JP2000261354A - 通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】携帯無線機の送信アンテナと誘導線とを接触さ
せなくても、音声等を携帯無線機から基地局へ適正に伝
送することができる通信システムを提供する。 【解決手段】本発明の通信システムは、基地局と、前記
基地局に接続された誘導無線信号を伝送するための誘導
線路と、前記基地局から前記誘導線路へ送出された第１
の誘導無線信号を受信する受信部と、誘導無線信号より
も周波数が高い空間波信号を生成して放射する送信部と
を有する携帯通信装置と、前記送信部から放射された空
間波信号を受信する第２受信部と、この第２受信部にて
受信された空間波信号から第２の誘導無線信号を生成
し、この第２の誘導無線信号を前記基地局へ伝送するた
めに前記誘導線路へ向けて送出する生成部とを有する信
号生成装置とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として鉄道施設
に適用される通信システムに関し、例えば、地下鉄の鉄
道車両の乗務員や線路等の保守作業員等が携帯通信装置
を用いて基地局と通信を行うための通信システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、鉄道施設に適用される通信技術の
１つには、基地局(運転指令室)と運行中の鉄道車両との
間で音声等の通信を行うための誘導無線通信があり、主
として地下鉄道に広く利用されている。

【０００３】図４は、従来における誘導無線の通信シス
テムの概略構成図である。図４に示すように、通信シス
テムは、運転指令所１に接続された基地局２と、基地局
２から線路に沿って設置された複数の誘導線３，誘導線
３間に挿入され各誘導線３の設置場所におけるインピー
ダンス整合をとる中間結合器４，及び誘導線３の終端に
接続される終端抵抗器５からなる誘導線路と、線路上を
走行する鉄道車両に搭載された移動局車上装置６から構
成されている。

【０００４】移動局車上装置６は、音声の送受信用のア
ンテナ箱７と信号線を通じて接続されており、アンテナ
箱７は、誘導線３と電磁結合可能な位置に夫々配置され
る受信アンテナ８及び送信アンテナ９を収容している。

【０００５】音声が運転指令所１から鉄道車両へ伝送さ
れる場合、運転指令所１にて発せられた音声は、基地局
２にて誘導無線周波数ｆ１(例えば１８０ＭＨｚ)の誘導
無線周波数信号(信号Ｓ１)に変調された後、誘導線３に
送出される。誘導線３を伝送される信号Ｓ１は、電磁誘
導によって受信アンテナ８に受信され、移動局車上装置
６にて音声信号に復調され、復調された音声信号に応じ
た音声が鉄道車両にて出力される。

【０００６】一方、音声が鉄道車両から運転指令所１へ
伝送される場合、鉄道車両にて発せられた音声は、移動
局車上装置６にて誘導無線周波数ｆ２(例えば１５５Ｍ
Ｈｚ)の誘導無線周波数信号(信号Ｓ２)に変調され、送
信アンテナ９から送出され、電磁誘導によって誘導線３
に受信される。その後、信号Ｓ２は、誘導線路を通じて
基地局２に受信され、基地局２にて音声信号に変換(復
調)され、この音声信号に応じた音声が運転指令所１に
て出力される。以上の構成によって、運転指令所１と移
動局車上装置６との間で音声を相互に送受信することが
できる。

【０００７】通常の運行状態では、音声通信が上記構成
を用いて運転指令所１と鉄道車両との間で行われる。こ
れに対し、鉄道車両の故障等の事故が発生した場合、鉄
道車両の乗務員は、鉄道車両を停止させた後、車外に出
て車両点検等を行う必要がある。この場合、乗務員は、
図４に示す携帯無線機１０を所持して車外に出た後、携
帯無線機１０を用いて運転指令所１との間で点検に係る
相互連絡を行う。

【０００８】図４に示すように、携帯無線機１０は、受
信アンテナ１１と送信アンテナ１２とを有している。受
信アンテナ１１は、地上基地局２から誘導線３に送出さ
れる信号Ｓ１を受信することによって運転指令所１から
の音声を受信する。一方、送信アンテナ１２は、伸縮自
在なアンテナ棒(絶縁棒)１３の先端に取り付けられてお
り、誘導線３に直接引っ掛けることが可能となってい
る。

【０００９】携帯無線機１０から運転指令所１へ音声が
伝送される場合、乗務員は、送信アンテナ１２を誘導線
３に引っかけて両者を接触させた後、携帯無線機１０の
マイクロホンへ向かって音声を発する。すると、携帯無
線機１０にて、マイクロホンから入力された音声信号が
変調された信号Ｓ２が生成され、信号Ｓ２が送信アンテ
ナ１２から誘導線３に伝達され、誘導線３及び地上基地
局２を通じて運転指令所１へ伝送される。

【００１０】このように、携帯無線機１０は、送信アン
テナ１２を誘導線３に接触させる構成を有しているの
で、信号Ｓ２の利用効率を高めることができる。これに
よって、携帯無線機１０の電源(バッテリ)の容量，即ち
バッテリのサイズ及び重量の小型化・軽量化が図られ、
携帯無線機１０本体の小型化・軽量化が図られている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た携帯無線機１０は、送信アンテナ１２と誘導線３とを
接触させて信号Ｓ２を伝達することを前提とする。この
ため、携帯無線機１０から出力される信号Ｓ２は、移動
局車上装置６から出力される信号Ｓ２よりも弱くなって
いる。

