JP3370621B2

JP3370621B2 - 移動通信用基地局アンテナ装置

Info

Publication number: JP3370621B2
Application number: JP05565299A
Authority: JP
Inventors: 敬三長; 健太郎西森; 泰司鷹取; 俊和堀
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1999-03-03
Filing date: 1999-03-03
Publication date: 2003-01-27
Anticipated expiration: 2019-03-03
Also published as: JP2000252734A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動通信用基地局
アンテナ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】移動通信においては、移動局（端末局）
や無線基地局から放射された電波がその周辺の建物など
で反射したり散乱するため、様々な経路を通った電波が
受信側の無線局に到達する。すなわち、移動通信におけ
る電波はマルチパス障害を受けることになり、通信経路
の変化や複数経路を通った電波の干渉によってフェージ
ングが発生する。

【０００３】従って、端末局の位置の違いに応じて、端
末局や無線基地局における受信信号強度が大きく変動す
る。そして、受信強度が低い時には伝送品質が著しく劣
化する。このようなフェージングを克服するために有効
な方法として、ダイバーシチ受信が知られている。ダイ
バーシチ受信においては、一般に複数のアンテナを互い
に異なる位置に配置して、複数のアンテナのうち受信レ
ベルの大きな信号が得られるアンテナを常に選択して受
信する。

【０００４】ダイバーシチ受信を行う際には、選択可能
な複数のアンテナのそれぞれ（各ブランチ）の位置で受
信される複数の信号間の相関が重要な意味を持つ。ブラ
ンチ間の受信信号の相関が大きい場合、あるブランチに
おける信号強度が低下すると、他のブランチにおける信
号強度も低下してしまうため、ブランチを切換えても改
善効果がほとんど得られない。

【０００５】しかし、ブランチ間の相関がない場合、あ
るいは相関が小さい場合には、あるブランチにおける受
信強度が低下しても、他のブランチの受信強度が低下し
ているとは限らないため、ブランチを切換えたときに大
きな受信信号強度の改善効果が得られる可能性がある。

【０００６】受信信号のブランチ間の相関は、複数のア
ンテナの間隔に依存している。特に、ダイバーシチ受信
を無線基地局に採用する場合には、複数のアンテナの間
隔を数波長程度離す必要があることが報告されている
（たとえばWilliam C. Y. Lee著、"Mobile Communicati
on Design Fundamentals Second Edition" ,Section 6.
2,John Wiley & Sons, Inc.）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】一方、近年の移動通信
の普及に伴って沢山のユーザが同時に移動通信を利用す
る機会が増えたため、他のユーザからの電波により通話
ができなくなったり、通話品質が劣化するいわゆる同一
チャネル間干渉が大きな問題になっている。この同一チ
ャネル間干渉を低減し、限られた周波数資源を有効に利
用する方法として、アダプティブアンテナが注目されて
いる。

【０００８】アダプティブアンテナは、環境に応じてア
ンテナの指向性のヌルを不要な電波の方向に向けること
により、不要な電波の干渉を抑制することができる。具
体的には、アダプティブアンテナは生成した指向性で受
信した信号と既知信号との誤差が最小になるようにアン
テナの指向性を決定することにより、受信信号に含まれ
る不要信号成分を低減することができる。このため、ア
ダプティブアンテナについては、特に無線基地局への導
入の検討が多くなされている。

【０００９】ところで、所望波に対してダイバーシチ受
信を行う場合には、受信信号のブランチ間の相関を下げ
るために複数のアンテナ素子の間隔を大きくする必要が
ある。しかし、複数のアンテナ素子の間隔を大きくする
と、アレー指向性の原理により、グレーティングローブ
（回折格子によって生じる大きな放射）が生じる。つま
り、アンテナ全体の放射パターンにはメインローブ以外
に複数の大きな放射が現れるため、たとえば図７に示す
ように複雑な形状の放射パターンになる。図７に示す例
は、３素子の円形配列アダプティブアレーアンテナを利
用する無線基地局に対し、所望波となるユーザ＃１から
の電波が１８０度方向から到来し、干渉波となるユーザ
＃２からの電波が５９度方向から到来する場合に、アン
テナにアダプティブ処理を施してユーザ＃１からの電波
を捕捉し、ユーザ＃２からの電波を抑圧するように指向
性を形成した場合の水平面内指向特性を示している。ま
た、円形に配置された３素子のアンテナの半径は２波長
に定めた。

