特許 6393426 無線通信装置

(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】6393426

(24)【登録日】2018年8月31日

(45)【発行日】2018年9月19日

(54)【発明の名称】無線通信装置

(51)【国際特許分類】

   H01Q 3/04 20060101AFI20180910BHJP

   H04B 7/08 20060101ALI20180910BHJP

   H04B 7/06 20060101ALI20180910BHJP

【ＦＩ】

   H01Q3/04

   H04B7/08 710

   H04B7/06 890

【請求項の数】7

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-531071(P2017-531071)

(86)(22)【出願日】2016年6月8日

(86)【国際出願番号】JP2016067133

(87)【国際公開番号】WO2017018070

(87)【国際公開日】20170202

【審査請求日】2017年7月21日

(31)【優先権主張番号】特願2015-148967(P2015-148967)

(32)【優先日】2015年7月28日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000005049

【氏名又は名称】シャープ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】特許業務法人ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】大口 修平

(72)【発明者】

【氏名】徳田 正盛

(72)【発明者】

【氏名】武部 裕幸

(72)【発明者】

【氏名】内藤 孝

【審査官】 佐藤 当秀

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−２３９３９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／０６９８０９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−０７８８３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０２７９２９８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｑ １／２４

Ｈ０１Ｑ ３／００− ３／４６

Ｈ０４Ｂ ７／０６

Ｈ０４Ｂ ７／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

同時に動作可能な複数の無線回路部と、
該無線回路部毎に複数個接続されている指向性アンテナと、
該指向性アンテナ毎に設けられ、当該指向性アンテナの指向性の向きを変化させるように当該指向性アンテナを回転させる回転部と、
を備え、
一方の無線回路部に接続されている指向性アンテナの指向性のヌル方向が、他方の無線回路部に接続されている指向性アンテナに向いていることを特徴とする無線通信装置。

【請求項2】

上記複数の無線回路部は、同一の周波数帯で動作するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。

【請求項3】

各無線回路部は、ＭＩＭＯ方式または送信ダイバーシチ方式で動作可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信装置。

【請求項4】

上記指向性アンテナ毎に設けられ、当該指向性アンテナの、上記無線通信装置の筐体に対する取り付け角度を調整する可動部をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の無線通信装置。

【請求項5】

上記無線通信装置の筐体の側面において、一方の無線回路部に接続されている指向性アンテナが配置されている領域と、他方の無線回路部に接続されている指向性アンテナが配置されている領域とが異なる位置にあることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の無線通信装置。

【請求項6】

一方の無線回路部に接続されている指向性アンテナが、他方の無線回路部に接続されている指向性アンテナに対し、上記無線通信装置の筐体を挟んで反対側に配置されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の無線通信装置。

【請求項7】

同一の無線回路部に接続されている指向性アンテナを備えるアンテナユニットが互いに異なる形状を有することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の無線通信装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無線通信装置およびその設置方法に関するものであり、特に、同時に動作可能な複数の無線回路部を備えている無線通信装置およびその設置方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、端局・中継局両用の長距離広帯域移動無線通信装置が記載されている。当該端局・中継局両用の長距離広帯域移動無線通信装置は、同時に動作可能な二つの送受信部および二つの指向性アンテナを備えており、中継局として機能する場合に、二つの指向性アンテナの一つは端局に、同時に別の一つは地上局に向けて指向制御され、この２つの対向局と同時に通信するようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】日本国公開特許公報「特開２００３−３２７３９号公報（公開日：２００３年１月３１日）」

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明者らは、同時に動作可能な複数の無線回路部を備え、複数の基地局と同時に通信することができる無線通信装置を鋭意開発している。特に、無線回路部毎に複数の指向性アンテナを接続して、例えば、ＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）方式または送信ダイバーシチ方式で通信を行う技術を検討している。

【0005】

ただし、本発明者らの独自の知見によれば、無線回路部毎に複数の指向性アンテナを接続する場合、従来技術のように、指向性アンテナの指向性を、単に通信先の基地局に向けるだけでは、良好な通信品質を得ることは困難である。なぜなら、図９に示すように、同一方向を向く複数の指向性アンテナ群が複数組存在した場合、自局内干渉を回避することが難しく、受信感度が劣化するおそれがあるからである。

【0006】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の主たる目的は、同時に動作可能な複数の無線回路部を備え、無線回路部毎に複数の指向性アンテナを接続している無線通信装置において、自局内干渉の回避を容易化するための技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様に係る無線通信装置は、同時に動作可能な複数の無線回路部と、該無線回路部毎に複数個接続されている指向性アンテナと、該指向性アンテナ毎に設けられ、当該指向性アンテナの指向性の向きを変化させるように当該指向性アンテナを回転させる回転部と、を備えている。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、同時に動作可能な複数の無線回路部を備え、無線回路部毎に複数の指向性アンテナを接続している無線通信装置において、自局内干渉の回避を容易化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態に係る無線通信装置の概略構成を示すブロック図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る無線通信装置の外観の一例を示す斜視図である。

