JP3603995B2 - 高周波無線通信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ波帯〜ミリ波帯で無線通信するための高周波無線通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロ波帯〜ミリ波帯の無線通信装置は、例えば図７に示す様に構成されている。図７において、送信機１００は、べースバンド入力端子１０１、ベースバンド増幅器１０２、電圧制御発振器を用いたＦＭ変調部１０３、周波数アップコンバータ１０４、及びアンテナ部１０５を備えている。また、受信機１１０は、べースバンド出力端子１１１、ＦＭ復調部１１２、周波数ダウンコンバータ１１３、局部発振部１１４、及びアンテナ部１１５を備えている。
【０００３】
送信機１００において、例えば映像と音声を示す１つのチャンネル信号がべースバンド入力端子１０１に入力され、この信号がベースバンド増幅器１０２によって増幅されてからＦＭ変調器１０３によってＦＭ変調され、更にＦＭ変調された信号が周波数アップコンバータ１０４によってミリ波帯信号ヘアップコンバートされ、このミリ波帯信号がアンテナ１０５によって空間へ放射される。
【０００４】
一方、受信機１１０においては、ミリ波帯信号がアンテナ１１５で受信され、このミリ波帯信号が周波数ダウンコンバータ１１３によって低周波信号へダウンコンバートされ、この低周波信号がＦＭ復調部１１２によって復調され、復調された信号が端子１１１から出力され、更に該信号がディスプレイ装置やモニタ装置へと伝送され、映像と音声が再生される。
【０００５】
送信機１００及び受信機１１０は、ＦＭ変調器１０３のＦＭ出力をミリ波帯信号ヘアップコンバートするために、あるいはミリ波帯信号を低周波信号へダウンコンバートするために、局部発振器（送信機１００においては図示せず）をそれぞれ有する。これらの局部発振器は、発振周波数が固定されており、発振周波数を切り替える機能を有していなかった。従って、送信機１００及び受信機１１０間で送受されるミリ波帯信号の周波数が固定されていた。
【０００６】
また、各アンンテナ１０５，１１５は、平面アンテナであるものの、向きを調整する機能を持たなかった。このため、例えば図８に示す様に送信機１００及び受信機１０１を三脚１０９等に搭載し、三脚１０９によって各アンンテナ１０５，１１５の向きを調整していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の無線通信装置においては、同一周波数の他のミリ波帯信号が到来し、受信機側で混信を起こすことが多かった。この場合、例えば送受信機間の無線信号の伝送ルートを変えることによって、混信や電波干渉の影響を軽減することが可能である。ところが、金属筐体に収納された送受信機を三脚に支持固定しているために、少なくとも高さ１００ｃｍ以上、縦横２０ｃｍ以上の大きなものを移動並びに操作せねばならず、大きな労力を必要とした。
【０００８】
また、三脚よりも高い位置から電波を送受信することができないため、無線信号の伝送ルートを変更しても、他の物体によって遮蔽されることが多かった。
【０００９】
更に、ディスプレイ装置が送受信機と分離されているため、これらの装置の携帯並びに移動が困難であり、また送受信機のみの移動範囲が限られるので、送受信機を移動させることによって混信や電波干渉を防止するには限度があった。
【００１０】
そこで、本発明は、上記従来の課題を鑑みなされたものであり、混信を防止することができ、また移動調整等を容易に行い得る高周波無線通信装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、送信機及び受信機を備える高周波無線通信装置において、前記送信機は、複数の周波数のいずれかの局部発振信号を切り替え出力する送信側局部発振手段と、前記送信側局部発振手段からの局部発振信号と入力信号を混合して、送信信号を形成する送信側周波数混合手段とを備え、前記受信機は、複数の周波数のいずれかの局部発振信号を切り替え出力する受信側局部発振手段と、前記受信側局部発振手段からの局部発振信号と受信信号を混合して、出力信号を形成する受信側周波数混合手段とを備え、前記送信側局部発振手段の局部発振信号の周波数と前記受信側局部発振手段の局部発振信号の周波数が相互に一致する様に切り替えられる。
【００１２】
本発明によれば、局部発振周波数を切り替えている。この局部発振周波数の切り替えによって複数のチャンネルのいずれかを選択して設定し、選択されたチャンネルを介して送信機と受信機間で通信を行うことができる。例えば、ミリ波帯は、広帯域であるから、多数のチャンネルを設定しても差し支えなく、チャンネルの適宜の選択により、混信を防止することができる。
【００１３】
１実施形態では、前記送信機及び前記受信機は、外部からの制御信号を受信し、該制御信号に応答して前記送信側局部発振手段の局部発振信号の周波数と前記受信側局部発振手段の局部発振信号の周波数を切り替えている。
【００１４】
外部からの制御信号は、例えばテレビ受信装置のリモートコントロールや携帯電話機から送信されてきた信号であり、この様な信号を利用して、局部発振信号の周波数を切り替える。
【００１５】
１実施形態では、前記送信側局部発振手段及び前記受信側局部発振手段は、位相同期発振器を備えている。
【００１６】
１実施形態では、前記送信側局部発振手段及び前記受信側局部発振手段は、周波数マルチプライアもしくは注入同期発振器を更に備えている。
【００１７】
また、本発明の高周波無線通信装置は、送信機もしくは受信機が一体化された指向性アンテナと、前記指向性アンテナを収納した誘電体ケースと、前記誘電体ケースの向きを変更自在に該誘電体ケースを支持する支持手段とを備えている。
【００１８】
例えばミリ波帯では、送受信機を小型並びに軽量化することができるので、送受信機を指向性アンテナと一体化することが可能である。誘電体ケースに指向性アンテナを収納しているので、誘電体ケースの向きを変更すれば、これに伴って指向性アンテナの向きも変更される。従って、誘電体ケースの向きを指先で変更するだけで、混信の影響が少ない方向に指向性アンテナを向けることができる。また、２つの高周波無線通信装置間で無線信号を送受する場合、無線信号の伝送ルートを容易に変更することが可能となる。
【００１９】
１実施形態では、前記誘電体ケースの向きが変更された後に、該誘電体ケースの向きをロックするロック手段を備えている。
【００２０】
１実施形態では、前記指向性アンテナの電波受信面と反対側においては、前記誘電体ケースの壁面を金属で形成している。
【００２１】
１実施形態では、前記送信機もしくは受信機は、平面回路もしくは誘電体線路を含む。
【００２２】
１実施形態では、前記支持手段は、前記誘電体ケースの向きを変更する駆動手段を備え、前記駆動手段は、外部からの制御信号を受信し、該制御信号に応答して前記誘電体ケースの向きを変更している。
【００２３】
１実施形態では、前記誘電体ケースは、前記指向性アンテナの電波受信面側に誘電体レンズを有している。
【００２４】
また、本発明の高周波無線通信装置は、送信機もしくは受信機が一体化された指向性アンテナと、前記指向性アンテナを収納した誘電体ケースと、前記誘電体ケースの向きを変更自在に該誘電体ケースを支持する支持手段とを備え、前記送信機は、複数の周波数のいずれかの局部発振信号を切り替え出力する送信側局部発振手段と、前記送信側局部発振手段からの局部発振信号と入力信号を混合して、送信信号を形成する送信側周波数混合手段とを備え、前記受信機は、複数の周波数のいずれかの局部発振信号を切り替え出力する受信側局部発振手段と、前記受信側局部発振手段からの局部発振信号と受信信号を混合して、出力信号を形成する受信側周波数混合手段とを備え、前記送信側局部発振手段の局部発振信号の周波数と前記受信側局部発振手段の局部発振信号の周波数が相互に一致する様に切り替えられる。
【００２５】
