JP2005260412A - アンテナ装置及びこれを用いた無線通信装置と通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明はアンテナ装置及びこれを用いた無線通信装置と通信システムに関し、良好な通信状態を維持することができるアンテナ装置及びこれを用いた無線通信装置と通信システムを得ることを目的とする。
【解決手段】放射素子８と導体地板９でアンテナ素子１を形成し、このアンテナ素子１を、本体１３に着脱自在に配置すると共に、調整手段１１により回動できるようにアンテナ装置２を構成している。このことにより、１つのアンテナ素子を有するアンテナ装置でデータ通信に必要な送受信電力を確保できるため、安価な無線通信装置と通信システムを得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、家庭内や事務所内などの構内でデータ通信を無線で行うテレビやパソコンなどの無線通信装置と、これら無線通信装置間でデータ通信を行う通信システムに関するものである。

近年、構内での通信装置は、その可搬性の容易さからアンテナ装置を備えた無線通信装置が増えて、その無線通信装置間でデータ通信を行う通信システムが多くなっている。

このような従来のアンテナ装置を備えた無線通信装置と通信システムについて、図４〜図６を用いて説明する。

図４は従来のアンテナ装置の斜視図、図５は同指向性図、図６は同通信システムの配置模式図であり、同図において、４９は平板状で導電材の導体地板、４８は導体地板４９の上面に略垂直に配置された線状の放射素子で、放射素子４８と導体地板４９とからアンテナ素子４１が形成されると共に、放射素子４８の下端には導体地板４９を絶縁貫通して高周波伝送線路４４が接続されている。

そして、高周波伝送線路４４の他端は高周波信号源の送受信回路４５に接続され、これらを本体４３に内蔵してアンテナ装置２０は構成されている。

以上の構成において、アンテナ装置２０の座標軸を、図４に示すＸＹＺ軸方向とした場合の指向性は、図５に示すように、Ｘ軸とＺ軸との交点を中心にしてＺ軸面でりんごを輪切りにした形状で、かつＺ軸線で左右対称の双指向特性となる。

つまり、この指向性からアンテナ装置２０の送受信電力は、導体地板４９の水平面から上が下より相対的に大きく、またＸ軸に直交するＹ軸面で、任意のＹ軸上の送受信電力は３６０度においてほぼ同じ大きさである。

そして、このアンテナ装置２０を備えた無線通信装置であるパソコンなどの通信装置（以後、親機と記載する）と、テレビなどの通信装置（以後、端末と記載する）間でデータ通信を行う通信システムを構成している。

以上の構成において、この通信システムを、構内の同じ階に配置してデータ通信を行う場合は、端末と親機間の電磁波の伝送方向は、図５に示すＤ１１の方向であり、データ通信に必要な送受信電力を確保できて通信は良好に行われるものであった。

ただし、可搬性の端末を２階に移動すると、通信システムの電磁波の伝送方向が図５に示すＤ１２の方向に変わるため送受信電力が低下し、通信が良好に行われなくなるという課題があった。

この課題解決のため、図６に示すように、端末６１と親機６２の配置が同面にない場合、それぞれに複数のアンテナ素子２３を設け、各アンテナ素子２３の配置を違えて、複数のアンテナ素子２３全体でデータ通信に必要な送受信電力を確保する通信システムが提案されている。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開平８−３２１７９９号公報

しかしながら上記従来のアンテナ装置及びこれを用いた無線通信装置と通信システムにおいては、複数のアンテナ素子２３を設ける必要が有り、無線通信装置及びこれを用いた通信システムが高価になるという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、１つのアンテナ素子でデータ通信に必要な送受信電力を確保できるアンテナ装置及びこれを用いた無線通信装置と通信システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、アンテナ素子を天地間で回動させ、所定の位置に停止させるアンテナ装置としたものであり、アンテナ素子を天地間で回動させることによってアンテナ装置の指向性の向きを変えることができるため、必要な送受信電力を得ることができるという作用を有する。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、アンテナ素子を収容する筐体を設け、この筐体を本体に着脱自在に収容したものであり、アンテナ素子を反転できるという作用を有する。

請求項３に記載の発明は、請求項１記載のアンテナ装置を備えた無線通信装置としたものであり、電磁波の伝送方向に指向性の向きを変えることができるという作用を有する。

請求項４に記載の発明は、請求項３記載の発明において、通信状態を検出して、常に通信状態が最良となるようにしたものであり、無線通信装置を移動した際にも、最良の通信状態を得ることができるという作用を有する。

請求項５に記載の発明は、請求項３記載の発明の無線通信装置間で通信を行う通信システムであり、無線通信装置間の位置関係が変わったり、通信する一対の無線通信装置間で通信相手が変わっても、常に最良の通信状態を維持することができるという作用を有する。

以上のように本発明によれば、１つのアンテナ素子を有するアンテナ装置でデータ通信に必要な送受信電力を確保できるため、安価な無線通信装置と通信システムを得ることができるという有利な効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図３を用いて説明する。

図１は本発明の一実施の形態によるアンテナ装置の斜視図、図２は指向性図であり、同図において、９は平板状の導体地板、８は導体地板９の上面に配置された放射素子であり、放射素子８の所定の位置には導体地板９を貫通して高周波伝送線路４の１部４ａに接続して、これらを筐体１４に内蔵してアンテナ素子１を形成している。

また、本体１３はアンテナ素子１を有する筐体１４を着脱自在にできると共に、高周波伝送線路４の１部４ａと接離する端子１２を備え、この端子１２は高周波伝送線路４の１部４ｂを介して送受信回路５に接続されている。

