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ANTENNA DEVICE meetings

Patent code P190016289
File No. H29-G04dp
Posted date Aug 22, 2019
Application number P2018-021436
Publication number P2019-041367A
Date of filing Feb 8, 2018
Date of publication of application Mar 14, 2019
Priority data
  • P2017-162626 (Aug 25, 2017) JP
Inventor
  • (In Japanese)本田 和博
  • (In Japanese)小川 晃一
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人富山大学
Title ANTENNA DEVICE meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an antenna device capable of achieving super-high speed communication and large-capacity communication in a multiple wave propagation environment.
SOLUTION: The antenna device includes: a circular arrangement phased array antenna 1 with N (N: an even number of 4 or more) antenna elements arranged on a circle at uniform intervals; a control section 12 which divides the N antenna elements to be orthogonal to an incoming wave direction into N/2 sub arrays according to the incoming wave direction which is a direction of an incoming wave coming into the circular arrangement phased array antenna 1 and independently forming n/2 beams directed to an incoming direction by controlling the directivity of the divided sub arrays.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

近年、あらゆるものがインターネットにつながるIoT(Internet of Things)社会への進展が期待されている。中でも、自動車分野の通信環境では、ネットワークに常時つながる自動車である「コネクテッドカー」がITS(Intelligent Transport Systems:高
度道路交通システム)分野を変革させるものとして期待されている。

コネクテッドカーは、ICT(Information and Communication Technology)端末としての機能を有する自動車である。コネクテッドカーは、車両の状態や周囲の道路状況などの様々なデータをセンサー等により取得し、ネットワークを介して集積および分析することで、新たな価値を生み出すことが期待された自動車である。そのため、コネクテッドカーは、携帯電話基地局との通信による集中管理型ネットワークのみならず、車車間通信や路車間通信による自律分散型ネットワークを併用する。コネクテッドカーは、データを集積して分析するためには携帯電話基地局や他自動車間との通信が欠かせない。

例えば、特許文献1では、エスパアンテナを用いて受信信号が最大となるように指向性を制御するアンテナについて開示されている。これによれば、安定した通信が行えると共に回路構成の簡単化、小型化および低コスト化を図れるアンテナを実現できる。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、アンテナ装置に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
円上に等間隔に配列されたN個(Nは4以上の偶数)のアンテナ素子を有する円形配列フェーズドアレーアンテナと、
前記円形配列フェーズドアレーアンテナに到来する到来波の方向である到来波方向に応じて、前記N個のアンテナ素子を前記到来波方向に直交するように前記N/2個のサブアレーに分割し、前記サブアレーの指向性を制御することで前記到来波方向に向いた前記N/2個のビームを独立に形成する制御部とを備える、
アンテナ装置。

【請求項2】
 
前記N/2個のサブアレーそれぞれは、配列方向が平行となる2個のアンテナ素子の組み合わせで構成され、
前記組み合わせは、前記到来波方向に応じて、変更される、
請求項1に記載のアンテナ装置。

【請求項3】
 
前記組み合わせには、前記N/2のパターンがあり、
前記制御部は、
前記N/2のパターンのうち、前記到来波方向とπ/Nの角度範囲以内において平行となる2個のアンテナ素子の組み合わせのパターンを選択することで、前記組み合わせを、前記到来波方向に応じて変更する、
請求項2に記載のアンテナ装置。

【請求項4】
 
前記N個のアンテナ素子それぞれは、円の領域を含む平面と垂直に配置されたアンテナ素子からなる、
請求項1~3のいずれか1項に記載のアンテナ装置。

【請求項5】
 
前記N個のアンテナ素子はそれぞれ、ダイポールアンテナと電気的に等価な働きをする等価ダイポール素子である、
請求項1~4のいずれか1項に記載のアンテナ装置。

【請求項6】
 
前記円形配列フェーズドアレーアンテナは、さらに、円の略中心に配された寄生素子を有する、
請求項1~5のいずれか1項に記載のアンテナ装置。

【請求項7】
 
前記寄生素子は、アンテナ素子として用いられ、
前記アンテナ装置は、さらに、
前記N個のアンテナ素子それぞれの受信信号を前記N個のアンテナ素子の配置に応じた重みをかけて合計した第1信号と、前記寄生素子の受信信号である第2信号とを統計解析し、前記第1信号および前記第2信号の位相差を算出することにより、前記到来波方向を推定する到来波方向推定部と、
前記円形配列フェーズドアレーアンテナとの接続を、前記到来波方向推定部および前記制御部のうちの一方に切り換える切り換え部と、を備え、
前記位相差は、前記到来波方向に略比例する、
請求項6に記載のアンテナ装置。

【請求項8】
 
前記到来波方向推定部は、
前記切り換え部により、前記円形配列フェーズドアレーアンテナとの接続が、前記到来波方向推定部に切り換えられている間に、前記第1信号の位相角と前記第2信号の位相角との差を算出することで、前記第1信号および前記第2信号の位相差を算出する、
請求項7に記載のアンテナ装置。

【請求項9】
 
前記到来波方向推定部は、
所定時間の前記第1信号における同相成分および直交成分の平均値である第1同相平均値および第1直交平均値を算出し、かつ、前記所定時間の前記第2信号における同相成分および直交成分の平均値である第2同相平均値および第2直交平均値を算出することで、前記第1信号と前記第2信号とを統計解析し、
前記第1信号の位相角を前記第1同相平均値および第1直交平均値から算出し、
前記第2信号の位相角を前記第2同相平均値および第2直交平均値から算出する、
請求項8に記載のアンテナ装置。

【請求項10】
 
前記制御部は、
前記切り換え部により、前記円形配列フェーズドアレーアンテナとの接続が、前記制御部に切り換えられている間に、前記到来波方向推定部により推定された前記到来波方向に応じて、前記N/2個のサブアレーに分割し、前記サブアレーの指向性を制御する、
請求項9に記載のアンテナ装置。

【請求項11】
 
前記円形配列フェーズドアレーアンテナは2以上あり、
前記制御部は、2以上の前記円形配列フェーズドアレーアンテナのそれぞれにおいて、前記到来波方向に向いた前記N/2個のビームを独立に形成する、
請求項1~10のいずれか1項に記載のアンテナ装置。

【請求項12】
 
さらに、円上に等間隔に配列されたM個(Mは3以上の自然数)の第1アンテナ素子と、前記円の略中心に配された1個の第2アンテナ素子とからなる他の円形配列フェーズドアレーアンテナと、
前記第1アンテナ素子それぞれの受信信号を前記第1アンテナ素子の配置に応じた重みをかけて合計した第1信号と、前記第2アンテナ素子の受信信号である第2信号とを統計解析し、前記第1信号および前記第2信号の位相差を算出することにより、前記他の円形配列フェーズドアレーアンテナに到来する到来波の方向である到来波方向を推定する演算部とを備え、
前記円形配列フェーズドアレーアンテナは4以上の偶数個あり、前記4以上の前記円形配列フェーズドアレーアンテナは、前記他の円形配列フェーズドアレーアンテナを中心とした円状に略等間隔に配置される、
請求項11に記載のアンテナ装置。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2018021436thum.jpg
State of application right Published
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