JP3942112B2

JP3942112B2 - Induction radio antenna and induction communication system

Info

Publication number: JP3942112B2
Application number: JP05636797A
Authority: JP
Inventors: 啓介五十嵐
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 1997-03-11
Filing date: 1997-03-11
Publication date: 2007-07-11
Anticipated expiration: 2017-03-11
Also published as: JPH10256961A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘導無線用アンテナ、特に平行二線式誘導通信線に沿って移動する移動体に搭載の誘導無線装置に接続するアンテナ、及び誘導通信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
新都市交通、クレーン等の定った軌道上を移動する移動体の誘導無線用アンテナは、平行二線式誘導通信線に沿って移動する。図４は従来例を示し、１は地上設備（ＦＩＸ）の送受信装置であり、２は線路結合器（ＬＣ）で、二線の誘導線（Ｌ１）４、（Ｌ２）５とマッチングを取るための機器である。誘導線４，５はＬＣ２から二線平行に架設し、途中撚架した交点Ａを経て終端抵抗器（Ｒ）３に結合する。Ｒ３はＬ１，Ｌ２の誘導線とマッチングを取るための機器である。
【０００３】
アンテナ（ＡＮＴ）７１は、平行二線の誘導線４，５に沿って移動する。このアンテナ８の詳細は図６に示すように、導体を何回が巻いた空芯のループアンテナである。
【０００４】
アンテナ７１と誘導線（Ｌ１）４，（Ｌ２）５の相対関係の側面図を図５に示す。誘導線４，５に流れる高周波電流ｉが作る磁界Ｈｉがアンテナ７１を交又する。これによりアンテナ７１には受信レベルが得られ、誘導無線通信が行なえる。なお誘導線４，５は、近傍に布線してある他のケーブルによる誘導障害を防ぐために平行二線の誘導線を撚架する必要があり撚架点Ａが形成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
今、アンテナ７１を受信アンテナとして用いたとき、アンテナ７１が移動して撚架点Ａを通過すると、高周波電流ｉが作る磁界Ｈｉとループアンテナ７１の磁束交錯数が０となり受信レベルに断点を生じる（図７）。
【０００６】
この改善方式として、図８に示すように、空芯のループアンテナ８１と、この空芯ループアンテナ８１と９０°位相を遅らせ（又は進ませ）たアンテナ８２を合成器１０で合成した方式が提案されている。図中９は９０°位相器である。合成器１０の出力は移動局の送信機又は受信機に接続される。これによる受信レベルは撚架点Ａにおいて図９に示す特性を有する。
【０００７】
しかしながら、この場合のアンテナのループ部分は互に干渉するために、ループ間の離隔を取ることが必要である。このように２つのアンナテループ間を離隔すると共に位相器９を必要としているので、移動体に乗せるアンテナとしてスペースが大きいものとなる欠点がある。
【０００８】
本発明の目的は、平行二線式誘導通信線の撚架点において断点を無くし、しかも、その断点を無くすための位相器を用いることなく、かつ、空芯ループ間の離間をとらず、アンテナスペースを小さく構成することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、撚架部分を有する平行二線式誘導線に密結合する誘導無線用アンテナにおいて、ループ状に一方向に巻回したループアンテナと、巻回したループ状アンテナを撚架した８字アンテナと、前記ループアンテナと前記８字アンテナとを合成する合成器とを備え、前記ループアンテナと前記８字アンテナとを相互誘導が無い状態に重ね合わせると共に平行二線式誘導線に略平行に配置することにより、前記ループアンテナが前記平行二線式誘導線の平行部分で結合し、前記８字アンテナが前記平行二線式誘導線の前記撚架部分で結合することによって達成される。
【００１０】
上記の手段によれば、ループアンテナは、平行二線誘導線の撚架点以外のところで結合し、８字アンテナは、平行二線誘導線の撚架点のみにおいて結合し、この両アンナテの合成によって受信または送信レベルに断点を発生しないで得られる。
【００１１】
また上記ループアンテナと８字アンテナは相互誘導が無い状態に重ね合わせて構成し、アンテナの有するスペースが小形化する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面により説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態を示し、平行二線式誘導線（Ｌ１）４，（Ｌ２）５が接続された線路結合器、地上設備、終端抵抗器等は従来と同様で図示してない。アンテナ６は、軌道上を移動する移動体の受信機または送信機に接続され、誘導線４，５に沿って移動する。
