JPH0865225A - 偏波ダイバーシティアンテナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 常に効率の良い送受信の行い得るものとす
る。 【構成】 入力を二等分に分岐する第１乃至第３の分配
器21a,21b,21c と、位相を９０度遅延する第１乃至第２
の移相器22a,22b と、入力を合成する第１乃至第６の合
成器23a,23b,23c,23d,23e,23f とを用いて、放射する電
波の偏波方向が互いに直交する第１のアンテナと第２の
アンテナとを有する偏波ダイバーシティアンテナを、右
旋円偏波用と、左旋円偏波用と、第１の直線偏波用と、
前記第１の直線偏波に対して偏波方向の直交する第２の
直線偏波用と、前記第１の直線偏波に対して偏波方向の
４５度傾いて交差する第３の直線偏波用とのそれぞれの
モードに切り換えて使用できるようにした。また、合成
器と分配器とはそれぞれ可逆性を有するもとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、移動局との間の無線通
信に用いるＰＨＳ(personal handy phone system) など
の基地局の偏波ダイバーシティアンテナ装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、その利便性からコードレス電話は
非常に普及してきている。ところで、パーソナルハンデ
ィホンのようなコードレス電話にあっては、屋外あるい
はオフィスビルの廊下の天井などに固定設置される基地
局と、人間が携帯する移動局とを含んで構成される。

【０００３】図４は前述のようなパーソナルハンディホ
ンシステムの移動局と基地局との間の無線通信のイメー
ジを示す説明図であり、図５は基地局に用いられる従来
の偏波ダイバーシティアンテナ装置を示す概略図であ
る。

【０００４】パーソナルハンディホンシステムにあって
は、例えば、図４に示すように、地下街あるいはオフィ
スビルの廊下などの天井１０に基地局１１が設置されて
おり、該基地局１１の付近で移動局１２を携帯する人が
通話を試みたならば、基地局１１と移動局１２との間で
無線通信が行われる。しかしながら、特に、地下街、鉄
筋構造建築物内、駅構内、トンネル内などでは電波の伝
搬条件が悪く、マルチパスなどの環境下フェージングを
発生する。そこで、この環境下フェージングの対策とし
て、アンテナダイバーシティ技術が利用される。

【０００５】ところで、一般的に、移動局１２は小型軽
量且つ安価にする必要があるのでアンテナを１個とし、
基地局１１側でアンテナダイバーシティを行うことが多
い。ダイバーシティの方式としては、複数の同一偏波用
のアンテナを空間的に離して構成するスペースダイバー
シティ方式、あるいは、略同一空間に水平偏波用のアン
テナと垂直偏波用のアンテナとを同居させて構成するこ
との可能な偏波ダイバーシティ方式などがあるものの、
スペースダイバーシティにあっては、充分なダイバーシ
ティ効果を得るには２つのアンテナの距離を３λ（λは
電波の波長でありＰＨＳでは１．９ＧＨｚが利用されλ
≒１６ｃｍである）以上離すことが必要であり、基地局
１１にしてもアンテナの小型化は強く要望されるので、
偏波ダイバーシティ方式が有利であり、偏波ダイバーシ
ティアンテナ装置を一般的に用いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
偏波ダイバーシティアンテナ装置にあっては、図５に示
すように、垂直偏波用のアンテナ１１ａと、水平偏波用
のアンテナ１１ｂと、送受信機１１ｃと、送受信状態の
良好な方のアンテナを常に選択して送受信機１１ｃに接
続するスイッチャー１１ｓとを含んで構成されているも
のの、図４に示すように人が携帯していてハンディタイ
プとして用いる移動局１２の場合には、移動局１２のア
ンテナの向きは必ずしも水平もしくは垂直の方向に向く
とは限らず、常に効率良く送受信できるとはいえないと
いう問題点があった。

