JP4832381B2 - アンテナ装置,アンテナ装置の制御方法 - Google Patents

アンテナ装置,アンテナ装置の制御方法 Download PDF

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Description

本発明は,複数のアンテナ装置を用いて無線通信を行うMIMO(Multiple Input / Multiple Output)方式の無線通信装置に用いられるアンテナ装置及びその制御方法に関するものである。
一般に,IEEE802.11a規格やIEEE802.11g規格などに準拠した方式で無線通信を行う無線通信装置が普及している。例えば,無線通信装置は,携帯電話機やPDA,無線LANシステムなどが該当する。
近年,無線通信で扱われるデータ量の増加に伴い,さらに高速の通信速度を実現するための研究や開発が進められている。なかでも注目されているのは,複数のアンテナによる複数の伝搬チャネル(信号伝送ライン)を通じて並列に無線通信を行うMIMO(Multiple Input / Multiple Output)通信である。
MIMO通信は,例えばIEEE802.11n規格のように複数の伝搬チャネル各々において同時に通信を行うものである。このように,伝搬チャネルを多重化することにより高速の通信を行うことができる。具体的に,それぞれ最大54Mbpsの通信を,2つのアンテナによる2つの独立した伝搬チャネルで多重化して行えば,最大で108Mbps程度の高速通信を実現することができる。また,3つのアンテナを用いて3つの伝搬チャネルで多重化すれば,最大で162Mbps程度の高速通信を実現することができる。即ち,理論的には,アンテナの数に対応して通信速度を線形的に増大させることができる。
但し,実際には,アンテナ特性や電波伝搬環境によって生じる伝搬チャネル各々の相関特性が,MIMO通信で実現される通信速度に大きな影響を及ぼすことになる。そこで,2つのアンテナを直交させることで,そのアンテナ間の相関を減ずる方法が知られている(例えば,特許文献1参照)。
また,特許文献2には,複数のアンテナの給電端子にそれぞれ所定の位相差をもって給電することにより,アンテナそれぞれの電波の偏波状態を制御する無線通信装置が示されている。この構成では,アンテナ各々の特性を制御することで該アンテナ間の相関を減ずることができる。
特開2005−184564号公報 特開2006−33306号公報
しかしながら,特許文献2のように上記アンテナの偏波状態を制御するだけでは,十分にアンテナ間の相関を低減させることができない場合がある。そこで,指向範囲が扁平形状であるアンテナを用い,その指向範囲の長手方向の向きによって伝搬チャネルの特性に差をつけることで,アンテナ間の相関をより低減させることが考えられる。しかし,通常のアンテナでは,偏波状態及び指向範囲の向きは固定的な関係にある。
例えば,図6(a)に示すように,垂直偏波(矢印R101)で,指向範囲が垂直方向を長手方向とする扁平形状(A101)であるアンテナ101を考える。このアンテナ101を90°回転させると,図6(b)に示すように,伝搬チャネルの特性は,水平偏波(矢印R102)で,指向範囲が水平方向を長手方向とする扁平形状(A102)となる。即ち,上記アンテナ101では,偏波状態及び指向範囲の向きの両方が同様に変化することになる。そのため,偏波状態及び指向範囲の向きを独立して調整することができないという問題がある。
従って,本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり,その目的とするところは,MIMO方式の無線通信装置に用いられるアンテナ装置であって,偏波状態及び指向範囲の向きを独立して調整することのできるアンテナ装置及びその制御方法を提供することにある。
上記目的を達成するために本発明は,複数のアンテナ装置を用いて無線通信を行うMIMO方式の無線通信装置に用いられるアンテナ装置であり,電波の指向方向に対して垂直な平面内における指向範囲が楕円形状であって,該楕円形状の長手方向の向き及び偏波方向の組み合わせが異なる複数のアンテナ素子と,所定の給電手段からの給電先を上記複数のアンテナ素子のいずれか一つ又は複数に選択的に切り換える給電先切換手段とを備えてなり,上記複数のアンテナ素子が,上記指向範囲の長手方向の向きが異なるアンテナ素子を含んでなることを特徴として構成される。
