JP2911916B2 - スペースダイバーシチアンテナ - Google Patents
スペースダイバーシチアンテナInfo
- Publication number
- JP2911916B2 JP2911916B2 JP1182496A JP18249689A JP2911916B2 JP 2911916 B2 JP2911916 B2 JP 2911916B2 JP 1182496 A JP1182496 A JP 1182496A JP 18249689 A JP18249689 A JP 18249689A JP 2911916 B2 JP2911916 B2 JP 2911916B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- antenna
- diversity
- antennas
- space diversity
- reception
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- Expired - Lifetime
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- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Radio Transmission System (AREA)
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のスペースダイバーシチアンテ
ナ構成において、２つのアンテナを一定の間隔を隔て同
一軸上に配置し、そのアンテナの設置位置が周辺の建
物、構造物より低く取付けられた場合の受信ダイバーシ
チ効果の改善に関するものである。
ナ構成において、２つのアンテナを一定の間隔を隔て同
一軸上に配置し、そのアンテナの設置位置が周辺の建
物、構造物より低く取付けられた場合の受信ダイバーシ
チ効果の改善に関するものである。
（従来の技術） 陸上移動通信では地形、地物からの散乱・回折により
フェージングが生じる。このフェージングによる通話品
質等の劣化を軽減する方法としてダイバーシチ受信があ
る。最大のダイバーシチ効果を得るためには、ダイバー
シチアンテナ間の受信電圧包絡線の相関係数が無相関
で、受信電圧中央値が等しい必要がある。この条件を満
足させるためには、例えば、市街地の基地局に設置され
る場合は、２つのアンテナを水平方向に10波長以上離し
て配置するスペースダイバーシチアンテナ構成がよく知
られている。しかし、水平配置のスペースダイバーシチ
は２つのアンテナを同一フロアーに設置しなければなら
ないためアンテナ搭載鉄塔の設置面積が大きくなる欠点
がある。
フェージングが生じる。このフェージングによる通話品
質等の劣化を軽減する方法としてダイバーシチ受信があ
る。最大のダイバーシチ効果を得るためには、ダイバー
シチアンテナ間の受信電圧包絡線の相関係数が無相関
で、受信電圧中央値が等しい必要がある。この条件を満
足させるためには、例えば、市街地の基地局に設置され
る場合は、２つのアンテナを水平方向に10波長以上離し
て配置するスペースダイバーシチアンテナ構成がよく知
られている。しかし、水平配置のスペースダイバーシチ
は２つのアンテナを同一フロアーに設置しなければなら
ないためアンテナ搭載鉄塔の設置面積が大きくなる欠点
がある。
２つアンテナを同一軸上に垂直設置するスペースダイ
バーシチはフロアー上の設置面積が１つのアンテナ設置
面積でよいため、見掛け上ダイバーシチアンテナ設置面
積が低減されたことにより、自動車電話のセクター化
（無線ゾーンを扇形にする）された無線基地局では、多
くアンテナを設置する場合には有効なダイバーシチアン
テナ構成法となる。
バーシチはフロアー上の設置面積が１つのアンテナ設置
面積でよいため、見掛け上ダイバーシチアンテナ設置面
積が低減されたことにより、自動車電話のセクター化
（無線ゾーンを扇形にする）された無線基地局では、多
くアンテナを設置する場合には有効なダイバーシチアン
テナ構成法となる。
一般に、垂直設置のスペースダイバーシチはアンテナ
設置高が周辺の建物より十分高ければ、上下段アンテナ
の受信電圧中央値に差は生ぜず、ダイバーシチ効果は相
関係数により決定される。従って、所要の、相関係数を