【００１２】このため、送信アンテナ１２を誘導線３に
引っかけるべき適当な場所がない場合等、両者を適正に
接触させることができない状態，或いは両者を接触させ
ない状態で信号Ｓ２を送信しなければならない場合に
は、両者の電磁結合が適正になされないために誘導線３
が十分に信号Ｓ２を受信できず、運転指令所１が信号Ｓ
２に応じた音声を適正に受信できないことがあった。

【００１３】従って、乗務員が携帯無線機１０を用いて
運転指令所１と通信を行う場合には、乗務員は誘導線３
の近傍にいなければならなかった。また、乗務員が移動
しながら携帯無線機１０を用いて運転指令所１と通信を
行うことが困難となっていた。これらのことに鑑み、携
帯無線機１０の信号Ｓ２の出力を強くしようとすると、
バッテリが大型化するため、携帯無線機１０本体が大型
化してしまい、その利便性(携帯性，取扱性等)や点検作
業の効率が低下する問題があった。

【００１４】また、一般に、誘導無線信号の周波数は１
０〜２５０ｋＨｚであり、ＶＨＦ，ＵＨＦ帯等の信号に
比べて周波数が低く波長が長い。このため、携帯無線機
１０の送信アンテナ１２は大きく(長く)ならざるを得な
いので、携帯無線機１０は全体として大きくなってしま
い、その取り扱いが不便となっていた。

【００１５】上記した問題は、線路，電力線，通信線等
の工事の作業員が携帯無線機１０を所持して運転指令所
１との間で連絡をとりつつ工事を行う場合にも生じてい
た。本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、携
帯通信装置の送信アンテナと誘導線とを接触させなくて
も、音声等を携帯通信装置から基地局へ適正に伝送する
ことができ、且つ携帯通信装置の利便性を高めることが
できる通信システムを提供することを課題とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した課題
を解決するために以下の構成を採用する。即ち、本発明
は、通信システムである。この通信システムは、(１)基
地局と、(２)前記基地局に接続され、誘導無線信号を伝
送するための誘導線路と、(３)前記基地局から前記誘導
線路へ送出された第１の誘導無線信号を受信する受信部
と、誘導無線信号よりも周波数が高い空間波信号を生成
して放射する送信部とを有する携帯通信装置と、(４)前
記送信部から放射された空間波信号を受信する第２受信
部と、この第２受信部にて受信された空間波信号から第
２の誘導無線信号を生成し、この第２の誘導無線信号を
前記基地局へ伝送するために前記誘導線路へ向けて送出
する生成部とを有する信号生成装置とを備えたことを特
徴とする。

【００１７】本発明の通信システムによると、携帯通信
装置から基地局へ例えば音声を伝送する場合には、携帯
通信装置から音声信号を変換した空間波信号が生成され
放射される。この音声信号は、信号生成装置の第２受信
部によって受信され、第２の誘導無線信号に変換され、
誘導線路へ送出される。これによって、第２の誘導無線
信号が誘導線路を通じて基地局に受信される。

【００１８】ここに、誘導無線信号とは、電磁誘導によ
って空間を伝播される信号であり、電波法第４４条第４
項に規定された誘導式通信設備にて利用される周波数
(１０〜２５０ｋＨｚ)を持つ信号である。一方、本発明
における空間波信号は、誘導無線信号よりも高い周波数
(２５０ｋＨｚを上回り且つ電波法で規定された３００
０ＧＨｚ以下の周波数)を有する信号であり、例えば、
ＶＨＦ，ＵＨＦ帯の信号が用いられる。

【００１９】本発明における空間波信号は、誘導無線信
号よりもその送信範囲が広いので、従来のように、携帯
無線機の送信アンテナと誘導線とを接触させるような作
業を行わなくても、携帯通信装置から基地局へ音声信号
等を適正に伝送することができる。

【００２０】また、同じ電源又は同じ容量の電源を用い
て誘導無線信号と空間波信号とを夫々出力する場合、そ
の送信範囲は空間波信号の方が広い。従って、従来の携
帯無線機に採用されていたバッテリを用いても、携帯通
信装置から送信される信号の送信範囲を広げることがで
きる。従って、携帯通信装置のバッテリを大型化する必
要がない。

【００２１】さらに、本発明における空間波信号は、誘
導無線信号よりも波長が短いので、送信アンテナを小さ
く(短く)形成することができる。この点でも、携帯通信
装置の小型・軽量化を図ることができる。

【００２２】携帯通信装置は、例えば携帯無線機(携帯
電話)である。また、基地局へ伝送される対象には、音
声の他，文字や図形等の画像データも含まれる。本発明
による通信システムは、前記誘導線路が複数の誘導線と
前記誘導線間又は前記誘導線の末端に設けられる結合器
とを含み、前記信号生成装置が前記結合器に接続される
ように構成されていても良い(請求項２に対応)。このよ
うにすれば、既に設置されている誘導線路を構成する結
合器に信号生成装置を接続することで、本発明における
携帯通信装置を利用することが可能となる。

【００２３】結合器と信号生成装置とを接続する場合に
は、前記信号生成装置が結合器と一体に形成される(１
つの筐体内に収容される)ように構成するのが好まし
い。このようにすれば、既に設置されている誘導線路を
構成する結合器を、結合器と信号生成装置とが一体とな
った装置に交換することで、本発明における携帯通信装
置を利用することが可能となる。

