JP2005244362A - ミリ波通信システム、ミリ波送信装置およびミリ波受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ミリ波帯の信号の伝搬路に配置される反射手段の初期方向を一人でも簡単に調整できるミリ波通信システム等を提供する。
【解決手段】ミリ波通信システム１００において、ミリ波送信装置１０１には発光手段１５が設けられ、また、ミリ波受信装置１０２には受光手段２５と報知手段２６が設けられる。ミリ波送信装置１０１とミリ波受信装置１０２との間に、信号波を反射すると共に、光を反射する反射板１０３が設けられる。反射板１０３の初期位置を調整する際に、発光手段１５からのレーザービームが反射板１０３に当たるように送信アンテナ１１の角度を調整し、次に、反射板１０３で反射したレーザービームが受信アンテナ２１に当たるよう反射板１０３の角度を調整する。この場合、レーザービームが受信アンテナ２１に当たると、報知手段２６により操作者に報知する。最後に、受信アンテナ２１を反射板１０３の方向に向けるように設置する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、障害物による遮断を回避することが可能なミリ波通信システム、ミリ波送信装置およびミリ波受信装置に関する。詳しくは、ミリ波送信手段には、反射手段を調整するための発光手段を設け、この発光手段は光線が信号波と同一方向に照射されるように送信アンテナの出力軸と平行に、接近して配置され、ミリ波送信手段とミリ波受信手段との間に、ミリ波送信手段から放射される信号波を反射すると共に、光を反射する反射手段が設けられ、この反射手段は、反射した信号波がミリ波受信手段に入射されるように配置される構成とすることによって、障害物による遮断を回避するためにミリ波帯の信号の伝搬路に配置される反射手段の初期方向を一人でも簡単に調整することができるようにしたミリ波通信システム等に係るものである。

無線を用いたデータ伝送（無線ＬＡＮ）では、２ＧＨｚ帯の電波を用いたシステム等が現在広く用いられているが、その伝送速度は最大でも１０Ｍｂｐｓ程度であり、数ＧＢ程度の大容量データを伝送するには適していない。このため、数百Ｍｂｐｓ以上の高速伝送を実現するシステムとして、ミリ波を用いた無線伝送システムが検討されている。

ミリ波を用いたシステムでは、周波数帯域を広く取ることが可能で、高速にデータを伝送することができる反面、周波数が高いので伝搬時の減衰量が大きく、通信可能なエリアが狭くなる（すなわち電波の到達距離が短くなる）。そのため一般に、アンテナに鋭い指向性を持たせることによって、アンテナの利得を増大させる方法がとられる。しかしこの場合、アンテナの指向性の方向（すなわちミリ波の進む向き）が適切に設定されていないと、ミリ波が目標から逸れてしまい、通信が不可能となる。

ミリ波通信において、ミリ波は指向性が強いため、送信機と受信機との間に障害物などが多い場合、ミリ波帯の信号波が障害物に妨害され、送信機から受信機に電波が達せず、情報の伝送が行えない等の問題点がある。

これを解決するために、反射板を使用して伝送路を確保する手法は広く知られている。図４は、従来のミリ波通信システムの設置例を示す平面図である。図４に示すように、ミリ波通信システム１０は、ミリ波送信機１と、ミリ波受信機２と、反射板３と、反射板３を支持する支持金具４とから構成されている。

この場合、反射板３の水平方向の角度は、ミリ波送信機１、ミリ波受信機２、反射板３の水平方向の位置関係により一義的に定まる。

また、図５は、従来のミリ波通信システムの設置例を示す側面図である。図５に示すように、反射板３の垂直方向の角度は、ミリ波送信機１、ミリ波受信機２、反射板３の垂直方向の位置関係により一義的に定まる。

このような２次元の角度調整は煩雑で時間のかかるものであった。

これを解決するために、ミリ波の反射板に可視光の反射特性を併せ持たせることで、送信アンテナの位置から反射板を見て、その中に受信アンテナの鏡像が位置するように反射板を調整することで反射板の角度調整を行う。

