指向性アンテナ制御装置
【課題】 通信相手の存在する方向を確認するためのアンテナスキャンの回数が少なくて済み、かつ小型化可能な指向性アンテナ制御装置を提供する。
【解決手段】 自装置の向きを検出するジャイロ１０７と、自装置の移動量を検出する移動量センサ１０５と、通信相手である装置から受信した電波が所定のしきい値以上であるか否かを判断する電波強度検出評価部１０４とを有し、通信相手である装置が存在する方向を認識するための方向スキャンを２回行った後は、ジャイロ１０７、移動量センサ１０５及び電波強度検出評価部１０４の出力に基づいて、方向スキャンを行うことなく指向性アンテナ１０３の指向方向を決定する。
【解決手段】 自装置の向きを検出するジャイロ１０７と、自装置の移動量を検出する移動量センサ１０５と、通信相手である装置から受信した電波が所定のしきい値以上であるか否かを判断する電波強度検出評価部１０４とを有し、通信相手である装置が存在する方向を認識するための方向スキャンを２回行った後は、ジャイロ１０７、移動量センサ１０５及び電波強度検出評価部１０４の出力に基づいて、方向スキャンを行うことなく指向性アンテナ１０３の指向方向を決定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は指向性アンテナの指向方向を制御する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、衛星通信や移動体通信の普及に伴い、指向性アンテナの重要性が注目されている。移動体通信の場合には、送信側、受信側が相対的に移動するため、指向性のあるアンテナでは通信相手の存在する方向を検出してその方向にアンテナを向ける必要がある。
無指向性アンテナの場合には、この必要は無いが、効率が低い、ノイズに弱いといった欠点があり、実際にはあまり使用されていない。
【０００３】
指向性アンテナとしては、アンテナ素子の方向を物理的に変えるもののほか、特許文献１に開示される「指向性可変アンテナ及び外アンテナを用いた電子機器、ならびに外アンテナを用いたアンテナ指向性制御方法」のように、アンテナの放射パターンの指向性を電気的に変化させるものもある。
【０００４】
衛星通信の分野においては、特許文献２に開示される「衛星放送受信アンテナ自動追尾装置」などがあり、アンテナを機械的に動かして送信又は受信の方向を検出し、追尾している。
また、移動体通信の分野においては、特許文献３に開示される「アンテナ指向システム」のようにジャイロと地磁気とを利用するものや、特許文献４に開示される「指向性アンテナ追尾装置」のように、ジャイロとＧＰＳと地磁気とを利用して移動体の位置を常に確認しながら追尾する指向システムなどがある。
【特許文献１】特開２００４−３０４７８５号公報
【特許文献２】特開平９−３２１５１７号公報
【特許文献３】特公平７−５８８５４号公報
【特許文献４】特開平１０−１０２２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特に小型化が要求される移動体通信用のアンテナは、上記特許文献２〜４に開示される発明を適用することは困難となっている。また、常に方向を確認しながら通信相手を追尾する方法は正確ではあるが、システム上無駄な部分が多く、消費電力も増大してしまう。
【０００６】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、通信相手の存在する方向を確認するためのアンテナスキャンの回数が少なくて済み、かつ小型化可能な指向性アンテナ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために、指向性アンテナの指向方向を制御する指向性アンテナ制御装置であって、自装置の向きを検出するジャイロと、自装置の移動量を検出する移動量検出手段と、通信相手である装置から受信した電波が所定のしきい値以上であるか否かを判断する電波強度評価手段とを有し、通信相手である装置が存在する方向を認識するための方向スキャンを２回行った後は、ジャイロ、移動量検出手段及び電波強度評価手段の出力に基づいて、方向スキャンを行うことなく指向性アンテナの指向方向を決定することを特徴とする指向性アンテナ制御装置を提供するものである。アンテナスキャンを２回行った後は、スキャンすることなくアンテナの方向を決められるため、無駄な動作がなく消費電力を低減できる。
【０００８】
以上の構成においては、１回目の方向スキャンに基づいて認識した通信相手である装置が存在する方向をジャイロの基準方向とし、移動量検出手段は、ジャイロの基準方向の移動量及び該基準方向に垂直な方向な移動量を検出することが好ましい。これにより、位置検出装置（ＧＰＳなど）を備えることなく、アンテナの方向を決められる。
【０００９】
上記のいずれの構成においても、移動量検出手段は、加速度センサと該加速度センサの出力を基に移動量を算出するＭＰＵとを有することが好ましい。このようにすれば、移動量検出手段を簡単にかつ小型化できる。また、指向性アンテナの向きと通信相手である装置が存在する方向とのズレを、電波強度検出手段によって検出し、ズレ量が所定量以上となった場合に、方向スキャンを行って通信相手である装置が存在する方向を特定することが好ましく、これに加えて、電波強度検出手段は、アンテナ素子と、該アンテナ素子が受信した電波の強度を算出するＭＰＵとを含むことがより好ましい。このようにすれば、ＧＰＳのような位置検出装置は必要なく、また、構成を簡略化・小型化できる。また、２回目の方向スキャンの後では、通信相手である装置が存在する方向を、ジャイロの基準方向からの初期回転角と、ジャイロの基準方向への移動量と、ジャイロの基準方向とは垂直な方向への移動量とに基づいて算出し、該算出した方向に指向性アンテナの指向方向を変化させることが好ましい。このようにすれば、無駄な動作がなく消費電力を抑えることができる。
【００１０】
また、上記のいずれの構成においても、ジャイロは、マイクロマシンを利用したマイクロコマジャイロであることが好ましい。このようにすれば、装置の小型化が可能である。又は、ジャイロは、圧電素子を用いた振動ジャイロであることが好ましい。このようにすれば、装置の小型化が可能である。又は、ジャイロは、光学ジャイロであることが好ましい。このようにすれば、装置の小型化が可能であるとともに、物理的な動作部が無いため信頼性が高くなる。
【００１１】
