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JP7529244B2 - Antenna Systems - Google Patents

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JP7529244B2
JP7529244B2 JP2020089647A JP2020089647A JP7529244B2 JP 7529244 B2 JP7529244 B2 JP 7529244B2 JP 2020089647 A JP2020089647 A JP 2020089647A JP 2020089647 A JP2020089647 A JP 2020089647A JP 7529244 B2 JP7529244 B2 JP 7529244B2
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antennas
sensor
antenna system
spacing
multiple antennas
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JP2020089647A
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聡 清水
和司 佐久間
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ATR Advanced Telecommunications Research Institute International
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ATR Advanced Telecommunications Research Institute International
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Description

本発明は、複数のアンテナを有するアンテナシステムに関する。 The present invention relates to an antenna system having multiple antennas.

干渉となる信号源の探査や、端末の位置の把握などの目的のために、電波の到来方向を把握することが必要となる。その電波の到来方向を推定する手段の一つとして、複数のアンテナに到来する信号の位相差を調べる方法がある(例えば、特許文献1参照)。 It is necessary to know the direction of arrival of radio waves in order to locate interfering signal sources, grasp the location of a terminal, etc. One method for estimating the direction of arrival of radio waves is to check the phase difference between signals arriving at multiple antennas (see, for example, Patent Document 1).

例えば、アンテナが2個ある場合において、そのアンテナの受信信号が同じ位相であれば、その2個のアンテナを結ぶ直線に対して垂直な方向から電波が到来していることになる。位相差があれば、その位相差に対応した到来時間の差があることになり、それから到来方向を推定できる。 For example, if there are two antennas and the received signals from those antennas have the same phase, then the radio waves are arriving from a direction perpendicular to the line connecting the two antennas. If there is a phase difference, there will be a difference in arrival time corresponding to that phase difference, and from that the direction of arrival can be estimated.

特開2006-352296号公報JP 2006-352296 A

例えば、2個のアンテナ間の位相差を波長に置き換えた結果がΔλであったとする。また、2個のアンテナ間の距離をdとすると、アンテナの並ぶ方向に対する入射角θと、Δλ、dとの関係は次の式で表される。
sinθ=Δλ/d
For example, if the phase difference between two antennas is converted into a wavelength and the result is Δλ, and if the distance between the two antennas is d, the relationship between the incident angle θ with respect to the direction in which the antennas are aligned, Δλ, and d is expressed by the following formula.
sinθ=Δλ/d

ここで、Δλとして把握できるのは、0以上、λ未満の範囲である。例えば、二つのアンテナについて1.5λに相当する位相差があったとしても、0.5λと認識されてしまう。そのようなことが起こらないようにするためには、アンテナ間の距離(間隔)dについて、次式の条件が成り立つことが必要になる。なお、λは電波の波長である。
d<λ/2
Here, Δλ can be understood to be in the range of 0 or more and less than λ. For example, even if there is a phase difference equivalent to 1.5λ between two antennas, it will be recognized as 0.5λ. To prevent this from happening, the following condition must be satisfied for the distance (spacing) d between the antennas. Here, λ is the wavelength of the radio wave.
d<λ/2

この粒度でアンテナを設置できれば、到来方向を位相差から把握することが可能になる。一方で、アンテナ間隔を狭くすると、それぞれのアンテナで受信する信号の位相差が小さくなり雑音などによる影響を受けやすくなる。その結果、誤差が発生しやすくなる。したがって、λ/2に近い間隔でアンテナを設置するのが適切である。 If the antennas can be placed at this granularity, it will be possible to determine the direction of arrival from the phase difference. On the other hand, if the antenna spacing is narrowed, the phase difference between the signals received by each antenna will be smaller, making them more susceptible to noise and other factors. As a result, errors will be more likely to occur. Therefore, it is appropriate to place antennas at intervals close to λ/2.

そのようにλ/2に近い間隔でアンテナを設置した場合には、アンテナ間隔が波長に依存することになる。一般に、アンテナはそれを固定する治具に取り付けられるため、アンテナ間隔の条件を満足するには、使用する周波数を固定するか、周波数を変更するごとにアンテナを取り付け直す、といった作業が必要になってしまう。 When antennas are placed at intervals close to λ/2 like this, the antenna spacing will depend on the wavelength. Generally, antennas are attached to a fixture that holds them in place, so in order to satisfy the antenna spacing conditions, it is necessary to either fix the frequency being used or to reattach the antennas every time the frequency is changed.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、電波の種々の周波数に対応することができるアンテナシステムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and aims to provide an antenna system that can handle various radio wave frequencies.

上記目的を達成するため、本発明の一態様によるアンテナシステムは、複数のアンテナと、複数のアンテナの間隔を変更することができる間隔変更機構と、を備えたものである。 To achieve the above object, an antenna system according to one aspect of the present invention includes multiple antennas and a spacing change mechanism that can change the spacing between the multiple antennas.

