JP2014116778A - 時分割多重アレーアンテナ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】時分割多重アレーアンテナ装置1は、A/Dコンバータ16の後段に、スイッチ23,24を介してデジタルフィルタ25が接続される。受信経路切換部27は、電波の待ち受け状態であるモニタリング時、スイッチ23,24を並び替え部17側に接続することにより、アンテナ2を時分割多重アレーアンテナとして動作させる。受信経路切換部27は、モニタリング時において電波の受信を検知した際、各アンテナ2の間の受信電力比が大きいことを確認すると、最大受信電力となるアンテナ2のスイッチ8を常時接続するとともに、スイッチ23,24をデジタルフィルタ25側に接続することにより、アンテナ2を単一アンテナとして動作させる。単一アンテナでの動作時、受信されたデジタル信号は、信号の並び替えではなく、デジタルフィルタ25によって帯域制限が行われる。
【選択図】図1
Description
図1に示すように、アレーアンテナ装置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、指向性を電気的に切り替え可能となっている。このように、アレーアンテナ装置1は、希望波の到来方向にビームを向けたり、不要な電波の到来方向にヌルを向けて除去したりすることが可能である。また、本例のアレーアンテナ装置1は、信号を時間単位で区切り、1つの処理回路で電波を受信する時分割多重式でもある。
図1に示すように、時分割多重アレーアンテナ装置1は、電波受信待ち時、電波を受信したか否かを監視するモニタリング動作(受信待機動作)をとる。このとき、受信回路3内の電波受信経路は、スイッチ23,24が並び替え部17側に接続されることにより、並び替え部17を通過する経路28が選択されている。モニタリング時、スイッチ8が順に選択的に接続される時分割多重によって、電波受信の有無が監視される。
(1)受信経路切換部27は、受信のモニタリング時、スイッチ23,24を並び替え部17側に接続することにより、アンテナ2を時分割多重アレーアンテナとして動作させる。受信経路切換部27は、モニタリングにおいて電波受信を検知した際、各アンテナ2の間の受信電力比が閾値以上となれば、最大受信電力となるアンテナ2のスイッチ8のみ常時接続しつつ、スイッチ23,24をデジタルフィルタ25側に接続することにより、受信回路3の経路を、デジタルフィルタ25を通る経路29に切り換える。このため、単一アンテナで受信動作した方が好ましい状況下では、時分割多重アレーアンテナ装置1を単一アンテナとして動作させることが可能となるので、その分、SNRを改善することができる。
(3)モニタリング時に各アンテナ2の受信電力比を監視し、モニタリング時の電波検知の際、受信電力比が閾値未満であれば、以降の電波受信をそのまま時分割多重アレーアンテナで行い、受信電力比が閾値以上であれば、以降の電波受信を単一アンテナに切り換えて行う。よって、電波受信状態の判定→アンテナ切り換えを、電波の受信過程においてスムーズに行うことができる。
(5)電波の受信状態を受信電力の比を基に判定するので、いま受信がどのような状態にあるのか、つまり、電波受信時において時分割多重アレーアンテナ又は単一アンテナの何れを使用すべきなのかを精度よく判定することができる。
・受信電波のモニタリング時、デジタル回路5の電源をオフしておき、電波受信を検知した際に、デジタル回路5の電源をオンに切り換えるようにしてもよい。この場合、時分割多重アレーアンテナ装置1における消費電力の抑制に効果が高くなる。
・受信回路3は、ベースバンド信号をA/Dコンバータ16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10から出力されるRF(Radio Frequency)信号をサンプルする構成でもよい。このように、受信回路3は、種々の回路構成が採用可能である。
・アンテナ2の数は、任意の奇数に限らず、任意の偶数でもよい。
・サンプル信号xi(t)から受信信号fk(t)cos(ωct)を再生(分離)する演算は、サンプル信号xi(t)に行列Φを乗算する方法に限定されない。要は、サンプル信号xi(t)から受信信号fk(t)cos(ωct)を再生(分離)できれば、種々の演算方法に変更可能である。
・時分割多重アレーアンテナ装置1は、受信機に限らず、送信機又は送受信機としてもよい。
・電波受信有無の判定は、受信信号強度(受信電力比)を基に行うことに限らず、電波を受信できているかどうか判定できれば、種々の方式が採用可能である。
・時分割多重アレーアンテナ装置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らず、他の機器や装置に適宜応用可能である。
(イ)前記時分割多重アレーアンテナにおいて、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こと。この構成によれば、重畳信号から各アンテナの受信信号を分離することができるので、信号を精度よく取得することができる。
Claims (4)
- 複数のアンテナの特定の1つを、複数のスイッチを有するスイッチ回路によって選択的に内部の信号処理回路に接続可能であり、複数の前記アンテナを前記スイッチによって前記信号処理回路に順に選択的に接続していくことにより、前記アンテナを時分割多重アレーアンテナとして通信可能な時分割多重アレーアンテナ装置において、
前記アンテナを単一アンテナとして動作するとき、受信した電波のデジタル信号を帯域制限することが可能なデジタルフィルタと、
前記時分割多重アレーアンテナでの通信時、当該アンテナにおける電波の受信状態を判定する受信状態判定部と、
前記単一アンテナで電波を受信した方が好ましい状況下のとき、複数の前記スイッチの特定の1つのみを常時接続しつつ、受信する信号の経路を、前記デジタルフィルタを通る経路に切り換えることにより、前記アンテナを前記単一アンテナとして動作させる受信経路切換部と
を備えたことを特徴とする時分割多重アレーアンテナ装置。 - 前記受信状態判定部は、前記電波の受信状態の監視を、電波を受信しているか否かを監視するモニタリング時に実行する
ことを特徴とする請求項1に記載の時分割多重アレーアンテナ装置。 - 前記受信状態は、電波を前記アンテナで受信した際の受信電力の強さである
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の時分割多重アレーアンテナ装置。 - 前記受信状態判定部は、前記時分割多重アレーアンテナでの通信時、前記アンテナの間の受信電力の比を判定し、前記受信経路切換部は、この受信電力比が閾値以上となるとき、前記受信の経路の切り換えにより、前記アンテナを前記時分割多重アレーアンテナから前記単一アンテナに変更する
ことを特徴とする請求項3に記載の時分割多重アレーアンテナ装置。
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