JP2888879B2 - 無線通信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、位置固定の第１機器と移動可能な第２機器
との間でデータを送受信させる無線通信装置に関し、特
に、微弱な電波を用いて屋内の限られた範囲の通信に好
適に用いられるようにする技術に関するものである。

従来の技術 無線通信装置の一種に、電波法により定められた免許
を要せず、誰でも容易に取り扱うことができるようにす
るために、微弱な出力を用いてデータ通信ができるよう
にしたものがある。たとえば、病棟のナースセンタに設
置された集中モニタとベッド或いは患者に設けられた測
定装置或いは検知装置との間でデータを授受する形式の
無線通信装置がそれである。この種の無線通信装置は、
通常、比較的短い波長の超短波帯の電波を用い且つホイ
ップアンテナを介してデータを送信および受信する。

発明が解決すべき課題 ところで、上記従来の無線通信装置は、電波の出力が
微弱であるために、通信距離が短いだけでなく、通信可
能な範囲内でも、建物の中の壁および床などの障害物
や、特に室内にいる看護婦、医者などの生体の影響によ
り回線が遮断されてデータ通信が困難となり、制御エラ
ーが発生したり、データの採取ができなくなる場合があ
った。また、これに対して、壁および床や生体の影響を
受け難い長波帯の電波を用いることが考えられるが、掃
除機、テレビなどの一般電気機器や自動車等から発生す
る外来ノイズが混入し易く、これに起因して制御エラー
が発生したり、データの採取ができなくなる場合があっ
た。

本発明は以上の事情を背景として為されたものであ
り、その目的とするところは、微弱な出力を用いたとし
ても、確実にデータ通信ができる無線通信装置を提供す
ることにある。

課題を解決するための手段 かかる目的を達成するための本発明の要旨とするとこ
ろは、その周辺にほぼ帯状に作る領域で通信を可能とす
る位置固定の線状誘導線が接続された第１機器と移動可
能な第２機器との間で信号を送受信させるための無線通
信装置であって、（ａ）前記第１機器に設けられ、その
第１機器に接続した前記線状誘導線から第１データを長
波帯の電波および超短波帯の電波にて同時に出力させる
とともに、前記第２機器による長波帯の電波および超短
波帯の電波を受けて第２データをその第１機器へ供給す
る固定側送受信手段と、（ｂ）前記第２機器に設けら
れ、前記第１機器による前記長波帯の電波および超短波
帯の電波を同時に受けて第１データを前記第２機器へ供
給するとともに、その第２機器から出力された第２デー
タを前記長波帯の電波および超短波帯の電波にてそれぞ
れ放射させる移動側送受信手段とを含むことにある。

作用および発明の効果 このようにすれば、第１機器から出力された第１信号
により変調された電波は、長波帯および超短波帯の２種
類の電波にて固定側送受信手段から放射されて移動側送
受信手段にて受けられた後、この移動側送受信手段から
第１信号が第２機器へ供給される一方、第２機器から出
力された第２信号により変調された電波も、長波帯およ
び超短波帯の２種類の電波にて移動側送受信手段から放
射されて固定側送受信手段に受けられた後、この固定側
送受信手段から第２信号が第１機器へ供給される。この
ように、互いに伝播特性が異なる２種類の電波、すなわ
ち長波帯および超短波帯の電波により第１機器と第２機
器との間のデータ通信が行われるので、建物の壁および
床、室内の生体の影響を受け難くなって、微弱な出力を
用いたとしても確実なデータ通信が可能となる。

