JP6836475B2 - Wireless communication system, wireless communication method and wireless communication device - Google Patents

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本発明は、無線通信システム、無線通信方法及び無線通信装置に関する。 The present invention relates to wireless communication systems, wireless communication methods and wireless communication devices.

近年、第5世代移動通信システムやミリ波無線LAN(Local Area Network)といった、準ミリ波やミリ波などの高周波数帯を利用した見通し伝送路における無線通信方式の研究開発や実用化が進められている。また、屋内の無線LANに代表される高速無線通信システムを構築する際にも、ミリ波帯が積極的に利用されるようになっている。 In recent years, research and development and practical application of wireless communication methods in line-of-sight transmission lines using high frequency bands such as quasi-millimeter wave and millimeter wave, such as 5th generation mobile communication systems and millimeter-wave wireless LAN (Local Area Network), have been promoted. ing. In addition, the millimeter wave band is being actively used when constructing a high-speed wireless communication system represented by an indoor wireless LAN.

ミリ波の中でも特に60GHz帯は、1つの周波数チャネルあたり比帯域4%、すなわちおよそ2GHzの周波数帯域幅という大きい帯域が免許不要で利用可能となっている。60GHz帯を用いた無線LAN方式であるIEEE802.11adでは、1つの周波数チャネルを用いてSISO(Single-Input-and-Single-Output)伝送で4Gbit/s以上の高速伝送を実施する製品が市場において発売されており、更なる伝送速度の高速化が望まれている。 Among millimeter waves, the 60 GHz band in particular has a large bandwidth of 4% per frequency channel, that is, a frequency bandwidth of about 2 GHz, which can be used without a license. In IEEE802.11ad, which is a wireless LAN system using the 60 GHz band, products that perform high-speed transmission of 4 Gbit / s or more by SISO (Single-Input-and-Single-Output) transmission using one frequency channel are on the market. It has been put on the market, and further speeding up of the transmission speed is desired.

無線通信の伝送速度を高速化する手法として、いくつかの手法がある。例えば、利用する周波数帯域を広くする手法、多値変調を使用して1シンボルで伝送される情報量を多くする手法などがある。また、これら以外に、ある一定の周波数帯域内で伝送速度を高速化するための実現手法の1つとして、MIMO(Multiple-Input-and-Multiple-Output)伝送技術を用いる手法がある。 There are several methods for increasing the transmission speed of wireless communication. For example, there are a method of widening the frequency band to be used, a method of increasing the amount of information transmitted by one symbol by using multi-value modulation, and the like. In addition to these, there is a method using MIMO (Multiple-Input-and-Multiple-Output) transmission technology as one of the realization methods for increasing the transmission speed within a certain frequency band.

準ミリ波やミリ波などの高周波数帯では、広い帯域を利用しつつ、高い指向性を持つアンテナを利用して空間分割無線伝送、並列無線伝送を実施する手法が適しており、MIMO伝送技術のような空間多重化伝送を併用すれば、10Gbit/sを超える高速伝送を実現することが期待される。 In high frequency bands such as quasi-millimeter waves and millimeter waves, a method of performing spatial division wireless transmission and parallel wireless transmission using an antenna with high directivity while using a wide band is suitable, and MIMO transmission technology. It is expected that high-speed transmission exceeding 10 Gbit / s can be realized by using the above spatial multiplexing transmission together.

MIMO伝送技術では、複数の送信アンテナから同一時間、同一周波数で異なる信号を送信し、送受信機間のマルチパス環境を利用することによって、受信側で信号処理により各信号を分離して復号する。これにより、使用周波数帯域を広げることなく、送受アンテナ素子数に応じて伝送速度を速くすることができる。MIMO伝送技術は、マルチパスに富んだ環境で電波を伝搬することが前提とされている。その理由は、送受信機間がマルチパス環境でない場合、送受信される複数の信号の伝送経路がほぼ等しくなり、空間相関が増加するため信号分離が困難になりチャネル容量が減少するためである。 In MIMO transmission technology, different signals are transmitted from a plurality of transmitting antennas at the same time and at the same frequency, and by using a multipath environment between transmitters and receivers, each signal is separated and decoded by signal processing on the receiving side. As a result, the transmission speed can be increased according to the number of transmission / reception antenna elements without widening the frequency band used. MIMO transmission technology is premised on propagating radio waves in an environment rich in multipath. The reason is that when the transmitter / receiver is not in a multipath environment, the transmission paths of the plurality of signals transmitted / received become almost equal, the spatial correlation increases, signal separation becomes difficult, and the channel capacitance decreases.

これに対して、非特許文献1では、マルチパス環境ではない、送信アンテナと受信アンテナが近接する環境における近距離通信に対してMIMO伝送技術を適用させる技術が開示されている。非特許文献1によれば、近距離通信においてMIMO伝送を行う場合、送受信機間の距離に対してアンテナアレーの素子間隔を適切に与えることで、マルチパス環境でなくてもアンテナ間の空間相関が低くなり高い伝送路容量を達成することが可能であるとしている。そのことから、非特許文献1に示される技術は、準ミリ波やミリ波などの高周波数帯における空間分割無線伝送、並列無線伝送を実施することを可能とする技術の1つであると考えられる。 On the other hand, Non-Patent Document 1 discloses a technique for applying MIMO transmission technology to short-range communication in an environment in which a transmitting antenna and a receiving antenna are close to each other, which is not a multipath environment. According to Non-Patent Document 1, when MIMO transmission is performed in short-range communication, the spatial correlation between antennas is provided even in a non-multipath environment by appropriately giving the element spacing of the antenna array to the distance between transmitters and receivers. It is said that it is possible to achieve a high transmission line capacity. Therefore, it is considered that the technology shown in Non-Patent Document 1 is one of the technologies that makes it possible to carry out spatially divided wireless transmission and parallel wireless transmission in high frequency bands such as quasi-millimeter wave and millimeter wave. Be done.

特開2014−195238号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-195238

本間 尚樹、西森 健太郎、関 智弘、溝口 匡人、“近傍MIMO通信における伝送容量の評価”、信学技報、電子情報通信学会、2008年11月、A・P2008-125、pp.79-84Naoki Honma, Kentaro Nishimori, Tomohiro Seki, Masato Mizoguchi, "Evaluation of Transmission Capacity in Nearby MIMO Communication", IEICE Tech. 白井 孝明、西森 健太郎、堅岡 良知、牧野 秀夫、“LOS−MIMO伝送における狭ビーム形成によるパラレル伝送について”、信学技報、電子情報通信学会、2013年11月、A・P2013-106、pp.37-42Takaaki Shirai, Kentaro Nishimori, Yoshitomo Katsuoka, Hideo Makino, "Parallel transmission by narrow beam formation in LOS-MIMO transmission", Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, November 2013, AP2013-106, pp .37-42 平賀 健、坂元 一光、新井 麻希、関 智弘、俊長 秀紀、中川 匡夫、“2波伝搬モデルに基づく並列伝送の検討”、信学技報、電子情報通信学会、2014年10月、A・P2014-127、pp.105-110Ken Hiraga, Ikko Sakamoto, Maki Arai, Tomohiro Seki, Hideki Toshinaga, Masao Nakagawa, "Study of Parallel Transmission Based on Two-Wave Propagation Model", Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, October 2014, A・ P2014-127, pp.105-110

しかし、MIMO伝送技術では、送信ビームフォーミング、伝送路行列のフィードバック処理、MIMOの復号を行う信号処理などが必要である。MIMOにおける信号処理は、通常、ディジタル信号処理によって実施されている。その演算量は、MIMOの多重化数の2乗に比例し、かつ帯域幅に比例するため、高速化には演算量の増加が伴うことになる。また、IEEE802.11adのようなミリ波帯の通信に対して、MIMO伝送技術の機能を適用した無線通信モジュールは、現状、市場向けに製品展開されていない。 However, MIMO transmission technology requires transmission beamforming, transmission line matrix feedback processing, signal processing for decoding MIMO, and the like. Signal processing in MIMO is usually performed by digital signal processing. Since the amount of calculation is proportional to the square of the number of multiplexes of MIMO and proportional to the bandwidth, the speedup is accompanied by an increase in the amount of calculation. Further, a wireless communication module to which the function of MIMO transmission technology is applied to millimeter-wave band communication such as IEEE802.11ad has not been developed for the market at present.

これに対して、MIMO伝送技術を利用せずに、既存のSISO無線通信モジュールを使用して空間多重化伝送を実現する手法がある。有望な手法の1つとして、無線電波の伝送経路を並列化し、並列化した伝送経路の間で十分なアイソレーションを確保することで、複数のRF(Radio Frequency)信号の並列伝送を行うという手法がある。例えば、アンテナ素子間隔を大きくとることにより、正面で対向するアンテナ素子同士によって構成される伝送経路の間のアイソレーションを高めることができ、これに加えて、指向性の高いアンテナ素子を用いることでSISO伝送技術により空間多重化伝送を実現することができる。 On the other hand, there is a method of realizing spatial multiplexing transmission by using an existing SISO wireless communication module without using MIMO transmission technology. One of the promising methods is to parallelize the transmission paths of radio waves and secure sufficient isolation between the parallelized transmission paths to transmit multiple RF (Radio Frequency) signals in parallel. There is. For example, by increasing the distance between the antenna elements, it is possible to increase the isolation between the transmission paths composed of the antenna elements facing each other in the front, and in addition to this, by using an antenna element with high directivity. Spatial multiplexing transmission can be realized by SISO transmission technology.

図13は、空間分割伝送無線通信システム800の一例を示す図である。空間分割伝送無線通信システム800では、高い指向性を有するアンテナ素子810−1,810−2,820−1,820−2を利用することにより、指向性ビームの幅を狭くする。それにより、第1及び第2の無線リンク840,850の間でのアイソレーションを高めるという単純な手法が用いられている。 FIG. 13 is a diagram showing an example of the space division transmission wireless communication system 800. In the space division transmission wireless communication system 800, the width of the directional beam is narrowed by using the antenna elements 810-1,810-2,820-1,820-2 having high directivity. Thereby, a simple method of increasing the isolation between the first and second radio links 840,850 is used.

空間分割伝送無線通信システム800では、所望の無線リンク間のアイソレーションを得るために、第1のアンテナアレー810と、第2のアンテナアレー820との距離、すなわち無線信号の伝送距離に対して、第1及び第2のアンテナアレー810,820のアンテナ素子の間隔を十分に大きくし、更に、指向性ビームの幅を十分に小さくする必要がある。ここで、第1及び第2のアンテナアレー810,820のアンテナ素子の間隔とは、第1アンテナアレー810のアンテナ素子810−1,810−2の間隔、及び第2アンテナアレー820のアンテナ素子820−1,820−2の間隔のことである。 In the space division transmission radio communication system 800, in order to obtain isolation between desired radio links, the distance between the first antenna array 810 and the second antenna array 820, that is, the transmission distance of the radio signal is relative to the distance. It is necessary to sufficiently increase the distance between the antenna elements of the first and second antenna arrays 810 and 820, and further reduce the width of the directional beam sufficiently. Here, the intervals between the antenna elements of the first and second antenna arrays 810 and 820 are the intervals between the antenna elements 810-1 and 810-2 of the first antenna array 810 and the antenna elements 820 of the second antenna array 820. It is an interval of -1,820-2.

例えば、指向性の高いアンテナ素子として、立体的な構造のホーンアンテナや、導波器数の大きな八木宇田アンテナが存在する。しかし、ホーンアンテナは製造コストが高く、八木宇田アンテナは奥行きが大きくなるため、コストや大きさの面において実用には適さないことが想定される。 For example, as an antenna element with high directivity, there are a horn antenna having a three-dimensional structure and a Yagi-Uda antenna having a large number of directors. However, since the horn antenna has a high manufacturing cost and the Yagi-Uda antenna has a large depth, it is assumed that it is not suitable for practical use in terms of cost and size.

これに対して、指向性の低いアンテナ素子を利用する場合、アンテナ素子間隔を非常に長くすることでそれぞれの伝送経路の間のアイソレーションを大きくすることができる。しかし、この構成では、例えば、非特許文献2に開示されるように、アンテナアレー内におけるアンテナ素子の間隔が長くなりすぎるため、無線送受信機の大きさ等の観点から実用には適さないことが想定される。 On the other hand, when an antenna element having low directivity is used, the isolation between the respective transmission paths can be increased by making the distance between the antenna elements very long. However, this configuration is not suitable for practical use from the viewpoint of the size of the wireless transmitter / receiver, for example, because the distance between the antenna elements in the antenna array becomes too long as disclosed in Non-Patent Document 2. is assumed.

図14は、特許文献1に開示されているシステムの一例である空間分割伝送無線通信システム801の構成を示す図である。空間分割伝送無線通信システム801において、一方のアンテナアレーである第1のアンテナアレー811は、2つのアンテナ素子810−1a,810−2aを備えている。アンテナ素子810−1aは、2つのアンテナ素子810−1a−1,810−1a−2を接続した構成となっており、アンテナ素子810−2aは、2つのアンテナ素子810−2a−1,810−2a−2を接続した構成となっている。各々の一方のアンテナ素子810−1a−2,810−2a−2は、180度の位相回転を与える移相器850−1,850−2を備えている。 FIG. 14 is a diagram showing a configuration of a space division transmission wireless communication system 801 which is an example of the system disclosed in Patent Document 1. In the space division transmission wireless communication system 801 the first antenna array 811 which is one antenna array includes two antenna elements 810-1a and 810-2a. The antenna element 810-1a has a configuration in which two antenna elements 810-1a-1,810-1a-2 are connected, and the antenna element 810-2a has two antenna elements 810-2a-1,810-. It has a configuration in which 2a-2 is connected. Each one of the antenna elements 810-1a-2, 810-2a-2 includes phase shifters 850-1,850-2 that give a phase rotation of 180 degrees.

この構成により、アンテナ素子810−1a−1及びアンテナ素子810−1a−2から放射される無線電波は、互いに逆の位相でアンテナ素子820−1に到達する。そのため、アンテナ素子810−1aから放射される無線電波は、アンテナ素子820−1において打ち消されるので、アンテナ素子820−1は、アンテナ素子810−1aからの無線電波を受信しない。同様に、アンテナ素子820−2は、アンテナ素子810−2aからの無線電波を受信しない。 With this configuration, the radio waves radiated from the antenna element 810-1a-1 and the antenna element 810-1a-2 reach the antenna element 820-1 in opposite phases. Therefore, the radio wave radiated from the antenna element 810-1a is canceled by the antenna element 820-1, so that the antenna element 820-1 does not receive the radio wave from the antenna element 810-1a. Similarly, the antenna element 820-2 does not receive radio waves from the antenna element 810-2a.

アンテナ素子810−1a−1,810−1a−2の間隔を適切な長さとすることで、アンテナ素子810−1a−1,810−1a−2が放射した無線電波を、アンテナ素子820−2には同位相か、または少なくとも逆位相でない条件で到達させることができる。同様に、アンテナ素子810−2a−1,810−2a−2の間隔を適切な長さとすることで、アンテナ素子810−2a−1,810−2a−2が放射した無線電波を、アンテナ素子820−1には同位相か、または少なくとも逆位相でない条件で到達させることができる。これにより、図14に示す2つの第1及び第2の無線リンク840,850を構成することができる。 By setting the interval between the antenna elements 810-1a-1 and 810-1a-2 to an appropriate length, the radio waves radiated by the antenna elements 810-1a-1 and 810-1a-2 are transmitted to the antenna element 820-2. Can be reached under conditions that are in phase, or at least not out of phase. Similarly, by setting the interval between the antenna elements 810-2a-1 and 810-2a-2 to an appropriate length, the radio waves radiated by the antenna elements 810-2a-1 and 810-2a-2 can be transmitted to the antenna element 820. -1 can be reached under conditions that are in phase, or at least not out of phase. As a result, the two first and second radio links 840 and 850 shown in FIG. 14 can be configured.

ただし、この手法を実現するには、無線通信モジュールにおける無線信号処理回路の2系統のRF入出力信号のうち一方の系統を2つのアンテナ素子810−1a−1,810−1a−2に分配し、他方の系統を2つのアンテナ素子810−2a−1,810−2a−2に分配する必要がある。しかし、ミリ波無線通信モジュールの多くは、無線信号処理回路とアンテナとの間での給電損失を最小限に抑えるため、また、電子的制御が可能なフェーズドアンテナアレーを使用するため、通信信号処理用LSI(Large Scale Integrated circuit)とアンテナ素子が一体化されている。現状、こうした一体化された無線通信モジュールを利用せざるを得ないミリ波無線通信において、上記のような空間分割伝送を適用するためには、通信用信号処理LSIを新規に開発する必要があり、また、このような新規開発は容易ではない。 However, in order to realize this method, one of the two RF input / output signals of the wireless signal processing circuit in the wireless communication module is distributed to the two antenna elements 810-1a-1 and 810-1a-2. , The other system needs to be distributed to the two antenna elements 810-2a-1 and 810-2a-2. However, many millimeter-wave wireless communication modules process communication signals in order to minimize power supply loss between the wireless signal processing circuit and the antenna, and to use an electronically controllable phased antenna array. The LSI (Large Scale Integrated circuit) and the antenna element are integrated. At present, in millimeter-wave wireless communication in which such an integrated wireless communication module must be used, in order to apply the above-mentioned spatial division transmission, it is necessary to newly develop a communication signal processing LSI. Moreover, such new development is not easy.

図15は、非特許文献3に開示されているシステムの一例である並列伝送無線通信システム802の構成を示す図である。並列伝送無線通信システム802では、大地880の上に同じ高さで第1及び第2のアンテナアレー810,820を設置して並列無線伝送を行う。並列伝送無線通信システム802では、第1及び第2のアンテナアレー810,820の部分に特別な改造を行うことなく、アンテナ一体型のミリ波無線通信モジュールをそのまま適用することができる。 FIG. 15 is a diagram showing a configuration of a parallel transmission wireless communication system 802, which is an example of the system disclosed in Non-Patent Document 3. In the parallel transmission wireless communication system 802, the first and second antenna arrays 810 and 820 are installed on the ground 880 at the same height to perform parallel wireless transmission. In the parallel transmission wireless communication system 802, the millimeter-wave wireless communication module with an integrated antenna can be applied as it is without any special modification to the parts of the first and second antenna arrays 810 and 820.

並列伝送無線通信システム802において、大地880が反射するエネルギーの大部分は、第1及び第2のアンテナアレー810,820のちょうど中間に位置する反射エリア870に集中する。そのため、第1及び第2のアンテナアレー810,820の間で無線通信を行う場合、反射エリア870の付近に適切な大地880が無い場合、例えば、十分な大きさを持つ金属板等の反射板を無線送受信機とは別に人手によって設置しておかなければならないという不便さがある。 In the parallel transmission radio communication system 802, most of the energy reflected by the earth 880 is concentrated in the reflection area 870 located exactly in the middle of the first and second antenna arrays 810,820. Therefore, when wireless communication is performed between the first and second antenna arrays 810 and 820, if there is no suitable ground 880 near the reflection area 870, for example, a reflector such as a metal plate having a sufficient size. There is an inconvenience that the antenna must be manually installed separately from the wireless transmitter / receiver.

上記事情に鑑み、本発明は、見通し伝送路において、対向するアンテナ素子間に大地がない場合であっても、高速な信号処理を伴わずに、アンテナアレーにおけるアンテナ素子間隔を広くすることなく同一周波数帯を用いて空間多重化伝送することができる技術の提供を目的としている。 In view of the above circumstances, the present invention is the same in the line-of-sight transmission line without widening the antenna element spacing in the antenna array without high-speed signal processing even when there is no ground between the opposing antenna elements. The purpose is to provide a technology capable of spatial multiplexing transmission using a frequency band.

本発明の一態様は、複数のアンテナ素子を含む第1のアンテナアレーに接続する第1の無線制御装置と、複数のアンテナ素子を含む第2のアンテナアレーに接続する第2の無線制御装置と、前記アンテナ素子が放射する無線電波を反射する反射面を有する反射部材と、を備える無線通信システムであって、前記複数のアンテナ素子は、各々の位相中心が同一平面であるアンテナ素子平面上に位置し、かつ前記第1のアンテナアレーの正面の面と、前記第2のアンテナアレーの正面の面とが平行、または、略平行であり、前記アンテナ素子平面が前記第1及び第2のアンテナアレーの正面の面と垂直、または、略垂直であり、前記反射部材は、前記第1及び第2のアンテナアレーの前記アンテナ素子の前記位相中心によって囲まれる四辺形領域の外側の位置であって前記第1及び第2のアンテナアレーの前記アンテナ素子の少なくとも1つであって、前記第1の無線制御装置と前記第2の無線制御装置の中点より一方の無線制御装置に寄った位置に、前記アンテナ素子平面に対して反射面が垂直、または、略垂直であり、前記反射部材が寄った位置に位置する一部の前記アンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子から放射される無線電波のうち前記四辺形領域の対角の位置にある他方の前記アンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子に到達する直接波と、当該無線電波のうち前記反射部材によって反射されて当該アンテナ素子に到達する反射波とが逆の位相で合成されるように前記複数のアンテナ素子と、前記反射部材とを備える無線通信システムである。 One aspect of the present invention includes a first radio control device connected to a first antenna array including a plurality of antenna elements, and a second radio control device connected to a second antenna array including a plurality of antenna elements. , A wireless communication system including a reflecting member having a reflecting surface that reflects radio waves radiated by the antenna element, wherein the plurality of antenna elements are on an antenna element plane in which their phase centers are the same plane. Positioned and the front surface of the first antenna array and the front surface of the second antenna array are parallel or substantially parallel, and the antenna element plane is the first and second antennas. It is perpendicular to or substantially perpendicular to the front surface of the array, and the reflective member is located outside the quadrilateral region surrounded by the phase center of the antenna element of the first and second antenna arrays. At least one of the antenna elements of the first and second antenna arrays, at a position closer to one of the antenna elements than the midpoint of the first radio control device and the second radio control device. Of the radio radio waves radiated from the antenna element included in a part of the antenna array located at a position where the reflecting member is located at a position where the reflecting surface is perpendicular or substantially perpendicular to the antenna element plane. A direct wave that reaches the antenna element included in the other antenna array at a diagonal position of the quadrilateral region, and a reflected wave that is reflected by the reflecting member of the radio wave and reaches the antenna element. Is a wireless communication system including the plurality of antenna elements and the reflection member so that the antenna elements are synthesized in opposite phases.

本発明の一態様は、上記の無線通信システムであって、前記反射部材は複数あり、前記反射部材が一方の無線制御装置の前記アンテナアレーに含まれる複数の前記アンテナ素子のそれぞれに寄った位置に位置し、または、一部の前記反射部材が前記第1のアンテナアレーに含まれるいずれかの前記アンテナ素子に寄った位置に位置し、前記第1のアンテナアレーにおいて前記反射部材が寄っている前記アンテナ素子と前記四辺形領域において隣接関係にある前記アンテナ素子であって前記第2のアンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子に寄った位置に他方の前記反射部材が位置する。 One aspect of the present invention is the above-mentioned wireless communication system, in which there are a plurality of the reflecting members, and the reflecting members are located close to each of the plurality of antenna elements included in the antenna array of one of the wireless control devices. Or some of the reflective members are located closer to any of the antenna elements included in the first antenna array, and the reflective members are closer to the first antenna array. The other reflecting member is located at a position close to the antenna element included in the second antenna array, which is adjacent to the antenna element in the quadrilateral region.

