JP2548586B2 - ダイバーシチアンテナ - Google Patents
ダイバーシチアンテナInfo
- Publication number
- JP2548586B2 JP2548586B2 JP62307644A JP30764487A JP2548586B2 JP 2548586 B2 JP2548586 B2 JP 2548586B2 JP 62307644 A JP62307644 A JP 62307644A JP 30764487 A JP30764487 A JP 30764487A JP 2548586 B2 JP2548586 B2 JP 2548586B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diversity
- polarization
- mobile station
- base station
- reception
- 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.)
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、陸上移動通信システムにおいて、基地局側
のダイバーシチ効果（受信レベルの低下が少なくなるこ
と）、ならびに移動局側のダイバーシチ効果を高め、通
信品質の向上を図るためのダイバーシチアンテナ構成法
に関するものである。
のダイバーシチ効果（受信レベルの低下が少なくなるこ
と）、ならびに移動局側のダイバーシチ効果を高め、通
信品質の向上を図るためのダイバーシチアンテナ構成法
に関するものである。
（従来の技術） 従来の陸上移動通信では、ダイバーシチ受信を適用す
る場合、基地局および移動局に以下のようなダイバーシ
チ受信を採用する。
る場合、基地局および移動局に以下のようなダイバーシ
チ受信を採用する。
（Ｉ） 基地局側：スペースダイバーシチ 移動局側：スペースダイバーシチ （II） 基地局側：偏波ダイバーシチ 移動局側：スペースダイバーシチ 上記（Ｉ）の構成を第１図に示す。基地局側では二本
の垂直偏波のアンテナを間隔Ｄだけ離して設置する。Ｄ
は市街地では通常数ｍ以上を必要とする。移動局側では
同様に二本の垂直偏波のアンテナを間隔ｄで設置する。
ｄは通常、電波の波長の半分以上とする。基地局から送
信する場合はアンテナA1から送信し、移動局ではアンテ
ナa1,a2でスペースダイバーシチ受信を行う。逆に移動
局から送信する場合は、アンテナa1から送信し、基地局
側ではアンテナA1,A2で受信し、スペースダイバーシチ
受信を行う。スペースダイバーシチ効果はアンテナ間の
電力相関（通常、空間相関という）によって決り、相関
が小さいほど効果は大きい。
の垂直偏波のアンテナを間隔Ｄだけ離して設置する。Ｄ
は市街地では通常数ｍ以上を必要とする。移動局側では
同様に二本の垂直偏波のアンテナを間隔ｄで設置する。
ｄは通常、電波の波長の半分以上とする。基地局から送
信する場合はアンテナA1から送信し、移動局ではアンテ
ナa1,a2でスペースダイバーシチ受信を行う。逆に移動
局から送信する場合は、アンテナa1から送信し、基地局
側ではアンテナA1,A2で受信し、スペースダイバーシチ
受信を行う。スペースダイバーシチ効果はアンテナ間の
電力相関（通常、空間相関という）によって決り、相関
が小さいほど効果は大きい。
このような構成では、空間相関を小さくするため、基
地局側で大きなアンテナ間隔を必要とする欠点がある。
地局側で大きなアンテナ間隔を必要とする欠点がある。
一方、上記（II）の構成を第２図に示す。基地局側は
地面に対して斜め45゜に傾いた二つの直交する偏波で送
・受信系を構成する。偏波が45゜傾いていることは、必
ずしもアンテナの放射素子が45゜傾いていることを意味
せず、放射素子が垂直、水平の場合でも、給電系で垂
直、水平ポートがハイブリッドで合成されていれば全く
等価である。移動局は上記（Ｉ）の場合と全く同様であ
る。基地局から送信する場合は、偏波A1で送信し、移動
局ではアンテナa1,a2でスペースダイバーシチ受信を行
う。逆に移動局から送信する場合はアンテナa1から送信
し、基地局側では二つの偏波A1,A2で受信し、偏波ダイ
バーシチ受信を行う。偏波ダイバーシチ効果は伝搬路に
