JP2604093B2 - アレイアンテナ指向性適応送受信装置 - Google Patents

アレイアンテナ指向性適応送受信装置

Info

Publication number
JP2604093B2
JP2604093B2 JP4267309A JP26730992A JP2604093B2 JP 2604093 B2 JP2604093 B2 JP 2604093B2 JP 4267309 A JP4267309 A JP 4267309A JP 26730992 A JP26730992 A JP 26730992A JP 2604093 B2 JP2604093 B2 JP 2604093B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
antenna
output
phase delay
adder
phase
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP4267309A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06120720A (ja
Inventor
相 高木
Original Assignee
株式会社小電力高速通信研究所
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 株式会社小電力高速通信研究所 filed Critical 株式会社小電力高速通信研究所
Priority to JP4267309A priority Critical patent/JP2604093B2/ja
Publication of JPH06120720A publication Critical patent/JPH06120720A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2604093B2 publication Critical patent/JP2604093B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、送受信機間の位置関
係が変化する例えば移動体通信施設の無線通信におい
て、常に最大電力が受信出来るようなアンテナ指向性制
御を有するアレイアンテナ指向性適応送受信装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、アレイアンテナの指向性制御は、
個々のアンテナ素子の端子に加わる入力高周波電圧(送
信の場合)、あるいは個々のアンテナ素子の端子に生ず
る高周波電圧(受信の場合)の位相を全てのアンテナ素
子について何等かの位相調整制御回路方式によって制御
し、各アンテナ素子の出力を合成することによって行う
ことが出来ることが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の手法を
実現するためには、高周波における位相を可変出来る精
密なる位相調整制御回路構成の困難性を克服しなければ
ならず、十分に実用に供されているとはいえない。
【0004】本発明は、上記の困難性を簡単に克服し、
容易に指向性を、例えば受信の場合、最大感度方向(最
も強い電波の到来方向)に位相を可変する精密で複雑な
位相調整制御回路を使用しないで切り替えることを可能
とし、アレイアンテナの指向性を適応的に常に最大感度
方向に向けて送受信を可能とするアレイアンテナ指向性
適応送受信装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、アレイアンテナ指向性適応受信装置におい
て、アレイアンテナの複数のアンテナ素子の出力を分岐
し、それぞれ分岐されたアンテナ出力を位相遅延回路に
通し、それぞれの位相遅延回路の出力を所定数づつ複数
の加算器に加えて加算合成し、それぞれの加算器のう
ち、加算合成出力が最大となる加算器を選択し、その出
力を受信器に供給することを特徴とし、また、上記アレ
イアンテナ指向性適応受信装置において、各位相遅延回
路による位相遅延量を、全てランダムに異なるようにす
ることを特徴とし、
【0006】また、上記アレイアンテナ指向性適応受信
装置において、それぞれのアンテナ素子について、その
一つのアンテナ素子から分岐した位相遅延回路による位
相遅延量は等しく、それぞれ異なるアンテナ素子につい
ては位相遅延量が互いにランダムに異なることを特徴と
し、
【0007】また、アレイアンテナ指向性適応送信装置
において、アンテナの相反性により、上記アレイアンテ
ナ指向性適応受信装置の内容で選択した加算器を特定記
憶し、この特定記憶した加算器に送信信号源を接続し、
それぞれのアンテナ素子を送信用アンテナとして使用
し、受信感度が最大となる方向に放射指向性を特定して
送信することを特徴とし、また、上記アレイアンテナ指
