JP5772912B2 - 無線機器 - Google Patents
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Description
上述した従来の無線機器は、フィールド機器との接続線を保護するための配管(コンジット)の設置工事を省略してコストの発生を抑える等の理由から、フィールド機器の近くに設置されることが殆どである。しかしながら、フィールド機器は、パイプや生産設備等が多数設置されて電波の反射や遮蔽が生じやすい環境下に設置されることが多い。このため、上述した特許文献1に開示された無線機器のように、インターフェイス部と無線通信部とが一体化された構成では、安定した無線通信が困難になる可能性が考えられるという問題がある。
上述した従来の無線機器においては、必要となるアンテナ特性(通信距離や指向性)に応じた任意のアンテナを使用可能であることが理想的である。しかしながら、例えば長距離通信を実現する場合に用いられる大型のアンテナ(外寸及び重量が大きなアンテナ)は、物理的寸法及び耐荷重性等を考慮すると使用できないという問題がある。その結果として、上述した従来の無線機器において使用可能なアンテナは軽量なものに限られてしまい、長距離通信を行うことが困難になってしまう。
上述した従来の無線機器は、フィールド機器との関係において設置位置や設置角度が定められる。このため、アンテナが無線機器に固定されていると、アンテナの設置位置や設置角度は、フィールド機器との関係において定められた無線機器の設置位置や設置角度になってしまい、アンテナの設置位置や設置角度を自由に設定することができないという問題がある。その結果、安定した無線通信が困難になる可能性がある。
この発明によると、アンテナ接続端に接続される外部アンテナのうちの少なくとも1つの外部アンテナが選択され、外部から送信されてきた信号が回路部で受信されて選択された外部アンテナから無線信号にして送信されるとともに、選択されたアンテナで受信された無線信号が回路部で処理されて外部に送信される。
また、本発明の無線モジュールは、前記回路部が、前記アンテナ接続端に接続される前記外部アンテナのうちの何れか1つを選択する第1スイッチ(SW3)を備えることを特徴としている。
また、本発明の無線モジュールは、前記回路部が、前記第1スイッチによる選択を行うか、又は、前記アンテナ接続端に接続される前記外部アンテナの全ての選択を行うかを切り替える第2スイッチ(SW2)を備えることを特徴としている。
また、本発明の無線モジュールは、内部アンテナ(AT0)を備えており、前記回路部が、前記外部アンテナを用いるのか、又は前記内部アンテナを用いるのかを切り替える第3スイッチ(SW1)を備えることを特徴としている。
或いは、本発明の無線モジュールは、前記回路部が、前記アンテナ接続端に接続される前記外部アンテナのうちの少なくとも1つの外部アンテナを選択する制御信号を、前記アンテナ接続端を介して出力することを特徴としている。
また、本発明の無線モジュールは、内部アンテナ(AT0)を備えており、前記回路部が、前記外部アンテナを用いるのか、又は前記内部アンテナを用いるのかを切り替えるスイッチ(SW1)を備えることを特徴としている。
本発明の無線機器は、無線信号の送受信を行う無線機器(1)において、上記の無線モジュール(20)と、前記複数の外部アンテナが接続される複数の第1コネクタ(C11〜C14)と、前記無線モジュールの前記アンテナ接続端に接続される第2コネクタ(C20)とを有するアンテナ接続モジュール(30)とを備えることを特徴としている。
或いは、本発明の無線機器は、無線信号の送受信を行う無線機器(2)において、上記の無線モジュール(40)と、前記複数の外部アンテナが接続される複数の第1コネクタ(C11〜C14)と、前記無線モジュールの前記アンテナ接続端に接続される第2コネクタ(C20)と、前記無線モジュールからの前記制御信号に基づいて前記第1コネクタに接続された前記外部アンテナの選択を行うスイッチ部(51)とを有するアンテナ接続モジュール(50)とを備えることを特徴としている。
ここで、本発明の無線機器は、前記無線機器は、フィールド機器(FD)からの第1信号を無線信号にして送信し、無線信号で送信されてくる前記フィールド機器への第2信号を受信するものであり、前記フィールド機器及び前記無線モジュールに接続され、前記フィールド機器からの前記第1信号を前記無線モジュールに送信するとともに、前記無線モジュールからの前記第2信号を受信して前記フィールド機器に出力する信号処理モジュール(10)を備えることを特徴としている。
図1は、本発明の第1実施形態による無線機器の使用状態の一例を示す図である。図1に示す通り、本実施形態の無線機器1は、信号処理モジュール10、無線モジュール20、及びアンテナ接続モジュール30を備えており、配管PLに取り付けられているフィールド機器FDに接続されて、フィールド機器FDからの信号(第1信号)を無線信号にして送信し、無線信号で送信されてくるフィールド機器FDへの信号(第2信号)を受信する。尚、無線機器1は、防爆規格の要件を満たすようにされており、ISA100.11aに準拠した無線通信を行う。