おける交差偏波識別度（XPDと略す）によって決り、XPD
が小さいほど効果は大きい。
地面に対して斜め45゜に傾いた二つの直交する偏波で送
・受信系を構成する。偏波が45゜傾いていることは、必
ずしもアンテナの放射素子が45゜傾いていることを意味
せず、放射素子が垂直、水平の場合でも、給電系で垂
直、水平ポートがハイブリッドで合成されていれば全く
等価である。移動局は上記（Ｉ）の場合と全く同様であ
る。基地局から送信する場合は、偏波A1で送信し、移動
局ではアンテナa1,a2でスペースダイバーシチ受信を行
う。逆に移動局から送信する場合はアンテナa1から送信
し、基地局側では二つの偏波A1,A2で受信し、偏波ダイ
バーシチ受信を行う。偏波ダイバーシチ効果は伝搬路に
おける交差偏波識別度（XPDと略す）によって決り、XPD
が小さいほど効果は大きい。
このような構成では、移動局が垂直偏波で送信するの
で、基地局側の偏波ダイバーシチ受信が最大の効果を発
揮しないことが欠点である（例えば電子情報通信学会論
文誌Vol.J70−B No.3,385−395,1987（移動通信用基地
局偏波ダイバーシチ特性））。
で、基地局側の偏波ダイバーシチ受信が最大の効果を発
揮しないことが欠点である（例えば電子情報通信学会論
文誌Vol.J70−B No.3,385−395,1987（移動通信用基地
局偏波ダイバーシチ特性））。
（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、基地局側で偏波ダイバーシチ受信を
用いる場合に、基地局側のダイバーシチ効果を最大にす
ると同時に、移動局側のダイバーシチ受信に二種類のダ
イバーシチ機能を持たせることである。
用いる場合に、基地局側のダイバーシチ効果を最大にす
ると同時に、移動局側のダイバーシチ受信に二種類のダ
イバーシチ機能を持たせることである。
（問題点を解決するための手段） 本発明は、移動局において、アンテナを複数個、偏波
を地面に対して斜め45゜に傾けて、半波長以上離して設
置することを最も主要な特徴とする。従来の技術とは、
移動局の受信系がスペースダイバーシチと偏波ダイバー
シチの機能を同時に有することが異なる。
を地面に対して斜め45゜に傾けて、半波長以上離して設
置することを最も主要な特徴とする。従来の技術とは、
移動局の受信系がスペースダイバーシチと偏波ダイバー
シチの機能を同時に有することが異なる。
（実施例） 第３図は本発明の実施例を説明する図である。基地局
側は地面に対して＋45゜、および−45゜傾いた偏波を利
用する偏波ダイバーシチ受信を備えている。なお、この
偏波ダイバーシチが、水平偏波・垂直偏波の各ポートを
ハイブリッドで合成するのと全く等価であることは
（２）で述べた。移動局側では、地面に対して45゜傾い
た偏波を有するアンテナを複数個（第３図の例では２個
とする）、半波長以上離して車体に設置する。偏波の傾
きの方向、およびアンテナの配列の方向は任意である。
側は地面に対して＋45゜、および−45゜傾いた偏波を利
用する偏波ダイバーシチ受信を備えている。なお、この
偏波ダイバーシチが、水平偏波・垂直偏波の各ポートを
ハイブリッドで合成するのと全く等価であることは
（２）で述べた。移動局側では、地面に対して45゜傾い
た偏波を有するアンテナを複数個（第３図の例では２個
とする）、半波長以上離して車体に設置する。偏波の傾
きの方向、およびアンテナの配列の方向は任意である。
基地局から送信する場合は、偏波A1で送信する。移動
局側ではアンテナa1,a2で受信し、ダイバーシチ受信を
行う。移動局から送信する場合は、アンテナa1から送信
し、基地局側では二つの偏波A1,A2でダイバーシチ受信
を行う。
局側ではアンテナa1,a2で受信し、ダイバーシチ受信を
行う。移動局から送信する場合は、アンテナa1から送信
し、基地局側では二つの偏波A1,A2でダイバーシチ受信
を行う。
このような構成において、移動局送信、基地局受信の
場合を考える。基地局側のダイバーシチ効果は、移動局
の送信偏波が45゜傾いているので、移動局送信偏波が垂
直の場合に比べて大きくなり、最大の効果を発揮するよ
うになる。
場合を考える。基地局側のダイバーシチ効果は、移動局
の送信偏波が45゜傾いているので、移動局送信偏波が垂
