JP6336977B2 - Wireless communication apparatus and wireless communication system - Google Patents
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Description
本発明は、データを無線送信する無線通信装置に係り、特に、送信アンテナから輻射される電波を検波する検波ユニットを備えた無線通信装置及び無線通信システムに関する。 The present invention relates to a wireless communication apparatus that wirelessly transmits data, and more particularly, to a wireless communication apparatus and a wireless communication system including a detection unit that detects a radio wave radiated from a transmission antenna.
データを無線送信する無線通信装置を備えるシステムとして、例えば、地上側の監視カメラで撮像した映像データを列車やバス等の移動体の中で確認して監視を行う映像監視システムが知られている。具体例として、列車に適用したシステムでは、駅のホーム或いはその近辺に監視カメラを設置しておき、その監視カメラ映像を無線機により列車側に無線送信して列車上のモニタに表示させることで、列車の内部にいる運転士等が外部の様子を監視できるようにしている。 As a system including a wireless communication device that wirelessly transmits data, for example, a video monitoring system that performs monitoring by checking video data captured by a ground-side monitoring camera in a moving body such as a train or a bus is known. . As a specific example, in a system applied to a train, a surveillance camera is installed at or near the station platform, and the surveillance camera video is wirelessly transmitted to the train side by a radio and displayed on a monitor on the train. The drivers inside the train can monitor the outside.
特許文献１には、監視用のテレビカメラを用い、ホームを視野として撮像した映像データを当該ホームに進入してくる列車に無線伝送し、当該列車の運転席などにある画像モニタに表示させ、ホームの安全確認が列車の車両側で行えるようにした車上モニタシステムが開示されており、安全性の維持と人員削減によるコスト低減に寄与している。
ところで、特許文献１の車上モニタシステムでは、特許文献１の図１に示されているように、ホームの所望の場所に設置したテレビカメラを用い、ホームを視野にした映像を撮像し、映像信号を地上側にある送信装置の送信アンテナからマイクロ波に乗せて車両側に送信する。この時、車両側には、マイクロ波受信用の受信アンテナを備えた受信装置が設けてあり、送信装置から受信した画像データを車両の運転席などにある画像モニタに表示させるよう構成されている。
By the way, in the on-vehicle monitor system of
しかし、上記した従来の車上モニタシステムにおいては、地上側の送信装置から車両側の受信装置に対して、常に適正な映像送信が行われていることが前提であり、送信装置から映像が送信できないような異常事態が発生することは想定していない。
例えば、何らかの原因によって、地上側の送信装置から車両側の受信装置への映像送信が突然途切れてしまった場合には、車両側の乗務員または運転士がホームの安全確認を直接目視で行うか、または、車両側の乗務員または運転士が地上側（駅）の駅員に連絡を取り、至急ホームの安全確認を行うよう要請するといった緊急事態となってしまう。また、原因が送信装置側にあるのか受信装置側にあるのかわからず、復旧するまでに時間が掛かってしまうという問題があった。However, in the conventional on-vehicle monitor system described above, it is assumed that proper video transmission is always performed from the ground-side transmission device to the vehicle-side reception device, and video is transmitted from the transmission device. It is not envisaged that an unusual situation will occur.
For example, if the video transmission from the ground side transmission device to the vehicle side reception device is suddenly interrupted for some reason, the vehicle side crew member or driver will directly check the safety of the home directly, Or, an emergency situation occurs in which a crew member or driver on the vehicle side contacts a station member on the ground side (station) and requests to confirm the safety of the home immediately. In addition, there is a problem in that it takes time to recover without knowing whether the cause is on the transmission device side or the reception device side.
また、地上側の送信装置の送信アンテナから適正な映像送信が行われているかどうかを確認するには、送信アンテナの輻射電力を測定する方法がある。図９は、送信アンテナ（例えば、パッチアレイアンテナ）の輻射電力を測定する際の一般的な測定方法について説明するための図である。図９に示すように、送信アンテナ３２０の電力輻射面（図の手前側）前方に測定器３００のプローブ３１０を固定して送信アンテナ３２０からの輻射電力を測定するのが一般的な方法である。
しかし、プローブ３１０を使って送信アンテナ３２０の輻射電力を測定する場合、プローブ３１０を固定する位置（図のＸ、Ｙ、Ｚ方向）によって、測定する電力値が変動してしまう。また、温度変化によるプローブ３１０自身の物理的変動により、測定結果の再現性を得る事が困難であった。また、上記した地上側の送信装置内に図９のような測定手段を設けることは、装置の大型化に繋がり、費用面や使い勝手の面でデメリットとなってしまう。Further, in order to confirm whether or not proper video transmission is performed from the transmission antenna of the ground side transmission apparatus, there is a method of measuring the radiation power of the transmission antenna. FIG. 9 is a diagram for explaining a general measurement method when measuring the radiation power of a transmission antenna (for example, a patch array antenna). As shown in FIG. 9, it is a general method to measure the radiation power from the
However, when the radiation power of the
また、送信アンテナ３２０からの電波が波長の短いマイクロ波（特に、数ｍｍのミリ波）では、プローブ３１０の大きさが送信アンテナ３２０のビームパターンに影響してしまい、伝送距離やビーム範囲といった地上側の送信装置の性能自体を劣化させてしまうという問題がある。また、図９のように、プローブ３１０から測定器３００までの間を線材で接続すると、ミリ波成分の場合には、線材の大きな伝送損失特性により、数ｃｍの距離でも電力が激減する為、微小レベルの測定となる。そのため、正確性や安定性を確保した測定は困難となってしまう。
In addition, when the radio wave from the
また、例えば、送信アンテナがホーンアンテナの場合には、アンテナエレメントが一つであるため、位相の乱れが直接特性の劣化につながる。 Further, for example, when the transmitting antenna is a horn antenna, since there is one antenna element, phase disturbance directly leads to deterioration of characteristics.
