JP2023133033A - 無線通信システム及びその適用システム - Google Patents

Abstract

【課題】無線機が偏波を変えて送受信を行う無線通信システムにおいて、非見通し通信環境で無線機に到来する偏波が不確定な場合に発生する通信品質の劣化を防ぐ。【解決手段】無線通信システムであって、同一の情報信号を重畳した複数の電磁波をそれぞれ分配し、分配したそれぞれの電磁波に位相重みを付けたのち合成することで複数の電磁波のそれぞれに振幅重みを付け、振幅重みを付けた複数の電磁波を互いに平行関係にない複数のアンテナから同時に送受信するように構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、電磁波を用いて情報を伝送する無線通信システムに係わり、送受信機間に電磁波散乱体が存在し、見通し通信ができない環境で高品質の通信を実現する無線通信システムに関する。

利便性向上および安全性確保を目的とした、ロボット、ドローン等の無人移動機器を遠隔操作して、有人サービスを代替する新たな産業に対する関心と期待および需要が高まっている。ここで、無人移動機器の遠隔操作では、機器の場所、姿勢、および周囲環境が特定できないので無線通信技術を用いた制御方法が必須となる。

無線通信においては電磁波を通信媒体として用いるが、電磁波は横波でありエネルギーが進行方向に直交する方向で伝搬する。このため、電磁波の送信機と受信機ではエネルギーが伝搬している方向を一致させることが、電磁波エネルギーの高効率伝送には極めて重要である。送受信におけるエネルギーの伝搬方向の不一致はエネルギー伝送効率を著しく低下させ無線通信品質の大幅な劣化を引き起こす。

したがって、無人移動機器を無線技術で制御する場合は、無人移動機器に設置される無線機が具備する電磁波の送受信を司るデバイスであるアンテナの方向が、遠隔地から電磁波を送受する制御無線機が具備するアンテナから放射および吸収される電磁波の方向に一致して電磁波エネルギーを送受信する仕組みの実現が極めて重要となる。

見通し通信が不可能な通信環境においては、送受信機を取り囲む電磁波障害物により反射等の散乱現象で生じる非直接波および見通し通信を妨げている物体を透過した非直接波を用いて送受信機器は無線通信を行うことになる。散乱および透過に際しては一般的に、電磁波は散乱および透過の際の電磁波の入射方向と電磁波のエネルギー伝送方向を示す偏波に依存して散乱および透過後の偏波が固有に変化する。そのため、あらかじめ遠隔地の制御無線機が適切な偏波を推定して無人移動機器に対する無線通信を高品質で実現することは極めて困難である。

見通し通信が可能な場合であっても、無人移動機器の位置および姿勢をあらかじめ確定的に予測することは困難である場合が多く、遠隔地の制御無線機が適切な偏波を推定して無人移動機器に対する無線通信を高品質で実現することは難しいのが実情である。

かかる課題を克服するためには、送信機および受信機が偏波を変化させて通信を行う技術が必要となる。本技術分野における先行技術文献として特許文献１がある。特許文献１では、受信機が空間的に異なる位置に設置した複数のアンテナを受信信号の受信状態を用いて切り替える技術が述べられている。

特開２０１４－１３５６３６号公報

特許文献１においては、送受信機が見通し通信を行えない場合は、送受信機を取り囲む電磁波散乱体の構成により、送信機から放射された電磁波の偏波によっては受信機に到達しない場合があり、送受信機間で良好な通信品質を確保できない可能性があった。

本発明は、上記背景技術及び課題に鑑み、受信機が送信機から放射された電磁波のエネルギーを最大効率で受信し、最良の通信品質を実現するように、送信波の偏波および受信波の偏波を最適化することを目的とする。

本発明は、その一例を挙げるならば、無線通信システムであって、同一の情報信号を重畳した複数の電磁波をそれぞれ分配し、分配したそれぞれの電磁波に位相重みを付けたのち合成することで複数の電磁波のそれぞれに振幅重みを付け、振幅重みを付けた複数の電磁波を互いに平行関係にない複数のアンテナから同時に送受信するように構成する。

本発明によれば、送受信機が最適な偏波を用いて高品質な無線通信を行うことが可能となる。

実施例１における無線通信システムの構成図である。 実施例２における無線通信システムの構成図である。 実施例２における無線通信システムの動作を説明する原理図である。 実施例３における無線通信システムの構成図である。 実施例４における無線通信システムの構成図である。 実施例５における無線通信システムの構成図である。 実施例６における無線通信システムの構成図である。 実施例７における無線通信システムの構成図である。 実施例７における無線通信システムの動作を説明する原理図である。 実施例８における無線通信システムの構成図である。 実施例９における無線通信システムの構成図である。 実施例１０における無線通信システムの構成図である。 実施例１１における無線通信システムで用いる無線機の詳細構成図である。 実施例１１における無線機の動作を説明するタイミングチャートである。 実施例１１における情報パケットの送信手続きのフローチャートである。 実施例１２における無線通信システムで用いる無線機の詳細構成図である。 実施例１２における情報パケットの送信手続きのフローチャートである。 実施例１３における無線通信システムで用いる無線機の詳細構成図である。 実施例１３における情報パケットの送信手続きのフローチャートである。 実施例１４における無線通信システムで用いる無線機の詳細構成図である。 実施例１４における情報パケットの送信手続きのフローチャートである。 実施例１５における無線通信システムを適用した地上－高所間無線通信システムの概略構成図である。 実施例１６における無線通信システムを適用した製造ライン無線通信システムの概略構成図である。 実施例１７における無線通信システムを適用したオフィス内無線通信システムの概略構成図である。

以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。

図１は本実施例における偏波制御通信システムで用いる無線通信システムの構成図である。

図１において、無線通信システムは、送信信号発生回路１と受信信号検出回路２が送受切替スイッチ３で切り替えられる既存の無線機と、新たに追加される高周波モジュールと、アンテナからなる。すなわち、送受切替スイッチ３により送信または受信が選択され、第１の分配器４により送受切替スイッチ３の共通端子に関わる信号が第１と第２の分配信号に分配される。第１の分配信号は、第２の分配器１０によりさらに第３と第４の分配信号に分配され、それぞれの第３と第４の分配信号が、制御回路９により移相量が決定される第１の可変移相器１１と第２の可変移相器１２を介して、第１の合成器１９により合成され第１のアンテナ８１に結合する。また、第２の分配信号は、第３の分配器２０により第５と第６の分配信号に分配され、それぞれの第５と第６の分配信号が、制御回路９により移相量が決定される第３の可変移相器２１と第４の可変移相器２２を介して、第２の合成器２９により合成され第２のアンテナ８２に結合する。各アンテナは外部空間と高周波信号の伝送媒体である電磁波の送受信を行う。