具体的に,上記複数のアンテナ素子は,下記の(1)〜(4)のアンテナ素子を含むことが考えられる。
(1)指向範囲が所定方向を長手方向とする楕円形状であって,偏波方向が上記所定方向である第1のアンテナ素子。
(2)指向範囲が上記所定方向と垂直な方向を長手方向とする楕円形状であって,偏波方向が上記所定方向である第2のアンテナ素子。
(3)指向範囲が上記所定方向を長手方向とする楕円形状であって,偏波方向が上記所定方向と垂直な方向である第3のアンテナ素子。
(4)指向範囲が上記所定方向と垂直な方向を長手方向とする楕円形状であって,偏波方向が上記所定方向と垂直な方向である第4のアンテナ素子。
このように構成された本発明に係るアンテナ装置では,上記給電先切換手段によって上記複数のアンテナ素子のいずれか一つ又は複数を選択的に切り換えて用いることで,偏波状態及び指向範囲の向きを独立して調整することができる。したがって,偏波状態だけを調整する場合に比べて,MIMO方式の無線通信におけるアンテナ装置間の相関をより低減させることが可能となる。
さらに,上記給電先切換手段に対して上記複数のアンテナ素子のうち上記指向範囲の長手方向の向きが同じ二つのアンテナ素子に同時に給電させる同時給電制御手段と,上記同時給電制御手段により同時に給電される上記二つのアンテナ素子への給電の位相関係や分配率を調整する給電関係調整手段とを備えてなることが望ましい。これにより,上記アンテナ装置において,円偏波の旋回方向や直線偏波の偏波方向をより細かく調整することができる。
ところで,本発明は,MIMO方式で無線通信を行う無線通信装置に用いられるアンテナ装置の制御方法として捉えてもよい。このとき,上記アンテナ装置は,電波の指向方向に対して垂直な平面内における指向範囲が楕円形状であって,該楕円形状の長手方向の向き及び偏波方向の組み合わせが異なる複数のアンテナ素子を備えている。また,上記複数のアンテナ素子が,上記指向範囲の長手方向の向きが異なるアンテナ素子を含んでいる。なお,上記複数のアンテナ素子は,上記(1)〜(4)に記載された第1〜第4のアンテナ素子を含むものであることが考えられる。
そして,本発明に係るアンテナ装置の制御方法は,所定の給電手段からの給電先を上記複数のアンテナ素子のいずれか一つ又は複数に選択的に切り換えることを特徴としている。
このようなアンテナ装置の制御方法によれば,偏波状態及び指向範囲の向きを独立して調整することができる。したがって,偏波状態だけを調整する場合に比べて,MIMO方式の無線通信におけるアンテナ装置間の相関をより低減させることが可能となる。
また,上記複数のアンテナ素子のうち上記指向範囲の長手方向の向きが同じ二つのアンテナ素子に同時に給電し,その二つのアンテナ素子への給電の位相関係や分配率を調整すれば,円偏波の旋回方向や直線偏波の偏波方向をより細かく調整することができる。
本発明によれば,上記複数のアンテナ素子のいずれか一又は複数を選択的に切り換えて用いることで,偏波状態及び指向範囲の向きを独立して調整することができる。したがって,偏波状態だけを調整する場合に比べて,MIMO方式の無線通信におけるアンテナ装置間の相関をより低減させることが可能となる。
また,上記複数のアンテナ素子のうち上記指向範囲の長手方向の向きが同じ二つのアンテナ素子に同時に給電し,その二つのアンテナ素子への給電の位相関係や分配率を調整すれば,円偏波の旋回方向や直線偏波の偏波方向をより細かく調整することができる。
以下添付図面を参照しながら,本発明の実施の形態及び実施例について説明し,本発明の理解に供する。尚,以下の実施の形態及び実施例は,本発明を具体化した一例であって,本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに,図1は本発明の実施形態に係るアンテナ装置Xを用いたMIMOシステムZの概略構成を示すブロック図,図2は上記アンテナ装置Xの具体例を示すブロック図,図3は上記アンテナ装置Xの変形例であるアンテナ装置X´の概略構成を示すブロック図,図4は上記アンテナ装置X´における偏波状態の調整手法を説明するための図である。
まず,図1を用いて,本発明の実施形態に係るアンテナ装置Xを用いたMIMOシステムZの概略構成について説明する。