例えば、送信機と受信機との間に反射板を設けた無線中継方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この場合、移動体と固定局間で指向性の強い電波を利用して行われる無線中継方式において、移動体は、例えばＧＰＳ受信機として与えられる位置計測装置により得られる移動体位置情報とメモリに記憶された反射板位置情報とに基づいて、指向性アンテナの指向方向を算出する。移動体と固定局間に配置される駆動手段付反射装置は、移動体から送信される指向性アンテナの駆動角情報とメモリに記憶された隣接する固定反射板の位置情報とに基づいて、反射板の方位角および仰角を算出して、当該角を有するように反射板を駆動する。また、反射板は、初期方向調整を光により早く確実に搬送路を形成するための初期方向調整を行うことができるように鏡面の性質を備えたステンレス鋼板かミラーコーティングしたアクリル樹脂板により構成される。

このように移動体より画像などの情報を固定局に伝送する通信システムにおいて、移動体と固定局との間に反射板等の反射手段が設けられることで、移動体の指向性アンテナから送出される指向性の強い電波を反射手段により折曲させ、障害物を回避して固定局に確実に伝送させることができる。

また例えば、ミリ波伝送における見通し寸断による伝送品質劣化を防止することが可能なミリ波帯信号送受信システムが提案されている（例えば、特許文献２参照）
この場合、ミリ波帯信号送受信システムは、ミリ波帯の信号波を放射する送信機と、信号波を伝搬する伝搬経路を少なくとも１つ以上形成する伝搬経路形成部と、受信機と送信機との間の見通し伝搬経路および少なくとも１つ以上形成される伝搬経路のうちの複数の伝搬経路を介して複数の信号波が同時に入射されうる受信機とを備える。例えば、伝搬経路形成部は、送信機から放射される信号波を反射し、受信機に反射された信号波が入射されるように配置する反射板を含む。

これにより、反射板により複数の伝搬経路を確保される。送受信機間に遮蔽物が存在した場合であっても、見通し以外の伝搬経路により良好な送受信が実現できる。

特開平６−２６８５６３号公報（第３，４頁、第１図） 特開２０００−１６５９５９号公報（第３頁、第３，４図）

上述したような反射板を備えるミリ波帯信号送受信システムにおいては、信号波を伝送するための伝搬経路を確保するために、反射板を配置することが必要であり、この反射板の向きを正確にあわせることは難しい作業であった。また、反射板の初期方向調整を行うために二人以上が必要となる。

また、特許文献２の場合は、反射板の位置合わせを容易にするため反射波と直接波を併用する。マルチパス妨害によって、高速なデータ伝送が行えないという不都合があった。

そこで、この発明は、障害物による遮断を回避するためにミリ波帯の信号の伝搬路に配置される反射手段の初期方向を一人でも簡単に調整することができるようにしたミリ波通信システム、ミリ波送信装置およびミリ波受信装置を提供することを目的とする。

この発明に係るミリ波通信システムは、ミリ波帯の信号を送受信するミリ波通信システムにおいて、ミリ波帯の信号を送信するミリ波送信手段と、ミリ波送信手段からのミリ波帯の信号を受信するミリ波受信手段と、ミリ波送信手段から放射される信号波を反射すると共に、光を反射し、ミリ波受信手段に反射した信号波が入射されるように配置される反射手段とを備え、ミリ波送信手段は、所定の指向性を有する送信アンテナと、照射する光線が信号波と同一方向に照射されるように、送信アンテナの出力軸と平行に、接近して配置される発光手段とを有するものである。

例えば、反射手段は、金属で形成構成された反射面を持ち、該反射面の少なくとも一部が光学的鏡面にされる。また、ミリ波受信手段は、発光手段から照射される光線を受信する受光手段をさらに備える。