本発明の一態様は、上記の無線通信システムであって、前記反射部材が一方の無線制御装置の前記アンテナアレーに含まれる一部の前記アンテナ素子に寄った位置に位置する場合、一部の前記アンテナ素子から放射される無線電波を遮って前記反射部材に到達させない前記アンテナ素子の間の位置に前記無線電波を吸収する吸収部材を備える。 One aspect of the present invention is the above-mentioned wireless communication system, in which the reflecting member is located at a position close to a part of the antenna elements included in the antenna array of one of the wireless control devices. An absorbing member that absorbs the radio wave is provided at a position between the antenna elements that blocks the radio wave radiated from the antenna element and does not reach the reflecting member.

本発明の一態様は、上記の無線通信システムであって、前記反射部材は1つあり、前記アンテナ素子平面をXY座標平面とみなし、前記第1の無線制御装置の前記アンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子の位相中心間の線分を含む直線をY軸とした場合、前記第2の無線制御装置の前記アンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子それぞれのY座標の値が、前記第1の無線制御装置の前記アンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子それぞれのY座標の値よりも小さくなるように各無線制御装置はアンテナ素子を備え、前記反射部材は、前記Y座標の値が最も大きい前記アンテナ素子か、または、前記Y座標の値が最も小さい前記アンテナ素子に寄った位置に位置する。 One aspect of the present invention is the wireless communication system, which has one reflecting member, regards the antenna element plane as an XY coordinate plane, and is included in the antenna array of the first wireless control device. When a straight line including a line segment between the phase centers of the antenna elements is defined as the Y axis, the value of the Y coordinate of each of the antenna elements included in the antenna array of the second radio control device is the first radio control. Each radio control device is provided with an antenna element so as to be smaller than the value of the Y coordinate of each of the antenna elements included in the antenna array of the device, and the reflecting member is the antenna element having the largest value of the Y coordinate. , Or, it is located at a position closer to the antenna element having the smallest value of the Y coordinate.

本発明の一態様は、上記の無線通信システムであって、前記反射部材は、前記反射面が前記第1及び第2のアンテナアレーの正面の面に対して垂直、もしくは、略垂直に位置し、または、前記反射面が前記第1及び第2のアンテナアレーの正面の面に対して垂直となる位置から対向する位置に存在する前記アンテナアレーの方向に向くように傾けて位置する。 One aspect of the present invention is the wireless communication system, wherein the reflecting member is positioned so that the reflecting surface is perpendicular to or substantially perpendicular to the front surface of the first and second antenna arrays. Or, the reflecting surface is tilted so as to face the direction of the antenna array existing at a position facing the front surface of the first and second antenna arrays from a position perpendicular to the front surface.

本発明の一態様は、上記の無線通信システムであって、前記反射部材の反射面は、前記第1の無線制御装置の前記アンテナ素子から放射され前記反射面により反射されて前記四辺形領域の対角の位置にある前記第2の無線制御装置の前記アンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子に到達する反射波の第1フレネルゾーンを含む大きさを有する。 One aspect of the present invention is the wireless communication system, wherein the reflective surface of the reflective member is radiated from the antenna element of the first wireless control device and reflected by the reflective surface to form the quadrilateral region. It has a size including the first Fresnel zone of the reflected wave reaching the antenna element included in the antenna array of the second radio control device at a diagonal position.

本発明の一態様は、上記の無線通信システムであって、前記アンテナ素子の位置、または、前記アンテナアレーに含まれる複数の前記アンテナ素子の間隔、または、前記アンテナ素子と当該アンテナ素子に寄った位置に存在する前記反射部材までの距離、または、前記反射部材の傾き角度、または、前記アンテナ素子から放射する無線電波のビームの方向が可変である。 One aspect of the present invention is the above-mentioned wireless communication system, in which the position of the antenna element, the distance between a plurality of the antenna elements included in the antenna array, or the antenna element and the antenna element are approached. The distance to the reflecting member existing at the position, the tilt angle of the reflecting member, or the direction of the beam of the radio wave radiated from the antenna element is variable.

本発明の一態様は、上記の無線通信システムであって、前記反射部材が寄っている前記アンテナ素子を含む前記アンテナアレーと、当該アンテナアレーに接続する前記無線制御装置と、前記反射部材とによって無線通信装置が構成される。 One aspect of the present invention is the wireless communication system, wherein the antenna array including the antenna element to which the reflecting member is close, the wireless control device connected to the antenna array, and the reflecting member are used. A wireless communication device is configured.

本発明の一態様は、複数のアンテナ素子を含む第1のアンテナアレーに接続する第1の無線制御装置と、複数のアンテナ素子を含む第2のアンテナアレーに接続する第2の無線制御装置と、前記アンテナ素子が放射する無線電波を反射する反射面を有する反射部材と、を備える無線通信システムにおける無線通信方法であって、前記複数のアンテナ素子が、各々の位相中心が同一平面であるアンテナ素子平面上に位置し、かつ前記第1のアンテナアレーの正面の面と、前記第2のアンテナアレーの正面の面とが平行、または、略平行であり、前記アンテナ素子平面が前記第1及び第2のアンテナアレーの正面の面と垂直、または、略垂直に位置して無線電波を放射し、前記反射部材が、前記第1及び第2のアンテナアレーの前記アンテナ素子の前記位相中心によって囲まれる四辺形領域の外側の位置であって前記第1及び第2のアンテナアレーの前記アンテナ素子の少なくとも1つであって、前記第1の無線制御装置と前記第2の無線制御装置の中点より一方の無線制御装置に寄った位置に、前記アンテナ素子平面に対して反射面が垂直、または、略垂直になるように位置し、前記反射部材が寄った位置に位置する一部の前記アンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子から放射される無線電波のうち前記四辺形領域の対角の位置にある他方の前記アンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子に到達する直接波と、当該無線電波のうち反射することによって当該アンテナ素子に到達する反射波とが逆の位相で合成されるように当該無線電波を反射する無線通信方法である。 One aspect of the present invention includes a first radio control device connected to a first antenna array including a plurality of antenna elements, and a second radio control device connected to a second antenna array including a plurality of antenna elements. , A wireless communication method in a wireless communication system including a reflecting member having a reflecting surface that reflects radio waves radiated by the antenna element, wherein the plurality of antenna elements have their respective phase centers in the same plane. It is located on the element plane, and the front surface of the first antenna array and the front surface of the second antenna array are parallel or substantially parallel, and the antenna element plane is the first and the first. It emits radio waves at a position perpendicular to or substantially perpendicular to the front surface of the second antenna array, and the reflecting member is surrounded by the phase center of the antenna element of the first and second antenna arrays. It is a position outside the quadrilateral region and is at least one of the antenna elements of the first and second antenna arrays, and is a midpoint between the first radio control device and the second radio control device. A part of the antenna located closer to one of the wireless control devices so that the reflecting surface is perpendicular to or substantially perpendicular to the plane of the antenna element and is located closer to the reflecting member. Of the radio radio waves radiated from the antenna element included in the array, the direct wave reaching the antenna element contained in the other antenna element at the diagonal position of the quadrilateral region and the reflected radio wave of the radio radio waves. This is a wireless communication method that reflects the radio wave so that the reflected wave that reaches the antenna element is synthesized in the opposite phase.

本発明の一態様は、複数のアンテナ素子を含む第1のアンテナアレーに接続する第1の無線制御装置と、複数のアンテナ素子を含む第2のアンテナアレーに接続する第2の無線制御装置と、前記アンテナ素子が放射する無線電波を反射する反射面を有する反射部材と、を備える無線通信システムにおける無線通信装置であって、前記無線通信装置は、前記第1の無線制御装置と、前記反射部材とを備え、複数のアンテナ素子は、各々の位相中心が同一平面であるアンテナ素子平面上に位置し、かつ前記第1のアンテナアレーの正面の面と、前記第2のアンテナアレーの正面の面とが平行、または、略平行であり、前記アンテナ素子平面が前記第1及び第2のアンテナアレーの正面の面と垂直、または、略垂直であり、前記反射部材は、前記第1及び第2のアンテナアレーの前記アンテナ素子の前記位相中心によって囲まれる四辺形領域の外側の位置であって前記第1及び第2のアンテナアレーの前記アンテナ素子の少なくとも1つであって、前記第1の無線制御装置と前記第2の無線制御装置の間の中点より一方の無線制御装置に寄った位置に、前記アンテナ素子平面に対して反射面が垂直、または、略垂直であり、前記反射部材が寄った位置に位置する一部の前記アンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子から放射される無線電波のうち前記四辺形領域の対角の位置にある他方の前記アンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子に到達する直接波と、当該無線電波のうち前記反射部材によって反射されて当該アンテナ素子に到達する反射波とが逆の位相で合成されるように前記複数のアンテナ素子と、前記反射部材とを備える無線通信装置である。 One aspect of the present invention includes a first radio control device connected to a first antenna array including a plurality of antenna elements, and a second radio control device connected to a second antenna array including a plurality of antenna elements. A wireless communication device in a wireless communication system including a reflecting member having a reflecting surface that reflects radio waves radiated by the antenna element, wherein the wireless communication device includes the first wireless control device and the reflection. The plurality of antenna elements including the members are located on the antenna element plane whose phase centers are the same plane, and the front surface of the first antenna array and the front surface of the second antenna array. The surface is parallel or substantially parallel, the antenna element plane is perpendicular to or substantially perpendicular to the front surface of the first and second antenna arrays, and the reflective member is the first and second antenna elements. A position outside the quadrilateral region surrounded by the phase center of the antenna element of the antenna array of 2, at least one of the antenna elements of the first and second antenna arrays, the first. The reflective surface is perpendicular to or substantially perpendicular to the plane of the antenna element at a position closer to one of the wireless control devices than the midpoint between the wireless control device and the second wireless control device, and the reflective member. Of the radio waves radiated from the antenna element included in a part of the antenna array located at a position close to the antenna element, the antenna element included in the other antenna array located at a diagonal position of the quadrilateral region. The plurality of antenna elements and the reflecting member are provided so that the arriving direct wave and the reflected wave of the radio wave reflected by the reflecting member and arriving at the antenna element are combined in opposite phases. It is a wireless communication device.

本発明の一態様は、上記の無線通信装置であって、前記反射部材は複数あり、前記反射部材が前記アンテナアレーに含まれる複数の前記アンテナ素子のそれぞれに寄った位置に位置し、または、一部の前記反射部材が前記第1のアンテナアレーに含まれるいずれかの前記アンテナ素子に寄った位置に位置する。 One aspect of the present invention is the wireless communication device, wherein there are a plurality of the reflective members, and the reflective members are located at positions close to each of the plurality of antenna elements included in the antenna array, or. Some of the reflective members are located closer to any of the antenna elements included in the first antenna array.

本発明の一態様は、上記の無線通信装置であって、一部の前記アンテナ素子から放射される無線電波を遮って前記反射部材に到達させない前記アンテナ素子の間の位置に前記無線電波を吸収する吸収部材をさらに備える。 One aspect of the present invention is the wireless communication device, which absorbs the radio waves at a position between the antenna elements that block the radio waves radiated from some of the antenna elements and do not reach the reflecting member. It is further provided with an absorbing member.

本発明の一態様は、上記の無線通信装置であって、前記反射部材は、前記反射面が前記第1及び第2のアンテナアレーの正面の面に対して垂直、もしくは、略垂直に位置し、または、前記反射面が前記第1及び第2のアンテナアレーの正面の面に対して垂直となる位置から対向する位置に存在する前記アンテナアレーの方向に向くように傾けて位置する。 One aspect of the present invention is the wireless communication device, wherein the reflecting member is positioned so that the reflecting surface is perpendicular to or substantially perpendicular to the front surface of the first and second antenna arrays. Or, the reflecting surface is tilted so as to face the direction of the antenna array existing at a position facing the front surface of the first and second antenna arrays from a position perpendicular to the front surface.

本発明の一態様は、上記の無線通信装置であって、前記反射部材の反射面は、自装置の前記アンテナ素子から放射され前記反射面により反射されて前記四辺形領域の対角の位置にある前記第2の無線制御装置の前記アンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子に到達する反射波の第1フレネルゾーンを含む大きさを有する。 One aspect of the present invention is the wireless communication device, wherein the reflecting surface of the reflecting member is radiated from the antenna element of the own device and reflected by the reflecting surface at a diagonal position of the quadrilateral region. It has a size including a first Fresnel zone of a reflected wave reaching the antenna element included in the antenna array of the second radio control device.

本発明により、見通し伝送路において、対向するアンテナ素子間に大地がない場合であっても、高速な信号処理を伴わずに、アンテナアレーにおけるアンテナ素子間隔を広くすることなく同一周波数帯を用いて空間多重化伝送を行うことが可能となる。 According to the present invention, even when there is no ground between opposing antenna elements in a line-of-sight transmission line, the same frequency band can be used without widening the antenna element spacing in the antenna array without high-speed signal processing. Spatial multiplexing transmission can be performed.

第1の実施形態における無線通信システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the wireless communication system in 1st Embodiment. 同実施形態における無線通信システムの構成を三次元的に示す図である。It is a figure which shows the structure of the wireless communication system in the same embodiment three-dimensionally. 第2の実施形態における無線通信システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the wireless communication system in 2nd Embodiment. 第3の実施形態における無線通信システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the wireless communication system in 3rd Embodiment. 第4の実施形態における無線通信システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the wireless communication system in 4th Embodiment. 第5の実施形態における無線通信システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the wireless communication system in 5th Embodiment. 第6の実施形態における無線通信システムの構成を示すブロック図(その1)である。It is a block diagram (the 1) which shows the structure of the wireless communication system in 6th Embodiment. 第6の実施形態における無線通信システムの構成を示すブロック図(その2)である。It is a block diagram (the 2) which shows the structure of the wireless communication system in 6th Embodiment. 第6の実施形態における無線通信システムの他の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other configuration example of the wireless communication system in 6th Embodiment. ビームの方向の傾きの有無による受信レベルの違いを示すグラフである。It is a graph which shows the difference of the reception level depending on the presence or absence of the inclination of the beam direction. ビームの方向の傾きの有無によるSIRの違いを示すグラフである。It is a graph which shows the difference of SIR depending on the presence or absence of the inclination of the beam direction. 第3の実施形態における無線通信装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the wireless communication apparatus in 3rd Embodiment. 空間分割伝送無線通信システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the space division transmission wireless communication system. 移相器が適用された空間分割伝送無線通信システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the space division transmission wireless communication system to which a phase shifter is applied. 大地による反射を用いた並列無線伝送無線通信システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the parallel wireless transmission wireless communication system using the reflection by the earth.

(第1の実施形態)
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施形態における並列伝送を行う無線通信システム1の構成を示すブロック図である。無線通信システム1は、無線制御装置11,21、第1及び第2のアンテナアレー10,20、及び反射板30を備える。第1及び第2のアンテナアレー10,20の間は、見通し伝送路となっている。無線制御装置11,21は、例えば、ミリ波帯や準ミリ波帯などの高周波数帯における無線信号処理を行う。また、無線制御装置11,21は、当該無線信号処理として、送信信号の変調を行い、変調した送信信号に基づいて、各々に接続されるアンテナ素子10−1,10−2,20−1,20−2を通じて無線電波を送信する。また、無線制御装置11,21は、当該無線信号処理として、各々に接続されるアンテナ素子10−1,10−2,20−1,20−2を通じて無線電波を受信し、受信した無線電波を復調して受信信号を取り込む。
(First Embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a wireless communication system 1 that performs parallel transmission according to the first embodiment of the present invention. The wireless communication system 1 includes wireless control devices 11 and 21, first and second antenna arrays 10, 20, and a reflector 30. Between the first and second antenna arrays 10 and 20, there is a line-of-sight transmission line. The wireless control devices 11 and 21 perform wireless signal processing in a high frequency band such as a millimeter wave band or a quasi-millimeter wave band. Further, the radio control devices 11 and 21 modulate the transmission signal as the radio signal processing, and based on the modulated transmission signal, the antenna elements 10-1, 10-2, 20-1, connected to each of them, Radio waves are transmitted through 20-2. Further, the wireless control devices 11 and 21 receive radio waves through the antenna elements 10-1, 10-2, 20-1 and 20-2 connected to each of the wireless signal processes, and receive the received radio waves. Demodulate and capture the received signal.

第1のアンテナアレー10は、無線制御装置11に接続されるアンテナ素子10−1,10−2を含んでおり、第2のアンテナアレー20は、無線制御装置21に接続されるアンテナ素子20−1,20−2を含んでいる。無線制御装置11、アンテナ素子10−1,10−2、及び反射板30は、例えば、無線通信装置として一体に構成されている。また、無線制御装置21、及びアンテナ素子20−1,20−2は、例えば、無線通信装置として一体に構成されている。 The first antenna array 10 includes antenna elements 10-1 and 10-2 connected to the wireless control device 11, and the second antenna array 20 includes antenna elements 20- connected to the wireless control device 21. Includes 1,20-2. The wireless control device 11, the antenna elements 10-1 and 10-2, and the reflector 30 are integrally configured as, for example, a wireless communication device. Further, the wireless control device 21 and the antenna elements 20-1 and 20-2 are integrally configured as, for example, a wireless communication device.

図2は、無線通信システム1の構成を3次元的に示した図である。図1及び図2に示すように第1のアンテナアレーの正面の面110と、第2のアンテナアレーの正面の面210とは平行の位置関係で対向しており、面間の距離、すなわち伝送距離は、「D」である。ここで、第1のアンテナアレーの正面の面110とは、第1のアンテナアレー10に含まれるアンテナ素子10−1,10−2の正面の面、すなわちビームの方向を変えずに無線電波を放射した場合の放射方向に垂直な面である。また、第2のアンテナアレーの正面の面210とは、第2のアンテナアレー20に含まれるアンテナ素子20−1,20−2の正面の面である。 FIG. 2 is a three-dimensional view showing the configuration of the wireless communication system 1. As shown in FIGS. 1 and 2, the front surface 110 of the first antenna array and the front surface 210 of the second antenna array face each other in a parallel positional relationship, and the distance between the surfaces, that is, transmission. The distance is "D". Here, the front surface 110 of the first antenna array is the front surface of the antenna elements 10-1 and 10-2 included in the first antenna array 10, that is, the radio wave is transmitted without changing the direction of the beam. It is a plane perpendicular to the direction of radiation when it is radiated. The front surface 210 of the second antenna array is the front surface of the antenna elements 20-1 and 20-2 included in the second antenna array 20.

アンテナ素子10−1,10−2,20−1,20−2の位相中心は、同一平面上に設置されており、図2に示すように、アンテナ素子10−1,10−2,20−1,20−2の位相中心によって囲まれる四辺形の形状のアンテナ素子平面領域300は、第1及び第2のアンテナアレーの正面の面110,210と垂直な位置関係となる。ここで、位相中心とは、アンテナ素子における無線電波の放射または入射において見かけ上、無線電波が放射または入射されている点であり、図1では、例えば、アンテナ素子10−1,10−2,20−1,20−2の先端に位相中心の点があるものとして記載している。 The phase centers of the antenna elements 10-1, 10-2, 20-1, 20-2 are installed on the same plane, and as shown in FIG. 2, the antenna elements 10-1, 10-2, 20- The quadrilateral-shaped antenna element plane region 300 surrounded by the phase centers of 1, 20-2 has a positional relationship perpendicular to the front surfaces 110 and 210 of the first and second antenna arrays. Here, the phase center is a point where the radio wave is apparently radiated or incident in the radiation or incident of the radio wave in the antenna element. In FIG. 1, for example, the antenna elements 10-1, 10-2, It is described assuming that there is a point at the center of phase at the tips of 20-1 and 20-2.

反射板30は、無線電波を反射する反射部材であり、アンテナ素子平面領域300の領域外であって、二つの無線制御装置(無線制御装置11と無線制御装置21)の中点より一方の無線制御装置に寄った位置に設置される。第1の実施形態では、反射板30は、無線制御装置11に寄った位置に位置する。また、反射板30は、アンテナ素子平面領域300と垂直であり、かつ第1のアンテナアレーの正面の面110とも垂直な位置関係となるように設置される。 The reflecting plate 30 is a reflecting member that reflects radio waves, is outside the area of the antenna element plane region 300, and is one radio from the midpoint of the two radio control devices (radio control device 11 and radio control device 21). It is installed near the control device. In the first embodiment, the reflector 30 is located closer to the wireless control device 11. Further, the reflector 30 is installed so as to be perpendicular to the antenna element plane region 300 and to be perpendicular to the front surface 110 of the first antenna array.

無線通信システム1では、アンテナ素子10−1とアンテナ素子20−1との間と、アンテナ素子10−2とアンテナ素子20−2との間の2つ無線リンクにより並列伝送が行われる。この2つの無線リンクは、所望する無線電波の経路(以下「所望波の経路」という。)である。これに対して、四辺形のアンテナ素子平面領域300における対角の位置関係にあるアンテナ素子10−1からアンテナ素子20−2の間の経路、及びアンテナ素子10−2からアンテナ素子20−1の間の経路は不要な経路(以下「クロストークが発生する経路」ともいう。)である。 In the wireless communication system 1, parallel transmission is performed by two wireless links between the antenna element 10-1 and the antenna element 20-1 and between the antenna element 10-2 and the antenna element 20-2. These two radio links are desired radio radio wave paths (hereinafter referred to as "desired wave paths"). On the other hand, the path between the antenna element 10-1 and the antenna element 20-2, which are in a diagonal positional relationship in the quadrilateral antenna element plane region 300, and the path from the antenna element 10-2 to the antenna element 20-1. The route between them is an unnecessary route (hereinafter, also referred to as “a route in which cross talk occurs”).

図1に示すアンテナ素子10−1,10−2と、アンテナ素子20−1,20−2との間の破線は、反射板30の反射面で反射した無線電波の経路を示した線であり、これらの線は、アンテナ素子平面領域300を含む平面であるアンテナ素子平面上に存在している。例えば、アンテナ素子10−1から放射された無線電波は、反射板30の反射点401において反射されて、アンテナ素子20−2に到達する。 The broken line between the antenna elements 10-1 and 10-2 and the antenna elements 20-1 and 20-2 shown in FIG. 1 is a line indicating the path of the radio wave reflected by the reflecting surface of the reflecting plate 30. , These lines exist on the antenna element plane which is a plane including the antenna element plane region 300. For example, the radio wave radiated from the antenna element 10-1 is reflected at the reflection point 401 of the reflector 30 and reaches the antenna element 20-2.

例えば、図1において、アンテナ素子10−1,10−2,20−1,20−2の位相中心によって囲まれるアンテナ素子平面領域300を含む平面であるアンテナ素子平面と、第1のアンテナアレーの正面の面110との交線、すなわち、アンテナ素子10−1,10−2の位相中心間の線分を含む直線をY軸とする。 For example, in FIG. 1, the antenna element plane, which is a plane including the antenna element plane region 300 surrounded by the phase centers of the antenna elements 10-1, 10-2, 20-1, and 20-2, and the first antenna array. The line of intersection with the front surface 110, that is, the straight line including the line segment between the phase centers of the antenna elements 10-1 and 10-2 is defined as the Y axis.

このY軸と反射板30との交点を原点とし、Y軸に直角な符号301によって示される線をX軸として、アンテナ素子平面をXY座標平面とみなすとする。このとき、第1のアンテナアレー10のアンテナ素子10−1の位相中心のY座標は、「h」である。また、アンテナ素子10−2の位相中心のY座標は、「h」である。第2のアンテナアレー20のアンテナ素子20−1の位相中心のY座標は、「hd」であり、アンテナ素子20−2の位相中心のY座標は、「hd」である。 It is assumed that the intersection of the Y-axis and the reflector 30 is the origin, the line indicated by the reference numeral 301 perpendicular to the Y-axis is the X-axis, and the antenna element plane is the XY coordinate plane. At this time, the Y coordinate of the phase center of the antenna element 10-1 of the first antenna array 10 is "h 1 ". The Y coordinate of the phase center of the antenna element 10-2 is "h 2 ". The Y coordinate of the phase center of the antenna element 20-1 of the second antenna array 20 is "hd 1 ", and the Y coordinate of the phase center of the antenna element 20-2 is "hd 2 ".