【００２４】また、本発明による通信システムは、前記
誘導線路が鉄道車両の走行する線路に沿って設けられ、
前記信号生成装置が鉄道車両に搭載される構成となって
いても良い(請求項３に対応)。この場合には、携帯通信
装置から発せられた音声等に対応する信号が鉄道車両を
経由して誘導線路に受信されることとなる。

【００２５】また、本発明による通信システムでは、前
記第２の誘導無線信号が鉄道車両から前記誘導線路を通
じて前記基地局へ伝送される誘導無線信号と同じ周波数
に設定されていても良い(請求項４に対応)。このように
すれば、従来の通信システムの構成を利用することがで
き、本発明による通信システムの導入を容易にすること
ができる。

【００２６】また、本発明の通信システムでは、信号生
成装置の動作電力が前記誘導線路を通じて前記信号生成
装置に供給されるように構成されていても良い(請求項
５に対応)。動作電力源(電源)は、誘導線路を通じて動
作電力を供給できる限り、適宜の場所に設けることが可
能であるが、基地局に設けるのが好ましい。

【００２７】また、本発明による通信システムでは、前
記信号生成装置が、前記誘導線路の結合器毎に設けら
れ、各信号生成装置の生成部が、入力された同期信号を
用いて空間波信号を第２の誘導無線信号に変換するよう
に構成されていても良い(請求項６に対応)。

【００２８】例えば、生成部が、空間波信号の周波数か
ら第２の誘導無線信号の周波数を減じた値の周波数を持
つ信号を同期信号を用いて生成し、空間波信号の周波数
から同期信号を用いて生成された信号の周波数を減じた
値を持つ信号を生成することによって空間波信号を第２
の誘導無線信号に変換する構成とする。

【００２９】このように構成すれば、１つの携帯通信装
置から発せられた空間波信号を複数の信号生成装置が受
信した場合にビートが発生することを防止することがで
きる。同期信号の発生源はどの場所にあっても良いが、
例えば基地局に設けるのが好ましい。

【００３０】また、本発明による通信システムでは、信
号生成装置を鉄道車両に搭載する場合、信号生成装置
が、前記第２受信部にて受信された空間波信号を復調す
る復調部をさらに有し、前記生成部が、前記復調部によ
って復調された信号を第２の誘導無線信号に変換し前記
誘導線路へ向けて送出する構成としても良い(請求項７
に対応)。

【００３１】この場合、信号生成装置が、前記復調部に
よって復調された信号と鉄道車両から前記基地局へ送信
すべき信号とを合成する合成部を更に有し、生成部が前
記合成部によって合成された信号を第２の誘導無線信号
に変換し前記誘導線路へ向けて送出する構成としても良
い。

【００３２】

〔実施形態１〕

《通信システムの構成》最初に、本発明の実施形態１に
よる通信システムの構成を説明する。

【００３３】〈全体構成〉図１は、実施形態１による通
信システムを示す全体構成図である。図１に示した通信
システムは、例えば地下鉄設備について適用されるもの
である。なお、図１において、従来の通信システムと同
様の構成については、図４と同一の符号を付してある。

【００３４】図１に示す通信システムは、運転指令所１
と、運転指令所１に接続された基地局(地上基地局装置)
２と、基地局２に接続された誘導線路と、移動局車上装
置６と、携帯通信装置としての携帯無線機１００と、信
号生成装置としての空間波受信機２３ａ〜２３ｃとから
なる。誘導線路は、複数の誘導線３と、誘導線３間に挿
入・接続された中間結合器４と、誘導線３の末端に接続
された終端結合器５とからなる。

【００３５】〈携帯無線機〉携帯無線機１００は、受信
部及び送信部からなる。受信部は、誘導無線用の受信ア
ンテナ１１と、受信アンテナ１１に接続された誘導無線
受信機(受信回路)１８と、受信回路１８に接続されたス
ピーカ１９とからなる。受信アンテナ１１は、音声信号
の変調により生成され基地局２から送出された誘導無線
周波数ｆ１の信号(信号Ｓ１：ｆ１＝１８０ｋＨｚ)を、
誘導線３から電磁誘導を用いて受信する。受信回路１８
は、受信アンテナ１１によって受信された信号Ｓ１を増
幅・復調することによって、信号Ｓ１から音声信号を生
成する。スピーカ１９は、受信回路１８によって復調さ
れた音声信号に応じた音声を外部に出力する。

【００３６】一方、携帯無線機１００の送信部は、マイ
クロホン２０と、マイクロホン２０に接続された空間波
送信機(送信回路)２１と、送信回路２１に接続された空
間波用の送信アンテナ２２とからなる。マイクロホン２
０は、携帯無線機１００の外部にて発せられた音声に応
じた音声信号を生成する。送信回路２１は、マイクロホ
ン２０によって生成された音声信号を変調・増幅するこ
とによって、所定の空間波周波数ｆ３を持つ信号(信号
Ｓ３)を生成する。送信アンテナ２２は、送信回路２１
によって生成された信号Ｓ３を電波として外部に放射す
る。本実施形態における信号Ｓ３は、ＵＨＦ帯(３００
ＭＨｚ〜３ＧＨｚ)におけるｆ３＝３２２ＭＨｚの信号
であり、携帯無線機１００から送信(放射)される信号Ｓ
３の送信範囲(送信距離)は、約２００ｍとなっている。