上記のいずれの構成においても、指向性アンテナは、電気的に指向方向を変更可能であることが好ましい。このようにすれば、装置の小型化が可能であり、かつ、物理的な動作部が無いため信頼性も高くなる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、通信相手の存在する方向を確認するためのアンテナスキャンの回数が少なくて済み、かつ小型化可能な指向性アンテナ制御装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、移動体通信などに用いる指向性アンテナを制御する装置において、ジャイロと移動量検出演算手段と、電波強度検出評価手段とを設けたものであり、発信又は受信する方向を認識するためのアンテナの方向スキャンは初期と２回目のみで、それ以降はスキャンを行うことなくアンテナの方向を決定できる。
以下、本発明の好適な実施の形態について説明するが、理解を容易にするために、説明に用いる図では一部の構成要素を誇張したり省略したりする。
【００１４】
図１に、本実施形態に係る指向性アンテナ制御装置の構成を示す。指向性アンテナ制御装置は、入出力部１０１、全体制御部１０２、アンテナ１０３、電波強度検出評価部１０４、移動量センサ１０５、移動量検出演算部１０６、ジャイロ１０７及びジャイロ制御部１０８を有する。
【００１５】
入出力部１０１は、不図示の移動体通信装置からの命令を受け取ったり、受信強度などの情報を移動体通信装置へ出力したりするためのインタフェースである。全体制御部１０２は、指向性アンテナ制御装置の動作を制御するコンピュータであり、例えば、ＲＯＭに格納されているプログラムをＣＰＵが読み出し、ＲＡＭを作業領域として実行することによって実現される。アンテナ１０３は、通信相手との間でやりとりする電波の周波数に適したアンテナ特性を備えている。電波強度検出評価部１０４は、アンテナ１０３によって受信した電波の強度を検出し、所定の強度以上であるか否かを判断する。移動量センサ１０５は、指向性アンテナ１０５は、指向性アンテナ制御装置がどの方向にどれだけ移動したかを検出するためのセンサである。移動量検出演算部１０６は、移動量センサ１０５の検出結果を基に演算処理を行い、指向性アンテナの移動方向及び移動量を算出する。ジャイロ１０７は、指向性アンテナ制御装置の向きを検出するためのセンサである。ジャイロ制御部１０８は、ジャイロ１０７の検出の基準となる方向を設定する。
【００１６】
情報伝達に必要な命令を入出力部１０１によって全体制御部１０２へ送ると、全体制御部１０２はアンテナ１０３からの情報とジャイロ１０７からの情報と移動量センサ１０５からの情報とを基に、必要な情報を算出・評価してアンテナ１０３の方向を電波の送受信に最適な方向へと向ける。
【００１７】
なお、ジャイロ１０７としては、マイクロマシンを利用したマイクロジャイロ、圧電素子を使用した振動ジャイロを適用可能である。これらのジャイロは手のひらに載せられる程度の大きさであるため、ハンディタイプの送受信装置への組み込みが容易である。
また、アンテナ１０３は、機械的に向きを変えさせるものではなく、リアクタンス可変やＧＮＤショート技術を用いて指向性を制御する、電気的切り換え可能なアンテナを用いるとよい。
【００１８】
以下の説明において、特に断りの無い場合は、指向性アンテナ制御装置の各部の動作は全体制御部１０２からの制御によって行われるものとする。
【００１９】
図２に、指向性アンテナ制御装置の動作フローを示す。
まず始めに、アンテナを方向スキャン（初期スキャン）して（ステップＳ１０１）、送受信先の対象局を探す。対象局の方向が分かったら、アンテナ１０３をその方向へ向け、維持（指向性設定）する（ステップＳ１０２）。同時に、ジャイロ制御部１０８は、対象局の方向を０°と設定し、その方向をＹ方向とし、Ｙ方向と垂直な方向をＸ方向と定義する（ステップＳ１０３）。
【００２０】
固定局同士の場合は、これにより良好な通信が可能であるが、移動体の場合は方向が変化するため、移動に応じて指向性を変える必要がある。このため、全体制御部１０２は、電波強度検出評価部１０４に電波強度を検出させ（ステップＳ１０４）、十分強い場合には（ステップＳ１０５／強）対象局の方向は変わっていないと判断し、アンテナの方向を維持する（ステップＳ１０６）。そのまま通信を続けるのであれば（ステップＳ１０７／Ｎｏ）、それを繰り返す。
もし弱くなって（ただし、障害物などによる一時的な電波強度低下は除く）きたときには（ステップＳ１０５／弱）、全体制御部１０２は、送受信可能な間にアンテナを方向スキャン（２回目スキャン）して（電波が弱くならなくともマニュアル操作で強制的にスキャンしても良い）、電波強度の強くなる方向を特定する。対象局はその方向に存在するため、全体制御部１０２はジャイロ方向を基（０°）としたときの対象局の方向θ１を測定する（ステップＳ１０８）。そして、この方向にアンテナ１０３の方向を切り換える（ステップＳ１０９）。この時、全体制御部１０２は、移動量検出演算部１０６によって、Ｘ方向距離ｘ１も求め、ｘ１からとθ１とから対象局までのＹ方向の距離Ｌを求めておく（ステップＳ１１０）。
【００２１】
このように、電波が弱くなってきた場合に、通信不能となる前にアンテナをスキャンし方向を決めれば、良好な通信品質が確保できるが、毎回スキャンを行っていては、無駄が多く消費電力も増大してしまう。
このため、全体制御部１０２は、２回目スキャン以降は、電波強度検出評価部１０４に電波強度を検出させ（ステップＳ１１１）、十分強い場合には（ステップＳ１１２／強）、対象局が位置する方向は変わっていないと判断し、アンテナ１０３の方向を維持する（ステップＳ１１３）。そのまま維持するのであれば（ステップＳ１１４／Ｎｏ）、それを繰り返す（ステップＳ１１１以降）。
もし弱くなって（−３ｄＢ以下、ただし障害物などによる一時的な電波強度低下は除く）きたときには（電波が弱くならなくてもマニュアル操作で強制的にスキャンを行っても良い）（ステップＳ１１２／弱）、受信強度が規定値以上であるか否かを判断する（ステップ１１５）。ここでの規定値とは、受信可能なぎりぎりの最低値のことである。
受信強度が規定値以上であるならば（ステップＳ１１５／Ｙｅｓ）、全体制御部１０２は、２回目スキャンを行った位置からのＸ方向の距離ｘ２、Ｙ方向の距離ｙ２とを移動量検出演算部１０６によって求め、先に求めたｘ１と２回目スキャンを行った位置から対象局までのｙ方向の距離Ｌを基に、対象局の新たな方向θ２を求める（ステップＳ１１６）。そして、この方向にアンテナ１０３の方向を切り換える（ステップＳ１１７）。
再び電波が弱くなった場合には、全体制御部１０２は、上記の動作を繰り返し行う（ステップＳ１１１以降）。
【００２２】
一方、受信強度が規定値未満であるならば（ステップＳ１１５／Ｎｏ）、演算によってアンテナ１０３の指向方向を算出しても十分な受信強度が得られないと判断し、ｘ２、ｙ２及びθ２の算出は行わない。
【００２３】
通常は、上記の処理を繰り返すが（ステップＳ１０７／Ｎｏ、Ｓ１１４／Ｎｏ、Ｓ１１８／Ｎｏ）、無線通信を終了する場合には、不必要な演算処理を行わないために動作を終了しても良い（ステップＳ１０７／Ｙｅｓ、Ｓ１１４／Ｙｅｓ、Ｓ１１８／Ｙｅｓ）。
