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JP5904465B2 - Antenna device, radio wave arrival direction estimation device, and radio wave arrival direction estimation program - Google Patents

Antenna device, radio wave arrival direction estimation device, and radio wave arrival direction estimation program Download PDF

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JP5904465B2 JP2012063679A JP2012063679A JP5904465B2 JP 5904465 B2 JP5904465 B2 JP 5904465B2 JP 2012063679 A JP2012063679 A JP 2012063679A JP 2012063679 A JP2012063679 A JP 2012063679A JP 5904465 B2 JP5904465 B2 JP 5904465B2
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Description

本発明は、アンテナ装置、電波到来方向推定装置、及び電波到来方向推定プログラムに関する。   The present invention relates to an antenna device, a radio wave arrival direction estimation device, and a radio wave arrival direction estimation program.

アンテナ装置では、アンテナ素子群は、アレーと呼ばれる。また、細分化されたアレーは、サブアレーと呼ばれる。アンテナ装置では、2行2列の四つの矩形サブアレーを切り替えることで、4行4列の矩形アレーを仮想的に構成することができる。特許文献1には、アレーを用いて電波の到来方向を推定する電波到来方向推定装置が開示されている。   In the antenna device, the antenna element group is called an array. The subdivided array is called a subarray. In the antenna device, a rectangular array of 4 rows and 4 columns can be virtually configured by switching four rectangular subarrays of 2 rows and 2 columns. Patent Document 1 discloses a radio wave arrival direction estimation device that estimates the arrival direction of radio waves using an array.

特開2007−64941号公報JP 2007-64941 A

しかしながら、電波の到来方向を推定するには、まず電波の到来の有無を検出する必要がある。特許文献1に開示された電波到来方向推定装置は、サブアレーを高速に常に切り替えることで、電波の到来の有無を検出している。このため、特許文献1に開示された電波到来方向推定装置は、電波の到来方向を推定するための消費電力が増大してしまうという問題がある。   However, in order to estimate the direction of arrival of radio waves, it is first necessary to detect whether radio waves have arrived. The radio wave arrival direction estimation apparatus disclosed in Patent Document 1 detects the presence or absence of radio waves by constantly switching the subarray at high speed. For this reason, the radio wave arrival direction estimation device disclosed in Patent Document 1 has a problem that power consumption for estimating the arrival direction of radio waves increases.

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、電波の到来方向を推定するための消費電力を抑えることができるアンテナ装置、電波到来方向推定装置、及び電波到来方向推定プログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and provides an antenna device, a radio wave arrival direction estimation device, and a radio wave arrival direction estimation program capable of suppressing power consumption for estimating the arrival direction of a radio wave. For the purpose.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、水平面内に一様に感度を有するアンテナ素子であって、多角錐の天頂に備えられた天頂素子と、垂直面内に指向性を有するアンテナ素子であって、前記多角錐に周囲から到来する電波を検出するよう前記多角錐の側面に備えられた複数の側面素子と、を備えることを特徴とするアンテナ装置である。   The present invention has been made to solve the above-described problem, and is an antenna element having uniform sensitivity in a horizontal plane, the zenith element provided at the zenith of the polygonal pyramid, and the antenna element oriented in the vertical plane. An antenna device comprising: a plurality of side surface elements provided on a side surface of the polygonal pyramid so as to detect a radio wave coming from the periphery of the polygonal pyramid.

また、本発明は、前記複数の側面素子が、前記多角錐の側面毎に多角形の頂点を成すように備えられることを特徴とするアンテナ装置である。   Further, the present invention is the antenna device characterized in that the plurality of side surface elements are provided so as to form a vertex of a polygon for each side surface of the polygonal pyramid.

また、本発明は、前記垂直面内に指向性を有するアンテナ素子が、前記天頂にも備えられることを特徴とするアンテナ装置である。   The present invention is also an antenna device characterized in that an antenna element having directivity in the vertical plane is also provided at the zenith.

また、本発明は、前記天頂素子が、ダイポールアンテナであることを特徴とするアンテナ装置である。   The present invention is the antenna device, wherein the zenith element is a dipole antenna.

また、本発明は、前記側面素子が、パッチアンテナであることを特徴とするアンテナ装置である。   The present invention is the antenna device, wherein the side element is a patch antenna.

また、本発明は、水平面内に一様に感度を有するアンテナ素子であって、多角錐の天頂に備えられた天頂素子と、垂直面内に指向性を有するアンテナ素子であって、前記多角錐に周囲から到来する電波を検出するよう前記多角錐の側面に備えられた複数の側面素子と、を備えるアンテナ装置に対し、前記天頂素子の受信強度が所定閾値以上であるか否かを判定する判定部と、前記天頂素子の受信強度が前記所定閾値以上である場合、前記側面素子の受信強度に応じて、前記側面素子から成るアンテナ素子群、又は、前記天頂素子及び前記側面素子から成るアンテナ素子群を選択する選択部と、前記選択部により選択された前記アンテナ素子群の受信強度に基づいて、電波の到来方向を推定する推定部と、を備えることを特徴とする電波到来方向推定装置である。   The present invention also provides an antenna element having uniform sensitivity in a horizontal plane, the zenith element provided at the zenith of the polygonal pyramid, and the antenna element having directivity in the vertical plane, the polygonal pyramid Determining whether or not the reception intensity of the zenith element is equal to or higher than a predetermined threshold for an antenna device including a plurality of side elements provided on side surfaces of the polygonal pyramid so as to detect radio waves coming from the surroundings When the reception intensity of the determination unit and the zenith element is equal to or greater than the predetermined threshold, the antenna element group including the side elements or the antenna including the zenith element and the side elements according to the reception intensity of the side elements A radio wave arrival method comprising: a selection unit that selects an element group; and an estimation unit that estimates an arrival direction of the radio wave based on a reception intensity of the antenna element group selected by the selection unit It is the estimation device.

また、本発明は、前記選択部が、異なる前記側面で隣接する二つの前記側面素子の受信強度が、前記天頂素子及び全ての前記側面素子の受信強度のうち、受信強度の強いほうから所定順位内にある場合、前記隣接する二つの前記側面素子を含むアンテナ素子群を選択し、一方、前記隣接する二つの前記側面素子の受信強度が、前記天頂素子及び全ての前記側面素子の受信強度のうち、受信強度の強いほうから前記所定順位内にない場合、前記隣接する二つの前記側面素子のうち受信強度のより強い側面素子と、前記天頂素子と、を含むアンテナ素子群を選択することを特徴とする電波到来方向推定装置である。   In the present invention, the selection unit has a predetermined order in which the reception intensity of two side elements adjacent to each other on the different side faces is higher than the reception intensity of the zenith element and all the side elements. The antenna element group including the two adjacent side elements, while the reception strength of the two adjacent side elements is equal to the reception intensity of the zenith element and all the side elements. Among them, when the received intensity is not within the predetermined order, the antenna element group including the side element having the stronger receiving intensity of the two adjacent side elements and the zenith element is selected. This is a characteristic radio wave arrival direction estimation device.

また、本発明は、前記複数の側面素子が、前記多角錐の側面毎に多角形の頂点を成すように備えられ、前記選択部が、異なる前記側面の底辺側で隣接する二つの前記側面素子の受信強度に応じて、アンテナ素子群を選択することを特徴とする電波到来方向推定装置である。   Further, the present invention provides the two side elements, wherein the plurality of side elements are provided so as to form a vertex of a polygon for each side of the polygonal pyramid, and the selection unit is adjacent on the bottom side of the different side surfaces. The radio wave arrival direction estimating apparatus is characterized in that an antenna element group is selected in accordance with the received intensity.