本発明は、このような従来の事情に鑑みなされたものであり、送信アンテナの出力をアンテナ特性に影響を与えることなく正確かつ安定に検波することができるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of such conventional circumstances, and an object of the present invention is to enable accurate and stable detection of the output of a transmission antenna without affecting antenna characteristics.
上記目的を達成するための本発明の無線通信装置は、送信出力を複数のアンテナ素子に分散して送出するアレイアンテナを有するものであって、１又は互いに隣接する１以上の複数のアンテナ素子に対して当該アンテナ素子からの出力を結合し信号を検波する検波器を備え、前記検波器が前記アレイアンテナの表面に取り付けられていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, a wireless communication apparatus of the present invention has an array antenna that transmits a transmission output distributed to a plurality of antenna elements, and includes one or more adjacent antenna elements. On the other hand, a detector for detecting a signal by coupling an output from the antenna element is provided, and the detector is attached to the surface of the array antenna.
なお、前記検波器は、前記アンテナ素子からの出力を受信する受信用アンテナと、当該受信用アンテナで受信した電力に基づいて信号を検波する検波回路と、を備えていることが好ましい。
また、前記アレイアンテナがパッチアレイアンテナであり、前記検波器は、当該検波器の検波対象である前記１又は互いに隣接する１以上の複数のアンテナ素子を覆うように、前記パッチアレイアンテナ表面に取り付けられていることが好ましい。The detector preferably includes a receiving antenna that receives an output from the antenna element, and a detection circuit that detects a signal based on the power received by the receiving antenna.
Further, the array antenna is a patch array antenna, and the detector is attached to the surface of the patch array antenna so as to cover the one or more antenna elements adjacent to each other that is a detection target of the detector. It is preferable that
さらに、前記検波器は、前記パッチアレイアンテナの端部のアンテナ素子を検波対象とし、検波対象である前記１又は互いに隣接する１以上の複数のアンテナ素子の開口部のみを覆うように取り付けられていることが好ましい。
なお、前記検波器が前記複数のアンテナ素子への給電部から最も離れたアンテナ素子からの出力、又はそれを含めて検波することが好ましい。Furthermore, the detector is attached so that the antenna element at the end of the patch array antenna is a detection target, and covers only the openings of the one or more adjacent one or more antenna elements that are detection targets. Preferably it is.
In addition, it is preferable that the detector detects an output including or including an output from an antenna element farthest from a power feeding unit to the plurality of antenna elements.
また、前記検波器による検波結果に基づいて異常を検出する異常検出部と、前記異常検出部が異常を検出するとアラームを出力するアラーム出力部と、をさらに備えることが好ましい。
なお、前記異常検出部は、前記検波器が検波した信号の電圧値と、予め保持している基準電圧値とを比較し、電圧異常を検出すると、アラームを出力することが好ましい。It is preferable to further include an abnormality detection unit that detects an abnormality based on a detection result by the detector, and an alarm output unit that outputs an alarm when the abnormality detection unit detects an abnormality.
The abnormality detection unit preferably compares the voltage value of the signal detected by the detector with a reference voltage value held in advance, and outputs an alarm when a voltage abnormality is detected.
また、前記異常検出部は、送信信号を保持し、前記検波器が検波した信号の信号内容と、前記送信信号とを比較し、送信異常を検出すると、アラームを出力することが好ましい。 The abnormality detection unit preferably holds a transmission signal, compares the signal content of the signal detected by the detector with the transmission signal, and outputs an alarm when a transmission abnormality is detected.
また、上記目的を達成するための本発明の無線通信装置は、送信出力を複数のアンテナ素子に分散して送出するアレイアンテナを有する無線通信装置であって、１又は互いに隣接する１以上の複数のアンテナ素子に対して当該アンテナ素子からの出力を結合し信号を検波する検波器と、前記検波器による検波結果に基づいて異常を検出する異常検出部と、前記異常検出部が異常を検出するとアラームを出力するアラーム出力部と、を備えたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, a wireless communication apparatus of the present invention is a wireless communication apparatus having an array antenna that transmits a transmission output distributed to a plurality of antenna elements, and is one or more than one adjacent to each other. A detector for detecting the signal by coupling the output from the antenna element to the antenna element, an anomaly detecting unit for detecting an anomaly based on a detection result by the detector, and the anomaly detecting unit detecting an anomaly And an alarm output unit for outputting an alarm.
本発明によれば、送信アンテナの出力をアンテナ特性に影響を与えることなく正確に且つ安定して検波することができる。 According to the present invention, the output of the transmission antenna can be detected accurately and stably without affecting the antenna characteristics.