【００２４】
このようにすれば、アンテナを毎回スキャンすることなく、アンテナ１０３の指向性を設定できるため、無駄な動作が少なくなり、消費電力も低減できる。
【００２５】
図３に、指向性アンテナ制御装置と対象局との位置関係を示す。図中対象局の位置をＯで示す。また、指向性アンテナ制御装置の位置を●で示す。なお、指向性アンテナ制御装置は、Ａ→Ｂ→Ｃの順に移動するものとする。
初期位置であるＡ点から見た対象局Ｏの方向をジャイロ１０７の基準方向とし、Ｙ方向とする。また、Ｙ方向に垂直な方向をＸ方向と定義する。Ｘ方向は紙面左方向を正、Ｙ方向はＡ点から見たＯ点の方向を正、Ｏ点周りの回転方向は時計回り方向を正と定義する。
【００２６】
初期のスキャンをしたＡ点でアンテナ方向及びジャイロ方向を設定し、Ａ点からＢ点に移動したときにＢ点において２回目のスキャンを行う。この時、ジャイロ方向を基準としたときの対象局の方向角θ１を測定し、移動量検出演算部によってＸ方向の距離ｘ１を求める。ｘ１とθ１とを基に対象局までのＹ方向の距離Ｌを求めると下記式（１）のようになる。
Ｌ＝ｘ１／（ｔａｎθ１） ・・・（１）
Ｂ点からＣ点に移動したときは、移動量検出演算部によってＸ方向の距離ｘ２とＹ方向の距離ｙ２とを求める。Ｂ点からＣ点まで移動したときの方向角をθ２とすると、下記式（２）のようになる。
ｔａｎ（θ１＋θ２）＝（ｘ１＋ｘ２）／（Ｌ−ｙ２） ・・・（２）
【００２７】
θ２は、式（１）及び式（２）から下記式（３）のようになる。
【００２８】
【数１】
【００２９】
このようにして求めたθ２分だけアンテナ１０３の指向性を変えれば良好な通信が可能となる。
【００３０】
ｘ１及びθ１は、電波強度測定で電波が弱くなったときに再演算するときでも変わらないためそのままの値を、ｘ２及びｙ２は移動によって値が変化しているため、再測定演算して上記式（３）に代入すれば良い。
これを繰り返し実行することにより、アンテナを毎回スキャンする必要が無くなる。
【００３１】
図４に、移動量検出演算部１０６及び移動量センサ１０５の構成例を示す。図示するように、移動量検出演算部１０６としてＭＰＵ６０を、移動量センサ１０５として加速度センサ５０を適用している。加速度センサ５０はＸ０、Ｙ０の２方向用意されており、それぞれの方向の加速度成分が検出可能である。Ｘ０、Ｙ０は方向は、ジャイロ基準のＸ，Ｙ方向とは異なるため、加速度センサ５０で得られた測定値はＭＰＵ６０においてＸ０，Ｙ０を基準とする値からＸ，Ｙを基準とする値に変換される。変換されたデータは、加速度データであり、これを基に距離データを算出する。
【００３２】
Ｘ方向に関して、移動距離ｘは、速度ｖｘ、等速移動時間ｔ、平均加速度ａｘとすると、微小時間Δｔにおける平均速度Δｖｘは、下記式（４）で表される。
Δｖｘ＝ａｘ・Δｔ ・・・（４）
よって、移動距離ｘは、下記式（５）で表される。
ｘ＝ｖｘ・ｔ＋ΣΔｖｘ・Δｔ＝ｖｘ・ｔΣａｘ・Δｔ2 ・・・（５）
このように、加速度センサの出力を基に、移動距離を演算によって算出できる。
【００３３】
図５に、上記構成における指向性アンテナ制御装置の移動量算出の処理の流れを示す。
まず、加速度センサ５０によってＸ方向の加速度を測定する。加速が無ければ（ステップＳ２０１／無）、ＭＰＵ６０は速度一定として（ステップＳ２０２）距離を算出する（ステップＳ２０４）。加速がある場合には（ステップＳ２０１／有）、ＭＰＵ６０は速度変化分を加算する形で（ステップＳ２０３）距離を算出する（ステップＳ２０４）。
次に、上記同様に加速度センサ５０によってＹ方向の加速度を測定する。加速が無ければ（ステップＳ２０５／無）、ＭＰＵ６０は速度一定として（ステップＳ２０６）距離を算出する（ステップＳ２０８）。加速がある場合には（ステップＳ２０５／有）、ＭＰＵ６０は速度変化分を加算する形で（ステップＳ２０７）距離を算出する（ステップＳ２０８）。
以上のような手順で、ＭＰＵ６０は加速度センサ５０の出力を基に、Ｘ方向、Ｙ方向の距離を算出する。
【００３４】
図６に、電波強度検出評価部１０４の構成を示す。図示する構成においては、電波強度検出評価部１０４は、ＭＰＵ４０、強度検出部４１及びアンテナ切換部４２からなる。
【００３５】
強度検出部４１において測定されたデータは、ＭＰＵ４０において強度評価される。強度が規定値（−３ｄＢ）よりも大きければ、アンテナの方向切り換えは行わず維持し、小さければ、アンテナ切換部４２に切換信号を送り、アンテナ方向の切り換えを行い、感度が得られない場合はアンテナ１０３でスキャンを行う。
この時、一時的に電波強度が低下しても（障害物の影響など）アンテナ１０３のスキャンや方向切り換えを行わないようにするために、規定値よりも小さくなったとしても、その変化が急激であったり、短時間のみであったりした場合には、規定値よりも小さくなったと判断しないようにしている。
【００３６】
図７に、電波強度検出評価部１０４の動作の流れを示す。
まず、強度検出部４１によって電波強度を測定する（ステップＳ３０１）。電波強度が規定値よりも大きければ（ステップＳ３０２／強）、ＭＰＵ４０はアンテナ方向はそのまま維持する（ステップＳ３０３）。一方、電波強度が規定値よりも小さければ（ステップＳ３０２／弱）、アンテナをスキャンして（ステップＳ３０５）ジャイロ基準からの角度θ１を測定する（ステップＳ３０６）。ＭＰＵ４０は、アンテナ切換部４２に指示を送り、測定値に基づいてアンテナの方向を変える（ステップＳ３０７）。
【００３７】
〔第２の実施形態〕
本発明を好適に実施した第２の実施形態について説明する。図８に本実施形態に係る指向性アンテナ制御装置の構成を示す。本実施形態に係る指向性アンテナ制御装置の構成は、第１の実施形態と同様ほぼ同様であるが、電波強度検出評価部１０４と移動量検出演算部１０６とが電波強度検出評価・移動量検出演算部１０９として一体的に組み合わされている。
【００３８】
図９に、電波強度検出評価・移動量検出演算部１０９の構成を示す。電波強度検出評価・移動量検出演算部１０９は、ＭＰＵ９０、強度検出部９１及びアンテナ切換部９２を有する。ＭＰＵ９０は、加速度センサ５０からのセンサ信号に基づいてＸ方向・Ｙ方向の移動速度・移動量を算出する。また、アンテナ１０３が受信した電波の強度が所定値以上であるか否かの評価を行う。さらに、アンテナ切換部９２を駆動するための制御信号を出力する。強度検出部９１は、アンテナ１０３が受信した電波の強度を検出する。アンテナ切換部９２は、アンテナ１０３に制御信号を送り、指向方向を変化させる。
【００３９】
強度検出部９１は、電波強度を検出する。強度検出部９１において検出した電波強度を、ＭＰＵ９０において強度評価する。強度が規定値よりも大きければアンテナ方向切り換えは行わずに維持し、規定値よりも小さければ、アンテナ切換部９２に切換信号を送り、アンテナ１０３をスキャン又はアンテナの方向切り換えができるようになっている。