【００１４】
アンナテ６の詳細は図２に示すように、ループ状に一方向に巻回したループアンテナ６１と、ループ状に巻回したループ状アンテナをセンターで撚架した８字アンテナ６２とから構成され、両アンテナ６１，６２を相互誘導が無い状態に重ね合せ、合成器１０で合成し受信機又は送信機に接続してなる。
【００１５】
また、図３は、図２の各アンテナ６１，６２を分解した磁束交錯状態を示す。（ａ）がループアンテナ６１，（ｂ）が８字アンテナ６２で、ループアンテナ６１は、誘導線４，５の平行部分で結合し、誘導線の撚架部分Ａで結合しない。また８字アンテナ６２は、誘導線４，５の撚架部分Ａで結合するが、誘導線の平行部分では、結合しない。すなわち、アンテナ６２の撚架したセンターで２分された部分Ｂ−１の面積と部分Ｂ−２の面積を同一に形成することによって、誘導線４，５の作る磁束Ｈｉ及びループアンテナ６１の作る磁束とも８字に巻いてあるので互いにキャンセルして結合しない。またアンテナ６１及び６２は互に電流を流したときの磁束錯交数が０となる位置に固定する。
【００１６】
以上のようにしてアンテナ６１とアンテナ６２を重ねて構成したアンテナの合成レベルは、誘導線４，６の撚架点を含む全エリアで断点を無くすことができる。また２つのアンナテ６１及び６２を重ねても相互に干渉が無いようにしたので、密着して重ねることができ、アンテナのスペースを十分小さく構成することができる。
【００１７】
なお、アンテナは受信アンテナとして用いるときは、誘導線に流れる電流ｉにより作られる磁界Ｈｉを受信し移動体の受信機に受信レベルを供給するが、送信アンテナとして用いるときは、送信機に接続されるアンテナにより発生する磁界により誘導線に送信電流を誘起して地上局へ送信する。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、誘導線の撚架点で断点を生じる従来のループアンテナと同一スペースで断点の無いアンテナを得ることができる。また、従来のように２つのループアンテナの一方を９０°位相器を用いて合成する必要がないので、アンテナスペースが従来の半分以下に小形になり、車両等の移動体への取付用アンテナとして有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の誘導線とアンテナの結合構成図。
【図２】図１のアンテナの構成図。
【図３】図２のアンテナの分解図。
【図４】従来の誘導線とアンテナの結合構成図。
【図５】図４のアンテナの誘導線との結合説明図。
【図６】ループアンテナの詳細図。
【図７】ループアンテナの受信レベルの説明図。
【図８】従来の誘導線とアンテナの他の結合構成図。
【図９】図８のアンテナの受信レベルの説明図。
【符号の説明】
１…地上設備（送受信装置）、２…線路結合器、３…終端抵抗器、４…誘導線（Ｌ１）、５…誘導線（Ｌ２）、６…アンテナ、６１…ループアンテナ、６２…８字アンテナ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an induction radio antenna, and more particularly to an antenna connected to an induction radio apparatus mounted on a moving body moving along a parallel two-wire induction communication line, and an induction communication system.
[0002]
[Prior art]
The induction radio antenna of a moving body moving on a predetermined track such as a new city traffic or a crane moves along a parallel two-wire induction communication line. FIG. 4 shows a conventional example, where 1 is a transmission / reception device for ground equipment (FIX), 2 is a line coupler (LC), and is for matching with two lead wires (L1) 4 and (L2) 5. Equipment. The induction wires 4 and 5 are installed in parallel with the two wires from the LC 2, and are coupled to the terminating resistor (R) 3 through an intersection A that is stranded in the middle. R3 is a device for matching the L1 and L2 guide wires.
