JP5053087B2 - アダプティブアンテナ装置及び無線通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば移動体通信システムの携帯無線通信装置などにおいて通信品質を良好に保つために提供される、複数のアンテナ素子を用いてアダプティブ制御して無線信号を受信するためのアダプティブアンテナ装置と、それを用いた無線通信装置に関する。

例えば、特許文献１において開示された第１の従来例に係るアダプティブアンテナ装置を備えたアレーアンテナの制御装置においては、受信信号の到来角度を予め与える必要がなく、所望波に主ビームを向けかつ干渉波にヌルを向けるように適応制御するために以下の構成を有する。適応制御コントローラは、１つの励振素子と、６個の非励振素子を備えてなるエスパアンテナであるアレーアンテナを適応制御するために設けられる。ここで、適応制御コントローラは、相手先の送信機から送信される無線信号に含まれる学習シーケンス信号をアレーアンテナの励振素子により受信したときの受信信号ｙ（ｎ）と、学習シーケンス信号と同一であり学習シーケンス信号発生器で発生された学習シーケンス信号ｄ（ｎ）とに基づいて、スペクトルの循環定常性に基づいた適応制御処理を実行してアレーアンテナの主ビームを所望波の方向に向けかつ干渉波の方向にヌルを向けるための各可変リアクタンス素子のリアクタンス値ｘ_ｍを計算して設定する。

また、例えば、特許文献２において開示された第２の従来例に係るアダプティブアンテナ装置においては、アレーブランチを複数配置した適応アンテナ装置において、小型化及び低消費電力化を図るために、以下の構成要素を備える。
（１）空間相関が小さくなるように、すなわち、ｄ≫λの間隔ｄで配置した複数の給電アンテナ素子。ここで、λは無線信号の波長である。
（２）これらの給電アンテナ素子のそれぞれに対して空間相関が大きくなるように、すなわち、ｄ＜λ／２の間隔ｄで配置した複数の無給電アンテナ素子。
（３）これらの無給電アンテナ素子をそれぞれ終端する可変リアクタンス素子。
（４）給電アンテナ素子による受信信号を用いて可変リアクタンス素子を制御するリアクタンス制御部。
（５）複数の給電アンテナ素子による受信信号にそれぞれ重み付け回路により重み付けし、合成回路により合成し、その合成出力信号の信号対干渉及び雑音比（Ｓ／（Ｉ＋Ｎ））とが最大となるように重み付け回路を制御する重み付け制御部。

特開２００３−０８７０５１号公報。 特開２００４−０６４７４３号公報。

しかしながら、第１の従来例に係るアダプティブアンテナ装置には、以下のような問題点があった。第１の従来例では、１つのアンテナ素子と、複数の無給電素子により指向性を制御するために、アンテナ素子と無給電素子を最適な配置する必要があり、アレーアンテナ装置の大きさと形状に制限があった。第１の従来例の場合は、直径が１／２波長、高さが１／４波長であるサイズが必要となる。すなわち、現在の携帯電話機が使用している無線周波数帯である９００ＭＨｚ帯や２ＧＨｚ帯では波長がそれぞれ０．３３ｍ，０．１５ｍと、携帯電話機のサイズに比べて長いために、第１の従来例のアンテナサイズが携帯電話機のサイズに比較して大きくなり、携帯電話機にそのまま使用することができない。また、指向性の制御に制約があることと、制御アルゴリズムが複雑になるという問題点があった。

また、第２の従来例に係るアダプティブアンテナ装置においては、複数のエスパアンテナを並置し、かつリアクタンス制御と、適応制御のための重み付け制御とを併用するために、装置構成が大型になるとともに、制御処理も複雑になるという問題点があった。

本発明の目的は以上の問題点を解決し、例えば移動体無線システムにおいて用いる比較的低い周波数帯においても、より少ないアンテナ素子数で干渉波を十分に抑圧することができるアダプティブアンテナ装置及び無線通信装置を提供することにある。

第１の発明に係るアダプティブアンテナ装置は、
複数のアンテナ素子と、
可変リアクタンス素子が接続された少なくとも１本の無給電素子と、
上記複数のアンテナ素子により受信された各受信信号に対してアダプティブ制御して、上記アダプティブ制御後の各受信信号を合成受信信号として出力する第１の適応制御処理を実行するアダプティブ制御手段と、
上記無給電素子に接続された可変リアクタンス素子の素子値をリアクタンス制御する第２の適応制御処理を実行するリアクタンス制御手段と、
上記合成受信信号の信号品位を検出する信号品位検出手段と、
上記第１の適応制御処理と、上記第２の適応制御処理とのうちの一方の適応制御処理を実行し、上記検出された信号品位が所定のしきい値以上であるとき、所定の通信処理を実行する一方、上記検出された信号品位が上記しきい値以上でないとき、他方の適応制御処理を実行するように制御する装置制御手段とを備えたことを特徴とする。

上記アダプティブアンテナ装置において、上記複数のアンテナ素子により無線信号を受信しないとき、上記無給電素子から上記可変リアクタンス素子を切り離し、上記無給電素子により受信された受信信号を受信する別の受信手段をさらに備えたことを特徴とする。

また、上記アダプティブアンテナ装置において、上記装置制御手段は、上記第１の適応制御処理を実行し、上記検出された信号品位が所定のしきい値以上であるとき上記通信処理を実行する一方、上記検出された信号品位が所定のしきい値以上でないとき上記第２の適応制御処理を実行するように制御することを特徴とする。

さらに、上記アダプティブアンテナ装置において、上記装置制御手段は、上記第２の適応制御処理を実行し、上記検出された信号品位が所定のしきい値以上であるとき上記通信処理を実行する一方、上記検出された信号品位が所定のしきい値以上でないとき上記第１の適応制御処理を実行するように制御することを特徴とする。

またさらに、上記アダプティブアンテナ装置において、上記第２の適応制御処理は互いに異なる複数のアダプティブ制御法を用いた適応制御処理を含み、
上記装置制御手段は、上記各アンテナ素子によりそれぞれ受信された各受信信号の最大受信電力に基づいて、上記複数のアダプティブ制御法を用いた適応制御処理のうちの１つを選択して実行することを特徴とする。

ここで、上記第２の適応制御処理は、
（１）信号対雑音比を含む評価関数を最大又は最小になるように上記可変リアクタンス素子の素子値を制御する第１のアダプティブ制御法と、
（２）ビット誤り率を含む評価関数を最大又は最小になるように上記可変リアクタンス素子の素子値を制御する第２のアダプティブ制御法と、
（３）信号対雑音比とビット誤り率とを含む評価関数を最大又は最小になるように上記可変リアクタンス素子の素子値を制御する第３のアダプティブ制御法と
を含み、
上記装置制御手段は、上記最大受信電力が所定の第１のしきい値未満であるとき、上記第１のアダプティブ制御法を用いて上記第２の適応制御処理を実行し、上記最大受信電力が上記第１のしきい値以上でかつ上記第１のしきい値よりも大きい所定の第２のしきい値未満であるとき、上記第２のアダプティブ制御法を用いて上記第２の適応制御処理を実行し、上記最大受信電力が上記第２のしきい値以上であるとき、上記第３のアダプティブ制御法を用いて上記第２の適応制御処理を実行することを特徴とする。

第２の発明に係るアダプティブアンテナ装置は、
複数のアンテナ素子と、
上記複数のアンテナ素子の少なくとも一部に対応して設けられる複数の可変リアクタンス素子と、
上記複数のアンテナ素子の少なくとも一部に対応して設けられる複数の受信アダプティブ制御器と、
上記各アンテナ素子をそれぞれ、上記対応する各可変リアクタンス素子と上記各対応する受信アダプティブ制御器のうちの一方に選択的に接続するように切り換えるスイッチ手段と、
上記複数のアンテナ素子の少なくとも一部により上記スイッチ手段を介して受信された各受信信号に対してアダプティブ制御して、上記アダプティブ制御後の各受信信号を合成受信信号として出力する第１の適応制御処理を実行するアダプティブ制御手段と、
上記複数のアンテナ素子の少なくとも一部に上記スイッチ手段を介して接続された上記各可変リアクタンス素子の素子値をリアクタンス制御する第２の適応制御処理を実行するリアクタンス制御手段と、
上記合成受信信号の信号品位である信号品位を検出する信号品位検出手段と、
上記各アンテナ素子により受信された各受信信号の信号レベルを検出する信号レベル検出手段と、
上記複数のアンテナ素子のうちの一部を用いて、上記検出された各受信信号の信号レベルに基づいて、上記第１の適応制御処理を実行し、上記検出された信号品位が所定のしきい値以上であるとき所定の通信処理を実行する一方、上記検出された信号品位が所定のしきい値以上でないとき上記第１の適応制御処理において用いたアンテナ素子以外のアンテナ素子を用いて上記第２の適応制御処理を実行するように制御する装置制御手段とを備えたことを特徴とする。

上記アダプティブアンテナ装置において、上記装置制御手段は、第１のステップにおいて、上記検出された各受信信号の信号レベルのうち最大の信号レベルを有する受信信号の信号品位を上記信号品位検出手段により検出させ、上記検出された信号品位が上記しきい値以上であるとき上記通信処理を実行する一方、上記検出された信号品位が上記しきい値以上でないとき、第２のステップにおいて、上記検出された各受信信号の信号レベルのうち最大の信号レベルを有する受信信号と２番目の信号レベルを有する受信信号との合成受信信号の信号品位を上記信号品位検出手段により検出させ、上記検出された信号品位が上記しきい値以上であるとき上記通信処理を実行することを特徴とする。

また、上記アダプティブアンテナ装置において、上記装置制御手段は、上記第２のステップの処理の前において、上記最大の信号レベルを有する受信信号を受信したアンテナ素子以外の少なくとも１本のアンテナ素子を用いて、上記リアクタンス制御手段により上記第２の適応制御処理を実行し、上記検出された信号品位が上記しきい値以上であるとき上記通信処理を実行する一方、上記検出された信号品位が上記しきい値以上でないとき上記第２のステップの処理を実行することを特徴とする。

さらに、上記アダプティブアンテナ装置において、上記装置制御手段は、第１のステップにおいて、上記検出された各受信信号の信号品位のうち最大の信号品位を有する受信信号の信号品位を上記信号品位検出手段により検出させ、上記検出された信号品位が上記しきい値以上であるとき上記通信処理を実行する一方、上記検出された信号品位が上記しきい値以上でないとき、第２のステップにおいて、上記検出された各受信信号の信号品位のうち最大の信号品位を有する受信信号と２番目の信号品位を有する受信信号との合成受信信号の信号品位を上記信号品位検出手段により検出させ、上記検出された信号品位が上記しきい値以上であるとき上記通信処理を実行することを特徴とする。

