JP2021061496A - 通信装置、及び通信方法 - Google Patents

通信装置、及び通信方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2021061496A
JP2021061496A JP2019183692A JP2019183692A JP2021061496A JP 2021061496 A JP2021061496 A JP 2021061496A JP 2019183692 A JP2019183692 A JP 2019183692A JP 2019183692 A JP2019183692 A JP 2019183692A JP 2021061496 A JP2021061496 A JP 2021061496A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
antenna
directional antenna
feeding point
received signal
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019183692A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7358892B2 (ja
Inventor
正司 平部
Masaji Hirabe
正司 平部
哲夫 山
Tetsuo Yama
哲夫 山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP2019183692A priority Critical patent/JP7358892B2/ja
Priority to US17/034,388 priority patent/US11322845B2/en
Publication of JP2021061496A publication Critical patent/JP2021061496A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7358892B2 publication Critical patent/JP7358892B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H01Q5/342—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes
    • H01Q5/35—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes using two or more simultaneously fed points
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/20—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a curvilinear path
    • H01Q21/205—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a curvilinear path providing an omnidirectional coverage
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/24—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/28—Combinations of substantially independent non-interacting antenna units or systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q25/00—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns
    • H01Q25/001—Crossed polarisation dual antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/20—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements characterised by the operating wavebands
    • H01Q5/28—Arrangements for establishing polarisation or beam width over two or more different wavebands
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Support Of Aerials (AREA)

Abstract

【課題】オムニ指向性を有し、かつ受信特性の優れたアンテナ装置、及び通信方法を提供すること。【解決手段】本開示に係るアンテナ装置は、第１の方向を向いて配置され、第１の偏波の信号を送受信する第１アンテナ１と、第１の方向の反対方向である第２の方向を向いて配置され、第１の偏波の信号を送受信する第２アンテナ２と、第２の方向を水平方向に９０°又は１８０°回転した第３の方向を向いて配置され、第１の偏波と直交する第２の偏波の信号を送受信する第３アンテナ３と、第３の方向の反対方向である第４の方向を向いて配置され、第２の偏波の信号を送受信する第４アンテナ４と、を備えている。第２アンテナ２には、第１アンテナ１の給電点１１と同相になるように配置された給電点１２が設けられている。第４アンテナ４には、第３アンテナ３の給電点１３と逆相になるように配置された給電点１４が設けられている。【選択図】図１

