JP2010068174A - Radio reception device and radio communication system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radio reception device and a radio communication system which eliminate the need for movement and adjustment of an antenna when receiving a radio wave having varies in electric field intensity owing to a height pattern or when adapted to change in arrival direction of a radio wave. <P>SOLUTION: The radio reception device includes first and second antennas 10 and 20 disposed vertically apart from each other, a rat race circuit 31 which includes first and second ports connected to the first and second antenna 10 and 20 respectively, and outputs a composite high-frequency signal from third and fourth ports, and a selector switch circuit 33 which includes first to fourth open contacts connected to the first to fourth ports of the rat race circuit 31 respectively and selects and connects one of the contacts to a following stage. The first and second ports are connected by transmission lines having such an electric length that the impedance obtained by viewing the first and second contacts from the first and second ports is infinite, and the third and fourth ports are connected by transmission lines having such an electric length that the impedance obtained by viewing the third and fourth contacts from the third and fourth ports is zero. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、電波を用いて無線通信を行う無線受信装置および無線通信システムに関する。   The present invention relates to a radio reception apparatus and radio communication system that perform radio communication using radio waves.

メガヘルツ帯の電波を用いた無線通信は、各種の分野で用いられている。例えば電力会社では、水力発電所のロボットテレメータがダムの水位や流量などを計測する。そして、水力発電所は計測結果を定期的に無線通信で電力所に送信する(例えば、特許文献1参照。)。電力所は、受信したデータを基にして、水力発電所や変電所の運転管理などを行い、需要家に対して電気を安定して供給する。   Wireless communication using megahertz band radio waves is used in various fields. For example, in an electric power company, a robot telemeter at a hydroelectric power plant measures the water level and flow rate of a dam. And a hydroelectric power station transmits a measurement result to a power station regularly by radio | wireless communication (for example, refer patent document 1). Based on the received data, the power station performs operation management of hydroelectric power stations and substations and supplies electricity stably to consumers.

ところで、水力発電所やダムは、河川の水を利用するので、山間部に設けられている。このために、水力発電所から電力所に対しては、70MHz帯の固定回線によって、河川の水位や流量の計測結果が無線通信で送信される。このとき、水力発電所が山間部に設けられ、電力所は都市部などの平坦部に設けられているので、水力発電所から電力所への無線通信には、山岳回折が利用されている。電力所では、山岳回折で直接電波を受信すると同時に、地表での反射波を受信する場合がある。つまり、後述の図1に示すように、2つの電波が合成される場合がある。このために、図8に示すように、電波の受信点によって、合成された電波の電界強度の強弱パターンであるハイトパターンが生じる。ハイトパターンは受信点の高さに応じて形成される。   By the way, hydroelectric power stations and dams are provided in mountainous areas because they use river water. For this reason, the measurement result of the water level and flow rate of the river is transmitted by radio communication from the hydroelectric power station to the power station through a fixed line of 70 MHz band. At this time, since the hydroelectric power plant is provided in the mountainous area and the power plant is provided in a flat part such as an urban area, mountain diffraction is used for wireless communication from the hydroelectric power plant to the power plant. At power stations, radio waves are directly received by mountain diffraction, and at the same time, reflected waves on the ground surface are received. That is, as shown in FIG. 1 described later, two radio waves may be combined. For this reason, as shown in FIG. 8, a height pattern, which is a strength pattern of the electric field strength of the synthesized radio wave, is generated depending on the reception point of the radio wave. The height pattern is formed according to the height of the reception point.

ハイトパターンが生じた場合、電界強度の弱い受信点で電波を受信すると、十分な信号強度が得られないので、計測データの欠損が発生することがある。このようなデータの欠損を防ぐために、例えば図9に示すアンテナ101で受信する場合には、駆動装置(図示を省略)を用いてアンテナ101をポール102に沿って上下方向(方向111および逆方向)に移動し、強い電界強度の受信点で電波を受信する。   When a height pattern occurs, if a radio wave is received at a receiving point with a weak electric field strength, sufficient signal strength cannot be obtained, and measurement data may be lost. In order to prevent such data loss, for example, when receiving with the antenna 101 shown in FIG. 9, the antenna 101 is moved in the vertical direction (direction 111 and reverse direction) along the pole 102 using a driving device (not shown). ) And receive radio waves at a receiving point with strong electric field strength.

また、アンテナ101の駆動装置をポール102に設置できない場合には、大型のアンテナを用いる場合もある。
特開平5−281000号公報
In addition, when the driving device of the antenna 101 cannot be installed on the pole 102, a large antenna may be used.
JP-A-5-281000

ところで、先に述べたハイトパターンが生じた電波を受信する場合に、アンテナ101を上下方向に駆動するときには、駆動装置を必要とし、さらに、この駆動装置をポール111に設置する必要がある。また、駆動装置を設置する代わりに、大型のアンテナを用いる場合には、このアンテナが風で受ける力が大きくなるので、強度のあるポール111を用いる必要がある。   By the way, when receiving the radio wave in which the height pattern described above is received, when the antenna 101 is driven in the vertical direction, a driving device is required, and this driving device needs to be installed on the pole 111. In addition, when a large antenna is used instead of installing the driving device, the force that the antenna receives with the wind increases, so it is necessary to use a strong pole 111.

さらに、山岳回折を利用した固定回線では、電波の回折点が稜線の形状などによる影響を受け、また、積雪や降雨などの気象条件により、電波の到来方向が一定ではない。この場合には、ハイトパターンに対応するためにアンテナ101を上下するだけではなく、アンテナの向き101も調節する必要がある。   Furthermore, in a fixed line using mountain diffraction, the diffracting point of the radio wave is affected by the shape of the ridge line, and the arrival direction of the radio wave is not constant due to weather conditions such as snow and rain. In this case, it is necessary not only to move the antenna 101 up and down to accommodate the height pattern, but also to adjust the direction 101 of the antenna.

この発明の目的は、前記の課題を解決し、ハイトパターンにより電界強度に変化の生じた電波を受信する場合や、電波の到来方向の変化に対応する場合に、アンテナの移動や調整を不要にすることができる無線受信装置および無線通信システムを提供することにある。   The object of the present invention is to solve the above problems and eliminate the need to move or adjust the antenna when receiving a radio wave whose electric field intensity has changed due to a height pattern or when responding to a change in the arrival direction of the radio wave. It is an object of the present invention to provide a wireless reception device and a wireless communication system that can perform the above-described operation.

前記の課題を解決するために、請求項1の発明は、互いに上下方向に離れて配列され、電波を受信して高周波信号を出力するアンテナと、第1および第2のポートがアンテナにそれぞれ接続されていると共に第3および第4のポートが、合成された高周波信号を出力し、第1と第3のポート、第1と第4のポートおよび第2と第3のポートの間に、電波の4分の1波長の電気的な長さの伝送路が接続されていると共に第2と第4のポートの間に、電波の4分の3波長の電気的な長さの伝送路が接続されているラットレース回路と、第1〜第4の接点がラットレース回路の第1〜第4のポートにそれぞれ接続され、各接点の一つを選択して次段に接続するスイッチ回路と、を備え、第1および第2のポートから第1および第2の接点をそれぞれ見たインピーダンスが無限大となる電気的な長さの伝送路で、第1および第2のポートが接続され、第3および第4のポートから第3および第4の接点をそれぞれ見たインピーダンスがゼロとなる電気的な長さの伝送路で、第3および第4のポートが接続されている、ことを特徴とする無線受信装置である。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention of claim 1 is characterized in that an antenna that is arranged apart from each other in the vertical direction, receives radio waves and outputs a high-frequency signal, and first and second ports are connected to the antenna, respectively. And the third and fourth ports output the synthesized high-frequency signal, and radio waves are transmitted between the first and third ports, the first and fourth ports, and the second and third ports. A quarter-wave electrical length transmission path is connected, and a three-quarter wavelength electrical length transmission path is connected between the second and fourth ports. The rat race circuit, and the first to fourth contacts are connected to the first to fourth ports of the rat race circuit, respectively, and one of the contacts is selected and connected to the next stage; The first and second contacts from the first and second ports, respectively The first and second ports are connected through an electrical length transmission line with an infinite impedance, and the impedance when the third and fourth contacts are viewed from the third and fourth ports, respectively, is zero. The wireless receiving device is characterized in that the third and fourth ports are connected through a transmission path of electrical length.

請求項1の発明では、2つのアンテナが用いられている。そして、2つのアンテナは、互いに上下方向に離れて配置され、電波を受信して高周波信号を出力する。また、請求項1の発明では、ラットレース回路を形成する伝送路の、次の特性を利用している。伝送路のケーブルの電気的な長さがλ/4である場合に、一端が開放されているときに、他端から伝送路を見たインピーダンスがゼロになる。逆に、一端が短絡されているときに、他端から伝送路を見たインピーダンスが無限大になる。   In the invention of claim 1, two antennas are used. The two antennas are arranged apart from each other in the vertical direction, receive radio waves, and output high-frequency signals. In the first aspect of the invention, the following characteristics of the transmission line forming the rat race circuit are utilized. When the electrical length of the cable of the transmission line is λ / 4, when one end is opened, the impedance viewed from the other end becomes zero. Conversely, when one end is short-circuited, the impedance viewed from the other end becomes infinite.

こうした状態のときに、スイッチ回路により第1の接点が選択されると、第1のポートからラットレース回路を見たインピーダンスはすべて無限大になり、第1のポートには、一方のアンテナだけが接続されている状態となる。これにより、スイッチ回路は一方のアンテナからの高周波信号を出力する。同じように、スイッチ回路により第2の接点が選択されると、ラットレース回路の第2のポートには他方のアンテナだけが接続されている状態となる。これにより、スイッチ回路は他方のアンテナからの高周波信号を出力する。   In this state, when the first contact is selected by the switch circuit, the impedance of the rat race circuit viewed from the first port is all infinite, and only one antenna is connected to the first port. Connected. As a result, the switch circuit outputs a high-frequency signal from one antenna. Similarly, when the second contact is selected by the switch circuit, only the other antenna is connected to the second port of the rat race circuit. As a result, the switch circuit outputs a high-frequency signal from the other antenna.