＜実施形態１＞ 以下に、本発明の実施形態１に係る無線通信システムについて、映像監視システムを例にあげて図面を参照して説明する。
本発明の実施形態１に係る映像監視システムは、ホームを視野として撮像した映像をホームに停車中の列車に無線伝送し、当該映像を列車の運転席等に設置されたモニタに表示させ、列車の車両内でホームの安全確認を行う従来の映像監視システムに対して、ホーム側から映像を無線送信する無線通信装置の送信アンテナの出力を検波し、当該検波結果に基づいて、駅舎内の管理装置に対してアラームを送出することにより、駅員がホームの安全確認に素早く対応できるようにするものである。<
The video monitoring system according to the first embodiment of the present invention wirelessly transmits a video captured with a home as a field of view to a train parked at the home, and displays the video on a monitor installed in a driver's seat of the train. For the conventional video surveillance system that checks the safety of the home in the vehicle, the output of the transmission antenna of the wireless communication device that wirelessly transmits the video from the home side is detected, and the inside of the station building is managed based on the detection result By sending an alarm to the device, the station staff can quickly respond to the safety check of the platform.
〔映像監視システムの制御構成〕
本発明の実施形態１に係る映像監視システムの制御構成について、図１を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態１に係る映像監視システムの構成の一例を示すブロック図である。
本発明の実施形態１に係る映像監視システムは、図１に示すように、ホーム５００の所望の場所に設置され、ホーム５００を視野にした映像を撮像する監視カメラ５０と、監視カメラ５０で撮像した映像をエンコーダでエンコードし、エンコードした映像信号をＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換する管理装置４０と、管理装置４０から入力された映像信号を例えば６０ＧＨｚの電波に変調し送信する無線通信装置（１）２０と、無線通信装置（１）２０の送信アンテナ２１の輻射面側に取り付けられ、アンテナ２１の輻射電力を検波する検波ユニット（検波器）１０と、列車２００の車両２０１内に設置され、無線通信装置（１）２０の送信アンテナ２１から無線送信された映像信号を受信アンテナ２１１で受信して復調処理する無線通信装置（２）２１０と、無線通信装置（２）２１０から入力された映像信号をデコードし、アナログの映像信号を出力するデコーダ２２０と、デコーダ２２０から入力された映像信号を表示するモニタ２２０とから構成される。
次に、本発明の実施形態１に係る映像監視システムにおいて、従来の構成と異なる検波ユニット１０、無線通信装置（１）２０、並びに管理装置４０の制御構成及び動作について、図を参照して詳細に説明する。[Control configuration of video surveillance system]
A control configuration of the video surveillance system according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a video surveillance system according to
As shown in FIG. 1, the video surveillance system according to the first embodiment of the present invention is installed at a desired location in a
Next, in the video monitoring system according to the first embodiment of the present invention, details of the control configuration and operation of the
〔検波ユニット１０の制御構成及び動作〕
本発明の実施形態１に係る検波ユニット１０の制御構成及び動作について、図２、図３を参照して詳細に説明する。
図２は、本発明の実施形態１に係る検波ユニット１０の構成を示すブロック図である。また、図３は、検波ユニット１０の外観を示す斜視図であり、（ａ）は表面を、（ｂ）は背面を示す。
検波ユニット１０は、図２及び図３に示すように、部品を実装するための基板１１と、検波を行う検波部１２と、信号出力用の同軸コネクタ１８と、検波部１２に駆動電源を給電する多極コネクタ１９とで構成されている。また、基板１１の背面には開口部１１ａが設けてあり、表面に実装した検波部１２のアンテナ部１２ａが背面から目視できる構造となっている。なお、アンテナ部１２ａは送信アンテナ２１からの送信電波を受信できるものであればどのような構成のものでもよく、例えばパッチアレイアンテナでもよいし、導線を備えたものでもよい。
また、基板１１の四隅には、検波ユニット１０を無線通信装置（１）２０の受信アンテナ２１にネジ止めするための貫通穴１１ｂが設けてある。なお、図３の１１０は検波部１２部分をシールドするためのシールド板であり、図２では省略している。[Control Configuration and Operation of Detection Unit 10]
The control configuration and operation of the
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the
As shown in FIGS. 2 and 3, the
In addition, through
次に、検波部１２の具体的な回路構成と検波ユニット１０の動作について説明する。
図２に示すように、検波ユニット１０では、基板１１の開口部１１ａより入力された送信アンテナ２１からの電波をアンテナ部１２ａが受信する。検波ユニット１０では、電波を例えばパッチアレイアンテナで形成したアンテナ部１２ａで受信した後、増幅器１２ｂで所定の値まで増幅する。増幅した電力は、抵抗１５とダイオード１４とキャパシタ１６で構成した検波回路部１３で直流成分として抽出される。抽出された直流成分は、抵抗１７により、同軸コネクタ１８と整合され、同軸コネクタ１８より信号出力として後述する無線通信装置（１）２０のベースバンド処理部２６に出力される。この時、増幅器１２ｂは、多極コネクタ１９より電源が給電されることで動作する。Next, a specific circuit configuration of the
