JP2010177895A

JP2010177895A - 導波管内無線信号伝送システム及び導波管内無線信号伝送装置

Info

Publication number: JP2010177895A
Application number: JP2009016875A
Authority: JP
Inventors: Toshinobu Fukuda; 諭展福田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2009-01-28
Filing date: 2009-01-28
Publication date: 2010-08-12

Abstract

【課題】導波管の分岐や屈曲などの形状変化部において、無線信号を適切に伝送させる。
【解決手段】導波管内無線信号伝送システムが、無線信号伝送用の導波管(10)と、前記導波管の形状変化部に設置され、無線信号を反射する無線信号反射装置(4)と、無線信号伝送方向に対して前記無線信号反射装置の前段に配置された第１のアンテナ(1)と、無線信号伝送方向に対して前記無線信号反射装置の後段に配置された第２のアンテナ(2)と、前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナを結ぶ無線信号伝送路(3)と、を備え、前記第１のアンテナは、前記無線信号反射装置の前段で迂回伝送用無線信号を受信し、前記無線信号伝送路は、前記迂回伝送用無線信号を前記第１のアンテナから前記第２のアンテナに伝送し、前記第２のアンテナは、前記無線信号反射装置の後段で前記迂回伝送用無線信号を送信する。
【選択図】図３

Description

この発明は、空調用ダクト等の導波管内において無線信号を伝送するための導波管内無線信号伝送システム及び導波管内無線信号伝送装置に関する。

ビルや地下街等の電波的閉空間において無線通信サービスを行う為に、ビルや地下街に多く設けられている空調用のダクトを、電波の通信路（導波管）として利用する導波管内無線信号伝送システムが検討されている。図１は、当該導波管内無線信号伝送システムの概略構成を示す図である。導波管１００の一端には基地局ＢＳに接続されたアンテナ１０１が設置されている。導波管１００の内部においてアンテナ１０１が基地局ＢＳからの無線信号を発信することにより、アンテナ１０２及びアンテナ１０４は基地局ＢＳからの無線信号を受信することができ、それぞれ、アンテナ１０３及びアンテナ１０５から、導波管外部（例えばビル内の各部屋等）に無線信号を伝送することができる。

上述の導波管内無線信号伝送システムに関し、導波管の大きさや形状に関係なく無線通信を行い、かつ、１つの導波管から多くの電磁波を経済的に取り出せる構造が提案されている（図５、例えば特許文献１参照）。また、導波管内無線信号伝送システムに関し、導波管内で電磁波の向きを制御する構造が提案されている（図６、例えば特許文献２参照）。

特開２００７−１９４９０３特開２００７−３１８４１７

しかしながら、ビルの空調用ダクトは理想的な導波管としては設計されておらず、導波管の分岐や屈曲など無線信号の伝送を困難にする数多くの形状変化が存在する。特許文献１及び２に記載された発明は、かかる導波管の形状変化に対してどのように無線信号を伝送すればよいかを解決していない。即ち、図２及び図４に示すように、導波管が分岐している場合や、導波管が屈曲している場合など、導波管内部で無線信号の進み方が複雑になる状況において、所望の方向に所望の無線信号を伝送させるための対策がなんら講じられていないという問題がある。

したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、導波管の形状変化部において、所望の方向に所望の無線信号を伝送させることが可能な、導波管内無線信号伝送システム及び導波管内無線信号伝送装置を提供することにある。

上述した諸課題を解決すべく、第１の発明による導波管内無線信号伝送システムは、
無線信号伝送用の導波管と、
前記導波管の形状変化部に設置され、無線信号を反射する無線信号反射装置と、
無線信号伝送方向に対して前記無線信号反射装置の前段に配置された第１のアンテナと、
無線信号伝送方向に対して前記無線信号反射装置の後段に配置された第２のアンテナと、
前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナを結ぶ無線信号伝送路と、
を備え、
前記第１のアンテナは、前記無線信号反射装置の前段で迂回伝送用無線信号を受信し、
前記無線信号伝送路は、前記迂回伝送用無線信号を前記第１のアンテナから前記第２のアンテナに伝送し、
前記第２のアンテナは、前記無線信号反射装置の後段で前記迂回伝送用無線信号を送信する、
ことを特徴とする。

また、第２の発明による導波管内無線信号伝送システムは、
前記無線信号反射装置を複数備え、
前記第１のアンテナは、無線信号伝送方向に対して最も前段に設置された前記無線信号反射装置の前段に配置され、
前記第２のアンテナは、無線信号伝送方向に対して最も後段に設置された前記無線信号反射装置の前段に配置される、ことを特徴とする。