【００３７】〈中間結合器〉誘導線路をなす各中間結合
器４は、誘導線３の２線(ラインＬ１，ラインＬ２)間に
接続される整合変成器３３,３４と、誘導線３の２線間
と大地(アース：グラウンド線ＬＧ)との間に接続される
整合変成器３５と、各整合変成器３３〜３５の一次コイ
ルと二次コイルとの間に挿入されたローパスフィルタ
(ＬＰＦ)３６とを有している。各整合変成器３３〜３５
は、自身が接続された誘導線３を伝送される信号を一次
コイルと二次コイルとの間で変圧することによって、各
誘導線３の設置場所におけるインピーダンス整合をと
る。ＬＰＦ３６は、各整合変成器３３〜３５が低周波数
(商用周波数等)の交流や直流を通さないことに鑑みて設
けられている。なお、終端結合器５は、中間結合器４と
ほぼ同様の構成を有している。

【００３８】〈空間波受信機〉各空間波受信機２３ａ〜
２３ｃは、中間結合器４又は終端結合器５に付随設備さ
れており、中間結合器４又は終端結合器５と電気的に接
続されている。各空間波受信機２３ａ〜２３ｃは、同じ
構成を有しているので、例として空間波受信機２３ａに
ついて説明する。

【００３９】空間波受信機２３ａは、第２受信部として
の空間波用の受信アンテナ２４と、受信アンテナ２４に
接続された高周波増幅器２５と、高周波増幅器２５に接
続された生成部としての混合回路２６と、混合回路２６
に接続された局部発信回路２７と、混合回路２６に接続
された増幅器２８とを有している。

【００４０】受信アンテナ２４は、携帯無線機１００の
送信アンテナ２２から放射された信号Ｓ３を受信する。
増幅器２５は、受信アンテナ２４によって受信された信
号Ｓ３を増幅する。局部発信回路２７は、基地局２の同
期発信器４８から送出された同期信号Ｓ４を、所定の局
部発信周波数を持つ信号(局部発信周波数信号)に変換す
る。

【００４１】混合回路２６は、局部発信回路２７にて生
成された局部発信周波数信号を用い、高周波増幅器２５
によって増幅された信号Ｓ３を、所定の誘導無線通話受
信波の周波数(誘導無線周波数)ｆ２の信号(信号Ｓ２：
ｆ２＝１５５ｋＨｚ)に変換する。増幅器２８は、混合
回路２６にて生成された信号Ｓ２を増幅する。

【００４２】また、空間波受信機２３ａは、増幅器２８
及び中間結合器４(終端結合器５)内の誘導線３に接続さ
れた整合器２９と、局部発信回路２７及び中間結合器４
(終端結合器５)内の誘導線３に接続された整合器３０と
を有している。

【００４３】整合器２９は、増幅器２８の出力(信号Ｓ
２)を誘導線３にインピ―ダンス整合して接続するため
の整合変成器である。整合器３０は、誘導線３とアース
との間を伝送される基地局２の同期信号Ｓ４をインピー
ダンス整合して局部発信回路２７に接続するための整合
変成器である。また、各空間波受信機２３ａ〜２３ｃの
動作用電力(電源)は、高周波線輪３１,３２を介して誘
導線３から供給される。

【００４４】本実施形態では、各空間波受信機２３ａ〜
２３ｃは、４００ｍ以内の間隔をおいて設置されてい
る。このため、誘導線路の近傍に存する携帯無線機１０
０から送信された信号Ｓ３は、空間波受信機２３ａ〜２
３ｃのうちの少なくとも１つによって受信されるように
なっている。

【００４５】なお、図１では、各空間波受信機２３ａ〜
２３ｃは、中間結合器４や終端結合器５と別のブロック
で図示されているが、各空間波受信機２３ａ〜２３ｃの
構成が中間結合器４や終端結合器５の筐体内に収容され
る構成，即ち、空間波受信機と結合器とが一体に形成さ
れた構成としても良い。

【００４６】〈運転指令所〉運転指令所１は、移動局車
上装置６や携帯無線機１００に送信すべき音声を入力す
るためのマイクロホン４２と、移動局車上装置６や携帯
無線機１００から送信された音声を出力するスピーカ４
１とを有している。

【００４７】〈基地局〉基地局２は、送信回路と受信回
路とを備えている。基地局２の送信回路は、移動局車上
装置６や携帯無線機１００へ送信すべき音声に応じた信
号を誘導線３に送出するための回路である。送信回路
は、運転指令所１のマイクロホン４２に入力された音声
(信号)を信号Ｓ１に変調・増幅する送信部４３と、信号
Ｓ１を誘導線３に接続する(送出する)変成器４４と、各
空間波受信機２３の局部発信回路２７に与える同期信号
Ｓ４を生成・送出する同期信号発信器４８とからなる。

【００４８】同期信号Ｓ４は、１００ｋＨｚ〜２５０ｋ
Ｈｚの範囲の周波数を持つ信号から選択可能であり、本
実施形態では、同期信号発信器４８は、周波数ｆ４＝２
００ｋＨｚの同期信号Ｓ４を送出する。

【００４９】一方、基地局２の受信回路は、誘導線３か
ら信号Ｓ２を受信して音声に復調するための回路であ
る。受信回路は、誘導線３に接続され信号Ｓ２が入力さ
れる整合変成器３９と、整合変成器３９から入力された
信号Ｓ２を復調・増幅することによって信号Ｓ２から音
声信号を生成する音声復調増幅器４０とを備え、音声復
調増幅器４０にて生成された音声信号に応じた音声は、
運転指令所１のスピーカ４１から出力される。なお、整
合変成器３９は、上記した整合変成器３３〜３５と同じ
機能を持つ。