また、本発明は、水平面内に一様に感度を有するアンテナ素子であって、多角錐の天頂に備えられた天頂素子と、垂直面内に指向性を有するアンテナ素子であって、前記多角錐に周囲から到来する電波を検出するよう前記多角錐の側面に備えられた複数の側面素子と、を備えるアンテナ装置に到来した電波の到来方向を推定する電波到来方向推定装置のコンピュータに、前記天頂素子の受信強度が所定閾値以上であるか否かを判定する手順と、前記天頂素子の受信強度が前記所定閾値以上である場合、前記側面素子の受信強度に応じて、前記側面素子から成るアンテナ素子群、又は、前記天頂素子及び前記側面素子から成るアンテナ素子群を選択する手順と、選択された前記アンテナ素子群の受信強度に基づいて、電波の到来方向を推定する手順と、を実行させるための電波到来方向推定プログラムである。   The present invention also provides an antenna element having uniform sensitivity in a horizontal plane, the zenith element provided at the zenith of the polygonal pyramid, and the antenna element having directivity in the vertical plane, the polygonal pyramid A plurality of side elements provided on the sides of the polygonal pyramid so as to detect radio waves coming from the surroundings, and a computer of the radio wave arrival direction estimating device for estimating the arrival direction of radio waves arriving at the antenna device. A procedure for determining whether or not the reception intensity of the element is equal to or higher than a predetermined threshold, and when the reception intensity of the zenith element is equal to or higher than the predetermined threshold, an antenna composed of the side element according to the reception intensity of the side element Based on the procedure for selecting an element group or an antenna element group composed of the zenith element and the side element and the reception intensity of the selected antenna element group, the direction of arrival of radio waves is estimated. A radio wave arrival direction estimation program for executing the order, the.

本発明によれば、アンテナ装置は、水平面内に一様に感度を有するアンテナ素子であって、多角錐の天頂に備えられた天頂素子と、垂直面内に指向性を有するアンテナ素子であって、前記多角錐に周囲から到来する電波を検出するよう前記多角錐の側面に備えられた複数の側面素子と、を備える。これにより、アンテナ装置は、電波の到来方向を推定するための消費電力を抑えることができる。   According to the present invention, an antenna device is an antenna element having uniform sensitivity in a horizontal plane, a zenith element provided at the zenith of a polygonal pyramid, and an antenna element having directivity in a vertical plane. A plurality of side elements provided on the side of the polygonal pyramid so as to detect radio waves coming from the surroundings to the polygonal pyramid. Thereby, the antenna device can suppress power consumption for estimating the arrival direction of radio waves.

本発明の一実施形態における、アンテナ装置及び電波到来方向推定装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the antenna apparatus and radio wave arrival direction estimation apparatus in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における、アンテナ装置の外観図である。1 is an external view of an antenna device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態における、水平面内に一様に感度を有するアンテナ素子の指向性パターンを示す図である。It is a figure which shows the directivity pattern of the antenna element which has a sensitivity uniformly in the horizontal surface in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における、天頂素子の指向性パターンと、アンテナ装置の構成例とを示す図である。It is a figure which shows the directional pattern of a zenith element, and the structural example of an antenna apparatus in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における、垂直面内に指向性を有するアンテナ素子の指向性パターンを示す図である。It is a figure which shows the directivity pattern of the antenna element which has directivity in a vertical surface in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における、側面素子の指向性パターンと、アンテナ装置の構成例とを示す図である。It is a figure which shows the directivity pattern of the side surface element in one Embodiment of this invention, and the structural example of an antenna apparatus. 本発明の一実施形態における、第1構成のサブアレーの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the subarray of a 1st structure in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における、第2構成のサブアレーの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the subarray of a 2nd structure in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における、電波到来方向推定装置の動作手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement procedure of the electromagnetic wave arrival direction estimation apparatus in one Embodiment of this invention.

本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図1には、アンテナ装置及び電波到来方向推定装置の構成例が示されている。電波到来方向推定システムは、アンテナ装置100に到来する電波の到来方向を推定するシステムである。電波到来方向推定システムは、アンテナ装置100と、スイッチ200と、受信部300と、AD変換部400と、電波到来方向推定装置500とを備える。   An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration example of an antenna device and a radio wave arrival direction estimation device. The radio wave arrival direction estimation system is a system that estimates the arrival direction of radio waves arriving at the antenna device 100. The radio wave arrival direction estimation system includes an antenna device 100, a switch 200, a reception unit 300, an AD conversion unit 400, and a radio wave arrival direction estimation device 500.

図2には、アンテナ装置の外観図が示されている。ここで、図2の上段には、アンテナ装置100の上面図が示されている。また、図2の下段には、アンテナ装置100の側面図が示されている。アンテナ装置100は、多角錐の形状を有する。   FIG. 2 shows an external view of the antenna device. Here, a top view of the antenna device 100 is shown in the upper part of FIG. In addition, a side view of the antenna device 100 is shown in the lower part of FIG. The antenna device 100 has a polygonal pyramid shape.

例えば、側面素子のそれぞれの水平面内ビーム幅が、一例として、120[度]ある場合、側面が3面あれば側面素子群が全周(=120[度]×3)をカバーできるので、アンテナ装置100は、三角錐の形状を有していてもよい。   For example, when the horizontal in-plane beam width of each side element is 120 [degrees], for example, if there are three side faces, the side element group can cover the entire circumference (= 120 [degrees] × 3). The device 100 may have a triangular pyramid shape.

以下では、側面素子120〜122、130〜132、140〜142及び150〜152のそれぞれの水平面内ビーム幅は、一例として、90[度]であるものとする。この場合、側面が4面あれば側面素子群が全周(=90[度]×4)をカバーできるので、アンテナ装置100は、一例として、四角錐であるものとして説明を続ける。   In the following, it is assumed that the beam widths in the horizontal plane of the side elements 120 to 122, 130 to 132, 140 to 142, and 150 to 152 are 90 degrees as an example. In this case, if there are four side surfaces, the side element group can cover the entire circumference (= 90 [degrees] × 4). Therefore, the antenna device 100 will be described as a quadrangular pyramid as an example.

アンテナ装置100は、水平面内に一様に感度を有するアンテナ素子である天頂素子110と、垂直面内に指向性を有するアンテナ素子である側面素子120〜122、130〜132、140〜142及び150〜152と、を備える。   The antenna device 100 includes a zenith element 110 which is an antenna element having uniform sensitivity in a horizontal plane, and side elements 120 to 122, 130 to 132, 140 to 142 and 150 which are antenna elements having directivity in a vertical plane. -152.

ここで、天頂素子110は、アンテナ装置100の天頂に備えられる。また、側面素子120〜122は、アンテナ装置100の第1の側面に、三角形の頂点を成すように備えられる。また、側面素子130〜132は、アンテナ装置100の第2の側面に、三角形の頂点を成すように備えられる。また、側面素子140〜142は、アンテナ装置100の第3の側面に、三角形の頂点を成すように備えられる。また、側面素子150〜152は、アンテナ装置100の第4の側面に、三角形の頂点を成すように備えられる。   Here, the zenith element 110 is provided at the zenith of the antenna device 100. Further, the side elements 120 to 122 are provided on the first side surface of the antenna device 100 so as to form a vertex of a triangle. Further, the side elements 130 to 132 are provided on the second side surface of the antenna device 100 so as to form a vertex of a triangle. In addition, the side elements 140 to 142 are provided on the third side surface of the antenna device 100 so as to form a vertex of a triangle. In addition, the side elements 150 to 152 are provided on the fourth side surface of the antenna device 100 so as to form a vertex of a triangle.

