JP2015019288A - アンテナ装置、アレイアンテナ制御方法およびコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】MIMO通信に良好な電波強度のマルチパス環境の実現を図る。
【解決手段】３個以上のアンテナ素子１１で構成されたアレイアンテナ１０を有するアンテナ装置１において、給電される前記アンテナ素子１１の間隔を変更可能な構成にし、前記アンテナ素子１１と給電回路２０との間の接続を切り替えるスイッチ３０と、MIMO通信においてMIMO多重数を増加させるように、給電される前記アンテナ素子１１の間隔を調節する制御部４０と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、アンテナ装置、アレイアンテナ制御方法およびコンピュータプログラムに関する。

MIMO（Multiple Input Multiple Output）通信技術では、送信機と受信機が、複数のアンテナを用いることにより形成される送受信間の複数のパスを用いて通信する。MIMO通信方法には、パス毎に異なるデータを送る多重モードと、複数のパスを合成して安定したデータを送受信するダイバーシチモードがある。

多重モードでは、SNR（Signal to Noise Ratio）が高い場合にスループットが高く有効であるが、SNRが低い場合にはダイバーシチモードのほうがスループットは高くなる。このためSNRによって、多重モードとダイバーシチモードを切り替えて利用する。また、端末の移動などによって電波伝搬路が時々刻々と変わるとSNRが変わるため、多重モードとダイバーシチモードも適宜変更しながら利用される。

一般にSNRは基地局アンテナの近傍で高くなり、遠方で低くなる。また、基地局アンテナの遠方でもアンテナビームを絞ってアンテナ利得を高めれば、SNRを高くすることができる。特許文献１に記載の従来技術では、アレーアンテナの振幅と位相を制御することにより、MIMOチャネル間の相関係数を制御している。

特開２０１３−０９３６５８号公報

図１６に示されるように、MIMO通信を行う端末（MIMO通信機）がMIMO通信に良好な電波強度のマルチパス環境を得られる場合には、端末は、MIMO通信の多重モードで通信することにより高いスループットを得ることができる。MIMO通信に良好な電波強度のマルチパス環境とは、所定のレベル以上の電波強度のパスが所定の個数以上存在する環境である。該電波強度の所定レベルおよび該パスの所定個数は、MIMO通信機の性能に応じて決められる。

しかし、図１７に示されるように、基地局アンテナの遠方にある端末に対して良好なSNRを確保するために、アンテナビームを絞ってアンテナ利得を高くすると、ビル壁面などでの反射波などが少なくなり、MIMO通信に良好な電波強度のマルチパスを得られなくなる。このため、端末でのSNRが高くなってもMIMO通信に良好な電波強度のマルチパスが得られなくなるので、MIMO通信の多重モードで通信しても高いスループットを得ることができないという課題がある。

その反対に、図１８に示されるように、アンテナ利得を下げるとアンテナビームが広がるため、反射波が多くなり、MIMO通信に良好な電波強度のマルチパス環境となるが、端末でのSNRは低くなる。このため同様に、MIMO通信の多重モードで通信しても高いスループットを得ることができないという課題がある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、MIMO通信に良好な電波強度のマルチパス環境の実現を図ることができるアンテナ装置、アレイアンテナ制御方法およびコンピュータプログラムを提供することを課題とする。

（１）本発明に係るアンテナ装置は、３個以上のアンテナ素子で構成されたアレイアンテナを有するアンテナ装置において、給電される前記アンテナ素子の間隔を変更可能な構成にしたことを特徴とする。

（２）本発明に係るアンテナ装置は、上記（１）のアンテナ装置において、前記アンテナ素子と給電回路との間の接続を切り替えるスイッチを備えたことを特徴とする。

（３）本発明に係るアンテナ装置は、上記（１）のアンテナ装置において、前記アンテナ素子を可動な構成にしたことを特徴とする。

（４）本発明に係るアンテナ装置は、上記（１）から（３）のいずれかのアンテナ装置において、MIMO通信においてMIMO多重数を増加させるように、給電される前記アンテナ素子の間隔を調節する制御部を備えたことを特徴とする。