【００５０】また、基地局２は、誘導線３の断線を検知
するための検査電流を供給する直流電源４６と、各空間
波受信機２３の動作電力を供給する商用周波数の交流電
源４７と、直流電源４６から供給される直流及び交流電
源４７から供給される交流を誘導線３に夫々接続するＬ
ＰＦ４５とを備えている。上記構成によって、動作電力
が、交流電源４７からＬＰＦ４５，誘導線３及び高周波
線輪３１,３２を経て各空間波受信機２３ａ〜２３ｃに
供給される。これによって、各空間波受信機２３ａ〜２
３ｃは、動作用のバッテリを備える必要がなくなってい
る。なお、ＬＰＦ４５は、上記したＬＰＦ３６と同じ機
能を持つ。

【００５１】〈移動局車上装置〉移動局車上装置６は、
鉄道車両(図４参照)に搭載されている。移動局車上装置
６は、受信アンテナ８及び送信アンテナ９を収容したア
ンテナ箱７と信号線を介して接続されており、送信アン
テナ９と信号線を介して接続された誘導無線送信機１５
と、誘導無線送信機１５に接続されたマイクロホン１４
と、受信アンテナ８と信号線を介して接続された誘導無
線受信機１６と、誘導無線受信機１６に接続されたスピ
ーカ１７とを備えている。

【００５２】《通信システムにおける動作例》次に、上
述した通信システムにおける動作例を説明する。まず、
運転指令所１と携帯無線機１００との間で通信が行われ
る場合(携帯無線機１００の使用例)について説明する。

【００５３】運転指令所１のマイクロホン４２に音声が
入力されると、この音声に応じた音声信号が、基地局２
の送信変調回路４３によって信号Ｓ１に変換され、整合
変成器４４から誘導線３の２線(ラインＬ１，ラインＬ
２)と大地(グラウンド線ＬＧ)との間に伝達され送出さ
れる。信号Ｓ１は、誘導線３を伝送されるとともに、誘
導線３から電磁放射され、携帯無線機１００の受信アン
テナ１１によって受信される。

【００５４】携帯無線機１００では、受信アンテナ１１
によって信号Ｓ１が受信されると、受信回路が信号Ｓ１
から音声信号を生成し、生成された音声信号に応じた音
声がスピーカ１９から出力される。これによって、携帯
無線機１００を所持する乗務員や作業員は、運転指令所
１からの音声(指示や命令等)を聞くことができる。

【００５５】一方、携帯無線機１００のマイクロホン２
０から入力された音声信号は、送信回路２１によって信
号Ｓ３に変換され、送信アンテナ２２から放射される。
この信号Ｓ３は、空間波受信機２３ａ〜２３ｃのうちの
少なくとも１つの受信アンテナ２４によって受信され
る。

【００５６】受信アンテナ２４で受信された信号Ｓ３
(３２２ＭＨｚ)は、増幅器２５にて増幅された後、混合
回路２６に入力される。一方、各空間波受信機２３ａ〜
２３ｃには、基地局２の同期信号発信器４８から同期信
号Ｓ４(２００ｋＨｚ)が伝送されてきており、この同期
信号Ｓ４は、局部発信回路２７に入力される。

【００５７】すると、図２に示すように、局部発信回路
２７は、入力された同期信号Ｓ４を約１６１０倍するこ
とによって、局部発信周波数信号(ＭＩＸ入力周波数信
号：周波数３２１．８２５ＭＨｚ)を生成し、混合回路
(ＭＩＸ)２６に入力する。混合回路２６は、信号Ｓ３か
ら局部発信周波数信号を減じた信号，即ち(３２２．０
００−３２１．８２５)の周波数を持つ信号を生成す
る。これによって、周波数１５５ｋＨｚの信号，即ち信
号Ｓ２が生成される。

【００５８】混合回路２６によって生成された信号Ｓ２
は、増幅器２８で増幅され変成器２９を経て誘導線３に
送出される。誘導線３に送出された信号Ｓ２は、誘導線
路を通じて基地局２に伝送され、基地局２の整合変成器
３９を経て音声復調増幅器４０に入力され、音声復調増
幅器４０にて音声信号に復調され、この音声信号に応じ
た音声が運転指令所１のスピーカ４１から出力される。
このようにして、携帯無線機１００と運転指令所１との
問で双方向の音声の送受信(相互通話)が行われる。

【００５９】次に、運転指令所１と移動局車上装置６と
の間で通話を行う場合の動作例を説明する。この場合に
も、上述したように、運転指令所１にて発生された音声
に対応する信号Ｓ１が基地局２から誘導線３に送出さ
れ、誘導線３(誘導線路)を伝送されるとともに、誘導線
３(誘導線路)から電磁放射される。電磁放射された信号
Ｓ１は、移動局車上装置６に接続された受信アンテナ８
にて受信される。

【００６０】すると、誘導無線受信機１６が、受信アン
テナ８にて受信された信号Ｓ１に復調処理及び増幅処理
を施すことにより、信号Ｓ１から音声信号を生成する。
その後、この音声信号に応じた音声がスピーカ１７から
出力される。これによって、運転指令所１からの音声が
鉄道車両内にて出力される。これにより、鉄道車両の乗
務員は運転指令所１の音声を聞くことができる。