また、この発明に係るミリ波送信装置は、ミリ波帯の信号を送信するミリ波送信装置であって、所定の指向性を有する送信アンテナと、照射する光線が上記信号波と同一方向に照射されるように、送信アンテナの出力軸と平行に、接近して配置される発光手段とを備えるものである。

また、この発明に係るミリ波受信装置は、ミリ波帯の信号を受信するミリ波受信装置であって、所定の指向性を有する受信アンテナと、受信アンテナの指向と平行に、且つ接近して配置され、ミリ波帯の信号の伝送方向と平行して照射される光線を受信する受光手段とを備えるものである。

この発明においては、ミリ波送信手段には、反射手段を調整するための発光手段を設け、この発光手段は光線が信号波と同一方向に照射されるように送信アンテナの出力軸と平行に、接近して配置される。ミリ波送信手段とミリ波受信手段との間に、ミリ波送信手段から放射される信号波を反射すると共に、光を反射する反射手段が設けられ、この反射手段は、反射した信号波がミリ波受信手段に入射されるように配置される。この反射手段の初期位置を調整する際に、目視で送信アンテナの出力軸と平行に照射する光線が反射手段に当たるように送信アンテナの角度を調整し、そして、反射手段で反射した光線が受信アンテナに当たるよう反射手段の角度を調整する。

これによって、障害物による遮断を回避するためにミリ波帯の信号の伝搬路に配置される反射手段の初期方向を一人でも簡単に調整することが可能となる。

また、例えばミリ波受信手段は、発光手段から照射される光線を受信する受光手段をさらに備えることによって、反射手段の初期方向をより簡単に調整することが可能となる。

この発明によれば、ミリ波送信手段には、反射手段を調整するための発光手段を設け、この発光手段は光線が信号波と同一方向に照射されるように送信アンテナの出力軸と平行に、接近して配置され、また、ミリ波送信手段とミリ波受信手段との間に、ミリ波送信手段から放射される信号波を反射すると共に、光を反射する反射手段が設けられ、この反射手段は、反射した信号波がミリ波受信手段に入射されるように配置されるものであり、反射手段の初期位置を調整する際に、目視で送信アンテナの出力軸と平行に照射する光線が反射手段に当たるように送信アンテナの角度を調整し、そして、反射手段で反射した光線が受信アンテナに当たるよう反射手段の角度を調整することができるため、障害物による遮断を回避するためにミリ波帯の信号の伝搬路に配置される反射手段の初期方向を一人でも簡単に調整することができる。

以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態のミリ波通信システム、ミリ波送信装置およびミリ波受信装置について説明する。

図１は、本発明の実施の形態のミリ波通信システム１００の構成を示す図である。図１に示すように、ミリ波通信システム１００は、ミリ波送信手段としてのミリ波送信装置１０１と、ミリ波受信手段としてのミリ波受信装置１０２と、反射手段としての反射板１０３とから構成されている。

図２は、本発明の実施の形態のミリ波送信装置１０１の構成を示す図である。図２に示すように、ミリ波送信装置１０１は、送信アンテナ１１と、送信部１２と、送信信号処理部１３と、制御部１４と、発光手段１５とを備える。

送信アンテナ１１は、特定方向にミリ波を放射することが可能な指向性アンテナが用いられる。送信部１２は、ミリ波送信手段として、送信アンテナ１１を介して変調された信号を送信する回路である。

送信信号処理部１３は、送信情報の変調等処理を行い、この送信信号処理部１３で得られた信号は送信部１２へ供給される。

制御部１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えている。ＣＰＵはＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、ＲＡＭをワークエリアとして使用しながら、ミリ波送信装置１０１の動作を制御する。また、この制御部１４は、発光手段１５の発光動作も制御するようになされる。