向性適応送信装置において、各位相遅延回路による位相
遅延量を、全てランダムに異なるようにすることを特徴
とし、
【0008】また、上記アレイアンテナ指向性適応送信
装置において、それぞれのアンテナ素子について、その
一つのアンテナ素子から分岐した位相遅延回路による位
相遅延量は等しく、それぞれ異なるアンテナ素子につい
ては位相遅延量が互いにランダムに異なることを特徴と
したものである。
【0009】
【作用】本発明の作用を説明する。説明は、アンテナに
よる送信と受信は相反であることから、理解が容易な受
信用アレイアンテナ装置の場合について行う。
【0010】例を自動車などの移動体通信における車載
用装置の場合をとりあげる。この場合受信電波の最大方
向は常に変化し、反射波と直接波の干渉(フェージン
グ)が大きな問題となる。このとき、従来技術では空間
ダイバーシチ方式により、異なる位置に設置した複数の
アンテナを用いその受信波の最大値を検出して、速やか
にアンテナを切り換える方式が採られている。
【0011】本発明によれば、この従来技術に加えて使
用される複数のアンテナを一つのアレイアンテナとし
て、各アンテナの出力を複数の位相遅延回路網と複数の
加算器を用いて合成し、常に最大感度を得るようにした
ものである。
【0012】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。図1は、本発明の原理構成を示したものであ
る。
【0013】図1において、11 ,12 ,13 ,〜1N
はそれぞれアンテナ素子である。ここではアンテナ素子
数をNとしている。これらのアンテナ素子11 ,12
3,〜1N は空間的に定められた位置にある必要はな
い。
【0014】2は位相遅延回路網、1つのアンテナ素子
からの分岐数をMとして、 31 ,32 ,33 ,〜3M
は位相遅延回路網2中のそれぞれの位相遅延回路の出力
線、41 ,42 ,43 〜4M は出力線31 ,32
3 ,〜3M の出力となる切り換えスイッチの固定端子
を構成するそれぞれの位相遅延回路の出力端子、40
受信器5に接続される切り換えスイッチの可動端子を示
す。ここでは切り換えスイッチとして、回転スイッチの
形でその切り換えの概念を示しているが、実用的には電
子スイッチを用いることが可能である。30 は、図2で
説明する切り換えスイッチ制御線で、6は切り換えスイ
ッチの可動端子40 を動かす制御装置である。
【0015】図1の機能は、N個のアンテナ素子11
2 ,13 ,〜1N からの出力は位相遅延回路網2によ
って31 ,32 ,33 ,〜3M なる出力線によって切り
換えスイッチの固定端子を構成するそれぞれの位相遅延
回路の出力端子41 ,42 ,43 〜4M に接続される。
【0016】このとき位相遅延回路網2の中でN個のア
ンテナの出力は複数本に分岐される。ここで、それぞれ
のアンテナ素子11 ,12 ,13 ,〜1N からの分岐の
数は等しい必要はないが、説明の都合上、これらは等し
くM本に分岐されるものとして以下の説明を行なう。
【0017】図2は、図1のアンテナ素子数Nを4、位
相遅延回路網2の出力数Mを3としたときの図である。
即ち、それぞれアンテナ素子11 ,12 ,13 ,〜1N
の出力端110,120,130,140はアンテナ出力の分配
器210,220,230,240などを介してN×M個の位相
遅延回路、例えば位相遅延線211,212,213,221
22,223,231,232,233,241,242,243によ
って位相遅延され、これをM個の加算器71 ,72 ,7
3 に加えたものとなる。
【0018】ある方向からの到来電波はそれぞれM個の
出力線31 ,32 ,33 ,〜3M に出力を生ぜしめる
が、その出力レベルには差が生じ、ある到来方向の電波
に対して、ある加算器の出力が最大となるものが生じ
る。
【0019】M個の加算器出力のうちいずれの出力が最
も大きいかを最大値検出装置8で検出し、その情報を得
ることによって切り換えスイッチの可動端子40 の制御
装置6に導き、可動端子40 を出力線31 ,32
3 ,〜3M のうち最大出力値を有する出力端子41
2 ,43 〜4M のうちのいずれかに接続する。次に、
位相遅延回路網2の内部を具体的に説明する。ここでは
位相遅延回路網2として実現可能な位相遅延線 211
12,213〜241,242,243を用いる場合について説
明する。
【0020】アンテナ素子11 ,12 ,13 ,14 の出
力端110,120,130,140は、分配器210,220,2
30,240から、それぞれこの場合3本(M=3)の位相
遅延線211,212,213〜241,242,243が出てい
る。
【0021】これらの位相遅延線211,212,213〜2
41,242,243は、位相の遅延用で長さが異なるものと
してあるが、いずれかのアンテナ素子 11 ,12 ,1
3 ,14 を基準とすることから、例えばアンテナ11