スイッチ回路により第3の接点が選択されると、ラットレース回路の特性により、2つのアンテナからの高周波信号が同相のときに、合成された高周波信号を第3のポートが出力する。同じように、スイッチ回路により第4の接点が選択されると、2つのアンテナからの高周波信号が逆相のときに、合成された高周波信号を第4のポートが出力する。   When the third contact is selected by the switch circuit, the synthesized high frequency signal is output from the third port when the high frequency signals from the two antennas are in phase due to the characteristics of the rat race circuit. Similarly, when the fourth contact is selected by the switch circuit, the fourth port outputs the synthesized high frequency signal when the high frequency signals from the two antennas are in reverse phase.

請求項2の発明は、請求項1に記載の無線受信装置において、スイッチ回路の第1〜第4の接点が開放され、ラットレース回路の第1および第2のポートとスイッチ回路の第1および第2の接点とが2分の1波長の電気的な長さの伝送路あるいは2分の1波長の長さの整数倍の電気的な長さの伝送路でそれぞれ接続され、ラットレース回路の第3および第4のポートとスイッチ回路の第3および第4の接点とが4分の1波長の電気的な長さの伝送路あるいは4分の1波長の奇数倍の電気的な長さの伝送路でそれぞれ接続されている、ことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the wireless receiver according to the first aspect, the first to fourth contacts of the switch circuit are opened, the first and second ports of the rat race circuit, and the first and second ports of the switch circuit. The second contact point is connected to a half-wavelength electrical length transmission line or a transmission length that is an integral multiple of the half-wavelength length, respectively. The third and fourth ports and the third and fourth contacts of the switch circuit have a quarter-wavelength electrical length transmission line or an odd-numbered quarter-wavelength electrical length. Each is connected by a transmission line.

請求項3の発明は、請求項1または2に記載の無線受信装置において、スイッチ回路の第1〜第4の接点が短絡され、ラットレース回路の第1および第2のポートとスイッチ回路の第1および第2の接点とが4分の1波長の電気的な長さの伝送路でそれぞれ接続され、ラットレース回路の第3および第4のポートとスイッチ回路の第3および第4の接点とが2分の1波長の電気的な長さの伝送路でそれぞれ接続されている、ことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the wireless receiver according to the first or second aspect, the first to fourth contacts of the switch circuit are short-circuited, and the first and second ports of the rat race circuit and the first of the switch circuit are connected. The first and second contacts are connected to each other by a quarter-wavelength electrical length transmission line, and the third and fourth ports of the rat race circuit and the third and fourth contacts of the switch circuit Are connected by a transmission line having an electrical length of a half wavelength.

請求項4の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の無線受信装置おいて、2つのアンテナは、受信対象の電波の半波長を奇数倍した距離だけ離れて配列されている、ことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the wireless reception device according to any one of the first to third aspects, the two antennas are arranged at a distance that is an odd multiple of the half wavelength of the radio wave to be received. It is characterized by that.

請求項5の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の無線受信装置において、ラットレース回路の各伝送路と、ラットレース回路とスイッチ回路とを接続する各伝送路とが同軸構造の伝送路で形成されている、ことを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the wireless reception device according to any one of the first to fourth aspects, each transmission path of the rat race circuit and each transmission path connecting the rat race circuit and the switch circuit are coaxial. It is formed by a transmission line having a structure.

請求項6の発明は、請求項1〜5のいずれか1項に記載の無線受信装置を用いた無線通信システムであって、信号を送信する際に、複数の同じ信号を順次に送信する送信装置と、送信装置が信号を送信するタイミングで、無線受信装置のスイッチ回路に対して、各接点の一つを順次に選択して次段の受信機に接続する制御を行う制御部と、を備えることを特徴とする無線通信システムである。   A sixth aspect of the present invention is a wireless communication system using the wireless reception device according to any one of the first to fifth aspects, wherein a plurality of the same signals are sequentially transmitted when the signals are transmitted. A control unit that controls the switch circuit of the wireless reception device to sequentially select one of the contacts and connect to the next-stage receiver at a timing at which the transmission device transmits a signal; A wireless communication system is provided.

請求項7の発明は、請求項6に記載の無線通信システムおいて、制御部は、受信機が高周波信号から再生した信号を、受信機からそれぞれ受け取ると、各信号の誤りを検出し、誤りの無い信号を出力する、ことを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, in the wireless communication system according to the sixth aspect, when the control unit receives a signal reproduced from the high-frequency signal from the receiver, the control unit detects an error in each signal, and the error is detected. It is characterized by outputting a signal with no signal.

請求項8の発明は、請求項1〜5のいずれか1項に記載の無線受信装置を無線送信装置として送信側に備える無線通信システムであって、送信側に備えられ、信号を送信するタイミングでスイッチ回路に対して、各接点の一つを順次に選択して前段の送信機に接続する制御を行う制御部と、信号を受信する際に、送信側で信号を送信するタイミングで、信号を順次に受信する受信装置とを備えることを特徴とする無線通信システムである。   The invention according to claim 8 is a wireless communication system including, on the transmission side, the wireless reception device according to any one of claims 1 to 5 as a wireless transmission device, and is provided at the transmission side and transmits signals. In the switch circuit, one of the contacts is sequentially selected and controlled to connect to the previous transmitter, and when receiving the signal, the signal is transmitted at the transmission side. A wireless communication system comprising: a receiving device that sequentially receives the signals.

請求項1の発明によれば、スイッチ回路により第1または第2の接点が選択されると、スイッチ回路は一方のアンテナまたは他方のアンテナからの高周波信号を出力する。しかも、2つのアンテナは上下方向に設置されているので、ハイトパターンに対応して、電波を受信することを可能にする。スイッチ回路により第3の接点が選択されると、2つのアンテナからの高周波信号が同相のときに、第3のポートが高周波信号を出力する。このときには、上下方向に配列された2つのアンテナにより形成される指向性が、低い方向に形成される。これにより、電波が低い方向から到来すると、同相の高周波信号を合成した信号が出力される。また、スイッチ回路により第4の接点が選択されると、2つのアンテナからの高周波信号が逆相のときに、第4のポートが高周波信号を出力する。このときには、上下方向に配置された2つのアンテナにより形成される指向性が、高い方向に形成される。これにより、電波が高い方向から到来すると、逆相の高周波信号を合成した信号が出力される。この結果、電波の到来方向の変化に対して、電波を受信することを可能にする。つまり、請求項1の発明により、ハイトパターンの電波を受信する場合や、電波の到来方向の変化に対応することを可能にする。   According to the first aspect of the present invention, when the first or second contact is selected by the switch circuit, the switch circuit outputs a high-frequency signal from one antenna or the other antenna. Moreover, since the two antennas are installed in the vertical direction, it is possible to receive radio waves corresponding to the height pattern. When the third contact is selected by the switch circuit, the third port outputs the high frequency signal when the high frequency signals from the two antennas are in phase. At this time, the directivity formed by the two antennas arranged in the vertical direction is formed in a low direction. As a result, when radio waves arrive from a lower direction, a signal obtained by synthesizing in-phase high-frequency signals is output. When the fourth contact is selected by the switch circuit, the fourth port outputs a high frequency signal when the high frequency signals from the two antennas are in reverse phase. At this time, the directivity formed by the two antennas arranged in the vertical direction is formed in a high direction. As a result, when radio waves arrive from a higher direction, a signal obtained by synthesizing high-frequency signals of opposite phases is output. As a result, it is possible to receive radio waves in response to changes in the arrival direction of radio waves. That is, according to the first aspect of the present invention, it is possible to cope with a case where a height pattern radio wave is received and a change in the arrival direction of the radio wave.

請求項2および請求項3の発明によれば、2種類の伝送路を用いて、ラットレース回路とスイッチ回路とを接続するので、ラットレース回路とスイッチ回路との接続構造を簡単にすることができる。   According to the second and third aspects of the invention, since the rat race circuit and the switch circuit are connected using two types of transmission lines, the connection structure between the rat race circuit and the switch circuit can be simplified. it can.

請求項4の発明によれば、受信対象の電波の半波長を奇数倍した距離だけ2つのアンテナを離して配置することにより、2つのアンテナの配列方向に対して交差する方向から電波が到来すると、正相の高周波信号が合成されて出力される。また、2つのアンテナの配列方向から電波が到来すると、逆相の高周波信号が合成されて出力される。この結果、2つのアンテナの配列方向に対して交差する方向と、2つのアンテナの配列方向とに、電波を選択するための指向性を、アンテナに持たせることができる。   According to the invention of claim 4, when the two antennas are arranged apart by an odd multiple of the half wavelength of the radio wave to be received, the radio wave comes from the direction intersecting the arrangement direction of the two antennas. The high-frequency signal of the positive phase is synthesized and output. Further, when radio waves arrive from the arrangement direction of the two antennas, high-frequency signals having opposite phases are synthesized and output. As a result, the antenna can have directivity for selecting radio waves in the direction intersecting with the arrangement direction of the two antennas and in the arrangement direction of the two antennas.

請求項5の発明によれば、ラットレース回路の各伝送路と、ラットレース回路とスイッチ回路とを接続する各伝送路とを同軸構造の伝送路で形成するので、簡単に、かつ、安価にラットレース回路と、ラットレース回路とスイッチ回路とを接続する回路とを作ることができる。   According to the invention of claim 5, since each transmission path of the rat race circuit and each transmission path connecting the rat race circuit and the switch circuit are formed by the transmission path of the coaxial structure, it is simple and inexpensive. A rat race circuit and a circuit connecting the rat race circuit and the switch circuit can be formed.

請求項6の発明によれば、無線受信装置のスイッチ回路に対して、各接点の一つを順次に選択して次段に接続する。これにより、ハイトパターンに対応して、かつ、電波の到来方向に対応して、送信装置からの複数の信号を受信するので、送信装置からの信号を確実に出力することを可能にする。   According to the invention of claim 6, one of the contacts is sequentially selected and connected to the next stage with respect to the switch circuit of the wireless receiver. As a result, a plurality of signals from the transmission device are received corresponding to the height pattern and corresponding to the arrival direction of the radio wave, so that the signals from the transmission device can be reliably output.