As shown in FIG. 2, in the
なお、検波部１２では、後述する無線通信装置（１）２０の送信アンテナ２１（パッチアレイアンテナ）からの出力の一部をアンテナ部１２ａで受信して結合した信号を検波している。そこで、無線通信装置（１）２０の送信アンテナ２１の任意のアンテナ素子に検波部１２を直接接続することも考えられるが、送信アンテナ２１はアレーアンテナであり、複数のアンテナ素子が互いに接続されて構成されているために、検波部１２を直接接続した場合には、接続されるアンテナ素子にインピーダンスの変動（負荷変動）が生じて、本来各アンテナ素子から送出されるべき出力のバランスが崩れるので、結合されるアンテナ素子の負荷変動があまり生じないように空間的な結合とすることがより最良である。
そこで、本実施例では、送信アンテナ２１の任意のアンテナ素子の出力をアンテナ部１２ａで受信することを結合の一実施例として説明する。Note that the
Therefore, in this embodiment, a case where the output of an arbitrary antenna element of the
次に、検波ユニット１０内での検波処理について、図４を参照して説明する。
図４は、検波ユニット１０の検波部１２での処理を説明するための信号波形図である。
アンテナ部１２ａで受信する電波が搬送波の場合には、検波回路部１３通過時に高周波成分がキャパシタで除去され、図４（ａ）に示すような包絡線成分のみが検波電圧として同軸コネクタ１８から出力される。
また、アンテナ部１２ａで受信する電波が振幅変調（ＡＳＫ変調）波の場合には、検波回路部１３通過時に高周波成分がキャパシタで除去され、図４（ｂ）に示すような包絡線成分が同軸コネクタ１８に出力される。Next, the detection process in the
FIG. 4 is a signal waveform diagram for explaining processing in the
When the radio wave received by the
When the radio wave received by the
〔無線通信装置（１）２０の制御構成及び動作〕
次に、無線通信装置（１）２０の制御構成について、図５及び図６を参照して詳細に説明する。
図５は、本発明の実施形態１に係る無線通信装置（１）２０の構成を示すブロック図である。また、図６は、本発明の実施形態１に係る無線通信装置（１）２０の送信アンテナ２１の外観を示す斜視図であり、電力輻射面である表面を示す。
無線通信装置（１）２０は、図５に示すように、データ入出力のインタフェース部２８と、ＣＰＵ２４、メモリ２５、増幅部２７、及び信号変換手段２６ａ，信号比較手段２６ｂを有するベースバンド処理部２６からなる制御部２３と、送信アンテナ２１と、逓倍器、変調器（ＭＯＤ）、増幅器及びフィルタを有する送信部２２と、受信アンテナ３１と、逓倍器、ミキサ、低雑音増幅器及びフィルタを有する受信部３０と、ＩＦ帯検波部２９とを含んで構成され、送信と受信を同時に行う。[Control Configuration and Operation of Wireless Communication Device (1) 20]
Next, the control configuration of the wireless communication device (1) 20 will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the wireless communication device (1) 20 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 6 is a perspective view showing the external appearance of the transmitting
As shown in FIG. 5, the wireless communication device (1) 20 includes a data input /
また、本実施例の送信アンテナ２１は、図６に示すように、複数のアンテナ素子から構成され、送信出力を複数のアンテナ素子に分散して送出するパッチアレイアンテナである。図６は送信アンテナ２１の外観を示すものであるが、図中の横９行、縦１６列に配列された小さな長方形の開口部それぞれに一つずつアンテナ素子が配置されている。つまり、本例では送信アンテナ２１は１４４個のアンテナ素子を備えている。また、送信アンテナ２１は、例えば約１００ｍｍ×約１００ｍｍの大きさであり、周囲に検波ユニット１０を取り付けるための複数のネジ穴２１ａを有している。
なお、送信アンテナ２１は、パッチアレイアンテナに限らず、複数個の放射素子を直線状、平面状、或いは曲面状などに配列したスロットアレイアンテナ、スリットアレイアンテナ、ホーンアレイアンテナ、またはレンズアレイアンテナ等のアレイアンテナでも良い。これらのアンテナの場合も検波ユニット１０はアンテナ表面に検波対象の複数のアンテナ素子を覆うように取り付けられる。Further, as shown in FIG. 6, the
The
次に、無線通信装置（１）２０の動作について、詳細に説明する。
管理装置４０からインタフェース部２８に入力されたデジタルの映像信号は、制御部２３のベースバンド処理部２６にてベースバンド信号に変換され、送信部２２の変調器に入力される。一方、送信部２２は、図示しない発振器から発振する基準信号を逓倍し、フィルタによりスプリアスを減衰させた後、搬送波信号として変調器に入力され、このとき変調器で搬送波信号はベースバンド信号により変調されたＲＦ信号として送信アンテナ２１より送信される。また、無線通信装置（２）２１０より受信したＲＦ帯の受信信号は受信アンテナ３１を介して受信部３０に入力され、図示しない発振器から受信部３０に入力された後に逓倍されフィルタによりスプリアスが除去された搬送波信号とミキサにより混合した後、ＩＦ信号としてＩＦ検波部２９へ入力される。ＩＦ検波部２９へ入力されたＩＦ信号からベースバンド信号を抽出し増幅した後、ベースバンド処理部２６へ入力され、インタフェース部２８へ出力される。
なお、ベースバンド処理部２６では、上記一連の動作中に、受信部３０からベースバンド処理部２６を通過したベースバンド信号の履歴をメモリ２５に記録し保持する。保持した受信履歴データは、管理装置４０より、インタフェース部２８経由でＣＰＵ２４にアクセスがあり、メモリ２５に保持したデータの送信要求があった場合に、ベースバンド処理部２６からインタフェース部２８経由で、管理装置４０にデータを送出する。Next, the operation of the wireless communication device (1) 20 will be described in detail.