【図3】本発明の一実施形態におけるアンテナユニットの詳細な構造の一例を説明する模式図である。

【図4】本発明の一実施形態における指向性調整のバリエーションを示す斜視図である。

【図5】本発明の一変形例におけるコネクタ部の構造を示す模式図である。

【図6】本発明の一実施形態に係る無線通信装置の外観の一例を示す斜視図である。

【図7】本発明の一実施形態における指向性調整のバリエーションを示す斜視図である。

【図8】本発明の一実施形態に係る無線通信装置の外観の例を示す斜視図である。

【図9】自局内干渉の様子を説明する模式図である。

【図10】本発明の一変形例におけるアンテナ群の配置を示す模式図である。

【図11】本発明の一実施形態に係る無線通信装置の設置方法の例を説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。説明の便宜上、各実施形態において同様の機能を有する部材については、同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。

【0011】

〔実施形態１〕
図１は、本発明の一実施形態（実施形態１）に係る無線通信装置１００の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、無線通信装置１００は、第一無線回路部（無線回路部）２１、第二無線回路部（無線回路部）２２、制御部２５、筐体３０および複数の指向性アンテナ３を備えている。

【0012】

無線通信装置１００が備える指向性アンテナ３のうち、一部は第一無線回路部２１に接続されており（アンテナ群１）、残りは第二無線回路部２２に接続されている（アンテナ群２）。第一無線回路部２１および第二無線回路部２２に接続される指向性アンテナ３の数は、何れも複数であれば特に限定されない。

【0013】

また、第一無線回路部２１および第一無線回路部２１に接続された指向性アンテナ３（アンテナ群１）によって第一無線機１１が構成される。第二無線回路部２２および第二無線回路部２２に接続された指向性アンテナ３（アンテナ群２）によって第二無線機１２が構成される。

【0014】

なお、本発明はこれに限定されず、さらに無線機を含むように構成してもよい。すなわち、無線通信装置１００は、第一無線機１１および第二無線機１２とは異なる１個以上の無線機を構成する、無線回路部と、当該無線回路部に接続された複数の指向性アンテナ３とをさらに備えていてもよい。

【0015】

第一無線回路部２１および第二無線回路部２２は、指向性アンテナ３を介して無線信号を送受信するための高周波回路を備えた回路部であり、例えば、高周波スイッチ、デュプレクサ、フィルタ、整合回路、アンプ、ミキサ、発振器等を備え得る。第一無線回路部２１および第二無線回路部２２は、同時に動作可能なように構成されている。換言すれば、第一無線機１１および第二無線機１２は、同時に動作可能なように構成されている。

【0016】

第一無線回路部２１および第二無線回路部２２は共に、ベースバンド部である制御部２５に接続しており、制御部２５は、第一無線回路部２１および第二無線回路部２２における無線信号の送受信を同時に制御可能なようになっている。

【0017】

第一無線回路部２１および第二無線回路部２２が動作する周波数は特に限定されず、一実施形態において、第一無線回路部２１および第二無線回路部２２は、互いに異なる周波数帯において動作するようになっていてもよいし、近接した周波数において動作するようになっていてもよいし、同一の周波数帯で動作するようになっていてもよい（ただし、動作するチャンネルは異なっていてもよい。）。

【0018】

また、第一無線回路部２１および第二無線回路部２２は、同期して動作させてもよいし、非同期で動作させてもよい。例えば、第一無線回路部２１および第二無線回路部２２を共にＴＤＤ（Time Division Duplex）で動作させる場合、第一無線回路部２１および第二無線回路部２２を同期させて、互いの送受信のタイミングが重ならないように制御することで、自局内干渉を低減させてもよい。

【0019】

また、一実施形態において、第一無線回路部２１および第二無線回路部２２は、独立して、ＭＩＭＯ方式または送信ダイバーシチ方式で動作可能である。換言すれば、制御部２５は、第一無線回路部２１および第二無線回路部２２に対して、個別に、ＭＩＭＯ方式または送信ダイバーシチ方式で動作するように制御することができる。

【0020】

筐体３０は、第一無線回路部２１、第二無線回路部２２および制御部２５を格納している。筐体３０は、特に限定されないが、例えば、樹脂等の誘電体によって製造してもよいし、一部または全体を金属で作成してもよい。

【0021】

図２に、本実施形態に係る無線通信装置１００の外観の一例を示す。図２に示すように、無線通信装置１００は、筐体３０の外部に接続されたＬ字型のアンテナユニット１ａ、１ｂ、１ｃ、２ａ、２ｂおよび２ｃを備えている。アンテナユニット１ａ、１ｂ、１ｃ、２ａ、２ｂおよび２ｃは、指向性アンテナ３毎に設けられており、筐体３０に接続している側から、コネクタ部６、回転部５、および、指向性アンテナ３をその内部に固定する柱状部４を備えている。なお、アンテナユニット１ａ、１ｂおよび１ｃは、アンテナ群１に属し、第一無線回路部２１に接続している指向性アンテナ３が組み込まれている。また、アンテナユニット２ａ、２ｂおよび２ｃは、アンテナ群２に属し、第二無線回路部２２に接続している指向性アンテナ３が組み込まれている。このように、一実施形態において、同一の無線回路部に接続している指向性アンテナ３が組み込まれているアンテナユニットは、筐体３０の同じ面に配列されている。また、一実施形態において、アンテナ群１に属するアンテナユニットと、アンテナ群２に属するアンテナユニットとは、筐体３０の互いに背向する面に配列されている。