さらに、上述した諸課題を解決すべく、第３の発明による導波管内無線信号伝送装置は、
導波管内において無線信号を伝送する導波管内無線信号伝送装置であって、
前記導波管の形状変化部に設置され、無線信号を反射する無線信号反射装置と、
無線信号伝送方向に対して前記無線信号反射装置の前段に配置された第１のアンテナと、
無線信号伝送方向に対して前記無線信号反射装置の後段に配置された第２のアンテナと、
前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナを結ぶ無線信号伝送路と、
を備え、
前記第１のアンテナは、前記無線信号反射装置の前段で迂回伝送用無線信号を受信し、
前記無線信号伝送路は、前記迂回伝送用無線信号を前記第１のアンテナから前記第２のアンテナに伝送し、
前記第２のアンテナは、前記無線信号反射装置の後段で前記迂回伝送用無線信号を送信する、
ことを特徴とする。

また、第４の発明による導波管内無線信号伝送装置は、
前記無線信号反射装置を複数備え、
前記第１のアンテナは、無線信号伝送方向に対して最も前段に設置された前記無線信号反射装置の前段に配置され、
前記第２のアンテナは、無線信号伝送方向に対して最も後段に設置された前記無線信号反射装置の前段に配置される、ことを特徴とする。

本発明によれば、導波管の分岐部や屈曲部といった形状変化部に無線信号反射装置を設置し、第１のアンテナが無線信号反射装置の前段で迂回伝送用無線信号を受信し、無線信号伝送路が迂回伝送用無線信号を第１のアンテナから第２のアンテナに伝送し、第２のアンテナが無線信号反射装置の後段で迂回伝送用無線信号を送信するため、例えば既設の空調ダクト等の導波管を利用する場合において、導波管の形状変化部を迂回させて、所望の方向に所望の無線信号を伝送させることができる。

従来の導波管内無線信号伝送システムの構成を示す図である。形状変化部（導波管の分岐）を有する導波管を示す図である。図２の形状変化部に対する、本発明の一実施形態に係る導波管内無線信号伝送システムの構成を示す図である。形状変化部（導波管の屈折）を有する導波管を示す図である。図４の形状変化部に対する、本発明の一実施形態に係る導波管内無線信号伝送システムの構成を示す図である。従来の導波管内無線信号伝送システムの構成を示す図である。従来の導波管内無線信号伝送システムの構成を示す図である。

以降、諸図面を参照しながら、本発明の実施態様を詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図２は、形状変化部（導波管の分岐）を有する導波管を示す図である。この場合、導波管１０は形状変化部において２つの方向に分岐しているため、無線信号はＡ方向とＢ方向とに伝送されうるが、形状変化部における無線信号の反射を予想することは困難であり、Ａ方向及びＢ方向に均等に無線信号を伝送することは難しい。

図３は、図２の形状変化部に対する、本発明の一実施形態に係る導波管内無線信号システムの構成を示す図である。導波管内無線信号システムＳＹＳ１は、無線信号を伝送するための導波管１０と、導波管の形状変化部に設置され無線信号を反射する無線信号反射装置４と、無線信号伝送方向に対して無線信号反射装置４の前段に配置された第１のアンテナ１と、無線信号伝送方向に対して無線信号反射装置４の後段に配置された第２のアンテナ２と、第１のアンテナ１及び第２のアンテナ２を結ぶ無線信号伝送路３と、を備える。導波管１０は、例えば、空調用ダクト等の配管により構成することができる。無線信号反射装置４は、例えば、導波管断面に平行に配置される少なくとも一以上の金属棒を含む反射柵又は反射網等により構成することができる。第１のアンテナ１及び第２のアンテナ２は、例えば、無指向性の電磁波を出力する無指向性アンテナや指向性の電磁波を出力する指向性アンテナ等により構成することができる。無線信号伝送路３は、例えば、同軸ケーブル等により構成することができ、図３のように導波管１０の外部を経由して第１のアンテナ１及び第２のアンテナ２を結ぶだけでなく、導波管１０の内部で第１のアンテナ１及び第２のアンテナ２を結ぶように構成することができる。また、無線信号伝送路３は、例えば、同軸ケーブル等の伝送路上に増幅器（図示せず）を設置した構成とし、第１のアンテナ１から第２のアンテナ２に伝送される無線信号を増幅するように構成することもできる。

