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(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】
(24)【登録日】2023-06-23
(45)【発行日】2023-07-03
(54)【発明の名称】アンテナ装置、プログラム、及びアンテナ制御方法
(51)【国際特許分類】
H01Q 3/20 20060101AFI20230626BHJP
H01P 1/165 20060101ALI20230626BHJP
H01Q 19/13 20060101ALI20230626BHJP
【ＦＩ】
H01Q3/20
H01P1/165
H01Q19/13
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2021115600
(22)【出願日】2021-07-13
(65)【公開番号】P2023012128
(43)【公開日】2023-01-25
【審査請求日】2022-03-24
(73)【特許権者】
【識別番号】501440684
【氏名又は名称】ソフトバンク株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000877
【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】山口 良
(72)【発明者】
【氏名】豊見本 和馬
(72)【発明者】
【氏名】矢吹 歩
(72)【発明者】
【氏名】宮下 真行
【審査官】岸田 伸太郎
(56)【参考文献】
【文献】特開平０５－１１４８１６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０３－２５８００１（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０６０４３７８８（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｑ ３／２０
Ｈ０１Ｐ １／１６５
Ｈ０１Ｑ １９／１３
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電波放射部と、前記電波放射部が放射した電波を反射して外部に向けて出力する反射部と、
前記反射部を調整することによって前記電波の外部への出力方向を変更する出力方向変更部と、
前記出力方向変更部による前記反射部の調整に応じて、前記電波放射部によって放射される電波の偏波を変更する偏波変更部と
を備えるアンテナ装置。
【請求項2】
前記偏波変更部は、外部に出力される電波の偏波方向が変化しないように、前記出力方向変更部による前記反射部の調整に応じて前記電波放射部によって放射される電波の偏波を変更する、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項3】
前記偏波変更部は、外部に出力される電波を円偏波となるように、前記出力方向変更部による前記反射部の調整に応じて前記電波放射部によって放射される電波の位相を変更する、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項4】
前記出力方向変更部は、前記反射部を前記電波放射部に対して回転移動することによって前記電波の外部への出力方向を変更する、請求項１から３のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項5】
前記電波放射部に対する前記反射部の回転位置を判定する回転位置判定部を備え、
前記偏波変更部は、前記反射部の回転位置に応じて前記電波放射部によって放射される電波の偏波を変更する、請求項４に記載のアンテナ装置。
【請求項6】
水平偏波を発生させる第１信号発生器と、垂直偏波を発生させる第２信号発生器と
を備え、
前記偏波変更部は、前記電波放射部に対する前記反射部の角度に応じて、外部に出力される電波の偏波方向が変化しないように、前記第１信号発生器によって発生させる水平偏波、及び前記第２信号発生器によって発生させる垂直偏波の割合を変更する、請求項４又は５に記載のアンテナ装置。
【請求項7】
前記偏波変更部は、前記第１信号発生器によって発生させる水平偏波、及び前記第２信号発生器によって発生させる垂直偏波の割合を、前記電波放射部に対する前記反射部の角度に対応する割合とする、請求項６に記載のアンテナ装置。
【請求項8】
水平偏波を発生させる第１信号発生器と、垂直偏波を発生させる第２信号発生器と
を備え、
前記偏波変更部は、前記電波放射部に対する前記反射部の角度に応じて、前記第１信号発生器によって発生させる水平偏波、及び前記第２信号発生器によって発生させる垂直偏波の位相を変更する、請求項４又は５に記載のアンテナ装置。
【請求項9】
水平偏波の信号を発生させる第１信号発生器と、垂直偏波の信号を発生させる第２信号発生器と
を備え、
前記偏波変更部は、前記電波放射部に対する前記反射部の角度に応じて、外部に出力される電波の偏波方向が変化しないように、前記第１信号発生器から入力される信号の電波強度と、前記第２信号発生器から入力される信号の電波強度の比率を調整する、請求項４又は５に記載のアンテナ装置。
【請求項10】
第１信号発生器と、第２信号発生器と
を備え、
前記偏波変更部は、前記電波放射部に対する前記反射部の角度に応じて、外部に出力される電波の偏波方向が変化しないように、前記第１信号発生器から入力される信号の電波強度及び前記第２信号発生器から入力される信号の電波強度の比率を調整して、水平偏波及び垂直偏波を発生させる、請求項４又は５に記載のアンテナ装置。