アンテナ素子10−1から放射されて反射板30において1度反射されてアンテナ素子20−2に到達する反射波と、アンテナ素子10−1から放射されて直接アンテナ素子20−2に到達する直接波とが、互いに逆の位相になって打ち消し合うようにアンテナ素子10−1とアンテナ素子20−2とが設置される。 A reflected wave that is radiated from the antenna element 10-1 and reflected once by the reflecting plate 30 to reach the antenna element 20-2, and a direct wave that is radiated from the antenna element 10-1 and directly reaches the antenna element 20-2. The antenna element 10-1 and the antenna element 20-2 are installed so as to cancel each other out in opposite phases.

アンテナ素子10−1からアンテナ素子20−2への直接波の経路は、((hd−h+D1/2である。アンテナ素子10−1からアンテナ素子20−2への反射波の経路((hd+h+D1/2である。したがって、これらの式で示される反射波の経路と直接波の経路との差が無線電波の半波長の奇数倍となっていれば直接波と反射波が打ち消しあうことになる。 The path of the direct wave from the antenna element 10-1 to the antenna element 20-2 is ((hd 2- h 1 ) 2 + D 2 ) 1/2 . The path of the reflected wave from the antenna element 10-1 to the antenna element 20-2 ((hd 2 + h 1 ) 2 + D 2 ) 1/2 . Therefore, if the difference between the path of the reflected wave and the path of the direct wave represented by these equations is an odd multiple of the half wavelength of the radio wave, the direct wave and the reflected wave cancel each other out.

また、アンテナ素子10−1から放射されて反射板30により一度反射されてアンテナ素子20−1に到達する反射波と、アンテナ素子10−1から放射されて直接アンテナ素子20−1に到達する直接波とが、同位相か、または少なくとも逆位相にならず、アンテナ素子20−1の位相中心において強電界点が生じるようにアンテナ素子10−1とアンテナ素子20−1,20−2とが設置される。 Further, the reflected wave that is radiated from the antenna element 10-1 and once reflected by the reflecting plate 30 and reaches the antenna element 20-1, and the reflected wave that is radiated from the antenna element 10-1 and directly reaches the antenna element 20-1. The antenna element 10-1 and the antenna elements 20-1 and 20-2 are installed so that the waves do not have the same phase or at least the opposite phase and a strong electric field point is generated at the phase center of the antenna element 20-1. Will be done.

アンテナ素子10−1からアンテナ素子20−1への直接波の経路は、((hd−h+D1/2である。アンテナ素子10−1からアンテナ素子20−1への反射波の経路((hd+h+D1/2である。したがって、これらの式で示される反射波の経路と直接波の経路との差が無線電波の半波長の奇数倍でなければ、直接波と反射波が逆位相にならず、更に、半波長の偶数倍であれば、直接波と反射波が同位相になる。 The path of the direct wave from the antenna element 10-1 to the antenna element 20-1 is ((hd 1 −h 1 ) 2 + D 2 ) 1/2 . The path of the reflected wave from the antenna element 10-1 to the antenna element 20-1 ((hd 1 + h 1 ) 2 + D 2 ) 1/2 . Therefore, unless the difference between the reflected wave path and the direct wave path represented by these equations is an odd multiple of the half wavelength of the radio wave, the direct wave and the reflected wave do not have opposite phases, and the half wavelength If it is an even multiple, the direct wave and the reflected wave are in phase.

同様に、アンテナ素子10−2から放射されて反射板30において1度反射されてアンテナ素子20−1に到達する反射波と、アンテナ素子10−2から放射されて直接アンテナ素子20−1に到達する直接波とが、互いに逆の位相になって打ち消し合うようにアンテナ素子10−2とアンテナ素子20−1とが設置される。 Similarly, the reflected wave radiated from the antenna element 10-2 and reflected once by the reflecting plate 30 to reach the antenna element 20-1, and the reflected wave radiated from the antenna element 10-2 and directly reach the antenna element 20-1. The antenna element 10-2 and the antenna element 20-1 are installed so that the direct waves that form the waves cancel each other out in opposite phases.

アンテナ素子10−2からアンテナ素子20−1への直接波の経路は、((hd−h+D1/2である。アンテナ素子10−2からアンテナ素子20−1への反射波の経路((hd+h+D1/2である。したがって、これらの式で示される反射波の経路と直接波の経路との差が無線電波の半波長の奇数倍となっていれば直接波と反射波が打ち消しあうことになる。 The path of the direct wave from the antenna element 10-2 to the antenna element 20-1 is ((hd 1 −h 2 ) 2 + D 2 ) 1/2 . The path of the reflected wave from the antenna element 10-2 to the antenna element 20-1 ((hd 1 + h 2 ) 2 + D 2 ) 1/2 . Therefore, if the difference between the path of the reflected wave and the path of the direct wave represented by these equations is an odd multiple of the half wavelength of the radio wave, the direct wave and the reflected wave cancel each other out.

また、アンテナ素子10−2から放射されて反射板30により一度反射されてアンテナ素子20−2に到達する反射波と、アンテナ素子10−2から放射されて直接アンテナ素子20−2に到達する直接波とが、同位相か、または少なくとも逆位相にならず、アンテナ素子20−2の位相中心において強電界点が生じるようにアンテナ素子10−2とアンテナ素子20−1,20−2が設置される。 Further, the reflected wave radiated from the antenna element 10-2 and once reflected by the reflecting plate 30 to reach the antenna element 20-2, and the reflected wave radiated from the antenna element 10-2 and directly reach the antenna element 20-2. The antenna element 10-2 and the antenna elements 20-1 and 20-2 are installed so that the waves do not have the same phase or at least the opposite phase and a strong electric field point is generated at the phase center of the antenna element 20-2. To.

アンテナ素子10−2からアンテナ素子20−2への直接波の経路は、((hd−h+D1/2である。アンテナ素子10−1からアンテナ素子20−1への反射波の経路((hd+h+D1/2である。したがって、これらの式で示される反射波の経路と直接波の経路との差が無線電波の半波長の奇数倍でなければ、直接波と反射波が逆位相にならず、更に、半波長の偶数倍であれば、直接波と反射波が同位相になる。 The path of the direct wave from the antenna element 10-2 to the antenna element 20-2 is ((hd 2- h 2 ) 2 + D 2 ) 1/2 . The path of the reflected wave from the antenna element 10-1 to the antenna element 20-1 ((hd 2 + h 2 ) 2 + D 2 ) 1/2 . Therefore, unless the difference between the reflected wave path and the direct wave path represented by these equations is an odd multiple of the half wavelength of the radio wave, the direct wave and the reflected wave do not have opposite phases, and the half wavelength If it is an even multiple, the direct wave and the reflected wave are in phase.

上記のような不要な経路の無線電波を除去しつつ反射板30を二つの無線制御装置(無線制御装置11と無線制御装置21)の中点より一方の無線制御装置に寄った位置に設置する構成として、無線通信システム1では、第1のアンテナアレー10の位置と、第2のアンテナアレー20位置とを、Y軸方向において異なる位置に設置するようにしている。以下、第1及び第2のアンテナアレー10,20の位置の条件について説明する。 The reflector 30 is installed at a position closer to one of the wireless control devices than the midpoint of the two wireless control devices (radio control device 11 and wireless control device 21) while removing the radio waves of the unnecessary route as described above. As a configuration, in the wireless communication system 1, the position of the first antenna array 10 and the position of the second antenna array 20 are installed at different positions in the Y-axis direction. Hereinafter, the conditions for the positions of the first and second antenna arrays 10 and 20 will be described.

アンテナ素子10−1から放射されて反射板30で反射されてアンテナ素子20−2に到達する無線電波の反射点401は、距離Dをh:hdで内分する位置として表される。ここで、反射位置の比率をrrefとすると、アンテナ素子10−1とアンテナ素子20−2の場合、rref=h/(h+hd)となり、第1のアンテナアレーの正面の面110からD×rref離れた位置、すなわちD×h/(h+hd)の位置が反射点401の位置となる。この位置は、第2のアンテナアレーの正面の面210からD×(1−rref)離れた位置、すなわちD×hd/(h+hd)の位置でもある。 The reflection point 401 of the radio wave that is radiated from the antenna element 10-1 and reflected by the reflector 30 and reaches the antenna element 20-2 is represented as a position that internally divides the distance D by h 1 : hd 2. Here, assuming that the ratio of the reflection positions is r ref, in the case of the antenna element 10-1 and the antenna element 20-2, r ref = h 1 / (h 1 + hd 2 ), and the front surface of the first antenna array. The position separated from 110 by D × r ref , that is, the position of D × h 1 / (h 1 + hd 2 ) is the position of the reflection point 401. This position is also a position D × (1-r ref ) away from the front surface 210 of the second antenna array, that is, a position of D × hd 2 / (h 1 + hd 2 ).

そのため、図1のように反射板30の設置位置を二つの無線制御装置(無線制御装置11と無線制御装置21)の中点より無線制御装置11に寄った位置にするためには、h<hdとなり、h<hdとなる必要がある。hは、hよりも小さい値であり、hdは、hdよりも大きい値であるため、h及びhが、hd及びhdよりも小さい値となる。h−hの値と、hd−hdの値とが等しい場合には、4つのアンテナ素子10−1,10−2,20−1,20−2に囲まれるアンテナ素子平面領域300は、平行四辺形の形状となる。 Therefore, in order to set the installation position of the reflector 30 closer to the wireless control device 11 than the midpoint of the two wireless control devices (wireless control device 11 and wireless control device 21) as shown in FIG. 1, h 1 It is necessary that <hd 2 and h 2 <hd 1. Since h 1 is a value smaller than h 2 and hd 2 is a value larger than hd 1 , h 1 and h 2 are smaller than hd 1 and hd 2. the value of h 2 -h 1, when the value of the hd 2 -hd 1 are equal, the antenna element plane region 300 surrounded by the four antenna elements 10-1,10-2,20-1,20-2 Has a parallelogram shape.

このようなh,h,hd,hdの値を、上述したクロストークが発生する経路において直接波と反射波が打ち消し合う条件を満たすh,h,hd,hdの値の中から選択する必要がある。そして、距離Dをh:hdで内分する位置と、距離Dをh:hdで内分する位置とが含まれる範囲に反射板30を設置する。 Such values of h 1 , h 2 , hd 1 , and hd 2 of h 1 , h 2 , hd 1 , hd 2 satisfying the condition that the direct wave and the reflected wave cancel each other out in the path where the crosstalk occurs described above. You need to choose from the values. Then, the reflector 30 is installed in a range including a position where the distance D is internally divided by h 1 : hd 2 and a position where the distance D is internally divided by h 2 : hd 1.

また、反射板30のサイズは、無線電波を十分に反射するサイズが必要となる。図1に示すように、アンテナ素子10−1,10−2から放射された無線電波が反射板30で反射されてアンテナ素子20−1,20−2に到達する際、反射点401や他の伝送経路の反射点は、反射エリア400に集中する。また、各々の反射点において、各々の無線電波のエネルギーは、第1フレネルゾーンの半径を有する円で囲まれる有限の大きさのエリアで反射する。したがって、反射板30のサイズとして、少なくとも各々の反射点を中心とした第1フレネルゾーンの半径の円を含む大きさが必要となる。 Further, the size of the reflector 30 needs to be a size that sufficiently reflects radio waves. As shown in FIG. 1, when the radio waves radiated from the antenna elements 10-1 and 10-2 are reflected by the reflector 30 and reach the antenna elements 20-1 and 20-2, the reflection points 401 and other objects are used. The reflection points of the transmission path are concentrated in the reflection area 400. Further, at each reflection point, the energy of each radio wave is reflected in an area of a finite size surrounded by a circle having a radius of the first Fresnel zone. Therefore, the size of the reflector 30 needs to include at least a circle having a radius of the first Fresnel zone centered on each reflection point.

図15に示した並列伝送無線通信システム802では、反射点が集中する反射エリア870が、第1のアンテナアレー810と第2のアンテナアレー820の中間にできるため、大地880が存在しない場合、反射板を人手によって設置しなければならかなった。これに対して第1の実施形態の無線通信システム1では、反射位置の比率rrefを変更することにより、反射エリア400を二つの無線制御装置(無線制御装置11と無線制御装置21)の中点より無線制御装置11に寄った位置か、または、無線制御装置21に寄った位置へ移動させることができる。そのため、仮に、二つの無線制御装置(無線制御装置11と無線制御装置21)の中点より無線制御装置11に寄った位置に設置した場合、アンテナ素子10−1、10−2、無線制御装置11、及び反射板30を一体として備えた無線通信装置とすることもでき、人手によって別に反射板を備えるという不便さを解消することができる。ただし、無線通信システム1では、反射板30が、アンテナ素子10−1,10−2よりも突出した構成となるため、このような構成に対して制約のない環境で用いるのが好ましい。 In the parallel transmission wireless communication system 802 shown in FIG. 15, the reflection area 870 where the reflection points are concentrated can be formed between the first antenna array 810 and the second antenna array 820. Therefore, when the ground 880 does not exist, the reflection area 870 is reflected. The board had to be installed manually. On the other hand, in the wireless communication system 1 of the first embodiment, the reflection area 400 is set in the two wireless control devices (radio control device 11 and wireless control device 21) by changing the ratio rref of the reflection position. It can be moved to a position closer to the wireless control device 11 or a position closer to the wireless control device 21 than the point. Therefore, if it is installed at a position closer to the wireless control device 11 than the midpoint of the two wireless control devices (wireless control device 11 and wireless control device 21), the antenna elements 10-1, 10-2, and the wireless control device It is also possible to provide a wireless communication device including the 11 and the reflector 30 as a unit, and it is possible to eliminate the inconvenience of manually providing the reflector separately. However, in the wireless communication system 1, since the reflector 30 has a configuration that protrudes from the antenna elements 10-1 and 10-2, it is preferable to use it in an environment where there are no restrictions on such a configuration.

なお、上記の第1の実施形態では、二つの無線制御装置(無線制御装置11と無線制御装置21)の中点より無線制御装置11の第1のアンテナアレー10のアンテナ素子10−1に寄った位置に設置するようにしているが、無線制御装置21の第2のアンテナアレー20のアンテナ素子20−2に寄った位置に、反射面をアンテナ素子20−2の方に向けて反射板30を設置するようにしてもよい。すなわち、第1の実施形態では、反射板30が、Y座標の値が最小のアンテナ素子10−1、またはY座標の値が最大のアンテナ素子20−2のように、二つの無線制御装置(無線制御装置11と無線制御装置21)の中点より一方の無線制御装置に寄った位置に設置されることになる。 In the first embodiment described above, the antenna element 10-1 of the first antenna array 10 of the wireless control device 11 is approached from the midpoint of the two wireless control devices (radio control device 11 and wireless control device 21). Although it is installed in a vertical position, the reflector 30 is located closer to the antenna element 20-2 of the second antenna array 20 of the wireless control device 21 with the reflecting surface facing the antenna element 20-2. May be installed. That is, in the first embodiment, the reflector 30 has two wireless control devices (such as the antenna element 10-1 having the smallest Y coordinate value or the antenna element 20-2 having the largest Y coordinate value). It will be installed at a position closer to one of the wireless control devices than the midpoint between the wireless control device 11 and the wireless control device 21).

また、上記の第1の実施形態では、アンテナ素子平面と、第1のアンテナアレーの正面の面110との交線、すなわち、アンテナ素子10−1,10−2の位相中心間の線分を含む直線をY軸としているが、Y軸は、アンテナ素子平面と、第2のアンテナアレーの正面の面210との交線であってもよい。その場合、Y軸は、アンテナ素子20−1,20−2の位相中心間の線分を含む直線となる。 Further, in the first embodiment described above, the line of intersection between the antenna element plane and the front surface 110 of the first antenna array, that is, the line segment between the phase centers of the antenna elements 10-1 and 10-2 is defined. The included straight line is the Y-axis, but the Y-axis may be the line of intersection between the plane of the antenna element and the front surface 210 of the second antenna array. In that case, the Y-axis is a straight line including a line segment between the phase centers of the antenna elements 20-1 and 20-2.

(第2の実施形態)
図3は、第2の実施形態における無線通信システム2の構成を示すブロック図である。図3において、第1の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付し、以下、異なる構成について説明する。無線通信システム2は、第1のアンテナアレー10、第2のアンテナアレー20、2つの反射板30−1,30−2、及び遮蔽板40を備える。なお、図3では、図1に示した無線制御装置11,21を示していないが、第1の実施形態と同様に無線制御装置11が、アンテナ素子10−1,10−2に接続されており、無線制御装置21が、アンテナ素子20−1,20−2に接続されているものとする。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the wireless communication system 2 according to the second embodiment. In FIG. 3, the same configurations as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and different configurations will be described below. The wireless communication system 2 includes a first antenna array 10, a second antenna array 20, two reflectors 30-1, 30-2, and a shielding plate 40. Although the wireless control devices 11 and 21 shown in FIG. 1 are not shown in FIG. 3, the wireless control device 11 is connected to the antenna elements 10-1 and 10-2 as in the first embodiment. It is assumed that the wireless control device 21 is connected to the antenna elements 20-1 and 20-2.

反射板30−1は、二つの無線制御装置(無線制御装置11と無線制御装置21)の中点より無線制御装置11に寄った位置であって、アンテナ素子10−1に寄った位置に設置されており、反射板30−2は、二つの無線制御装置(無線制御装置11と無線制御装置21)の中点より無線制御装置11に寄った位置であって、アンテナ素子10−2に寄った位置に設置されている。反射板30−1と反射板30−2の反射面は、第1及び第2のアンテナアレーの正面の面110,210に対して垂直に設置されている。 The reflector 30-1 is installed at a position closer to the wireless control device 11 from the midpoint of the two wireless control devices (radio control device 11 and wireless control device 21) and closer to the antenna element 10-1. The reflector 30-2 is located closer to the wireless control device 11 from the midpoint of the two wireless control devices (radio control device 11 and wireless control device 21), and is closer to the antenna element 10-2. It is installed in the same position. The reflecting surfaces of the reflecting plate 30-1 and the reflecting plate 30-2 are installed perpendicular to the front surfaces 110 and 210 of the first and second antenna arrays.

反射板30−1,30−2は、アンテナ素子10−1,10−2,20−1,20−2の位相中心によって囲まれるアンテナ素子平面領域300の外に設置される。すなわち、アンテナ素子10−1,10−2,20−1,20−2の位相中心によって囲まれるアンテナ素子平面領域300を含むアンテナ素子平面と、反射板30−1の反射面との交線301−1をX軸とし、アンテナ素子平面と、第1のアンテナアレーの正面の面110の交線をY軸とするXY座標平面を定める。図3の上方をY軸の正の向きとした場合、反射板30−1のY座標は、アンテナ素子10−1のY座標よりも小さく、また、反射板30−2のY座標は、アンテナ素子10−2のY座標よりも大きくなる。 The reflectors 30-1 and 30-2 are installed outside the antenna element plane region 300 surrounded by the phase centers of the antenna elements 10-1, 10-2, 20-1 and 20-2. That is, the line of intersection 301 between the antenna element plane including the antenna element plane region 300 surrounded by the phase centers of the antenna elements 10-1, 10-2, 20-1, and 20-2 and the reflecting surface of the reflecting plate 30-1. An XY coordinate plane is defined with -1 as the X-axis and the line of intersection between the antenna element plane and the front surface 110 of the first antenna array as the Y-axis. When the upper part of FIG. 3 is oriented in the positive direction of the Y-axis, the Y coordinate of the reflector 30-1 is smaller than the Y coordinate of the antenna element 10-1, and the Y coordinate of the reflector 30-2 is the antenna. It is larger than the Y coordinate of element 10-2.

第1のアンテナアレーの正面の面110と、第2のアンテナアレーの正面の面210とは平行の位置関係で対向しており、面間の距離、すなわち伝送距離は、「D」である。アンテナ素子20−1のY座標は「h」であり、アンテナ素子20−2のY座標は「h」であり、アンテナ素子10−1,10−2,20−1,20−2の位相中心によって囲まれるアンテナ素子平面領域300は、高さが「(h−h)」、幅が「D」の矩形領域となる。 The front surface 110 of the first antenna array and the front surface 210 of the second antenna array face each other in a parallel positional relationship, and the distance between the surfaces, that is, the transmission distance is “D”. The Y coordinate of the antenna element 20-1 is "h 1 ", the Y coordinate of the antenna element 20-2 is "h 2 ", and the antenna elements 10-1, 10-2, 20-1, 20-2 antenna element plane region 300 surrounded by the phase center, the height "(h 2 -h 1)", width of a rectangular area of "D".

遮蔽板40は、無線電波を吸収する吸収部材であり、アンテナ素子10−1,10−2の間の位置であって、アンテナ素子10−1から放射されて反射板30−2に到達する無線電波を遮蔽し、アンテナ素子10−2から放射されて反射板30−1に到達する無線電波を遮蔽する位置に設置される。これらの無線電波は、不要な無線電波であり、このような無線電波を遮蔽する充分なサイズの遮蔽板40が設置される。 The shielding plate 40 is an absorbing member that absorbs radio waves, is located between the antenna elements 10-1 and 10-2, and is radiated from the antenna element 10-1 to reach the reflector 30-2. It is installed at a position that shields radio waves and shields radio waves that are radiated from the antenna element 10-2 and reach the reflector 30-1. These radio waves are unnecessary radio waves, and a shielding plate 40 having a sufficient size for shielding such radio waves is installed.

次に、反射板30−1を設置する条件についてみると、2つの条件があり、第1の条件が、アンテナ素子10−1から放射されて反射板30−1に一度反射されてアンテナ素子20−2に到達する反射波と、アンテナ素子10−1から放射されて直接アンテナ素子20−2に到達する直接波とが逆位相になるようにすることである。また、第2の条件が、アンテナ素子10−1から放射されて反射板30−1に一度反射されてアンテナ素子20−1に到達する反射波と、アンテナ素子10−1から放射されて直接アンテナ素子20−1に到達する直接波とが同位相か、または少なくとも逆位相にならず、アンテナ素子20−1の位相中心において強電界点が生じるようにすることである。 Next, looking at the conditions for installing the reflector 30-1, there are two conditions. The first condition is that the antenna element 10-1 is radiated and reflected once by the reflector 30-1, and the antenna element 20 is used. The reflected wave arriving at -2 and the direct wave radiated from the antenna element 10-1 and directly arriving at the antenna element 20-2 are arranged to have opposite phases. The second condition is the reflected wave radiated from the antenna element 10-1 and once reflected by the reflecting plate 30-1 to reach the antenna element 20-1, and the reflected wave radiated from the antenna element 10-1 and directly radiated from the antenna. The direct wave reaching the element 20-1 is not in phase or at least in the opposite phase, and a strong electric field point is generated at the phase center of the antenna element 20-1.