図1に示すように,上記MIMOシステムZは,無線通信装置Y及び該無線通信装置Yに接続された複数のアンテナ装置X(X1,X2,…)を備えて構成されている。なお,上記アンテナ装置X1,X2…は同様に構成されたものである。以下では,二つのアンテナ装置X1,X2を用いる場合を例に挙げて説明するが,更に多くのアンテナ装置Xを用いることも他の実施例として考えられる。また,図示していないが,上記無線通信装置Yには,パーソナルコンピュータ等の情報処理装置が,直接或いはHUB等の通信機器を介して接続されている。
一方,上記MIMOシステムZが通信を行う相手局側にも該MIMOシステムZと同様の構成,即ち二つのアンテナ装置を有するMIMOシステムが存在する。これにより,上記MIMOシステムZと相手局側との間に,二つの伝搬チャネルが形成される。そして,上記MIMOシステムZは,その二つの伝搬チャネルが形成されるアンテナ装置X1,X2を用いて,MIMO方式で相手局側のMIMOシステムと無線通信を行う。
続いて,上記MIMOシステムZを構成する上記無線通信装置Y及び上記アンテナ装置X各々について詳説する。
上記無線通信装置Yは,複数の信号伝送ラインL(L1,L2,…)を通じて,上記アンテナ装置X各々に並列に接続される。そして,上記無線通信装置Yは,上記複数の信号伝送ラインLを介して上記複数のアンテナ装置Xを用い,無線信号を並列で送受信する。これにより,例えば一つの上記信号伝送ラインLにおける信号伝送速度が最大54Mbpsである場合には,二つの信号伝送ラインLによって最大108Mbpsの通信を行うことができる。
具体的に,上記無線通信装置Yは,IEEE802.11n規格に準拠したMIMOモデム(不図示)などを有している。上記MIMOモデムは,送信信号の変調や受信信号の復調などを行うものであり,従来周知のものを用いればよいためここでは詳細説明を省略する。
一方,上記アンテナ装置X各々は,複数のアンテナ素子11〜14及び給電先切換器15(給電先切換手段の一例)を備えて概略構成されている。
上記アンテナ素子11〜14は,電波を放射又は受信する範囲(以下,「指向範囲」という)が一方向を長手方向とする楕円形状を成すアンテナ素子である。なお,上記指向範囲は,上記アンテナ素子11〜14各々における3dB角度範囲(利得最大値よりも3dB利得が低下する範囲)の軸比が2倍以上の楕円形状であることが好ましい。
図1に模式的に示すように,上記アンテナ素子11〜14各々は,異なる指向範囲の長手方向の向きに対して異なる偏波方向が設定されたものである。即ち,上記アンテナ素子11〜14各々は,少なくとも指向範囲の長手方向の向きと偏波方向とのいずれかが異なるものである。
具体的に,上記アンテナ素子11(第1のアンテナ素子に相当)は,指向範囲A1が水平方向(所定方向の一例)を長手方向とする楕円形状であって,偏波方向R1が垂直方向(垂直偏波)である。また,上記アンテナ素子12(第2のアンテナ素子に相当)は,上記アンテナ素子11と同様に指向範囲A2が水平方向を長手方向とする楕円形状であるが,偏波方向R2は水平方向(水平偏波)である。
一方,上記アンテナ素子13(第3のアンテナ素子に相当)は,指向範囲A3が垂直方向を長手方向とする楕円形状であって,偏波方向R3が垂直方向(垂直偏波)である。また,上記アンテナ14(第4のアンテナ素子に相当)は,上記アンテナ素子13と同様に指向範囲A4が垂直方向を長手方向とする楕円形状であるが,偏波方向R4は水平方向(水平偏波)である。
また,上記給電先切換器15は,上記無線通信装置Y(所定の給電手段)からの給電先を上記アンテナ素子11〜14のいずれか一つに選択的に切り換えるものである。上記アンテナ装置X各々では,上記無線通信装置Yからの指示によって,上記アンテナ素子11〜14のいずれか一つが上記給電先切換器15で選択される。これにより,上記無線通信装置Yから送信された無線信号は上記給電先切換器15によって接続が確立されたアンテナ素子から送信され,該アンテナ素子で受信された無線信号が上記無線通信装置Yに入力される。
具体的に,上記無線通信装置Yは,複数チャネルの通信信号が相互に干渉することを防止するため,上記アンテナ装置X1及び上記アンテナ装置X2に対し,偏波方向が異なるアンテナ素子を選択させる。例えば,上記無線通信装置Yは,上記アンテナ装置X1で水平偏波のアンテナ素子11又は12,上記アンテナ装置X2では垂直偏波のアンテナ素子13又は14を選択させる。