Description

本開示は、通信装置、及び通信方法に関する。
非特許文献１、２には、全二重（ＦＤ：Full Duplex）通信又はＭＩＭＯ（Multiple Input and Multiple Output）通信のために、複数のアンテナを用いる技術が開示されている。非特許文献１、２では、複数位相でアンテナの回り込み信号をキャンセルしている。
Mohammad A. Khojastepour, et. al., "The Case for Antenna Cancellation for Scalable Full-Duplex Wireless Communications" Hotnets ’11, November 14-15, 2011, Cambridge, MA, USA. Ehsan Aryafar, et. al., "MIDU: Enabling MIMO Full Duplex" MobiCom’12, August 22-26, 2012, Istanbul, Turkey.
全二重無線通信装置又は無線中継装置では、送信用のアンテナが信号を送信している間に、受信用のアンテナが信号を受信する。送信と受信の周波数が同一、又は近接している場合、送信から受信への回り込みが発生する。つまり、送信用のアンテナから空間に放射された電波が、受信側で干渉となり、受信特性が劣化してしまうという課題がある。また、無線通信機の設置の自由度を確保するため、オムニ指向性が要求されることがある。
本開示の目的は、オムニ指向性を有し、かつ受信特性の優れた通信装置、及び通信方法を提供することにある。
本開示にかかる通信装置は、第１の方向を向いて配置され、第１の偏波の信号を送受信する第１の指向性アンテナと、前記第１の方向の反対方向である第２の方向を向いて配置され、前記第１の偏波の信号を送受信する第２の指向性アンテナであって、前記第１の指向性アンテナとともに第１のペアとなる第２の指向性アンテナと、前記第２の方向を水平方向に９０°又は１８０°回転した第３の方向を向いて配置され、前記第１の偏波に直交する第２の偏波の信号を送受信する第３の指向性アンテナと、前記第３の方向の反対方向である第４の方向を向いて配置され、前記第２の偏波の信号を送受信する第４の指向性アンテナであって、前記第３の指向性アンテナとともに第２のペアとなる第４の指向性アンテナと、前記第１の指向性アンテナに設けられた第１の給電点と、前記第２の指向性アンテナに設けられ、前記第１の給電点と同相となるように配置された第２の給電点と、前記第３の指向性アンテナに設けられた第３の給電点と、前記第４の指向性アンテナに設けられ、前記第３の給電点と逆相となるように配置された第４の給電点と、を備え、前記第１のペア又は前記第２のペアで受信した受信信号の振幅及び位相の少なくとも一方を調整して、復調する受信回路と、を備えている。
本開示にかかる通信方法は、第１の給電点を有する第１の指向性アンテナと、第２の給電点を有する第２の指向性アンテナとを含む第１のペアを用いて、送信及び受信の一方を行うステップと、第３の給電点を有する第３の指向性アンテナと、第４の給電点を有する第４の指向性アンテナとを含む第２のペアを用いて、送信及び受信の他方を行うステップと、前記第１のペア、又は第２のペアで受信した受信信号の振幅及び位相の少なくとも一方を調整して、復調するステップと、を備え、前記第１の指向性アンテナ、及び第２の指向性アンテナが、第１の偏波の信号を送受信し、前記第３の指向性アンテナ、及び第４の指向性アンテナが、前記第１の偏波に直交する第２の偏波の信号を送受信し、前記第１の指向性アンテナが、第１の方向を向いて配置され、前記第２の指向性アンテナが、第１の方向と反対方向の第２の方向を向いて配置され、第３の指向性アンテナが、前記第２の方向を水平方向に９０°又は１８０°回転した第３の方向を向いて配置され、第４の指向性アンテナが、前記第３の方向の反対方向である第４の方向を向いて配置され、前記第１の給電点と前記第２の給電点が同相となるように配置され、前記第３の給電点と前記第４の給電点が逆相となるように配置されている。
本開示によれば、オムニ指向性を有し、かつ受信特性の優れた通信装置、及び通信方法を提供することができる。
通信装置のアンテナ装置の構成を模式的に示す図である。 第１アンテナであるパッチアンテナの構成を模式的に示すＹＺ断面図である。 １つのアンテナでのアイソレーション特性を示す図である。 ２つのアンテナの受信信号を合成した場合のアイソレーション特性を示す図である。 アンテナ装置の方位角の指向性のシミュレーション結果を示す図である。 本実施の形態にかかる通信装置を示すブロック図である。 復調信号処理回路の一例を示すブロック図である。 変形例に係る通信回路を示すブロック図である。 可変分配回路を示す模式図である。 実施の形態２において、第３アンテナ３及び第４アンテナ４の配置を模式的に示す斜視図である。 実施の形態２において、第３アンテナ３及び第４アンテナ４の配置を模式的に示す斜視図である。 その他の実施の形態にかかるアンテナ装置の構成を模式的に示す図である。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明を省略する。
本実施の形態に係る通信装置は、例えば、フェムトセル通信用の無線中継装置に用いられるものである。無線中継装置は、端末との通信機能と、基地局との通信機能との両方を有している。よって、無線中継装置は、端末に向けて無線信号を送信するとともに、基地局からの無線信号を受信することがある。あるいは、無線中継装置は、基地局に向けて無線信号を送信するとともに、端末からの無線信号を受信することがある。この場合、送信信号が受信側に回り込んで、受信特性が劣化する。
ところで、通信装置のアンテナ装置は、オムニ指向性を有していることが好ましい。つまり、アンテナ装置は、０°〜３６０°の方位角をカバーすることが好ましい。例えば、オムニ指向性を有していないアンテナ装置の場合、設置角度や方向が制限されてしまう。これに対して、アンテナ装置がオムニ指向性を有している場合、どのような角度に設置した場合でも無線通信が可能となる。特に、家庭等に無線中継局として、アンテナ装置を設置する場合、オムニ指向性を有することが要求される。本実施の形態では、オムニ指向性を有し、かつ、回り込みによる受信特性の劣化を抑制することができるアンテナ装置を提供することができる。
実施の形態１．
本実施の形態１にかかる通信装置に用いられるアンテナ装置の構成について、図１を用いて説明する。図１は、アンテナ装置１００の構成を模式的に示す斜視図である。アンテナ装置１００が基地局との通信機能及び端末との通信機能を有する無線中継局に用いられるものとして説明を行う。図１では説明の明確化のためにＸＹＺ３次元直交座標系を示している。例えば、Ｙ方向は鉛直方向であり、ＸＺ平面は水平面となっている。ＸＺ平面内での方向が方位角となる。
アンテナ装置１００は第１アンテナ１〜第８アンテナ８を備えている。第１アンテナ１〜第８アンテナ８は指向性を有するパッチアンテナである。第１アンテナ１〜第８アンテナ８は、誘電体基板１１１に形成された表面導体１１２及び裏面導体１１３を有している。なお、パッチアンテナの構成については後述する。
パッチアンテナは放射素子の向き、つまり、表面導体１１２の向きに応じた指向性を有している。第１アンテナ１〜第８アンテナ８は、平面状に形成された平面アンテナである。第１アンテナ１〜第８アンテナ８はＸＹ平面と平行に配置されている。
第１アンテナ１、第２アンテナ２、第５アンテナ５、及び第６アンテナ６が、基地局との通信機能用のアンテナである。第１アンテナ１、第２アンテナ２、第５アンテナ５、及び第６アンテナ６を用いることで、基地局との無線通信が可能となる。第３アンテナ３、第４アンテナ４、第７アンテナ７、及び第８アンテナ８が端末との通信機能用のアンテナである。第３アンテナ３、第４アンテナ４、第７アンテナ７、及び第８アンテナ８を用いることで、端末との無線通信が可能となる。
第１アンテナ１、第２アンテナ２、第５アンテナ５、及び第６アンテナ６が、Ｖ偏波（垂直偏波）の無線信号を送受信する。第３アンテナ３、第４アンテナ４、第７アンテナ７、及び第８アンテナ８が、Ｈ偏波（水平偏波）の無線信号を送受信する。
第１アンテナ１、第３アンテナ３、第５アンテナ５、及び第７アンテナ７は、同一のＸＹ平面上に配置されている。つまり、第１アンテナ１、第３アンテナ３、第５アンテナ５、及び第７アンテナ７のＺ位置は同じである。第１アンテナ１、第３アンテナ３、第５アンテナ５、及び第７アンテナ７は−Ｚ方向を向いて配置されている。第１アンテナ１、第３アンテナ３、第５アンテナ５、及び第７アンテナ７は−Ｚ軸方向を中心とする方位に指向性を有している。
同様に、第２アンテナ２、第４アンテナ４、第６アンテナ６、及び第８アンテナ８は同一のＸＹ平面上に配置されている。つまり、第２アンテナ２、第４アンテナ４、第６アンテナ６、及び第８アンテナ８のＺ位置は同じである。第２アンテナ２、第４アンテナ４、第６アンテナ６、及び第８アンテナ８は＋Ｚ方向を向いて配置されている。第２アンテナ２、第４アンテナ４、第６アンテナ６、及び第８アンテナ８は＋Ｚ軸方向を中心とする方位に指向性を有している。
