特許 6207550 制御装置、アンテナ及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6207550

(24)【登録日】2017年9月15日

(45)【発行日】2017年10月4日

(54)【発明の名称】制御装置、アンテナ及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04B 1/18 20060101AFI20170925BHJP

   H01Q 3/32 20060101ALI20170925BHJP

   H01Q 21/08 20060101ALI20170925BHJP

【ＦＩ】

   H04B1/18 A

   H01Q3/32

   H01Q21/08

【請求項の数】3

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2015-126262(P2015-126262)

(22)【出願日】2015年6月24日

(65)【公開番号】特開2017-11549(P2017-11549A)

(43)【公開日】2017年1月12日

【審査請求日】2015年6月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000232287

【氏名又は名称】日本電業工作株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104880

【弁理士】

【氏名又は名称】古部 次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100149113

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 謹矢

(74)【代理人】

【識別番号】100166981

【弁理士】

【氏名又は名称】砂田 岳彦

(72)【発明者】

【氏名】古賀 義之

(72)【発明者】

【氏名】小島 誠

【審査官】 野元 久道

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／０４２４４４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ １／１８

Ｈ０１Ｑ ３／３２

Ｈ０１Ｑ ２１／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のアンテナ素子が送受信する送受信信号の位相をずらす複数の移相器が接続され、送信機からの制御信号に基づいて当該複数の移相器を制御する複数の子機機能部を有する１つの制御装置であって、
シングル通信方式に従った制御信号には、宛先の子機機能部を指定するアドレス及び宛先の子機機能部に実行させる処理内容を示すコマンドが含まれており、
前記複数の子機機能部のそれぞれは、１つの子機機能部に１つの移相器しか割り当てられないシングル通信方式に従った制御信号に含まれるコマンドを処理可能な子機機能部であって、前記複数の移相器のそれぞれに対応して設けられており、
シングル通信方式で動作している送信機から、シングル通信方式に従った制御信号を受信する受信手段と、
シングル通信方式に従った制御信号に含まれるアドレスと前記複数の子機機能部のそれぞれに割り振られたアドレスとを比較することにより、当該複数の子機機能部のうちの当該制御信号の宛先である子機機能部に対して当該制御信号に含まれるコマンドを振り分けて当該コマンドの処理を実行させる処理実行手段とを備え、
前記制御信号に含まれるコマンドを複数の子機機能部に対して振り分けることにより前記送信機への応答信号が複数生成された場合、当該複数の応答信号にて当該送信機に応答する代わりに、当該送信機が正常ではない信号であると認識する応答信号を生成し、生成した当該応答信号により当該送信機に応答すること
を特徴とする制御装置。

【請求項2】

複数のアンテナ素子をそれぞれ有する複数のアレイアンテナと、
前記複数のアレイアンテナ毎に設けられ、複数のアンテナ素子が送受信する送受信信号の位相をずらす複数の移相器と、
前記複数の移相器が接続され、送信機からの制御信号に基づいて当該複数の移相器を制御する複数の子機機能部を有する１つの制御装置とを備え、
シングル通信方式に従った制御信号には、宛先の子機機能部を指定するアドレス及び宛先の子機機能部に実行させる処理内容を示すコマンドが含まれており、
前記複数の子機機能部のそれぞれは、１つの子機機能部に１つの移相器しか割り当てられないシングル通信方式に従った制御信号に含まれるコマンドを処理可能な子機機能部であって、前記複数の移相器のそれぞれに対応して設けられており、
前記制御装置は、
シングル通信方式で動作している送信機から、シングル通信方式に従った制御信号を受信する受信手段と、
シングル通信方式に従った制御信号に含まれるアドレスと前記複数の子機機能部のそれぞれに割り振られたアドレスとを比較することにより、当該複数の子機機能部のうちの当該制御信号の宛先である子機機能部に対して当該制御信号に含まれるコマンドを振り分けて当該コマンドの処理を実行させる処理実行手段とを有し、
前記制御信号に含まれるコマンドを複数の子機機能部に対して振り分けることにより前記送信機への応答信号が複数生成された場合、当該複数の応答信号にて当該送信機に応答する代わりに、当該送信機が正常ではない信号であると認識する応答信号を生成し、生成した当該応答信号により当該送信機に応答すること
を特徴とするアンテナ。

【請求項3】

複数のアンテナ素子が送受信する送受信信号の位相をずらす複数の移相器が接続され、送信機からの制御信号に基づいて当該複数の移相器を制御する複数の子機機能部を有する１つの制御装置に用いられるプログラムであって、
シングル通信方式に従った制御信号には、宛先の子機機能部を指定するアドレス及び宛先の子機機能部に実行させる処理内容を示すコマンドが含まれており、
前記複数の子機機能部のそれぞれは、１つの子機機能部に１つの移相器しか割り当てられないシングル通信方式に従った制御信号に含まれるコマンドを処理可能な子機機能部であって、前記複数の移相器のそれぞれに対応して設けられており、
シングル通信方式で動作している送信機から、シングル通信方式に従った制御信号を受信する機能と、
シングル通信方式に従った制御信号に含まれるアドレスと前記複数の子機機能部のそれぞれに割り振られたアドレスとを比較することにより、当該複数の子機機能部のうちの当該制御信号の宛先である子機機能部に対して当該制御信号に含まれるコマンドを振り分けて当該コマンドの処理を実行させる機能とを前記制御装置に実現させ、
前記制御信号に含まれるコマンドを複数の子機機能部に対して振り分けることにより前記送信機への応答信号が複数生成された場合、当該複数の応答信号にて当該送信機に応答する代わりに、当該送信機が正常ではない信号であると認識する応答信号を生成し、生成した当該応答信号により当該送信機に応答すること
を特徴とするプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制御装置、アンテナ及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば周波数共用アンテナやマルチビームアンテナなどのアンテナにおいて、１つのアンテナに関わる移相器類が複数必要になるケースが増えている。また、柔軟なエリア形成を行うためには、頻繁なチルト角制御を行いエリアの調整が必要であり、それを実現するために、例えば、ＡＩＳＧ（Antenna Interface Standards Group）規格によるチルト制御システムが採用される。ＡＩＳＧ規格では、例えば無線機などの１次局（親機）からの命令に従い、アンテナに付随する２次局（子機）が動作して、チルト角の制御等が行われる。