但し,上記MIMOシステムZが置かれた電波伝搬環境によっては,上記のように偏波方向を異ならせるだけでは,十分に上記アンテナ装置X1,X2間の相関を低減させることができない場合がある。一方,電波伝搬環境が縦横に非対称な場合には,上記アンテナ装置X1,X2各々の指向範囲の向きに差異を設けることで,該アンテナ装置X1,X2による伝搬特性に差異を設けることができる。
そして,本発明の実施の形態に係る上記アンテナ装置X各々では,異なる指向範囲の長手方向の向きに対して異なる偏波方向が設定された上記アンテナ素子11〜14のいずれかを選択的に用いることができる。即ち,上記アンテナ装置X各々では,容易に指向範囲の向き及び偏波方向を独立して調整することができる。
したがって,上記MIMOシステムZでは,該MIMOシステムZが置かれた電波伝搬環境に応じて,上記アンテナ装置X各々の指向範囲の向きと偏波方向とを調整することによって,該アンテナ装置X各々の間の相関をできるだけ低減させることができる。これにより,上記MIMOシステムZで実行される無線通信の通信速度又は通信容量を十分に確保することができる。特に,屋内のように障害物が多い場所では,縦方向の反射物の分布状況と,横方向の反射物の分布状況とが大きく異なる環境が多い。そのため,上記のように指向範囲の向きを変えることで大きな効果を得ることができる。
例えば,上記無線通信装置Yを介して行う通信の速度をモニタしながら,上記無線通信装置Yからの給電先を上記アンテナ素子11〜14のいずれか一つに選択的に切りえ,その通信の速度ができるだけ速くなるように試行錯誤しながら,上記アンテナ装置X各々の指向範囲の向きと偏波方向とを設定すればよい。また,このとき同時に上記アンテナ装置X各々から上記無線通信装置Yに入力される信号レベルも測定して判断に用いてもよい。
もちろん,上記無線通信装置Yが,上記アンテナ装置X各々から入力される信号レベルに応じて,自動的に上記アンテナ装置X各々の指向範囲の向きと偏波方向とを設定するものであってもよい。
ここで,図2を用いて,上記アンテナ装置Xの具体例について説明する。
図2に示すように,上記アンテナ素子11〜14各々は,2面のパッチアレーアンテナ21,22により構成される。このパッチアレーアンテナ21,22は,通電点の位置によって偏波方向が変化するものである。例えば,上記アンテナ素子11,13では,上記パッチアレーアンテナ21,22の下端部を通電点としているため,偏波方向R1,R3は垂直方向となる。また,上記アンテナ素子12,14では,上記パッチアレーアンテナ21,22の右端部を通電点としているため,偏波方向R2,R4は水平方向となる。
一方,上記パッチアレーアンテナ21,22は,その配列方向によって,全体の指向範囲の向きが異なる。例えば,上記アンテナ素子11,12では,上記パッチアレーアンテナ21,22が垂直方向に配列されているため,指向範囲A1,A2の長手方向の向きは水平方向となる。一方,上記アンテナ素子13,14では,上記パッチアレーアンテナ21,22が水平方向に配列されているため,指向範囲A3,A4の長手方向の向きは垂直方向となる。
このように,上記パッチアレーアンテナ21,22の通電点の位置及び上記パッチアレーアンテナ21,22の配列を変化させることにより,上記アンテナ素子11〜14を,異なる上記指向範囲の長手方向の向き各々に対して偏波方向が異なるように構成することができる。
ところで,上記アンテナ装置X各々では,上記アンテナ素子11〜14が個別のアンテナ素子であったが,上記アンテナ素子11と上記アンテナ素子14,上記アンテナ素子12と上記アンテナ素子13とは,共通のアンテナ素子で代替することができる。
具体的には,上記アンテナ装置Xに,上記アンテナ素子11,12と,そのアンテナ素子11,12を回動可能に支持する回動指示部(不図示)とを設けておくことが考えられる。上記回動支持部によって上記アンテナ素子11,12が回動されると,該アンテナ素子11,12各々では,指向範囲の向き及び偏波方向が共に変化することになる。