（５）本発明に係るアンテナ装置は、上記（４）のアンテナ装置において、前記制御部は、給電される前記アンテナ素子の間隔を、送信する電波の１／２波長以上１波長以下の初期間隔から広げていくことを特徴とする。

（６）本発明に係るアンテナ装置は、上記（４）又は（５）のいずれかのアンテナ装置において、前記制御部は、入力された無線品質情報に基づいて、前記アンテナ素子の間隔の調節を行うことを特徴とする。

（７）本発明に係るアンテナ装置は、上記（６）のアンテナ装置において、前記制御部は、前記アンテナ素子の間隔の調節において、入力されたMIMO多重数が最大多重可能数に達したときの前記アンテナ素子の間隔に決めることを特徴とする。

（８）本発明に係るアレイアンテナ制御方法は、３個以上のアンテナ素子で構成されたアレイアンテナを有するアンテナ装置において、給電される前記アンテナ素子の間隔を変更可能な構成にしたアンテナ装置のアレイアンテナ制御方法であって、制御部が、MIMO通信においてMIMO多重数を増加させるように、給電される前記アンテナ素子の間隔を調節することを特徴とする。

（９）本発明に係るコンピュータプログラムは、３個以上のアンテナ素子で構成されたアレイアンテナを有するアンテナ装置において、給電される前記アンテナ素子の間隔を変更可能な構成にしたアンテナ装置のコンピュータに、MIMO通信においてMIMO多重数を増加させるように、給電される前記アンテナ素子の間隔を調節するステップを実行させるためのコンピュータプログラムであることを特徴とする。

本発明によれば、MIMO通信に良好な電波強度のマルチパス環境の実現を図ることができるという効果が得られる。

本発明の一実施形態に係るアンテナ装置１の構成図である。 本発明の一実施形態に係るアレイアンテナ１０の一実施例を示す構成図である。 本発明の一実施形態に係るアンテナ素子１１への給電方法とアンテナビームの関係を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係るアンテナ素子１１への給電方法とアンテナビームの関係を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係るアンテナビームを説明するための説明図である。 本発明の一実施形態に係るアンテナビームを説明するための説明図である。 本発明の一実施形態に係るアレイアンテナ制御処理のフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るアレイアンテナ制御処理のフローチャートである。 図７および図８に示されるアレイアンテナ制御処理に係るアンテナ装置１の例を示す構成図である。 本発明に係るアレイアンテナ１０の一実施例を示す説明図である。 図１０に示すアレイアンテナ１０のアンテナビームの水平面内における指向性を表すグラフ図である。 図１０に示すアレイアンテナ１０のアンテナビームの水平面内における指向性を表すグラフ図である。 図１０に示すアレイアンテナ１０のアンテナビームの水平面内における指向性を表すグラフ図である。 図１０に示されるアレイアンテナ１０の他の給電方法を示す説明図である。 図１０に示されるアレイアンテナ１０の他の給電方法を示す説明図である。 図１６はアンテナビームを説明するための説明図である。 図１７はアンテナビームを説明するための説明図である。 図１８はアンテナビームを説明するための説明図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るアンテナ装置１の構成図である。図１において、アンテナ装置１は、アレイアンテナ１０と給電回路２０とスイッチ３０と制御部４０を備える。アレイアンテナ１０は、３個以上のアンテナ素子１１−１〜ｎで構成される。ｎは３以上の自然数である。以下、各アンテナ素子１１−１〜ｎを特に区別しないときは「アンテナ素子１１」と称する。

給電回路２０はアンテナ素子１１から送信される送信信号Ａを出力する。スイッチ３０は、アンテナ素子１１−１〜ｎと給電回路２０との間の接続を切り替える。スイッチ３０によって給電回路２０と接続されたアンテナ素子１１のみに対して送信信号Ａが給電される。給電回路２０と接続されないアンテナ素子１１は接地または開放される。

制御部４０はスイッチ３０に対してスイッチ制御信号Ｂを出力する。スイッチ制御信号Ｂは、給電回路２０と接続させるアンテナ素子１１を指定する。制御部４０には、MIMO通信情報Ｃが入力される。制御部４０は、MIMO通信情報Ｃに基づいて、スイッチ制御信号Ｂを生成する。