The digital video signal input from the
The
また、無線通信装置（１）２０では、電波が送信アンテナ２１から輻射されたとき、送信アンテナ２１の輻射面側に取り付けられた検波ユニット１０が送信電力の一部を受信し、ＲＦ帯の検波部１２によって検波信号を抽出する。抽出した検波信号は電圧としてベースバンド処理部２６に入力された後、ＣＰＵ２４は、かかる電圧に基づいて、送信アンテナ２１からの送信異常があるか否かを判断する。例えば、ＣＰＵ２４は、入力された電圧値の所定時間における平均値を算出し、予め設定された電圧レベルと比較することで異常を検出する。ＣＰＵ２４は、電圧の上限値と下限値を保持している場合、かかる平均値が上限値と下限値の範囲内か否かを判断し、範囲内であれば正常と判断する一方、範囲外であれば異常と判断する。なお、ＣＰＵ２４は、上限値あるいは下限値のいずれか一方のみを予め保持しており、その値以上か、あるいは、以下かに基づいて異常を検出してもよい。
そして、ＣＰＵ２４は、異常と判断すると、インタフェース部２８経由で、管理装置４０にアラーム信号を送出する。このように、無線通信装置（１）２０は、電圧値に基づいて送信アンテナ２１の送信異常を検波ユニット１０への入力電波の種類に係わらず確実に検出することができ、アラームを出力できる。In the wireless communication device (1) 20, when a radio wave is radiated from the
If the
また、上記一連の動作中に、ＣＰＵ２４はベースバンド部から出力した送信ベースバンド信号と、検波ユニット１０からの検波信号とを比較することで、信号内容（０、１の内容）に基づいて異常を判断してもよい。つまり、ＣＰＵ２４はベースバンド処理部２６を通過した送信ベースバンド信号をメモリ等に格納しておき、検波ユニット１０からの検波信号をベースバンド処理部２６に戻し、一致するか否か比較処理する事で、送信データを送信回路上で誤って送信しているか否かを判断する。このとき、送信ベースバンド信号がベースバンド処理部２６を通過した時間と、その後増幅部２７、送信部２２、アンテナ２１、アンテナ１２ａ、検波ユニット１０を介して再びベースバンド処理部２６にまで戻ってくるまでの時間差（遅延時間）は、予め算出、あるいは、実験等にて確認しておくことで、ＣＰＵ２４は遅延時間を考慮して２つの信号（送信ベースバンド信号と検波信号）を比較する。そして、ＣＰＵ２４は信号内容が異常と判断すると、インタフェース部２８経由で、管理装置４０にアラーム信号を送出する。このように、無線通信装置（１）２０は、検波ユニット１０への入力電波が振幅変調波の場合には、信号内容に基づいて異常を検出するので、送信アンテナ２１からの送信電力に異常が無い場合であっても送信内容に異常があれば送信異常として検出することができ、より確実に送信異常を検出することができる。
なお、本発明において、上述したＣＰＵ２４の電圧に基づく異常検出処理と、信号内容に基づく異常検出処理は、いずれか一方のみを実施してもよく、ＣＰＵ２４は検波ユニット１０による検波結果に基づいて異常を検出する異常検出部、異常検出に基づいてアラームを出力するアラーム出力部として機能する。In addition, during the above series of operations, the
In the present invention, only one of the abnormality detection process based on the voltage of the
ここで、無線通信装置（１）２０の送信アンテナ２１への検波ユニット１０の取り付け方について、図７を参照して説明する。
図７は、本発明の実施形態１に係る無線通信装置（１）２０の送信アンテナ２１への検波ユニット１０の取り付け方を説明するための説明図であり、（ａ）は電力輻射面である表面を、（ｂ）は電力給電面である背面を示す。
無線通信装置（１）２０の送信アンテナ２１に検波ユニット１０を取り付ける場合、検波ユニット１０における測定が安定にかつ正確に実施できるよう、送信アンテナ２１表面に固定とする。なお、表面に固定することで、アンテナ素子とアンテナ部１２aとの距離が固定されるので、常に安定した測定が可能になる。
そして、送信アンテナ２１が、図６のようなパッチアレイアンテナで、２５６のアンテナ素子で３０ｄＢｉの利得を持ち、大きさが縦約１００ｍｍ×横約１００ｍｍmm程度のアンテナの場合、図７に示すように、送信アンテナ２１の電力給電部２１ｂから所定距離以上離れた位置、好ましくは最も離れた位置にネジ６０１で検波ユニット１０を取り付けるようにする（図では３箇所ネジ止め）。また、後述するが、送信アンテナ２１に検波ユニット１０を取り付けると、検波ユニット１０の背面に設けた基板１１の開口部１１ａが送信アンテナ２１の４素子分のアンテナ素子の開口部を覆うこととなる。また、検波ユニット１０を取り付ける場所は、電力給電部２１ｂから所定距離以上離れた位置、好ましくは最も離れた位置であれば、送信アンテナ２１の左上、右上、または左下に取り付けるようにしても構わない。なお、送信アンテナ２１の左上または右上に取り付ける場合は、検波ユニット１０の上下方向を逆にして取り付ける。
ここで、所定距離とは、送信アンテナ２１のビーム特性や利得特性が要求されている性能を下回らない範囲の距離である。これにより、効率の良い検波が可能になる。つまり、パッチアレイアンテナは、給電点を起点にすべてのアンテナ素子が連結されて構成されている。そのため、給電点から離れた位置の方がアンテナのビーム特性や利得特性への影響を少なくすることができる。さらに、複数のアンテナ素子の結合が途中で切断してしまい送信異常が起こることが想定されるが、給電点からより離れた位置で検出する程、より高確率で結合異常による送信異常を検出することができる。Here, how to attach the
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining how to attach the
When the
When the transmitting
Here, the predetermined distance is a distance in a range where the beam characteristics and gain characteristics of the transmitting
