JP5952731B2 - Wireless communication system - Google Patents
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Description
本発明は、無線通信システムに関し、更に詳しくは、対向配置された送受信アンテナ間の直接波による電波伝搬を活用した短距離無線通信において、伝送路内で発生する多重反射による遅延波を低減する技術に関する。 The present invention relates to a wireless communication system, and more specifically, a technique for reducing delay waves caused by multiple reflections generated in a transmission path in short-range wireless communication utilizing direct wave propagation between direct transmission and reception antennas. About.
近年、ダウンロードキオスク形式の非接触高速無線伝送や、屋内ミリ波無線通信に代表されるように、見通し伝送路における無線通信方式の開発や実用化が進められている。また、従来、限られた周波数帯域を利用した高速伝送技術の一つに、MIMO(Multiple−Input Multiple−Output)伝送技術がある。MIMO伝送では、複数の送信アンテナから同一時間に同一周波数で異なる信号を送信し、送信機と受信機との間のマルチパス環境を利用することによって、受信側では、信号処理により各信号を分離し、復号する。これにより、使用周波数帯域を広げることなく、送受信アンテナ素子数に応じて通信速度を向上させることができる。 In recent years, development and practical use of wireless communication systems in line-of-sight transmission paths have been promoted, as represented by download kiosk-type contactless high-speed wireless transmission and indoor millimeter-wave wireless communication. Conventionally, there is a MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) transmission technique as one of high-speed transmission techniques using a limited frequency band. In MIMO transmission, different signals are transmitted from a plurality of transmitting antennas at the same time at the same frequency, and each signal is separated by signal processing on the receiving side by using a multipath environment between the transmitter and the receiver. And decrypt. As a result, the communication speed can be improved according to the number of transmission / reception antenna elements without widening the use frequency band.
一般に、MIMO伝送はマルチパスに富んだ環境で電波が伝搬することが前提とされているが、送信機と受信機との間の環境がマルチパス環境でない場合は、送受信される複数の信号の伝搬経路がほぼ等しくなり、アンテナ間の空間相関が増加する。このため、受信側での信号分離が困難になり、チャネル容量が減少する。ところが、非特許文献1に示されているように、送信アンテナと受信アンテナとが近接して配置され、アンテナ間の環境がマルチパス環境ではない近距離通信においてもMIMO伝送技術の適用が可能である。以下、近距離通信におけるMIMO伝送を近距離MIMO伝送と称する。非特許文献1に示された技術によれば、近距離MIMO伝送において、送信機と受信機との間の距離に応じて各アレーアンテナの素子間隔を適切に設定することにより、マルチパス環境でない場合でもアンテナ間の空間相関が低くなり、高いチャネル容量を達成することができる。
In general, MIMO transmission is premised on radio waves propagating in a multipath rich environment, but if the environment between the transmitter and the receiver is not a multipath environment, a plurality of signals to be transmitted and received are transmitted. Propagation paths are almost equal, and spatial correlation between antennas increases. For this reason, signal separation on the receiving side becomes difficult, and the channel capacity decreases. However, as shown in
なお、非特許文献2には、近距離MIMO伝送において、アンテナ素子間隔を最適化することにより復号処理を簡略化するための技術が開示されている。また、非特許文献3では、近距離MIMO伝送において、建築物の壁等の媒質中を透過して無線伝送を実施する場合に発生する多重反射によるマルチパス波について検討されている。
Non-Patent
非特許文献3に示されているように、例えば、壁面透過リピータを用いて建築物の壁等を透過して無線伝送を実施する場合、壁等の構造物の表面での媒質の不連続面(誘電率の境界面)や、多層構成の壁内部に存在する媒質の不連続面において電波の多重反射が発生する。このため、受信アンテナには、直接波だけでなく、多重反射による遅延波が到達する。また、アンテナの前面に設置された保護材(レドーム)や無線通信機器の筐体は主として誘電体で構成されており、この保護材の表面は上記と同様に媒質の不連続面を形成するために多重反射が発生する。この遅延波は、伝送品質の劣化や、非特許文献2において提案されている復号処理の性能劣化をもたらす。
As shown in Non-Patent Document 3, for example, when wireless transmission is performed through a wall of a building using a wall transmission repeater, the discontinuous surface of the medium on the surface of the structure such as the wall Multiple reflections of radio waves occur on the (dielectric constant boundary surface) and on the discontinuous surface of the medium existing inside the multi-layered wall. For this reason, not only a direct wave but also a delayed wave due to multiple reflections reaches the receiving antenna. In addition, the protective material (radome) installed on the front surface of the antenna and the housing of the wireless communication device are mainly composed of a dielectric, and the surface of this protective material forms a discontinuous surface of the medium as described above. Multiple reflection occurs. This delayed wave causes degradation of transmission quality and performance of decoding processing proposed in Non-Patent
図17を参照して、上述の遅延波による問題を具体的に説明する。
図17は、従来の近距離無線通信システムの伝送路の例を表す図であり、対向配置された送信アンテナTxと受信アンテナRxとの間の伝送路上にコンクリート壁等の誘電体DEが存在する場合の電波の伝搬経路の一例を示している。ここで、同図(a)は、送信アンテナTxおよび受信アンテナRxが誘電体DEから離間して配置された場合を示し、同図(b)は、送信アンテナTxおよび受信アンテナRxが誘電体DEに近接して配置された場合を示し、同図(c)は、送信アンテナTxが誘電体DEから離間して配置され、受信アンテナRxが誘電体DEに近接して配置された場合を示している。何れの場合においても、送信アンテナTxから誘電体DEに入射した電波は、誘電体DEを透過して直接波WAとして受信アンテナRxに到達すると共に、誘電体DEに入射した電波の一部が、送信アンテナTxからみて誘電体DEの壁面の裏面ZAと表面ZBとにより多重反射される。この多重反射により遅延波WBが発生して受信アンテナRxに到達する。
With reference to FIG. 17, the problem caused by the above-described delayed wave will be specifically described.
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a transmission path of a conventional short-range wireless communication system, and a dielectric DE such as a concrete wall exists on a transmission path between a transmitting antenna Tx and a receiving antenna Rx arranged to face each other. An example of a radio wave propagation path is shown. Here, FIG. 9A shows a case where the transmission antenna Tx and the reception antenna Rx are arranged apart from the dielectric DE, and FIG. 9B shows the case where the transmission antenna Tx and the reception antenna Rx are dielectric DE. (C) shows a case where the transmitting antenna Tx is arranged away from the dielectric DE and the receiving antenna Rx is arranged close to the dielectric DE. Yes. In any case, the radio wave incident on the dielectric DE from the transmission antenna Tx passes through the dielectric DE and reaches the reception antenna Rx as a direct wave WA, and a part of the radio wave incident on the dielectric DE is As viewed from the transmitting antenna Tx, multiple reflection is performed by the back surface ZA and the front surface ZB of the wall surface of the dielectric DE. Due to this multiple reflection, a delayed wave WB is generated and reaches the receiving antenna Rx.
このようにして発生した遅延波WBは、その電力レベルにより伝送特性の劣化を引き起こす場合がある。特に、非特許文献2に示されるような近距離MIMO伝送では、上述の直接波WAのみが存在する環境において最も高い伝送容量を得ることができる無線伝送方法を用いているため、遅延波WBによる伝送容量の劣化が実システム設計において性能向上の課題となり得る。
The delayed wave WB generated in this way may cause deterioration of transmission characteristics depending on its power level. In particular, in short-range MIMO transmission as shown in Non-Patent
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、マルチパスに依存する周波数特性を軽減し、近距離無線通信における伝送品質を向上させることができる無線通信システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a wireless communication system capable of reducing frequency characteristics depending on multipath and improving transmission quality in short-range wireless communication. It is to provide.
本発明の一態様による無線通信システムは、第1の指向性アンテナを有する第1の無線通信装置と、第2の指向性アンテナを有する第2の無線通信装置とを備え、前記第1および第2の指向性アンテナを介して前記第1の無線通信装置と前記第2の無線通信装置との間で無線通信を行う無線通信システムであって、前記第1の指向性アンテナおよび前記第2の指向性アンテナは、相互に対向するように配置され、前記第1の指向性アンテナの放射部と前記第2の指向性アンテナの放射部とを結ぶ経路は、前記第2の指向性アンテナの主ビームの方向軸と略一致し、前記第1の指向性アンテナから放射された電波のうち、前記第1の指向性アンテナと前記第2の指向性アンテナとの間の伝送路の不連続面での反射および屈折により発生する多重反射波の行路が、前記第1の指向性アンテナの放射部と前記第2の指向性アンテナの放射部とを結ぶ経路から逸脱するように、前記第1の指向性アンテナと前記第2の指向性アンテナとが配置されていることを特徴とする無線通信システムの構成を有する。 A wireless communication system according to an aspect of the present invention includes a first wireless communication apparatus having a first directional antenna, and a second wireless communication apparatus having a second directional antenna, wherein the first and first A wireless communication system that performs wireless communication between the first wireless communication device and the second wireless communication device via two directional antennas, wherein the first directional antenna and the second directional antenna The directional antennas are arranged so as to face each other, and a path connecting the radiating portion of the first directional antenna and the radiating portion of the second directional antenna is a main path of the second directional antenna. and axis substantially coincides beam, among the radio waves emitted from the first directional antenna, a discontinuous surface of the transmission path between the first directional antenna and the second directional antenna Generated by reflection and refraction of light The first directional antenna and the second directivity are deviated from a path connecting the radiating portion of the first directional antenna and the radiating portion of the second directional antenna. And a radio communication system characterized in that a radio antenna is disposed.
