やす（ステップ２０３）。次に制御部３は、受信部２が送信部１から送信されたＡＣＫ信号を受信したか否かを確認する（ステップＳ２０４）。ＡＣＫ信号の受信を確認できなかった場合（ステップＳ２０４のＮｏ）、制御部３は、一定期間をあけてステップＳ２０２に戻り、データを再送するよう送信部１に指示する。
一方、ＡＣＫ信号を受信したと確認できた場合（ステップＳ２０４のＹｅｓ）、制御部３は、再送回数Ｎとあらかじめ定めてある閾値ＴＨ２とを比較する（ステップ２０５）。そして、再送回数Ｎが閾値ＴＨ２以下のときは（ステップＳ２０５のＮｏ）、制御部３は伝搬環境が改善したと判断し、次回からのデータ送信にＱＰＳＫ変調方式及び直線偏波の使用を決定する（ステップ２０６）。一方、再送回数Ｎが閾値ＴＨ２より大きいときは（ステップＳ２０５のＹｅｓ）、制御部３はまだ伝搬環境は悪いと判断し、次回からのデータ送信に、引き続きＦＳＫ変調方式及び円偏波の使用を決定する（ステップＳ２０７）。
上記の説明では、再送回数Ｎとあらかじめ定めてある閾値ＴＨ２との比較結果に基づいて伝搬環境を判断したが、伝搬環境を判断する別の基準としてとしてビット誤り率を用いてもよい。図１１は、ビット誤り率を用いて伝搬環境を判断する場合のデータ送信の動作を示すフローチャートである。
この場合、送信側の無線機の制御部３は、前回送信した変調方式及び偏波を使用して既知信号を送信する（ステップＳ３０１）。また既知信号を受信した受信側の無線機は、あらかじめ記憶している既知信号と受信信号とを比較し、ビット誤り率を算出し結果を送信側に送信する。
送信側の無線機がこのビット誤り率を受信すると、送信側の無線機の制御部３は、このビット誤り率とあらかじめ定めてある閾値ＴＨ３とを比較する（ステップＳ３０２）。そして、ビット誤り率が閾値ＴＨ３以下のときは（ステップＳ３０２のＹｅｓ）、送信側の無線機の制御部３は伝搬環境が良いと判断し、次回からのデータ送信にＱＰＳＫ変調方式及び直線偏波の使用を決定する（ステップＳ３０３）。一方、ビット誤り率が閾値ＴＨ３より大きいときは（ステップＳ３０２のＮｏ）、送信側の無線機の制御部３は伝搬環境が悪いと判断し、次回からのデータ送信に、引き続きＦＳＫ変調方式及び円偏波の使用を決定する（ステップＳ３０４）。
さらに、伝搬環境を判断する別の基準として、受信電界強度を用いて判断しても良い。図１２は、受信電界強度を用いて伝搬環境を判断する場合のデータ送信の動作を示すフローチャートである。この場合、まず送信側の無線機の制御部３は、前回送信した変調方式及び偏波を使用して信号を送信する（ステップＳ４０１）。図１１に示した判断方法と異なり、この場合送信する信号は既知信号でなくてもよい。
また信号を受信した受信側の無線機は、受信した信号の受信電界強度を算出し、結果を送信側の無線機の制御部３へ送信する。送信側の無線機の制御部３は、この受信電界強度を受信すると、この受信電界強度があらかじめ定めている閾値ＴＨ４と比較する（ステップＳ４０２）。そして、受信電界強度が閾値ＴＨ４以下のときは（ステップＳ４０２のＹｅｓ）、送信側の無線機の制御部３は伝搬環境が悪いと判断し、次回からのデータ送信に、引き続きＦＳＫ変調方式及び円偏波の使用を決定する（ステップＳ４０３）。一方、受信電界強度が閾値ＴＨ４より大きいときは（ステップＳ４０２のＮｏ）、送信側の無線機の制御部３は伝搬環境が良いと判断し、次回からのデータ送信にＱＰＳＫ変調方式及び直線偏波の使用を決定する（ステップＳ４０４）。
なお、送信側と受信側が同一の周波数を用いて送受信を行っている場合は、可逆定理により送信側から受信側へ信号を送信する伝搬環境と、受信側から送信側へ信号を返信する伝搬環境とが同一であるため、受信側が受信した信号の受信電界強度を送信側へ返信する必要はなく、送信側が、受信した信号の受信電界強度を算出し、ステップＳ４０２の比較に用いても良い。
ここでは、再送回数等を閾値判定することで、伝搬環境の良し悪しを判断する方法について述べたが、第１の実施例のように伝搬環境を３つに分類する場合は、ＴＨ５，ＴＨ６（ＴＨ５＞ＴＨ６）の２つの閾値と再送回数等の大小関係を調べることで分類してもよい。
以上のように第３の実施例によれば、第２の実施例と同様の効果が得られるとともに、受信側無線機Ｂから送信される信号をもとに伝搬環境を推定することで、高精度に伝搬環境の良し悪しを判断でき、またこの判断をもとに、円偏波又は直線偏波を切り替えて信号を送信することで、伝搬環境が悪い場合でも伝搬特性を劣化させることなく信号を送信できる。