図２は、本実施形態に係るアレイアンテナ１０の一実施例を示す構成図である。図２において、アレイアンテナ１０は７個のアンテナ素子１１−１〜７から構成されている。アンテナ素子１１−１〜７は間隔Ｌ０で一列に配置されている。アンテナ素子１１の間隔Ｌ０は、送信する電波の１／２波長以上１波長以下である。

ここで、アレイアンテナ１０のアンテナ素子１１への給電方法とアンテナビームの関係について説明する。図３、図４はアンテナ素子１１への給電方法とアンテナビームの関係を示す説明図である。図３（１）の例では、アレイアンテナ１０は、２個のアンテナ素子１１から構成される。図３（２）、（３）の例では、アレイアンテナ１０は、３個のアンテナ素子１１から構成される。図４（１）の例では、アレイアンテナ１０は、４個のアンテナ素子１１から構成される。図４（２）の例では、アレイアンテナ１０は、５個のアンテナ素子１１から構成される。図３、図４において、アンテナ素子１１は間隔Ｌ０で一列に配置されている。アンテナ素子１１の間隔Ｌ０は、送信する電波の１／２波長以上１波長以下である。

図３（１）では２個のアンテナ素子１１の全てに給電している。この場合、アンテナビームは、メインローブのビーム幅が最も絞られ、アンテナ利得が高くなる。

図３（２）では１個のアンテナ素子１１のみに給電している。この場合、アンテナビームは、メインローブのビーム幅が最も広く、アンテナ利得が低くなる。

図３（３）では両端の２個のアンテナ素子１１のみに給電している。この場合、給電されるアンテナ素子１１の間隔は、Ｌ０の２倍の長さであり、送信する電波の１波長を越える長さになる。これにより、アンテナビームとして、メインローブと、メインローブ方向とは異なる方向にグレーティングローブとが発生する。グレーティングローブとは、サイドローブと呼ばれるものの一種であり、アンテナ素子間隔が送信する電波の１波長を越える長さである場合の呼称である。一般には、電波の送信方向として所望方向にメインローブを向けるので、該所望方向とは異なる方向に発生するグレーティングローブは不要とされる。

図４（１）では、給電されるアンテナ素子１１の間隔は、Ｌ０の３倍の長さである。これにより、図３（３）よりも、給電されるアンテナ素子１１の間隔が広がり、グレーティングローブが大きくなる。そして、メインローブとグレーティングローブとのレベル差を縮めることができる。

図４（２）では、給電されるアンテナ素子１１の間隔は、Ｌ０の４倍の長さである。これにより、図４（１）よりも、給電されるアンテナ素子１１の間隔が広がり、グレーティングローブがさらに大きくなる。そして、メインローブとグレーティングローブとのレベル差をさらに縮めることができる。

上述した給電されるアンテナ素子１１の間隔の拡張とグレーティングローブの拡大（メインローブとグレーティングローブとのレベル差の縮小）との関係は、アンテナ素子１１の個数が増えても同じである。本実施形態では、その給電されるアンテナ素子１１の間隔の拡張とグレーティングローブの拡大（メインローブとグレーティングローブとのレベル差の縮小）との関係に着目し、グレーティングローブを有効に利用する。

本実施形態では、給電されるアンテナ素子１１の間隔を調節することにより、MIMO通信に良好な電波強度のマルチパス環境を実現することを図る。図５は、本実施形態に係るアンテナビームを説明するための説明図である。図５において、基地局アンテナのアンテナビームのメインローブは端末（MIMO通信機）の方向（所望方向）に向いている。一方、基地局アンテナのアンテナビームのグレーティングローブは、該所望方向とは異なる方向に発生するので、所望方向の周辺にあるビル壁面などで反射する。本実施形態では、給電されるアンテナ素子１１の間隔の拡張によって該グレーティングローブの拡大を図る。これにより、メインローブとグレーティングローブとを含めたMIMO通信に良好な電波強度のマルチパス環境を実現することを図る。

また、図６に示されるように、給電されるアンテナ素子１１の間隔を変えることによって、グレーティングローブの向く方向を変えることができる。グレーティングローブの向く方向は、給電されるアンテナ素子１１の間隔を広げるとメインローブの向く方向から離れ、反対に給電されるアンテナ素子１１の間隔を狭めるとメインローブの向く方向に近づく。これにより、給電されるアンテナ素子１１の間隔を変えることによってグレーティングローブの向く方向をビル壁面等の反射物に合わせるように調節すれば、メインローブとグレーティングローブとを含めたMIMO通信に良好な電波強度のマルチパス環境の実現に寄与できる。