前記無線通信システムにおいて、例えば、前記第1の指向性アンテナの配置位置と前記第2の指向性アンテナの配置位置との間に前記不連続面に沿ってオフセットが設けられている。
前記無線通信システムにおいて、例えば、前記第1の指向性アンテナは、直線偏波による電波を送信し、前記第2の指向性アンテナは、前記直線偏波による電波の偏波面と同一の偏波面で前記第1の指向性アンテナからの電波を受信し、前記伝送路内に、前記直線偏波による電波の偏波面と同一の偏波面を有する電波を透過させる偏波特性を有する偏光板が配置されている。
前記無線通信システムにおいて、例えば、前記偏光板は、前記第1の指向性アンテナと前記第2の指向性アンテナとの両方または一方のアンテナの前面に配置され、前記両方または一方のアンテナの偏波方向と同一方向の偏波面を有する電波を透過させる偏光特性を有する。
前記無線通信システムにおいて、例えば、前記第1の指向性アンテナは、円偏波による電波を送信し、前記第2の指向性アンテナは、前記円偏波と同一の旋回偏波で前記第1の指向性アンテナからの電波を受信し、前記伝送路内に、第1の屈折率を有する第1の誘電体の層と、前記第1の屈折率とは異なる第2の屈折率を有する第2の誘電体の層とが、接するようにして配置されている。
前記無線通信システムは、例えば、前記第1の無線通信装置および前記第2の無線通信装置は、近距離MIMO(Multi-Input and Multi- Output)伝送を使用して無線通信を行うものである。
要約すると、本発明は、送信側の指向性アンテナと受信側の指向性アンテナとを媒質境界面を挟んで対向させて通信を行う短距離無線通信において、送信側の指向性アンテナの主ビーム方向に放射された電磁波の幾何光学的行路が受信側の指向性アンテナの主ビーム方向に一致し、かつ該幾何光学的行路と媒質境界面とのなす角が非直角となるように各指向性アンテナを配置することにより、送信側の指向性アンテナの主ビーム方向に放射された電磁波の多重反射波の幾何光学的行路を受信側の指向性アンテナの主ビーム方向からオフセットさせることを特徴の一つとしている。
In the wireless communication system, for example, an offset is provided along the discontinuous surface between the arrangement position of the first directional antenna and the arrangement position of the second directional antenna.
Prior Symbol wireless communication system, for example, the first directional antenna transmits a radio wave with a linear polarization, said second directional antenna, radio wave polarization and the same polarization by the linear polarization A polarizing plate having a polarization characteristic that receives a radio wave from the first directional antenna and transmits a radio wave having the same polarization plane as that of the linearly polarized wave into the transmission path. Has been placed.
In the wireless communication system, for example, the polarizing plate, the disposed on the front surface of one or both of the antennas of the first directional antenna and the second directional antenna, polarization of the both or one of the antennas It has a polarization characteristic that transmits a radio wave having a polarization plane in the same direction as the direction.
In the wireless communication system, for example, the first directional antenna transmits radio waves by circular polarization, and the second directional antenna has the same circular polarization as the first circular polarization. A radio wave is received from a directional antenna, and a first dielectric layer having a first refractive index and a second refractive index different from the first refractive index are provided in the transmission path. The dielectric layers are arranged so as to be in contact with each other.
In the wireless communication system, for example, the first wireless communication device and the second wireless communication device perform wireless communication using short-range MIMO (Multi-Input and Multi-Output) transmission.
In summary, the present invention relates to a main beam direction of a transmitting directional antenna in short-range wireless communication in which a transmitting directional antenna and a receiving directional antenna are opposed to each other across a medium boundary surface. Each directional antenna so that the geometric optical path of the electromagnetic wave radiated on the antenna coincides with the main beam direction of the directional antenna on the receiving side, and the angle formed by the geometric optical path and the medium boundary surface is non-perpendicular One of the features is that the geometric optical path of the multiple reflected wave of the electromagnetic wave radiated in the main beam direction of the transmitting directional antenna is offset from the main beam direction of the directional antenna on the receiving side. It is said.
本発明は、次のように言い換えることができる。
本発明の一態様による無線通信システムは、第1の無線通信装置と第2の無線通信装置が無線通信を行う無線通信システムであって、前記第1の無線通信装置と前記第2の無線通信装置それぞれが持つ無線送受信用アンテナが対向するように配置され、アンテナ素子には指向性アンテナを使用し、送信アンテナの主ビーム方向と同一方向に直線光を描画し電波の伝送路内の不連続点における反射および屈折により発生する多重反射波の幾何光学的行路が受信アンテナの主ビーム方向からのオフセットを持つことを特徴とする無線通信システムの構成を有する。
前記無線通信システムにおいて、例えば、前記第1の無線通信装置は単一の偏波面で電波を送信・受信し、前記第2の無線通信装置は前記単一の偏波面と同一の偏波面で電波を送信・受信し、第1の無線通信装置のアンテナと第2の無線通信装置のアンテナの間の伝送路内に、前記直線偏波と同一方向の偏波特性を持つ偏光板が配置されてもよい。
前記無線通信システムにおいて、例えば、前記第1の無線通信装置のアンテナと前記第2の無線通信装置の両方または一方のアンテナ前面にアンテナの偏波方向と同じ向きの偏光板が配置されてもよい。
前記無線通信システムにおいて、例えば、前記第1の無線通信装置は円偏波で電波を送信・受信し、前記第2の無線通信装置は上記円偏波と同一の旋回偏波で電波を送信・受信し、第1の無線通信装置のアンテナと第2の無線通信装置のアンテナの間の伝送路内に、第1の屈折率を有する誘電体の層と、前記第1の屈折率とは異なる第2の屈折率を有する誘電体の層が配置されてもよい。
前記無線通信システムは、例えば、近距離MIMO(Multi-Input and Multi- Output)伝送を使用した無線通信システムであってもよい。
The present invention can be paraphrased as follows.
A wireless communication system according to an aspect of the present invention is a wireless communication system in which a first wireless communication device and a second wireless communication device perform wireless communication, and the first wireless communication device and the second wireless communication. The radio transmitting / receiving antennas of each device are arranged so that they face each other, directional antennas are used as antenna elements, linear light is drawn in the same direction as the main beam direction of the transmitting antenna, and discontinuities in the radio wave transmission path The radio communication system has a configuration in which a geometric optical path of multiple reflected waves generated by reflection and refraction at a point has an offset from the main beam direction of the receiving antenna.
In the wireless communication system, for example, the first wireless communication apparatus transmits and receives radio waves with a single plane of polarization, and the second wireless communication apparatus transmits radio waves with the same plane of polarization as the single polarization plane. Is transmitted and received, and a polarizing plate having a polarization characteristic in the same direction as the linearly polarized wave is disposed in a transmission path between the antenna of the first wireless communication device and the antenna of the second wireless communication device. May be.
In the wireless communication system, for example, a polarizing plate having the same direction as the polarization direction of the antenna may be disposed in front of both or one of the antenna of the first wireless communication device and the second wireless communication device. .
In the wireless communication system, for example, the first wireless communication device transmits and receives radio waves with circular polarization, and the second wireless communication device transmits and receives radio waves with the same circular polarization as the circular polarization. A dielectric layer having a first refractive index in a transmission path between the antenna of the first wireless communication device and the antenna of the first wireless communication device is different from the first refractive index. A dielectric layer having a second refractive index may be disposed.
The wireless communication system may be, for example, a wireless communication system using short-range MIMO (Multi-Input and Multi-Output) transmission.
本発明によれば、伝送路上で発生する多重反射を低減することができる。これによりマルチパスに依存する周波数特性を軽減し、近距離無線通信における伝送品質を向上させることが可能になる。 According to the present invention, it is possible to reduce multiple reflections that occur on a transmission line. As a result, it is possible to reduce frequency characteristics depending on multipath and improve transmission quality in short-range wireless communication.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳しく説明する。
<第1実施形態>
本発明の第1実施形態では、本発明をSISO(Single Input Single Output)伝送に適用した場合について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<First Embodiment>
In the first embodiment of the present invention, a case where the present invention is applied to SISO (Single Input Single Output) transmission will be described.
[構成の説明]
図1は、本発明の第1実施形態による無線通信システムが備える第1の指向性アンテナTxと第2の指向性アンテナRxの配置を説明するための図であり、アンテナの第1の配置例を示す図である。この第1の配置例では、第1の指向性アンテナTxと第2の指向性アンテナRxは、伝送路上に存在する誘電体DEに対して離間して配置されている。
[Description of configuration]
FIG. 1 is a diagram for explaining the arrangement of first directional antennas Tx and second directional antennas Rx included in the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention, and shows a first arrangement example of antennas. FIG. In the first arrangement example, the first directional antenna Tx and the second directional antenna Rx are arranged apart from the dielectric DE existing on the transmission path.
本実施形態による無線通信システムは、第1の無線通信装置(図示なし)と第2の無線通信装置(図示なし)とを備えて構成され、第1の無線通信装置は、上述の第1の指向性アンテナTxを備え、第2の無線通信装置は、上述の第2の指向性アンテナRxを備えている。本実施形態では、説明の簡略化のため、第1の無線通信装置が備える第1の指向性アンテナTxは送信アンテナであり、第2の無線通信装置が備える第2の指向性アンテナRxは受信アンテナであるものとし、第1の指向性アンテナTxおよび第2の指向性アンテナRxを介して第1の無線通信装置から第2の無線通信装置に向けて電波を送信する場合を例に説明する。 The wireless communication system according to the present embodiment includes a first wireless communication device (not shown) and a second wireless communication device (not shown), and the first wireless communication device includes the first wireless communication device described above. The second wireless communication apparatus includes the directional antenna Tx, and includes the above-described second directional antenna Rx. In this embodiment, for simplification of description, the first directional antenna Tx included in the first wireless communication apparatus is a transmission antenna, and the second directional antenna Rx included in the second wireless communication apparatus is a reception. A case will be described as an example in which radio waves are transmitted from the first wireless communication device to the second wireless communication device via the first directional antenna Tx and the second directional antenna Rx. .