導波管１０の左方向より無線信号が伝送されてくると、第１のアンテナ１は、無線信号反射装置４の前段で迂回伝送用無線信号を受信する。第１のアンテナ１が受信する迂回伝送用無線信号の量は、例えば、第１のアンテナ１の形状、寸法、本数等を調整したり、第１のアンテナ１と無線信号反射装置４との間の距離を調整し、第１のアンテナ１の利得を調整することにより変化させることができる。無線信号伝送路３は、迂回伝送用無線信号を第１のアンテナ１から第２のアンテナ２に伝送する。このとき、無線信号伝送路３は、増幅器（図示せず）によって迂回伝送用無線信号を増幅することもできる。第２のアンテナ２は、無線信号伝送路３によって伝送された迂回伝送用無線信号を、無線信号反射装置４の後段で送信する。

このように、本実施形態によれば、導波管１０の分岐部（形状変化部）に無線信号反射装置４を設置し、第１のアンテナ１が無線信号反射装置４の前段で迂回伝送用無線信号を受信し、無線信号伝送路３が迂回伝送用無線信号を第１のアンテナ１から第２のアンテナ２に伝送し、第２のアンテナ２が無線信号反射装置４の後段で迂回伝送用無線信号を送信するため、導波管１０の形状変化部を迂回させて、Ｂ方向に所望の無線信号を伝送させることができる。Ｂ方向に伝送させる無線信号は、前述のとおり、第１のアンテナ１の形状、寸法、本数等を調整したり、第１のアンテナ１と無線信号反射装置４との間の距離を調整し、第１のアンテナ１の利得を調整することにより変化させることができる。

なお、本実施例は第１のアンテナ１から第２のアンテナ２への無線信号の迂回伝送を例として記載したが、第２のアンテナ２から第１のアンテナ１への無線信号の迂回伝送も同様に可能であることに留意されたい。

また、本実施例では、無線信号をＡ方向とＢ方向とに均等に伝送させるべく、図３に示すように、無線信号反射装置４を、導波管の形状変化部に当該導波管の断面に対して平行に設置したものについて説明したが、例えば、無線信号をＢ方向のみに伝送させたい場合には、図３において、無線信号反射装置４と同じ構成の無線信号反射装置（図３の破線部分に相等）を、第１のアンテナ１と形状変化部との間に、当該導波管の断面に対して直交して配置するように構成することも可能である。

（第２の実施形態）
図４は、形状変化部（導波管の屈曲）を有する導波管を示す図である。この場合、導波管２０は形状変化部において２つの方向に分岐しているため、無線信号はＡ方向とＢ方向とに伝送されうるが、形状変化部における無線信号の反射を予想することは困難であり、Ａ方向及びＢ方向に均等に無線信号を伝送することは難しい。

図５は、図４の形状変化部に対する、本発明の一実施形態に係る導波管内無線信号システムの構成を示す図である。導波管内無線信号システムＳＹＳ２は、無線信号を伝送するための導波管２０と、導波管の形状変化部に設置され無線信号を反射する第１の無線信号反射装置５及び第２の無線信号反射装置６と、無線信号伝送方向に対して最も前段に設置された第１の無線信号反射装置５の前段に配置された第１のアンテナ１と、無線信号伝送方向に対して最も後段に設置された無線信号反射装置５の後段に配置された第２のアンテナ２と、第１のアンテナ１及び第２のアンテナ２を結ぶ無線信号伝送路３と、を備える。導波管２０は、例えば、空調ダクト等の配管により構成することができる。第１の無線信号反射装置５及び第２の無線信号反射装置６は、例えば、導波管断面に平行に配置される少なくとも一以上の金属棒を含む反射柵又は反射網等により構成することができる。第１のアンテナ１、第２のアンテナ２及び無線信号伝送路３の構成は、第１の実施形態と同様である。

導波管２０の左方向より無線信号が伝送されてくると、第１のアンテナ１は、第１の無線信号反射装置５の前段で迂回伝送用無線信号を受信する。第１のアンテナ１が受信する迂回伝送用無線信号の量は、例えば、第１のアンテナ１の形状、寸法、本数等を調整したり、第１のアンテナ１と第１の無線信号反射装置５との間の距離を調整することにより変化させることができる。無線信号伝送路３は、迂回伝送用無線信号を第１のアンテナ１から第２のアンテナ２に伝送する。このとき、無線信号伝送路３は、増幅器（図示せず）によって迂回伝送用無線信号を増幅することもできる。第２のアンテナ２は、無線信号伝送路３によって伝送された迂回伝送用無線信号を、第２の無線信号反射装置６の後段で送信する。