例えば、第１アンテナ１、第３アンテナ３、第５アンテナ５、及び第７アンテナ７は０°〜１８０°の方位角の範囲に感度を有し、第２アンテナ２、第４アンテナ４、第６アンテナ６、及び第８アンテナ８が１８０°〜３６０°の範囲に感度を有しているとする。
第１アンテナ１と第２アンテナ２とは、反対方向を向いて配置されている。第１アンテナ１の受信信号と第２アンテナ２の受信信号とが合成される。また、送信信号は分岐されて、第１アンテナ１及び第２アンテナ２から空間に放射される。互いに反対向きに配置された第１アンテナ１と第２アンテナ２とがペアとなってオムニ指向性を実現することができる。第１アンテナ１と第２アンテナ２のペアを第１のペアとする。第１アンテナ１と第２アンテナ２とはＸＹ平面において重複するように配置されている。第１アンテナ１と第２アンテナ２とはＸＹ平面における位置が一致している。
第３アンテナ３と第４アンテナ４とは、反対方向を向いて配置されている。同様に、第３アンテナ３と第４アンテナ４とがペアとなっている。第３アンテナ３と第４アンテナ４のペアを第２のペアとする。第３アンテナ３の受信信号と第４アンテナ４の受信信号とが合成される。また、送信信号は分岐されて、第３アンテナ３及び第４アンテナ４から空間に放射される。また、第３アンテナ３の給電点１３と第４アンテナ４の給電点１４は、互いに鏡像関係となる位置に配置されている。互いに反対向きに配置された第３アンテナ３と第４アンテナ４とがペアとなってオムニ指向性を実現することができる。第３アンテナ３と第４アンテナ４とはＸＹ平面において重複するように配置されている。第３アンテナ３と第４アンテナ４とはＸＹ平面における位置が一致している。第３アンテナ３は、第２アンテナ２の方向を水平方向（Ｙ軸周り）に１８０°回転した方向を向いて配置されている。
第５アンテナ５と第６アンテナ６とは、反対方向を向いて配置されている。同様に、第５アンテナ５と第６アンテナ６とがペアとなっている。第５アンテナ５と第６アンテナ６のペアを第３のペアとする。第５アンテナ５の受信信号と第６アンテナ６の受信信号とが合成される。また、送信信号は分岐されて、第５アンテナ５及び第６アンテナ６から空間に放射される。互いに反対向きに配置された第５アンテナ５と第６アンテナ６とがペアとなってオムニ指向性を実現することができる。第５アンテナ５と第６アンテナ６とはＸＹ平面において重複するように配置されている。第５アンテナ５と第６アンテナ６とはＸＹ平面における位置が一致している。
第７アンテナ７と第８アンテナ８とは、反対方向を向いて配置されている。同様に、第７アンテナ７と第８アンテナ８とがペアとなっている。第７アンテナ７と第８アンテナ８のペアを第４のペアとする。第７アンテナ７の受信信号と第８アンテナ８の受信信号とが合成される。また、送信信号は分岐されて、第７アンテナ７及び第８アンテナ８から空間に放射される。また、第７アンテナ７の給電点１７と第８アンテナ８の給電点１８は、互いに鏡像関係となる位置に配置されている。互いに反対向きに配置された第７アンテナ７と第８アンテナ８とがペアとなってオムニ指向性を実現することができる。第７アンテナ７と第８アンテナ８とはＸＹ平面において重複するように配置されている。第７アンテナ７と第８アンテナ８とはＸＹ平面における位置が一致している。第７アンテナ７は、第６アンテナ６の方向を水平方向（Ｙ軸周り）に１８０°回転した方向を向いて配置されている。
第５アンテナ５は、第１アンテナ１の＋Ｘ側に配置されている。第３アンテナ３は、第１アンテナ１の−Ｙ側に配置されている。第７アンテナ７は、第３アンテナ３の＋Ｘ側かつ、第５アンテナの−Ｙ側に配置されている。よって、第１アンテナ１、第３アンテナ３、第５アンテナ５、及び第７アンテナ７は、同一ＸＹ平面上において、２×２のアレイ状に配置されている。同様に、第２アンテナ２、第４アンテナ４、第６アンテナ６、及び第８アンテナ８は、同一ＸＹ平面上において、２×２のアレイ状に配置されている。
第１アンテナ１には給電点１１が設けられている。給電点１１は、第１アンテナ１に給電する。同様に第２アンテナ２〜第８アンテナ８には給電点１２〜１８が設けられている。給電点１２〜１８は、それぞれ第２アンテナ２〜第８アンテナ８に給電する。隣接するアンテナが近距離にある場合、送信信号が受信側に回り込み、干渉となるおそれがある。以下に、干渉を抑制するための構成を説明する。
ペアとなる２つのアンテナの給電点のＸＹ位置は一致している。例えば、ＸＹ平面視において、第１アンテナ１の給電点１１と第２アンテナ２の給電点１２とは一致している。同様に、ＸＹ平面視において、第３アンテナ３の給電点１３と第４アンテナ４の給電点１４の位置は一致している。ＸＹ平面視において、第５アンテナ５の給電点１５と第６アンテナ６の給電点１６の位置は一致している。ＸＹ平面視において、第７アンテナ７の給電点１７と第８アンテナ８の給電点１８の位置は一致している。
ここで、パッチアンテナの構成について説明する。図２は、パッチアンテナである第１アンテナ１の構成を示す断面図である。具体的には、図２は、ＹＺ平面に沿った断面図を示している。なお、第２アンテナ２〜第８アンテナ８の基本的な構成は、第１アンテナ１と同様の構成となっているため、詳細な説明を省略する。第１アンテナ１は、誘電体基板１１１と、表面導体１１２と、裏面導体１１３と、給電線１１４と、コネクタ１１５と、を備えている。ここでコネクタ１１５は同軸ケーブルでもよい。この場合、半田付けなどにより、同軸ケーブルを表面導体１１２に接続することができる。
誘電体基板１１１は、例えば、絶縁性樹脂などの誘電体材料により形成された平行平板である。誘電体基板１１１の−Ｚ側の面には、表面導体１１２が形成され、＋Ｚ側の面には裏面導体１１３が形成されている。つまり、誘電体基板１１１の表面（おもてめん）には、表面導体１１２が形成されている。誘電体基板１１１の裏面には、裏面導体１１３が形成されている。なお、表面導体１１２が形成された面側をアンテナ面側とし、裏面導体１１３が形成された面側を接地面側とする。
表面導体１１２、及び裏面導体１１３は、例えば、銅箔などの導電材料により形成されている。表面導体１１２は、直線偏波を放射する放射素子となる。表面導体１１２は、送受信信号の周波数や誘電体基板１１１の誘電率等に応じた大きさの矩形パターンとなっている。裏面導体１１３は、コネクタ１１５を除いた誘電体基板１１１のほぼ全面に形成されている。裏面導体１１３は、接地されている。
コネクタ１１５は、誘電体基板１１１の裏面側に接続されている。コネクタ１１５は、誘電体基板１１１にケーブル（不図示）を接続する。ケーブルは、例えば同軸ケーブルであり、その内導体が給電線１１４となる。給電線１１４は、誘電体基板１１１に設けられて貫通穴１１１ａを介して、表面導体１１２まで到達している。給電線１１４と表面導体１１２とが電気的に接続するため、給電を行うことができる。表面導体１１２への給電線１１４の接続位置が給電点１１となる。
第２アンテナ２〜第８アンテナ８の基本的な構成は、第１アンテナ１と同様である。第３アンテナ３、第５アンテナ５、第７アンテナ７は、第１アンテナ１と同じ向きで配置される。つまり、第１アンテナ１、第３アンテナ３、第５アンテナ５、第７アンテナ７は、−Ｚ方向を向いて配置される。第２アンテナ２、第４アンテナ４、第６アンテナ６、及び第８アンテナ８は、第１アンテナ１と反対向きに配置される。つまり、第２アンテナ２、第４アンテナ４、第６アンテナ６、及び第８アンテナ８は、＋Ｚ方向を向いて配置される。ペアとなる２つのアンテナ、例えば、第１のペアの第１アンテナ１と第２アンテナ２は、裏面導体１１３同士が向かい合うように対向配置されている。
図１の説明に戻る。第１アンテナ１、第３アンテナ３、第５アンテナ５、及び第７アンテナ７は、−Ｚ側の面がアンテナ面となっている。第２アンテナ２、第４アンテナ４、第６アンテナ６、及び第８アンテナ８は、＋Ｚ側の面がアンテナ面となっている。つまり、第１アンテナ１、第３アンテナ３、第５アンテナ５、及び第７アンテナ７のアンテナ面と、第２アンテナ２、第４アンテナ４、第６アンテナ６、及び第８アンテナ８のアンテナ面が逆向きに配置されている。第１アンテナ１、第３アンテナ３、第５アンテナ５、及び第７アンテナ７が０°〜１８０の方位角の範囲に電波を放射することができる。一方、第２アンテナ２、第４アンテナ４、第６アンテナ６、及び第８アンテナ８は、１８０°〜３６０°の方位角の範囲に電波を放射することができる。第１アンテナ１と第２アンテナ２、第３アンテナ３と第４アンテナ、第５アンテナ５と第６アンテナ６、第７アンテナ７と第８アンテナ８を適切な位相関係で合成することによりオムニ指向性を実現することができる。
