JPS63318826A - 無線装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野１ 本発明は、送信器と受信器との間で電波によって送受信
を行う無線装置に関するものである。

［背景技術１ 最近においては、電波を用いた無線装置が屋内で使用さ
れるようになっており、このような無線ｉｆｆとしては
、例えばワイヤレスチャイムやワイヤレス表示板などが
ある。

ところで、屋内においては電波の反射物体が多く存在す
るため、干渉９回折、吸収等が頻繁に起こる。このため
、屋内の電波の伝搬特性は複雑なものになっている。一
般には、電波の到達範囲は、壁など造営面の反射、吸収
、透過により自由空間における電波到達範囲よりは狭く
なり、更にこの範囲内においての反射波の干渉等によっ
て電波が極端に弱められたヌル・ポイントが多数存在し
てν・る。また、この電波の到達範囲やヌル・ポイント
の形状及び位置は環境により大きく異なる。このヌル・
ポイントが存在すると、電波の伝搬不能領域が生じ、無
線装置の設置場所が規制される問題があった。

この欠点を軽減する一つの手段としで、スペース・ダイ
バーシチ方式がある。′受信側にこの方式を適用した場
合、複数のアンテナを互いに相関係数が小さくなるよう
に空間に離して配置し、それらで別々に受信した信号を
合成したり、あるいはアンテナを切り換えて受信したり
して用いる。２本の受信アンテナを用いた場合、相関係
数が小さくなるような空間的配置とするためには、少な
くとも数分の１波長程度の間隔が必要であり、例えば４
分の１波長隔てるならば、３００ＭＨｚにおいては２５
ｃｍ程度隔てる必要があり、このため、装置の小型化は
困難となる。また、送信側にこの方式を用いた場合にも
、同様のアンテナ配置上の制約から小型化が困難となる
。

他の方法としては、周波数ダイバーシチ方式がある。し
かし、この方式では同一の信号を２つ以上の周波数に乗
せて通信を行うため、アンテナ及び送受信回路系を夫々
複数系統要したり、あるいは広い周波数帯域を要するた
め、高価となる問題がある。

また、更に他の方法としては、偏波ダイバーシチ方式が
ある。この方式は９０°異なった偏波の受信アンテナで
別々に受信したり、あるいは互いに９０’異なった偏波
の送信アンテナで送信したりするものである。このアン
テナとして（土ル−プ状あるいはグイボール状のアンテ
ナが使用されていた。これらのアンテナの指向性は、あ
る特定面と平行な面内では全方向で、一定方向のみの直
線偏波を発生している。しかし、９０°異なる偏波を利
用するように同一種のアンテナを設置すると、同一面で
の指向性は８の子持性となって、全方向性とはならない
。従って、各偏波方向によって電波到達範囲の形状が異
なり、偏波ダイバーシチ効果のある範囲が狭くなる。ま
た、送信あるいは受信アンテナの一方を固定し、他方に
おいては９０°異なる偏波を送信（受Ｍ）した場合、固
定された側のアンテナは、特定方向のみの偏波しか送信
（受信）できないため、通常９０°異なる偏波に対して
は、極端に低い送信（受Ｍ）レベルとなり、偏波グイバ
ーシチ効果はあまり期待できない。ところで、屋内にお
いては電波の反射で偏波の傾きが変化するため、特定方
向の偏波しか送信（受信）できなくでも屋内においては
若干改善されるが、それでもなおレベル差が存在し、偏
波グイバーシチ効果を期待できない場合が多い。

つまり、上述の従来の屋内での電波伝搬特性に起因する
ヌル・ポイントの存在を軽減する方法では、屋内で使用
される無線装置としては充分ではなかった。

［発明の目的］ 本発明は上述の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、ヌル・ポイントを減少させて電波の
伝搬不能領域を減少させ、しかも小型化及びコストの軽
減が可能な無Ｍ装置を提供することにある。