ただし、第1の指向性アンテナTxおよび第2の指向性アンテナRxの各々は、送信と受信が可能な送受信アンテナであってもよく、本実施形態による無線通信システムは、第1の指向性アンテナTxおよび第2の指向性アンテナRxを介して第1の無線通信装置と第2の無線通信装置との間で双方向に無線通信を行うものであってもよい。
以下では、第1の指向性アンテナTxを「送信アンテナTx」と称し、第2の指向性アンテナRxを「受信アンテナRx」と称す。
However, each of the first directional antenna Tx and the second directional antenna Rx may be a transmission / reception antenna capable of transmitting and receiving, and the wireless communication system according to the present embodiment includes the first directional antenna. Bidirectional wireless communication may be performed between the first wireless communication device and the second wireless communication device via Tx and the second directional antenna Rx.
Hereinafter, the first directional antenna Tx is referred to as “transmitting antenna Tx”, and the second directional antenna Rx is referred to as “receiving antenna Rx”.
本実施形態では、送信アンテナTxから放射された電波うち、送信アンテナTxと受信アンテナRxとの間の伝送路上に存在する誘電体DEの不連続面(境界面)ZA,ZBでの反射および屈折等により発生する多重反射波の行路が、送信アンテナTxの放射部と受信アンテナRxの放射部とを結ぶ経路から逸脱するように、送信アンテナTxと受信アンテナRxが配置されている。具体的には、送信アンテナTxの配置位置と受信アンテナRxの配置位置との間に上記の不連続面ZA,ZBに沿ってオフセットdoffが設けられている。このオフセットdoffは、電波の送受信が阻害されないことを限度に、遅延波WBを低減させるように設定される。ここで、誘電体DEは、例えば建築物の壁である。また、誘電体DEの不連続面ZA,ZBは、電波が伝搬する媒質の誘電率が不連続に変化する部位を指し、例えば建築物の壁の表面等、電波を伝搬する媒質の境界面である。 In the present embodiment, among radio waves radiated from the transmission antenna Tx, reflection and refraction at the discontinuous surfaces (boundary surfaces) ZA and ZB of the dielectric DE existing on the transmission path between the transmission antenna Tx and the reception antenna Rx. The transmission antenna Tx and the reception antenna Rx are arranged so that the path of the multiple reflected waves generated by the above deviates from the path connecting the radiation part of the transmission antenna Tx and the radiation part of the reception antenna Rx. Specifically, an offset doff is provided along the discontinuous surfaces ZA and ZB between the arrangement position of the transmission antenna Tx and the arrangement position of the reception antenna Rx. This offset doff is set so as to reduce the delayed wave WB as long as transmission / reception of radio waves is not hindered. Here, the dielectric DE is, for example, a wall of a building. In addition, the discontinuous surfaces ZA and ZB of the dielectric DE indicate portions where the dielectric constant of the medium through which the radio wave propagates changes discontinuously, for example, at the boundary surface of the medium through which the radio wave propagates, such as the surface of a building wall. is there.
また、本実施形態では、送信アンテナTxおよび受信アンテナRxは、相互に対向するように配置され、送信アンテナTxの放射部と受信アンテナRxの放射部とを結ぶ経路は、受信アンテナRxの主ビームの方向軸と略一致している。即ち、送信アンテナTxから放射された電波が受信アンテナRxの主ビームの方向軸に沿って伝搬するように、送信アンテナTxの主ビームの軸方向と受信アンテナRxの主ビームの軸方法とが正面で対向している。 In the present embodiment, the transmission antenna Tx and the reception antenna Rx are arranged so as to face each other, and the path connecting the radiation part of the transmission antenna Tx and the radiation part of the reception antenna Rx is the main beam of the reception antenna Rx. It almost coincides with the direction axis. That is, the axial direction of the main beam of the transmission antenna Tx and the axial method of the main beam of the reception antenna Rx are such that the radio wave radiated from the transmission antenna Tx propagates along the direction axis of the main beam of the reception antenna Rx. Are facing each other.
[動作・作用の説明]
送信アンテナTxから放射された電波は、伝送路を伝搬し、伝送路上の誘電体DEを透過して、直接波WAとして受信アンテナRxに到達する。また、送信アンテナTxから誘電体DEに入射した電波の一部は、誘電体DEの内部で不連続面ZAと不連続面ZBとで多重反射されて遅延波WBとして誘電体DEを透過する。
[Description of operation / effect]
The radio wave radiated from the transmission antenna Tx propagates through the transmission path, passes through the dielectric DE on the transmission path, and reaches the reception antenna Rx as a direct wave WA. Further, a part of the radio wave incident on the dielectric DE from the transmitting antenna Tx is multiple-reflected by the discontinuous surface ZA and the discontinuous surface ZB inside the dielectric DE, and passes through the dielectric DE as a delayed wave WB.
ここで、本実施形態では、上述のように、送信アンテナTxの配置位置と受信アンテナRxの配置位置との間に、不連続面ZA,ZBに沿ってオフセットdoffが設けられ、且つ、送信アンテナTxおよび受信アンテナRxは、相互に対向するように配置されているため、送信アンテナTxおよび受信アンテナRxの各主ビーム方向と伝送路中の不連続面(媒質境界面)ZA,ZBとが直交関係にはなく、非直角である角度θ(ゼロ以外の角度)をなしている。 Here, in the present embodiment, as described above, the offset doff is provided along the discontinuous planes ZA and ZB between the arrangement position of the transmission antenna Tx and the arrangement position of the reception antenna Rx, and the transmission antenna Since Tx and receiving antenna Rx are arranged so as to face each other, the main beam directions of transmitting antenna Tx and receiving antenna Rx and discontinuous surfaces (medium boundary surfaces) ZA and ZB in the transmission path are orthogonal to each other. There is no relation, and the angle θ (an angle other than zero) is non-right angle.
このため、多重反射波である遅延波WBの電力が最大となる伝搬経路は、図1に点線で示す経路のように、受信アンテナRxの主ビーム方向からずれが生じ、遅延波WBの行路が、送信アンテナTxの放射部と受信アンテナRxの放射部とを結ぶ経路から逸脱する。この結果、受信アンテナRxに到達する遅延波WBの電力レベルが低減し、相対的に直接波WAの成分が増加することになる。送信アンテナTxおよび受信アンテナRxの各主ビームの方向軸と伝送路中の不連続面ZA,ZBとの間の角度θが大きい程、遅延波WBの電力が最大となる伝搬経路の受信アンテナRxの主ビーム方向からのずれ量は大きくなり、受信アンテナRxに到達する遅延波WBの電力レベルが低減する。ただし、角度θを大きくすると、受信アンテナRxに到達する直接波WAも減少するので、角度θには上限が存在する。 For this reason, the propagation path in which the power of the delayed wave WB, which is a multiple reflected wave, becomes maximum is shifted from the main beam direction of the receiving antenna Rx as shown by the dotted line in FIG. And deviate from the path connecting the radiating portion of the transmitting antenna Tx and the radiating portion of the receiving antenna Rx. As a result, the power level of the delayed wave WB reaching the receiving antenna Rx is reduced, and the component of the direct wave WA is relatively increased. As the angle θ between the direction axis of each main beam of the transmission antenna Tx and the reception antenna Rx and the discontinuous surfaces ZA and ZB in the transmission path is larger, the reception antenna Rx of the propagation path in which the power of the delayed wave WB becomes maximum. The amount of deviation from the main beam direction increases, and the power level of the delayed wave WB reaching the receiving antenna Rx decreases. However, if the angle θ is increased, the direct wave WA that reaches the receiving antenna Rx also decreases, so there is an upper limit for the angle θ.
従って、本実施形態によれば、角度θに応じて、受信アンテナRxにおける直接波WAと遅延波WBの電力レベル比を向上させることができ、媒質の不連続面(境界面)において発生する多重反射の影響を低減することができる。よって、無線伝送特性を改善することができ、近距離無線通信における伝送品質を向上させることができる。
なお、図1では省略されているが、媒質の不連続面における電波の屈折を考慮して、送信アンテナTxおよび受信アンテナRxの各アンテナ素子の配置位置を設計することが望ましい。
Therefore, according to the present embodiment, the power level ratio of the direct wave WA and the delayed wave WB in the receiving antenna Rx can be improved according to the angle θ, and the multiplexing generated on the discontinuous surface (boundary surface) of the medium. The influence of reflection can be reduced. Therefore, radio transmission characteristics can be improved, and transmission quality in short-range radio communication can be improved.
Although omitted in FIG. 1, it is desirable to design the arrangement positions of the antenna elements of the transmission antenna Tx and the reception antenna Rx in consideration of refraction of radio waves on the discontinuous surface of the medium.
図2は、本発明の第1実施形態による無線通信システムが備える送信アンテナTxと受信アンテナRxの第2の配置例を示す図である。この第2の配置例では、送信アンテナTxと受信アンテナRxの両方が、伝送路上に存在する誘電体DEに対し近接または接触して配置されている。この場合も、上述の図1に示す第1の配置例と同様に、多重反射波である遅延波WBの電力が最大となる伝搬経路は、図2に点線で示す経路のように、受信アンテナRxの主ビーム方向からずれが生じ、遅延波WBの行路が、送信アンテナTxの放射部と受信アンテナRxの放射部とを結ぶ経路から逸脱する。この結果、受信アンテナRxに到達する遅延波WBの電力レベルが低減し、相対的に直接波WAの成分が増加する。 FIG. 2 is a diagram illustrating a second arrangement example of the transmission antennas Tx and the reception antennas Rx included in the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention. In the second arrangement example, both the transmission antenna Tx and the reception antenna Rx are arranged close to or in contact with the dielectric DE existing on the transmission path. Also in this case, as in the first arrangement example shown in FIG. 1 described above, the propagation path in which the power of the delayed wave WB, which is a multiple reflected wave, becomes maximum is the receiving antenna as shown by the dotted line in FIG. A deviation occurs from the main beam direction of Rx, and the path of the delayed wave WB deviates from the path connecting the radiating portion of the transmitting antenna Tx and the radiating portion of the receiving antenna Rx. As a result, the power level of the delayed wave WB reaching the receiving antenna Rx is reduced, and the component of the direct wave WA is relatively increased.