【請求項11】
コンピュータを、請求項１から１０のいずれか一項に記載のアンテナ装置として機能させるためのプログラム。
【請求項12】
コンピュータによって実行されるアンテナ制御方法であって、電波放射部が放射した電波を反射して外部に向けて出力する反射部を調整することによって電波の外部への出力方向を変更させつつ、外部に出力される電波の偏波方向が変化しないように、前記電波放射部によって放射される電波の偏波を変更する変更段階
を備えるアンテナ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、アンテナ装置、プログラム、及びアンテナ制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、マイクロ波、ミリ波、及びテラヘルツ波を用いたアンテナについて記載されている。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開２０１８－１９８３４９号公報
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開２０１８－１９８３４９号公報
【発明の概要】
【0003】
本発明の一実施態様によれば、アンテナ装置が提供される。アンテナ装置は、電波放射部を備えてよい。アンテナ装置は、電波放射部が放射した電波を反射して外部に向けて出力する反射部を備えてよい。アンテナ装置は、反射部を調整することによって電波の外部への出力方向を変更する出力方向変更部を備えてよい。アンテナ装置は、出力方向変更部による反射部の調整に応じて、電波放射部によって放射される電波の偏波を変更する偏波変更部を備えてよい。
【0004】
上記偏波変更部は、外部に出力される電波の偏波方向が変化しないように、上記出力方向変更部による上記反射部の調整に応じて上記電波放射部によって放射される電波の偏波を変更してよい。上記偏波変更部は、外部に出力される電波を円偏波となるように、上記出力方向変更部による上記反射部の調整に応じて上記電波放射部によって放射される電波の位相を変更してよい。上記出力方向変更部は、上記反射部を上記電波放射部に対して動かすことによって上記電波の外部への出力方向を変更してよい。上記出力方向変更部は、上記反射部を上記電波放射部に対して移動することによって上記電波の外部への出力方向を変更してよい。上記出力方向変更部は、上記反射部を上記電波放射部に対して回転移動することによって上記電波の外部への出力方向を変更してよい。上記アンテナ装置は、上記電波放射部に対する上記反射部の回転位置を判定する回転位置判定部を備えてよく、上記偏波変更部は、上記反射部の回転位置に応じて上記電波放射部によって放射される電波の偏波を変更してよい。上記アンテナ装置は、水平偏波を発生させる第１信号発生器と、垂直偏波を発生させる第２信号発生器とを備えてよく、上記偏波変更部は、上記電波放射部に対する上記反射部の角度に応じて、外部に出力される電波の偏波方向が変化しないように、上記第１信号発生器によって発生させる水平偏波、及び上記第２信号発生器によって発生させる垂直偏波の割合を変更してよい。上記偏波変更部は、上記第１信号発生器によって発生させる水平偏波、及び上記第２信号発生器によって発生させる垂直偏波の割合を、上記電波放射部に対する上記反射部の角度に対応する割合としてよい。上記アンテナ装置は、水平偏波を発生させる第１信号発生器と、垂直偏波を発生させる第２信号発生器とを備えてよく、上記偏波変更部は、上記電波放射部に対する上記反射部の角度に応じて、上記第１信号発生器によって発生させる水平偏波、及び上記第２信号発生器によって発生させる垂直偏波の位相を変更してよい。上記アンテナ装置は、水平偏波の信号を発生させる第１信号発生器と、垂直偏波の信号を発生させる第２信号発生器とを備えてよく、上記偏波変更部は、上記電波放射部に対する上記反射部の角度に応じて、外部に出力される電波の偏波方向が変化しないように、上記第１信号発生器から入力される信号の電波強度と、上記第２信号発生器から入力される信号の電波強度の比率を調整してよい。上記アンテナ装置は、第１信号発生器と、第2信号発生器とを備えてよく、上記偏波変更部は、上記電波放射部に対する上記反射部の角度に応じて、外部に出力される電波の偏波方向が変化しないように、上記第１信号発生器から入力される信号の電波強度及び上記第２信号発生器から入力される信号の電波強度の比率を調整して、水平偏波及び垂直偏波を発生させてよい。
【0005】
本発明の一実施態様によれば、コンピュータを、上記アンテナ装置として機能させるためのプログラムが提供される。
【0006】
本発明の一実施態様によれば、コンピュータによって実行されるアンテナ制御方法が提供される。アンテナ制御方法は、電波放射部が放射した電波を反射して外部に向けて出力する反射部を調整することによって電波の外部への出力方向を変更させつつ、外部に出力される電波の偏波方向が変化しないように、電波放射部によって放射される電波の偏波を変更する変更段階を備えてよい。
【0007】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】アンテナ装置１００の一例を概略的に示す。
【図2】偏波を変更可能に構成しない場合における出力電波１４０を例示する。
【図3】偏波を変更可能に構成しない場合における出力電波１４０を例示する。
【図4】偏波を変更可能に構成した場合における出力電波１４０を例示する。
【図5】偏波を変更可能に構成した場合における出力電波１４０を例示する。
【図6】偏波ＭＩＭＯを実現した場合における出力電波１４０の例を概略的に示す。
【図7】偏波ＭＩＭＯを実現した場合における出力電波１４０の例を概略的に示す。
