JP2007506351A - ビームスイッチングアンテナシステム、その制御方法及び制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ビームスイッチングアンテナシステムは、ビームを送受信するアンテナ素子1と、アンテナ素子を囲む誘電体7と、誘電体の外側面に対向する導電性反射板3,6と、導電性反射板に接続された接地スイッチ回路と、を含む。接地スイッチ回路は、基準電圧を発生する基準電圧源と、基準電圧源に接続された接地ライン4と、接地ラインと導電性反射板3,6との間に接続された電気的スイッチ素子5と、スイッチ素子を制御する制御回路と、を含む。導電性反射板は、スイッチ素子の一の端子に接続された一端を有する上部導電性反射板3と、スイッチ素子の他の端子に接続された一端と、接地ラインに接続4された他端と、を有する下部導電性反射板6と、を含む。
【選択図】図3
Description
図8に示すように、本発明に係るビームスイッチングアンテナの各接地スイッチを制御する制御装置は、イヤホン感知回路51と、モード(通話状態)信号発生回路52と、基地局信号受信回路53と、及び、接地スイッチを選択的に操作する制御信号を発生する上述した制御回路を含んで構成される制御部9と、を含んで構成されている。イヤホン感知回路51は、イヤホンが移動通信端末に接続されたとき、移動通信端末に接続されたイヤホンを感知して、イヤホン感知データEpを発生する。モード信号発生回路52は、移動通信端末の動作モード、すなわち、発信者と受信者との間に確立されたトラフィックチャネルによるトラフィックモード、又は、トラフィックチャネルが切断されたアイドル(idle)モードで、移動通信端末が動作しているか否かを感知し、及び、その移動通信端末の現在のモードを示すトラフィック/アイドルモードデータTr/Idを発生する。アンテナシステムのビーム形態は、基地局信号RBの順方向リンク信号の信号受信に基づいて、指向性又は無指向性ビームを発生する基地局信号受信回路53及び制御部9によって決定される。基地局信号受信回路53は、アンテナを介して受信された基地局信号RBを制御部9に提供する。この基地局信号RBは、基地局を識別するパイロット信号であるEc/Io(Energy of Carrier/Sum of noise)、同期信号Sync、ページング信号、トラフィックチャネル信号などを含んで構成される。基地局信号受信回路53は、全方向から伝わる周波数上の各基地局信号電力の合計を受信するレイク受信機として実現される。
図11は、図8に示した装置を用いる、本発明に係るビームスイッチングアンテナシステムの制御方法の他の実施形態を説明するためのフローチャートである。また、図11に示した実施形態による制御方法を、図12A〜図12Cと共に説明する。
3a,3b,3c,3d 上部導電性反射板
5a,5b,5c,5d 接地スイッチ
6a,6b,6c,6d 下部導電性反射板
7 誘電体
8 給電コネクタ
Claims (54)
- ビームを送受信するアンテナ素子と、
前記アンテナ素子を囲む誘電体と、
前記誘電体の外側面に対向する少なくとも一つの導電性反射板と、
前記少なくとも一つの導電性反射板に接続された接地スイッチ回路と、
を含んで構成されたことを特徴とするビームスイッチングアンテナシステム。 - 前記接地スイッチ回路は、前記少なくとも一つの導電性反射板を選択的に接地させることを特徴とする請求項1に記載のビームスイッチングアンテナシステム。
- 前記アンテナ素子は、その長さがλ/4(λは、大気中における電波の波長)のモノポール素子であることを特徴とする請求項1に記載のビームスイッチングアンテナシステム。
- 前記誘電体は、λd/4(λdは、前記誘電体の誘電性における電波の波長)の厚さを有することを特徴とする請求項3に記載のビームスイッチングアンテナシステム。
- 前記誘電体の厚さは、誘電率及び前記誘電体が有する面積によって決定されることを特徴とする請求項4に記載のビームスイッチングアンテナシステム。
- 前記接地スイッチ回路は、
基準電圧を発生する基準電圧源と、