【０００７】本発明は、上記の問題点を解決するために
成されたもので、その目的とするところは、偏波方向が
あらゆる方向に変化するハンディタイプの移動局であっ
ても、常に効率の良い送受信の可能な偏波ダイバーシテ
ィアンテナ装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の問題点を
解決するため、請求項１記載の発明にあっては、入力を
二等分に分岐する第１乃至第３の分配器と、位相を９０
度遅延する第１乃至第２の移相器と、入力を合成する第
１乃至第６の合成器とを備え、放射する電波の偏波方向
が互いに直交する第１のアンテナと第２のアンテナとを
有する偏波ダイバーシティアンテナを、右旋円偏波用
と、左旋円偏波用と、第１の直線偏波用と、前記第１の
直線偏波に対して偏波方向の直交する第２の直線偏波用
と、前記第１の直線偏波に対して偏波方向の４５度傾い
て交差する第３の直線偏波用とのそれぞれのモードに切
り換えて使用する偏波ダイバーシティアンテナ装置であ
って、第１の分配器の一方の出力を第１の合成器の一方
の入力に、第１の分配器の他方の出力を第４の合成器の
一方の入力に、第２の分配器の一方の出力を第２の合成
器の一方の入力に、第２の分配器の他方の出力を第３の
合成器の一方の入力に、第３の分配器の一方の出力を第
１の合成器の他方の入力に、第３の分配器の他方の出力
を第３の合成器の他方の入力に、第１の合成器の出力を
第１の移相器を介して第５の合成器の一方の入力に、第
２の合成器の出力を第５の合成器の他方の入力に、第３
の合成器の出力を第２の移相器を介して第６の合成器の
一方の入力に、第４の合成器の出力を第６の合成器の他
方の入力に、第５の合成器の出力を第１のアンテナの給
電端子に、第６の合成器の出力を第２のアンテナの給電
端子にそれぞれ接続して、第１の分配器の入力を右旋円
偏波用端子に、第２の分配器の入力を左旋円偏波用端子
に、第３の分配器の入力を第３の直線偏波用端子に、第
２の合成器の他方の入力を第１の直線偏波用端子に、第
４の合成器の他方の入力を第２の直線偏波用端子にそれ
ぞれ成したことを特徴とする。

【０００９】また、請求項２記載の発明にあっては、前
記合成器と前記分配器とはそれぞれ可逆性を有するもの
であることを特徴とする。

【００１０】更に、請求項３記載の発明にあっては、前
記第１のアンテナと前記第５の合成器との間、および、
前記第２のアンテナと前記第６の合成器との間に、前記
偏波ダイバーシティアンテナを送信アンテナとして用い
る場合には電力増幅器が有効になり、偏波ダイバーシテ
ィアンテナを受信アンテナとして用いる場合には低雑音
増幅器が有効になる、増幅ユニットを設けたことを特徴
とする。

【００１１】

【作用】以上のように構成したことにより、請求項１記
載の発明にあっては、入力を二等分に分岐する３個の分
配器と、位相を９０度遅延する２個の移相器と、入力を
合成する６個の合成器とを用いて、放射する電波の偏波
方向が互いに直交する第１のアンテナと第２のアンテナ
とを有する偏波ダイバーシティアンテナを、右旋円偏波
用と、左旋円偏波用と、第１の直線偏波用と、前記第１
の直線偏波に対して偏波方向の直交する第２の直線偏波
用と、前記第１の直線偏波に対して偏波方向の４５度傾
いて交差する第３の直線偏波用との、５種類のモードに
切り換えて使用することができる。

【００１２】請求項２記載の発明にあっては、前記合成
器と前記分配器とはそれぞれ可逆性を有するものである
から、前記偏波ダイバーシティアンテナを送信アンテナ
として用いる場合には、前記合成器は合成器として、前
記分配器は分配器としてそれぞれ動作すると共に、前記
偏波ダイバーシティアンテナを受信アンテナとして用い
る場合には、前記合成器は等価分配器として、前記分配
器は等価合成器としてそれぞれ動作するので、アンテナ
と送受信機との間の給電回路を受電回路としても用いる
ことができ、しかも、前記偏波ダイバーシティアンテナ
を送信アンテナとして用いる場合であっても受信アンテ
ナとして用いる場合であっても、前記第１の分配器の入
力は右旋円偏波用端子として、第２の分配器の入力は左
旋円偏波用端子として、第３の分配器の入力は第３の直
線偏波用端子として、第２の合成器の他方の入力は第１
の直線偏波用端子として、第４の合成器の他方の入力は
第２の直線偏波用端子としてそれぞれ用いることができ
るので、送受信の切り換えのための端子の切り換えを簡
便に行える。