得るために上下段のアンテナ間隔を決定し、ダイバーシ
チ効果を得ることになる。このときのダイバーシチアン
テナは同じ特性（指向性利得）を有するアンテナが用い
られてきた。
設置高が周辺の建物より十分高ければ、上下段アンテナ
の受信電圧中央値に差は生ぜず、ダイバーシチ効果は相
関係数により決定される。従って、所要の、相関係数を
得るために上下段のアンテナ間隔を決定し、ダイバーシ
チ効果を得ることになる。このときのダイバーシチアン
テナは同じ特性（指向性利得）を有するアンテナが用い
られてきた。
しかし、アンテナ設置高が周辺の建物より低くなると
垂直設置スペースダイバーシチは効果が減じることを以
下に説明する。
垂直設置スペースダイバーシチは効果が減じることを以
下に説明する。
垂直アンテナ設置のスペースダイバーシチ効果を推定
するために必要な相関係数は理論的に求めることができ
る。計算式は電子通信情報学会春季全国大会（1989）Ｂ
-37（題名；基地局アンテナの垂直配置時スペースダイ
バーシチ効果）に掲載されており、アンテナに到来する
電波の分布幅及び方向とアンテナ指向性、アンテナ設置
間隔を決定することにより求まる。
するために必要な相関係数は理論的に求めることができ
る。計算式は電子通信情報学会春季全国大会（1989）Ｂ
-37（題名；基地局アンテナの垂直配置時スペースダイ
バーシチ効果）に掲載されており、アンテナに到来する
電波の分布幅及び方向とアンテナ指向性、アンテナ設置
間隔を決定することにより求まる。
第３図は到来波分布の方向を水平方向、すなわちθ＝
０°方向とし、到来波の分布Ｐ（θ）はガウス分布と仮
定したときの標準偏差を1.2°とし、アンテナ間隔に対
する相関係数を求めたものである。アンテナ間隔Ｈが15
波長以上になると相関係数は無相関となることがわか
る。なお、到来波分布の標準偏差を1.2°としている
が、市街地において、アンテナ設置高が約15mのときに
相当すると推定している。
０°方向とし、到来波の分布Ｐ（θ）はガウス分布と仮
定したときの標準偏差を1.2°とし、アンテナ間隔に対
する相関係数を求めたものである。アンテナ間隔Ｈが15
波長以上になると相関係数は無相関となることがわか
る。なお、到来波分布の標準偏差を1.2°としている
が、市街地において、アンテナ設置高が約15mのときに
相当すると推定している。
第４図は市街地において、アンテナ設置高が15mの場
合の、上段アンテナの受信電圧中央値を基準にして、下
段アンテナとの受信電圧中央値の差の測定結果である。
第３図から、無相関となるアンテナ間隔は15波長以上で
あるから、下段アンテナの受信電圧中央値は4.5dB低く
なる。
合の、上段アンテナの受信電圧中央値を基準にして、下
段アンテナとの受信電圧中央値の差の測定結果である。
第３図から、無相関となるアンテナ間隔は15波長以上で
あるから、下段アンテナの受信電圧中央値は4.5dB低く
なる。
アンテナ間の受信電圧中央値が異なるとダイバーシチ
効果が減じる。一般に、有相関で不等利得のダイバーシ
チ効果Ｇは次式で近似的に与えられる。
効果が減じる。一般に、有相関で不等利得のダイバーシ
チ効果Ｇは次式で近似的に与えられる。
Ｇ＝Ｅ1・Ｅ2（１−ρ） （１） ここで、Ｅ1は上段アンテナの受信電圧中央値の基準地
で通常は１とする。Ｅ2はＥ1を基準とする下段アンテナ
の受信電圧中央値の相対値、ρは測定された相関係数で
ある。最大のダイバーシチ効果はＥ1＝Ｅ2＝１（真値）
でρ＝０となる。ここで、選択切替ダイバーシチを行う
と累積確率分布の１％値で単一受信した場合に比べ、ダ
イバーシチ効果による等価的ダイバーシチ利得は約10dB
となる。
で通常は１とする。Ｅ2はＥ1を基準とする下段アンテナ
の受信電圧中央値の相対値、ρは測定された相関係数で
ある。最大のダイバーシチ効果はＥ1＝Ｅ2＝１（真値）
でρ＝０となる。ここで、選択切替ダイバーシチを行う
と累積確率分布の１％値で単一受信した場合に比べ、ダ
イバーシチ効果による等価的ダイバーシチ利得は約10dB
となる。
第４図から得られた測定結果Ｅ2＝0.35（−4.5dB）を
（１）式に代入し、計算する。ただし、Ｅ1＝１、ρ＝
０である。この結果から、等価的ダイバーシチ利得は5.
5dBに減じる。
（１）式に代入し、計算する。ただし、Ｅ1＝１、ρ＝
０である。この結果から、等価的ダイバーシチ利得は5.