図3には、水平面内に一様に感度を有するアンテナ素子の指向性パターンが示されている。水平面内に一様に感度を有するアンテナ素子である天頂素子110は、天頂素子指向性パターン11−1及び11−2に示される「8の字指向性」を有する。天頂素子110は、例えば、ダイポールアンテナである。   FIG. 3 shows a directivity pattern of an antenna element having uniform sensitivity in a horizontal plane. The zenith element 110, which is an antenna element having uniform sensitivity in the horizontal plane, has “8-shaped directivity” shown in the zenith element directivity patterns 11-1 and 11-2. The zenith element 110 is, for example, a dipole antenna.

図4には、天頂素子の指向性パターンと、アンテナ装置の構成例とが示されている。天頂素子110は、斜め仰角から到来する電波701に対する受信感度と比較して、天頂から到来する電波700に対する受信感度が低い。すなわち、天頂素子110は、天頂から到来する電波700に対する受信感度と比較して、斜め仰角から到来する電波701に対する受信感度が高い。また、天頂素子110は、天頂から到来する電波700に対する受信感度と比較して、水平方向又は俯角方向から到来する電波702に対する受信感度が高い。   FIG. 4 shows a directivity pattern of the zenith element and a configuration example of the antenna device. The zenith element 110 has lower reception sensitivity for the radio wave 700 coming from the zenith than the reception sensitivity for the radio wave 701 coming from the oblique elevation angle. That is, the zenith element 110 has a higher reception sensitivity for the radio wave 701 coming from an oblique elevation angle than the reception sensitivity for the radio wave 700 coming from the zenith. Further, the zenith element 110 has a higher reception sensitivity for the radio wave 702 coming from the horizontal direction or the depression direction than the reception sensitivity for the radio wave 700 coming from the zenith.

図5には、垂直面内に指向性を有するアンテナ素子の指向性パターンが示されている。垂直面内に指向性を有するアンテナ素子である側面素子120は、側面素子指向性パターン12に示される指向性を有する。側面素子121〜122、130〜132、140〜142及び150〜152についても同様である。側面素子121〜122、130〜132、140〜142及び150〜152のそれぞれは、例えば、パッチアンテナである。   FIG. 5 shows a directivity pattern of an antenna element having directivity in a vertical plane. The side element 120, which is an antenna element having directivity in the vertical plane, has the directivity indicated by the side element directivity pattern 12. The same applies to the side elements 121 to 122, 130 to 132, 140 to 142, and 150 to 152. Each of the side elements 121 to 122, 130 to 132, 140 to 142, and 150 to 152 is, for example, a patch antenna.

図6には、側面素子の指向性パターンと、アンテナ装置の構成例とが示されている。側面素子120は、天頂から到来する電波700に対する受信感度と比較して、水平方向又は俯角方向から到来する電波702に対する受信感度が低い。すなわち、側面素子120は、水平方向又は俯角方向から到来する電波702に対する受信感度と比較して、天頂から到来する電波700に対する受信感度が高い。また、側面素子120は、水平方向又は俯角方向から到来する電波702に対する受信感度と比較して、斜め仰角から到来する電波701に対する受信感度が高い。   FIG. 6 shows a directivity pattern of the side elements and a configuration example of the antenna device. The side element 120 has a lower reception sensitivity for the radio wave 702 coming from the horizontal direction or the depression angle than the reception sensitivity for the radio wave 700 coming from the zenith. That is, the side surface element 120 has higher reception sensitivity for the radio wave 700 coming from the zenith than the reception sensitivity for the radio wave 702 coming from the horizontal direction or the depression direction. Further, the side surface element 120 has higher reception sensitivity for the radio wave 701 coming from the oblique elevation angle than the reception sensitivity for the radio wave 702 coming from the horizontal direction or the depression direction.

なお、垂直面内に指向性を有するアンテナ素子は、アンテナ装置100の天頂にも備えられてよい。これにより、アンテナ装置100は、天頂から到来する電波700に対する受信感度を有するので、天頂から電波が到来した場合でも、電波の到来方向を電波到来方向推定装置500に推定させることができる。   An antenna element having directivity in the vertical plane may be provided at the zenith of the antenna device 100. Thereby, since the antenna device 100 has reception sensitivity with respect to the radio wave 700 coming from the zenith, the radio wave arrival direction estimation device 500 can estimate the arrival direction of the radio wave even when the radio wave arrives from the zenith.

図1に戻り、電波到来方向推定システムの構成例の説明を続ける。スイッチ200は、全アンテナ素子(天頂素子110、並びに、側面素子120〜122、130〜132、140〜142及び150〜152)のうち、電波到来方向推定装置500により選択されたサブアレーを構成するアンテナ素子群と、受信部300とを接続する。   Returning to FIG. 1, the description of the configuration example of the radio wave arrival direction estimation system will be continued. The switch 200 is an antenna that forms a subarray selected by the radio wave arrival direction estimation device 500 among all antenna elements (the zenith element 110 and the side elements 120 to 122, 130 to 132, 140 to 142, and 150 to 152). The element group and the receiving unit 300 are connected.

受信部300には、スイッチ200を介して接続されたサブアレーを構成するアンテナ素子群から、アンテナ素子に到来した電波に応じたアナログ信号が、アンテナ素子毎に入力される。ここで、電波に応じたアナログ信号とは、例えば、電波の受信強度に応じて振幅が変化するアナログ信号である。以下、アンテナ素子に到来した電波に応じたアナログ信号を、「RF(Radio Frequency)信号」という。RF信号のアンテナ素子毎の入力タイミングには、各アンテナ素子の配置に応じた時間差があってもよい。受信部300は、RF信号をアンテナ素子毎にAD変換部400に転送する。   An analog signal corresponding to the radio wave arriving at the antenna element is input to the receiving unit 300 from the antenna element group constituting the subarray connected via the switch 200 for each antenna element. Here, the analog signal corresponding to the radio wave is, for example, an analog signal whose amplitude changes according to the reception intensity of the radio wave. Hereinafter, an analog signal corresponding to the radio wave arriving at the antenna element is referred to as an “RF (Radio Frequency) signal”. The input timing of each RF signal antenna element may have a time difference according to the arrangement of each antenna element. The reception unit 300 transfers the RF signal to the AD conversion unit 400 for each antenna element.

AD変換部400は、転送されたRF信号にアナログ・デジタル(AD)変換を施し、到来した電波に応じたデジタル信号を、アンテナ素子に対応付けて電波到来方向推定装置500に転送する。   The AD conversion unit 400 performs analog-digital (AD) conversion on the transferred RF signal, and transfers a digital signal corresponding to the incoming radio wave to the radio wave arrival direction estimation apparatus 500 in association with the antenna element.

電波到来方向推定装置500は、アンテナ装置100に到来した電波の到来方向を、到来した電波に応じたデジタル信号に基づいて推定する。電波到来方向推定装置500は、判定部510と、選択部520と、推定部530とを備える。   The radio wave arrival direction estimation apparatus 500 estimates the arrival direction of the radio wave arriving at the antenna device 100 based on a digital signal corresponding to the incoming radio wave. The radio wave arrival direction estimation apparatus 500 includes a determination unit 510, a selection unit 520, and an estimation unit 530.