基準とすれば、 211,212,213は等しい長さとして
一般性を失うことはない。81 ,82 ,83 はそれぞれ
の加算器71 ,72 ,73 の出力の最大値検出装置8へ
の入力線である。加算器71 ,72 ,73 の出力は、今
各アンテナ素子11 ,12 ,13 および14 の出力がそ
れぞれ アンテナ素子11 の出力 A1 cos ωt …(1) アンテナ素子12 の出力 A2 cos (ωt+θ2 ) …(2) アンテナ素子13 の出力 A3 cos (ωt+θ3 ) …(3) アンテナ素子14 の出力 A4 cos (ωt+θ4 ) …(4) であるとする。ここでA1 ,…A4 はそれぞれ受信振
幅、θ2 ,…,θ4 はそれぞれアンテナ素子11 の受信
波(1)式からの位相差とする。
【0022】今、アンテナ素子11 の出力端110の分配
器210からの3本の位相遅延線211,212,213が、他
の分配器からの位相遅延線の長さより大きく取ってある
ものとすると、各アンテナ素子の出力端120,130,1
40の分配器220,230,240からのそれぞれの3本の位
相遅延線221,222,223,231,232,233,241
42,243の長さを位相遅延線211,212,213の長さ
(位相遅延線211,212,213の長さは等しく取ってあ
る)より小さく取り、加算器71 ,72 ,73のいずれ
かで同相に近くなる場合には、加算器71 ,72 ,73
のそれぞれの出力線31 ,32 ,33 には出力レベルに
差が生じ、最も同相に近くなる加算器の出力が最大とな
る。
【0023】これを最大値検出装置8によって検出し、
切り換えスイッチの可動端子40 を可動端子制御装置6
によって駆動することにより、可動端子40 を最大出力
となる端子(位相遅延回路の出力端子41 ,42 〜4M
のいずれか)に接続することによって最大感度を得る。
ここで最大値検出回路8の機能は、例えばマイクロコン
ピュータなどにより相互の大きさの比較によって達成す
ることが可能である。これを式によって示すと次のよう
になる。各アンテナ素子11 ,12 ,13 ,14 の出力
の値(1)式、(2)式、〜(4)式は、ある一つの加
算器入力端では、それぞれ A1 cos (ωt+φ1 ) …(1)′ A2 cos (ωt+θ2 +φ2 ) …(2)′ A3 cos (ωt+θ3 +φ3 ) …(3)′ A4 cos (ωt+θ4 +φ4 ) …(4)′
【0024】と書ける。ここでは分配器210〜240、位
相遅延線211〜243等で減衰がないものとして式の展開
を示している。実用的には、分配器にこれら減衰を補償
する増幅機能をもたせることが可能である。
【0025】φ1 は位相遅延線211,212,213(長さ
は等しい)による位相遅れである。φ2 ,φ3 ,φ4
それぞれの位相遅延線211,〜231,〜241〜での位相
遅れの一つづつを示す。 ここで、θ2 +φ2 =φ1 …(5) θ3 +φ3 =φ1 …(6) θ4 +φ4 =φ1 …(7) のごとくなったとすれば、ここに該当する加算器の出力
は最大となる。
【0026】以上のように、あらかじめ線路長を定め
て、位相遅延回路網を作り、それぞれのアンテナ素子の
出力を分岐して、複数の加算器(遅延合成器)によって
加算合成し、それぞれの加算器出力のうち最大値を示す
端子を選択することによって受信感度を高めることが出
来る。なお、アンテナの相反性により、これを逆に使用
することにより、受信感度が最大となる方向に放射指向
性をもった送信アンテナとして適用出来る。このとき、
図1で30 は受信時の最大位置を記憶しておき、受信器
5の代わりに送信信号源をおく。
【0027】また、最大値検出装置8の機能をとめ、切
り換えスイッチの可動端子 40 を適当に切り換えて位
相遅延回路網2の回路を通してアンテナ素子 11 ,1
2 〜1N を励振すれば、位相遅延回路網2で定まった位
相関係で各アンテナ素子11,12 〜1N が励振される
こととなり、その位相関係で定まる方向に指向性を有す
る電波が放射されることとなる。
【0028】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、あら
かじめ線路長を定めて、位相遅延回路網を作り、それぞ
れのアンテナ素子の出力を分岐して、複数の加算器(遅
延合成器)によって加算合成し、それぞれの加算器出力
のうち最大値を示す端子を選択することによって受信感
度を高めることが出来る。また、アンテナの相反性によ
り、これを逆に使用することにより、受信感度が最大と
なる方向に放射指向性をもった送信アンテナとして適用
出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成説明図である。
【図2】図1の位相遅延回路網をアンテナ素子数Nを
4、位相遅延回路出力数Mを3とした例を示す構成説明
図である。
【符号の説明】