直の場合に比べて大きくなり、最大の効果を発揮するよ
うになる。
次に、基地局送信、移動局受信の場合を考える。移動
局側の二つのアンテナは空間的にｄだけ離れているので
スペースダイバーシチの効果を当然有する。また、偏波
が傾いているので偏波ダイバーシチの効果も有する。す
なわち、この受信系はスペースダイバーシチと偏波ダイ
バーシチの二つのダイバーシチ機能を同時に有すること
になる。
局側の二つのアンテナは空間的にｄだけ離れているので
スペースダイバーシチの効果を当然有する。また、偏波
が傾いているので偏波ダイバーシチの効果も有する。す
なわち、この受信系はスペースダイバーシチと偏波ダイ
バーシチの二つのダイバーシチ機能を同時に有すること
になる。
スペースダイバーシチに着目すると、基地局側の送信
偏波が45゜傾いているので、移動局側の受信偏波が斜め
45゜であっても、その平均受信電力Ｐ±45は受信偏波が
垂直（通常の場合）の場合の受信電力PVと全く変わらな
い。これは以下の式からよく理解される。PVは垂直偏波
で受信した場合の電力を与える理論式で、送信偏波の傾
き角θを45゜とするとPVは＋45゜または−45゜傾いた偏
波で受信した場合の電力Ｐ±45と一致する。
偏波が45゜傾いているので、移動局側の受信偏波が斜め
45゜であっても、その平均受信電力Ｐ±45は受信偏波が
垂直（通常の場合）の場合の受信電力PVと全く変わらな
い。これは以下の式からよく理解される。PVは垂直偏波
で受信した場合の電力を与える理論式で、送信偏波の傾
き角θを45゜とするとPVは＋45゜または−45゜傾いた偏
波で受信した場合の電力Ｐ±45と一致する。
・垂直偏波で受信した場合の電力 ・＋45゜、または−45゜で受信した場合の電力 従って、このスペースダイバーシチ受信は、移動局が
垂直偏波を用いる場合と全く同等のダイバーシチ効果を
有する。
垂直偏波を用いる場合と全く同等のダイバーシチ効果を
有する。
また、偏波ダイバーシチに着目すると、二つの偏波間
の電力相関、すなわち、アンテナa1,a2間の電力相関は
常に０である。これは、斜め45゜偏波で送信する限り、
受信側において＋45゜，−45゜に傾いた二つの偏波間の
電力相関は、アンテナが同じ場所にある場合でも必ず０
となることによる。以下にその理論式を示すが、θを45
゜とするとρは必ず０となることが分かる。また、第４
図に実測結果を示すが、相関係数ρはθ＝45゜で０とな
っていることがわかる。
の電力相関、すなわち、アンテナa1,a2間の電力相関は
常に０である。これは、斜め45゜偏波で送信する限り、
受信側において＋45゜，−45゜に傾いた二つの偏波間の
電力相関は、アンテナが同じ場所にある場合でも必ず０
となることによる。以下にその理論式を示すが、θを45
゜とするとρは必ず０となることが分かる。また、第４
図に実測結果を示すが、相関係数ρはθ＝45゜で０とな
っていることがわかる。
このような移動局アンテナ構成では、スペースダイバ
ーシチ、偏波ダイバーシチのどちらかが伝搬路の状態に
より効果がなくなった場合でも、残り一つのダイバーシ
チが機能し得るというメリットを有する。例えば、二つ
のアンテナの位置における垂直偏波の受信電力が全く同
じ変動をすると、すなわち、空間相関が１となるとスペ
ースダイバーシチ効果はなくなるが、市街地のようにXP
Dが小さい伝搬路では偏波ダイバーシチ効果が必ずあ
る。
ーシチ、偏波ダイバーシチのどちらかが伝搬路の状態に
より効果がなくなった場合でも、残り一つのダイバーシ
チが機能し得るというメリットを有する。例えば、二つ
のアンテナの位置における垂直偏波の受信電力が全く同
じ変動をすると、すなわち、空間相関が１となるとスペ
ースダイバーシチ効果はなくなるが、市街地のようにXP
Dが小さい伝搬路では偏波ダイバーシチ効果が必ずあ
る。
以上述べたように、移動局で複数のアンテナの偏波を
傾けると、スペースダイバーシチ受信のみならず、偏波
ダイバーシチ受信も同時に実現できるという効果があ
る。
傾けると、スペースダイバーシチ受信のみならず、偏波
ダイバーシチ受信も同時に実現できるという効果があ
る。
（発明の効果） 基地局で偏波ダイバーシチを採用する場合、移動局側
で空間的に離して設置した複数のアンテナの偏波を地面