なお、第１アンテナ１と第５アンテナ５とは、誘電体基板１１１として共通の基板を用いることができる。つまり、１つの誘電体基板１１１の表面に２つの矩形パターンを形成する。そして、一方の矩形パターンを第１アンテナ１の表面導体１１２として用い、他方の矩形パターンを第５アンテナ５の表面導体１１２として用いることができる。同様に、第２アンテナ２、及び第６アンテナ６とで、誘電体基板１１１として共通の基板を用いることができる。第３アンテナ３、及び第７アンテナ７とで、誘電体基板１１１として共通の基板を用いることができる。第４アンテナ４、及び第８アンテナ８とで、誘電体基板１１１として共通の基板を用いることができる。
さらには、同じ方向を向いた４つのアンテナにおいて、誘電体基板１１１を共通の基板とすることも可能である。例えば、第１アンテナ１、第３アンテナ３、第５アンテナ５、第７アンテナ７で、誘電体基板１１１を共通化してもよい。また、第２アンテナ２、第４アンテナ４、第６アンテナ６、及び第８アンテナ８で誘電体基板１１１を共通化してもよい。
第１アンテナ１、第２アンテナ２、第５アンテナ５、第６アンテナ６がＶ偏波の送受信に用いられる。Ｖ偏波の場合、アンテナ面から見たＸＹ平面視において、給電点が表面導体１１２の中心から−Ｙ方向にずれている。第３アンテナ３、第４アンテナ４、第７アンテナ７、第８アンテナ８がＨ偏波の送受信に用いられている。Ｈ偏波の場合、アンテナ面から見たＸＹ平面視において、給電点が表面導体の中心から−Ｘ方向にずれている。
第１アンテナ１と第２アンテナ２との間で、表面導体１１２のＸＹ位置が一致している。つまり、ＸＹ平面視において、第１アンテナ１の表面導体１１２と第２アンテナ２の表面導体１１２とが同じ大きさ、かつ同じ形状で、同じ位置に配置される。第１アンテナ１の表面導体１１２と第２アンテナ２の表面導体１１２とは重複するように配置される。さらに、第１アンテナ１の給電点１１と第２アンテナ２の給電点１２とは、同じＸＹ位置にある。
第１アンテナ１と第２アンテナ２とは、Ｖ偏波を送受信するため、上記の通り、給電点１１、給電点１２が表面導体１１２の中心からＹ方向にずれている。例えば、図１に示すように、−Ｚ側から見たＸＹ平面視において、給電点１１、及び給電点１２は、表面導体１１２の中心から−Ｙ方向にずれている。よって、アンテナ面から見たＸＹ平面視においても、給電点１１、及び給電点１２は、表面導体１１２の中心から−Ｙ方向にずれている。
第３アンテナ３と第４アンテナ４との間で、表面導体１１２のＸＹ位置が一致している。つまり、ＸＹ平面視において、第３アンテナ３の表面導体１１２と第４アンテナ４の表面導体１１２とが同じ大きさ、かつ同じ形状で、同じ位置に配置される。さらに、第３アンテナ３の給電点１３と第４アンテナ４の給電点１４とは、同じＸＹ位置にある。
第３アンテナ３と第４アンテナ４とは、Ｈ偏波を送受信するため、給電点１３、給電点１４が表面導体１１２の中心からＸ方向にずれている。図１に示すように、−Ｚ側から見たＸＹ平面視において、給電点１３、及び給電点１４は、表面導体１１２の中心から−Ｘ方向にずれている。よって、アンテナ面から見たＸＹ平面視において、給電点１３、及び給電点１４は、表面導体１１２の中心からずれる方向が反対となる。例えば、第３アンテナ３のアンテナ面側（−Ｚ側）から見たＸＹ平面視において、給電点１３は、表面導体１１２の中心から左方向にずれている。第４アンテナ４のアンテナ面側（＋Ｚ側）から見たＸＹ平面視において、給電点１４は、表面導体１１２の中心から右方向にずれている。表面導体１１２の中心からの給電点１３のずれ距離は、給電点１４の表面導体１１２の中心からの給電点１４のずれ距離は、同じである。
よって、Ｖ偏波のアンテナのペアでは、信号が同相となり、Ｈ偏波のアンテナのペアでは、信号が逆相となる。つまり、第１アンテナ１と第２アンテナ２は、送信信号を同じ位相で送信する。第３アンテナ３と第４アンテナ４は、信号を１８０°ずれた位相で送信する。給電点１２は、給電点１１と同相となるように配置され、給電点１４は給電点１３と逆相となるように配置されている。
なお、第５アンテナ５の給電点１５と第６アンテナ６の給電点１６の位置関係は、給電点１１と給電点１２の位置関係と同様である。よって、第５アンテナ５と第６アンテナ６とでは、送信信号が同相となる。第７アンテナ７の給電点１７と第８アンテナ８の給電点１８の位置関係は、給電点１３と給電点１４の位置関係と同様である。よって、第７アンテナ７と第８アンテナ８とでは、送信信号が逆相で送信される。
次に、送信信号の回り込みについて説明する。まず、第１アンテナ１及び第２アンテナ２の第１のペアが送信信号を送信している間に、第３アンテナ３及び第４アンテナ４の第２のペアが受信信号を受信している状態について説明する。
第１アンテナ１及び第２アンテナ２は、オムニ指向性を実現するため、共通の送信信号を送信する。つまり、送信信号が分配器で分岐されて、第１アンテナ１及び第２アンテナ２から空間に放射される。第１アンテナ１及び第２アンテナ２から送信される送信信号は同相となる。
第３アンテナ３と第１アンテナ１との間の位置関係は、第４アンテナ４と第２アンテナ２との間の位置関係と一致している。同様に、第４アンテナ４と第１アンテナ１との間の位置関係は、第３アンテナ３と第２アンテナ２との間の位置関係と一致している。このように、第１アンテナ１〜第４アンテナ４の位置関係に対称性があるため、ペアに含まれる２つのアンテナでは、回り込みにより生じる干渉成分の振幅が等しくなる。つまり、第１のペアが送信及び受信の一方を行い、第２のペアが他方を行っている場合に、受信側のペアに含まれる２つのアンテナには、同じ大きさの干渉成分が生じる。
さらに、上記したように、第１アンテナ１及び第２アンテナ２から送信される送信信号は同相となる。アンテナ装置１００は、第３アンテナ３で受信した受信信号と、第４アンテナ４で受信した受信信号を逆相で合成する。これにより、送信信号の回り込みをキャンセルすることができる。つまり、送信信号の回り込みによって、第３アンテナ３の受信信号と第４アンテナ４の受信信号とに干渉成分が発生するが、逆相での合成によって、２つの干渉成分が打ち消し合う。例えば、第３アンテナ３の受信信号には、第１アンテナ１の送信信号に起因する干渉成分が含まれ、第４アンテナ４の受信信号には、第２アンテナ２の送信信号に起因する干渉成分が含まれ、これらは同相となっている。第３アンテナ３の受信信号と第４アンテナ４の受信信号を逆相で合成することで、干渉成分が打ち消し合う。同様に、第３アンテナ３の受信信号には、第２アンテナ２の送信信号に起因する干渉成分が含まれ、第４アンテナ４の受信信号には、第１アンテナ１の送信信号に起因する干渉成分が含まれ、これらは同相となっている。第３アンテナ３の受信信号と第４アンテナ４の受信信号を逆相で合成することで、干渉成分が打ち消し合う。したがって、送信信号の回り込み干渉をキャンセルすることがきる。アンテナ装置１００の受信特性を向上することができる。また、回り込みをキャンセルすることができるため、送信出力を上げることも可能となる。
なお、上記の説明では、第１のペアが送信信号を送信している場合の回り込みについて説明したが、他のペアが送信信号を送信している間の回り込みも同様にキャンセルすることができる。例えば、第３のペアが送信信号を送信している場合であっても、第３アンテナ３と第５アンテナ５との間の位置関係と、第４アンテナ４と第６アンテナ６との間の位置関係は同じである。第３アンテナ３と第６アンテナ６との間の位置関係と、第４アンテナ４と第５アンテナ５との間の位置関係は同じである。４つのアンテナの対称性によって、受信側への送信信号の回り込みをキャンセルすることができる。
次に、第２のペアが送信信号を送信している間に、第１のペアが受信信号を受信している状態について説明する。第３アンテナ３と第１アンテナ１との間の位置関係と、第４アンテナ４と第２アンテナ２との間の位置関係は同じである。第４アンテナ４と第１アンテナ１との間の位置関係と、第３アンテナ３と第２アンテナ２との間の位置関係は同じである。
給電点１３と給電点１４との位置関係によって、第３アンテナ３と第４アンテナ４とで、送信信号が逆相になる。よって、第１アンテナ１で受信した受信信号と、第２アンテナ２で受信した受信信号を同相で合成する。これにより、送信信号の回り込みをキャンセルすることができる。つまり、第１アンテナ１の受信信号に発生した回り込み成分と、第２アンテナ２の受信信号に発生した回り込み成分が打ち消し合う。したがって、送信信号の回り込み干渉をキャンセルすることがきる。
なお、送信側と受信側で偏波方向が直交するようにすれば、送信側のアンテナのペアと受信側のアンテナのペアは、適宜変更が可能である。つまり、第１〜第４のペアのうちのいずれか１つを送信側、送信側のペアと偏波方向が直交する他の一つを受信側として用いることができる。上記のような位置関係により、送信信号の回り込みをキャンセルすることができる。また、アンテナ装置１００は、送信側及び受信側のそれぞれで複数のアンテナを用いるレピータ通信や、全二重通信にも適用可能である。