図3は、本発明の第1実施形態による無線通信システムが備える送信アンテナTxと受信アンテナRxの第3の配置例を示す図である。この第3の配置例では、送信アンテナTxが、伝送路上に存在する誘電体DEに対し離間して配置され、受信アンテナRxが誘電体DEに対し近接または接触して配置されている。この場合も、上述の図1または図2に示す配置例と同様に、多重反射波である遅延波WBの電力が最大となる伝搬経路は、図3に点線で示す経路のように、受信アンテナRxの主ビーム方向からずれが生じ、遅延波WBの行路が、送信アンテナTxの放射部と受信アンテナRxの放射部とを結ぶ経路から逸脱する。この結果、受信アンテナRxに到達する遅延波WBの電力レベルが低減し、相対的に直接波WAの成分が増加する。 FIG. 3 is a diagram illustrating a third arrangement example of the transmission antennas Tx and the reception antennas Rx included in the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention. In the third arrangement example, the transmission antenna Tx is arranged away from the dielectric DE existing on the transmission path, and the reception antenna Rx is arranged close to or in contact with the dielectric DE. Also in this case, as in the arrangement example shown in FIG. 1 or FIG. 2 described above, the propagation path where the power of the delayed wave WB which is a multiple reflected wave is the maximum is the receiving antenna as shown by the dotted line in FIG. A deviation occurs from the main beam direction of Rx, and the path of the delayed wave WB deviates from the path connecting the radiating portion of the transmitting antenna Tx and the radiating portion of the receiving antenna Rx. As a result, the power level of the delayed wave WB reaching the receiving antenna Rx is reduced, and the component of the direct wave WA is relatively increased.
図4は、本発明の第1実施形態による無線通信システムが備える送信アンテナTxと受信アンテナRxの第4の配置例を示す図である。この第4の配置例では、送信アンテナTxが、伝送路上に存在する誘電体DEに対し接近または接触して配置され、受信アンテナRxが誘電体DEに対し離間して配置されている。この場合も、上述の図1から図3に示す配置例と同様に、多重反射波である遅延波WBの電力が最大となる伝搬経路は、図4に点線で示す経路のように、受信アンテナRxの主ビーム方向からずれが生じ、遅延波WBの行路が、送信アンテナTxの放射部と受信アンテナRxの放射部とを結ぶ経路から逸脱する。この結果、受信アンテナRxに到達する遅延波WBの電力レベルが低減し、相対的に直接波WAの成分が増加する。 FIG. 4 is a diagram illustrating a fourth arrangement example of the transmission antennas Tx and the reception antennas Rx included in the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention. In the fourth arrangement example, the transmission antenna Tx is arranged close to or in contact with the dielectric DE existing on the transmission path, and the reception antenna Rx is arranged apart from the dielectric DE. Also in this case, like the arrangement examples shown in FIGS. 1 to 3, the propagation path in which the power of the delayed wave WB, which is a multiple reflected wave, is maximized is the receiving antenna as shown by the dotted line in FIG. A deviation occurs from the main beam direction of Rx, and the path of the delayed wave WB deviates from the path connecting the radiating portion of the transmitting antenna Tx and the radiating portion of the receiving antenna Rx. As a result, the power level of the delayed wave WB reaching the receiving antenna Rx is reduced, and the component of the direct wave WA is relatively increased.
このように、本実施形態では、送信アンテナTxおよび受信アンテナRxは誘電体DEに対し離間して配置されてもよく、接近または接触して配置されてもよい。このことは、後述する他の実施形態でも同様である。 Thus, in the present embodiment, the transmission antenna Tx and the reception antenna Rx may be arranged away from the dielectric DE, or may be arranged close to or in contact with each other. This also applies to other embodiments described later.
次に、参考までに、送信アンテナTxおよび受信アンテナRxの各主ビーム方向と伝送路中の不連続面(媒質の境界面)ZA,ZBとが直交関係にある場合、即ち、角度θがゼロである場合について説明する。
この場合の各アンテナの配置関係は、前述の図17に示す従来の配置関係に相当する。この場合、次に説明するように、遅延波WBは有効に低減されず、無線伝送特性は有効に改善されない。
Next, for reference, when the main beam directions of the transmission antenna Tx and the reception antenna Rx are orthogonal to the discontinuous surfaces (medium boundary surfaces) ZA and ZB in the transmission path, that is, the angle θ is zero. The case where it is is demonstrated.
The arrangement relationship of each antenna in this case corresponds to the conventional arrangement relationship shown in FIG. In this case, as will be described next, the delayed wave WB is not effectively reduced, and the wireless transmission characteristics are not effectively improved.
例えば図17(a)に示すアンテナの配置例おいて、第1の無線通信装置の送信アンテナTxから電波が第2の無線通信装置の受信アンテナRxに向けて電波が放射されると、伝送路上に存在する媒質を構成する誘電体DEの不連続面ZA,ZBにおける反射が原因で遅延波WBが生じる。この配置例によれば、送信アンテナTxおよび受信アンテナRxの各主ビームの方向軸と伝送路中の不連続面ZA,ZBとの間の角度θが小さいため、延波WBの電力が最大となる伝搬経路の受信アンテナRxの主ビーム方向からのずれ量が小さくなる。このため、受信アンテナRxに到達する遅延波WBの電力レベルが殆ど低減せず、直接波WAに加え、遅延波WBが受信アンテナRxに到達する。従って、例えば、広帯域なシングルキャリアによる高速無線伝送方式を用いる場合、遅延波WBが伝送特性の劣化に及ぼす影響が大きくなる。図17(b)、図17(c)に示すように、送信アンテナTxおよび受信アンテナRxの両方または一方が不連続面ZA,ZBに接していても同様である。
なお、本実施形態はSISO(Single-Input and Single-Output)伝送のみならず、MIMO(Multi-Input and Multi-Output)伝送、SIMO(Single-Input and Multi-Output)伝送、MISO(Multi-Input and Single-Output)伝送に適用可能である。
For example, in the antenna arrangement example shown in FIG. 17A, when radio waves are radiated from the transmission antenna Tx of the first radio communication device toward the reception antenna Rx of the second radio communication device, The delayed wave WB is generated due to the reflection at the discontinuous surfaces ZA and ZB of the dielectric DE constituting the medium existing in FIG. According to this arrangement example, since the angle θ between the direction axis of each main beam of the transmission antenna Tx and the reception antenna Rx and the discontinuous surfaces ZA and ZB in the transmission path is small, the power of the spread wave WB becomes maximum. The amount of deviation of the propagation path from the main beam direction of the receiving antenna Rx is reduced. For this reason, the power level of the delayed wave WB reaching the reception antenna Rx is hardly reduced, and the delay wave WB reaches the reception antenna Rx in addition to the direct wave WA. Therefore, for example, when a high-speed wireless transmission method using a single carrier having a wide band is used, the influence of the delayed wave WB on the deterioration of transmission characteristics is increased. As shown in FIGS. 17B and 17C, the same applies even when both or one of the transmission antenna Tx and the reception antenna Rx is in contact with the discontinuous surfaces ZA and ZB.
In this embodiment, not only SISO (Single-Input and Single-Output) transmission, but also MIMO (Multi-Input and Multi-Output) transmission, SIMO (Single-Input and Multi-Output) transmission, MISO (Multi-Input). and single-output) transmission.
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態を説明する。
本発明の第2実施形態では、本発明をMIMO(Multiple Input Multiple Output)伝送に適用した場合を説明する。
本実施形態は、送信側の第1の無線通信装置が備えるアレーアンテナを構成する複数の送信アンテナTxj(jは正の整数)と、受信側の第2の無線通信装置が備えるアレーアンテナを構成する受信アンテナRxi(iは正の整数)とのうち、相互に対応関係にある1対の送信アンテナと受信アンテナに着目すれば、上述の第1実施形態と同様である。即ち、本実施形態は、上述の第1実施形態をMIMO伝送に適用したものである。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
In the second embodiment of the present invention, a case where the present invention is applied to MIMO (Multiple Input Multiple Output) transmission will be described.
In the present embodiment, a plurality of transmission antennas Txj (j is a positive integer) configuring an array antenna included in the first wireless communication device on the transmission side and an array antenna included in the second wireless communication device on the reception side are configured. Of the receiving antennas Rxi (i is a positive integer), focusing on a pair of transmitting antennas and receiving antennas that correspond to each other, it is the same as in the first embodiment. That is, this embodiment is an application of the first embodiment described above to MIMO transmission.
図5は、本発明の第2実施形態による無線通信システムが備える送信アンテナTx1,Tx2と受信アンテナRx1,Rx2の配置を説明するための図である。図5に示すように、本実施形態では、第1の実施形態と同様に、不連続面ZA,ZBに沿って送信アンテナTx1の配置位置と受信アンテナRx1の設置位置との間にオフセットdoffが設けられると共に、不連続面ZA,ZBに沿って送信アンテナTx2の配置位置と受信アンテナRx2の設置位置との間にもオフセットdoffが設けられている。 FIG. 5 is a diagram for explaining the arrangement of transmission antennas Tx1 and Tx2 and reception antennas Rx1 and Rx2 included in the wireless communication system according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, in this embodiment, as in the first embodiment, there is an offset doff between the disposition position of the transmission antenna Tx1 and the disposition position of the reception antenna Rx1 along the discontinuous surfaces ZA and ZB. In addition to being provided, an offset doff is also provided between the arrangement position of the transmission antenna Tx2 and the installation position of the reception antenna Rx2 along the discontinuous surfaces ZA and ZB.