【００１０】図７の例では、多数生じたグレーティング
ローブの影響によって、干渉波の到来方向（ユーザ＃２
の方向）に指向性のヌルを向けた結果、所望波の到来方
向（ユーザ＃１の方向）の指向性利得も低下している。
このような状況では所望の伝送特性は得られない。本発
明は、マルチパス障害によるフェージングの影響を緩和
するとともに、干渉波の影響を抑制ししかも所望波に対
する指向性利得が低下するのを防止可能な移動通信用基
地局アンテナ装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の移動通信用基
地局アンテナ装置は、それぞれが少なくとも受信機能を
有する複数の通信手段と、前記複数の通信手段のそれぞ
れと接続可能に構成され、前記通信手段のブランチ数と
同数の複数のアンテナ素子を備え、前記複数のアンテナ
素子が互いに異なる位置に所定の位置関係で配置された
第１組のアンテナと、前記第１組のアンテナのアンテナ
素子の周辺に配置された少なくとも１つのアンテナ素子
で構成される第２組のアンテナと、前記複数の通信手段
の少なくとも１つのブランチについて、前記第１組のア
ンテナのアンテナ素子と前記第２組のアンテナのアンテ
ナ素子とを選択的に切り替えるスイッチ手段と、前記複
数の通信手段のそれぞれに接続される各アンテナ素子か
らの信号について振幅及び位相の重み付けを行ってから
合成しアンテナのアレー指向性を形成する指向性形成部
と、前記指向性形成部の入力信号と出力信号とに基づい
て、前記指向性形成部の各ブランチの信号に対する振幅
及び位相の重みを計算する指向性制御部とを設けたこと
を特徴とする。

【００１２】第１組のアンテナを構成する複数のアンテ
ナ素子の間隔を数波長程度に大きくすれば、効果的なダ
イバーシチ受信を行って望ましい結果を得られる。しか
し、複数のアンテナ素子の間隔が大きいため、第１組の
アンテナだけを用いて指向性形成部の重み付けにより指
向性の適応制御を行い、干渉波の方向に指向性のヌルを
向けようとすると、図７に示すようにグレーティングロ
ーブの影響によって所望波の方向に対するアンテナ利得
も低下する可能性がある。

【００１３】請求項１の発明においては、スイッチ手段
を切り替えることによって、第１組のアンテナのアンテ
ナ素子と第２組のアンテナのアンテナ素子とを選択的に
切り替えることができる。第２組のアンテナのアンテナ
素子は、第１組のアンテナのアンテナ素子の周辺に配置
されているので、複数の通信手段の少なくとも１つのブ
ランチに接続するアンテナ素子を第１組のアンテナから
第２組のアンテナに切り替えることによって、使用する
アンテナ素子間の間隔が変わり、アンテナ全体の指向特
性に現れるグレーティングローブが減る。

【００１４】たとえば、第１組のアンテナだけを用いて
図７に示すような指向特性になった場合には、そのまま
では所望波と干渉波との区別が困難であるが、１つのア
ンテナ素子を第２組のアンテナに切り替えれば、使用す
る複数のアンテナ素子の間隔の変化によって所望波の方
向に対するアンテナ利得が改善されるので、所望波と干
渉波との区別が可能になる。

【００１５】なお、第２組のアンテナのアンテナ素子を
第１組のアンテナの最も外側のアンテナ素子よりも内側
に配置すれば、第１組のアンテナだけを設ける場合と同
じ大きさのレドームの中に第２組のアンテナもそのまま
収納することができる。請求項２は、請求項１の移動通
信用基地局アンテナ装置において、前記指向性形成部が
出力する合成された受信信号に基づいて前記スイッチ手
段の状態を自動的に切り替える自動切り替え手段をさら
に設けたことを特徴とする。