１実施形態では、当該高周波無線通信装置がディスプレイ装置又は空調機に取り付けられている。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は、本発明の高周波無線通信装置の第１実施形態を示すブロック図である。本実施形態では、主に屋内で用いるミリ波帯映像多重伝送を例にとり説明する。
【００２７】
この種のミリ波帯映像多重伝送は、地上波ＴＶ放送、衛星ＴＶ放送、及びＣＡＴＶ等の映像メディアを伝送するときに用いられる。本実施形態において、送信側は、地上波ＴＶ放送の無線信号、衛星放送の中間周波数信号、及びＣＡＴＶの伝送信号をミリ波帯信号へ直接アップコンバートして、そのまま無線送信する。受信側では、ミリ波帯信号を受信し、このミリ波帯信号を地上波ＴＶ放送の無線信号、衛星放送の中間周波数信号、及びＣＡＴＶの伝送信号ヘダウンコンバートし、これらの信号を夫々のチューナで復調並びに処理して、各映像信号を復調し、各映像信号をテレビ受信装置に伝送して、テレビ受信装置にそれぞれの映像を映し出す。
【００２８】
地上波ＴＶ放送の無線信号、衛星放送の中間周波数信号、及びＣＡＴＶの伝送信号は、略１００ＭＨｚ〜２ＧＨｚ程度の周波数帯域を有しており、ここでは該信号を多重映像中間周波数信号１５（ＩＦ信号）と呼ぶ。
【００２９】
送信機１において、ＩＦ信号１５が入力端子２に入力され、このＩＦ信号１５がＩＦアンプ３によって増幅及びレベル調整され、周波数ミキサ４によって該ＩＦ信号１５と局部発振器５からの信号が周波数混合されミリ波帯信号に周波数変換される。このミリ波帯信号は、ミリ波帯増幅器６によって増幅されてから、バンドパスフィルタ７によって不要な周波数成分が除去され、この後に送信アンテナ８によって空間へ放射される。
【００３０】
一方、受信機２１においては、ミリ波帯信号が受信アンテナ２２で受信され、このミリ波帯信号がミリ波帯低雑音増幅器２３によって増幅され、このミリ波帯信号の不要な周波数成分がフィルタ２４によって除去され、周波数ミキサ２５によって該ミリ波帯信号と局部発振器２６からの信号が周波数混合されＩＦ信号１５に周波数変換される。ＩＦ信号１５は、増幅器２７によって増幅され、出力端子２８からチューナ（図示せず）へと伝送される。チューナは、ＩＦ信号１５を復調並びに信号処理し、映像信号を形成する。この映像信号がテレビ受信装置（図示せず）に加えられ、テレビ受信装置に映像が映し出される。
【００３１】
ここで、送信機１の局部発振器５及び受信機２１の局部発振器２６は、共通の構造を有しており、周波数マルチプライア１１、マイクロ波帯位相同期発振器（ＰＬＯ）１２及びチャンネル指定器１３を備えている。周波数マルチプライア１１及び位相同期発振器１２は、緩衝増幅器を含んでいても構わない。また、位相同期発振器１２及びマルチプライア１１は、複数個であっても構わない。
【００３２】
送信機１の局部発振器５及び受信機２１の局部発振器２６は、通常の通信に用いる１チャンネル及び混信防止用の複数のチャンネルに対応するそれぞれの周波数の局部発振信号を選択的に生成することができ、生成した局部発振信号をそれぞれの周波数ミキサ４，２５に出力する。
【００３３】
また、送信機１及び受信機２１は、それぞれの受光部／信号処理部９，２９を備えている。リモートコントローラ１４は、テレビ受信装置やビデオデッキ等を遠隔操作するものであって、上記混信防止用の各チャンネルのいずれかを順次選択するための予め設定された入力操作に応答して、選択された混信防止用のチャンネルを示す制御信号を形成し、この制御信号を光信号に変換して送出する。送信機１及び受信機２１の受光部／信号処理部９，２９は、該光信号を受信して制御信号に変換し、この制御信号をそれぞれの局部発振器５，２６に加える。
【００３４】
各局部発振器５，２６においては、制御信号がチャンネル指定器１３に入力される。チャンネル指定器１３は、制御信号によって示される混信防止用のチャンネルを判定し、このチャンネルを位相同期発振器１２に指示する。位相同期発振器１２は、該チャンネルに応じて発振信号の周波数をシフトさせ、この発振信号をマルチプライア１１に出力する。マルチプライア１１は、該発振信号を該チャンネルの周波数の局部発振信号に周波数変換し、混信防止用の局部発振信号をそれぞれの周波数ミキサ４，２５に出力する。
【００３５】
従って、リモートコントローラ１４を操作することによって混信防止用の各チャンネルを順次選択して指示すれば、送信機１及び受信機２１においては、混信防止用の各チャンネルの周波数の局部発振信号が周波数ミキサ４，２５に順次加えられることになる。送信機１においては、周波数ミキサ４によって混信防止用のチャンネルのミリ波帯信号が形成され、このチャンネルのミリ波帯信号が送信される。受信機２１においては、周波数ミキサ２５によって混信防止用のチャンネルのミリ波帯信号からＩＦ信号１５が生成される。
【００３６】
本実施形態では、例えば混信防止のために１２のチャンネルが予め設定されている。このため、通常のチャンネルを用いて送信機１と受信機２１間で通信を行っているときに、該通常のチャンネルと同一周波数の妨害信号があって、混信が発生しても、リモートコントローラ１４を操作することによって混信防止用のチャンネルを指定すれば、混信を避けることができる。
【００３７】
以上の様に本実施形態によれば、送信機１と受信機２１間の通信中に、妨害信号があっても、リモートコントローラ１４によってチャンネルを切り替えることにより、混信の影響を回避することができる。混信防止用の各チャンネルの周波数は、通常のチャンネルの周波数に対する初期の周波数シフト幅として５００ＭＨｚ〜１ＧＨｚほど大きく変化し、そこから、１０ＭＨｚ以上の間隔（一定の間隔でないほうがよい）で変化するように設定するのが望ましい。しかしながら、局部発振周波数の周波数可変幅や使用できる周波数帯域幅に制限がある場合、初期の周波数シフト幅を５００ＭＨｚ以下の範囲で設定しても構わない。
【００３８】
尚、混信によってテレビ受信機の表示画面に適正な映像が選られないときに、混信防止用のチャンネルへの切り替えを促す様なメッセージを該表示画面に表示するようにしておけば利用し易いシステムとなる。
【００３９】
また、本実施形態の送信機１及び受信機２１は、トランシーバであっても良い。更に、一対の送受信機間で通常の通信に用いる各チャンネル周波数ｆ１，ｆ２を有し、各チャンネル周波数ｆ１，ｆ２に対して複数の混信防止用チャンネルをそれぞれ付加しても構わない。
【００４０】
さらに、本実施形態では、ミリ波帯映像多重伝送を例示したが、マイクロ波帯の伝送、あるいは高速無線ＬＡＮ装置や高速無線アクセス端末装置にも適用可能である。
【００４１】
また、周波数マルチプライア１１の代わりに、マイクロ波帯位相同期発振器の出力信号に追随並びに同期して動作する注入同期型の発振器を適用しても構わない。
【００４２】
また、テレビ受信装置やビデオデッキのリモートコントローラを用いてチャンネルの切り替えを行ったが、コードレス電話やＰＨＳ等から送信される制御信号を利用して、混信防止用のチャンネルの切り替えを行っても構わない。
【００４３】
（第２実施形態）
図２（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発明の高周波無線通信装置の第２実施形態を示している。図２（ａ）は本実施形態の高周波無線通信装置３０を示す斜視図であり、図２（ｂ）は該装置３０における平面アンテナ３２を示す断面図であり、図２（ｃ）は該装置３０における平面アンテナ３２を示す斜視図である。本実施形態でも、主に屋内で用いるミリ波帯映像多重伝送を例にとり説明する。
【００４４】
図２（ｂ）に示す様に、誘電体基板３１の表面に各アンテナ素子３２ａが形成され、誘電体基板３１の裏面に送受信機３３が形成され、送受信機３３が筐体３４によって封止されている。従って、平面アンテナ３２に送受信機３３が一体化されている。
【００４５】
送受信機３３は、例えば平面回路や誘電体線路を用いて構成され、小型及び軽量化が図られている。
【００４６】