本実施形態によれば、送信アンテナTx1から送信された電波は、伝送路を伝搬し、伝送路上の誘電体DEを透過して、直接波WA1として受信アンテナRx1に到達する。また、送信アンテナTx1から送信されて誘電体DEに入射した電波の一部は、誘電体DEの内部で不連続面ZAと不連続面ZBとで多重反射されて遅延波WB1として誘電体DEを透過する。 According to the present embodiment, the radio wave transmitted from the transmission antenna Tx1 propagates through the transmission path, passes through the dielectric DE on the transmission path, and reaches the reception antenna Rx1 as the direct wave WA1. Further, a part of the radio wave transmitted from the transmitting antenna Tx1 and incident on the dielectric DE is multiple-reflected by the discontinuous surface ZA and the discontinuous surface ZB inside the dielectric DE, and the dielectric DE is formed as a delayed wave WB1. To Penetrate.
ここで、第1実施形態と同様に、送信アンテナTx1の配置位置と受信アンテナRx1の配置位置との間に不連続面ZA,ZBに沿ってオフセットdoffが設けられ、且つ、送信アンテナTx1および受信アンテナRx1は、相互に対向するように配置されているため、送信アンテナTx1および受信アンテナRx1の各主ビーム方向と伝送路中の不連続面(媒質境界面)ZA,ZBとが直交関係ではなく、非直角である角度θ(ゼロ以外の角度)をなす。 Here, as in the first embodiment, an offset doff is provided along the discontinuous planes ZA and ZB between the arrangement position of the transmission antenna Tx1 and the arrangement position of the reception antenna Rx1, and the transmission antenna Tx1 and the reception antenna are received. Since the antenna Rx1 is disposed so as to face each other, the main beam directions of the transmission antenna Tx1 and the reception antenna Rx1 and the discontinuous surfaces (medium boundary surfaces) ZA and ZB in the transmission path are not orthogonal to each other. An angle θ that is non-right angle (an angle other than zero) is formed.
このため、多重反射波である遅延波WB1の電力が最大となる伝搬経路は、図5に点線で示す経路のように、受信アンテナRx1の主ビーム方向からずれが生じ、遅延波WB1の行路が、送信アンテナTx1の放射部と受信アンテナRx1の放射部とを結ぶ経路から逸脱する。この結果、受信アンテナRx1に到達する遅延波WB1の電力レベルが低減し、相対的に直接波WA1の成分が増加する。
送信アンテナTx2から受信アンテナRx2に向けて送信される電波に基づく直接波WA2と遅延波WB2についても同様に説明される。
従って、本実施形態によれば、相互に対応する1対の送信アンテナと受信アンテナに着目すれば、第1実施形態と同様に、受信アンテナにおける直接波と遅延波の電力レベル比を向上させることができ、無線伝送特性を改善することが可能になる。
For this reason, the propagation path in which the power of the delayed wave WB1 that is the multiple reflected wave is maximum is shifted from the main beam direction of the receiving antenna Rx1 as shown by the dotted line in FIG. 5, and the path of the delayed wave WB1 is , And deviates from the path connecting the radiating portion of the transmitting antenna Tx1 and the radiating portion of the receiving antenna Rx1. As a result, the power level of the delayed wave WB1 reaching the receiving antenna Rx1 is reduced, and the component of the direct wave WA1 is relatively increased.
The direct wave WA2 and the delayed wave WB2 based on the radio wave transmitted from the transmission antenna Tx2 toward the reception antenna Rx2 will be described in the same manner.
Therefore, according to the present embodiment, if attention is paid to a pair of transmission antennas and reception antennas corresponding to each other, the power level ratio of the direct wave and the delayed wave in the reception antenna can be improved as in the first embodiment. Wireless transmission characteristics can be improved.
ただし、近距離MIMO伝送において伝送容量を最大化するためには、伝送路の通信環境を表す伝送路行列を考慮することが必要であるので、送信アンテナTx1から受信アンテナRx1を結ぶ経路と送信アンテナTx2から受信アンテナRx1を結ぶ経路との差が、送信アンテナTx2から受信アンテナRx2を結ぶ経路と送信アンテナTx1から受信アンテナRx2を結ぶ経路との差に等しいことが必要条件となる。この条件は、送信アンテナおよび受信アンテナの各アンテナ素子の設置位置のオフセットを図6に示すように設けることにより実現することができる。 However, in order to maximize the transmission capacity in short-distance MIMO transmission, it is necessary to consider the transmission path matrix representing the communication environment of the transmission path, and therefore, the path connecting the transmission antenna Tx1 to the reception antenna Rx1 and the transmission antenna A necessary condition is that the difference between the path connecting Tx2 and the reception antenna Rx1 is equal to the difference between the path connecting the transmission antenna Tx2 and the reception antenna Rx2 and the path connecting the transmission antenna Tx1 and the reception antenna Rx2. This condition can be realized by providing an offset of the installation position of each antenna element of the transmission antenna and the reception antenna as shown in FIG.
ここで、図6は、本発明の第2実施形態による無線通信システムが備える送信アンテナと受信アンテナの配置の変形例を説明するための図である。図6に示すように、上述の必要条件を満たすためには、誘電体DEの不連続面ZA,ZBと直交する軸を基準として、1対の送信アンテナTx1および受信アンテナRx1と1対の送信アンテナTx2および受信アンテナRxとを線対称に配置すればよい。これにより、図6の例では、受信アンテナRx1は、送信アンテナTx1の配置位置に対し、不連続面ZA,ZBに沿って図下方にオフセットdoffだけ移動した位置に配置され、受信アンテナRx2は、送信アンテナTx2の配置位置に対し、不連続面ZA,ZBに沿って図上方にオフセットdoffだけ移動した位置に配置される。 Here, FIG. 6 is a figure for demonstrating the modification of arrangement | positioning of the transmission antenna and receiving antenna with which the radio | wireless communications system by 2nd Embodiment of this invention is provided. As shown in FIG. 6, in order to satisfy the above-described requirements, a pair of transmission antennas Tx1 and a pair of reception antennas Rx1 and a pair of transmissions are based on an axis orthogonal to the discontinuous surfaces ZA and ZB of the dielectric DE. The antenna Tx2 and the receiving antenna Rx may be arranged line-symmetrically. Accordingly, in the example of FIG. 6, the receiving antenna Rx1 is disposed at a position moved by the offset doff downward along the discontinuous planes ZA and ZB with respect to the arrangement position of the transmitting antenna Tx1, and the receiving antenna Rx2 is With respect to the arrangement position of the transmitting antenna Tx2, it is arranged at a position moved by an offset doff upward along the discontinuous surfaces ZA and ZB.
後述のように、非特許文献2に示されている近距離MIMO簡易受信復号方式を用いる場合には特に遅延波WB1,WB2の抑圧が効果的である。図6の配置によれば、このような近距離MIMO簡易受信復号方式を用いた場合において無線伝送特性を有効に改善することができる。
なお、本実施形態のようにアレーアンテナを使用する場合、遅延波WB1,WB2の電力が最大となる伝搬経路が、近隣の受信アンテナの主ビーム方向と重複しないように、各アレーアンテナにおけるアンテナ素子間隔やアンテナの配置位置のオフセットdoffを設計することが望ましい。
As will be described later, when the short-range MIMO simple reception decoding scheme shown in
When an array antenna is used as in the present embodiment, the antenna element in each array antenna is set so that the propagation path in which the power of the delayed waves WB1 and WB2 is maximum does not overlap with the main beam direction of the nearby receiving antenna. It is desirable to design the offset and the offset doff of the arrangement position of the antenna.
参考までに、本実施形態において、送信アンテナTx1,Tx2および受信アンテナRx1,Rx2の各主ビーム方向と伝送路中の不連続面(媒質境界面)ZA,ZBとが直交関係にある場合、即ち、図6に示す角度θがゼロである場合について説明する。この場合の各アンテナの配置関係は、図7に示す従来の配置関係となる。
図7は、本発明の第2実施形態による無線通信システムに対応する従来構成による送信アンテナと受信アンテナの配置を参考的に説明するための図である。この場合、前述の図17に示す従来の配置例と同様に、正面で対向するアンテナ素子間においては、受信アンテナRx1,Rx2の主ビーム方向に遅延波WB1,WB2が到来する。このため、受信アンテナRx1,Rx2に受信される遅延波WB1,WB2は有効に低減されず、無線伝送特性は有効に改善されない。
For reference, in the present embodiment, when the main beam directions of the transmission antennas Tx1 and Tx2 and the reception antennas Rx1 and Rx2 and the discontinuous surfaces (medium boundary surfaces) ZA and ZB in the transmission path are orthogonal to each other, A case where the angle θ shown in FIG. 6 is zero will be described. The arrangement relationship of each antenna in this case is the conventional arrangement relationship shown in FIG.
FIG. 7 is a diagram for explaining the arrangement of transmission antennas and reception antennas according to a conventional configuration corresponding to the radio communication system according to the second embodiment of the present invention. In this case, similarly to the conventional arrangement example shown in FIG. 17 described above, the delayed waves WB1 and WB2 arrive in the main beam direction of the receiving antennas Rx1 and Rx2 between the antenna elements facing in front. For this reason, the delayed waves WB1 and WB2 received by the receiving antennas Rx1 and Rx2 are not effectively reduced, and the wireless transmission characteristics are not effectively improved.
