JP6017945B2 - 時分割多重アレーアンテナ装置 - Google Patents
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Description
また、モニタリング時に電波の受信状態を監視し、モニタリング中の電波検知の際、時分割多重アレーアンテナで動作するのが好ましいと判断したなら、時分割多重アレーで電波受信し、単一アンテナで動作するのが好ましいと判断したなら、単一アンテナで電波受信する。よって、電波受信状態の判定→アンテナ切り換えを、電波受信の過程においてスムーズに行うことが可能となる。
図1に示すように、アレーアンテナ装置1は、複数のアンテナ(アンテナ素子)2を備え、各アンテナ2の重み付けを伝播環境に応じてアダプティブ制御することにより、指向性を電気的に切り替え可能となっている。このように、アレーアンテナ装置1は、希望波の到来方向にビームを向けたり、不要な電波の到来方向にヌルを向けて除去したりすることが可能である。また、本例のアレーアンテナ装置1は、信号を時間単位で区切り、1つの処理回路で電波を受信する時分割多重式でもある。
図1に示すように、時分割多重アレーアンテナ装置1は、電波受信待ち時、電波を受信したか否かを監視するモニタリング動作(受信待機動作)をとる。このとき、受信回路3内の電波受信経路は、スイッチ12,13が第2バンドパスフィルタ10側に接続されることにより、第2バンドパスフィルタ10を通過する経路28が選択されている。モニタリング時は、スイッチ8が順に選択的に接続される時分割多重によって、電波受信の有無が監視される。
(1)受信経路切換部27は、受信のモニタリング時、スイッチ12,13を第2バンドパスフィルタ10側に接続することにより、アンテナ2を時分割多重アレーアンテナとして動作させる。受信経路切換部27は、モニタリングにおいて電波受信を検知した際、各アンテナ2の間の受信電力比が閾値以上となれば、最大受信電力となるアンテナ2のスイッチ8のみ常時接続しつつ、スイッチ12,13を第3バンドパスフィルタ11側に接続することにより、受信回路3の受信経路を、第3バンドパスフィルタ11を通る経路29に切り換える。このため、単一アンテナで受信動作した方が好ましい状況下では、時分割多重アレーアンテナ装置1を単一アンテナとして動作させることが可能となるので、その分、SNRを改善することができる。
(3)モニタリング時に各アンテナ2の受信電力比を監視し、モニタリング時の電波検知の際、受信電力比が閾値未満であれば、以降の電波受信をそのまま時分割多重アレーアンテナで行い、受信電力比が閾値以上であれば、以降の電波受信を単一アンテナに切り換えて行う。よって、電波受信状態の判定→アンテナ切り換えを、電波の受信過程においてスムーズに行うことができる。
(5)電波の受信状態を受信電力の比を基に判定するので、いま受信がどのような状態にあるのか、つまり、電波受信時において時分割多重アレーアンテナ又は単一アンテナの何れを使用すべきなのかを精度よく判定することができる。
・受信電波のモニタリング時、デジタル回路5の電源をオフしておき、電波受信を検知した際に、デジタル回路5の電源をオンに切り換えるようにしてもよい。この場合、時分割多重アレーアンテナ装置1における消費電力の抑制に効果が高くなる。
・受信回路3は、ベースバンド信号をA/Dコンバータ19でサンプルする構成に限らず、例えばIF信号をサンプルする構成や、第2バンドパスフィルタ10から出力されるRF(Radio Frequency)信号をサンプルする構成でもよい。このように、受信回路3は、種々の回路構成が採用可能である。
・アンテナ2の数は、任意の奇数に限らず、任意の偶数でもよい。
・サンプル信号xi(t)から受信信号fk(t)cos(ωct)を再生(分離)する演算は、サンプル信号xi(t)に行列Φを乗算する方法に限定されない。要は、サンプル信号xi(t)から受信信号fk(t)cos(ωct)を再生(分離)できれば、種々の演算方法に変更可能である。
・第2バンドパスフィルタ10及び第3バンドパスフィルタ11の接続切り換えを行うスイッチは、フィルタの前段及び後段の両方にスイッチ12,13を設けることに限らず、片側のみに設ける構成でもよい。
・受信電波の振幅及び位相が各アンテナ2で同じ場合に、受信経路を第2バンドパスフィルタ10側から第3バンドパスフィルタ11側に切り換えるようにしてもよい。
・電波受信有無の判定は、受信信号強度(受信電力比)を基に行うことに限らず、電波を受信できているかどうか判定できれば、種々の方式が採用可能である。
・単一アンテナ動作時に接続する1つのアンテナ2は、最大受信電力となるアンテナに限らず、他の通信に好適なアンテナとしてもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
Claims (4)
- 複数のアンテナの特定の1つを、複数のスイッチを有するスイッチ回路によって選択的に内部の信号処理回路に接続可能であり、複数の前記アンテナを前記スイッチによって前記信号処理回路に順に選択的に接続していくことにより、前記アンテナを時分割多重アレーアンテナとして通信可能な時分割多重アレーアンテナ装置において、
前記時分割多重アレーアンテナで通信するときに信号が通される時分割多重通信用フィルタよりも帯域が狭く形成され、前記アンテナの特定の1つを単一アンテナとして動作させるときに信号が通される単一アンテナ通信用フィルタと、
前記時分割多重アレーアンテナでの通信時、当該アレーアンテナにおける電波の受信状態を判定する受信状態判定部と、
前記単一アンテナで電波受信した方が好ましい状況下のとき、複数の前記スイッチの特定の1つのみを常時接続しつつ、受信する信号の経路を、前記単一アンテナ通信用フィルタを通る経路に切り換えることにより、前記アンテナの特定の1つを前記単一アンテナとして動作させる受信経路切換部とを有し、
前記受信状態判定部は、前記電波の受信状態の監視を、電波を受信しているか否かを監視するモニタリング時に実行し、
前記受信経路切換部は、当該アレーアンテナのうち、受信電力が最大となっているアンテナの前記スイッチをオンすることにより当該アンテナを前記単一アンテナとして動作させることを特徴とする時分割多重アレーアンテナ装置。 - 前記単一アンテナ通信用フィルタは、バンドパスフィルタである
ことを特徴とする請求項1に記載の時分割多重アレーアンテナ装置。 - 前記受信状態は、電波を前記アンテナで受信した際の受信電力の強さである
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の時分割多重アレーアンテナ装置。 - 前記受信状態判定部は、前記時分割多重アレーアンテナでの通信時、前記アンテナの間の受信電力の比を判定し、前記受信経路切換部は、この受信電力比が閾値以上となるとき、前記受信の経路の切り換えにより、前記アンテナを前記時分割多重アレーアンテナから前記単一アンテナに変更する
ことを特徴とする請求項3に記載の時分割多重アレーアンテナ装置。
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