このように、本実施例では、送信信号を第一段の分配器により２つの分配信号に分配し、２つの分配信号をそれぞれ更に第二段の分配器により４つの分配信号に分配して、４つの分配信号にそれぞれ外部信号で制御される異なる位相遅延を施したのち第二段の分配器の出力同士で合成し、各合成信号を空間的に独立した２つのアンテナから放射する。

ここで、同一周波数の異なる位相の２つの正弦波は、式（１）のように初期位相と振幅が異なる１つの正弦波となる。
sin(wt+2f₁)+sin(wt+2f₂)=sin(wt+f₁+f₂)cos(f₁-f₂) 式（１）
すなわち、異なる位相の２つの正弦波を合成することにより１つの正弦波における振幅の重み付けを行うことができる。

式（１）の原理を用いれば、本実施例における第１乃至第４の可変移相器の移相量を適宜選択することにより、第１および第２のアンテナには正弦波と余弦波で振幅重みが付けられた同相の信号が出現する。そのため第１のアンテナと第２のアンテナが空間的に平行関係になく直交していれば、両アンテナの張る面内に２次元的に任意の偏波が実現できる。

なお、現在の無線通信システムは、例外を除けばデジタル通信を行っており、情報信号はパケットと呼ばれる時間軸上の連続な短い区間を占有する単位で離散的に送受信が行われる。そのため、本実施例では、制御回路９は、パケットが存在しない時間軸上で第１乃至第４の可変移相回路の移相量を変化させる。これにより、切り替えによる影響を防ぐことができ、デジタル無線通信において最適の偏波方向を２次元の自由度で選択することにより、送受信機間で電磁波エネルギーの最適伝送が実現でき、かつ高品質の無線通信を実現できるという効果がある。

また、送信信号の振幅の重み付けを行う際に、増幅器等の電源を必要とする能動回路を用いるのに比べて、本実施例では、可変移相器により振幅の重み付けを行うので、電源を必要としない受動回路による実現が可能であり、追加電力を必要とせず、また、増幅器等を用いる場合の損出がなく、低損失の無線通信システムを実現できる。

このように、本実施例によれば、送受信機が最適な偏波を用いて高品質な無線通信を行うことが可能となり、既存の無線通信システムで用いられる無線機の高周波出力にアドオンモジュールを結合することにより通信に用いる電磁波の偏波を最適化して通信品質の向上が実現可能となる。

図２は本実施例における無線通信システムの構成図である。図２において、図１と同じ構成は同じ符号を付しその説明は省略する。図２において図１と異なる点は、アンテナを３つ設け、３次元的に任意の偏波を実現する点である。

図２において、無線通信システムは、図１で説明した第１の合成器１９の合成出力が、第４の分配器５により第７と第８の分配信号に分配される。第７の分配信号は、第５の分配器３０によりさらに第９と第１０の分配信号に分配され、それぞれの第９と第１０の分配信号が、制御回路９により移相量が決定される第５の可変移相器３１と第６の可変移相器３２を介して、第３の合成器３９により合成され第１のアンテナ８１に結合する。第４の分配器５からの第８の分配信号は、第６の分配器４０によりさらに第１１と第１２の分配信号に分配され、それぞれの第１１と第１２の分配信号が、制御回路９により移相量が決定される第７の可変移相器４１と第８の可変移相器４２を介して、第４の合成器４９により合成され第１のアンテナと空間的に独立な第２のアンテナ８２に結合する。また、図１で説明した第２の合成器２９の合成出力は、制御回路９により移相量が決定される第９の可変移相器７を介して第１および第２のアンテナと空間的に独立な第３のアンテナ８３に結合する。各アンテナは外部空間と高周波信号の伝送媒体である電磁波の送受信を行う。

ここで、図３に示すように、ＸＹＺ軸で構成される三次元空間において、太い実線で示すアンテナ８０がＺ軸に対してθ、Ｘ軸に対してφの角度で配置されていた場合、アンテナ８０のＺ軸上への投影線分はｃｏｓθ、ｘ軸上への投影線分はｓｉｎθｃｏｓφ、Ｙ軸上への投影線分はｓｉｎθｓｉｎφ、となる。よって、言い換えれば、ＸＹＺ軸それぞれに重み付けを行うことで、３次元空間での任意のアンテナの配置を表現できる。

このように、本実施例では、図１の実施例と同様の原理で第１乃至第９の可変移相器の移相量を適宜選択することで、図３に示す３次元的重みを第１乃至第３のアンテナに付加できるので、３次元空間に任意の偏波が実現できる。よって、本実施例によれば、３次元空間のあらゆる偏波を無線通信システムが選択して送受信を行うことができるので最適偏波を用いた送受信により最良の無線通信品質が実現可能となる。

図４は本実施例における無線通信システムの構成図である。図４において、図１と同じ構成は同じ符号を付しその説明は省略する。図４において図１と異なる点は、第１乃至第４の可変移相器を、多接点スイッチと複数の異なる長さの線路群からなる構成とした点である。

図４において、無線通信システムは、図１で説明した第１の可変移相器１１に代えて、第１の多接点スイッチ１３と複数の異なる長さの第１の線路群１４と第２の多接点スイッチ１５の縦続接続された構成とする。第１の多接点スイッチ１３と第２の多接点スイッチ１５は制御回路９によりいずれかの長さの線路を選択するように制御することで移相量が決定される。

同様に、図１で説明した第２の可変移相器１２に代えて、第３の多接点スイッチ１６と複数の異なる長さの第２の線路群１７と第４の多接点スイッチ１８の縦続接続された構成とする。また、図１で説明した第３の可変移相器２１に代えて、第５の多接点スイッチ２３と複数の異なる長さの第３の線路群２４と第６の多接点スイッチ２５の縦続接続された構成とする。さらに、図１で説明した第４の可変移相器２２に代えて、第７の多接点スイッチ２６と複数の異なる長さの第４の線路群２７と第８の多接点スイッチ２８の縦続接続された構成とする。

上記した多接点スイッチと複数の異なる長さの線路群は、受動素子であり、可変移相器よりも安価である。よって、本実施例によれば、図１の実施例と同様の効果を可変移相器に替えて安価な受動素子で実現できるので、装置の小型化および低コスト化に効果がある。

図５は本実施例における無線通信システムの構成図である。図５において、図２、図４と同じ構成は同じ符号を付しその説明は省略する。図５において図２と異なる点は、第１乃至第９の可変移相器を、多接点スイッチと複数の異なる長さの線路群からなる構成とした点である。