ただし、第2の実施形態では、アンテナ素子10−1とアンテナ素子20−1が同じ高さであるため、第2の条件については、中間点に反射板30−1が存在しないと反射波が発生しない。そのため、二つの無線制御装置(無線制御装置11と無線制御装置21)の中点より一方の無線制御装置に寄った位置に反射板30−1,30−2を設置する第2の実施形態においては、ほとんどの場合において、所望波の経路についての反射波を考慮する必要はない。仮に考慮する必要がある場合、直接波の経路長は、Dであり、反射波の経路長は((2h+D1/2となる。直接波と反射波の経路の差が無線電波の半波長の奇数倍でなければ、直接波と反射波が逆位相にならず、更に、半波長の偶数倍であれば、直接波と反射波が同位相になる。 However, in the second embodiment, since the antenna element 10-1 and the antenna element 20-1 have the same height, as for the second condition, if the reflector 30-1 does not exist at the intermediate point, the reflected wave is generated. Does not occur. Therefore, in the second embodiment, the reflectors 30-1 and 30-2 are installed at positions closer to one of the wireless control devices than the midpoint of the two wireless control devices (radio control device 11 and wireless control device 21). In most cases it is not necessary to consider the reflected wave for the desired wave path. If it is necessary to consider, the path length of the direct wave is D, and the path length of the reflected wave is ((2h 1 ) 2 + D 2 ) 1/2 . If the difference between the path of the direct wave and the reflected wave is not an odd multiple of the half wavelength of the radio wave, the direct wave and the reflected wave will not be out of phase, and if it is an even multiple of the half wavelength, the direct wave and the reflected wave will not be in opposite phase. Are in phase.

第1の条件を満たす経路、すなわちアンテナ素子10−1から放射されて反射板30−1により一度反射されてアンテナ素子20−2に到達する反射波と、アンテナ素子10−1から放射されて直接アンテナ素子20−2に到達する直接波とが互いに逆位相となって打ち消し合うような経路の条件について、以下に説明する。 A path that satisfies the first condition, that is, a reflected wave that is radiated from the antenna element 10-1 and once reflected by the reflector 30-1 to reach the antenna element 20-2, and a reflected wave that is radiated directly from the antenna element 10-1. The conditions of the path in which the direct waves reaching the antenna element 20-2 have opposite phases and cancel each other out will be described below.

反射板30−1,30−2の反射係数を「+1」とする。反射係数「+1」は、例えば、金属板に対してTM(Transverse Magnetic)入射する場合の反射係数である。反射係数が「+1」の場合、反射板30−1,30−2での反射において波の位相は変化しない。 Let the reflectance coefficients of the reflectors 30-1 and 30-2 be "+1". The reflection coefficient "+1" is, for example, a reflection coefficient when TM (Transverse Magnetic) is incident on a metal plate. When the reflectance coefficient is "+1", the phase of the wave does not change in the reflection by the reflectors 30-1 and 30-2.

アンテナ素子10−1から放射されて直接アンテナ素子20−2に到達する直接波の経路は、図3において符号500で示される経路である。直接波の経路長rLOSは、次式(1)によって求められる。 The path of the direct wave radiated from the antenna element 10-1 and directly reaches the antenna element 20-2 is the path indicated by reference numeral 500 in FIG. The path length r LOS of the direct wave is obtained by the following equation (1).

Figure 0006836475
Figure 0006836475

アンテナ素子10−1から放射されて反射板30−1により一度反射されてアンテナ素子20−2に到達する反射波の経路は、反射点402までの経路が符号501によって示される経路であり、反射点402を経由した後の経路が符号502によって示される経路である。経路501と経路502の経路長を合わせた反射波の経路長rGRは、次式(2)によって求められる。 The path of the reflected wave that is radiated from the antenna element 10-1 and once reflected by the reflector 30-1 and reaches the antenna element 20-2 is the path to the reflection point 402 indicated by reference numeral 501, and is reflected. The path after passing through the point 402 is the path indicated by reference numeral 502. The path length r GR of the reflected wave, which is the sum of the path lengths of the path 501 and the path 502, is obtained by the following equation (2).

Figure 0006836475
Figure 0006836475

ここで、反射係数は「+1」であり、反射に伴う位相の変化はないため、上記2つの経路長の差が、無線電波の半波長の奇数倍であれば、逆位相となり打ち消し合うことになる。したがって、次式(3)を満たすことにより直接波と反射波とが逆位相となる。 Here, since the reflection coefficient is "+1" and there is no phase change due to reflection, if the difference between the above two path lengths is an odd multiple of the half wavelength of the radio wave, the phases are opposite and cancel each other out. Become. Therefore, by satisfying the following equation (3), the direct wave and the reflected wave have opposite phases.

Figure 0006836475
Figure 0006836475

なお、式(3)においてNは自然数であり、λは、無線電波の波長である。次に、反射板30−1の位置の条件について説明する。X軸の原点を、X軸と、第1のアンテナアレーの正面の面110との交点とした場合、反射点402は、Dをh:hで内分した位置となるため、反射点402のX座標「w」は、次式(4)により求められる。 In equation (3), N is a natural number and λ 0 is the wavelength of the radio wave. Next, the condition of the position of the reflector 30-1 will be described. When the origin of the X-axis is the intersection of the X-axis and the front surface 110 of the first antenna array, the reflection point 402 is a position obtained by internally dividing D by h 1 : h 2 , and thus the reflection point. The X coordinate "w" of 402 is obtained by the following equation (4).

Figure 0006836475
Figure 0006836475

反射板30−1の中心位置が、wとなるように反射板30−1が設置される。第1の実施形態において述べたように、無線電波は、反射板30−1の1点で反射するわけではなく大部分のエネルギーは第1フレネルゾーン50の半径を有する円で囲まれる有限の大きさのエリアにおいて反射する。反射板30−1における反射点402における第1フレネルゾーン50の半径r(以下「フレネル半径r」という。)を求めるにあたって、図3に示すように、アンテナ素子10−1の鏡像をアンテナ素子の鏡像10−1iを定義する。 The reflector 30-1 is installed so that the center position of the reflector 30-1 is w. As described in the first embodiment, the radio wave is not reflected at one point of the reflector 30-1, and most of the energy is a finite size surrounded by a circle having a radius of the first Fresnel zone 50. Reflects in the area. In obtaining the radius r 1 of the first Fresnel zone 50 at the reflection point 402 on the reflector 30-1 (hereinafter referred to as “Fresnel radius r 1 ”), as shown in FIG. 3, a mirror image of the antenna element 10-1 is used as an antenna. A mirror image of the element 10-1i is defined.

第1フレネルゾーン50は、アンテナ素子の鏡像10−1iの位相中心からアンテナ素子20−2の位相中心を長軸とする楕円形状であり、楕円の長径の長さは、経路501の鏡像の経路となる経路501iと経路502とを合わせた長さとなる。経路501iと経路501の長さは等しいため、長軸の長さは、反射波の経路の経路長rGRと等しくなる。ここで、経路501iの経路長をdとし、経路502の経路長をdとすると、第1フレネルゾーン50におけるフレネル半径rは、次式(5)によって求められる。 The first Fresnel zone 50 has an elliptical shape with the phase center of the antenna element 20-2 as the long axis from the phase center of the mirror image 10-1i of the antenna element, and the length of the major axis of the ellipse is the path of the mirror image of the path 501. The total length is the path 501i and the path 502. Since the lengths of the path 501i and the path 501 are equal, the length of the major axis is equal to the path length r GR of the reflected wave path. Here, assuming that the route length of the route 501i is d 1 and the route length of the route 502 is d 2 , the Fresnel radius r 1 in the first Fresnel zone 50 can be obtained by the following equation (5).

Figure 0006836475
Figure 0006836475

なお、dとdには、次式(6)から次式(8)の関係が成り立つ。 It should be noted that the relationship of the following equations (6) to (8) holds for d 1 and d 2.

Figure 0006836475
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Figure 0006836475
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Figure 0006836475
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反射板30−1への入射角度は90度未満の角度であるφとなることから、反射板30−1において無線電波の波の反射に寄与する面は、反射点402におけるフレネル半径rの円を反射板30−1に投影した楕円内となる。φは、次式(9)によって求められる。 Since the angle of incidence on the reflector 30-1 is φ r , which is an angle of less than 90 degrees, the surface of the reflector 30-1 that contributes to the reflection of radio wave waves is the Frenel radius r 1 at the reflection point 402. The circle is inside the ellipse projected on the reflector 30-1. φr is calculated by the following equation (9).

Figure 0006836475
Figure 0006836475

したがって、フレネル半径rの円を反射板30−1に投影した楕円の長径の半分の長さの近似値lは、次式(10)によって求められる。 Therefore, an approximate value l 1 of half the length of the major axis of the ellipse projected on the reflector 30-1 by a circle having a Fresnel radius r 1 can be obtained by the following equation (10).

Figure 0006836475
Figure 0006836475

反射板30−1のサイズとして、例えば、2×l以上の直径の円領域を含むサイズとなる。反射板30−2については、アンテナ素子10−2の位相中心のY座標と、反射板30−2のY座標との差が「h」であるため、反射板30−1について算出した位置を示す「w」の値と、サイズを定める「l」の値をそのまま適用することができる。 The size of the reflector 30-1 is, for example, a size including a circular region having a diameter of 2 × l 1 or more. Regarding the reflector 30-2, since the difference between the Y coordinate of the phase center of the antenna element 10-2 and the Y coordinate of the reflector 30-2 is "h 1 ", the position calculated for the reflector 30-1. The value of "w" indicating the size and the value of "l 1 " indicating the size can be applied as they are.

上記の第2の実施形態の構成では、2つの反射板30−1,30−2を、二つの無線制御装置(無線制御装置11と無線制御装置21)の中点より無線制御装置11の第1のアンテナアレー10に寄った位置に設置する。このように設置することで、反射板30−1については、アンテナ素子10−1と、アンテナ素子20−1,20−2との位置関係によって設置条件を定めることができる。また、反射板30−2については、アンテナ素子10−2と、アンテナ素子20−1,20−2との位置関係によって設置条件を定めることができる。 In the configuration of the second embodiment described above, the two reflectors 30-1 and 30-2 are connected to the wireless control device 11 from the midpoint of the two wireless control devices (wireless control device 11 and wireless control device 21). It is installed at a position closer to the antenna array 10 of 1. By installing in this way, the installation conditions for the reflector 30-1 can be determined by the positional relationship between the antenna element 10-1 and the antenna elements 20-1 and 20-2. Further, regarding the reflector 30-2, the installation conditions can be determined by the positional relationship between the antenna elements 10-2 and the antenna elements 20-1 and 20-2.

例えば、2台の自動車のそれぞれの屋根に、Y軸を高さ方向として第1のアンテナアレー10と第2のアンテナアレー20を設置する利用形態を想定する。第1の実施形態の無線通信システム1では、反射板30を二つの無線制御装置(無線制御装置11と無線制御装置21)の中点より一方の無線制御装置に寄った位置(例えば、第1のアンテナアレー10か、または第2のアンテナアレー20に寄った位置)に設置するため、第1のアンテナアレー10と第2のアンテナアレー20の高さを異なる高さに必要がある。この高さの差に合うような屋根の高さが異なる2台の自動車を用いるという手法もないわけでないが、どの自動車においても汎用的に適用できる利用形態ではない。これに対して、第2の実施形態の無線通信システム2では、第1のアンテナアレー10と第2のアンテナアレー20の高さを同じにすることができるため、自動車の屋根に備えるような利用形態に適した構成となる。 For example, assume a usage pattern in which a first antenna array 10 and a second antenna array 20 are installed on the roofs of two automobiles with the Y axis as the height direction. In the wireless communication system 1 of the first embodiment, the reflector 30 is located closer to one of the wireless control devices than the midpoint of the two wireless control devices (radio control device 11 and wireless control device 21) (for example, the first position). It is necessary to set the heights of the first antenna array 10 and the second antenna array 20 to different heights in order to install the antenna array 10 or the position closer to the second antenna array 20). It is not without the method of using two automobiles with different roof heights to match this difference in height, but it is not a usage form that can be universally applied to any automobile. On the other hand, in the wireless communication system 2 of the second embodiment, the heights of the first antenna array 10 and the second antenna array 20 can be made the same, so that the wireless communication system 2 can be used as if it is provided on the roof of an automobile. The configuration is suitable for the form.

(第3の実施形態)
図4は、第3の実施形態における無線通信システム3の構成を示すブロック図である。図4において、第1及び第2の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付し、以下、異なる構成について説明する。無線通信システム3は、第1のアンテナアレー10、第2のアンテナアレー20、2つの反射板30−1,30−2、及び遮蔽板40を備える。なお、図4では、図1に示した無線制御装置11,21を示していないが、第1の実施形態と同様に無線制御装置11が、アンテナ素子10−1,10−2に接続されており、無線制御装置21が、アンテナ素子20−1,20−2に接続されているものとする。
(Third Embodiment)
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the wireless communication system 3 according to the third embodiment. In FIG. 4, the same configurations as those of the first and second embodiments are designated by the same reference numerals, and different configurations will be described below. The wireless communication system 3 includes a first antenna array 10, a second antenna array 20, two reflectors 30-1, 30-2, and a shielding plate 40. Although the wireless control devices 11 and 21 shown in FIG. 1 are not shown in FIG. 4, the wireless control device 11 is connected to the antenna elements 10-1 and 10-2 as in the first embodiment. It is assumed that the wireless control device 21 is connected to the antenna elements 20-1 and 20-2.

第2の実施形態と同様に、反射板30−1,30−2は、アンテナ素子10−1,10−2,20−1,20−2の位相中心によって囲まれるアンテナ素子平面領域300の外であって、それぞれアンテナ素子10−1,10−2に寄った位置に設置される。 Similar to the second embodiment, the reflectors 30-1 and 30-2 are outside the antenna element plane region 300 surrounded by the phase centers of the antenna elements 10-1, 10-2, 20-1 and 20-2. Therefore, they are installed at positions closer to the antenna elements 10-1 and 10-2, respectively.

第2の実施形態との違いは、反射板30−1の反射面が、第1及び第2のアンテナアレーの正面の面110,210に対して垂直に設置されるのではなく、対向する第2のアンテナアレー20の方向に向くように傾けて設置される点である。反射板30−1の反射面は、図4に示すように垂直となる設置から時計回りに角度θ傾けた角度(以下「偏角」ともいう。)で設置される。また、反射板30−2の反射面は、第1及び第2のアンテナアレーの正面の面110,210に対して垂直となる設置から反時計回りに角度θ傾けた角度で設置される。角度θは、90度未満の角度である。アンテナ素子10−1の位相中心から反射板30−1までの距離は、「h」であり、アンテナ素子10−2の位相中心から反射板30−2までの距離も、「h」である。 The difference from the second embodiment is that the reflecting surface of the reflector 30-1 is not installed perpendicularly to the front surfaces 110 and 210 of the first and second antenna arrays, but is opposed to the first and second antenna arrays. It is a point that it is installed at an angle so as to face the direction of the antenna array 20 of 2. As shown in FIG. 4, the reflective surface of the reflector 30-1 is installed at an angle θ r tilted clockwise from the vertical installation (hereinafter, also referred to as “argument”). Further, the reflecting surface of the reflector 30-2 is installed at an angle θ r tilted counterclockwise from the installation perpendicular to the front surfaces 110 and 210 of the first and second antenna arrays. The angle θ r is an angle of less than 90 degrees. The distance from the phase center of the antenna element 10-1 to the reflector 30-1 is "h 1 ", and the distance from the phase center of the antenna element 10-2 to the reflector 30-2 is also "h 1 ". is there.

第1のアンテナアレーの正面の面110と、第2のアンテナアレーの正面の面210とは平行の位置関係で対向しており、面間の距離、すなわち伝送距離は、「D」である。アンテナ素子10−1,10−2の位相中心間の間隔、及びアンテナ素子20−1,20−2の位相中心間の間隔は、「d」であり、アンテナ素子10−1,10−2,20−1,20−2の位相中心によって囲まれるアンテナ素子平面領域300は、高さが「d」、幅が「D」の矩形領域となる。 The front surface 110 of the first antenna array and the front surface 210 of the second antenna array face each other in a parallel positional relationship, and the distance between the surfaces, that is, the transmission distance is “D”. The distance between the phase centers of the antenna elements 10-1 and 10-2 and the distance between the phase centers of the antenna elements 20-1 and 20-2 are "d", and the antenna elements 10-1 and 10-2, The antenna element plane region 300 surrounded by the phase centers of 20-1 and 20-2 is a rectangular region having a height of "d" and a width of "D".

アンテナ素子10−1から放射されて反射板30−1により一度反射されてアンテナ素子20−2に到達する反射波と、アンテナ素子10−1から放射されて直接アンテナ素子20−2に到達する直接波とが互いに逆位相となって打ち消し合う必要がある。このように打ち消し合う経路の条件について以下に説明する。 A reflected wave that is radiated from the antenna element 10-1 and once reflected by the reflecting plate 30-1 and reaches the antenna element 20-2, and a direct wave that is radiated from the antenna element 10-1 and directly reaches the antenna element 20-2. The waves need to be out of phase with each other and cancel each other out. The conditions of the routes that cancel each other out in this way will be described below.

反射板30−1,30−2の反射係数を「+1」とする。反射係数「+1」は、例えば、金属板に対してTM入射する場合の反射係数である。反射係数が「+1」の場合、反射板30−1,30−2での反射において波の位相は変化しない。 Let the reflectance coefficients of the reflectors 30-1 and 30-2 be "+1". The reflection coefficient "+1" is, for example, a reflection coefficient when TM is incident on a metal plate. When the reflectance coefficient is "+1", the phase of the wave does not change in the reflection by the reflectors 30-1 and 30-2.

アンテナ素子10−1から放射されて直接アンテナ素子20−2に到達する直接波の経路である経路503の経路長rLOSは、次式(11)によって求められる。 The path length r LOS of the path 503, which is the path of the direct wave radiated from the antenna element 10-1 and directly reaches the antenna element 20-2, is obtained by the following equation (11).

Figure 0006836475
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アンテナ素子10−1から放射されて反射板30−1の反射点403において一度反射されてアンテナ素子20−2に到達する反射波の経路rGRは、以下のようにして求められる。図4に示すように、アンテナ素子10−1の鏡像として、アンテナ素子の鏡像10−1iを定義する。反射波の経路504の鏡像は、経路504iとなり、経路504iと経路505とを合わせた長さが、反射波の経路rGRと等しくなる。経路504iと経路505とを合わせた経路は、直角三角形の斜辺となっている。そのため、経路rGRは、次式(12)によって求められる。 The path r GR of the reflected wave that is radiated from the antenna element 10-1 and is once reflected at the reflection point 403 of the reflector 30-1 and reaches the antenna element 20-2 is obtained as follows. As shown in FIG. 4, a mirror image 10-1i of the antenna element is defined as a mirror image of the antenna element 10-1. The mirror image of the path 504 of the reflected wave is the path 504i, and the combined length of the path 504i and the path 505 is equal to the path r GR of the reflected wave. The combined path of the path 504i and the path 505 is the hypotenuse of a right triangle. Therefore, the route r GR is obtained by the following equation (12).

Figure 0006836475
Figure 0006836475

ここで、反射係数は「+1」であり、反射に伴う位相の変化はないため、上記2つの経路長の差が、無線電波の半波長の奇数倍であれば、逆位相となり打ち消し合うことになる。したがって、次式(13)を満たすことにより直接波と反射波とが逆位相となる。 Here, since the reflection coefficient is "+1" and there is no phase change due to reflection, if the difference between the above two path lengths is an odd multiple of the half wavelength of the radio wave, the phases are opposite and cancel each other out. Become. Therefore, by satisfying the following equation (13), the direct wave and the reflected wave have opposite phases.

Figure 0006836475
Figure 0006836475

なお、式(13)においてNは自然数であり、λは、無線電波の波長である。式(13)を満たすように、伝送距離「D」に対して「h」と「d」を定める。反射板30−1の位置は、例えば、アンテナ素子10−1の位相中心から反射板30−1の反射面に降ろした垂線と当該反射板30−1の反射面との交点から、反射点403までの距離「w」で示される。距離「w」は、次式(14)によって求められる。 In equation (13), N is a natural number and λ 0 is the wavelength of the radio wave. “H 1 ” and “d” are defined for the transmission distance “D” so as to satisfy the equation (13). The position of the reflector 30-1 is, for example, the reflection point 403 from the intersection of the perpendicular line drawn from the phase center of the antenna element 10-1 to the reflection surface of the reflection plate 30-1 and the reflection surface of the reflection plate 30-1. Distance to is indicated by "w". The distance "w" is calculated by the following equation (14).

Figure 0006836475
Figure 0006836475

式(14)において、φrrは、次式(15)によって示される角度である。 In the equation (14), φ rr is an angle represented by the following equation (15).

Figure 0006836475
Figure 0006836475

反射板30−1は、式(14)によって算出した「w」に示される位置に設置されることになる。次に、反射板30−1のサイズの条件を求める。アンテナ素子10−1の位相中心から反射点403までの経路504の長さを「d」とすると、「d」は、次式(16)によって求められる。 The reflector 30-1 will be installed at the position indicated by "w" calculated by the equation (14). Next, the size condition of the reflector 30-1 is obtained. Assuming that the length of the path 504 from the phase center of the antenna element 10-1 to the reflection point 403 is "d 1 ", "d 1 " is obtained by the following equation (16).

Figure 0006836475
Figure 0006836475

反射点403からアンテナ素子20−2の位相中心までの経路505の長さを「d」とすると、「d」は、次式(17)によって求められる。 Assuming that the length of the path 505 from the reflection point 403 to the phase center of the antenna element 20-2 is "d 2 ", "d 2 " is obtained by the following equation (17).

Figure 0006836475
Figure 0006836475

反射点403における第1フレネルゾーンの半径rは、算出した「d」及び「d」を式(5)に代入することによって求めることができる。反射板30−1において無線電波の波の反射に寄与する面は、反射点403におけるフレネル半径rの円を反射板30−1に投影した楕円内となる。フレネル半径rの円を反射板30−1に投影した楕円の長径の半分の長さの近似値lは、次式(18)によって求められる。 The radius r 1 of the first Fresnel zone at the reflection point 403 can be obtained by substituting the calculated "d 1 " and "d 2 " into the equation (5). Contributing surface reflection wave of the radio wave in the reflector 30-1 becomes the circle of the Fresnel radius r 1 and the ellipse projected in the reflecting plate 30-1 in the reflection point 403. The approximate value l 1 of half the length of the major axis of the ellipse obtained by projecting a circle with a Fresnel radius r 1 onto the reflector 30-1 is obtained by the following equation (18).

Figure 0006836475
Figure 0006836475

反射板30−1のサイズとして、例えば、2×l以上の直径の円領域を含むサイズとなる。反射板30−2とアンテナ素子10−2との位置関係は、反射板30−1とアンテナ素子10−1との同様の関係にあるため、反射板30−2についても、反射板30−1について算出した位置を示す「w」と、サイズを定める「l」の値を適用することができる。 The size of the reflector 30-1 is, for example, a size including a circular region having a diameter of 2 × l 1 or more. Since the positional relationship between the reflector 30-2 and the antenna element 10-2 is the same as that between the reflector 30-1 and the antenna element 10-1, the reflector 30-2 also has a reflector 30-1. A value of "w" indicating the calculated position and a value of "l 1 " indicating the size can be applied.

例えば、伝送距離Dが「10m」の場合に、無線周波数を60.48GHz、h=10mm、d=152mm、θ=6.2°とすれば、式(13)の打ち消し合う条件が満たされる。この場合、φrr=7.2°、w=79mm、l=159mmとなる。反射板30−1を、例えば無線制御装置11に固定することを考慮した場合、w+l=238mmの長さの反射板30−1が必要となる。また、アンテナ素子10−1と無線制御装置11と接続している位置まで反射板30−1を伸ばすことを考慮すると、w+lの長さに、更に、アンテナ素子10−1の長さ分を加えた長さとなる。 For example, when the transmission distance D is "10 m" and the radio frequencies are 60.48 GHz, h 1 = 10 mm, d = 152 mm, and θ r = 6.2 °, the conditions for canceling the equation (13) are satisfied. Is done. In this case, φ rr = 7.2 °, w = 79 mm, l 1 = 159 mm. Considering fixing the reflector 30-1 to, for example, the wireless control device 11, a reflector 30-1 having a length of w + l 1 = 238 mm is required. In consideration of extending the reflecting plate 30-1 to the position that is connected to the antenna element 10-1 and the radio control apparatus 11, the length of w + l 1, further the length of the antenna element 10-1 It will be the added length.