なお、本発明は上記実施例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、上記実施例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、実施例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、異なる実施例にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
本発明の第１の実施例に係る無線機の構成を示すブロック図。 本発明の第１の実施例に係る送信部１の構成を示すブロック図。 本発明の第１の実施例に係る伝搬環境状態１の場合における送信部１の構成を示すブロック図。 本発明の第１の実施例に係る伝搬環境状態２の場合における送信部１の構成を示すブロック図。 本発明の第１の実施例に係る伝搬環境状態３の場合における送信部１の構成を示すブロック図。 本発明の第２の実施例に係る送信部１の構成を示すブロック図。 本発明の第２の実施例に係る第１のミキサ１２４の構成を示すブロック図。 本発明の第２の実施例に係るＱＰＫＳ変調方式で直線偏波を送信する場合における送信部１の構成を示す構成図。 本発明の第３の実施例に係る送信部１の動作を示すフローチャート。 本発明の第３の実施例に係る送信部１の動作を示すフローチャート。 本発明の第３の実施例に係る送信部１の動作の変形例を示すフローチャート。 本発明の第３の実施例に係る送信部１の動作の変形例を示すフローチャート。
符号の説明
１・・・送信部
２・・・受信部
３・・・制御部
１１・・・送信用ディジタル信号処理部
１２・・・無線送信回路部
１２１・・・スイッチ群
１２２，２２２・・・局部発振器
１２３・・・電圧制御発振器
１２４，１２５・・・ミキサ
１２６，２２６・・・π／２移相器
１２７・・・加算器
１３・・・送信用アンテナ部
１３１，１３２・・・ダイポールアンテナ
３０１・・・電流電圧変換部
３０２，３０３・・・スイッチング部
３０４，３０５・・・ローカルバッファアンプ

Claims (13)

  1. 第１の線状アンテナと、前記第１の線状アンテナとのなす角が９０度である第２の線状アンテナとを備えるアンテナ部と、
    前記アンテナ部を介してミリ波帯域の無線信号を受信する受信部と、
    前記アンテナ部を介してデータをミリ波帯域の信号に変換し、伝搬環境状態が良い第１のモード又は伝搬環境状態が前記第１のモードより悪い第２のモードで送信する送信部と、
    前記受信部が受信した前記無線信号に応じて前記送信部の送信モードを前記第１のモード又は前記第２のモードに切り替える制御部を備え、
    前記送信部は、
    前記第１のモードで、第１の正弦波信号を生成する第１の局部発振器と、
    前記第２のモードで、ベースバンド信号を周波数変調した第１の変調信号を生成する第２の局部発振器と、
    前記第１のモードで前記データを第１の変調方式で変調した第１のベースバンド信号を出力し、前記第２のモードで前記データを第２の変調方式で変調した第２のベースバンド信号を前記第２の局部発振器へ出力するディジタル信号処理部と、
    前記第１のモードで、前記第１の局部発振器からの前記第１の正弦波信号の位相を０度及び９０度ずらした第２の正弦波信号を出力する第１の移相器と、
    前記第２のモードで、前記第２の局部発振器からの前記第１の変調信号を前記第１の線状アンテナへ出力し、前記第１の変調信号の位相を９０度ずらした第２の変調信号を前記第２の線状アンテナへ出力する前記第２の移相器と、
    前記第１のモードで、前記第１の移相器からの前記０度位相をずらした第２の正弦波信号と前記ディジタル信号処理部からの前記第１のベースバンド信号とを周波数混合してＩチャネル変調信号を出力する第１のミキサと、
    前記第１のモードで、前記第１の移相器からの前記９０度位相をずらした第２の正弦波信号と前記ディジタル信号処理部からの前記第１のベースバンド信号とを周波数混合してＱチャネル変調信号を出力する第２のミキサと、
    前記第１のモードで、前記第１のミキサからの前記Ｉチャネル変調信号と前記第２のミキサからの前記Ｑチャネル変調信号を加算した加算信号を前記第１の線状アンテナへ出力する加算器とを有し、