この時、一時的に電波強度が低下しても（障害物の影響など）アンテナのスキャンや方向切り換えを行わないようにするために、規定値よりも小さくなったとしても、その変化が急激であったり、短時間のみであったりした場合には、規定値よりも小さくなったと判断しないようにしている。
また、加速度センサ５０からの信号をＭＰＵ９０でジャイロ基準のＸ，Ｙ方向へ変換し、移動距離を算出する。
【００４０】
図１０に、電波強度検出評価・移動量検出演算部１０９の動作の流れを示す。
まず、ＭＰＵ９０は初期測定した点からの距離ｘ１を演算によって求める（ステップＳ４０１）。次に、ジャイロ基準からの角度θ１は既知の値であるから、ＭＰＵ９０はこれを基に対象局までのＹ方向距離Ｌを算出する（ステップＳ４０２）。続いて、強度検出部９１において電波強度を測定する（ステップＳ４０３）。電波強度が規定値よりも大きければ（ステップＳ４０４／強）アンテナの方向切り換えは行わず維持する（ステップＳ４０５）。一方、規定値よりも小さければ（ステップＳ４０４／弱）、その位置までのＸ方向の移動距離ｘ２、Ｙ方向の移動距離ｙ２を算出し（ステップＳ４０６）、θ１からの角度θ２を求める（ステップＳ４０７）。
この時、一時的に電波強度が低下しても（障害物の影響など）アンテナのスキャンや方向切り換えを行わないようにするために、規定値よりも小さくなったとしても、その変化が急激であったり、短時間のみであったりした場合には、規定値よりも小さくなったと判断しないようにしている。そして、ＭＰＵ９０はアンテナ切換部９２に指示を送り、測定値に基づいてアンテナの方向を変える（ステップＳ４０８）。
【００４１】
このようにすることで、初回及び２回目のアンテナスキャンが完了した後は、アンテナスキャンを行うことなくアンテナの指向方向を切り換えられる。
【００４２】
なお、上記各実施形態は、本発明の好適な実施の一例であり、本発明はこれらに限定されることはない。
例えば、上記実施形態においては、加速度センサを用いて移動量を検出したが、移動量を検出できるのであれば、他のセンサを用いてもよい。また、実施例ではジャイロとしてマイクロジャイロや振動ジャイロを具体例としてあげたが、光学ジャイロやファイバジャイロ、リングレーザジャイロなどを用いても良い。
このように、本発明は様々な変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明を好適に実施した第１の実施形態にかかる指向性アンテナ制御装置の構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態にかかる指向性アンテナ制御装置の動作の流れを示す図である。
【図３】アンテナ方向及びジャイロ方向の定義を示す図である。
【図４】移動量検出部及び移動量センサの構成を示す図である。
【図５】指向性アンテナ制御装置の移動量を算出する処理の流れを示す図である。
【図６】電波強度検出評価部の構成を示す図である。
【図７】電波強度検出評価部の動作の流れを示す図である。
【図８】本発明を好適に実施した第２の実施形態に係る指向性アンテナ制御装置の構成を示す図である。
【図９】電波強度検出評価・移動量検出演算部の構成を示す図である。
【図１０】電波強度検出評価・移動量検出演算部の動作の流れを示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
４０、６０、９０ ＭＰＵ
４１、９１ 強度検出部
４２、９２ アンテナ切換部
５０ 加速度センサ
１０１ 入出力部
１０２ 全体制御部
１０３ アンテナ
１０４ 電波強度検出評価部
１０５ 移動量センサ
１０６ 移動量検出演算部
１０７ ジャイロ
１０８ ジャイロ制御部
１０９ 電波強度検出評価・移動量検出演算部
【技術分野】
【０００１】
本発明は指向性アンテナの指向方向を制御する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、衛星通信や移動体通信の普及に伴い、指向性アンテナの重要性が注目されている。移動体通信の場合には、送信側、受信側が相対的に移動するため、指向性のあるアンテナでは通信相手の存在する方向を検出してその方向にアンテナを向ける必要がある。
無指向性アンテナの場合には、この必要は無いが、効率が低い、ノイズに弱いといった欠点があり、実際にはあまり使用されていない。
【０００３】
指向性アンテナとしては、アンテナ素子の方向を物理的に変えるもののほか、特許文献１に開示される「指向性可変アンテナ及び外アンテナを用いた電子機器、ならびに外アンテナを用いたアンテナ指向性制御方法」のように、アンテナの放射パターンの指向性を電気的に変化させるものもある。
【０００４】
衛星通信の分野においては、特許文献２に開示される「衛星放送受信アンテナ自動追尾装置」などがあり、アンテナを機械的に動かして送信又は受信の方向を検出し、追尾している。
また、移動体通信の分野においては、特許文献３に開示される「アンテナ指向システム」のようにジャイロと地磁気とを利用するものや、特許文献４に開示される「指向性アンテナ追尾装置」のように、ジャイロとＧＰＳと地磁気とを利用して移動体の位置を常に確認しながら追尾する指向システムなどがある。
【特許文献１】特開２００４−３０４７８５号公報
【特許文献２】特開平９−３２１５１７号公報
【特許文献３】特公平７−５８８５４号公報
【特許文献４】特開平１０−１０２２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特に小型化が要求される移動体通信用のアンテナは、上記特許文献２〜４に開示される発明を適用することは困難となっている。また、常に方向を確認しながら通信相手を追尾する方法は正確ではあるが、システム上無駄な部分が多く、消費電力も増大してしまう。
【０００６】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、通信相手の存在する方向を確認するためのアンテナスキャンの回数が少なくて済み、かつ小型化可能な指向性アンテナ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために、指向性アンテナの指向方向を制御する指向性アンテナ制御装置であって、自装置の向きを検出するジャイロと、自装置の移動量を検出する移動量検出手段と、通信相手である装置から受信した電波が所定のしきい値以上であるか否かを判断する電波強度評価手段とを有し、通信相手である装置が存在する方向を認識するための方向スキャンを２回行った後は、ジャイロ、移動量検出手段及び電波強度評価手段の出力に基づいて、方向スキャンを行うことなく指向性アンテナの指向方向を決定することを特徴とする指向性アンテナ制御装置を提供するものである。アンテナスキャンを２回行った後は、スキャンすることなくアンテナの方向を決められるため、無駄な動作がなく消費電力を低減できる。