【0003】

特許文献１には、基地局側あるいはアンテナ側でマルチプレクサ回路を含むアンテナ変速機制御装置において、ＡＩＳＧ規格を用いて、アンテナに近い成分をコントロールするためのプロトコル・トランスミッションが２本のマルチプレクサ回路間で交互に行われ、アンテナ側で提供されるマルチプレクサ回路のアンテナ・サイドポートに作成された信号は、マルチプレクサ回路によって測定するか検知し、接続依存または消費者依存のプロトコルと一緒に伝送路に注入できることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開第２０１０／０４９０９４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ＡＩＳＧ規格には、移相器類に処理装置が１対１で割り当てられる通信方式（シングル通信方式、Single-antenna elementary procedures）が存在する。送信機がこのシングル通信方式しかサポートしていない場合には、通信方式の仕様上の制限により、通常は移相器類と同じ数の処理装置が必要となる。
本発明は、シングル通信方式を採用した送信機から信号を受信する制御系にてハードウェアからなる処理装置の数を減らすことを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

かかる目的のもと、本発明が適用される制御装置は、複数のアンテナ素子が送受信する送受信信号の位相をずらす複数の移相器が接続され、複数の移相器を制御する制御装置であって、１つの移相器に１つの処理装置が割り当てられることを前提とした通信方式を採用した送信機から、複数の移相器に対する複数の制御信号を受信する受信手段と、送信機から受信した複数の移相器に対する複数の制御信号について、１つの処理装置にて複数の移相器の移相器毎に処理を実行する処理実行手段とを備える。
また、処理実行手段の処理により送信機への応答信号が複数生成された場合、送信機が正常ではない応答信号であると認識するための処理を行って送信機に応答する応答手段をさらに備えることを特徴とすることができる。
さらに、処理実行手段は、送信機から受信した制御信号が複数の移相器のいずれの移相器宛の制御信号であるか否かを移相器毎に判定し、移相器宛の制御信号であれば制御信号に含まれるコマンドを実行することを特徴とすることができる。

【0007】

他の観点から捉えると、本発明が適用されるアンテナは、複数のアンテナ素子をそれぞれ有する複数のアレイアンテナと、複数のアレイアンテナ毎に設けられ、複数のアンテナ素子が送受信する送受信信号の位相をずらす複数の移相器と、複数の移相器が接続され、複数の移相器を制御する制御装置とを備え、制御装置は、１つの移相器に１つの処理装置が割り当てられることを前提とした通信方式を採用した送信機から、複数の移相器に対する複数の制御信号を受信し、受信した複数の制御信号について、１つの処理装置にて複数の移相器の移相器毎に処理を実行することを特徴とすることができる。
さらに他の観点から捉えると、本発明が適用されるプログラムは、複数のアンテナ素子が送受信する送受信信号の位相をずらす複数の移相器が接続され、複数の移相器を制御する制御装置に、１つの移相器に１つの処理装置が割り当てられることを前提とした通信方式を採用した送信機から、複数の移相器に対する複数の制御信号を受信する機能と、送信機から受信した複数の移相器に対する複数の制御信号について、１つの処理装置にて複数の移相器の移相器毎に処理を実行する機能とを実現させるものである。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、シングル通信方式を採用した送信機から信号を受信する制御系にてハードウェアからなる処理装置の数を減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施の形態に係るアンテナのハードウェア構成例を示すブロック図である。

【図2】（ａ）は、本実施の形態に係るアンテナの構成の一例を示す図である。（ｂ）は、シングル通信方式を採用した場合の従来のアンテナの構成例を示す図である。

【図3】（ａ）、（ｂ）は、親機からアンテナに対して送信される信号のフレームフォーマットの一例を説明するための図である。

【図4】本実施の形態に係る処理装置部の機能構成の一例を示すブロック図である。

【図5】本実施の形態に係る処理装置部の処理手順の一例を示したフローチャートである。

【図6】比較例の構成における処理装置部の処理手順の一例を示したフローチャートである。

【図7】（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態に係るアンテナの他の構成例を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜アンテナのハードウェア構成＞
まず、本実施の形態に係るアンテナ１００のハードウェア構成について説明する。図１は、本実施の形態に係るアンテナ１００のハードウェア構成例を示すブロック図である。アンテナ１００は、ＡＩＳＧ規格による制御命令を発信する装置である親機３００と接続されている。この親機３００は、例えば、携帯電話基地局における無線機や専用の制御装置などであり、本実施の形態では、処理部１２０へ制御命令を送信するための送信機ともいえる。そして、アンテナ１００は、親機からの制御命令に従ってチルト制御等の処理を行う。

