JP2020002618A - アンテナの設置方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マンホール蓋を交換することなく、マンホール内の電波をマンホール外に飛ばすようにすることができるアンテナの設置方法を提供する。【解決手段】マンホール蓋１ｂの裏側にアンテナ４を密着させることを特徴とし、マンホール蓋１ｂと該マンホール蓋１ｂの支持部との間に絶縁物５を介在させるようにしてもよい。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、マンホール内の水位や流量等の情報を電波によりマンホール外に伝達するためのアンテナの設置方法に関する。

従来、マンホール内の電波をマンホール外に飛ばす方法としては、マンホール蓋自体を電波が通るように加工したものがある（特許文献１参照）。

特開２００２−５４１６７号公報

しかし、従来のマンホール蓋を上記のように加工したマンホール蓋に交換するには、道路掘削を伴う蓋枠（受枠）交換工事が必要になる場合が多い。

本発明は上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、マンホール蓋を交換することなく、マンホール内の電波をマンホール外に飛ばすようにすることができるアンテナの設置方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係るアンテナの設置方法は、マンホール蓋の裏側にアンテナを密着させる（請求項１）。

上記アンテナの設置方法において、マンホール蓋と該マンホール蓋の支持部との間に絶縁物を介在させてもよい（請求項２）。

本願発明では、マンホール蓋を交換することなく、マンホール内の電波をマンホール外に飛ばすようにすることができるアンテナの設置方法が得られる。

すなわち、本願の各請求項に係る発明のアンテナの設置方法では、マンホール蓋の裏側にアンテナを密着させることにより、マンホール蓋上部に仮想的アンテナを生成し、アンテナがマンホールの内部にあるにも拘わらず外部との通信が可能となる。しかも、マンホール蓋の裏側にアンテナを密着させるだけで良く、マンホール蓋を交換する必要がないため、道路掘削を伴う蓋枠（受枠）交換工事は不要であり、極めて簡易に実施することができる。

請求項２に係る発明のアンテナの設置方法では、絶縁処理を行うことにより、マンホール蓋上部に生成した仮想的アンテナの性能を向上させることができる。

本発明の一実施の形態に係るアンテナの設置方法を適用したマンホール遠隔監視装置の構成を概略的に示す説明図である。 前記マンホール遠隔監視装置の要部の構成を示す写真である。 （Ａ）〜（Ｃ）は前記マンホール遠隔監視装置に用いるアンテナの写真である。 種々の条件により行った実験の内容と結果を示す表である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、絶縁処理の一例を示す写真である。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら以下に説明する。

図１に示すマンホール遠隔監視装置は、マンホール１に設置されるセンサ２と、同じくマンホール１に設置されセンサ２で得られた測定値が入力されるデータ伝送装置３と、このデータ伝送装置３から出力されるデータ（前記測定値に対応するデータ等）を電磁波として放射するアンテナ４とを具備する。

ここで、データ伝送装置３は、データロガ部の他、データ伝送装置３自体やこれに繋がるセンサ２及びアンテナ４を駆動する電源部等を有する。データロガ部は、センサ２により測定したデータを蓄積して、これを解析することで必要なデータに加工して、このデータを随時出力するものである。そして、出力されたデータは、例えばユーザーの所望する場所（例えば事務所など）に配置された通信機能を有する管理コンピュータ（例えば通信ユニットとして機能するモデムが内蔵されたパソコン）もしくはクラウドサーバーに、携帯電話回線網等を介して送られる。すなわち、これらのデータにインターネット経由でスマートフォン、タブレット等の携帯端末やＰＣ等の据え置き型端末を通じて接することができ、マンホール１の遠隔監視が可能となっている。

一方、マンホール１は、監視対象とする下水渠１ａと、その開口を閉塞する例えば鋳鉄製のマンホール蓋１ｂとを有する。

そして、本実施形態では、図２に示すように、マンホール蓋１ｂの裏側にアンテナ４を密着させる。具体的には、アンテナ４は、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すような形状を呈し、台座に磁石が入っていて、これによってマンホール蓋１ｂの裏側に固定が可能となっている。