【0022】

図２中、黒線の矢印で示すように、回転部５は、指向性アンテナ３を回転させる。より詳細には、回転部５は、指向性アンテナ３毎に設けられており、当該指向性アンテナ３を回転させるようになっている。このように、各指向性アンテナ３が独立して回転することで、指向性アンテナ３の指向性の向きを個別に変更することができる。回転部５は、手動で回転するようになっていてもよいし、モータ等の駆動部を備え、自動で回転するようになっていてもよい。また、回転量の制限はなく、例えば、３６０°回転するようになっていてもよいし、±９０°の範囲で回転するようになっていてもよい。

【0023】

このように、本実施形態では、各指向性アンテナ３が独立して回転するようになっていることで、簡易な構成で指向性の向きを変更することができ、設置位置、条件等に合わせて容易に最適な指向性を振り分けることが可能となる。

【0024】

なお、回転部５による指向性アンテナ３の回転は、指向性アンテナ３の指向性（放射パターン）の向きを変化させるものであれば特に限定されない。なぜなら、指向性アンテナ３の指向性の向きを個別に変化させることができれば、自局内干渉を少なくとも低減することができるからである。また、回転部５による指向性アンテナ３の回転は、例えば、指向性アンテナ３の指向性のビーム（主ローブ）方向、サイドローブ方向、および、ヌル方向から選択される一つ以上の向きを変化させるものであることがより好ましい。

【0025】

（アンテナユニット）
続いて、各アンテナユニットの詳細について説明する。図３は、アンテナユニットの詳細な構造の一例を説明する模式図であり、（ａ）はアンテナユニットの外観を示し、（ｂ）はアンテナユニットの内部を示す。

【0026】

柱状部４は、樹脂等の誘電体からなるアンテナレドームであり、その内部に、指向性アンテナ３を、固定部４ａを介して固定している。柱状部４の形状は特に限定されず、円柱状または楕円柱状であってもよいし、多角柱状であってもよい。また、柱状部４の側面は、平滑であってもよいし、任意の凹凸、例えば、軸方向または周方向に延びる溝または畝、螺旋状の溝または畝が設けられていてもよい。また、柱状部４の側面は、先（コネクタ部６とは反対側）に向かって先細または先太になっていてもよい。

【0027】

ただし、柱状部４の先端側から見た柱状部４の形状を円形にすることで、アンテナユニットの形状を変化させることなく、指向性アンテナ３の指向性のみを変化させることができる。この場合、指向性アンテナ３の指向性の向きを、柱状部４の表面に印刷等でマークすることで確認できるようにしてもよい。

【0028】

また、指向性アンテナ３を格納する格納部は、柱状に限定されず、柱状部４に替えて他の形状の格納部を用いてもよい。その場合であっても、先端側からみた形状を円形とすることにより、アンテナユニットの形状を変化させることなく、指向性アンテナ３の指向性のみを変化させることができる。そのような形状としては、これに限定されないが、球状等の回転体（平面図形が中心軸を中心に回転して生ずる立体）状が挙げられる。

【0029】

一実施形態において、指向性アンテナ３は、パッチアンテナであり、パッチアンテナエレメント３ａと、グランド面３ｂとを備えている。そして、第一無線回路部２１または第二無線回路部２２に電気的または高周波的に接続された同軸ケーブル７によって給電され、放射素子として動作する。なお、同軸ケーブル７は、パッチアンテナエレメント３ａに接続する信号ライン７ａと、グランド面３ｂに接続するグランドライン７ｂとを備えており、コネクタ部６の端子６ａを介して、例えば、第一無線回路部２１または第二無線回路部２２につながっている筐体３０側の端子に接続している。

【0030】

なお、図３では、指向性アンテナ３の一例としてパッチアンテナを記載しているが、指向性を有するアンテナであればよく、例えば、ダイポールアンテナと、反射板とを組み合わせた指向性アンテナ等であってもよい。また、指向性アンテナ３に給電する給電ラインとして、同軸ケーブル７を示しているが、本発明はこれに限定されず、任意の給電ライン、例えば、基板上に形成されたマイクロストリップライン等でもよい。また、無線通信装置１００が備える各指向性アンテナ３は、同じものである必要はなく、各々が互いに異なる構成、指向性を有していてもよい。

【0031】

回転部５は、柱状部４をその中心軸４ｂ周りに回転させる機械要素であり、例えば、二枚の板が枢着している構造を有するものであり得る。回転部５によって、柱状部４がその内部に固定された指向性アンテナ３ごと回転することによって、指向性アンテナ３が回転し、指向性アンテナ３の指向性の向きが変化するようになっている。