<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態を説明する。
本実施形態では、近距離MIMO伝送用簡易受信復号方式を用いたステムに本発明を適用した場合について説明する。ここでは、2×2MIMO伝送の場合を例に説明する。近距離MIMO伝送用簡易受信復号方式自体の詳細は非特許文献2に記載されている。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
In the present embodiment, a case will be described in which the present invention is applied to a stem using a simple reception decoding scheme for short-range MIMO transmission. Here, a case of 2 × 2 MIMO transmission will be described as an example. The details of the simple reception decoding method for short-range MIMO transmission itself are described in
ここで、近距離MIMO伝送用簡易受信復号方式を簡単に説明しておく。近距離MIMO伝送用簡易受信復号方式によれば、送信アンテナTx1,Tx2と受信アンテナRx1,Rx2の各アンテナ素子を最適な配置とした場合、伝送路行列Hは式(1)で近似される。ここで、式(1)において、aは、アンテナ指向性に依存する実数である。また、h11は、チャネルにおける信号の振幅および位相の変調を表す複素数である。 Here, a simple reception decoding scheme for short-range MIMO transmission will be briefly described. According to the simple reception decoding system for short-range MIMO transmission, when the antenna elements of the transmission antennas Tx1 and Tx2 and the reception antennas Rx1 and Rx2 are optimally arranged, the transmission path matrix H is approximated by the equation (1). Here, in Expression (1), a is a real number depending on the antenna directivity. H 11 is a complex number representing the amplitude and phase modulation of the signal in the channel.
このとき、MIMO伝送方法の一つの手法であるゼロフォーシング(ZF)方式における受信アレーアンテナ用の重み付け行列WZFは式(2)のようになる。 At this time, the weighting matrix W ZF for the receiving array antenna in the zero forcing (ZF) method, which is one of the MIMO transmission methods, is as shown in Equation (2).
従って、式(3)に示すように、伝送路行列と受信重み付け行列の積は対角行列で表される。このことは、各送信アンテナから送信された信号は受信機内で受信重み付け行列を乗算することにより分離され、互いに干渉を与えることなく受信されることを意味する。 Therefore, as shown in Expression (3), the product of the transmission line matrix and the reception weighting matrix is represented by a diagonal matrix. This means that the signals transmitted from the respective transmitting antennas are separated by multiplying the reception weighting matrix in the receiver, and are received without causing interference with each other.
無線伝送路が時間変動せず、常に式(1)で表される特性を有する場合は、式(2)の重み付け行列WZFをRF回路のみで構成することが可能である。このことは非特許文献2に開示されている。なお、非特許文献2には、4×4MIMO伝送の場合についても開示されている。
When the wireless transmission path does not change with time and always has the characteristic represented by the equation (1), the weighting matrix W ZF of the equation (2) can be configured only by the RF circuit. This is disclosed in
図8は、本発明の第3実施形態による無線通信システムが備える送信アンテナTx1,Tx2と受信アンテナRx1,Rx2の配置を説明するための図であり、非特許文献2に記載の近距離MIMO伝送用簡易受信復号方式を用いた2×2MIMO無線通信システムの構成例を示す図である。
この図8に示す2×2MIMO無線通信システムは、前述の図6に示す構成において、受信アンテナRx1,Rx2に重み付け回路100を接続したものである。
FIG. 8 is a diagram for explaining the arrangement of the transmission antennas Tx1 and Tx2 and the reception antennas Rx1 and Rx2 included in the wireless communication system according to the third embodiment of the present invention. It is a figure which shows the structural example of the 2 * 2 MIMO radio | wireless communications system using the simple reception decoding system for radio | wireless.
The 2 × 2 MIMO wireless communication system shown in FIG. 8 has a configuration in which the
図8に示すように、送信アンテナTx1,Tx2と受信アンテナRx1,Rx2の各アンテナ素子の配置位置のオフセットdoffを設定することにより、受信アンテナRx1,Rx2に到達する遅延波WB1,WB2の電力レベルを抑圧し、受信アンテナRx1,Rx2における直接波WA1,WA2と遅延波WB1,WB2との電力レベル比を向上させ、送信アンテナTx1,Tx2と受信アンテナRx1,Rx2からみた無線伝送路の通信環境を式(1)で示される条件に近づける。これにより、伝送路内で発生する反射による遅延波WB1,WB2がもたらす近距離MIMO伝送における無線伝送容量劣化を低減することが可能になる。 As shown in FIG. 8, the power levels of the delayed waves WB1 and WB2 reaching the reception antennas Rx1 and Rx2 are set by setting the offset doff of the arrangement positions of the antenna elements of the transmission antennas Tx1 and Tx2 and the reception antennas Rx1 and Rx2. To improve the power level ratio between the direct waves WA1 and WA2 and the delayed waves WB1 and WB2 in the receiving antennas Rx1 and Rx2, and the communication environment of the wireless transmission path viewed from the transmitting antennas Tx1 and Tx2 and the receiving antennas Rx1 and Rx2 It approaches the condition shown by Formula (1). As a result, it is possible to reduce radio transmission capacity deterioration in short-distance MIMO transmission caused by the delayed waves WB1 and WB2 due to reflection generated in the transmission path.
参考までに、上述の図8の構成において角度θをゼロとし、オフセットdoffをゼロに設定した場合の従来構成について説明する。
図9は、本発明の第3実施形態による無線通信システムに対応する従来構成による送信アンテナと受信アンテナの配置を参考的に説明するための図である。
For reference, a conventional configuration in the case where the angle θ is set to zero and the offset doff is set to zero in the configuration of FIG. 8 described above will be described.
FIG. 9 is a diagram for explaining the arrangement of transmission antennas and reception antennas according to a conventional configuration corresponding to the wireless communication system according to the third embodiment of the present invention.
図9において、送信アンテナTx1と送信アンテナTx2からそれぞれ送信された送信RF信号S1および送信RF信号S2は、受信アンテナRx1および受信アンテナRx2においてそれぞれ混合して受信される。ここで、各アンテナ素子が上記のように最適に配置されており、伝送路において遅延波WB1,WB2が発生せず、直接波WA1,WA2のみが存在する場合には、上記の理論に基づき、重み付け回路100の作用により、それぞれ送信RF信号S1および送信RF信号S2に由来する復号済RF信号S1’および復号済RF信号S2’が、出力端子T1および出力端子T2からそれぞれ分離されて出力される。
In FIG. 9, the transmission RF signal S1 and the transmission RF signal S2 transmitted from the transmission antenna Tx1 and the transmission antenna Tx2, respectively, are mixed and received by the reception antenna Rx1 and the reception antenna Rx2. Here, when the antenna elements are optimally arranged as described above, and the delayed waves WB1 and WB2 do not occur in the transmission path and only the direct waves WA1 and WA2 exist, based on the above theory, By the action of the
しかし、図9に点線で示すように、伝送路において不連続面ZA,ZBにおける反射による遅延波WB1,WB2が発生する場合には、伝送路が式(1)の条件から大きな偏差を持つようになり、式(3)右辺の単位行列が示す部分の行列の非対角項が大きくなる。このことは、重み付け回路100の出力端子T1および出力端子T2に出力される復号済みRF信号S1’,S2’は、送信RF信号S1および送信RF信号S2に由来するRF信号が混合した信号となり、図9に示されたシステムによる近距離MIMO伝送用簡易受信復号において伝送容量が劣化することを意味する。
However, as shown by the dotted line in FIG. 9, when the delayed waves WB1 and WB2 due to reflection on the discontinuous surfaces ZA and ZB are generated in the transmission line, the transmission line seems to have a large deviation from the condition of the expression (1). And the off-diagonal term of the portion of the matrix indicated by the unit matrix on the right side of Equation (3) becomes large. This means that the decoded RF signals S1 ′ and S2 ′ output to the output terminal T1 and the output terminal T2 of the
<第4実施形態>
次に、本発明の第4実施形態を説明する。
本実施形態では、送信アンテナTxから直線偏波による電波を送信し、受信アンテナRxにおいて、上記直線偏波による電波の偏波面と同一の偏波面で送信アンテナTxからの電波を受信する。また、本実施形態では、伝送路内には、上記直線偏波による電波の偏波面と同一の偏波面を有する電波を透過させる偏波特性を有する偏光板が配置されている。
<Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
In the present embodiment, a radio wave with linear polarization is transmitted from the transmission antenna Tx, and the radio wave from the transmission antenna Tx is received by the reception antenna Rx with the same polarization plane as that of the radio wave with linear polarization. In the present embodiment, a polarizing plate having a polarization characteristic that transmits a radio wave having the same polarization plane as that of the linearly polarized wave is disposed in the transmission line.
図10は、本発明の第4実施形態による無線通信システムに対応する従来構成による送信アンテナと受信アンテナの配置の原理を説明するための図であり、近距離無線通信システムで、送信点Tの垂直偏波アンテナから送信された電波が近傍界に存在する受信点R1〜R4における偏波方向を説明する図である。受信点の近傍界においては、電磁界は球面波として伝搬すると考えることができる。図10に示すように、直方体をなす位置関係に送信点Tおよび受信点R1〜R4を想定し、送信点Tにy軸方向の電流波源(つまり垂直偏波の送信アンテナ)が存在する場合の周辺の各受信点における電界方向を説明する。なお、送信点Tから送信される電波は十分遠方から観測すると垂直偏波の平面波である。 FIG. 10 is a diagram for explaining the principle of arrangement of transmission antennas and reception antennas according to a conventional configuration corresponding to the radio communication system according to the fourth embodiment of the present invention. It is a figure explaining the polarization direction in receiving point R1-R4 in which the electromagnetic wave transmitted from the vertically polarized antenna exists in the near field. It can be considered that the electromagnetic field propagates as a spherical wave in the near field of the reception point. As shown in FIG. 10, assuming that the transmission point T and the reception points R1 to R4 are assumed to have a rectangular parallelepiped positional relationship, a current wave source in the y-axis direction (that is, a vertically polarized transmission antenna) exists at the transmission point T. The direction of the electric field at each peripheral reception point will be described. The radio wave transmitted from the transmission point T is a vertically polarized plane wave when observed from a sufficiently long distance.