またさらに、上記アダプティブアンテナ装置において、上記装置制御手段は、上記第２のステップの処理の前において、上記最大の信号品位を有する受信信号を受信したアンテナ素子以外の少なくとも１本のアンテナ素子を用いて、上記リアクタンス制御手段により上記第２の適応制御処理を実行し、上記検出された信号品位が上記しきい値以上であるとき上記通信処理を実行する一方、上記検出された信号品位が上記しきい値以上でないとき上記第２のステップの処理を実行することを特徴とする。

また、上記アダプティブアンテナ装置において、上記装置制御手段は、上記第２のステップの処理の後における第３のステップにおいて、上記最大の信号品位を有する受信信号を受信したアンテナ素子以外の、上記第２の適応制御処理を実行していない残りの少なくとも１本のアンテナ素子を用いて、上記リアクタンス制御手段により上記第２の適応制御処理を実行し、上記検出された信号品位が上記しきい値以上であるとき上記通信処理を実行することを特徴とする。

さらに、上記アダプティブアンテナ装置において、上記装置制御手段は、上記第３のステップの処理の後において、上記第３のステップで検出された信号品位が上記しきい値以上でないとき、上記複数の受信アダプティブ制御器に接続される複数のアンテナ素子を用いて、上記第１の適応制御処理を実行することを特徴とする。

第３の発明に係る無線通信装置は、上記アダプティブアンテナ装置と、
上記アダプティブアンテナ装置により受信された受信信号を受信する無線受信回路とを備えたことを特徴とする。

従って、本発明に係るアダプティブアンテナ装置及びそれを用いた無線通信装置によれば、上記第１の適応制御処理と、上記第２の適応制御処理とのうちの一方の適応制御処理を実行し、上記検出された信号品位が所定のしきい値以上であるとき、所定の通信処理を実行する一方、上記検出された信号品位が上記しきい値以上でないとき、他方の適応制御処理を実行するように制御する。もしくは、上記複数のアンテナ素子のうちの一部を用いて、上記検出された各受信信号の信号レベルに基づいて、上記第１の適応制御処理を実行し、上記検出された信号品位が所定のしきい値以上であるとき所定の通信処理を実行する一方、上記検出された信号品位が所定のしきい値以上でないとき上記第１の適応制御処理において用いたアンテナ素子以外のアンテナ素子を用いて上記第２の適応制御処理を実行するように制御する。それ故、例えば移動体無線システムにおいて用いる比較的低い周波数帯においても、より少ないアンテナ素子数で干渉波を抑圧することができ、常に最良の信号品位を有する無線信号を受信することができる。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、同様の構成要素については同一の符号を付している。また、無線信号の波長をλとする。

第１の実施形態．
図１は本発明の第１の実施形態に係るアダプティブアンテナ装置の構成を示すブロック図である。図１において、本実施形態に係るアダプティブアンテナ装置は、無線通信装置に設けられ、受信された無線信号に対して適応制御を行ってより高い信号品位で無線通信を行うための処理を実行する。アダプティブアンテナ装置は、それぞれ給電素子である２本のアンテナ素子１ａ，１ｂと、１本の無給電素子１１と、受信アダプティブ制御回路２と、アナログ／ディジタル変換回路５（以下、アナログ／ディジタル変換をＡ／Ｄ変換という。）と、コントローラ６と、信号合成器７と、復調器８と、判定器９と、受信電力レベル検出器１０と、出力端子Ｔ１とを備えて構成される。なお、２本のアンテナ素子１ａ，１ｂの間隔ｄは好ましくは、λ／４ないしλ／２の範囲で設定され、より好ましくは、λ／２に設定される。また、各アンテナ素子１ａ，１ｂと、無給電素子１１との間の間隔ｄは好ましくは、λ／８ないしλ／２の範囲で設定され、より好ましくは、λ／４又はλ／２に設定される。

図１において、各アンテナ素子１ａ，１ｂによりそれぞれ受信された各無線信号はＡ／Ｄ変換回路５及び受信アダプティブ制御回路２に入力される。Ａ／Ｄ変換回路５は各アンテナ素子１ａ，１ｂに対応したＡ／Ｄ変換器を備え、各Ａ／Ｄ変換器は各アンテナ素子１ａ，１ｂによりそれぞれ受信された各無線信号をそれぞれディジタル信号にＡ／Ｄ変換した後、コントローラ６に出力する。

受信アダプティブ制御回路２は、２個の可変利得増幅器３ａ，３ｂと、２個の移相器４ａ，４ｂと、入力される２つの無線信号を電力合成する加算器である信号合成器７と、可変リアクタンス素子１２とを備えて構成され、これら２個の可変利得増幅器３ａ，３ｂの可変振幅量及び２個の移相器４ａ，４ｂの移相量、並びに可変リアクタンス素子１２のリアクタンス値はコントローラ６により制御される。アンテナ素子１ａにより受信された無線信号は可変利得増幅器３ａ及び移相器４ａを介して信号合成器７に出力され、アンテナ素子１ｂにより受信された無線信号は可変利得増幅器３ｂ及び移相器４ｂを介して信号合成器７に出力される。信号合成器７は入力される２個の無線信号を加算することにより合成して、合成後の無線信号を復調器８及び受信電力レベル検出器１０に出力する。受信電力レベル検出器１０は、入力される合成後の無線信号の受信電力レベルを検出し、検出した受信電力レベルを示す信号をコントローラ６に出力する。また、無給電素子１１により受信された無線信号は、一端が接地された可変リアクタンス素子１２により終端される。

復調器８は信号合成器７から入力される無線信号を所定のディジタル復調方式で復調信号であるベースバンド信号に復調して出力端子Ｔ１及び判定器９に出力する。判定器９は入力されるベースバンド信号に含まれる予め参照パターン期間内の参照パターンに基づいてビット誤り率を測定してコントローラ６に出力する。コントローラ６は詳細後述するアダプティブ制御方法を用いて、最良の信号品位を有する無線信号を受信して復調するように受信アダプティブ制御回路２内の、２個の可変利得増幅器３ａ，３ｂの可変振幅量及び２個の移相器４ａ，４ｂの移相量、並びに可変リアクタンス素子１２のリアクタンス値を制御する。なお、図１において、周波数を分離する高周波フィルタ、無線信号を増幅するための高周波増幅器、無線信号を所定の中間周波数の中間周波信号に変換するための混合器等の高周波回路や、中間周波数回路、信号処理回路等が含まれるが、図１では省略した。すなわち、受信アダプティブ制御回路２においては、搬送波周波数で実行してもよいし、中間周波信号に周波数変換した後の中間周波において実行してもよい。また、受信アダプティブ制御回路２において、各可変利得増幅器３ａ，３ｂと、各移相器４ａ，４ｂの信号処理の順序は図１に限定されず、逆であってもよい。

まず、アダプティブアンテナ装置のアダプティブ制御方法について以下に説明する。アダプティブアンテナ装置は、所望の電波が到来してくる方向にアンテナの放射パターンを最大にし（すなわち、アンテナの放射パターンのうちの主ビームを所望波方向に実質的に向け）、妨害となる干渉波の方向に放射パターンにヌルを向けて（すなわち、アンテナの放射パターンのうちのヌルを実質的に干渉波方向に向けて）、安定した無線通信を実現するアダプティブ制御技術を用いている。通常、アダプティブアンテナ装置は、図１に示すように、各アンテナ素子１ａ，１ｂ毎に、振幅調整回路である可変利得増幅器３ａ，３ｂと、移相器４ａ，４ｂとを備え、各アンテナ素子１ａ，１ｂで受信された無線信号（又は、無線信号から周波数変換された中間周波信号）に対して振幅差と位相差を与えることにより、最大の所望信号電力と、最小の干渉信号電力を実現するように制御する。

各アンテナ素子１ａ，１ｂにより受信された無線信号には、通常、所望波信号とともに熱雑音成分が受信される。さらに、隣接基地局からの同一周波数の同一チャンネル干渉波や、所望波であるが大きな経路を経由して到来したために時間的な遅れを生じる遅延波も受信される場合がある。遅延波は、テレビジョン放送やラジオ放送等のアナログ無線通信システムにおいて、例えばテレビジョン受像機で表示されるゴーストとして画面表示の品質を劣化させる。一方、ディジタル無線通信システムでは、熱雑音、同一チャンネル干渉波や遅延波は、いずれもビット誤りとして影響を及ぼし、直接的に信号品位を劣化させる。ここで、所望波電力をＣとし、熱雑音電力をＮとし、同一チャンネル干渉波と遅延波を含む干渉波電力をＩとすると、アダプティブアンテナ装置は、好ましくは、信号品位を改善させるために、Ｃ／（Ｎ＋Ｉ）を最大にするようにアダプティブ制御する。

次いで、具体的に、アダプティブアンテナ装置のアダプティブ制御動作について図１を参照して以下に説明する。

各アンテナ素子１ａ，１ｂにより受信された無線信号はＡ／Ｄ変換回路５によりディジタル信号ｘ（ｔ）（本実施形態においては、４つの要素を持つ信号ベクトルである。）に変換され、コントローラ６に入力される。コントローラ６は、受信アダプティブ制御回路２から出力される無線信号ｙ（ｔ）が最も信号品位が良くなるような、受信アダプティブ制御回路２内の可変利得増幅器３ａ，３ｂの振幅量と、移相器４ａ，４ｂの移相量を決定する。以下に、これらの振幅量と移相量を含む重み付け係数の算出方法を以下に示す。なお、重み付け係数Ｗｉは振幅量Ａｉと移相量φｉにより、次式により定義される。

［数１］
Ｗｉ＝Ａｉ・ｅｘｐ（ｊ・φｉ） （１）

ここで、ｊは虚数単位である。また、ｉは１，２の値をとり、それぞれ、各アンテナ素子１ａ，１ｂにより受信された無線信号を処理する系統に対応する。重み付け係数Ｗｉを要素とする重み付け係数ベクトルＷを定義して、以下に、重み付け係数Ｗｉを求める方法について示す。