【0011】

アンテナ１００は、アレイアンテナ１８０−１、アレイアンテナ１８０−２と、移相器１１０ａ、移相器１１０ｂと、処理部１２０とを備えている。なお、アレイアンテナ１８０−１、アレイアンテナ１８０−２を区別する必要がない場合には、アレイアンテナ１８０と称する場合がある。また、移相器１１０ａ、移相器１１０ｂを区別する必要がない場合には、移相器１１０と称する場合がある。

【0012】

まず、アレイアンテナ１８０−１は、アンテナ素子１８１ａ〜１８１ｄを備え、アレイアンテナ１８０−２は、アンテナ素子１８２ａ〜１８２ｄを備えている。アンテナ素子１８１ａ〜１８１ｄ、アンテナ素子１８２ａ〜１８２ｄは、それぞれ一直線上に等間隔で配置されており、異なる周波数帯用のアンテナ素子（例えば、アンテナ素子１８１ａ〜１８１ｄは高周波数帯用アンテナ素子、アンテナ素子１８２ａ〜１８２ｄは低周波数帯用アンテナ素子）として用いられる。このように、複数のアンテナ素子はそれぞれのアレイアンテナ１８０ごとに１つの移相器１１０に接続される。図１に示す例では、アンテナ素子１８１ａ〜１８１ｄは移相器１１０ａに接続され、アンテナ素子１８２ａ〜１８２ｄは移相器１１０ｂに接続される。

【0013】

次に、移相器１１０は、アレイアンテナ１８０のそれぞれのアンテナ素子（アンテナ素子１８１ａ〜１８１ｄ、アンテナ素子１８２ａ〜１８２ｄ）に供給される入力信号又はそれぞれのアンテナ素子が受信した出力信号の位相を制御して、アレイアンテナ１８０の指向性を設定する。付言すると、移相器１１０は、アンテナ素子１８１ａ〜１８１ｄ、アンテナ素子１８２ａ〜１８２ｄから送信される電波の位相を変えることで、電波（ビーム）の送信方向及び受信方向（指向性）を水平面から地表方向もしくは天空方向に傾けて、チルト角を設定する。ここで、移相器１１０は、例えば、中心を同じくする複数の円弧状の導体と、中心から延びてこれらの円弧状の導体と交差する直線状の導体とから構成されている。そして、中心を軸として直線状の導体を回転させることで、円弧状の導体と交差する位置が変化し、信号が伝搬する経路の長さが変わることで、信号の位相（移相量）を変化させる。即ち、このような移相器１１０では、直線状の導体の回転角によって移相量が設定され、所望のチルト角を実現する。

【0014】

移相器１１０ａは、位置検出部１１１ａとモータ１１２ａとを有しており、移相器１１０ｂは、位置検出部１１１ｂとモータ１１２ｂとを有している。
位置検出部１１１ａ、位置検出部１１１ｂは、移相量を示す位置として、直線状の導体の回転角を検知する。
モータ１１２ａ、モータ１１２ｂは、直線状の導体を回転させて、移相量を制御する。

【0015】

次に、処理部１２０は、親機３００からの信号を処理する子機としての機能を備え、通信インタフェース部（以下、通信ＩＦ部）１３０、電源部１４０、処理装置部１５０、モータ制御回路１６１、位置検出補助回路１６２、切替回路１７０ａ、切替回路１７０ｂを有している。以下では、モータ制御回路１６１及び位置検出補助回路１６２をまとめて、モータ制御／位置検出補助回路１６０と称する場合がある。また、切替回路１７０ａ、切替回路１７０ｂをまとめて切替回路１７０と称する場合がある。

【0016】

通信ＩＦ部１３０は、親機３００と処理装置部１５０との間で信号を仲介する回路である。
電源部１４０は、処理部１２０内の各部、各回路に電源を供給する。

【0017】

モータ制御回路１６１は、半導体素子などの電子部材（電子部品）から構成される回路であって、処理装置部１５０により制御され、移相器１１０を制御するための回路である。例えば、モータ制御回路１６１は、処理装置部１５０からチルト角を指定する信号を受信した場合、指定したチルト角となる様に移相器１１０を制御する。

【0018】

位置検出補助回路１６２は、移相器１１０から直線状の導体の回転角を示す位置検出信号を受信し、受信した位置検出信号の増幅や検出しやすいように前処理するための回路である。ここで、処理装置部１５０内のソフトウェアにより位置検出信号の補正等を行う場合には、この位置検出補助回路１６２を設けなくても良い。

【0019】

切替回路１７０は、モータ制御回路１６１及び位置検出補助回路１６２と制御対象となる移相器１１０ａ、移相器１１０ｂの信号切り替えを行う。

【0020】

処理装置部１５０は、ＡＩＳＧ規格による通信を処理するためのソフトウェアを実行する。ここで、処理装置部１５０は、位置検出補助回路１６２を介して位置検出信号を受信し、移相器１１０における直線状の導体の回転角を検知する。また、処理装置部１５０は、親機３００からのチルト制御命令に基づいて、移相器１１０のチルト角を指定する信号を生成し、モータ制御回路１６１を介して移相器１１０に送信する。この処理装置部１５０は、例えば、マイクロプロセッサにより実現されるが、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）やＣＰＬＤ（Complex Programmable Logic Device）などのプログラマブルロジックデバイス等でも良い。

【0021】

そして、処理装置部１５０は、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver Transmitter）１５１、ＣＰＵ（Central Processing Unit、演算装置）１５２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１５３、ＲＯＭ（Read Only Memory）１５４、Ｉ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）１５５ａ、Ｉ／Ｏ１５５ｂを有している。