【図8】制御部１５０の機能構成の一例を概略的に示す。
【図9】制御部１５０による処理の流れの一例を概略的に示す。
【図10】アンテナ装置１００による壁面の反射を用いた無線通信エリアの構築方法について説明するための説明図である。
【図11】アンテナ装置１００の他の一例を概略的に示す。
【図13】アンテナ装置１００として機能するコンピュータ１２００のハードウェア構成の一例を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【0009】
テラヘルツ波等の直進性の高い電波を用いた移動体通信を実現するにあたって、例えば、固定された電波放射部に対して反射板を回転移動させることによって、アンテナの指向方向を回転させることができる。このような構成とすることによって、コネクタに負荷がかからないようにでき、回転部分の摩耗を気にする必要がなく、一般的な回転パラボラアンテナよりも、回転を高速化できる。しかし、電波放射部と反射板との角度によって出力される電波の偏波が変わってしまうことになり、通信を実現するうえで好ましくない。本実施形態に係るアンテナ装置１００では、このような課題の解決に貢献し得る技術を実現する。
【0010】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【0011】
図１は、アンテナ装置１００の一例を概略的に示す。アンテナ装置１００は、移動体通信に用いられてよい。アンテナ装置１００は、例えば、通信装置２００による送信データを無線送信すべく変調した電波を出力する。
【0012】
図１に例示するアンテナ装置１００は、筐体１０２、同軸ケーブル１０４、導波管１０６、電波放射部１０８、台座１１０、支持部１１２、反射部１１４、モータ１１６、センサ１１８、及び制御部１５０を備える。
【0013】
制御部１５０は、各種制御を実行する。例えば、制御部１５０は、通信装置２００から同軸ケーブル１０４を介して送信データを受信する。そして制御部１５０は、送信データを出力すべく、導波管１０６を介して、電波放射部１０８から電波を放射させる。電波放射部１０８から放射された電波は、台座１１０に固定された支持部１１２に支持されている反射部１１４によって反射されて、外部に向けて出力される。
【0014】
反射部１１４は、反射板であってよい。反射部１１４の形状は、電波放射部１０８によって放射される電波を反射することができればどのような形状であってもよい。反射部１１４は、例えば、パラボラ形状である。反射部１１４は、板状であってもよい。
【0015】
制御部１５０は、反射部１１４を調整することによって電波の外部への出力方向を変更する。制御部１５０は、例えば、モータ１１６によって台座１１０を回転させることによって、反射部１１４を電波放射部１０８に対して回転移動させ、電波の出力方向が変化させる。
【0016】
制御部１５０は、例えば、反射部１１４を、一定の速度で連続的に回転移動させる。制御部１５０は、反射部１１４を、一定の速度ではなく連続的に回転移動させてもよい。制御部１５０は、反射部１１４を、非連続的に回転移動させてもよい。例えば、制御部１５０は、外部から受け付けた指示に応じて、指示された位置に反射部１１４を回転移動させてもよい。
【0017】
制御部１５０は、モータ１１６の制御量によって、反射部１１４の回転位置を把握してよい。制御部１５０は、センサ１１８を用いて、反射部１１４の回転位置を把握してもよい。
【0018】
センサ１１８は、反射部１１４の回転位置を特定可能であれば、どのようなものであってもよい。例えば、センサ１１８は、台座１１０の回転量を直接計測可能なセンサであってよい。また、例えば、センサ１１８は、台座１１０を撮像したり、反射部１１４を撮像したりすることによって、反射部１１４の回転位置を特定可能なセンサであってもよい。
【0019】
制御部１５０が反射部１１４を一定の速度で回転移動させる場合、センサ１１８は、台座１１０を挟んで対向する位置に配置されたレーザ出力部及びレーザ検知部であってよい。例えば、レーザ出力部が、筐体１０２と台座１１０との間にレーザを出力し、レーザ検知部がそれを検知するように配置され、台座１１０の一部に配置されたタブによって、台座１１０が一回転する毎に一度レーザが遮られるように構成する。制御部１５０は、センサ１１８によって、回転の周期を把握できることから、反射部１１４の回転位置を把握できる。
【0020】
本実施形態に係る制御部１５０は、外部に出力される電波の偏波方向が変化しないように、反射部１１４の回転に応じて電波放射部１０８によって放射される電波の偏波を変更する。ここで、偏波を変更可能に構成した場合としない場合とを比較する。
【0021】
図２及び図３は、偏波を変更可能に構成しない場合における出力電波１４０を例示する。図２及び図３に示す例において、アンテナ装置１００は、信号発生器１５２を備える。図２と図３では、電波放射部１０８に対する反射部１１４の角度が９０度異なる。偏波を変更可能に構成しない場合、反射部１１４の角度によって、出力電波１４０の偏波が異なることになる。例えば、図２に示す例においては、出力電波１４０が水平偏波になり、図３に示す例においては、出力電波１４０が垂直偏波になっている。
【0022】
図４及び図５は、偏波を変更可能に構成した場合における出力電波１４０を例示する。図４及び図５に示す例において、アンテナ装置１００は、水平偏波を発生させる信号発生器１５２と、垂直偏波を発生させる信号発生器１５４と、直交導波管１８０とを有する。アンテナ装置１００は、信号発生器１５２によって発生された水平偏波及び信号発生器１５４によって発生された垂直偏波のそれぞれを直交導波管１８０を介して電波放射部１０８から放射させる。水平偏波及び垂直偏波の割合を調整することによって、電波放射部１０８から反射部１１４に向かう電波の偏波を調整することができる。信号発生器１５２は、第１信号発生器の一例であってよい。信号発生器１５４は、第２信号発生器の一例であってよい。