図５において、無線通信システムは、図４と同様に、第１乃至第４の可変移相器を、多接点スイッチと複数の異なる長さの線路群からなる構成とする。また、図２で説明した第５の可変移相器３１に代えて、第９の多接点スイッチ３３と複数の異なる長さの第５の線路群３４と第１０の多接点スイッチ３５の縦続接続された構成とする。第９の多接点スイッチ３３と第１０の多接点スイッチ３５は制御回路９によりいずれかの長さの線路を選択するように制御することで移相量が決定される。

同様に、図２で説明した第６の可変移相器３２に代えて、第１１の多接点スイッチ３６と複数の異なる長さの第６の線路群３７と第１２の多接点スイッチ３８の縦続接続された構成とする。また、図２で説明した第７の可変移相器４１に代えて、第１３の多接点スイッチ４３と複数の異なる長さの第７の線路群４４と第１４の多接点スイッチ４５の縦続接続された構成とする。また、図２で説明した第８の可変移相器４２に代えて、第１５の多接点スイッチ４６と複数の異なる長さの第８の線路群４７と第１６の多接点スイッチ４８の縦続接続された構成とする。さらに、図２で説明した第９の可変移相器７に代えて、第１７の多接点スイッチ５１と複数の異なる長さの第９の線路群５２と第１８の多接点スイッチ５３の縦続接続された構成とする。

本実施例によれば、図２の実施例と同様の効果を可変移相器に替えて安価な受動素子で実現できるので、装置の小型化および低コスト化に効果がある。

図６は本実施例における無線通信システムの構成図である。図６において、図４と同じ構成は同じ符号を付しその説明は省略する。図６において図４と異なる点は、分配器、合成器を、それぞれ具体的な回路構成である、ウイルキンソン分配回路、ハイブリッド回路で構成した点である。

図６において、無線通信システムは、送受切替スイッチ３の共通端子に関わる信号が第１のウイルキンソン分配回路１１１により第１と第２の分配信号に分配される、第１の分配信号は、制御回路９により移相量が決定される第１の多接点スイッチ１３と複数の異なる長さの第１の線路群１４と第２の多接点スイッチ１５の縦続接続を介してハイブリッド回路１１８の第１のポートに結合する。また、第２の分配信号は、制御回路９により移相量が決定される第３の多接点スイッチ１６と複数の異なる長さの第２の線路群１７と第４の多接点スイッチ１８の縦続接続を介してハイブリッド回路１１８の第２のポートに結合する。そして、ハイブリッド回路１１８の第３のポートに第１のアンテナ８１が結合し、ハイブリッド回路１１８の第４のポートに第２のアンテナ８２が結合する。

ウイルキンソン分配回路は分配器の実用的な回路である。また、ハイブリッド回路は、第１のポートから第３のポートへの信号は位相が９０°ずれ、第２のポートから第４のポートへの信号は位相が１８０°ずれる特性がある。

よって、本実施例によれば、図３の実施例と同様の効果をより少ない部品点数で実現できるので、装置の小型化および低コスト化に効果がある。

図７は本実施例における無線通信システムの構成図である。図７において、図５、図６と同じ構成は同じ符号を付しその説明は省略する。図７において図５と異なる点は、分配器、合成器を、それぞれ具体的な回路構成である、ウイルキンソン分配回路、ハイブリッド回路で構成した点である。

図７において、無線通信システムは、図６で説明したハイブリッド回路１１８の第３のポートからの出力が、第２のウイルキンソン分配回路１２１の共通端子に結合し、第３と第４の分配信号に分配される。第３の分配信号は、制御回路９により移相量が決定される第５の多接点スイッチ２３と第３の線路群２４と第６の多接点スイッチ２５の縦続接続を介して第２のハイブリッド回路１２８の第１のポートに結合する。第４の分配信号は、制御回路９により移相量が決定される第７の多接点スイッチ２６と第４の線路群２７と第８の多接点スイッチ２８の縦続接続を介して第２のハイブリッド回路１２８の第２のポートに結合する。そして、第２のハイブリッド回路１２８の第３のポートに第１のアンテナ８１が結合し、第２のハイブリッド回路１２８の第４のポートに第１のアンテナと空間的に独立な第２のアンテナ８２が結合する。また、第１のハイブリッド回路１１８の第４のポートに、制御回路９により移相量が決定される第９の多接点スイッチ３３と第５の線路群３４と第１０の多接点スイッチ３５の縦続接続を介して、更に第１１の多接点スイッチ３６と第６の線路群３７と第１２の多接点スイッチ３８の縦続接続を介して第１および第２のアンテナと空間的に独立な第３のアンテナ８３が結合する。

本実施例によれば、図５の実施例と同様の効果をより少ない部品点数で実現できるので、装置の小型化および低コスト化に効果がある。

図８は本実施例における無線通信システムの構成図である。図８において、図７と同じ構成は同じ符号を付しその説明は省略する。図８において図７と異なる点は、異なる周波数の信号を第１のハイブリッド回路１１８で合成する点である。

図８において、無線通信システムは、第１の送信信号発生回路１と第１の受信信号検出回路２が第１の送受切替スイッチ３により選択され、伝送線路１０４を介して第１のハイブリッド回路１１８の第１のポートに結合する。また、第１の送信信号発生回路１と周波数の異なる信号を発生する第２の送信信号発生回路１０１と第２の受信信号検出回路１０２が第２の送受切替スイッチ１０３により選択され、第１のハイブリッド回路１１８の第２のポートに結合する。

本実施例では、下記式に示すように、第１のハイブリッド回路の第１のポートおよび第２のポートに異なる周波数の信号を入力すると、第１のハイブリッド回路の第３のポートおよび第４のポートには回転偏波を形成する２つの信号が出力される。
第１のポート: sin(2w₁t+2f₁)
第２のポート: sin(2w₂t+2f₂)
第３のポート: cos((w₁+w₂)t+f₁+f₂)cos((w₁-w₂)t+f₁-f₂)
第４のポート: cos((w₁+w₂)t+f₁+f₂)sin((w₁-w₂)t+f₁-f₂)
ここで、図９に示すように、ＸＹＺ軸で構成される三次元空間において、回転偏波を形成する２つの信号は、cosωtcosΩt、cosωtsinΩtと書ける。そして、回転偏波の進行方向９０はＺ軸に対してθ、Ｘ軸に対してφの角度となる。