重み付け係数Ｗｉを求める方法にはいくつか方法があるが、ここでは最急降下法（LMS: Least Means Squares）を用いた例を示す。この手法では、アダプティブアンテナ装置は予め既知の所望波に含まれる信号系列である参照信号ｒ（ｔ）を予め格納しており、受信された無線信号に含まれる信号系列が参照信号に近くなるように制御する。ここでは、一例としてコントローラ６に参照信号ｒ（ｔ）が予め格納されている場合を示す。具体的には、コントローラ６は、無線ディジタル信号ｘ（ｔ）に対して、振幅量と移相量の成分を持った重み付け係数ｗ（ｔ）を乗算するように受信アダプティブ制御回路２を制御する。この重み付け係数ｗ（ｔ）を無線ディジタル信号ｘ（ｔ）に乗算した乗算結果と、参照信号ｒ（ｔ）との残差ｅ（ｔ）について次式を用いて求める。

［数２］
ｅ（ｔ）＝ｒ（ｔ）−ｗ（ｔ）×ｘ（ｔ） （２）

ここで、残差ｅ（ｔ）は正又は負の値をとる。従って、式（２）により求めた残差ｅ（ｔ）の２乗した値の最小値を漸化的に繰り返し計算により求める。すなわち、複数（ｍ＋１）回目の繰り返し計算により得られた重み付け係数ｗ（ｔ，ｍ＋１）はｍ回目の重み付け係数ｗ（ｔ，ｍ）を用いて次式により得られる。

［数３］
ｗ（ｔ，ｍ＋１）＝ｗ（ｔ，ｍ）＋ｕ×ｘ（ｔ）×ｅ（ｔ，ｍ） （３）

ここで、ｕはステップサイズと呼ばれ、ステップサイズｕが大きいと重み付け係数ｗが最小値に収束する繰り返し計算回数が少なくなるという利点があるが、ステップサイズｕが大き過ぎると最小値付近で振動してしまうという欠点がある。従って、ステップサイズｕの選定にはシステムにより十分注意する必要がある。逆に、ステップサイズｕを小さくすることにより重み付け係数ｗは安定して最小値に収束する。しかしながら、繰り返し計算回数は増加する。繰り返し計算数が増加すると重み付け係数を求めるのに長い時間がかかる。仮に、重み付け係数ｗの算出時間が周囲環境の変化時間（例えば、数ミリ秒）よりも遅い場合には、この重み付け係数ｗによる信号品位の改善は不可能となる。そこで、ステップサイズｕを決定する場合にはできるだけ高速かつ安定な収束の条件を選ぶ必要がある。また、残差ｅ（ｔ，ｍ）は次式により定義される。

［数４］
ｅ（ｔ，ｍ）＝ｒ（ｔ）−ｗ（ｔ，ｍ）×ｘ（ｔ） （４）

この式（４）の値を用いて式（３）を漸化的に更新する。なお、重み付け係数ｗを求めるための最大繰り返し計算回数は、重み付け係数算出時間が無線システムの切り替え時間よりも遅くならないように設定する。

ここでは、一例として最急降下法に基づく無線通信システムのアダプティブ制御のための判定法を説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、より早く判定が可能なＲＬＳ（Recursive Least-Squares）法、ＳＭＩ（Sample Matrix inversion）法を用いることも可能である。この方法により判定は早くなるが、判定器９における計算が複雑になる。また、信号系列の変調方式がディジタル位相変調のような一定の包絡線を持つような低包絡線変調である場合には、ＣＭＡ（Constant Modulus Algorithm）を使用することも可能である。

次いで、本実施形態で用いることができる種々のアダプティブ制御法について、以下に説明する。ここでは、以下の３つのアダプティブ制御法について説明する。

第１のアダプティブ制御法では、受信電力が大きくなるように、以下の数式で定義される評価関数ｙが最大になるように制御する。

［数５］
ｙ＝ａ・ＳＮＲ （５）

式（５）において、ＳＮＲは受信電力と熱雑音の比である。また、ａは予め決められた係数であり、評価関数ｙが評価しやすい大きさになるように定める。ここで、通常の無線通信システムでは通信可能な状態におけるＳＮＲは正の実数であるので、係数ａを正の実数とすることにより、評価関数値ｙは正の実数とすることができる。

また、評価関数値ｙを最大化する方法としては、例えば、摂動法が公知である。時刻（ｎ−１）Ｔにおける評価関数をｙ（（ｎ−１）Ｔ）とし、リアクタンス値をΔＸ（（ｎ−１）Ｔ）だけ変化させた後の時刻（ｎＴ）における評価関数をｙ（ｎＴ）とする。ここで、ｎは初期値１から最大摂動回数Ｎまでの時刻パラメータの整数であり、Ｔは摂動に必要な時間（摂動周期）である。ｙ（０）はリアクタンス値の摂動を行う前を表す。ここで、一例として時刻（ｎＴ）における評価関数ｙ（ｎＴ）を次式に示す。

［数６］
ｙ（ｎＴ）＝ａ・ＳＮＲ（ｎＴ） （６）

このとき、摂動量の差分ｙ（ｎＴ）−ｙ（（ｎ−１）Ｔ）が正の場合には、次に変化させるリアクタンス値の摂動量ΔＸ（ｎＴ）を前回の摂動量ΔＸ（（ｎ−１）Ｔ）のときと同様に変化させる。例えば、摂動量ΔＸ（（ｎ−１）Ｔ）が正で増加の場合には摂動量ΔＸ（ｎＴ）も正として増加させる。逆に、摂動量ΔＸ（（ｎ−１）Ｔ）が負で減少の場合には摂動量ΔＸ（ｎＴ）も負で減少させる。また、摂動量の差分ｙ（ｎＴ）−ｙ（（ｎ−１）Ｔ）が負の場合には、摂動量ΔＸ（ｎＴ）を摂動量ΔＸ（（ｎ−１）Ｔ）のときと逆に変化させる。例えば、摂動量ΔＸ（（ｎ−１）Ｔ）が正で増加させる場合には、摂動量ΔＸ（ｎＴ）は負として減少させる。逆に、摂動量ΔＸ（（ｎ−１）Ｔ）が負で減少させる場合には摂動量ΔＸ（ｎＴ）は正で増加させる。これを繰り返すことにより評価関数ｙを最大化させることができる。

また、各摂動量の振幅値（絶対値）｜ΔＸ（ｎＴ）｜を同じにすることにより制御の簡便化が図れる。一方、摂動量の振幅（絶対値）｜ΔＸ（ｎＴ）｜を摂動回数とともに小さくすることにより、より細かなリアクタンス値を得ることができ、制御の高精度化が図れる。摂動量の振幅の減少法の一例を示す。次式において、ｃとｄは予め決められた正の実定数である。

［数７］
｜ΔＸ（ｎＴ）｜＝ｃ／ｎ （７）
［数８］
｜ΔＸ（ｎＴ）｜＝ａ・ｅｘｐ（−ｄ・ｎ） （８）

さらに、時刻パラメータｎを１から変化させた場合に、摂動量の差分ｙ（ｎＴ）−ｙ（（ｎ−１）Ｔ）の符号が変化した場合に摂動を中止して、リアクタンス値Ｘを、Ｘ＝ｊ（Ｘ_０＋ΔＸ（（ｎ−１）Ｔ））に設定する。ここで、Ｘ_０はリアクタンス値の初期値である。これにより、最大摂動回数Ｎまで摂動を行うことを避けることにより高速化が図れる。

また、受信電力は変化範囲が大きいために、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator；受信信号強度表示信号）等はデシベルの単位で得られることが多い。そこで、上記式（５）を次式のようにデシベル表記で表すことにより、これを回避することが可能になる。

［数９］
ｙ＝ａ・１０・ｌｏｇ_１０（ＳＮＲ） （９）

次いで、第２のアダプティブ制御法について以下に説明する。当該第２のアダプティブ制御法では、ビット誤り率ＢＥＲが小さくなるように、以下の数式で定義される評価関数ｙが最大になるように制御する。

［数１０］
ｙ＝ｂ／（ＢＥＲ） （１０）

上記式（１０）において、ｂは予め決められた係数であり、評価関数ｙが評価しやすい大きさになるように定める。ここで、誤り率ＢＥＲは正の実数であるので、係数ｂを正の実数とすることにより、評価関数値ｙを正の実数とすることができる。誤り率ＢＥＲは通信品質が良くなるにつれて小さくなるために、評価関数ｙとして式（１０）のように逆数をとることが好ましい。

なお、評価関数ｙを最大化する方法としては、第１のアダプティブ制御法の受信電力の場合と同様である。また、誤り率ＢＥＲは例えば０．５から１０^−６までの範囲を評価する場合もあり、非常に変化幅が広い。そこで、上記式（１０）を次式のようにデシベル表記で表すことにより、変化幅を狭くすることもできる。

［数１１］
ｙ＝ｂ／｛１０・ｌｏｇ_１０（ＢＥＲ）｝ （１１）

さらに、第３のアダプティブ制御法について以下に説明する。第３のアダプティブ制御法では、受信電力が大きく、かつ誤り率ＢＥＲも小さくなるように、次式で定義される評価関数ｙが最大になるように制御する。

［数１２］
ｙ＝ａ・ＳＮＲ＋ｂ／ＢＥＲ （１２）

上記式（１２）において、ＳＮＲは受信電力と熱雑音の比である。また、ａとｂは予め決められた重み付け係数であり、係数ａと係数ｂの比を変化させることにより、ＳＮＲとＢＥＲに対する重要度を決めることができる。例えば、受信電力を重視する場合にはａ／ｂを大きくし、逆に誤り率ＢＥＲを重視する場合にはａ／ｂを小さくする。ここで、ＳＮＲとＢＥＲは正の実数であるので、係数ａと係数ｂを正の実数とすることにより、評価関数値ｙを正の実数とすることができる。

なお、評価関数値ｙを最大化する方法としては、第１のアダプティブ制御法の受信電力の場合と同様である。また、受信電力は変化範囲が大きいために、ＲＳＳＩ等、デシベルで得られることが多い。また、誤り率ＢＥＲは例えば０．５から１０^−６までの範囲を評価する場合もあり、非常に変化幅が広い。そこで、上記式（１２）を次式のようにデシベル表記で表すことにより、変化幅を狭くすることもできる。

［数１３］
ｙ＝ａ・１０・ｌｏｇ_１０（ＳＮＲ）−ｂ・｛１０・ｌｏｇ_１０（ＢＥＲ）｝ （１３）

上記第１乃至第３のアダプティブ制御法において、評価関数値ｙを最大化する方法としては、摂動法に限られるものではない。上記式（５）、式（９）、式（１０）、式（１１）の右辺の逆数をとり、最小化する制御も可能である。この場合、式（１２）と式（１３）は右辺の項をそれぞれ逆数にする。さらに、これら第１乃至第３のアダプティブ制御法の選択方法としては、以下のように選択することが好ましい。
（１）第１のアダプティブ制御法は、受信電力が非常に小さい場合、例えば最小受信感度に近い場合に、無線通信を確保するために受信電力を最優先にするときに選択する。
（２）第２のアダプティブ制御法は、受信電力に余裕がある場合に選択する。
（３）第３のアダプティブ制御法は、通常のデータ通信や電話通信時に選択する。
さらに、上記のパラメータにおいて所定のしきい値を設けて切り替えることも可能である。これら第１乃至第３のアダプティブ制御法の選択処理については、図６を参照して詳細後述する。