1 ,12 ,13 ,〜1N …それぞれアンテナ素子、2
…位相遅延回路網、30 …切り換えスイッチ制御線、3
1 ,32 ,33 〜3M …それぞれの位相遅延回路の出力
線、40 …受信器に接続される切り換えスイッチの可動
端子、41 ,42 ,43 〜4M …それぞれの位相遅延回
路の出力端子、5…受信器、6…切り換えスイッチの可
動端子の制御装置、110,120,130,140…アンテナ
素子の出力端、210,220,230,240…アンテナ出力
の分配器、211,212,213…分配器210からの位相遅
延線、221,222,223…分配器220からの位相遅延
線、231,232,233…分配器230からの位相遅延線、
41,242,243…分配器240からの位相遅延線、
1 ,72 ,73 …加算器、8…最大値検出装置、
1 ,82 ,83 …最大値検出装置への入力(加算器出
力)線。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アレイアンテナの複数のアンテナ素子の
    出力を分岐し、それぞれ分岐されたアンテナ出力を位相
    遅延量を全てランダムに異なるようにした位相遅延回路
    に通し、それぞれの位相遅延回路の出力を所定数づつ複
    数の加算器に加えて加算合成し、それぞれの加算器のう
    ち、加算合成出力が最大となる加算器を選択し、その出
    力を受信器に供給することを特徴とするアレイアンテナ
    指向性適応受信装置。
  2. 【請求項2】 アレイアンテナの複数のアンテナ素子の
    出力を分岐し、それぞれ分岐されたアンテナ出力を位相
    遅延回路に通し、それぞれの位相遅延回路の出力を所定
    数づつ複数の加算器に加えて加算合成し、それぞれの加
    算器のうち、加算合成出力が最大となる加算器を選択
    し、その出力を受信器に供給するアレイアンテナ指向性
    適応受信装置において、それぞれのアンテナ素子につい
    て、その一つのアンテナ素子から分岐した位相遅延回路
    による位相遅延量は等しく、それぞれ異なるアンテナ素
    子については位相遅延量が互いにランダムに異なること
    を特徴とするアレイアンテナ指向性適応受信装置。
  3. 【請求項3】 アレイアンテナの複数のアンテナ素子の
    出力を分岐し、それぞれ分岐されたアンテナ出力を位相
    遅延量を全てランダムに異なるようにした位相遅延回路
    に通し、それぞれの位相遅延回路の出力を所定数づつ複
    数の加算器に加えて加算合成し、それぞれの加算器のう
    ち、加算合成出力が最大となる加算器を選択し、この選
    択した加算器を特定記憶し、この特定記憶した加算器に
    送信信号源を接続し、それぞれのアンテナ素子を送信用
    アンテナとして使用し、受信感度が最大となる方向に放
    射指向性を特定して送信することを特徴とするアレイア
    ンテナ指向性適応送信装置。
  4. 【請求項4】 アレイアンテナの複数のアンテナ素子の
    出力を分岐し、それぞれ分岐されたアンテナ出力を位相
    遅延回路に通し、それぞれの位相遅延回路の出力を所定
    数づつ複数の加算器に加えて加算合成し、それぞれの加
    算器のうち、加算合成出力が最大となる加算器を選択
    し、この選択した加算器を特定記憶し、この特定記憶し
    た加算器に送信信号源を接続し、それぞれのアンテナ素
    子を送信用アンテナとして使用し、受信感度が最大とな
    る方向に放射指向性を特定して送 信するアレイアンテナ
    指向性適応送信装置において、それぞれのアンテナ素子
    について、その一つのアンテナ素子から分岐した位相遅
    延回路による位相遅延量は等しく、それぞれ異なるアン
    テナ素子については位相遅延量が互いにランダムに異な
    ることを特徴とするアレイアンテナ指向性適応送信装
    置。
JP4267309A 1992-10-06 1992-10-06 アレイアンテナ指向性適応送受信装置 Expired - Lifetime JP2604093B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4267309A JP2604093B2 (ja) 1992-10-06 1992-10-06 アレイアンテナ指向性適応送受信装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4267309A JP2604093B2 (ja) 1992-10-06 1992-10-06 アレイアンテナ指向性適応送受信装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06120720A JPH06120720A (ja) 1994-04-28