そして、１１は手動の場合のハンドルや、自動の場合の低速モータやステッピングモータなどの調整手段で、調整手段１１はアンテナ素子１の回転軸中心ａが端子１２の中心になるように本体１３に固定してアンテナ装置２を構成している。

以上の構成において、アンテナ装置２の指向性は図２（ａ）の破線で示すように、従来と同じＸ軸とＺ軸との交点を中心にしてＺ軸面でりんごを輪切りにした形状の特性となる。

そして、このアンテナ装置２を備えた無線通信装置であるテレビ（図示せず）などの端末と、無線通信装置であるパソコン（図示せず）などの親機間でデータ通信を行う通信システムを構成している。

この通信システムを、構内などの同じ階に配置してデータ通信を行う場合は、例えばテレビやパソコンの画像を目視して、画像品質が最良となるように調整手段１１を手動や自動で調整することで、アンテナ素子１の回転に伴いアンテナ装置２の指向性のピークを図２（ａ）の実線に示すように、電磁波の伝送方向Ｄ１１に合わせることで、データ通信に必要な送受信電力が確保できる。

また、可搬性の端末を２階に移動するなどして、通信システムの電磁波の伝送方向が図２（ｂ）のＤ１２の方向に変わっても、アンテナ素子１を回動させることで、アンテナ装置２の指向性のピークをＤ１２に合わせることができる。

このように、１つのアンテナ素子１を回動させることで、アンテナ装置２の指向性のピークを電磁波の伝送方向に自由に合わせることができる。

なお、上記説明では、本体１３はアンテナ素子１を有する筐体１４を着脱自在にできるとしたが、着脱自在にしなくても実施は可能であるが、着脱することで筐体１４を反転させることができ、可搬性の端末を２階に移動するなどして、通信システムの電磁波の伝送方向が図２（ｂ）のＤ１２の方向に変わっても、調整手段１１を調整することなく、筐体１４を反転させることで、極めて容易にアンテナ装置２の指向性のピークをＤ１２に合わせることができる。

図３は上記実施の別形態のアンテナ装置の斜視図であり、同図において、２１は送受信回路５でアンテナ素子１の信号レベルなどの通信状態を検出する検出手段、２２は調整手段１１を駆動・制御する制御手段であり、制御手段２２は検出手段２１の検出結果に基づき通信状態が最良となるように調整手段１１を駆動・制御してアンテナ装置２は構成されている。

そして、このアンテナ装置２を備えた無線通信装置間でデータ通信を行う通信システムを構成している。

以上の構成において、制御手段２２は検出手段２１の検出結果に基づき通信状態が最良となるように自動で低速モータやステッピングモータなどの調整手段１１を駆動・制御する。

このため、端末と親機間の相対位置を自由に変えても、アンテナ装置２の指向性のピークを、常に電磁波の伝送方向に合わせることができて使用に便利である。

このように本実施の形態によれば、１つのアンテナ素子を天地間で回動させ、所定の位置に停止させることによって、簡単な構成で電磁波の伝送方向にアンテナ装置の指向性の向きを変えることができるため、必要な送受信電力を得ることができるアンテナ装置及びこれを用いた無線通信装置を実現することができる。

また、アンテナ素子を収容できる筐体を設け、この筐体を本体に着脱自在に収容することによって、アンテナ素子を反転させることが容易にできる。

さらに、通信状態を検出する検出手段の検出結果に基づき通信状態が最良となるように調整手段を駆動・制御する制御手段を設けることによって、無線通信装置を移動した際にも、自動的にアンテナ装置の指向性の向きを調整できて使用に便利である。

そして、無線通信装置間の位置関係が変わったり、通信する一対の無線通信装置が変わっても、この間で常に良好な通信状態を維持することができる通信システムを得ることができる。

本発明によるアンテナ装置及びこれを用いた無線通信装置と通信システムは、指向性の向きを回動させて相対的に電磁波の伝送方向を変えることができるアンテナ装置を備えた無線通信装置と、複数の無線通信装置間でデータ通信を行う通信システムとしたものであり、無線通信装置間の相対位置が変わっても、常に良好なデータ通信を行うことができる通信システム等に有用である。

本発明の一実施の形態によるアンテナ装置の斜視図 同指向性図 同別形態によるアンテナ装置の斜視図 従来のアンテナ装置の斜視図 同指向性図 同通信システムの配置模式図

符号の説明

１ アンテナ素子
２ アンテナ装置
４ 高周波伝送線路
４ａ 高周波伝送線路４の１部
４ｂ 高周波伝送線路４の１部
５ 送受信回路
８ 放射素子
９ 導体地板
１１ 調整手段
１２ 端子
１３ 本体
１４ 筐体

Claims (5)

1. 平板状の導体地板と、この導体地板の上面に配置された放射素子と、この放射素子に給電する高周波伝送線路とからなり、前記導体地板とこの放射素子とから形成されたアンテナ素子を天地間で回動させると共に、所定の位置に停止させる調整手段を設けたアンテナ装置。
2. アンテナ素子を収容する筐体を設け、この筐体を本体に着脱自在に収容した請求項１記載のアンテナ装置。
3. 請求項１記載のアンテナ装置を備えた無線通信装置。
4. データ通信の通信状態を検出する検出手段と、この検出手段の検出結果に基づき通信状態が最良となるように調整手段を制御する制御手段とを備えた請求項３記載の無線通信装置。
5. 請求項３記載の無線通信装置を複数台有し、この無線通信装置間でデータ通信を行う通信システム。

Images