また、送信アンテナ２１の輻射方向、つまり、送信アンテナ２１前面を検波ユニット１０で覆う場合、全アンテナ素子のうち、検波ユニット１０が覆うアンテナ素子数は、全アンテナ素子のうちの約３〜５％以下であることが好ましい。つまり、検波ユニット１０が覆うアンテナ素子数（好ましくは、検波ユニット１０が検波対象とする、１又は互い隣接する複数のアンテナ素子の数）は、送信アンテナ２１のビーム特性や利得特性が所望の性能を満たす範囲、つまり、送信アンテナ２１の送信範囲、送信方向、送信出力に影響を与えない範囲の数としている。これにより、ビーム特性や利得特性に影響を及ぼすことなく、確実に検波することができる。本実施例では、４素子分を検波ユニット１０で覆うようにしている。この時、送信アンテナ２１から出力された電力のうち４／２５６相当の電力が検波ユニット１０に入力される。これは送信アンテナ２１の利得が約２０ｄＢ低下した値であり、送信アンテナ２１への給電が１０ｄＢｍとすれば、１０ｄＢｉの利得で輻射された電力が、数ｍｍの空間で２０ｄＢ程度減衰して検波ユニット１０に−１０ｄＢｍ相当の電力が入力されることになる。この時の検波出力を、検波ユニット１０内で増幅し、数ボルトの電圧として検知し、無線通信装置（１）２０単体の動作状態や、システムでの稼働状況のモニタに役立てることができる。
さらに、検波ユニット１０は、送信アンテナ２１表面の端部に取り付けられることが好ましく、より好ましくは４隅のうちの給電点から最も遠い位置に取り付けられていることが好ましい。検波ユニット１０を端部に取り付けることにより、送信アンテナ２１のビーム特性及び利得特性への影響を低減できる。Further, when the radiation direction of the
Furthermore, the
なお、本実施例では、図７（ａ）に示すように、検波ユニット１０で送信アンテナ２１の検波対象である４素子分のアンテナ素子の開口部を覆っているが、それ以外のアンテナ素子の開口部には掛からないようにしている。これにより、送信アンテナ２１のビーム特性や利得特性への影響を低減することができる。
また、図２及び図３で説明したように、検波ユニット１０の背面には基板１１の開口部１１ａがあり、図７（ａ）では、この開口部１１ａが送信アンテナ２１の４素子の開口部と対向し、かつ、開口部１１ａが送信アンテナ２１の４素子の開口部を包含する関係にある。つまり、検波ユニット１０のアンテナ部１２ａが送信アンテナ２１の４素子分の開口部と対向する位置関係にある。このように、検波ユニット１０の開口部１１ａは、検波対象の１又は互いに隣接する複数のアンテナ素子が収まるように構成され、より好ましくは検波対象のアンテナ素子のみが収まるように構成されている。そのため、送信アンテナ２１のビーム特性や利得特性への影響を抑えつつ正確且つ安定な検波を実現できる。
以上説明した検波ユニット１０の送信アンテナ２１への取り付けは、本実施例では送信アンテナ２１の端部にネジ穴を設け、検波ユニット１０をネジ止めすることにより実現しているが、ネジ止め以外の方法でも良い。In this embodiment, as shown in FIG. 7A, the
2 and 3, the back surface of the
The mounting of the
〔管理装置４０の制御構成及び動作〕
次に、管理装置４０の構成について、図８を参照して説明する。
図８は、本発明の実施形態１に係る管理装置４０の構成を示すブロック図である。
管理装置４０は、データ入出力のインタフェース部４５と、各部の制御を行う制御部４１と、監視カメラ５０から伝送された映像をエンコードするエンコーダ４２と、無線通信装置（１）２０の送信状態を表示する表示部４３とを含んで構成される。[Control Configuration and Operation of Management Device 40]
Next, the configuration of the
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of the
The
次に、管理装置４０の動作について、詳細に説明する。
管理装置４０は、無線通信装置（１）２０に対して、定期的に機器の状態を問い合わせ、問い合わせに対する応答結果に基づき、無線通信装置（１）２０からの映像送信が正常である場合は表示部４３のランプを緑に点灯させ、また、無線通信装置（１）２０からの映像送信に異常がある場合は赤く表示させる。Next, the operation of the
The
〔映像監視システムの動作〕
次に、本発明の実施形態１に係る映像監視システムの動作について、図１を参照して 詳細に説明する。
ホーム５００上、列車２００への乗降状況をホーム５００内に設置された監視カメラ５０で撮像する。撮像した映像は管理装置４０内のエンコーダ４２に伝送され、エンコーダ４２にてアナログのＮＴＳＣ（National Television Standards Committee）やＰＡＬ（Phase Alternation by Line）といったアナログ映像信号からイーサネット（登録商標）形式のデジタル映像信号に変換され、図示しないＬＡＮを介してミリ波（６０ＧＨｚ）の無線通信装置（１）２０へ入力される。無線通信装置（１）２０に入力されたデジタル映像信号は、６０ＧＨｚの電波に変調され、列車２００の車両２０１の運転席に設置されたミリ波（６０ＧＨｚ）の無線通信装置（２）２１０で受信される。無線通信装置（２）２１０で受信した電波は、装置内の図示しない復調部で復調処理され、図示しないＬＡＮを介してデコーダ２２０に入力される。デコーダ２２０は、伝送されたイーサネット形式のデジタル映像信号をアナログの映像信号に変換してデコードし、モニタ２３０に出力する。モニタ２３０はデコーダ２２０から入力されたホームの映像を画面上に表示する。なお、上記のＬＡＮ区間では、映像データはパケット化されており、パケットの伝送品質を維持するため、伝送結果をＡＣＫ／ＮＡＣＫで確認等を行うため、双方向の送受信回線を形成する。この時、伝送品質の状況については、各装置の制御部においてパケットを監視確認することで、画像伝送が不能なら、その状況を表示部へ示す。従来は回線の“接”と“断”程度しか分からない。[Operation of video surveillance system]
Next, the operation of the video monitoring system according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
The boarding / alighting state of the