    前記第１のモードでは、前記第１の線状アンテナから前記加算信号を直線偏波で送信し、前記第２のモードでは、前記第１の線状アンテナから前記０度位相をずらした第２の変調信号を直線偏波で送信すると共に前記第２の線状アンテナから前記９０度位相をずらした第２の変調信号を直線偏波で送信して空中で円偏波とすることを特徴とする無線機。
  2. 第１の線状アンテナと、前記第１の線状アンテナとのなす角が９０度である第２の線状アンテナとを備えるアンテナ部と、
    前記アンテナ部を介してミリ波帯域の無線信号を受信する受信部と、
    前記アンテナ部を介してデータをミリ波帯域の信号に変換し、伝搬環境状態が良い第１のモード又は伝搬環境状態が前記第１のモードより悪い第２のモード又は伝搬環境状態が前記第１モードと前記第２モードの中間の第３のモードとで送信する送信部と、
    前記受信部が受信した前記無線信号に応じて前記送信部の送信モードを前記第１のモード又は前記第２のモード又は第３のモードに切り替える制御部を備え、
    前記送信部は、
    前記第１のモード及び第３のモードで、第１の正弦波信号を生成する第１の局部発振器と、
    前記第２のモードで、ベースバンド信号を周波数変調した第１の変調信号を生成する第２の局部発振器と、
    前記第１のモード及び第３のモードで前記データを第１の変調方式で変調した第１のベースバンド信号を出力し、前記第２のモードで前記データを第２の変調方式で変調した第２のベースバンド信号を前記第２の局部発振器へ出力するディジタル信号処理部と、
    前記第１のモード及び第３のモードで、前記第１の局部発振器からの前記第１の正弦波信号の位相を０度及び９０度ずらした第２の変調信号を出力する第１の移相器と、
    前記第２のモードで前記第２の局部発振器からの前記第１の変調信号を前記第１の線状アンテナへ出力し、前記第１の変調信号の位相を９０度ずらした第２の変調信号を前記第２の線状アンテナへ出力し、前記第３のモードで加算信号の位相を９０度ずらした信号を前記第２の線状アンテナへ出力する前記第２の移相器と、
    前記第１のモード及び第３のモードで、前記第１の移相器からの前記０度位相をずらした第２の変調信号と前記ディジタル信号処理部からの前記第１のベースバンド信号とを周波数混合してＩチャネル変調信号を出力する第１のミキサと、
    前記第１のモード及び第３のモードで、前記第１の移相器からの前記９０度位相をずらした第２の変調信号と前記ディジタル信号処理部からの前記第１のベースバンド信号とを周波数混合してＱチャネル変調信号を出力する第２のミキサと、
    前記第１のモード及び第３のモードで、前記第１のミキサからの前記Ｉチャネル変調信号と前記第２のミキサからの前記Ｑチャネル変調信号を加算した前記加算信号を前記第１の線状アンテナ及び前記第２の移相器へ出力する加算器とを有し、
    前記第１のモードでは、前記第１の線状アンテナから前記加算信号を直線偏波で送信し、前記第２のモードでは、前記第１の線状アンテナから前記０度位相をずらした第２の変調信号を直線偏波で送信すると共に前記第２の線状アンテナから前記９０度位相をずらした第２の変調信号を直線偏波で送信して空中で円偏波として送信し、第３のモードでは、前記第１の線状アンテナから前記加算信号を直線偏波で送信すると共に前記第２の線状アンテナから前記９０度位相をずらした加算信号を直線偏波で送信して空中で円偏波として送信することを特徴とする無線機。
  3. 第１の線状アンテナと、前記第１の線状アンテナとのなす角が９０度である第２の線状アンテナとを備えるアンテナ部と、
    前記アンテナ部を介してミリ波帯域の無線信号を受信する受信部と、
    前記アンテナ部を介してデータをミリ波帯域の信号に変換し、伝搬環境状態が良い第１のモード又は伝搬環境状態が前記第１のモードより悪い第２のモードで送信する送信部と、
    前記受信部が受信した前記無線信号に応じて前記送信部の送信モードを前記第１のモード又は前記第２のモードに切り替える制御部を備え、
    前記送信部は、
    前記第１のモードで、第１の正弦波信号を生成し、前記第２のモードで、ベースバンド信号を周波数変調した第１の変調信号を生成する局部発振器と、