判定部510には、到来した電波に応じたデジタル信号が、アンテナ素子に対応付けられてAD変換部400から入力される。判定部510は、到来した電波に応じたデジタル信号に基づいて、天頂素子110の受信強度が、予め定められた閾値A以上であるか否かを判定し、この判定結果を示す情報を選択部520に出力する。   The determination unit 510 receives a digital signal corresponding to the incoming radio wave from the AD conversion unit 400 in association with the antenna element. The determination unit 510 determines whether the reception intensity of the zenith element 110 is equal to or higher than a predetermined threshold A based on a digital signal corresponding to the incoming radio wave, and selects information indicating the determination result. Output to 520.

選択部520は、天頂素子110の受信強度が、予め定められた閾値A以上である場合、側面素子120〜122、130〜132、140〜142及び150〜152を順次選択し(サーチ処理)、選択した側面素子と受信部300とを接続するよう、スイッチ200を高速に切り替える。ここで、選択部520は、同時に一つの側面素子を選択してもよいし、同時に複数の側面素子を選択してもよい。   When the reception intensity of the zenith element 110 is equal to or higher than a predetermined threshold A, the selection unit 520 sequentially selects the side elements 120 to 122, 130 to 132, 140 to 142, and 150 to 152 (search process), The switch 200 is switched at high speed so as to connect the selected side element and the receiving unit 300. Here, the selection unit 520 may select one side element at the same time, or may select a plurality of side elements at the same time.

選択部520は、隣り合う側面で隣接する側面素子を含むアンテナ素子群(第1構成のサブアレー)、又は、天頂素子110及び同一の側面に属する側面素子を含むアンテナ素子群(第2構成のサブアレー)を、選択した側面素子の受信強度に応じて選択する(スイッチング処理)。ここで、選択部520は、選択した側面素子の受信強度と、予め定められた閾値B〜Dとのそれぞれの比較結果に基づいて、サブアレー(アンテナ素子群)を構成するアンテナ素子の組み合わせを選択する。この選択手順については、図9に示すフローチャートを用いて後述する。   The selection unit 520 includes an antenna element group (first array subarray) including adjacent side elements on adjacent side surfaces, or an antenna element group (second array subarray) including the zenith element 110 and side elements belonging to the same side surface. ) Is selected according to the received intensity of the selected side surface element (switching process). Here, the selection unit 520 selects a combination of antenna elements constituting the sub-array (antenna element group) based on the comparison result between the reception intensity of the selected side element and the predetermined threshold values B to D. To do. This selection procedure will be described later using the flowchart shown in FIG.

図7には、第1構成のサブアレーの例が示されている。選択部520は、隣り合う側面で隣接する二つの側面素子の受信強度の両方が、全てのアンテナ素子の受信強度のうち、受信強度の強いほうから所定順位内にある場合、その隣接する二つの側面素子を含むサブアレー(アンテナ素子群)を選択する。ここで、所定順位は、例えば、サブアレーを構成するアンテナ素子の個数として予め定められた値と等しい。以下、サブアレーを構成するアンテナ素子の個数、つまり、所定順位は、値4であるものとして説明を続ける。   FIG. 7 shows an example of the subarray having the first configuration. When both of the reception strengths of two adjacent side surface elements on adjacent side surfaces are within a predetermined order from the reception strength of all the antenna elements, the selection unit 520 A sub-array (antenna element group) including side elements is selected. Here, the predetermined order is equal to a value predetermined as the number of antenna elements constituting the subarray, for example. Hereinafter, the description will be continued assuming that the number of antenna elements constituting the sub-array, that is, the predetermined order, is a value of 4.

図7では、第1構成のサブアレーには、側面素子120、121、151及び152から成る第1構成のサブアレー600−1と、側面素子121、122、130及び131から成る第1構成のサブアレー600−2と、側面素子131、132、140及び141から成る第1構成のサブアレー600−3と、側面素子141、142、150及び151から成る第1構成のサブアレー600−4とがある。   In FIG. 7, the first configuration sub-array includes a first configuration sub-array 600-1 including side elements 120, 121, 151, and 152, and a first configuration sub-array 600 including side elements 121, 122, 130, and 131. -2, and a first subarray 600-3 having side elements 131, 132, 140 and 141, and a first subarray 600-4 having side elements 141, 142, 150 and 151.

また、図7には、第1構成のサブアレー600−1で、アンテナ装置100の側面の底辺側に在る隣接する側面素子120及び側面素子152の両方の受信強度が、全てのアンテナ素子の受信強度のうち、受信強度の強いほうから所定順位(4位)以内にある場合が示されている。   Further, in FIG. 7, in the subarray 600-1 having the first configuration, the reception intensities of both the side element 120 and the side element 152 adjacent to each other on the bottom side of the side surface of the antenna device 100 are the reception power of all antenna elements. A case is shown in which the received power is within a predetermined order (fourth place) from the strongest receiving power.

この場合、選択部520は、隣り合う側面で隣接する側面素子120及び側面素子152を含む第1構成のサブアレー600−1を選択し、選択した第1構成のサブアレー600−1と受信部300とを接続するよう、スイッチ200を切り替える。   In this case, the selection unit 520 selects the first subarray 600-1 including the side element 120 and the side element 152 that are adjacent to each other on the adjacent side surfaces, and selects the selected first subarray 600-1 and reception unit 300. The switch 200 is switched to connect.

なお、各サブアレーに共通する側面素子に到来している電波の到来タイミングを基準にして、各サブアレーへの電波の到来タイミングの同期を検出してもよい。例えば、第1構成のサブアレー600−1及び第1構成のサブアレー600−2に共通する側面素子121に到来している電波の到来タイミングを基準にして、第1構成のサブアレー600−1及び第1構成のサブアレー600−2への電波の到来タイミングの同期を検出してもよい。   Note that the synchronization of the arrival timing of the radio wave to each sub-array may be detected based on the arrival timing of the radio wave arriving at the side element common to each sub-array. For example, with reference to the arrival timing of radio waves arriving at the side element 121 common to the subarray 600-1 having the first configuration and the subarray 600-2 having the first configuration, the subarray 600-1 having the first configuration and the first You may detect the synchronization of the arrival timing of the electromagnetic wave to the subarray 600-2 of a structure.

図8には、第2構成のサブアレーの例が示されている。選択部520は、隣り合う側面で隣接する二つの側面素子のいずれかの受信強度が、全てのアンテナ素子の受信強度のうち、受信強度の強いほうから所定順位(4位)以内にない場合、その隣接する二つの側面素子のうち受信強度のより強い側面素子と天頂素子110とを含むサブアレーを選択する。   FIG. 8 shows an example of the subarray of the second configuration. The selection unit 520, when the reception strength of one of the two side elements adjacent to each other on the adjacent side surface is not within the predetermined order (fourth) from the strongest reception strength among the reception strengths of all the antenna elements, A sub-array including the side element having the stronger reception intensity and the zenith element 110 is selected from the two adjacent side elements.

図8では、第2構成のサブアレーには、天頂素子110及び側面素子120〜122から成る第2構成のサブアレー610−1と、天頂素子110及び側面素子130〜132から成る第2構成のサブアレー610−2と、天頂素子110及び側面素子140〜142から成る第2構成のサブアレー610−3と、天頂素子110及び側面素子150〜152から成る第2構成のサブアレー610−4とがある。   In FIG. 8, the sub-array having the second configuration includes the sub-array 610-1 having the second configuration including the zenith element 110 and the side elements 120 to 122, and the sub-array 610 having the second configuration including the zenith element 110 and the side elements 130 to 132. -2, a sub-array 610-3 having a second configuration including the zenith element 110 and the side elements 140 to 142, and a sub-array 610-4 having a second configuration including the zenith element 110 and the side elements 150 to 152.