【００６１】一方、運転指令所１へ伝送すべき音声が移
動局車上装置６のマイクロホン１４に向かって発せられ
ると、当該音声に応じた音声信号(電気信号)がマイクロ
ホン１４から出力される。すると、誘導無線送信機１５
が、マイクロホン１４から出力された音声信号を変調・
増幅することによって、信号Ｓ２を生成する。送信アン
テナ９は、誘導無線送信機１５にて生成された信号Ｓ２
を電磁放射する。

【００６２】これによって、誘導線３が送信アンテナ９
から放射された信号Ｓ２を受信し、信号Ｓ２が基地局２
へ伝送される。その後、基地局２では、上述したよう
に、信号Ｓ２が音声信号に変換され、音声信号に応じた
音声が運転指令所１のスピーカ４１から出力される。こ
れによって、運転指令所１の指令所員は、鉄道車両の乗
務員の音声を聞くことができ、指令所員と乗務員との間
で双方向の同時送受話が可能となる。

【００６３】《実施形態１の作用》以上説明した本発明
による通信システムによると、携帯無線機１００が運転
指令所１へ伝送すべき音声を周波数ｆ３を持つ信号Ｓ３
に変換して放射し、空間波受信機２３ａ〜２３ｃのうち
の少なくとも１つが携帯無線機１００から信号Ｓ３を受
信し、信号Ｓ２に変換して基地局２へ伝送する。

【００６４】ここで、信号Ｓ３は、ＵＨＦ帯の信号であ
るので、信号Ｓ２よりもその送信可能範囲が広い。この
ため、携帯無線機１００の所持者は、従来のように、送
信アンテナを誘導線３と接触させる必要がない。

【００６５】従って、携帯無線機１００の所持者は、携
帯無線機１００の信号Ｓ３の送信可能範囲(空間波受信
機２３の信号Ｓ３の受信可能範囲)であれば、誘導線３
から離れていても運転指令所１との間で通話を行うこと
ができ、また、当該送信可能範囲であれば、移動しなが
ら運転指令所１との間で通話を行うこともできる。但
し、携帯無線機１００の所持者は、運転指令所１からの
音声を適正に受信するため、誘導線３から放射された信
号Ｓ１を受信アンテナ１１が適正に受信できる範囲にい
なければならない。

【００６６】また、ＵＨＦ帯の信号(空間波)は、同じ出
力による誘導無線信号に比べ、空間を伝達される距離が
長い。このため、従来の携帯無線機１０(図４参照)に搭
載されていたバッテリを用いて信号Ｓ３を送信アンテナ
２２から放射しても、信号Ｓ３は、従来の携帯無線機１
０から送信されていた信号Ｓ２よりも遠くまで伝達され
る。

【００６７】従って、携帯無線機１００のバッテリを従
来の携帯無線機１０に搭載されていたものよりも大きく
する必要がない。このため、携帯無線機１００の大型化
及び重量化を抑えることができる。また、信号Ｓ３は、
信号Ｓ２よりもかなり波長が短いので、送信アンテナ２
２を小型・軽量化することができる。

【００６８】これらによって、携帯無線機１００の小型
・軽量による利便性(携帯性，取扱性)の向上させること
ができるとともに、その取り扱いがさらに簡易となる
(送信アンテナと誘導線との接触作業が不要となる)こと
で、その利便性をさらに高めることができる。従って、
乗務員による点検作業や、作業員による工事等を従来に
比べて円滑に行うことができる。

【００６９】また、本発明による通信システムは、信号
Ｓ３を送信する携帯無線機１００を採用し、信号Ｓ３を
受信して信号Ｓ２に変換する空間波受信機２３を従来の
通信システム(図４参照)における中間結合器４又は終端
結合器５に接続することによって構成されているので、
その導入が容易である。

【００７０】このとき、各空間波送受信機２３ａ〜２３
ｃの電源を基地局２に設け、電源を商用周波数の交流と
しているので、誘導線３を通じて動作用電力を空間波送
受信機２３に与えることができる。このため、各空間波
受信機２３ａ〜２３ｃがバッテリ等を持たなくて良いの
で、バッテリ充電やバッテリ交換等の手間を要しなくて
済む。

【００７１】また、各空間波受信機２３ａ〜２３ｃで
は、同期信号Ｓ４を用いて信号Ｓ３が信号Ｓ２に変換さ
れる。この構成によれば、携帯無線機１００を一台と仮
定し、この携帯無線機１００からの信号Ｓ３を各空間波
受信機２３ａ〜２３ｃが受信した場合、各空間波受信機
２３ａ〜２３ｃは、１５５Ｈｚの信号Ｓ２を夫々出力す
ることとなる。従って、ビートの発生を防止することが
できる。

【００７２】なお、誘導線３の断線の検知に直流を用い
ているので、誘導線３において、空間波送受信機２３の
電源用の交流と断線検知用の直流とが干渉することを防
止することができる。また、これらの交流及び直流は、
高周波である信号Ｓ１〜Ｓ４とも干渉しない。

【００７３】なお、実施形態１では、取り付け作業の容
易性に鑑み、空間波受信機２３を中間結合器４や終端結
合器５に取り付けた構成としたが、空間波受信機２３
は、信号線及び電力供給線を介して誘導線３に直接接続
することも可能である。