図３は、受信側に回り込んだ回り込み成分のシミュレーション結果を示す図である。例えば、図３は、第１アンテナ１及び第２アンテナ２から送信信号を送信した場合に、第３アンテナ３でのアイソレーション特性をＰ１、第４アンテナ４でのアイソレーション特性をＰ２として示している。なお、アンテナ装置１００が、２．６ＧＨｚ（例）の周波数で設計されている。尚、設計周波数は任意に設定できる。
図４は、第２のペアが受信した受信信号を逆相で合成した場合のアイソレーション特性のシミュレーション結果を示す。図４に示すように、設計周波数である２．６ＧＨｚ（例）で優れたアイソレーション特性を有している。尚、設計周波数は任意に設定できる。よって、本実施の形態によれば、簡易な構成で、送信信号の回り込みを抑制することができる。これにより、送信出力を高くすることができる。
図５は、アンテナ装置の方位角の指向性のシミュレーション結果を示す図である。図５の左側に、第１のペア（又は第３のペア）のアンテナパターンを示す。図５の右側に第２のペア（又は第４のペア）のアンテナパターンを示す。図５に示すように、いずれのペアも良好なオムニ指向性を有している。よって、本実施の形態によれば、簡易な構成で、オムニ指向性を実現することができる。よって、設置角度や方向などの自由度を高めることができる。
なお、上記の説明では、アンテナ装置１００が、４つのペア、つまり、８つのアンテナを備えていたが、アンテナの数は特に限定されるものではない。具体的には、アンテナ装置１００は、少なくとも２つのペア、例えば、第１アンテナ１〜第４アンテナ４を有していればよい。これにより、送信及び受信を同時に行った場合でも回り込み干渉を抑制することができる。
次に、アンテナ装置１００に用いられる通信回路について、図６を用いて説明する。図６は、アンテナ装置１００を有する通信装置３００の構成を模式的に示す図である。通信装置３００は、アンテナ装置１００と通信回路２００とを備えている。通信回路２００は、送信回路２１０と、受信回路２２０とを備えている。
送信回路２１０は、同相分配回路２１１と変調回路２１２とを備えている。同相分配回路２１１は、給電線１１４を介して、第１アンテナ１、及び第２アンテナ２に接続されている。同相分配回路２１１は、変調回路２１２に接続されている。変調回路２１２はアナログの送信信号を変調する。変調回路２１２は、変調した送信信号を同相分配回路２１１に出力する。
同相分配回路２１１は、変調回路２１２からの送信信号を分岐して、第１アンテナ１と第２アンテナ２に同相で供給する。具体的には、同相分配回路２１１は、送信信号を１：１に分配して、第１アンテナ１と第２アンテナ２に供給する。同相分配回路２１１としては、アナログの分配器を用いることができる。
受信回路２２０は、デジタル処理で受信信号を復調する。さらに、受信回路２２０は、第３アンテナ３及び第４アンテナ４からの受信信号の振幅及び位相の少なくとも一方を調整して、復調する。受信回路２２０は、ＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）２２１、ＬＮＡ２２２、ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）２２３、ＡＤＣ２２４，及び復調信号処理回路２２５を備えている。
受信回路２２０は、給電線１１４を介して、第３アンテナ３、及び第４アンテナ４に接続されている。第３アンテナ３で受信された受信信号は、給電点１３、及び給電線１１４を介して、ＬＮＡ２２１に入力される。ＬＮＡ２２１は、受信信号を増幅する。ＬＮＡ２２１で増幅された受信信号は、ＡＤＣ２２３に入力される。ＡＤＣ２２３は、受信信号をＡ／Ｄ変換する。デジタル信号に変換された受信信号を単にデジタル信号とする。ＡＤＣ２２３からのデジタル信号は、復調信号処理回路２２５に入力される。
同様に、第４アンテナ４で受信された受信信号は、給電点１４、及び給電線１１４を介して、ＬＮＡ２２２に入力される。ＬＮＡ２２２は、受信信号を増幅する。ＬＮＡ２２２で増幅された受信信号は、ＡＤＣ２２４に入力される。ＡＤＣ２２４は、受信信号をアナログからデジタルにＡ／Ｄ変換する。ＡＤＣ２２４からのデジタル信号は、復調信号処理回路２２５に入力される。
復調信号処理回路２２５は、ＡＤＣ２２３，２２４からのデジタル信号を復調する。復調信号処理回路２２５は、復調された復調信号の信号品質に基づいて、合成複素ウェイトを制御する。例えば、復調信号処理回路２２５は、ＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）が最大となるように合成複素ウェイトを制御する。
図７は、復調信号処理回路２２５の回路例を示す図である。復調信号処理回路２２５は、ウェイト乗算器２３１，２３２、加算器２３３、復調処理部２３４、及び制御部２３５、を備えている。ウェイト乗算器２３１は、ＡＤＣ２２３からのデジタル受信信号に合成複素ウェイトを乗じる。ウェイト乗算器２３２は、ＡＤＣ２２４からのデジタル受信信号に合成複素ウェイトを乗じる。このように、ウェイト乗算器２３１、２３２は、合成複素ウェイトをデジタル受信信号に乗じることで、受信信号の振幅、及び位相を調整することができる。ウェイト乗算器２３１、２３２の合成複素ウェイトの値は可変となっている。
加算器２３３は、合成複素ウェイトが乗じられたデジタル受信信号を加算する。復調処理部２３４は、加算器２３３からのデジタル信号に対して復調処理を行う。これにより、受信信号が復調される。制御部２３５は、受信信号の信号品質に応じて、ウェイト乗算器２３１、２３２の合成複素ウェイトを制御する。つまり、制御部２３５は、受信信号の信号品質に応じて、ウェイト乗算器２３１、２３２の合成複素ウェイトの値を変化させる。
具体的には、制御部２３５は、ＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）が最大となるように合成複素ウェイトを制御する。これにより、送信信号の回り込みによる干渉成分をキャンセルすることができる。つまり、干渉成分が最小となるように、制御部２３５が合成複素ウェイトの値を調整することができる。
本実施の形態の構成によれば、オムニ指向性を有し、かつ受信特性の優れた通信装置を実現することができる。例えば、受信回路が２つの受信信号の振幅、位相を調整した後に、合成している。このようにすることで、より受信品質を向上することができる。例えば、第１アンテナ１及び第２アンテナ２が送信した送信信号が壁面や人などで反射して、第３アンテナ３、第４アンテナ４で受信されることがある。送信信号の反射を含めた干渉成分は、図１に示す構成をもってしても完全な逆相とならないため、受信信号の信号品質が劣化してしまうおそれがある。
これに対して、本実施の形態では、合成した受信信号の信号品質に応じて、制御部２３５が合成複素ウェイトを制御している。送信信号の反射を含めた干渉成分を打ち消すことができる。これにより、送信信号の回り込み干渉が抑制されるため、より高い受信品質を得ることができる。
また、給電点１４は給電点１３と逆相となるように配置されているため、第３アンテナ３、及び第４アンテナ４の受信信号の調整を容易に行うことができる。例えば、制御部２３５は、合成複素ウェイトの初期設定を、逆相で合成するような値（初期値）として、合成複素ウェイトの値を調整することができる。制御部２３５は、第３アンテナ３、及び第４アンテナ４の受信信号の位相差の初期値を１８０°とし、振幅差の初期値を０とする。制御部２３５は、復調した受信信号に基づいて、合成複素ウェイトを調整する。制御部２３５は、受信信号の信号品質が最も高くなるように合成複素ウェイトを最適化する。このようにすることで、良好な受信品質を容易に得ることができる。
なお、図６では、第３アンテナ３及び第４アンテナ４を含む第２のペアについての受信回路２２０を示したが、他のペアのアンテナについても同様の受信回路２２０を用いることができる。例えば、第１アンテナ１及び第２アンテナ２を含む第１のペアについても、受信回路２２０が受信信号の振幅及び位相を調整してもよい。また、第３のペア、及び第４のペアについても同様の受信回路２２０を用いることができる。
変形例１．
変形例１にかかる受信回路２２０について、図８を用いて説明する。図８は、アナログ処理で復調を行う受信回路２２０を示すブロック図である。アンテナ装置１００、及び送信回路２１０については、上記と同様であるため説明を省略する。
受信回路２２０は、アナログ処理で受信信号を復調する。さらに、受信回路２２０は、第３アンテナ３及び第４アンテナ４からの受信信号の振幅及び位相の少なくとも一方を調整して、復調する。受信回路２２０は、可変移相器２４１，可変分配回路２４２、及び復調回路２４３を備えている。
可変移相器２４１は、第４アンテナ４の給電点１４に接続されている。可変移相器２４１は、受信信号を遅延させることで、受信信号の位相を調整する。可変移相器２４１の出力は可変分配回路２４２に接続されている。よって、可変移相器２４１からの受信信号は、可変分配回路２４２に入力される。さらに、可変分配回路２４２は、第３アンテナ３の給電点１３に接続されている。