前記基準電圧源に接続された接地ラインと、
前記接地ラインと前記少なくとも一つの導電性反射板との間に接続された電気的スイッチ素子と、
前記スイッチ素子を制御する制御回路と、
を含んで構成されたことを特徴とする請求項1に記載のビームスイッチングアンテナシステム。 - 前記接地ラインは、λ/4(λは、大気中における電波の波長)の長さを有することを特徴とする請求項6に記載のビームスイッチングアンテナシステム。
- 前記少なくとも一つの導電性反射板は、
前記スイッチ素子の一の端子に接続された一端を有する上部導電性反射板と、
前記スイッチ素子の他の端子に接続された一端と、前記接地ラインに接続された他端と、を有する下部導電性反射板と、
を含んで構成されたことを特徴とする請求項6に記載のビームスイッチングアンテナシステム。 - 前記上部導電性反射板は、λ/8(λは、大気中における電波の波長)の長さを有することを特徴とする請求項8に記載のビームスイッチングアンテナシステム。
- 前記下部導電性反射板は、λ/16(λは、大気中における電波の波長)の長さを有することを特徴とする請求項8に記載のビームスイッチングアンテナシステム。
- 前記誘電体が、少なくとも3つの周囲平面を含んで構成されたことを特徴とする請求項1に記載のビームスイッチングアンテナシステム。
- 前記ビームスイッチングアンテナシステムは、移動通信端末、基地局及び中継器のうち少なくともいずれか一つに設置されることを特徴とする請求項1に記載のビームスイッチングアンテナシステム。
- ビームを形成するアンテナ素子と、前記ビームを反射する少なくとも一つの導電性反射板と、前記少なくとも一つの導電性反射板に基準電圧を供給する接地スイッチと、を含んで構成されたビームスイッチングアンテナシステムの制御方法であって、
前記アンテナ素子にビームを形成する段階と、
前記少なくとも一つの導電性反射板に基準電圧を供給する前記接地スイッチを制御するして、前記形成したビームに所定のビームパターンを与える段階と、
を含んで構成されたことを特徴とするビームスイッチングアンテナシステムの制御方法。 - 前記ビームパターンを与える段階は、
前記接地スイッチを選択的に閉じることで実行されることを特徴とする請求項13に記載のビームスイッチングアンテナシステムの制御方法。 - ビームを形成する段階と、
移動通信端末にイヤホンが接続されているか否かを判定する段階と、
前記移動通信端末に前記イヤホンが接続されている場合に、前記形成したビームが無指向性を有するように制御する段階と、
を含んで構成されたことを特徴とする移動通信端末のビームスイッチングアンテナシステムの制御方法。 - 前記移動通信端末の動作モードを判定する段階と、
前記移動通信端末がトラフィックモードで動作していると判定した場合に、前記ビームが指向性を有するように制御し、前記移動通信端末がアイドルモードで動作していると判定した場合には、前記ビームが無指向性を有するように制御する段階と、
をさらに含んで構成されたことを特徴とする請求項15に記載の移動通信端末のビームスイッチングアンテナシステムの制御方法。 - 前記移動通信端末に前記イヤホンが接続されておらず、且つ前記移動通信端末がトラフィックモードで動作していると判定した場合に、前記ビームが指向性を有するように制御する段階をさらに含んで構成されたことを特徴とする請求項16に記載の移動通信端末のビームスイッチングアンテナシステムの制御方法。
- 前記移動通信端末に前記イヤホンが接続されておらず、且つ前記移動通信端末がアイドルモードで動作していると判定した場合に、前記ビームが無指向性を有するように制御する段階をさらに含んで構成されたことを特徴とする請求項16に記載の移動通信端末のビームスイッチングアンテナシステムの制御方法。
- 前記ビームが指向性を有するように制御する場合、前記ビームを、前記移動通信端末の使用者から離れる方向に指向させることを特徴とする請求項16又は請求項17に記載の移動通信端末のビームスイッチングアンテナシステムの制御方法。