したがって,上記回動支持部によって上記アンテナ素子11を回動させることにより,該アンテナ素子11を上記アンテナ素子14として用い,上記アンテナ素子12を回動させることにより,該アンテナ素子12を上記アンテナ素子13として用いることができる。
ところで,上記アンテナ装置Xでは,上記アンテナ素子11〜14のいずれを選択するかによって,直線偏波の方向を2通り(垂直方向,水平方向)に変化させることができる。
ここでは,更に細かく偏波状態を調整することのできる構成について説明する。ここに,図3は,本実施例3に係るアンテナ装置X´の概略構成を示すブロック図,図4は上記アンテナ装置X´による偏波状態の調整手法を説明するための図,図5は上記アンテナ装置X´による偏波状態の調整手法の一例を説明するための模式図である。なお,上記アンテナ装置Xと同様の構成には同じ符号を付して,その説明を省略する。
図3に示すように,上記アンテナ装置X´は,上記給電先切換器15に替えて給電先切換器25(給電先切換手段の一例)を有している。上記給電先切換器25は,上記無線通信装置Yからの給電先を,上記アンテナ素子11〜14のいずれか一つ又は複数に切り換えるものである。上記給電先切換器25は,上記無線通信装置Y及び上記アンテナ素子11〜14の接続を個別にON/OFFするためのスイッチ25a〜25dを有している。
また,上記アンテナ装置X´では,上記給電先切換器25から上記アンテナ素子11への信号伝送経路及び上記給電先切換器25から上記アンテナ素子13への信号伝送経路の各々に位相調整器26(給電関係調整手段の一例)が設けられている。さらに,上記アンテナ装置X´では,上記無線通信装置Yから上記スイッチ25a,25bへの信号伝送経路及び上記無線通信装置Yから上記スイッチ25c,25dへの信号伝送経路の各々に分配率調整器27(給電関係調整手段の一例)が設けられている。
上記位相調整器26は,上記給電先切換器25から給電された無線信号の位相を任意に調整し得るものである。なお,上記位相調整器26は,上記無線通信装置Yからの指示によって,上記給電先切換器25から給電された無線信号の位相を調整する。
上記分配率調整器27は,上記無線通信装置Yから給電された無線信号の分配率(分配割合)を任意に調整し得るものである。なお,上記分配率調整器27は,上記無線通信装置Yからの指示によって,該無線通信装置Yから給電された無線信号の分配率を調整する。
以下,図4を参照しつつ,上記アンテナ装置X´における偏波状態の調整手法について説明する。なお,当該調整手法における工程は,上記無線通信装置Yによって,又は設置調整時に設置作業者によって実行される。ここでは,指向範囲の向きが同じ上記アンテナ素子11及び上記アンテナ素子12を用いて偏波方向を調整する場合を例に挙げて説明するが,上記アンテナ素子13及び上記アンテナ素子14を用いる場合も同様である。
まず,図4(a)は,上記無線通信装置Yが,上記アンテナ素子11に対応する上記スイッチ25aだけをONにするように,上記給電先切換器25に対して指示を行った場合を示している。このとき,上記給電先切換器25では,上記スイッチ25aだけがONとなり,上記無線通信装置Yからの無線信号は,上記アンテナ素子11だけに伝送されることになる。したがって,上記アンテナ装置X´から放射される電波は,上記アンテナ素子11の偏波方向R1と同様の直線偏波(垂直偏波)となる。
同じく,図4(b)は,上記無線通信装置Yが,上記アンテナ素子12に対応する上記スイッチ25bだけをONにするように,上記給電先切換器25に対して指示を行った場合を示している。このとき,上記給電先切換器25では,上記スイッチ25bだけがONとなり,上記無線通信装置Yからの無線信号は,上記アンテナ素子12だけに伝送されることになる。したがって,上記アンテナ装置X´から放射される電波は,上記アンテナ素子12の偏波方向R2と同様の直線偏波(水平偏波)となる。
一方,図4(c)〜(f)は,上記無線通信装置Yが,上記アンテナ素子11,12に対応する上記スイッチ25a,25bを同時にONにするように,上記給電先切換器25に対して指示を行った場合を示している。このとき,上記給電先切換器25では,上記スイッチ25a,25bが同時にONとなり,上記無線通信装置Yからの無線信号は,上記アンテナ素子11,12に同時に伝送されることになる。ここに,かかる処理を実行するときの上記無線通信装置Yが同時給電制御手段の一例である。また,かかる工程が同時給電工程に相当する。