【００１６】請求項２においては、自動切り替え手段が
スイッチ手段を自動的に切り替えるので、手動で切り替
えを行うことなく常に好ましい指向特性が得られる。つ
まり、所望波と干渉波との区別が困難な場合には、その
区別が容易になるように受信信号に基づいて指向特性が
自動的に変更される。請求項３は、請求項２の移動通信
用基地局アンテナ装置において、前記自動切り替え手段
が、合成された受信信号におけるデータの誤り率を調べ
て前記スイッチ手段の状態を自動的に切り替えることを
特徴とする。

【００１７】２つの到来波間の空間相関は、それらの到
来方向が互いに直交する場合に最小（０）になり、到来
方向が同一である場合に最大（１）になる。空間相関が
１の場合には、出力の干渉信号抑圧度（ＳＩＮＲ）が低
く、２つの到来波の区別は困難である。空間相関が０に
近づくに従って、干渉信号抑圧度が高くなり、データの
誤り率が低下するので２つの到来波の区別は容易にな
る。つまり、合成された受信信号のデータ誤り率を調べ
ることによって、複数の到来波の分離が可能か否かを識
別できる。この識別を自動切り替え手段が行う。

【００１８】請求項４は、請求項１の移動通信用基地局
アンテナ装置において、３以上のアンテナ素子を所定の
円周上に均等に配置して前記第１組のアンテナを構成
し、前記第２組のアンテナのアンテナ素子を前記円周の
内側に配置したことを特徴とする。請求項４において
は、第１組のアンテナを円形配列アダプティブアレーア
ンテナとして構成できる。このアンテナを用いることに
より、様々な方向に指向性のヌルを向けることができ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）本発明の移
動通信用基地局アンテナ装置の１つの実施の形態につい
て、図１，図３〜図６及び図８を参照して説明する。こ
の形態は全ての請求項に対応する。図１はこの形態のア
ンテナ装置の構成を示すブロック図である。図３は指向
性制御系の構成を示すブロック図である。図４はこの形
態のアンテナの水平面内放射パターンの例を示すグラフ
である。図５は２つの到来波の空間相関と出力ＳＩＮＲ
との関係を示すグラフである。図６は切り替え可能素子
数と２つの到来波の平均空間相関との関係を示すグラフ
である。図８はアンテナ素子の配置例を示す平面図であ
る。

【００２０】この形態では、請求項１の通信手段，スイ
ッチ手段，指向性形成部及び指向性制御部はそれぞれ送
受信機１５，スイッチ部１３，指向性形成部１６及び指
向性制御部１７に対応し、請求項１の第１組のアンテナ
は主アンテナ素子１１(1)，１１(2)，１１(3)に対応
し、第２組のアンテナは付加アンテナ素子１２に対応す
る。また、請求項２の自動切り替え手段は伝送特性判定
部１８に対応する。

【００２１】図１に示すアンテナ装置は、移動通信用基
地局のアンテナとして利用される。図１を参照すると、
このアンテナ装置は主アンテナ素子１１，付加アンテナ
素子１２，スイッチ部１３，送受信機１５，指向性形成
部１６，指向性制御部１７及び伝送特性判定部１８を備
えている。また、このアンテナ装置には３つの主アンテ
ナ素子１１(1)，１１(2)，１１(3)と、３つの送受信機
１５(1)，１５(2)，１５(3)とが備わっている。３つの
主アンテナ素子１１(1)，１１(2)，１１(3)は、この例
では半径ｄが２波長の円周上に均等に配置されている。
半径ｄを大きくしたのは、ダイバーシチ受信の効果を高
めるためである。

【００２２】また、図８に示すように、付加アンテナ素
子１２は主アンテナ素子１１を配置した円の中心からＸ
軸方向に０．５波長、Ｙ軸方向に０．９波長それぞれず
れた位置に配置してある。スイッチ部１３には、３つの
高周波スイッチ１４(1)，１４(2)，１４(3)が備わって
いる。３つの主アンテナ素子１１(1)，１１(2)及び１１
(3)は、それぞれ高周波スイッチ１４(1)，１４(2)及び
１４(3)を介して３つの送受信機１５(1)，１５(2)及び
１５(3)と接続される。