このような構成により、複数のアンテナの距離を変更できるため、例えば、二つのアンテナの距離がλ/2より短く、かつ、λ/2に近くなるように設置することができるようになる。 This configuration allows the distance between multiple antennas to be changed, so that, for example, the distance between two antennas can be set to be shorter than λ/2 but close to λ/2.

また、本発明の一態様によるアンテナシステムでは、間隔変更機構は、複数のアンテナを支持する伸縮機構であってもよい。 In addition, in an antenna system according to one aspect of the present invention, the spacing change mechanism may be an extension mechanism that supports multiple antennas.

このような構成により、伸縮機構を伸縮させることによって、複数のアンテナの間隔を変更することができる。 With this configuration, the spacing between multiple antennas can be changed by expanding or contracting the expansion mechanism.

また、本発明の一態様によるアンテナシステムでは、間隔変更機構は、回動軸を中心として回動可能に連結された複数の支持部材を有しており、複数のアンテナは、複数の支持部材によってそれぞれ支持されてもよい。 In addition, in an antenna system according to one aspect of the present invention, the spacing change mechanism may have multiple support members connected to be rotatable around a rotation axis, and the multiple antennas may be supported by the multiple support members, respectively.

このような構成により、複数の支持部材を、回動軸を中心として回動させることによって、複数のアンテナの間隔を変更することができる。 With this configuration, the spacing between the multiple antennas can be changed by rotating the multiple support members around the rotation axis.

また、本発明の一態様によるアンテナシステムは、間隔変更機構が、放射状に伸縮する複数の伸縮機構を備えており、複数のアンテナは、複数の伸縮機構によってそれぞれ支持されており、複数の伸縮機構の伸縮に応じて放射状に移動されてもよい。 In addition, in an antenna system according to one aspect of the present invention, the spacing change mechanism includes multiple telescopic mechanisms that expand and contract radially, and the multiple antennas are supported by the multiple telescopic mechanisms, and may be moved radially in response to the expansion and contraction of the multiple telescopic mechanisms.

このような構成により、例えば、上面視で円周上に位置している複数のアンテナについて、その円周の半径を変更することができるようになる。その結果、種々の方向について、同様な受信性能を持つようにすることができる。 With this configuration, for example, it becomes possible to change the radius of a circumference of multiple antennas that are positioned on a circumference when viewed from above. As a result, it becomes possible to have similar reception performance in various directions.

また、本発明の一態様によるアンテナシステムでは、方位、傾き、位置、複数のアンテナ間の距離の少なくともいずれかを検出できるセンサをさらに備えてもよい。 In addition, the antenna system according to one aspect of the present invention may further include a sensor capable of detecting at least one of the orientation, inclination, position, and distance between the multiple antennas.

このような構成により、例えば、複数のアンテナに対する電波の到来方向と、センサによって検出されたアンテナシステムの方位とを用いて、電波の到来方向を把握することができる。また、例えば、センサによって検出された複数のアンテナの傾きを用いて、アンテナの水平のズレの補正を行うことができる。また、例えば、センサによって検出されたアンテナシステムの位置を用いて、電波の到来方向を取得した場所を把握することができる。また、例えば、センサによって複数のアンテナ間の距離を検出することによって、アンテナの設置時にアンテナ間の距離を手作業で測定しなくてもよいことになる。 With this configuration, for example, the direction of arrival of radio waves for multiple antennas and the orientation of the antenna system detected by a sensor can be used to determine the direction of arrival of radio waves. Also, for example, the tilt of multiple antennas detected by a sensor can be used to correct horizontal deviations of the antennas. Also, for example, the position of the antenna system detected by a sensor can be used to determine the location where the direction of arrival of radio waves was obtained. Also, for example, by detecting the distance between multiple antennas with a sensor, it becomes unnecessary to manually measure the distance between the antennas when installing the antennas.

本発明の一態様によるアンテナシステムによれば、電波の周波数に応じてアンテナの間隔を変更することができるようになる。 An antenna system according to one aspect of the present invention makes it possible to change the spacing between antennas depending on the frequency of the radio waves.