これに対して、傾きをなくして、θ=0°とした場合、この構成は、第2の実施形態の無線通信システム2となり、例えば、D=10m、h=20mm、h=625mmの場合、式(3)の打ち消し合う条件が満たされる。この場合、w=310mmであり、l=590mmとなる。つまり、反射板30−1の大きさは、無線制御装置11に固定することを考慮する場合、w+l=900mmとなり、1m近くの長さになる。 On the other hand, when the inclination is eliminated and θ r = 0 °, this configuration becomes the wireless communication system 2 of the second embodiment, for example, D = 10 m, h 1 = 20 mm, h 2 = 625 mm. In the case of, the condition for canceling each other in the equation (3) is satisfied. In this case, w = 310 mm and l 1 = 590 mm. That is, the size of the reflector 30-1 is w + l 1 = 900 mm when considering fixing to the wireless control device 11, and the length is close to 1 m.

また、D=10m、h=10mm、h=1260mmとした場合でも、式(3)の打ち消し合う条件が満たされる。この場合、w=79mmであり、l=236mmとして、反射板30−1のサイズを小さくすることができるが、アンテナ素子10−1,10−2の間隔、及びアンテナ素子20−1,20−2の間隔は、1250mmとなる。そのため、第1及び第2アンテナアレー10,20の大きさが1mを超えるものになってしまう。 Further, even when D = 10 m, h 1 = 10 mm, and h 2 = 1260 mm, the conditions for canceling each other in the equation (3) are satisfied. In this case, w = 79 mm and l 1 = 236 mm, the size of the reflector 30-1 can be reduced, but the distance between the antenna elements 10-1, 10-2 and the antenna elements 20-1, 20 can be reduced. The interval of -2 is 1250 mm. Therefore, the sizes of the first and second antenna arrays 10 and 20 exceed 1 m.

これに対して、第3の実施形態の無線通信システム3の構成では、反射板30−1に傾きθを与えることで、反射板30−1,30−2のサイズを小さくでき、かつ第1及び第2アンテナアレー10,20の大きさを小さくすることができる。したがって、第3の実施形態の無線通信システム1は、設置場所の広さや重量などの面で無線通信装置の大きさや重さに制約のある環境に適した構成となっている。 In contrast, in the wireless communication system 3 configuration of the third embodiment, the reflection plate 30-1 by giving an inclination theta r, can reduce the size of the reflecting plate 30-1 and 30-2, and the The size of the 1st and 2nd antenna arrays 10 and 20 can be reduced. Therefore, the wireless communication system 1 of the third embodiment has a configuration suitable for an environment in which the size and weight of the wireless communication device are restricted in terms of the size and weight of the installation location.

また、例えば、下記の参考文献に示すミリ波無線LANモジュールを用いてアンテナの指向性で並列伝送を実施する場合,半値全幅を17°とし、伝送距離をD=10mとしたとき、例えば、SIR(Signal to Interference Ratio:信号対干渉電力比)=18dbを得るのに必要なアンテナ素子の間隔は、d=2.6mとなる。これに対して、第3の実施形態の無線通信システム3を用いた場合、前述の通り、h=10mm、θ=6.2°とすれば、d=152mmとなり、参考文献に示す構成に比べて大幅にアンテナ素子の間隔を短縮することができる。 Further, for example, when parallel transmission is performed with the directivity of the antenna using the millimeter-wave wireless LAN module shown in the reference below, when the half-value full width is 17 ° and the transmission distance is D = 10 m, for example, SIR. The distance between the antenna elements required to obtain (Signal to Interference Ratio) = 18db is d = 2.6m. On the other hand, when the wireless communication system 3 of the third embodiment is used, as described above, if h 1 = 10 mm and θ r = 6.2 °, then d = 152 mm, which is the configuration shown in the reference. The distance between the antenna elements can be significantly shortened as compared with the above.

参考文献:水沼 隆賢、”[依頼講演]ミリ波LANモジュールの開発動向”、信学技報、電子情報通信学会、2017年3月、SRW2016-101、pp.183-188 References: Takaken Mizunuma, "[Requested Lecture] Millimeter Wave LAN Module Development Trends", Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, March 2017, SRW2016-101, pp.183-188

なお、第1の実施形態の無線通信システム1の構成においても、第3の実施形態の無線通信システム3のように反射板30を傾けるようにしてもよい。 In the configuration of the wireless communication system 1 of the first embodiment, the reflector 30 may be tilted as in the wireless communication system 3 of the third embodiment.

また、第3の実施形態の無線通信システム3においても、反射板30−1,30−2を傾ける角度によっては、所望波の経路、すなわちアンテナ素子10−1とアンテナ素子20−1の間の経路、及びアンテナ素子10−2とアンテナ素子20−2の間の経路の反射波が発生する場合もあるが、これについては、以下の第4の実施形態において説明する。 Further, also in the wireless communication system 3 of the third embodiment, the path of the desired wave, that is, between the antenna element 10-1 and the antenna element 20-1 depends on the angle at which the reflectors 30-1 and 30-2 are tilted. The path and the reflected wave of the path between the antenna element 10-2 and the antenna element 20-2 may be generated, which will be described in the fourth embodiment below.

(第4の実施形態)
図5は、第4の実施形態における無線通信システム4の構成を示すブロック図である。図5において、第1、第2及び第3の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付し、以下、異なる構成について説明する。なお、図5では、図1に示した無線制御装置11,21を示していないが、第1の実施形態と同様に無線制御装置11が、アンテナ素子10−1,10−2に接続されており、無線制御装置21が、アンテナ素子20−1,20−2に接続されているものとする。
(Fourth Embodiment)
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the wireless communication system 4 according to the fourth embodiment. In FIG. 5, the same configurations as those of the first, second, and third embodiments are designated by the same reference numerals, and different configurations will be described below. Although the wireless control devices 11 and 21 shown in FIG. 1 are not shown in FIG. 5, the wireless control device 11 is connected to the antenna elements 10-1 and 10-2 as in the first embodiment. It is assumed that the wireless control device 21 is connected to the antenna elements 20-1 and 20-2.

無線通信システム4と、第3の実施形態の無線通信システム3との違いは、アンテナ素子10−1,10−2の間隔の長さである「d」と、アンテナ素子20−1,20−2の間隔の長さである「d」とが異なる長さになっている点である。 The difference between the wireless communication system 4 and the wireless communication system 3 of the third embodiment is the length of the interval between the antenna elements 10-1 and 10-2, "d T ", and the antenna elements 20-1, 20. The point is that the length of the interval of -2 is different from that of "d R".

ここで、アンテナ素子10−1,10−2の位相中心間の線分を含む直線をY軸とし、アンテナ素子10−1の位相中心から第1及び第2のアンテナアレーの正面の面110,210に垂直になるように水平方向に伸ばした軸をX軸とする。この場合、アンテナ素子10−1,10−2の中間点のY座標と、アンテナ素子20−1,20−2の中間点のY座標とが同一値となるようにアンテナ素子10−1,10−2,20−1,20−2が設置される。したがって、アンテナ素子10−1,10−2,20−1,20−2によって囲まれるアンテナ素子平面領域300は、矩形領域ではなく等脚台形の形状となる。 Here, the straight line including the line segment between the phase centers of the antenna elements 10-1 and 10-2 is defined as the Y axis, and the front surface 110 of the first and second antenna arrays from the phase center of the antenna element 10-1. The axis extending in the horizontal direction so as to be perpendicular to 210 is defined as the X axis. In this case, the antenna elements 10-1 and 10 so that the Y coordinate of the midpoint of the antenna elements 10-1 and 10-2 and the Y coordinate of the midpoint of the antenna elements 20-1 and 20-2 have the same value. -2, 20-1, 20-2 are installed. Therefore, the antenna element plane region 300 surrounded by the antenna elements 10-1, 10-2, 20-1, and 20-2 has an isosceles trapezoidal shape instead of a rectangular region.

したがって、図5において符号600で示されるアンテナ素子20−2のY座標の値は、d−(d−d)/2=(d+d)/2となる。また、符号601で示される長さは、アンテナ素子10−1の傾きの角度がθであるため、2hcosθとなる。また、符号602で示される長さは、|(d−d)/2−2hcosθ|となる。 Therefore, the value of the Y coordinate of the antenna element 20-2 represented by the reference numeral 600 in FIG. 5 is d R − (d R − d T ) / 2 = (d R + d T ) / 2. Further, the length indicated by reference numeral 601 is 2h 1 cos θ r because the angle of inclination of the antenna element 10-1 is θ r . The length indicated by reference numeral 602 is | (d R − d T ) / 2-2h 1 cos θ r |.

このとき、アンテナ素子10−1から放射されて直接アンテナ素子20−2に到達する直接波の経路は、経路506によって示され、経路506の経路長rLOSは、次式(19)によって求められる。 At this time, the path of the direct wave radiated from the antenna element 10-1 and directly reaches the antenna element 20-2 is indicated by the path 506, and the path length r LOS of the path 506 is obtained by the following equation (19). ..

Figure 0006836475
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また、アンテナ素子10−1から放射されて反射板30−1によって一度反射されてアンテナ素子20−2に到達する反射波の経路は、経路507と経路508とによって示される。アンテナ素子10−1の鏡像をアンテナ素子の鏡像10−1iとして定義した場合、経路507の鏡像の経路507iと経路508とを合わせた経路は、直角三角形の斜辺となる。したがって、反射波の経路長rGRは、次式(20)によって求められる。 Further, the path of the reflected wave radiated from the antenna element 10-1 and once reflected by the reflector 30-1 to reach the antenna element 20-2 is indicated by the path 507 and the path 508. When the mirror image of the antenna element 10-1 is defined as the mirror image 10-1i of the antenna element, the combined path of the path 507i and the path 508 of the mirror image of the path 507 is the hypotenuse of a right triangle. Therefore, the path length r GR of the reflected wave is obtained by the following equation (20).

Figure 0006836475
Figure 0006836475

反射板30−1,30−2の反射係数を「+1」とする。反射係数「+1」は、例えば、金属板に対してTM入射する場合の反射係数である。反射係数が「+1」の場合、反射板30−1,30−2での反射において波の位相は変化しない。そのため、上記2つの経路長の差が、無線電波の半波長の奇数倍であれば、逆位相となり打ち消し合うことになる。したがって、次式(21)を満たすことにより直接波と反射波とが逆位相となる。 Let the reflectance coefficients of the reflectors 30-1 and 30-2 be "+1". The reflection coefficient "+1" is, for example, a reflection coefficient when TM is incident on a metal plate. When the reflectance coefficient is "+1", the phase of the wave does not change in the reflection by the reflectors 30-1 and 30-2. Therefore, if the difference between the two path lengths is an odd multiple of the half wavelength of the radio wave, the phases are opposite to each other and cancel each other out. Therefore, by satisfying the following equation (21), the direct wave and the reflected wave have opposite phases.

Figure 0006836475
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なお、式(21)においてNは自然数であり、λは、無線電波の波長である。式(21)を満たすように、伝送距離「D」に対して「h」と「d」と「d」を定める。 In equation (21), N is a natural number and λ 0 is the wavelength of the radio wave. “H 1 ”, “d T ” and “d R ” are defined for the transmission distance “D” so as to satisfy the equation (21).

無線通信システム4の場合において、アンテナ素子10−1から放射されて直接アンテナ素子20−1に到達する直接波と、アンテナ素子10−1から放射されて反射板30−1によって一度反射されて直接アンテナ素子20−1に到達する反射波との経路は、以下の通りとなる。直接波の経路509の経路長rLOSは、次式(22)によって示される。 In the case of the wireless communication system 4, a direct wave radiated from the antenna element 10-1 and directly reaches the antenna element 20-1, and a direct wave radiated from the antenna element 10-1 and once reflected by the reflector 30-1 and directly. The path to the reflected wave reaching the antenna element 20-1 is as follows. The path length r LOS of the direct wave path 509 is expressed by the following equation (22).

Figure 0006836475
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また、反射波の経路長rGRは、アンテナ素子の鏡像10−1iからアンテナ素子20−1までの経路510の長さとなり、次式(23)によって求められる。 Further, the path length r GR of the reflected wave is the length of the path 510 from the mirror image 10-1i of the antenna element to the antenna element 20-1, and is obtained by the following equation (23).

Figure 0006836475
Figure 0006836475

アンテナ素子10−1からアンテナ素子20−1への経路は、所望波の経路であるため次式(24)に示す関係が成立する必要がある。 Since the path from the antenna element 10-1 to the antenna element 20-1 is a path of a desired wave, the relationship shown in the following equation (24) needs to be established.

Figure 0006836475
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なお、式(24)においてNは自然数であり、λは、無線電波の波長である。なお、式(24)は、直接波と反射波が逆位相とならない条件であるため、rGR−rLOSが、λ/2の偶数倍となり、直接波と反射波が同位相となるのがより望ましい。 In equation (24), N is a natural number and λ 0 is the wavelength of the radio wave. Incidentally, formula (24), for the direct wave and the reflected wave is a condition that does not reverse the phase, r GR -r LOS becomes a even multiple of lambda 0/2, the direct wave and the reflected wave is in phase Is more desirable.

なお、第3の実施形態の無線通信システム3の場合、d=dとなるため、d=dを式(22)、(23)に代入することにより式(24)から第3の実施形態の無線通信システム3における所望波の経路の条件を導き出すことができる。 In the case of a wireless communication system 3 of the third embodiment, d R = for the d T, d R = d T Equation (22), third from the equation (24) by substituting (23) The conditions of the desired wave path in the wireless communication system 3 of the embodiment can be derived.

また、無線通信システム4についても、無線通信システム3と同様の手法で、反射板30−1,30−2の位置やサイズを求めることができ、それによって得られた条件の反射板30−1,30−2を備えることになる。 Further, with respect to the wireless communication system 4, the positions and sizes of the reflectors 30-1 and 30-2 can be obtained by the same method as that of the wireless communication system 3, and the reflectors 30-1 under the conditions obtained thereby can be obtained. , 30-2 will be provided.

(第5の実施形態)
図6は、第5の実施形態における無線通信システム5の構成を示すブロック図である。図5において、第1、第2及び第3の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付し、以下、異なる構成について説明する。なお、図6では、図1に示した無線制御装置11,21を示していないが、第1の実施形態と同様に無線制御装置11が、アンテナ素子10−1,10−2に接続されており、無線制御装置21が、アンテナ素子20−1,20−2に接続されているものとする。
(Fifth Embodiment)
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of the wireless communication system 5 according to the fifth embodiment. In FIG. 5, the same configurations as those of the first, second, and third embodiments are designated by the same reference numerals, and different configurations will be described below. Although the wireless control devices 11 and 21 shown in FIG. 1 are not shown in FIG. 6, the wireless control device 11 is connected to the antenna elements 10-1 and 10-2 as in the first embodiment. It is assumed that the wireless control device 21 is connected to the antenna elements 20-1 and 20-2.

無線通信システム5と、第3の実施形態の無線通信システム3との違いは、2つの反射板30−1,30−2のうち1つである反射板30−2が、二つの無線制御装置(無線制御装置11と無線制御装置21)の中点より無線制御装置11の第1のアンテナアレー10のアンテナ素子10−2に寄った位置ではなく、アンテナ素子20−1に寄った位置に備えられている点である。 The difference between the wireless communication system 5 and the wireless communication system 3 of the third embodiment is that the reflector 30-2, which is one of the two reflectors 30-1 and 30-2, has two wireless control devices. Prepare for a position closer to the antenna element 20-1 than a position closer to the antenna element 10-2 of the first antenna array 10 of the wireless control device 11 from the midpoint of (wireless control device 11 and wireless control device 21). It is a point that is being done.

また、アンテナ素子20−2から放射される無線電波が、反射板30−2によって反射されないようにするため、アンテナ素子20−1とアンテナ素子20−2の間に遮蔽板40−2が備えられている点でも異なる。なお、遮蔽板40−1の位置は、第3及び第4の実施形態における遮蔽板40と同じ位置である。 Further, in order to prevent the radio waves radiated from the antenna element 20-2 from being reflected by the reflector 30-2, a shielding plate 40-2 is provided between the antenna element 20-1 and the antenna element 20-2. It is also different in that it is. The position of the shielding plate 40-1 is the same as that of the shielding plate 40 in the third and fourth embodiments.

反射板30−1の位置やサイズの条件は、第3の実施形態の無線通信システム3と同様の手法によって算出することができる。また、反射板30−2を傾ける角度を、図6に示すように反射板30−1の角度と同一の「θ」とし、アンテナ素子20−1の位相中心から反射板30−2までの距離を「h」とすることで、反射板30−1について算出した位置やサイズの条件をそのまま反射板30−2に適用することができる。また、反射板30−1,30−2の傾きの角度θは、0°であってもよい。θ=0°の状態とは、反射板30−1,30−2を傾けない状態であり、反射板30−1,30−2の反射面が、第1及び第2のアンテナアレーの正面の面110,210に垂直な位置関係となる状態である。 The position and size conditions of the reflector 30-1 can be calculated by the same method as that of the wireless communication system 3 of the third embodiment. Further, the angle at which the reflector 30-2 is tilted is set to "θ r ", which is the same as the angle of the reflector 30-1, as shown in FIG. 6, from the phase center of the antenna element 20-1 to the reflector 30-2. By setting the distance to "h 1 ", the position and size conditions calculated for the reflector 30-1 can be applied to the reflector 30-2 as they are. The angle theta r of tilt of the reflecting plate 30-1 and 30-2 may be 0 °. The state of θ r = 0 ° is a state in which the reflectors 30-1 and 30-2 are not tilted, and the reflective surfaces of the reflectors 30-1 and 30-2 are in front of the first and second antenna arrays. This is a state in which the positional relationship is perpendicular to the surfaces 110 and 210.

また、図6では、反射板30−1が二つの無線制御装置(無線制御装置11と無線制御装置21)の中点より無線制御装置11の第1のアンテナアレー10のアンテナ素子10−1に寄った位置に位置し、反射板30−2が二つの無線制御装置(無線制御装置11と無線制御装置21)の中点より無線制御装置21の第2のアンテナアレー20のアンテナ素子20−1に寄った位置に位置しているが、反射板30−1が二つの無線制御装置(無線制御装置11と無線制御装置21)の中点より無線制御装置11の第1のアンテナアレー10のアンテナ素子10−2に寄った位置に位置し、反射板30−2が二つの無線制御装置(無線制御装置11と無線制御装置21)の中点より無線制御装置21の第2のアンテナアレー20のアンテナ素子20−2に寄った位置に位置するようにしてもよい。すなわち、一方の反射板が位置するアンテナ素子からみて、四辺形のアンテナ素子平面領域300において、隣接する頂点の位置にある他のアンテナアレーに含まれるアンテナ素子に他方の反射板が設置されることになる。 Further, in FIG. 6, the reflector 30-1 is attached to the antenna element 10-1 of the first antenna array 10 of the wireless control device 11 from the midpoint of the two wireless control devices (radio control device 11 and wireless control device 21). The reflector 30-2 is located closer to the antenna element 20-1 of the second antenna array 20 of the wireless control device 21 from the midpoint of the two wireless control devices (radio control device 11 and wireless control device 21). Although it is located closer to, the reflector 30-1 is the antenna of the first antenna array 10 of the wireless control device 11 from the midpoint of the two wireless control devices (radio control device 11 and wireless control device 21). The reflector 30-2 is located closer to the element 10-2, and the reflector 30-2 is located at the midpoint of the two wireless control devices (radio control device 11 and wireless control device 21). It may be located closer to the antenna element 20-2. That is, the other reflector is installed on the antenna element included in the other antenna array located at the position of the adjacent vertex in the quadrilateral antenna element plane region 300 when viewed from the antenna element on which one reflector is located. become.

(第6の実施形態)
図7は、第6の実施形態における無線通信システム5の構成を示すブロック図である。図7において、第1、第2及び第3の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付し、以下、異なる構成について説明する。
(Sixth Embodiment)
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of the wireless communication system 5 according to the sixth embodiment. In FIG. 7, the same configurations as those of the first, second, and third embodiments are designated by the same reference numerals, and different configurations will be described below.

図7に示す無線通信システム6では、第2のアンテナアレー20としてアンテナ素子20−1,20−2に加えて、アンテナ素子20−3,20−4を備えている。アンテナ素子20−1,20−2,20−3,20−4は、無線制御装置21aに接続されている。なお、図7では、図1に示した無線制御装置11を示していないが、第1の実施形態と同様に無線制御装置11が、アンテナ素子10−1,10−2に接続されているものとする。 The wireless communication system 6 shown in FIG. 7 includes antenna elements 20-3 and 20-4 in addition to the antenna elements 20-1 and 20-2 as the second antenna array 20. The antenna elements 20-1, 20-2, 20-3, and 20-4 are connected to the wireless control device 21a. Although the wireless control device 11 shown in FIG. 1 is not shown in FIG. 7, the wireless control device 11 is connected to the antenna elements 10-1 and 10-2 as in the first embodiment. And.

アンテナ素子20−1とアンテナ素子20−3の間隔は「Δd/2」であり、アンテナ素子20−2とアンテナ素子20−4の間隔は「Δd/2」である。したがって、アンテナ素子20−3とアンテナ素子20−4の間隔は、「d+Δd」となる。 The distance between the antenna element 20-1 and the antenna element 20-3 is "Δd / 2", and the distance between the antenna element 20-2 and the antenna element 20-4 is "Δd / 2". Therefore, the distance between the antenna element 20-3 and the antenna element 20-4 is “d + Δd”.

第3の実施形態の無線通信システム3において示した式(13)に基づいて、第1及び第2のアンテナアレー10,20の間の伝送距離D、及びアンテナ素子10−1,10−2と反射板30−1,30−2の間隔「h」に応じて、最適なアンテナ素子10−1,10−2の間隔、及びアンテナ素子20−1,20−2の間隔である「d」の長さが定まることになる。 Based on the equation (13) shown in the wireless communication system 3 of the third embodiment, the transmission distance D between the first and second antenna arrays 10 and 20 and the antenna elements 10-1 and 10-2 The optimum spacing between the antenna elements 10-1 and 10-2 and the spacing between the antenna elements 20-1 and 20-2 are "d" according to the spacing "h 1 " between the reflectors 30-1 and 30-2. The length of is fixed.

伝送距離D、h、dが式(13)を満たしている場合、図7に示す状態によって、無線制御装置21aは、アンテナ素子20−1,20−2を用いて無線電波の送受信を行う。このとき、図8に示すように、伝送距離Dが、「D+ΔD」に変化した場合、式(13)を満たすようにdの値を大きくする必要がある。そのため、無線制御装置21aは、アンテナ素子20−1をアンテナ素子20−3に切り替え、アンテナ素子20−2をアンテナ素子20−4に切り替える。これにより、第2のアンテナアレー20のアンテナ素子間隔をアンテナ素子20−3と、アンテナ素子20−4の間隔である「d+Δd」に増加させることができる。 When the transmission distances D, h 1 , and d satisfy the equation (13), the wireless control device 21a transmits and receives radio waves by using the antenna elements 20-1 and 20-2 according to the state shown in FIG. .. At this time, as shown in FIG. 8, when the transmission distance D changes to “D + ΔD”, it is necessary to increase the value of d so as to satisfy the equation (13). Therefore, the wireless control device 21a switches the antenna element 20-1 to the antenna element 20-3 and the antenna element 20-2 to the antenna element 20-4. As a result, the distance between the antenna elements of the second antenna array 20 can be increased to "d + Δd", which is the distance between the antenna elements 20-3 and the antenna elements 20-4.