可変分配回路２４２は、第３アンテナ３で受信した受信信号と、第４アンテナ４で受信した受信信号を合成する。また、可変分配回路２４２は、分配比率（合成比率）が可変となっている。つまり、可変分配回路２４２は、２つの受信信号の振幅を調整して、合成する。
図９は、可変分配回路２４２の一例を示す図である。可変分配回路２４２は、３ｄＢ９０°ハイブリッド２５１、可変移相器２５２、３ｄＢ９０°ハイブリッド２５３を備えている。可変分配回路２４２は、可変移相器２５２を用いて位相を調整することにより、一方の受信信号の振幅を変更する。これにより、分配比率を変更することができる。具体的には、制御回路２４４からの制御信号に基づいて位相を制御し、分配比率が変化する。３ｄＢ９０°ハイブリッド２５３は、２つの信号を合成する。３ｄＢ９０°ハイブリッド２５３の一方の出力が復調回路２４３に入力される。もちろん、可変分配回路２４２は、図９の構成に限られるものではない。
可変分配回路２４２で合成された受信信号は、復調回路２４３に入力される。復調回路２４３は、合成された受信信号を復調する。制御回路２４４は、復調回路２４３で復調された受信信号の信号品質に応じて、可変移相器２４１、及び可変分配回路２４２を制御する。つまり、受信信号の信号品質が最も高くなるように受信信号の位相及び振幅を最適化する。
制御回路２４４は、２つの受信信号の位相を制御するための制御信号を可変移相器２４１に出力する。可変移相器２４１が２つの受信信号の間に位相差を与える。具体的には、可変移相器２４１を可変遅延回路として、制御回路２４４は可変移相器２４１によって与えられる遅延時間を変化させればよい。また、制御回路２４４は、２つの受信信号の振幅を制御するための制御信号を可変分配回路２４２に出力する。制御回路２４４は、可変分配回路２４２における分配比率を変化させる。可変分配回路２４２は、２つの受信信号の振幅比率を変化させるもので、２つの受信信号の総受信電力は変化しない。
制御回路２４４は、ＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）が最大となるように受信信号の位相及び振幅を制御する。これにより、送信信号の回り込みによる干渉成分をキャンセルすることができる。つまり、干渉成分が最小となるように、制御回路２４４が、２つの受信信号の位相及び振幅を調整することができる。
なお、図８では可変分配回路２４２と第４アンテナ４との間に可変移相器２４１が配置されているが、可変分配回路２４２と第３アンテナ３との間に可変移相器２４１を配置してもよい。あるいは、可変分配回路２４２と第４アンテナ４との間、及び、可変分配回路２４２と第４アンテナ４との間の両方に可変移相器２４１が配置されていても良い。つまり、第３アンテナ３及び第４アンテナ４からの受信信号の少なくとも一方の位相を調整するように、可変移相器２４１が配置されていれば良い。
変形例１の構成においても、図５、及び図６の構成と同様に、オムニ指向性を有し、かつ受信特性の優れた通信装置を実現することができる。つまり、送信信号の反射成分がある場合でも、送信信号の回り込み干渉を抑制することができる。
実施の形態２.
実施の形態２にかかる通信装置のアンテナ装置１００について、図１０、及び図１１を用いて説明する。図１０は、第１アンテナ１〜第４アンテナ４の配置を模式的に示すＸＺ平面図である。図１１は、第３アンテナ３と第４アンテナの配置を示す斜視図である。本実施の形態２では、第３アンテナ３と第４アンテナ４の構成が実施の形態１と異なっている。実施の形態２にかかるアンテナ装置１００では、第１アンテナ１と第２アンテナ２の構成は実施の形態１と同じとなっている。このため、図１１では、第１アンテナ１と第２アンテナ２を省略している。
実施の形態１と比べて、第３アンテナ３、及び第４アンテナ４の設置角度が水平方向に９０度回転している。第３アンテナ３は、−Ｘ方向を向いて配置され、第４アンテナ４は、＋Ｘ方向を向いて配置されている。第３アンテナ３と第４アンテナ４はＸ方向に間隔を空けて配置されている。Ｘ方向において、第３アンテナ３と第４アンテナ４との間に、第１アンテナ１と第２アンテナ２とが配置されている。Ｙ方向において、第１アンテナ１〜第４アンテナ４の位置は同じとなっている。
実施の形態１と同様に、第１アンテナ１は−Ｚ方向を向いて配置され、第２アンテナ２は＋Ｚ方向を向いて配置されている。Ｚ方向において、第１アンテナ１と第２アンテナ２との間に第３アンテナ３及び第４アンテナが配置されている。したがって、ＸＺ平面視において、正方形の各辺上に第１アンテナ１〜第４アンテナがそれぞれ配置されている。第３アンテナ３の方向が、第２アンテナ２の方向から水平方向に９０°回転している。つまり、第２アンテナ２が向いている方向をＹ軸周りに９０°回転すると、第３アンテナ３が向いている方向となる。したがって、第１のペアの向きと、第２のペアの向きが９０°異なっている。
第１アンテナ１〜第４アンテナ４の位置関係に回転対称性がある。第３アンテナ３から第１アンテナ１までの距離が、第４アンテナ４から第２アンテナ２までの距離と等しくなっている。第３アンテナ３から第２アンテナ２までの距離が、第４アンテナ４から第１アンテナ１までの距離と等しくなっている。また、第３アンテナ３から第１アンテナ１までの距離が、第３アンテナ３から第２アンテナ２までの距離と等しくなっている。
実施の形態１と同様に、ＸＹ平面視において、第１アンテナ１の給電点１１と第２アンテナ２の給電点１２とは一致している。ＹＺ平面視において、第３アンテナ３の給電点１３と第４アンテナ４の給電点１４とは一致している。つまり、第３アンテナ３の給電点１３と第４アンテナ４の給電点１４は、互いに鏡像関係となる位置に配置されている。
第１アンテナ１と第２アンテナ２はＶ偏波に用いられ、第３アンテナ３、第４アンテナ４はＨ偏波に用いられる。給電点１１と給電点１２との位置関係によって、第１アンテナ１の送信信号と、第２アンテナ２の送信信号とは同相となる。第３アンテナ３の受信信号と第４アンテナ４の受信信号を逆相で合成することで、干渉成分をキャンセルすることができる。また、給電点１３と給電点１４との位置関係によって、第３アンテナ３の送信信号と、第４アンテナ４の送信信号とは逆相となる。よって、第１アンテナ１の受信信号と第２アンテナ２の受信信号を同相で合成することで、干渉成分をキャンセルすることができる。本実施の形態の構成により、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。なお、受信回路については、実施の形態１と同様であるため説明を省略する。
その他の実施形態．
その他の実施の形態にかかる通信装置３００について、図１２を用いて説明する。なお、上記の実施の形態１と重複する内容については適宜説明を省略する。通信装置３００は、第１アンテナ１、第２アンテナ２、第３アンテナ３、第４アンテナ４、及び受信回路２２０を備えている。
第１アンテナ１は、第１の方向を向いて配置され、第１の偏波の信号を送受信する第１の指向性アンテナである。第２アンテナ２は、第１の方向の反対方向である第２の方向を向いて配置され、第１の偏波の信号を送受信する第２の指向性アンテナである。第２アンテナ２は、第１アンテナ１とともに第１のペア３１となる。第３アンテナ３は第２の方向を水平方向に９０°又は１８０°回転した第３の方向を向いて配置され、第１の偏波に直交する第２の偏波の信号を送受信する第３の指向性アンテナである。第４アンテナは、第３の方向の反対方向である第４の方向を向いて配置され、第１の偏波に直交する第２の偏波の信号を送受信する第４の指向性アンテナである。第４アンテナ４は、第３アンテナ３とともに第２のペア３２となる。第１アンテナ１には給電点１１（第１の給電点）が設けられている。第２アンテナ２には、給電点１１と同相となるように配置された給電点１２（第２の給電点）が設けられている。第３アンテナ３には給電点１３（第３の給電点）が設けられている。第４アンテナ４には、給電点１３と逆相となるように配置された給電点１４（第４の給電点）が設けられている。受信回路２２０は、第１のペア３１又は第２のペア３２で受信した受信信号の振幅及び位相の少なくとも一方を調整して、復調する。なお、２種類の偏波の一例としては、第１の偏波として垂直偏波、第２の偏波として水平偏波が適用可能である。
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
１００ アンテナ装置
１ 第１アンテナ
２ 第２アンテナ
３ 第３アンテナ
４ 第４アンテナ
５ 第５アンテナ
６ 第６アンテナ
７ 第７アンテナ
８ 第８アンテナ
１１〜１８ 給電点
１１１ 誘電体基板
１１２ 表面導体
１１３ 裏面導体
１１４ 給電線
１１５ コネクタ
２００ 通信回路
２１０ 送信回路
２１１ 同相分配回路
２１２ 変調回路
２２０ 受信回路
２２１ ＬＮＡ
２２２ ＬＮＡ
２２３ ＡＤＣ
２２４ ＡＤＣ
２２５ 復調信号処理回路
２４１ 可変移相器
２４２ 可変分配回路
２４３ 復調回路
２４４ 制御回路
３００ 通信装置
３１ 第１のペア
３２ 第２のペア