また、図8には、第2構成のサブアレー610−1で、アンテナ装置100の側面の底辺側に在る隣接する側面素子120及び側面素子152のいずれかの受信強度が、全てのアンテナ素子の受信強度のうち、受信強度の強いほうから所定順位(4位)以内にない場合が示されている。   Further, in FIG. 8, in the subarray 610-1 having the second configuration, the reception intensity of any one of the side element 120 and the side element 152 adjacent to each other on the bottom side of the side surface of the antenna device 100 is the same for all the antenna elements. A case where the received intensity is not within the predetermined order (fourth place) from the higher received intensity is shown.

この場合、選択部520は、隣り合う側面で隣接する側面素子120及び側面素子152のうち、受信強度のより強い側面素子120と、この側面素子120と同一側面に属する側面素子121及び122と、天頂素子110とを含む第2構成のサブアレー610−1を選択し、選択した第2構成のサブアレー610−1と受信部300とを接続するよう、スイッチ200を切り替える。   In this case, the selection unit 520 includes the side element 120 having higher reception strength among the side elements 120 and 152 adjacent to each other on the adjacent side surfaces, the side elements 121 and 122 belonging to the same side as the side element 120, The second array sub-array 610-1 including the zenith element 110 is selected, and the switch 200 is switched so that the selected second array sub-array 610-1 and the receiving unit 300 are connected.

なお、各サブアレーに共通する天頂素子110に到来している電波の到来タイミングを基準にして、各サブアレーへの電波の到来タイミングの同期を検出してもよい。例えば、第1構成のサブアレー600−1〜600−4に共通する天頂素子110に到来している電波の到来タイミングを基準にして、第1構成のサブアレー600−1〜600−4への電波の到来タイミングの同期を検出してもよい。   Note that the synchronization of the arrival timing of the radio wave to each subarray may be detected based on the arrival timing of the radio wave arriving at the zenith element 110 common to each subarray. For example, on the basis of the arrival timing of radio waves arriving at the zenith element 110 common to the subarrays 600-1 to 600-4 having the first configuration, the radiowaves to the subarrays 600-1 to 600-4 having the first configuration are used as a reference. You may detect the synchronization of arrival timing.

推定部530は、選択部520により選択されたアンテナ素子群(サブアレー)の受信強度に基づいて、電波の到来方向を推定する。ここで、サブアレーを構成する各側面素子には、水平方向、仰角方向及び俯角方向にそれぞれ時間差をもって、電波が到来する。推定部530は、この時間差に基づいて、水平方向、仰角方向及び俯角方向について、電波の到来方向を推定する。   The estimation unit 530 estimates the arrival direction of radio waves based on the reception intensity of the antenna element group (subarray) selected by the selection unit 520. Here, radio waves arrive at each side element constituting the subarray with a time difference in the horizontal direction, the elevation direction, and the depression direction. Based on this time difference, the estimation unit 530 estimates the arrival direction of radio waves for the horizontal direction, the elevation angle direction, and the depression angle direction.

なお、アンテナ装置100の1側面につき1側面素子のみが備えられている場合、推定部530は、アンテナ装置100の側面単位(例えば、東西南北の単位)で、電波の到来方向を推定することができる。   When only one side element is provided for each side surface of the antenna device 100, the estimation unit 530 can estimate the arrival direction of radio waves in units of side surfaces of the antenna device 100 (for example, east, west, north, and south units). it can.

次に、電波到来方向推定装置500の動作手順を説明する。
図9は、電波到来方向推定装置の動作手順を示すフローチャートである。判定部510は、天頂素子110の受信強度が、予め定められた閾値A以上であるか否かを判定する(ステップS1)。天頂素子110の受信強度が閾値A以上でない場合(ステップS1−No)、判定部510は、ステップS1の処理を繰り返す。
Next, an operation procedure of the radio wave arrival direction estimation apparatus 500 will be described.
FIG. 9 is a flowchart showing an operation procedure of the radio wave arrival direction estimating apparatus. Determination unit 510 determines whether or not the reception intensity of zenith element 110 is equal to or greater than a predetermined threshold A (step S1). When the reception intensity of the zenith element 110 is not equal to or higher than the threshold A (step S1-No), the determination unit 510 repeats the process of step S1.

一方、天頂素子110の受信強度が閾値A以上である場合(ステップS1−Yes)、選択部520は、スイッチング処理を実行する。また、判定部510は、天頂素子110の受信強度が、予め定められた閾値B以上であるか否かを判定する(ステップS2)。ここで、閾値Bは、閾値Aより大きい値である。   On the other hand, when the reception intensity of the zenith element 110 is greater than or equal to the threshold value A (step S1-Yes), the selection unit 520 performs a switching process. Further, the determination unit 510 determines whether or not the reception intensity of the zenith element 110 is greater than or equal to a predetermined threshold B (step S2). Here, the threshold value B is larger than the threshold value A.

天頂素子110の受信強度が閾値B以上である場合(ステップS2−Yes)、判定部510は、側面素子120〜122、130〜132、140〜142及び150〜152のうち、スイッチング処理により選択された側面素子の受信強度が、予め定められた閾値C以上であるか否かを判定する(ステップS3)。   When the reception intensity of the zenith element 110 is equal to or higher than the threshold value B (step S2-Yes), the determination unit 510 is selected by the switching process among the side elements 120 to 122, 130 to 132, 140 to 142, and 150 to 152. It is determined whether the received intensity of the side surface element is equal to or higher than a predetermined threshold C (step S3).

選択された側面素子の受信強度が閾値C以上である場合(ステップS3−Yes)、推定部530は、水平方向又は低仰角方向から電波が到来していると判定する(ステップS4)。そして、判定部510は、隣り合う側面で隣接する二つの側面素子の受信強度が、天頂素子110及び全ての側面素子の受信強度のうち、受信強度の強いほうから所定順位内にあるか否かを判定する(ステップS5)。   When the reception intensity of the selected side element is equal to or higher than the threshold value C (step S3-Yes), the estimation unit 530 determines that the radio wave has arrived from the horizontal direction or the low elevation direction (step S4). Then, the determination unit 510 determines whether or not the reception strengths of two adjacent side surface elements on adjacent side surfaces are within a predetermined order from the reception strengths of the zenith element 110 and all the side surface elements having the higher reception strength. Is determined (step S5).

隣り合う側面で隣接する二つの側面素子の両方の受信強度が所定順位内にある場合(ステップS5−Yes)、選択部520は、この隣接する二つの側面素子を含むサブアレーを、スイッチにより選択する。そして、推定部530は、選択部520により選択されたサブアレーの受信強度に基づいて、電波の到来方向を推定する(ステップS6)。   When the reception strengths of the two adjacent side elements on the adjacent side faces are within the predetermined order (step S5-Yes), the selection unit 520 selects the subarray including the two adjacent side elements by the switch. . Then, estimation section 530 estimates the arrival direction of radio waves based on the reception intensity of the subarray selected by selection section 520 (step S6).