［発明の開示１ （構成） 本発明は、送信器と受信器との間で電波によって送受信
を行う無＃ｉ　Ｗｔ　ｆｉ！であって、絶縁体を挟んで
導体板である地板とアンテナ素子とを積層し、上記アン
テナ素子の一端面を短絡板にて地板に連結し、アンテナ
素子の適宜位置を給電点とするアンテナを複数個備える
と共に、上記夫々のアンテナを方向を変えて配設し、夫
々のアンテナを時分割にて切り換えて送信回路あるいは
受信回路に接続する切換手段を備えたものであり、絶縁
体を挟んで導体板である地板とアンテナ素子とを積層し
、上記アンテナ素子の一端面を短絡板にて地板に連結し
、アンテナ素子の適宜位置を給電点とするアンテナを用
いることにより、無指向性に近い放射あるいは受信特性
を得ることができるようにし、このアンテナを複数個備
えると共に、夫々のアンテナを方向を変えて配設し、切
換手段にて夫々のアンテナを時分割にて切り換えて送信
回路あるいは受信回路に接続することにより、異なる偏
波を同時に放射あるいは受信して、無指向性に近い状態
でありながら、各偏波毎に指向性を持ち、その偏波の角
度を複数個のアンテナに毎に切り換えて放射あるいは受
信して、屋内の造営面による反射。

回折、吸収などにて生じるヌル・ポイントを軽減できる
ようにし、しかも従来の他のヌル・ポイント対策を施し
た装置に比べれば比較的に小型で安価とできるようにし
たものである。

（実施例） 本発明の一実施例を第１図乃至第８図に基づいて説明す
る。本実施例では２個のアンテナを備えた無線装置につ
いて説明する。このアンテナ１は、絶縁体（本実施例で
は空気）を挟んで導体板である地板２とアンテナ素子３
とを対設し、上記アンテナ素子３の一端を短絡板４にて
地板２に連結し、アンテナ素子３の適宜位置を給電点と
したものであり、第１図に示すように夫々のアンテナ１
の方向を９０°変えて配設しである。なお、本実施例で
は夫々のアンテナ１の地板２を一体にしである。

上記アンテナ１は、第２図に示すように、切換子Ｊ＝ｆ
ｆｉ　６によって時分割にて切り換えて送信回路５（あ
るいは受信回路）に交互にｅａされる。この切換手段６
の具体回路を第３図に示す。この切換手段６は、送信器
５出力を分岐した夫々の分岐路にダイオードＤ、、Ｄ２
を挿入し、このダイオード［）＋１Ｄ２を交互に順バイ
アスして導通制御し、送信器５と夫々のアンテナ１とを
交互に接続するものである。ダイオードＤ、に直接にア
ンテナ切換信号Ｓ１を加え、ダイオードＤ２にこのアン
テナ切換信号Ｓ１をインバータ■１にて反転した出力を
加えるようにしである。なお、チタークフイルＬ、−Ｌ
。

は、このラインからの高周波信号成分の漏れを軽減する
ために挿入され、コンデンサＣ８〜Ｃ１は直流カット用
のコンデンサである。この切換手段６出力は夫々給電線
７にて上記アンテナ素子３の給電点に接続される。

上記アンテナ１単体の放射パターンは次のようになる。

第４図（ａ）に示すようにＸＹＺ軸をとって、第４図（
ｂ）〜（ｄ）の（イ）に示すようにアンテナ１を大地８
に対して設置し、大地８に水平な面方向での放射電界強
度を垂直、水平両偏波について測定すると、夫々第４図
（ｂ）〜（ｄ）の（ロ）に示すようになった。なお、図
中の実線が垂直偏波、破線が水平偏波の電界強度を示す
。第４図（ｂ）〜（ｄ）の（ロ）にて示すように、各面
において垂直あるいは水平偏波のどちらかがほぼ円状で
あるか、あるいはＸ−Ｙ面のように互いに補完しあって
、その結果円状に近い形状をとっている。つまり、この
アンテナ１は無指向性アンテナに近いものであることが
分かる。従来のグイポールやループ系のアンテナは、あ
る一定面に対して水平面のみ全方向性のため、屋内の使
用に際しては階上への伝搬が一般的には不利となるが、
本実施例のアンテナ１では比較的良好に伝搬される効果
が期待できる。また、グイボール系のアンテナでは、導
電性の壁面に設置した場合、壁から概ね１／８波長以内
に設置すると、アンテナゲインの低下を招く。３００Ｍ
Ｈｚ程度の周波数の場合、１０数ａｍ程度となるから、
無線装置の薄型化が困難である。一方、本実施例のアン
テナ１は、同様の匪離に設置する場合、壁面に地板２が
平行であれば、アンテナゲインの低下がなく、壁への密
着が可能である。