図２（ａ）に示す様に、平面アンテナ３２は、送受信機３３と共に、円球（または直方体）状の誘電体ケース３５内に収納されている。平面アンテナ３２は、その表面側で電波を受信する様な指向性を有する。平面アンテナ３２の裏面側においては、誘電体ケース３５の壁面を数ミクロンの膜厚の金属膜（例えばアルミ）や導体板等からなる金属部材３８で覆っている。
【００４７】
さらに、誘電体ケース３５は、回転台３６によって横方向θ及び縦方向φの２方向に回転自在に支持されている。また、回転台３６は、誘電体ケース３５の回転を可能にしたり、誘電体ケース３５の回転を禁止するためのロック機構（図示せず）を有する。
【００４８】
平面アンテナ３２は、筐体３４等を含めても２〜５ｃｍ角程度の大きさであって、本実施形態の無線通信装置３０の重量が高々１００ｇ程度、誘電体ケース３５の直径も略４〜１０ｃｍ程度であるため、誘電体ケース３５に指を当て、指先だけで、誘電体ケース３５を回転させ、平面アンテナ３２の方向を調整することができる。
【００４９】
また、図３は、本実施形態の無線通信装置３０を地上波放送等の各種のＴＶチューナカードを有したノート型パーソナルコンピュータ３７に取り付けた状態を示している。無線通信装置３０をノート型パーソナルコンピュータ３７やテレビ受信装置等に取り付けた場合、誘電体ケース３５を回転させ、平面アンテナ３２の方向を調整することができるので、コンピュータ３７やテレビ受信装置等を移動させる必要がない。無線通信装置３０そのものを水平移動（スライド）できる様に該無線通信装置３０を支持しても構わない。
【００５０】
図４は、ノート型パーソナルコンピュータ３７に取り付けられた無線通信装置３０と、室Ａの高所に取り付けられた他の無線通信装置３０Ａ（無線通信装置３０と略同一構成である）を示している。
【００５１】
高所の無線通信装置３０Ａにおいては、誘電体ケース３５を回転駆動するための電動モータ（図示せず）及び該電動モータを駆動制御する制御部（図示せず）を回転台３６に内蔵している。テレビ受信装置やビデオデッキのリモートコントローラから回転台３６内の制御部に制御信号を送ると、制御部は、制御信号に応答して電動モータを駆動制御し、誘電体ケース３５を回転駆動する。また、リモートコントローラの代わりに、コードレス電話やＰＨＳ等からの制御信号によって電動モータを駆動制御しても構わない。
【００５２】
次に、図４を参照して、本実施形態の無線通信装置３０の混信防止機能について述べる。
【００５３】
例えばノート型パーソナルコンピュータ３７の無線通信装置３０を受信側とし、高所の無線通信装置３０Ａを送信側とする。また、隣の室Ｂでは、別の各送受信伝送端末４０，４１間でミリ波帯信号を用いて通信が行われている。
【００５４】
ここで、各無線通信装置３０，３０Ａ間の通信で用いられているチャンネルの周波数と、各送受信伝送端末４０，４１間の通信で用いられているチャンネルの周波数が同一であるとする。各室Ａ，Ｂ間の壁Ｄが薄い木製の合板や石膏ボード等で形成されている場合、ミリ波帯信号が透過し、不要な無線信号の伝送ルートｂ，ｃ等が形成されるので、室Ｂの各送受信伝送端末４０，４１からの無線信号が室Ａのノート型パーソナルコンピュータ３７の無線通信装置３０で受信され、該無線通信装置３０では混信や電波干渉が発生する。
【００５５】
この様なときには、ノート型パーソナルコンピュータ３７の無線通信装置３０の誘電体ケース３５を指先によって回転させて、平面アンテナ３２の方向を調整すると共に、リモートコントローラから制御信号を送って、高所の無線通信装置３０Ａの誘電体ケース３５を電動モータによって回転させて、平面アンテナ３２の方向を調整し、これによって各送受信伝送端末４０，４１からの無線信号の影響が小さく、混信が少ない無線信号の伝送ルートｐを各無線通信装置３０，３０Ａ間に設定する。
【００５６】
あるいは、ノート型パーソナルコンピュータ３７を縦横に移動させてから、各無線通信装置３０，３０Ａの平面アンテナ３２の方向を調整し、混信が少ない無線信号の伝送ルートｐを設定しても良い。この場合は、無線信号の伝送ルートｐの設定領域が広がるので、混信や電波干渉をより確実に避けることができる。
【００５７】
無線通信装置３０が大型のディスプレイ装置やパーソナルコンピュータ等の機器に取り付けられており、機器全体を縦横に移動させることが困難な場合は、無線通信装置３０を水平移動可能に支持するためのスライド機能を設けておき、これによって無線通信装置３０の位置調整を行っても良い。
【００５８】
また、無線通信装置３０においては、平面アンテナ３２の裏面側において誘電体ケース３５の壁面を金属部材３８で覆っている。このため、アンテナ３２の前後比が高くなり、例えば無線通信装置３０に不要な無線信号の伝送ルートｂを通じて不要な無線信号が到達しても、誘電体ケース３５の金属部材３８によって該不要な無線信号が短絡されてしまい、混信の影響が軽減される。
【００５９】
それでもなお、混信が生じ、ノート型パーソナルコンピュータ３７の表示画面上に適正な映像が選られない場合は、該表示画面上に、「混信が生じているので、平面アンテナ３２の方向を調整してください。」等のメッセージを表示するようにしておけば使用し易いシステムとなる。
【００６０】
以上の様に本実施形態によれば、指向性を有する平面アンテナ３２の方向を調整することにより、他の無線機器からの混信や電波干渉の影響を避けることができる。
【００６１】
尚、本実施形態の無線通信装置３０の送受信機３３として、図１の送信機１及び受信機２１を適用しても良い。この場合は、送信機１と受信機２１間で局部発振器と受光部／信号処理部を共用する。例えば、平面アンテナ３２の方向を調整しても、混信や電波干渉の影響を低減できなければ、リモートコントローラ１４を操作することによって、各無線通信装置３０，３０Ａの送受信機３３間で用いられる無線信号のチャンネルを混信防止用のチャンネルに切り替えて混信を防止する。
【００６２】
また、本実施形態では、ミリ波帯映像多重伝送を例示したが、マイクロ波帯の伝送、あるいは高速無線ＬＡＮ装置や高速無線アクセス端末装置にも適用可能である。
【００６３】
さらに、平面アンテナの代わりにホーンアンテナを用いて、アンテナ一体化送受信機を構成して、これを誘電体ケース３５に収納しても構わない。
【００６４】
また、平面アンテナ３２の電波受信側で、誘電体ケース３５に低損失誘電体（例えばガラスレンズ）を取り付け、これによって平面アンテナ３２のアンテナ利得を大きくしても構わない。この場合、平面アンテナ３２をどの方向を向けても、高いアンテナ利得を常に得ることができる。
【００６５】
ところで、第２実施形態の無線通信装置３０は、図４に示した形態だけでなく、様々な形態で使用することができる。
【００６６】
例えば、図５に示す様に空調機（エアーコンディショナ）５１にアダプタ５２を固定し、このアダプタ５２に無線通信装置３０Ａを取り付けても良い。
【００６７】
あるいは、無線通信装置３０Ａを取り付けたパラボラアンテナ５３を空調機５１上に載せても構わない。
【００６８】
パラボラアンテナ５３は、電波を反射して無線通信装置３０Ａの平面アンテナ３２に集束させる。無線信号の伝送距離が長かったり、各室間の壁を介して無線信号を伝送したり、１階と２階間で無線信号を伝送する場合は、利得の高いパラボラアンテナ５３を利用すると、良好な伝送品質を得易い。
【００６９】
図６に示す様に無線通信装置３０Ａを空調機（エアーコンディショナ）５１に取り付け、また他の無線通信装置３０をディスプレイ装置５４に取り付ける。ここでは、空調機５１の無線通信装置３０Ａを送信側とし、ディスプレイ装置５４の無線通信装置３０を受信側とする。
【００７０】
通常、空調機５１が室内の壁面の高い位置に設置されているので、空調機５１の無線通信装置３０Ａは、無線信号を高い位置から低い位置へと放射する。このため、ディスプレイ装置５４の無線通信装置３０は、空調機５１の無線通信装置３０Ａからの無線信号を受信し易くなる。
【００７１】