【００７４】〔実施形態２〕次に、本発明の実施形態２
による通信システムを図３を参照して説明する。図３に
おいて、実施形態２は、以下の点で実施形態１(図１参
照)と異なる。即ち、空間波受信機２３が、各中間結合
器４及び終端結合器５から除かれている。また、実施形
態１における移動局車上装置６に代えて、移動局車上装
置１０１が採用されている。以上の点を除き、実施形態
２は、実施形態１とほぼ同じであるので、実施形態１と
共通する構成の説明は省略する。なお、図３において、
実施形態１と共通する構成については、図１と同じ符号
で示してある。

【００７５】移動局車上装置１０１は、アンテナ箱７を
有している。アンテナ箱７は、信号Ｓ３(周波数ｆ３＝
３２２ＭＨｚの信号)を受信する第２受信部としての受
信アンテナ５１と、信号Ｓ１(周波数ｆ１＝１８０ｋＨ
ｚの信号)を受信する受信アンテナ８と、受信アンテナ
５１にて受信された信号Ｓ３と受信アンテナ８にて受信
された信号Ｓ１とを効率良く整合するアンテナ整合器５
２と、信号Ｓ２(周波数ｆ２＝１５５ｋＨｚの信号)を送
信するための送信アンテナ９とを収容している。

【００７６】また、移動局車上装置１０１は、アンテナ
整合器５２及び信号線(アンテナケーブル)５３を介して
接続された分配器５４と、分配器５４が接続された空間
波受信機(復調部に相当)５５と、分配器５４が接続され
た誘導無線受信機１６と、誘導無線受信機１６が接続さ
れたスピーカ１７とを有している。分配器５４は、自身
に入力された信号Ｓ１を誘導無線受信機１６に入力し、
自身に入力された信号Ｓ３を空間波受信機５５に入力す
る。

【００７７】また、移動局車上装置１０１は、マイクロ
ホン１４と、マイクロホン１４及び空間波受信機５５が
接続された合成器(合成部に相当)５６と、合成器５６が
接続された誘導無線送信機(生成部に相当)１５とを有し
ており、誘導無線送信機１５は、信号線を介して送信ア
ンテナ９に接続されている。

【００７８】このように、実施形態２では、移動局車上
装置１０１及び受信アンテナ５１が本発明の信号生成装
置を構成する。次に、実施形態２の通信システムにおけ
る動作例を説明する。携帯無線機１００から運転指令所
１へ音声が伝送される場合、実施形態１と同様に、マイ
クロホン２０に入力された音声信号に対応する信号Ｓ３
が、送信アンテナ２２から放射される。

【００７９】送信アンテナ２２から放射された信号Ｓ３
は、受信アンテナ５１によって受信され、アンテナ整合
器５２及び信号線５３を経て分配器５４に入力される。
分配器５４は、信号Ｓ３を空間波受信機５５に入力す
る。空間波受信機５５は、分配器５４から入力された信
号Ｓ３を復調・増幅することによって音声信号に変換
し、合成器５６に入力する。

【００８０】また、合成器５６には、マイクロホン１４
から音声信号が入力されるが、携帯無線機１００の使用
時には、マイクロホン１４の図示せぬスイッチはＯＦＦ
とされる。但し、乗務員が必要に応じてマイクロホン１
４の図示せぬスイッチをＯＮとし、音声を入力すること
で、乗務員が運転指令所１と携帯無線機１００との通信
に割り込むことが可能となっている。

【００８１】合成器５６は、空間波受信機５５及びマイ
クロホン１４から夫々又は単独に入力された音声信号を
合成(多重)し、誘導無線送信機１５に入力する。誘導無
線送信機１５は、合成器５６から入力された音声信号を
変調・増幅することによって信号Ｓ２に変換し、アンテ
ナ箱７の送信アンテナ９に与える。送信アンテナ９は、
誘導無線送信機１５から出力された信号Ｓ２を電磁放射
する。

【００８２】すると、誘導線３が電磁誘導によって信号
Ｓ２を受信し、基地局２に伝送する。基地局２は、信号
Ｓ２を受信すると、信号Ｓ２を音声信号に変換し、音声
信号に応じた音声を運転指令所１のスピーカ４１(図１
参照)にて出力させる。これによって、携帯無線機１０
０から送信された音声は、移動局車上装置１０１を経由
して送信され、運転指令所１に伝達される。

【００８３】一方、運転指令所１から携帯無線機１００
へ音声が伝送される場合には、実施形態１と同様の動作
が行われる。このように、実施形態２による通信システ
ムにおいても、運転指令所１と携帯無線機１００との間
で双方向の同時通話が可能である。

【００８４】これに対し、運転指令所１から移動局車上
装置１０１へ音声が伝送される場合には、運転指令所１
にて発せられた音声に対応する信号Ｓ１が、基地局２か
ら誘導線路へ送出され、誘導線３を通じて伝送・電磁放
射される。

【００８５】すると、受信アンテナ８が信号Ｓ１を受信
する。受信された信号Ｓ１は、アンテナ整合器５２及び
信号線５３を通じて分配器５４に入力される。分配器５
４は、信号Ｓ１を誘導無線受信機１６に入力する。誘導
無線受信機１６は、入力された信号Ｓ１に応じた音声信
号を生成する。この音声信号に応じた音声は、スピーカ
１７から出力される。これによって、運転指令所１から
送信された音声が移動局車上装置１０１(鉄道車両)にて
出力される。