[0003]
The antenna (ANT) 71 moves along two parallel guide lines 4 and 5. As shown in FIG. 6, the details of the antenna 8 are an air core loop antenna in which a conductor is wound several times.
[0004]
FIG. 5 shows a side view of the relative relationship between the antenna 71 and the guide wires (L1) 4 and (L2) 5. A magnetic field Hi generated by the high-frequency current i flowing through the induction wires 4 and 5 crosses the antenna 71. As a result, a reception level is obtained for the antenna 71, and induction wireless communication can be performed. In addition, in order to prevent the induction | guidance | derivation failure | damage | failure by the other cable wired near the guide wires 4 and 5, it is necessary to twist the parallel two-wire guide wire, and the stranded point A is formed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Now, when the antenna 71 is used as a receiving antenna, when the antenna 71 moves and passes through the twisted point A, the magnetic field Hi generated by the high-frequency current i and the magnetic flux crossing number of the loop antenna 71 become zero, and the reception level is interrupted. Occurs (FIG. 7).
[0006]
As an improvement method, as shown in FIG. 8, a method is proposed in which a synthesizer 10 combines an air-core loop antenna 81 and an antenna 82 whose phase is delayed (or advanced) by 90 degrees with the air-core loop antenna 81. Has been. In the figure, 9 is a 90 ° phase shifter. The output of the combiner 10 is connected to the transmitter or receiver of the mobile station. The reception level by this has the characteristic shown in FIG.
[0007]
However, since the loop portions of the antenna in this case interfere with each other, it is necessary to provide a separation between the loops. As described above, since the two anteloops are separated from each other and the phase shifter 9 is required, there is a drawback that a space is large as an antenna mounted on the moving body.
[0008]
It is an object of the present invention to eliminate a break at the twisted point of a parallel two-wire induction communication line, and not to use a phase shifter for eliminating the break and not to separate the air core loops. It is to make the antenna space small.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The above object is to provide an induction radio antenna that is tightly coupled to a parallel two-wire induction wire having a twisted portion, in which a loop antenna wound in one direction in a loop and a wound loop antenna are twisted 8 and shaped antenna, and a combiner for combining the said loop antenna the 8-shaped antenna, substantially parallel to the parallel two-wire guide wire with overlapping the said loop antenna the 8-shaped antenna in a state mutual induction is not The loop antenna is coupled at the parallel part of the parallel two-wire induction line, and the 8-shaped antenna is coupled at the twisted part of the parallel two-wire induction line .
[0010]
According to the above means, the loop antenna is coupled at a point other than the twisting point of the parallel two-wire induction wire, and the 8-shaped antenna is coupled only at the twisting point of the parallel two-wire guiding wire. Can be obtained without generating a break in the reception or transmission level.
[0011]
Further, the loop antenna and the 8-shaped antenna are overlapped in a state where there is no mutual induction, and the space of the antenna is reduced.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0013]
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, and a line coupler, ground equipment, a terminating resistor, etc., to which parallel two-wire induction wires (L1) 4 and (L2) 5 are connected, are shown in the same manner as in the prior art. Not. The antenna 6 is connected to a mobile receiver or transmitter that moves in orbit, and moves along the guide wires 4 and 5.
[0014]
As shown in FIG. 2, the details of the Annate 6 are composed of a loop antenna 61 wound in one direction in a loop shape and an 8-shaped antenna 62 in which the looped antenna wound in a loop shape is twisted at the center, Both antennas 61 and 62 are superposed in a state where there is no mutual induction, combined by a combiner 10 and connected to a receiver or transmitter.