    前記第１のモードで前記データを第１の変調方式で変調した第１のベースバンド信号を出力し、前記第２のモードで前記データを第２の変調方式で変調した第２のベースバンド信号を前記局部発振器へ出力し、また第１及び第２の直流信号を出力するディジタル信号処理部と、
    前記第１のモードで前記局部発振器からの前記第１の正弦波信号の位相を０度及び９０度ずらした第２の変調信号を出力し、前記第２のモードで前記局部発振器からの前記第１の変調信号の位相を０度及び９０度ずらした第２の変調信号を出力する前記移相器と、
    前記第１のモードで前記移相器からの前記０度位相をずらした第２の変調信号と前記ディジタル信号処理部からの前記第１のベースバンド信号とを周波数混合してＩチャネル変調信号を出力し、第２のモードで前記移相器からの前記０度位相をずらした第２の変調信号と前記ディジタル信号処理部からの前記第１の直流信号とを周波数混合してＱチャネル変調信号を前記第１の線状アンテナへ出力する第１のミキサと、
    前記第１のモードで前記移相器からの前記９０度位相をずらした第２の変調信号と前記ディジタル信号処理部からの前記第１のベースバンド信号とを周波数混合して第３のＲＦ信号を出力し、前記第２のモードで前記第移相器からの前記９０度位相をずらした第２の変調信号と前記ディジタル信号処理部からの前記第２の直流信号とを周波数混合して第４のＲＦ信号を前記第２の線状アンテナへ出力する出力する第２のミキサと、
    前記第１のモードで前記第１のミキサからの前記Ｉチャネル変調信号と前記第２のミキサからの前記第３のＲＦ信号を加算した加算信号を前記第１の線状アンテナへ出力する加算器とを有し、
    前記第１のモードでは、前記第１の線状アンテナから前記加算信号を直線偏波で送信し、前記第２のモードでは、前記第１の線状アンテナから前記０度位相をずらした第２の変調信号を直線偏波で送信すると共に前記第２の線状アンテナから前記９０度位相をずらした第２の変調信号を直線偏波で送信して空中で円偏波とすることを特徴とする無線機。
  4. 第１の線状アンテナと、前記第１の線状アンテナとのなす角が９０度である第２の線状アンテナとを備えるアンテナ部と、
    前記アンテナ部を介してミリ波帯域の無線信号を受信する受信部と、
    前記アンテナ部を介してデータをミリ波帯域の信号に変換し、伝搬環境状態が良い第１のモード又は伝搬環境状態が前記第１のモードより悪い第２のモードで送信する送信部と、
    前記受信部が受信した前記無線信号に応じて前記送信部の送信モードを前記第１のモード又は前記第２のモードに切り替える制御部を備え、
    前記送信部は、
    ディジタル信号処理部と、第１及び第２の局部発振器と、第１及び第２の移相器と、第１及び第２のミキサと、加算器とを備え、
    前記制御部の指示に基づき前記データを前記第１のモードで送信する場合、
    前記ディジタル信号処理部から前記第１のミキサ及び第２のミキサへ前記データを第１の変調方式で変調した第１のベースバンド信号を出力し、
    前記第１の局部発振器から前記第１の移相器へ第１の正弦波信号を出力し、
    前記第１の移相器から前記第１のミキサ及び前記第２のミキサへ前記第１の正弦波信号の位相を０度及び９０度ずらした第２の変調信号を出力し、
    前記第１のミキサから前記加算器へ前記０度位相をずらした第２の変調信号と前記第１のベースバンド信号を周波数混合したＩチャネル変調信号を出力し、
    前記第２のミキサから前記加算器へ前記９０度位相をずらした第２の変調信号と前記第１のベースバンド信号を周波数混合したＱチャネル変調信号を出力し、
    前記加算器から前記第１の線状アンテナへ前記Ｉチャネル変調信号と前記Ｑチャネル変調信号を加算した加算信号を出力し、
    前記第１の線状アンテナから前記加算信号を直線偏波で送信し、
    前記制御部の指示に基づき前記データを前記第２のモードで送信する場合、
    前記ディジタル信号処理部から前記第２の局部発振器へ前記データを第２の変調方式で変調した第２のベースバンド信号を出力し、
    前記第２の局部発振器から前記第２の移相器へ前記第２のベースバンド信号を周波数変調した第１の変調信号を出力し、
    前記第２の移相器から前記第１の線状アンテナへ前記第１の変調信号を出力し、前記第２の線状アンテナへ前記第１の変調信号の位相を９０度ずらした第２の変調信号を出力し、