このように、本実施形態によれば、導波管２０の屈曲部（形状変化部）に第１の無線信号反射装置５及び第２の無線信号反射装置６を設置し、第１のアンテナ１が無線信号伝送方向に対して最も前段に設置された第１の無線信号反射装置５の前段で迂回伝送用無線信号を受信し、無線信号伝送路３が迂回伝送用無線信号を第１のアンテナ１から第２のアンテナ２に伝送し、第２のアンテナ２が無線信号伝送方向に対して最も後段に設置された第２の無線信号反射装置６の後段で迂回伝送用無線信号を送信するため、導波管２０の形状変化部を迂回させて、Ｂ方向に所望の無線信号を伝送させることができる。Ｂ方向に伝送させる無線信号は、前述のとおり、第１のアンテナ１の形状、寸法、本数等を調整したり、第１のアンテナ１と無線信号反射装置４との間の距離を調整することにより変化させることができる。

なお、本実施形態によれば、第１の無線信号反射装置５及び第２の無線信号反射装置６という複数の無線信号反射装置の利用により、第１のアンテナ１及び第２のアンテナ２それぞれで送受信される信号の干渉をより確実に防ぐことが可能となる。

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。

例えば、本発明が対応可能な導波管の形状変化は、例えば導波管の分岐の場合、１つの分岐だけではなく多分岐も含むものである。また、本発明は、分岐、屈曲といった形状変化への適用のみに限られず、例えば、導波管の断面形状の変化（例えば導波管の一部の区間で導波管が狭くなる等）など、導波管内の無線信号の伝送に影響を与え得る任意の形状変化に対応可能である。

１第１のアンテナ
２第２のアンテナ
３無線信号伝送路
４無線信号反射装置
５第１の無線信号反射装置
６第２の無線信号反射装置
１０、２０導波管
ＳＹＳ１、ＳＹＳ２導波管内無線信号システム

Claims

無線信号伝送用の導波管と、
前記導波管の形状変化部に設置され、無線信号を反射する無線信号反射装置と、
無線信号伝送方向に対して前記無線信号反射装置の前段に配置された第１のアンテナと、
無線信号伝送方向に対して前記無線信号反射装置の後段に配置された第２のアンテナと、
前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナを結ぶ無線信号伝送路と、
を備え、
前記第１のアンテナは、前記無線信号反射装置の前段で迂回伝送用無線信号を受信し、
前記無線信号伝送路は、前記迂回伝送用無線信号を前記第１のアンテナから前記第２のアンテナに伝送し、
前記第２のアンテナは、前記無線信号反射装置の後段で前記迂回伝送用無線信号を送信する、
ことを特徴とする、導波管内無線信号伝送システム。
前記無線信号反射装置を複数備え、
前記第１のアンテナは、無線信号伝送方向に対して最も前段に設置された前記無線信号反射装置の前段に配置され、
前記第２のアンテナは、無線信号伝送方向に対して最も後段に設置された前記無線信号反射装置の前段に配置される、
ことを特徴とする、請求項１に記載の導波管内無線信号伝送システム。
導波管内において無線信号を伝送する導波管内無線信号伝送装置であって、
前記導波管の形状変化部に設置され、無線信号を反射する無線信号反射装置と、
無線信号伝送方向に対して前記無線信号反射装置の前段に配置された第１のアンテナと、
無線信号伝送方向に対して前記無線信号反射装置の後段に配置された第２のアンテナと、
前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナを結ぶ無線信号伝送路と、
を備え、
前記第１のアンテナは、前記無線信号反射装置の前段で迂回伝送用無線信号を受信し、
前記無線信号伝送路は、前記迂回伝送用無線信号を前記第１のアンテナから前記第２のアンテナに伝送し、
前記第２のアンテナは、前記無線信号反射装置の後段で前記迂回伝送用無線信号を送信する、
ことを特徴とする、導波管内無線信号伝送装置。
前記無線信号反射装置を複数備え、
前記第１のアンテナは、無線信号伝送方向に対して最も前段に設置された前記無線信号反射装置の前段に配置され、
前記第２のアンテナは、無線信号伝送方向に対して最も後段に設置された前記無線信号反射装置の前段に配置される、
ことを特徴とする、請求項３に記載の導波管内無線信号伝送装置。