一方、ステップS5において、隣り合う側面で隣接する二つの側面素子のいずれかの受信強度が所定順位内にない場合(ステップS5−No)、選択部520は、これら隣接する二つの側面素子のうち受信強度のより強い側面素子と、この側面素子と同一の側面に属する他の側面素子と、天頂素子110とを含むサブアレーを、スイッチにより選択する。そして、推定部530は、選択部520により選択されたサブアレーの受信強度に基づいて、電波の到来方向を推定する(ステップS6)。   On the other hand, in step S5, when the reception intensity of any of the two adjacent side elements on the adjacent side faces is not within the predetermined order (step S5-No), the selecting unit 520 selects the two adjacent side elements. A sub-array including a side element having higher reception intensity, another side element belonging to the same side as the side element, and the zenith element 110 is selected by a switch. Then, estimation section 530 estimates the arrival direction of radio waves based on the reception intensity of the subarray selected by selection section 520 (step S6).

ステップS2において、天頂素子110の受信強度が閾値B以上でない場合(ステップS2−No)、判定部510は、側面素子120〜122、130〜132、140〜142及び150〜152のうち、スイッチング処理により選択された側面素子の受信強度が、予め定められた閾値D以上であるか否かを判定する(ステップS8)。   In step S2, when the reception intensity of the zenith element 110 is not equal to or higher than the threshold value B (step S2-No), the determination unit 510 performs a switching process among the side elements 120 to 122, 130 to 132, 140 to 142, and 150 to 152. It is determined whether or not the reception intensity of the side surface element selected by (1) is equal to or greater than a predetermined threshold value D (step S8).

選択された側面素子の受信強度が閾値D以上である場合(ステップS8−Yes)、判定部510は、高仰角方向から電波が到来していると判定する(ステップS9)。そして、推定部530は、ステップS5に処理を進める。一方、ステップ8において、選択された側面素子の受信強度が閾値D以上でない場合(ステップS8−No)、推定部530は、電波の到来方向を推定せず、例えば、アンテナ装置100を移動させる(ステップS10)。そして、推定部530は、ステップS2に処理を戻す。   When the reception intensity of the selected side surface element is equal to or higher than the threshold value D (step S8—Yes), the determination unit 510 determines that radio waves have arrived from the high elevation angle direction (step S9). And the estimation part 530 advances a process to step S5. On the other hand, when the reception intensity of the selected side element is not equal to or greater than the threshold value D in step 8 (step S8-No), the estimation unit 530 does not estimate the arrival direction of the radio wave, for example, moves the antenna device 100 ( Step S10). And the estimation part 530 returns a process to step S2.

ステップS3において、選択された側面素子の受信強度が閾値C以上でない場合(ステップS3−No)、判定部510は、俯角方向から電波(地面反射波)が到来していると判定する(ステップS11)。また、推定部530は、電波の到来方向を推定せず、例えば、アンテナ装置100を移動させる(ステップS12)。そして、推定部530は、ステップS2に処理を戻す。   In step S3, when the received intensity of the selected side element is not equal to or higher than the threshold value C (step S3-No), the determination unit 510 determines that radio waves (ground reflected waves) have arrived from the depression direction (step S11). ). In addition, the estimation unit 530 does not estimate the arrival direction of radio waves, and moves the antenna device 100, for example (step S12). And the estimation part 530 returns a process to step S2.

以上のように、アンテナ装置100は、水平面内に一様に感度を有するアンテナ素子(例えば、8の字指向性を有するダイポールアンテナ)であって、多角錐の天頂に備えられた天頂素子110と、垂直面内に指向性を有するアンテナ素子(例えば、パッチアンテナ)であって、前記多角錐の側面に備えられた複数の側面素子120〜122、130〜132、140〜142及び150〜152と、を備える。   As described above, the antenna device 100 is an antenna element having uniform sensitivity in a horizontal plane (for example, a dipole antenna having a figure 8 directivity), and the zenith element 110 provided at the zenith of the polygonal pyramid. A plurality of side surface elements 120 to 122, 130 to 132, 140 to 142, and 150 to 152, which are antenna elements (for example, patch antennas) having directivity in a vertical plane and provided on the side surfaces of the polygonal pyramid; .

この構成により、アンテナ装置100は、水平面内に一様に感度を有するアンテナ素子であって、多角錐の天頂に備えられた天頂素子110と、垂直面内に指向性を有するアンテナ素子であって、前記多角錐に周囲から到来する電波を検出するよう前記多角錐の側面に備えられた側面素子120〜122、130〜132、140〜142及び150〜152とを備える。したがって、アンテナ装置100は、サブアレーが高速に切り替えられなくても、天頂素子110により電波の到来の有無を常に検出する。これにより、アンテナ装置100は、電波の到来方向を推定するための消費電力を抑えることができる。また、アンテナ装置100は、サブアレーの切り替えタイミングにより電波の到来有無の検出を逃してしまうということがない(捕捉精度の向上)。また、アンテナ装置100は、天頂素子110と側面素子群との指向性(感度)パターンの違いにより、地面反射波を切り分けることができる。   With this configuration, the antenna device 100 is an antenna element having uniform sensitivity in a horizontal plane, the zenith element 110 provided at the zenith of the polygonal pyramid, and the antenna element having directivity in the vertical plane. And side elements 120 to 122, 130 to 132, 140 to 142, and 150 to 152 provided on the side surfaces of the polygonal pyramid so as to detect radio waves coming from the surroundings to the polygonal pyramid. Therefore, the antenna device 100 always detects the presence or absence of radio waves by the zenith element 110 even if the subarray cannot be switched at high speed. Thereby, the antenna device 100 can suppress power consumption for estimating the arrival direction of radio waves. Further, the antenna device 100 does not miss detection of the arrival of radio waves at the subarray switching timing (improvement of capture accuracy). Further, the antenna device 100 can separate ground reflected waves based on the difference in directivity (sensitivity) pattern between the zenith element 110 and the side element group.

また、側面素子120〜122、130〜132、140〜142及び150〜152は、前記多角錐の側面毎に多角形の頂点を成すように備えられる。例えば、前記多角錐の側面には、側面素子120〜122により三角形が構成される。他の側面素子についても同様である(図2を参照)。
この構成により、多角形に配置された各側面素子には、水平方向、仰角方向及び俯角方向にそれぞれ時間差をもって、電波が到来する。これにより、アンテナ装置100は、水平方向、仰角方向及び俯角方向について、電波の到来方向を高精度に推定させることができる。
In addition, the side elements 120 to 122, 130 to 132, 140 to 142, and 150 to 152 are provided so as to form polygonal vertices for each side of the polygonal pyramid. For example, a triangle is formed by side elements 120 to 122 on the side surface of the polygonal pyramid. The same applies to the other side elements (see FIG. 2).
With this configuration, radio waves arrive at each side element arranged in a polygon with a time difference in the horizontal direction, the elevation angle direction, and the depression angle direction. Thereby, the antenna device 100 can estimate the arrival direction of radio waves with high accuracy in the horizontal direction, the elevation angle direction, and the depression angle direction.

また、垂直面内に指向性を有するアンテナ素子(例えば、パッチアンテナ)は、前記天頂にも備えられる。これにより、アンテナ装置100は、天頂から電波が到来した場合でも、電波の到来方向を推定させることができる。   An antenna element (for example, a patch antenna) having directivity in the vertical plane is also provided at the zenith. Thereby, the antenna device 100 can estimate the arrival direction of radio waves even when radio waves arrive from the zenith.

また、前記天頂素子は、ダイポールアンテナでもよい。また、前記側面素子は、パッチアンテナでもよい。   The zenith element may be a dipole antenna. The side element may be a patch antenna.