【0032】

また、指向性アンテナ３のビーム（主ローブ）方向は、これに限定するものではないが、柱状部４の中心軸４ｂに対して非平行であることが好適である。特に、図３中、白抜きの矢印で示すように、中心軸４ｂに平行な直線に対して、６０°以上１２０°以下の範囲の角度で、より好ましくは７５°以上１０５°以下の範囲の角度で、特に好ましくは９０°の角度で交わることが好適である。これにより、図３中、黒線の矢印で示すような柱状部４の回転に伴って、指向性アンテナ３の指向性の向きを好適に変化させることができる。

【0033】

コネクタ部６は、アンテナユニットを筐体３０に接続する部材であり、アンテナユニットにおいて、柱状部４は、回転部５を介して、コネクタ部６に連結している。コネクタ部６における筐体３０と接続する側には端子６ａが設けられている。コネクタ部６全体は、一体で成型されていることが好ましい。

【0034】

なお、コネクタ部６の形状は、Ｌ字型に限定されない。コネクタ部６の湾曲を調整することにより、筐体３０に対する柱状部４の取り付け角度を異ならせ、各指向性アンテナ３の指向性の調整範囲を異ならせることができる。各コネクタ部６の形状は、互いに同一でもよいし、異なっていてもよい。このように各コネクタ部６の形状を選択することによって、所望の調整範囲で指向性アンテナ３の指向性を調整することを実現することができる。

【0035】

また、図５に示すように、コネクタ部６が、機械的に可動なヒンジ構造（可動部）６ｂを備え、筐体３０に対する柱状部４または指向性アンテナ３の取り付け角度が可動な構造であってもよい。このように構成することで、指向性アンテナ３の指向性の調整範囲をさらに拡大し、複数の軸でより自由な調整を実現することができる。

【0036】

このように、無線通信装置１００が備える各アンテナユニットは同じものである必要はなく、各々が互いに異なる構成を有していてもよい。

【0037】

（本実施形態の効果）
本実施形態によれば、全ての指向性アンテナ３を独立して回転させることができ、これによって、同一の無線回路部（第一無線回路部２１または第二無線回路部２２）に接続されている指向性アンテナ３のビーム（主ローブ）の向きを個別に調整することが可能である。ここで、主ローブ（メインローブ）はある程度の幅（角度）を持っているため、同一の無線回路部に接続されている指向性アンテナ３のビーム（主ローブ）の向きを個別に調整することで、基地局方向の利得をそれほど下げることなく、他のアンテナに対してヌルを向けることが可能である。すなわち、第一無線回路部２１に接続されている指向性アンテナ３のビーム（主ローブ）の向きを、その通信相手となる基地局方向に概ね向けつつ、第二無線回路部２２に接続されている指向性アンテナ３方向にヌル（ビームが向かわない方向）を向けることが可能となる。同様に、第二無線回路部２２に接続されている指向性アンテナ３のビーム（主ローブ）の向きを、その通信相手となる基地局方向に概ね向けつつ、第一無線回路部２１に接続されている指向性アンテナ３方向にヌルを向けることが可能となる。これを、以下に一例を挙げて詳細に説明する。

【0038】

図９は、自局内干渉の様子を説明する模式図である。図９の（ａ）は、単一の指向性アンテナ３の放射パターン８の例を示す図である。図９に示す例では、指向性アンテナ３は、ビーム（主ローブ）方向Ａ、ヌル方向Ｂ、およびサイドローブ方向Ｃを有する放射パターン８を有している。図９の（ｂ）に、アンテナ群１に属する指向性アンテナ３のビーム（主ローブ）を全て、第一無線回路部２１の通信相手である基地局方向Ｄ１に向け、アンテナ群２に属する指向性アンテナ３のビーム（主ローブ）を全て、第二無線回路部２２の通信相手である基地局方向Ｄ２に向けた場合の自局内干渉の様子を示す。図９の（ｂ）に示すように、各アンテナ群（同一の無線回路部に接続されているアンテナ群）に同一の指向性を有する多数の指向性アンテナ３が並んでいると、一方のアンテナ群に属する指向性アンテナ３の放射パターン８のサイドローブ方向が、他方のアンテナ群に属する指向性アンテナ３に向い、結果として自局内干渉（同一装置内における干渉）が生じることがある（Ｅ１〜Ｅ４）。

【0039】

ここで、異なる無線通信回路に接続されている指向性アンテナ３から入力される電力（例えば、図９の（ｂ）のＥ１における、右下の指向性アンテナ３から左上の指向性アンテナ３に入力される電力）は、すべて不要な電力（ノイズ）として見えることになる。高品質な通信を行うためには、所望の信号が、ノイズフロアからどの程度高い電力で受けられるかが重要である。したがって、ノイズフロアが上がってしまうと、同じ品質の通信（スループット等）を実現するためには、より高いレベルでの（所望の）信号を受信する必要がある。よって、干渉が発生すると、通信距離が短くなる等の問題が発生し、通信の品質が劣化してしまう。