よって、本実施例では、図９のφ＝０に対するＸＺ面上の２次元の偏波の変化を実現することができ、回転偏波の進行方向の２次元的な制御が可能となり、回転偏波の最適進行方向を送受信機が選択することにより、回転偏波通信の通信品質向上が可能となる。

図１０は本実施例における無線通信システムの構成図である。図１０において、図７、図８と同じ構成は同じ符号を付しその説明は省略する。図１０において図８と異なる点は、回転偏波の進行方向を３次元空間のすべての方向に設定可能とする点である。

図１０において、無線通信システムは、第１の送信信号発生回路１と第１の受信信号検出回路２が選択される第１の送受切替スイッチ３が接続される伝送線路１０４は初段ハイブリッド回路１０５の第１のポートに結合する。第２の送信信号発生回路１０１と第２の受信信号検出回路１０２が選択される第２の送受切替スイッチ１０３の出力は初段ハイブリッド回路１０５の第２のポートに結合する。

初段ハイブリッド回路１０５の第４のポートに第１のウイルキンソン分配回路１１１の共通端子が結合され、以降、図７と同様の構成で、第１のハイブリッド回路１１８を経由して、第２のハイブリッド回路１２８の第１のポートおよび第２のポートと第３のアンテナ８３に結合される。

また、初段ハイブリッド回路１０５の第３のポートに制御回路９により移相量が決定される第１３の多接点スイッチ４３と第７の線路群４４と第１４の多接点スイッチ４５の縦続接続を介して更に第１５の多接点スイッチ４６と第８の線路群４７と第１６の多接点スイッチ４８の縦続接続を介して第３のウイルキンソン分配回路１３１の共通端子が結合し、第５と第６の分配信号に分配される。第５の分配信号は、制御回路９により移相量が決定される第１７の多接点スイッチ５１と第９の線路群５２と第１８の多接点スイッチ５３の縦続接続を介して第３のハイブリッド回路１３８の第１のポートに結合する。第６の分配信号は、制御回路９により移相量が決定される第１９の多接点スイッチ５４と第１０の線路群５５と第２０の多接点スイッチ５６の縦続接続を介して第３のハイブリッド回路１３８の第２のポートに結合する。

第２のハイブリッド回路１２８の第３ポートと第３のハイブリッド回路１３８の第３ポートは第２の送受信合成回路１０６で合成され第１のアンテナ８１に結合する。第２のハイブリッド回路１２８の第４ポートと第３のハイブリッド回路１３８の第４ポートは第３の送受信合成回路１０７で合成され第１のアンテナと空間的に独立な第２のアンテナ８２に結合する。

本実施例によれば、図９に示すすべてのθおよびφに関して回転偏波の進行方向を変化させることができるので、回転偏波の進行方向を３次元空間のすべての方向に設定可能となり、送受信機が回転偏波の最適な進行方向を用いて最良品質で回転偏波通信を実現することが可能となる。

図１１は本実施例における無線通信システムの構成図である。図１１において、図８と同じ構成は同じ符号を付しその説明は省略する。

図１１において図８と異なる点は、第１の送受切替スイッチ３と伝送線路１０４の間に第１のカプラ１４１が挿入されており、第１の送受切替スイッチ３から伝送線路１０４へ通過する主電力の１部を取り出し、第１のアナログデジタル変換器１４３により該電力を数値化して制御回路９に伝送する点である。また、同様に、第２の送受切替スイッチ１０３と第１のハイブリッド回路１１８の第１のポートの間に第２のカプラ１４２が挿入されており、第２の送受切替スイッチ１０３から第１のハイブリッド回路１１８の第１のポートへ通過する主電力の１部を取り出し、第２のアナログデジタル変換器１４４により該電力を数値化して制御回路９に伝送する点である。

本実施例によれば、制御回路は第１のアナログデジタル変換器１４３および第２のアナログデジタル変換器１４４からの信号により、送信信号が来ているかを判別でき、第１乃至第３のアンテナによって偏波を変化させるタイミングを知ることができるので、情報パケットを送信中に偏波が変化することを防ぐことができ、無線通信の安定化に効果がある。

図１２は本実施例における無線通信システムの構成図である。図１２において、図１０と同じ構成は同じ符号を付しその説明は省略する。

図１２において図１０と異なる点は、第２の送受信合成回路１０６および第３の送受信合成回路１０７として第１のラットレース回路１０８および第２のラットレース回路１０９を採用したことにある。

本実施例においては、合成回路にラットレース回路を採用することで安定性が増し、さらに、ラットレース回路の一端がグランド接地となっているので、例えば無線通信機とアンテナを別体とした場合に人がアンテナを触ることによる静気等で無線通信機が壊れることを防ぐことが可能となり、アンテナを別体とすることができ、第１のアンテナ８１と第２のアンテナ８２の独立性が向上するので、偏波の制御精度を向上させることができ、回転偏波通信を安定して行う効果がある。

図１３は本実施例における無線通信システムで用いる無線機の詳細構成図である。すなわち、図１で示した、送信信号発生回路１と受信信号検出回路２が送受切替スイッチ３で選択される構成の無線機の具体的な構成図である。

図１３において、送信信号発生回路１に対応する構成は、デジタル送信信号発生回路１８１が発生する信号が第１のミキサ１８３より搬送波周波数帯の信号を生成する周波数シンセサイザ１８５の出力によりアップコンバートされ、電力増幅器１８６により増幅され送受切替スイッチ３に入力し共通端子へと伝送される。一方、受信信号検出回路２に対応する構成は、送受切替スイッチ３の共通端子からの伝送された信号は低雑音増幅器１８７により増幅され、第２のミキサ１８４より搬送波周波数帯の信号を生成する周波数シンセサイザ１８５の出力によりダウンコンバートされ、受信信号判定回路１８２に入力される。

デジタル送信信号発生回路１８１、受信信号判定回路１８２、電力増幅器１８６、送受切替スイッチ３および周波数シンセサイザ（PLL）１８５は、中央処理装置（ＣＰＵ）１８９で制御される。中央処理装置１８９は、情報パケットが送られないタイミングで制御回路９からの制御信号を通じて無線通信システムが送受信に用いる偏波を変更する。

中央処理装置１８９は、制御回路９によって施される複数のアンテナに対する振幅重みと受信信号判定回路１８２の判定結果を記憶し、該アンテナに対する振幅重みにより受信信号の信号品質が向上したか否かを判断し、所定のアルゴリズムにより受信信号品質が向上するように該アンテナに対する振幅重みを更新する。