次に、ある建物の屋内での直線方向での本実施例のアン
テナ１による受信電圧分布を観測した結果を第５図に示
す。第５図（ａ）〜（ｄ）の（イ）はアンテナ１の設置
状態を示し、（ロ）に測定結果を示す。

第５図（ａ）〜（ｄ）の（ロ）の縦軸は、受信アンテナ
（固定）で受信できた電圧（単位ｄＢμＶ）であり、横
軸は掃引距離を示す。なお、第５図（ａ）〜（ｄ）の（
イ）の矢印は受信アンテナ１の見通し方向を示す。また
、受信アンテナ１は第５図（ｅ）に示すように固定して
設定してあり、図中矢印にて示す方向が送信アンテナ１
からの見通し方向である。また、第５図（ａ）〜（ｃｌ
）においては、掃引の基点及び方向。

距離はいずれも同一であり、送信器の出力パワーも一定
である。この場合において、受信器の最低受信入力電圧
を一１５ｄＢμＶとすると、第５図（ａ）〜（ｄ）の（
ロ）中の斜線にて示す部分において、受信不能となるこ
とが分かる。ここで、第５図（ａ）。

（ｂ）の合成、あるいは第５図（ｃ）、（ｄ）の合成を
考えてみる。単純に第５図（ａ）ｔ（ｂ）、及び第５図
（Ｃ）、（ｄ）を重ね合わせると、第６図のようになる
。送イδ器の送信において、同一データを上記切換手段
６にて切り換え、第５図（＆）、（ｂ）あるいは第５図
（Ｃ）。

（ｄ）のアンテナ１の組み合わせで時分割で繰り返し送
信してやれば、上記線方向の強度分布は第５図（ａ）、
（ｂ）あるいは第５図（ｅ）、（ｄ）のように切り換わ
り、そのいずれかの状態時に受信可能であれば、データ
伝送可能であるから、実効的な受信強度は、第６図（ａ
）？（１＋）の太線に示すようになる。従って、この場
合、この線上での受信不能領域はなくなり、大きな改善
効果が得られる。この例が全てを代表する訳ではないが
、一般に屋内においてこれと同様の効果があると考えら
れる。なお、この効果は偏波グイパーシナの一種と考え
ることができる。

但し、ここで使用するアンテナ１の放射パターンが、上
述のように９０°異なる偏波を同時に放射して、エネル
ギー的にみると無指向性に近い状態でありながら、各偏
波毎に指向性を持ち、その偏波の角度を２つの７ンテナ
１によって切り換えて放射しているため、従来の単純な
偏波グイパーシナとは異なる。また、本実施例で＋ｉ、
ヌル・ポイント対策を施さない場合に比べては、切換手
段６、アンテナ１が夫々余分に必要となり、しかも切換
手段６のアンテナ切換信号を作成する回路も必要となる
が、従来の他のヌル・ポイント対策を施した装置に比べ
れば比較的に小型で安価に実現可能である。さらに寸法
的には、物理的に２個のアンテナを配置するので、アン
テナ１そのものの大きさが問題になるが、アンテナ素子
３に受動素子を装荷することにより、波長に対するアン
テナ寸法比を充分に小さく（１／１０波長以下）するこ
とが可能である。例えば、第７図（ａ）に示すように、
短絡板４の幅を狭（することで、等側内にインダクタン
スを装荷したことになり、アンテナ素子３を小さくする
ことができ、同図（ｂ）に示すように、アンテナ素子３
端部と地板２との間にキャパシタ（コンデンサ）９を装
荷しても、アンテナ素子百を小さくできる。

ところで、上述の実施例においては、単純に物理的に２
個のアンテナ１を並べただけであるが、＃ＩＩ８図（ａ
）に示すように、アンテナ索子３の直交する２辺の両方
に線状に近い短絡板４１＝４２を設け、同図（ｂ）に示
すように電気的にこの短絡板４、。