5dBに減じる。
（発明が解決しようとする課題） 垂直設置のスペースダイバーシチにおいて、アンテナ
設置位置が周辺の建物と同程度またはそれ以下の場合
に、下段アンテナの受信電圧中央値が低くなり、受信電
圧中央値の差が生じ、不等利得ダイバーシチとなり、ダ
イバーシチ効果が減じる問題点があった。
設置位置が周辺の建物と同程度またはそれ以下の場合
に、下段アンテナの受信電圧中央値が低くなり、受信電
圧中央値の差が生じ、不等利得ダイバーシチとなり、ダ
イバーシチ効果が減じる問題点があった。
本発明はこのような問題点に鑑み、ダイバーシチ効果
が減じないスペースダイバーシチアンテナを提供するこ
とを目的としている。
が減じないスペースダイバーシチアンテナを提供するこ
とを目的としている。
（課題を解決するための手段） 本発明によれば、互いに垂直に設置された上段アンテ
ナ及び下段アンテナを備えており、上段アンテナ及び下
段アンテナの受信出力をダイバーシチ受信するスペース
ダイバーシチアンテナにおいて、下段アンテナは、上段
アンテナより利得の大きい構成を有しているスペースダ
イバーシチアンテナが提供される。
ナ及び下段アンテナを備えており、上段アンテナ及び下
段アンテナの受信出力をダイバーシチ受信するスペース
ダイバーシチアンテナにおいて、下段アンテナは、上段
アンテナより利得の大きい構成を有しているスペースダ
イバーシチアンテナが提供される。
（作用） 上述の構成により、各アンテナの受信電圧中央値は相
互に等しくなり、従って、ダイバーシチ効果が最大とな
る。また送信アンテナの場合には、上記構成により各ア
ンテナのサービスエリアが等しくなり、ダイバーシチ効
果が最大となる。
互に等しくなり、従って、ダイバーシチ効果が最大とな
る。また送信アンテナの場合には、上記構成により各ア
ンテナのサービスエリアが等しくなり、ダイバーシチ効
果が最大となる。
（実施例） 第１図は本発明の実施例を示す図で、図において11,1
2はダイバーシチアンテナで、アンテナ間隔Ｈだけ離さ
れて垂直に配置されている。21,22は送受信分波器、31,
32は送信機、41,42は受信機、５はダイバーシチ切替装
置、６はダイバーシチ受信出力端子、91,92はアンテナ
給電端子である。
2はダイバーシチアンテナで、アンテナ間隔Ｈだけ離さ
れて垂直に配置されている。21,22は送受信分波器、31,
32は送信機、41,42は受信機、５はダイバーシチ切替装
置、６はダイバーシチ受信出力端子、91,92はアンテナ
給電端子である。
アンテナ11,12で受信された受信波は21,22を介して受
信機41,42に入力される。２つの受信機に入力された受
信波は切替装置５により、より高い受信波が入力した受
信機に切替え、出力端子６にダイバーシチ受信出力を得
る。また、送信波は送信機31,32より出力され、21,22を
介してそれぞれアンテナ11,12により空間に放射され
る。
信機41,42に入力される。２つの受信機に入力された受
信波は切替装置５により、より高い受信波が入力した受
信機に切替え、出力端子６にダイバーシチ受信出力を得
る。また、送信波は送信機31,32より出力され、21,22を
介してそれぞれアンテナ11,12により空間に放射され
る。
このとき市街地において、アンテナ11,12のアンテナ
指向性利得が同じで、アンテナ間隔Ｈが15波長、アンテ
ナ設置高が15mであれば、不等利得ダイバーシチとなり
ダイバーシチ効果が減じる。また、送信波はそれぞれア
ンテナ11,12から放射され、下段アンテナから放射され
た送信波は上段アンテナから放射された送信波に比べ到
達距離が短くなり同一の無線ゾーンが形成できなくな
る。
指向性利得が同じで、アンテナ間隔Ｈが15波長、アンテ
ナ設置高が15mであれば、不等利得ダイバーシチとなり
ダイバーシチ効果が減じる。また、送信波はそれぞれア
ンテナ11,12から放射され、下段アンテナから放射され
た送信波は上段アンテナから放射された送信波に比べ到
達距離が短くなり同一の無線ゾーンが形成できなくな
る。
すなわち、等利得のアンテナを11,12に用いた場合、
ダイバーシチ効果が減じると共に、送信波にもレベル差
が生じ、例えば、１つの無線局で沢山の電波を使用する
自動車電話で用いると、送信されたアンテナにより、サ
ービスエリアが異なることになる。
ダイバーシチ効果が減じると共に、送信波にもレベル差
が生じ、例えば、１つの無線局で沢山の電波を使用する
自動車電話で用いると、送信されたアンテナにより、サ
ービスエリアが異なることになる。
第２図は本発明のアンテナ構成例を示した図で、71,7
2は反射板、８はダイポールアンテナで、反射板71,72の
前面に同一軸上に複数配置され同位相、同振幅で励振さ
れている。ここで、水平面内におけるサービスエリアは
同じである。
2は反射板、８はダイポールアンテナで、反射板71,72の
前面に同一軸上に複数配置され同位相、同振幅で励振さ
れている。ここで、水平面内におけるサービスエリアは
同じである。
同一軸上に複数のアンテナ配置された場合のアンテナ
指向性利得Ｄは近次的に次式で与えられる。
指向性利得Ｄは近次的に次式で与えられる。
Ｄ＝10log（1.22Nd） （２） ここで、Ｎはアンテナ素子数、ｄはアンテナ素子間隔で
ある。
ある。
例えば、ｄは１波長で上段アンテナ11の素子数を２、
下段アンテナ12の素子数を４とすると、下段のアンテナ
12のアンテナ利得は3dB高くなる。また、前述した4.5dB
の差を補償しようとすれば、上段アンテナの素子数を２
とした場合に比べ、下段アンテナの素子数は６素子とす
れば4.8dB高くなる。
下段アンテナ12の素子数を４とすると、下段のアンテナ
12のアンテナ利得は3dB高くなる。また、前述した4.5dB
の差を補償しようとすれば、上段アンテナの素子数を２
