JP4027307B2 - 無線機装置 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信で使用される無線機装置に関する。

近年の無線通信では、異なるシステムの間においても、非常に近接した周波数を使用する場合が多くなっている。特に、ＩＳＭ帯などの、免許の不要な周波数帯域に関しては多くのシステムが混在しており、電波の干渉のみでなく、同一または異なるシステムの間において、アンテナ間のアイソレーションをいかに確保するかがシステム構築上の重要課題となっている。

図５はこの種の無線通信装置の一例を示している。
同図において、５２はシールドケースで、その内部には第１の無線機の回路部を収納してある。この無線機は、セルラー等の基地局との通信を行う高出力のもので、第１の周波数で共振する第１のアンテナ５１をシールドケース５２に設置してある。シールドケース５２には第２の無線機を取り付けてある。第２の無線機は、無線ＬＡＮ等の構内無線機として使用される比較的低出力のもので、第２の周波数で共振する第２のアンテナ（図示せず）を備えている。

第１の無線機を動作させると、第１のアンテナ５１の影響よって、シールドケース５２には、第１のアンテナ５１から周囲に広がって電流５５が流れる。また、第２の無線機の５４のアンテナの影響により電流５６が流れる。これらの電流５５，５６が互いに結びつきアンテナ間の結合を強め、アイソレーションが劣化することになる。図６はこの場合のアイソレーション特性を示す図で、第１の無線機の周波数帯域６１と第２の無線機の周波数帯域６２との間でアイソレーションが悪いことを示している。このため、両方の無線機を同時に使用した場合、第１のアンテナ５１から放射された電波が第２の無線機５４のアンテナから第２の無線機５４のＲＦ回路に入り込み、アンプ等を飽和させてしまい、第２の無線機５４による通信ができなくなる。

この種の無線機では、特に使用周波数が近接する場合、アンテナ間の結合が大変重要な問題となってくる。従来は、アンテナ間の距離を大きくするか、離れた周波数を使用するシステムを利用することによって、アンテナ間の結合を小さくしていた。しかし、近年では無線機の小型化にともなって、アンテナ間の距離を十分取れなくなってきている。それと同時にシステムの多様化が進み、近接した周波数を同時に使用せざるを得ない状況が増えてきている。特に、第１の無線機がセルラー通信等に使用される比較的高出力のもので、第２の無線機が無線ＬＡＮ等の構内通信に使用される比較的低出力のものである場合に、このような問題が顕著に現れる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、近接する周波数を使用し、アンテナ間の距離が十分確保できていない場合においても、アンテナ間のアイソレーションを高めて快適な通信を行うことができる無線機装置を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明は、第１のアンテナを備える第１の無線機と、第２のアンテナを備え、前記第１の無線機とは使用周波数の異なる第２の無線機と、前記第１の無線機の使用周波数で共振する導体と、接地導体とを備え、前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナは前記接地導体に接し、該接地導体に前記導体を前記第１のアンテナより前記第２のアンテナに近い位置で、且つ、前記第２のアンテナとは接触しない位置に配置したことを特徴とする。
また、本発明は、前記第１のアンテナから前記第２のアンテナが、前記導体が配置されない場合に、直接見通すことのできない位置にあるときも適用される。
また、本発明は、前記第１のアンテナと前記導体との間に、前記第２のアンテナが配置される場合も適用される。

かかる構成によれば、第２の無線機から第１の無線機に向かって流れる第１の無線機の周波数成分の電流は、前記第１のアンテナより前記第２のアンテナに近い位置で、且つ、前記第２のアンテナとは接触しない位置に配置された導体上を流れる。このため、第１の無線機に向かって流れる電流が少なくなる。つまり、両アンテナの影響による電流同士の結びつきが弱まり、両アンテナ間のアイソレーションが向上する。

前記第２の無線機を前記接地導体に対して着脱自在に構成するとともに、前記導体を略短冊形に形成するのが好ましい。
このようにすると、導体に流れる電流の値が最大になり、両アンテナ間のアイソレーションが最も良くなる。