【０００８】
以上の構成においては、１回目の方向スキャンに基づいて認識した通信相手である装置が存在する方向をジャイロの基準方向とし、移動量検出手段は、ジャイロの基準方向の移動量及び該基準方向に垂直な方向な移動量を検出することが好ましい。これにより、位置検出装置（ＧＰＳなど）を備えることなく、アンテナの方向を決められる。
【０００９】
上記のいずれの構成においても、移動量検出手段は、加速度センサと該加速度センサの出力を基に移動量を算出するＭＰＵとを有することが好ましい。このようにすれば、移動量検出手段を簡単にかつ小型化できる。また、指向性アンテナの向きと通信相手である装置が存在する方向とのズレを、電波強度検出手段によって検出し、ズレ量が所定量以上となった場合に、方向スキャンを行って通信相手である装置が存在する方向を特定することが好ましく、これに加えて、電波強度検出手段は、アンテナ素子と、該アンテナ素子が受信した電波の強度を算出するＭＰＵとを含むことがより好ましい。このようにすれば、ＧＰＳのような位置検出装置は必要なく、また、構成を簡略化・小型化できる。また、２回目の方向スキャンの後では、通信相手である装置が存在する方向を、ジャイロの基準方向からの初期回転角と、ジャイロの基準方向への移動量と、ジャイロの基準方向とは垂直な方向への移動量とに基づいて算出し、該算出した方向に指向性アンテナの指向方向を変化させることが好ましい。このようにすれば、無駄な動作がなく消費電力を抑えることができる。
【００１０】
また、上記のいずれの構成においても、ジャイロは、マイクロマシンを利用したマイクロコマジャイロであることが好ましい。このようにすれば、装置の小型化が可能である。又は、ジャイロは、圧電素子を用いた振動ジャイロであることが好ましい。このようにすれば、装置の小型化が可能である。又は、ジャイロは、光学ジャイロであることが好ましい。このようにすれば、装置の小型化が可能であるとともに、物理的な動作部が無いため信頼性が高くなる。
【００１１】
上記のいずれの構成においても、指向性アンテナは、電気的に指向方向を変更可能であることが好ましい。このようにすれば、装置の小型化が可能であり、かつ、物理的な動作部が無いため信頼性も高くなる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、通信相手の存在する方向を確認するためのアンテナスキャンの回数が少なくて済み、かつ小型化可能な指向性アンテナ制御装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、移動体通信などに用いる指向性アンテナを制御する装置において、ジャイロと移動量検出演算手段と、電波強度検出評価手段とを設けたものであり、発信又は受信する方向を認識するためのアンテナの方向スキャンは初期と２回目のみで、それ以降はスキャンを行うことなくアンテナの方向を決定できる。
以下、本発明の好適な実施の形態について説明するが、理解を容易にするために、説明に用いる図では一部の構成要素を誇張したり省略したりする。
【００１４】
図１に、本実施形態に係る指向性アンテナ制御装置の構成を示す。指向性アンテナ制御装置は、入出力部１０１、全体制御部１０２、アンテナ１０３、電波強度検出評価部１０４、移動量センサ１０５、移動量検出演算部１０６、ジャイロ１０７及びジャイロ制御部１０８を有する。
【００１５】
入出力部１０１は、不図示の移動体通信装置からの命令を受け取ったり、受信強度などの情報を移動体通信装置へ出力したりするためのインタフェースである。全体制御部１０２は、指向性アンテナ制御装置の動作を制御するコンピュータであり、例えば、ＲＯＭに格納されているプログラムをＣＰＵが読み出し、ＲＡＭを作業領域として実行することによって実現される。アンテナ１０３は、通信相手との間でやりとりする電波の周波数に適したアンテナ特性を備えている。電波強度検出評価部１０４は、アンテナ１０３によって受信した電波の強度を検出し、所定の強度以上であるか否かを判断する。移動量センサ１０５は、指向性アンテナ１０５は、指向性アンテナ制御装置がどの方向にどれだけ移動したかを検出するためのセンサである。移動量検出演算部１０６は、移動量センサ１０５の検出結果を基に演算処理を行い、指向性アンテナの移動方向及び移動量を算出する。ジャイロ１０７は、指向性アンテナ制御装置の向きを検出するためのセンサである。ジャイロ制御部１０８は、ジャイロ１０７の検出の基準となる方向を設定する。
【００１６】
情報伝達に必要な命令を入出力部１０１によって全体制御部１０２へ送ると、全体制御部１０２はアンテナ１０３からの情報とジャイロ１０７からの情報と移動量センサ１０５からの情報とを基に、必要な情報を算出・評価してアンテナ１０３の方向を電波の送受信に最適な方向へと向ける。
【００１７】
なお、ジャイロ１０７としては、マイクロマシンを利用したマイクロジャイロ、圧電素子を使用した振動ジャイロを適用可能である。これらのジャイロは手のひらに載せられる程度の大きさであるため、ハンディタイプの送受信装置への組み込みが容易である。
また、アンテナ１０３は、機械的に向きを変えさせるものではなく、リアクタンス可変やＧＮＤショート技術を用いて指向性を制御する、電気的切り換え可能なアンテナを用いるとよい。
【００１８】
以下の説明において、特に断りの無い場合は、指向性アンテナ制御装置の各部の動作は全体制御部１０２からの制御によって行われるものとする。
【００１９】
図２に、指向性アンテナ制御装置の動作フローを示す。
まず始めに、アンテナを方向スキャン（初期スキャン）して（ステップＳ１０１）、送受信先の対象局を探す。対象局の方向が分かったら、アンテナ１０３をその方向へ向け、維持（指向性設定）する（ステップＳ１０２）。同時に、ジャイロ制御部１０８は、対象局の方向を０°と設定し、その方向をＹ方向とし、Ｙ方向と垂直な方向をＸ方向と定義する（ステップＳ１０３）。
【００２０】
固定局同士の場合は、これにより良好な通信が可能であるが、移動体の場合は方向が変化するため、移動に応じて指向性を変える必要がある。このため、全体制御部１０２は、電波強度検出評価部１０４に電波強度を検出させ（ステップＳ１０４）、十分強い場合には（ステップＳ１０５／強）対象局の方向は変わっていないと判断し、アンテナの方向を維持する（ステップＳ１０６）。そのまま通信を続けるのであれば（ステップＳ１０７／Ｎｏ）、それを繰り返す。