請求項7の発明によれば、受信機が再生した信号の中から誤りの無い信号を出力するので、送信装置からの信号を確実に出力することができる。   According to the seventh aspect of the present invention, since a signal with no error is output from among the signals reproduced by the receiver, the signal from the transmission device can be reliably output.

請求項8の発明によれば、ハイトパターンが発生する可能性がある場合に、請求項1の発明と同様の原理により、送信側でハイトパターンに対応するように信号を送信するので、受信装置による確実な信号の受信を可能にする。   According to the eighth aspect of the present invention, when there is a possibility that a height pattern is generated, a signal is transmitted on the transmission side so as to correspond to the height pattern on the basis of the same principle as in the first aspect of the present invention. Enables reliable reception of signals.

次に、この発明の実施の形態について、図面を用いて詳しく説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(実施の形態1)
この実施の形態では、電力会社の水力発電所が計測した、河川の水位や流量などの計測結果を、電力所に電波で送信する場合を例としている。この実施の形態による無線通信システムを図1に示す。図1の無線通信システムは、水力発電所やダムに設置されているロボットテレメータ1および送信装置2と、電力所に設置されている無線受信装置3とを備えている。
(Embodiment 1)
In this embodiment, a case where measurement results such as a river water level and a flow rate measured by a hydroelectric power station of an electric power company are transmitted to the power station by radio waves is taken as an example. A radio communication system according to this embodiment is shown in FIG. The wireless communication system of FIG. 1 includes a robot telemeter 1 and a transmission device 2 installed in a hydroelectric power plant or a dam, and a wireless reception device 3 installed in a power plant.

水力発電所やダムに設置されているロボットテレメータ1は、河川の水位や流量などを自動で計測し、計測結果である計測データを送信装置2に送る。送信装置2は、ロボットテレメータ1から計測データを受け取ると、電波により計測データを電力所に送信する。計測データを送信するために、70MHz帯の電波を用いた固定回線が使用されている。このとき、水力発電所と電力所との間には山岳Mがあるので、固定回線の設置に際して山岳回折M1が利用されている。   The robot telemeter 1 installed in the hydroelectric power station or dam automatically measures the water level and flow rate of the river, and sends measurement data as measurement results to the transmitter 2. When the transmission device 2 receives the measurement data from the robot telemeter 1, the transmission device 2 transmits the measurement data to the power station using radio waves. In order to transmit the measurement data, a fixed line using a 70 MHz band radio wave is used. At this time, since there is a mountain M between the hydroelectric power plant and the power plant, the mountain diffraction M1 is used when installing the fixed line.

また、水力発電所の送信装置2は、次のようにして、電力所に向けて計測データを送信する。送信装置2は、同じ計測データの4回の送信を一組とし、一組の計測データを所定の時間間隔で送信する。例えば、送信装置2は一組の計測データを1日に6回、無線受信装置3に送信する。かつ、送信装置2は、一組の計測データを送信するとき、4つの計測データを一定間隔のタイミングで順次に送信する。   Further, the transmission device 2 of the hydroelectric power station transmits measurement data to the power station as follows. The transmission device 2 sets four transmissions of the same measurement data as a set, and transmits the set of measurement data at a predetermined time interval. For example, the transmission device 2 transmits a set of measurement data to the wireless reception device 3 six times a day. In addition, when transmitting a set of measurement data, the transmission device 2 sequentially transmits the four measurement data at a fixed interval.

こうした計測データを受信する、この実施の形態による無線受信装置3を、図2に示す。図2の無線受信装置は、第1のアンテナ10および第2のアンテナ20と、受信部30とを備えている。   A radio receiver 3 according to this embodiment for receiving such measurement data is shown in FIG. The radio receiving apparatus in FIG. 2 includes a first antenna 10 and a second antenna 20, and a receiving unit 30.

第1のアンテナ10および第2のアンテナ20は、アンテナ素子を5個配列した八木・宇田アンテナであるが、素子数などが異なるアンテナが利用可能である。第1のアンテナ10および第2のアンテナ20は、水力発電所からの電波を受信すると、高周波信号を受信部30に送る。第1のアンテナ10と第2のアンテナ20とは、互いに離れてポール102に固定され、かつ、第2のアンテナ20が地表面側に、第1のアンテナ10が第2のアンテナ20より上に配列されている。第1のアンテナ10と第2のアンテナ20とは、次のように配置されている。固定回線で用いられる電波、つまり、搬送波の波長をλとすると、第1のアンテナ10から第2のアンテナ20までの間隔Sは、
S=(λ/2)・(2n+1)
である。ここで、値nは、
n=0、1、2、…、k(自然数)
となる数である。つまり、第1のアンテナ10と第2のアンテナ20との間隔は、搬送波の半波長の奇数倍である。この実施の形態で、間隔Sは、
S=λ/2
である。
The first antenna 10 and the second antenna 20 are Yagi / Uda antennas in which five antenna elements are arranged, but antennas having different numbers of elements can be used. The first antenna 10 and the second antenna 20 send a high-frequency signal to the receiving unit 30 when receiving radio waves from the hydroelectric power plant. The first antenna 10 and the second antenna 20 are fixed to the pole 102 apart from each other, the second antenna 20 is on the ground surface side, and the first antenna 10 is above the second antenna 20. It is arranged. The first antenna 10 and the second antenna 20 are arranged as follows. Assuming that the wavelength of the radio wave used in the fixed line, that is, the carrier wave is λ, the interval S from the first antenna 10 to the second antenna 20 is:
S = (λ / 2) · (2n + 1)
It is. Where the value n is
n = 0, 1, 2,..., k (natural number)
It is a number. That is, the distance between the first antenna 10 and the second antenna 20 is an odd multiple of the half wavelength of the carrier wave. In this embodiment, the interval S is
S = λ / 2
It is.

こうした第1のアンテナ10と第2のアンテナ20とをλ/2だけ離して配置することにより、水力発電所からの電波を受信する際に、図3に示す指向特性が形成される。なお、図中の符号11〜15で示される部材および符号21〜25で示される部材は、第1のアンテナ10および第2のアンテナ20のアンテナ素子である。第1のアンテナ10および第2のアンテナ20に到来する電波が同相である場合、つまり、第1のアンテナ10および第2のアンテナ20の信号位相差φが0度(正相)である場合、図3(a)に示す合成指向特性Arが形成される。合成指向特性Arによれば、第1のアンテナ10と第2のアンテナ20に対して、電波の来る方向が到来方向Dである場合、つまり、第1のアンテナ10と第2のアンテナ20の配列方向に対して交差する方向である場合、第1のアンテナ10と第2のアンテナ20とがλ/2だけ離れているので、到来方向Dおよびその逆方向で利得が高くなる。しかし、第1のアンテナ10と第2のアンテナ20とは八木・宇田アンテナであり、指向性を持つ。この結果、第1のアンテナ10と第2のアンテナ20とにより、低角度の到来電波に対しては、高い利得を持つ合成指向特性ARが形成される。 By arranging the first antenna 10 and the second antenna 20 apart from each other by λ / 2, the directivity shown in FIG. 3 is formed when receiving radio waves from the hydroelectric power station. In addition, the member shown with the code | symbol 11-15 in the figure and the member shown with the codes | symbols 21-25 are the antenna elements of the 1st antenna 10 and the 2nd antenna 20. FIG. When the radio waves arriving at the first antenna 10 and the second antenna 20 are in phase, that is, when the signal phase difference φ between the first antenna 10 and the second antenna 20 is 0 degrees (positive phase), combined directivity characteristic Ar 0 shown in FIG. 3 (a) is formed. According to the combined directivity characteristic Ar 0 , when the direction of radio wave arrival is the arrival direction D with respect to the first antenna 10 and the second antenna 20, that is, between the first antenna 10 and the second antenna 20. When the direction intersects the arrangement direction, the first antenna 10 and the second antenna 20 are separated from each other by λ / 2, so that the gain increases in the arrival direction D and in the opposite direction. However, the first antenna 10 and the second antenna 20 are Yagi / Uda antennas and have directivity. As a result, the first antenna 10 and second antenna 20, for the low-angle radio waves coming, combined directivity characteristic AR 0 with a high gain is formed.

また、第1のアンテナ10と第2のアンテナ20に到来する電波が逆相である場合、つまり、第1のアンテナ10と第2のアンテナ20の信号位相差φが180度(逆相)である場合、図3(b)に示す合成指向特性Ar180が形成される。合成指向特性Ar180によれば、第1のアンテナ10と第2のアンテナ20に対して電波が来る方向が、到来方向Dに対して交差する方向(以下、「到来方向U」という)である場合、つまり、第1のアンテナ10と第2のアンテナ20の配列方向である場合、第1のアンテナ10と第2のアンテナ20とがλ/2だけ離れているので、到来方向Uおよびその逆方向で利得が高くなる。しかし、先に述べたように、第1のアンテナ10と第2のアンテナ20とは八木・宇田アンテナであり、指向性を持つ。この結果、第1のアンテナ10と第2のアンテナ20とにより、高角度の到来電波に対しては、高い利得を持つ合成指向特性AR180が形成される。 Further, when the radio waves arriving at the first antenna 10 and the second antenna 20 are in reverse phase, that is, the signal phase difference φ between the first antenna 10 and the second antenna 20 is 180 degrees (reverse phase). In some cases, a combined directivity characteristic Ar 180 shown in FIG. 3B is formed. According to the combined directivity characteristic Ar 180 , the direction in which radio waves come to the first antenna 10 and the second antenna 20 is a direction intersecting the arrival direction D (hereinafter referred to as “arrival direction U”). In this case, that is, in the arrangement direction of the first antenna 10 and the second antenna 20, since the first antenna 10 and the second antenna 20 are separated by λ / 2, the arrival direction U and vice versa Gain increases in direction. However, as described above, the first antenna 10 and the second antenna 20 are Yagi / Uda antennas and have directivity. As a result, the first antenna 10 and the second antenna 20 form a combined directivity characteristic AR 180 having a high gain for incoming radio waves at a high angle.