また、空調機５１が室の壁面から突出しているので、無線通信装置３０Ａを平坦な壁面に直接取り付けた場合と比較すると、無線信号が壁面の装飾物等の突出物によって遮られることがなく、無線信号の伝送路を良好に確保することができ、壁面に他の方向から進入してくる不要な電磁波による混信及び電波干渉の影響を軽減することができる。
【００７２】
さらに、空調機５１の無線通信装置３０Ａを室の高所に取り付けられた場合は、無線通信装置３０Ａからの無線信号を室の天井５５で直接反射させ、この反射された無線信号をディスプレイ装置５４の無線通信装置３０で受信しても構わない。無線通信装置３０Ａが天井５５に近接しているため、反射面の単位面積当たりに入射する電波が強く、反射された電波も強くなる。また、低い位置から電波を放射して、天井５５で反射させることと比較すると、電波を反射するのに必要な反射面の面積が小さくて済むため、アルミホイル等の導電板あるいは網目の間隔が波長と同程度もしくは波長以下の金属網等からなる小型の反射板５６を天井５５に配置して、電波の反射率を向上させても良い。
【００７３】
この様に電波を送信側から受信側へと直接伝送する無線信号の伝送路のみならず、天井５５や反射板５６等による反射を利用した無線信号の伝送路を確保することも可能であり、これによって送受信に用いられているチャンネルと同一周波数の外来電波による混信や電波干渉の影響を軽減することができる。
【００７４】
また、反射板５６を回転させる回転機能を付加し、リモートコントローラによって反射板５６の向きを制御して電波の反射方向を調整し、これによって混信や電波干渉の影響を軽減することも可能である。
【００７５】
また、通常、エアーコンディショナ等の空調機５１は、窓際または窓の周辺の壁に取り付けられ、室内に向かって温風や冷風を送風する。同様に、空調機５１の無線通信装置３０も室内に向かって電波を放射する。このため、窓の外への電波の漏洩が低減され、他の家屋の電子機器に対する混信や電波干渉の影響を低減することが可能となる。加えて、エアーコンディショナ等の空調機周辺には、空調機の室外機に接続されるパイプや電源コードが壁の孔を貫通して配置されているため、屋外から空調機５１の無線通信装置３０Ａへと情報信号を伝送するためのアンテナケーブル等をパイプや電源コードと共に壁の孔に通して、該アンテナケーブル等を無線通信装置３０Ａに接続することができ、これによって無線通信装置３０Ａを設置するために大がかりな工事を行う必要がなくなる。
【００７６】
また、無線通信装置３０Ａを空調機５１に取り付けるためのアダプタ５２として、無線通信装置３０Ａを着脱自在に取り付け可能なものが望ましい。加えて、空調機５１によって室内の温度が一定に保たれるため、無線通信装置３０Ａの環境温度も略一定に保たれることになり、無線通信装置３０Ａの電子回路が安定に動作する。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明は、送信機及び受信機を備える高周波無線通信装置において、前記送信機は、複数の周波数のいずれかの局部発振信号を切り替え出力する送信側局部発振手段と、前記送信側局部発振手段からの局部発振信号と入力信号を混合して、送信信号を形成する送信側周波数混合手段とを備え、前記受信機は、複数の周波数のいずれかの局部発振信号を切り替え出力する受信側局部発振手段と、前記受信側局部発振手段からの局部発振信号と受信信号を混合して、出力信号を形成する受信側周波数混合手段とを備え、前記送信側局部発振手段の局部発振信号の周波数と前記受信側局部発振手段の局部発振信号の周波数が相互に一致する様に切り替えられる。この局部発振周波数の切り替えによって複数のチャンネルのいずれかを選択して設定し、選択されたチャンネルを介して送信機と受信機間で通信を行うことができる。例えば、ミリ波帯は、広帯域であるから、多数のチャンネルを設定しても差し支えなく、チャンネルの適宜の選択により、混信を防止することができる。
【００７８】
また、送信機及び受信機は、外部からの制御信号を受信し、該制御信号に応答して局部発振手段の局部発振信号の周波数を切り替えている。外部からの制御信号は、例えばテレビ受信装置のリモートコントロールや携帯電話機から送信されてきた信号であり、この様な信号を利用して、局部発振信号の周波数を切り替える。
【００７９】
また、本発明の高周波無線通信装置によれば、送信機もしくは受信機が一体化された指向性アンテナと、前記指向性アンテナを収納した誘電体ケースと、前記誘電体ケースの向きを変更自在に該誘電体ケースを支持する支持手段とを備えている。例えばミリ波帯では、送受信機を小型並びに軽量化することができので、送受信機を指向性アンテナと一体化することができる。誘電体ケースに指向性アンテナを収納しているので、誘電体ケースの向きを変更すれば、これに伴って指向性アンテナの向きも変更される。従って、誘電体ケースの向きを指先で変更するだけで、混信の影響が少ない方向に指向性アンテナを向けることができる。また、２つの高周波無線通信装置間で無線信号を送受する場合、無線信号の伝送ルートを容易に変更することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高周波無線通信装置の第１実施形態を示すブロック図である。
【図２】（ａ）は本発明の高周波無線通信装置の第２実施形態を示す斜視図であり、（ｂ）は該装置における平面アンテナを示す断面図であり、（ｃ）は該装置における平面アンテナを示す斜視図である。
【図３】図２の無線通信装置をノート型パーソナルコンピュータに取り付けた状態を示す図である。
【図４】図２の無線通信装置の使用形態を例示する図である。
【図５】図２の無線通信装置を空調機に取り付けた状態を示す図である。
【図６】図２の無線通信装置の他の使用形態を示す図である。
【図７】従来の高周波無線通信装置を示すブロック図である。
【図８】図７の無線通信装置の使用形態を例示する図である。
【符号の説明】
１ 送信機
２ 入力端子
３ ＩＦアンプ
４ 周波数ミキサ（アップコンバータ）
５ 局部発振器
６ ミリ波帯増幅器
７ バンドパスフィルタ
８ 送信アンテナ
１１ 周波数マルチプライア
１２ マイクロ波帯位相同期発振器
１３ チャンネル指定器
１４ リモートコントローラ
１５ ＩＦ信号
２１ 受信機
２２ 受信アンテナ
２３ ミリ波帯低雑音増幅器
２４ フィルタ
２５ 周波数ミキサ（ダウンコンバータ）
２６ 局部発振器
２７ 増幅器
２８ 出力端子
３０ 高周波無線通信装置
３１ 誘電体基板
３２ 平面アンテナ
３３ 送受信機
３４ 筐体
３５ 誘電体ケース
３６ 回転台
３８ 金属部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ波帯〜ミリ波帯で無線通信するための高周波無線通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロ波帯〜ミリ波帯の無線通信装置は、例えば図７に示す様に構成されている。図７において、送信機１００は、べースバンド入力端子１０１、ベースバンド増幅器１０２、電圧制御発振器を用いたＦＭ変調部１０３、周波数アップコンバータ１０４、及びアンテナ部１０５を備えている。また、受信機１１０は、べースバンド出力端子１１１、ＦＭ復調部１１２、周波数ダウンコンバータ１１３、局部発振部１１４、及びアンテナ部１１５を備えている。
【０００３】
送信機１００において、例えば映像と音声を示す１つのチャンネル信号がべースバンド入力端子１０１に入力され、この信号がベースバンド増幅器１０２によって増幅されてからＦＭ変調器１０３によってＦＭ変調され、更にＦＭ変調された信号が周波数アップコンバータ１０４によってミリ波帯信号ヘアップコンバートされ、このミリ波帯信号がアンテナ１０５によって空間へ放射される。
【０００４】
一方、受信機１１０においては、ミリ波帯信号がアンテナ１１５で受信され、このミリ波帯信号が周波数ダウンコンバータ１１３によって低周波信号へダウンコンバートされ、この低周波信号がＦＭ復調部１１２によって復調され、復調された信号が端子１１１から出力され、更に該信号がディスプレイ装置やモニタ装置へと伝送され、映像と音声が再生される。