【００２３】高周波スイッチ１４(1)，１４(2)，１４
(3)を切り替えることによって、付加アンテナ素子１２
を３つの送受信機１５(1)，１５(2)及び１５(3)のいず
れか１つと接続することができる。付加アンテナ素子１
２が接続された送受信機１５については、主アンテナ素
子１１は切り離される。付加アンテナ素子１２を選択し
た１つの高周波スイッチ１４以外の高周波スイッチ１４
は、主アンテナ素子１１を選択する。

【００２４】従って、３つの高周波スイッチ１４(1)，
１４(2)，１４(3)の切り替えによって、３つの送受信機
１５(1)，１５(2)，１５(3)にそれぞれ主アンテナ素子
１１(1)，１１(2)，１１(3)が接続された状態と、送受
信機１５(1)に付加アンテナ素子１２が接続されて送受
信機１５(2)，１５(3)に主アンテナ素子１１(2)，１１
(3)が接続された状態と、送受信機１５(2)に付加アンテ
ナ素子１２が接続されて送受信機１５(1)，１５(3)に主
アンテナ素子１１(1)，１１(3)が接続された状態と、送
受信機１５(3)に付加アンテナ素子１２が接続されて送
受信機１５(1)，１５(2)に主アンテナ素子１１(1)，１
１(2)が接続された状態との４種類の状態の切り替えが
可能になっている。

【００２５】また、３つの高周波スイッチ１４(1)，１
４(2)，１４(3)は電気的な制御によって切り替え可能に
なっている。つまり、伝送特性判定部１８からの制御出
力Ｓ４によって高周波スイッチ１４(1)，１４(2)，１４
(3)の状態が決定される。送受信機１５は、受信信号お
よび送信信号の周波数変換や増幅等を行う。指向性形成
部１６は、３つの送受信機１５(1)，１５(2)，１５(3)
のそれぞれを通る３系統の信号の振幅及び位相の調整に
よって、アンテナの指向性を形成する。

【００２６】指向性制御部１７は、指向性形成部１６に
入力される信号Ｓ１(1)，Ｓ１(2)，Ｓ１(3)と出力の信
号Ｓ２とに基づいて指向性形成部１６の指向性を制御す
るための重み信号Ｓ３を生成しそれを指向性形成部１６
に与える。すなわち、指向性制御部１７はアダプティブ
処理を施す。伝送特性判定部１８は、指向性形成部１６
から出力される受信信号（受信データ）に基づいて信号
の伝送特性を識別する。そして、識別結果に応じて制御
出力Ｓ４を制御する。

【００２７】図１のアンテナ装置における指向性制御系
は、図３のように構成されている。なお、図３において
は受信系だけを示してあるが、受信系と送信系の指向性
は同一でよいので、受信系で生成した重み信号Ｓ３をそ
のまま送信系の指向性形成部１６に印加すればよい。以
下、図３を参照して説明する。Ａ／Ｄ変換部１５ｂから
出力される３系統の受信信号は、それぞれ振幅位相可変
部５７，５８及び５９で振幅及び位相を調整された後、
信号合成部６０に印加される。信号合成部５４，５５及
び５６の各々の振幅及び位相の調整量は、ＬＭＳ制御部
５０により制御される。

【００２８】信号合成部６０は、振幅位相可変部５７が
出力する信号，振幅位相可変部５８が出力する信号及び
振幅位相可変部５９が出力する信号を合成して出力す
る。ＬＭＳ制御部５０は、信号合成部６０が出力する合
成信号と、既知信号発生部１１３が出力する既知信号と
の差を最小にするのに必要な振幅及び位相値（重み信号
Ｓ３）を、ＬＭＳ（Least Mean Square）法などの適応
アルゴリズムを用いて振幅位相可変部５７，５８，５９
の重み（振幅と位相値）を調整しながら探索する。

【００２９】ＬＭＳ制御部５０によって求められた振幅
及び位相値（振幅と位相値）を重み信号Ｓ３として振幅
位相可変部１７，１８に与えることにより、干渉波の影
響が最小になるようにアンテナの指向特性を調整して送
受信できる。具体的に説明すると、ＬＭＳ制御部５０は
次のように動作する。（１）各系統のＡ／Ｄ変換部１５ｂからの受信信号（ｘ
１，ｘ２，ｘ３とする）のベクトルｘを指向性制御部１
７に入力する。

