JP3560783B2 - 自動検針用無線装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線を利用してガスメータの検針データを自動的に収集する自動検針システムに使用される自動検針用無線装置に関し、更に詳しくは、ガスメータの検針データを無線送信すべくガスメータ装置に取り付けられ、アンテナの指向性および放射利得を向上した自動検針用無線装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の自動検針用無線装置は、ガスメータ装置の上部に取り付けられるものとガスメータ装置の前部に取り付けられるものとがある。ガスメータ装置の上部に取り付けられる自動検針用無線装置は、図７に示すようにガスメータ装置１の金属筐体３の上部から上方に突出した２本のガス配管５，７の間に取り付けられた無線装置筐体９を有し、この無線装置筐体９内に無線回路を構成する板状逆Ｆアンテナ１１、該アンテナに電波を供給する給電部１３およびグランド板１５が設けられている。なお、板状逆Ｆアンテナ１１はグランド板１５と地表面に平行に配置されている。
【０００３】
このように構成される自動検針用無線装置は、図８に示すようにグランド板１５とガスメータ金属筐体３を非接触で、かつ矢印１９で示すように高周波的に結合することにより、ガスメータ金属筐体３に矢印２１で示す電流分布が生じ、ガスメータ金属筐体３をアンテナ放射素子として利用することができ、結果として図９に符号２３まで示すように高い放射利得のアンテナ放射特性が得られる。なお、図９におけるＸ，Ｙ軸の方向は図７（ｃ）に示すＸ，Ｙ軸の方向と同じである。
【０００４】
ところで、ガスメータ装置１は、上方に突出している２本のガス配管５，７を固定するために、図１０に示すように無線装置筐体９からなる自動検針用無線装置の上部に２本のガス配管５，７を連結した金属板２７を有している。
【０００５】
このようにガス配管５，７を固定するために、自動検針用無線装置の上部に金属板２７が設けられると、自動検針用無線装置のグランド板１５は図１１において矢印１９で示すようにガスメータ金属筐体３と高周波的に電気的結合を行うとともに、また矢印２９で示すように金属板２７とも高周波的に電気結合してしまい、この結果ガスメータ金属筐体３に生じる矢印２１で示す電流分布とガス配管５，７に生じる矢印３１で示す電流分布は逆向きに流れることになり、両者の放射界が相殺し合うため、自動検針用無線装置のアンテナ放射特性は、上述した図９の２３で示した金属板２７がない場合に比較して、図１２の３３で示すように著しく劣化する。なお、図１２におけるＸ，Ｙ軸の方向は図１０（ｃ）に示すＸ，Ｙ軸の方向と同じである。
【０００６】
また、図１３に示すようにガスメータ装置１の前部に自動検針用無線装置３５を取り付けた場合には、自動検針用無線装置３５に対して筐体の体積が１／２程度と小さいため、アンテナの放射特性が著しく劣化する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、自動検針用無線装置をガスメータ金属筐体３の上部に取り付けた場合には、自動検針用無線装置はガスメータ金属筐体３、ガス配管５，７、金属板２７からなる金属物で周囲を取り囲まれてしまうとともに、無線装置のグランド板１５が金属板２７とも高周波的に結合してしまうため、アンテナの放射特性が著しく劣化するという問題がある。
【０００８】
また、自動検針用無線装置をガスメータ金属筐体３の前部に取り付けた場合には、自動検針用無線装置に対して筐体の体積が１／２程度と小型であるため、アンテナの放射特性が著しく劣化するという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ガスメータの金属板等の影響を受けることなく、アンテナの放射特性および指向性を向上した自動検針用無線装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の本発明は、ガスメータの検針データを無線送信すべくガスメータ装置の上部に設置される自動検針用無線装置であって、ガスメータ装置の金属部分を避けるように配設され、電波の送受信を行う線状アンテナを有し、該線状アンテナのグランドと無線回路のグランドとを離して配設するとともに一点にて接続し、前記線状アンテナとガスメータ装置の金属製筐体を接触させることなく高周波的に結合していることを要旨とする。
【００１１】
請求項１記載の本発明にあっては、線状アンテナを使用し、該線状アンテナをガスメータの金属部分を避けるように配設され、かつ該線状アンテナのグランドと無線回路のグランドとを離して配設し一点にて接続しているため、両者の高周波的結合力を弱めるのに対して、線状アンテナのグランドとガスメータ装置の金属製筐体との高周波的に結合を強めているため、指向性が少なく、放射利得の高いアンテナ放射特性を得ることができる。