【0040】

このように、同時に動作可能な複数の無線回路部を備え、無線回路部毎に複数の指向性アンテナを接続している無線通信装置では、同一の無線回路部に接続されている指向性アンテナの指向性を独立に調整せず、ただ単に基地局方向に向けただけでは、すべての指向性アンテナ間の指向性をヌル方向に配置することは困難である。特に、ＭＩＭＯ方式または送信ダイバーシチ方式の通信を行うために、複数の指向性アンテナを同一方向（基地局方向）に向けた場合、干渉が大きくなり、受信感度の劣化が顕著になるおそれがある。例えば、３×３ＭＩＭＯ方式で通信を行う場合、送信および受信のアンテナは、それぞれ３本ずつになるため、１対１の通信に比べて、３×３（＝９）倍のノイズが受信回路に入りこむことになり、影響が大きくなる。

【0041】

これに対し、本実施形態に係る無線通信装置１００のように、同一の無線回路部に接続されている指向性アンテナ３の指向性を独立して個別に調整し得るように構成されていれば、図９の（ｃ）に示すように、一方のアンテナ群に属する指向性アンテナ３の放射パターン８のヌル方向を、他方のアンテナ群に属する指向性アンテナ３に向けるようにして、自局内干渉を容易に回避することができる。

【0042】

すなわち、本実施形態によれば、各無線回路部に接続されている指向性アンテナ３の指向性を、概ね通信相手に向けつつ、他の無線通信装置に接続されている指向性アンテナ３方向にヌルを向けることが可能となり、自局内干渉を大幅に削減することができる。このように、本実施形態によれば、無線通信装置１００における自局内干渉の回避を容易化することができ、自局内干渉が小さい良好な通信品質を確保可能な無線通信装置を提供することができる。

【0043】

ここで、無線通信装置１００が備える無線回路部（第一無線回路部２１および第二無線回路部２２）が、近接した周波数で動作するようになっている場合、特に、同一の周波数帯で動作するようになっている場合や、ＭＩＭＯ方式または送信ダイバーシチ方式で動作する場合、自局内干渉の影響による通信品質の低下が顕著となるが、本実施形態によれば、自局内干渉の回避を容易化することができるため、通信品質の低下を抑制することができる。また、無線通信装置１００が備える無線回路部が、近接した周波数で動作するようになっていない場合であっても、高調波、ノイズ等に起因して、自局内干渉の影響による通信品質の低下が生じ得るが、本実施形態によれば、このような通信品質の低下を抑制することもできる。

【0044】

また、図２に示すように、第一無線回路部２１に接続されている指向性アンテナ３（アンテナ群１）が、第二無線回路部２２に接続されている指向性アンテナ３（アンテナ群２）に対し、筐体３０を挟んで反対側に配置されている場合であっても、図９の（ｃ）に示すように、首尾良く、自局内干渉を回避することができる。

【0045】

なお、アンテナ群同士の配置関係は、筐体３０の反対側の側面に配置されているものに限定されない。例えば、図１０に示すように、筐体３０の隣り合う側面に配置されているものであってもよい。図１０の配置によれば、アンテナ群１（アンテナユニット１ａ、１ｂおよび１ｃ）とアンテナ群２（アンテナユニット２ａ、２ｂおよび２ｃ）の向きを９０°異ならせることができるため、互いの偏波を異ならせ、自局内干渉を低減することができる。また、筐体３０の形状も矩形に限定されず、円形であってもよいし、三角形等のその他の多角形であってもよく、非線対称な形状であってもよい。

【0046】

また、特に、柱状部４がその中心軸４ｂ周りに回転することによって、指向性アンテナ３の指向性の向きを変化させるようになっていることにより、無線通信装置１００の外観（デザイン）を変えることなく、各指向性アンテナ３の指向性の向きを変化させることができる上、無線通信装置１００が多数の指向性アンテナ３を備えていても、各指向性アンテナ３の指向性の調整の際に、指向性アンテナ３同士が物理的に干渉することを避け、首尾良く所望の指向性に調整することができる。

【0047】

（指向性調整のバリエーション）
図４は、無線通信装置１００における指向性調整のバリエーションを示す斜視図である。図４中、白抜きの矢印は、各アンテナユニットが備える指向性アンテナ３の指向性を示す。一つの局面において、図４の（ａ）〜（ｃ）に示すように、同一の無線回路部に接続されている指向性アンテナ３を備えるアンテナユニットを一組として（すなわち、アンテナユニット１ａ、１ｂおよび１ｃの組、およびアンテナユニット２ａ、２ｂおよび２ｃの組）、向きを調整することができる。この場合、各指向性アンテナ３を、単独使用してもよいし、ＭＩＭＯ方式または送信ダイバーシチ方式での無線通信に使用してもよいし、ビームフォーミング方式での無線通信に使用してもよい。また、他の局面において、図４の（ｄ）のアンテナ群２において示すように、各指向性アンテナ３を別々の方向に指向性を有するように調整することによって、幅広いエリアを確保するようにしてもよい。さらには、アンテナ群１および２のそれぞれに含まれる３本のうち２本の指向性アンテナ３をＭＩＭＯ方式または送信ダイバーシチ方式での無線通信に使用するようにしてもよい。この場合、残りの１本の指向性アンテナ３は、ダイバーシチで使用しても、使用しなくてもよい。なお、何れのケースにおいても、上述したように、同一の無線回路部に接続されている指向性アンテナ３の指向性を個別に調整することにより、自局内干渉を避けることが好ましい。