前記導体を前記第１の無線機の使用周波数の概略１／４波長の長さにしてその一端を前記接地導体に接地するのが好ましい。
このようにすると、導体は第１の無線機の使用周波数で共振して、この周波数の電流をよく導くため、第２の無線機から第１の無線機に向かって流れる第１の無線機の使用周波数の電流が大幅に減少し、第２の無線機の周波数帯において両アンテナ間のアイソレーションを向上させることができる。

前記導体を前記第１の無線機の使用周波数の概略１／２波長の長さにしてその両端を開放するのが好ましい。
このようにすると、一端を接地するものに較べて、導体の長さが大きくなる。しかし、導体は接地の必要がなくなるので、設置が容易になる。

前記接地導体は、シールドケースであり、前記第１の無線機を前記シールドケース内に収容するとともに、該シールドケースに前記導体を一体成形するのが好ましい。
このようにすると、導体とシールドケースを同時に成形することができ、コスト的にも有利になる。

前記導体を屈曲成形するのが好ましい。
このようにすると、導体の嵩張りが少なくなり、筐体のコンパクト化に有利になる。

以上のように本発明の無線機装置は、第２の無線機のアンテナの付近に導体を配置し、この導体に第１の周波数の共振電流を流すことで、第１及び第２の無線機のアンテナ間のアイソレーションを向上させている。これによって、２つの無線機を近接する周波数で同時に使用した場合においても、アンテナ特性を劣化させることなく、無線機間の干渉等による通信品質の劣化を防止し、快適な通信を行うことができる。特に、第１の無線機がセルラー通信等に使用される比較的高出力のもので、近接する無線システムに影響を及ぼしやすい場合であっても、第２の無線機による通信を妨げることなく、両システム共に良好な通信品質を確保することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態に係る無線機装置を示す図である。
この無線機装置は、第１の周波数で共振するアンテナ１１を備えた第１の無線機（図示せず）と、第２の周波数で共振するアンテナ１８を備えた第２の無線機１４とを同一の筐体（図示せず）内に収容したものである。第１の無線機は、セルラー等の基地局との通に使用される比較的高出力なものである。第２の無線機は、無線ＬＡＮ等の構内無線機として使用される比較的低出力のものである。これら無線機で使用する第１及び第２の周波数は接近している。

第１の無線機をシールドケース１２内に収容することで、不要な電波が外部へ放射されるのを防止している。第１の無線機のアンテナはシールドケース１２の上面に立設してある。第２の無線機１４は、その本体部１５をシールドケース１２に着脱自在に装着してレドーム１３で覆ってある。図１(ｂ)は図１(ａ)のレドーム１３を取り外した状態を示している。

第２の無線機１４のアンテナ１８の付近には導体１７を配置してある。この導体１７は、第１の周波数の概略１／４波長の長さを有し、シールドケース１２の側面から略水平に突出するようにしてシールドケース１２と一体に成形してある。

第１の無線機を動作させると、第１の無線機のアンテナ１１の影響により、シールドケース１２には、第１のアンテナ５１から周囲に広がって電流１５が流れる。また、第２の無線機１４のアンテナ１８の影響により電流１６が流れる。ところで、第２の導体１７は第１の周波数の１／４波長の長さを有し、その一端が接地されているので、電流１６は導体１７側に多く流れる。

つまり、導体１７に第１の周波数の共振電流が流れるため、第２の無線機１４の周囲に拡散して流れている電流１６が減少し、２つの電流１５，１６の結びつきが弱まり、アンテナ１１，１８の間のアイソレーションが向上する。電流１６が減少するということは、換言すれば、接地導体を含めてアンテナとして考えた場合、２つのアンテナ１１，１８が離れることと等価であり、アンテナ１１，１８間のアイソレーションが向上することを意味するのである。図２はこの場合のアイソレーション特性を示す図で、第１の無線機の周波数帯域２１と第２の無線機の周波数帯域２２との間でアイソレーションが向上していることを示している。