受信動作が開始されると、まず送信されてくる無線信号を受信する外部アンテナ(外部アンテナAT1)を選択する動作が無線モジュール20によって行われる。具体的には、無線モジュール20に設けられた信号処理部25bによって分配処理部25dのスイッチSW1〜SW3(図3参照)が制御され、複数の入出力端T3のうちの何れか1つ(外部アンテナAT1に接続された入出力端T3)が入出力端T1に接続される。これと並行して、分配処理部25dの送受信切替部SR(スイッチSW1,SW2間に設けられた送受信切替部SR)に設けられたスイッチSW11,SW12(図4参照)が信号処理部25bによって制御され、入出力端T11,T12間の伝送経路が受信経路R2とされる。
送信動作が開始されると、まず無線信号を送信すべき外部アンテナ(外部アンテナAT1〜AT4の全て)を選択する動作が無線モジュール20によって行われる。具体的には、無線モジュール20に設けられた信号処理部25bによって分配処理部25dのスイッチSW1,SW2(図3参照)が制御され、入出力端T4(外部アンテナAT1〜AT4の全てに接続された入出力端T4)が入出力端T1に接続される。これと並行して、分配処理部25dの送受信切替部SR(スイッチSW1,SW2間に設けられた送受信切替部SR)に設けられたスイッチSW11,SW12(図4参照)が信号処理部25bによって制御され、入出力端T11,T12間の伝送経路が送信経路R1とされる。
図5は、本発明の第2実施形態による無線モジュールとアンテナ接続モジュールとの要部構成を示すブロック図である。尚、図5においては、図2に示す構成と同様の構成については同一の符号を付してある。本実施形態の無線機器は、図1に示す無線モジュール20及びアンテナ接続モジュール30に代えて図5に示す無線モジュール40及びアンテナ接続モジュール50を設けた構成である。尚、図中には示していないが、以下では本実施形態の無線機器を「無線機器2」という。
10 信号処理モジュール
20 無線モジュール
23 コネクタ部
24 アンテナ接続端
25 回路部
30 アンテナ接続モジュール
40 無線モジュール
41 回路部
50 アンテナ接続モジュール
51 スイッチ部
AT0 内部アンテナ
AT1〜AT4 外部アンテナ
C11〜C14 コネクタ
C20 コネクタ
FD フィールド機器
SW1〜SW3 スイッチ
Claims (8)
- フィールド機器からの第1信号を無線信号にして送信し、無線信号で送信されてくる前記フィールド機器への第2信号を受信する無線機器であって、
無線信号の送受信を行う無線モジュールと、
前記フィールド機器からの前記第1信号を前記無線モジュールに送信するとともに、前記無線モジュールからの前記第2信号を受信して前記フィールド機器に出力する信号処理モジュールと、
前記無線モジュールと前記信号処理モジュールとを接続し、前記第1信号及び前記第2信号を伝送する第1ケーブルと
を備えており、
前記無線モジュールは、前記第1ケーブルが接続されるコネクタ部と、
無線信号を伝送する第2ケーブルを介して複数の外部アンテナを接続可能なアンテナ接続端と、
前記アンテナ接続端に接続される前記外部アンテナのうちの少なくとも1つの外部アンテナを選択し、前記信号処理モジュールから前記第1ケーブルを介して送信されてくる前記第1信号を受信して無線信号にして前記第2ケーブルを介して選択した外部アンテナから送信させるとともに、選択した外部アンテナで受信されて前記第2ケーブルを介した無線信号の処理を行った前記第2信号を前記第1ケーブルを介して前記信号処理モジュールに送信する回路部と
を備えることを特徴とする無線機器。 - 前記無線モジュールの前記回路部は、前記アンテナ接続端に接続される前記外部アンテナのうちの何れか1つを選択する第1スイッチを備えることを特徴とする請求項1記載の無線機器。
- 前記無線モジュールの前記回路部は、前記第1スイッチによる選択を行うか、又は、前記アンテナ接続端に接続される前記外部アンテナの全ての選択を行うかを切り替える第2スイッチを備えることを特徴とする請求項2記載の無線機器。
- 前記無線モジュールは、内部アンテナを備えており、
前記無線モジュールの前記回路部は、前記外部アンテナを用いるのか、又は前記内部アンテナを用いるのかを切り替える第3スイッチを備えることを特徴とする請求項1から請求項3の何れか一項に記載の無線機器。 - 前記無線モジュールの前記回路部は、前記アンテナ接続端に接続される前記外部アンテナのうちの少なくとも1つの外部アンテナを選択する制御信号を、前記アンテナ接続端を介して出力することを特徴とする請求項1記載の無線機器。
- 前記無線モジュールは、内部アンテナを備えており、
前記無線モジュールの前記回路部は、前記外部アンテナを用いるのか、又は前記内部アンテナを用いるのかを切り替えるスイッチを備えることを特徴とする請求項5記載の無線機器。 - 前記複数の外部アンテナが接続される複数の第1コネクタと、前記無線モジュールの前記アンテナ接続端に接続される第2コネクタとを有するアンテナ接続モジュールを備えることを特徴とする請求項1から請求項4の何れか一項に記載の無線機器。
- 前記複数の外部アンテナが接続される複数の第1コネクタと、前記無線モジュールの前記アンテナ接続端に接続される第2コネクタと、前記無線モジュールからの前記制御信号に基づいて前記第1コネクタに接続された前記外部アンテナの選択を行うスイッチ部とを有するアンテナ接続モジュールを備えることを特徴とする請求項5又は請求項6記載の無線機器。
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