ここで、マンホール１に対し、外部からの電波は鉄製のマンホール蓋１ｂによって電磁気的に遮蔽される。このため通常の方法では、マンホール１の内部の機器と外部にある電波基地局との交信は極めて困難である。しかし、本実施形態では、マンホール蓋１ｂの裏側に直接アンテナ４の一部を密着させることにより、マンホール蓋１ｂの裏側からマンホール蓋１ｂに電磁界を加え、マンホール蓋１ｂの内部及び表面に電磁界を生じさせ、マンホール蓋１ｂ上部に仮想的アンテナを実現する。つまり、アンテナ４の給電端をマンホール蓋１ｂの裏側に近接させることにより、仮想的アンテナが生成され、アンテナ４がマンホール１の内部にあるにも拘わらず外部との通信が可能となる。

また、マンホール蓋１ｂとマンホール蓋１ｂの支持部（受枠やヒンジ部）との間に絶縁物５を介在させ、マンホール蓋１ｂと大地（アース）との電気的分離を実現することにより、仮想的アンテナの性能は向上することになる。ここで、絶縁物５の介在のさせ方としては、マンホール蓋１ｂにおける支持部との接触部分あるいは支持部におけるマンホール蓋１ｂとの接触部分に、絶縁塗料を噴霧、塗布等したり、絶縁テープを貼り付けたりすることが考えられる。なお、図５（Ａ）及び（Ｂ）には、絶縁テープ（ビニールテープ）を支持部に貼ることにより絶縁処理を施した状態を示している。

図４に、種々条件を変えてアンテナ４の電波強度をマンホール１外で測定した実験１〜６の内容とその結果を示す。実験１，３，４では、マンホール１内においてマンホール蓋１ｂの裏側にアンテナ４を下向きに密着固定し、かつ、マンホール蓋１ｂ周りを絶縁処理した。実験２では、アンテナ４をマンホール蓋１ｂから下方に離して配置し、アンテナ４を下向きとした。実験５ではアンテナ４をマンホール蓋１ｂの上側に配置し、実験６ではアンテナ４をマンホール蓋１ｂの傍の地上部アスファルト上に配置した。さらに、実験４では、マンホール蓋１ｂの上に車を載せ、実験５では、マンホール蓋１ｂの周囲を堰で囲ってマンホール蓋１ｂの上に水深１０ｍｍの水を張った（雨天時を想定）。

実験１〜６のアンテナ４の電波強度は、−９６ｄｂ、不通（電波が外部に飛ばない）、−１０１ｄｂ、−９１ｄｂ、−６３ｄｂ、−７６ｄｂであった。

なお、各実験内容から理解されるように、実験１，３，４は本発明の実施例、実験２は従来例（マンホール１内にアンテナ４を設置した場合）、実験５，６は参考例（マンホール１外にアンテナ４を設置した場合）である。

そして、実験１を実験２と比較すれば明らかなように、アンテナ４をマンホール蓋１ｂの裏側に密着固定し、かつ、絶縁処理を施した場合には、アンテナ４の電波強度が高まることになる。

実験１と実験４において、マンホール蓋１ｂの上側に水がたまった状態になるとアンテナ４の電波強度が高まっているのは、マンホール蓋１ｂを構成する鋳物鉄板の電気抵抗は大きいが、水を張ることにより、表面に電気を通す層が加わり、電磁界が強化されるからである。蒸留水で無い限り、水は電気を通すと同時に電波を吸収するが、波長に比べて水の層が薄い場合は、伝搬損失は無視できる。使用電波の波長が３０ｃｍ程度であるのに対し、水の層は１−２ｃｍなので電波損失は無視できる範囲である。
したがってこの実験の結果から、マンホール蓋自体がアンテナの役割を持つことがわかる。

さらに、実験３にあるように、マンホール蓋１ｂに車を載せた状態にしても、マンホール１内の電波をマンホール１外に飛ばすことができる。

以上述べたように、本実施形態のマンホール遠隔監視装置では、マンホール蓋１ｂを交換することなく、マンホール１内の電波をマンホール１外に飛ばすようにすることができる。

なお、本発明は、上記の実施の形態に何ら限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々に変形して実施し得ることは勿論である。

例えば、センサ２は、流量を測定するものに限られず、水質，ガス濃度，圧力，温度などを測定するものでもよく、また、上記のような複数の項目に関するデータを測定するものであってもよい。

１ マンホール
１ａ 下水渠
１ｂ マンホール蓋
２ センサ
３ データ伝送装置
４ アンテナ
５ 絶縁物

Claims (2)

1. マンホール蓋の裏側にアンテナを密着させるアンテナの設置方法。
2. マンホール蓋と該マンホール蓋の支持部との間に絶縁物を介在させる請求項１に記載のアンテナの設置方法。