図２は図１のアダプティブアンテナ装置のコントローラ６によって実行される第１の実施形態に係る受信アダプティブ制御処理を示すフローチャートである。

図２のステップＳ１において、可変リアクタンス素子１２のリアクタンス値Ｘを所定の初期値Ｘ_０に設定される。この初期値Ｘ_０の設定は、好ましくは、通話が主目的の無線通信システムの場合には通話時（例えば、頭部近接時）にアンテナ装置の放射特性が良くなるように定める。また、データ通信が主目的の無線システムの場合には、好ましくは、データ通信使用時（例えば、胴体前方に手で保持、もしくは胴体から離れているため自由空間時）にアンテナ装置の放射特性が良くなるように定める。しかしながら、本発明はこれに限らず、Ｘ_０＝０などの所定値を設定してもよい。次いで、ステップＳ２においてＡ／Ｄ変換回路５から各アンテナ素子１ａ，１ｂの受信データを取得し、ステップＳ３において、取得された受信データに基づいて受信アダプティブ制御回路２において受信アダプティブ制御すべき振幅量と移相量を計算する。そして、ステップＳ４において、計算された振幅量と移相量に基づいて受信アダプティブ制御回路２を制御し、ステップＳ５において復調器８により受信信号を復調し、判定器９により判定された信号品位を取得する。次いで、ステップＳ６において信号品位は所定のしきい値以上（例えば、誤り率ＢＥＲ＞１０^−５であり、以下同様である。）であるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ７に進む一方、ＮＯのときはステップＳ８に進む。ステップＳ７では、ステップＳ４のアダプティブ制御で当該無線通信装置の通信処理を実行した後、ステップＳ１に戻る。

ステップＳ８において、受信電力レベル検出器１０からの受信電力又は判定器９からの信号品位に基づいて、所定の評価関数ｙが最大となる可変リアクタンス素子１２の素子値Ｘを所定のアダプティブ制御法を用いて計算して設定する。ここで、用いるアダプティブ制御法は、例えば、詳細後述する図６のアダプティブ制御法の選択処理により選択されたアダプティブ制御法を用いる。次いで、ステップＳ９において復調器８により受信信号を復調し、判定器９により判定された信号品位を取得し、ステップＳ１０において信号品位は所定のしきい値以上であるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ１１に進む一方、ＮＯのときはステップＳ８に戻る。ステップＳ１１では、ステップＳ８のアダプティブ制御で当該無線通信装置の通信処理を実行した後、ステップＳ１に戻る。

ところで、アダプティブアンテナ装置が抑圧できる干渉波の数は、アンテナ素子数から１を引いた数であり、これよりも多い場合には全ての干渉波を抑圧することができない。しかしながら、第１の実施形態に係る受信アダプティブ制御処理により、例えば、干渉波の数がアンテナの数よりも多い場合にも無給電素子１１に接続された可変リアクタンス素子１２のリアクタンス値を制御することにより抑圧することができる。また、干渉波がない場合においても、所望波の受信電力が弱いために所望の信号品位が得られない場合にも、無給電素子１１に接続された可変リアクタンス素子１２のリアクタンス値を制御することにより、所望波の信号電力を増加させ、信号品位を改善することができる。以上のように、受信アダプティブ制御回路２内の可変利得増幅器３ａ，３ｂ及び移相器４ａ，４ｂの制御に加えて、無給電素子１１に接続された可変リアクタンス素子１２のリアクタンス値を制御することにより、常に最良の信号品位を取得することが可能になる。

以上説明したように、本実施形態によれば、受信アダプティブ制御回路２を用いてアダプティブ制御して所定のしきい値以上の信号品位を得ることができないときは、可変リアクタンス素子１２のリアクタンス値を変化させて適応制御するので、例えば移動体無線システムにおいて用いる比較的低い周波数帯においても、より少ないアンテナ素子数で干渉波を抑圧することができ、常に最良の信号品位を有する無線信号を受信することができる。

以上の第１の実施形態において、２本のアンテナ素子１ａ，１ｂと、１本の無給電素子１１とを備えているが、本発明はこれに限らず、複数本のアンテナ素子と、少なくとも１本（すなわち、１本又は複数本）の無給電素子を備えてもよい。

以上の第１の実施形態において、受信アダプティブ制御回路２を用いてアダプティブ制御して所定のしきい値以上の信号品位を得ることができないときは、可変リアクタンス素子１２のリアクタンス値を変化させて適応制御しているが、本発明はこれに限らず、リアクタンス制御を実行して所定のしきい値以上の信号品位を得ることができないときは、受信アダプティブ制御回路２を用いてアダプティブ制御してもよい。

以上の実施形態において、受信電力レベル検出器１０は、受信信号の受信電力レベルを検出しているが、本発明はこれに限らず、信号電力レベル、信号電圧レベルなどを含む信号レベルを検出してもよい。

第１の実施形態の第１の変形例．
図３乃至図５は、図１のアダプティブアンテナ装置のコントローラ６によって実行される第１の実施形態の第１の変形例に係る受信アダプティブ制御処理を示すフローチャートである。

図３のステップＳ２１において、可変リアクタンス素子１２のリアクタンス値Ｘを、図２のステップＳ１と同様に、所定の初期値Ｘ_０に設定し、ステップＳ２２において、受信アダプティブ制御回路２において初期値の振幅量と移相量を設定する。次いで、ステップＳ２３において、受信電力レベル検出器１０からの受信電力又は判定器９からの信号品位に基づいて、所定の評価関数ｙが最大となる可変リアクタンス素子１２の素子値Ｘを所定のアダプティブ制御法を用いて計算して設定する。そして、ステップＳ２４において復調器８により受信信号を復調し、判定器９により判定された信号品位を取得し、ステップＳ２５において信号品位は所定のしきい値以上であるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ２６に進む一方、ＮＯのときは図４のステップＳ２７に進む。ステップＳ２６では、ステップＳ２３のアダプティブ制御で当該無線通信装置の通信処理を実行した後、ステップＳ２１に戻る。

図４のステップＳ２７において、受信電力レベル検出器１０からの受信電力又は判定器９からの信号品位に基づいて、所定の評価関数ｙが最大となる移相器４ａの移相量を、所定のアダプティブ制御法を用いて計算して設定し、ステップＳ２８において復調器８により受信信号を復調し、判定器９により判定された信号品位を取得する。そして、ステップＳ２９において、信号品位は所定のしきい値以上であるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ３０に進む一方、ＮＯのときはステップＳ３１に進む。ステップＳ３０では、ステップＳ２７のアダプティブ制御で当該無線通信装置の通信処理を実行した後、図３のステップＳ２１に戻る。次いで、ステップＳ３１において、受信電力レベル検出器１０からの受信電力又は判定器９からの信号品位に基づいて、所定の評価関数ｙが最大となる移相器４ｂの移相量を、所定のアダプティブ制御法を用いて計算して設定し、ステップＳ３２において復調器８により受信信号を復調し、判定器９により判定された信号品位を取得する。そして、ステップＳ３３において信号品位は所定のしきい値以上であるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ３４に進む一方、ＮＯのときは図５のステップＳ３５に進む。ステップＳ３４では、ステップＳ３１のアダプティブ制御で当該無線通信装置の通信処理を実行した後、図３のステップＳ２１に戻る。

次いで、図５のステップＳ３５において、受信電力レベル検出器１０からの受信電力又は判定器９からの信号品位に基づいて、所定の評価関数ｙが最大となる可変利得増幅器３ａの振幅量を、所定のアダプティブ制御法を用いて計算して設定し、ステップＳ３６において復調器８により受信信号を復調し、判定器９により判定された信号品位を取得する。そして、ステップＳ３７において、信号品位は所定のしきい値以上であるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ３８に進む一方、ＮＯのときはステップＳ３９に進む。ステップＳ３８では、ステップＳ３５のアダプティブ制御で当該無線通信装置の通信処理を実行した後、図３のステップＳ２１に戻る。次いで、ステップＳ３９において、受信電力レベル検出器１０からの受信電力又は判定器９からの信号品位に基づいて、所定の評価関数ｙが最大となる可変利得増幅器３ｂの振幅量を、所定のアダプティブ制御法を用いて計算して設定し、ステップＳ４０において復調器８により受信信号を復調し、判定器９により判定された信号品位を取得する。そして、ステップＳ４１において、信号品位は所定のしきい値以上であるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ４２に進む一方、ＮＯのときは図３のステップＳ２１に戻る。ステップＳ４２では、ステップＳ３９のアダプティブ制御で当該無線通信装置の通信処理を実行した後、図３のステップＳ２１に戻る。

以上説明したように、第１の実施形態の第１の変形例によれば、可変リアクタンス素子１２のリアクタンス値を変化させて適応制御したとき、所定のしきい値以上の信号品位を得ることができないときは、受信アダプティブ制御回路２内の移相器４ａ，４ｂの各移相量及び可変利得増幅器３ａ，３ｂの各振幅量を順次選択的に選択して最適値に変更してアダプティブ制御し、それをまた繰り返すように制御したので、可変リアクタンス素子１２のみならず、各アンテナ素子１ａ，１ｂで受信された無線信号の振幅量と移相量とを最適に設定することができる。それ故、例えば移動体無線システムにおいて用いる比較的低い周波数帯においても、より少ないアンテナ素子数で干渉波を抑圧することができ、常に最良の信号品位を有する無線信号を受信することができる。

第１の実施形態の第２の変形例．
図６は図１のアダプティブアンテナ装置のコントローラ６によって実行される第１の実施形態の第２の変形例に係るアダプティブ制御法の選択処理を示すフローチャートである。当該アダプティブ制御法の選択処理は、本明細書で開示された各受信アダプティブ制御処理に先立って、上述の３つのアダプティブ制御法から最適な１つの方法を選択するための処理である。なお、当該選択処理では、最小受信感度の受信電力近傍であってその受信電力よりも所定のマージンだけ高く設定される第１のしきい値Ｐｔｈ１と、最小受信感度の受信電力よりの十分に高く設定される（受信信号レベルが変動しても、無線通信に支障なく動作可能な受信電力である。）第２のしきい値Ｐｔｈ２（＞Ｐｔｈ１）とを用いる。