本発明の実施の形態によるアンテナシステムの構成の一例を示す模式図FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a configuration of an antenna system according to an embodiment of the present invention; 同実施の形態によるアンテナシステムの構成の他の一例を示す模式図FIG. 2 is a schematic diagram showing another example of the configuration of the antenna system according to the embodiment; 同実施の形態によるアンテナシステムの構成の他の一例を示す模式図FIG. 2 is a schematic diagram showing another example of the configuration of the antenna system according to the embodiment; 同実施の形態によるアンテナシステムの構成の他の一例を示す模式図FIG. 2 is a schematic diagram showing another example of the configuration of the antenna system according to the embodiment; 同実施の形態によるアンテナシステムの構成の他の一例を示す模式図FIG. 2 is a schematic diagram showing another example of the configuration of the antenna system according to the embodiment;

以下、本発明によるアンテナシステムについて、実施の形態を用いて説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素は同一または相当するものであり、再度の説明を省略することがある。本実施の形態によるアンテナシステムは、複数のアンテナの間隔を変更することができる間隔変更機構を有するものである。 The antenna system according to the present invention will be described below using an embodiment. Note that in the following embodiments, components with the same reference numerals are the same or equivalent, and repeated explanations may be omitted. The antenna system according to this embodiment has a spacing change mechanism that can change the spacing between multiple antennas.

図1は、本実施の形態によるアンテナシステム1の構成を示す模式図である。本実施の形態によるアンテナシステム1は、複数のアンテナ10-1、10-2、10-3と、間隔変更機構20とを備える。なお、アンテナ10-1、10-2、10-3を特に区別しない場合には、アンテナ10と呼ぶこともある。図1では、アンテナシステム1が3個のアンテナ10を有する場合について示しているが、アンテナシステム1が有するアンテナ10の個数は2個以上であればよく、限定されるものではない。アンテナ10は、例えば、ダイポールアンテナなどの無指向性の直線状のアンテナであってもよい。複数のアンテナ10は、例えば、長手方向が鉛直方向となり、上面視において一直線上に位置するように設けられていてもよい。この場合には、アンテナ10の間隔が変更されることによって、複数のアンテナ10は上面視において一直線上を移動してもよい。なお、上記のように、一直線上に並んだ複数のアンテナ10を用いて電波の到来方向を算出する方法はすでに公知であり、その詳細な説明を省略する。 Figure 1 is a schematic diagram showing the configuration of an antenna system 1 according to this embodiment. The antenna system 1 according to this embodiment includes multiple antennas 10-1, 10-2, and 10-3, and a spacing change mechanism 20. In addition, when the antennas 10-1, 10-2, and 10-3 are not particularly distinguished from each other, they may be called antennas 10. In Figure 1, the antenna system 1 has three antennas 10, but the number of antennas 10 that the antenna system 1 has may be two or more, and is not limited to this number. The antenna 10 may be, for example, a non-directional linear antenna such as a dipole antenna. The multiple antennas 10 may be arranged so that, for example, the longitudinal direction is vertical and the multiple antennas 10 are positioned in a straight line when viewed from above. In this case, the multiple antennas 10 may move in a straight line when viewed from above by changing the spacing between the antennas 10. In addition, the method of calculating the direction of arrival of radio waves using multiple antennas 10 arranged in a straight line as described above is already known, and a detailed description thereof will be omitted.

間隔変更機構20は、複数のアンテナ10の間隔を変更することができるものである。間隔変更機構20は、複数のアンテナ10を支持する台状のものであってもよい。図1では、間隔変更機構20が、複数のアンテナ10を支持する伸縮機構であり、特にテレスコピックパイプである場合について示している。図1で示されるように、テレスコピックパイプである間隔変更機構20は、内径の異なる複数のパイプ状部材21~23が互いに接続され、伸縮可能となっているものであってもよい。より具体的には、パイプ状部材21の内部にパイプ状部材22が挿入可能となっており、パイプ状部材22の内部にパイプ状部材23が挿入可能となっている。また、パイプ状部材21~23は、それぞれアンテナ10-1~10-3を支持している。パイプ状部材22、23の挿入の程度を両矢印の方向に変更することによって、複数のアンテナ10の間隔を変更することができる。なお、本実施の形態では、間隔変更機構20によってアンテナ10の下端側が支持される場合について主に説明するが、それ以外のアンテナ10の個所が支持されてもよいことは言うまでもない。 The interval change mechanism 20 can change the interval between the multiple antennas 10. The interval change mechanism 20 may be a platform that supports the multiple antennas 10. FIG. 1 shows the case where the interval change mechanism 20 is an extension mechanism that supports the multiple antennas 10, and is a telescopic pipe in particular. As shown in FIG. 1, the interval change mechanism 20, which is a telescopic pipe, may be a telescopic pipe in which multiple pipe-shaped members 21 to 23 with different inner diameters are connected to each other and can be extended and retracted. More specifically, the pipe-shaped member 22 can be inserted into the pipe-shaped member 21, and the pipe-shaped member 23 can be inserted into the pipe-shaped member 22. The pipe-shaped members 21 to 23 support the antennas 10-1 to 10-3, respectively. The interval between the multiple antennas 10 can be changed by changing the degree of insertion of the pipe-shaped members 22 and 23 in the direction of the double arrow. In this embodiment, the case where the lower end side of the antenna 10 is supported by the interval change mechanism 20 will be mainly described, but it goes without saying that other parts of the antenna 10 may be supported.