[0015]
FIG. 3 shows a magnetic flux crossing state in which the antennas 61 and 62 in FIG. 2 are disassembled. (A) is the loop antenna 61, (b) is the 8-shaped antenna 62, and the loop antenna 61 is coupled at the parallel portions of the guide wires 4 and 5, and is not coupled at the twisted portion A of the guide wires. Further, the 8-shaped antenna 62 is coupled at the stranded portion A of the guide wires 4 and 5, but is not coupled at the parallel portion of the guide wires. That is, the magnetic flux Hi produced by the induction wires 4 and 5 and the loop antenna 61 are produced by forming the area of the part B-1 and the area of the part B-2 divided into two at the center where the antenna 62 is stranded. Since both the magnetic fluxes are wound in an 8-character form, they are canceled and not combined. Further, the antennas 61 and 62 are fixed at positions where the number of magnetic flux intersections when current flows between them is zero.
[0016]
The combined level of the antennas configured by overlapping the antenna 61 and the antenna 62 as described above can eliminate the break point in all areas including the twisted points of the guide wires 4 and 6. In addition, since the two antenates 61 and 62 are overlapped so as not to interfere with each other, they can be closely stacked and the antenna space can be made sufficiently small.
[0017]
When the antenna is used as a receiving antenna, it receives the magnetic field Hi generated by the current i flowing through the guide wire and supplies the receiving level to the receiver of the mobile body, but when used as a transmitting antenna, it is connected to the transmitter. A transmission current is induced in the induction wire by the magnetic field generated by the antenna and transmitted to the ground station.
[0018]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain an antenna without a break in the same space as a conventional loop antenna that causes a break at the twisted point of the induction wire. In addition, since it is not necessary to synthesize one of the two loop antennas using a 90 ° phase shifter as in the past, the antenna space is reduced to less than half that of the prior art, and as an antenna for mounting on a moving body such as a vehicle. It is valid.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a coupling configuration diagram of an induction wire and an antenna according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of the antenna of FIG.
3 is an exploded view of the antenna of FIG.
FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional induction wire and antenna coupling.
FIG. 5 is an explanatory diagram of coupling with the induction wire of the antenna of FIG. 4;
FIG. 6 is a detailed view of a loop antenna.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a reception level of a loop antenna.
FIG. 8 is another coupling configuration diagram of a conventional induction wire and antenna.
FIG. 9 is an explanatory diagram of a reception level of the antenna of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ground equipment (transceiver), 2 ... Line coupler, 3 ... Terminating resistor, 4 ... Inductive wire (L1), 5 ... Inductive wire (L2), 6 ... Antenna, 61 ... Loop antenna, 62 ... 8 characters antenna.

Claims

撚架部分を有する平行二線式誘導線に密結合する誘導無線用アンテナにおいて、ループ状に一方向に巻回したループアンテナと、巻回したループ状アンテナを撚架した８字アンテナと、前記ループアンテナと前記８字アンテナとを合成する合成器とを備え、前記ループアンテナと前記８字アンテナとを相互誘導が無い状態に重ね合わせると共に平行二線式誘導線に略平行に配置することにより、前記ループアンテナが前記平行二線式誘導線の平行部分で結合し、前記８字アンテナが前記平行二線式誘導線の前記撚架部分で結合することを特徴とする誘導無線用アンテナ。In inductive radio antenna for tightly coupled parallel two-wire guide wire having Yoka portion, a loop antenna wound in one direction in a loop, and 8-shaped antenna with Yoka looped antenna wound, the and a combiner for combining the loop antenna and the 8-shaped antenna, by substantially be parallel to the parallel two-wire guide wire with overlapping the said loop antenna and the 8-shaped antenna in a state mutual induction is not The induction radio antenna, wherein the loop antenna is coupled at a parallel portion of the parallel two-wire induction line, and the 8-shaped antenna is coupled at the twisted portion of the parallel two-wire induction wire .

請求項１記載の誘導無線用アンテナを、平行二線式誘導通信線に沿って移動する移動体に搭載の無線装置に接続したことを特徴とする誘導通信システム。 An induction communication system, wherein the induction wireless antenna according to claim 1 is connected to a wireless device mounted on a moving body that moves along a parallel two-wire induction communication line.