JP2005184363A - Antenna system and communication system - Google Patents

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賢典 和城
Katsumi Hirabayashi
克己 平林
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an antenna system and the like capable of improving communication quality under a fading environment with large effect of reflection waves, for smaller size and less weight. <P>SOLUTION: An antenna system 100 comprises one circularly-polarized wave flat antenna 11, a 90° hybrid 12, and a switching switch 13. At reception, a control unit 15 controls the switching switch 13. When a transmission line L1 is connected by switching operation with the switching switch 13, the rotating direction of the antenna system 100 is clockwise, and when a transmission line L2 is connected by switching operation with the switching switch 13, the rotating direction of the antenna system 100 is counterclockwise. The power levels of the signals received in both rotating directions are compared each other, and the connection point of the 90° hybrid is so switched to change the rotating direction of the antenna system 100 as to receive the wave with higher field intensity, or to provide the best reception state. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、一つの円偏波アンテナを右旋あるいは左旋に切り換えるダイバーシティ送受信可能な小型アンテナシステムおよびそれを用いた通信装置に関する。詳しくは、アンテナシステムにおいて、互いに偏波面が垂直な２つの直線偏波を送受信するアンテナ素子によって構成される円偏波アンテナと、円偏波アンテナの２つの給電点から、または２つの給電点への信号を９０度の位相差形成させる複数の伝送線路と、伝送線路に配置され、円偏波アンテナの旋回方向が右旋、あるいは左旋になるように伝送線路を切り換える切り換え手段と、円偏波アンテナの右旋と左旋時の通信状態を比較する比較手段と、切り換え手段を制御する制御手段と備え、受信する際に、制御手段は、比較手段の比較結果に基づいて、円偏波アンテナの旋回方向が通信状態の良い旋回方向になるように切り換え手段を制御する構成とすることによって、反射波の影響が大きいフェージング環境下での通信品質を改善すると共に、小型化、軽量化を図ることができるようにしたアンテナシステム等に係るものである。   The present invention relates to a small antenna system capable of diversity transmission / reception that switches one circularly polarized antenna to right or left and a communication device using the antenna system. Specifically, in an antenna system, a circularly polarized antenna composed of antenna elements that transmit and receive two linearly polarized waves whose polarization planes are perpendicular to each other, and from two feeding points of the circularly polarized antenna or to two feeding points A plurality of transmission lines that form a phase difference of 90 degrees, switching means that is arranged on the transmission lines and switches the transmission lines so that the turning direction of the circularly polarized antenna is clockwise or counterclockwise, and circularly polarized waves Comparing means for comparing the communication state between the right and left rotations of the antenna and a control means for controlling the switching means, and when receiving, the control means, based on the comparison result of the comparing means, By adopting a configuration that controls the switching means so that the turning direction becomes a turning direction with a good communication state, the communication quality in a fading environment where the influence of reflected waves is large is improved. Both those according to the miniaturization, the antenna system or the like to be able to reduce the weight.

送信機から直接届く直接波と、壁・床・天井等からの反射波を同時に受信するフェージング環境下の無線通信では、直接波と反射波が干渉して打ち消しあう場所が存在するため、場所によって通信品質が低下する。そのような場合、電波を受信するアンテナを、通常１個あればよいところを複数用意しておき、その時々でもっとも通信状態が良好なアンテナの電波を採用するダイバーシティアンテナ方式が通信品質の改善に効果を発揮する。ダイバーシティ（Diversity）受信は、無線通信におけるフェージングの影響を軽減する手段として知られている。一般的なダイバーシティ受信装置には空間的に離れた位置に配置された複数のアンテナを切り換えるスペース（空間）ダイバーシティ方式と、偏波面の異なるアンテナを切り換えて使う偏波ダイバーシティ方式と、指向性の異なるアンテナを切り換えて使う指向性ダイバーシティ方式などがある。   In wireless communication under a fading environment that receives direct waves directly from the transmitter and reflected waves from walls, floors, ceilings, etc., there are places where direct waves and reflected waves interfere and cancel each other. Communication quality deteriorates. In such a case, a diversity antenna system that uses multiple antennas to receive radio waves is usually provided, and the antenna with the best communication status from time to time is used to improve communication quality. Demonstrate the effect. Diversity reception is known as a means for reducing the influence of fading in wireless communication. In general diversity receivers, the directivity differs between the space diversity system that switches between multiple antennas arranged at spatially separated positions, and the polarization diversity system that uses antennas with different polarization planes. There is a directional diversity method that uses antennas.

しかし、このように、アンテナの偏波面を切り換える方式や、指向性を切り換える方式、あるいは場所を切り換える方式では不要な反射波の影響を完全に取り去ることができないため、効果は限定的である。この場合、円偏波による通信を用いることでさらに通信品質を改善することができる。   However, the effect of the reflected wave that cannot be completely removed by the method of switching the polarization plane of the antenna, the method of switching the directivity, or the method of switching the location is limited. In this case, communication quality can be further improved by using communication using circular polarization.

電波は横波であり、その振動面のことを偏波面という。偏波面が地面に対して垂直な電波を垂直偏波、偏波面が地面に対して水平な偏波を水平偏波というが、これらは偏波面が一定という意味で直線偏波と呼ばれる。それに対して、振幅が等しく、互いに偏波面が直交した２つの直線偏波を９０度の位相差を付けて合成した電波は、見かけ上、偏波面が回転しているように見えるため円偏波と呼ばれる。場所を固定して進行方向を見たとき、時間が進むと左回りに電界と磁界が回転する円偏波を左旋円偏波と言い、その逆方向に回転する円偏波を右旋円偏波と呼ぶ。右旋の円偏波アンテナは、右旋円偏波を送受信するが、左旋円偏波を受信することはできない。逆に、左旋の円偏波アンテナは、左旋円偏波を送受信するが、右旋円偏波を受信することはできない。   The radio wave is a transverse wave, and its vibration plane is called a polarization plane. A radio wave whose polarization plane is perpendicular to the ground is called vertical polarization, and a polarization whose polarization plane is horizontal to the ground is called horizontal polarization. These are called linear polarization in the sense that the polarization plane is constant. On the other hand, a radio wave composed of two linearly polarized waves with equal amplitude and orthogonal polarization planes with a phase difference of 90 degrees appears to be circularly polarized because it appears to be rotating. Called. When looking at the direction of travel with a fixed location, the circularly polarized wave whose electric field and magnetic field rotate counterclockwise as time progresses is called a left-handed circularly polarized wave. Call it a wave. A right-hand circularly polarized antenna transmits and receives right-hand circularly polarized waves, but cannot receive left-handed circularly polarized waves. Conversely, a left-hand circularly polarized antenna transmits and receives left-hand circularly polarized waves but cannot receive right-hand circularly polarized waves.

図８は、円偏波アンテナの種類を示す図である。図８（ａ)と図８（ｂ）は摂動により円偏波を送受信するアンテナであり、図８（ｃ)と図８（ｄ）は、２つの直線偏波の位相を９０度ずらして合成することにより円偏波を送受信するアンテナである。図８に示す４つのアンテナはすべて右旋円偏波アンテナである。これらと左右対称な形状のアンテナは左旋円偏波アンテナとなる。   FIG. 8 is a diagram showing types of circularly polarized antennas. 8 (a) and 8 (b) are antennas that transmit and receive circularly polarized waves by perturbation. FIGS. 8 (c) and 8 (d) are synthesized by shifting the phases of two linearly polarized waves by 90 degrees. By doing so, the antenna transmits and receives circularly polarized waves. All four antennas shown in FIG. 8 are right-hand circularly polarized antennas. An antenna having a symmetrical shape with these is a left-handed circularly polarized antenna.