【0022】

ＵＡＲＴ１５１は、シリアル転送方式のデータとパラレル転送方式のデータとを相互に変換するための集積回路である。ＲＡＭ１５３は、ＣＰＵ１５２によるソフトウェア等の実行時におけるワークエリアとして用いられる。ＲＯＭ１５４は、ＣＰＵ１５２により実行されるソフトウェア等を記憶している。そして、ＣＰＵ１５２は、ソフトウェア等をＲＯＭ１５４からＲＡＭ１５３にロードし実行する。ソフトウェア等が実行されることにより、処理装置部１５０の各種機能が実現される。

【0023】

Ｉ／Ｏ１５５ａ、Ｉ／Ｏ１５５ｂは、外部から信号を受信したり、外部に信号を送信したりする接続端子である。移相器１１０における位置検出がポテンショメータの抵抗比率により実現される場合には、Ｉ／Ｏ１５５ｂに加えてＡ／Ｄコンバータ（アナログ−デジタル変換回路）も必要となる。
ＲＡＭ１５３、ＲＯＭ１５４、Ａ／Ｄコンバータなどは、処理装置部１５０の外部に設けることとしても良い。

【0024】

また、ＣＰＵ１５２によって実行されるソフトウェア等は、予め処理装置部１５０内に保存されていても良いし、処理装置部１５０の外部におかれた別の記憶装置（例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）やＦｌａｓｈメモリ）からＲＡＭ１５３にロードしても良い。また、ソフトウェア等は、通信手段を用いて処理装置部１５０にダウンロードさせてもよい。

【0025】

このような構成にて、アンテナ１００は、親機３００からのチルト制御命令により移相器１１０のチルト角を制御する。ここで、ＡＩＳＧ規格には、処理部１２０（子機機能）と移相器１１０とが１対１で接続される通信方式（以下、シングル通信方式と称する）と、処理部１２０（子機機能）と移相器１１０とが１対多で接続される通信方式（Multi-antenna elementary procedures、以下、マルチ通信方式と称する）とが存在する。
本実施の形態では、親機３００がシングル通信方式しかサポートしておらず、シングル通信方式を用いることを子機側へ要求する状況下において、処理部１２０が実行するソフトウェア（即ち、処理装置部１５０が実行するソフトウェア）により、仮想的に複数の子機機能を設けて、１つの処理部１２０でありながら複数の子機相当の動作を実現する。

【0026】

図２（ａ）は、本実施の形態に係るアンテナ１００の構成の一例を示す図であり、図２（ｂ）は、比較例として、シングル通信方式を採用した場合の従来のアンテナ２００の構成例を示す図である。

【0027】

図２（ａ）に示す構成は、図１に示す構成を簡略化したものであり、アレイアンテナ１８０を省略している。上述したように、１つの処理部１２０に対して２つの移相器１１０が接続される。
一方、図２（ｂ）に示す比較例の構成では、２つの移相器２１０（移相器２１０ａ、移相器２１０ｂ）のそれぞれに対応する処理部２２０（処理部２２０ａ、処理部２２０ｂ）が存在する。つまり、処理部２２０は移相器２１０と同じ数必要ということを意味している。各処理部２２０はそれぞれ、通信ＩＦ部２３０（通信ＩＦ部２３０ａ、通信ＩＦ部２３０ｂ）、電源部２４０（電源部２４０ａ、電源部２４０ｂ）、処理装置部２５０（処理装置部２５０ａ、処理装置部２５０ｂ）、モータ制御／検出補助回路２６０（モータ制御／検出補助回路２６０ａ、モータ制御／検出補助回路２６０ｂ）を備えている。なお、図２（ｂ）に示す構成例では、図２（ａ）と同様に、アレイアンテナを省略している。

【0028】

ここで、図１、図２（ａ）に示す例では２つの移相器１１０を示したが、本実施の形態では、１つの処理部１２０に対して３つ以上の移相器１１０を接続しても良い。
また、本実施の形態では、制御装置の一例として、処理装置部１５０を用いている。さらに、処理部１２０または処理装置部１５０は、処理装置の一例としての機能を有している。さらに、本実施の形態では、処理部１２０が、制御装置の一例としての機能を有すると捉えることもできる。
このように、本実施の形態ではシングル通信方式であっても１つの処理部１２０で制御できるため、アンテナ１００の小型化や低コスト化が実現できる。

【0029】

＜フレームフォーマットの説明＞
次に、本実施の形態において、親機３００からアンテナ１００に対して送信される信号のフレームフォーマットについて説明する。図３（ａ）、（ｂ）は、親機３００からアンテナ１００に対して送信される信号のフレームフォーマットの一例を説明するための図である。

【0030】

ＡＩＳＧ規格では、国際標準化機構（ＩＳＯ）によって策定されたＯＳＩ参照モデルのデータリンク層のプロトコルであるＨＤＬＣ（High-Level Data Link Control）がベースとなる。図３（ａ）は、ＡＩＳＧ規格のデータリンク層でのフレームフォーマットを示す図である。図示のように、ＡＩＳＧ規格のフレームの領域は、「ヘッダ」、「アドレス」、「フレーム種別」、「コマンドデータ本体」、「ＣＲＣ」、「フッタ」の種別に分けられる。

【0031】

「ヘッダ」は、フレームの始まりを示すビット列であり、１オクテット（フレームの先頭から１オクテット目）である。「アドレス」は、子機のアドレスであり、１オクテット（フレームの先頭から２オクテット目）である。子機のアドレスは、親機３００によって子機ごとに（即ち、移相器１１０ごとに）付加される。「フレーム種別」は、ＨＤＬＣに規定されているフレーム種別を示し、１オクテット（フレームの先頭から３オクテット目）である。フレーム種別は、Ｓフレーム、Ｕフレーム、Ｉフレームの３つに分別される。