電波到来方向推定装置500(図1を参照)は、水平面内に一様に感度を有するアンテナ素子であって、多角錐の天頂に備えられた天頂素子110と、垂直面内に指向性を有するアンテナ素子であって、前記多角錐に周囲から到来する電波を検出するよう前記多角錐の側面に備えられた側面素子120〜122、130〜132、140〜142及び150〜152と、を備えるアンテナ装置100に対し、天頂素子110の受信強度が所定閾値以上であるか否かを判定する判定部510と、天頂素子110の受信強度が前記所定閾値以上である場合、側面素子120〜122、130〜132、140〜142及び150〜152のいずれか一つ以上の受信強度に応じて、側面素子120〜122、130〜132、140〜142及び150〜152のいずれか一つ以上から成るアンテナ素子群(サブアレー)、又は、天頂素子110並びに側面素子120〜122、130〜132、140〜142及び150〜152のいずれか一つ以上から成るアンテナ素子群(サブアレー)を選択する選択部520と、選択部520により選択された前記アンテナ素子群の受信強度に基づいて、電波の到来方向を推定する推定部530と、を備える。   A radio wave arrival direction estimation apparatus 500 (see FIG. 1) is an antenna element having uniform sensitivity in a horizontal plane, and has a zenith element 110 provided at the zenith of a polygonal pyramid and directivity in a vertical plane. An antenna element comprising: side elements 120 to 122, 130 to 132, 140 to 142, and 150 to 152 provided on side surfaces of the polygonal pyramid so as to detect radio waves coming from the surroundings to the polygonal pyramid. A determination unit 510 that determines whether or not the reception intensity of the zenith element 110 is greater than or equal to a predetermined threshold with respect to the device 100, and when the reception intensity of the zenith element 110 is greater than or equal to the predetermined threshold, the side elements 120 to 122, 130 -Side elements 120-122, 130-132, 140-142 and 1 depending on the reception intensity of any one of -132, 140-142 and 150-152. An antenna element group (subarray) including any one or more of 0 to 152, or an antenna including any one or more of the zenith element 110 and the side elements 120 to 122, 130 to 132, 140 to 142, and 150 to 152 A selection unit 520 that selects an element group (subarray), and an estimation unit 530 that estimates the arrival direction of radio waves based on the reception intensity of the antenna element group selected by the selection unit 520.

この構成により、推定部530は、天頂素子110の受信強度が所定閾値以上である場合、電波の到来方向を推定する。したがって、電波到来方向推定装置500は、サブアレーを高速に切り替えることなく、天頂素子110により電波の到来の有無を常に検出する。これにより、電波到来方向推定装置500は、電波の到来方向を推定するための消費電力を抑えることができる。また、電波到来方向推定装置500は、サブアレーの切り替えタイミングにより電波の到来有無の検出を逃してしまうということがない(捕捉精度の向上)。   With this configuration, the estimation unit 530 estimates the arrival direction of radio waves when the reception intensity of the zenith element 110 is greater than or equal to a predetermined threshold. Therefore, the radio wave arrival direction estimation apparatus 500 always detects the presence or absence of radio waves by the zenith element 110 without switching the subarray at high speed. Thereby, the radio wave arrival direction estimation apparatus 500 can suppress power consumption for estimating the arrival direction of radio waves. Moreover, the radio wave arrival direction estimation apparatus 500 does not miss the detection of the presence / absence of radio waves at the subarray switching timing (improvement of capture accuracy).

また、選択部520は、異なる前記側面で隣接する二つの前記側面素子(例えば、側面素子120及び152)の受信強度が、天頂素子110及び全ての前記側面素子の受信強度のうち、受信強度の強いほうから所定順位内にある場合、前記隣接する二つの前記側面素子を含むアンテナ素子群を選択し(図7及び図9を参照)、一方、前記隣接する二つの前記側面素子の受信強度が、天頂素子110及び全ての前記側面素子の受信強度のうち、受信強度の強いほうから前記所定順位内にない場合、前記隣接する二つの前記側面素子のうち受信強度のより強い側面素子(例えば、側面素子120)と、天頂素子110と、を含むアンテナ素子群を選択する(図8及び図9を参照)。
この構成により、選択部520は、受信強度に基づいて、アンテナ素子群を選択する。選択されたアンテナ素子群には、水平方向、仰角方向及び俯角方向にそれぞれ時間差をもって、受信電力の強い電波が到来する。これにより、電波到来方向推定装置500は、水平方向、仰角方向及び俯角方向について、電波の到来方向を高精度に推定することができる。
In addition, the selection unit 520 may be configured such that the reception strengths of two side elements (for example, the side elements 120 and 152) adjacent to each other on the different side surfaces are the reception strengths of the reception strengths of the zenith element 110 and all the side elements. When it is within a predetermined order from the strongest one, an antenna element group including the two adjacent side elements is selected (see FIGS. 7 and 9), while the reception strength of the two adjacent side elements is When the received intensity of the zenith element 110 and all of the side elements is not within the predetermined order from the stronger reception intensity, the side element having a higher reception intensity of the two adjacent side elements (for example, The antenna element group including the side element 120) and the zenith element 110 is selected (see FIGS. 8 and 9).
With this configuration, the selection unit 520 selects an antenna element group based on the reception intensity. Radio waves with strong received power arrive at the selected antenna element group with time differences in the horizontal direction, the elevation direction, and the depression direction. Thereby, the radio wave arrival direction estimation apparatus 500 can estimate the radio wave arrival direction with high accuracy in the horizontal direction, the elevation angle direction, and the depression angle direction.

また、側面素子120〜122、130〜132、140〜142及び150〜152は、前記多角錐の側面毎に多角形(例えば、三角形)を成すように備えられ、選択部520は、異なる前記側面の底辺側で隣接する二つの前記側面素子(例えば、側面素子120及び152)の受信強度に応じて、アンテナ素子群(サブアレー)を選択する(図7〜図9を参照)
この構成により、選択部520は、受信強度に基づいて、アンテナ素子群を選択する。選択されたアンテナ素子群には、水平方向、仰角方向及び俯角方向にそれぞれ時間差をもって、受信電力の強い電波が到来する。これにより、電波到来方向推定装置500は、水平方向、仰角方向及び俯角方向について、電波の到来方向を高精度に推定することができる。
Further, the side elements 120 to 122, 130 to 132, 140 to 142, and 150 to 152 are provided so as to form a polygon (for example, a triangle) for each side surface of the polygonal pyramid, and the selection unit 520 has different side surfaces. The antenna element group (subarray) is selected according to the reception intensity of the two side elements (for example, the side elements 120 and 152) adjacent to each other on the bottom side (see FIGS. 7 to 9).
With this configuration, the selection unit 520 selects an antenna element group based on the reception intensity. Radio waves with strong received power arrive at the selected antenna element group with time differences in the horizontal direction, the elevation direction, and the depression direction. Thereby, the radio wave arrival direction estimation apparatus 500 can estimate the radio wave arrival direction with high accuracy in the horizontal direction, the elevation angle direction, and the depression angle direction.

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。   The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.

例えば、選択部520は、天頂素子110の受信強度が閾値A以上でない場合でも(図9のステップS1を参照)、スイッチング処理(図9では、ステップS2以降)を、予め定められた周期毎に実行してもよい。   For example, even when the reception intensity of the zenith element 110 is not equal to or higher than the threshold A (see step S1 in FIG. 9), the selection unit 520 performs the switching process (step S2 and subsequent steps in FIG. 9) for each predetermined period. May be executed.