上述した図８（ａ)と図８（ｂ）に示すように、平面アンテナに切り欠きや出っ張りといった摂動を加えて円偏波アンテナを作る方法は、互いに偏波面が垂直で位相が９０度異なる２つの直線偏波を合成して円偏波をつくる方法に比べて不安定で設計が難しい。とりわけ、摂動を加えて作った円偏波アンテナに２つの給電点を設けて円偏波ダイバーシティとする方法は、２つの給電点の間の電気的な結合が強く右旋と左旋が混ざった状態で送受信されるため、効果的な円偏波ダイバーシティを行うことができないという欠点があった。   As shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b), the method of making a circularly polarized antenna by adding perturbations such as notches and bulges to the planar antenna has a plane of polarization perpendicular to each other and a phase difference of 90 degrees. It is unstable and difficult to design compared to the method of creating two circularly polarized waves by combining two linearly polarized waves. In particular, the method of circular polarization diversity by providing two feed points on a circularly polarized antenna made by perturbation is a state where the electrical coupling between the two feed points is strong and the right and left rotations are mixed. Therefore, there is a drawback that effective circular polarization diversity cannot be performed.

また、円偏波が壁などで反射したとき、旋回方向が変わることが知られている。例えば右旋円偏波は壁で一度反射して左旋となり、さらにもう一度反射すると右旋となる。送信機および受信機のアンテナとして右旋の円偏波アンテナを採用した場合、壁で１回、３回、５回、等、奇数回反射した電波は左旋になるので、右旋の受信アンテナでは受信しない。一方、壁で２回以上反射した電波は１度も反射しない電波にくらべて強度が小さく、影響は無視して考えてよい。したがって、通信に円偏波を採用した場合、旋回の方向が同じで強度の強い直接波のみを受信し、フェージングの原因となる反射波を受信しないため、反射波が多く存在する室内のようなフェージング環境下では円偏波の通信が有効である。   It is also known that the turning direction changes when circularly polarized light is reflected by a wall or the like. For example, right-handed circularly polarized light is reflected once on the wall and turned left, and then reflected once again and turned right. If a right-handed circularly polarized antenna is used as the transmitter and receiver antennas, radio waves reflected once, three times, five times, etc. on the wall will be left-handed. Do not receive. On the other hand, a radio wave reflected twice or more on the wall is less intense than a radio wave that is never reflected, and the influence may be ignored. Therefore, when circularly polarized waves are used for communication, only direct waves with the same turning direction and strong intensity are received, and reflected waves that cause fading are not received. Circularly polarized communication is effective in a fading environment.

しかし、室内での無線通信ではお互いに見通しのきく環境で通信ができるとは限らない。例えば、双方の間に障害物がある場合、直接波を受けることができず、壁などで一度反射した波をもっとも強く受信する場合もある。この場合、同じ旋回方向の円偏波アンテナを送受信アンテナに使った従来のアンテナシステムでは、１度反射した、もっとも強いが旋回方向の異なる電波を受信することができず、２回以上反射した弱い電波を受信せざるをえない。したがって、フェージング環境下の無線通信では右旋と左旋の２つのアンテナのうち、通信状態が良好な旋回方向のアンテナを採用する円偏波ダイバーシティ方式を採用することが望ましい。   However, in indoor wireless communication, communication is not always possible in an environment where each other can see. For example, when there is an obstacle between the two, it may not be possible to receive a direct wave, and the wave reflected once by a wall or the like may be received most strongly. In this case, in the conventional antenna system using the circularly polarized antenna of the same turning direction as the transmitting / receiving antenna, the strongest radio wave reflected once but not in the turning direction cannot be received and weakly reflected more than once. I have to receive radio waves. Therefore, it is desirable to adopt a circular polarization diversity system that employs an antenna in a turning direction in which the communication state is good among two right-handed and left-handed antennas in wireless communication under a fading environment.

そのために、右旋、左旋の２つのアンテナを切り換えできる円偏波ダイバーシティアンテナが提案されている（例えば、特許文献１参照）。   Therefore, a circularly polarized diversity antenna that can switch between right and left antennas has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

この場合、ダイバーシティ受信は、予め複数の円偏波アンテナを用意しておき、受信する際に、複数のアンテナのうち通信状態が一番良いもの（例えば、電界強度が強い方）を選択して、受信アンテナとする。   In this case, for diversity reception, a plurality of circularly polarized antennas are prepared in advance, and when receiving, select the one with the best communication state (for example, the one with the strong electric field strength) among the plurality of antennas. And a receiving antenna.

特開平１０−４３１３号公報（第２，３頁、第２図）Japanese Patent Laid-Open No. 10-4313 (pages 2, 3 and 2)

しかしながら、近年、移動通信端末の普及により無線通信装置本体の小型化、およびアンテナ素子の小型化が進められた。特許文献１の場合、円偏波ダイバーシティアンテナでは右旋と左旋の円偏波アンテナをそれぞれ別に用意して、使用するアンテナの切り換えを行っているためアンテナの数が多く、無線装置を小型にすることができないという欠点がある。   However, in recent years, with the widespread use of mobile communication terminals, miniaturization of the main body of the radio communication device and miniaturization of the antenna element have been promoted. In the case of Patent Document 1, a circularly polarized diversity antenna has a right-handed and a left-handed circularly polarized antenna separately prepared, and the antenna to be used is switched, so that the number of antennas is large and the radio apparatus is downsized. There is a drawback that you can not.

そこで、この発明は、反射波の影響が大きいフェージング環境下での通信品質を改善することができると共に、小型化、軽量化を図ることができるようにしたアンテナシステムおよび通信装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides an antenna system and a communication device that can improve communication quality in a fading environment where the influence of reflected waves is large, and can be reduced in size and weight. Objective.

この発明に係るアンテナシステムは、無線通信信号を送受信するためのアンテナシステムにおいて、互いに偏波面が垂直な２つの直線偏波を送受信するアンテナ素子によって構成される円偏波アンテナと、円偏波アンテナの２つの給電点から、または２つの給電点への信号を９０度の位相差を形成させる複数の伝送線路と、伝送線路に配置され、円偏波アンテナの旋回方向が右旋、あるいは左旋になるように伝送線路を切り換える切り換え手段と、円偏波アンテナの右旋と左旋時の通信状態を比較する比較手段と、比較手段の比較結果に基づいて、円偏波アンテナの旋回方向が通信状態の良い旋回方向になるように切り換え手段を制御する制御手段とを備えるものである。   An antenna system according to the present invention is an antenna system for transmitting and receiving wireless communication signals, and includes a circularly polarized antenna constituted by antenna elements that transmit and receive two linearly polarized waves whose polarization planes are perpendicular to each other; A plurality of transmission lines that form a phase difference of 90 degrees from the two feeding points of the two feeding points and the transmission line, and the turning direction of the circularly polarized antenna is clockwise or counterclockwise Based on the comparison result of the comparison means of the switching means for switching the transmission line, the comparison of the communication state of the circularly polarized antenna in the clockwise and counterclockwise directions, the turning direction of the circularly polarized antenna is the communication state And a control means for controlling the switching means so that the turning direction is good.

例えば、円偏波アンテナは、一つの円偏波平面アンテナから構成され、伝送線路は、９０度ハイブリッドを備え、切り換え手段により９０度ハイブリッドの接続点を切り換えるようになされる。   For example, the circularly polarized antenna is composed of one circularly polarized planar antenna, and the transmission line includes a 90-degree hybrid, and the connection point of the 90-degree hybrid is switched by switching means.

また例えば、円偏波アンテナは、一つの円偏波平面アンテナ素子から構成され、伝送線路は、少なくとも一つが９０度の位相差を形成する遅延回路を有する。   Further, for example, the circularly polarized antenna is composed of one circularly polarized planar antenna element, and the transmission line has a delay circuit in which at least one forms a phase difference of 90 degrees.