【0032】

「コマンドデータ本体」は、制御命令が含まれるコマンドのデータであり、データ長は任意（可変長）である。「ＣＲＣ」は、アドレス、フレーム種別、コマンドデータ本体のビットの伝送誤り検出に用いられ、２オクテットである。付言すると、フレームの全データ長をＮオクテットとした場合、ＣＲＣはフレームの先頭からＮ−２〜Ｎ−１オクテット目の領域に該当する。「フッタ」は、フレームの終わりを示すビット列であり、１オクテット（フレームの先頭からＮオクテット目）である。

【0033】

ここで、ＡＩＳＧ規格では、子機ごとに固有のＩＤ（以下、ユニークＩＤと称する）が予め割り当てられており、親機３００は、子機のユニークＩＤを指定してチルト制御等の命令を行う。一般に、ユニークＩＤは、１９オクテットの文字コードで表される文字列である。この先頭２オクテットはメーカ固有のものであり、残り１７オクテットが各メーカで一意に定められて、全体としてユニークＩＤが固有のものとなる。

【0034】

そして、従来技術であるＡＩＳＧにおいて、親機３００は、個々の子機に対してチルト制御等の命令を行うにあたり、ユニークＩＤを使用してリンクを確立する。したがって、あらかじめ手入力等でユニークＩＤが既知のものとなっていない場合は、リンクを確立する前に各子機のユニークＩＤを特定するためのデバイススキャンと呼ばれる処理を行う。デバイススキャンは、接続されている全ての子機に対して行う命令であるブロードキャストの一つであり、図３（ａ）で示されるＨＤＬＣのＵフレーム構造の信号である。

【0035】

コマンドデータ本体の領域には、例えば、各子機に対して「ユニークＩＤの最後の１ビットが０の場合に応答すること」を要求するコマンドが格納される。また、デバイススキャンはブロードキャストとして送信するため、アドレスとして特殊な値（１６進数でＦＦ）を格納して送信される。ブロードキャストとして送られたフレームは、すべての子機がそのフレーム内容を確認し、必要に応じて応答を行うことがＡＩＳＧにて規定されている。子機はユニークＩＤに対する条件に合致した場合、親機３００に対してユニークＩＤを含む応答を返す。もし、複数の子機が合致する条件だった場合、デバイススキャンの応答として複数の子機から信号が送信されるため、通信路上で信号が衝突し、通常、親機３００は正常な信号を受信することができない。このように、親機３００は正常な信号を受信できなかった場合は、その条件下に合致するユニークＩＤを持つ子機が複数あるものと判断し、親機３００は、さらに条件範囲を狭く設定して、例えば、「ユニークＩＤの最後の２ビットが００の場合に応答すること」を要求するコマンドを格納して、各子機に対して送信する。このように条件を狭めていくことで、最終的に１つの子機のみが該当する条件となった際に、親機３００は正しい信号を受信でき、その子機のユニークＩＤを認識することができる。

【0036】

このように、親機３００は、条件範囲を少しずつ狭くして、その条件に当てはまるユニークＩＤが１つになった際の応答信号をもとに、子機のユニークＩＤを特定する。子機のユニークＩＤを特定すると、親機３００は、特定したユニークＩＤに対してアドレスを割り振り、子機にアドレスを通知する。
本実施の形態では、処理装置部１５０は、それぞれの子機に対応するユニークＩＤと、親機３００から通知されたアドレスとを関連付けて記憶しておき、それぞれの移相器１１０ごとに子機機能を実現する。

【0037】

次に、親機３００は、子機のユニークＩＤを特定すると、個々の子機のアドレスを指定してチルト制御等の信号を送信する。図３（ｂ）は、子機のアドレスを指定して制御命令を行う際のフレームを示す図である。ここで、子機のアドレスを指定して制御命令を行う際のフレームは、ＨＤＬＣのＩフレーム構造であり、コマンドデータ本体の領域には、「ＡＩＳＧコマンド種別」、「実データ長」、「実データ」が含まれる。

【0038】

「ＡＩＳＧコマンド種別」には、子機への命令であるコマンドの番号が格納される。この番号には、シングル通信方式のもの、マルチ通信方式のもの、及びシングル通信方式とマルチ通信方式とに共通する方式のものが存在しており、この番号などをもとに通信方式が判別される。例えば、番号３３は、シングル通信方式においてチルト角を設定するコマンド（Ｓｅｔ Ｔｉｌｔ）を示し、番号８１は、マルチ通信方式においてチルト角を設定するコマンド（Ａｎｔｅｎｎａ Ｓｅｔ Ｔｉｌｔ）を示す。他のコマンドとしては、例えば、移相器１１０のチルト角を取得して親機３００に報告するものや、基地局やアンテナ１００の情報を記憶したり親機３００に報告したりするものが存在する。また、「実データ長」は、実データの長さを示し、「実データ」には、コマンドのデータ等が格納される。

【0039】

本実施の形態において、例えば、移相器１１０ａのチルト角を設定する場合、親機３００は、ＡＩＳＧコマンド種別をシングル通信方式のコマンドである「Ｓｅｔ Ｔｉｌｔ」にして、設定するチルト角の値を実データに格納する。そして、親機３００は、移相器１１０ａに対応する子機に割り振ったアドレスを宛先として、アンテナ１００にフレームを送信する。