なお、給電されるアンテナ素子１１の間隔を変更する方法としては、アレイアンテナ１０において給電するアンテナ素子１１を間引くことが挙げられる。又は、アンテナ素子１１を移動させるための機構を設けることが挙げられる。又は、予めアンテナ素子１１の間隔が異なる複数のアレイアンテナ１０と、それらアレイアンテナ１０と給電回路２０との接続を切り替えるスイッチとを設け、該スイッチにより任意のアレイアンテナ１０を給電回路２０に接続させることが挙げられる。また、図２のアレイアンテナ１０において、アンテナ素子１１の間隔を、送信する電波の１／２波長から１波長までの範囲で機構的に調整できるようにしてもよい。

次に図７、図８を参照して図１に示す制御部４０の動作を説明する。図７、図８は、本実施形態に係るアレイアンテナ制御処理のフローチャートである。

MIMO通信情報Ｃは、定期的に、又は、制御部４０からの要求に応じて、制御部４０に入力される。MIMO通信情報Ｃは、MIMO多重数とMIMO多重数の最大可能数（最大多重可能数）を有する。MIMO多重数は、アンテナ装置１を使用して電波を送信するMIMO通信機（例えば基地局装置）がMIMO通信の多重モードで通信したときの通信多重数である。最大多重可能数は、MIMO多重数の取り得る最大値であり、MIMO通信機の性能によって予め決められている。なお、MIMO通信のダイバーシチモードで通信したときのMIMO多重数は１である。

本アレイアンテナ制御処理を行う際には、最大多重可能数に応じた個数のアレイアンテナ１０が設けられる。図９は、本アレイアンテナ制御処理に係るアンテナ装置１の例を示す構成図である。図９の例では、最大多重可能数Ｎに対応するＮ個のアレイアンテナ１０−１〜Ｎが設けられる。アレイアンテナ１０−１〜Ｎはスイッチ３０に接続されている。スイッチ３０は、アレイアンテナ１０−１〜Ｎ毎に、アンテナ素子１１と給電回路２０との間の接続を切り替える。

（ステップＳ１）制御部４０は、MIMO通信情報Ｃに基づいて、最大多重可能数を変数Ｍ０に設定する。

（ステップＳ２）制御部４０は、MIMO通信情報Ｃから最新のMIMO多重数を取得する。

（ステップＳ３）制御部４０は、ステップＳ２で取得したMIMO多重数を変数Ｍに設定する。

（ステップＳ４）制御部４０は、変数Ｍを変数Ｍ０と比較する。

（ステップＳ５）ステップＳ４の比較の結果、変数Ｍが変数Ｍ０に等しい場合には、本アレイアンテナ制御処理を終了する。この理由は、既に、最大多重可能数が得られているので、アンテナ素子１１の間隔を変更する必要がないからである。

一方、ステップＳ４の比較の結果、変数Ｍが変数Ｍ０に等しくない場合には、ステップＳ６に進む。この理由は、最大多重可能数が得られていないので、アンテナ素子１１の間隔を調節してMIMO多重数の向上を図るためである。

（ステップＳ６）制御部４０は、給電されるアンテナ素子１１の間隔を長さＬだけ広げるようにスイッチ制御信号Ｂを生成し、生成したスイッチ制御信号Ｂを出力する。スイッチ３０は、該スイッチ制御信号Ｂに従って、給電回路２０とアンテナ素子１１を接続する。これにより、給電回路２０と接続されるアンテナ素子１１（つまり、給電されるアンテナ素子１１）の間隔は、長さＬだけ広がる。

（ステップＳ７）制御部４０は、MIMO通信情報Ｃから最新のMIMO多重数を取得する。

（ステップＳ８）制御部４０は、ステップＳ７で取得したMIMO多重数を変数Ｍに設定する。

（ステップＳ９）制御部４０は、変数Ｍを変数Ｍ０と比較する。

（ステップＳ１０）ステップＳ９の比較の結果、変数Ｍが変数Ｍ０に等しい場合には、本アレイアンテナ制御処理を終了する。この理由は、既に、最大多重可能数が得られているので、アンテナ素子１１の間隔を変更する必要がないからである。