【００１３】請求項３記載の発明にあっては、前記偏波
ダイバーシティアンテナを送信アンテナとして用いる場
合には、前記増幅ユニットは、前記第５の合成器と前記
第６の合成器とからの出力をそれぞれ電力増幅を行っ
て、前記偏波ダイバーシティアンテナの第１のアンテナ
と第２のアンテナとにそれぞれ送出する。また、前記偏
波ダイバーシティアンテナを受信アンテナとして用いる
場合には、前記増幅ユニットは、前記偏波ダイバーシテ
ィアンテナの第１のアンテナと第２のアンテナとからの
出力をそれぞれ低雑音増幅を行って、前記第５の合成器
と前記第６の合成器とにそれぞれ送出する。従って、無
線によるサービスエリアを拡大することができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明に係る偏波ダイバーシティアン
テナ装置の第１実施例を図１および図２に基づいて、第
２実施例を図３に基づいて、それぞれ詳細に説明する。

【００１５】〔第１実施例〕図１は偏波ダイバーシティ
アンテナ装置の給電回路（受電回路）を説明するブロッ
ク図、図２は偏波ダイバーシティアンテナ装置のアンテ
ナの概要を示す断面図である。

【００１６】偏波ダイバーシティアンテナ装置は、図１
に示すような給電回路２０と、図２に示すような偏波ダ
イバーシティアンテナ３０とを含んで構成されている。
給電回路２０は、第１乃至第３の分配器２１ａ，２１
ｂ，２１ｃと、第１乃至第２の移相器２２ａ，２２ｂ
と、第１乃至第６の合成器２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２
３ｄ，２３ｅ，２３ｆとを備えている。第１乃至第３の
分配器２１ａ，２１ｂ，２１ｃのそれぞれは入力する信
号電力を同位相且つ同レベルで分配するものであり、第
１乃至第２の移相器２２ａ，２２ｂのそれぞれは通過す
る信号電力の位相を９０度遅らすものであり、第１乃至
第６の合成器２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３
ｅ，２３ｆのそれぞれは入力する信号電力を同位相且つ
同レベルで合成するものである。

【００１７】しかも、前述の第１乃至第３の分配器２１
ａ，２１ｂ，２１ｃおよび第１乃至第２の移相器２２
ａ，２２ｂおよび第１乃至第６の合成器２３ａ，２３
ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆは、それぞれ可逆
性を備えている。つまり、第１乃至第３の分配器２１
ａ，２１ｂ，２１ｃのそれぞれは、分配器として動作す
ると共に合成器としても動作する。第１乃至第２の移相
器２２ａ，２２ｂのそれぞれは、通過する双方向の信号
電力に対して位相を９０度遅らすように作用する。第１
乃至第６の合成器２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２
３ｅ，２３ｆのそれぞれは、合成器として動作すると共
に分配器としても動作する。

【００１８】偏波ダイバーシティアンテナ３０は、第１
のアンテナに相当する垂直偏波用アンテナ３０ａと、第
２のアンテナに相当する水平偏波用アンテナ３０ｂとを
備えている。垂直偏波用アンテナ３０ａは給電端子３１
ａを備え、水平偏波用アンテナ３０ｂは給電端子３１ｂ
を備えている。垂直偏波用アンテナ３０ａと水平偏波用
アンテナ３０ｂとは、取り付けベース３２を介して天井
１０にそれぞれ取着固定されている。

【００１９】前述の第１乃至第３の分配器２１ａ，２１
ｂ，２１ｃと第１乃至第２の移相器２２ａ，２２ｂと第
１乃至第６の合成器２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，
２３ｅ，２３ｆとは、それぞれ次のように接続する。す
なわち、第１の分配器２１ａの一方の出力を第１の合成
器２３ａの一方の入力に、第１の分配器２１ａの他方の
出力を第４の合成器２３ｄの一方の入力に、第２の分配
器２１ｂの一方の出力を第２の合成器２３ｂの一方の入
力に、第２の分配器２１ｂの他方の出力を第３の合成器
２３ｃの一方の入力に、第３の分配器２１ｃの一方の出
力を第１の合成器２３ａの他方の入力に、第３の分配器
２１ｃの他方の出力を第３の合成器２３ｃの他方の入力
に、第１の合成器２３ａの出力を第１の移相器２２ａを
介して第５の合成器２３ｅの一方の入力に、第２の合成
器２３ｂの出力を第５の合成器２３ｅの他方の入力に、
第３の合成器２３ｃの出力を第２の移相器２２ｂを介し
て第６の合成器２３ｆの一方の入力に、第４の合成器２
３ｄの出力を第６の合成器２３ｆの他方の入力に、第５
の合成器２３ｅの出力を垂直偏波用アンテナ３０ａの給
電端子３１ａに、第６の合成器２３ｆの出力を水平偏波
用アンテナ３０ｂの給電端子３１ｂにそれぞれ接続す
る。