上述した動作は、従来の映像監視システムと同様の動作であって、本実施形態１の映像監視システムでは、管理装置４０の制御部４１は、無線通信装置（１）２０に対して、定期的に機器の状態を問い合わせ、無線通信装置（１）２０からの映像送信が正常である場合は表示部４３のランプを緑に点灯させ、また、無線通信装置（１）２０からの映像送信に異常がある場合は赤く表示させる。
つまり、検波ユニット１０が、無線通信装置（１）２０で無線送信した電波をアンテナ出力端で検波して、検波した結果を基に無線通信装置（１）２０で送信状態を判断し、判定結果を管理装置４０の制御部４１へ伝送する。このとき、送信状態が異常であれば無線通信装置（１）２０は、管理装置４０からのポーリング問い合わせに対して異常である旨を送信し、管理装置４０は受信した結果を判断し表示部４３のランプに示す。駅員は、この表示部４３を見ることで、正しく送信が為されているか確認することができる。
また、無線通信装置（１）２０の制御部２３が、ログとして異常検出結果を保持しておくことにより、事後にログを確認することで、送信異常があったことを知ることができる。The above-described operation is the same as that of the conventional video monitoring system. In the video monitoring system of the first embodiment, the
That is, the
Further, the
以上のように構成することで、以下のような効果を得ることができる。
本発明の実施形態１によれば、送信アンテナの出力をアンテナ特性に影響を与えることなく検波することができる。
そして、かかる検波結果に基づいてアラームを出力することが可能になる。
また、当該無線通信装置で測定した結果を基に駅員に緊急事態の発生を容易に通報することができ、駅員がホームの安全確認に素早く対応することが可能な映像監視システムを提供することができる。With the configuration described above, the following effects can be obtained.
According to the first embodiment of the present invention, the output of the transmission antenna can be detected without affecting the antenna characteristics.
An alarm can be output based on the detection result.
In addition, it is possible to provide a video monitoring system that can easily notify the station staff of the occurrence of an emergency based on the measurement result of the wireless communication device, and that the station staff can quickly respond to the safety check of the home. it can.
ここで、本発明に係るシステムや装置などの構成としては、必ずしも上記に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。
例えば、上述した実施形態では、無線通信装置（１）２０の制御部２３が検波ユニット１０の検波結果に基づいて異常を検出し管理装置４０にアラームを出力するように構成した。しかし、かかる制御部２３の機能を、管理装置４０や無線通信装置（１）２０の別筺体の装置が備えるように構成してもよい。これによっても上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々なシステムや装置として提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、映像監視システムだけでなく、データを伝送する無線通信システム全般に広く適用することが可能なものである。
また、本発明に係るシステムや装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等のハードウェア資源を備えたコンピュータが、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に永続的に格納されたプログラムを実行することにより、制御される構成が用いられてもよい。また、当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウェア回路として構成されてもよい。Here, the configuration of the system or apparatus according to the present invention is not necessarily limited to the configuration described above, and various configurations may be used.
For example, in the above-described embodiment, the
The present invention can also be provided as, for example, a method or method for executing the processing according to the present invention, a program for realizing such a method or method, or a recording medium for recording the program. It is also possible to provide various systems and devices.
The field of application of the present invention is not necessarily limited to the above-described fields, and can be widely applied not only to video surveillance systems but also to all wireless communication systems that transmit data.