一方、ステップＳ９の比較の結果、変数Ｍが変数Ｍ０に等しくない場合には、ステップＳ１１に進む。この理由は、最大多重可能数が得られていないので、アンテナ素子１１の間隔をさらに調節してMIMO多重数の向上を図るためである。

（ステップＳ１１）制御部４０は、変数Ｍの値を変数Ｍ１に設定する。

（ステップＳ１２）制御部４０は、給電されるアンテナ素子１１の間隔を長さＬだけ広げるようにスイッチ制御信号Ｂを生成し、生成したスイッチ制御信号Ｂを出力する。スイッチ３０は、該スイッチ制御信号Ｂに従って、給電回路２０とアンテナ素子１１を接続する。これにより、給電回路２０と接続されるアンテナ素子１１（つまり、給電されるアンテナ素子１１）の間隔は、長さＬだけ広がる。

（ステップＳ１３）制御部４０は、MIMO通信情報Ｃから最新のMIMO多重数を取得する。

（ステップＳ１４）制御部４０は、ステップＳ１３で取得したMIMO多重数を変数Ｍに設定する。

（ステップＳ１５）制御部４０は、変数Ｍを変数Ｍ０と比較する。

（ステップＳ１６）ステップＳ１５の比較の結果、変数Ｍが変数Ｍ０に等しい場合には、本アレイアンテナ制御処理を終了する。この理由は、既に、最大多重可能数が得られているので、アンテナ素子１１の間隔を変更する必要がないからである。

一方、ステップＳ１５の比較の結果、変数Ｍが変数Ｍ０に等しくない場合には、ステップＳ１７に進む。

（ステップＳ１７）制御部４０は、変数Ｍを変数Ｍ１と比較する。

（ステップＳ１８）ステップＳ１７の比較の結果、変数Ｍが変数Ｍ１より大きい場合にはステップＳ１１に進み、さらにアンテナ素子１１の間隔を広げる調整を行う。この理由は、まだ最大多重可能数が得られておらず、且つ、MIMO多重数の増加が期待できるので、アンテナ素子１１の間隔をさらに調節してMIMO多重数の向上を図るためである。

一方、ステップＳ１７の比較の結果、変数Ｍが変数Ｍ１以下である場合にはステップＳ１９に進む。

（ステップＳ１９）制御部４０は、給電されるアンテナ素子１１の間隔を長さＬだけ戻す（狭める）ようにスイッチ制御信号Ｂを生成し、生成したスイッチ制御信号Ｂを出力する。スイッチ３０は、該スイッチ制御信号Ｂに従って、給電回路２０とアンテナ素子１１を接続する。これにより、給電回路２０と接続されるアンテナ素子１１（つまり、給電されるアンテナ素子１１）の間隔は、長さＬだけ狭くなる。この後、本アレイアンテナ制御処理を終了する。この理由は、まだ最大多重可能数は得られていないが、アンテナ素子１１の間隔を広くしても、これ以上のMIMO多重数の向上が期待できないからである。

なお、給電されるアンテナ素子１１の間隔を変える単位の長さＬは、任意に設定可能とする。例えば、長さＬは、Ｌ０であってもよく、又は、Ｌ０の任意の倍数であってもよい。長さＬがＬ０である場合を例に挙げて、給電されるアンテナ素子１１の間隔の変更の例を以下に説明する。

図２において、初めは全てのアンテナ素子１１−１〜７に給電している。次いで、給電されるアンテナ素子１１の間隔を長さＬ（Ｌ＝Ｌ０）だけ広げると、アンテナ素子１１−１〜７に対し１素子飛びで給電される。例えばアンテナ素子１１−１，１１−３，１１−５，１１−７に給電される。次いで、給電されるアンテナ素子１１の間隔をさらに長さＬ（Ｌ＝Ｌ０）だけ広げると、アンテナ素子１１−１〜７に対し２素子飛びで給電される。例えばアンテナ素子１１−１，１１−４，１１−７に給電される