また例えば、円偏波アンテナは、放射する電波の偏波方向が互いに直交する２つのアンテナ素子から構成され、伝送線路は、９０度ハイブリッドを備え、切り換え手段により９０度ハイブリッドの接続点を切り換えるようになされる。   Further, for example, a circularly polarized antenna is composed of two antenna elements whose polarization directions of radiated radio waves are orthogonal to each other, and the transmission line includes a 90-degree hybrid, and the switching means switches the connection point of the 90-degree hybrid. To be made.

この発明に係る通信装置は、無線通信を行う通信装置において、通信信号を送受信するためのアンテナシステムと、上記通信信号を処理する処理部とを有し、アンテナシステムは、互いに偏波面が垂直な２つの直線偏波を送受信するアンテナ素子によって構成される円偏波アンテナと、該円偏波アンテナの２つの給電点から、または２つの給電点への信号を９０度の位相差を形成させる複数の伝送線路と、該伝送線路に配置され、円偏波アンテナの旋回方向が右旋、あるいは左旋になるように伝送線路を切り換える切り換え手段と、円偏波アンテナの右旋と左旋時の通信状態を比較する比較手段と、該比較手段の比較結果に基づいて、円偏波アンテナの旋回方向が通信状態の良い旋回方向になるように切り換え手段を制御する制御手段とを備えるものである。   A communication apparatus according to the present invention includes an antenna system for transmitting and receiving a communication signal and a processing unit for processing the communication signal in a communication apparatus that performs wireless communication, and the antenna systems have mutually perpendicular polarization planes. A circularly polarized antenna composed of antenna elements that transmit and receive two linearly polarized waves, and a plurality of signals that form a phase difference of 90 degrees from or to two feeding points of the circularly polarized antenna Transmission line, switching means arranged on the transmission line and switching the transmission line so that the turning direction of the circularly polarized antenna is right-handed or left-handed, and the communication state when the circularly polarized antenna is turned right-handed and left-handed And a control means for controlling the switching means so that the turning direction of the circularly polarized antenna becomes a turning direction having a good communication state based on the comparison result of the comparing means. Is shall.

この発明においては、無線通信信号を送受信するためのアンテナには本発明に係るアンテナシステムが応用されている。受信する際に、比較手段は円偏波アンテナの右旋と左旋時の通信状態を比較し、この比較結果に基づいて、制御手段は円偏波アンテナの旋回方向が通信状態の良い旋回方向になるように切り換え手段を制御するようになされる。   In the present invention, the antenna system according to the present invention is applied to an antenna for transmitting and receiving a wireless communication signal. When receiving, the comparison means compares the communication state of the circularly polarized antenna with the right and left rotations, and based on the comparison result, the control means makes the turning direction of the circularly polarized antenna the turning direction with the good communication state. Thus, the switching means is controlled.

これにより、一つの円偏波アンテナを右旋あるいは左旋に切り換えるダイバーシティ送受信を行うことで、室内での無線通信のように反射波の影響が大きいフェージング環境下での通信品質を改善することができると共に、小型化、軽量化を図ることが可能となる。また、位相差を付けた２つの直線偏波を合成する方法を採用することで、特性の安定した円偏波を作り出すことが可能となる。   This makes it possible to improve communication quality in fading environments where the influence of reflected waves is large, such as indoor wireless communication, by performing diversity transmission / reception by switching one circularly polarized antenna to right or left. At the same time, it is possible to reduce the size and weight. In addition, by adopting a method of combining two linearly polarized waves with a phase difference, it is possible to create a circularly polarized wave with stable characteristics.

この発明によれば、アンテナシステムにおいて、互いに偏波面が垂直な２つの直線偏波を送受信するアンテナ素子によって構成される円偏波アンテナと、円偏波アンテナの２つの給電点から、または２つの給電点への信号を９０度の位相差形成させる複数の伝送線路と、伝送線路に配置され、円偏波アンテナの旋回方向が右旋、あるいは左旋になるように伝送線路を切り換える切り換え手段と、円偏波アンテナの右旋と左旋時の通信状態を比較する比較手段と、切り換え手段を制御する制御手段と備え、受信する際に、制御手段は、比較手段の比較結果に基づいて、円偏波アンテナの旋回方向が通信状態の良い旋回方向になるように切り換え手段を制御するものであり、これにより、反射波の影響が大きいフェージング環境下での通信品質を改善することができると共に、小型化、軽量化を図ることができる。   According to the present invention, in an antenna system, a circularly polarized antenna constituted by antenna elements that transmit and receive two linearly polarized waves whose polarization planes are perpendicular to each other, and two feed points of the circularly polarized antenna, or two A plurality of transmission lines that form a phase difference of 90 degrees for a signal to the feeding point, and a switching unit that is arranged on the transmission line and switches the transmission line so that the turning direction of the circularly polarized antenna is right-handed or left-handed, Comparing means for comparing the communication state between the right and left rotations of the circularly polarized antenna and a control means for controlling the switching means are provided, and when receiving, the control means is based on the comparison result of the comparing means. The switching means is controlled so that the turning direction of the wave antenna becomes a turning direction with a good communication state, thereby improving the communication quality in a fading environment where the influence of reflected waves is large. It is possible to good, it is possible to reduce size and weight.

以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態のアンテナシステムおよびそれを用いた通信装置について説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態のアンテナシステム１００の構成を示す図である。図１に示すように、アンテナシステム１００は、アンテナ素子１１と、９０度ハイブリッド１２と、切り換え手段としての切り換えスイッチ１３と、送受信回路１４と、制御手段としての制御部１５と、伝送線路Ｌ１，Ｌ２とから構成されている。 Hereinafter, an antenna system according to an embodiment of the present invention and a communication apparatus using the antenna system will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an antenna system 100 according to a first embodiment of this invention. As shown in FIG. 1, an antenna system 100 includes an antenna element 11, a 90-degree hybrid 12, a changeover switch 13 as a switching means, a transmission / reception circuit 14, a control unit 15 as a control means, a transmission line L1, And L2.

アンテナ素子１１は、複数層からなる平面アンテナ素子である（後述図３参照）。アンテナ素子１１は、給電点を変更することで、互いに偏波面が垂直な２つの直線偏波を送受信することが可能とされる。   The antenna element 11 is a planar antenna element composed of a plurality of layers (see FIG. 3 described later). The antenna element 11 can transmit and receive two linearly polarized waves whose polarization planes are perpendicular to each other by changing the feeding point.

９０度ハイブリッド１２は、アンテナ素子１１のグランド面に形成され、４つのポートを有している。この９０度ハイブリッド１２は、次のような特性を有している。すなわち、ポート１から信号を入力するとき、それを２等分して、それぞれ線路ａ，ｂ，ｃ，ｄを介してポート３およびポート４から出力する。この場合、ポート２からは何も出力しない。ポート４から出力される信号の位相はポート３から出力される信号に比べて９０度遅い。また、ポート２から信号を入力するとき、それを２等分して、それぞれ線路ａ，ｂ，ｃ，ｄを介してポート３およびポート４から出力する。この場合、ポート１からは何も出力しない。ポート３から出力される信号の位相はポート４から出力される信号に比べて９０度遅い。   The 90-degree hybrid 12 is formed on the ground plane of the antenna element 11 and has four ports. The 90-degree hybrid 12 has the following characteristics. That is, when a signal is input from port 1, it is divided into two equal parts and output from ports 3 and 4 via lines a, b, c and d, respectively. In this case, nothing is output from the port 2. The phase of the signal output from port 4 is 90 degrees later than the signal output from port 3. When a signal is input from port 2, it is divided into two equal parts and output from ports 3 and 4 via lines a, b, c and d, respectively. In this case, nothing is output from port 1. The phase of the signal output from port 3 is 90 degrees later than that of the signal output from port 4.

また、受信の場合では、ポート３から信号を入力するとき、それを２等分して、それぞれ線路ａ，ｂ，ｃ，ｄを介してポート１およびポート２から出力する。また、ポート４から信号を入力するとき、それを２等分して、それぞれ線路ａ，ｂ，ｃ，ｄを介してポート１およびポート２から出力する。   In the case of reception, when a signal is input from port 3, it is divided into two equal parts and output from ports 1 and 2 via lines a, b, c, and d, respectively. When a signal is input from port 4, it is divided into two equal parts and output from ports 1 and 2 via lines a, b, c and d, respectively.