発光手段１５は、レーザービームを発生するレーザー光発生装置（例えば、レーザーポインター）である。この発光手段１５は、照射する光線が信号波と同一方向に照射されるように該発光手段を送信アンテナの出力軸と平行に、接近して配置される。発光手段１５からレーザー光は反射板１０３で反射され、ミリ波受信装置１０２に照射する。

また、図３は、本発明の実施の形態のミリ波受信装置１０２の構成を示す図である。図３に示すように、ミリ波受信装置１０２は、受信アンテナ２１と、受信部２２と、受信信号処理部２３と、制御部２４と、受光手段２５と、報知手段２６とを備える。

受信アンテナ２１は、特定方向からのミリ波を受信することが可能な指向性アンテナが用いられる。受信部２２は、ミリ波受信手段として、受信アンテナ２１を介してミリ波送信装置１０１から送信される信号を受信する回路である。受信部２２で受信された受信信号は受信信号処理部２３へ供給される。

受信信号は受信信号処理部２３で復調等処理が行われる。この受信信号処理部２３で復調された信号は出力部（図示せず）により出力される。

制御部２４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えている。ＣＰＵはＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、ＲＡＭをワークエリアとして使用しながら、ミリ波送信装置１０２の動作を制御する。また、この制御部２４は、受光手段２５により反射板１０３で反射されたレーザービームを受光すると、報知手段２６により音などでその旨を報知するように報知手段２６を制御する。

受光手段２５は、発光手段１５から照射され、反射板１０３で反射されたレーザービームを受光するものである。

報知手段２６は、例えばブザーなど音を発生する手段である。この報知手段２６は、受光手段２５により反射板１０３で反射されたレーザービームを受光すると、音を発生し、反射光（レーザービーム）を受光したことを操作者に通知する。この場合、反射板１５の向きはミリ波の伝送路を形成できる方向で、正確に合わせたことを表す。

また、反射板１０３は、金属で形成構成された反射面を持ち、該反射面の少なくとも一部が光学的鏡面にされている。例えば、反射板１０３として、アルミニウム、ステンレスなどの金属板、または銀、アルミニウム等をメッキあるいは蒸着した有機材が使用可能である。この場合、ミリ波の反射率を十分大きくするために、ミリ波帯の表皮厚さである６０ＧＨｚで０．３４ミクロン（アルミニウムの場合）より大きな厚みを持たせる必要がある。

続いて、図１を参照しながら、本発明に係るミリ波通信システム１００の反射板１０３の初期位置の調整例を説明する。

反射板１０３の初期位置を調整する際に、はじめに、送信アンテナ１１の出力軸と平行に照射するレーザービームが反射板１０３に当たるように送信アンテナ１１の角度を調整する。次に、反射板１０３で反射したレーザービームが受信アンテナ２１に当たるよう反射板１０３の角度を調整する。最後に、受信アンテナ２１を反射板１０３の方向に向ける。このように、反射板１０３の初期調整作業は一人でも一回で行うことができる。

このように本実施の形態においては、ミリ波送信装置１０１は、発光手段１５を設け、この発光手段１５は、光線が信号波と同一方向に照射されるように送信アンテナの出力軸と平行に、接近して配置される。また、ミリ波受信装置１０２は、受光手段２５を設け、発光手段１５からの照射される光線を受光すると、報知手段２６により報知を行うようになされる。反射板１０３の初期位置を調整する際に、はじめに、送信アンテナ１１の出力軸と平行に照射するレーザービームが反射板１０３に当たるように送信アンテナ１１の角度を調整する。次に、反射板１０３で反射したレーザービームが受信アンテナ２１に当たるよう反射板１０３の角度を調整する。この場合、レーザービームが受信アンテナ２１に当たると、受光手段２５により受光し、報知手段２６により音などで操作者に報知する。最後に、受信アンテナ２１を反射板１０３の方向に向けるように設置する。