パイプ状部材21~23において、他のパイプ状部材が挿入されていない側の端部は、開口していてもよく、または、閉じられていてもよい。例えば、図1において、パイプ状部材21~23の左側の端部や、パイプ状部材23の右側の端部は、閉じられていてもよい。 The ends of the pipe-shaped members 21 to 23 on the side where no other pipe-shaped members are inserted may be open or closed. For example, in FIG. 1, the left ends of the pipe-shaped members 21 to 23 and the right end of the pipe-shaped member 23 may be closed.

なお、図1では、パイプ状部材21~23の長手方向に垂直な断面形状が矩形状である場合について示しているが、その断面形状は、例えば、円形状、多角形状、半円形状等であってもよい。 Note that FIG. 1 shows a case where the cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal direction of the pipe-shaped members 21 to 23 is rectangular, but the cross-sectional shape may be, for example, circular, polygonal, semicircular, etc.

また、間隔変更機構20を構成する材料は特に限定されるものではないが、例えば、アンテナ10の構造や使用する箇所によっては、導電性ではない材料(例えば、樹脂や木材、セラミック等)であることが好適な場合もあり、導電性の材料(例えば、金属など)であっても問題ない場合や、導電性の材料であることが好適な場合もある。 In addition, the material constituting the spacing change mechanism 20 is not particularly limited, but depending on the structure of the antenna 10 and the location of use, for example, a non-conductive material (e.g., resin, wood, ceramic, etc.) may be preferable, or a conductive material (e.g., metal, etc.) may be acceptable or preferable.

また、間隔変更機構20は、例えば、アンテナ10の個数と同じ個数のパイプ状部材を有していてもよく、または、それ以上の個数のパイプ状部材を有していてもよい。また、パイプ状部材の表面には、アンテナ10間の距離を読み取るための目盛り24が表示されていてもよい。例えば、パイプ状部材22の目盛り24によって、アンテナ10-1とアンテナ10-2との間の距離が示されてもよい。また、例えば、パイプ状部材23の目盛り24によって、アンテナ10-2とアンテナ10-3との間の距離が示されてもよい。 The spacing change mechanism 20 may have, for example, the same number of pipe-shaped members as the number of antennas 10, or may have a greater number of pipe-shaped members. The surfaces of the pipe-shaped members may also be marked with scales 24 for reading the distance between the antennas 10. For example, the scale 24 on the pipe-shaped member 22 may indicate the distance between antennas 10-1 and 10-2. For example, the scale 24 on the pipe-shaped member 23 may indicate the distance between antennas 10-2 and 10-3.

また、図1で示される間隔変更機構20の構成は一例であって、間隔変更機構20は、他の伸縮機構によって複数のアンテナ10の間隔を変更できてもよい。例えば、図2で示されるように、間隔変更機構20は、伸縮リンク機構であってもよい。図2は、アンテナ10を透視した状態を示すアンテナシステム1の平面図である。その伸縮リンク機構は、回動軸25によって回動可能に連結された複数のリンク状部材26を有しているマジックハンド状のものであってもよい。そして、リンク状部材26の長手方向の略中央に複数のアンテナ10が設けられていてもよい。この場合には、伸縮リンク機構を図2の両矢印の方向に伸縮させることによって、アンテナ10の間隔を変更することができる。 The configuration of the spacing change mechanism 20 shown in FIG. 1 is one example, and the spacing change mechanism 20 may be capable of changing the spacing between the multiple antennas 10 by other telescopic mechanisms. For example, as shown in FIG. 2, the spacing change mechanism 20 may be a telescopic link mechanism. FIG. 2 is a plan view of the antenna system 1 showing the antenna 10 in a see-through state. The telescopic link mechanism may be a magic hand type having multiple link members 26 rotatably connected by a pivot 25. The multiple antennas 10 may be provided approximately in the center of the longitudinal direction of the link member 26. In this case, the spacing between the antennas 10 can be changed by telescopically extending the telescopic link mechanism in the direction of the double arrow in FIG. 2.

以上のように、本実施の形態によるアンテナシステム1によれば、複数のアンテナ10の間隔を、伸縮機構である間隔変更機構20によって変更できることによって、電波の到来方向を特定するのに好適なアンテナ10の間隔となるように容易に変更することができる。なお、同様のことを実現するために、あらかじめ多くのアンテナを細かい間隔で配置しておき、受信する電波の周波数(波長)に応じた間隔のアンテナのみを用いて電波の受信を行うことも考えられるが、その場合には、受信に用いないアンテナが存在することによって電波が乱され、電波の到来方向の正確な特定を行うことができなくなる。そのため、本実施の形態によるアンテナシステム1のように、アンテナ10の間隔を変更するほうが好適である。 As described above, according to the antenna system 1 of this embodiment, the spacing between the multiple antennas 10 can be changed by the spacing change mechanism 20, which is an extension mechanism, and the spacing between the antennas 10 can be easily changed to a spacing suitable for identifying the direction of arrival of radio waves. Note that in order to achieve the same thing, it is possible to arrange many antennas at close intervals in advance and receive radio waves using only antennas spaced according to the frequency (wavelength) of the radio waves to be received. However, in that case, the presence of antennas not used for reception will disrupt the radio waves, making it impossible to accurately identify the direction of arrival of the radio waves. For this reason, it is preferable to change the spacing between the antennas 10, as in the antenna system 1 of this embodiment.