なお、この実施形態では、第１の無線機の送信出力を２の無線機１４の送信出力に較べて相当大きくしてあるので、第２の無線機１４のアンテナ１４の付近に導体１７を配置してあるが、両無線機の送信出力の大きさによっては、両方の無線機またはいずれか一方の無線機のアンテナの付近に、他の無線機の使用周波数で共振する導体を設置してもよい。さらに、無線機の台数が３以上の場合には、アンテナ間のアイソレーションの劣化が懸念される無線機について、同様の対策を施せばよい。

（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２に係る無線機装置を示す図で、図１(ｂ)と対応する図である。

この無線機装置では、図１の導体１７をＬ字型に形成し、その先端を第２の無線機１４のアンテナ１８側に向けて配置した導体３１を用いている。この導体３１も、第１の周波数の１／４波長の長さを有している。その他の構成は実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。なお、導体３１の形状は、Ｌ字型ではなくて、階段状や曲線状に屈曲したものであってもよい。

このような導体３１を用いると、実施の形態１の効果に加えて、シールドケース１２の側面からの導体３１の突出量が小さくなり、筐体のコンパクト化に役立つ。

（実施の形態３）
図４は本発明の実施の形態３に係る携帯無線機を示す図で、図３と対応する図である。

この無線機装置では、第１の周波数の１／２波長の長さの導体４１を用いてある。この導体４１は、その両端を開放し、第２の無線機１４の本体部１５に沿って近接配置するように筐体（図示せず）の内面に貼り付けられている。なお、その他の構成は実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。

このような導体４１を用いると、実施の形態１の効果に加えて、導体４１の接地の必要がなくなり、筐体に対する導体４１の取り付けが容易になる。また、導体４１を第２の無線機１４の本体部１５に沿って近接配置してあるので、筐体のコンパクト化にも役立つ。

本発明の実施の形態１に係る無線機装置を示す図である。 同無線機装置のアイソレーション特性を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る導体の設置状態を示す図である。 本発明の実施の形態３に係る導体の設置状態を示す図である。 従来の無線機装置を示す図である。 従来の無線機装置のアイソレーション特性を示す図である。

符号の説明

１１、５１ 第１の無線機のアンテナ
１２、５２ シールドケース
１３ レドーム
１４、５４ 第２の無線機
１５、５５ 電流
１６、５６ 電流
１７、３１、４１ 導体
１８ 第２の無線機のアンテナ
２１、６１ 第１の周波数帯域
２２、６２ 第２の周波数帯域

Claims (8)

1. 第１のアンテナを備える第１の無線機と、
   第２のアンテナを備え、前記第１の無線機とは使用周波数の異なる第２の無線機と、
   前記第１の無線機の使用周波数で共振する導体と、
   接地導体とを備え、
   前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナは前記接地導体に接し、該接地導体に前記導体を前記第１のアンテナより前記第２のアンテナに近い位置で、且つ、前記第２のアンテナとは接触しない位置に配置したことを特徴とする無線機装置。
2. 前記第１のアンテナから前記第２のアンテナは、前記導体が配置されない場合に、直接見通すことのできない位置にあることを特徴とする請求項１に記載の無線機装置。
3. 前記第１のアンテナと前記導体との間に、前記第２のアンテナを配置したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線機装置。
4. 前記第２の無線機を前記接地導体に対して着脱自在に構成するとともに、前記導体を略短冊形に形成したことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の無線機装置。
5. 前記導体を前記第１の無線機の使用周波数の概略１／４波長の長さにしてその一端を前記接地導体に接地したことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の無線機装置。
6. 前記導体を前記第１の無線機の使用周波数の概略１／２波長の長さにしてその両端を開放したことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の無線機装置。
7. 前記接地導体は、シールドケースであり、前記第１の無線機を前記シールドケース内に収容するとともに、該シールドケースに前記導体を一体成形したことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の無線機装置。
8. 前記導体を屈曲成形したことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の無線機装置。

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