    前記第１の線状アンテナから前記第１の変調信号を直線偏波で送信すると共に前記第２の線状アンテナから前記９０度位相をずらした第２の変調信号を直線偏波で送信して空中で円偏波として送信する
    ことを特徴とする無線機。
  5. 第１の線状アンテナと、前記第１の線状アンテナとのなす角が９０度である第２の線状アンテナとを備えるアンテナ部と、
    前記アンテナ部を介してミリ波帯域の無線信号を受信する受信部と、
    前記アンテナ部を介してデータをミリ波帯域の信号に変換し、伝搬環境状態が良い第１のモード又は伝搬環境状態が前記第１のモードより悪い第２のモード又は伝搬環境状態が前記第１モードと前記第２モードの中間の第３のモードとで送信する送信部と、
    前記受信部が受信した前記無線信号に応じて前記送信部の送信モードを前記第１のモード又は前記第２のモード又は第３のモードに切り替える制御部を備え、
    前記送信部は、
    ディジタル信号処理部と、第１及び第２の局部発振器と、第１及び第２の移相器と、第１及び第２のミキサと、加算器とを備え、
    前記制御部の指示に基づき前記データを前記第１のモードで送信する場合、
    前記ディジタル信号処理部から前記第１のミキサ及び第２のミキサへ前記データを第１の変調方式で変調した第１のベースバンド信号を出力し、
    前記第１の局部発振器から前記第１の移相器へ第１の正弦波信号を出力し、
    前記第１の移相器から前記第１のミキサ及び前記第２のミキサへ前記第１の正弦波信号の位相を０度及び９０度ずらした第２の変調信号を出力し、
    前記第１のミキサから前記加算器へ前記０度位相をずらした第２の変調信号と前記第１のベースバンド信号を周波数混合したＩチャネル変調信号を出力し、
    前記第２のミキサから前記加算器へ前記９０度位相をずらした第２の変調信号と前記第１のベースバンド信号を周波数混合したＱチャネル変調信号を出力し、
    前記加算器から前記第１の線状アンテナへ前記Ｉチャネル変調信号と前記Ｑチャネル変調信号を加算した加算信号を出力し、
    前記第１の線状アンテナから前記加算信号を直線偏波で送信し、
    前記制御部の指示に基づき前記データを前記第２のモードで送信する場合、
    前記ディジタル信号処理部から前記第２の局部発振器へ前記データを第２の変調方式で変調した第２のベースバンド信号を出力し、
    前記第２の局部発振器から前記第２の移相器へ前記第２のベースバンド信号を周波数変調した第１の変調信号を出力し、
    前記第２の移相器から前記第１の線状アンテナへ前記第１の変調信号を出力し、前記第２の線状アンテナへ前記第１の変調信号の位相を９０度ずらした第２の変調信号を出力し、
    前記第１の線状アンテナから前記第１の変調信号を直線偏波で送信すると共に前記第２の線状アンテナから前記９０度位相をずらした第２の変調信号を直線偏波で送信して空中で円偏波として送信し、
    前記制御部の指示に基づき前記データを前記第３のモードで送信する場合、
    前記ディジタル信号処理部から前記第１のミキサ及び第２のミキサへ前記データを第１の変調方式で変調した第１のベースバンド信号を出力し、
    前記第１の局部発振器から前記第１の移相器へ前記第１の正弦波信号を出力し、
    前記第１の移相器から前記第１のミキサ及び前記第２のミキサへ前記第１の正弦波信号の位相を０度及び９０度ずらした前記第２の変調信号を出力し、
    前記第１のミキサから前記加算器へ前記０度位相をずらした第２の変調信号と前記第１のベースバンド信号を周波数混合したＩチャネル変調信号を出力し、
    前記第２のミキサから前記加算器へ前記９０度位相をずらした第２の変調信号と前記第１のベースバンド信号を周波数混合したＱチャネル変調信号を出力し、
    前記加算器から前記第１の線状アンテナ及び前記第２の移相器へ前記Ｉチャネル変調信号と前記Ｑチャネル変調信号を加算した加算信号を出力し、
    前記第２の移相器から前記第２の線状アンテナへ前記加算信号の位相を９０度ずらした信号を出力し、
    前記第１の線状アンテナから前記加算信号を直線偏波で送信すると共に前記第２の線状アンテナから前記９０度位相をずらした加算信号を直線偏波で送信して空中で円偏波として送信する
    ことを特徴とする無線機。