切り換えスイッチ１３は、ＳＰＤＴ（Single Pole Double Throw）型スイッチであり、１つの入力端子と、２つの出力端子を有する。この切り換えスイッチ１３の切り換え動作は制御部１５から入力された制御信号により制御される。また、切り換えスイッチ１３の特性は、例えば、コントロール電圧０／＋３Ｖ、挿入損失０．５ｄＢ（Typ．周波数２．０〜３．０ＧＨｚ時）となる。   The changeover switch 13 is an SPDT (Single Pole Double Throw) type switch, and has one input terminal and two output terminals. The switching operation of the selector switch 13 is controlled by a control signal input from the control unit 15. The characteristics of the changeover switch 13 are, for example, a control voltage of 0 / + 3 V and an insertion loss of 0.5 dB (typical frequency 2.0 to 3.0 GHz).

送受信回路１４は、アンテナ素子１１を介して通信信号を受信したり、アンテナ素子１１を介して信号を送信したりするための回路である。この送受信回路１４は、円偏波アンテナの右旋と左旋時の通信状態を比較する比較手段として、アンテナ素子１１を介して受信した信号の電力レベル（または復調信号のエラーの多少）を判断し、判断の結果を制御部１５へ出力するようになされる。   The transmission / reception circuit 14 is a circuit for receiving a communication signal via the antenna element 11 and transmitting a signal via the antenna element 11. The transmission / reception circuit 14 determines the power level of the signal received via the antenna element 11 (or the degree of error in the demodulated signal) as a comparison means for comparing the communication state between the right and left rotations of the circularly polarized antenna. The determination result is output to the control unit 15.

制御部１５は、送受信回路１４から入力された受信信号の判断結果に基づいて、切り換えスイッチ１３を制御する制御信号を出力するようになされる。制御部１５の制御により、切り換えスイッチ１３を介して伝送線路Ｌ１またはＬ２は送受信回路１４に接続され、アンテナシステム１００の回旋方向が、右旋、または左旋に切り換えられる。   The control unit 15 outputs a control signal for controlling the changeover switch 13 based on the determination result of the reception signal input from the transmission / reception circuit 14. Under the control of the control unit 15, the transmission line L 1 or L 2 is connected to the transmission / reception circuit 14 via the changeover switch 13, and the turning direction of the antenna system 100 is switched to the right turn or the left turn.

図２は、アンテナシステム１００の斜視図である。図２に示すように、切り換えスイッチ１３と、送受信回路１４と、制御部１５とを同一基板上に配置され、無線モジュールを構成する。また、アンテナ素子１１と９０度ハイブリッド１２は、アンテナ部を構成する。無線モジュールとアンテナ部は同軸ケーブル、コネクタを介して接続される。   FIG. 2 is a perspective view of the antenna system 100. As shown in FIG. 2, the changeover switch 13, the transmission / reception circuit 14, and the control unit 15 are arranged on the same substrate to constitute a wireless module. The antenna element 11 and the 90-degree hybrid 12 constitute an antenna unit. The wireless module and the antenna unit are connected via a coaxial cable and a connector.

図３は、アンテナ部の構成を示している。図３（ａ）は、アンテナ部の斜視図である。また、図３（ｂ）は、アンテナ部の各層の構成を示している。図３（ｂ）に示すように、Ａ層は、放射面１を配置され、この放射面には２つの給電点２が配置されている。また、Ｂ層は、金属板からなるグランド面３である。このＢ層には、Ａ層の給電点に対応する位置に２つのホール４が設けられている。また、Ｃ層は、グランド面５を有し、このグランド面５の中央部に９０度ハイブリッド１２が形成されている。９０度ハイブリッド１２のポート１とポート２はそれぞれ給電点７ａ,７ｂに接続されている。９０度ハイブリッド１２のポート３とポート４は、アンテナコネクタ６に接続されている。   FIG. 3 shows the configuration of the antenna unit. FIG. 3A is a perspective view of the antenna unit. FIG. 3B shows the configuration of each layer of the antenna unit. As shown in FIG. 3B, the radiation layer 1 is disposed in the A layer, and two feeding points 2 are disposed on the radiation surface. The B layer is a ground surface 3 made of a metal plate. In the B layer, two holes 4 are provided at positions corresponding to the feeding points of the A layer. The C layer has a ground surface 5, and a 90-degree hybrid 12 is formed at the center of the ground surface 5. Port 1 and port 2 of the 90-degree hybrid 12 are connected to feeding points 7a and 7b, respectively. Port 3 and port 4 of the 90-degree hybrid 12 are connected to the antenna connector 6.

以下、アンテナシステム１００の送受信する際の動作について説明する。アンテナシステム１００において、受信する際に、制御部１５は切り換えスイッチ１３を制御し、切り換えスイッチ１３の切り換え動作により伝送線路Ｌ１が接続される場合、アンテナシステム１００の回旋方向は右旋となる。また、切り換えスイッチ１３の切り換え動作により伝送線路Ｌ２が接続される場合（図１に示す状態）、アンテナシステム１００の回旋方向は左旋となる。このように、切り換えスイッチ１３により上述の２つの状態を切り換えることで、アンテナシステム１００の回旋方向が切り換えられる。送受信回路１４は、上述した２つの旋回方向で受信した信号の電力レベルを比較して、その結果を制御部１５に入力され、そして、制御部１５は電界強度が強い方を受信するように切り換えスイッチ１３を制御する。これにより、反射波の影響が大きいフェージング環境下での通信品質を改善することができる。   Hereinafter, an operation when the antenna system 100 performs transmission / reception will be described. In the antenna system 100, when receiving, the control unit 15 controls the changeover switch 13, and when the transmission line L1 is connected by the changeover operation of the changeover switch 13, the turning direction of the antenna system 100 is clockwise. When the transmission line L2 is connected by the switching operation of the changeover switch 13 (state shown in FIG. 1), the turning direction of the antenna system 100 is left-handed. Thus, the direction of rotation of the antenna system 100 is switched by switching the above-described two states by the changeover switch 13. The transmission / reception circuit 14 compares the power levels of the signals received in the two turning directions described above, and the result is input to the control unit 15, and the control unit 15 switches to receive the one with the higher electric field strength. The switch 13 is controlled. Thereby, the communication quality in the fading environment where the influence of the reflected wave is large can be improved.

また、送信する際に、送信前の受信状態が記憶されているため、受信状態の良い回旋方向で送信するようになされる。   Further, since the reception state before transmission is stored at the time of transmission, the transmission is performed in a turning direction with a good reception state.

このように本実施の形態においては、アンテナシステム１００は、一つの円偏波平面アンテナ１１と、９０度ハイブリッド１２と、切り換え手段スイッチ１３とを備え、受信する際に、切り換えスイッチ１３は制御信号に基づいて、受信状態が最も良い状態となるように９０度ハイブリッドの接続点を切り換え、アンテナシステム１００の回旋方向を変更させるようになされる。   As described above, in the present embodiment, the antenna system 100 includes the one circularly polarized flat antenna 11, the 90-degree hybrid 12, and the switching means switch 13, and when receiving, the switching switch 13 controls the control signal. Based on the above, the connection point of the 90-degree hybrid is switched so that the reception state is the best, and the turning direction of the antenna system 100 is changed.

これにより、反射波の影響が大きいフェージング環境下での通信品質を改善することができると共に、小型の無線通信装置に搭載し易い、小型化、軽量化を図ることができる。   Thereby, it is possible to improve the communication quality in a fading environment where the influence of the reflected wave is large, and it is possible to achieve a reduction in size and weight that can be easily installed in a small wireless communication device.