また、上述のアレイアンテナ制御処理では、MIMO多重数に基づいて、給電されるアンテナ素子１１の間隔を調節したが、これに限定されない。例えば、MIMO通信機での無線品質情報（例えば、SNR、スループット）に基づいて、無線品質が向上するように、給電されるアンテナ素子１１の間隔を調節するようにしてもよい。この場合においてもMIMO多重数の増加を図ることができる。

図１０は、本発明に係るアレイアンテナ１０の一実施例を示す説明図である。図１０に示されるアレイアンテナ１０は、水平方向と垂直方向とに７個ずつで合計４９個のアンテナ素子１１を格子状に配置した構成となっている。図１１、図１２、図１３は、図１０のアレイアンテナ１０のアンテナビームの水平面内における指向性を表すグラフ図である。図１１、図１２、図１３のグラフ図において、横軸は水平面内の角度を示し、縦軸は指向性利得を示す。

図１０（１）では全４９個のアンテナ素子１１に給電している。したがって、図１０（１）では、給電されるアンテナ素子１１の間隔（水平方向の間隔または垂直方向の間隔）は長さＬ０である。この図１０（１）の場合、図１１のグラフ図に示されるアンテナビーム指向性となる。図１０（２）では４９個のアンテナ素子１１に対して１素子飛びで給電している。したがって、図１０（２）では、給電されるアンテナ素子１１の間隔（水平方向の間隔または垂直方向の間隔）は長さＬ０の２倍である。この図１０（２）の場合、図１２のグラフ図に示されるアンテナビーム指向性となる。図１０（３）では４９個のアンテナ素子１１に対して２素子飛びで給電している。したがって、図１０（３）では、給電されるアンテナ素子１１の間隔（水平方向の間隔または垂直方向の間隔）は長さＬ０の３倍である。この図１０（３）の場合、図１３のグラフ図に示されるアンテナビーム指向性となる。

図１１に示されるように、全素子給電の場合、サイドローブに対してメインローブの利得が非常に高い。このため、MIMO通信に良好な電波強度のマルチパス環境にならず、MIMO通信の多重モードで通信しても高いスループットを得ることができない場合には、アンテナ素子１１の間隔を広げることにより、サイドローブ（グレーティングローブ）の活用を図る。

図１２に示されるように、１素子飛び給電の場合、図１１の全素子給電の場合に比して、メインローブの利得は２ｄＢ程度の減少となっているのに対し、サイドローブ（グレーティングローブ）は５ｄＢ以上増加している。これにより、MIMO通信に良好な電波強度のマルチパス環境の実現を図る効果が得られる。
ことができる。

図１３に示されるように、２素子飛び給電の場合、図１２の１素子飛び給電の場合に比して、メインローブの利得は４ｄＢ程度の減少となっているが、サイドローブ（グレーティングローブ）を１０ｄＢ程度増加させることができる。これにより、MIMO通信に良好な電波強度のマルチパス環境の実現を図る効果が得られる。

図１１、図１２、図１３では、アンテナビームの水平面内における指向性を示したが、図１０のアレイアンテナ１０によればアンテナビームの垂直面内における指向性も同様である。したがって、垂直面内においても同様の効果が得られる。

上述したように本実施形態によれば、グレーティングローブを有効に利用することにより、メインローブとグレーティングローブとを含めたMIMO通信に良好な電波強度のマルチパス環境を実現することができるという効果が得られる。これにより、従来ではMIMO通信に良好な電波強度のマルチパスを発生させることができない、又は、SNRが低い場所では、MIMO通信の多重モードで通信しても高いスループットを得ることができなかったが、本実施形態によれば、メインローブの絞込みによるSNRの向上と、グレーティングローブの活用によるMIMO通信に良好な電波強度のマルチパス環境の実現とを図ることができるので、MIMO通信の多重モードの使用頻度が向上し、スループットが改善する効果が得られる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