【0040】

＜処理装置部の機能構成＞
次に、本実施の形態に係る処理装置部１５０の機能構成について説明する。図４は、本実施の形態に係る処理装置部１５０の機能構成の一例を示すブロック図である。処理装置部１５０は、親機３００からの信号を受信する受信処理部１９１と、受信した信号のコマンドを実行するコマンド処理部１９２と、親機３００に対して応答を行う応答実行部１９３とを備える。

【0041】

受信処理部１９１は、通信ＩＦ部１３０を介して、親機３００から信号を受信する。

【0042】

コマンド処理部１９２は、親機３００からコマンドを受信した場合に、それぞれの子機ごとに子機宛のコマンドであるか否か、即ち、複数の移相器１１０のいずれの移相器１１０宛のコマンドであるか否かを移相器１１０ごとに判定する。具体的には、コマンド処理部１９２は、親機３００から受信したフレームのアドレスと各子機に割り振られたアドレスとを順番に比較していき、宛先となる子機が存在するか否かを判定する。そして、コマンドの宛先となる子機が存在すれば、コマンド処理部１９２は、そのコマンドを実行して、宛先の子機に対するコマンドの処理、即ち、宛先の子機に対応した移相器１１０に対してコマンドの処理を実行する。また、コマンド処理部１９２は、コマンドの処理を行ったことを親機３００へ応答するための応答信号を生成する。

【0043】

応答実行部１９３は、コマンド処理部１９２にて応答信号が生成されると、生成された応答信号を、通信ＩＦ部１３０を介して親機３００へ送信する。
ここで、ＡＩＳＧ規格では、例えば、上述したように、親機３００が移相器１１０のユニークＩＤを特定するのにブロードキャストでフレームを送信した場合など、複数の子機が応答する場合がある。この場合、従来の構成では、応答信号が同時に発信されて応答信号同士が衝突するため、一次局（親機）には正常な信号が届かない。例えば、図２（ｂ）の比較例の構成において、処理装置部２５０ａ及び処理装置部２５０ｂが応答する場合には、通信ＩＦ部２３０を通過した後に応答信号同士が衝突する。一次局においては、正常ではない信号を受信したことを識別してそれに応じた処理を行うため、このような動作で問題ない。

【0044】

ただし、本実施の形態では、複数の応答信号が生成された場合においても、通信ＩＦ部１３０が１つであるため、複数の信号を同時に送信することができない。すなわち、応答信号同士が実際に衝突しないこととなる。そこで、応答実行部１９３は、複数の応答信号が生成された場合、親機３００において「正常ではない信号」であることを認識できるように処理を行う。具体的には、応答実行部１９３は、例えば、応答信号のデータを破壊したり、不正な信号と認識される特定のデータや通信規約に反するようなデータを生成したりして、親機３００に対して応答を行う。ここでの応答処理は、正常ではない信号であることを親機３００が認識可能なものであれば、どのような処理でも良い。

【0045】

本実施の形態では、受信処理部１９１が受信手段の一例としての機能を有している。また、コマンド処理部１９２が処理実行手段の一例としての機能を有している。さらに、応答実行部１９３が応答手段の一例としての機能を有している。なお、処理部１２０が、制御装置の一例としての機能を有すると捉えた場合には、例えば、通信ＩＦ部１３０が受信手段の一例としての機能を有し、処理装置部１５０が処理実行手段及び応答手段の一例としての機能を有すると捉えることができる。

【0046】

＜処理装置部の処理手順＞
次に、本実施の形態に係る処理装置部１５０の処理手順について説明する。図５は、本実施の形態に係る処理装置部１５０の処理手順の一例を示したフローチャートである。図５に示す処理は繰り返し実行される。

【0047】

受信処理部１９１は、親機３００からのコマンドの受信待ちを行う。ここで、受信処理部１９１は、親機３００から信号を受信し（ステップ１０１）、信号（コマンド）を受信したか否かを判定する（ステップ１０２）。コマンドを受信したと判定されなければ（ステップ１０２でＮｏ）、本処理フローは終了し、受信処理部１９１は引き続きコマンドの受信待ちを行う。

【0048】

一方、コマンドを受信したと判定された場合（ステップ１０２でＹｅｓ）、次に、コマンド処理部１９２によるコマンド処理が行われる。ここで、コマンド処理部１９２は、処理部１２０にて仮想的に動作する有効な子機の数（ｎ）だけ、後述するステップ１０３〜ステップ１０７の処理を繰り返し実行する。まず、コマンド処理部１９２は、有効な子機を１つ選択し、受信した信号が、選択した子機宛の信号であるか否かを判定する（ステップ１０３）。ここでは、コマンド処理部１９２は、信号の宛先とされるアドレスが、選択した子機に対して割り振られたアドレスと一致するか否かを判定し、両アドレスが一致するか、ブロードキャストを表すアドレスであれば、選択した子機宛の信号であると判定する。

【0049】

ここで、選択した子機宛の信号ではないと判定された場合（ステップ１０３でＮｏ）、コマンド処理部１９２は、次の有効な子機を１つ選択する。
一方、選択した子機宛の信号であると判定された場合（ステップ１０３でＹｅｓ）、コマンド処理部１９２は、そのコマンドの通信方式が、共通方式またはシングル通信方式であるか、マルチ通信方式またはＡＩＳＧ規格にて未定義のものであるかを判定する（ステップ１０４）。ここで、例えば、子機のユニークＩＤを特定するためにブロードキャストで送信されるフレームは、共通方式のものと判定される。また、例えば、「Ｓｅｔ Ｔｉｌｔ」のコマンドは、シングル通信方式と判定される。