【００３０】（２）振幅位相可変部５７，５８，５９に
与える重み（ｗ１，ｗ２，ｗ３とする）として、ある初
期値を代入しておく。たとえば、１系統の重みｗ１を１
とし、他の系統の重みｗ２，ｗ３を０とする（１本のア
ンテナだけで受信しているのと等価）。

【００３１】（３）重みベクトルｗの共役転置ベクトル
Ｗ^Hを入力信号ベクトルｘにかけ算して出力信号ｙを得
る（各ブランチの受信信号ｘ１，ｘ２，ｘ３に重みｗ１
^*，ｗ２^*，ｗ３^*をそれぞれかけて合成することと等
価）。すなわち、次式の計算を行う。ｙ＝ｗ^Hｘ（４）既知信号発生部１１３が出力する既知の参照信号
Ｓｄと前期出力信号ｙとの誤差ｅを求める。すなわち、
次式の計算を行う。

【００３２】ｅ＝Ｓｄ−ｙ（５）次式を用いて重みベクトルｗを計算する。ｗ_next＝ｗ_current＋μｘｅ^* ｗ_next：計算後の重みベクトルｗ_current：計算前の重みベクトル μ：ステップ係数と呼ばれる係数（１より小さい値に定
められる）ｅ^*：誤差ｅの共役（６）上記（３）〜（５）の処理を繰り返し行う。これ
によって、重みベクトルｗはある値に収束し、所望の指
向性が得られる。つまり、所望波（参照信号Ｓｄ）と相
関の高い信号を取り込み、相関の低い干渉波信号を抑圧
するように動作する。

【００３３】ところで、図１に示すように複数の主アン
テナ素子１１の間隔が大きい場合には、アダプティブ制
御を実施すると指向特性にグレーティングローブが現れ
るため、たとえば図７に示すように所望波の方向に対す
るアンテナ利得も低下する可能性がある。発生するグレ
ーティングローブの方向は、使用する各主アンテナ素子
１１(1)，１１(2)，１１(3)の位置関係によって定ま
る。そのため、図１のアンテナ装置においてはスイッチ
部１３の切り替えによってアンテナ全体の指向特性を変
更することができる。

【００３４】たとえば、３つの主アンテナ素子１１
(1)，１１(2)，１１(3)をそれぞれ送受信機１５(1)，１
５(2)，１５(3)に接続すると、図７に示すような指向特
性になるが、主アンテナ素子１１(2)のかわりに、付加
アンテナ素子１２を接続して、２つの主アンテナ素子１
１(1)，１１(3)と付加アンテナ素子１２とで３素子のア
ダプティブアンテナアレーを構成すると、図４に示すよ
うな指向特性が得られる。この指向特性を利用すれば、
所望波と干渉波とを分離できる。

【００３５】図４の例は、図８に示すような位置関係で
各アンテナ素子を配置した場合に、２ユーザ＃１，＃２
がこの基地局に図４に示す２方向からアクセスする場合
を想定し、アダプティブ処理を施した後の指向特性を計
算した結果を示している。付加アンテナ素子１２の切り
替えを行わない場合には、図７に示すように所望波と干
渉波との両方に対して指向性のヌルが向いてしまう可能
性があるが、図１に示すアンテナ装置を用いる場合に
は、図４に示すように、所望波の方向と指向性にヌルが
形成される方向とが異なるように指向性を制御すること
ができる。

【００３６】従って、アンテナのグレーティングローブ
によって複数ユーザ間の分離特性が劣化した場合には、
スイッチ部１３の切り替えによって複数ユーザの信号の
分離特性を改善でき、複数ユーザに同一の周波数を割り
当てることが可能になる。図１のアンテナ装置のような
３素子の円形配列アダプティブアンテナアレーを用いた
基地局に２波が到来する場合、２つの到来波間の空間相
関とアダプティブ処理後の出力ＳＩＮＲ（干渉信号抑圧
度）との関係は図５に示すようになる。なお、空間相関
が０の場合は２つの到来波が互いに直交する方向から到
来することを意味し、空間相関が１の場合は２つの到来
波が同一方向から到来することを意味する。