なお,上記アンテナ装置Xに制御回路を設けておき,該制御回路によって上記処理が実行される構成であってもかまわない。例えば,上記制御回路は,上記無線通信装置Yからの指示に基づいて,上記給電先切換器25に対して上記スイッチ25a,25bを同時にONさせる。この場合,上記制御回路が同時給電制御手段の一例となる。
そして,このとき上記無線通信装置Yは,図4(c)〜(f)に示すように,上記アンテナ素子11,12に給電される無線信号の位相関係や分配率を調整することにより,上記アンテナ装置X´における偏波状態を調整する。具体的には,上記無線通信装置Yによって上記位相調整器26や上記分配率調整器27が制御されることで,上記アンテナ素子11,12に給電される無線信号の位相関係や分配率が調整される。ここに,かかる調整工程が給電関係調整工程に相当し,かかる調整を行う上記位相調整器26及び上記分配率調整器27が給電関係調整手段に相当する。
まず,図4(c)に示すように,上記無線通信装置Yから上記アンテナ素子11,12に給電される無線信号の位相のズレが0である場合には,上記アンテナ装置X´から放射される電波は,上記アンテナ素子11,12の偏波方向R1,R2が合成された45°方向の直線偏波となる。
同様に,図4(e)に示すように,上記無線通信装置Yから上記アンテナ素子11,12に給電される無線信号の位相のズレが180°である場合には,上記アンテナ装置X´から放射される電波は,上記アンテナ素子11,12の偏波方向R1,R2が合成された45°方向の直線偏波となる。但し,このときの直線偏波方向は,図4(c)の場合とは90°ずれることになる。
さらに,上記アンテナ装置X´には,前述したように上記分配率調整器27が設けられているため,上記アンテナ装置X´からの放射される電波の直線偏波方向をより細かく設定することが可能である。ここで,この点について図5を用いて説明する。図5(a)に示すように,上記アンテナ装置X´から放射される電波の偏波方向の水平方向に対する角度をθとする。また,ここでは,図4(c)の状態,即ち上記スイッチ25a,25bがON,上記位相調整器26による位相ズレが0であるとする。
この場合,上記アンテナ装置X´では,上記無線通信装置Yから給電される無線信号の上記アンテナ11,12への分配率を上記分配率調整器27で連続的に変化させることで,図5(b)に示すように,上記アンテナ装置X´から放射される直線偏波の角度θを連続的に変化させることができる。例えば,上記アンテナ11の給電量と上記アンテナ12との給電量の比を1:0から0.5:0.5,0:1に徐々に変化させると,直線偏波の角度θは90°(図4(a))から45°(図4(c)),0°(図4(b))まで徐々に変化することになる。
このように,上記アンテナ装置X´では,直線偏波の方向をきめ細かく調整することが可能であるため,偏波状態を最適に設定することが可能である。特に,上記位相調整器26による位相の調整と組み合わせることで,直線偏波の方向を360°の範囲で自由に調整することが可能である。
また,図4(d)に示すように,上記無線通信装置Yから上記アンテナ素子11,12に給電される無線信号の位相のズレが90°である場合には,上記アンテナ装置X´から放射される電波は,旋回方向が左方向の円偏波となる。
同様に,図4(f)に示すように,上記無線通信装置Yから上記アンテナ素子11,12に給電される無線信号の位相のズレが270°である場合には,上記アンテナ装置X´から放射される電波は,旋回方向が右方向の円偏波となる。即ち,このときの円偏波の向きは,図4(d)の場合とは逆方向となる。
以上,説明したように,上記アンテナ装置X´を用いれば,上記アンテナ素子11〜14のうち,指向範囲の向きが同じ二つのアンテナ素子に同時に給電し,その二つのアンテナ素子への給電の位相関係や給電率を調整することにより,該アンテナ装置X´における偏波方向をより細かく調整することが可能となる。
本発明の実施形態に係るアンテナ装置Xを用いたMIMOシステムZの概略構成を示すブロック図。 本発明の実施形態に係るアンテナ装置Xの具体例を示すブロック図。 本発明の実施形態に係るアンテナ装置Xの変形例であるアンテナ装置X´の概略構成を示すブロック図。 本発明の実施形態に係るアンテナ装置Xの変形例であるアンテナ装置X´の偏波状態の調整手法を説明するための図。 本発明の実施形態に係るアンテナ装置Xの変形例であるアンテナ装置X´の偏波状態の調整手法の一例を説明するための模式図。 従来の無線通信装置で用いられるアンテナ装置における指向範囲及び偏波状態を説明するための図。