図１４は、情報パケットを送る際の、送受切替スイッチ３、デジタル送信信号発生回路１８１、電力増幅器１８６、および周波数シンセサイザ１８５の時間軸上の動作を説明する図である。送信においては、先ず送受切替スイッチを送信モードに切り替える。次にＰＬＬを動作させて安定した搬送波周波数の信号を供給できる状態とする。その後、電力増幅器を動作させ、最後に情報パケットを送信する。図１４より分かるように、時間軸上には情報パケットが送信されない時間帯があり、この時間帯を中央処理装置１８９が把握して制御回路９に偏波変更の信号を発生させる。

図１５は、図１３の回路構成で行われる処理における情報パケットの送信手続きの一例のフローチャートである。図１５において、まず、情報パケットの再送回数Ｎを設定し（ステップ２０１）、カウンタｃをリセットする（ステップ２０２）。切替スイッチにより送信手順に入り（ステップ２０３）、周波数シンセサイザのＰＬＬをオンして（ステップ２０４）周波数の安定を確認し、制御回路により空間的に互いに平行関係にない複数のアンテナに付与する位相重み付けを設定する（ステップ２０５）。そして、電力増幅器をオンして（ステップ２０６）、情報信号発生回路より情報パケットを出力する（ステップ２０７）。情報信号発生回路からの情報パケットの出力が完了したのち電力増幅器をオフし（ステップ２０８）、カウンタｃを更新し（ステップ２０９）、カウンタｃの値が再送回数Ｎを超えていないか判断する（ステップ２１０）。カウンタｃの値が再送回数Ｎを超えていない場合（ステップ２０１でＮｏ）、制御回路により空間的に互いに平行関係にない複数のアンテナに付与する位相重みを設定する（ステップ２０５）手順に戻り処理を繰り返し、カウンタｃの値が再送回数Ｎを超えた場合（ステップ２０１でＹｅｓ）全処理を終了する。

本実施例によれば、情報パケットが送信されないタイミングで偏波が変更可能となるので、送受信機は通常の通信シーケンスを妨げることなく最適な偏波を選択でき、無線通信品質の向上に効果がある。

図１６は本実施例における無線通信システムで用いる無線機の他の詳細構成図である。図１６において、図１３と同じ構成は同じ符号を付しその説明は省略する。

図１６において図１３と異なる点は、送受切替スイッチ３の送信出力を送信用の第１のカプラ１４１で検出して、この検出結果を用いて制御回路９が偏波を変更する信号を送出することである。

本実施例によれば、制御回路９は外部からの制御信号が不要で、偏波を変更する信号を出すことができ、情報パケットを離散的に送出する通常のデジタル無線通信システムにアドオンすることができる。

図１７は、図１６の回路構成で行われる処理における情報パケットの送信手続きの一例のフローチャートである。図１７において、まず第１のカプラが検出する電力の閾値Ｐｔｈを設定し（ステップ２１１）、制御回路により空間的に互いに平行関係にない複数のアンテナに付与する位相重み付けを設定する（ステップ２１２）。第１のカプラにより送信電力Ｐの検出を行い（ステップ２１３）、検出した電力Ｐが閾値Ｐｔｈを超えているか判定し（ステップ２１４）、検出した電力Ｐが閾値Ｐｔｈを超えている場合（ステップ２１４でＹｅｓ）制御回路により空間的に互いに平行関係にない複数のアンテナに付与する位相重み付けを変更し（ステップ２１５）、第１のカプラにより送信電力Ｐを検出する（ステップ２１３）処理に戻り手順を繰り返す。検出した電力Ｐが閾値Ｐｔｈを超えていない場合（ステップ２１４でＮｏ）、第１のカプラにより送信電力Ｐを検出する（ステップ２１３）処理に戻り手順を繰り返す。

本実施例によれば、送受切替スイッチの共通端子に発生する送信電力を検出し、その送信電力の検出をトリガとして複数のアンテナに与える重み付けを変化させる。これにより、重み付けの切り替えによる影響を防ぐことができる。よって、既存無線機の高周波出力端子に、制御回路を搭載した実施例１から１０に記載の無線通信システムの高周波モジュールと、２つあるいは３つの外部アンテナをアドオンすることで偏波制御通信システムを実現可能となり、偏波制御技術導入が容易となる。

図１８は本実施例における無線通信システムで用いる無線機の他の詳細構成図である。図１８において、図１６と同じ構成は同じ符号を付しその説明は省略する。

図１８において、図１６と異なる点は、送受切替スイッチ３の共通端子から出力される電力を検出する送信用の第１のカプラ１４１のほかに、送受切替スイッチ３の共通端子に入力する信号を検出する受信用カプラ１４５を具備し、受信用カプラ１４５の検出した信号の品質を測り蓄積する受信信号計測記憶回路６を具備する点である。これにより、本実施例では、制御回路９が、受信信号計測記憶回路６に順次蓄えられる信号品質が向上するように、空間的に平行関係にない複数のアンテナの振幅重みを決定して偏波を変化させることが可能となる。

本実施例では制御回路９は外部からの制御信号が不要で、偏波を変更する信号を出すことができ、情報パケットを離散的に送出する通常のデジタル無線通信システムにアドオンすることができる。これにより、偏波制御により既存の無線通信システムの通信品質を向上させる効果がある。

図１９は、図１８の回路構成で行われる処理における情報パケットの送信手続きの一例のフローチャートである。図１９において、まず、送信用の第１のカプラが検出する電力の閾値Ｐｔｈを設定し（ステップ２３１）、制御回路により空間的に互いに平行関係にない複数のアンテナに付与する振幅重みをランダムに生成し（ステップ２３２）、生成した振幅重みをアンテナ重み記憶回路にＭｗとして記憶し（ステップ２３３）、該記憶回路の内容Ｍｗを用いて送受信に用いる偏波を設定する（ステップ２３４）。引き続き、受信用カプラより受信信号をモニタし（ステップ２３５）、受信信号計測記憶回路によりモニタした受信信号の品質Ｑｒｘを測りＭｑに記憶する（ステップ２３６）。送信用の第１のカプラにより送信電力Ｐの検出を行い（ステップ２３７）、検出した電力Ｐが閾値Ｐｔｈを超えているか判定する（ステップ２３８）。検出した電力Ｐが閾値Ｐｔｈを超えている場合（ステップ２３８でＹｅｓ）、制御回路により空間的に互いに平行関係にない複数のアンテナに付与する振幅重みをランダムにＷａとして生成し（ステップ２３９）、生成した振幅重みを用いて送受信に用いる偏波を設定し（ステップ２４０）、受信用カプラおよび受信信号計測記憶回路によりモニタした受信信号の品質Ｑｒｘを測り（ステップ２４１）、受信信号の品質Ｑｒｘが受信信号計測記憶回路に記憶した受信信号の品質Ｍｑより向上しているかを判定する（ステップ２４２）。受信信号の品質Ｑｒｘが受信信号計測記憶回路に記憶した受信信号の品質Ｍｑより向上している場合（ステップ２４２でＹｅｓ）はアンテナ重み記憶回路のＭｗをＷａで置き換え（ステップ２４３）、記憶回路の内容Ｍｗを用いて送受信に用いる偏波を設定する（ステップ２３４）処理に戻り手順を繰り返す。受信信号の品質Ｑｒｘが受信信号計測記憶回路に記憶した受信信号の品質Ｍｑより向上している場合（ステップ２４２でＮｏ）は記憶回路の内容Ｍｗを用いて送受信に用いる偏波を設定する（ステップ２３４）処理に戻り手順を繰り返す。検出した電力Ｐが閾値Ｐｔｈを超えていない場合（ステップ２３８でＮｏ）、送信用の第１のカプラにより送信電力Ｐを検出する（ステップ２３７）処理に戻り手順を繰り返す。