ここで、長波帯の電波とは30〜500kHz程度の比較的周
波数の低い電波を言い、超短波帯の電波とは30〜322MHz
程度の比較的周波数の高い電波を言う。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図において、病棟10の廊下12の両側には、ナース
室14および複数の病室16が配置されている。ナース室14
に配設されている血圧監視装置18は、キーボード、画像
表示装置のような入出力装置や演算装置を備えたモニタ
本体20と、このモニタ本体20から出力された指令データ
などを周波数変調することにより、たとえば30〜500kHz
程度の周波数f_Lの信号にて固定アンテナとして動作する
線状誘導線22へ出力する第１送受信回路24とを備えてい
る。上記線状誘導線22に上記周波数f_Lの信号が供給され
ることにより、波長が長いために壁や床の影響を受け難
い長波帯の電磁界が形成される。この線状誘導線22の一
端は上記第１送受信回路24に接続され、他端は周波数変
換回路26に接続されている。この周波数変換回路26は、
線状誘導線22に供給されている周波数f_Lの信号を、たと
えば30〜300MHz程度またはそれ以上の周波数f_VHの信号
に変換し、前記指令データを表す超短波をも線状誘導線
22から放射させる。上記線状誘導線22は、後述の第２図
に示すように、２本のワイヤ22a、22bから構成され且つ
後述の周波数f_VHの超短波の波長λに関連した一定の間
隔ｌ（たとえばｌ＝λ/n:nは整数）でコイル23が設けら
れている。このコイル23は長波の周波数f_Lに対しては影
響せず、超短波の波長f_VHに対してはインダクタンスと
して作用し、固定アンテナ22上における共振の節の位置
に対応して配置されているので、長波と超短波とを効率
よく放射すると同時に受信することができる。そして、
病室16には、ホイップアンテナ28を有する第２送受信回
路30と血圧測定回路32とからなる自動血圧計34が配置さ
れている。この自動血圧計34は通常、そのカフがベッド
上の患者に装着されて、所定の周期で、或いは血圧監視
装置18からの指令に従って自動的に血圧値を測定する一
方、測定された血圧値を表すデータを第２送受信回路30
を介して長波および短波にて送信する。

第２図に示すように、第１送受信回路24においては、
指令信号などの送信データ（第１データ）がモニタ本体
20から出力されると、その送信データは制御回路40を介
して長波帯変調回路42へ供給され、そこで長波の周波数
f_Lにて周波数変調され且つ電力増幅される。この長波帯
変調回路42の出力端子は、一対の送受信切換スイッチ44
および46のａ端子にそれぞれ接続されているので、上記
送信データによる変調後の信号は、制御回路40からの第
１コントロール信号に従って一対の送受信切換スイッチ
44および46が送信側へ切り換えられると線状誘導線22へ
送出され、この線状誘導線22から上記送信データが長波
により発射される。上記制御回路40は、モニタ本体20か
ら送信データが出力されている間は送受信切換スイッチ
44および46を親局送信側（ａ側）へ切り換えるための第
１コントロール信号を出力するが、それ以外のときには
一対の送受信切換スイッチ44および46を親局受信側（ｂ
側）へ切り換えることにより、線状誘導線22から長波帯
復調回路48へ供給され且つそこで長波の周波数f_Lの信号
が復調されて得られた受信データを、モニタ本体20へ供
給する。

また、上記第１送受信回路24には、電源ライン50から
直流電圧を発生させるDC安定化電源52と、そのDC安定化
電源52からの出力電圧を制御回路40からの第２コントロ
ール信号に従って２種類のうちの一方の電圧に切り換え
る電圧切換回路54とが設けられている。制御回路40は、
モニタ本体20から送信データが出力されている間は前記
第１コントロール信号と同時に上記第２コントロール信
号も出力することにより、周波数変換回路26内の一対の
切換スイッチ56および58を親局送信側（ａ側）へ切り換
えるために、電圧切換回路54から第１の電圧（たとえば
DC18V）を線状誘導線22へ出力させるが、モニタ本体20
から送信データが出力されていない状態では上記一対の
切換スイッチ56および58を親局受信側（ｂ側）へ切り換
えるために、電圧切換回路54から第２の電圧（たとえば
DC15V）を線状誘導線22へ出力させる。周波数変換回路2
6では、電圧検出回路60により上記線状誘導線22を構成
する２本のワイヤ間の電圧が第１の電圧であるか第２の
電圧であるかが検出され、第１の電圧である場合には電
圧検出回路60からの信号により一対の切換スイッチ56お
よび58が親局送信側（ａ側）へ切り換えられる。しか
し、第２の電圧である場合には電圧検出回路60からの信
号により一対の切換スイッチ56および58が親局受信側
（ｂ側）へ切り換えられる。

また、前記電圧切換回路54から線状誘導線22を介して
周波数変換回路26へ送られる電圧は、上記一対の切換ス
イッチ56および58の切換信号としてだけでなく、周波数
変換回路26の構成部品の電源電圧（12V）を出力する安
定化電源62の電源電圧としても用いられている。これに
より、周波数変換回路26には、電源ラインからの電源供
給が不要とされている。なお、電圧切換回路54と線状誘
導線22との間、および安定化電源62と線状誘導線22との
間には、高周波を遮断するためのハイカットフィルタ64
および66が設けられている。また、切換スイッチ44およ
び46と線状誘導線22との間、および切換スイッチ56およ
び58と線状誘導線22との間には、交流信号のみを通過さ
せるためのコンデンサ25がそれぞれ介挿されている。