【0050】

ステップ１０４において、コマンドの通信方式が共通方式またはシングル通信方式であると判定された場合、コマンド処理部１９２は、そのコマンドを実行して、宛先の子機に対してコマンドの処理を行う（ステップ１０５）。一方、コマンドの通信方式がマルチ通信方式または未定義であると判定された場合、コマンド処理部１９２は、エラーと判定する（ステップ１０６）。ステップ１０５またはステップ１０６の後、コマンド処理部１９２は、応答信号を生成する（ステップ１０７）。ただし、例えば全ての子機に対するリセットコマンドのように、コマンドによっては応答信号を生成せずに終了するものも存在する。そして、ステップ１０７の後、コマンド処理部１９２は、まだ選択していない他の子機を１つ選択する。
このようにして、コマンド処理部１９２は、有効な子機の数（ｎ）だけ、ステップ１０３〜ステップ１０７の処理を実行する。そして、全ての子機に対して処理が終了すると、次のステップ１０８へ移行する。

【0051】

次に、応答実行部１９３は、コマンド処理部１９２にて生成された応答信号があるか否かを判定する（ステップ１０８）。応答信号がないと判定された場合（ステップ１０８でＮｏ）、本処理フローは終了する。一方、応答信号があると判定された場合（ステップ１０８でＹｅｓ）、応答実行部１９３は、複数の子機が応答したか否か、即ち、複数の応答信号が生成されたか否かを判定する（ステップ１０９）。

【0052】

ステップ１０９で、複数の子機が応答していないと判定された場合（ステップ１０９でＮｏ）、生成された応答信号は１つであり、応答実行部１９３は、生成された応答信号を、通信ＩＦ部１３０を介して親機３００へ送信する（ステップ１１０）。そして、本処理フローは終了する。一方、複数の子機が応答したと判定された場合（ステップ１０９でＹｅｓ）、生成された応答信号は複数であり、応答実行部１９３は、親機３００が正常ではない信号であることを認識するように、生成された応答信号に対して処理を実行する（ステップ１１１）。そして、ステップ１１０に移行し、応答実行部１９３は、ステップ１１１で処理された応答信号を親機３００に送信し、本処理フローは終了する。

【0053】

次に、図２（ｂ）に示す比較例の構成における処理装置部２５０の処理について説明する。図６は、比較例の構成における処理装置部２５０の処理手順の一例を示したフローチャートである。図６に示す処理は、それぞれの処理装置部２５０（処理装置部２５０ａ、処理装置部２５０ｂ）にて繰り返し実行される。

【0054】

処理装置部２５０は、親機３００からのコマンドの受信待ちを行う。ここで、処理装置部２５０は、親機３００から信号を受信し（ステップ２０１）、信号（コマンド）を受信したか否かを判定する（ステップ２０２）。コマンドを受信したと判定されなければ（ステップ２０２でＮｏ）、本処理フローは終了する。

【0055】

一方、コマンドを受信したと判定された場合（ステップ２０２でＹｅｓ）、次に、処理装置部２５０によるコマンド処理が行われる。ここで、処理装置部２５０は、受信した信号が、自身宛の信号であるか否かを判定する（ステップ２０３）。ここでは、処理装置部２５０は、コマンドの宛先とされるアドレスが、自身の子機に割り振られたアドレスと一致するか否かを判定し、両アドレスが一致するか、ブロードキャストを表すアドレスであれば、自身宛の信号であると判定する。

【0056】

自身宛の信号であると判定された場合（ステップ２０３でＹｅｓ）、処理装置部２５０は、そのコマンドの通信方式が共通方式またはシングル通信方式であるか、マルチ通信方式またはＡＩＳＧ規格にて未定義のものであるかを判定する（ステップ２０４）。コマンドの通信方式が共通方式またはシングル通信方式であると判定された場合、処理装置部２５０は、そのコマンドを実行する（ステップ２０５）。一方、コマンドの通信方式がマルチ通信方式または未定義であると判定された場合、処理装置部２５０は、エラーと判定する（ステップ２０６）。ステップ２０５またはステップ２０６の後、処理装置部２５０は、応答信号を生成する（ステップ２０７）。

【0057】

ステップ２０３で自身宛の信号ではないと判定された場合（ステップ２０３でＮｏ）、またはステップ２０７の後、処理装置部２５０は、生成した応答信号があるか否かを判定する（ステップ２０８）。ステップ２０７で応答信号を生成していれば、ステップ２０８で肯定の判断（Ｙｅｓ）がされ、処理装置部２５０は、応答信号を親機３００へ送信する（ステップ２０９）。ここで、複数の処理装置部２５０で応答信号が生成されていれば、親機３００への伝送路上で応答信号同士が衝突するため、親機３００には正常な信号が届かないこととなる。ステップ２０９の後、または応答信号がないと判定された場合（ステップ２０８でＮｏ）、本処理フローは終了する。

【0058】

このように、比較例の構成では、親機３００から信号が送信された場合、移相器２１０ごとに設けられた各処理部２２０が自身宛の信号か否かを判定して処理を実行する。また、複数の応答信号が生成された場合には、応答信号同士が衝突して親機３００には正常な信号が届かない。
一方、本実施の形態では、親機３００から信号が送信された場合、図５に示すように、処理装置部１５０が子機宛の信号か否かを子機ごとに順番に判定を行い、該当する子機宛の信号であった場合、コマンドを実行するとともに応答信号を生成する。また、応答信号が複数ある場合、処理装置部１５０は、正常ではない信号であることを認識させるための処理を行い、親機３００に応答を行う。このように応答することで、親機３００は正常ではない信号を受信することとなり、応答信号同士が実際に衝突する比較例の構成と同等の動作が実現される。