JP2604093B2 true JP2604093B2 (ja) 1997-04-23

Family

ID=17443040

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4267309A Expired - Lifetime JP2604093B2 (ja) 1992-10-06 1992-10-06 アレイアンテナ指向性適応送受信装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2604093B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1233547A4 (en) * 2000-08-30 2006-10-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd DATA TRANSMISSION DEVICE, RADIO COMMUNICATIONS SYSTEM AND TECHNIQUE

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50120545A (ja) * 1974-03-06 1975-09-20
JPH0776786B2 (ja) * 1986-05-23 1995-08-16 日本電気株式会社 空中線動作監視装置
FR2649544B1 (fr) * 1989-07-04 1991-11-29 Thomson Csf Systeme d'antenne a faisceaux multiples a modules actifs et formation de faisceaux par le calcul numerique

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06120720A (ja) 1994-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11601183B2 (en) Spatial redistributors and methods of redistributing mm-wave signals
JP4067456B2 (ja) レーダ装置及びその信号処理制御方法
US5894598A (en) Radio communication system using portable mobile terminal
KR101110510B1 (ko) 빔 형성 및 편파 다이버시티를 위한 무선 송신기, 송수신기 및 방법
US6992622B1 (en) Wireless communication method and antenna system for determining direction of arrival information to form a three-dimensional beam used by a transceiver
US7929922B2 (en) Radio communication system, a transmitter and a receiver
US7697958B2 (en) Wireless repeater
RU2155460C2 (ru) Антенна с широким лепестком диаграммы направленности
JPH01212035A (ja) 電磁界ダイバ−シチ受信方式
JPH10336087A (ja) 最大比合成送信ダイバーシティ装置
JP2000155171A (ja) ホログラフィックレ―ダ
JPH08321799A (ja) 無線通信装置及び通信システム
EP1657831A1 (en) Antenna and receiver apparatus using the same
JP3108643B2 (ja) アンテナ切り替え制御方式
JP2005136492A (ja) アンテナ装置及びその制御方法
JP2604093B2 (ja) アレイアンテナ指向性適応送受信装置
Shattil et al. Array control systems for multicarrier protocols using a frequency-shifted feedback cavity
KR100777563B1 (ko) 빔조향 및 전파도래각 추정을 위한 기지국의 송/수신 장치
JP4509870B2 (ja) アンテナ装置
JP4272154B2 (ja) 指向性デュアル周波数アンテナ装置
JPH07143102A (ja) ダイバーシテイ通信装置
JP3545933B2 (ja) 移動通信基地局用アレーアンテナ装置及びその制御方法
JPH10163937A (ja) アンテナ切り替え制御方式
JPH0936637A (ja) フェーズドアレイアンテナ
JPS5837733B2 (ja) 無線受信装置