【０００５】
送信機１００及び受信機１１０は、ＦＭ変調器１０３のＦＭ出力をミリ波帯信号ヘアップコンバートするために、あるいはミリ波帯信号を低周波信号へダウンコンバートするために、局部発振器（送信機１００においては図示せず）をそれぞれ有する。これらの局部発振器は、発振周波数が固定されており、発振周波数を切り替える機能を有していなかった。従って、送信機１００及び受信機１１０間で送受されるミリ波帯信号の周波数が固定されていた。
【０００６】
また、各アンンテナ１０５，１１５は、平面アンテナであるものの、向きを調整する機能を持たなかった。このため、例えば図８に示す様に送信機１００及び受信機１０１を三脚１０９等に搭載し、三脚１０９によって各アンンテナ１０５，１１５の向きを調整していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の無線通信装置においては、同一周波数の他のミリ波帯信号が到来し、受信機側で混信を起こすことが多かった。この場合、例えば送受信機間の無線信号の伝送ルートを変えることによって、混信や電波干渉の影響を軽減することが可能である。ところが、金属筐体に収納された送受信機を三脚に支持固定しているために、少なくとも高さ１００ｃｍ以上、縦横２０ｃｍ以上の大きなものを移動並びに操作せねばならず、大きな労力を必要とした。
【０００８】
また、三脚よりも高い位置から電波を送受信することができないため、無線信号の伝送ルートを変更しても、他の物体によって遮蔽されることが多かった。
【０００９】
更に、ディスプレイ装置が送受信機と分離されているため、これらの装置の携帯並びに移動が困難であり、また送受信機のみの移動範囲が限られるので、送受信機を移動させることによって混信や電波干渉を防止するには限度があった。
【００１０】
そこで、本発明は、上記従来の課題を鑑みなされたものであり、混信を防止することができ、また移動調整等を容易に行い得る高周波無線通信装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、送信機及び受信機を備える高周波無線通信装置において、前記送信機は、複数の周波数のいずれかの局部発振信号を切り替え出力する送信側局部発振手段と、前記送信側局部発振手段からの局部発振信号と入力信号を混合して、送信信号を形成する送信側周波数混合手段とを備え、前記受信機は、複数の周波数のいずれかの局部発振信号を切り替え出力する受信側局部発振手段と、前記受信側局部発振手段からの局部発振信号と受信信号を混合して、出力信号を形成する受信側周波数混合手段とを備え、前記送信側局部発振手段の局部発振信号の周波数と前記受信側局部発振手段の局部発振信号の周波数が相互に一致する様に切り替えられる。
【００１２】
本発明によれば、局部発振周波数を切り替えている。この局部発振周波数の切り替えによって複数のチャンネルのいずれかを選択して設定し、選択されたチャンネルを介して送信機と受信機間で通信を行うことができる。例えば、ミリ波帯は、広帯域であるから、多数のチャンネルを設定しても差し支えなく、チャンネルの適宜の選択により、混信を防止することができる。
【００１３】
１実施形態では、前記送信機及び前記受信機は、外部からの制御信号を受信し、該制御信号に応答して前記送信側局部発振手段の局部発振信号の周波数と前記受信側局部発振手段の局部発振信号の周波数を切り替えている。
【００１４】
外部からの制御信号は、例えばテレビ受信装置のリモートコントロールや携帯電話機から送信されてきた信号であり、この様な信号を利用して、局部発振信号の周波数を切り替える。
【００１５】
１実施形態では、前記送信側局部発振手段及び前記受信側局部発振手段は、位相同期発振器を備えている。
【００１６】
１実施形態では、前記送信側局部発振手段及び前記受信側局部発振手段は、周波数マルチプライアもしくは注入同期発振器を更に備えている。
【００１７】
また、本発明の高周波無線通信装置は、送信機もしくは受信機が一体化された指向性アンテナと、前記指向性アンテナを収納した誘電体ケースと、前記誘電体ケースの向きを変更自在に該誘電体ケースを支持する支持手段とを備えている。
【００１８】
例えばミリ波帯では、送受信機を小型並びに軽量化することができるので、送受信機を指向性アンテナと一体化することが可能である。誘電体ケースに指向性アンテナを収納しているので、誘電体ケースの向きを変更すれば、これに伴って指向性アンテナの向きも変更される。従って、誘電体ケースの向きを指先で変更するだけで、混信の影響が少ない方向に指向性アンテナを向けることができる。また、２つの高周波無線通信装置間で無線信号を送受する場合、無線信号の伝送ルートを容易に変更することが可能となる。
【００１９】
１実施形態では、前記誘電体ケースの向きが変更された後に、該誘電体ケースの向きをロックするロック手段を備えている。
【００２０】
１実施形態では、前記指向性アンテナの電波受信面と反対側においては、前記誘電体ケースの壁面を金属で形成している。
【００２１】
１実施形態では、前記送信機もしくは受信機は、平面回路もしくは誘電体線路を含む。
【００２２】
１実施形態では、前記支持手段は、前記誘電体ケースの向きを変更する駆動手段を備え、前記駆動手段は、外部からの制御信号を受信し、該制御信号に応答して前記誘電体ケースの向きを変更している。
【００２３】
１実施形態では、前記誘電体ケースは、前記指向性アンテナの電波受信面側に誘電体レンズを有している。
【００２４】
また、本発明の高周波無線通信装置は、送信機もしくは受信機が一体化された指向性アンテナと、前記指向性アンテナを収納した誘電体ケースと、前記誘電体ケースの向きを変更自在に該誘電体ケースを支持する支持手段とを備え、前記送信機は、複数の周波数のいずれかの局部発振信号を切り替え出力する送信側局部発振手段と、前記送信側局部発振手段からの局部発振信号と入力信号を混合して、送信信号を形成する送信側周波数混合手段とを備え、前記受信機は、複数の周波数のいずれかの局部発振信号を切り替え出力する受信側局部発振手段と、前記受信側局部発振手段からの局部発振信号と受信信号を混合して、出力信号を形成する受信側周波数混合手段とを備え、前記送信側局部発振手段の局部発振信号の周波数と前記受信側局部発振手段の局部発振信号の周波数が相互に一致する様に切り替えられる。
【００２５】
１実施形態では、当該高周波無線通信装置がディスプレイ装置又は空調機に取り付けられている。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は、本発明の高周波無線通信装置の第１実施形態を示すブロック図である。本実施形態では、主に屋内で用いるミリ波帯映像多重伝送を例にとり説明する。
【００２７】
この種のミリ波帯映像多重伝送は、地上波ＴＶ放送、衛星ＴＶ放送、及びＣＡＴＶ等の映像メディアを伝送するときに用いられる。本実施形態において、送信側は、地上波ＴＶ放送の無線信号、衛星放送の中間周波数信号、及びＣＡＴＶの伝送信号をミリ波帯信号へ直接アップコンバートして、そのまま無線送信する。受信側では、ミリ波帯信号を受信し、このミリ波帯信号を地上波ＴＶ放送の無線信号、衛星放送の中間周波数信号、及びＣＡＴＶの伝送信号ヘダウンコンバートし、これらの信号を夫々のチューナで復調並びに処理して、各映像信号を復調し、各映像信号をテレビ受信装置に伝送して、テレビ受信装置にそれぞれの映像を映し出す。
【００２８】
地上波ＴＶ放送の無線信号、衛星放送の中間周波数信号、及びＣＡＴＶの伝送信号は、略１００ＭＨｚ〜２ＧＨｚ程度の周波数帯域を有しており、ここでは該信号を多重映像中間周波数信号１５（ＩＦ信号）と呼ぶ。
【００２９】
送信機１において、ＩＦ信号１５が入力端子２に入力され、このＩＦ信号１５がＩＦアンプ３によって増幅及びレベル調整され、周波数ミキサ４によって該ＩＦ信号１５と局部発振器５からの信号が周波数混合されミリ波帯信号に周波数変換される。このミリ波帯信号は、ミリ波帯増幅器６によって増幅されてから、バンドパスフィルタ７によって不要な周波数成分が除去され、この後に送信アンテナ８によって空間へ放射される。