受信点R1〜R4の各点での電界方向、つまり偏波方向は以下のようになる。
・受信点R1における電界方向は、y軸方向であるから、y成分のみを有する。
・受信点R2における電界方向は、y軸方向であるから、y成分のみを有する。
・受信点R3における電界方向は、点T-R1-R3により形成される平面内であって、かつ、点T-R3により形成される直線と直交する方向であるから、y成分とz成分を有する。
・受信点R4における電界方向は、T-R2-R4により形成される平面内であって、かつ、点T-R4により形成される直線と直交する方向であるから、x成分とy成分とz成分とを有する。
The electric field direction at each of the reception points R1 to R4, that is, the polarization direction is as follows.
Since the electric field direction at the reception point R1 is the y-axis direction, it has only the y component.
Since the electric field direction at the reception point R2 is the y-axis direction, it has only the y component.
Since the electric field direction at the reception point R3 is in the plane formed by the points T-R1-R3 and is orthogonal to the straight line formed by the points T-R3, the y component and the z component are Have.
Since the electric field direction at the reception point R4 is in the plane formed by T-R2-R4 and is orthogonal to the straight line formed by the point T-R4, the x component, the y component, and z With ingredients.
即ち、点T-R1-R3により形成される平面上の点および点T-R1-R2により形成される平面上の点を除き、受信点での電界方向はx成分を持つ。つまり、水平偏波成分が現れることになる。実例は、非特許文献4に示されており、水平偏波成分が近距離MIMO通信におけるXPD劣化として観測される。 That is, the electric field direction at the receiving point has an x component except for the point on the plane formed by the points T-R1-R3 and the point on the plane formed by the points T-R1-R2. That is, a horizontal polarization component appears. An actual example is shown in Non-Patent Document 4, and a horizontally polarized wave component is observed as XPD degradation in short-range MIMO communication.
このように、近距離通信において、図10に示す送信アンテナ開口平面PAと直交しかつ偏波方向(垂直方向)と平行な面以外の受信点においては、送信アンテナが想定している直線偏波の方向と直交する偏波の成分が出現する。つまり、送信アンテナ開口平面PAと直交しかつ偏波方向と平行な面以外の点で反射する成分には必ず交差する偏波成分が発生し、たとえ受信アンテナが送信アンテナの正面(図10の点R1)に配置されていても、前記反射成分が遅延波として到達する。指向性の幅が広いアンテナ素子を利用する場合、2次元配置のアレーアンテナや、対向するアンテナ素子の斜め方向にオフセットして配置する場合には、遅延波に交差偏波が含まれる量が大きくなると言える。 As described above, in short-range communication, linearly-polarized waves assumed by the transmission antenna at reception points other than the plane orthogonal to the transmission antenna aperture plane PA shown in FIG. 10 and parallel to the polarization direction (vertical direction). A polarization component perpendicular to the direction of appears. That is, a component that is reflected at a point other than a plane orthogonal to the transmission antenna aperture plane PA and parallel to the polarization direction always generates a crossed polarization component, even if the reception antenna is in front of the transmission antenna (point in FIG. 10). Even if it is arranged at R1), the reflection component arrives as a delayed wave. When antenna elements with a wide directivity are used, when two-dimensionally arranged array antennas or offset antenna elements are offset in the oblique direction, the amount of cross-polarized waves included in the delayed wave is large. I can say.
図11は、本発明の第4実施形態による無線通信システムが備える送信アンテナTxと受信アンテナRxの配置を説明するための図であり、第1の配置例を示す図である。図11に示すように、多重反射が発生する板状の誘電体DE等の伝送路の外側に、送信アンテナTxから送信される偏波の向きと同じ方向の偏波のみを通過させる偏光板PPを配置する。図11において、実線は直接波WAを表し、点線は、上記のような偏波面の回転が発生する多重反射波による遅延波WBの経路の一例を示している。偏波面が回転した遅延波WBは、受信アンテナRxの前に配置された偏光板PPにより、交差偏波成分の電力が抑圧される。このため、偏光板PPにより遅延波WBの電力を低減させることができる。 FIG. 11 is a diagram for explaining the arrangement of the transmission antennas Tx and the reception antennas Rx included in the wireless communication system according to the fourth embodiment of the present invention, and shows a first arrangement example. As shown in FIG. 11, a polarizing plate PP that passes only polarized waves in the same direction as the direction of polarized waves transmitted from the transmitting antenna Tx outside a transmission path such as a plate-like dielectric DE in which multiple reflection occurs. Place. In FIG. 11, the solid line represents the direct wave WA, and the dotted line represents an example of the path of the delayed wave WB caused by the multiple reflected waves in which the rotation of the polarization plane as described above occurs. In the delayed wave WB whose polarization plane has been rotated, the power of the cross polarization component is suppressed by the polarizing plate PP disposed in front of the receiving antenna Rx. For this reason, the power of the delayed wave WB can be reduced by the polarizing plate PP.
図12は、本発明の第4実施形態による無線通信システムが備える送信アンテナTx1,Tx2と受信アンテナRx1,Rx2の配置を説明するための図であり、上述の図11の配置をアレーアンテナに適用した場合の第2の配置例を示す図である。
図12に示すように、本発明をアレーアンテナの構成に適用した場合、たとえば送信アンテナTx1から受信アンテナRx2に到達する遅延波WB12は偏波回転が大きいため、その電力の低減効果が期待できる。
なお、上述の例では、偏光板PPを伝送路内に設置したが、偏光板PPは、送信アンテナTx1,Tx2または受信アンテナRx1,Rx2が備えるアレーアンテナの構成品として設置されていても良い。例えば、偏光板PPは、図13〜図15に示すように、送信アンテナTx1,Tx2または受信アンテナRx1,Rx2のレドームとして、各アンテナの前面に備えられてもよい。
FIG. 12 is a diagram for explaining the arrangement of the transmission antennas Tx1 and Tx2 and the reception antennas Rx1 and Rx2 included in the wireless communication system according to the fourth embodiment of the present invention. The arrangement of FIG. 11 described above is applied to the array antenna. It is a figure which shows the 2nd example of arrangement | positioning at the time of doing.
As shown in FIG. 12, when the present invention is applied to the configuration of an array antenna, for example, the delayed wave WB12 that reaches the receiving antenna Rx2 from the transmitting antenna Tx1 has a large polarization rotation, so that the effect of reducing the power can be expected.
In the above example, the polarizing plate PP is installed in the transmission line. However, the polarizing plate PP may be installed as a component of the array antenna included in the transmission antennas Tx1 and Tx2 or the reception antennas Rx1 and Rx2. For example, as illustrated in FIGS. 13 to 15, the polarizing plate PP may be provided on the front surface of each antenna as a radome of the transmission antennas Tx1 and Tx2 or the reception antennas Rx1 and Rx2.
ここで、図13は、本実施形態による無線通信システムが備える送信アンテナTx1,Tx2と受信アンテナRx1,Rx2の配置を説明するための図であり、偏光板PPが、受信アンテナRx1,Rx2から構成されるアレーアンテナARRの前面にレドームとして備えられた第3の配置例を示す図である。また、図14は、本実施形態による無線通信システムが備える送信アンテナTx1,Tx2と受信アンテナRx1,Rx2の配置を説明するための図であり、偏光板PPが、送信アンテナTx1,Tx2から構成されるアレーアンテナARTの前面にレドームとして備えられた第4の配置例を示す図である。また、図15は、本実施形態による無線通信システムが備える送信アンテナTx1,Tx2と受信アンテナRx1,Rx2の配置を説明するための図であり、偏光板PPA,PPBが、それぞれ、受信アンテナRx1,Rx2から構成されるアレーアンテナARRの前面と、送信アンテナTx1,Tx2から構成されるアレーアンテナARTのレドームの前面とにレドームとして備えられた第5の配置例を示す図である。
このように本実施形態では、送信アンテナと受信アンテナとの両方または一方のアンテナの前面に、上記両方または一方のアンテナの偏波方向と同一方向の偏波面を有する電波を透過させる偏光特性を有する偏光板が配置される。
なお、本実施形態はSISO伝送、MIMO伝送、SIMO伝送、MISO伝送に適用可能である。
Here, FIG. 13 is a diagram for explaining the arrangement of the transmission antennas Tx1 and Tx2 and the reception antennas Rx1 and Rx2 included in the wireless communication system according to the present embodiment, and the polarizing plate PP includes the reception antennas Rx1 and Rx2. It is a figure which shows the 3rd example of arrangement | positioning provided as a radome in the front surface of the array antenna ARR performed. FIG. 14 is a diagram for explaining the arrangement of the transmission antennas Tx1 and Tx2 and the reception antennas Rx1 and Rx2 included in the wireless communication system according to the present embodiment, and the polarizing plate PP is composed of the transmission antennas Tx1 and Tx2. It is a figure which shows the 4th example of arrangement | positioning provided as a radome in the front surface of the array antenna ART. FIG. 15 is a diagram for explaining the arrangement of the transmission antennas Tx1 and Tx2 and the reception antennas Rx1 and Rx2 included in the wireless communication system according to the present embodiment. The polarizing plates PPA and PPB are respectively provided to the reception antennas Rx1 and Rx1. It is a figure which shows the 5th example of arrangement | positioning provided as a radome in the front surface of the array antenna ARR comprised from Rx2, and the front surface of the radome of the array antenna ART comprised from transmitting antenna Tx1, Tx2.
As described above, in the present embodiment, the transmission antenna and the reception antenna have a polarization characteristic that transmits a radio wave having a polarization plane in the same direction as the polarization direction of the both antennas or one of the antennas. A polarizing plate is disposed.
This embodiment is applicable to SISO transmission, MIMO transmission, SIMO transmission, and MISO transmission.