図６のステップＳ１０１において、Ａ／Ｄ変換回路５からの各受信信号の最大受信電力Ｐｒ_ｍａｘを取得し、ステップＳ１０２においてＰｒ_ｍａｘ＜Ｐｔｈ１であるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ１０３に進む一方、ＮＯのときはステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０３では、確実に無線通信を実行するために、第１のアダプティブ制御法を選択し、当該選択処理を終了する。次いで、ステップＳ１０４においてＰｔｈ１≦Ｐｒ_ｍａｘ＜Ｐｔｈ２であるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ１０５に進む一方、ＮＯのときはステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０５では、ある程度の受信電力で無線信号を受信して余裕があるので、第２のアダプティブ制御法を選択し、当該選択処理を終了する。ステップＳ１０６では、ほとんど最大の受信電力の無線信号を受信しているので、ほとんど問題なく通常の高速通信などを実行できるので、第３のアダプティブ制御法を選択し、当該選択処理を終了する。

以上説明したように、第１の実施形態の第２の変形例に係るアダプティブ制御法の選択処理によれば、受信電力に依存して最適なアダプティブ制御法を選択することができる。

第２の実施形態．
図７は本発明の第２の実施形態に係るアダプティブアンテナ装置の構成を示すブロック図である。第２の実施形態に係るアダプティブアンテナ装置は、図７に示すように、図１の第１の実施形態に比較して、以下の点が異なる。
（１）受信アダプティブ制御回路２において、可変リアクタンス素子１２を除外し、受信アダプティブ制御回路２と復調器８とにより、例えば携帯電話機のための第１の無線受信回路５２ａを備える。
（２）無給電素子又はアンテナ素子として動作する素子１１に接続されるスイッチＳＷ１と、可変リアクタンス素子１２と、復調器８ｂとを備え、例えばテレビジョン受像機のための第２の無線受信回路５２ｂを備える。
（３）コントローラ６は、第１の無線受信回路５２ａ内の受信アダプティブ制御回路２の可変利得増幅器３ａ，３ｂ及び移相器４ａ，４ｂを適応制御するとともに、第２の無線受信回路５２ｂ内の可変リアクタンス素子１２のリアクタンス値を適応制御する。

以下、上記の相違点について詳述する。図７において、素子１１により受信された無線信号は、スイッチＳＷ１の接点ａ側及び可変リアクタンス素子１２を介して接地されるとともに、スイッチＳＷ１の接点ｂ側を介して復調器８ｂに入力される。復調器８ｂは、入力される無線信号を所定のディジタル復調方法を用いて復調して、出力端子Ｔ２を介して出力する。

以上のように構成されたアダプティブアンテナ装置において、第１の無線受信回路５２ａを用いて無線信号を受信するときは、スイッチＳＷ１を接点ａ側に切り換える。このとき、無給電素子１１に接続された可変リアクタンス素子１２の素子値をリアクタンス制御することができ、第１の実施形態と同様の動作となる。一方、第２の無線受信回路５２ｂを用いて無線信号を受信するときは（アンテナ素子１ａ，１ｂを用いて受信信号を受信しないとき）、スイッチＳＷ１を接点ｂ側に切り換える。このとき、無給電素子１１はアンテナ素子となり、当該アンテナ素子により受信された無線信号はスイッチＳＷ１の接点ｂ側を介して復調器８ｂに入力され、復調器８ｂは、入力される無線信号を所定のディジタル復調方法を用いて復調して、復調後のベースバンド信号を出力端子Ｔ２を介して出力する。

以上説明したように、第２の実施形態によれば、小型な移動体無線通信端末装置において、互いに異なる無線通信システムのための無線受信回路５２ａ，５２ｂを選択的に切り換えて、効率よく適応制御できる無線通信装置を実現できる。

第３の実施形態．
図８は本発明の第３の実施形態に係るアダプティブアンテナ装置の構成を示すブロック図である。第３の実施形態は、図８に示すように、図１の第１の実施形態に比較して、以下の点が異なる。
（１）受信アダプティブ制御回路２は、３つのアンテナ素子１ａ，１ｂ，１ｃにそれぞれ接続された３つのスイッチＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ１３からなるスイッチ回路１３と、各スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ１３の接点ａ側にそれぞれ接続された３つの可変リアクタンス素子１２ａ，１２ｂ，１２ｃと、各スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ１３の接点ｂ側にそれぞれ接続された３組の可変利得増幅器及び移相器（３ａ，４ａ）（３ｂ，４ｂ）（３ｃ，４ｃ）とを備える。以下、上記相違点について以下に詳述する。

図８において、アンテナ素子１ａにより受信された無線信号は、スイッチＳＷ１１の接点ａ側及び可変リアクタンス素子１２ａを介して接地されるとともに、スイッチＳＷ１１の接点ｂ側、可変利得増幅器３ａ及び移相器４ａを介して信号合成器７に入力される。また、アンテナ素子１ｂにより受信された無線信号は、スイッチＳＷ１２の接点ａ側及び可変リアクタンス素子１２ｂを介して接地されるとともに、スイッチＳＷ１２の接点ｂ側、可変利得増幅器３ｂ及び移相器４ｂを介して信号合成器７に入力される。さらに、アンテナ素子１ｃにより受信された無線信号は、スイッチＳＷ１３の接点ａ側及び可変リアクタンス素子１２ｃを介して接地されるとともに、スイッチＳＷ１３の接点ｂ側、可変利得増幅器３ｃ及び移相器４ｃを介して信号合成器７に入力される。なお、スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ１３はさらにそれぞれ、Ａ／Ｄ変換回路５において受信信号をＡ／Ｄ変換するときに各アンテナ素子１ａ，１ｂ，１ｃとＡ／Ｄ変換回路５の入力端との間でインピーダンス整合できるように、開放端子の接点ｃを有する。ここで、コントローラ６は、受信アダプティブ制御回路２内のスイッチＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ１３の切り換え、３組の可変利得増幅器及び移相器（３ａ，４ａ）（３ｂ，４ｂ）（３ｃ，４ｃ）の振幅量及び移相量を、以下に詳述するように適応制御する。

図９及び図１０は図８のアダプティブアンテナ装置のコントローラ６によって実行される第３の実施形態に係る受信アダプティブ制御処理を示すフローチャートである。

図９のステップＳ５１において、まず、スイッチＳＷ１１を接点ｃ側に切り換え、スイッチＳＷ１２を接点ｃ側に切り換え、スイッチＳＷ１３を接点ｃ側に切り換える。また、各可変リアクタンス素子１２ａ，１２ｂ，１２ｃの各リアクタンス値Ｘ_ｉ（ｉ＝１，２，３）にはそれぞれ、第１の実施形態と同様に予め決められた初期値Ｘ_０が初期設定される。次いで、ステップＳ５２において、受信アダプティブ制御回路２内の可変利得増幅器３ａ，３ｂ，３ｃの各振幅量を初期値１に設定し、移相器４ａ，４ｂ，４ｃの各移相量を初期値０に設定した後、ステップＳ５３において、Ａ／Ｄ変換回路５から各アンテナ素子１ａ，１ｂ，１ｃにより受信された受信信号の受信電力レベルを検出する。そして、ステップＳ５４において、最大の受信電力レベルを有する受信信号を受信した１本のアンテナ素子を選択し、ステップＳ５５において、選択されたアンテナ素子に接続されたスイッチ（ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ１３のうちの１つ）を接点ｂ側に切り換え、未選択の２本のアンテナ素子にそれぞれ接続された２つのスイッチを接点ａ側に切り換える。また、ステップＳ５６において、復調器８により受信信号を復調し、判定器９により判定された信号品質を取得し、ステップＳ５７において、信号品位は所定のしきい値以上であるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ５８に進む一方、ＮＯのときはステップＳ５９に進む。ステップＳ５８では、ステップＳ５６の状態で当該無線通信装置の通信処理を実行した後、ステップＳ５１に戻る。

次いで、ステップＳ５９において、最大の受信電力レベルを有する受信信号を受信した１本のアンテナ素子と、２番目の受信電力レベルを有する受信信号を受信した１本のアンテナ素子とを選択し、ステップＳ６０において、選択された２本のアンテナ素子に接続されたスイッチ（ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ１３のうちの２つ）を接点ｃ側に切り換え、未選択の１本のアンテナ素子に接続された１つのスイッチを接点ａ側に切り換える。そして、ステップＳ６１において、Ａ／Ｄ変換回路５から、上記選択された２本の各アンテナ素子により受信された受信信号の受信データを取得し、ステップＳ６２において、上記選択された２本のアンテナ素子に接続された２つのスイッチを接点ｂ側に切り換えた後、取得された受信データに基づいて受信アダプティブ制御回路２において受信アダプティブ制御すべき振幅量と移相量を計算し、計算された振幅量と移相量に基づいて、受信アダプティブ制御回路２を制御する。さらに、ステップＳ６３において、復調器８により受信信号を復調し、判定器９により判定された信号品質を取得し、ステップＳ６４において、信号品位は所定のしきい値以上であるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ６５に進む一方、ＮＯのときは図１０のステップＳ６６に進む。ステップＳ６５では、ステップＳ６３の状態で当該無線通信装置の通信処理を実行した後、ステップＳ５１に戻る。

図１０のステップＳ６６では、受信電力レベル検出器１０からの受信電力又は判定器９からの信号品位に基づいて、所定の評価関数ｙが最大となる、選択されなかった１本のアンテナ素子に接続された可変リアクタンス素子（１２ａ，１２ｂ，１２ｃのうちの１つ）の素子値Ｘ_ｊを、所定のアダプティブ制御法を用いて計算して設定した後、ステップＳ６７において、復調器８により受信信号を復調し、判定器９により判定された信号品質を取得する。ここで、可変リアクタンス素子の素子値Ｘをリアクタンス制御することにより、よりよいアダプティブアンテナ装置の放射パターンを得ることができる。そして、ステップＳ６８において、信号品位は所定のしきい値以上であるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ６９に進む一方、ＮＯのときはステップＳ７０に進む。ステップＳ６９では、ステップＳ６６のアダプティブ制御で当該無線通信装置の通信処理を実行した後、図９のステップＳ５１に戻る。ステップＳ７０では、図１１の３本のアンテナ素子を用いた受信アダプティブ処理を実行した後、図９のステップＳ５１に戻る。