に対して45゜に傾けると、移動局受信系にスペースダイ
バーシチ受信のみならず、偏波ダイバーシチ受信の機能
を付加させることができるので、回線品質を向上させる
ことができるという利点がある。同時に、移動局が送信
となった場合、基地局側の偏波ダイバーシチ効果を最大
にでき、やはり回線品質を向上させることができる利点
も生ずる。
で空間的に離して設置した複数のアンテナの偏波を地面
に対して45゜に傾けると、移動局受信系にスペースダイ
バーシチ受信のみならず、偏波ダイバーシチ受信の機能
を付加させることができるので、回線品質を向上させる
ことができるという利点がある。同時に、移動局が送信
となった場合、基地局側の偏波ダイバーシチ効果を最大
にでき、やはり回線品質を向上させることができる利点
も生ずる。
第１図は、基地局、移動局ともスペースダイバーシチを
用いる、従来のダイバーシチ受信方式、第２図は基地局
に偏波ダイバーシチ、移動局にスペースダイバーシチを
用いる従来のダイバーシチ受信方式、第３図は本発明の
特徴を最も良く表している実施例、第４図は＋45゜偏
波、−45゜偏波間と電力相関係数と送信偏波傾き角との
関係である。 A1;基地局側のアンテナ、 A2;基地局側のアンテナ、 D;基地局側のアンテナ間隔、 a1;移動局側のアンテナ、 a2;移動局側のアンテナ、 d;移動局側のアンテナ間隔。
用いる、従来のダイバーシチ受信方式、第２図は基地局
に偏波ダイバーシチ、移動局にスペースダイバーシチを
用いる従来のダイバーシチ受信方式、第３図は本発明の
特徴を最も良く表している実施例、第４図は＋45゜偏
波、−45゜偏波間と電力相関係数と送信偏波傾き角との
関係である。 A1;基地局側のアンテナ、 A2;基地局側のアンテナ、 D;基地局側のアンテナ間隔、 a1;移動局側のアンテナ、 a2;移動局側のアンテナ、 d;移動局側のアンテナ間隔。
Claims (1)
- 【請求項１】基地局で±45゜偏波ダイバーシチを使用
し、移動体側が複数のアンテナを空間的に隔てて配置す
る空間ダイバーシチを使用する通信システムのダイバー
シチアンテナにおいて、 移動体側のアンテナが偏波が地面に対し斜め45゜傾くご
とく構成されることを特徴とするダイバーシチアンテ
ナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62307644A JP2548586B2 (ja) | 1987-12-07 | 1987-12-07 | ダイバーシチアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62307644A JP2548586B2 (ja) | 1987-12-07 | 1987-12-07 | ダイバーシチアンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01149620A JPH01149620A (ja) | 1989-06-12 |
| JP2548586B2 true JP2548586B2 (ja) | 1996-10-30 |
Family
ID=17971523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62307644A Expired - Lifetime JP2548586B2 (ja) | 1987-12-07 | 1987-12-07 | ダイバーシチアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2548586B2 (ja) |
-
1987
- 1987-12-07 JP JP62307644A patent/JP2548586B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01149620A (ja) | 1989-06-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080808 Year of fee payment: 12 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080808 Year of fee payment: 12 |