もし弱くなって（ただし、障害物などによる一時的な電波強度低下は除く）きたときには（ステップＳ１０５／弱）、全体制御部１０２は、送受信可能な間にアンテナを方向スキャン（２回目スキャン）して（電波が弱くならなくともマニュアル操作で強制的にスキャンしても良い）、電波強度の強くなる方向を特定する。対象局はその方向に存在するため、全体制御部１０２はジャイロ方向を基（０°）としたときの対象局の方向θ１を測定する（ステップＳ１０８）。そして、この方向にアンテナ１０３の方向を切り換える（ステップＳ１０９）。この時、全体制御部１０２は、移動量検出演算部１０６によって、Ｘ方向距離ｘ１も求め、ｘ１からとθ１とから対象局までのＹ方向の距離Ｌを求めておく（ステップＳ１１０）。
【００２１】
このように、電波が弱くなってきた場合に、通信不能となる前にアンテナをスキャンし方向を決めれば、良好な通信品質が確保できるが、毎回スキャンを行っていては、無駄が多く消費電力も増大してしまう。
このため、全体制御部１０２は、２回目スキャン以降は、電波強度検出評価部１０４に電波強度を検出させ（ステップＳ１１１）、十分強い場合には（ステップＳ１１２／強）、対象局が位置する方向は変わっていないと判断し、アンテナ１０３の方向を維持する（ステップＳ１１３）。そのまま維持するのであれば（ステップＳ１１４／Ｎｏ）、それを繰り返す（ステップＳ１１１以降）。
もし弱くなって（−３ｄＢ以下、ただし障害物などによる一時的な電波強度低下は除く）きたときには（電波が弱くならなくてもマニュアル操作で強制的にスキャンを行っても良い）（ステップＳ１１２／弱）、受信強度が規定値以上であるか否かを判断する（ステップ１１５）。ここでの規定値とは、受信可能なぎりぎりの最低値のことである。
受信強度が規定値以上であるならば（ステップＳ１１５／Ｙｅｓ）、全体制御部１０２は、２回目スキャンを行った位置からのＸ方向の距離ｘ２、Ｙ方向の距離ｙ２とを移動量検出演算部１０６によって求め、先に求めたｘ１と２回目スキャンを行った位置から対象局までのｙ方向の距離Ｌを基に、対象局の新たな方向θ２を求める（ステップＳ１１６）。そして、この方向にアンテナ１０３の方向を切り換える（ステップＳ１１７）。
再び電波が弱くなった場合には、全体制御部１０２は、上記の動作を繰り返し行う（ステップＳ１１１以降）。
【００２２】
一方、受信強度が規定値未満であるならば（ステップＳ１１５／Ｎｏ）、演算によってアンテナ１０３の指向方向を算出しても十分な受信強度が得られないと判断し、ｘ２、ｙ２及びθ２の算出は行わない。
【００２３】
通常は、上記の処理を繰り返すが（ステップＳ１０７／Ｎｏ、Ｓ１１４／Ｎｏ、Ｓ１１８／Ｎｏ）、無線通信を終了する場合には、不必要な演算処理を行わないために動作を終了しても良い（ステップＳ１０７／Ｙｅｓ、Ｓ１１４／Ｙｅｓ、Ｓ１１８／Ｙｅｓ）。
【００２４】
このようにすれば、アンテナを毎回スキャンすることなく、アンテナ１０３の指向性を設定できるため、無駄な動作が少なくなり、消費電力も低減できる。
【００２５】
図３に、指向性アンテナ制御装置と対象局との位置関係を示す。図中対象局の位置をＯで示す。また、指向性アンテナ制御装置の位置を●で示す。なお、指向性アンテナ制御装置は、Ａ→Ｂ→Ｃの順に移動するものとする。
初期位置であるＡ点から見た対象局Ｏの方向をジャイロ１０７の基準方向とし、Ｙ方向とする。また、Ｙ方向に垂直な方向をＸ方向と定義する。Ｘ方向は紙面左方向を正、Ｙ方向はＡ点から見たＯ点の方向を正、Ｏ点周りの回転方向は時計回り方向を正と定義する。
【００２６】
初期のスキャンをしたＡ点でアンテナ方向及びジャイロ方向を設定し、Ａ点からＢ点に移動したときにＢ点において２回目のスキャンを行う。この時、ジャイロ方向を基準としたときの対象局の方向角θ１を測定し、移動量検出演算部によってＸ方向の距離ｘ１を求める。ｘ１とθ１とを基に対象局までのＹ方向の距離Ｌを求めると下記式（１）のようになる。
Ｌ＝ｘ１／（ｔａｎθ１） ・・・（１）
Ｂ点からＣ点に移動したときは、移動量検出演算部によってＸ方向の距離ｘ２とＹ方向の距離ｙ２とを求める。Ｂ点からＣ点まで移動したときの方向角をθ２とすると、下記式（２）のようになる。
ｔａｎ（θ１＋θ２）＝（ｘ１＋ｘ２）／（Ｌ−ｙ２） ・・・（２）
【００２７】
θ２は、式（１）及び式（２）から下記式（３）のようになる。
【００２８】
【数１】
【００２９】
このようにして求めたθ２分だけアンテナ１０３の指向性を変えれば良好な通信が可能となる。
【００３０】
ｘ１及びθ１は、電波強度測定で電波が弱くなったときに再演算するときでも変わらないためそのままの値を、ｘ２及びｙ２は移動によって値が変化しているため、再測定演算して上記式（３）に代入すれば良い。
これを繰り返し実行することにより、アンテナを毎回スキャンする必要が無くなる。
【００３１】
図４に、移動量検出演算部１０６及び移動量センサ１０５の構成例を示す。図示するように、移動量検出演算部１０６としてＭＰＵ６０を、移動量センサ１０５として加速度センサ５０を適用している。加速度センサ５０はＸ０、Ｙ０の２方向用意されており、それぞれの方向の加速度成分が検出可能である。Ｘ０、Ｙ０は方向は、ジャイロ基準のＸ，Ｙ方向とは異なるため、加速度センサ５０で得られた測定値はＭＰＵ６０においてＸ０，Ｙ０を基準とする値からＸ，Ｙを基準とする値に変換される。変換されたデータは、加速度データであり、これを基に距離データを算出する。
【００３２】
Ｘ方向に関して、移動距離ｘは、速度ｖｘ、等速移動時間ｔ、平均加速度ａｘとすると、微小時間Δｔにおける平均速度Δｖｘは、下記式（４）で表される。
Δｖｘ＝ａｘ・Δｔ ・・・（４）
よって、移動距離ｘは、下記式（５）で表される。
ｘ＝ｖｘ・ｔ＋ΣΔｖｘ・Δｔ＝ｖｘ・ｔΣａｘ・Δｔ2 ・・・（５）
このように、加速度センサの出力を基に、移動距離を演算によって算出できる。
【００３３】
図５に、上記構成における指向性アンテナ制御装置の移動量算出の処理の流れを示す。
まず、加速度センサ５０によってＸ方向の加速度を測定する。加速が無ければ（ステップＳ２０１／無）、ＭＰＵ６０は速度一定として（ステップＳ２０２）距離を算出する（ステップＳ２０４）。加速がある場合には（ステップＳ２０１／有）、ＭＰＵ６０は速度変化分を加算する形で（ステップＳ２０３）距離を算出する（ステップＳ２０４）。
次に、上記同様に加速度センサ５０によってＹ方向の加速度を測定する。加速が無ければ（ステップＳ２０５／無）、ＭＰＵ６０は速度一定として（ステップＳ２０６）距離を算出する（ステップＳ２０８）。加速がある場合には（ステップＳ２０５／有）、ＭＰＵ６０は速度変化分を加算する形で（ステップＳ２０７）距離を算出する（ステップＳ２０８）。
以上のような手順で、ＭＰＵ６０は加速度センサ５０の出力を基に、Ｘ方向、Ｙ方向の距離を算出する。
【００３４】