【００２０】そして、第１の分配器２１ａの入力を右旋
円偏波用端子２０ａに、第２の分配器２１ｂの入力を左
旋円偏波用端子２０ｂに、第３の分配器２１ｃの入力を
第３の直線偏波用端子２０ｃに、第２の合成器２３ｂの
他方の入力を第１の直線偏波用端子２０ｄに、第４の合
成器２３ｄの他方の入力を第２の直線偏波用端子２０ｅ
にそれぞれ成している。

【００２１】ところで、前述したように、第１乃至第３
の分配器２１ａ，２１ｂ，２１ｃおよび第１乃至第２の
移相器２２ａ，２２ｂおよび第１乃至第６の合成器２３
ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆは、それ
ぞれ可逆性を備えたものとしている。これらの可逆性を
有する素子から構成される給電回路２０にあっては、送
受信機２４を送信機として使用すると共に偏波ダイバー
シティアンテナ３０を送信アンテナとして使用する場合
には給電回路として動作し、送受信機２４を受信機とし
て使用すると共に偏波ダイバーシティアンテナ３０を受
信アンテナとして使用する場合には受電回路として動作
することが可能である。

【００２２】さて、垂直偏波用アンテナと水平偏波用ア
ンテナとに９０度の位相差をつけて給電すると、円偏波
を有する電波が放射されることが知られている。そこ
で、スイッチ切片Ｓａのみを閉じて、送信機としての送
受信機２４から給電回路２０の右旋円偏波用端子２０ａ
に送信信号を入力すると、第１の分配器２１ａは該送信
信号を二等分に分岐し、該分岐した送信信号の一方を第
１の合成器２３ａの一方の入力に、他方を第４の合成器
２３ｄの一方の入力にそれぞれ出力する。

【００２３】第１の合成器２３ａの一方の入力に出力さ
れた分岐した一方の送信信号は、第１の合成器２３ａか
ら出力され、第１の移相器２２ａを介して第５の合成器
２３ｅの一方の入力に出力され、第５の合成器２３ｅか
ら垂直偏波用アンテナ３０ａの給電端子３１ａに出力さ
れる。また、第４の合成器２３ｄの一方の入力に出力さ
れた分岐した他方の送信信号は、第４の合成器２３ｄか
ら出力され、第６の合成器２３ｆの他方の入力に出力さ
れ、第６の合成器２３ｆから水平偏波用アンテナ３０ｂ
の給電端子３１ｂに出力される。

【００２４】つまり、垂直偏波用アンテナ３０ａには、
水平偏波用アンテナ３０ｂに対するよりも９０度遅れた
位相の送信信号が入力されることになり、垂直偏波用ア
ンテナ３０ａと水平偏波用アンテナ３０ｂとから構成さ
れる偏波ダイバーシティアンテナ３０からは、右旋円偏
波の電波が放射する。ここで厳密には、右旋円偏波用端
子２０ａから、垂直偏波用アンテナ３０ａの給電端子３
１ａまでと、水平偏波用アンテナ３０ｂの給電端子３１
ｂまでとで給電線路の長さに差のある場合には、該給電
線路の長さの差による位相のずれと第１の移相器２２ａ
による移相量との和が９０度に成るよう設計しなければ
ならない。

【００２５】次に、スイッチ切片Ｓｂのみを閉じて、送
信機としての送受信機２４から給電回路２０の左旋円偏
波用端子２０ｂに送信信号を入力すると、第２の分配器
２１ｂは該送信信号を二等分に分岐し、該分岐した送信
信号の一方を第２の合成器２３ｂの一方の入力に、他方
を第３の合成器２３ｃの一方の入力にそれぞれ出力す
る。

【００２６】第２の合成器２３ｂの一方の入力に出力さ
れた分岐した一方の送信信号は、第２の合成器２３ｂか
ら出力され、第５の合成器２３ｅの他方の入力に出力さ
れ、第５の合成器２３ｅから垂直偏波用アンテナ３０ａ
の給電端子３１ａに出力される。また、第３の合成器２
３ｃの一方の入力に出力された分岐した他方の送信信号
は、第３の合成器２３ｃから第２の移相器２２ｂを介し
て第６の合成器２３ｆの一方の入力に出力され、第６の
合成器２３ｆから水平偏波用アンテナ３０ｂの給電端子
３１ｂに出力される。