- ビームを形成するアンテナ素子と、前記ビームを反射する少なくとも一つの導電性反射板と、前記少なくとも一つの導電性反射板に基準電圧を供給する接地スイッチと、を含んで構成されたビームスイッチングアンテナシステムの制御装置であって、
前記ビームを形成する信号を前記アンテナ素子に供給する信号源と、
前記少なくとも一つの導電性反射板に基準電圧を供給する前記接地スイッチを制御して、前記形成したビームに所定のビームパターンを与える制御部と、
を含んで構成されたことを特徴とするビームスイッチングアンテナシステムの制御装置。 - 前記制御部は、前記接地スイッチを選択的に閉じることを特徴とする請求項20に記載のビームスイッチングアンテナシステムの制御装置。
- 前記ビームスイッチングアンテナシステムが、移動通信端末に設置されることを特徴とする請求項20に記載のビームスイッチングアンテナシステムの制御装置。
- 前記移動通信端末にイヤホンが接続されるか否かを感知するイヤホン感知回路と、
前記移動通信端末の動作モードを判定するモード信号発生回路と、
をさらに含んで構成されたことを特徴とする請求項22に記載のビームスイッチングアンテナシステムの制御装置。 - 前記制御部は、
前記移動通信端末にイヤホンが接続されていると判定した場合に、前記ビームが無指向性を有するように制御することを特徴とする請求項23に記載のビームスイッチングアンテナシステムの制御装置。 - 前記制御部は、
前記移動通信端末がトラフィックモードで動作していると判定した場合に、前記ビームが指向性を有するように制御し、前記移動通信端末がアイドルモードで動作していると判定した場合には、前記ビームが無指向性を有するように制御することを特徴とする請求項23に記載のビームスイッチングアンテナシステムの制御装置。 - 前記制御部は、
前記移動通信端末に前記イヤホンが接続されておらず、且つ前記移動通信端末がトラフィックモードで動作していると判定した場合に、前記ビームが指向性を有するように制御し、前記移動通信端末に前記イヤホンが接続されておらず、且つ前記移動通信端末がアイドルモードで動作していると判定した場合には、前記ビームが無指向性を有するように制御することを特徴とする請求項23に記載のビームスイッチングアンテナシステムの制御装置。 - 前記制御部は、ビームが指向性を有するように制御する場合、前記移動通信端末の使用者から離れる方向に前記ビームを指向させることを特徴とする請求項25又は請求項26に記載のビームスイッチングアンテナシステムの制御装置。
- ビームを形成するアンテナ素子と、前記ビームを反射する少なくとも一つの導電性反射板と、前記少なくとも一つの導電性反射板に基準電圧を供給する接地スイッチと、を含んで構成されたビームスイッチングアンテナシステムの制御方法であって、
現在方向のビームパターンで第1信号を受信し、及び無指向性ビームパターンで第2信号を受信するように前記ビームスイッチングアンテナシステムを選択的に構成する段階と、
前記第1信号と前記第2信号とを比較する段階と、
前記第1信号と前記第2信号との比較結果に基づいて、前記接地スイッチを用いて前記ビームを制御する段階と、
を含んで構成されたことを特徴とするビームスイッチングアンテナシステムの制御方法。 - 前記第1信号と前記第2信号とを比較する段階は、前記第1信号及び前記第2信号から検出した受信特性を比較することによって実行され、
前記第1信号から検出した受信特性が前記第2信号から検出した受信特性よりも悪い状態でない場合に、前記ビームを前記現在方向に指向させることを特徴とする請求項28に記載のビームスイッチングアンテナシステムの制御方法。 - 前記第1信号と前記第2信号とを比較する段階は、
前記第2信号から検出した受信特性が前記第1信号から検出した受信特性よりも良い状態である場合に、前記ビームを前記現在方向とは異なる方向に指向させて第3信号を受信するように、前記ビームスイッチングアンテナシステムを選択的に構成する段階と、
前記第1信号と前記第3信号とを比較する段階と、
前記第1信号と前記第3信号との比較結果に基づいて前記ビームを制御する段階と、