上記のように第１送受信回路24における一対の送受信
切換スイッチ44および46が親局送信側へ切り換えられる
と同時に、周波数変換回路26における一対の切換スイッ
チ56および58も親局送信側へ切り換えられるので、長波
帯変調回路42により変調を受けた変調後の信号は、線状
誘導線22および一対の切換スイッチ56および58を通して
周波数変換回路26内の長波帯受信回路68へ供給される。
この長波帯受信回路68では、長波帯の周波数f_Lの信号だ
けが通過させられるとともに電力増幅され、続く変調回
路70において発振器71から供給される超短波帯の周波数
f_VHのキャリヤにて周波数変調される。すなわち、長波
帯変調回路42において送信データが長波帯の周波数f_Lに
て周波数変調されている信号に、さらに超短波帯の周波
数f_VHをキャリヤとする周波数変調が加えられるのであ
る。このようにして超短波帯に変調された信号は、VHF
帯送信回路72により電力増幅された後、一対の切換スイ
ッチ56および58を通して線状誘導線22へ戻されて、この
線状誘導線22から超短波帯の電波として発射される。上
記VHF帯送信回路72は超短波帯の周波数f_VHの信号だけを
通過させるものである。

以上のようにして、モニタ本体20から出力された送信
データを表す長波帯の電波および超短波帯の電波が線状
誘導線22から発射されると、この２種類の電波は、第２
送受信回路30のホイップアンテナ28により受けられる。
第２送受信回路30は第３図に詳しく示すように構成され
ている。制御回路80は、血圧測定回路32から血圧値など
を表す送信データが出力されている間は切換スイッチ82
を子局送信側（ｂ側）へ切り換えるが、その送信データ
が出力されていない状態では切換スイッチ82を子局受信
側（ａ側）へ切り換える。このため、血圧測定回路32か
ら送信データが出力されていない状態で上記のようにホ
イップアンテナ28に受けられた信号は分波器84へ供給さ
れる。この分波器84は、長波帯の周波数f_Lの信号と超短
波帯の周波数f_VHの信号とを分離するフィルタであり、
超短波帯の周波数f_VHの信号がVHF復調回路86へ、長波帯
の周波数f_Lの信号が位相回路88へ供給される。上記VHF
復調回路86では、超短波帯の周波数f_VHのキャリヤ信号
が除去されて、変調前の長波帯の周波数f_Lの信号に戻さ
れ、その後混合回路90へ供給される。また、上記位相回
路88では、これを通過する長波帯の周波数f_Lの信号の移
動が予め定められたずれ量だけずらされ、その後混合回
路90へ供給される。この位相のずれ量は、上記VHF復調
回路86から出力された長波帯の周波数f_Lの信号の位相と
合致させるためのものである。混合回路90では上記のよ
うに位相が相互に合致させられた信号が合波されるの
で、混合回路90から出力された長波帯の周波数f_Lの信号
は、信号成分が相加されて大きくなる一方、合波前のそ
れぞれの信号に含まれているノイズは相関性のないラン
ダム信号であることから合波により相加されることはな
い。これにより、混合回路90から出力された長波帯の周
波数f_Lの信号のS/Nが高められる。そして、このように
して得られた長波帯の周波数f_Lの信号は、長波帯復調回
路92において復調されることにより、長波帯の周波数f_L
のキャリヤが除去されてモニタ本体20から出力されて、
送信データ、すなわち本第２送受信回路30の受信データ
が取り出され、この受信データが制御回路80を通して血
圧測定回路32へ供給される。これにより、血圧測定回路
32へ起動信号が供給されたり、自動血圧計34に設けられ
た所定の情報を示すランプが点灯されたりする。

他方、血圧測定回路32により測定された血圧値などの
送信データは、制御回路80を通して長波帯変調回路94へ
供給され、ここで長波帯の周波数f_Lのキャリヤにより周
波数変調され且つ電力増幅される。このようにして変調
された長波帯の周波数f_Lの信号の一部は、VHF変調回路9
6において発振器97から供給される超短波帯の周波数f_VH
のキャリヤにより周波数変調され且つ電力増幅される。
そして、混合回路98において、上記長波帯の周波数f_Lの
信号と上記超短波帯の周波数f_VHの信号とが合波された
後、子局送信側（ｂ）へ切り換えられている切換スイッ
チ82を通してホイップアンテナ28へ供給され、そのホイ
ップアンテナ28から長波および超短波帯の電波が放射さ
れる。