次に、本実施の形態によるアンテナシステム1の変形例について説明する。 Next, we will explain a modified example of the antenna system 1 according to this embodiment.

[回動可能に連結された複数の支持部材を有する間隔変更機構]
間隔変更機構20は、図3で示されるように、回動軸30を中心として回動可能に連結された複数の支持部材31~33を有しており、複数の支持部材31~33によってアンテナ10がそれぞれ支持されてもよい。支持部材31~33は、例えば、図3で示されるように、棒状の部材であってもよい。そして、各支持部材31~33の回動軸30と反対側の端部にアンテナ10が設けられていてもよい。このような構成により、支持部材31~33間の角度を変更することによって、アンテナ10の間隔を変更することができる。例えば、複数のアンテナ10の位置を図3の両矢印の方向に変更することによって、アンテナ10の間隔を変更することができる。複数のアンテナ10は、例えば、長手方向が鉛直方向となり、上面視において円弧上に位置するように設けられていてもよい。この場合には、アンテナ10の間隔が変更されることによって、複数のアンテナ10は上面視において円弧上を移動してもよい。なお、円弧上に並んだ複数のアンテナ10を用いて電波の到来方向を算出する方法はすでに公知であり、その詳細な説明を省略する。
[Gap change mechanism having multiple support members rotatably connected]
As shown in FIG. 3, the interval change mechanism 20 has a plurality of support members 31 to 33 connected to be rotatable about a rotation shaft 30, and the antennas 10 may be supported by the plurality of support members 31 to 33. The support members 31 to 33 may be rod-shaped members, for example, as shown in FIG. 3. The antennas 10 may be provided at the end of each of the support members 31 to 33 opposite to the rotation shaft 30. With this configuration, the interval between the antennas 10 can be changed by changing the angle between the support members 31 to 33. For example, the interval between the antennas 10 can be changed by changing the position of the plurality of antennas 10 in the direction of the double arrow in FIG. 3. The plurality of antennas 10 may be provided, for example, such that the longitudinal direction is vertical and the antennas 10 are positioned on an arc in a top view. In this case, the plurality of antennas 10 may move on an arc in a top view by changing the interval between the antennas 10. Note that a method for calculating the direction of arrival of radio waves using a plurality of antennas 10 arranged on an arc is already known, and a detailed description thereof will be omitted.

なお、各支持部材31~33が、アンテナシステム1の設置面(例えば、床面や地面など)に対して平行になるようにするために、支持部材32、33の回動軸30と反対側の端部の下面側に、円柱状部材41が設けられていてもよい。円柱状部材41は、それが設けられている支持部材32、33の端部と設置面との間の距離を保つためのスペーサであると考えてもよい。 In order to make each of the support members 31 to 33 parallel to the installation surface (e.g., the floor or the ground) of the antenna system 1, a cylindrical member 41 may be provided on the underside of the end of the support members 32 and 33 opposite the pivot axis 30. The cylindrical member 41 may be considered to be a spacer that maintains a distance between the end of the support members 32 and 33 on which it is provided and the installation surface.

また、各アンテナ10の下端側の高さを揃えるため、支持部材31、32の回動軸30と反対側の端部の上面側に、円柱状部材42が設けられていてもよい。円柱状部材42は、アンテナ10が設置される台状部材であると考えてもよい。 In addition, in order to align the height of the lower end of each antenna 10, a cylindrical member 42 may be provided on the upper surface side of the end opposite the pivot shaft 30 of the support members 31 and 32. The cylindrical member 42 may be considered to be a platform member on which the antenna 10 is mounted.

また、円柱状部材41、42は、上記した目的を達成できるのであれば、他の形状であってもよい。また、支持部材31~33が設置面に対して平行でなくてもよい場合や、アンテナ10の下端側の高さを揃えなくてもよい場合などには、支持部材31~33の回動軸30と反対側の端部に円柱状部材41、42が設けられていなくてもよい。 The cylindrical members 41, 42 may have other shapes as long as the above-mentioned objectives can be achieved. In addition, in cases where the support members 31 to 33 do not need to be parallel to the installation surface, or where the height of the lower end of the antenna 10 does not need to be uniform, the cylindrical members 41, 42 do not need to be provided at the ends of the support members 31 to 33 opposite the pivot shaft 30.