【００３０】
一方、受信機２１においては、ミリ波帯信号が受信アンテナ２２で受信され、このミリ波帯信号がミリ波帯低雑音増幅器２３によって増幅され、このミリ波帯信号の不要な周波数成分がフィルタ２４によって除去され、周波数ミキサ２５によって該ミリ波帯信号と局部発振器２６からの信号が周波数混合されＩＦ信号１５に周波数変換される。ＩＦ信号１５は、増幅器２７によって増幅され、出力端子２８からチューナ（図示せず）へと伝送される。チューナは、ＩＦ信号１５を復調並びに信号処理し、映像信号を形成する。この映像信号がテレビ受信装置（図示せず）に加えられ、テレビ受信装置に映像が映し出される。
【００３１】
ここで、送信機１の局部発振器５及び受信機２１の局部発振器２６は、共通の構造を有しており、周波数マルチプライア１１、マイクロ波帯位相同期発振器（ＰＬＯ）１２及びチャンネル指定器１３を備えている。周波数マルチプライア１１及び位相同期発振器１２は、緩衝増幅器を含んでいても構わない。また、位相同期発振器１２及びマルチプライア１１は、複数個であっても構わない。
【００３２】
送信機１の局部発振器５及び受信機２１の局部発振器２６は、通常の通信に用いる１チャンネル及び混信防止用の複数のチャンネルに対応するそれぞれの周波数の局部発振信号を選択的に生成することができ、生成した局部発振信号をそれぞれの周波数ミキサ４，２５に出力する。
【００３３】
また、送信機１及び受信機２１は、それぞれの受光部／信号処理部９，２９を備えている。リモートコントローラ１４は、テレビ受信装置やビデオデッキ等を遠隔操作するものであって、上記混信防止用の各チャンネルのいずれかを順次選択するための予め設定された入力操作に応答して、選択された混信防止用のチャンネルを示す制御信号を形成し、この制御信号を光信号に変換して送出する。送信機１及び受信機２１の受光部／信号処理部９，２９は、該光信号を受信して制御信号に変換し、この制御信号をそれぞれの局部発振器５，２６に加える。
【００３４】
各局部発振器５，２６においては、制御信号がチャンネル指定器１３に入力される。チャンネル指定器１３は、制御信号によって示される混信防止用のチャンネルを判定し、このチャンネルを位相同期発振器１２に指示する。位相同期発振器１２は、該チャンネルに応じて発振信号の周波数をシフトさせ、この発振信号をマルチプライア１１に出力する。マルチプライア１１は、該発振信号を該チャンネルの周波数の局部発振信号に周波数変換し、混信防止用の局部発振信号をそれぞれの周波数ミキサ４，２５に出力する。
【００３５】
従って、リモートコントローラ１４を操作することによって混信防止用の各チャンネルを順次選択して指示すれば、送信機１及び受信機２１においては、混信防止用の各チャンネルの周波数の局部発振信号が周波数ミキサ４，２５に順次加えられることになる。送信機１においては、周波数ミキサ４によって混信防止用のチャンネルのミリ波帯信号が形成され、このチャンネルのミリ波帯信号が送信される。受信機２１においては、周波数ミキサ２５によって混信防止用のチャンネルのミリ波帯信号からＩＦ信号１５が生成される。
【００３６】
本実施形態では、例えば混信防止のために１２のチャンネルが予め設定されている。このため、通常のチャンネルを用いて送信機１と受信機２１間で通信を行っているときに、該通常のチャンネルと同一周波数の妨害信号があって、混信が発生しても、リモートコントローラ１４を操作することによって混信防止用のチャンネルを指定すれば、混信を避けることができる。
【００３７】
以上の様に本実施形態によれば、送信機１と受信機２１間の通信中に、妨害信号があっても、リモートコントローラ１４によってチャンネルを切り替えることにより、混信の影響を回避することができる。混信防止用の各チャンネルの周波数は、通常のチャンネルの周波数に対する初期の周波数シフト幅として５００ＭＨｚ〜１ＧＨｚほど大きく変化し、そこから、１０ＭＨｚ以上の間隔（一定の間隔でないほうがよい）で変化するように設定するのが望ましい。しかしながら、局部発振周波数の周波数可変幅や使用できる周波数帯域幅に制限がある場合、初期の周波数シフト幅を５００ＭＨｚ以下の範囲で設定しても構わない。
【００３８】
尚、混信によってテレビ受信機の表示画面に適正な映像が選られないときに、混信防止用のチャンネルへの切り替えを促す様なメッセージを該表示画面に表示するようにしておけば利用し易いシステムとなる。
【００３９】
また、本実施形態の送信機１及び受信機２１は、トランシーバであっても良い。更に、一対の送受信機間で通常の通信に用いる各チャンネル周波数ｆ１，ｆ２を有し、各チャンネル周波数ｆ１，ｆ２に対して複数の混信防止用チャンネルをそれぞれ付加しても構わない。
【００４０】
さらに、本実施形態では、ミリ波帯映像多重伝送を例示したが、マイクロ波帯の伝送、あるいは高速無線ＬＡＮ装置や高速無線アクセス端末装置にも適用可能である。
【００４１】
また、周波数マルチプライア１１の代わりに、マイクロ波帯位相同期発振器の出力信号に追随並びに同期して動作する注入同期型の発振器を適用しても構わない。
【００４２】
また、テレビ受信装置やビデオデッキのリモートコントローラを用いてチャンネルの切り替えを行ったが、コードレス電話やＰＨＳ等から送信される制御信号を利用して、混信防止用のチャンネルの切り替えを行っても構わない。
【００４３】
（第２実施形態）
図２（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発明の高周波無線通信装置の第２実施形態を示している。図２（ａ）は本実施形態の高周波無線通信装置３０を示す斜視図であり、図２（ｂ）は該装置３０における平面アンテナ３２を示す断面図であり、図２（ｃ）は該装置３０における平面アンテナ３２を示す斜視図である。本実施形態でも、主に屋内で用いるミリ波帯映像多重伝送を例にとり説明する。
【００４４】
図２（ｂ）に示す様に、誘電体基板３１の表面に各アンテナ素子３２ａが形成され、誘電体基板３１の裏面に送受信機３３が形成され、送受信機３３が筐体３４によって封止されている。従って、平面アンテナ３２に送受信機３３が一体化されている。
【００４５】
送受信機３３は、例えば平面回路や誘電体線路を用いて構成され、小型及び軽量化が図られている。
【００４６】
図２（ａ）に示す様に、平面アンテナ３２は、送受信機３３と共に、円球（または直方体）状の誘電体ケース３５内に収納されている。平面アンテナ３２は、その表面側で電波を受信する様な指向性を有する。平面アンテナ３２の裏面側においては、誘電体ケース３５の壁面を数ミクロンの膜厚の金属膜（例えばアルミ）や導体板等からなる金属部材３８で覆っている。
【００４７】
さらに、誘電体ケース３５は、回転台３６によって横方向θ及び縦方向φの２方向に回転自在に支持されている。また、回転台３６は、誘電体ケース３５の回転を可能にしたり、誘電体ケース３５の回転を禁止するためのロック機構（図示せず）を有する。
【００４８】
平面アンテナ３２は、筐体３４等を含めても２〜５ｃｍ角程度の大きさであって、本実施形態の無線通信装置３０の重量が高々１００ｇ程度、誘電体ケース３５の直径も略４〜１０ｃｍ程度であるため、誘電体ケース３５に指を当て、指先だけで、誘電体ケース３５を回転させ、平面アンテナ３２の方向を調整することができる。
【００４９】
また、図３は、本実施形態の無線通信装置３０を地上波放送等の各種のＴＶチューナカードを有したノート型パーソナルコンピュータ３７に取り付けた状態を示している。無線通信装置３０をノート型パーソナルコンピュータ３７やテレビ受信装置等に取り付けた場合、誘電体ケース３５を回転させ、平面アンテナ３２の方向を調整することができるので、コンピュータ３７やテレビ受信装置等を移動させる必要がない。無線通信装置３０そのものを水平移動（スライド）できる様に該無線通信装置３０を支持しても構わない。
【００５０】
