JP2005328195A

JP2005328195A - アンテナ結合装置およびそれを備えた無線装置

Info

Publication number: JP2005328195A
Application number: JP2004142771A
Authority: JP
Inventors: Hirofumi Takeuchi; 浩文竹内
Original assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority date: 2004-05-12
Filing date: 2004-05-12
Publication date: 2005-11-24

Abstract

【課題】アンテナ特性を電気的に変更でき、かつ小型化できる、アンテナ結合装置およびそれを備えた無線装置を提供する。
【解決手段】無線装置に、複数のアンテナと、各アンテナ間に備えられ、アンテナを電気的に結合・分離するアンテナ結合手段とを備えることにより達成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、特に小型センサに使用されるアンテナ結合装置およびそれを備えた無線装置に関する。

小型センサ、例えば温度・湿度センサは、装置に組み込んだり、壁の中に埋め込んだりすることにより、気温・湿度の情報の収集に用いられる。また、位置センサは、例えば動物に取り付けることによりその動きの把握に用いられる。

このような小型センサは、信号の送受信を行う無線装置を備える。無線装置には、電波法による免許の不要な、３００ＭＨｚ帯の周波数が用いられるもの、また、複数の無線周波数帯域での通信を行うことができるものがある。

このような無線装置において、アンテナの特性を変える場合には、（１）特性の異なる複数のアンテナを用意して交換する方法、（２）無線装置に特性の異なる複数のアンテナを予め備えるようにし、各アンテナをスイッチにより切替える方法、（３）無線装置に、形状、例えば長さ、角度、方向などを変えることができるアンテナを備えておく方法がある。

また、周囲の電波環境により変化するアンテナの通信可能距離に応じてアンテナケーブルの長さを変えるアンテナ装置として、長さを調節した複数のアンテナケーブルを有し、アンテナケーブルを選択する手段を設けるものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−１１１３０１号公報

しかし、上述した背景技術には、以下に示すような問題がある。

特性の異なる複数のアンテナを用意して交換することによりアンテナの特性を変える場合、アンテナの交換に時間がかかり、また人手が必要であるという問題がある。

また、無線装置に特性の異なる複数のアンテナを予め備え、各アンテナをスイッチにより切替えることにより、アンテナの特性を変える場合、無線装置に複数のアンテナを搭載するためのスペースが必要であり小型化できないという問題がある。

また、無線装置に形状を変えることができるアンテナを備えることによりアンテナの特性を変える場合、変更に時間がかかり、また人手が必要であるという問題がある。

そこで、本発明は、かかる事情に鑑み、アンテナ特性を電気的に変更でき、かつ小型化できる、アンテナ結合装置およびそれを備えた無線装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明にかかる無線装置は、複数のアンテナと、各アンテナ間に備えられ、アンテナを電気的に結合・分離するアンテナ結合手段とを備えるものである。さらに、受信時にアンテナを結合し、送信時にアンテナを分離するように制御する制御手段を備えるようにしてもよい。このようにすることにより、アンテナの交換を行わずに、アンテナの特性を変更できる。

また、本発明にかかるアンテナ結合装置は、複数のアンテナ間に備えられ、アンテナを電気的に結合・分離するものである。このようにすることにより、アンテナの交換を行わずに、アンテナ結合・分離ができる。

本発明の実施例によれば、アンテナ特性を電気的に変更でき、かつ小型化できる、アンテナ結合装置およびそれを備えた無線装置を実現できる。

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。

本発明の第１の実施例について、図１（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。

本実施例にかかる無線装置１００は、アンテナ１０１と、アンテナ１０１と接続されたＲＦ部１０４と、ＲＦ部１０４と接続された制御部（ＣＰＵ）１０５と、制御部１０５およびアンテナ１０１と接続されたアンテナ結合部１０３と、アンテナ結合部１０３と接続されたアンテナ部品１０２とを備える。アンテナ結合部１０３は、アンテナ１０１とアンテナ部品１０２とを接続するスイッチ１０６と、スイッチ１０６の結合・分離を行う結合・分離部１０７とを備える。