第1のアンテナ10と第2のアンテナ20とは、同軸構造の伝送路でラットレース回路31に接続されている。第1のアンテナ10および第2のアンテナ20を接続する同軸構造の伝送路は同じ長さであれば任意である。   The first antenna 10 and the second antenna 20 are connected to the rat race circuit 31 through a coaxial transmission line. The transmission path of the coaxial structure that connects the first antenna 10 and the second antenna 20 is arbitrary as long as it has the same length.

受信部30は、図4に示すように、ラットレース回路31、接続部32、選択スイッチ回路33、受信機34および制御部35を備えている。   As shown in FIG. 4, the reception unit 30 includes a rat race circuit 31, a connection unit 32, a selection switch circuit 33, a receiver 34, and a control unit 35.

受信部30のラットレース回路31は、同軸構造の伝送路などの伝送路を用いて形成された回路である。この実施の形態では、図5に示すラットレース回路31を用いる。このラットレース回路31は、4つのポートP1〜P4を持っている。ポートP1、P2は入力端子であり、ポートP3、P4は出力端子である。ポートP1は、第1のアンテナ10と、接続部32を介在して選択スイッチ回路33の接点33Bとに接続され、ポートP2は、第2のアンテナ20と、接続部32を介在して選択スイッチ回路33の接点33Bとに接続されている。また、ポートP3は、接続部32を介在して選択スイッチ回路33の接点33Bに接続され、ポートP4は、接続部32を介在して選択スイッチ回路33の接点33Bに接続されている。なお、選択スイッチ回路33の接点33B〜33Bについては、後述する。 The rat race circuit 31 of the receiving unit 30 is a circuit formed using a transmission line such as a coaxial transmission line. In this embodiment, a rat race circuit 31 shown in FIG. 5 is used. The rat race circuit 31 has four ports P1 to P4. Ports P1 and P2 are input terminals, and ports P3 and P4 are output terminals. Port P1, a first antenna 10, interposed the connection portion 32 is connected to the contact point 33B 1 of the selection switch circuit 33, port P2 includes a second antenna 20, interposed the connection portion 32 selects It is connected to the contact point 33B 2 of the switch circuit 33. The port P3 is interposed a connecting part 32 is connected to the contact 33B 3 of the selection switch circuit 33, the port P4 is connected to the contact 33B 4 of the selection switch circuits 33 and connection 32 interposed to. The contacts 33B 1 to 33B 4 of the selection switch circuit 33 will be described later.

ラットレース回路31のポートP1とポートP3との間にλ/4の電気的な長さの同軸構造の伝送路31Aが接続され、ポートP1とポートP4との間にλ/4の電気的な長さの同軸構造の伝送路31Bが接続されている。また、ポートP2とポートP3との間にλ/4の電気的な長さの同軸構造の伝送路31Cが接続され、ポートP2とポートP4との間に3λ/4の電気的な長さの同軸構造の伝送路31Dが接続されている。各同軸構造の伝送路31A〜31Dは、高周波信号が流れる伝送路である。   A coaxial transmission line 31A having an electrical length of λ / 4 is connected between the port P1 and the port P3 of the rat race circuit 31, and an electrical wave of λ / 4 is connected between the port P1 and the port P4. A length coaxial transmission line 31B is connected. Also, a coaxial transmission line 31C having an electrical length of λ / 4 is connected between the port P2 and the port P3, and an electrical length of 3λ / 4 is connected between the port P2 and the port P4. A coaxial transmission line 31D is connected. Each coaxial transmission line 31A to 31D is a transmission line through which a high-frequency signal flows.

ラットレース回路31は次のように動作する。図5で時計回りを矢印Aの方向とし、反時計回りを矢印Bの方向とすると、ポートP1に入力された高周波信号は、
時計回り…λ/4(同軸構造の伝送路31A)
反時計回り…λ/4(同軸構造の伝送路31B)、3λ/4(同軸構造の伝送路31D)、λ/4(同軸構造の伝送路31C)
の両経路を経てポートP3に到達する。このとき、時計回りの信号はλ/4だけ遅延し、反時計回りの信号は5λ/4つまりλ/4だけ遅延する。この結果、ポートP1に入力された高周波信号により、ポートP3からはλ/4だけ遅延した高周波信号が出力される。
The rat race circuit 31 operates as follows. In FIG. 5, when the clockwise direction is the direction of the arrow A and the counterclockwise direction is the direction of the arrow B, the high frequency signal input to the port P1 is
Clockwise ... λ / 4 (coaxial transmission line 31A)
Counterclockwise: λ / 4 (coaxial transmission line 31B), 3λ / 4 (coaxial transmission line 31D), λ / 4 (coaxial transmission line 31C)
The port P3 is reached through both routes. At this time, the clockwise signal is delayed by λ / 4, and the counterclockwise signal is delayed by 5λ / 4, that is, λ / 4. As a result, a high frequency signal delayed by λ / 4 is output from the port P3 due to the high frequency signal input to the port P1.

また、ポートP2に入力された高周波信号は、
時計回り…3λ/4(同軸構造の伝送路31D)、λ/4(同軸構造の伝送路31B)、λ/4(同軸構造の伝送路31A)
反時計回り…λ/4(同軸構造の伝送路31C)
の両経路を経てポートP3に到達する。このとき、時計回りの信号は5λ/4つまりλ/4だけ遅延し、反時計回りの信号はλ/4だけ遅延する。この結果、ポートP2に入力された高周波信号により、ポートP3からはλ/4だけ遅延した高周波信号が出力される。
The high frequency signal input to port P2 is
Clockwise: 3λ / 4 (coaxial transmission line 31D), λ / 4 (coaxial transmission line 31B), λ / 4 (coaxial transmission line 31A)
Counterclockwise ... λ / 4 (coaxial transmission line 31C)
The port P3 is reached through both routes. At this time, the clockwise signal is delayed by 5λ / 4, that is, λ / 4, and the counterclockwise signal is delayed by λ / 4. As a result, a high frequency signal delayed by λ / 4 is output from the port P3 due to the high frequency signal input to the port P2.

したがって、ポートP3では、ポートP1に対する入力で生じた、λ/4だけ遅延した高周波信号と、ポートP2に対する入力で生じた、λ/4だけ遅延した高周波信号とが合成される。   Therefore, at port P3, the high frequency signal delayed by λ / 4 generated by the input to port P1 and the high frequency signal delayed by λ / 4 generated by the input to port P2 are combined.

一方、ポートP1に入力された高周波信号は、
時計回り…λ/4(同軸構造の伝送路31A)、λ/4(同軸構造の伝送路31C)、3λ/4(同軸構造の伝送路31D)
反時計回り…λ/4(同軸構造の伝送路31B)
の両経路を経てポートP4に到達する。このとき、時計回りの信号は5λ/4つまりλ/4だけ遅延し、反時計回りの信号はλ/4だけ遅延する。この結果、ポートP1に入力された高周波信号により、ポートP4からはλ/4だけ遅延した高周波信号が出力される。
On the other hand, the high frequency signal input to the port P1 is
Clockwise: λ / 4 (coaxial transmission line 31A), λ / 4 (coaxial transmission line 31C), 3λ / 4 (coaxial transmission line 31D)
Counterclockwise ... λ / 4 (coaxial transmission line 31B)
The port P4 is reached via both routes. At this time, the clockwise signal is delayed by 5λ / 4, that is, λ / 4, and the counterclockwise signal is delayed by λ / 4. As a result, a high frequency signal delayed by λ / 4 is output from the port P4 due to the high frequency signal input to the port P1.

また、ポートP2に入力された高周波信号は、
時計回り…3λ/4(同軸構造の伝送路31D)
反時計回り…λ/4(同軸構造の伝送路31C)、λ/4(同軸構造の伝送路31A)、λ/4(同軸構造の伝送路31B)
の両経路を経てポートP4に到達する。このとき、時計回りの信号は3λ/4だけ遅延し、反時計回りの信号は3λ/4だけ遅延する。この結果、ポートP2に入力された高周波信号により、ポートP4からは3λ/4だけ遅延した高周波信号が出力される。
The high frequency signal input to port P2 is
Clockwise ... 3λ / 4 (coaxial transmission line 31D)
Counterclockwise: λ / 4 (coaxial transmission line 31C), λ / 4 (coaxial transmission line 31A), λ / 4 (coaxial transmission line 31B)
The port P4 is reached via both routes. At this time, the clockwise signal is delayed by 3λ / 4, and the counterclockwise signal is delayed by 3λ / 4. As a result, a high frequency signal delayed by 3λ / 4 is output from the port P4 due to the high frequency signal input to the port P2.

したがって、ポートP4では、ポートP1に対する入力で生じた、λ/4だけ遅延した高周波信号と、ポートP2に対する入力で生じた、3λ/4だけ遅延した高周波信号とが合成される。   Therefore, at port P4, the high frequency signal delayed by λ / 4 generated at the input to port P1 and the high frequency signal delayed by 3λ / 4 generated at the input to port P2 are combined.

こうした動作をするラットレース回路31は、2つの特性を持つ。まず、最初の特性について説明する。この特性は、ラットレース回路31のポートP1とポートP2とに同相の高周波信号を入力すると、ポートP3から合成された高周波信号を出力し、ポートP4から高周波信号を出力しない、というものである。つまり、ポートP3では、ポートP1に対する入力で生じた、λ/4だけ遅延した高周波信号と、ポートP2に対する入力で生じた、λ/4だけ遅延した高周波信号とが加え合わされる。これにより、ポートP3からは、加え合わされて合成された高周波信号が出力される。こうした特性を同相出力特性とする。   The rat race circuit 31 that operates as described above has two characteristics. First, the first characteristic will be described. This characteristic is that when a high-frequency signal having the same phase is input to the ports P1 and P2 of the rat race circuit 31, a high-frequency signal synthesized from the port P3 is output and a high-frequency signal is not output from the port P4. That is, at the port P3, the high frequency signal delayed by λ / 4 generated by the input to the port P1 and the high frequency signal delayed by λ / 4 generated by the input to the port P2 are added. As a result, a high frequency signal which is added and synthesized is output from the port P3. These characteristics are referred to as in-phase output characteristics.