本実施例によれば、送受切替スイッチの共通端子に発生する送信電力を検出するとともに、共通端子に入力する信号を検出し、入力信号の品質を測り、送信電力の検出をトリガとして、入力信号の信号品質が向上するように、複数のアンテナに与える重み付けを変化させる。これにより、重み付けの切り替えによる影響を防ぎ、かつ、外部からの制御信号が不要で、偏波を変更する信号を出すことができる。よって、既存無線機の高周波出力端子に、制御回路を搭載した実施例１から１０に記載の無線通信システムの高周波モジュールと、２つあるいは３つの外部アンテナをアドオンすることで偏波制御通信システムを実現可能となり、偏波制御技術導入が容易となる。

図２０は本実施例における無線通信システムで用いる無線機の他の詳細構成図である。図２０において、図１６と同じ構成は同じ符号を付しその説明は省略する。

図２０において、図１６と異なる点は、送信用の第１のカプラ１４１を使用せず、制御回路９の動作をタイマ８を用いて偏波を変更する信号を送出することである。

無線通信システムが、同一の情報を周波数等の無線パラメータを変更して複数回送信するシステムに本実施例は特に有効で、あらかじめ定められたシーケンスに則って送受信に用いる偏波を変更する。

制御回路９は外部からの制御信号が不要で、偏波を変更する信号を出すことができ、情報パケットを離散的に送出する通常のデジタル無線通信システムにアドオンすることができるので、既存無線通信システムに実施例１から１０に記載の偏波制御機能をアドオンするための無線モジュールの小型化と低コスト化に効果がある。

図２１は、図２０の回路構成で行われる処理における情報パケットの送信手続きの一例のフローチャートである。図２１において、まず、情報パケットの再送インターバルＴｉを設定し（ステップ２２１）、タイマを起動し処理開始時間Ｔｓをリセットする（ステップ２２２）。制御回路により空間的に互いに平行関係にない複数のアンテナに付与する位相重みを設定し（ステップ２２３）、タイマを参照し現在の時刻Ｔｃを確認し（ステップ２２４）、タイマによる現在の時刻Ｔｃが処理開始時間Ｔｓと再送インターバルＴｉの和を超えていないか判定する（ステップ２２５）。タイマによる現在の時刻Ｔｃが処理開始時間Ｔｓと再送インターバルＴｉの和を超えている場合（ステップ２２５でＹｅｓ）、処理開始時間Ｔｓを現在の時刻Ｔｃに置き換え（ステップ２１６）、制御回路により空間的に互いに平行関係にない複数のアンテナに付与する位相重みを変更し（ステップ２２６）、タイマを参照し現在の時刻Ｔｃを確認する（ステップ２２４）処理に戻り手順を繰り返す。タイマによる現在の時刻Ｔｃが処理開始時間Ｔｓと再送インターバルＴｉの和を超えていない場合（ステップ２２５でＮｏ）タイマを参照し現在の時刻Ｔｃを確認する（ステップ２２４）処理に戻り手順を繰り返す。

本実施例によれば、既存無線機の高周波出力端子に、制御回路を搭載した実施例１から１０に記載の無線通信システムの高周波モジュールと、２つあるいは３つの外部アンテナをアドオンすることで偏波制御通信システムを実現可能となり、偏波制御技術導入が容易となる。

図２２は本実施例における偏波制御通信システムを適用した地上－高所間無線通信システムの概略構成図である。

図２２において、地上－高所間無線通信システムは、移動地上局１０１１が移動局アンテナ１０１３を具備する移動局１０１２を搭載しており、ビル１０２１の屋上に設置された固定局アンテナ１０２３を具備する高所固定局１０２２との間で無線通信を行う。移動局１０１２と高所固定局１０２２の間には立木１０３１が存在しており、両局の見通し通信を妨げている。立木の枝葉を通過した電磁波は一般に偏波が変化する。

そこで、実施例１から１４に記載の無線通信システムを用いた偏波制御無線通信システムを移動局または高所固定局に用いれば、送受信機が最適な偏波を用いて通信を行うことができるので、高品質の無線通信を安定して行うことが可能となる。

図２３は本実施例における偏波制御通信システムを適用した製造ライン無線通信システムの概略構成図である。

図２３において、製造ライン無線通信システムは、建屋１１６１の内部にベルトコンベア１１４１が設置され、該ベルトコンベア１１４１上を小型アンテナ１１１３を具備する小型無線機１１１２が添付された製品１１１１が移動している。これらの製品は、産業ロボット１１３１により加工・調整等の作業が施されるが、産業ロボット１１３１はアンテナ１１３３を具備した無線機１１３２を有しており、作業の内容及び製品の状態をモニタし基地局アンテナ１１２３を具備した基地局無線機１１２２が設置された中央監視装置１１２１にデータを送る。中央監視装置１１２１に送られたデータは、無線通信により作業台１１５１上に設置された机上アンテナ１１５３を具備した机上無線機１１５２に送られ、各作業台で共有される。製品の位置及び姿勢は特定不可能なので、製品に設置された無線機との通信は最適な偏波を用いないと通信品質が劣化する恐れがある。

そこで、実施例１から１４に記載の無線通信システムを用いた偏波制御無線通信システムを小型無線機１１１２または無線機１１３２に用いれば、ベルトコンベア１１４１上の任意の位置および方向の製品に設置されたアンテナに最適な偏波で通信を行うことができ、安定かつ高品質な無線通信を通して製造ラインの生産性向上に寄与する効果がある。