【００２７】つまり、水平偏波用アンテナ３０ｂには、
垂直偏波用アンテナ３０ａに対するよりも９０度遅れた
位相の送信信号が入力されることになり、垂直偏波用ア
ンテナ３０ａと水平偏波用アンテナ３０ｂとから構成さ
れる偏波ダイバーシティアンテナ３０からは、左旋円偏
波の電波が放射する。

【００２８】スイッチ切片Ｓｃのみを閉じて、送信機と
しての送受信機２４から給電回路２０の第３の直線偏波
用端子２０ｃに送信信号を入力する場合は、第３の分配
器２１ｃは該送信信号を二等分に分岐し、該分岐した送
信信号の一方を第１の合成器２３ａの他方の入力に、他
方を第３の合成器２３ｃの他方の入力にそれぞれ出力す
る。

【００２９】第１の合成器２３ａの他方の入力に出力さ
れた分岐した一方の送信信号は、第１の合成器２３ａか
ら第１の移相器２２ａを介して第５の合成器２３ｅの一
方の入力に出力され、第５の合成器２３ｅから垂直偏波
用アンテナ３０ａの給電端子３１ａに出力される。ま
た、第３の合成器２３ｃの他方の入力に出力された分岐
した他方の送信信号は、第３の合成器２３ｃから第２の
移相器２２ｂを介して第６の合成器２３ｆの一方の入力
に出力され、第６の合成器２３ｆから水平偏波用アンテ
ナ３０ｂの給電端子３１ｂに出力される。

【００３０】つまり、垂直偏波用アンテナ３０ａと水平
偏波用アンテナ３０ｂとには、同位相の送信信号が入力
されることになり、垂直偏波用アンテナ３０ａと水平偏
波用アンテナ３０ｂとから構成される偏波ダイバーシテ
ィアンテナ３０からは、垂直に対して４５度傾いた直線
偏波の電波が放射する。

【００３１】スイッチ切片Ｓｄのみを閉じて、送信機と
しての送受信機２４から給電回路２０の第１の直線偏波
用端子２０ｄに送信信号を入力する場合は、該送信信号
は第２の合成器２３ｂの他方の入力に出力され、第２の
合成器２３ｂから第５の合成器２３ｅの他方の入力に出
力され、第５の合成器２３ｅから垂直偏波用アンテナ３
０ａの給電端子３１ａに出力される。

【００３２】つまり、垂直偏波用アンテナ３０ａには送
信信号は入力されるものの、水平偏波用アンテナ３０ｂ
には送信信号は入力されないことになり、垂直偏波用ア
ンテナ３０ａと水平偏波用アンテナ３０ｂとから構成さ
れる偏波ダイバーシティアンテナ３０からは、直線偏波
である垂直偏波の電波が放射する。

【００３３】スイッチ切片Ｓｅのみを閉じて、送信機と
しての送受信機２４から給電回路２０の第２の直線偏波
用端子２０ｅに送信信号を入力する場合は、該送信信号
は第４の合成器２３ｂの他方の入力に出力され、第４の
合成器２３ｄから第６の合成器２３ｆの他方の入力に出
力され、第６の合成器２３ｆから水平偏波用アンテナ３
０ｂの給電端子３１ｂに出力される。

【００３４】つまり、水平偏波用アンテナ３０ｂには送
信信号は入力されるものの、垂直偏波用アンテナ３０ａ
には送信信号は入力されないことになり、垂直偏波用ア
ンテナ３０ａと水平偏波用アンテナ３０ｂとから構成さ
れる偏波ダイバーシティアンテナ３０からは、直線偏波
である水平偏波の電波が放射する。

【００３５】すなわち、図１に示すような給電回路２０
と図２に示すような偏波ダイバーシティアンテナ３０と
を含んで構成される偏波ダイバーシティアンテナ装置に
あっては、送信機としての送受信機２４からの送信信号
を、給電回路２０の右旋円偏波用端子２０ａ、左旋円偏
波用端子２０ｂ、第３の直線偏波用端子２０ｃ、第１の
直線偏波用端子２０ｄ、第２の直線偏波用端子２０ｅの
いずれに印加するかを選択することによって、偏波ダイ
バーシティアンテナ３０から放射する電波の偏波種別
を、右旋円偏波、左旋円偏波、垂直に対して４５度傾い
た直線偏波、垂直の直線偏波、水平の直線偏波の５種類
のモードに切り換えて送信することができる。