【0048】

また、本実施形態において、無線通信装置１００の設置方法は特に限定されないが、例えば、無線通信装置１００の設置時に、無線通信におけるスループットが最大、またはエリアが最大になるように各指向性アンテナ３の向きを調整するものであることが好ましく、例として、以下の設置方法１および設置方法２が挙げられる。下記設置方法１および設置方法２は、何れか一方のみを使用してもよいし、組み合わせて使用してもよい。何れの設置方法においても、無線通信装置１００を設置する環境下において同一の無線回路部に接続されている各指向性アンテナ３の回転角度を独立に変化させたときの、無線通信装置１００の無線通信品質を推定または測定する評価工程と、評価工程において推定または測定された無線通信品質を参照して、無線通信装置１００の各指向性アンテナ３の設置時の回転角度を個別に設定する設定工程と、無線通信装置１００の各指向性アンテナ３の回転角度が、設定工程において設定された設置時の回転角度になるように、無線通信装置１００を設置する設置工程と、を包含する。

【0049】

（設置方法１）
図１１の（ａ）は、無線通信装置１００の設置方法の一例（設置方法１）を説明するフローチャートである。設置方法１は、設置する現場到着前に予め設置する指向性アンテナ３の回転角度（向き）を算出しておく方法である。

【0050】

まず、無線通信装置１００を設置する場所の環境（例えば、壁、天井、床等）を示す情報（設置環境情報）をシミュレーションツールに入力する（ステップＳ１）。例えば、シミュレーションツール上において、フロアマップ上に、壁、扉等の遮蔽物（材質選択を含み得る）を配置する。シミュレーションツールとしては、例えば、ＡｉｒＭａｇｎｅｔ（http://www.toyo.co.jp/airmagnet/d_airmagnet_pn.html）等の公知の電波伝搬についてのシミュレーションツールを好適に用いることができる。

【0051】

続いて、シミュレーションにより、最適なアンテナの向きを算出する。例えば、シミュレーションツール上において、遮蔽物が配置されたフロアマップ上に、さらに指向性アンテナ３のビームパターンを配置し、指向性アンテナ３の回転角度（向き）を変化させながら、無線通信におけるスループット、ＲＳＣＰ（Received Signal Code Power）、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）、カバレッジエリアといった無線通信品質を計算により推定する（ステップＳ２、評価工程）。そして、無線通信品質の計算値が最大になるように、指向性アンテナ３の回転角度（向き）を変化させて、最適な指向性アンテナ３の回転角度（設置時の回転角度）を設定する（ステップＳ３、設定工程）。このとき、同一の無線回路部に接続されている各指向性アンテナ３の回転角度を独立に変化させ、各指向性アンテナ３の回転角度を個別に設定することにより、上述した理由により、自局内干渉が抑制され、無線通信品質が高い、より好適な指向性アンテナ３の回転角度を設定することができる。

【0052】

特に、無線通信品質として、ＲＳＣＰまたはＲＳＳＩのような、使用するチャンネルの周波数の信号のレベルに対応する数値を計算することにより、キャリア信号の他に、ノイズレベルがどの程度かも算出できるため、自局内干渉をさらに抑制することができる。なお、シミュレーションでは、各指向性アンテナ３の回転角度だけでなく、変調方式を変更した時のスループット、エリア等に関しても算出してもよい。

【0053】

そして、各指向性アンテナ３の回転角度が、ステップＳ３において設定した値になるように調整して、無線通信装置１００を設置する（ステップＳ４、設置工程）。本設置方法では、シミュレーションツール自体の完成度、および、どの程度実環境とシミュレーション環境とを同じにできるかによって、精度が変化する。

【0054】

（設置方法２）
図１１の（ｂ）は、無線通信装置１００の設置方法の他の例（設置方法２）を説明するフローチャートである。設置方法２は、設置する現場にて設置する指向性アンテナ３の回転角度を調整する方法である。

【0055】

まず、実際に設置する現場に、無線通信装置１００を仮設置し（ステップＳ１１）、指向性アンテナ３の回転角度（向き）を回転させて、無線通信装置１００からＲＳＳＩやＲＳＣＰ等の無線通信品質の情報を表示または出力させる（ステップＳ１２、評価工程）。そして、スループット等が最大になるように各指向性アンテナ３の回転角度を個別に設定する（ステップＳ１３、設定工程）。このとき、設置方法１と同様に、同一の無線回路部に接続されている各指向性アンテナ３の回転角度を独立に変化させ、各指向性アンテナ３の回転角度を個別に設定することにより、上述した理由により、自局内干渉が抑制され、無線通信品質が高い、より好適な指向性アンテナ３の回転角度を設定することができる。そして、各指向性アンテナ３の回転角度が、ステップＳ１３において設定した値になるように調整して、無線通信装置１００を本設置する（ステップＳ４、設置工程）。