アンテナ１０１は、例えば、ダイポールアンテナ、モノポールアンテナなどにより構成されるアンテナである。アンテナ部品１０２は、例えば、ダイポールアンテナ、モノポールアンテナなどにより構成され、アンテナ１０１と同一方向または垂直方向に配置されたアンテナである。アンテナ１０１、アンテナ部品１０２は、長さを変更することにより様々な周波数に対応できる。ＲＦ部１０４は、高周波回路であり、アンテナ本体に電圧を印加することにより、信号の送受信を行う。

制御部１０５は、後述するアンテナ結合部１０３へアンテナ１０１とアンテナ部品１０２との結合／分離を指示するための信号であるアンテナ制御信号を入力し、アンテナ結合部１０３の結合・分離部１０７の制御を行う。アンテナ結合部１０３は、アンテナ１０１とアンテナ部品１０２との結合・分離を行う。例えば、分離・結合部１０７は、制御部１０５からアンテナ制御信号が入力された場合に、アンテナ１０１とアンテナ部品１０２とを結合するスイッチ１０６をオンにする。このようにすることにより、アンテナ１０１とアンテナ部品１０２とが電気的に結合される。この結果、アンテナ１０１とは特性の異なるアンテナを構成できる。

以下、アンテナ１０１とアンテナ１０１に電気的に結合されたアンテナ部品１０２とから構成されるアンテナをアンテナＡ´と呼ぶ。

本実施例にかかる無線装置１００では、通常、アンテナ１０１を使用して通信を行い、一時的にアンテナ特性を変化させる場合、例えば周波数変更、送信出力変更、受信感度変更などの場合、制御部１０５はアンテナ結合部１０３にアンテナ制御信号を入力にすることで、アンテナＡ´に変化させて通信を行う。

このようにすることにより、アンテナの交換を行わないため人手をかけずにアンテナの特性を変更できる。また、時間をかけずにリアルタイムにアンテナを変化させ、特性を変更できる。また、スペースをとらずにアンテナの特性を変更できるため、無線装置の小型化ができる。

例えば、微弱無線により通信を行う場合、アンテナ長を、送信特性、例えば微弱無線の規制値に適合するように合わせると、そのアンテナ長では受信特性が悪くなる。一方、アンテナ長を、受信特性に適合するように合わせると、そのアンテナ長では送信出力が、例えば微弱無線の規制値に適合できなくなる。そこで、送信および受信に応じて、２本のアンテナの結合・分離を切替える。具体的には、受信する場合アンテナ１０１とアンテナ部品１０２とを結合させ、送信する場合に分離させる。このようにすることにより、送信出力を抑えつつ、受信特性を改善することができる。

初めに、アンテナ１０１とアンテナ部品１０２とを結合させない場合、すなわち通常通信時について、図１（ａ）を参照して説明する。

この場合、ＲＦ部１０４から制御部１０５へ、送信を示す送受信切替信号が入力される。制御部１０５は、アンテナ結合部１０３に対して、アンテナ制御信号をオフにする。アンテナ制御信号がオフである場合、アンテナ結合部１０３の結合・分離部１０７は、アンテナ１０１とアンテナ部品１０２とを結合するスイッチ１０６をオフにする。その結果、アンテナ１０１とアンテナ部品１０２とが切り離された状態になる。ＲＦ部１０４は、アンテナ１０１のみを用いて送信を行う。このようにすることにより、アンテナ出力を小さくすることができる。

次に、アンテナ１０１とアンテナ部品１０２とを結合させる場合について、図１（ｂ）を参照して説明する。

この場合、ＲＦ部１０４から制御部１０５へ、受信を示す送受信切替信号が入力される。制御部１０５は、アンテナ結合部１０３に対して、アンテナ制御信号を入力する。アンテナ制御信号が入力されると、アンテナ結合部１０３の結合・分離部１０７は、アンテナ１０１とアンテナ部品１０２とを結合するスイッチ１０６をオンにする。その結果、アンテナ１０１とアンテナ部品１０２とが電気的に結合される。ＲＦ部１０４は、アンテナＡ´を用いて受信を行う。このようにすることにより、受信特性を改善することができる。