【００８６】一方、移動局車上装置１０１から運転指令
所１へ音声が伝送される場合には、実施形態１とほぼ同
様の動作が行われる。なお、運転指令所１から携帯無線
機１００へ音声が伝送される場合において、運転指令所
１からの音声に対応する信号Ｓ１の受信可能範囲に受信
アンテナ８が存しているときには、受信アンテナ８にて
信号Ｓ１が受信され、この信号Ｓ１に対応する音声がス
ピーカ１７から出力される。

【００８７】これによって、鉄道車両の乗務員は、運転
指令所１の指令所員から携帯無線機１００の所持者へ向
けて発せられた音声をスピーカ１７から聞くことがで
き、必要に応じてマイクロホン１４をＯＮにして両者の
通話に割り込むことができる。

【００８８】実施形態２による通信システムによれば、
各空間波受信機２３ａ〜２３ｃの代わりに移動局車上装
置１０１が信号Ｓ３を受信し、信号Ｓ２に変換して誘導
線３へ向けて送出する。従って、実施形態１とほぼ同様
の効果を得ることができる。但し、携帯無線機１００か
ら運転指令所１へ音声が伝送される場合には、鉄道車両
(受信アンテナ５１)が、携帯無線機１００の送信アンテ
ナ２２から放射される信号Ｓ３の送信範囲に存している
必要がある。

【００８９】なお、実施形態１の構成と実施形態２の構
成とは適宜組み合わせることが可能である。

【００９０】

【発明の効果】本発明の通信システムによれば、携帯通
信装置の小型軽量化を図ることができるので、その利便
性を高めることができる。従って、携帯通信装置を所持
して基地局との間で通話を行いつつ作業を行う者の作業
効率の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１による通信システムの構成
図

【図２】図１に示した各空間波受信機の動作説明図

【図３】本発明の実施形態２による通信システムの構成
図

【図４】従来の通信システムの構成図

【符号の説明】 Ｓ１〜Ｓ４ 信号 １ 運転指令所 ２ 基地局(地上基地局装置) ３ 誘導線 ４ 中間結合器 ５ 終端結合器 ６，１０１ 移動局車上装置 ７ アンテナ箱 ８，１１，２４，５１ 受信アンテナ ９，１２，２２ 送信アンテナ １０，１００ 携帯無線機 １３ アンテナ棒(絶縁棒) １４，２０，４２ マイクロホン １５ 誘導無線送信機 １６，１８ 誘導無線受信機 １７，１９，４１ スピーカ ２１ 空間波送信機 ２３，５５ 空間波受信機 ２５ 高周波増幅器 ２６ 混合回路 ２７ 局部発信回路 ２８ 増幅器 ２９，３０ 整合器 ３１，３２ 高周波線輪 ３３〜３５，３９ 整合変成器 ３６，４５ ローパスフィルタ(ＬＰＦ) ４０ 音声復調増幅器 ４３ 送信部 ４４ 変成器 ４６ 直流電源 ４７ 交流電源 ４８ 同期信号発信器 ５２ アンテナ整合器 ５３ 信号線(アンテナケーブル) ５４ 分配器 ５６ 合成器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5K012 AB02 AB12 AB17 AC02 AC08 AC10 AC12 AE02 BA03 BA04 5K067 AA42 BB05 DD25 EE02 EE06 EE10 EE39 GG01 GG11 KK01 KK17

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基地局と、 前記基地局に接続され、誘導無線信号を伝送するための
   誘導線路と、 前記基地局から前記誘導線路へ送出された第１の誘導無
   線信号を受信する受信部と、誘導無線信号よりも周波数
   が高い空間波信号を生成して放射する送信部とを有する
   携帯通信装置と、 前記送信部から放射された空間波信号を受信する第２受
   信部と、この第２受信部にて受信された空間波信号から
   第２の誘導無線信号を生成し、この第２の誘導無線信号
   を前記基地局へ伝送するために前記誘導線路へ向けて送
   出する生成部とを有する信号生成装置とを備えたことを
   特徴とする通信システム。
2. 【請求項２】前記誘導線路は、複数の誘導線と、前記誘
   導線間又は前記誘導線の末端に設けられる結合器とを含
   み、 前記信号生成装置は、前記結合器に接続されていること
   を特徴とする請求項１記載の通信システム。
3. 【請求項３】前記誘導線路は、鉄道車両が走行する線路
   に沿って設けられ、 前記信号生成装置は、鉄道車両に搭載されていることを
   特徴とする請求項１記載の通信システム。
4. 【請求項４】前記第２の誘導無線信号は、鉄道車両から
   前記誘導線路を通じて前記基地局へ伝送される誘導無線
   信号と同じ周波数に設定されていることを特徴とする請
   求項１〜３の何れかに記載の通信システム。
5. 【請求項５】前記信号生成装置の動作電力が前記誘導線
   路を通じて前記信号生成装置に供給されることを特徴と
   する請求項１，２，４の何れかに記載の通信システム。
6. 【請求項６】前記信号生成装置が、前記誘導線路の結合
   器毎に設けられ、 各信号生成装置の生成部が、入力された同期信号を用い
   て空間波信号を第２の誘導無線信号に変換することを特
   徴とする請求項１，２，４，５の何れかに記載の通信シ
   ステム。
7. 【請求項７】前記信号生成装置は、前記第２受信部にて
   受信された空間波信号を復調する復調部を更に有し、 前記生成部は、前記復調部によって復調された信号を第
   ２の誘導無線信号に変換し前記誘導線路へ向けて送出す
   ることを特徴とする請求項１，３，４の何れかに記載の
   通信システム。