【0023】
アンテナ装置１００は、出力電波１４０の偏波方向が変化しないように、信号発生器１５２によって発生させる水平偏波、及び信号発生器１５４によって発生させる垂直偏波の割合を変更する。図４及び図５に示す例では、出力電波１４０の偏波方向が垂直偏波のまま変化しないように、アンテナ装置１００は、反射部１１４が図４に示す角度のときには、信号発生器１５４のみに垂直偏波を発生させ、反射部１１４が図５に示す角度のときには、信号発生器１５２のみに水平偏波を発生させる。
【0024】
アンテナ装置１００は、例えば、反射部１１４を一定の速度で連続的に回転移動させる場合、出力電波１４０の偏波方向が変化しないように、反射部１１４の回転移動に合わせて、信号発生器１５２によって発生させる水平偏波、及び信号発生器１５４によって発生させる垂直偏波の割合を連続的に変化させる。例えば、反射部１１４を、図４に示す角度から図５に示す角度に回転させる場合に、アンテナ装置１００は、信号発生器１５４によって発生させる垂直偏波の割合を連続的に減らし、信号発生器１５２によって発生させる水平偏波の割合を連続的に増加させる。
【0025】
上述したように、本実施形態に係るアンテナ装置１００は、反射部１１４の回転角度に合わせて、信号発生器１５２及び信号発生器１５４の出力を制御することによって、出力電波１４０の偏波方向が変化しないようにする。これにより、通信中に偏波が変化することによって通信が不安定になってしまう、という事態が発生することを防止できる。
【0026】
本実施形態に係るアンテナ装置１００は、さらに、偏波ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ－Ｉｎｐｕｔ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ－Ｏｕｔｐｕｔ）を実現してもよい。
【0027】
図６及び図７は、偏波ＭＩＭＯを実現した場合における出力電波１４０の例を概略的に示す。アンテナ装置１００は、信号発生器１５２に発生させた水平偏波と、信号発生器１５４に発生させた垂直偏波のそれぞれを、電波放射部１０８によって放射させることによって、偏波ＭＩＭＯを実現できる。
【0028】
アンテナ装置１００は、例えば、垂直偏波で送信したい送信データについて、反射部１１４が図６に示す角度の場合には、信号発生器１５４に信号を発生させ、反射部１１４が図７に示す角度の場合には、信号発生器１５２に信号を発生させる。また、アンテナ装置１００は、例えば、水平偏波で送信したい送信データについて、反射部１１４が図６に示す角度の場合には、信号発生器１５２に信号を発生させ、反射部１１４が図７に示す角度の場合には、信号発生器１５４に信号を発生させる。
【0029】
図８は、制御部１５０の構成の一例を概略的に示す。制御部１５０は、信号発生器１５２、信号発生器１５４、受付部１５６、及びアンテナ制御部１６０を備えてよい。
【0030】
受付部１５６は、通信装置２００から送信データを受け付ける。受付部１５６は、受け付けた送信データを調整してもよい。受付部１５６は、例えば、受け付けた送信データに周波数変換を施す。
【0031】
アンテナ制御部１６０は、出力方向変更部１６２、偏波変更部１６４、及び回転位置判定部１６６を有する。出力方向変更部１６２は、反射部１１４を調整することによって電波の外部への出力方向を変更する。出力方向変更部１６２は、反射部１１４を電波放射部１０８に対して回転移動することによって電波の外部への出力方向を変更してよい。出力方向変更部１６２は、モータ１１６を制御することによって、反射部１１４を電波放射部１０８に対して回転移動させてよい。
【0032】
偏波変更部１６４は、出力方向変更部１６２による反射部１１４の調整に応じて、電波放射部１０８によって放射される電波の偏波を変更する。偏波変更部１６４は、外部に出力される電波の偏波方向が変化しないように、出力方向変更部１６２による反射部１１４の調整に応じて電波放射部１０８によって放射される電波の偏波を変更してよい。偏波変更部１６４は、例えば、出力方向変更部１６２から反射部１１４の調整量を取得して、反射部１１４の調整量に合わせて電波放射部１０８によって放射される電波の偏波を変更する。
【0033】
偏波変更部１６４は、信号発生器１５２によって発生させる水平偏波、及び信号発生器１５４によって発生させる垂直偏波の割合を変更することによって、電波放射部１０８によって放射される電波の偏波を変更してよい。偏波変更部１６４は、例えば、電波放射部１０８に対する反射部１１４の角度に応じて、信号発生器１５２によって発生させる水平偏波、及び信号発生器１５４によって発生させる垂直偏波の割合を変更する。
【0034】
偏波変更部１６４は、信号発生器１５２によって発生させる水平偏波、及び信号発生器１５４によって発生させる垂直偏波の割合を、電波放射部１０８に対する反射部１１４の角度に対応する割合としてよい。反射部１１４の角度に対応する、信号発生器１５２によって発生させる水平偏波、及び信号発生器１５４によって発生させる垂直偏波の割合は、出力電波の偏波の方向毎に、予め登録されていてよい。
【0035】