<第5実施形態>
次に、本発明の第5実施形態を説明する。
図16は、本発明の第5実施形態による無線通信システムが備える送信アンテナTxと受信アンテナRxの配置を説明するための図である。
本実施形態では、図16に示すように、送信アンテナTxから円偏波による電波が送信され、受信アンテナRxにおいて、上記円偏波と同一の旋回偏波で送信アンテナTxからの電波を受信する。また、本実施形態では、伝送路には、屈折率NAを有する誘電体DEAの層と、屈折率NAとは異なる屈折率NBを有する誘電体DEBの層との2層構造からなる誘電体板(誘電体層)が空気中に設置されており、この誘電体板における多重反射により遅延波WBA,WBBが発生している。ここで、送信アンテナTxと対面する誘電体DEBの屈折率NBは、受信アンテナRxと対面する誘電体DEAの屈折率NAよりも大きいものとする。
<Fifth embodiment>
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 16 is a diagram for explaining the arrangement of the transmission antenna Tx and the reception antenna Rx included in the wireless communication system according to the fifth embodiment of the present invention.
In the present embodiment, as shown in FIG. 16, a radio wave with circular polarization is transmitted from the transmission antenna Tx, and the reception antenna Rx receives the radio wave from the transmission antenna Tx with the same circular polarization as the circular polarization. . In the present embodiment, the transmission line includes a dielectric plate having a two-layer structure including a dielectric DEA layer having a refractive index NA and a dielectric DEB layer having a refractive index NB different from the refractive index NA. (Dielectric layer) is installed in the air, and delayed waves WBA and WBB are generated by multiple reflection on the dielectric plate. Here, it is assumed that the refractive index NB of the dielectric DEB facing the transmitting antenna Tx is larger than the refractive index NA of the dielectric DEA facing the receiving antenna Rx.
送信アンテナTxから無線周波数の信号を右旋偏波で送信した場合、直接波WAは右旋偏波のまま受信アンテナRxに到達する。一方、誘電体DEA,DEBからなる2重構造の誘電体層での多重反射による遅延波WBA,WBBの偏波特性は、次のように、その多重反射の経路によって異なる。
ここで、多重反射による遅延波WBA,WBBの偏波特性を説明する。図16に示す遅延波WBAの経路に注目されたい。この遅延波WBAは、不連続面(境界面)ZAに対して図左方向から入射して反射し、その後、誘電体DEAと誘電体DEBとの間の境界面である不連続面ZCに図右方向から入射して反射し、その後、不連続面ZAを通過して受信アンテナRxに到達している。この不連続面ZCに図右方向から入射した電波の反射は、誘電体DEAと誘電体DEBの屈折率NA,NBの大小関係より、固定端反射となる。
When a radio frequency signal is transmitted from the transmitting antenna Tx with right-handed polarization, the direct wave WA reaches the receiving antenna Rx with right-handed polarization. On the other hand, the polarization characteristics of the delayed waves WBA and WBB due to multiple reflection on the double-layered dielectric layer made of the dielectrics DEA and DEB vary depending on the multiple reflection path as follows.
Here, the polarization characteristics of the delayed waves WBA and WBB due to multiple reflection will be described. Note the path of the delayed wave WBA shown in FIG. The delayed wave WBA is incident on the discontinuous surface (boundary surface) ZA from the left side of the figure and reflected, and thereafter, the delayed wave WBA is reflected on the discontinuous surface ZC, which is a boundary surface between the dielectric DEA and the dielectric DEB. The light enters from the right direction and is reflected, and then passes through the discontinuous surface ZA and reaches the receiving antenna Rx. Reflection of the radio wave incident on the discontinuous surface ZC from the right side of the figure is fixed-end reflection due to the magnitude relationship between the refractive indexes NA and NB of the dielectric DEA and the dielectric DEB.
また、不連続面ZAに図左方向から入射した電波の反射は、誘電体DEAと空気中の屈折率の大小関係により、自由端反射となる。従って、遅延波WBAの反射は、1回の固定端反射と1回の自由端反射を含むため、遅延波WBAは円偏波の旋回が1回だけ逆向きになる。このため、送信アンテナTxから無線周波数の信号を右旋偏波で送信した場合、受信アンテナRxにおける偏波は左旋偏波となる。従って、受信アンテナRxの偏波特性を右旋偏波に設定しておけば、遅延波WBAの受信レベルを低減することが可能となる。ただし、図16に示す遅延波WBBのように、2回の自由端反射を含む場合には、偏波の旋回が2回逆向きに変化するので、遅延波WBBは右旋偏波となって受信アンテナに到達することになる。 In addition, the reflection of the radio wave incident on the discontinuous surface ZA from the left in the figure is a free end reflection due to the magnitude relationship between the dielectric DEA and the refractive index in the air. Therefore, since the reflection of the delayed wave WBA includes one fixed-end reflection and one free-end reflection, the delayed wave WBA is reversed only once in the circular polarization. For this reason, when a radio frequency signal is transmitted from the transmitting antenna Tx with right-handed polarization, the polarization at the receiving antenna Rx is left-handed polarization. Therefore, if the polarization characteristic of the receiving antenna Rx is set to right-handed polarization, the reception level of the delayed wave WBA can be reduced. However, in the case of including two free-end reflections as in the delayed wave WBB shown in FIG. 16, since the polarization rotation changes in the opposite direction twice, the delayed wave WBB becomes a right-handed polarized wave. It will reach the receiving antenna.
本実施形態と上述の第1から第3の実施形態と組み合わせれば、本実施形態における多重反射そのものの低減効果と、第1から第3の実施形態における多重反射による不要波の受信レベルの低減効果とが重畳され、多重反射による遅延波の受信レベルを更にいっそう有効に抑圧することが可能になる。
なお、本実施形態はSISO伝送、MIMO伝送、SIMO伝送、MISO伝送に適用可能である。
If this embodiment is combined with the first to third embodiments described above, the effect of reducing the multiple reflection itself in this embodiment and the reception level of unwanted waves due to the multiple reflection in the first to third embodiments are reduced. The effect is superimposed and the reception level of the delayed wave due to multiple reflection can be further effectively suppressed.
This embodiment is applicable to SISO transmission, MIMO transmission, SIMO transmission, and MISO transmission.
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意の変形や修正が可能である。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be arbitrarily modified or modified without departing from the gist of the present invention.
ARR,ART…アレーアンテナ
DE,DEA,DEB…誘電体
PP,PPA,PPB…偏光板
Rx,Rx1,Rx2…受信アンテナ
Tx,Tx1,Tx2…送信アンテナ
ZA,ZB,ZC…不連続面(境界面)
100…重み付け回路
ARR, ART ... Array antenna DE, DEA, DEB ... Dielectric PP, PPA, PPB ... Polarizing plate Rx, Rx1, Rx2 ... Reception antenna Tx, Tx1, Tx2 ... Transmission antenna ZA, ZB, ZC ... Discontinuous surface (boundary surface) )
100: Weighting circuit
Claims (6)
前記第1の指向性アンテナおよび前記第2の指向性アンテナは、相互に対向するように配置され、
前記第1の指向性アンテナの放射部と前記第2の指向性アンテナの放射部とを結ぶ経路は、前記第2の指向性アンテナの主ビームの方向軸と略一致し、
前記第1の指向性アンテナから放射された電波のうち、前記第1の指向性アンテナと前記第2の指向性アンテナとの間の伝送路の不連続面での反射および屈折により発生する多重反射波の行路が、前記第1の指向性アンテナの放射部と前記第2の指向性アンテナの放射部とを結ぶ経路から逸脱するように、前記第1の指向性アンテナと前記第2の指向性アンテナとが配置されていることを特徴とする無線通信システム。 A first wireless communication device having a first directional antenna; and a second wireless communication device having a second directional antenna, wherein the first wireless communication device includes the first and second directional antennas. A wireless communication system for performing wireless communication between the wireless communication device and the second wireless communication device,
The first directional antenna and the second directional antenna are arranged to face each other,
The path connecting the radiation part of the first directional antenna and the radiation part of the second directional antenna substantially coincides with the direction axis of the main beam of the second directional antenna;
Of the radio wave radiated from said first directional antenna, multiple reflections caused by the reflection and refraction at discontinuities in the transmission path between the first directional antenna and the second directional antenna The first directional antenna and the second directivity are set such that a wave path deviates from a path connecting the radiating portion of the first directional antenna and the radiating portion of the second directional antenna. A wireless communication system, wherein an antenna is disposed.
前記第2の指向性アンテナは、前記直線偏波による電波の偏波面と同一の偏波面で前記第1の指向性アンテナからの電波を受信し、
前記伝送路内に、前記直線偏波による電波の偏波面と同一の偏波面を有する電波を透過させる偏波特性を有する偏光板が配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載の無線通信システム。 The first directional antenna transmits radio waves by linearly polarized waves,
The second directional antenna receives a radio wave from the first directional antenna with a polarization plane identical to a plane of polarization of the radio wave by the linearly polarized wave,
To the transmission path, to claim 1 or 2 polarizing plate characterized in that it is arranged to have a polarization property of transmitting a radio wave having the same polarization and polarization of radio waves by the linearly polarized The wireless communication system described.
前記第2の指向性アンテナは、前記円偏波と同一の旋回偏波で前記第1の指向性アンテナからの電波を受信し、
前記伝送路内に、第1の屈折率を有する第1の誘電体の層と、前記第1の屈折率とは異なる第2の屈折率を有する第2の誘電体の層の2層構造からなる誘電層が配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載の無線通信システム。 The first directional antenna transmits radio waves by circular polarization,
The second directional antenna receives radio waves from the first directional antenna with the same circular polarization as the circular polarization,
In the transmission line, a two-layer structure of a first dielectric layer having a first refractive index and a second dielectric layer having a second refractive index different from the first refractive index. The wireless communication system according to claim 1, wherein a dielectric layer is disposed.
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