また、９０度ハイブリッドを採用するため、一つの切り換えスイッチ１３で伝送線路を切り換えることができるため、アンテナ回路を簡単に構成できる。   In addition, since the 90-degree hybrid is adopted, the transmission line can be switched by one changeover switch 13, so that the antenna circuit can be easily configured.

次に、図４を参照しながら、この発明の第２の実施の形態について説明する。図４は、本発明の第２の実施の形態のアンテナシステム２００の構成を示す図である。この図４において、図１と対応する部分には、同一符号を付し、その詳細説明は省略する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of an antenna system 200 according to the second embodiment of this invention. 4, parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図４に示すように、アンテナシステム２００は、アンテナ素子１１と、切り換え手段としての切り換えスイッチ１３Ａ,１３Ｂと、送受信回路１４と、制御手段としての制御部１５と、遅延回路１６Ａ,１６Ｂと、結合器１７と、伝送線路Ｌ１，Ｌ２,Ｌ３とから構成されている。   As shown in FIG. 4, the antenna system 200 includes an antenna element 11, switching switches 13A and 13B as switching means, a transmission / reception circuit 14, a control unit 15 as control means, and delay circuits 16A and 16B. And a transmission line L1, L2, L3.

切り換えスイッチ１３Ａ，１３Ｂは、ＳＰＤＴ（Single Pole Double Throw）型スイッチであり、１つの入力端子と、２つの出力端子を有する。この切り換えスイッチ１３Ａ，１３Ｂの切り換え動作は入力された制御信号により制御される。切り換えスイッチ１３Ａ，１３Ｂの特性は、例えば、コントロール電圧０／＋３Ｖ、挿入損失０．５ｄＢ（Typ. 周波数２．０〜３．０ＧＨｚ時）となる。   The changeover switches 13A and 13B are SPDT (Single Pole Double Throw) type switches and have one input terminal and two output terminals. The switching operation of the selector switches 13A and 13B is controlled by the input control signal. The characteristics of the changeover switches 13A and 13B are, for example, a control voltage of 0 / + 3V and an insertion loss of 0.5 dB (typical frequency of 2.0 to 3.0 GHz).

遅延回路１６Ａ，１６Ｂは、例えば、所定電気長を有する導体から形成されるものである。遅延回路１６Ａは伝送線路Ｌ１に設けられ、伝送線路Ｌ３に対して９０の遅延が形成可能となる。また、遅延回路１６Ｂは伝送線路Ｌ２に設けられ、伝送線路Ｌ１に対して９０度の遅延が形成可能となる（伝送線路Ｌ３に対して１８０度の遅延が形成可能となる）。   The delay circuits 16A and 16B are formed from a conductor having a predetermined electrical length, for example. The delay circuit 16A is provided in the transmission line L1, and 90 delays can be formed with respect to the transmission line L3. Further, the delay circuit 16B is provided in the transmission line L2, and a 90 degree delay can be formed with respect to the transmission line L1 (a 180 degree delay can be formed with respect to the transmission line L3).

結合器１７は、伝送線路Ｌ１と、伝送線路Ｌ２または伝送線路Ｌ３とから転送されてきたアンテナ素子１１の受信信号を合成するための回路である。   The coupler 17 is a circuit for synthesizing the reception signal of the antenna element 11 transferred from the transmission line L1 and the transmission line L2 or the transmission line L3.

アンテナシステム２００において、受信する際に、切り換えスイッチ１３Ａ，１３Ｂの切り換え動作により伝送線路Ｌ２または伝送線路Ｌ３がアンテナ素子１１に接続される。伝送線路Ｌ２がアンテナ素子１１に接続される場合には、伝送線路Ｌ２を通過した信号の位相は伝送線路Ｌ１を通過した信号より９０度遅延され、アンテナシステム２００の回旋方向は右旋となる。また、伝送線路Ｌ３がアンテナ素子１１に接続される場合には、伝送線路Ｌ１を通過した信号の位相は伝送線路Ｌ３を通過した信号より９０度遅延され、アンテナシステム２００の回旋方向は左旋となる。このように、切り換えスイッチ１３Ａ，１３Ｂにより上述の２つの状態を切り換えることで、アンテナシステム２００の回旋方向が切り換えられる。送受信回路１４は、上述した２つの旋回方向で受信した信号の電力レベルを比較して、その結果を制御部１５に入力され、そして、制御部１５は電界強度が強い方を受信するように切り換えスイッチ１３Ａ，１３Ｂを制御する。これにより、反射波の影響が大きいフェージング環境下での通信品質を改善することができる。   In the antenna system 200, when receiving, the transmission line L2 or the transmission line L3 is connected to the antenna element 11 by the switching operation of the changeover switches 13A and 13B. When the transmission line L2 is connected to the antenna element 11, the phase of the signal passing through the transmission line L2 is delayed by 90 degrees from the signal passing through the transmission line L1, and the turning direction of the antenna system 200 is clockwise. When the transmission line L3 is connected to the antenna element 11, the phase of the signal passing through the transmission line L1 is delayed by 90 degrees from the signal passing through the transmission line L3, and the turning direction of the antenna system 200 is counterclockwise. . As described above, the direction of rotation of the antenna system 200 is switched by switching the above-described two states with the changeover switches 13A and 13B. The transmission / reception circuit 14 compares the power levels of the signals received in the two turning directions described above, and the result is input to the control unit 15, and the control unit 15 switches to receive the one with the higher electric field strength. The switches 13A and 13B are controlled. Thereby, the communication quality in the fading environment where the influence of the reflected wave is large can be improved.

また、送信する際に、送信前の受信状態が記憶されているため、受信状態の良い回旋方向で送信するようになされる。   Further, since the reception state before transmission is stored at the time of transmission, the transmission is performed in a turning direction with a good reception state.

このように本実施の形態においては、アンテナシステム２００は、一つの円偏波平面アンテナ１１と、切り換えスイッチ１３Ａ,１３Ｂと、遅延回路１６Ａ,１６Ｂとを備え、受信する際に、切り換えスイッチ１３Ａ,１３Ｂは制御信号に基づいて、受信状態が最も良い状態となるように伝送線路Ｌ２とＬ３を切り換え、アンテナシステム２００の回旋方向を変更させるようになされる。   As described above, in the present embodiment, the antenna system 200 includes one circular polarization plane antenna 11, the changeover switches 13A and 13B, and the delay circuits 16A and 16B, and when receiving, the changeover switch 13A, 13B switches the transmission lines L2 and L3 so that the reception state is the best based on the control signal, and changes the rotation direction of the antenna system 200.

これにより、反射波の影響が大きいフェージング環境下での通信品質を改善することができると共に、小型の無線通信装置に搭載し易い、小型化、軽量化を図ることができる。   Thereby, it is possible to improve the communication quality in a fading environment where the influence of the reflected wave is large, and it is possible to achieve a reduction in size and weight that can be easily installed in a small wireless communication device.

次に、図５を参照しながら、この発明の第３の実施の形態について説明する。図５は、本発明の第３の実施の形態のアンテナシステム３００の構成を示す図である。この図５において、図１と対応する部分には、同一符号を付し、その詳細説明は省略する。   Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of an antenna system 300 according to the third embodiment of this invention. 5, parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図５に示すように、アンテナシステム３００は、アンテナ素子１１Ａ,１１Ｂと、９０度ハイブリッド１２と、切り換え手段としての切り換えスイッチ１３と、送受信回路１４と、制御手段としての制御部１５と、伝送線路Ｌ１，Ｌ２とから構成されている。   As shown in FIG. 5, the antenna system 300 includes antenna elements 11A and 11B, a 90-degree hybrid 12, a changeover switch 13 as a switching means, a transmission / reception circuit 14, a control unit 15 as a control means, and a transmission line. L1 and L2.