  6. 第１の線状アンテナと、前記第１の線状アンテナとのなす角が９０度である第２の線状アンテナとを備えるアンテナ部と、
    前記アンテナ部を介してミリ波帯域の無線信号を受信する受信部と、
    前記アンテナ部を介してデータをミリ波帯域の信号に変換し、第１のモード又は伝搬環境状態が前記第１のモードより悪い第２のモードで送信する送信部と、
    前記受信部が受信した前記無線信号に応じて前記送信部の送信モードを前記第１のモード又は前記第２のモードに切り替える制御部を備え、
    前記送信部は、
    ディジタル信号処理部と、局部発振器と、移相器と、第１及び第２のミキサと、加算器とを備え、
    前記制御部の指示に基づき前記データを前記第１のモードで送信する場合、
    前記ディジタル信号処理部から前記第１のミキサ及び前記第２のミキサへ前記データを第１の変調方式で変調した第１のベースバンド信号を出力し、
    前記局部発振器から前記移相器へ第１の正弦波信号を出力し、
    前記移相器から前記第１のミキサ及び前記第２のミキサへ前記第１の正弦波信号の位相を０度及び９０度ずらした第２の変調信号を出力し、
    前記第１のミキサから前記加算器へ前記０度位相をずらした第２の変調信号と前記第１のベースバンド信号を周波数混合したＩチャネル変調信号を出力し、
    前記第２のミキサから前記加算器へ前記９０度位相をずらした第２の変調信号と前記第１のベースバンド信号を周波数混合したＱチャネル変調信号を出力し、
    前記加算器から前記第１の線状アンテナへ前記Ｉチャネル変調信号と前記Ｑチャネル変調信号を加算した加算信号を出力し、
    前記第１の線状アンテナから前記加算信号を直線偏波で送信し、
    前記制御部の指示に基づき前記データを前記第２のモードで送信する場合、
    前記ディジタル信号処理部から前記局部発振器へ前記データを第２の変調方式で変調した第２のベースバンド信号を出力し、前記第１および第２のミキサへ第１及び第２の直流信号を出力し、
    前記局部発振器から前記移相器へ前記第２のベースバンド信号を周波数変調した第１の変調信号を出力し、
    前記第１のミキサから前記第１の線状アンテナへ前記第１の変調信号の位相を０度ずらした第２の変調信号を出力し、
    前記第２のミキサから前記第２の線状アンテナへ前記第１の変調信号の位相を９０度ずらした第２の変調信号を出力し、
    前記第１の線状アンテナから前記０度位相をずらした第２の変調信号を直線偏波で送信すると共に前記第２の線状アンテナから前記９０度位相をずらした第２の変調信号を直線偏波で送信して空中で円偏波として送信する
    ことを特徴とする無線機。
  7. 前記第１及び第２のミキサは、
    前記高周波信号と前記ベースバンド信号を周波数混合し、前記ＲＦ信号を出力する第１の周波数変換器と、
    前記変調高周波信号と前記直流信号を周波数混合し、前記ＲＦ信号を出力する第２の周波数変換器と、
    前記移相器と前記第１の周波数変換器と間に接続され、前記制御部からの前記第１のモードを示す制御信号によりアクティブとなって前記高周波信号を前記第１の周波数変換器に出力する第１のアンプと、
    前記移相器と前記第２の周波数変換器の間に接続され、前記制御部からの前記第２のモードを示す制御信号によりアクティブとなって前記変調高周波信号を前記第２の周波数変換器に入力する第２のアンプとを備える
    ことを特徴とする請求項３又は請求項６に記載の無線機。
  8. 前記送信部が送信したデータに対し通信相手から送信されたＡＣＫ信号を前記受信部が受信するまでに、
    前記送信部が前記データを送信した回数が一定値以下の時は、前記第１の変調方式で前記第１の線状アンテナから前記データを送信し、
    前記送信部が前記データを送信した回数が一定値より大きい場合は、前記第２の変調方式で前記第１の線状アンテナ及び前記第２の線状アンテナから前記データを送信することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の無線機。
  9. 前記送信部が送信した既知信号に対し通信相手から送信された前記既知信号のビット誤り率を含む信号を前記受信部が受信し、
    前記ビット誤り率が一定値以下である場合は、前記第１の変調方式で前記第１の線状アンテナから前記データを送信し、