【００３６】また、送受信機２４を受信機として使用す
ると共に偏波ダイバーシティアンテナ３０を受信アンテ
ナとして使用する場合にあっては、詳細な説明は省略す
るがアンテナの可逆性により、可逆性を有する素子から
構成される給電回路２０は受電回路としても動作するこ
とが可能であり、偏波ダイバーシティアンテナ３０の受
信する電波が右旋円偏波である場合には受信信号は右旋
円偏波用端子２０ａに高効率に出力され、偏波ダイバー
シティアンテナ３０の受信する電波が左旋円偏波である
場合には受信信号は左旋円偏波用端子２０ｂに高効率に
出力され、偏波ダイバーシティアンテナ３０の受信する
電波が垂直に対して４５度傾いた直線偏波である場合に
は受信信号は第３の直線偏波用端子２０ｃに高効率に出
力され、偏波ダイバーシティアンテナ３０の受信する電
波が垂直の直線偏波である場合には受信信号は第１の直
線偏波用端子２０ｄに高効率に出力され、偏波ダイバー
シティアンテナ３０の受信する電波が水平の直線偏波で
ある場合には受信信号は第２の直線偏波用端子２０ｅに
高効率に出力される。

【００３７】すなわち、図１に示すような給電回路２０
と図２に示すような偏波ダイバーシティアンテナ３０と
を含んで構成される偏波ダイバーシティアンテナ装置に
あっては、受信する電波の偏波種別を、右旋円偏波、左
旋円偏波、垂直に対して４５度傾いた直線偏波、垂直の
直線偏波、水平の直線偏波の５種類のモードに切り換え
て受信することができる。

【００３８】従って、図１に示すような給電回路２０と
図２に示すような偏波ダイバーシティアンテナ３０とを
含んで構成される偏波ダイバーシティアンテナ装置にあ
っては、移動局からの電波を、５種類のモードの中か
ら、受信信号レベルの最も大きなモードあるいは復調信
号の最もエラーの少ないモードなど、最も受信状態の良
好なモードを選択して受信することができる。しかも、
基地局としての偏波ダイバーシティアンテナ３０から移
動局に対して返信信号を送信する場合には、先程最も受
信状態の良好であったモードを用いて、すなわち、先程
最も受信状態の良好であるとして選択した端子２０ａ，
２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅの中の１つの端子をそ
のまま切り換えることなく送信にも用いることで、基地
局としての偏波ダイバーシティアンテナ３０と移動局と
の間で良好な通話（送受信）が可能と成る。

【００３９】また、それまで交信がなく、最初に基地局
としての偏波ダイバーシティアンテナ３０から移動局に
対して送信する場合には、移動局のアンテナの向きがい
ずれの方向を向いているか分からないものの、右旋ある
いは左旋円偏波の電波にて送信すれば移動局との交信が
行える可能性が高く、図１に示すような給電回路２０と
図２に示すような偏波ダイバーシティアンテナ３０とを
含んで構成される偏波ダイバーシティアンテナ装置にあ
っては、運用するに当たって非常に便利で使い勝手が良
い。

【００４０】なお、図２に示す偏波ダイバーシティアン
テナ３０にあっては、垂直偏波用アンテナ３０ａと水平
偏波用アンテナ３０ｂとは積層形態にされており、電波
は偏波ダイバーシティアンテナ３０の直下には放射し難
いと共に、図５に示すような従来の基地局に使用されて
いる偏波ダイバーシティアンテナよりも、垂直偏波と水
平偏波との合成波としての円偏波が得やすいものと成っ
ている。

【００４１】〔第２実施例〕図３は偏波ダイバーシティ
アンテナ装置の概要を説明するブロック図である。な
お、図３において、前述の〔第１実施例〕の偏波ダイバ
ーシティアンテナ装置と同じ部分にあっては同じ符号を
付してあるので、同じ部分の詳細な説明は省略する。

【００４２】この偏波ダイバーシティアンテナ装置が、
前述の〔第１実施例〕の偏波ダイバーシティアンテナ装
置と異なり特徴となるのは、給電回路２０と偏波ダイバ
ーシティアンテナ３０との間に、増幅ユニット４０を介
在した構成である。増幅ユニット４０は、図３に示すよ
うに、第１乃至第２の電力増幅器４１ａ，４１ｂと、第
１乃至第２の低雑音増幅器４２ａ，４２ｂと、第１乃至
第４の切換スイッチ４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂ
と、第１乃至第４の端子４５ａ，４５ｂ，４６ａ，４６
ｂとを備えている。