図６に、電波強度検出評価部１０４の構成を示す。図示する構成においては、電波強度検出評価部１０４は、ＭＰＵ４０、強度検出部４１及びアンテナ切換部４２からなる。
【００３５】
強度検出部４１において測定されたデータは、ＭＰＵ４０において強度評価される。強度が規定値（−３ｄＢ）よりも大きければ、アンテナの方向切り換えは行わず維持し、小さければ、アンテナ切換部４２に切換信号を送り、アンテナ方向の切り換えを行い、感度が得られない場合はアンテナ１０３でスキャンを行う。
この時、一時的に電波強度が低下しても（障害物の影響など）アンテナ１０３のスキャンや方向切り換えを行わないようにするために、規定値よりも小さくなったとしても、その変化が急激であったり、短時間のみであったりした場合には、規定値よりも小さくなったと判断しないようにしている。
【００３６】
図７に、電波強度検出評価部１０４の動作の流れを示す。
まず、強度検出部４１によって電波強度を測定する（ステップＳ３０１）。電波強度が規定値よりも大きければ（ステップＳ３０２／強）、ＭＰＵ４０はアンテナ方向はそのまま維持する（ステップＳ３０３）。一方、電波強度が規定値よりも小さければ（ステップＳ３０２／弱）、アンテナをスキャンして（ステップＳ３０５）ジャイロ基準からの角度θ１を測定する（ステップＳ３０６）。ＭＰＵ４０は、アンテナ切換部４２に指示を送り、測定値に基づいてアンテナの方向を変える（ステップＳ３０７）。
【００３７】
〔第２の実施形態〕
本発明を好適に実施した第２の実施形態について説明する。図８に本実施形態に係る指向性アンテナ制御装置の構成を示す。本実施形態に係る指向性アンテナ制御装置の構成は、第１の実施形態と同様ほぼ同様であるが、電波強度検出評価部１０４と移動量検出演算部１０６とが電波強度検出評価・移動量検出演算部１０９として一体的に組み合わされている。
【００３８】
図９に、電波強度検出評価・移動量検出演算部１０９の構成を示す。電波強度検出評価・移動量検出演算部１０９は、ＭＰＵ９０、強度検出部９１及びアンテナ切換部９２を有する。ＭＰＵ９０は、加速度センサ５０からのセンサ信号に基づいてＸ方向・Ｙ方向の移動速度・移動量を算出する。また、アンテナ１０３が受信した電波の強度が所定値以上であるか否かの評価を行う。さらに、アンテナ切換部９２を駆動するための制御信号を出力する。強度検出部９１は、アンテナ１０３が受信した電波の強度を検出する。アンテナ切換部９２は、アンテナ１０３に制御信号を送り、指向方向を変化させる。
【００３９】
強度検出部９１は、電波強度を検出する。強度検出部９１において検出した電波強度を、ＭＰＵ９０において強度評価する。強度が規定値よりも大きければアンテナ方向切り換えは行わずに維持し、規定値よりも小さければ、アンテナ切換部９２に切換信号を送り、アンテナ１０３をスキャン又はアンテナの方向切り換えができるようになっている。
この時、一時的に電波強度が低下しても（障害物の影響など）アンテナのスキャンや方向切り換えを行わないようにするために、規定値よりも小さくなったとしても、その変化が急激であったり、短時間のみであったりした場合には、規定値よりも小さくなったと判断しないようにしている。
また、加速度センサ５０からの信号をＭＰＵ９０でジャイロ基準のＸ，Ｙ方向へ変換し、移動距離を算出する。
【００４０】
図１０に、電波強度検出評価・移動量検出演算部１０９の動作の流れを示す。
まず、ＭＰＵ９０は初期測定した点からの距離ｘ１を演算によって求める（ステップＳ４０１）。次に、ジャイロ基準からの角度θ１は既知の値であるから、ＭＰＵ９０はこれを基に対象局までのＹ方向距離Ｌを算出する（ステップＳ４０２）。続いて、強度検出部９１において電波強度を測定する（ステップＳ４０３）。電波強度が規定値よりも大きければ（ステップＳ４０４／強）アンテナの方向切り換えは行わず維持する（ステップＳ４０５）。一方、規定値よりも小さければ（ステップＳ４０４／弱）、その位置までのＸ方向の移動距離ｘ２、Ｙ方向の移動距離ｙ２を算出し（ステップＳ４０６）、θ１からの角度θ２を求める（ステップＳ４０７）。
この時、一時的に電波強度が低下しても（障害物の影響など）アンテナのスキャンや方向切り換えを行わないようにするために、規定値よりも小さくなったとしても、その変化が急激であったり、短時間のみであったりした場合には、規定値よりも小さくなったと判断しないようにしている。そして、ＭＰＵ９０はアンテナ切換部９２に指示を送り、測定値に基づいてアンテナの方向を変える（ステップＳ４０８）。
【００４１】
このようにすることで、初回及び２回目のアンテナスキャンが完了した後は、アンテナスキャンを行うことなくアンテナの指向方向を切り換えられる。
【００４２】
なお、上記各実施形態は、本発明の好適な実施の一例であり、本発明はこれらに限定されることはない。
例えば、上記実施形態においては、加速度センサを用いて移動量を検出したが、移動量を検出できるのであれば、他のセンサを用いてもよい。また、実施例ではジャイロとしてマイクロジャイロや振動ジャイロを具体例としてあげたが、光学ジャイロやファイバジャイロ、リングレーザジャイロなどを用いても良い。
このように、本発明は様々な変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明を好適に実施した第１の実施形態にかかる指向性アンテナ制御装置の構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態にかかる指向性アンテナ制御装置の動作の流れを示す図である。
【図３】アンテナ方向及びジャイロ方向の定義を示す図である。
【図４】移動量検出部及び移動量センサの構成を示す図である。
【図５】指向性アンテナ制御装置の移動量を算出する処理の流れを示す図である。
【図６】電波強度検出評価部の構成を示す図である。
【図７】電波強度検出評価部の動作の流れを示す図である。
【図８】本発明を好適に実施した第２の実施形態に係る指向性アンテナ制御装置の構成を示す図である。
【図９】電波強度検出評価・移動量検出演算部の構成を示す図である。
【図１０】電波強度検出評価・移動量検出演算部の動作の流れを示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
４０、６０、９０ ＭＰＵ
４１、９１ 強度検出部
４２、９２ アンテナ切換部
５０ 加速度センサ
１０１ 入出力部
１０２ 全体制御部
１０３ アンテナ
１０４ 電波強度検出評価部
１０５ 移動量センサ
１０６ 移動量検出演算部
１０７ ジャイロ
１０８ ジャイロ制御部
１０９ 電波強度検出評価・移動量検出演算部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指向性アンテナの指向方向を制御する指向性アンテナ制御装置であって、