アンテナ素子10−1,10−2,20−3,20−4と、反射板30−1,30−2を設置する条件としては、第4の実施形態の無線通信システム4において、D=D+ΔDとし、d=dとし、d=d+Δdとすることにより反射板30−1,30−2の位置等の条件を求めることができる。したがって、ΔDに応じたΔdを式(21)に基づいて予め求めておくことで、伝送距離が「D+ΔD」に増加した場合であっても、アンテナ素子20−1,20−2をアンテナ素子20−3,20−4に切り替えることで、並列伝送を継続して行うことが可能となる。 As a condition for installing the antenna elements 10-1, 10-2, 20-3, 20-4 and the reflectors 30-1, 30-2, in the wireless communication system 4 of the fourth embodiment, D = D + ΔD. By setting d T = d and d R = d + Δd, conditions such as the positions of the reflectors 30-1 and 30-2 can be obtained. Therefore, by obtaining Δd corresponding to ΔD in advance based on the equation (21), the antenna elements 20-1 and 20-2 can be used for the antenna elements 20 even when the transmission distance increases to “D + ΔD”. By switching to -3 and 20-4, parallel transmission can be continuously performed.

なお、図7において、水平方向、すなわちアンテナ素子10−1とアンテナ素子20−1の位相中心を結ぶ線分の方向をX軸とし、アンテナ素子10−1,10−2の位相中心間の線分を含む直線をY軸とする。この場合、第1及び第2のアンテナアレー10,20のY軸方向へのずれは、例えば、図9に示す無線通信システム6aを用いることで対応することができる。無線通信システム6aでは、無線制御装置21bが、6つのアンテナ素子20−1,20−2,20−1a,20−2a,20−1b,20−2bを備えている。アンテナ素子20−1,20−2の間隔、アンテナ素子20−1a,20−2aの間隔、アンテナ素子20−1b,20−2bの間隔は、いずれも「d」である。 In FIG. 7, the horizontal direction, that is, the direction of the line segment connecting the phase centers of the antenna elements 10-1 and the antenna element 20-1 is defined as the X axis, and the lines between the phase centers of the antenna elements 10-1 and 10-2. Let the straight line including the minute be the Y axis. In this case, the deviations of the first and second antenna arrays 10 and 20 in the Y-axis direction can be dealt with by using, for example, the wireless communication system 6a shown in FIG. In the wireless communication system 6a, the wireless control device 21b includes six antenna elements 20-1, 20-2, 20-1a, 20-2a, 20-1b, and 20-2b. The distance between the antenna elements 20-1 and 20-2, the distance between the antenna elements 20-1a and 20-2a, and the distance between the antenna elements 20-1b and 20-2b are all "d".

例えば、第1のアンテナアレー10が、Y軸に沿って、下方にずれた場合、無線制御装置21bは、アンテナ素子20−1,20−2のそれぞれを、アンテナ素子20−1a,20−2aに切り替える。逆に、第1のアンテナアレー10が、Y軸に沿って、上方にずれた場合、無線制御装置21bは、アンテナ素子20−1,20−2のそれぞれを、アンテナ素子20−1b,20−2bに切り替える。 For example, when the first antenna array 10 is displaced downward along the Y axis, the wireless control device 21b sets the antenna elements 20-1 and 20-2 to the antenna elements 20-1a and 20-2a, respectively. Switch to. On the contrary, when the first antenna array 10 is displaced upward along the Y axis, the wireless control device 21b sets the antenna elements 20-1 and 20-2 to the antenna elements 20-1b and 20-, respectively. Switch to 2b.

これにより、第2のアンテナアレー20に含まれるアンテナ素子20−1,20−2,20−1a,20−2a,20−1b,20−2bのうち第1のアンテナアレー10のアンテナ素子10−1,10−2の正面に位置するものを選択して利用することができる。したがって、アンテナ素子10−1,10−2の位相中心と、アンテナ素子20−1,20−2,20−1a,20−2a,20−1b,20−2bの中から選択されたアンテナ素子の位相中心とによって囲まれるアンテナ素子平面領域300は、矩形領域となる。これにより、Y軸方向へのずれがあっても式(13)を満たした状態を維持することができるため、並列伝送を継続して行うことが可能となる。 As a result, among the antenna elements 20-1, 20-2, 20-1a, 20-2a, 20-1b, and 20-2b included in the second antenna array 20, the antenna element 10-of the first antenna array 10- Those located in front of 1, 10-2 can be selected and used. Therefore, the phase center of the antenna elements 10-1, 10-2 and the antenna element selected from the antenna elements 20-1, 20-2, 20-1a, 20-2a, 20-1b, 20-2b The antenna element plane region 300 surrounded by the phase center is a rectangular region. As a result, the state in which the equation (13) is satisfied can be maintained even if there is a deviation in the Y-axis direction, so that parallel transmission can be continuously performed.

また、上記の第6の実施形態において、第2のアンテナアレー20の位置の検出は、第1のアンテナアレー10に接続する無線制御装置11が生成して送信するトレーニング信号を含んだ無線信号を用いて検出するようにしてもよい。また、第1のアンテナアレー10側に備えたカメラやレーザーを用いた光学的な測距の手法や音波による測距の手法などを用いるようにしてもよい。 Further, in the sixth embodiment described above, the detection of the position of the second antenna array 20 is performed by detecting a radio signal including a training signal generated and transmitted by the radio control device 11 connected to the first antenna array 10. It may be detected by using. Further, an optical distance measuring method using a camera or a laser provided on the first antenna array 10 side, a sound wave measuring method, or the like may be used.

また、上記の第6の実施形態において、無線制御装置21a,21bによるアンテナ素子20−1,20−2,20−3,20−4,20−1a,20−2a,20−1b,20−2bの切り替えは、電子的であってもよいし、機械的であってもよい。 Further, in the sixth embodiment described above, the antenna elements 20-1, 20-2, 20-3, 20-4, 20-1a, 20-2a, 20-1b, 20- by the wireless control devices 21a, 21b The switching of 2b may be electronic or mechanical.

また、上記の第6の実施形態において、無線通信システム6では、第2のアンテナアレー20のアンテナ素子間隔を変更する構成としているが、式(13)を満足すればよいため、例えば、アンテナ素子10−1,10−2の間隔を変更するようにしてもよいし、第1及び第2のアンテナアレー10,20の双方のアンテナ素子間隔を変えるようにしてもよい。 Further, in the sixth embodiment described above, the wireless communication system 6 is configured to change the antenna element spacing of the second antenna array 20, but since the equation (13) may be satisfied, for example, the antenna element. The spacing between 10-1 and 10-2 may be changed, or the spacing between the antenna elements of both the first and second antenna arrays 10 and 20 may be changed.

また、上記の第6の実施形態において、式(13)に含まれるパラメータとしては、アンテナ素子間隔の「d」以外に、アンテナ素子10−1,10−2と、反射板30−1,30−1の間隔である「h」や、反射板30−1,30−2を傾ける角度「θ」も含まれている。そのため、「h」や「θ」を変更する電子的または機械的な構成を備え、これらのパラメータを変更することで、X軸方向やY軸方向へのずれに対応するようにしてもよい。 Further, in the sixth embodiment described above, the parameters included in the equation (13) include the antenna elements 10-1 and 10-2 and the reflectors 30-1 and 30 in addition to the "d" of the antenna element spacing. The interval "h 1 " of -1 and the angle "θ r " for tilting the reflectors 30-1 and 30-2 are also included. Therefore, it has an electronic or mechanical configuration that changes "h 1 " and "θ r ", and by changing these parameters, it is possible to cope with the deviation in the X-axis direction and the Y-axis direction. Good.

また、反射板30−1,30−2が金属である場合、TM入射の場合、上述したように反射係数は「+1」であるが、TE(Transverse Electric)入射の場合、反射係数は「−1」となる。したがって、アンテナ素子10−1,10−2の無線電波の偏波方向を変えることで、反射板30−1,30−2における位相の変化量を変えることができる。これによって、アンテナ素子10−1からアンテナ素子20−2への直接波と反射波が逆位相となり、アンテナ素子10−2からアンテナ素子20−1への直接波と反射波が逆位相となる条件を満たすようにしてもよい。 Further, when the reflectors 30-1 and 30-2 are made of metal, the reflectance coefficient is "+1" as described above in the case of TM incident, but the reflectance coefficient is "-" in the case of TE (Transverse Electric) incident. 1 ”. Therefore, the amount of change in the phase of the reflectors 30-1 and 30-2 can be changed by changing the polarization direction of the radio waves of the antenna elements 10-1 and 10-2. As a result, the direct wave and the reflected wave from the antenna element 10-1 to the antenna element 20-2 are in opposite phase, and the direct wave and the reflected wave from the antenna element 10-2 to the antenna element 20-1 are in opposite phase. May be satisfied.

(第7の実施形態)
上記の第2から第6の実施形態では、反射板30−1,30−2の反射係数の絶対値が「1」、つまり反射損がない状態において、直接波と反射波の位相関係のみに着目していた。これに対して、反射板30−1,30−2の表面粗さや材質の性質により、反射係数の絶対値が「1」より小さい場合に、アンテナ素子10−1,10−2が鋭い指向性を有するときには、クロストークが発生する経路において、直接波と反射波の振幅が大きく異なることになる。その場合、直接波と反射波が充分に打ち消し合うことができないことも想定される。
(7th Embodiment)
In the second to sixth embodiments described above, the absolute value of the reflection coefficient of the reflectors 30-1 and 30-2 is "1", that is, only the phase relationship between the direct wave and the reflected wave is obtained in the state where there is no reflection loss. I was paying attention. On the other hand, due to the surface roughness of the reflectors 30-1 and 30-2 and the properties of the material, the antenna elements 10-1 and 10-2 have sharp directivity when the absolute value of the reflectance coefficient is smaller than "1". When, the amplitudes of the direct wave and the reflected wave are significantly different in the path where the crosstalk occurs. In that case, it is assumed that the direct wave and the reflected wave cannot sufficiently cancel each other.

図10は、第3の実施形態における無線通信システム3における伝送距離に応じた受信レベルの変化を示すグラフである。図10(a)が、アンテナ素子10−1,10−2が放射する無線電波のビームの方向が正面を向いている場合のグラフであり、図10(b)が、アンテナ素子10−1,10−2が放射する無線電波のビームの方向を正面から反射板30−1,30−2の方向に向けて6.2°傾けた場合のグラフである。横軸は、伝送距離(Transmission distance)であり、単位は「m」である。縦軸は、アンテナ素子20−1,20−2での受信レベルであり、単位は「dBm」である。 FIG. 10 is a graph showing a change in reception level according to a transmission distance in the wireless communication system 3 according to the third embodiment. FIG. 10A is a graph when the direction of the radio wave beam radiated by the antenna elements 10-1 and 10-2 is directed to the front, and FIG. 10B is a graph when the antenna elements 10-1 and 10-2 are directed. It is a graph when the direction of the beam of the radio wave radiated by 10-2 is tilted by 6.2 ° from the front toward the direction of the reflectors 30-1 and 30-2. The horizontal axis is the transmission distance, and the unit is "m". The vertical axis represents the reception level of the antenna elements 20-1 and 20-2, and the unit is "dBm".

図10(a),(b)において、実線は、所望波の経路における受信レベル、すなわちアンテナ素子10−1からアンテナ素子20−1及びアンテナ素子10−2からアンテナ素子20−2の経路による受信レベルを示している。破線は、クロストークが発生する経路の受信レベル、すなわちアンテナ素子10−1からアンテナ素子20−2及びアンテナ素子10−2からアンテナ素子20−1の経路による受信レベルを示している。 In FIGS. 10A and 10B, the solid line indicates the reception level in the desired wave path, that is, reception by the path from the antenna element 10-1 to the antenna element 20-1 and from the antenna element 10-2 to the antenna element 20-2. Indicates the level. The broken line indicates the reception level of the path on which crosstalk occurs, that is, the reception level of the path from the antenna element 10-1 to the antenna element 20-2 and from the antenna element 10-2 to the antenna element 20-1.

受信レベルの値は、周波数帯域は、60.48GHz、帯域幅は、2.16GHzとした場合の帯域内での受信電力の積分値である。無線通信システム3のアンテナ指向性については、メインビームの半値幅を30°としている。また、クロストークが発生する経路において直接波と反射波が打ち消し合うことにより抑圧される条件を満たすパラメータとして、伝送距離をD=10m、h=10mm、θ=6.2°、d=152mmとしている。また、反射板30−1,30−2の反射係数を「+1」としている。θ=6.2°であるため、図10(b)の場合、アンテナ素子10−1,10−2のビームの方向と、反射板30−1、30−2の反射面とは平行となる。 The value of the reception level is an integrated value of the received power within the band when the frequency band is 60.48 GHz and the bandwidth is 2.16 GHz. Regarding the antenna directivity of the wireless communication system 3, the half width of the main beam is set to 30 °. Further, as parameters that satisfy the condition of being suppressed by canceling the direct wave and the reflected wave in the path where crosstalk occurs, the transmission distance is D = 10 m, h 1 = 10 mm, θ r = 6.2 °, d =. It is set to 152 mm. Further, the reflection coefficients of the reflectors 30-1 and 30-2 are set to "+1". Since θ r = 6.2 °, in the case of FIG. 10B, the beam directions of the antenna elements 10-1 and 10-2 are parallel to the reflecting surfaces of the reflectors 30-1 and 30-2. Become.

伝送距離D=10mにおける所望波の経路の受信レベルと、クロストークが発生する経路における受信レベルとを参照すると、図10(a)のビーム方向に傾きがない場合、2つの受信レベルに大きな差はない。これに対して、図10(b)に示すビーム方向に傾きを与えた場合、クロストークが発生する経路における受信レベルが抑圧されていることが分かる。 With reference to the reception level of the desired wave path at the transmission distance D = 10 m and the reception level of the path where crosstalk occurs, if there is no inclination in the beam direction in FIG. 10 (a), there is a large difference between the two reception levels. There is no. On the other hand, when the inclination is given in the beam direction shown in FIG. 10B, it can be seen that the reception level in the path where crosstalk occurs is suppressed.

図11(a),(b)は、それぞれ図10(a),(b)で示した所望波の経路とクロストークが発生する経路の受信レベルから算出したSIR(信号対干渉電力比)を示したグラフである。図11(a)より、ビーム方向の傾きがない場合にはSIRは「4dB」であるが、図11(b)より、ビーム方向の傾きを与えた場合にはSIRは「21dB」となる。 11 (a) and 11 (b) show the SIR (signal to interference power ratio) calculated from the reception level of the desired wave path shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b) and the path where crosstalk occurs, respectively. It is a graph shown. From FIG. 11A, the SIR is "4 dB" when there is no inclination in the beam direction, but from FIG. 11B, the SIR is "21 dB" when the inclination in the beam direction is given.

すなわち、第3の実施形態の無線通信システム3では、伝送距離D=10mで、10dB以上のSIRが得られる状態において、アンテナ素子間隔がd=152mm、すなわち200mm未満となる。これは、従来の並列伝送において、伝送距離D=10m、ビーム幅15°(qチップ使用)の場合に、10dB以上のSIRを得るために、アンテナ素子間隔として2m程度要していたのに比べると非常にコンパクトな構成となっている。 That is, in the wireless communication system 3 of the third embodiment, the antenna element spacing is d = 152 mm, that is, less than 200 mm in a state where a transmission distance D = 10 m and an SIR of 10 dB or more can be obtained. This is compared to the conventional parallel transmission, which requires about 2 m as the antenna element spacing in order to obtain an SIR of 10 dB or more when the transmission distance is D = 10 m and the beam width is 15 ° (using a q chip). It has a very compact configuration.

また、上記の第3の実施形態のように、反射板30−1,30−2に対して角度θの傾きを与えた場合、送信側のアンテナ素子10−1,10−2が指向性を有することになるため、受信側のアンテナ素子20−1,20−2において直接波と反射波の振幅差が出やすくなる。クロストークが発生する経路において十分に直接波と反射波を打ち消し合わせるためには、直接波への放射方向と、反射波への放射方向へのアンテナ利得が等しくなるようにしたり、または、反射板30−1,30−2における反射損を補償するように、アンテナ素子の指向性を設定したりする必要がある。 Also, as in the third embodiment described above, when given the inclination angle theta r with respect to the reflecting plate 30-1 and 30-2, the transmission side of the antenna elements 10-1, 10-2 directivity Therefore, the amplitude difference between the direct wave and the reflected wave is likely to occur in the antenna elements 20-1 and 20-2 on the receiving side. In order to sufficiently cancel the direct wave and the reflected wave in the path where the crosstalk occurs, the antenna gain in the direction of radiation to the direct wave and the direction of radiation to the reflected wave should be equal, or the reflector plate. It is necessary to set the directivity of the antenna element so as to compensate for the reflection loss in 30-1 and 30-2.

アンテナ素子の指向性は、例えば、アンテナ素子10−1,10−2を設置する向きを変えたり、アンテナ素子10−1,10−2に指向性を変える部材を外付けしたりすることにより制御することができる。また、第1のアンテナアレー10として、フェーズドアンテナアレーを使用する場合には、電子的な制御により、アンテナ素子の指向性を制御することができる。ただし、このような指向性の制御を行った場合、直接波の方向への利得はある程度低下することに留意する必要がある。 The directivity of the antenna element is controlled, for example, by changing the direction in which the antenna elements 10-1 and 10-2 are installed, or by externally attaching a member that changes the directivity to the antenna elements 10-1 and 10-2. can do. Further, when a phased antenna array is used as the first antenna array 10, the directivity of the antenna element can be controlled by electronic control. However, it should be noted that when such directivity control is performed, the gain in the direction of the direct wave decreases to some extent.

また、2つの直線偏波成分、例えば、TE入射とTM入射の両方の偏波成分を利用する場合、グレージング入射の際の反射における位相回転がいずれの成分も180°となるように、反射板30−1,30−2の材質として誘電体を用いるのが適している。 Further, when two linearly polarized components, for example, both TE-incident and TM-incident polarization components are used, the reflector plate so that the phase rotation in the reflection at the time of glazing incident is 180 ° for both components. It is suitable to use a dielectric as the material of 30-1 and 30-2.

なお、第1の実施形態の無線通信システム1においても、アンテナ素子10−1,10−2,20−1,20−2が放射するビームの方向が可変であってもよく、また、アンテナ素子10−1,10−2と反射板30との間の長さが可変であってもよい。また、アンテナ素子10−1,10−2の間隔及びアンテナ素子20−1,20−2の間隔が可変であってもよく、アンテナ素子10−1,10−2,20−1,20−2の位置が可変であってもよく、反射板30を傾ける場合、傾ける角度が可変であってもよい。 Also in the wireless communication system 1 of the first embodiment, the direction of the beam emitted by the antenna elements 10-1, 10-2, 20-1, and 20-2 may be variable, and the antenna element may also be used. The length between 10-1, 10-2 and the reflector 30 may be variable. Further, the intervals between the antenna elements 10-1 and 10-2 and the intervals between the antenna elements 20-1 and 20-2 may be variable, and the intervals between the antenna elements 10-1, 10-2, 20-1 and 20-2 may be variable. The position of the reflector 30 may be variable, and when the reflector 30 is tilted, the tilt angle may be variable.

上記の各実施形態において、例えば、第1の実施形態においては、第1のアンテナアレー10、反射板30、及び無線制御装置11が、例えば、無線通信装置として構成されるとして説明した。図12は、例えば、図4に示す第3の実施形態の無線通信システム3における反射板30−1,30−2を備える側の無線通信装置100の構成例を示すブロック図である。無線通信装置100において、無線制御装置11は、アンテナ素子10−1,10−2が接続されており、無線制御装置11の筐体に遮蔽板40と、反射板30−1,30−2とが固定されている。なお、反射板30−1,30−2の傾きを変えることが可能な構成の場合、無線制御装置11において、反射板30−1,30−2の傾きを変える電子的、または機械的な構成が備えられることになる。 In each of the above embodiments, for example, in the first embodiment, the first antenna array 10, the reflector 30, and the wireless control device 11 have been described as being configured as, for example, a wireless communication device. FIG. 12 is a block diagram showing a configuration example of a wireless communication device 100 on the side provided with reflectors 30-1 and 30-2 in the wireless communication system 3 of the third embodiment shown in FIG. 4, for example. In the wireless communication device 100, the wireless control device 11 is connected to the antenna elements 10-1 and 10-2, and the shielding plate 40 and the reflectors 30-1 and 30-2 are connected to the housing of the wireless control device 11. Is fixed. In the case of a configuration in which the inclination of the reflectors 30-1 and 30-2 can be changed, the wireless control device 11 has an electronic or mechanical configuration for changing the inclination of the reflectors 30-1 and 30-2. Will be provided.

なお、無線通信装置100として、図12に示す構成以外に、以下のような構成としてもよい。例えば、反射板30−1,30−2を無線制御装置11に固定するのではなく、アンテナ素子10−1,10−2に反射板30−1,30−2の各々を固定するようにしてもよい。また、反射板30−1,30−2の左端の根元と、遮蔽板40の左端の根元のそれぞれをレールのような部材に固定し、当該部材を無線制御装置11に固定し、反射板30−1,30−2及び遮蔽板40を移動可能な状態にしておくような構成としてもよい。また、図面の平面に平行な位置関係となる平面状の定盤を、例えば、無線制御装置11に固定する。この定盤は、表面が無線電波の反射が少ないもの、例えば、発泡スチロールのような誘電率の低いもの、または、電波吸収材で構成されているものとする。この定盤に、反射板30−1,30−2、遮蔽板40、及びアンテナ素子10−1,10−2を固定し、無線制御装置11と一体として無線通信装置100としてもよい。 In addition to the configuration shown in FIG. 12, the wireless communication device 100 may have the following configuration. For example, instead of fixing the reflectors 30-1 and 30-2 to the wireless control device 11, each of the reflectors 30-1 and 30-2 is fixed to the antenna elements 10-1 and 10-2. May be good. Further, the roots of the left ends of the reflectors 30-1 and 30-2 and the roots of the left ends of the shielding plate 40 are fixed to a member such as a rail, and the members are fixed to the wireless control device 11, and the reflector 30 is fixed. The configuration may be such that the −1, 30-2 and the shielding plate 40 are kept movable. Further, a flat surface plate having a positional relationship parallel to the plane of the drawing is fixed to, for example, the wireless control device 11. It is assumed that the surface plate has a surface that reflects less radio waves, for example, one having a low dielectric constant such as styrofoam, or one made of a radio wave absorber. Reflectors 30-1 and 30-2, shielding plates 40, and antenna elements 10-1 and 10-2 may be fixed to the surface plate to form a wireless communication device 100 integrally with the wireless control device 11.