【００１４】
更に、請求項２記載の本発明は、請求項１記載の発明において、前記線状アンテナがモノポールアンテナ、ヘリカルアンテナ、積層小型アンテナ、誘電体アンテナを含む小型アンテナから選択されたものであることを要旨とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
【００１６】
図１（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発明の一実施形態に係わる自動検針用無線装置の構成をそれぞれ示す正面図、側面図、上面図である。同図に示す自動検針用無線装置は、符号４１で示すようにガスメータ装置１の上部に取り付けられた場合のものである。更に具体的には、本無線装置４１はガスメータ装置１のガスメータ金属筐体３の上部に突出している２本のガス配管５，７の間の金属板２７の下側に取り付けられ、無線装置筐体４３で取り囲まれている。
【００１７】
自動検針用無線装置４１は、無線装置筐体４３内に線状逆Ｆアンテナ４５、該アンテナに電波を供給する給電部４７、無線回路グランド板４９、アンテナグランド板５１を有する。なお、この無線装置４１内の構成は、図２（ａ），（ｂ）にそれぞれ正面図、側面図として詳細に示されているが、無線回路グランド板４９とアンテナグランド板５１は分離して配置され、グランド線５３により一点接続されている。
【００１８】
また、アンテナグランド板５１は、図１（ｂ）の側面図からよくわかるように、ガス配管５，７を固定している金属板２７の下側を避けるように離して前側寄りに配設され、これにより金属板２７との高周波的な結合力を弱め、金属板２７上への誘導電流を減少している。
【００１９】
このように構成される自動検針用無線装置４１においては、線状逆Ｆアンテナ４５のアンテナグランド板５１はガスメータ装置１のガスメータ金属筐体３に接触することなく高周波的に結合されるとともに、無線回路グランド板４９とアンテナグランド板５１は分離し、かつ無線回路グランド板４９とアンテナグランド板５１はグランド線５３により接続されているため、無線回路グランド板４９とアンテナグランド板５１の高周波的結合力は弱まり、電流は主にアンテナグランド板５１のみに流れる。
【００２０】
また、アンテナグランド板５１の先端を無線装置筐体４３の底部に配置するとともに、給電部４７から先端までの長さを波長の１／４程度とすることにより、アンテナグランド板５１の長さが最もガスメータ金属筐体３との高周波的な結合において高い性能が得られるようにしている。
【００２１】
更に具体的に説明すると、金属板２７とアンテナグランド板５１との高周波的な電気的結合は、図３において矢印５７で示すように弱まり、かつガスメータ金属筐体３とアンテナグランド板５１との高周波的な電気的結合は矢印５９で示すように強まるため、ガス配管５，７に生じる矢印６１の電流分布に対してガスメータ金属筐体３に生じる電流分布は矢印６３で示すように十分大きくなる。
【００２２】
すなわち、従来の無線装置においては、上部に金属板２７を配置することにより図１２に示したようにアンテナ放射特性が大きく劣化し、指向性が大きくなるのに対して、本実施形態の無線装置４１では上部に金属板２７が配置されても、図４の６５で示すように放射利得の高いアンテナ放射特性を得ることができるとともに、また指向性も少ない。図４におけるＸ，Ｙ軸の方向は図１（ｃ）に示すＸ，Ｙ軸の方向と同じである。
【００２３】
なお、本実施形態では、線状逆Ｆアンテナ４５を使用した場合について説明したが、本発明は該線状逆Ｆアンテナ４５に限定されるものでなく、例えばモノポールアンテナ、ヘリカルアンテナ、積層小型アンテナ、誘電体アンテナ、その他の小型アンテナを同様に使用して、同様の効果を得ることができるものである。
【００２４】
図５（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発明の他の実施形態に係わる自動検針用無線装置の構成をそれぞれ示す正面図、側面図、上面図である。本実施形態の自動検針用無線装置は、符号７１で示すようにガスメータ装置１の前部に取り付けた場合のものである。更に具体的には、本無線装置７１はガスメータ装置１のガスメータ金属筐体３の前側に取り付けられ、無線装置筐体７３で取り囲まれている。
【００２５】
図５の自動検針用無線装置７１は、無線装置筐体７３内に線状逆Ｆアンテナ７５、該アンテナに電波を供給する給電部７７、波長の１／２の周囲長を有するグランド板７９を有する。なお、線状逆Ｆアンテナ７５は、図示のようにグランド板７９の周囲と平行に設けられている。また、グランド板７９は線状逆Ｆアンテナ７５のグランドと無線回路のグランドとを一体化して同一にしたものである。ガスメータ装置１の構成は図１のものと同じであり、ガスメータ金属筐体３の上部に２本のガス配管５，７が突出している。