例えば、出力電波の偏波方向が水平偏波のまま変化しないようにするための、反射部１１４の角度毎の、信号発生器１５２によって発生させる水平偏波、及び信号発生器１５４によって発生させる垂直偏波の割合が予め登録される。また、例えば、出力電波の偏波方向が垂直偏波のまま変化しないようにするための、反射部１１４の角度毎の、信号発生器１５２によって発生させる水平偏波、及び信号発生器１５４によって発生させる垂直偏波の割合が予め登録される。
【0036】
また、偏波変更部１６４は、出力電波の偏波を円偏波にするために、信号発生器１５２によって発生させる水平偏波、及び信号発生器１５４によって発生させる垂直偏波の位相差を調整してもよい。
【0037】
回転位置判定部１６６は、電波放射部１０８に対する反射部１１４の回転位置を判定する。偏波変更部は、回転位置判定部１６６によって判定された反射部１１４の回転位置に応じて、電波放射部１０８によって放射される電波の偏波を変更してよい。
【0038】
回転位置判定部１６６は、センサ１１８を用いて、電波放射部１０８に対する反射部１１４の回転位置を判定してよい。例えば、センサ１１８が、台座１１０の回転量を直接計測可能なセンサである場合、回転位置判定部１６６は、センサ１１８によって計測された台座１１０の回転量から、電波放射部１０８に対する反射部１１４の回転位置を判定する。例えば、センサ１１８が、台座１１０を撮像したり、反射部１１４を撮像したりすることによって、反射部１１４の回転位置を特定可能なセンサである場合、回転位置判定部１６６は、センサ１１８から、反射部１１４の回転位置を取得する。例えば、センサ１１８が、台座１１０を挟んで対向する位置に配置されたレーザ出力部及びレーザ検知部である場合、回転位置判定部１６６は、センサ１１８によって計測された反射部１１４の回転周期から、反射部１１４の回転位置を判定する。
【0039】
図９は、制御部１５０による処理の流れの一例を概略的に示す。ここでは、アンテナ装置１００が、反射部１１４を一定の速度で連続的に回転移動させる場合を例に挙げ、通信装置２００による通信が開始されて、受付部１５６が通信装置２００から送信データを受信し始めた状態を開始状態として説明する。
【0040】
Ｓ１０２では、偏波変更部１６４が、送信データの送信を開始すべく、信号発生器１５２及び信号発生器１５４を制御して、電波出力を開始する。偏波変更部１６４は、反射部１１４の初期角度に対応する割合で、信号発生器１５２及び信号発生器１５４に、水平偏波及び垂直偏波を発生させる。
【0041】
Ｓ１０４では、出力方向変更部１６２が、モータ１１６を制御して、反射部１１４を回転移動させる。Ｓ１０６では、回転位置判定部１６６が、センサ１１８から回転角度のフィードバックを受ける。
【0042】
Ｓ１０８では、偏波変更部１６４が、Ｓ１０４におけるフィードバックに基づいて、電波放射部１０８によって放射される電波の偏波を変更する。偏波変更部１６４は、外部に出力される電波の偏波方向が変化しないように、信号発生器１５２によって発生させる水平偏波、及び信号発生器１５４によって発生させる垂直偏波の割合を、電波放射部１０８に対する反射部１１４を角度に対応する割合とする。
【0043】
Ｓ１１０では、制御部１５０が、通信が終了したか否かを判定する。終了していないと判定した場合、Ｓ１０２に戻り、終了したと判定した場合、処理を終了する。
【0044】
図１０は、アンテナ装置１００による壁面の反射を用いた無線通信エリアの構築方法について説明するための説明図である。アンテナ装置１００が、反射部１１４を回転移動させながら電波を出力することによって、壁面３１０の反射を利用して、受信部３２０が、様々な角度から電波を受信できるような無線通信エリアを構築することができる。本実施形態に係るアンテナ装置１００によれば、さらに、出力される電波の偏波を一定に保つことができるので、偏波が変化してしまう場合と比較して、通信を安定化させることもできる。
【0045】
上記実施形態では、アンテナ装置１００が、反射部１１４を回転移動させる構成を備える場合を主に例に挙げて説明したがこれに限らない。電波放射部１０８と反射部１１４との相対位置や角度を変更可能であれば、どのような構成であってもよい。例えば、アンテナ装置１００は、反射部１１４を、電波放射部１０８に対して自由に移動可能な構成を備える。このような構成の例として、反射部１１４をロボットアームで保持したり、反射部１１４が駆動部を有したりする構成が挙げられる。アンテナ装置１００がこのような構成を備える場合、出力方向変更部１６２は、反射部１１４を電波放射部１０８に対して動かすことによって、電波の外部への出力方向を変更してよい。出力方向変更部１６２は、反射部１１４を電波放射部１０８に対して移動することによって電波の外部への出力方向を変更してよい。
【0046】
【0047】
アンテナ装置１００は、筐体１０２、同軸ケーブル１０４、同軸ケーブル１０５、導波管１０６、電波放射部１０８、台座１１０、支持部１１２、反射部１１４、モータ１１６、センサ１１８、及び制御部１５０を備える。
【0048】
制御部１５０は、例えば、通信装置２００及び通信装置２０１から同軸ケーブル１０４及び同軸ケーブル１０５を介して入力される信号を受け付け、導波管１０６を介して、電波放射部１０８から電波を放射させる。通信装置２００及び通信装置２０１は、同一の送信データについて、信号を発生させてアンテナ装置１００に入力する。図１１に示す例において、通信装置２００は第１信号発生器の一例であってよく、通信装置２０１は第２信号発生器の一例であってよい。
【0049】