    前記ビット誤り率が一定値より大きい場合は、前記第２の変調方式で前記第１の線状アンテナ及び前記第２の線状アンテナから前記データを送信することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の無線機。
  10. 前記送信部が送信したデータに対し通信相手から送信された前記データの受信電界強度を含む信号を前記受信部が受信し、
    前記受信電界強度が一定値以上である場合は、前記第１の変調方式で前記第１の線状アンテナから前記データを送信し、
    前記受信電界強度が一定値より小さい場合は、前記第２の変調方式で前記第１の線状アンテナ及び前記第２の線状アンテナから前記データを送信することを特徴とする請求項乃至請求項６のいずれか１項に記載の無線機。
  11. 伝搬環境状態が良い第１のモード又は伝搬環境状態が第１のモードより悪い第２のモードを切り替えてデータを送信する偏波切替方法であって、
    制御部の指示に基づき前記データを前記第１のモードで送信する場合、
    ディジタル信号処理部から第１のミキサ及び第２のミキサへ前記データを第１の変調方式で変調した第１のベースバンド信号を出力し、
    第１の局部発振器から第１の移相器へ第１の正弦波信号を出力し、
    第１の移相器から前記第１のミキサ及び前記第２のミキサへ前記第１の正弦波信号の位相を０度及び９０度ずらした第２の変調信号を出力し、
    前記第１のミキサから加算器へ前記０度位相をずらした第２の変調信号と前記第１のベースバンド信号を周波数混合したＩチャネル変調信号を出力し、
    前記第２のミキサから前記加算器へ前記９０度位相をずらした第２の変調信号と前記第１のベースバンド信号を周波数混合したＱチャネル変調信号を出力し、
    前記加算器から第１の線状アンテナへ前記Ｉチャネル変調信号と前記Ｑチャネル変調信号を加算した加算信号を出力し、
    前記第１の線状アンテナから前記加算信号を直線偏波で送信し、
    前記制御部の指示に基づき前記データを前記第２のモードで送信する場合、
    前記ディジタル信号処理部から第２の局部発振器へ前記データを第２の変調方式で変調した第２のベースバンド信号を出力し、
    前記第２の局部発振器から第２の移相器へ前記第２のベースバンド信号を周波数変調した第１の変調信号を出力し、
    前記第２の移相器から第１の線状アンテナへ前記第１の変調信号を出力し、前記第１の線状アンテナとのなす角が９０度である第２の線状アンテナへ前記第１の変調信号の位相を９０度ずらした第２の変調信号を出力し、
    前記第１の線状アンテナから前記第１の変調信号を直線偏波で送信すると共に前記第２の線状アンテナから前記９０度位相をずらした第２の変調信号を直線偏波で送信して空中で円偏波として送信する
    ことを特徴とする偏波切替方法。
  12. 伝搬環境状態が良い第１のモード又は伝搬環境状態が前記第１のモードより悪い第２のモード又は伝搬環境状態が前記第１モードと前記第２モードの中間の第３のモードを切り替えてデータを送信する偏波切替方法であって、
    制御部の指示に基づき前記データを前記第１のモードで送信する場合、
    ディジタル信号処理部から第１のミキサ及び第２のミキサへ前記データを第１の変調方式で変調した第１のベースバンド信号を出力し、
    第１の局部発振器から第１の移相器へ第１の正弦波信号を出力し、
    前記第１の移相器から前記第１のミキサ及び前記第２のミキサへ前記第１の正弦波信号の位相を０度及び９０度ずらした第２の変調信号を出力し、
    前記第１のミキサから加算器へ前記０度位相をずらした第２の変調信号と前記第１のベースバンド信号を周波数混合したＩチャネル変調信号を出力し、
    前記第２のミキサから前記加算器へ前記９０度位相をずらした第２の変調信号と前記第１のベースバンド信号を周波数混合したＱチャネル変調信号を出力し、
    前記加算器から第１の線状アンテナへ前記Ｉチャネル変調信号と前記Ｑチャネル変調信号を加算した加算信号を出力し、
    前記第１の線状アンテナから前記加算信号を直線偏波で送信し、
    前記制御部の指示に基づき前記データを前記第２のモードで送信する場合、
    前記ディジタル信号処理部から第２の局部発振器へ前記データを第２の変調方式で変調した第２のベースバンド信号を出力し、