図１１は図１０のサブルーチンである３本のアンテナ素子を用いた受信アダプティブ処理（ステップＳ７０）を示すフローチャートである。

図１１のステップＳ７１において、３本のアンテナ素子１ａ，１ｂ，１ｃにそれぞれ接続されたスイッチＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ１３を接点ｃ側に切り換えた後、ステップＳ７２において、Ａ／Ｄ変換回路５から各アンテナ素子１ａ，１ｂ，１ｃの受信データを取得する。次いで、ステップＳ７３において、３本のアンテナ素子１ａ，１ｂ，１ｃにそれぞれ接続されたスイッチＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ１３を接点ｂ側に切り換えた後、取得された受信データに基づいて受信アダプティブ制御回路２において受信アダプティブ制御すべき振幅量と移相量を計算し、計算された振幅量と移相量に基づいて、受信アダプティブ制御回路２を制御し、ステップＳ７４においてステップＳ７３のアダプティブ制御で当該無線通信装置の通信処理を実行した後、元のメインルーチンに戻る。

以上説明したように、第３の実施形態によれば、３本のアンテナ素子１ａ，１ｂ，１ｃのうち、各アンテナ素子１ａ，１ｂ，１ｃで受信された受信電力レベルのうち最大の受信電力レベルの受信信号を受信した１本のアンテナ素子で受信したときの信号品位が所定のしきい値以上でなく、また、最大と２番目の受信電力レベルの受信信号を受信した２本のアンテナ素子で受信したときの信号品位が所定のしきい値以上でなく所望の信号品位を得ることができないときは、可変リアクタンス素子１２のリアクタンス値を変化させて適応制御することにより、よりよい放射パターンを得ることができる。また、当該可変リアクタンス素子１２のリアクタンス値の適応制御で所望の信号品位を得ることができないときは、３本のアンテナ素子１ａ，１ｂ，１ｃを用いて受信アダプティブ処理を実行するので、例えば移動体無線システムにおいて用いる比較的低い周波数帯においても、より少ないアンテナ素子数で干渉波を抑圧することができ、常に最良の信号品位を有する無線信号を受信することができる。

第３の実施形態の第１の変形例．
図１２乃至図１４は図８のアダプティブアンテナ装置のコントローラ６によって実行される第３の実施形態の第１の変形例に係る受信アダプティブ制御処理を示すフローチャートである。第３の実施形態の第１の変形例に係る受信アダプティブ制御処理は、図９及び図１０の受信アダプティブ制御処理に比較して、以下の点が異なる。
（１）ステップＳ５７のＮＯの場合と、ステップＳ５９との間に、ステップＳ８１からステップＳ９１までの処理を挿入した。以下、上記相違点について詳述する。

図１２のステップＳ５７でＮＯであるときは、ステップＳ８１において、受信電力レベル検出器１０からの受信電力又は判定器９からの信号品位に基づいて、所定の評価関数ｙが最大となる、選択されなかった２本のアンテナ素子のうちの１本のアンテナ素子に接続された可変リアクタンス素子（１２ａ，１２ｂ，１２ｃのうちの１つ）の素子値Ｘ_ｊを、所定のアダプティブ制御法を用いて計算して設定する。次いで、ステップＳ８２において復調器８により受信信号を復調し、判定器９により判定された信号品質を取得し、ステップＳ８３において信号品位は所定のしきい値以上であるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ８４に進む一方、ＮＯのときは図１３のステップＳ８５に進む。ステップＳ８４では、ステップＳ８１のアダプティブ制御で当該無線通信装置の通信処理を実行した後、ステップＳ５１に戻る。

図１３のステップＳ８５では、受信電力レベル検出器１０からの受信電力又は判定器９からの信号品位に基づいて、所定の評価関数ｙが最大となる、選択されなかった２本のアンテナ素子のうちの残りの１本のアンテナ素子に接続された可変リアクタンス素子（１２ａ，１２ｂ，１２ｃのうちの１つ）の素子値Ｘ_ｋを、所定のアダプティブ制御法を用いて計算して設定した後、ステップＳ８６において、復調器８により受信信号を復調し、判定器９により判定された信号品質を取得する。そして、ステップＳ８７において、信号品位は所定のしきい値以上であるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ８８に進む一方、ＮＯのときはステップＳ８９に進む。ステップＳ８８では、ステップＳ８５のアダプティブ制御で当該無線通信装置の通信処理を実行した後、図１２のステップＳ５１に戻る。

ステップＳ８９において、スイッチＳＷ１１を接点ｃ側に切り換え、スイッチＳＷ１２を接点ｃ側に切り換え、スイッチＳＷ１３を接点ｃ側に切り換える。また、各可変リアクタンス素子１２ａ，１２ｂ，１２ｃの各リアクタンス値Ｘ_ｉにはそれぞれ、第１の実施形態と同様に予め決められた初期値Ｘ_０が初期設定される。次いで、ステップＳ９０において、受信アダプティブ制御回路２内の可変利得増幅器３ａ，３ｂ，３ｃの各振幅量を初期値１に設定し、移相器４ａ，４ｂ，４ｃの各移相量を初期値０に設定する。そして、ステップＳ９１において、Ａ／Ｄ変換回路５から各アンテナ素子１ａ，１ｂ，１ｃにより受信された受信信号の受信電力レベルを検出し、ステップＳ５９に進む。当該ステップＳ５９以降の処理は、第３の実施形態と同様である。

以上説明したように、第３の実施形態の第１の変形例によれば、第３の実施形態の作用効果に加えて、３本のアンテナ素子１ａ，１ｂ，１ｃのうち、各アンテナ素子１ａ，１ｂ，１ｃで受信された受信電力レベルのうち最大の受信電力レベルの受信信号を受信した１本のアンテナ素子で受信したときの信号品位が所望の信号品位が得られないときに、選択されなかった２本のアンテナ素子のうちの１本のアンテナ素子に接続された可変リアクタンス素子の素子値Ｘをリアクタンス制御し、このときの信号品位が所望の信号品位が得られないときに、さらに残りの１本の１本のアンテナ素子に接続された可変リアクタンス素子の素子値Ｘをリアクタンス制御する。従って、第３の実施形態に比較して、リアクタンス制御を併用することにより、よりよいアダプティブアンテナ装置の放射パターンを得ることができ、例えば移動体無線システムにおいて用いる比較的低い周波数帯においても、より少ないアンテナ素子数で干渉波を抑圧することができ、常に最良の信号品位を有する無線信号を受信することができる。

第３の実施形態の第２の変形例．
図１５及び図１６は図８のアダプティブアンテナ装置のコントローラ６によって実行される第３の実施形態の第２の変形例に係る受信アダプティブ制御処理を示すフローチャートである。第３の実施形態の第２の変形例に係る受信アダプティブ制御処理は、図９及び図１０の受信アダプティブ制御処理に比較して、以下の点が異なる。
（１）ステップＳ５３及びＳ５４に代えて、ステップＳ５３Ａ，Ｓ５４Ａを実行する。
（２）ステップＳ５９に代えて、ステップＳ５９Ａ，Ｓ５９Ｂを実行する。
以下、上記相違点について詳述する。

図１５のステップＳ５２の処理を実行した後、ステップＳ５３Ａにおいて、３つのスイッチＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ１３のうち１つのスイッチのみを接点ｂ側に選択的に順次切り換える（他のスイッチは接点ａ側に切り換える）ことにより、３本のアンテナ素子１ａ，１ｂ，１ｃのうちの各１本のアンテナ素子を選択して、選択した１本のアンテナ素子で受信信号を受信する各場合において、復調器８により受信信号を復調し、判定器９により判定された信号品質を取得する。次いで、ステップＳ５４Ａにおいて、最大の信号品質を有する受信信号を受信した１本のアンテナ素子を選択した後、ステップＳ５５に進む。

図１５のステップＳ５７でＮＯであるときは、Ｓ５９Ａにおいて、３つのスイッチＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ１３のうち１つのスイッチのみを接点ｂ側に選択的に順次切り換える（他のスイッチは接点ａ側に切り換える）ことにより、３本のアンテナ素子１ａ，１ｂ，１ｃのうちの各１本のアンテナ素子を選択して、選択した１本のアンテナ素子で受信信号を受信する各場合において、復調器８により受信信号を復調し、判定器９により判定された信号品質を取得する。次いで、ステップＳ５９Ｂにおいて、最大の信号品質を有する受信信号を受信した１本のアンテナ素子と、２番目の信号品質を有する受信信号を受信した１本のアンテナ素子とを選択した後、ステップＳ６０に進む。

以上説明したように、第３の実施形態の第２の変形例によれば、３本のアンテナ素子１ａ，１ｂ，１ｃのうちの最大の信号品位の受信信号を受信できる１本のアンテナ素子を選択して受信信号を受信し、所望の信号品位が得られないときに、最大の信号品位の受信信号と２番目の信号品位の受信信号とをそれぞれ受信できる２本のアンテナ素子を選択して受信信号を受信するように適応制御する。従って、例えば移動体無線システムにおいて用いる比較的低い周波数帯においても、より少ないアンテナ素子数で干渉波を抑圧することができ、常に最良の信号品位を有する無線信号を受信することができる。

第３の実施形態の第３の変形例．
図１７乃至図１９は図８のアダプティブアンテナ装置のコントローラ６によって実行される第３の実施形態の第３の変形例に係る受信アダプティブ制御処理を示すフローチャートである。第３の実施形態の第３の変形例に係る受信アダプティブ制御処理は、第３の実施形態の第１の変形例と、第３の実施形態の第２の変形例との組み合わせであって、図１２乃至図１４の第３の実施形態の第１の変形例に比較して、以下の点が異なる。
（１）図１２のステップＳ５３，Ｓ５４に代えて、図１５のステップＳ５３Ａ，Ｓ５４Ａを実行する。
（２）図１３のステップＳ８９乃至Ｓ９１及びＳ５９に代えて、図１５のステップＳ５９Ａ，Ｓ５９Ｂを実行する。

以上の第３の実施形態の第３の変形例では、３本のアンテナ素子１ａ，１ｂ，１ｃのうちの最大の信号品位の受信信号を受信できる１本のアンテナ素子を選択して受信信号を受信し、所望の信号品位が得られないときに、選択されなかった２本のアンテナ素子のうちの１本のアンテナ素子に接続された可変リアクタンス素子の素子値Ｘをリアクタンス制御し、このとき所望の信号品位が得られないときに、残りの１本のアンテナ素子に接続された可変リアクタンス素子の素子値Ｘをリアクタンス制御し、このとき所望の信号品位が得られないときに、３本のアンテナ素子１ａ，１ｂ，１ｃのうちの最大の信号品位の受信信号を受信できる１本のアンテナ素子を選択して受信信号を受信する処理に移行する。従って、最大の信号品位の受信信号を受信できる１本のアンテナ素子を選択して受信信号を受信し、所望の信号品位が得られないときに、よりより放射パターンを得るようにリアクタンス制御するので、例えば移動体無線システムにおいて用いる比較的低い周波数帯においても、より少ないアンテナ素子数で干渉波を抑圧することができ、常に最良の信号品位を有する無線信号を受信することができる。