また、支持部材31~33の回動軸30側の端部に支持部材31~33の間の角度を読み取ることができる目盛りが表示されていてもよい。そのようにすることで、読み取った角度を用いて、アンテナ10間の距離を特定することができるようになる。 In addition, a scale that allows the angle between the support members 31 to 33 to be read may be displayed on the end of the support members 31 to 33 on the side of the rotation axis 30. In this way, the distance between the antennas 10 can be determined using the read angle.

また、図3では、扇状に配置された棒状の支持部材31~33について示しているが、支持部材31~33は、棒状以外のものであってもよい。 In addition, while FIG. 3 shows rod-shaped support members 31 to 33 arranged in a fan shape, support members 31 to 33 may be shaped other than rod-shaped.

また、図3では、アンテナ10の個数が3個である場合について示しているが、それら以外であってもよいことは言うまでもない。また、図3において、支持部材31~33は、それぞれ伸縮可能なものであってもよい。伸縮可能な支持部材は、例えば、テレスコピックパイプであってもよい。 Although FIG. 3 shows a case where the number of antennas 10 is three, it goes without saying that other numbers are also possible. Also, in FIG. 3, the support members 31 to 33 may each be extendable. The extendable support members may be, for example, telescopic pipes.

[放射状に伸縮する複数の伸縮機構を有する間隔変更機構]
間隔変更機構20は、図4で示されるように、放射状に伸縮する複数の伸縮機構51~56を備えていてもよい。複数の伸縮機構51~56は、それぞれ本体部51-1~56-1と、先端部51-2~56-2とを備えており、本体部51-1~56-1に先端部51-2~56-2がそれぞれ挿入されており、その挿入の程度が変更されることによって、両矢印で示される方向に伸縮するようになっていてもよい。この場合には、伸縮機構51~56は、それぞれテレスコピックパイプによって構成されることになる。なお、図4では、2個の内径の異なるパイプが接続されることによって伸縮機構51~56が構成される場合について示しているが、3個以上の内径の異なるパイプが接続されてもよいことは言うまでもない。
[Spacing change mechanism having multiple expansion and contraction mechanisms that expand and contract radially]
As shown in Fig. 4, the interval change mechanism 20 may include a plurality of telescopic mechanisms 51 to 56 that extend and retract radially. The plurality of telescopic mechanisms 51 to 56 may each include a main body portion 51-1 to 56-1 and a tip portion 51-2 to 56-2, and the tip portion 51-2 to 56-2 may be inserted into the main body portion 51-1 to 56-1, respectively, and may extend and retract in the direction indicated by the double arrow by changing the degree of insertion. In this case, the telescopic mechanisms 51 to 56 are each formed of a telescopic pipe. Note that Fig. 4 shows a case in which the telescopic mechanisms 51 to 56 are formed by connecting two pipes having different inner diameters, but it goes without saying that three or more pipes having different inner diameters may be connected.

また、図4では、上面視において伸縮方向が等方的になるように伸縮機構51~56が配置されている場合、すなわち伸縮機構51~56の伸縮方向に沿った直線間の角度が等しい場合について示しているが、そうでなくてもよい。また、伸縮機構51~56は、テレスコピックパイプ以外であってもよいことは言うまでもない。また、図4では、間隔変更機構20が6個の伸縮機構51~56を有する場合について示しているが、間隔変更機構20が有する伸縮機構の個数は、3個以上であればよく、その個数を問わない。また、図4では、伸縮機構51~56の中心側、すなわち本体部51-1~56-1の基端側が固定されている場合について示しているが、そうでなくてもよい。例えば、伸縮機構51~56の中心側は、回動軸を中心として回動可能に連結されていてもよい。 In addition, FIG. 4 shows a case where the telescopic mechanisms 51 to 56 are arranged so that the telescopic directions are isotropic when viewed from above, that is, the angles between the straight lines along the telescopic directions of the telescopic mechanisms 51 to 56 are equal, but this is not necessarily the case. It goes without saying that the telescopic mechanisms 51 to 56 may be other than telescopic pipes. In addition, FIG. 4 shows a case where the interval change mechanism 20 has six telescopic mechanisms 51 to 56, but the number of telescopic mechanisms that the interval change mechanism 20 has may be three or more, and the number is not important. In addition, FIG. 4 shows a case where the center side of the telescopic mechanisms 51 to 56, that is, the base end side of the main body parts 51-1 to 56-1, is fixed, but this is not necessarily the case. For example, the center side of the telescopic mechanisms 51 to 56 may be connected to be rotatable around a rotation axis.