さらに、ポートP4では、ポートP1に対する入力で生じた、λ/4だけ遅延した高周波信号と、ポートP2に対する入力で生じた、3λ/4だけ遅延した高周波信号とが合成される。これにより、2つの高周波信号が互いに打ち消し合う。つまり、同相出力特性では、ポートP4から高周波信号が出力されない。   Further, at the port P4, the high frequency signal delayed by λ / 4 generated by the input to the port P1 and the high frequency signal delayed by 3λ / 4 generated by the input to the port P2 are combined. As a result, the two high-frequency signals cancel each other. That is, the high-frequency signal is not output from the port P4 with the common-mode output characteristics.

次に、ラットレース回路31の二番目の特性について説明する。この特性は、ラットレース回路31のポートP1とポートP2とに逆相の高周波信号を入力すると、ポートP4から合成された高周波信号を出力し、ポートP3から高周波信号を出力しない、というものである。つまり、ポートP4では、ポートP1に対する入力で生じた、λ/4だけ遅延した高周波信号と、ポートP2に対する入力で生じた、3λ/4だけ遅延した高周波信号とが合成される。このとき、ポートP1に加えられる高周波信号は、ポートP2に加えられる高周波信号と位相が180度異なるので、λ/2だけ位相が異なることになる。この結果、ポートP4からは、ポートP1に対する入力で生じた、λ/4だけ遅延した高周波信号と、ポートP1に加えられる高周波信号に比べて、3λ/4だけ遅延し、かつ、λ/2だけ位相の異なる高周波信号とが加え合わされる。これにより、ポートP4からは、加え合わされた高周波信号が出力される。こうした特性を逆相出力特性とする。   Next, the second characteristic of the rat race circuit 31 will be described. This characteristic is that when high-frequency signals having opposite phases are input to the ports P1 and P2 of the rat race circuit 31, a high-frequency signal synthesized from the port P4 is output and no high-frequency signal is output from the port P3. . That is, at the port P4, the high frequency signal delayed by λ / 4 generated by the input to the port P1 and the high frequency signal delayed by 3λ / 4 generated by the input to the port P2 are combined. At this time, since the phase of the high frequency signal applied to the port P1 is 180 degrees different from that of the high frequency signal applied to the port P2, the phase is different by λ / 2. As a result, the high-frequency signal delayed by λ / 4 generated by the input to the port P1 from the port P4 and the high-frequency signal applied to the port P1 are delayed by 3λ / 4 and only by λ / 2. High-frequency signals with different phases are added together. As a result, the added high frequency signal is output from the port P4. These characteristics are referred to as reverse phase output characteristics.

さらに、ポートP3では、ポートP1に対する入力で生じた、λ/4だけ遅延した高周波信号と、ポートP2に対する入力で生じた、λ/4だけ遅延した高周波信号とが合成される。この結果、ポートP3からは、ポートP1に対する入力で生じた、λ/4だけ遅延した高周波信号と、ポートP1に加えられる高周波信号に比べて、λ/4だけ遅延し、かつ、λ/2だけ位相の異なる高周波信号とが合成される。これにより、ポートP3では、逆相の高周波信号が打ち消し合う。つまり、逆相出力特性では、ポートP3からは、高周波信号が出力されない。   Further, at port P3, the high frequency signal delayed by λ / 4 generated by the input to port P1 and the high frequency signal delayed by λ / 4 generated by the input to port P2 are combined. As a result, the high-frequency signal delayed by λ / 4 generated from the input to the port P1 from the port P3 and the high-frequency signal applied to the port P1 are delayed by λ / 4 and only by λ / 2. High-frequency signals having different phases are synthesized. Thereby, the antiphase high frequency signals cancel each other out at the port P3. That is, in the reverse phase output characteristic, a high frequency signal is not output from the port P3.

受信部30の選択スイッチ回路33は、ラットレース回路31のポートP1〜P4のいずれかを、接続部32を経て次段の受信機34に接続する。選択スイッチ回路33は、制御部35の制御によって可動される接点33Aと、固定され、かつ、開放されている接点33B〜33Bを備えている。接点33Aは受信機34に接続され、接点33B〜33Bはラットレース回路31のポートP1〜P4に、接続部32を介在してそれぞれ接続されている。つまり、選択スイッチ回路33は、制御部35の制御を受け、受信機34を接点33B〜33Bの中の一つに順に接続する。このとき、接点33Aに接続されていない接点、つまり、受信機34に接続されていない接点は開放状態になる。 The selection switch circuit 33 of the receiving unit 30 connects any of the ports P1 to P4 of the rat race circuit 31 to the receiver 34 of the next stage via the connecting unit 32. The selection switch circuit 33 includes a contact 33A that is movable under the control of the control unit 35 and contacts 33B 1 to 33B 4 that are fixed and open. The contact 33A is connected to the receiver 34, and the contacts 33B 1 to 33B 4 are connected to the ports P1 to P4 of the rat race circuit 31 via the connection part 32, respectively. That is, the selection switch circuit 33 receives the control of the control unit 35 and connects the receiver 34 to one of the contacts 33B 1 to 33B 4 in order. At this time, contacts that are not connected to the contact 33A, that is, contacts that are not connected to the receiver 34 are opened.

こうした選択スイッチ回路33は、例えば4接点(接点33B〜33B)を持つロータリスイッチにより構成される。そして、ロータリスイッチの4接点にラットレース回路31のポートP1〜P4が接続され、ロータリスイッチの回転軸がパルスモータで回転駆動される。パルスモータは、制御部35の制御によって所定角度だけ回転し、4接点のそれぞれで停止するモータである。この他にも、選択スイッチ回路33として、リレーを組み合わせた回路など、各種のものがある。 Such a selection switch circuit 33 is configured by, for example, a rotary switch having four contacts (contacts 33B 1 to 33B 4 ). The ports P1 to P4 of the rat race circuit 31 are connected to the four contacts of the rotary switch, and the rotary shaft of the rotary switch is driven to rotate by a pulse motor. The pulse motor is a motor that rotates by a predetermined angle under the control of the control unit 35 and stops at each of the four contacts. In addition, there are various types of selection switch circuit 33 such as a circuit combining a relay.

受信部30の接続部32は、ラットレース回路31と選択スイッチ回路33との間に設けられている。接続部32は、接続ケーブル32A〜32Dによって形成されている。接続ケーブル32A、32Bは、ケーブルの電気的な長さがλ/2であり、ラットレース回路31のポートP1、P2を選択スイッチ回路33の接点33B、33Bにそれぞれ接続する。接続ケーブル32C、32Dは、ケーブルの電気的な長さがλ/4であり、ラットレース回路31のポートP3、P4を選択スイッチ回路33の接点33B、33Bにそれぞれ接続する。 The connection unit 32 of the reception unit 30 is provided between the rat race circuit 31 and the selection switch circuit 33. The connection part 32 is formed by connection cables 32A to 32D. The connection cables 32A and 32B have an electrical length of λ / 2, and connect the ports P1 and P2 of the rat race circuit 31 to the contacts 33B 1 and 33B 2 of the selection switch circuit 33, respectively. The connection cables 32C and 32D have an electrical length of λ / 4, and connect the ports P3 and P4 of the rat race circuit 31 to the contacts 33B 3 and 33B 4 of the selection switch circuit 33, respectively.

こうした選択スイッチ回路33に使用されている同軸構造の伝送路には、次の特性がある。同軸構造の伝送路のケーブルの電気的な長さがλ/4である場合に、一端が開放されているときに、他端から同軸構造の伝送路を見たインピーダンスがゼロになる。逆に、一端が短絡されているときに、他端から同軸構造の伝送路を見たインピーダンスが無限大になる。なお、ラットレース回路31の同軸構造の伝送路31A〜31Dも同様である。   The coaxial transmission line used for such a selection switch circuit 33 has the following characteristics. When the electrical length of the cable of the coaxial transmission line is λ / 4, when one end is opened, the impedance when the coaxial transmission line is viewed from the other end becomes zero. On the contrary, when one end is short-circuited, the impedance when the coaxial transmission line is viewed from the other end becomes infinite. The same applies to the transmission lines 31A to 31D having the coaxial structure of the rat race circuit 31.

ケーブルの電気的な長さがλ/4である同軸構造の伝送路はこうした特性を持つので、選択スイッチ回路33の接点33Bが開放されているとき、λ/2のケーブルの電気的な長さを持つ接続ケーブル32Aについては、ポートP1から見たインピーダンスが無限大になる。接続ケーブル32Bも同様であり、選択スイッチ回路33の接点33Bが開放されているとき、接続ケーブル32Bについては、ポートP2から見たインピーダンスは無限大になる。なお、接続ケーブル32A、32Bのケーブルの電気的な長さは、λ/2に限定されず、ポートP1、P2から見たインピーダンスが無限大になるような長さであればよい。 Since the transmission path of the coaxial structure electrical length is lambda / 4 of the cable has such characteristics, when the contacts 33B 1 of the selection switch circuit 33 is opened, the electrical length of lambda / 2 cables For the connection cable 32A having a large thickness, the impedance viewed from the port P1 becomes infinite. Connection cable 32B is also similar, when the contacts 33B 2 of the selection switch circuit 33 is opened, the connection cable 32B, impedance viewed from the port P2 is infinite. The electrical lengths of the connection cables 32A and 32B are not limited to λ / 2, and may be any length as long as the impedance viewed from the ports P1 and P2 is infinite.

一方、選択スイッチ回路33の接点33Bが開放されているとき、λ/4のケーブルの電気的な長さを持つ接続ケーブル32Cについては、ポートP3から見たインピーダンスはゼロになる。接続ケーブル32Dも同様であり、選択スイッチ回路33の接点33Bが開放されているとき、接続ケーブル32Dについては、ポートP4から見たインピーダンスはゼロになる。なお、接続ケーブル32C、32Dのケーブルの電気的な長さは、λ/4に限定されず、ポートP3、P4から見たインピーダンスがゼロになるような長さであればよい。 Meanwhile, when the contacts 33B 3 of the selection switch circuit 33 is opened, the connection cable 32C with the electrical length of lambda / 4 cable impedance seen from the port P3 is zero. Connection cable 32D is similar, when the contacts 33B 4 of the selection switch circuit 33 is opened, the connection cable 32D, the impedance viewed from the port P4 is zero. Note that the electrical length of the connection cables 32C and 32D is not limited to λ / 4, and may be any length as long as the impedance viewed from the ports P3 and P4 is zero.