図２４は本実施例における偏波制御通信システムを適用したオフィス内無線通信システムの概略構成図である。

図２４において、オフィス内無線通信システムは、オフィス１２４１の内部に事務机１２１１が複数配置されており、各事務机１２１１の近傍には卓上アンテナ１２１３を具備した卓上無線機１２１２が配置されている。オフィスの壁には中継アンテナ１２３３を具備する中継無線機１２３２が設置された中継装置１２３１が配置されており、オフィス内部には、基地局アンテナ１２２３を具備した基地局無線機１２２２が設置された中央監視装置１２２１が別途配置されている。従業員は、各自の机で仕事を行うが、各自の卓上無線機１２１２と中継無線機１２３２は無線回線で結ばれており、中継無線機１２３２は基地局無線機１２２２を介して中央監視装置１２２１に接続し、必要な大容量データの送受信を行う。卓上無線機１２１２の設置場所は事務机を使用する作業者に固有であり卓上アンテナの位置及び姿勢を特定することは困難である。

そこで、実施例１から１４に記載の無線通信システムを用いた偏波制御無線通信システムを卓上無線機１２１２または中継無線機１２３２に用いれば、卓上無線機１２１２が具備する卓上アンテナの方向に合わせた偏波を用いて中継無線機１２３２がデータの送受信を行うことができるので、作業者は高品質かつ安定した無線通信環境で仕事をすることができ、各作業者の仕事効率向上を援助する効果がある。

以上、本発明による実施例を示したが、本発明は、アンテナに最適な偏波制御を行うために移相器により振幅の重み付けを行うので、電源を必要としない受動回路による実現が可能であり、追加電力を必要としない。そのため、発電のための炭素排出量を減らし、地球温暖化を防止することができ、ＳＤＧｓ（Sustainable Development Goals）を実現するための特に項目７のエネルギーに貢献する。

また、本発明は、上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。

１：送信信号発生回路、２：受信信号検出回路、３：送受切替スイッチ、４：第１の分配器、５：第４の分配器、６：受信信号計測記憶回路、７：第９の可変移相器、８：タイマ、９：制御回路、１０：第２の分配器、１１：第１の可変移相器、１２：第２の可変移相器、１３：第１の多接点スイッチ、１４：第１の線路群、１５：第２の多接点スイッチ、１６：第３の多接点スイッチ、１７：第２の線路群、１８：第４の多接点スイッチ、１９：第１の合成器、２０：第３の分配器、２１：第３の可変移相器、２２：第４の可変移相器、２３：第５の多接点スイッチ、２４：第３の線路群、２５：第６の多接点スイッチ、２６：第７の多接点スイッチ、２７：第４の線路群、２８：第８の多接点スイッチ、２９：第２の合成器、３０：第５の分配器、３１：第５の可変移相器、３２：第６の可変移相器、３３：第９の多接点スイッチ、３４：第５の線路群、３５：第１０の多接点スイッチ、３６：第１１の多接点スイッチ、３７：第６の線路群、３８：第１２の多接点スイッチ、３９：第３の合成器、４０：第６の分配器、４１：第７の可変移相器、４２：第８の可変移相器、４３：第１３の多接点スイッチ、４４：第７の線路群、４５：第１４の多接点スイッチ、４６：第１５の多接点スイッチ、４７：第８の線路群、４８：第１６の多接点スイッチ、４９：第４の合成器、５１：第１７の多接点スイッチ、５２：第９の線路群、５３：第１８の多接点スイッチ、５４：第１９の多接点スイッチ、５５：第１０の線路群、５６：第２０の多接点スイッチ、８０：アンテナ、８１：第１のアンテナ、８２：第２のアンテナ、８３：第３のアンテナ、９０：回転偏波の進行方向、１０１：第２の送信信号発生回路、１０２：第２の受信信号検出回路、１０３：第２の送受切替スイッチ、１０４：伝送線路、１０５：初段ハイブリッド回路、１０６：第２の送受信合成回路、１０７：第３の送受信合成回路、１０８：第１のラットレース回路、１０９：第２のラットレース回路、１１１：第１のウイルキンソン分配回路、１１８：第１のハイブリッド回路、１２１：第２のウイルキンソン分配回路、１２８：第２のハイブリッド回路、１３１：第３のウイルキンソン分配回路、１３８：第３のハイブリッド回路、１４１：第１のカプラ、１４２：第２のカプラ、１４３：第１のアナログデジタル変換器、１４４：第２のアナログデジタル変換器、１４５：受信用カプラ、１８１：デジタル送信信号発生回路、１８２：受信信号判定回路、１８３：第１のミキサ、１８４：第２のミキサ、１８５：周波数シンセサイザ、１８６：電力増幅器、１８７：低雑音増幅器、１８９：中央処理装置

Claims (15)