複数のアンテナ10-1~10-6は、複数の伸縮機構51~56によってそれぞれ支持されている。より具体的には、複数のアンテナ10-1~10-6は、それぞれ複数の先端部51-2~56-2によって支持されている。そのため、複数の伸縮機構51~56の伸縮に応じて、複数のアンテナ10-1~10-6は放射状に移動されることになる。したがって、例えば、複数のアンテナ10が、上面視で円形状に配置されるようにすることもできる。そして、各伸縮機構51~56が伸縮することによって、その円形状の半径を変更することもできる。そのようにアンテナ10が配置されることによって、種々の方向について、同様な受信性能を持つようにすることができる。例えば、複数のアンテナ10が一直線上に並んでいる場合には、その直線に対して垂直に近い方向から到来する電波については、到来方向の検出精度が高くなる。しかしながら、その直線に近い方向から到来する電波については、到来方向の検出精度が低くなる。一方、図4で示されるように、アンテナ10が円形状に配置されている場合には、電波の到来方向に対して垂直に近い並びのアンテナ10が存在することになるため、どのような方向についても、同様な精度で到来方向を検出することができるようになる。また、複数のアンテナ10が円形状に配置されている場合には、例えば、電波の到来方向(例えば、東西方向など)だけでなく、波源のある側(例えば、西側、東側など)も特定できるようになる。 The multiple antennas 10-1 to 10-6 are supported by multiple telescopic mechanisms 51 to 56, respectively. More specifically, the multiple antennas 10-1 to 10-6 are supported by multiple tip portions 51-2 to 56-2, respectively. Therefore, the multiple antennas 10-1 to 10-6 are moved radially in response to the telescopic mechanisms 51 to 56 being telescopic. Therefore, for example, the multiple antennas 10 can be arranged in a circular shape when viewed from above. The radius of the circular shape can be changed by telescopic mechanisms 51 to 56 being telescopic. By arranging the antennas 10 in this way, it is possible to have similar reception performance in various directions. For example, when the multiple antennas 10 are arranged in a straight line, the detection accuracy of the direction of arrival is high for radio waves arriving from a direction close to perpendicular to the straight line. However, the detection accuracy of the direction of arrival is low for radio waves arriving from a direction close to the straight line. On the other hand, as shown in Figure 4, when the antennas 10 are arranged in a circle, the antennas 10 are arranged nearly perpendicular to the direction of arrival of the radio waves, so the direction of arrival can be detected with similar accuracy for any direction. Also, when multiple antennas 10 are arranged in a circle, it is possible to identify not only the direction of arrival of the radio waves (e.g., east-west direction), but also the side of the wave source (e.g., west side, east side, etc.).

[センサ]
アンテナシステム1は、図5で示されるように、センサ50をさらに備えていてもよい。センサ50は、例えば、方位、傾き、位置、複数のアンテナ10間の距離の少なくともいずれかを検出できるものであってもよい。センサ50は、通常、間隔変更機構20に取り付けられる。
[Sensor]
5, the antenna system 1 may further include a sensor 50. The sensor 50 may be capable of detecting, for example, at least one of the orientation, tilt, position, and distance between the multiple antennas 10. The sensor 50 is typically attached to the interval changing mechanism 20.

方位を検出するセンサ50は、例えば、地磁気センサや、方位センサ等であってもよい。この場合には、例えば、複数のアンテナ10を用いて特定された、アンテナシステム1に対する電波の到来方向である相対角度と、センサ50によって取得されたアンテナシステム1の絶対角度とを用いて、電波の到来方向を示す絶対角度(例えば、北を0度とする方位角など)を特定できるようになる。 The sensor 50 that detects the direction may be, for example, a geomagnetic sensor or a direction sensor. In this case, for example, it is possible to determine an absolute angle indicating the direction of arrival of the radio waves (for example, an azimuth angle with north being 0 degrees) by using a relative angle that is the direction of arrival of the radio waves with respect to the antenna system 1 determined using multiple antennas 10 and an absolute angle of the antenna system 1 acquired by the sensor 50.

傾きを検出するセンサ50は、例えば、傾斜センサであってもよい。この場合には、例えば、検出されたアンテナシステム1の傾斜角度を用いて、アンテナ10の水平からのズレの補正を行うことも可能になる。 The sensor 50 that detects the tilt may be, for example, a tilt sensor. In this case, for example, it may be possible to correct the deviation of the antenna 10 from the horizontal using the detected tilt angle of the antenna system 1.

位置を検出するセンサ50は、例えば、GPS(Global Positioning System)センサ等であってもよい。この場合には、例えば、電波の到来方向を特定した位置を取得することができるようになる。また、GPSセンサであるセンサ50を用いて、到来方向を特定するために電波を受信した時刻を記録してもよい。 The sensor 50 that detects the position may be, for example, a GPS (Global Positioning System) sensor. In this case, for example, it becomes possible to acquire a position that specifies the direction from which the radio waves are coming. In addition, the sensor 50, which is a GPS sensor, may be used to record the time at which the radio waves are received in order to specify the direction from which the radio waves are coming.