【００３７】図５を参照すると、空間相関が１の場合は
出力ＳＩＮＲが非常に悪く２波の区別ができないことが
わかる。また、空間相関が０の場合には出力ＳＩＮＲが
十分に大きいので２波を区別できることがわかる。つま
り、空間相関が大きくなるに従って２波の区別がより困
難になり、空間相関が小さくなるに従って２波の区別が
容易になる。空間相関と出力ＳＩＮＲとの間には図５に
示すような関係があるため、２つの到来波の空間相関を
知ることにより、２つの到来波の電波を区別できるかど
うかの判定も可能である。

【００３８】図１に示すアンテナ装置においては、伝送
特性判定部１８は指向性形成部１６が合成した受信信号
におけるデータの誤り率などを調べることによって伝送
特性を判定する。そして、誤り率がもっとも小さくなる
アンテナの構成を選択するように、伝送特性判定部１８
はスイッチ部１３を自動的に制御する。従って、複数の
到来波の間の分離特性が悪い場合には、それが改善され
るように送受信機１５(1)，１５(2)，１５(3)のいずれ
かに付加アンテナ素子１２が接続され、アンテナ全体の
指向特性が切り替わるので分離特性が改善される。

【００３９】なお、空間相関と出力ＳＩＮＲとの間には
図５に示すような関係があるので、分離特性の良否を複
数の到来波の空間相関の値で評価することも可能であ
る。（第２の実施の形態）本発明の移動通信用基地局アンテ
ナ装置のもう１つの実施の形態について、図２を参照し
て説明する。この形態は、第１の実施の形態の変形例で
あり、以下に説明する部分以外は第１の実施の形態と同
一である。図２において、図１と同一の要素は同一の符
号を付けて示してある。

【００４０】この形態では、送受信機１５の代わりに受
信機２５を用いてある。つまり、この形態では送信機能
が省略されている。また、主アンテナ素子１１(1)及び
１１(3)はそれぞれ受信機２５(1)及び２５(3)と直接接
続され、主アンテナ素子１１(2)は高周波スイッチ２４
を介して受信機２５(2)と接続されている。伝送特性判
定部１８の制御出力Ｓ４は、高周波スイッチ２４に印加
されている。

【００４１】つまり、この例では、高周波スイッチ２４
を切り替えることによって、１つの受信機２５(2)につ
いてのみ主アンテナ素子１１(2)と付加アンテナ素子１
２との切り替えが可能になっている。

【００４２】図６に示すグラフは、切り替え可能素子数
が０の場合（従来と同じ），切り替え可能素子数が１の
場合（図２の構成に相当），切り替え可能素子数が２の
場合，切り替え可能素子数が３の場合（図１の構成に相
当）のそれぞれについて、３素子円形配列アダプティブ
アンテナアレーに２波が様々な方向から到来する場合の
それらの空間相関の平均値を求めた結果を示している。
なお、付加アンテナ素子１２を配置する位置について
は、切り替えられる素子数毎に空間相関の平均値が最小
になる位置に配置する場合を想定している。

【００４３】図６を参照すると、３つの主アンテナ素子
１１のうちの１素子だけを付加アンテナ素子１２に切り
替え可能にする場合であっても、空間相関の平均値は
０．１５程度下がることがわかる。また、切り替え可能
素子数が１素子の場合と２素子以上の場合とでは、空間
相関の下げ幅が０．０２程度の違いにとどまることがわ
かる。つまり、図２に示すように、３つの主アンテナ素
子１１のうちの１素子だけを付加アンテナ素子１２に切
り替え可能にする構成であっても、十分な改善効果が得
られることがわかる。

【００４４】なお、上記各実施の形態では、第２組のア
ンテナとして単一の付加アンテナ素子１２をもうける場
合を説明したが、切り替え可能な複数の付加アンテナ素
子１２をもうけてもよい。また、主アンテナ素子１１の
素子数は２素子でもよいし、４素子以上でもかまわな
い。