これにより、障害物による遮断を回避するためにミリ波帯の信号の伝搬路に配置される反射板１０３の初期方向を一人でも簡単に調整することができる。

なお、上述実施の形態においては、一つの反射板１０３を設ける場合について説明したが、これに限定されるものではない。障害物の位置等通信環境によって、複数の反射板１０３を設けてもよい。

また、上述実施の形態においては、ミリ波受信装置１０２は、受光手段２５および報知手段２６を設けるものとしたが、これに限定されるものではない。ミリ波受信装置１０２は、受光手段２５および報知手段２６を設けなくてもよい。この場合、反射板１０３の初期位置を調整する際に、目視で送信アンテナ１１の出力軸と平行に照射するレーザービームが反射板１０３に当たるように送信アンテナ１１の角度を調整し、そして、反射板１０３で反射したレーザービームが受信アンテナ２１に当たるよう反射板１０３の角度を調整することで、障害物による遮断を回避するためにミリ波帯の信号の伝搬路に配置される反射板１０３の初期方向を一人でも簡単に調整することができる。

また、上述実施の形態においては、発光手段１５としてレーザー光発生装置を用いたものについて説明したが、これに限定されるものではない。他の可視光発生装置を用いてもよい。

以上のように、この発明に係るミリ波通信システム、ミリ波送信装置およびミリ波受信装置は、送信機と受信機との間に障害物などが多い場合、障害物による遮断を回避するためにミリ波帯の信号の伝搬路に反射手段が配置される通信システムにおいて、該反射手段の初期方向調整を簡単にする目的に利用できる。

実施の形態のミリ波通信システムの構成例を示す図である。 実施の形態の送信装置の構成例を示す図である。 実施の形態の受信装置の構成例を示す図である。 従来のミリ波通信システムの設置例を示す平面図である。 従来のミリ波通信システムの設置例を示す側面図である。

符号の説明

１１・・・送信アンテナ、１２・・・送信部、１３・・・送信信号処理部、１４，２４・・・制御部、１５・・・発光手段、２１・・・受信アンテナ、２２・・・受信部、２３・・・受信信号処理部、２５・・・受光手段、２６・・・報知手段、１００・・・ミリ波通信システム、１０１・・・ミリ波送信装置、１０２・・・ミリ波受信装置、１０３・・・反射板

Claims (5)

1. ミリ波帯の信号を送受信するミリ波通信システムにおいて、
   ミリ波帯の信号を送信するミリ波送信手段と、
   上記ミリ波送信手段からのミリ波帯の信号を受信するミリ波受信手段と、
   上記ミリ波送信手段から放射される信号波を反射すると共に、光を反射し、上記ミリ波受信手段に上記反射した信号波が入射されるように配置される反射手段とを備え、
   上記ミリ波送信手段は、
   所定の指向性を有する送信アンテナと、
   照射する光線が上記信号波と同一方向に照射されるように、上記送信アンテナの出力軸と平行に、接近して配置される発光手段とを有する
   ことを特徴とするミリ波通信システム。
2. 上記反射手段は、
   金属で形成構成された反射面を持ち、該反射面の少なくとも一部は光学的鏡面にされる
   ことを特徴とする請求項１に記載のミリ波通信システム。
3. 上記ミリ波受信手段は、
   上記発光手段から照射される光線を受信する受光手段をさらに備える
   ことを特徴とする請求項１に記載のミリ波通信システム。
4. ミリ波帯の信号を送信するミリ波送信装置であって、
   所定の指向性を有する送信アンテナと、
   照射する光線が上記信号波と同一方向に照射されるように、上記送信アンテナの出力軸と平行に、接近して配置される発光手段と
   を備えることを特徴とするミリ波送信装置。
5. ミリ波帯の信号を受信するミリ波受信装置であって、
   所定の指向性を有する受信アンテナと、
   上記受信アンテナの指向と平行に、且つ接近して配置され、上記ミリ波帯の信号の伝送方向と平行して照射される光線を受信する受光手段と
   を備えることを特徴とするミリ波受信装置。
   

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