符号の説明
11〜14…アンテナ素子
15,25…給電先切換器(給電先切換手段の一例)
25a〜25d…スイッチ
26…位相調整器(給電関係調整手段の一例)
27…分配率調整器(給電関係調整手段の一例)
A1〜A4…指向範囲
R1〜R4…偏波方向
X(X1,X2,…)…本発明の実施の形態に係るアンテナ装置
X´(X1´,X2´,…)…本発明の実施例3に係るアンテナ装置
Y…無線通信装置
Z…MIMOシステム

Claims (6)

  1. 複数のアンテナ装置を用いて無線通信を行うMIMO方式の無線通信装置に用いられるアンテナ装置であって,
    電波の指向方向に対して垂直な平面内における指向範囲が楕円形状であって,該楕円形状の長手方向の向き及び偏波方向の組み合わせが異なる複数のアンテナ素子と,
    所定の給電手段からの給電先を上記複数のアンテナ素子のいずれか一つ又は複数に選択的に切り換える給電先切換手段と,
    を備えてなり,
    上記複数のアンテナ素子が,上記指向範囲の長手方向の向きが異なるアンテナ素子を含んでなることを特徴とするアンテナ装置。
  2. 上記複数のアンテナ素子が,
    指向範囲が所定方向を長手方向とする楕円形状であって,偏波方向が上記所定方向である第1のアンテナ素子と,
    指向範囲が上記所定方向と垂直な方向を長手方向とする楕円形状であって,偏波方向が上記所定方向である第2のアンテナ素子と,
    指向範囲が上記所定方向を長手方向とする楕円形状であって,偏波方向が上記所定方向と垂直な方向である第3のアンテナ素子と,
    指向範囲が上記所定方向と垂直な方向を長手方向とする楕円形状であって,偏波方向が上記所定方向と垂直な方向である第4のアンテナ素子と,
    を含んでなる請求項1に記載のアンテナ装置。
  3. 上記給電先切換手段に対して上記複数のアンテナ素子のうち上記指向範囲の長手方向の向きが同じ二つのアンテナ素子に同時に給電させる同時給電制御手段と,
    上記同時給電制御手段により同時に給電される上記二つのアンテナ素子への給電の位相関係及び/又は分配率を調整する給電関係調整手段と,
    を更に備えてなる請求項1又は2のいずれかに記載のアンテナ装置。
  4. 複数のアンテナ装置を用いて無線通信を行うMIMO方式の無線通信装置に用いられるアンテナ装置の制御方法であって,
    上記アンテナ装置が,電波の指向方向に対して垂直な平面内における指向範囲が楕円形状であって、該楕円形状の長手方向の向き及び偏波方向の組み合わせが異なる複数のアンテナ素子を備えてなり,
    上記複数のアンテナ素子が,上記指向範囲の長手方向の向きが異なるアンテナ素子を含んでなり,
    所定の給電手段からの給電先を上記複数のアンテナ素子のいずれか一つ又は複数に選択的に切り換えることを特徴とするアンテナ装置の制御方法。
  5. 上記複数のアンテナ素子が,
    指向範囲が所定方向を長手方向とする楕円形状であって,偏波方向が上記所定方向である第1のアンテナ素子と,
    指向範囲が上記所定方向と垂直な方向を長手方向とする楕円形状であって,偏波方向が上記所定方向である第2のアンテナ素子と,
    指向範囲が上記所定方向を長手方向とする楕円形状であって,偏波方向が上記所定方向と垂直な方向である第3のアンテナ素子と,
    指向範囲が上記所定方向と垂直な方向を長手方向とする楕円形状であって,偏波方向が上記所定方向と垂直な方向である第4のアンテナ素子と,
    を含んでなる請求項4に記載のアンテナ装置の制御方法。
  6. 上記複数のアンテナ素子のうち上記指向範囲の長手方向の向きが同じ二つのアンテナ素子に同時に給電する同時給電工程と,
    上記同時給電工程により給電される上記二つのアンテナ素子への給電の位相関係及び/又は分配率を調整する給電関係調整工程と,
    を実行してなる請求項4又は5のいずれかに記載のアンテナ装置の制御方法。
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