アンテナ素子１１Ａ,１１Ｂは、放射する電波の偏波方向が互いに直交する２つのアンテナ素子である。アンテナ素子１１Ａとアンテナ素子１１Ｂは、互いに直交するように配置されている。   The antenna elements 11A and 11B are two antenna elements whose polarization directions of radiated radio waves are orthogonal to each other. The antenna element 11A and the antenna element 11B are arranged so as to be orthogonal to each other.

アンテナシステム３００において、受信する際に、制御部１５が切り換えスイッチ１３を制御し、切り換えスイッチ１３の切り換え動作により伝送線路Ｌ１が接続される場合、アンテナシステム３００の回旋方向は右旋となり、また、切り換えスイッチ１３の切り換え動作により伝送線路Ｌ２が接続される場合（図１に示す状態）、アンテナシステム３００の回旋方向は左旋となる。このように、切り換えスイッチ１３により上述の２つの状態を切り換えることで、アンテナシステム３００の回旋方向が切り換えられる。送受信回路１４は、上述した２つの旋回方向で受信した信号の電力レベルを比較して、その結果を制御部１５に入力され、そして、制御部１５は電界強度が強い方を受信するように切り換えスイッチ１３を制御する。これにより、反射波の影響が大きいフェージング環境下での通信品質を改善することができる。   In the antenna system 300, when receiving, when the control unit 15 controls the changeover switch 13 and the transmission line L1 is connected by the changeover operation of the changeover switch 13, the turning direction of the antenna system 300 is right-handed, When the transmission line L2 is connected by the switching operation of the selector switch 13 (state shown in FIG. 1), the rotation direction of the antenna system 300 is counterclockwise. In this way, the direction of rotation of the antenna system 300 is switched by switching the above-described two states with the switch 13. The transmission / reception circuit 14 compares the power levels of the signals received in the two turning directions described above, and the result is input to the control unit 15, and the control unit 15 switches to receive the one with the higher electric field strength. The switch 13 is controlled. Thereby, the communication quality in the fading environment where the influence of the reflected wave is large can be improved.

また、送信する際に、送信前の受信状態が記憶されているため、受信状態の良い回旋方向で送信するようになされる。   Further, since the reception state before transmission is stored at the time of transmission, the transmission is performed in a turning direction with a good reception state.

このように本実施の形態においては、アンテナシステム３００は、放射する電波の偏波方向が互いに直交する２つのアンテナ素子１１Ａ,１１Ｂと、９０度ハイブリッド１２と、切り換え手段スイッチ１３とを備え、受信する際に、切り換えスイッチ１３は制御信号に基づいて、受信状態が最も良い状態となるように９０度ハイブリッドの接続点を切り換え、アンテナシステム３００の回旋方向を変更させるようになされる。   As described above, in the present embodiment, the antenna system 300 includes the two antenna elements 11A and 11B in which the polarization directions of the radiated radio waves are orthogonal to each other, the 90-degree hybrid 12, and the switching unit switch 13, and receives the signal. At this time, the change-over switch 13 is configured to change the turning direction of the antenna system 300 by switching the connection point of the 90-degree hybrid so that the reception state becomes the best state based on the control signal.

これにより、反射波の影響が大きいフェージング環境下での通信品質を改善することができると共に、小型の無線通信装置に搭載し易い、小型化、軽量化を図ることができる。   Thereby, it is possible to improve the communication quality in a fading environment where the influence of the reflected wave is large, and it is possible to achieve a reduction in size and weight that can be easily installed in a small wireless communication device.

また、９０度ハイブリッドを採用するため、一つの切り換えスイッチ１３で伝送線路を切り換えることができるため、アンテナ回路を簡単に構成できる。   In addition, since the 90-degree hybrid is adopted, the transmission line can be switched by one changeover switch 13, so that the antenna circuit can be easily configured.

次に、図６を参照しながら、この発明の第４の実施の形態について説明する。図６は、本発明の第４の実施の形態のアンテナシステム４００の構成を示す図である。この図６において、図１と対応する部分には、同一符号を付し、その詳細説明は省略する。   Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of an antenna system 400 according to the fourth embodiment of the present invention. 6, parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図６に示すように、アンテナシステム４００は、アンテナ素子１１Ａ,１１Ｂと、切り換え手段としての切り換えスイッチ１３Ａ,１３Ｂと、送受信回路１４と、制御手段としての制御部１５と、遅延回路１６Ａ,１６Ｂと、結合器１７と、伝送線路Ｌ１，Ｌ２,Ｌ３とから構成されている。   As shown in FIG. 6, the antenna system 400 includes antenna elements 11A and 11B, changeover switches 13A and 13B as switching means, a transmission / reception circuit 14, a control unit 15 as control means, and delay circuits 16A and 16B. , A coupler 17 and transmission lines L1, L2, and L3.

アンテナ素子１１Ａ,１１Ｂは、放射する電波の偏波方向が互いに直交する２つのアンテナ素子である。アンテナ素子１１Ａとアンテナ素子１１Ｂは、互いに直交するように配置されている。   The antenna elements 11A and 11B are two antenna elements whose polarization directions of radiated radio waves are orthogonal to each other. The antenna element 11A and the antenna element 11B are arranged so as to be orthogonal to each other.

アンテナシステム４００において、受信する際に、切り換えスイッチ１３Ａ,１３Ｂの切り換え動作により伝送線路Ｌ２または伝送線路Ｌ３がアンテナ素子１１Ｂに接続される。伝送線路Ｌ２がアンテナ素子１１Ｂに接続される場合には、伝送線路Ｌ２を通過した信号の位相は伝送線路Ｌ１を通過した信号より９０度遅延され、アンテナシステム４００の回旋方向は右旋となる。また、伝送線路Ｌ３がアンテナ素子１１Ｂに接続される場合には、伝送線路Ｌ１を通過した信号の位相は伝送線路Ｌ３を通過した信号より９０度遅延され、アンテナシステム４００の回旋方向は左旋となる。このように、切り換えスイッチ１３Ａ，１３Ｂにより上述の２つの状態を切り換えることで、アンテナシステム４００の回旋方向が切り換えられる。送受信回路１４は、上述した２つの旋回方向で受信した信号の電力レベルを比較して、その結果を制御部１５に入力され、そして、制御部１５は電界強度が強い方を受信するように切り換えスイッチ１３Ａ，１３Ｂを制御する。これにより、反射波の影響が大きいフェージング環境下での通信品質を改善することができる。   In the antenna system 400, when receiving, the transmission line L2 or the transmission line L3 is connected to the antenna element 11B by the switching operation of the changeover switches 13A and 13B. When the transmission line L2 is connected to the antenna element 11B, the phase of the signal passing through the transmission line L2 is delayed by 90 degrees from the signal passing through the transmission line L1, and the turning direction of the antenna system 400 is clockwise. When the transmission line L3 is connected to the antenna element 11B, the phase of the signal passing through the transmission line L1 is delayed by 90 degrees from the signal passing through the transmission line L3, and the turning direction of the antenna system 400 is left-handed. . In this way, the direction of rotation of the antenna system 400 is switched by switching the above-described two states with the changeover switches 13A and 13B. The transmission / reception circuit 14 compares the power levels of the signals received in the two turning directions described above, and the result is input to the control unit 15, and the control unit 15 switches to receive the one with the higher electric field strength. The switches 13A and 13B are controlled. Thereby, the communication quality in the fading environment where the influence of the reflected wave is large can be improved.

また、送信する際に、送信前の受信状態が記憶されているため、受信状態の良い回旋方向で送信するようになされる。   Further, since the reception state before transmission is stored at the time of transmission, the transmission is performed in a turning direction with a good reception state.