Claims (14)

  1. 第１の方向を向いて配置され、第１の偏波の信号を送受信する第１の指向性アンテナと、
    前記第１の方向の反対方向である第２の方向を向いて配置され、前記第１の偏波の信号を送受信する第２の指向性アンテナであって、前記第１の指向性アンテナとともに第１のペアとなる第２の指向性アンテナと、
    前記第２の方向を水平方向に９０°又は１８０°回転した第３の方向を向いて配置され、前記第１の偏波に直交する第２の偏波の信号を送受信する第３の指向性アンテナと、
    前記第３の方向の反対方向である第４の方向を向いて配置され、前記第２の偏波の信号を送受信する第４の指向性アンテナであって、前記第３の指向性アンテナとともに第２のペアとなる第４の指向性アンテナと、
    前記第１の指向性アンテナに設けられた第１の給電点と、
    前記第２の指向性アンテナに設けられ、前記第１の給電点と同相となるように配置された第２の給電点と、
    前記第３の指向性アンテナに設けられた第３の給電点と、
    前記第４の指向性アンテナに設けられ、前記第３の給電点と逆相となるように配置された第４の給電点と、を備え、
    前記第１のペア又は前記第２のペアで受信した受信信号の振幅及び位相の少なくとも一方を調整して、復調する受信回路と、を備えた通信装置。
  2. 前記受信回路は、復調した受信信号の信号品質に基づいて、前記受信信号の振幅及び位相の少なくとも一方を調整する請求項１に記載の通信装置。
  3. 前記受信回路が、
    前記第１のペア又は第２のペアで受信した２つの受信信号をアナログからデジタルに変換するＡ／Ｄコンバータと、
    Ａ／Ｄ変換された前記受信信号に合成複素ウェイトを乗算するウェイト乗算器と
    前記合成複素ウェイトが乗算された受信信号を加算する加算器と、
    積分された受信信号に対して復調処理を行う復調処理回路と、
    前記復調処理された受信信号の信号品質に基づいて前記合成複素ウェイトを制御する制御回路と、を備えている請求項２に記載の通信装置。
  4. 前記受信回路が、
    前記第１のペア又は第２のペアで受信した２つの受信信号の位相を調整する移相器と、
    位相が調整された受信信号を合成する可変分配器と、
    前記可変分配器で合成された受信信号を復調する復調回路と、
    復調された受信信号の信号品質に基づいて、前記移相器及び前記可変分配器を制御する制御回路と、を備えた請求項２に記載の通信装置。
  5. 前記第１〜第４の指向性アンテナが、パッチアンテナである請求項１〜４のいずれか１項に記載の通信装置。
  6. 前記第１の指向性アンテナのアンテナ面側から見た平面視において、前記第１の給電点と第２の給電点とが重複するように配置され、
    前記第３の指向性アンテナのアンテナ面側から見た平面視において、前記第３の給電点と第４の給電点とが重複するように配置されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の通信装置。
  7. 前記第１の指向性アンテナと前記第２の指向性アンテナとが互いに反対向きとなるように、対向配置されており、
    前記第３の指向性アンテナと前記第４の指向性アンテナとが互いに反対向きとなるように、対向配置されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の通信装置。
  8. 第１の給電点を有する第１の指向性アンテナと、第２の給電点を有する第２の指向性アンテナとを含む第１のペアを用いて、送信及び受信の一方を行うステップと、
    第３の給電点を有する第３の指向性アンテナと、第４の給電点を有する第４の指向性アンテナとを含む第２のペアを用いて、送信及び受信の他方を行うステップと、
    前記第１のペア、又は第２のペアで受信した受信信号の振幅及び位相の少なくとも一方を調整して、復調するステップと、を備え、
    前記第１の指向性アンテナ、及び第２の指向性アンテナが、第１の偏波の信号を送受信し、
    前記第３の指向性アンテナ、及び第４の指向性アンテナが、前記第１の偏波に直交する第２の偏波の信号を送受信し、
    前記第１の指向性アンテナが、第１の方向を向いて配置され、
    前記第２の指向性アンテナが、第１の方向と反対方向の第２の方向を向いて配置され、
    第３の指向性アンテナが、前記第２の方向を水平方向に９０°又は１８０°回転した第３の方向を向いて配置され、
    第４の指向性アンテナが、前記第３の方向の反対方向である第４の方向を向いて配置され、
    前記第１の給電点と前記第２の給電点が同相となるように配置され、
    前記第３の給電点と前記第４の給電点が逆相となるように配置されている通信方法。
  9. 復調した受信信号の信号品質に基づいて、前記受信信号の振幅及び位相の少なくとも一方が調整されている請求項８に記載の通信方法。
  10. 前記第１のペア又は第２のペアで受信した２つの受信信号をＡ／Ｄ変換し、
    Ａ／Ｄ変換された前記受信信号に合成複素ウェイトを乗算し、
    前記合成複素ウェイトが乗算された受信信号を積分し、
    積分された受信信号に対して復調処理を行い、
    前記復調処理された受信信号の信号品質に基づいて前記合成複素ウェイトを制御する制御回路と、を備えている請求項８に記載の通信方法。
  11. 前記第１のペア又は前記第２のペアで受信した受信信号の位相を調整し
    位相が調整された前記受信信号を合成し、
    合成された前記受信信号を復調する復調回路と、
    復調された前記受信信号の信号品質に基づいて、受信信号の位相又は振幅を制御する請求項８に記載の通信方法。
  12. 前記第１〜第４の指向性アンテナが、パッチアンテナである請求項８〜１１のいずれか１項に記載の通信方法。
  13. 前記第１の指向性アンテナのアンテナ面側から見た平面視において、前記第１の給電点と第２の給電点とが重複するように配置され、
    前記第３の指向性アンテナのアンテナ面側から見た平面視において、前記第３の給電点と第４の給電点とが重複するように配置されている請求項８〜１２のいずれか１項に記載の通信方法。
  14. 前記第１の指向性アンテナと前記第２の指向性アンテナとが互いに反対向きとなるように、対向配置されており、
    前記第３の指向性アンテナと前記第４の指向性アンテナとが互いに反対向きとなるように、対向配置されている請求項８〜１３のいずれか１項に記載の通信方法。
JP2019183692A 2019-10-04 2019-10-04 通信装置、及び通信方法 Active JP7358892B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019183692A JP7358892B2 (ja) 2019-10-04 2019-10-04 通信装置、及び通信方法
US17/034,388 US11322845B2 (en) 2019-10-04 2020-09-28 Communication device and communication method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019183692A JP7358892B2 (ja) 2019-10-04 2019-10-04 通信装置、及び通信方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021061496A true JP2021061496A (ja) 2021-04-15
JP7358892B2 JP7358892B2 (ja) 2023-10-11