複数のアンテナ10間の距離を検出するセンサ50は、例えば、測距センサであってもよい。測距センサは、例えば、レーザレンジセンサ(レーザレンジスキャナ)などのレーザセンサや、超音波センサ、マイクロ波を用いた距離センサ等であってもよい。この場合には、例えば、検出されたアンテナ10間の距離を用いることによって、アンテナ10間の距離を手作業で測定しなくてもよいことになる。例えば、複数のアンテナ10の間隔が、目分量で受信する電波の半波長未満となるように複数のアンテナ10を配置すればよいことになり、アンテナ10の配置を行う際の作業性を向上させることができる。 The sensor 50 that detects the distance between the multiple antennas 10 may be, for example, a distance measurement sensor. The distance measurement sensor may be, for example, a laser sensor such as a laser range sensor (laser range scanner), an ultrasonic sensor, a distance sensor using microwaves, or the like. In this case, for example, by using the detected distance between the antennas 10, it becomes unnecessary to measure the distance between the antennas 10 manually. For example, the multiple antennas 10 may be arranged so that the interval between the multiple antennas 10 is less than half the wavelength of the radio waves to be received by eye, which improves the workability when arranging the antennas 10.

なお、センサ50によって2以上の検出が行われる場合には、センサ50は、2以上のセンサの集合であってもよい。例えば、センサ50によって方位と傾きが検出される場合には、センサ50は、地磁気センサと傾斜センサとを有していてもよい。また、図5では、センサ50が図4で示されるアンテナシステム1に設けられた場合について示しているが、そうでなくてもよい。センサ50は、図1~図3で示されるいずれかのアンテナシステム1に設けられてもよく、その他のアンテナシステム1に設けられてもよい。 When two or more detections are performed by the sensor 50, the sensor 50 may be a collection of two or more sensors. For example, when the sensor 50 detects the azimuth and tilt, the sensor 50 may have a geomagnetic sensor and a tilt sensor. Also, while FIG. 5 shows a case where the sensor 50 is provided in the antenna system 1 shown in FIG. 4, this is not essential. The sensor 50 may be provided in any of the antenna systems 1 shown in FIGS. 1 to 3, or in other antenna systems 1.

[送信アンテナ]
本実施の形態では、複数のアンテナ10を受信アンテナとして用いる場合について主に説明したが、電波の対称性から、複数のアンテナ10を送信アンテナ、または送受信アンテナとして用いる場合にも同様に適用することができることは言うまでもない。
[Transmitting antenna]
In this embodiment, the case where multiple antennas 10 are used as receiving antennas has been mainly described. However, due to the symmetry of radio waves, it goes without saying that the present invention can also be applied to the case where multiple antennas 10 are used as transmitting antennas or transmitting/receiving antennas.

また、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。 Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible, and it goes without saying that these are also included within the scope of the present invention.

以上より、本発明の一態様によるアンテナシステムによれば、複数のアンテナの間隔を、電波の周波数に応じて容易に変更できるという効果が得られ、例えば、電波の到来方向を取得するために用いられるアンテナシステムとして有用である。 As described above, the antenna system according to one aspect of the present invention has the advantage that the spacing between multiple antennas can be easily changed according to the frequency of the radio waves, making it useful, for example, as an antenna system used to obtain the direction of arrival of radio waves.

1 アンテナシステム
10、10-1~10-6 アンテナ
20 間隔変更機構
31~33 支持部材
50 センサ
51~56 伸縮機構
1 Antenna system 10, 10-1 to 10-6 Antenna 20 Spacing change mechanism 31 to 33 Support member 50 Sensor 51 to 56 Extension mechanism

Claims (2)

複数のアンテナと、
前記複数のアンテナの間隔を変更することができる間隔変更機構と、を備え
前記間隔変更機構は、複数のリンク状部材が連結されたマジックハンド状の伸縮リンク機構であり、
前記複数のアンテナは、前記伸縮リンク機構における前記リンク状部材が交差する位置でそれぞれ支持されている、アンテナシステム。
A plurality of antennas;
a spacing change mechanism capable of changing the spacing between the plurality of antennas ,
the distance changing mechanism is a telescopic link mechanism in the form of a hook-like hand in which a plurality of link-like members are connected,
An antenna system , wherein the multiple antennas are each supported at a position where the link-like members of the telescopic link mechanism intersect .
方位、傾き、位置、前記複数のアンテナ間の距離の少なくともいずれかを検出できるセンサをさらに備えた、請求項1記載のアンテナシステム。 The antenna system of claim 1 , further comprising a sensor capable of detecting at least one of an orientation, a tilt, a position, and a distance between said plurality of antennas.
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