このように本実施の形態においては、アンテナシステム４００は、放射する電波の偏波方向が互いに直交する２つのアンテナ素子１１Ａ,１１Ｂと、切り換えスイッチ１３Ａ,１３Ｂと、遅延回路１６Ａ,１６Ｂとを備え、受信する際に、切り換えスイッチ１３Ａ,１３Ｂは制御信号に基づいて、受信状態が最も良い状態となるように伝送線路Ｌ２とＬ３を切り換え、アンテナシステム４００の回旋方向を変更させるようになされる。   As described above, in the present embodiment, the antenna system 400 includes the two antenna elements 11A and 11B, the changeover switches 13A and 13B, and the delay circuits 16A and 16B whose polarization directions of the radiated radio waves are orthogonal to each other. When receiving, the change-over switches 13A and 13B are configured to change the rotation direction of the antenna system 400 by switching the transmission lines L2 and L3 so that the reception state is the best based on the control signal.

これにより、反射波の影響が大きいフェージング環境下での通信品質を改善することができると共に、小型の無線通信装置に搭載し易い、小型化、軽量化を図ることができる。   Thereby, it is possible to improve the communication quality in a fading environment where the influence of the reflected wave is large, and it is possible to achieve a reduction in size and weight that can be easily installed in a small wireless communication device.

次に、図７を参照しながら、この発明の実施の形態としての通信装置について説明する。図５は、実施の形態の通信装置１０１の構成例を示す図である。この通信装置１０１は、上述したアンテナシステム１００を送受信用アンテナシステムとして用いたものである。   Next, a communication apparatus as an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the communication apparatus 101 according to the embodiment. This communication apparatus 101 uses the antenna system 100 described above as a transmission / reception antenna system.

図７に示すように、通信装置１０１は、アンテナシステム１００と、処理部２０と、入力部２１と、出力部２２とから構成されている。   As illustrated in FIG. 7, the communication apparatus 101 includes an antenna system 100, a processing unit 20, an input unit 21, and an output unit 22.

アンテナシステム１００は、アンテナ素子１１と、９０度ハイブリッド１２と、切り換え手段としての切り換えスイッチ１３と、送受信回路１４と、制御手段としての制御部１５と、伝送線路Ｌ１，Ｌ２とから構成されている。   The antenna system 100 includes an antenna element 11, a 90-degree hybrid 12, a changeover switch 13 as a switching means, a transmission / reception circuit 14, a control unit 15 as a control means, and transmission lines L1 and L2. .

このアンテナシステム１００において、受信する際に、制御部１５が切り換えスイッチ１３を制御し、切り換えスイッチ１３の切り換え動作により伝送線路Ｌ１が接続される場合、アンテナシステム１００の回旋方向は右旋となり、また、切り換えスイッチ１３の切り換え動作により伝送線路Ｌ２が接続される場合（図１に示す状態）、アンテナシステム１００の回旋方向は左旋となる。このように、切り換えスイッチ１３により上述の２つの状態を切り換えることで、アンテナシステム１００の回旋方向が切り換えられる。この２つの旋回方向で受信した信号の電力レベルを比較して、電界強度が強い方を受信するように切り換えスイッチ１３を切り換える。これにより、反射波の影響が大きいフェージング環境下での通信品質を改善することができる。   In this antenna system 100, when receiving, when the control unit 15 controls the changeover switch 13 and the transmission line L1 is connected by the changeover operation of the changeover switch 13, the turning direction of the antenna system 100 is right-handed. When the transmission line L2 is connected by the switching operation of the changeover switch 13 (state shown in FIG. 1), the turning direction of the antenna system 100 is left-handed. Thus, the direction of rotation of the antenna system 100 is switched by switching the above-described two states by the changeover switch 13. By comparing the power levels of the signals received in these two turning directions, the selector switch 13 is switched so as to receive the one with the stronger electric field strength. Thereby, the communication quality in the fading environment where the influence of the reflected wave is large can be improved.

また、処理部２０は、アンテナシステム１００から受信した受信信号を処理したり、送信する信号を処理したりするための回路である。入力部２１は、送信しようとする内容入力するための手段を備えている。また、この入力部２１は、通信装置１０１に対しての操作指示を入力することができる。出力部２２は、アンテナシステム１００から受信した受信信号を出力するための手段、例えば、音声出力手段としてのスピーカ、または文字、画像の出力手段としての表示画面を備えている。   The processing unit 20 is a circuit for processing a reception signal received from the antenna system 100 and processing a signal to be transmitted. The input unit 21 includes means for inputting contents to be transmitted. Further, the input unit 21 can input an operation instruction to the communication device 101. The output unit 22 includes a unit for outputting a reception signal received from the antenna system 100, for example, a speaker as a voice output unit, or a display screen as a character or image output unit.

このように構成された通信装置１０１は、切り換えスイッチ１３によりアンテナシステム１００の回旋方向を切り換えることができるため、効果的な円偏波ダイバーシティ受信を行うことが可能となる。   Since the communication apparatus 101 configured as described above can switch the rotation direction of the antenna system 100 by the changeover switch 13, it is possible to perform effective circular polarization diversity reception.

例えば、受信する際に、制御部１５は、制御信号を出力するようになされる。この制御信号により切り換えスイッチ１３が所定頻度で９０度ハイブリッド１２の接続を切り換えるように制御される。これにより、アンテナシステム１００の回旋方向が右旋または左旋に変化する。アンテナシステム１００により受信した受信信号は、９０度ハイブリッド１２を介して送受信回路１４に入力される。送受信回路１４では、入力された受信信号を検出し、右旋と左旋状態での受信信号を比較して、その比較結果を制御部１５へ出力する。制御部１５は受信状態が最も良い状態となるように切り換えスイッチ１３を制御することで、アンテナシステム１００の回旋方向を自動的に変更させる。最も良い状態で受信した信号が処理部２０に入力され、そして、出力部２２から出力される。   For example, when receiving, the control unit 15 outputs a control signal. By this control signal, the changeover switch 13 is controlled so as to switch the connection of the 90-degree hybrid 12 at a predetermined frequency. As a result, the direction of rotation of the antenna system 100 changes to right or left. A reception signal received by the antenna system 100 is input to the transmission / reception circuit 14 via the 90-degree hybrid 12. The transmission / reception circuit 14 detects the input received signal, compares the received signal in the right-handed state and the left-handed state, and outputs the comparison result to the control unit 15. The control unit 15 automatically changes the rotation direction of the antenna system 100 by controlling the changeover switch 13 so that the reception state is the best. The signal received in the best condition is input to the processing unit 20 and output from the output unit 22.

このように本実施の形態においては、通信装置１０１は、一つの円偏波アンテナを用い、受信する際に、比較手段は円偏波アンテナの右旋と左旋時の通信状態を比較し、この比較結果に基づいて、制御手段は円偏波アンテナの旋回方向が通信状態の良い旋回方向になるように切り換え手段を制御するようになされる。   As described above, in the present embodiment, the communication device 101 uses one circularly polarized antenna, and when receiving, the comparing means compares the communication state of the circularly polarized antenna when it is rotated clockwise and counterclockwise. Based on the comparison result, the control means controls the switching means so that the turning direction of the circularly polarized antenna becomes a turning direction having a good communication state.

これにより、反射波の影響が大きいフェージング環境下での通信品質を改善することができると共に、無線通信装置の小型化、軽量化を図ることができる。   Thereby, it is possible to improve the communication quality in a fading environment where the influence of the reflected wave is large, and to reduce the size and weight of the wireless communication device.

なお、上述実施の形態においては、通信装置１０１は、アンテナシステム１００を用いた場合について説明したが、これに限定されるものではない。アンテナシステム２００,３００,４００を用いた場合にもこの発明を適用できる。   In the above-described embodiment, the communication apparatus 101 uses the antenna system 100. However, the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied when the antenna system 200, 300, 400 is used.

以上のように、この発明に係るアンテナシステム、およびそれを用いた通信装置は、室内など反射波の多いフェージング環境下の通信が想定される移動通信システム、例えば無線ＬＡＮ等において、特に小型、軽量、かつ高性能であることを要求される無線端末等の通信装置に適用できる。   As described above, the antenna system according to the present invention and the communication device using the antenna system are particularly small and light in mobile communication systems such as indoors where communication under a fading environment with many reflected waves is assumed, such as a wireless LAN. In addition, the present invention can be applied to communication devices such as wireless terminals that are required to have high performance.