なお、以上に説明した電波到来方向推定装置を実現するためのプログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、そのプログラムをコンピュータシステムに読み込ませて実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。   Note that a program for realizing the radio wave arrival direction estimation device described above may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program may be read into a computer system and executed. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices. The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Further, the “computer-readable recording medium” refers to a volatile memory (RAM) in a computer system that becomes a server or a client when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In addition, those holding programs for a certain period of time are also included. The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line. The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, what is called a difference file (difference program) may be sufficient.

100…アンテナ装置、11…天頂素子指向性パターン、12…側面素子指向性パターン、110…天頂素子、120〜122…側面素子、130〜132…側面素子、140〜142…側面素子、150〜152…側面素子、200…スイッチ、300…受信部、400…AD変換部、500…電波到来方向推定装置、510…判定部、520…選択部、530…推定部、600…第1構成のサブアレー、610…第2構成のサブアレー、700〜704…電波 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Antenna apparatus, 11 ... Zenith element directivity pattern, 12 ... Side element directivity pattern, 110 ... Zenith element, 120-122 ... Side element, 130-132 ... Side element, 140-142 ... Side element, 150-152 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Side element, 200 ... Switch, 300 ... Reception part, 400 ... AD conversion part, 500 ... Radio wave arrival direction estimation apparatus, 510 ... Determination part, 520 ... Selection part, 530 ... Estimation part, 600 ... Subarray of 1st structure, 610: Subarray of second configuration, 700 to 704 ... Radio wave

Claims (9)

水平面内に一様に感度を有するアンテナ素子であって、上面に備えられた上面素子と、
垂直面内に指向性を有するアンテナ素子であって、前記に周囲から到来する電波を検出するよう前記の側面に備えられた複数の側面素子と、
を備えることを特徴とするアンテナ装置。
An antenna element having a uniform sensitivity in the horizontal plane, the top element provided on the upper surface of the corner frustum,
An antenna element having a directivity in a vertical plane, and a plurality of side elements provided in the angle frustum side to detect radio waves coming from the surroundings to the angle frustum,
An antenna device comprising:
前記複数の側面素子は、前記の側面毎に多角形の頂点を成すように備えられることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。 It said plurality of side elements, the antenna device according to claim 1, characterized in that provided so as to form the vertices of a polygon for each side of the angle frustum. 前記垂直面内に指向性を有するアンテナ素子は、前記上面にも備えられることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のアンテナ装置。 The antenna device according to claim 1, wherein an antenna element having directivity in the vertical plane is also provided on the upper surface . 前記上面素子は、ダイポールアンテナであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のアンテナ装置。 The antenna device according to claim 1, wherein the upper surface element is a dipole antenna. 前記側面素子は、パッチアンテナであることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のアンテナ装置。   The antenna device according to claim 1, wherein the side element is a patch antenna. 水平面内に一様に感度を有するアンテナ素子であって、上面に備えられた上面素子と、垂直面内に指向性を有するアンテナ素子であって、前記に周囲から到来する電波を検出するよう前記の側面に備えられた複数の側面素子と、を備えるアンテナ装置に対し、
前記上面素子の受信強度が所定閾値以上であるか否かを判定する判定部と、
前記上面素子の受信強度が前記所定閾値以上である場合、前記側面素子の受信強度に応じて、前記側面素子から成るアンテナ素子群、又は、前記上面素子及び前記側面素子から成るアンテナ素子群を選択する選択部と、
前記選択部により選択された前記アンテナ素子群の受信強度に基づいて、電波の到来方向を推定する推定部と、
を備えることを特徴とする電波到来方向推定装置。
An antenna element having a uniform sensitivity in the horizontal plane, the top element provided on the upper surface of the corner frustum, an antenna element having a directivity in a vertical plane, arriving from the surroundings to the angle frustum a plurality of side elements provided in the angle frustum side to detect radio waves, to an antenna device provided with,
A determination unit that determines whether or not the reception intensity of the upper surface element is equal to or greater than a predetermined threshold;
When the reception intensity of the upper surface element is equal to or greater than the predetermined threshold, the antenna element group consisting of the side element or the antenna element group consisting of the upper surface element and the side element is selected according to the reception intensity of the side element. A selection section to
An estimation unit for estimating the arrival direction of radio waves based on the reception intensity of the antenna element group selected by the selection unit;
A radio wave arrival direction estimation apparatus comprising:
前記選択部は、異なる前記側面で隣接する二つの前記側面素子の受信強度が、前記上面素子及び全ての前記側面素子の受信強度のうち、受信強度の強いほうから所定順位内にある場合、前記隣接する二つの前記側面素子を含むアンテナ素子群を選択し、一方、前記隣接する二つの前記側面素子の受信強度が、前記上面素子及び全ての前記側面素子の受信強度のうち、受信強度の強いほうから前記所定順位内にない場合、前記隣接する二つの前記側面素子のうち受信強度のより強い側面素子と、前記上面素子と、を含むアンテナ素子群を選択することを特徴とする請求項6に記載の電波到来方向推定装置。 The selection unit, when the reception strength of the two side elements adjacent on the different side surfaces is within a predetermined order from the reception strength of the upper surface element and all of the side elements, An antenna element group including two adjacent side elements is selected. On the other hand, the reception intensity of the two adjacent side elements is higher than the reception intensity of the upper surface element and all the side elements. The antenna element group including a side element having a higher reception strength and the top surface element among the adjacent two side elements when not in the predetermined order is selected. The radio wave arrival direction estimation device according to 1. 前記複数の側面素子は、前記の側面毎に多角形の頂点を成すように備えられ、
前記選択部は、異なる前記側面の底辺側で隣接する二つの前記側面素子の受信強度に応じて、アンテナ素子群を選択することを特徴とする請求項7に記載の電波到来方向推定装置。
Said plurality of side elements, provided so as to form the vertices of a polygon for each side of the angle frustum,
The radio wave arrival direction estimation device according to claim 7, wherein the selection unit selects an antenna element group according to reception strengths of two side elements adjacent on the bottom side of the different side surfaces.
水平面内に一様に感度を有するアンテナ素子であって、上面に備えられた上面素子と、垂直面内に指向性を有するアンテナ素子であって、前記に周囲から到来する電波を検出するよう前記の側面に備えられた複数の側面素子と、を備えるアンテナ装置に到来した電波の到来方向を推定する電波到来方向推定装置のコンピュータに、
前記上面素子の受信強度が所定閾値以上であるか否かを判定する手順と、
前記上面素子の受信強度が前記所定閾値以上である場合、前記側面素子の受信強度に応じて、前記側面素子から成るアンテナ素子群、又は、前記上面素子及び前記側面素子から成るアンテナ素子群を選択する手順と、
選択された前記アンテナ素子群の受信強度に基づいて、電波の到来方向を推定する手順と、
を実行させるための電波到来方向推定プログラム。
An antenna element having a uniform sensitivity in the horizontal plane, the top element provided on the upper surface of the corner frustum, an antenna element having a directivity in a vertical plane, arriving from the surroundings to the angle frustum a plurality of side elements provided in the angle frustum side to detect radio waves, to a computer of a radio wave arrival direction estimating apparatus for estimating the direction of arrival of radio waves arriving at the antenna device comprising a,
A procedure for determining whether the reception intensity of the upper surface element is equal to or higher than a predetermined threshold;
When the reception intensity of the upper surface element is equal to or greater than the predetermined threshold, the antenna element group consisting of the side element or the antenna element group consisting of the upper surface element and the side element is selected according to the reception intensity of the side element. And the steps to
A procedure for estimating the direction of arrival of radio waves based on the received intensity of the selected antenna element group;
A radio wave arrival direction estimation program to execute.
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