をさらに含んで構成されたことを特徴とする請求項29に記載のビームスイッチングアンテナシステムの制御方法。 - 前記第1信号と前記第3信号とを比較する段階は、
前記第1信号及び前記第3信号から検出した受信特性を比較することによって実行され、
前記第1信号から検出した受信特性が前記第3信号から受信した受信特性よりも悪い状態でない場合に、前記ビームが無指向性を有するように設定されることを特徴とする請求項30に記載のビームスイッチングアンテナシステムの制御方法。 - 前記第1信号と前記第3信号とを比較する段階は、
前記第1信号及び前記第3信号から検出した受信特性を比較することによって実行され、
前記第1信号から検出した受信特性が前記第3信号から受信した受信特性よりも悪い状態でない場合に、前記ビームを前記現在方向に指向させることを特徴とする請求項30に記載のビームスイッチングアンテナシステムの制御方法。 - 前記第3信号から検出した受信特性が前記第1信号から検出した受信特性よりも良い状態である場合に、前記ビームを前記現在方向とは異なる方向に指向させることを特徴とする請求項32に記載のビームスイッチングアンテナシステムの制御方法。
- 前記検出した受信特性が、前記受信した信号の信号強度であることを特徴とする請求項29〜請求項32のいずれか1項に記載のビームスイッチングアンテナシステムの制御方法。
- 前記検出した受信特性が、前記受信した信号のエラー率であることを特徴とする請求項29〜請求項32のいずれか1項に記載のビームスイッチングアンテナシステムの制御方法。
- 所定の探索サイクルが用いられることを特徴とする請求項28〜請求項30のいずれか1項に記載のビームスイッチングアンテナシステムの制御方法。
- それぞれ受信した信号の信号レベルを基準信号レベルと比較する段階と、
それぞれ受信した前記信号レベルが前記基準信号レベルよりも大きくない場合に、前記所定サイクルを実行する段階と、
をさらに含んで構成されたことを特徴とする請求項36に記載のビームスイッチングアンテナシステムの制御方法。 - ビームを形成するアンテナ素子と、前記ビームを反射する少なくとも一つの導電性反射板と、前記少なくとも一つの導電性反射板に基準電圧を供給する接地スイッチと、を含んで構成されたビームスイッチングアンテナシステムの制御方法であって、
無指向性ビームパターンで第1信号を受信し、第1指向ビームパターンで第2信号を受信し、及び、第2指向ビームパターンで第3信号を受信するように、前記ビームスイッチングアンテナシステムを選択的に構成する段階と、
前記受信した各信号を比較する段階と、
前記受信した各信号の比較に基づいて、前記接地スイッチを用いて前記ビームを制御する段階と、
を含んで構成されたことを特徴とするビームスイッチングアンテナシステムの制御方法。 - 前記比較する段階は、
前記受信した各信号の測定した強度を比較することによって実行され、
前記ビームが、最高の強度を有する前記受信した信号に対応する方向を有するように制御されることを特徴とする請求項38に記載のビームスイッチングアンテナシステムの制御方法。 - 前記比較する段階は、
前記受信した各信号の測定したエラー率を比較することによって実行され、
前記ビームが、最も低いエラー率を有する前記受信した信号に対応する方向を有するように制御されることを特徴とする請求項38に記載のビームスイッチングアンテナシステムの制御方法。 - ビームを形成するアンテナ素子と、前記ビームを反射する少なくとも一つの導電性反射板と、前記少なくとも一つの導電性反射板に基準電圧を供給する接地スイッチと、を含んで構成されたビームスイッチングアンテナシステムの制御装置であって、
前記制御装置が、第1信号と第2信号とを比較し、この比較結果に基づいて、前記ビームを、前記接地スイッチを用いて制御する制御部をさらに含んで構成され、
前記ビームスイッチングアンテナシステムが、現在方向のビームパターンで第1信号を受信し、及び無指向性ビームパターンで第2信号を受信するように、選択的に構成されたことを特徴とするビームスイッチングアンテナシステムの制御装置。 - 前記制御部は、