４２を切換手段１０によって地板２に時分割にて交互に
切換接続してやれば、外観上１つのアンテナであるもの
の実質上直交する２つのアンテナとして動作するため、
スペース的には１／２以下になる。従って、小型化が可
能である。

以上、送信側にアンテナを２つ設けた場合について説明
したが、この組み合わせるアンテナの向きの相対関係は
、ここで述べた組み合わせ以外でも構わ、ないし、その
数も２つとは限らず複数であっても良い。また、受信側
にて同様の構成としても同じ効果が期待できる。

［発明の効果Ｊ 本発明は上述のように、送信器と受信器との間で電波に
よって送受信を行う無線！！置であって、絶縁体を挟ん
で導体板である地板とアンテナ素子とを積層し、上記ア
ンテナ素子の一端面を短絡板にて地板に連結し、アンテ
ナ素子の適宜位置を給電点とするアンテナを複数個備え
ると共に、上記夫々のアンテナを方向を変えて配設し、
夫々のアンテナを時分割にて切り換えて送信回路あるい
は受信回路に接続する切換手段を備えたものであり、絶
縁体を挟んで導体板である地板とアンテナ素子とを積層
し、上記アンテナ素子の一端面を短絡板にて地板に連結
し、アンテナ素子の適宜位置を給電点とするアンテナを
用いることにより、無指向性に近い放射あるいは受信特
性を得ることができ、このアンテナを複数個備えると共
に、夫々のアンテナを方向を変えて配設し、切換手段に
て夫々のアンテナを時分割にで切り換えて送信回路ある
いは受信回路に接続することにより、異なる偏波を同時
に放射あるいは受信して、無指向性に近い状態でありな
がら、各偏波毎に指向性を持ち、その偏波の角度を複数
個のアンテナに毎に切り換えて放射あるいは受信して、
屋内の造営面による反射。

回折、吸収などにで生じるヌル・ポイントを軽減でき、
しかも短絡板を線状としたりキャパシタを装荷すること
により小型化が可能であり、また従来の他のヌル・ポイ
ント対策を施した装置に比べれば複数個のアンテナを切
換接続するだけであるから、回路構成が簡単になり、比
較的に安価とできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の外観斜視図、第２図は同上
の概略構成図、第３図は同上の切換手段の具体回路図、
第４図乃至第６図は同上のアンテナの特性説明図、第７
図（ａ）、（ｂ）はアンテナの形状の小型化の説明図、
第８図（ａ）、（ｂ）は本発明の他の実施例の外観斜視
図及び概略構成図である。 １はアンテナ、２は地板、３はアンテナ素子、４は短絡
板、５は送信回路、６は切換手段である。 代理人　弁理士　石　１）長　七 Ｑ　　　　　　　　　　　　　　　　℃第５図 第６図 （ｂ） 第７図 （ａ）　　　　　　　　　　（ｂ） 第８図 （ａ） 中　　　　　　　（ｂ） 手続術ロ止キｆ冨：（自発） 昭和６２年７月３１日 昭和６２年特許Ｎ！４第１５４８２２号２、発明の名称 無線装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出顆人 住　所　大阪府門真市大字門真１０４８番地名称（５８
３）松下電工株式会社 代表者　　藤　井　貞　夫 ４、代理人 郵便番号　５３０ 住　所　大阪市北区梅田１丁目１２番１７号５．３正命
令の日付 自　　発 ６、補正により増加する発明の数　なし７、補正の対象
　　図面 第５図 （ａ）　　　　（ロ） （ｂ　）　　　（０＞ （０）　　　（ロ） 第５図 （ｄ）（０） （ｅ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）送信器と受信器との間で電波によって送受信を行
   う無線装置であって、絶縁体を挟んで導体板である地板
   とアンテナ素子とを積層し、上記アンテナ素子の一端面
   を短絡板にて地板に連結し、アンテナ素子の適宜位置を
   給電点とするアンテナを複数個備えると共に、上記夫々
   のアンテナを方向を変えて配設し、夫々のアンテナを時
   分割にて切り換えて送信回路あるいは受信回路に接続す
   る切換手段を備えて成ることを特徴とする無線装置。
2. （２）上記アンテナ及び切換手段を送信器あるいは受信
   器のいずれか一方が備えて成る特許請求の範囲第１項記
   載の無線装置。