【００４５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、マ
ルチパス障害によるフェージングの影響を緩和するため
に第１組のアンテナのアンテナ素子間の間隔を大きくし
た場合に干渉波を抑制するためのアダプティブ処理を行
っても、アンテナ素子の切り替えによってグレーティン
グローブの発生する方向を変更し、所望波の方向の指向
性利得が低下するのを防止できる。

【００４６】従って、送信部や受信部を増設することな
く、複数ユーザに同一周波数を割り当てて空間分割多重
アクセス方式の利用効率を改善でき、移動通信用基地局
アンテナ装置としてきわめて効果的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態のアンテナ装置の構成を示す
ブロック図である。

【図２】第２の実施の形態のアンテナ装置の構成を示す
ブロック図である。

【図３】指向性制御系の構成を示すブロック図である。

【図４】第１の実施の形態のアンテナの水平面内放射パ
ターンの例を示すグラフである。

【図５】２つの到来波の空間相関と出力ＳＩＮＲとの関
係を示すグラフである。

【図６】切り替え可能素子数と２つの到来波の平均空間
相関との関係を示すグラフである。

【図７】アンテナの水平面内指向特性の例を示すグラフ
である。

【図８】アンテナ素子の配置例を示す平面図である。

【符号の説明】

１１主アンテナ素子１２付加アンテナ素子１３スイッチ部１４高周波スイッチ１５送受信機１５ａ受信部１５ｂＡ／Ｄ変換部１６指向性形成部１６ａ振幅位相可変部１６ｂ加算部１７指向性制御部１８伝送特性判定部２４高周波スイッチ２５受信機３０フィルタ５０ＬＭＳ制御部５４，５５，５６，６０信号合成部５７，５８，５９振幅位相可変部１１３既知信号発生部ｄ半径

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者堀俊和東京都新宿区西新宿三丁目19番２号日本電信電話株式会社内 (56)参考文献特開平６−260821（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01Q 3/24 H01Q 3/26 H01Q 21/20 H04B 7/08 H04B 7/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれが少なくとも受信機能を有する
複数の通信手段と、前記複数の通信手段のそれぞれと接続可能に構成され、
前記通信手段のブランチ数と同数の複数のアンテナ素子
を備え、前記複数のアンテナ素子が互いに異なる位置に
所定の位置関係で配置された第１組のアンテナと、前記第１組のアンテナのアンテナ素子の周辺に配置され
た少なくとも１つのアンテナ素子で構成される第２組の
アンテナと、前記複数の通信手段の少なくとも１つのブランチについ
て、前記第１組のアンテナのアンテナ素子と前記第２組
のアンテナのアンテナ素子とを選択的に切り替えるスイ
ッチ手段と、前記複数の通信手段のそれぞれに接続される各アンテナ
素子からの信号について振幅及び位相の重み付けを行っ
てから合成しアンテナのアレー指向性を形成する指向性
形成部と、前記指向性形成部の入力信号と出力信号とに基づいて、
前記指向性形成部の各ブランチの信号に対する振幅及び
位相の重みを計算する指向性制御部とを設けたことを特
徴とする移動通信用基地局アンテナ装置。
【請求項２】請求項１の移動通信用基地局アンテナ装
置において、前記指向性形成部が出力する合成された受
信信号に基づいて前記スイッチ手段の状態を自動的に切
り替える自動切り替え手段をさらに設けたことを特徴と
する移動通信用基地局アンテナ装置。
【請求項３】請求項２の移動通信用基地局アンテナ装
置において、前記自動切り替え手段が、合成された受信
信号におけるデータの誤り率を調べて前記スイッチ手段
の状態を自動的に切り替えることを特徴とする移動通信
用基地局アンテナ装置。
【請求項４】請求項１の移動通信用基地局アンテナ装
置において、３以上のアンテナ素子を所定の円周上に均
等に配置して前記第１組のアンテナを構成し、前記第２
組のアンテナのアンテナ素子を前記円周の内側に配置し
たことを特徴とする移動通信用基地局アンテナ装置。