受信機34は、選択スイッチ回路33の接点33Aから高周波信号を受け取ると、この高周波信号から、水位や流量などを表す計測データを再生する。そして、受信機34は、再生した計測データを制御部35に送る。   When the receiver 34 receives a high frequency signal from the contact 33A of the selection switch circuit 33, the receiver 34 reproduces measurement data representing a water level, a flow rate, and the like from the high frequency signal. Then, the receiver 34 sends the reproduced measurement data to the control unit 35.

制御部35は、水力発電所のデータ送信の時刻をあらかじめ記憶している。制御部35は、データ送信の時刻になると、4つの計測データが順次に送信されるタイミングに合わせて、選択スイッチ回路33を制御し、接点33B〜33Bの一つに接点33Aを順次に接続する操作を行う。この後、制御部35は、受信機34から計測データを受け取ると、このデータに対してパリティチェックを行い、計測データの誤りを検出する。そして、制御部35は、誤りが無い計測データを、次段の装置に出力する。 The control unit 35 stores in advance the data transmission time of the hydroelectric power plant. When the data transmission time comes, the control unit 35 controls the selection switch circuit 33 in accordance with the timing at which the four measurement data are sequentially transmitted, and sequentially connects the contact 33A to one of the contacts 33B 1 to 33B 4. Perform the connection operation. Thereafter, when receiving measurement data from the receiver 34, the control unit 35 performs a parity check on this data and detects an error in the measurement data. And the control part 35 outputs the measurement data without an error to the apparatus of the next stage.

次に、この実施の形態による無線通信システムの動作について説明する。水力発電所のロボットテレメータ1は河川の水位や流量などの計測データを送信装置2に送る。送信装置2は、計測データの送信の時刻になると、一組の計測データ、つまり、4つの計測データを一定間隔のタイミングで順次に送信する。   Next, the operation of the radio communication system according to this embodiment will be described. The robot telemeter 1 of the hydroelectric power station sends measurement data such as the water level and flow rate of the river to the transmitter 2. The transmission device 2 sequentially transmits a set of measurement data, that is, four measurement data at regular intervals at the time of measurement data transmission.

電力所の無線受信装置3では、受信部30の制御部35が選択スイッチ回路33を制御し、4つの計測データが送信されるタイミングに合わせて、接点33B〜33Bに接点33Aを接続していく。この実施の形態では、選択スイッチ回路33は、制御部35の制御によって、接点33B、接点33B、接点33B、接点33Bの順で、接点33Aを接続していく。 In the wireless receiver 3 at the power station, the control unit 35 of the receiving unit 30 controls the selection switch circuit 33 to connect the contact 33A to the contacts 33B 1 to 33B 4 in accordance with the timing at which the four measurement data are transmitted. To go. In this embodiment, the selection switch circuit 33 connects the contact 33A in the order of the contact 33B 1 , the contact 33B 2 , the contact 33B 3 , and the contact 33B 4 under the control of the control unit 35.

選択スイッチ回路33が接点33Aを接点33Bに接続すると、第1のアンテナ10からの高周波信号は、接続ケーブル32A、接点33B、接点33Aを経て、受信機34に入力される。 When the selection switch circuit 33 connects the contact 33A to the contact 33B 1, the high-frequency signal from the first antenna 10, the connection cable 32A, contact 33B 1, through the contacts 33A, it is input to the receiver 34.

また、選択スイッチ回路33が接点33Aを接点33Bに接続すると、図6に示すように、接点33B〜33Bが開放になる。接点33Bが開放になると、ケーブルの電気的な長さがλ/2の同軸構造の伝送路の特性により、ポートP2から見た、ケーブルの電気的な長さがλ/2の接続ケーブル32Bのインピーダンスは無限大になる。なお、図6では、インピーダンスを見る方向を太い矢印で表し、インピーダンスをImpで表している。ポートP2から見た接続ケーブル32Bのインピーダンスが無限大つまり開放になるので、ポートP3から見た、ケーブルの電気的な長さがλ/4の同軸構造の伝送路31Cのインピーダンスがゼロになる。ポートP3から見た同軸構造の伝送路31Cのインピーダンスがゼロつまり短絡になるので、ポートP1から見た、ケーブルの電気的な長さがλ/4の同軸構造の伝送路31Aのインピーダンスが無限大になる。 Further, when the selection switch circuit 33 connects the contact 33A to the contact 33B 1, as shown in FIG. 6, the contact 33B 2 ~33B 4 is opened. When the contact 33B 2 is opened, the characteristics of the transmission path of the electrical length of lambda / 2 of the coaxial structure of the cable, as viewed from the port P2, the electrical length of the cable is a lambda / 2 connection cable 32B The impedance of becomes infinite. In FIG. 6, the direction in which the impedance is viewed is indicated by a thick arrow, and the impedance is indicated by Imp. Since the impedance of the connection cable 32B viewed from the port P2 is infinite, that is, open, the impedance of the transmission line 31C having a coaxial structure with a cable electrical length of λ / 4 viewed from the port P3 becomes zero. Since the impedance of the transmission line 31C having the coaxial structure viewed from the port P3 is zero, that is, a short circuit, the impedance of the transmission line 31A having the coaxial structure of λ / 4 as viewed from the port P1 is infinite. become.

同じようにして、接点33Bが開放になると、ポートP2から見た接続ケーブル32Bのインピーダンスが無限大になるので、ポートP4から見た、ケーブルの電気的な長さが3λ/4の同軸構造の伝送路31Dのインピーダンスがゼロになる。ポートP4から見た同軸構造の伝送路31Dのインピーダンスがゼロつまり短絡になるので、ポートP1から見た、ケーブルの電気的な長さがλ/4の同軸構造の伝送路31Aのインピーダンスが無限大になる。 In the same manner, the contacts 33B 2 is opened, the impedance of the connecting cable 32B as viewed from the port P2 is infinite, as viewed from the port P4, the electrical length of the cable 3 [lambda] / 4 of the coaxial structure The impedance of the transmission line 31D becomes zero. Since the impedance of the transmission line 31D having the coaxial structure viewed from the port P4 is zero, that is, a short circuit, the impedance of the transmission line 31A having the coaxial structure of λ / 4 as viewed from the port P1 is infinite. become.

このように、ポートP1から見たインピーダンスが無限大つまり開放になるので、選択スイッチ回路33の接点33BからポートP1に至る経路が接続されていない状態になる。同じようにして、選択スイッチ回路33の接点33BからポートP1に至る経路が接続されていない状態になり、選択スイッチ回路33の接点33BからポートP1に至る経路が接続されていない状態になる。つまり、ポートP1には、第1のアンテナ10と接続ケーブル32Aだけが接続されている状態になる。したがって、受信機34には、第1のアンテナ10からの高周波信号だけが入力されることになる。この状態は、ハイトパターンの高い部分の強い電界強度の受信点で、電波を受信するためのものである。 Thus, since the impedance viewed from the port P1 is infinity, i.e. it opened, in a state in which the path from the contact point 33B 2 of the selection switch circuit 33 to the port P1 is not connected. In the same way, ready unconnected path from contact point 33B 3 of the selection switch circuit 33 to the port P1, a state that is not connected to the path from the contact 33B 4 of the selection switch circuit 33 to the port P1 . That is, only the first antenna 10 and the connection cable 32A are connected to the port P1. Therefore, only the high frequency signal from the first antenna 10 is input to the receiver 34. This state is for receiving a radio wave at a reception point having a high electric field strength in a portion having a high height pattern.

選択スイッチ回路33が接点33Aを接点33Bに接続すると、接点33Bに接点33Aを接続した場合と同じように、選択スイッチ回路33の接点33BからポートP2に至る経路が接続されていない状態になる。また、選択スイッチ回路33の接点33BからポートP2に至る経路が接続されていない状態になり、選択スイッチ回路33の接点33BからポートP2に至る経路が接続されていない状態になる。つまり、ポートP2には、第2のアンテナ20と接続ケーブル32Bだけが接続されている状態になる。したがって、受信機34には、第2のアンテナ20からの高周波信号だけが入力されることになる。この状態は、ハイトパターンの低い部分の強い電界強度の強い受信点で、電波を受信するためのものである。 When the selection switch circuit 33 connects the contact 33A to the contact 33B 2, as if it were connected to contact 33A to the contact 33B 1, is not connected path from contact point 33B 1 of the selection switch circuit 33 to the port P2 state become. Further, since the state in which the path from the contact point 33B 3 of the selection switch circuit 33 to the port P2 is not connected, the state of the path leading to the port P2 from the contact 33B 4 is not connected to the selection switch circuit 33. That is, only the second antenna 20 and the connection cable 32B are connected to the port P2. Therefore, only the high frequency signal from the second antenna 20 is input to the receiver 34. This state is for receiving a radio wave at a receiving point having a strong electric field strength in a portion having a low height pattern.

選択スイッチ回路33が接点33Aを接点33Bに接続すると、接点33B、接点33B、接点33BからポートP3に至る経路はすべて短絡、つまり、接続状態になる。この状態においては、ラットレース回路31の同相出力特性により、第1のアンテナ10からの高周波信号と第2のアンテナ20からの高周波信号が同相のときに、選択スイッチ回路33の接点33Bに対して、ラットレース回路31のポートP3が高周波信号を送る。選択スイッチ回路33は、この高周波信号を受信機34に出力する。つまり、選択スイッチ回路33が接点33Aを接点33Bに接続すると、低角度の到来電波による高周波信号を合成した信号を受信機34に出力する。この状態は、低角度の到来電波を受信するためのものである。 When the selection switch circuit 33 connects the contact 33A to the contact 33B 3, short-circuit all the contacts 33B 1, contact 33B 2, the path from the contact 33B 4 to port P3, that is, becomes the connected state. In this state, the common mode output characteristic of the rat race circuit 31, when the high-frequency signal and the high frequency signal from the second antenna 20 from the first antenna 10 are in phase with respect to the contact 33B 3 of the selection switch circuits 33 Thus, the port P3 of the rat race circuit 31 sends a high frequency signal. The selection switch circuit 33 outputs this high frequency signal to the receiver 34. That is, the selection switch circuit 33 Connecting contacts 33A to the contact 33B 3, and outputs the combined signal to a high frequency signal by the low-angle radio waves coming to the receiver 34. This state is for receiving low-angle incoming radio waves.