制御部１５０は、外部に出力される電波の偏波方向が変化しないように、反射部１１４の回転に応じて電波放射部１０８によって放射される電波の偏波を変更する。例えば、通信装置２００が水平偏波を入力し、通信装置２０１が垂直偏波を入力し、制御部１５０が、反射部１１４の回転に応じて、通信装置２００から入力される信号の電波強度と通信装置２０１から入力される信号の電波強度の比率を調節することで、外部に出力される電波の偏波方向が変化しないように電波放射部１０８によって放射される電波の偏波を変更する。また、例えば、制御部１５０が、通信装置２００から入力される信号を導波管１０６の水平偏波用の入力部に接続し、通信装置２０１から入力される信号を導波管１０６の垂直偏波用の入力部に接続し、反射部１１４の回転に応じて、通信装置２００から入力される信号の電波強度と通信装置２０１から入力される信号の電波強度の比率を調節することで、外部に出力される電波の偏波方向が変化しないように電波放射部１０８によって放射される電波の偏波を変更する。
【0050】
図１２は、図１１に示すアンテナ装置１００における制御部１５０の機能構成の一例を概略的に示す。ここでは、図８に示す制御部１５０とは異なる点を主に説明する。制御部１５０は、受付部１５６及びアンテナ制御部１６０を備える。
【0051】
受付部１５６は、通信装置２００から信号を受け付ける。受付部１５６は、通信装置２０１から信号を受け付ける。
【0052】
アンテナ制御部１６０は、出力方向変更部１６２、偏波変更部１６４、及び回転位置判定部１６６を有する。出力方向変更部１６２は、反射部１１４を調整することによって電波の外部への出力方向を変更する。
【0053】
偏波変更部１６４は、出力方向変更部１６２による反射部１１４の調整に応じて、電波放射部１０８によって放射される電波の偏波を変更する。偏波変更部１６４は、外部に出力される電波の偏波方向が変化しないように、出力方向変更部１６２による反射部１１４の調整に応じて電波放射部１０８によって放射される電波の偏波を変更してよい。偏波変更部１６４は、例えば、出力方向変更部１６２から反射部１１４の調整量を取得して、反射部１１４の調整量に合わせて電波放射部１０８によって放射される電波の偏波を変更する。
【0054】
例えば、通信装置２００が水平偏波を入力し、通信装置２０１が垂直偏波を入力し、偏波変更部１６４は、反射部１１４の回転に応じて、通信装置２００から入力される信号の電波強度と通信装置２０１から入力される信号の電波強度の比率を調節することで、外部に出力される電波の偏波方向が変化しないように電波放射部１０８によって放射される電波の偏波を変更する。
【0055】
また、例えば、通信装置２００から入力される信号を導波管１０６の水平偏波用の入力部に接続し、通信装置２０１から入力される信号を導波管１０６の垂直偏波用の入力部に接続し、偏波変更部１６４は、反射部１１４の回転に応じて、通信装置２００から入力される信号の電波強度と通信装置２０１から入力される信号の電波強度の比率を調節することで、外部に出力される電波の偏波方向が変化しないように電波放射部１０８によって放射される電波の偏波を変更する。
【0056】
偏波変更部１６４は、通信装置２００から入力される信号の電波強度と通信装置２０１から入力される信号の電波強度の比率を、電波放射部１０８に対する反射部１１４の角度に対応する比率としてよい。反射部１１４の角度に対応する、通信装置２００から入力される信号の電波強度と通信装置２０１から入力される信号の電波強度の比率は、出力電波の偏波の方向毎に、予め登録されていてよい。
【0057】
例えば、出力電波の偏波方向が水平偏波のまま変化しないようにするための、反射部１１４の角度毎の、通信装置２００から入力される信号の電波強度と通信装置２０１から入力される信号の電波強度の比率が予め登録される。また、例えば、出力電波の偏波方向が垂直偏波のまま変化しないようにするための、反射部１１４の角度毎の、通信装置２００から入力される信号の電波強度と通信装置２０１から入力される信号の電波強度の比率が予め登録される。
【0058】
また、偏波変更部１６４は、出力電波の偏波を円偏波にするために、通信装置２００から入力される信号、及び通信装置２０１から入力される信号の位相差を調整してもよい。
【0059】
回転位置判定部１６６は、電波放射部１０８に対する反射部１１４の回転位置を判定する。偏波変更部１６４は、回転位置判定部１６６によって判定された反射部１１４の回転位置に応じて、電波放射部１０８によって放射される電波の偏波を変更してよい。
【0060】
図１３は、アンテナ装置１００として機能するコンピュータ１２００のハードウェア構成の一例を概略的に示す。コンピュータ１２００にインストールされたプログラムは、コンピュータ１２００を、本実施形態に係る装置の１又は複数の「部」として機能させ、又はコンピュータ１２００に、本実施形態に係る装置に関連付けられるオペレーション又は当該１又は複数の「部」を実行させることができ、及び／又はコンピュータ１２００に、本実施形態に係るプロセス又は当該プロセスの段階を実行させることができる。そのようなプログラムは、コンピュータ１２００に、本明細書に記載のフローチャート及びブロック図のブロックのうちのいくつか又はすべてに関連付けられた特定のオペレーションを実行させるべく、ＣＰＵ１２１２によって実行されてよい。
【0061】
本実施形態によるコンピュータ１２００は、ＣＰＵ１２１２、ＲＡＭ１２１４、及びグラフィックコントローラ１２１６を含み、それらはホストコントローラ１２１０によって相互に接続されている。コンピュータ１２００はまた、通信インタフェース１２２２、記憶装置１２２４、ＤＶＤドライブ、及びＩＣカードドライブのような入出力ユニットを含み、それらは入出力コントローラ１２２０を介してホストコントローラ１２１０に接続されている。ＤＶＤドライブは、ＤＶＤ－ＲＯＭドライブ及びＤＶＤ－ＲＡＭドライブ等であってよい。記憶装置１２２４は、ハードディスクドライブ及びソリッドステートドライブ等であってよい。コンピュータ１２００はまた、ＲＯＭ１２３０及びキーボードのようなレガシの入出力ユニットを含み、それらは入出力チップ１２４０を介して入出力コントローラ１２２０に接続されている。