例えば、ＲＦ部１０４の出力周波数が３１５ＭＨｚの場合、アンテナＡ´の出力は約７５ｄＢμＶ／ｍであり、アンテナ１０１の出力は約５０ｄＢμＶ／ｍである。前者は米ＦＣＣの規制値である７５．６ｄＢμＶ／ｍに適合し、後者は日本の微弱無線の規制値である５４ｄＢμＶ／ｍに適合する。

本実施例では、一例として送受信に対応してアンテナ特性を変化させる場合について説明したが、送受信に限らず、アンテナ特性を変化させる条件に対して適用可能である。

また、上述した実施例では、アンテナ１０１とアンテナ部品１０２とを結合させない状態を通常通信時とした場合について説明したが、アンテナ１０１とアンテナ部品１０２とを結合した状態を通常通信時としてもよい。このようにすることにより、受信特性を改善できるので、受信できない問題を改善することができる。

次に、本発明の第２の実施例にかかる無線装置について、図２を参照して説明する。

本実施例にかかる無線装置１００は、図１を参照して説明した無線装置に、アンテナ部品１０８と、アンテナ部品１０８とアンテナ部品１０２とを結合するアンテナ結合部１０９とを備えたものである。

このようにすることにより、様々な特性を有するアンテナを構成できる。また、通信状況をフィードバックすることにより、最適なアンテナ特性を維持できる。

例えば、アンテナ１０１とアンテナ１０１と電気的に結合したアンテナ部品１０２を用いた受信では、所定の受信特性を満たさない場合に、制御部１０５はアンテナ結合部１０９に対して、アンテナ制御信号を入力にする。アンテナ結合部１０９は、アンテナ１０２とアンテナ部品１０８とを結合する。その結果、アンテナ部品１０２とアンテナ部品１０８とが電気的に結合される。ＲＦ部１０４は、アンテナ１０１と、アンテナ１０１と電気的に結合したアンテナ部品１０２と、アンテナ部品１０２と電気的に結合したアンテナ部品１０８とを用いて受信を行う。このようにすることにより、受信特性を改善することができる。

また、制御部１０５は、送信特性に基づいて、アンテナ部品１０２、１０８の結合／分離を制御することにより、送信特性を改善することができる。

また、本実施例では、アンテナ部品が２本の場合について説明したが、２本以上の場合においても、同様の構成により受信特性を改善することができる。

次に、本発明の第３の実施例にかかる無線装置について、図３を参照して説明する。

本実施例にかかる無線装置１００は、図１を参照して説明した無線装置の、アンテナ１０１およびアンテナ部品１０２の代わりにコイル１１０およびコイル部品１１１を備えたものである。

この場合、コイルの巻き数を調整することによりアンテナ特性を変化させることができる。

本実施例では、コイル部品が１本の場合について説明したが、２本以上の場合においても、同様の構成によりアンテナ特性を変化させることができる。

以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明は上記の特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な変形・変更が可能である。

本発明は、特に小型センサに使用されるアンテナ結合装置およびそれを備えた無線装置に適用できる。

（ａ）、（ｂ）は、本発明の一実施例にかかる無線装置の部分ブロック図である。本発明の一実施例にかかる無線装置の部分ブロック図である。本発明の一実施例にかかる無線装置の部分ブロック図である。

符号の説明

１００無線装置
１０６スイッチ
１０７結合制御部

Claims

複数のアンテナと、
各アンテナ間に備えられ、アンテナを電気的に結合・分離するアンテナ結合手段と、
を備えることを特徴とする無線装置。
請求項１に記載の無線装置において、
受信時にアンテナを結合し、送信時にアンテナを分離するように制御する制御手段
を備えることを特徴とする無線装置。
複数のアンテナ間に備えられ、アンテナを電気的に結合・分離するアンテナ結合装置。