前記第1信号及び前記第2信号から検出した受信特性を比較し、前記第1信号から検出した受信特性が前記第2信号から検出した受信特性よりも悪い状態でない場合に、ビームの指向方向を前記現在方向に設定することを特徴とする請求項41に記載のビームスイッチングアンテナシステムの制御装置。 - 前記制御部は、
前記第2信号から検出した受信特性が前記第1信号から受信した信号特性よりも良い状態である場合に、前記ビームを現在方向とは異なる方向に指向させて第3信号を受信し、前記第1信号と前記第3信号とを比較して、この比較結果に基づいて前記ビームの指向方向を制御することを特徴とする請求項42に記載のビームスイッチングアンテナシステムの制御装置。 - 前記制御部は、
前記第1信号及び前記第3信号から検出した受信特性を比較し、前記第1信号から検出した受信特性が前記第3信号から検出した受信特性よりも悪い状態でない場合に、前記ビームを前記現在方向へ指向させることを特徴とする請求項43に記載のビームスイッチングアンテナシステムの制御装置。 - 前記制御部は、ハンドオフ状態で、全方向性ビームを形成することを特徴とする請求項43に記載のビームスイッチングアンテナシステムの制御装置。
- 前記制御部は、
前記第3信号から検出した受信特性が前記第1信号から検出した受信特性よりも良い状態である場合に、ビームの指向方向を前記現在方向とは異なる方向に設定することを特徴とする請求項44に記載のビームスイッチングアンテナシステムの制御装置。 - 前記検出した受信特性が、前記受信した信号の信号強度であることを特徴とする請求項42〜請求項46のいずれか1項に記載のビームスイッチングアンテナシステムの制御装置。
- 前記検出した受信特性が、前記受信した信号のエラー率であることを特徴とする請求項42〜請求項46のいずれか1項に記載のビームスイッチングアンテナシステムの制御装置。
- 前記制御部は、
ビームの形成、信号の受信及びビームパターンの制御に関するそれぞれの処理を周期的に実行する探索時間を設定することを特徴とする請求項41に記載のビームスイッチングアンテナシステムの制御装置。 - 前記制御部は、
所定の基準信号レベルを前記受信した各信号の信号レベルと比較し、前記受信した各信号の信号レベルが前記基準信号レベルよりも大きくない場合に、ビームの形成、信号の受信、及びビームパターンの制御に関するそれぞれの処理を繰り返して実行することを特徴とする請求項41に記載のビームスイッチングアンテナシステムの制御装置。 - 前記ビームは、
前記少なくとも一つの導電性反射板に対する前記基準電圧の印加を、前記接地スイッチを用いて制御することによって指向されることを特徴とする請求項41に記載のビームスイッチングアンテナシステムの制御装置。 - ビームを形成するアンテナ素子と、前記ビームを反射する少なくとも一つの導電性反射板と、前記少なくとも一つの導電性反射板に基準電圧を供給する接地スイッチと、を含んで構成されたビームスイッチングアンテナシステムの制御装置であって、
前記制御装置が、受信した信号を比較し、この比較結果に基づいて、前記ビームを、前記接地スイッチを用いて制御する制御部をさらに含んで構成され、
前記ビームスイッチングアンテナシステムが、無指向性ビームパターンで第1信号を受信し、第1指向性ビームパターンで第2信号を受信し、第2指向性ビームパターンで第3信号を受信するように、選択的に構成されたことを特徴とするビームスイッチングアンテナシステムの制御装置。 - 前記制御部は、
前記受信した各信号から測定した強度を比較して、最高の信号強度を有する前記受信した信号に対応する方向を有するように、前記ビームを制御することを特徴とする請求項52に記載のビームスイッチングアンテナシステムの制御装置。 - 前記制御部は、
前記受信した各信号から測定したエラー率を比較して、最も低いエラー率を有する前記受信した信号に対応する方向を有するように、前記ビームを制御することを特徴とする請求項52に記載のビームスイッチングアンテナシステムの制御装置。
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