【0056】

なお、ステップＳ１２では、無線通信装置１００に表示部を設けて、表示部にスループットの情報を表示させるようにしてもよいし、無線通信装置１００が、有線または無線の情報通信（伝達）手段を介して、スループット等の情報を無線通信装置１００以外の表示装置に転送するようにしてもよい。有線手段の例としては、ＬＡＮケーブル、ＵＳＢ等が挙げられる。また、無線手段の例としては、ＷｉＦｉ（登録商標）、Ｚ−Ｗａｖｅ、Ｗｉ−ＳＵＮ、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）等が挙げられる。無線手段の場合は、第一無線機１１、第二無線機１２または任意の指向性アンテナ３を使用してもよく、他の構成を備えていてもよい。無線通信装置１００以外の表示装置としては、特に限定されず、スマートフォン、パーソナルコンピュータ等を用い得る。また、ステップＳ１２において、目標とするスループット等の閾値を超えたときに、無線通信装置１００または無線通信装置１００以外の出力装置が、音を出力して知らせる構成であってもよい。

【0057】

〔実施形態２〕
図６は、実施形態２に係る無線通信装置１００の外観の一例を示す斜視図である。実施形態２では、コネクタ部６が直線状であり、アンテナユニット１ａ、１ｂ、１ｃ、２ａ、２ｂ、２ｃはストレート（直線）型の形状を有している。コネクタ部６の形状をこのように変更することで、実施形態１とは、筐体３０に対する柱状部４の取り付け角度を異ならせ、各指向性アンテナ３の指向性の調整範囲を異ならせることができる。

【0058】

図７は、実施形態２に係る無線通信装置１００における指向性調整のバリエーションを示す斜視図である。図７中、白抜きの矢印は、各アンテナユニットが備える指向性アンテナ３の指向性を示す。実施形態１と同様に、同一の無線回路部に接続されている指向性アンテナ３を備えるアンテナユニットを一組として向きを調整して、各指向性アンテナ３を単独で、または、全部もしくは一部を、ＭＩＭＯ方式、送信ダイバーシチ方式もしくはビームフォーミング方式での無線通信に使用してもよいし（図７の（ａ）〜（ｅ））、各指向性アンテナ３を別々の方向に指向性を有するように調整することによって、幅広いエリアを確保するようにしてもよい（図７の（ｆ））。なお、本実施形態においても、実施形態１と同様に、同一の無線回路部に接続されている指向性アンテナ３の指向性を個別に調整することにより、自局内干渉を避けることが好ましい。

【0059】

〔実施形態３〕
本発明のさらに他の実施形態（実施形態３）として、各指向性アンテナ３の指向性の調整可能な範囲をさらに変更するための技術を説明する。実施形態３において、無線通信装置１００は、実施形態１において説明した直線状のアンテナユニットと、実施形態２において説明したＬ字型のアンテナユニットとの両方を備えている。換言すれば、筐体３０に接続されているコネクタ部６には、筐体３０に対する柱状部４の取り付け角度を互いに異ならせる複数種類のコネクタ部６が含まれていてもよい。図８は、実施形態３に係る無線通信装置１００の外観の例を示す斜視図である。図８の（ａ）に示すように、同一の無線回路部に接続されている指向性アンテナ３を備えるアンテナユニットが同一の形状を有していてもよいし、図８の（ｂ）に示すように、同一の無線回路部に接続されている指向性アンテナ３を備えるアンテナユニットが互いに異なる形状を有していてもよい。以上の構成により、各指向性アンテナ３の指向性の調整可能な範囲を所望のものとすることができる。特に、同一の無線回路部に接続されている指向性アンテナ３の指向性をバラバラにして幅広いエリアを確保する場合に効果を奏する。また、ストレート型のアンテナユニットと、Ｌ字型のアンテナユニットとを組み合わせることにより、各指向性アンテナ３の偏波を直交させることができ、より自局内干渉を抑えることが可能になる。

【0060】

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る無線通信装置（１００）は、同時に動作可能な複数の無線回路部（第一無線回路部２１および第二無線回路部２２）と、該無線回路部毎に複数個接続されている指向性アンテナ（３）と、該指向性アンテナ毎に設けられ、当該指向性アンテナの指向性の向きを変化させるように当該指向性アンテナを回転させる回転部（５）と、を備えている。

【0061】

上記の構成によれば、同時に動作可能な複数の無線回路部を備え、無線回路部毎に複数の指向性アンテナを接続している無線通信装置において、同一の無線回路部に接続されている指向性アンテナの指向性を独立して個別に調整し得るため、自局内干渉の回避を容易化することができる。

【0062】

本発明の態様２に係る無線通信装置は、上記態様１において、上記複数の無線回路部は、同一の周波数帯で動作するようになっていてもよい。また、本発明の態様３に係る無線通信装置は、上記態様１または２において、各無線回路部は、ＭＩＭＯ方式または送信ダイバーシチ方式で動作可能であるものであってもよい。

【0063】

上記の構成によれば、自局内干渉の影響による通信品質の低下が顕著となるが、本発明によれば、自局内干渉の回避を容易化することができるため、通信品質の低下を抑制することができる。