第３の実施形態の第４の変形例．
図２０は図８のアダプティブアンテナ装置のコントローラ６によって実行される第３の実施形態の第４の変形例に係る受信アダプティブ制御処理の選択処理を示すフローチャートである。当該選択処理は、第３の実施形態及びその各変形例に係る受信アダプティブ制御処理のいずれを選択するかを決定するための処理であり、受信アダプティブ制御処理に先だって実行される。なお、図２０において、高速制御時とは、音声以外の例えば映像などの大容量データをコントローラが処理している場合、コントローラの制御時間に余裕がない場合をいう。また、低速制御時とは、音声などの小容量データをコントローラが処理している場合、コントローラの制御時間に余裕がある場合をいう。さらに、しきい値Ｐｔｈ１は、図６の場合と同様で、最小受信感度の受信電力近傍であってその受信電力よりも所定のマージンだけ高く設定される第１のしきい値をいう。

図２０のステップＳ２０１において、Ａ／Ｄ変換回路５からの各受信信号の最大受信電力Ｐｒ_ｍａｘを取得し、ステップＳ２０２においてＰｒ_ｍａｘ＜Ｐｔｈ１かつ高速制御時であるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ２０３に進む一方、ＮＯのときはステップＳ２０４に進む。ステップＳ２０３では、図９〜図１０の受信アダプティブ処理を選択して実行し、当該選択処理を終了する。次いで、ステップＳ２０４において、Ｐｒ_ｍａｘ＜Ｐｔｈ１かつ低速制御時であるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ２０５に進む一方、ＮＯのときはステップＳ２０６に進む。ステップＳ２０５では、図１２〜図１４の受信アダプティブ処理を選択して実行し、当該選択処理を終了する。さらに、ステップＳ２０６においてＰｒ_ｍａｘ≧Ｐｔｈ１かつ高速制御時であるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ２０７に進む一方、ＮＯのときはステップＳ２０８に進む。ステップＳ２０７では、図１５〜図１６の受信アダプティブ処理を選択して実行し、当該選択処理を終了する。また、ステップＳ２０８では、図１７〜図１９の受信アダプティブ処理を選択して実行し、当該選択処理を終了する。

図２０の選択処理を実行することにより、最大受信電力やコントローラの制御時間の余裕度（すなわち、高速制御時か、低速制御時か；さらには、使用する回路規模を限定する場合は、電源容量又は使用する電流容量の余裕度も関連する。）に依存して、第３の実施形態及びその各変形例に係る受信アダプティブ制御処理を適切に選択することができる。

第３の実施形態とその各変形例について．
第３の実施形態とその各変形例においては、３本のアンテナ素子１ａ，１ｂ，１ｃを備えているが、本発明はこれに限らず、２本のアンテナ素子又は４本以上のアンテナ素子を備えてもよい。また、各アンテナ素子１ａ，１ｂ，１ｃにそれぞれ対応するように、スイッチＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ１３を介した、３組の受信アダプティブ制御器（１組の受信アダプティブ制御器は可変利得増幅器と移相器とからなる。）と、可変リアクタンス素子１２ａ，１２ｂ，１２ｃとを設けているが、本発明はこれに限らず、各アンテナ素子１ａ，１ｂ，１ｃの少なくとも一部に対応するように、３組の受信アダプティブ制御器（１組の受信アダプティブ制御器は可変利得増幅器と移相器とからなる。）と、可変リアクタンス素子１２ａ，１２ｂ，１２ｃとを設けてもよい。すなわち、少なくとも一部のアンテナ素子をスイッチを介さず受信アダプティブ制御器又は可変リアクタンス素子に直接に接続してもよい。

以上のように構成することにより、指向性アダプティブ制御に使用するアンテナ素子を使用状況に応じて選択することが可能になる。例えば、安定した高速通信が必要な場合や、複数の異なった干渉波が到来するような環境で、制御時間や電源容量に余裕のある場合は３本のアンテナ素子を指向性アダプティブ制御に使用する。これは、指向性アダプティブ制御では、使用するアンテナ素子の本数分の無線通信回路が必要となるために電力の消費量が多いためである。また、その他の場合では、２本のアンテナ素子を選択する場合や、制御時間や電源容量に余裕がない場合には１本のアンテナ素子を選択し、残りの２つを無給電素子に接続することも可能である。また、１本又は２本のアンテナ素子を使用する場合には、アンテナ素子の選択も重要になってくる。例えば、２本のアンテナ素子を選択する場合において、アンテナ素子間隔が一番離れたものを選択することによりアンテナ素子間の相関が低くなり、より高い信号品位が得られる。

第４の実施形態．
図２１は本発明の第４の実施形態に係るアダプティブアンテナ装置の構成を示すブロック図である。第４の実施形態は、第１の実施形態の装置回路の一部をディジタル化したものであり、図１の第１の実施形態に比較して、以下の点が異なる。
（１）Ａ／Ｄ変換回路５を、アンテナ素子１ａ，１ｂと、受信アダプティブ制御回路２との間に挿入した。
（２）受信アダプティブ制御回路２内の回路のうち、可変利得増幅器３ａ，３ｂ及び移相器４ａ，４ｂをそれぞれディジタル化し、可変利得増幅器５３ａ，５３ｂ及び移相器５４ａ，５４ｂとした。
以下、上記相違点について詳述する。

図２１において、アンテナ素子１ａで受信された無線信号はＡ／Ｄ変換回路５内のＡ／Ｄ変換器によりディジタル無線信号にＡ／Ｄ変換された後、コントローラ６に出力されるとともに、受信アダプティブ制御回路２内の可変利得増幅器５３ａ及び移相器５４ａを介して信号合成器７に出力される。また、アンテナ素子１ｂで受信された無線信号はＡ／Ｄ変換回路５内のＡ／Ｄ変換器によりディジタル無線信号にＡ／Ｄ変換された後、コントローラ６に出力されるとともに、受信アダプティブ制御回路２内の可変利得増幅器５３ｂ及び移相器５４ｂを介して信号合成器７に出力される。

以上のように構成された第４の実施形態によれば、Ａ／Ｄ変換回路５によりディジタル化されたディジタル無線信号に対して指向性アダプティブ制御を行うことができ、受信された無線信号に対して、第１の実施形態と同様に適応制御できる。例えば、受信アダプティブ制御回路２内の回路のうち、可変利得増幅器５３ａ，５３ｂ及び移相器５４ａ，５４ｂ並びに加算器７の各処理をディジタル計算機のソフトウェア処理で実行してもよい。これにより、信号処理を高速化でき、消費電力を軽減できる。

第５の実施形態．
図２２は本発明の第５の実施形態に係るアダプティブアンテナ装置の構成を示すブロック図である。第５の実施形態は、第２の実施形態の装置回路の一部をディジタル化したものであり、図７の第２の実施形態に比較して、以下の点が異なる。
（１）Ａ／Ｄ変換回路５を、アンテナ素子１ａ，１ｂと、受信アダプティブ制御回路２との間に挿入した。
（２）受信アダプティブ制御回路２内の回路のうち、可変利得増幅器３ａ，３ｂ及び移相器４ａ，４ｂをそれぞれディジタル化し、可変利得増幅器５３ａ，５３ｂ及び移相器５４ａ，５４ｂとし、受信アダプティブ制御回路２ａを構成した。
以下、上記相違点について詳述する。

図２２において、アンテナ素子１ａで受信された無線信号はＡ／Ｄ変換回路５内のＡ／Ｄ変換器によりディジタル無線信号にＡ／Ｄ変換された後、コントローラ６に出力されるとともに、受信アダプティブ制御回路２ａ内の可変利得増幅器５３ａ及び移相器５４ａを介して信号合成器７に出力される。また、アンテナ素子１ｂで受信された無線信号はＡ／Ｄ変換回路５内のＡ／Ｄ変換器によりディジタル無線信号にＡ／Ｄ変換された後、コントローラ６に出力されるとともに、受信アダプティブ制御回路２ａ内の可変利得増幅器５３ｂ及び移相器５４ｂを介して信号合成器７に出力される。

以上のように構成された第５の実施形態によれば、Ａ／Ｄ変換回路５によりディジタル化されたディジタル無線信号に対して指向性アダプティブ制御を行うことができ、受信された無線信号に対して、第２の実施形態と同様に適応制御できる。例えば、受信アダプティブ制御回路２ａ内の回路のうち、可変利得増幅器５３ａ，５３ｂ及び移相器５４ａ，５４ｂ並びに加算器７の各処理をディジタル計算機のソフトウェア処理で実行してもよい。これにより、信号処理を高速化でき、消費電力を軽減できる。

第６の実施形態．
図２３は本発明の第６の実施形態に係るアダプティブアンテナ装置の構成を示すブロック図である。第６の実施形態は、第３の実施形態の装置回路の一部をディジタル化したものであり、図８の第３の実施形態に比較して、以下の点が異なる。
（１）Ａ／Ｄ変換回路５を、アンテナ素子１ａ，１ｂ，１ｃと、受信アダプティブ制御回路２との間に挿入した。
（２）受信アダプティブ制御回路２内の回路のうち、可変利得増幅器３ａ，３ｂ，３ｃ及び移相器４ａ，４ｂ，４ｃをそれぞれディジタル化し、可変利得増幅器５３ａ，５３ｂ，５３ｃ及び移相器５４ａ，５４ｂ，５４ｃとした。
以下、上記相違点について詳述する

図２３において、アンテナ素子１ａで受信された無線信号はスイッチＳＷ１１の接点ｂ側を介してＡ／Ｄ変換回路５内のＡ／Ｄ変換器に入力され、当該Ａ／Ｄ変換器は入力された無線信号をディジタル無線信号にＡ／Ｄ変換した後、コントローラ６に出力するとともに、受信アダプティブ制御回路２ａ内の可変利得増幅器５３ａ及び移相器５４ａを介して信号合成器７に出力する。また、アンテナ素子１ｂで受信された無線信号はスイッチＳＷ１２の接点ｂ側を介してＡ／Ｄ変換回路５内のＡ／Ｄ変換器に入力され、当該Ａ／Ｄ変換器は入力された無線信号をディジタル無線信号にＡ／Ｄ変換した後、コントローラ６に出力するとともに、受信アダプティブ制御回路２ａ内の可変利得増幅器５３ｂ及び移相器５４ｂを介して信号合成器７に出力する。さらに、アンテナ素子１ｃで受信された無線信号はスイッチＳＷ１３の接点ｂ側を介してＡ／Ｄ変換回路５内のＡ／Ｄ変換器に入力され、当該Ａ／Ｄ変換器は入力された無線信号をディジタル無線信号にＡ／Ｄ変換した後、コントローラ６に出力するとともに、受信アダプティブ制御回路２ａ内の可変利得増幅器５３ｃ及び移相器５４ｃを介して信号合成器７に出力する。