【００４３】第１の切換スイッチ４３ａは切換切片Ｔ_1a
を、第２の切換スイッチ４３ｂは切換切片Ｔ_1bを、第３
の切換スイッチ４４ａは切換切片Ｔ_2aを、第４の切換ス
イッチ４４ｂは切換切片Ｔ_2bをそれぞれ備えている。切
換切片Ｔ_1aは第１の端子４５ａに、切換切片Ｔ_1bは第２
の端子４５ｂに、切換切片Ｔ_2aは第３の端子４６ａに、
切換切片Ｔ_2bは第４の端子４６ｂにそれぞれ接続してい
る。第１の端子４５ａは給電回路２０の第５の合成器２
３ｅの出力に、第２の端子４５ｂは給電回路２０の第６
の合成器２３ｆの出力に、第３の端子４６ａは偏波ダイ
バーシティアンテナ３０の垂直偏波用アンテナ３０ａの
給電端子３１ａに、第４の端子４６ｂは偏波ダイバーシ
ティアンテナ３０の水平偏波用アンテナ３０ｂの給電端
子３１ｂにそれぞれ接続している。

【００４４】前述の切換切片Ｔ_1a，Ｔ_1b，Ｔ_2a，Ｔ_2bの
それぞは連動動作を行うようにされており、偏波ダイバ
ーシティアンテナ装置が送信状態にある場合には、切換
切片Ｔ_1a，Ｔ_2aのそれぞれは電力増幅器４１ａ側に接続
すると共に切換切片Ｔ_1b，Ｔ _2bのそれぞは電力増幅器４
１ｂ側に接続し、偏波ダイバーシティアンテナ装置が受
信状態にある場合には、切換切片Ｔ_1a，Ｔ_2aのそれぞれ
は低雑音増幅器４２ａ側に接続すると共に切換切片
Ｔ_1b，Ｔ_2bのそれぞは低雑音増幅器４２ｂ側に接続する
ようにされている。

【００４５】従って、図３に示すような給電回路２０と
増幅ユニット４０と、前述した図２に示すような偏波ダ
イバーシティアンテナ３０とを含んで構成される偏波ダ
イバーシティアンテナ装置にあっては、送信時には電力
増幅器４１ａ，４１ｂが有効に成り、受信時には低雑音
増幅器４２ａ，４２ｂが有効に成るので、送信信号ある
いは受信信号が給電回路２０を伝搬する際に生ずる伝搬
損失を補うことができ、基地局としての偏波ダイバーシ
ティアンテナ装置のサービスエリアの拡大に繋がり、広
いエリアに多数の基地局を設置しなければならない場合
には、基地局の数の低減が可能となる。特に、受信時に
おいては、低雑音増幅器４２ａ，４２ｂが無いと、上記
の伝搬損失がそのまま受信時の雑音指数性能の劣化に繋
がるので重要である。

【００４６】

【発明の効果】本発明の偏波ダイバーシティアンテナ装
置は上述のように構成したものであるから、請求項１記
載の発明にあっては、一基の基地局としての偏波ダイバ
ーシティアンテナ装置でありながら、右旋円偏波、左旋
円偏波、垂直に対して４５度傾いた直線偏波、垂直の直
線偏波、水平の直線偏波の５種類のモードのアンテナが
あるものとみなすことができ、それぞれの中で最も良好
なモードを選択して送信することによって高い通話品質
を確保することができ、請求項２記載の発明にあって
は、上記効果に加えて、受信時には前記モードの中の最
も受信状態の良好なモードを選択して受信を行い、送信
時には先程選択したところのモードを切り換えることな
く送信することによって良好な通話品質を確保すること
ができると共に、それまで移動局との交信が無く最初に
基地局から送信する場合には、移動局のアンテナの方向
が何方に向いているか分からないものの、最も交信の取
れる確率の高い右旋あるいは左旋円偏波の電波を放射す
ることができ、請求項３記載の発明にあっては、上記効
果に加えて、送信信号あるいは受信信号が分配器や移相
器や合成器を伝搬する際の伝搬損失を補うことができ、
特に受信時にあっては雑音指数性能の向上が可能である
と共に、一基の基地局としてのサービスエリアの更なる
拡大が可能である、優れた偏波ダイバーシティアンテナ
装置を提供できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る偏波ダイバーシティアンテナ装置
の第１実施例の給電回路を説明するブロック図である。