選択スイッチ回路33が接点33Aを接点33Bに接続すると、接点33B〜33BからポートP4に至る経路はすべて短絡、つまり、接続状態になる。この状態においては、ラットレース回路31の逆相出力特性により、第1のアンテナ10からの高周波信号と第2のアンテナ20からの高周波信号が逆相のときに、選択スイッチ回路33の接点33Bに対して、ラットレース回路31のポートP4が高周波信号を送る。選択スイッチ回路33は、この高周波信号を受信機34に出力する。つまり、選択スイッチ回路33は接点33Aを接点33Bに接続すると、高角度の到来電波による高周波信号を合成した信号を受信機34に出力する。この状態は、高角度の到来電波を受信するためのものである。 When the selection switch circuit 33 connects the contact 33A to the contact 33B 4, short-circuit all the path from contact point 33B 1 ~33B 3 to the port P4, that is, becomes the connected state. In this state, the contact 33B 4 of the selection switch circuit 33 when the high-frequency signal from the first antenna 10 and the high-frequency signal from the second antenna 20 are in reverse phase due to the reverse-phase output characteristics of the rat race circuit 31. On the other hand, the port P4 of the rat race circuit 31 sends a high frequency signal. The selection switch circuit 33 outputs this high frequency signal to the receiver 34. That is, the selection switch circuits 33 Connecting contacts 33A to the contact 33B 4, and outputs the combined signal a high frequency signal by the high-angle radio waves coming to the receiver 34. This state is for receiving incoming radio waves at a high angle.

このように、4つの計測データを一組とする電波を第1のアンテナ10と第2のアンテナ20とが受信すると、選択スイッチ回路33は4つの高周波信号を受信機34に順次に送る。受信機34は、4つの高周波信号から計測データを再生し、これらの計測データを制御部35に送る。制御部35は、受信機34から計測データを受け取ると、各データに対してパリティチェックを行い、計測データの誤りを検出する。そして、制御部35は、誤りが最も少ない計測データを、次段の装置、例えば記録装置などに出力する。   As described above, when the first antenna 10 and the second antenna 20 receive the radio waves having a set of four measurement data, the selection switch circuit 33 sequentially sends four high-frequency signals to the receiver 34. The receiver 34 reproduces measurement data from the four high-frequency signals and sends these measurement data to the control unit 35. When receiving measurement data from the receiver 34, the control unit 35 performs a parity check on each data and detects an error in the measurement data. Then, the control unit 35 outputs the measurement data with the least error to a subsequent apparatus such as a recording apparatus.

こうして、この実施の形態によれば、
a.ハイトパターンの高い部分の強い受信点で電波を受信する
b.ハイトパターンの低い部分の強い受信点で電波を受信する
c.低角度の到来電波を受信する
d.高角度の到来電波を受信する
という、4通りの受信方式で受信を行い、この中から最適な高周波信号による計測データを選択して、誤りのない計測データを得ることができる。これにより、計測データの欠損を防ぐことが可能になる。また、ハイトパターンの電波を受信する場合や、電波の到来方向の変化に対応する場合に、アンテナの移動や調整を不要にすることができる。
Thus, according to this embodiment,
a. Receive radio waves at a strong receiving point in the high part of the height pattern b. Receive radio waves at strong reception points in the low part of the height pattern c. Receive low-angle incoming radio waves d. It is possible to obtain measurement data with no error by performing reception using four types of reception methods of receiving a high-angle incoming radio wave, and selecting measurement data based on an optimum high-frequency signal from among these. This makes it possible to prevent measurement data from being lost. Further, when receiving a height pattern radio wave or responding to a change in the arrival direction of the radio wave, it is possible to eliminate the need to move or adjust the antenna.

(実施の形態2)
実施の形態1では、接続ケーブル32Aおよび接続ケーブル32Bの長さがλ/2であったが、この実施の形態では、接続ケーブル32Aおよび接続ケーブル32Bの長さをゼロにしている。つまり、ラットレース回路31のポートP1を選択スイッチ回路33の接点33Bに直接接続し、ポートP2を選択スイッチ回路33の接点33Bに直接接続する。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the lengths of the connection cable 32A and the connection cable 32B are λ / 2. However, in this embodiment, the lengths of the connection cable 32A and the connection cable 32B are set to zero. That is, it connected directly to the port P1 of the rat race circuit 31 to a contact 33B 1 of the selection switch circuit 33, connected directly to the port P2 to the contact point 33B 2 of the selection switch circuit 33.

この実施の形態により、接続ケーブル32Aと接続ケーブル32Bを省くことができ、接続部32の構成を簡単にすることができる。   According to this embodiment, the connection cable 32A and the connection cable 32B can be omitted, and the configuration of the connection portion 32 can be simplified.

(実施の形態3)
実施の形態1では、70MHz帯の電波を用いた固定回線を利用した無線通信システムが、通信を行う場合を例としたが、この実施の形態では、この周波数帯より、さらに高い周波数で無線通信システムが通信を行う。この場合には、無線受信装置3のラットレース回路31や接続部32で使用されている同軸構造の伝送路の代わりに、ラットレース回路31や接続部32を基板に形成する。つまり、波長λがさらに短くなるので、長さがλ/4と3λ/4のパターンを伝送路として基板に形成することにより、ラットレース回路31や接続部32が形成される。
(Embodiment 3)
In the first embodiment, the case where a wireless communication system using a fixed line using a radio wave in the 70 MHz band performs communication is described as an example. However, in this embodiment, wireless communication is performed at a higher frequency than this frequency band. The system communicates. In this case, the rat race circuit 31 and the connection portion 32 are formed on the substrate instead of the coaxial transmission line used in the rat race circuit 31 and the connection portion 32 of the wireless reception device 3. That is, since the wavelength λ is further shortened, the rat race circuit 31 and the connection portion 32 are formed by forming a pattern having a length of λ / 4 and 3λ / 4 on the substrate as a transmission path.

これにより、70MHz帯よりさらに高い周波数で通信を行う無線受信装置3に対してラットレース回路31や接続部32を設置するために、ラットレース回路31や接続部32を形成した基板(ストリップライン型伝送路)を取り付ければよいので、無線受信装置3を大幅に変更することを不要にし、かつ、さらに低いコストで、無線受信装置3を作りだすことができる。   Thereby, in order to install the rat race circuit 31 and the connection portion 32 for the wireless receiver 3 that performs communication at a frequency higher than the 70 MHz band, the substrate (strip line type) on which the rat race circuit 31 and the connection portion 32 are formed. Therefore, it is not necessary to change the radio receiving device 3 significantly, and the radio receiving device 3 can be created at a lower cost.

(実施の形態4)
先に述べた各実施の形態は、選択スイッチ回路33の接点33B〜33Bの中の一つに、受信機34を順に接続する。このとき、接点33Aに接続されていない接点、つまり、受信機34に接続されていない接点は開放されている。これに対して、この実施の形態では、受信機34に接続されていない接点を短絡つまり接地する。
(Embodiment 4)
In each of the embodiments described above, the receiver 34 is connected to one of the contacts 33B 1 to 33B 4 of the selection switch circuit 33 in order. At this time, contacts that are not connected to the contact 33A, that is, contacts that are not connected to the receiver 34 are open. In contrast, in this embodiment, the contacts not connected to the receiver 34 are short-circuited, that is, grounded.

通常、ラットレース回路31の同軸構造の伝送路31A〜31Dと、接続部32の接続ケーブル32A〜32Dとして用いられている同軸構造の伝送路とは、シールドが接地されて用いられる。したがって、受信機34に接続されていない接点を接地すると、この接点は短絡されることになる。   In general, the coaxial transmission lines 31A to 31D of the rat race circuit 31 and the coaxial transmission lines used as the connection cables 32A to 32D of the connection portion 32 are used with their shields grounded. Therefore, when a contact that is not connected to the receiver 34 is grounded, the contact is short-circuited.

こうした接続をする選択スイッチ回路33は、例えば図7に示すように、4回路4接点を持つロータリスイッチ3310を用いて形成される。つまり、ロータリスイッチ3310の各回路3311〜3314を、ラットレース回路31のポートP1〜P4を受信機34に接続または接地するために、それぞれ使用する。 Selection switch circuit 33 to such connection, for example, as shown in FIG. 7, are formed by using a rotary switch 33 10 with four circuit 4 contacts. That is, the circuits 33 11 to 33 14 of the rotary switch 33 10 are used to connect or ground the ports P1 to P4 of the rat race circuit 31 to the receiver 34, respectively.

この場合、接続部32の接続ケーブル32A〜32Dの長さを、実施の形態1とは逆にする。つまり、接続ケーブル32A、32Bは、ケーブルの電気的な長さがλ/4であり、接続ケーブル32C、32Dは、ケーブルの電気的な長さがλ/2である。こうすることにより、例えば、選択スイッチ回路33の接点33Bが短絡されているとき、λ/4のケーブルの電気的な長さを持つ接続ケーブル32Aでは、ポートP1から見たインピーダンスが無限大になる。接続ケーブル32Bも同様である。 In this case, the lengths of the connection cables 32 </ b> A to 32 </ b> D of the connection unit 32 are reversed from those in the first embodiment. That is, the connection cables 32A and 32B have an electrical length of λ / 4, and the connection cables 32C and 32D have an electrical length of λ / 2. By doing so, for example, when the contacts 33B 1 of the selection switch circuit 33 are short-circuited, lambda / the fourth connection cable 32A having an electrical length of the cable, the impedance viewed from the port P1 is infinite Become. The same applies to the connection cable 32B.