Family

ID=75274390

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019183692A Active JP7358892B2 (ja) 2019-10-04 2019-10-04 通信装置、及び通信方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11322845B2 (ja)
JP (1) JP7358892B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023090182A1 (ja) * 2021-11-19 2023-05-25 株式会社村田製作所 アンテナモジュールおよびそれを搭載した通信装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01151325A (ja) * 1987-12-08 1989-06-14 Hitachi Ltd アンテナおよび無線通信システム
JPH0746028A (ja) * 1993-05-21 1995-02-14 Mitsubishi Electric Corp アンテナ装置及び該装置を備えるトランスポンダ
JP2007027908A (ja) * 2005-07-13 2007-02-01 Nec Corp アダプティブアレイアンテナ受信装置およびその制御方法
JP2007318668A (ja) * 2006-05-29 2007-12-06 Kyocera Corp 無線基地局及び無線基地局の制御方法
JP2011130427A (ja) * 2009-11-19 2011-06-30 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 回り込みキャンセラ及び回り込みキャンセル方法
JP2015097338A (ja) * 2013-11-15 2015-05-21 Kddi株式会社 アンテナ装置およびアンテナ装置の筐体
JP2020096284A (ja) * 2018-12-12 2020-06-18 日本電気株式会社 アンテナ装置、及び通信方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01151325A (ja) * 1987-12-08 1989-06-14 Hitachi Ltd アンテナおよび無線通信システム
JPH0746028A (ja) * 1993-05-21 1995-02-14 Mitsubishi Electric Corp アンテナ装置及び該装置を備えるトランスポンダ
JP2007027908A (ja) * 2005-07-13 2007-02-01 Nec Corp アダプティブアレイアンテナ受信装置およびその制御方法
JP2007318668A (ja) * 2006-05-29 2007-12-06 Kyocera Corp 無線基地局及び無線基地局の制御方法
JP2011130427A (ja) * 2009-11-19 2011-06-30 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 回り込みキャンセラ及び回り込みキャンセル方法
JP2015097338A (ja) * 2013-11-15 2015-05-21 Kddi株式会社 アンテナ装置およびアンテナ装置の筐体
JP2020096284A (ja) * 2018-12-12 2020-06-18 日本電気株式会社 アンテナ装置、及び通信方法
WO2020122070A1 (ja) * 2018-12-12 2020-06-18 日本電気株式会社 アンテナ装置、及び通信方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023090182A1 (ja) * 2021-11-19 2023-05-25 株式会社村田製作所 アンテナモジュールおよびそれを搭載した通信装置

Also Published As

Publication number Publication date
US11322845B2 (en) 2022-05-03
JP7358892B2 (ja) 2023-10-11
US20210104819A1 (en) 2021-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108432153B (zh) 用于控制等效全向辐射功率的方法和设备
US9929886B2 (en) Phased array antenna cell with adaptive quad polarization
US5264862A (en) High-isolation collocated antenna systems
JP5206672B2 (ja) マルチビームアンテナ
EP2835864B1 (en) Antenna array of inverted-L elements
US20150195001A1 (en) Antenna system with enhanced inter-sector interference mitigation
US10153561B2 (en) Antenna arrangement
JP2020511890A (ja) アンテナ、アンテナの構成方法及び無線通信装置
US6823177B1 (en) Radio station with circularly polarised antennas
US20070069962A1 (en) Antenna system for a radiocommunication station, and radiocommunication station having such antenna system
CN110034394B (zh) 多馈电贴片天线及包括多馈电贴片天线的装置
JPWO2008133033A1 (ja) 二偏波アンテナ
Hwang et al. Cavity-backed stacked patch array antenna with dual polarization for mmWave 5G base stations
Kuznetcov et al. Dual-polarized antenna with dual-differential integrated feeding for wideband full-duplex systems
WO2020122070A1 (ja) アンテナ装置、及び通信方法
JP7358892B2 (ja) 通信装置、及び通信方法
Joo et al. Design of a tile-type Rx multi-beam digital active phased array antenna system
Jokinen et al. Phased antenna array implementation with USRP
RU2296398C1 (ru) Устройство для формирования поляризации радиосигналов приемопередатчиков
WO2016076049A1 (ja) アンテナシステム
KR102432378B1 (ko) 다중-급전 패치 안테나 및 이를 포함하는 장치
WO2023071839A1 (zh) 馈电电路，天线设备，通信设备及通信系统
EP4184717A1 (en) Antenna and electronic device
CN117239391A (zh) 天线、天线阵列及通信设备
JPH0897632A (ja) 無線送受信装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220905

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230621

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230704

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230808

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230829

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230911

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7358892

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151