自装置の向きを検出するジャイロと、自装置の移動量を検出する移動量検出手段と、通信相手である装置から受信した電波が所定のしきい値以上であるか否かを判断する電波強度評価手段とを有し、
前記通信相手である装置が存在する方向を認識するための方向スキャンを２回行った後は、前記ジャイロ、前記移動量検出手段及び前記電波強度評価手段の出力に基づいて、前記方向スキャンを行うことなく前記指向性アンテナの指向方向を決定することを特徴とする指向性アンテナ制御装置。
【請求項２】
１回目の方向スキャンに基づいて認識した前記通信相手である装置が存在する方向を前記ジャイロの基準方向とし、
前記移動量検出手段は、前記ジャイロの基準方向の移動量及び該基準方向に垂直な方向な移動量を検出することを特徴とする請求項１記載の指向性アンテナ制御装置。
【請求項３】
前記移動量検出手段は、加速度センサと該加速度センサの出力を基に移動量を算出するＭＰＵとを有することを特徴とする請求項１又は２記載の指向性アンテナ制御装置。
【請求項４】
前記指向性アンテナの向きと前記通信相手である装置が存在する方向とのズレを、前記電波強度検出手段によって検出し、ズレ量が所定量以上となった場合に、前記方向スキャンを行って前記通信相手である装置が存在する方向を特定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の指向性アンテナ制御装置。
【請求項５】
前記電波強度検出手段は、アンテナ素子と、該アンテナ素子が受信した電波の強度を算出するＭＰＵとを含むことを特徴とする請求項４記載の指向性アンテナ制御装置。
【請求項６】
２回目の方向スキャンの後では、前記通信相手である装置が存在する方向を、前記ジャイロの基準方向からの初期回転角と、前記ジャイロの基準方向への移動量と、前記ジャイロの基準方向とは垂直な方向への移動量とに基づいて算出し、該算出した方向に前記指向性アンテナの指向方向を変化させることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の指向性アンテナ制御装置。
【請求項７】
前記ジャイロは、マイクロマシンを利用したマイクロコマジャイロであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の指向性アンテナ制御装置。
【請求項８】
前記ジャイロは、圧電素子を用いた振動ジャイロであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の指向性アンテナ制御装置。
【請求項９】
前記ジャイロは、光学ジャイロであることを特徴とする請求項１から６のいれか１項記載の指向性アンテナ制御装置。
【請求項１０】
前記指向性アンテナは、電気的に指向方向を変更可能であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項記載の指向性アンテナ制御装置。
【請求項１】
指向性アンテナの指向方向を制御する指向性アンテナ制御装置であって、
自装置の向きを検出するジャイロと、自装置の移動量を検出する移動量検出手段と、通信相手である装置から受信した電波が所定のしきい値以上であるか否かを判断する電波強度評価手段とを有し、
前記通信相手である装置が存在する方向を認識するための方向スキャンを２回行った後は、前記ジャイロ、前記移動量検出手段及び前記電波強度評価手段の出力に基づいて、前記方向スキャンを行うことなく前記指向性アンテナの指向方向を決定することを特徴とする指向性アンテナ制御装置。
【請求項２】
１回目の方向スキャンに基づいて認識した前記通信相手である装置が存在する方向を前記ジャイロの基準方向とし、
前記移動量検出手段は、前記ジャイロの基準方向の移動量及び該基準方向に垂直な方向な移動量を検出することを特徴とする請求項１記載の指向性アンテナ制御装置。
【請求項３】
前記移動量検出手段は、加速度センサと該加速度センサの出力を基に移動量を算出するＭＰＵとを有することを特徴とする請求項１又は２記載の指向性アンテナ制御装置。
【請求項４】
前記指向性アンテナの向きと前記通信相手である装置が存在する方向とのズレを、前記電波強度検出手段によって検出し、ズレ量が所定量以上となった場合に、前記方向スキャンを行って前記通信相手である装置が存在する方向を特定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の指向性アンテナ制御装置。
【請求項５】
前記電波強度検出手段は、アンテナ素子と、該アンテナ素子が受信した電波の強度を算出するＭＰＵとを含むことを特徴とする請求項４記載の指向性アンテナ制御装置。
【請求項６】
２回目の方向スキャンの後では、前記通信相手である装置が存在する方向を、前記ジャイロの基準方向からの初期回転角と、前記ジャイロの基準方向への移動量と、前記ジャイロの基準方向とは垂直な方向への移動量とに基づいて算出し、該算出した方向に前記指向性アンテナの指向方向を変化させることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の指向性アンテナ制御装置。
【請求項７】
前記ジャイロは、マイクロマシンを利用したマイクロコマジャイロであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の指向性アンテナ制御装置。
【請求項８】
前記ジャイロは、圧電素子を用いた振動ジャイロであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の指向性アンテナ制御装置。
【請求項９】
前記ジャイロは、光学ジャイロであることを特徴とする請求項１から６のいれか１項記載の指向性アンテナ制御装置。
【請求項１０】
前記指向性アンテナは、電気的に指向方向を変更可能であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項記載の指向性アンテナ制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−２１１１５４（Ｐ２００６−２１１１５４Ａ）
【公開日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１８７９８（Ｐ２００５−１８７９８）
【出願日】平成１７年１月２６日（２００５．１．２６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月２６日（２００５．１．２６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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