この実施の形態により、受信機34に接続されていない接点が短絡されるので、外部からのノイズなどが混入する可能性や、計測データに影響を与える可能性を低減することができる。   According to this embodiment, since the contacts not connected to the receiver 34 are short-circuited, it is possible to reduce the possibility of external noise and the like and the influence of measurement data.

(実施の形態5)
先に述べた各実施の形態では、無線受信装置3にこの発明を適用したが、各実施の形態による受信部30を送信側に用いることも勿論可能である。この場合には、受信機34の代わりに送信機を用い、制御部35は、計測データを受け取ると、このデータを送信機に送ると共に選択選択スイッチ回路33を制御し、接点33B〜33Bの一つに接点33Aを順次に接続する操作を行う。受信側では、送信側の送信タイミングで受信を行う。
(Embodiment 5)
In each of the embodiments described above, the present invention is applied to the wireless reception device 3. However, it is of course possible to use the receiving unit 30 according to each embodiment on the transmission side. In this case, a transmitter is used instead of the receiver 34, and when the control unit 35 receives the measurement data, the control unit 35 sends the data to the transmitter and controls the selection / selection switch circuit 33, and contacts 33B 1 to 33B 4. One of the contacts 33A is sequentially connected. On the reception side, reception is performed at the transmission timing on the transmission side.

この実施の形態により、先に述べた各実施の形態と同様の原理を利用して、送信側でハイトパターンに対応するように信号を送信するので、受信装置による確実な信号の受信を可能にする。   This embodiment uses the same principle as each of the above-described embodiments, and transmits a signal corresponding to the height pattern on the transmission side, so that the signal can be reliably received by the receiving device. To do.

以上、この発明の各実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は各実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、各実施の形態による無線通信システムが電力会社で用いられる場合を例としたが、本発明は、メガヘルツ帯やギガヘルツ帯の電波を用いた無線通信を利用する各分野で利用可能である。   As mentioned above, although each embodiment of this invention has been described in detail, the specific configuration is not limited to each embodiment, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of this invention, It is included in this invention. For example, although the case where the wireless communication system according to each embodiment is used in an electric power company is taken as an example, the present invention can be used in various fields that use wireless communication using radio waves in a megahertz band or a gigahertz band.

実施の形態1による無線通信システムを示す構成図である。1 is a configuration diagram showing a wireless communication system according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1による無線受信装置を示す構成図である。1 is a configuration diagram illustrating a wireless reception device according to Embodiment 1. FIG. 受信アンテナの指向特性を示す図であり、図3(a)は同相成分信号による合成指向特性を示す図、図3(b)は逆相成分信号による合成指向特性を示す図である。FIG. 3A is a diagram illustrating a directivity characteristic of a receiving antenna, FIG. 3A is a diagram illustrating a composite directivity characteristic based on an in-phase component signal, and FIG. 3B is a diagram illustrating a composite directivity characteristic based on an anti-phase component signal. 受信部の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of a receiving part. ラットレース回路を説明する図である。It is a figure explaining a rat race circuit. インピーダンスの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of an impedance. 実施の形態4の接続部を示す回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram showing a connection part in a fourth embodiment. ハイトパターンを説明する図である。It is a figure explaining a height pattern. アンテナの駆動を説明する図である。It is a figure explaining the drive of an antenna.

符号の説明Explanation of symbols

1 ロボットテレメータ
2 送信装置
3 無線受信装置
10 第1のアンテナ
20 第2のアンテナ
30 受信部
31 ラットレース回路
32 接続部
33 選択スイッチ回路(スイッチ回路)
34 受信機
35 制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Robot telemeter 2 Transmitter 3 Radio | wireless receiver 10 1st antenna 20 2nd antenna 30 Receiving part 31 Rat race circuit 32 Connection part 33 Selection switch circuit (switch circuit)
34 Receiver 35 Control unit

Claims (8)

互いに上下方向に離れて配列され、電波を受信して高周波信号を出力するアンテナと、
第1および第2のポートがアンテナにそれぞれ接続されていると共に第3および第4のポートが、合成された高周波信号を出力し、第1と第3のポート、第1と第4のポートおよび第2と第3のポートの間に、電波の4分の1波長の電気的な長さの伝送路が接続されていると共に第2と第4のポートの間に、電波の4分の3波長の電気的な長さの伝送路が接続されているラットレース回路と、
第1〜第4の接点がラットレース回路の第1〜第4のポートにそれぞれ接続され、各接点の一つを選択して次段に接続するスイッチ回路と、
を備え、第1および第2のポートから第1および第2の接点をそれぞれ見たインピーダンスが無限大となる電気的な長さの伝送路で、第1および第2のポートが接続され、第3および第4のポートから第3および第4の接点をそれぞれ見たインピーダンスがゼロとなる電気的な長さの伝送路で、第3および第4のポートが接続されている、
ことを特徴とする無線受信装置。
An antenna that is arranged apart from each other in the vertical direction, receives radio waves, and outputs a high-frequency signal;
The first and second ports are connected to the antenna, respectively, and the third and fourth ports output the synthesized high frequency signal, the first and third ports, the first and fourth ports, and Between the second and third ports, a transmission line having an electrical length of a quarter wavelength of the radio wave is connected, and between the second and fourth ports, three-quarters of the radio wave is connected. A rat race circuit to which a transmission line of an electrical length of wavelength is connected;
First to fourth contacts are connected to the first to fourth ports of the rat race circuit, respectively, and a switch circuit that selects one of the contacts and connects to the next stage;
The first and second ports are electrically connected to the first and second ports, and the first and second ports are connected to the first and second ports. The third and fourth ports are connected by an electrical length transmission line in which the impedance when the third and fourth contacts are viewed from the third and fourth ports, respectively, is zero.
A wireless receiving device.
スイッチ回路の第1〜第4の接点が開放され、
ラットレース回路の第1および第2のポートとスイッチ回路の第1および第2の接点とが2分の1波長の電気的な長さの伝送路あるいは2分の1波長の長さの整数倍の電気的な長さの伝送路でそれぞれ接続され、ラットレース回路の第3および第4のポートとスイッチ回路の第3および第4の接点とが4分の1波長の電気的な長さの伝送路あるいは4分の1波長の長さの奇数倍の電気的な長さの伝送路でそれぞれ接続されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の無線受信装置。
The first to fourth contacts of the switch circuit are opened,
The first and second ports of the rat race circuit and the first and second contacts of the switch circuit are a half-wavelength electrical length transmission line or an integral multiple of the half-wavelength length. The third and fourth ports of the rat race circuit and the third and fourth contacts of the switch circuit are each of a quarter wavelength electrical length. Each is connected by a transmission line or a transmission line having an electrical length that is an odd multiple of the length of a quarter wavelength.
The wireless receiver according to claim 1, wherein
スイッチ回路の第1〜第4の接点が短絡され、
ラットレース回路の第1および第2のポートとスイッチ回路の第1および第2の接点とが4分の1波長の電気的な長さの伝送路でそれぞれ接続され、ラットレース回路の第3および第4のポートとスイッチ回路の第3および第4の接点とが2分の1波長の電気的な長さの伝送路でそれぞれ接続されている、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の無線受信装置。
The first to fourth contacts of the switch circuit are short-circuited,
The first and second ports of the rat race circuit and the first and second contacts of the switch circuit are connected to each other by a quarter-wave electrical length transmission line, respectively. The fourth port and the third and fourth contacts of the switch circuit are respectively connected by a transmission line having an electrical length of a half wavelength.
The wireless receiver according to claim 1 or 2, wherein
2つのアンテナは、受信対象の電波の半波長を奇数倍した距離だけ離れて配列されている、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の無線受信装置。
The two antennas are arranged at a distance that is an odd multiple of the half wavelength of the radio wave to be received.
The wireless reception device according to claim 1, wherein the wireless reception device is a wireless communication device.
ラットレース回路の各伝送路と、ラットレース回路とスイッチ回路とを接続する各伝送路とが同軸構造の伝送路で形成されている、
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の無線受信装置。
Each transmission path of the rat race circuit and each transmission path connecting the rat race circuit and the switch circuit are formed of a coaxial transmission line.
The wireless reception device according to claim 1, wherein the wireless reception device is a wireless communication device.
請求項1〜5のいずれか1項に記載の無線受信装置を用いた無線通信システムであって、
信号を送信する際に、複数の同じ信号を順次に送信する送信装置と、
送信装置が信号を送信するタイミングで、無線受信装置のスイッチ回路に対して、各接点の一つを順次に選択して次段の受信機に接続する制御を行う制御部と、
を備えることを特徴とする無線通信システム。
A wireless communication system using the wireless reception device according to any one of claims 1 to 5,
A transmitter that sequentially transmits a plurality of the same signals when transmitting a signal;
A control unit that performs control to sequentially select one of the contacts and connect to the next-stage receiver with respect to the switch circuit of the wireless reception device at a timing at which the transmission device transmits a signal;
A wireless communication system comprising:
制御部は、受信機が高周波信号から再生した信号を、受信機からそれぞれ受け取ると、各信号の誤りを検出し、誤りの無い信号を出力する、
ことを特徴とする請求項6に記載の無線通信システム。
When the control unit receives the signal reproduced from the high-frequency signal by the receiver from the receiver, the control unit detects an error of each signal and outputs a signal having no error.
The wireless communication system according to claim 6.
請求項1〜5のいずれか1項に記載の無線受信装置を無線送信装置として送信側に備える無線通信システムであって、
送信側に備えられ、信号を送信するタイミングでスイッチ回路に対して、各接点の一つを順次に選択して前段の送信機に接続する制御を行う制御部と、
信号を受信する際に、送信側で信号を送信するタイミングで、信号を順次に受信する受信装置と、
を備えることを特徴とする無線通信システム。
A wireless communication system comprising the wireless reception device according to any one of claims 1 to 5 as a wireless transmission device on a transmission side,
Provided on the transmission side, a control unit that performs control to sequentially select one of each contact and connect to the transmitter in the previous stage for the switch circuit at the timing of transmitting a signal;
When receiving a signal, at the timing of transmitting the signal on the transmission side, a receiving device that sequentially receives the signal;
A wireless communication system comprising:
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