【0062】
ＣＰＵ１２１２は、ＲＯＭ１２３０及びＲＡＭ１２１４内に格納されたプログラムに従い動作し、それにより各ユニットを制御する。グラフィックコントローラ１２１６は、ＲＡＭ１２１４内に提供されるフレームバッファ等又はそれ自体の中に、ＣＰＵ１２１２によって生成されるイメージデータを取得し、イメージデータがディスプレイデバイス１２１８上に表示されるようにする。
【0063】
通信インタフェース１２２２は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。記憶装置１２２４は、コンピュータ１２００内のＣＰＵ１２１２によって使用されるプログラム及びデータを格納する。ＤＶＤドライブは、プログラム又はデータをＤＶＤ－ＲＯＭ等から読み取り、記憶装置１２２４に提供する。ＩＣカードドライブは、プログラム及びデータをＩＣカードから読み取り、及び／又はプログラム及びデータをＩＣカードに書き込む。
【0064】
ＲＯＭ１２３０はその中に、アクティブ化時にコンピュータ１２００によって実行されるブートプログラム等、及び／又はコンピュータ１２００のハードウェアに依存するプログラムを格納する。入出力チップ１２４０はまた、様々な入出力ユニットをＵＳＢポート、パラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポート等を介して、入出力コントローラ１２２０に接続してよい。
【0065】
プログラムは、ＤＶＤ－ＲＯＭ又はＩＣカードのようなコンピュータ可読記憶媒体によって提供される。プログラムは、コンピュータ可読記憶媒体から読み取られ、コンピュータ可読記憶媒体の例でもある記憶装置１２２４、ＲＡＭ１２１４、又はＲＯＭ１２３０にインストールされ、ＣＰＵ１２１２によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ１２００に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらす。装置又は方法が、コンピュータ１２００の使用に従い情報のオペレーション又は処理を実現することによって構成されてよい。
【0066】
例えば、通信がコンピュータ１２００及び外部デバイス間で実行される場合、ＣＰＵ１２１２は、ＲＡＭ１２１４にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インタフェース１２２２に対し、通信処理を命令してよい。通信インタフェース１２２２は、ＣＰＵ１２１２の制御の下、ＲＡＭ１２１４、記憶装置１２２４、ＤＶＤ－ＲＯＭ、又はＩＣカードのような記録媒体内に提供される送信バッファ領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、又はネットワークから受信した受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ領域等に書き込む。
【0067】
また、ＣＰＵ１２１２は、記憶装置１２２４、ＤＶＤドライブ（ＤＶＤ－ＲＯＭ）、ＩＣカード等のような外部記録媒体に格納されたファイル又はデータベースの全部又は必要な部分がＲＡＭ１２１４に読み取られるようにし、ＲＡＭ１２１４上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。ＣＰＵ１２１２は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックしてよい。
【0068】
様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、及びデータベースのような様々なタイプの情報が記録媒体に格納され、情報処理を受けてよい。ＣＰＵ１２１２は、ＲＡＭ１２１４から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプのオペレーション、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索／置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をＲＡＭ１２１４に対しライトバックする。また、ＣＰＵ１２１２は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第２の属性の属性値に関連付けられた第１の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、ＣＰＵ１２１２は、当該複数のエントリの中から、第１の属性の属性値が指定されている条件に一致するエントリを検索し、当該エントリ内に格納された第２の属性の属性値を読み取り、それにより予め定められた条件を満たす第１の属性に関連付けられた第２の属性の属性値を取得してよい。
【0069】
上で説明したプログラム又はソフトウエアモジュールは、コンピュータ１２００上又はコンピュータ１２００近傍のコンピュータ可読記憶媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワーク又はインターネットに接続されたサーバシステム内に提供されるハードディスク又はＲＡＭのような記録媒体が、コンピュータ可読記憶媒体として使用可能であり、それによりプログラムを、ネットワークを介してコンピュータ１２００に提供する。
【0070】