とした場合に比べ、下段アンテナの素子数は６素子とす
れば4.8dB高くなる。
（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ア
ンテナ間の受信電圧中央値に差がなくなり最大のダイバ
ーシチ効果を得ると共に、送信波の到達距離も一致し、
同一のサービスエリアが形成される利点がある。
ンテナ間の受信電圧中央値に差がなくなり最大のダイバ
ーシチ効果を得ると共に、送信波の到達距離も一致し、
同一のサービスエリアが形成される利点がある。
第１図は本発明による無線基地局の構成例を示す図、 第２図は本発明によるダイバーシチアンテナ構成例を示
す図、 第３図はアンテナ間隔に対する相関係数の計算値を示す
図、 第４図はアンテナ間隔に対するアンテナ間の受信電圧中
央値差を示す図である。 11;上段アンテナ、12;下段アンテナ、21,22;送受信分波
器、31,32;送信機、41,42;受信機、5;ダイバーシチ切替
装置、6;ダイバーシチ受信出力端子、71,72;反射板、8;
ダイポールアンテナ、91;上段アンテナの給電端子、92;
下段アンテナの給電端子。
す図、 第３図はアンテナ間隔に対する相関係数の計算値を示す
図、 第４図はアンテナ間隔に対するアンテナ間の受信電圧中
央値差を示す図である。 11;上段アンテナ、12;下段アンテナ、21,22;送受信分波
器、31,32;送信機、41,42;受信機、5;ダイバーシチ切替
装置、6;ダイバーシチ受信出力端子、71,72;反射板、8;
ダイポールアンテナ、91;上段アンテナの給電端子、92;
下段アンテナの給電端子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭59−104646（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−178611（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01Q 3/00 - 3/46 H01Q 21/00 - 21/30 H01Q 23/00 H01Q 25/00 - 25/04 H04B 7/00 H04B 7/02 - 7/12 H04L 1/02 - 1/04
Claims (1)
- 【請求項１】互いに垂直に設置された上段アンテナ及び
下段アンテナを備えており、該上段アンテナ及び下段ア
ンテナの受信出力をダイバーシチ受信するスペースダイ
バーシチアンテナにおいて、 前記下段アンテナは、前記上段アンテナより利得の大き
い構成を有していることを特徴とするスペースダイバー
シチアンテナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1182496A JP2911916B2 (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | スペースダイバーシチアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1182496A JP2911916B2 (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | スペースダイバーシチアンテナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0348532A JPH0348532A (ja) | 1991-03-01 |
| JP2911916B2 true JP2911916B2 (ja) | 1999-06-28 |
Family
ID=16119309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1182496A Expired - Lifetime JP2911916B2 (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | スペースダイバーシチアンテナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2911916B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5210826B2 (ja) | 2008-11-26 | 2013-06-12 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用動力伝達装置 |
| JP7315829B2 (ja) * | 2019-07-18 | 2023-07-27 | 株式会社バッファロー | 無線ｌａｎアクセスポイント |
-
1989
- 1989-07-17 JP JP1182496A patent/JP2911916B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0348532A (ja) | 1991-03-01 |
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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: 20090409 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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|
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|
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