JP2013145959A - アレーアンテナ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アダプティブアレーアンテナ1は、複数のアンテナ2で1つの受信回路4を共用する時分割多重式である。ビームスペース動作制御部8は、複数のアンテナ2を同時接続することにより所定方向にビームを形成し、同時接続アンテナの組を順に切り換えていくことにより、各方向にビームを形成する。ビームスペース処理部19は、これらビームのうち、受信レベルの高いビームを選択する。アダプティブ処理部20は、これらビームのうち、受信レベルの高いビームのみアダプティブ処理を行い、電波到来方向を推定する。
【選択図】図1
Description
図1に示すように、アダプティブアレーアンテナ1は、複数のアンテナ(アンテナ素子)2を備え、各アンテナ2の重み付けを伝播環境に応じてアダプティブ制御することにより、目的の希望波の到来方向に指向性を向けたり、不要な電波の到来方向にヌル点を向けて除去したりすることで、高い通信特性を持つアンテナとして機能する。本例のアダプティブアレーアンテナ1は、信号を時間単位で区切り、1つの伝送路で通信する時分割多重式でもある。また、本例のアダプティブアレーアンテナ1は、複数方向にアンテナ2のビームを形成し、特性のよいビームについてアダプティブ制御を行って電波到来方向を推定するビームスペース型でもある。
図2に示すように、ビームスペース動作制御部8は、複数のアンテナ2を同時接続することによって所定方向にビームを形成する。そして、ビームスペース動作制御部8は、スイッチ接続しないアンテナ2を順番に切り換えることにより、同時接続するアンテナ群を順番に変えて、ビーム方向を切り換えていく。本例の場合、ビームスペース動作制御部8は、同時接続アンテナ数K’をK−1として、同時接続するアンテナ群を順番に切り換えていく。
(1)複数のアンテナ2で1つの受信回路4を共用するアダプティブアレーアンテナ1において、複数のアンテナ2をスイッチ6により同時接続し、この組を順に切り換えていくことにより、アダプティブアレーアンテナ1をビームスペース型として動作させる。このため、専用のデジタル回路を搭載しなくとも、アダプティブアレーアンテナ1をビームスペース型として動作させることができる。よって、ビームスペースアダプティブアレーアンテナ1を回路構成が簡素なアンテナとすることができ、ひいては部品コストも低く抑えることができる。
(4)同時接続アンテナ数K’をK−1に設定したので、同時接続されるアンテナ数が極力多くなり、アンテナ同時接続時に形成されるビームが鋭くなる。このため、ビームが不要な向きをとり難くなるので、ビームの形成精度に効果が高くなり、ひいては電波到来方向の推定精度にも効果が高くなる。
(7)アダプティブ処理部20による電波到来方向推定時、フィードバックによって必要なビームのみ形成するので、ビームを無駄に形成する必要がなくなる。このため、受信効率やアダプティブ処理の簡素化に効果が高くなる。
・同時接続するアンテナ数は、K−1個に限定されず、他の値に変更可能である。
・同時接続するアンテナ2の組み合わせは、自由に変更可能である。
・アダプティブ処理部20は、ビーム選択後、フィードバックにてアダプティブ処理を実施することに限定されず、最初から順にビームを1つずつ形成する方式をとってもよい。
・受信回路4の構成は、実施形態に述べた構成例に限定されず、他の回路構成に変更可能である。
・受信回路4は、ベースバンド信号をA/Dコンバータ15でサンプルする構成に限らず、例えばIF信号をサンプルする構成や、第2バンドパスフィルタ9から出力される(Radio Frequency)信号をサンプルする構成でもよい。
・スイッチ6のON時間τ(ON時間比率Ψ)は、実施形態に述べた例に限定されず、他の時間幅に適宜変更可能である。
・アンテナ2の後段に移送器を追加してもよい。この場合、スイッチ切り換えにより形成されるビームの方向を、より柔軟に制御することができる。
・アダプティブアレーアンテナ1は、車両や電子キーの受信機として使用されることに限定されず、他の機器や装置に適宜応用可能である。
(イ)請求項1〜8のいずれかにおいて、前記スイッチのON時間を長くとることにより、前記スイッチの切り換えによる電力損失を抑制し、この処理によって各アンテナの受信信号が混ざり合ってしまっても、この重畳信号に演算を施すことによって、当該重畳信号を各アンテナの受信信号に分離する演算処理部を備えた。
Claims (8)
- 複数のアンテナのうち特定のものをスイッチによって選択的に受信回路に接続可能とすることにより、複数の前記アンテナで1つの前記受信回路を共用し、前記スイッチによる時分割多重によって電波を受信する時分割多重方式のアレーアンテナにおいて、
前記スイッチの複数を同時接続することにより、アンテナをビームスペース型として動作させるビームスペース動作実行手段と、
各ビームで得られた受信信号を信号処理する信号処理手段と
を備えたことを特徴とするアレーアンテナ。 - 前記ビームスペース動作実行手段は、複数の前記アンテナを同時接続してビームを形成する際、同時接続のアンテナ数を同一として同時接続アンテナを順次切り換えることにより、ビームを順に形成していく
ことを特徴とする請求項1に記載のアレーアンテナ。 - 各アンテナの接続時間は、前記アンテナの総数をKとし、同時接続アンテナ数をK’とし、スイッチ切換周期をTSとすると、TS・K’/Kを満たす値に設定されている
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のアレーアンテナ。 - 前記アンテナの総数をKとすると、同時接続アンテナ数がK−1に設定されている
ことを特徴とする請求項1〜3のうちいずれか一項に記載のアレーアンテナ。 - 同時接続アンテナ数をK’とし、前記スイッチ側から前記受信回路を見たときのインピーダンスをZとすると、前記受信回路側から見た各スイッチのインピーダンスがK’Zに設定されている
ことを特徴とする請求項1〜4のうちいずれか一項に記載のアレーアンテナ。 - 前記インピーダンスZは、50Ωの値に設定されている
ことを特徴とする請求項5に記載のアレーアンテナ。 - 前記信号処理手段は、ビームを形成した後の信号処理の際、選択されたビームのみ再形成するフィードバックによって前記信号処理を実行する
ことを特徴とする請求項1〜6のうちいずれか一項に記載のアレーアンテナ。 - 前記処理手段は、前記ビームスペース動作実行手段にて選択されたビームに関してアダプティブ処理を実行することにより、受信信号を処理するアダプティブ処理手段である
ことを特徴とする請求項1〜7のうちいずれか一項に記載のアレーアンテナ。
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