本実施形態におけるフローチャート及びブロック図におけるブロックは、オペレーションが実行されるプロセスの段階又はオペレーションを実行する役割を持つ装置の「部」を表わしてよい。特定の段階及び「部」が、専用回路、コンピュータ可読記憶媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプログラマブル回路、及び／又はコンピュータ可読記憶媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプロセッサによって実装されてよい。専用回路は、デジタル及び／又はアナログハードウェア回路を含んでよく、集積回路（ＩＣ）及び／又はディスクリート回路を含んでよい。プログラマブル回路は、例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、及びプログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）等のような、論理積、論理和、排他的論理和、否定論理積、否定論理和、及び他の論理演算、フリップフロップ、レジスタ、並びにメモリエレメントを含む、再構成可能なハードウェア回路を含んでよい。
【0071】
コンピュータ可読記憶媒体は、適切なデバイスによって実行される命令を格納可能な任意の有形なデバイスを含んでよく、その結果、そこに格納される命令を有するコンピュータ可読記憶媒体は、フローチャート又はブロック図で指定されたオペレーションを実行するための手段を作成すべく実行され得る命令を含む、製品を備えることになる。コンピュータ可読記憶媒体の例としては、電子記憶媒体、磁気記憶媒体、光記憶媒体、電磁記憶媒体、半導体記憶媒体等が含まれてよい。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例としては、フロッピー（登録商標）ディスク、ディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイ（登録商標）ディスク、メモリスティック、集積回路カード等が含まれてよい。
【0072】
コンピュータ可読命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、又はＳｍａｌｌｔａｌｋ（登録商標）、ＪＡＶＡ（登録商標）、Ｃ＋＋等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、及び「Ｃ」プログラミング言語又は同様のプログラミング言語のような従来の手続型プログラミング言語を含む、１又は複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソースコード又はオブジェクトコードのいずれかを含んでよい。
【0073】
コンピュータ可読命令は、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサ、又はプログラマブル回路が、フローチャート又はブロック図で指定されたオペレーションを実行するための手段を生成するために当該コンピュータ可読命令を実行すべく、ローカルに又はローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、インターネット等のようなワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を介して、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサ、又はプログラマブル回路に提供されてよい。プロセッサの例としては、コンピュータプロセッサ、処理ユニット、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ等を含む。
【0074】
以上、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記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【0075】
特許請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及び段階などの各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」などと明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、及び図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」などを用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【0076】
１００ アンテナ装置、１０２ 筐体、１０４ 同軸ケーブル、１０５ 同軸ケーブル、１０６ 導波管、１０８ 電波放射部、１１０ 台座、１１２ 支持部、１１４ 反射部、１１６ モータ、１１８ センサ、１４０ 出力電波、１５０ 制御部、１５２ 信号発生器、１５４ 信号発生器、１５６ 受付部、１６０ アンテナ制御部、１６２ 出力方向変更部、１６４ 偏波変更部、１６６ 回転位置判定部、１８０ 直交導波管、２００ 通信装置、２０１ 通信装置、３１０ 壁面、３２０ 受信部、１２００ コンピュータ、１２１０ ホストコントローラ、１２１２ ＣＰＵ、１２１４ ＲＡＭ、１２１６ グラフィックコントローラ、１２１８ ディスプレイデバイス、１２２０ 入出力コントローラ、１２２２ 通信インタフェース、１２２４ 記憶装置、１２３０ ＲＯＭ、１２４０ 入出力チップ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】