【００２６】
このように構成される自動検針用無線装置７１においては、グランド板７９をその周囲長が波長の１／２とするように構成することにより、グランド板７９の周囲が共振状態となり、グランド板７９の周囲上への高周波電流の誘起量が増大する。
【００２７】
また、線状逆Ｆアンテナ７５をグランド板７９の周囲に平行に配設することにより、線状逆Ｆアンテナ７５のアンテナ素子上に発生する高周波電流によりグランド板７９の周囲に誘導電流が生じる。このため、グランド板７９とガスメータ金属筐体３の高周波的な電気的結合力が増大し、ガスメータ金属筐体３からの放射量が増大し、図６において８１で示すように放射利得の高いアンテナ放射特性を得ることができる。なお、図６においてＸ，Ｙ軸の方向は図５（ｃ）に示すＸ，Ｙ軸の方向と同じである。
【００２８】
また、本実施形態では、線状逆Ｆアンテナ７５を使用した場合について説明したが、本発明は該線状逆Ｆアンテナ７５に限定されるものでなく、例えばモノポールアンテナ、ヘリカルアンテナ、積層小型アンテナ、誘電体アンテナ、その他の小型アンテナを同様に使用して、同様の効果を得ることができるものである。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の本発明によれば、線状アンテナを使用して小型化を図ることができ、該線状アンテナをガスメータの金属部分を避けるように配設し、かつ該線状アンテナのグランドと無線回路のグランドとを離して配設し一点にて接続しているため、両者の高周波的結合力を弱めるが、線状アンテナのグランドとガスメータ装置の金属製筐体との高周波的に結合を強めているので、無線装置上部に金属板が設けられても、アンテナ利得の劣化を少なくすることができ、また指向性が少なく、放射利得の高いアンテナ放射特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係わるガスメータ装置の上部に取り付けられた自動検針用無線装置の構成を示す正面図、側面図、上面図である。
【図２】図１の自動検針用無線装置の無線装置筐体内の構成を示す図である。
【図３】図１の自動検針用無線装置における無線装置との電気的結合および電流分布を示す図である。
【図４】図１の自動検針用無線装置のアンテナ放射特性を示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係わるガスメータ装置の前部に取り付けられた自動検針用無線装置の構成を示す正面図、側面図、上面図である。
【図６】図５の自動検針用無線装置のアンテナ放射特性を示す図である。
【図７】ガスメータ装置の上部に取り付けられた従来の自動検針用無線装置の構成を示す正面図、側面図、上面図である。
【図８】図７の自動検針用無線装置における無線装置との電気的結合および電流分布を示す図である。
【図９】図７の自動検針用無線装置のアンテナ放射特性を示す図である。
【図１０】ガスメータ装置の上部に取り付けられた従来の自動検針用無線装置の構成を示す図であって、該自動検針用無線装置の上に金属板が取り付けられた場合の構成を示している。
【図１１】図１０の自動検針用無線装置における無線装置との電気的結合および電流分布を示す図である。
【図１２】図１０の自動検針用無線装置のアンテナ放射特性を示す図である。
【図１３】ガスメータ装置の前部に取り付けられた従来の自動検針用無線装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ ガスメータ装置
３ ガスメータ金属筐体
５，７ ガス配管
２７ 金属板
４１，７１ 自動検針用無線装置
４３，７３ 無線装置筐体
４５，７５ 線状逆Ｆアンテナ
４７，７７ 給電部
４９ 無線回路グランド板
５１ アンテナグランド板
５３ グランド線
７９ グランド板

Claims (2)

1. ガスメータの検針データを無線送信すべくガスメータ装置の上部に設置される自動検針用無線装置であって、ガスメータ装置の金属部分を避けるように配設され、電波の送受信を行う線状アンテナを有し、該線状アンテナのグランドと無線回路のグランドとを離して配設するとともに一点にて接続し、前記線状アンテナとガスメータ装置の金属製筐体を接触させることなく高周波的に結合していることを特徴とする自動検針用無線装置。
2. 前記線状アンテナは、モノポールアンテナ、ヘリカルアンテナ、積層小型アンテナ、誘電体アンテナを含む小型アンテナから選択されたものであることを特徴とする請求項１記載の自動検針用無線装置。

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