【0059】

以上説明したように、本実施の形態では、親機３００がシングル通信方式しかサポートしていない状況下で、１つの処理部１２０に対して複数の移相器１１０が接続されて、親機３００からの制御命令に従って処理が実行される。本実施の形態に係るアンテナ１００を用いることにより、例えば、移相器１１０に対して１対１で処理部１２０を割り当てる比較例の構成と比べて、処理部１２０の数が減り、アンテナ１００のコストダウンが実現される。また、アンテナ１００の小型化に寄与することとなる。

【0060】

＜アンテナ１００の他の構成例＞
次に、本実施の形態に係るアンテナ１００の他の構成例について説明する。図７（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態に係るアンテナ１００の他の構成例を示した図である。

【0061】

図７（ａ）に示す構成は、図２（ａ）に示す構成と比較して、移相器１１０と同じ数の通信ＩＦ部１３０（図７（ａ）に示す例では、通信ＩＦ部１３０ａ、通信ＩＦ部１３０ｂ）を設けた構成である。このような構成において、複数の応答信号が生成された場合、応答信号は、宛先とされた子機ごと（即ち、移相器１１０ごと）の通信ＩＦ部１３０を介して、親機３００に送信される。そのため、通信ＩＦ部１３０を通過した後に応答信号同士が実際に衝突することとなる。即ち、処理装置部１５０は、正常ではない信号であることを親機３００に認識させるための処理を行わなくて良いため、図５のステップ１０９及びステップ１１１の処理は不要になる。

【0062】

また、図７（ｂ）に示す構成は、図２（ａ）に示す構成と比較して、切替回路１７０を設けない代わりに、移相器１１０と同じ数のモータ制御／位置検出補助回路１６０（図７（ｂ）に示す例では、モータ制御／位置検出補助回路１６０ａ、モータ制御／位置検出補助回路１６０ｂ）を設けた構成である。ここで、モータ制御／位置検出補助回路１６０は複数の移相器１１０を同時に制御することができない。そのため、図２（ａ）に示す構成のように切替回路１７０を設ける場合には、モータ制御／位置検出補助回路１６０の制御中に別の子機に対して親機３００から制御命令が発行されると、処理装置部１５０は、そのコマンドを受けられないことを表す「Ｂｕｓｙ」リターンコードを応答する。そのため、親機３００としては、同時に制御命令を発行しないようにするか、「Ｂｕｓｙ」リターンコードを受けた場合には、１つの制御命令が完了次第、次の制御命令を発行するような処理を行うこととなる。

【0063】

一方、図７（ｂ）に示す構成のように、モータ制御／位置検出補助回路１６０を移相器１１０と同じ数だけ設ける場合、処理部１２０は、同時に複数の移相器１１０を制御することができるようになる。このような構成の場合、処理装置部１５０は、信号の宛先となる移相器１１０に接続されたモータ制御／位置検出補助回路１６０に対して、信号を送信する。

【0064】

さらに、図７（ｃ）に示す構成は、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す構成を組み合わせたものである。即ち、通信ＩＦ部１３０を移相器１１０と同じ数だけ設けるとともに、切替回路１７０を設けない代わりにモータ制御／位置検出補助回路１６０を移相器１１０と同じ数だけ設けた構成である。このような構成の場合も、図７（ｂ）の場合と同様に、複数の応答信号が実際に衝突することとなるため、図５のステップ１０９及びステップ１１１の処理は不要になる。

【0065】

なお、本実施の形態では、処理部１２０に複数の移相器１１０が接続される構成について説明したが、処理部１２０に接続される移相器１１０が１つの場合にも、図５の処理手順により処理が行われる。即ち、処理部１２０に接続される移相器１１０が１つでも２つ以上でも、同じ構成の処理部１２０を用いれば良い。

【0066】

また、本実施の形態において、アレイアンテナ１８０の形態は異なる周波数帯用のアンテナ素子を一直線上に配置したものに限らず、例えば同じ周波数帯域の複数のアンテナ素子からなるアレイアンテナを複数、異なる方向に配置してもよい。また、例えば、アンテナ素子１８１ａ〜１８１ｄ、アンテナ素子１８２ａ〜１８２ｄは、複数のアンテナ素子を有するサブアレイであっても良い。さらに、アレイアンテナ１８０の指向性を設定する移相器１１０についても、機械的に線路長を変える移相器や、誘電体を用いたものなど、他の形態の移相器を用いても良い。

【0067】

本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態には限定されない。本発明の精神及び範囲から逸脱することなく様々に変更したり代替態様を採用したりすることが可能なことは、当業者に明らかである。

【符号の説明】

【0068】

１００…アンテナ、１１０，１１０ａ，１１０ｂ…移相器、１２０…処理部、１３０…通信ＩＦ部、１４０…電源部、１５０…処理装置部、１６０…モータ制御／位置検出補助回路、１６１…モータ制御回路、１６２…位置検出補助回路、１７０，１７０ａ，１７０ｂ…切替回路、１８０，１８０−１，１８０−２…アレイアンテナ、１８１ａ〜１８１ｄ，１８２ａ〜１８２ｄ…アンテナ素子、１９１…受信処理部、１９２…コマンド処理部、１９３…応答実行部、３００…親機

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】