    前記第２の局部発振器から第２の移相器へ前記第２のベースバンド信号を周波数変調した第１の変調信号を出力し、
    前記第２の移相器から前記第１の線状アンテナへ前記第１の変調信号を出力し、前記第１の線状アンテナとのなす角が９０度である第２の線状アンテナへ前記第１の変調信号の位相を９０度ずらした第２の変調信号を出力し、
    前記第１の線状アンテナから前記第１の変調信号を直線偏波で送信すると共に前記第２の線状アンテナから前記９０度位相をずらした第２の変調信号を直線偏波で送信して空中で円偏波として送信し、
    前記制御部の指示に基づき前記データを前記第３のモードで送信する場合、
    前記ディジタル信号処理部から前記第１のミキサ及び第２のミキサへ前記データを第１の変調方式で変調した第１のベースバンド信号を出力し、
    前記第１の局部発振器から前記第１の移相器へ前記第１の正弦波信号を出力し、
    前記第１の移相器から前記第１のミキサ及び前記第２のミキサへ前記第１の正弦波信号の位相を０度及び９０度ずらした前記第２の変調信号を出力し、
    前記第１のミキサから前記加算器へ前記０度位相をずらした第２の変調信号と前記第１のベースバンド信号を周波数混合したＩチャネル変調信号を出力し、
    前記第２のミキサから前記加算器へ前記９０度位相をずらした第２の変調信号と前記第１のベースバンド信号を周波数混合したＱチャネル変調信号を出力し、
    前記加算器から前記第１の線状アンテナ及び前記第２の移相器へ前記Ｉチャネル変調信号と前記Ｑチャネル変調信号を加算した加算信号を出力し、
    前記第２の移相器から前記第２の線状アンテナへ前記加算信号の位相を９０度ずらした信号を出力し、
    前記第１の線状アンテナから前記加算信号を直線偏波で送信すると共に前記第２の線状アンテナから前記９０度位相をずらした加算信号を直線偏波で送信して空中で円偏波として送信する
    ことを特徴とする偏波切替方法。
  13. 伝搬環境状態が良い第１のモード又は伝搬環境状態が第１のモードより悪い第２のモードを切り替えてデータを送信する偏波切替方法であって、
    制御部の指示に基づき前記データを前記第１のモードで送信する場合、
    ディジタル信号処理部から第１のミキサ及び前記第２のミキサへ前記データを第１の変調方式で変調した第１のベースバンド信号を出力し、
    局部発振器から移相器へ第１の正弦波信号を出力し、
    前記移相器から前記第１のミキサ及び前記第２のミキサへ前記第１の正弦波信号の位相を０度及び９０度ずらした第２の変調信号を出力し、
    前記第１のミキサから加算器へ前記０度位相をずらした第２の変調信号と前記第１のベースバンド信号を周波数混合したＩチャネル変調信号を出力し、
    前記第２のミキサから前記加算器へ前記９０度位相をずらした第２の変調信号と前記第１のベースバンド信号を周波数混合したＱチャネル変調信号を出力し、
    前記加算器から第１の線状アンテナへ前記Ｉチャネル変調信号と前記Ｑチャネル変調信号を加算した加算信号を出力し、
    前記第１の線状アンテナから前記加算信号を直線偏波で送信し、
    前記制御部の指示に基づき前記データを前記第２のモードで送信する場合、
    前記ディジタル信号処理部から前記局部発振器へ前記データを第２の変調方式で変調した第２のベースバンド信号を出力し、前記第１および第２のミキサへ第１及び第２の直流信号を出力し、
    前記局部発振器から前記移相器へ前記第２のベースバンド信号を周波数変調した第１の変調信号を出力し、
    前記第１のミキサから前記第１の線状アンテナへ前記第１の変調信号の位相を０度ずらした第２の変調信号を出力し、
    前記第２のミキサから前記第１の線状アンテナとのなす角が９０度である第２の線状アンテナへ前記第１の変調信号の位相を９０度ずらした第２の変調信号を出力し、
    前記第１の線状アンテナから前記０度位相をずらした第２の変調信号を直線偏波で送信すると共に前記第２の線状アンテナから前記９０度位相をずらした第２の変調信号を直線偏波で送信して空中で円偏波として送信する
    ことを特徴とする偏波切替方法。
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