1. 同一の情報信号を重畳した複数の電磁波をそれぞれ分配し、分配したそれぞれの電磁波に位相重みを付けたのち合成することで複数の電磁波のそれぞれに振幅重みを付け、該振幅重みを付けた複数の電磁波を互いに平行関係にない複数のアンテナから同時に送受信することを特徴とする無線通信システム。
2. 請求項１に記載の無線通信システムであって、
   前記位相重みを変化させ前記同一の情報信号を前記複数のアンテナから再送することを特徴とする無線通信システム。
3. 請求項２に記載の無線通信システムであって、
   前記情報信号を時間軸上の連続した区間を占めるパケットとして離散的に送信し、前記位相重みを前記パケットが存在しない時間軸上で変化させることを特徴とする無線通信システム。
4. 請求項１から３の何れか１項に記載の無線通信システムであって、
   前記複数のアンテナからの受信信号の品質と前記複数のアンテナに与えた前記振幅重みを記憶し、前記受信信号の品質の良いアンテナの振幅重みを選んで送受信を繰り返すことを特徴とする無線通信システム。
5. 請求項１から４の何れか１項に記載の無線通信システムであって、
   送信信号発生回路と受信信号検出回路を切り替える切替スイッチを具備し、
   前記切替スイッチの共通端子に分配器を結合し、該分配器の各分配信号をさらに２分配し、該２分配した各分配信号に異なる位相を与えたのちそれらを合成して送受信信号の振幅重みを実現することを特徴とする無線通信システム。
6. 請求項１から４の何れか１項に記載の無線通信システムであって、
   送信信号発生回路と受信信号検出回路を切替スイッチで切り替え、該切替スイッチの共通端子に分配器を結合し、該分配器の各分配信号をそれぞれ異なる電気長の第１および第２の線路を介してハイブリッド回路の２つのポートに結合し、該ハイブリッド回路の残りの２つのポートに空間的に平行関係にない２つのアンテナを結合し、前記第１および第２の線路の電気長を変化させ送受信に用いる電磁波の偏波を変化させることを特徴とする無線通信システム。
7. 請求項１から４の何れか１項に記載の無線通信システムであって、
   送信信号発生回路と受信信号検出回路を切替スイッチで切り替え、該切替スイッチの共通端子に第１の分配器を結合し、該第１の分配器の各分配信号を異なる電気長の第１および第２の線路を介して第１のハイブリッド回路の２つのポートに結合し、該第１のハイブリッド回路の残りの２つのポートの一方に第２の分配器を結合し、該第２の分配器の各分配信号を異なる電気長の第３および第４の線路を介して第２のハイブリッド回路の２つのポートに結合し、該第２のハイブリッド回路の残りの２つのポートに空間的に平行関係にない第１および第２のアンテナを結合し、前記第１のハイブリッド回路の残りの２つのポートの他方に異なる電気長の第５の線路を介して前記第１および第２のアンテナと平行関係にない第３のアンテナを結合し、前記第１乃至第５の線路の電気長を変化させ送受信に用いる電磁波の偏波を変化させることを特徴とする無線通信システム。
8. 請求項１から４の何れか１項に記載の無線通信システムであって、
   第１の送信信号発生回路と第１の受信信号検出回路を第１の切替スイッチで切り替え、該第１の送信信号発生回路と異なる周波数の信号を発生する第２の送信信号発生回路と第２の受信信号検出回路を第２の切替スイッチで切り替え、前記第１および第２の切替スイッチの共通端子をそれぞれ第１のハイブリッド回路の２つのポートに結合し、該第１のハイブリッド回路の他の２つのポートの一方に分配器を結合し、該分配器の各分配信号を異なる電気長の第３および第４の線路を介して第２のハイブリッド回路の２つのポートに結合し、該第２のハイブリッド回路の残りの２つのポートに空間的に平行関係にない第１および第２のアンテナを結合し、前記第１のハイブリッド回路の他の２つのポートの他方に異なる電気長の第５の線路を介して前記第１および第２のアンテナと平行関係にない第３のアンテナを結合し、前記第３乃至第５の線路の電気長を変化させ送受信に用いる回転偏波の電磁波の進行方向を２次元的に変化させることを特徴とする無線通信システム。
9. 請求項１から４の何れか１項に記載の無線通信システムであって、
   第１の送信信号発生回路と第１の受信信号検出回路を第１の切替スイッチで切り替え、該第１の送信信号発生回路と異なる周波数の信号を発生する第２の送信信号発生回路と第２の受信信号検出回路を第２の切替スイッチで切り替え、前記第１および第２の切替スイッチの共通端子をそれぞれ第１のハイブリッド回路の２つのポートに結合し、該第１のハイブリッド回路の他の２つのポートの一方に第１の分配器を結合し、該第１の分配器の各分配信号を異なる電気長の第１および第２の線路を介して第２のハイブリッド回路の２つのポートに結合し、該第２のハイブリッド回路の残りの２つのポートの一方に第２の分配器を結合し、該第２の分配器の各分配信号を異なる電気長の第３および第４の線路を介して第３のハイブリッド回路の２つのポートに結合し、前記第２のハイブリッド回路の残りの２つのポートの他方に異なる電気長の第５の線路を介して第３のアンテナを結合し、前記第１のハイブリッド回路の残りの２つのポートの他方に異なる電気長の第６の線路を介して第３の分配器を結合し、該第３の分配器の各分配信号を異なる電気長の第７および第８の線路を介して第４のハイブリッド回路の２つのポートに結合し、前記第３のハイブリッド回路の残りの２つのポートの一方と前記第４のハイブリッド回路の残りの２つのポートの一方とを第１の合成器に結合し、該第１の合成器の合成端子に前記第３のアンテナと平行関係にない第１のアンテナを結合し、前記第３のハイブリッド回路の残りの２つのポートの他方と前記第４のハイブリッド回路の残りの２つのポートの他方とを第２の合成器に結合し、該第２の合成器の合成端子に前記第１および第３のアンテナと平行関係にない第２のアンテナを結合し、前記第１乃至第８の線路の電気長を変化させ送受信に用いる回転偏波の電磁波の進行方向を３次元的に変化させることを特徴とする無線通信システム。
10. 請求項５から９の何れか１項に記載の無線通信システムであって、
    前記切替スイッチの共通端子に発生する電力を検出し、該電力の検出をトリガとして前記複数のアンテナに与える重みを変化させることを特徴とする無線通信システム。
11. 請求項１０に記載の無線通信システムであって、
    前記切替スイッチの共通端子に入力する信号を検出し、該信号の品質を測り、前記電力の検出をトリガとして前記信号の品質が向上するように前記複数のアンテナに与える重みを変化させることを特徴とする無線通信システム。
12. 請求項５から１１の何れか１項に記載の無線通信システムであって、
    前記送信信号発生回路は周波数シンセサイザと電力増幅器と信号発生回路を具備し、
    前記切替スイッチを送信としたのちに前記周波数シンセサイザを起動し、該周波数シンセサイザの出力周波数が安定したのちに、前記電力増幅器を起動し、その後に情報信号のパケットを送信することを特徴とする無線通信システム。
13. 請求項１から１２の何れか１項に記載の無線通信システムを用いる地上－高所間無線通信システムであって、
    地上局アンテナを具備する地上局と、
    高所固定局アンテナを具備する高所固定局からなり、
    前記地上局または前記高所固定局に前記無線通信システムを用いることを特徴とする地上－高所間無線通信システム。
14. 請求項１から１２の何れか１項に記載の無線通信システムを用いる製造ライン無線通信システムであって、
    製造ラインのベルトコンベア上を移動する製品には小型アンテナを具備する小型無線機が添付されており、
    アンテナを具備した監視無線機を有し、前記小型無線機と通信することで前記製品の状態をモニタする監視装置を有し、
    前記小型無線機または前記監視無線機に前記無線通信システムを用いることを特徴とする製造ライン無線通信システム。
15. 請求項１から１２の何れか１項に記載の無線通信システムを用いるオフィス内無線通信システムであって、
    机の近傍に卓上アンテナを具備した卓上無線機が配置され、
    中継アンテナを具備し、前記卓上無線機と無線回線で結ばれている中継無線機が設置されており、
    前記卓上無線機または前記中継無線機に前記無線通信システムを用いることを特徴とするオフィス内無線通信システム。

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