【0064】

本発明の態様４に係る無線通信装置は、上記態様１〜３において、上記指向性アンテナ毎に設けられ、当該指向性アンテナの、無線通信装置の筐体に対する取り付け角度を調整する可動部（ヒンジ構造６ｂ）をさらに備えているものであってもよい。

【0065】

上記の構成によれば、指向性アンテナ３の指向性の調整範囲をさらに拡大し、より自由な調整を実現することができる。

【0066】

本発明の態様５に係る無線通信装置は、上記態様１〜４において、上記指向性アンテナ毎に設けられ、当該指向性アンテナをその内部に固定する柱状部（４）をさらに備え、上記回転部は、該柱状部を、当該柱状部の中心軸周りに回転させることによって、上記指向性アンテナを回転させるものであってもよい。

【0067】

上記の構成によれば、無線通信装置の外観（デザイン）を変えることなく、各指向性アンテナの指向性の向きを変化させることができる上、無線通信装置が複数の指向性アンテナを備えていても、各指向性アンテナの指向性の調整の際に、指向性アンテナ同士が物理的に干渉することを避け、首尾良く所望の指向性に調整することができる。

【0068】

本発明の態様６に係る無線通信装置は、上記態様５において、上記指向性アンテナの主ローブ方向は、上記柱状部の中心軸に平行な直線に対して６０°以上１２０°以下の角度で交わっていてもよい。

【0069】

上記の構成によれば、柱状部の回転によって、指向性アンテナの指向性の向きを好適に変化させることができる。

【0070】

本発明の態様７に係る無線通信装置は、上記態様５または６において、上記複数の無線回路部を格納する筐体（３０）を備え、上記指向性アンテナと、当該指向性アンテナが固定されている上記柱状部と、当該柱状部を回転させる上記回転部とによって、アンテナユニット（１ａ、１ｂ、１ｃ、２ａ、２ｂ、２ｃ）が構成され、該アンテナユニットは、当該アンテナユニットを上記筐体に接続するコネクタ部（６）をさらに備えており、該アンテナユニットにおいて、上記柱状部は、上記回転部を介して、該コネクタ部に連結しているものであってもよい。

【0071】

上記の構成によれば、上記無線通信装置を好適に実現することができる。特に、筐体に接続するアンテナユニットのコネクタ部の形状を選択することにより、指向性アンテナの指向性の調整範囲を所望の範囲とすることができる。

【0072】

本発明の態様８に係る無線通信装置は、上記態様７において、上記筐体に接続されている上記コネクタ部には、上記筐体に対する上記柱状部の取り付け角度を互いに異ならせる複数種類のコネクタ部が含まれていてもよい。

【0073】

上記の構成によれば、指向性アンテナの指向性の調整範囲を所望の範囲とすることができる。特に、同一の無線回路部に接続されている指向性アンテナの指向性をバラバラにして幅広いエリアを確保する場合に効果を奏する。

【0074】

本発明の態様９に係る無線通信装置は、上記態様７または８において、上記複数の無線回路部には、第一無線回路部（２１）と第二無線回路部（２２）とが含まれており、第一無線回路部に接続されている上記指向性アンテナは、第二無線回路部に接続されている上記指向性アンテナに対し、上記筐体を挟んで反対側に配置されていてもよい。

【0075】

上記の構成によれば、図９に示すように、自局内干渉が生じ得るが、本発明によれば、そのような自局内干渉の回避を容易化することができる。

【0076】

本発明の態様１０に係る無線通信装置の設置方法は、上記態様１〜９の無線通信装置の設置方法であって、上記無線通信装置を設置する環境下において同一の上記無線回路部に接続されている各指向性アンテナの回転角度を独立に変化させたときの、上記無線通信装置の無線通信品質を測定または推定する評価工程と、該評価工程において測定または推定された該無線通信品質を参照して、上記無線通信装置の各指向性アンテナの設置時の回転角度を個別に設定する設定工程と、上記無線通信装置の各指向性アンテナの回転角度が、該設定工程において設定された該設置時の回転角度になるように、上記無線通信装置を設置する設置工程と、を包含する。

【0077】

上記の構成によれば、無線通信装置を設置する環境下において同一の無線回路部に接続されている各指向性アンテナの回転角度を独立に変化させたときの、無線通信装置の無線通信品質を測定または推定した結果に応じて、無線通信装置の各指向性アンテナの設置時の回転角度を個別に設定することにより、自局内干渉が抑制され、無線通信品質が高い状態で無線通信装置を設置することができる。

【符号の説明】

【0078】

１、２：アンテナ群、１ａ、１ｂ、１ｃ、２ａ、２ｂ、２ｃ：アンテナユニット、３：指向性アンテナ、４：柱状部、５：回転部、６：コネクタ部、６ｂ：ヒンジ構造（可動部）、７：同軸ケーブル、８：放射パターン（Ａ：ビーム方向、Ｂ：ヌル方向、Ｃ：サイドローブ方向）、２１：第一無線回路部、２２：第二無線回路部、３０：筐体、１００：無線通信装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】