上記の各実施形態における各無線通信システム1〜6aは、2つのアンテナ素子10−1,10−2を含む第1のアンテナアレー10と、少なくとも2つのアンテナ素子20−1,20−2が無線電波が送受信可能な状態になっている第2のアンテナアレー20と、無線電波を反射する反射面を有する1つの反射板30、または2つの反射板30−1,30−2とを備える。アンテナ素子10−1,10−2,20−1,20−2は、各々の位相中心が同一平面であるアンテナ素子平面上に位置するように設置され、かつ第1のアンテナアレーの正面の面110と、第2のアンテナアレーの正面の面210とが平行となり、アンテナ素子平面が第1及び第2のアンテナアレーの正面の面110,210と垂直になるように設置される。反射板30,30−1,30−2は、アンテナ素子10−1,10−2,20−1,20−2によって囲まれる四辺形のアンテナ素子平面領域300の外側の位置であって、二つの無線制御装置(無線制御装置11と無線制御装置21)の中点より一方の無線制御装置に寄った位置(アンテナ素子10−1,10−2,20−1,20−2の少なくとも1つに寄った位置)に、アンテナ素子平面に対して反射面が垂直になるように設置される。反射板30,30−1,30−2が寄った位置に設置されるアンテナアレーが第1のアンテナアレー10である場合、第1のアンテナアレー10に含まれるアンテナ素子10−1,10−2が放射する無線電波のうち四辺形のアンテナ素子平面の対角の位置にある第2のアンテナアレーに含まれるアンテナ素子20−2,20−1に到達する直接波と、当該無線電波のうち反射板30,30−1,30−2によって1度反射されて当該アンテナ素子20−2,20−1に到達する反射波とが逆の位相で合成されるようにアンテナ素子10−1,10−2,20−1,20−2と、反射板30,30−1,30−2とが設置される。 In each of the wireless communication systems 1 to 6a in each of the above embodiments, the first antenna array 10 including the two antenna elements 10-1 and 10-2 and at least two antenna elements 20-1 and 20-2 are wireless. A second antenna array 20 capable of transmitting and receiving radio waves, and one reflecting plate 30 having a reflecting surface for reflecting radio waves, or two reflecting plates 30-1 and 30-2 are provided. The antenna elements 10-1, 10-2, 20-1, and 20-2 are installed so as to be located on the antenna element plane whose phase centers are the same plane, and the front surface of the first antenna array. The 110 and the front surface 210 of the second antenna array are parallel to each other, and the antenna element plane is installed so as to be perpendicular to the front surfaces 110 and 210 of the first and second antenna arrays. The reflectors 30, 30-1, and 30-2 are located outside the quadrilateral antenna element plane region 300 surrounded by the antenna elements 10-1, 10-2, 20-1, and 20-2. At least one of the positions (antenna elements 10-1, 10-2, 20-1, 20-2) closer to one of the wireless control devices than the midpoint of one wireless control device (radio control device 11 and wireless control device 21). It is installed so that the reflecting surface is perpendicular to the plane of the antenna element. When the antenna array installed at the position where the reflectors 30, 30-1 and 30-2 are close to each other is the first antenna array 10, the antenna elements 10-1, 10-2 included in the first antenna array 10 The direct wave that reaches the antenna elements 20-2 and 20-1 included in the second antenna array located at the diagonal position of the quadrilateral antenna element plane among the radio waves emitted by the antenna, and the reflection of the radio waves. Antenna elements 10-1, 10- so that the reflected waves that are reflected once by the plates 30, 30-1, 30-2 and reach the antenna elements 20-2, 20-1 are combined in the opposite phase. 2,20-1,20-2 and reflectors 30,30-1,30-2 are installed.

見通し伝送路の環境における無線通信を行う場合、送受信アンテナ素子間を直接伝搬する直接波と、伝送路内に存在する反射板30,30−1,30−2による反射波の重ね合わせにより電界強度が局所的に低下する性質がある。上記の各実施形態における各無線通信システム1〜6aは、この性質を利用して複数のデータストリームの並列伝送を行っている。そのため、送信ビームフォーミングや伝送路行列のフィードバック処理、MIMO復号信号処理を行うことなく、並列伝送による空間多重化伝送を可能としている。また、各無線通信システム1〜6aでは、反射板30,30−1,30−2を、二つの無線制御装置(無線制御装置11と無線制御装置21)の中点より一方の無線制御装置に寄った位置(いずれかのアンテナ素子10−1、10−2,20−1,20−2に寄った位置)に設置するようにしているため、こうした反射板30,30−1,30−2を第1または第2のアンテナアレー10,20と一体化して設置して並列伝送を実施できるのであれば、伝送路中に無線通信装置以外の機材である反射板を追加で設置することは不要となる。これにより、見通し伝送路において、対向するアンテナ素子間に大地がない場合であっても、高速な信号処理を伴わずに、アンテナアレーにおけるアンテナ素子間隔を広くすることなく同一周波数帯を用いて空間多重化伝送を行うことが可能となる。 When performing wireless communication in the environment of a line-of-sight transmission line, the electric field strength is generated by superimposing the direct wave directly propagating between the transmitting and receiving antenna elements and the reflected wave by the reflecting plates 30, 30-1, 30-2 existing in the transmission line. Has the property of locally decreasing. Each of the wireless communication systems 1 to 6a in each of the above embodiments uses this property to perform parallel transmission of a plurality of data streams. Therefore, spatial multiplexing transmission by parallel transmission is possible without performing transmission beamforming, transmission line matrix feedback processing, and MIMO decoded signal processing. Further, in each of the wireless communication systems 1 to 6a, the reflectors 30, 30-1 and 30-2 are used as one wireless control device from the midpoint of the two wireless control devices (wireless control device 11 and wireless control device 21). Since it is installed at a closer position (a position closer to one of the antenna elements 10-1, 10-2, 20-1, 20-2), such reflectors 30, 30-1, 30-2 If parallel transmission can be performed by integrally installing the first or second antenna arrays 10 and 20, it is not necessary to additionally install a reflector, which is equipment other than the wireless communication device, in the transmission line. It becomes. As a result, even if there is no ground between the opposing antenna elements in the line-of-sight transmission line, space is used in the same frequency band without widening the antenna element spacing in the antenna array without high-speed signal processing. It is possible to perform multiplex transmission.

また、アンテナ素子が回路と一体化されたミリ波無線通信モジュールを使用する場合であっても、外付けの反射板30,30−1,30−2と遮蔽板40,40−1,40−2を使用することにより並列伝送による空間多重化伝送が可能となる。また、第2の実施形態では、反射板30−1,30−2を、第1のアンテナアレー10のアンテナ素子10−1,10−2の各々に対して設置すること、アンテナ素子10−1,10−2の間に遮蔽板40を設けることにより、一方のアンテナアレーである第1のアンテナアレー10にのみ反射板30−1,30−2、及び遮蔽板40を設置すればよい。そのため、反射板を第1及び第2アンテナアレー10,20の中間点に設けたり、反射板を第1のアンテナアレー10のアンテナ素子10−1,10−2、及び第2のアンテナアレー20のアンテナ素子20−1,20−2の全てに備えたりする必要がなくなる。また、第3の実施形態では、更に、反射板30−1,30−2を傾けることにより、必要な反射波の受信レベルを得るために必要となる反射板30−1,30−2の大きさを低減することができる。このように、二つの無線制御装置(無線制御装置11と無線制御装置21)の中点よりある無線制御装置に寄った位置に反射板30,30−1,30−2を設置したり、反射板30,30−1,30−2の角度を傾けたりすることで、アンテナ素子間隔を広く取ることができない場合であっても同一周波数帯における並列伝送を可能とし、周波数利用効率の向上、つまり伝送速度の高速化及び伝送品質の向上を図ることができる。 Further, even when a millimeter-wave wireless communication module in which the antenna element is integrated with the circuit is used, the external reflectors 30, 30-1, 30-2 and the shielding plates 40, 40-1, 40- By using 2, spatial multiplexing transmission by parallel transmission becomes possible. Further, in the second embodiment, the reflectors 30-1 and 30-2 are installed on each of the antenna elements 10-1 and 10-2 of the first antenna array 10, and the antenna element 10-1 is installed. By providing the shielding plate 40 between the antenna array 10 and 10, the reflecting plates 30-1 and 30-2 and the shielding plate 40 need to be installed only on the first antenna array 10 which is one of the antenna arrays. Therefore, a reflector is provided at an intermediate point between the first and second antenna arrays 10 and 20, and a reflector is provided on the antenna elements 10-1 and 10-2 of the first antenna array 10 and the second antenna array 20. It is not necessary to provide all of the antenna elements 20-1 and 20-2. Further, in the third embodiment, the size of the reflectors 30-1 and 30-2 required to obtain the required reception level of the reflected wave by further tilting the reflectors 30-1 and 30-2. Can be reduced. In this way, the reflectors 30, 30-1, 30-2 can be installed or reflected at a position closer to the wireless control device from the midpoint of the two wireless control devices (radio control device 11 and wireless control device 21). By tilting the angles of the plates 30, 30-1 and 30-2, parallel transmission in the same frequency band is possible even when the antenna element spacing cannot be widened, and frequency utilization efficiency is improved, that is, It is possible to increase the transmission speed and improve the transmission quality.

また、上記の各実施形態において、反射板30,30−1,30−2の反射係数は、「+1」や「−1」に限らず、任意の値であってもよく、当該任意の反射係数の値に応じて、反射板30,30−1,30−2を傾ける角度「θ」や、例えば、式(13)で示される経路差の条件が定められることになる。例えば、反射板30,30−1,30−2の材質として、反射位相を変えるメタマテリアル構造等のものを適用することにより反射係数を変えることができる。 Further, in each of the above embodiments, the reflectance coefficients of the reflectors 30, 30-1, and 30-2 are not limited to "+1" and "-1", and may be any value, and the arbitrary reflection may be used. Depending on the value of the coefficient, the angle “θ r ” for tilting the reflectors 30, 30-1, 30-2 and, for example, the condition of the path difference represented by the equation (13) are determined. For example, the reflectance coefficient can be changed by applying a material such as a metamaterial structure that changes the reflection phase as the material of the reflectors 30, 30-1, and 30-2.

また、上記の各実施形態において、アンテナ素子10−1,10−2、20−1,20−2によって囲まれるアンテナ素子平面領域300は、大地と垂直な位置関係であってもよいし、大地と並行な位置関係であってもよい。例えば、第1の実施形態において定めたY軸が、高さ方向を示しており、X軸が大地と水平な方向を示していてもよいし、X軸とY軸とが大地の水平面の2方向を示していてもよい。後者の場合、反射板30は、反射面が大地面と垂直な位置関係で設置されることになる。 Further, in each of the above embodiments, the antenna element plane region 300 surrounded by the antenna elements 10-1, 10-2, 20-1, and 20-2 may have a positional relationship perpendicular to the ground, or may have a positional relationship perpendicular to the ground. It may have a positional relationship parallel to. For example, the Y-axis defined in the first embodiment may indicate the height direction, the X-axis may indicate the direction horizontal to the ground, or the X-axis and the Y-axis may be 2 on the horizontal plane of the ground. It may indicate the direction. In the latter case, the reflector 30 is installed so that the reflecting surface is perpendicular to the ground.

また、上記の各実施形態の構成において、第1のアンテナアレー10や第2のアンテナアレー20が、それぞれ異なる自動車に設置されるような場合も想定しているため、平行や垂直といった位置関係は、正確に平行や垂直となっている位置関係に限られず、少しずれた略平行や略垂直といった位置関係も含んでいるものとする。このようなずれが生じた構成であっても、上記の各実施形態の構成が奏する効果とほぼ同様の効果が得られる。 Further, in the configuration of each of the above embodiments, it is assumed that the first antenna array 10 and the second antenna array 20 are installed in different automobiles, so that the positional relationship such as parallel or vertical is different. , It is not limited to the positional relationship that is exactly parallel or vertical, but also includes the positional relationship such as substantially parallel or substantially vertical that is slightly deviated. Even with a configuration in which such a deviation occurs, an effect substantially similar to the effect produced by the configuration of each of the above-described embodiments can be obtained.

上述した各実施形態における無線通信システム1,2,3,4,5,6,6aに備えられる無線制御装置11,21,21a,21bをコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、FPGA(Field Programmable Gate Array)等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。 The wireless control devices 11, 1, 21, 21a, 21b provided in the wireless communication systems 1, 2, 3, 4, 5, 6, 6a in each of the above-described embodiments may be realized by a computer. In that case, the program for realizing this function may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium may be read by the computer system and executed. The term "computer system" as used herein includes hardware such as an OS and peripheral devices. Further, the "computer-readable recording medium" refers to a portable medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, or a CD-ROM, or a storage device such as a hard disk built in a computer system. Further, a "computer-readable recording medium" is a communication line for transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line, and dynamically holds the program for a short period of time. It may also include a program that holds a program for a certain period of time, such as a volatile memory inside a computer system that serves as a server or a client in that case. Further, the above program may be for realizing a part of the above-mentioned functions, and may be further realized for realizing the above-mentioned functions in combination with a program already recorded in the computer system. It may be realized by using a programmable logic device such as FPGA (Field Programmable Gate Array).

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like within a range that does not deviate from the gist of the present invention.

1…無線通信システム,10…第1のアンテナアレー,10−1,10−2…アンテナ素子,11…無線制御装置,20…第2のアンテナアレー20−1,20−2…アンテナ素子,30…反射板 1 ... wireless communication system, 10 ... first antenna array, 10-1, 10-2 ... antenna element, 11 ... wireless control device, 20 ... second antenna array 20-1, 20-2 ... antenna element, 30 …a reflector

Claims (15)