上記ホイップアンテナ28から放射された長波および超
短波帯の電波は線状誘導線22により受けられる。線状誘
導線22により受けられた超短波帯の周波数f_VHの信号
は、親局受信側（ｂ側）に切り換えられている切換スイ
ッチ56および58を通して、超短波帯の周波数f_VHの信号
のみを通過させるVHF帯受信回路100に供給され、ここで
電力増幅された後、復調回路102において超短波帯の周
波数f_VHのキャリヤが除去されて長波帯の周波数f_Lの信
号に戻される。そして、長波帯の周波数f_Lの信号のみを
通過させる長波帯送信回路104において電力増幅された
後、位相回路106にて所定のずれ量だけ位相がずらされ
る。このずれ量は、上記長波帯送信回路104から出力さ
れる信号と、線状誘導線22に直接受けられた長波帯の周
波数f_Lの信号との間の位相のずれを解消させるためのも
のである。これにより、線状誘導線22に直接受けられた
長波帯の周波数f_Lの信号と位相回路106を通過した長波
帯の周波数f_Lの信号とが合波されるので、位相が揃って
いる長波帯の周波数f_Lの信号成分が大きくされる一方、
位相の揃っていないノイズは相加されず、長波帯の周波
数f_Lの信号のS/N比が高められる。

上記長波帯の周波数f_Lの信号は、親局受信側（ｂ側）
に切り換えられている送受信切換スイッチ44および46を
通して、長波帯の周波数f_Lの信号のみを通過させる長波
帯復調回路48に供給され、ここで長波帯の周波数f_Lのキ
ャリヤが除去されて得られた子局の送信データ、すなわ
ち第１送受信回路24の受信データが制御回路40を通して
モニタ本体20へ供給される。これにより、モニタ本体20
の表示器に各ベットの血圧値が表示され、病室16にいる
患者の血圧値がナース室14にて遠隔的に監視される。

上述のように、本実施例の無線通信装置によれば、第
１機器であるモニタ本体20から出力された送信データ
は、長波帯および超短波帯の２種類の電波により伝送さ
れて線状誘導線22から放射され、移動側送受信手段とし
て機能する第２送受信回路30に受けられた後、この第２
送受信回路30から送信データが第２機器である血圧測定
回路32へ供給される。また、第２送受信回路30から出力
された送信データを表す電波も、長波帯および超短波帯
の２種類の電波にてホイップアンテナ28から放射されて
線状誘導線22に受けられた後、固定側送受信手段として
機能する周波数変換回路26および第１送受信回路24から
受信データがモニタ本体20へ供給される。このように、
互いに電磁界特性が異なる２種類の電波、すなわち長波
帯および超短波帯の電波によりモニタ本体20と血圧測定
回路32との間のデータ通信が行われるので、建物の壁お
よび床、室内の生体の影響を受け難くなって、微弱な出
力を用いたとしても確実なデータ通信が可能となる。

また、本実施例によれば、線状誘導線22の先端部に設
けられた周波数変換回路26の電源電力が線状誘導線22を
介して供給されるので、上記周波数変換回路26に対する
電源工事が不要となって工事が簡単となる利点がある。

また、本実施例の周波数変換回路26の切換スイッチ56
および58は、線状誘導線22を通して伝送された直流電圧
が第１電圧であるか第２電圧であるかに従って、第１送
受信回路24内の送受信切換スイッチ44および46に同期し
て切換制御されるように構成されているので、上記切換
スイッチ56および58を切換制御するための信号線を第１
送受信回路24と周波数変換回路26との間に設ける必要が
ない利点がある。

また、本実施例の周波数変換回路26によれば、長波帯
の周波数f_Lの信号から超短波帯の周波数f_VHの信号への
変換が単なる変調回路により行われるとともに、超短波
帯の周波数f_VHの信号から長波帯の周波数f_Lの信号への
変換が単なる復調回路により行われるように構成されて
いるので、周波数毎に独立した送信器および受信器を設
ける場合に比較して小型かつ安価に構成される利点があ
る。

また、本実施例の第２送受信回路30によれば、ホイッ
プアンテナ28に受けられた超短波帯の周波数f_VHの信号
がVHF復調回路86により長波帯に復調された信号と、長
波にて搬送された長波帯の周波数f_Lの信号とが混合回路
90において位相が合致させられた状態で合波されるの
で、信号成分が大きくされて第２送受信回路30の受信デ
ータ信号のS/Nが高められる利点がある。