第１の実施の形態のアンテナシステムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the antenna system of 1st Embodiment. アンテナシステム構成の斜視図である。It is a perspective view of an antenna system configuration. アンテナ部の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of an antenna part. 第２の実施の形態のアンテナシステムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the antenna system of 2nd Embodiment. 第３の実施の形態のアンテナシステムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the antenna system of 3rd Embodiment. 第４の実施の形態のアンテナシステムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the antenna system of 4th Embodiment. 実施の形態の通信装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the communication apparatus of embodiment. 各種円偏波アンテナを示す図である。It is a figure which shows various circularly polarized wave antennas.

符号の説明Explanation of symbols

１１，１１Ａ,１１Ｂ・・・アンテナ素子、１２・・・９０度ハイブリッド、１３，１３Ａ，１３Ｂ・・・切り換えスイッチ、１４・・・送受信回路、１５・・・制御部、１６Ａ,１６Ｂ・・・遅延回路、１７・・・接合器、１００，２００，３００,４００・・・アンテナシステム、１０１・・・通信装置、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３・・・伝送線路
11, 11A, 11B ... antenna element, 12 ... 90 degree hybrid, 13, 13A, 13B ... changeover switch, 14 ... transmission / reception circuit, 15 ... control unit, 16A, 16B ... Delay circuit, 17 ... Joint, 100, 200, 300,400 ... Antenna system, 101 ... Communication device, L1, L2, L3 ... Transmission line

Claims (8)

無線通信信号を送受信するためのアンテナシステムにおいて、
互いに偏波面が垂直な２つの直線偏波を送受信するアンテナ素子によって構成される円偏波アンテナと、
上記円偏波アンテナの２つの給電点から、または上記２つの給電点への信号を９０度の位相差を形成させる複数の伝送線路と、
上記伝送線路に配置され、上記円偏波アンテナの旋回方向が右旋、あるいは左旋になるように上記伝送線路を切り換える切り換え手段と、
上記円偏波アンテナの右旋と左旋時の通信状態を比較する比較手段と、
上記比較手段の比較結果に基づいて、上記円偏波アンテナの旋回方向が通信状態の良い旋回方向になるように上記切り換え手段を制御する制御手段と
を備えることを特徴とするアンテナシステム。 In an antenna system for transmitting and receiving wireless communication signals,
A circularly polarized antenna composed of antenna elements that transmit and receive two linearly polarized waves whose polarization planes are perpendicular to each other;
A plurality of transmission lines that form a phase difference of 90 degrees from the two feeding points of the circularly polarized antenna or to the two feeding points;
Switching means arranged on the transmission line and switching the transmission line so that the turning direction of the circularly polarized antenna is right-handed or left-handed;
A comparison means for comparing the communication state of the circularly polarized antenna with the right and left rotations;
An antenna system comprising: control means for controlling the switching means so that the turning direction of the circularly polarized antenna becomes a turning direction having a good communication state based on a comparison result of the comparing means. 上記円偏波アンテナは、一つの円偏波平面アンテナから構成され、
上記伝送線路は、９０度ハイブリッドを備え、
上記切り換え手段により上記９０度ハイブリッドの接続点を切り換える
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナシステム。 The circularly polarized antenna is composed of one circularly polarized planar antenna,
The transmission line includes a 90 degree hybrid,
2. The antenna system according to claim 1, wherein the connection point of the 90-degree hybrid is switched by the switching unit. 上記円偏波アンテナは、一つの円偏波平面アンテナ素子から構成され、
上記伝送線路は、少なくとも一つが９０度の位相差を形成する遅延回路を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナシステム。 The circularly polarized antenna is composed of one circularly polarized planar antenna element,
The antenna system according to claim 1, wherein at least one of the transmission lines includes a delay circuit that forms a phase difference of 90 degrees. 上記円偏波アンテナは、放射する電波の偏波方向が互いに直交する２つのアンテナ素子から構成され、
上記伝送線路は、９０度ハイブリッドを備え、
上記切り換え手段により上記９０度ハイブリッドの接続点を切り換える
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナシステム。 The circularly polarized antenna is composed of two antenna elements whose polarization directions of radiated radio waves are orthogonal to each other,
The transmission line includes a 90 degree hybrid,
2. The antenna system according to claim 1, wherein the connection point of the 90-degree hybrid is switched by the switching unit. 無線通信を行う通信装置において、
通信信号を送受信するためのアンテナシステムと、上記通信信号を処理する処理部とを有し、
上記アンテナシステムは、
互いに偏波面が垂直な２つの直線偏波を送受信するアンテナ素子によって構成される円偏波アンテナと、
上記円偏波アンテナの２つの給電点から、または上記２つの給電点への信号を９０度の位相差を形成させる複数の伝送線路と、
上記伝送線路に配置され、上記円偏波アンテナの旋回方向が右旋、あるいは左旋になるように上記伝送線路を切り換える切り換え手段と、
上記円偏波アンテナの右旋と左旋時の通信状態を比較する比較手段と、
上記比較手段の比較結果に基づいて、上記円偏波アンテナの旋回方向が通信状態の良い旋回方向になるように上記切り換え手段を制御する制御手段とを備える
ことを特徴とする通信装置。 In a communication device that performs wireless communication,
An antenna system for transmitting and receiving communication signals, and a processing unit for processing the communication signals,
The antenna system is
A circularly polarized antenna composed of antenna elements that transmit and receive two linearly polarized waves whose polarization planes are perpendicular to each other;
A plurality of transmission lines that form a phase difference of 90 degrees from the two feeding points of the circularly polarized antenna or to the two feeding points;
Switching means arranged on the transmission line and switching the transmission line so that the turning direction of the circularly polarized antenna is right-handed or left-handed;
A comparison means for comparing the communication state of the circularly polarized antenna with the right and left rotations;
And a control means for controlling the switching means so that the turning direction of the circularly polarized antenna becomes a turning direction having a good communication state based on the comparison result of the comparing means. 上記円偏波アンテナは、一つの円偏波平面アンテナから構成され、
上記伝送線路は、９０度ハイブリッドを備え、
上記切り換え手段により上記９０度ハイブリッドの接続点を切り換える
ことを特徴とする請求項５に記載の通信装置。 The circularly polarized antenna is composed of one circularly polarized planar antenna,
The transmission line includes a 90 degree hybrid,
The communication device according to claim 5, wherein the switching unit switches the connection point of the 90-degree hybrid. 上記円偏波アンテナは、一つの円偏波平面アンテナ素子から構成され、
上記伝送線路は、少なくとも一つが９０度の位相差を形成する遅延回路を有する
ことを特徴とする請求項５に記載の通信装置。 The circularly polarized antenna is composed of one circularly polarized planar antenna element,
The communication apparatus according to claim 5, wherein at least one of the transmission lines includes a delay circuit that forms a phase difference of 90 degrees. 上記円偏波アンテナは、放射する電波の偏波方向が互いに直交する２つのアンテナ素子から構成され、
上記伝送線路は、９０度ハイブリッドを備え、
上記切り換え手段により上記９０度ハイブリッドの接続点を切り換える
ことを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
The circularly polarized antenna is composed of two antenna elements whose polarization directions of radiated radio waves are orthogonal to each other,
The transmission line includes a 90 degree hybrid,
The communication device according to claim 5, wherein the switching unit switches the connection point of the 90-degree hybrid.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007274097A (en) * 2006-03-30 2007-10-18 Fujitsu Component Ltd Antenna system
WO2014083948A1 (en) * 2012-11-27 2014-06-05 国立大学法人佐賀大学 Antenna device
WO2015129089A1 (en) * 2014-02-27 2015-09-03 株式会社 東芝 Array antenna device

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