図４は、ノート型パーソナルコンピュータ３７に取り付けられた無線通信装置３０と、室Ａの高所に取り付けられた他の無線通信装置３０Ａ（無線通信装置３０と略同一構成である）を示している。
【００５１】
高所の無線通信装置３０Ａにおいては、誘電体ケース３５を回転駆動するための電動モータ（図示せず）及び該電動モータを駆動制御する制御部（図示せず）を回転台３６に内蔵している。テレビ受信装置やビデオデッキのリモートコントローラから回転台３６内の制御部に制御信号を送ると、制御部は、制御信号に応答して電動モータを駆動制御し、誘電体ケース３５を回転駆動する。また、リモートコントローラの代わりに、コードレス電話やＰＨＳ等からの制御信号によって電動モータを駆動制御しても構わない。
【００５２】
次に、図４を参照して、本実施形態の無線通信装置３０の混信防止機能について述べる。
【００５３】
例えばノート型パーソナルコンピュータ３７の無線通信装置３０を受信側とし、高所の無線通信装置３０Ａを送信側とする。また、隣の室Ｂでは、別の各送受信伝送端末４０，４１間でミリ波帯信号を用いて通信が行われている。
【００５４】
ここで、各無線通信装置３０，３０Ａ間の通信で用いられているチャンネルの周波数と、各送受信伝送端末４０，４１間の通信で用いられているチャンネルの周波数が同一であるとする。各室Ａ，Ｂ間の壁Ｄが薄い木製の合板や石膏ボード等で形成されている場合、ミリ波帯信号が透過し、不要な無線信号の伝送ルートｂ，ｃ等が形成されるので、室Ｂの各送受信伝送端末４０，４１からの無線信号が室Ａのノート型パーソナルコンピュータ３７の無線通信装置３０で受信され、該無線通信装置３０では混信や電波干渉が発生する。
【００５５】
この様なときには、ノート型パーソナルコンピュータ３７の無線通信装置３０の誘電体ケース３５を指先によって回転させて、平面アンテナ３２の方向を調整すると共に、リモートコントローラから制御信号を送って、高所の無線通信装置３０Ａの誘電体ケース３５を電動モータによって回転させて、平面アンテナ３２の方向を調整し、これによって各送受信伝送端末４０，４１からの無線信号の影響が小さく、混信が少ない無線信号の伝送ルートｐを各無線通信装置３０，３０Ａ間に設定する。
【００５６】
あるいは、ノート型パーソナルコンピュータ３７を縦横に移動させてから、各無線通信装置３０，３０Ａの平面アンテナ３２の方向を調整し、混信が少ない無線信号の伝送ルートｐを設定しても良い。この場合は、無線信号の伝送ルートｐの設定領域が広がるので、混信や電波干渉をより確実に避けることができる。
【００５７】
無線通信装置３０が大型のディスプレイ装置やパーソナルコンピュータ等の機器に取り付けられており、機器全体を縦横に移動させることが困難な場合は、無線通信装置３０を水平移動可能に支持するためのスライド機能を設けておき、これによって無線通信装置３０の位置調整を行っても良い。
【００５８】
また、無線通信装置３０においては、平面アンテナ３２の裏面側において誘電体ケース３５の壁面を金属部材３８で覆っている。このため、アンテナ３２の前後比が高くなり、例えば無線通信装置３０に不要な無線信号の伝送ルートｂを通じて不要な無線信号が到達しても、誘電体ケース３５の金属部材３８によって該不要な無線信号が短絡されてしまい、混信の影響が軽減される。
【００５９】
それでもなお、混信が生じ、ノート型パーソナルコンピュータ３７の表示画面上に適正な映像が選られない場合は、該表示画面上に、「混信が生じているので、平面アンテナ３２の方向を調整してください。」等のメッセージを表示するようにしておけば使用し易いシステムとなる。
【００６０】
以上の様に本実施形態によれば、指向性を有する平面アンテナ３２の方向を調整することにより、他の無線機器からの混信や電波干渉の影響を避けることができる。
【００６１】
尚、本実施形態の無線通信装置３０の送受信機３３として、図１の送信機１及び受信機２１を適用しても良い。この場合は、送信機１と受信機２１間で局部発振器と受光部／信号処理部を共用する。例えば、平面アンテナ３２の方向を調整しても、混信や電波干渉の影響を低減できなければ、リモートコントローラ１４を操作することによって、各無線通信装置３０，３０Ａの送受信機３３間で用いられる無線信号のチャンネルを混信防止用のチャンネルに切り替えて混信を防止する。
【００６２】
また、本実施形態では、ミリ波帯映像多重伝送を例示したが、マイクロ波帯の伝送、あるいは高速無線ＬＡＮ装置や高速無線アクセス端末装置にも適用可能である。
【００６３】
さらに、平面アンテナの代わりにホーンアンテナを用いて、アンテナ一体化送受信機を構成して、これを誘電体ケース３５に収納しても構わない。
【００６４】
また、平面アンテナ３２の電波受信側で、誘電体ケース３５に低損失誘電体（例えばガラスレンズ）を取り付け、これによって平面アンテナ３２のアンテナ利得を大きくしても構わない。この場合、平面アンテナ３２をどの方向を向けても、高いアンテナ利得を常に得ることができる。
【００６５】
ところで、第２実施形態の無線通信装置３０は、図４に示した形態だけでなく、様々な形態で使用することができる。
【００６６】
例えば、図５に示す様に空調機（エアーコンディショナ）５１にアダプタ５２を固定し、このアダプタ５２に無線通信装置３０Ａを取り付けても良い。
【００６７】
あるいは、無線通信装置３０Ａを取り付けたパラボラアンテナ５３を空調機５１上に載せても構わない。
【００６８】
パラボラアンテナ５３は、電波を反射して無線通信装置３０Ａの平面アンテナ３２に集束させる。無線信号の伝送距離が長かったり、各室間の壁を介して無線信号を伝送したり、１階と２階間で無線信号を伝送する場合は、利得の高いパラボラアンテナ５３を利用すると、良好な伝送品質を得易い。
【００６９】
図６に示す様に無線通信装置３０Ａを空調機（エアーコンディショナ）５１に取り付け、また他の無線通信装置３０をディスプレイ装置５４に取り付ける。ここでは、空調機５１の無線通信装置３０Ａを送信側とし、ディスプレイ装置５４の無線通信装置３０を受信側とする。
【００７０】
通常、空調機５１が室内の壁面の高い位置に設置されているので、空調機５１の無線通信装置３０Ａは、無線信号を高い位置から低い位置へと放射する。このため、ディスプレイ装置５４の無線通信装置３０は、空調機５１の無線通信装置３０Ａからの無線信号を受信し易くなる。
【００７１】
また、空調機５１が室の壁面から突出しているので、無線通信装置３０Ａを平坦な壁面に直接取り付けた場合と比較すると、無線信号が壁面の装飾物等の突出物によって遮られることがなく、無線信号の伝送路を良好に確保することができ、壁面に他の方向から進入してくる不要な電磁波による混信及び電波干渉の影響を軽減することができる。
【００７２】
さらに、空調機５１の無線通信装置３０Ａを室の高所に取り付けられた場合は、無線通信装置３０Ａからの無線信号を室の天井５５で直接反射させ、この反射された無線信号をディスプレイ装置５４の無線通信装置３０で受信しても構わない。無線通信装置３０Ａが天井５５に近接しているため、反射面の単位面積当たりに入射する電波が強く、反射された電波も強くなる。また、低い位置から電波を放射して、天井５５で反射させることと比較すると、電波を反射するのに必要な反射面の面積が小さくて済むため、アルミホイル等の導電板あるいは網目の間隔が波長と同程度もしくは波長以下の金属網等からなる小型の反射板５６を天井５５に配置して、電波の反射率を向上させても良い。
【００７３】
この様に電波を送信側から受信側へと直接伝送する無線信号の伝送路のみならず、天井５５や反射板５６等による反射を利用した無線信号の伝送路を確保することも可能であり、これによって送受信に用いられているチャンネルと同一周波数の外来電波による混信や電波干渉の影響を軽減することができる。
【００７４】
また、反射板５６を回転させる回転機能を付加し、リモートコントローラによって反射板５６の向きを制御して電波の反射方向を調整し、これによって混信や電波干渉の影響を軽減することも可能である。
【００７５】