また、本実施例の周波数変換回路26によれば、線状誘
導線22に受けられた超短波帯の周波数f_VHの信号が復調
回路102により長波帯に復調された信号と、長波にて搬
送され且つ線状誘導線22に受けられた長波帯の周波数f_L
の信号とが位相が合致させられた状態で合波されるの
で、信号成分が大きくされて第１送受信回路24の受信デ
ータ信号のS/Nが高められる利点がある。

また、本実施例では、線状誘導線22は、２本のケーブ
ルとそのケーブルに超短波帯の電波の波長に関連した一
定の間隔毎にコイル23を設けることにより、長波帯の周
波数f_Lの電波および超短波帯の周波数f_VHの電波を放射
および受信することができるので、共通の線状誘導線22
が用いられる利点がある。因に、従来の漏洩同軸ケーブ
ルでは、長波帯の周波数f_Lの電波および超短波帯の周波
数f_VHの電波を同時に発射したり受信したりすることが
できなかったのである。

次に、固定アンテナ22の他の構成例を説明する。前述
の固定アンテナ22は、超短波帯の周波数f_VHの電波の波
長に関連した一定の間隔ｌでコイル23を備えていたが、
等価的にはその一定の間隔ｌでインダクタンスが設けら
れておればよいのであるから、たとえば第４図、第５
図、第６図に示すように構成されてもよい。第４図の例
では、インダクタンスを形成するフェライトコア110が
２本のワイヤ22aおよび22bが貫通した状態で一定の間隔
ｌで配設されている。また、第５図の例では、２本のワ
イヤ22aおよび22bにインダクタンスを形成するひねりが
局部的に加えられることにより、結合部112が一定の間
隔ｌで配設されている。第６図の実施例では、全体的に
緩やかなひねりが加えられた２本のワイヤ22aおよび22b
に、第５図の場合と同様に局部的にひねりが加えられる
ことにより、結合部114が一定の間隔で配設されてい
る。

以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明した
が、本発明はその他の態様においても適用される。

たとえば、前述の実施例の周波数変換回路26は、線状
誘導線22の端部に接続されているが、端部より離れた位
置に接続されてもよいし、線状誘導線22の長手方向中間
部において通信範囲を確保するために必要に応じて複数
箇所設けられてもよいのである。

また、前述の実施例では、長波帯の周波数f_Lの電波お
よび超短波帯の周波数f_VHの電波を放射および受信する
共通の線状誘導線22が用いられていたが、それに替え
て、第１送受信回路24と周波数変換回路26とを結ぶ長波
用アンテナと、第１送受信回路24および周波数変換回路
26にそれぞれ設けられた超短波用アンテナとを用いても
よいのである。

また、前述の実施例の周波数変換回路26には線状誘導
線22を通して電源が供給されていたが、電源ラインあら
電力を取り込む独立の電源を周波数変換回路26に設けて
もよいのである。

また、前述の実施例の線状誘導線22には、一定の間隔
ｌ毎にインダクタンスが設けられていたが、必ずしも設
けられていなくてもよい。

なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であ
り、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変
更が加えらえ得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例が適用された血圧監視シス
テムの配置を説明する図である。第２図は、第１図の実
施例の構成を示すブロック線図である。第３図は、第２
図の第２送受信回路の構成を説明するブロック線図であ
る。第４図、第５図、および第６図は、本発明の他の実
施例における線状誘導線を説明する図である。 20:モニタ本体（第１機器） 22:線状誘導線 24:第１送受信回路（固定側送受信手段） 26:周波数変換回路（固定側送受信手段） 30:第２送受信回路（移動側送受信手段） 32:血圧測定回路（第２機器）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04B 5/00 H04B 7/26 H04Q 7/00 - 7/38

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】その周辺にほぼ帯状に作る領域で通信を可
   能とする位置固定の線状誘導線が接続された第１機器と
   移動可能な第２機器との間で信号を送受信させるための
   無線通信装置であって、 前記第１機器に設けられ、該第１機器に接続した前記線
   状誘導線から第１データを長波帯の電波および超短波帯
   の電波にて同時に出力させるとともに、前記第２機器に
   よる長波帯の電波および超短波帯の電波を受けて第２デ
   ータを該第１機器へ供給する固定側送受信手段と、 前記第２機器に設けられ、前記第１機器による前記長波
   帯の電波および超短波帯の電波を同時に受けて第１デー
   タを前記第２機器へ供給するとともに、該第２機器から
   出力された第２データを前記長波帯の電波および超短波
   帯の電波にてそれぞれ放射させる移動側送受信手段と を含むことを特徴とする無線通信装置。