複数のアンテナ素子を含む第1のアンテナアレーと、
複数のアンテナ素子を含む第2のアンテナアレーと、
前記第1のアンテナアレーに接続する第1の無線制御装置と、
前記第2のアンテナアレーに接続する第2の無線制御装置と、
前記アンテナ素子が放射する無線電波を反射する反射面を有する複数の反射部材と、
を備える無線通信システムであって、
前記複数のアンテナ素子は、
各々の位相中心が同一平面であるアンテナ素子平面上に位置し、かつ前記第1のアンテナアレーの正面の面と、前記第2のアンテナアレーの正面の面とが平行、または、略平行であり、前記アンテナ素子平面が前記第1及び第2のアンテナアレーの正面の面と垂直、または、略垂直となるように設置され
前記複数の反射部材は、
前記第1及び第2のアンテナアレーの前記アンテナ素子の前記位相中心によって囲まれる四辺形領域の外側の位置であって、前記第1のアンテナアレーと前記第2のアンテナアレーとの中点より、前記第1のアンテナアレーに含まれる複数の前記アンテナ素子のそれぞれに寄った位置に、前記アンテナ素子平面に対して反射面が垂直、または、略垂直となるように設置され
一方のアンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子から放射される無線電波のうち前記四辺形領域の対角の位置にある他方のアンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子に到達する直接波と、当該無線電波のうち前記反射部材によって反射されて当該アンテナ素子に到達する反射波とが逆の位相で合成されるように前記複数のアンテナ素子と、前記複数の反射部材とが設置された無線通信システム。
A first antenna array containing multiple antenna elements,
A second antenna array containing multiple antenna elements,
A first wireless control device connected to the first antenna array,
A second wireless control device connected to the second antenna array,
A plurality of reflecting members having a reflecting surface for reflecting radio waves radiated by the antenna element, and
It is a wireless communication system equipped with
The plurality of antenna elements
Each phase center is located on the plane of the antenna element which is the same plane, and the front surface of the first antenna array and the front surface of the second antenna array are parallel or substantially parallel. , The plane of the antenna element is installed so as to be perpendicular to or substantially perpendicular to the front surface of the first and second antenna arrays.
The plurality of reflective members
An outer position of the quadrilateral area surrounded by the phase center of the antenna elements of the first and second antenna array, from the midpoint between said first antenna array and the second antenna array, It is installed at a position close to each of the plurality of antenna elements included in the first antenna array so that the reflecting surface is perpendicular to or substantially perpendicular to the plane of the antenna element.
A direct wave reaching the antenna elements included in the other A Ntenaare in the diagonal positions of the quadrilateral area of the radio wave radiated from the antenna element included in one of the A Ntenaare, of the radio waves A wireless communication system in which the plurality of antenna elements and the plurality of reflecting members are installed so that the reflected waves reflected by the reflecting member and reaching the antenna element are synthesized in opposite phases.
複数のアンテナ素子を含む第1のアンテナアレーと、
複数のアンテナ素子を含む第2のアンテナアレーと、
前記第1のアンテナアレーに接続する第1の無線制御装置と、
前記第2のアンテナアレーに接続する第2の無線制御装置と、
前記アンテナ素子が放射する無線電波を反射する反射面を有する複数の反射部材と、
前記無線電波を吸収する複数の吸収部材と、
を備える無線通信システムであって、
前記複数のアンテナ素子は、
各々の位相中心が同一平面であるアンテナ素子平面上に位置し、かつ前記第1のアンテナアレーの正面の面と、前記第2のアンテナアレーの正面の面とが平行、または、略平行であり、前記アンテナ素子平面が前記第1及び第2のアンテナアレーの正面の面と垂直、または、略垂直となるように設置され
前記複数の反射部材は、
前記第1及び第2のアンテナアレーの前記アンテナ素子の前記位相中心によって囲まれる四辺形領域の外側の位置であって、前記第1のアンテナアレーと前記第2のアンテナアレーとの中点より、それぞれ、前記第1のアンテナアレーに含まれるいずれかの前記アンテナ素子に寄った位置と、前記第2のアンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子のうち、前記第1のアンテナアレーにおいて前記反射部材が寄っている前記アンテナ素子と前記四辺形領域において隣接関係にある前記アンテナ素子に寄った位置に、前記アンテナ素子平面に対して反射面が垂直、または、略垂直となるように設置され
前記複数の吸収部材は、
前記第1及び第2のアンテナアレーのそれぞれにおいて、前記反射部材が寄っていない前記アンテナ素子から放射される無線電波を遮って当該アンテナアレーに寄った位置に存在する前記反射部材に到達させない前記アンテナ素子の間の位置に設置され、
一方のアンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子から放射される無線電波のうち前記四辺形領域の対角の位置にある他方のアンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子に到達する直接波と、当該無線電波のうち前記反射部材によって反射されて当該アンテナ素子に到達する反射波とが逆の位相で合成されるように前記複数のアンテナ素子と、前記複数の反射部材とが設置された無線通信システム。
A first antenna array containing multiple antenna elements,
A second antenna array containing multiple antenna elements,
A first wireless control device connected to the first antenna array,
A second wireless control device connected to the second antenna array,
A plurality of reflecting members having a reflecting surface for reflecting radio waves radiated by the antenna element, and
A plurality of absorbing members that absorb the radio waves, and
It is a wireless communication system equipped with
The plurality of antenna elements
Each phase center is located on the plane of the antenna element which is the same plane, and the front surface of the first antenna array and the front surface of the second antenna array are parallel or substantially parallel. , The plane of the antenna element is installed so as to be perpendicular to or substantially perpendicular to the front surface of the first and second antenna arrays.
The plurality of reflective members
An outer position of the quadrilateral area surrounded by the phase center of the antenna elements of the first and second antenna array, from the midpoint between said first antenna array and the second antenna array, The position closer to the antenna element included in the first antenna array and the reflecting member in the first antenna array among the antenna elements included in the second antenna array, respectively. in and with the antenna element and the quadrilateral region and closer to the antenna element to be adjacent position, the reflecting surface relative to the antenna element plane vertical or is disposed so as to be substantially perpendicular,
The plurality of absorbing members
In each of the first and second antenna arrays, the antenna that blocks radio waves radiated from the antenna element that the reflecting member does not approach and does not reach the reflecting member that exists at a position closer to the antenna array. Installed between the elements,
A direct wave reaching the antenna elements included in the other A Ntenaare in the diagonal positions of the quadrilateral area of the radio wave radiated from the antenna element included in one of the A Ntenaare, of the radio waves A wireless communication system in which the plurality of antenna elements and the plurality of reflecting members are installed so that the reflected waves reflected by the reflecting member and reaching the antenna element are synthesized in opposite phases.
複数のアンテナ素子を含む第1のアンテナアレーと、
複数のアンテナ素子を含む第2のアンテナアレーと、
前記第1のアンテナアレーに接続する第1の無線制御装置と、
前記第2のアンテナアレーに接続する第2の無線制御装置と、
前記アンテナ素子が放射する無線電波を反射する反射面を有する1つの反射部材と、
を備える無線通信システムであって、
前記複数のアンテナ素子は、
各々の位相中心が同一平面であるアンテナ素子平面上に位置し、かつ前記第1のアンテナアレーの正面の面と、前記第2のアンテナアレーの正面の面とが平行、または、略平行であり、前記アンテナ素子平面が前記第1及び第2のアンテナアレーの正面の面と垂直、または、略垂直であり、前記アンテナ素子平面をXY座標平面とみなし、前記第1のアンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子の位相中心間の線分を含む直線をY軸とした場合、前記第2のアンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子それぞれのY座標の値が、前記第1のアンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子いずれのY座標の値よりも小さくなるように設置され、
前記反射部材は、
前記第1及び第2のアンテナアレーの前記アンテナ素子の前記位相中心によって囲まれる四辺形領域の外側の位置であって、前記第1のアンテナアレーと前記第2のアンテナアレーとの中点より、前記Y座標の値が最も大きい前記アンテナ素子か、または、前記Y座標の値が最も小さい前記アンテナ素子に寄った位置に、前記アンテナ素子平面に対して反射面が垂直、または、略垂直となるように設置され、
一方のアンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子から放射される無線電波のうち前記四辺形領域の対角の位置にある他方のアンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子に到達する直接波と、当該無線電波のうち前記反射部材によって反射されて当該アンテナ素子に到達する反射波とが逆の位相で合成されるように前記複数のアンテナ素子と、前記反射部材とが設置された無線通信システム。
A first antenna array containing multiple antenna elements,
A second antenna array containing multiple antenna elements,
A first wireless control device connected to the first antenna array,
A second wireless control device connected to the second antenna array,
One reflecting member having a reflecting surface that reflects radio waves radiated by the antenna element, and
It is a wireless communication system equipped with
The plurality of antenna elements
Each phase center is located on the plane of the antenna element which is the same plane, and the front surface of the first antenna array and the front surface of the second antenna array are parallel or substantially parallel. , wherein the antenna element plane front surface perpendicular of said first and second antenna array, or is substantially perpendicular, said antenna element plane regarded as XY coordinate plane, which is included in the first a Ntenaare If the line including the line segment between the phase center of the antenna element and the Y-axis, the antenna value of the antenna elements of each Y-coordinate contained in the second a Ntenaare is included in the first a Ntenaare The element is installed so that it is smaller than the Y coordinate value of any of the elements.
The reflective member is
From the midpoint between the first antenna array and the second antenna array, which is a position outside the quadrilateral region surrounded by the phase center of the antenna element of the first and second antenna arrays. The reflection surface is perpendicular to or substantially perpendicular to the plane of the antenna element at a position closer to the antenna element having the largest value of the Y coordinate or the antenna element having the smallest value of the Y coordinate. Installed and
Of the radio waves radiated from the antenna element included in one antenna array, the direct wave reaching the antenna element included in the other antenna array at the diagonal position of the quadrilateral region and the radio wave of the radio wave. A wireless communication system in which the plurality of antenna elements and the reflecting member are installed so that the reflected waves reflected by the reflecting member and reaching the antenna element are synthesized in opposite phases.
前記反射部材は、
前記反射面が前記第1及び第2のアンテナアレーの正面の面に対して垂直、もしくは、略垂直に設置され、または、前記反射面が前記第1及び第2のアンテナアレーの正面の面に対して垂直となる位置から対向する位置に存在する前記アンテナアレーの方向に向くように傾けて設置される、請求項1からのいずれか一項に記載の無線通信システム。
The reflective member is
The reflecting surface is installed perpendicular to or substantially perpendicular to the front surface of the first and second antenna arrays , or the reflecting surface is placed on the front surface of the first and second antenna arrays. the inclined to face the direction of the antenna array and Ru are installed, the wireless communication system according to any one of claims 1 to 3 at the position facing the a vertical position against.
前記反射部材の反射面は、
前記第1のアンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子から放射され前記反射面により反射されて前記四辺形領域の対角の位置にある前記第2のアンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子に到達する反射波の第1フレネルゾーンを含む大きさを有する、請求項1からのいずれか一項に記載の無線通信システム。
The reflective surface of the reflective member is
Reflected wave reaches the antenna element included in said first of said included in the antenna array is radiated from the antenna element is reflected by the reflecting surface in the position of the diagonal of the quadrilateral region the second A Ntenaare The wireless communication system according to any one of claims 1 to 4 , which has a size including the first Fresnel zone of the above.
前記アンテナ素子の位置、または、前記アンテナアレーに含まれる複数の前記アンテナ素子の間隔、または、前記アンテナ素子と当該アンテナ素子に寄った位置に存在する前記反射部材までの距離、または、前記反射部材の傾き角度、または、前記アンテナ素子から放射する無線電波のビームの方向が可変である、請求項1からのいずれか一項に記載の無線通信システム。 The position of the antenna element, the distance between a plurality of the antenna elements included in the antenna array, or the distance between the antenna element and the reflecting member existing at a position closer to the antenna element, or the reflecting member. The wireless communication system according to any one of claims 1 to 5 , wherein the tilt angle of the antenna element or the direction of the beam of the radio wave radiated from the antenna element is variable. 前記反射部材が寄っている前記アンテナ素子を含む前記アンテナアレーと、当該アンテナアレーに接続する前記無線制御装置と、前記反射部材とによって無線通信装置が構成される、請求項1からのいずれか一項に記載の無線通信システム。 Any of claims 1 to 6 , wherein the wireless communication device is composed of the antenna array including the antenna element to which the reflecting member is close, the wireless control device connected to the antenna array, and the reflecting member. The wireless communication system according to one item. 複数のアンテナ素子を含む第1のアンテナアレーと、
複数のアンテナ素子を含む第2のアンテナアレーと、
前記第1のアンテナアレーに接続する第1の無線制御装置と、
前記第2のアンテナアレーに接続する第2の無線制御装置と、
前記アンテナ素子が放射する無線電波を反射する反射面を有する複数の反射部材と、
を備える無線通信システムにおける無線通信方法であって、
前記複数のアンテナ素子が、各々の位相中心が同一平面であるアンテナ素子平面上に位置し、かつ前記第1のアンテナアレーの正面の面と、前記第2のアンテナアレーの正面の面とが平行、または、略平行であり、前記アンテナ素子平面が前記第1及び第2のアンテナアレーの正面の面と垂直、または、略垂直となるように設置されて無線電波を放射し、
前記複数の反射部材が、前記第1及び第2のアンテナアレーの前記アンテナ素子の前記位相中心によって囲まれる四辺形領域の外側の位置であって、前記第1のアンテナアレーと前記第2のアンテナアレーとの中点より、前記第1のアンテナアレーに含まれる複数の前記アンテナ素子のそれぞれに寄った位置に、前記アンテナ素子平面に対して反射面が垂直、または、略垂直になるように設置され一方のアンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子から放射される無線電波のうち前記四辺形領域の対角の位置にある他方のアンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子に到達する直接波と、当該無線電波のうち反射することによって当該アンテナ素子に到達する反射波とが逆の位相で合成されるように当該無線電波を反射する無線通信方法。
A first antenna array containing multiple antenna elements,
A second antenna array containing multiple antenna elements,
A first wireless control device connected to the first antenna array,
A second wireless control device connected to the second antenna array,
A plurality of reflecting members having a reflecting surface for reflecting radio waves radiated by the antenna element, and
It is a wireless communication method in a wireless communication system including
The plurality of antenna elements are located on an antenna element plane whose phase centers are the same plane, and the front surface of the first antenna array and the front surface of the second antenna array are parallel to each other. , Or, the antenna element plane is installed so as to be perpendicular to or substantially perpendicular to the front surface of the first and second antenna arrays to emit radio waves.
Wherein the plurality of reflecting members, said first and said a position outside the quadrilateral area surrounded by the phase center of the antenna element of the second antenna array, the first antenna array and the second antenna Installed so that the reflecting surface is perpendicular to or substantially perpendicular to the plane of the antenna element at a position closer to each of the plurality of antenna elements included in the first antenna array from the midpoint with the array. It is the direct wave reaches the antenna elements included in the other a Ntenaare in the diagonal positions of the quadrilateral area of the radio wave radiated from the antenna element included in one of the a Ntenaare, the radio A wireless communication method that reflects the radio wave so that the reflected wave that reaches the antenna element by reflecting the radio wave is synthesized in the opposite phase.
複数のアンテナ素子を含む第1のアンテナアレーと、
複数のアンテナ素子を含む第2のアンテナアレーと、
前記第1のアンテナアレーに接続する第1の無線制御装置と、
前記第2のアンテナアレーに接続する第2の無線制御装置と、
前記アンテナ素子が放射する無線電波を反射する反射面を有する複数の反射部材と、
前記無線電波を吸収する複数の吸収部材と、
を備える無線通信システムにおける無線通信方法であって、
前記複数のアンテナ素子が、各々の位相中心が同一平面であるアンテナ素子平面上に位置し、かつ前記第1のアンテナアレーの正面の面と、前記第2のアンテナアレーの正面の面とが平行、または、略平行であり、前記アンテナ素子平面が前記第1及び第2のアンテナアレーの正面の面と垂直、または、略垂直となるように設置されて無線電波を放射し、
前記複数の反射部材が、前記第1及び第2のアンテナアレーの前記アンテナ素子の前記位相中心によって囲まれる四辺形領域の外側の位置であって、前記第1のアンテナアレーと前記第2のアンテナアレーとの中点より、それぞれ、前記第1のアンテナアレーに含まれるいずれかの前記アンテナ素子に寄った位置と、前記第2のアンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子のうち、前記第1のアンテナアレーにおいて前記反射部材が寄っている前記アンテナ素子と前記四辺形領域において隣接関係にある前記アンテナ素子に寄った位置に、前記アンテナ素子平面に対して反射面が垂直、または、略垂直になるように設置され一方のアンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子から放射される無線電波のうち前記四辺形領域の対角の位置にある他方のアンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子に到達する直接波と、当該無線電波のうち反射することによって当該アンテナ素子に到達する反射波とが逆の位相で合成されるように当該無線電波を反射し、
前記複数の吸収部材が、前記第1及び第2のアンテナアレーのそれぞれにおいて、前記アンテナ素子の間の位置に設置され、前記反射部材が寄っていない前記アンテナ素子から放射される無線電波を遮って当該アンテナアレーに寄った位置に存在する前記反射部材に到達させない無線通信方法。
A first antenna array containing multiple antenna elements,
A second antenna array containing multiple antenna elements,
A first wireless control device connected to the first antenna array,
A second wireless control device connected to the second antenna array,
A plurality of reflecting members having a reflecting surface for reflecting radio waves radiated by the antenna element, and
A plurality of absorbing members that absorb the radio waves, and
It is a wireless communication method in a wireless communication system including
The plurality of antenna elements are located on an antenna element plane whose phase centers are the same plane, and the front surface of the first antenna array and the front surface of the second antenna array are parallel to each other. , Or, the antenna element plane is installed so as to be perpendicular to or substantially perpendicular to the front surface of the first and second antenna arrays to emit radio waves.
Wherein the plurality of reflecting members, said first and said a position outside the quadrilateral area surrounded by the phase center of the antenna element of the second antenna array, the first antenna array and the second antenna From the midpoint with the array, the position closer to one of the antenna elements included in the first antenna array and the first antenna among the antenna elements included in the second antenna array, respectively. to a position close to the antenna element to be adjacent in the said antenna elements reflecting member is closer the quadrilateral area in the array, the reflective surface is perpendicular, or, to be substantially perpendicular to the antenna element plane It is provided as a direct wave reaching the antenna elements included in the other a Ntenaare in the diagonal positions of the quadrilateral area of the radio wave radiated from the antenna element included in one of the a Ntenaare The radio wave is reflected so that the reflected wave that reaches the antenna element by being reflected from the radio wave is synthesized in the opposite phase.
The plurality of absorbing members are installed at positions between the antenna elements in each of the first and second antenna arrays to block radio waves radiated from the antenna element to which the reflecting member does not approach. A wireless communication method in which the reflective member existing at a position close to the antenna array is not reached.
複数のアンテナ素子を含む第1のアンテナアレーと、
複数のアンテナ素子を含む第2のアンテナアレーと、
前記第1のアンテナアレーに接続する第1の無線制御装置と、
前記第2のアンテナアレーに接続する第2の無線制御装置と、
前記アンテナ素子が放射する無線電波を反射する反射面を有する1つの反射部材と、
を備える無線通信システムにおける無線通信方法であって、
前記複数のアンテナ素子が、各々の位相中心が同一平面であるアンテナ素子平面上に位置し、かつ前記第1のアンテナアレーの正面の面と、前記第2のアンテナアレーの正面の面とが平行、または、略平行であり、前記アンテナ素子平面が前記第1及び第2のアンテナアレーの正面の面と垂直、または、略垂直であり、前記アンテナ素子平面をXY座標平面とみなし、前記第1のアンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子の位相中心間の線分を含む直線をY軸とした場合、前記第2のアンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子それぞれのY座標の値が、前記第1のアンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子いずれのY座標の値よりも小さくなるように設置されて無線電波を放射し、
前記反射部材が、前記第1及び第2のアンテナアレーの前記アンテナ素子の前記位相中心によって囲まれる四辺形領域の外側の位置であって、前記第1のアンテナアレーと前記第2のアンテナアレーとの中点より、前記Y座標の値が最も大きい前記アンテナ素子か、または、前記Y座標の値が最も小さい前記アンテナ素子に寄った位置に、前記アンテナ素子平面に対して反射面が垂直、または、略垂直になるように設置され一方のアンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子から放射される無線電波のうち前記四辺形領域の対角の位置にある他方のアンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子に到達する直接波と、当該無線電波のうち反射することによって当該アンテナ素子に到達する反射波とが逆の位相で合成されるように当該無線電波を反射する無線通信方法。
A first antenna array containing multiple antenna elements,
A second antenna array containing multiple antenna elements,
A first wireless control device connected to the first antenna array,
A second wireless control device connected to the second antenna array,
One reflecting member having a reflecting surface that reflects radio waves radiated by the antenna element, and
It is a wireless communication method in a wireless communication system including
The plurality of antenna elements are located on an antenna element plane whose phase centers are the same plane, and the front surface of the first antenna array and the front surface of the second antenna array are parallel to each other. , Or, the antenna element plane is perpendicular to or substantially perpendicular to the front surface of the first and second antenna arrays, and the antenna element plane is regarded as an XY coordinate plane, and the first When a straight line including a line segment between the phase centers of the antenna elements included in the antenna array is defined as the Y axis, the Y coordinate value of each of the antenna elements included in the second antenna array is the first antenna element. It is installed so as to be smaller than the value of the Y coordinate of any of the antenna elements included in the antenna array and emits radio waves.
The reflecting member is located outside the position of the quadrilateral area surrounded by the phase center of the antenna elements of the first and second antenna array, and the first antenna array and the second antenna array The reflection surface is perpendicular to the antenna element plane or at a position closer to the antenna element having the largest Y-coordinate value or the antenna element having the smallest Y-coordinate value from the midpoint. It is installed so as to be substantially perpendicular, to the antenna elements included in the other a Ntenaare in the diagonal positions of the quadrilateral area of the radio wave radiated from the antenna element included in one of the a Ntenaare A wireless communication method that reflects the radio wave so that the direct wave that arrives and the reflected wave that reaches the antenna element by reflecting the radio wave are combined in opposite phases.
複数のアンテナ素子を含む第1のアンテナアレーと、
複数のアンテナ素子を含む第2のアンテナアレーと、
前記第1のアンテナアレーに接続する第1の無線制御装置と、
前記第2のアンテナアレーに接続する第2の無線制御装置と、
前記アンテナ素子が放射する無線電波を反射する反射面を有する複数の反射部材と、
を備える無線通信システムにおける無線通信装置であって、
前記無線通信装置は、
前記第1のアンテナアレーと、前記第1の無線制御装置と、前記複数の反射部材とを備え、
前記複数のアンテナ素子は、
各々の位相中心が同一平面であるアンテナ素子平面上に位置し、かつ前記第1のアンテナアレーの正面の面と、前記第2のアンテナアレーの正面の面とが平行、または、略平行であり、前記アンテナ素子平面が前記第1及び第2のアンテナアレーの正面の面と垂直、または、略垂直となるように設置され、
前記複数の反射部材は、
前記第1及び第2のアンテナアレーの前記アンテナ素子の前記位相中心によって囲まれる四辺形領域の外側の位置であって、前記第1のアンテナアレーと前記第2のアンテナアレーとの中点より、前記第1のアンテナアレーに含まれる複数の前記アンテナ素子のそれぞれに寄った位置に、前記アンテナ素子平面に対して反射面が垂直、または、略垂直となるように設置され
一方のアンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子から放射される無線電波のうち前記四辺形領域の対角の位置にある他方のアンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子に到達する直接波と、当該無線電波のうち前記反射部材によって反射されて当該アンテナ素子に到達する反射波とが逆の位相で合成されるように前記複数のアンテナ素子と、前記複数の反射部材とが設置された無線通信装置。
A first antenna array containing multiple antenna elements,
A second antenna array containing multiple antenna elements,
A first wireless control device connected to the first antenna array,
A second wireless control device connected to the second antenna array,
A plurality of reflecting members having a reflecting surface for reflecting radio waves radiated by the antenna element, and
A wireless communication device in a wireless communication system including
The wireless communication device is
The first antenna array, the first wireless control device, and the plurality of reflective members are provided.
The plurality of antenna elements
Each phase center is located on the plane of the antenna element which is the same plane, and the front surface of the first antenna array and the front surface of the second antenna array are parallel or substantially parallel. , The plane of the antenna element is installed so as to be perpendicular to or substantially perpendicular to the front surface of the first and second antenna arrays.
The plurality of reflective members
An outer position of the quadrilateral area surrounded by the phase center of the antenna elements of the first and second antenna array, from the midpoint between said first antenna array and the second antenna array, It is installed at a position close to each of the plurality of antenna elements included in the first antenna array so that the reflecting surface is perpendicular to or substantially perpendicular to the plane of the antenna element.
A direct wave reaching the antenna elements included in the other A Ntenaare in the diagonal positions of the quadrilateral area of the radio wave radiated from the antenna element included in one of the A Ntenaare, of the radio waves A wireless communication device in which the plurality of antenna elements and the plurality of reflecting members are installed so that the reflected waves reflected by the reflecting member and reaching the antenna element are synthesized in opposite phases.
複数のアンテナ素子を含む第1のアンテナアレーと、
複数のアンテナ素子を含む第2のアンテナアレーと、
前記第1のアンテナアレーに接続する第1の無線制御装置と、
前記第2のアンテナアレーに接続する第2の無線制御装置と、
前記アンテナ素子が放射する無線電波を反射する反射面を有する複数の反射部材と、
前記無線電波を吸収する複数の吸収部材と、
を備える無線通信システムにおける無線通信装置であって、
前記無線通信装置は、
前記第1のアンテナアレーと、前記第1の無線制御装置と、前記反射部材と、前記吸収部材とを備え、
前記複数のアンテナ素子は、
各々の位相中心が同一平面であるアンテナ素子平面上に位置し、かつ前記第1のアンテナアレーの正面の面と、前記第2のアンテナアレーの正面の面とが平行、または、略平行であり、前記アンテナ素子平面が前記第1及び第2のアンテナアレーの正面の面と垂直、または、略垂直となるように設置され、
前記複数の反射部材は、
前記第1及び第2のアンテナアレーの前記アンテナ素子の前記位相中心によって囲まれる四辺形領域の外側の位置であって、前記第1のアンテナアレーと前記第2のアンテナアレーとの中点より、それぞれ、前記第1のアンテナアレーに含まれるいずれかの前記アンテナ素子に寄った位置と、前記第2のアンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子のうち、前記第1のアンテナアレーにおいて前記反射部材が寄っている前記アンテナ素子と前記四辺形領域において隣接関係にある前記アンテナ素子に寄った位置に、前記アンテナ素子平面に対して反射面が垂直、または、略垂直となるように設置され
前記複数の吸収部材は、
前記第1及び第2のアンテナアレーのそれぞれにおいて、前記反射部材が寄っていない前記アンテナ素子から放射される無線電波を遮って当該アンテナアレーに寄った位置に存在する前記反射部材に到達させない前記アンテナ素子の間の位置に設置され、
一方のアンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子から放射される無線電波のうち前記四辺形領域の対角の位置にある他方のアンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子に到達する直接波と、当該無線電波のうち前記反射部材によって反射されて当該アンテナ素子に到達する反射波とが逆の位相で合成されるように前記複数のアンテナ素子と、前記複数の反射部材とが設置された無線通信装置。
A first antenna array containing multiple antenna elements,
A second antenna array containing multiple antenna elements,
A first wireless control device connected to the first antenna array,
A second wireless control device connected to the second antenna array,
A plurality of reflecting members having a reflecting surface for reflecting radio waves radiated by the antenna element, and
A plurality of absorbing members that absorb the radio waves, and
A wireless communication device in a wireless communication system including
The wireless communication device is
The first antenna array, the first wireless control device, the reflection member, and the absorption member are provided.
The plurality of antenna elements
Each phase center is located on the plane of the antenna element which is the same plane, and the front surface of the first antenna array and the front surface of the second antenna array are parallel or substantially parallel. , The plane of the antenna element is installed so as to be perpendicular to or substantially perpendicular to the front surface of the first and second antenna arrays.
The plurality of reflective members
An outer position of the quadrilateral area surrounded by the phase center of the antenna elements of the first and second antenna array, from the midpoint between said first antenna array and the second antenna array, The position closer to the antenna element included in the first antenna array and the reflecting member in the first antenna array among the antenna elements included in the second antenna array, respectively. in and with the antenna element and the quadrilateral region and closer to the antenna element to be adjacent position, the reflecting surface relative to the antenna element plane vertical or is disposed so as to be substantially perpendicular,
The plurality of absorbing members
In each of the first and second antenna arrays, the antenna that blocks radio waves radiated from the antenna element that the reflecting member does not approach and does not reach the reflecting member that exists at a position closer to the antenna array. Installed between the elements,
A direct wave reaching the antenna elements included in the other A Ntenaare in the diagonal positions of the quadrilateral area of the radio wave radiated from the antenna element included in one of the A Ntenaare, of the radio waves A wireless communication device in which the plurality of antenna elements and the plurality of reflecting members are installed so that the reflected waves reflected by the reflecting member and reaching the antenna element are synthesized in opposite phases.
複数のアンテナ素子を含む第1のアンテナアレーと、
複数のアンテナ素子を含む第2のアンテナアレーと、
前記第1のアンテナアレーに接続する第1の無線制御装置と、
前記第2のアンテナアレーに接続する第2の無線制御装置と、
前記アンテナ素子が放射する無線電波を反射する反射面を有する1つの反射部材と、
を備える無線通信システムにおける無線通信装置であって、
前記無線通信装置は、
前記第1のアンテナアレーと、前記第1の無線制御装置と、前記反射部材とを備え、
前記複数のアンテナ素子は、
各々の位相中心が同一平面であるアンテナ素子平面上に位置し、かつ前記第1のアンテナアレーの正面の面と、前記第2のアンテナアレーの正面の面とが平行、または、略平行であり、前記アンテナ素子平面が前記第1及び第2のアンテナアレーの正面の面と垂直、または、略垂直であり、前記アンテナ素子平面をXY座標平面とみなし、前記第1のアンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子の位相中心間の線分を含む直線をY軸とした場合、前記第2のアンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子それぞれのY座標の値が、前記第1のアンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子いずれのY座標の値よりも小さくなるように設置され、
前記反射部材は、
前記第1及び第2のアンテナアレーの前記アンテナ素子の前記位相中心によって囲まれる四辺形領域の外側の位置であって、前記第1のアンテナアレーと前記第2のアンテナアレーとの中点より、前記Y座標の値が最も大きい前記アンテナ素子か、または、前記Y座標の値が最も小さい前記アンテナ素子に寄った位置に、前記アンテナ素子平面に対して反射面が垂直、または、略垂直となるように設置され、
一方のアンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子から放射される無線電波のうち前記四辺形領域の対角の位置にある他方のアンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子に到達する直接波と、当該無線電波のうち前記反射部材によって反射されて当該アンテナ素子に到達する反射波とが逆の位相で合成されるように前記複数のアンテナ素子と、前記反射部材とが設置された無線通信装置。
A first antenna array containing multiple antenna elements,
A second antenna array containing multiple antenna elements,
A first wireless control device connected to the first antenna array,
A second wireless control device connected to the second antenna array,
One reflecting member having a reflecting surface that reflects radio waves radiated by the antenna element, and
A wireless communication device in a wireless communication system including
The wireless communication device is
The first antenna array, the first wireless control device, and the reflection member are provided.
The plurality of antenna elements
Each phase center is located on the plane of the antenna element which is the same plane, and the front surface of the first antenna array and the front surface of the second antenna array are parallel or substantially parallel. , The antenna element plane is perpendicular to or substantially perpendicular to the front surface of the first and second antenna arrays, the antenna element plane is regarded as an XY coordinate plane, and the said antenna element plane is included in the first antenna array. When a straight line including a line segment between the phase centers of the antenna elements is defined as the Y axis, the Y coordinate value of each of the antenna elements included in the second antenna array is the antenna included in the first antenna array. The element is installed so that it is smaller than the Y coordinate value of any of the elements.
The reflective member is
An outer position of the quadrilateral area surrounded by the phase center of the antenna elements of the first and second antenna array, from the midpoint between said first antenna array and the second antenna array, The reflection surface is perpendicular to or substantially perpendicular to the plane of the antenna element at a position closer to the antenna element having the largest value of the Y coordinate or the antenna element having the smallest value of the Y coordinate. Installed and
A direct wave reaching the antenna elements included in the other A Ntenaare in the diagonal positions of the quadrilateral area of the radio wave radiated from the antenna element included in one of the A Ntenaare, of the radio waves A wireless communication device in which the plurality of antenna elements and the reflecting member are installed so that the reflected waves reflected by the reflecting member and reaching the antenna element are synthesized in opposite phases.
前記反射部材は、
前記反射面が前記第1及び第2のアンテナアレーの正面の面に対して垂直、もしくは、略垂直に設置され、または、前記反射面が前記第1及び第2のアンテナアレーの正面の面に対して垂直となる位置から対向する位置に存在する前記アンテナアレーの方向に向くように傾けて設置される、請求項11から13のいずれか一項に記載の無線通信装置。
The reflective member is
The reflecting surface is installed perpendicular to or substantially perpendicular to the front surface of the first and second antenna arrays , or the reflecting surface is placed on the front surface of the first and second antenna arrays. Ru is disposed inclined to face the direction of the antenna array at the position opposite from the vertical position for, wireless communication apparatus according to any one of claims 11-13.
前記反射部材の反射面は、
前記第1のアンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子から放射され前記反射面により反射されて前記四辺形領域の対角の位置にある前記第2のアンテナアレーに含まれる前記アンテナ素子に到達する反射波の第1フレネルゾーンを含む大きさを有する、請求項11から14のいずれか一項に記載の無線通信装置。
The reflective surface of the reflective member is
Reflected wave reaches the antenna element included in said first of said included in the antenna array is radiated from the antenna element is reflected by the reflecting surface in the position of the diagonal of the quadrilateral region the second A Ntenaare The wireless communication device according to any one of claims 11 to 14 , which has a size including the first Fresnel zone of the above.
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