Further, as various processes performed in the system and apparatus according to the present invention, for example, a computer having hardware resources such as a processor and a memory executes a program permanently stored in a computer-readable recording medium. By doing so, a controlled configuration may be used. In addition, each functional unit for executing the processing may be configured as an independent hardware circuit.
１０：検波ユニット、１１：基板、１１ａ：開口部、１１ｂ：貫通穴、１２：検波部、１２ａ：アンテナ部、１２ｂ：増幅器、１３：検波回路部、１４：ダイオード、１５：抵抗、１６：キャパシタ、１７：抵抗、１８：同軸コネクタ、１９：多極コネクタ、２０：無線通信装置（１）、２１：送信アンテナ、２１ａ：ネジ穴、２１ｂ：電力給電部、２２：送信部、２３：制御部、２４：ＣＰＵ、２５：メモリ、２６：ベースバンド処理部、２６ａ：信号変換手段、２６ｂ：信号比較手段、２７：増幅部、２８：インタフェース部、２９：ＩＦ検波部、３０：受信部、３１：受信アンテナ、４０：管理装置、５０：監視カメラ、４０：管理装置、４１：制御部、４２：エンコーダ、４３：表示部、４４：メモリ、４５：インタフェース部、５０：監視カメラ、１１０：シールド板、２００：列車、２０１：車両、２１０：無線通信装置（２）、２１１：受信アンテナ、２２０：デコーダ、２３０：表示モニタ、２４０：運転士、３００：測定器、３１０：プローブ、３２０：送信アンテナ、５００：ホーム、６０１：ネジ。 10: detection unit, 11: substrate, 11a: opening, 11b: through hole, 12: detection unit, 12a: antenna unit, 12b: amplifier, 13: detection circuit unit, 14: diode, 15: resistor, 16: capacitor , 17: resistor, 18: coaxial connector, 19: multipolar connector, 20: wireless communication device (1), 21: transmission antenna, 21a: screw hole, 21b: power feeding unit, 22: transmission unit, 23: control unit 24: CPU, 25: memory, 26: baseband processing unit, 26a: signal conversion unit, 26b: signal comparison unit, 27: amplification unit, 28: interface unit, 29: IF detection unit, 30: reception unit, 31 : Receiving antenna, 40: management device, 50: monitoring camera, 40: management device, 41: control unit, 42: encoder, 43: display unit, 44: memory, 45: interface unit, 5 : Surveillance camera, 110: shield plate, 200: train, 201: vehicle, 210: wireless communication device (2), 211: receiving antenna, 220: decoder, 230: display monitor, 240: driver, 300: measuring instrument, 310: probe, 320: transmitting antenna, 500: home, 601: screw.
Claims (9)
隣接する複数のアンテナ素子からの出力を結合し信号を検波する検波器を備え、
前記検波器は、前記パッチアレイアンテナの表面に前記隣接する複数のアンテナ素子を覆うように固定して取り付けられ、前記隣接する複数のアンテナ素子の開口部を覆う開口部を有していることを特徴とする、無線通信装置。 A wireless communication device having a patch array antenna that distributes and transmits transmission output to a plurality of antenna elements,
Comprising a detector for detecting the combined signal output of the multiple antennas element or found that Sessu next,
The detector is fixedly attached to the surface of the patch array antenna so as to cover the plurality of adjacent antenna elements, and has an opening that covers the openings of the plurality of adjacent antenna elements. A wireless communication device.
当該受信用アンテナで受信した電力に基づいて信号を検波する検波回路と、を備えていることを特徴とする、請求項１記載の無線通信装置。 The detector includes a receiving antenna for receiving outputs from the plurality of adjacent antenna elements;
The wireless communication apparatus according to claim 1, further comprising: a detection circuit that detects a signal based on electric power received by the reception antenna.
前記異常検出部が異常を検出するとアラームを出力するアラーム出力部と、を備えたことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の無線通信装置。 An anomaly detector that detects an anomaly based on a detection result by the detector;
The wireless communication apparatus according to claim 1, further comprising: an alarm output unit that outputs an alarm when the abnormality detection unit detects an abnormality.
前記無線通信装置は、The wireless communication device
隣接する複数のアンテナ素子からの出力を結合し信号を検波する検波器と、A detector for detecting signals by combining outputs from a plurality of adjacent antenna elements;
前記検波器による検波結果に基づいて異常を検出する異常検出部と、An anomaly detector that detects an anomaly based on a detection result by the detector;
前記異常検出部が異常を検出するとアラームを出力するアラーム出力部と、を備え、An alarm output unit that outputs an alarm when the abnormality detection unit detects an abnormality, and
前記検波器は、前記パッチアレイアンテナの表面に前記隣接する複数のアンテナ素子を覆うように固定して取り付けられ、前記隣接する複数のアンテナ素子の開口部を覆う開口部を有し、The detector is fixedly attached to the surface of the patch array antenna so as to cover the adjacent antenna elements, and has an opening that covers the openings of the adjacent antenna elements,
前記管理装置は、前記アラーム出力部から前記アラームを受信すると、前記表示部の表示を変更することを特徴とする、無線通信システム。The wireless communication system, wherein the management device changes the display of the display unit when receiving the alarm from the alarm output unit.
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