【図２】上記実施例のアンテナの概要を示す断面図であ
る。

【図３】本発明に係る偏波ダイバーシティアンテナ装置
の第２実施例の概要を説明するブロック図である。

【図４】パーソナルハンディホンシステムの移動局と基
地局との間の無線通信のイメージを示す説明図である。

【図５】基地局に用いられる従来の偏波ダイバーシティ
アンテナ装置を示す概略図である。

【符号の説明】

２０ａ 右旋円偏波用端子 ２０ｂ 左旋円偏波用端子 ２０ｃ 第３の直線偏波用端子 ２０ｄ 第１の直線偏波用端子 ２０ｅ 第２の直線偏波用端子 ２１ａ 第１の分配器 ２１ｂ 第２の分配器 ２１ｃ 第３の分配器 ２２ａ 第１の移相器 ２２ｂ 第２の移相器 ２３ａ 第１の合成器 ２３ｂ 第２の合成器 ２３ｃ 第３の合成器 ２３ｄ 第４の合成器 ２３ｅ 第５の合成器 ２３ｆ 第６の合成器 ３０ 偏波ダイバーシティアンテナ ３０ａ 第１のアンテナ ３０ｂ 第２のアンテナ ４０ 増幅ユニット ４１ａ 電力増幅器 ４１ｂ 電力増幅器 ４２ａ 低雑音増幅器 ４２ｂ 低雑音増幅器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小松 幹生 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 阿尾 直樹 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力を二等分に分岐する第１乃至第３の
   分配器と、位相を９０度遅延する第１乃至第２の移相器
   と、入力を合成する第１乃至第６の合成器とを備え、放
   射する電波の偏波方向が互いに直交する第１のアンテナ
   と第２のアンテナとを有する偏波ダイバーシティアンテ
   ナを、右旋円偏波用と、左旋円偏波用と、第１の直線偏
   波用と、前記第１の直線偏波に対して偏波方向の直交す
   る第２の直線偏波用と、前記第１の直線偏波に対して偏
   波方向の４５度傾いて交差する第３の直線偏波用とのそ
   れぞれのモードに切り換えて使用する偏波ダイバーシテ
   ィアンテナ装置であって、第１の分配器の一方の出力を
   第１の合成器の一方の入力に、第１の分配器の他方の出
   力を第４の合成器の一方の入力に、第２の分配器の一方
   の出力を第２の合成器の一方の入力に、第２の分配器の
   他方の出力を第３の合成器の一方の入力に、第３の分配
   器の一方の出力を第１の合成器の他方の入力に、第３の
   分配器の他方の出力を第３の合成器の他方の入力に、第
   １の合成器の出力を第１の移相器を介して第５の合成器
   の一方の入力に、第２の合成器の出力を第５の合成器の
   他方の入力に、第３の合成器の出力を第２の移相器を介
   して第６の合成器の一方の入力に、第４の合成器の出力
   を第６の合成器の他方の入力に、第５の合成器の出力を
   第１のアンテナの給電端子に、第６の合成器の出力を第
   ２のアンテナの給電端子にそれぞれ接続して、第１の分
   配器の入力を右旋円偏波用端子に、第２の分配器の入力
   を左旋円偏波用端子に、第３の分配器の入力を第３の直
   線偏波用端子に、第２の合成器の他方の入力を第１の直
   線偏波用端子に、第４の合成器の他方の入力を第２の直
   線偏波用端子にそれぞれ成したことを特徴とする偏波ダ
   イバーシティアンテナ装置。
2. 【請求項２】 前記合成器と前記分配器とはそれぞれ可
   逆性を有するものであることを特徴とする請求項１記載
   の偏波ダイバーシティアンテナ装置。
3. 【請求項３】 前記第１のアンテナと前記第５の合成器
   との間、および、前記第２のアンテナと前記第６の合成
   器との間に、前記偏波ダイバーシティアンテナを送信ア
   ンテナとして用いる場合には電力増幅器が有効になり、
   偏波ダイバーシティアンテナを受信アンテナとして用い
   る場合には低雑音増幅器が有効になる、増幅ユニットを
   設けたことを特徴とする請求項１記載または請求項２記
   載の偏波ダイバーシティアンテナ装置。