また、通常、エアーコンディショナ等の空調機５１は、窓際または窓の周辺の壁に取り付けられ、室内に向かって温風や冷風を送風する。同様に、空調機５１の無線通信装置３０も室内に向かって電波を放射する。このため、窓の外への電波の漏洩が低減され、他の家屋の電子機器に対する混信や電波干渉の影響を低減することが可能となる。加えて、エアーコンディショナ等の空調機周辺には、空調機の室外機に接続されるパイプや電源コードが壁の孔を貫通して配置されているため、屋外から空調機５１の無線通信装置３０Ａへと情報信号を伝送するためのアンテナケーブル等をパイプや電源コードと共に壁の孔に通して、該アンテナケーブル等を無線通信装置３０Ａに接続することができ、これによって無線通信装置３０Ａを設置するために大がかりな工事を行う必要がなくなる。
【００７６】
また、無線通信装置３０Ａを空調機５１に取り付けるためのアダプタ５２として、無線通信装置３０Ａを着脱自在に取り付け可能なものが望ましい。加えて、空調機５１によって室内の温度が一定に保たれるため、無線通信装置３０Ａの環境温度も略一定に保たれることになり、無線通信装置３０Ａの電子回路が安定に動作する。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明は、送信機及び受信機を備える高周波無線通信装置において、前記送信機は、複数の周波数のいずれかの局部発振信号を切り替え出力する送信側局部発振手段と、前記送信側局部発振手段からの局部発振信号と入力信号を混合して、送信信号を形成する送信側周波数混合手段とを備え、前記受信機は、複数の周波数のいずれかの局部発振信号を切り替え出力する受信側局部発振手段と、前記受信側局部発振手段からの局部発振信号と受信信号を混合して、出力信号を形成する受信側周波数混合手段とを備え、前記送信側局部発振手段の局部発振信号の周波数と前記受信側局部発振手段の局部発振信号の周波数が相互に一致する様に切り替えられる。この局部発振周波数の切り替えによって複数のチャンネルのいずれかを選択して設定し、選択されたチャンネルを介して送信機と受信機間で通信を行うことができる。例えば、ミリ波帯は、広帯域であるから、多数のチャンネルを設定しても差し支えなく、チャンネルの適宜の選択により、混信を防止することができる。
【００７８】
また、送信機及び受信機は、外部からの制御信号を受信し、該制御信号に応答して局部発振手段の局部発振信号の周波数を切り替えている。外部からの制御信号は、例えばテレビ受信装置のリモートコントロールや携帯電話機から送信されてきた信号であり、この様な信号を利用して、局部発振信号の周波数を切り替える。
【００７９】
また、本発明の高周波無線通信装置によれば、送信機もしくは受信機が一体化された指向性アンテナと、前記指向性アンテナを収納した誘電体ケースと、前記誘電体ケースの向きを変更自在に該誘電体ケースを支持する支持手段とを備えている。例えばミリ波帯では、送受信機を小型並びに軽量化することができので、送受信機を指向性アンテナと一体化することができる。誘電体ケースに指向性アンテナを収納しているので、誘電体ケースの向きを変更すれば、これに伴って指向性アンテナの向きも変更される。従って、誘電体ケースの向きを指先で変更するだけで、混信の影響が少ない方向に指向性アンテナを向けることができる。また、２つの高周波無線通信装置間で無線信号を送受する場合、無線信号の伝送ルートを容易に変更することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高周波無線通信装置の第１実施形態を示すブロック図である。
【図２】（ａ）は本発明の高周波無線通信装置の第２実施形態を示す斜視図であり、（ｂ）は該装置における平面アンテナを示す断面図であり、（ｃ）は該装置における平面アンテナを示す斜視図である。
【図３】図２の無線通信装置をノート型パーソナルコンピュータに取り付けた状態を示す図である。
【図４】図２の無線通信装置の使用形態を例示する図である。
【図５】図２の無線通信装置を空調機に取り付けた状態を示す図である。
【図６】図２の無線通信装置の他の使用形態を示す図である。
【図７】従来の高周波無線通信装置を示すブロック図である。
【図８】図７の無線通信装置の使用形態を例示する図である。
【符号の説明】
１ 送信機
２ 入力端子
３ ＩＦアンプ
４ 周波数ミキサ（アップコンバータ）
５ 局部発振器
６ ミリ波帯増幅器
７ バンドパスフィルタ
８ 送信アンテナ
１１ 周波数マルチプライア
１２ マイクロ波帯位相同期発振器
１３ チャンネル指定器
１４ リモートコントローラ
１５ ＩＦ信号
２１ 受信機
２２ 受信アンテナ
２３ ミリ波帯低雑音増幅器
２４ フィルタ
２５ 周波数ミキサ（ダウンコンバータ）
２６ 局部発振器
２７ 増幅器
２８ 出力端子
３０ 高周波無線通信装置
３１ 誘電体基板
３２ 平面アンテナ
３３ 送受信機
３４ 筐体
３５ 誘電体ケース
３６ 回転台
３８ 金属部材
Claims (6)
- 多重映像中間周波数信号を周波数変換して送信信号として無線送信する送信機と、該送信機にて無線送信される送信信号を受信して周波数変換して多重映像中間周波数信号とする受信機とを備える高周波無線通信装置において、
前記送信機は、複数の周波数から選択される１つの周波数を局部発振信号として出力するように切り替えられる送信側局部発振手段と、前記送信側局部発振手段から出力された局部発振信号と前記多重映像中間周波数信号とを混合して、前記送信信号を形成する送信側周波数混合手段とを備え、
前記受信機は、複数の周波数から選択される１つの周波数を局部発振信号として出力するように切り替えられる受信側局部発振手段と、前記受信側局部発振手段から出力された局部発振信号と受信された前記送信信号とを混合して前記多重映像中間周波数信号を出力信号として生成する受信側周波数混合手段とを備え、
前記送信側局部発振手段および前記受信側局部発振手段は、該送信側局部発振手段の局部発振信号の周波数と該受信側局部発振手段の局部発振信号の周波数とが相互に一致する様に切り替えられる高周波無線通信装置。 - 前記送信側局部発振手段は、前記受信側局部発振手段と共通の構造を有し、前記送信機及び前記受信機は、外部からの制御信号をそれぞれ受信することにより、該制御信号に応答して前記送信側局部発振手段の局部発振信号の周波数と前記受信側局部発振手段の局部発振信号の周波数を相互に一致する様に切り替える請求項１に記載の高周波無線通信装置。
- 前記送信側局部発振手段及び前記受信側局部発振手段のそれぞれは、
混信防止のために予め設定された複数の周波数のそれぞれに対応する複数のチャンネルのいずれかを示す前記制御信号を受信すると、その制御信号にて示されたチャネルを判定するチャンネル指定器と、
前記チャンネル指定器にて判定されたチャンネルに応じて周波数をシフトさせて発振信号を出力する位相同期発振器と、
前記発振信号を前記判定されたチャンネルの周波数に対応した局部発振信号に周波数変換する周波数マルチプライアと
を備える請求項１に記載の高周波無線通信装置。 - 前記送信側局部発振手段及び前記受信側局部発振手段のそれぞれは、
混信防止のために予め設定された複数の周波数のそれぞれに対応する複数のチャンネルのいずれかを示す前記制御信号を受信すると、その制御信号にて示されたチャネルを判定するチャンネル指定器と、
前記チャンネル指定器にて判定されたチャンネルに応じて周波数をシフトさせて発振信号を出力する位相同期発振器と、
前記発振信号に追随および同期して動作する注入同期発振器と
を備える請求項１に記載の高周波無線通信装置。 - 前記送信機または受信機が指向性アンテナと一体化されており、
該指向性アンテナが誘電体ケースに収納されて、該誘電体ケースが回転台に回転自在に支持されている請求項１に記載の高周波無線通信装置。 - 前記回転台が、ディスプレイ装置又は空調機に取り付けられた請求項５に記載の高周波無線通信装置。
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