例えば、図１０に例示されるアレイアンテナ１０の給電方法では、水平方向と垂直方向の両方向ともに給電する間隔を広げたが、水平方向のみまたは垂直方向のみに対して給電する間隔を広げるようにしてもよい。図１４には、図１０と同様に、水平方向と垂直方向とに７個ずつで合計４９個のアンテナ素子１１を格子状に配置した構成のアレイアンテナ１０が示されている。図１４（１）では全４９個のアンテナ素子１１に給電している。したがって、図１４（１）では、給電されるアンテナ素子１１の間隔（水平方向の間隔または垂直方向の間隔）は長さＬ０である。図１４（２）では４９個のアンテナ素子１１に対して水平方向は１素子飛びで給電している。したがって、図１４（２）では、給電されるアンテナ素子１１の間隔として、垂直方向の間隔は長さＬ０であり、水平方向の間隔は長さＬ０の２倍である。図１４（３）では４９個のアンテナ素子１１に対して水平方向は２素子飛びで給電している。したがって、図１４（３）では、給電されるアンテナ素子１１の間隔として、垂直方向の間隔は長さＬ０であり、水平方向の間隔は長さＬ０の３倍である。この図１４の給電方法では、給電されるアンテナ素子１１の水平方向の間隔を調節することによって、水平方向のグレーティングローブの拡大または縮小を実現できる。

図１５には、図１０と同様に、水平方向と垂直方向とに７個ずつで合計４９個のアンテナ素子１１を格子状に配置した構成のアレイアンテナ１０が示されている。図１５（１）では全４９個のアンテナ素子１１に給電している。したがって、図１５（１）では、給電されるアンテナ素子１１の間隔（水平方向の間隔または垂直方向の間隔）は長さＬ０である。図１５（２）では４９個のアンテナ素子１１に対して垂直方向は１素子飛びで給電している。したがって、図１５（２）では、給電されるアンテナ素子１１の間隔として、水平方向の間隔は長さＬ０であり、垂直方向の間隔は長さＬ０の２倍である。図１５（３）では４９個のアンテナ素子１１に対して垂直方向は２素子飛びで給電している。したがって、図１５（３）では、給電されるアンテナ素子１１の間隔として、水平方向の間隔は長さＬ０であり、垂直向の間隔は長さＬ０の３倍である。この図１５の給電方法では、給電されるアンテナ素子１１の垂直方向の間隔を調節することによって、垂直方向のグレーティングローブの拡大または縮小を実現できる。

また、上述したアンテナ装置１を実現するためのコンピュータプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。

また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。

さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

１…アンテナ装置、１０…アレイアンテナ、１１…アンテナ素子、２０…給電回路、３０…スイッチ、４０…制御部

Claims (9)

1. ３個以上のアンテナ素子で構成されたアレイアンテナを有するアンテナ装置において、給電される前記アンテナ素子の間隔を変更可能な構成にしたことを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記アンテナ素子と給電回路との間の接続を切り替えるスイッチを備えたことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記アンテナ素子を可動な構成にしたことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
4. MIMO通信においてMIMO多重数を増加させるように、給電される前記アンテナ素子の間隔を調節する制御部を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
5. 前記制御部は、給電される前記アンテナ素子の間隔を、送信する電波の１／２波長以上１波長以下の初期間隔から広げていくことを特徴とする請求項４に記載のアンテナ装置。
6. 前記制御部は、入力された無線品質情報に基づいて、前記アンテナ素子の間隔の調節を行うことを特徴とする請求項４又は５のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
7. 前記制御部は、前記アンテナ素子の間隔の調節において、入力されたMIMO多重数が最大多重可能数に達したときの前記アンテナ素子の間隔に決めることを特徴とする請求項６に記載のアンテナ装置。
8. ３個以上のアンテナ素子で構成されたアレイアンテナを有するアンテナ装置において、給電される前記アンテナ素子の間隔を変更可能な構成にしたアンテナ装置のアレイアンテナ制御方法であって、
   制御部が、MIMO通信においてMIMO多重数を増加させるように、給電される前記アンテナ素子の間隔を調節することを特徴とするアレイアンテナ制御方法。
9. ３個以上のアンテナ素子で構成されたアレイアンテナを有するアンテナ装置において、給電される前記アンテナ素子の間隔を変更可能な構成にしたアンテナ装置のコンピュータに、
   MIMO通信においてMIMO多重数を増加させるように、給電される前記アンテナ素子の間隔を調節するステップを実行させるためのコンピュータプログラム。

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