以上のように構成された第６の実施形態によれば、Ａ／Ｄ変換回路５によりディジタル化されたディジタル無線信号に対して指向性アダプティブ制御を行うことができ、受信された無線信号に対して、第３の実施形態と同様に適応制御できる。例えば、受信アダプティブ制御回路２ａ内の回路のうち、可変利得増幅器５３ａ，５３ｂ及び移相器５４ａ，５４ｂ並びに加算器７の各処理をディジタル計算機のソフトウェア処理で実行してもよい。これにより、信号処理を高速化でき、消費電力を軽減できる。

別の変形例．
図２４は別の変形例に係る、可変容量ダイオード５５により構成された可変リアクタンス素子１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃを示す回路図である。上記の実施形態及びその変形例において、可変リアクタンス素子１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃをそれぞれ図２４の可変容量ダイオード５５で構成し、それに印加する逆バイアス電圧を変化することによりリアクタンス値を変化させてもよい。

図２５は別の変形例に係る、４個のリアクタンス素子５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄと、これらのリアクタンス素子５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄを選択的に切り換えるスイッチＳＷ３１とにより構成された可変リアクタンス素子１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃを示す回路図である。上記の実施形態及びその変形例において、可変リアクタンス素子１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃをそれぞれ、図２５に示すように、４個のリアクタンス素子５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄと、これらのリアクタンス素子５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄを選択的に切り換えるスイッチＳＷ３１とにより構成してもよい。ここで、リアクタンス素子５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄは、例えば、それぞれ固定された素子値を有するキャパシタ、インダクタなどの受動素子、又は可変容量ダイオードなどの能動素子である。なお、リアクタンス素子の個数は４個に限定されず、複数個であってもよい。

以上の実施形態においては、信号品位は判定器９から出力される、例えばビット誤り率ＢＥＲであるが、本発明はこれに限らず、受信電力レベル検出器１０からの受信電力レベルなどの信号レベルや信号品質尺度を信号品位として用いてもよい。

以上詳述したように、本発明に係るアダプティブアンテナ装置及びそれを用いた無線通信装置によれば、上記第１の適応制御処理と、上記第２の適応制御処理とのうちの一方の適応制御処理を実行し、上記検出された信号品位が所定のしきい値以上であるとき、所定の通信処理を実行する一方、上記検出された信号品位が上記しきい値以上でないとき、他方の適応制御処理を実行するように制御する。もしくは、上記複数のアンテナ素子のうちの一部を用いて、上記検出された各受信信号の信号レベルに基づいて、上記第１の適応制御処理を実行し、上記検出された信号品位が所定のしきい値以上であるとき所定の通信処理を実行する一方、上記検出された信号品位が所定のしきい値以上でないとき上記第１の適応制御処理において用いたアンテナ素子以外のアンテナ素子を用いて上記第２の適応制御処理を実行するように制御する。それ故、例えば移動体無線システムにおいて用いる比較的低い周波数帯においても、より少ないアンテナ素子数で干渉波を抑圧することができ、常に最良の信号品位を有する無線信号を受信することができる。

本発明の第１の実施形態に係るアダプティブアンテナ装置の構成を示すブロック図である。 図１のアダプティブアンテナ装置のコントローラ６によって実行される第１の実施形態に係る受信アダプティブ制御処理を示すフローチャートである。 図１のアダプティブアンテナ装置のコントローラ６によって実行される第１の実施形態の第１の変形例に係る受信アダプティブ制御処理の第１の部分を示すフローチャートである。 第１の実施形態の第１の変形例に係る受信アダプティブ制御処理の第２の部分を示すフローチャートである。 第１の実施形態の第１の変形例に係る受信アダプティブ制御処理の第３の部分を示すフローチャートである。 図１のアダプティブアンテナ装置のコントローラ６によって実行される第１の実施形態の第２の変形例に係るアダプティブ制御法の選択処理を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係るアダプティブアンテナ装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係るアダプティブアンテナ装置の構成を示すブロック図である。 図８のアダプティブアンテナ装置のコントローラ６によって実行される第３の実施形態に係る受信アダプティブ制御処理の第１の部分を示すフローチャートである。 第３の実施形態に係る受信アダプティブ制御処理の第２の部分を示すフローチャートである。 図１０のサブルーチンである３本のアンテナ素子を用いた受信アダプティブ処理を示すフローチャートである。 図８のアダプティブアンテナ装置のコントローラ６によって実行される第３の実施形態の第１の変形例に係る受信アダプティブ制御処理の第１の部分を示すフローチャートである。 第３の実施形態の第１の変形例に係る受信アダプティブ制御処理の第２の部分を示すフローチャートである。 第３の実施形態の第１の変形例に係る受信アダプティブ制御処理の第３の部分を示すフローチャートである。 図８のアダプティブアンテナ装置のコントローラ６によって実行される第３の実施形態の第２の変形例に係る受信アダプティブ制御処理の第１の部分を示すフローチャートである。 第３の実施形態の第２の変形例に係る受信アダプティブ制御処理の第２の部分を示すフローチャートである。 図８のアダプティブアンテナ装置のコントローラ６によって実行される第３の実施形態の第３の変形例に係る受信アダプティブ制御処理の第１の部分を示すフローチャートである。 第３の実施形態の第３の変形例に係る受信アダプティブ制御処理の第２の部分を示すフローチャートである。 第３の実施形態の第３の変形例に係る受信アダプティブ制御処理の第３の部分を示すフローチャートである。 図８のアダプティブアンテナ装置のコントローラ６によって実行される第３の実施形態の第４の変形例に係る受信アダプティブ制御処理の選択処理を示すフローチャートである。 本発明の第４の実施形態に係るアダプティブアンテナ装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第５の実施形態に係るアダプティブアンテナ装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第６の実施形態に係るアダプティブアンテナ装置の構成を示すブロック図である。 別の変形例に係る、可変容量ダイオード５５により構成された可変リアクタンス素子１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃを示す回路図である。 別の変形例に係る、４個のリアクタンス素子５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄと、これらのリアクタンス素子５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄを選択的に切り換えるスイッチＳＷ３１とにより構成された可変リアクタンス素子１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃを示す回路図である。

符号の説明

１ａ，１ｂ，１ｃ…アンテナ素子、
２，２ａ…受信アダプティブ制御回路、
３ａ，３ｂ，３ｃ，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ…可変利得増幅器、
４ａ，４ｂ，４ｃ，５４ａ，５４ｂ，５４ｃ…移相器、
５…Ａ／Ｄ変換回路、
６…コントローラ、
７…信号合成器、
８，８ｂ…復調器、
９…判定器、
１０…受信電力レベル検出器、
１１…無給電素子、
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…可変リアクタンス素子、
１３…スイッチ回路、
５２ａ，５２ｂ…無線受信回路、
５５…可変容量ダイオード、
５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄ…リアクタンス素子、
ＳＷ１，ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ１３，ＳＷ３１…スイッチ、
Ｔ１，Ｔ２…端子。

Claims (4)

1. 複数のアンテナ素子と、
   可変リアクタンス素子が接続された少なくとも１本の無給電素子と、
   上記複数のアンテナ素子により受信された各受信信号に対してアダプティブ制御して、上記アダプティブ制御後の各受信信号を合成受信信号として出力する第１の適応制御処理を実行するアダプティブ制御手段と、
   上記無給電素子に接続された可変リアクタンス素子の素子値をリアクタンス制御する第２の適応制御処理を実行するリアクタンス制御手段と、
   上記合成受信信号の信号品位を検出する信号品位検出手段と、
   上記第１の適応制御処理と、上記第２の適応制御処理とのうちの一方の適応制御処理を実行し、上記検出された信号品位が所定のしきい値以上であるとき、所定の通信処理を実行する一方、上記検出された信号品位が上記しきい値以上でないとき、他方の適応制御処理を実行するように制御する装置制御手段とを備え、
   上記第２の適応制御処理は互いに異なる複数のアダプティブ制御法を用いた適応制御処理を含み、
   上記装置制御手段は、各上記アンテナ素子によりそれぞれ受信された各受信信号の最大受信電力に基づいて、上記複数のアダプティブ制御法を用いた適応制御処理のうちの１つを選択して実行し、
   上記第２の適応制御処理は、
   （１）信号対雑音比を含む評価関数を最大又は最小になるように上記可変リアクタンス素子の素子値を制御する第１のアダプティブ制御法と、
   （２）ビット誤り率を含む評価関数を最大又は最小になるように上記可変リアクタンス素子の素子値を制御する第２のアダプティブ制御法と、
   （３）信号対雑音比とビット誤り率とを含む評価関数を最大又は最小になるように上記可変リアクタンス素子の素子値を制御する第３のアダプティブ制御法と
   を含み、
   上記装置制御手段は、上記最大受信電力が所定の第１のしきい値未満であるとき、上記第１のアダプティブ制御法を用いて上記第２の適応制御処理を実行し、上記最大受信電力が上記第１のしきい値以上でかつ上記第１のしきい値よりも大きい所定の第２のしきい値未満であるとき、上記第２のアダプティブ制御法を用いて上記第２の適応制御処理を実行し、上記最大受信電力が上記第２のしきい値以上であるとき、上記第３のアダプティブ制御法を用いて上記第２の適応制御処理を実行することを特徴とするアダプティブアンテナ装置。
2. 上記複数のアンテナ素子により無線信号を受信しないとき、上記無給電素子から上記可変リアクタンス素子を切り離し、上記無給電素子により受信された受信信号を受信する別の受信手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載のアダプティブアンテナ装置。
3. 上記装置制御手段は、上記第１の適応制御処理を実行し、上記検出された信号品位が所定のしきい値以上であるとき上記通信処理を実行する一方、上記検出された信号品位が所定のしきい値以上でないとき上記第２の適応制御処理を実行するように制御することを特徴とする請求項１記載のアダプティブアンテナ装置。
4. 上記装置制御手段は、上記第２の適応制御処理を実行し、上記検出された信号品位が所定のしきい値以上であるとき上記通信処理を実行する一方、上記検出された信号品位が所定のしきい値以上でないとき上記第１の適応制御処理を実行するように制御することを特徴とする請求項１記載のアダプティブアンテナ装置。

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