JP4154362B2 - Wireless LAN antenna, wireless LAN antenna control method, wireless LAN base station antenna, wireless LAN mobile station terminal antenna, terminal wireless LAN card, and wireless LAN system - Google Patents

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Description

本発明は、無線LAN 基地局と無線LAN 移動局との間で、無線LAN システム用高周波を伝送し合う無線LAN システム、これに用いられる無線LAN アンテナ、このアンテナが組み込まれた無線LAN 基地局用アンテナ、このアンテナが組み込まれた無線LAN 移動局端末アンテナ、このアンテナが組み込まれた端末用無線LAN カードに関するものである。   The present invention relates to a wireless LAN system that transmits high frequency for a wireless LAN system between a wireless LAN base station and a wireless LAN mobile station, a wireless LAN antenna used for the wireless LAN system, and a wireless LAN base station incorporating this antenna. The present invention relates to an antenna, a wireless LAN mobile station antenna incorporating this antenna, and a wireless LAN card for a terminal incorporating this antenna.

(無線LAN システム)
近年、高度情報化社会への発展に伴って、ビルなどのオフィス内、あるいは工場や倉庫などの構内、一般の住宅内や事務所内等々の屋内、更には、屋内以外の、商店街などのアーケード、駅プラットホーム、空港ターミナル、あるいはテントなどの大型仮設構造物やイベント会場など、一定の区域における無線通信網を形成する無線LAN システム(区域内無線通信網) の使用が拡大しつつある。
(Wireless LAN system)
In recent years, with the development of an advanced information society, offices such as buildings, buildings such as factories and warehouses, indoors such as ordinary houses and offices, and arcades such as shopping streets other than indoors The use of wireless LAN systems (intra-area wireless communication networks) that form wireless communication networks in certain areas, such as station platforms, airport terminals, large temporary structures such as tents, and event venues, is expanding.

(無線LAN システム用高周波線路)
この無線LAN システムにおいては、無線LAN 基地局 (親機) と、区域内に配置された多数の無線LAN 移動局 (子機) との間で、広い周波数帯域の高周波(以下電磁波とも言う)を用いて通信が行われる。この通信のためには、高周波の導波路(高周波線路)が不可欠であって、ステンレス、鋼、銅、アルミニウムなどの導電性金属からなる導波管か、同軸ケーブルのような導波管以外のマイクロ波伝送路の他に、場所を多くとらず、簡便に設置できるストリップ状の高周波線路が使用される。
(High-frequency line for wireless LAN system)
In this wireless LAN system, high frequency (hereinafter also referred to as electromagnetic waves) in a wide frequency band is generated between a wireless LAN base station (base unit) and a number of wireless LAN mobile stations (slave units) arranged in the area. Communication. For this communication, a high-frequency waveguide (high-frequency line) is indispensable, and other than a waveguide made of a conductive metal such as stainless steel, steel, copper, and aluminum, or a waveguide such as a coaxial cable. In addition to the microwave transmission path, a strip-shaped high-frequency line that can be easily installed without taking up much space is used.

このような高周波マイクロストリップ線路の内で、本発明者らは、先に、誘電材料からなる長尺誘電体層と、この誘電体層を挟む導電性材料からなる一対の長尺グランド層とを積層してなり、前記誘電体層内に信号線を誘電体層長手方向に配設し、前記グランド層の一部に高周波結合用の開口部を設けた、可撓性の高周波マイクロストリップ線路 (以下、高周波マイクロストリップ線路を単に高周波線路とも言う) を提案した (特許文献1、2参照)。   In such a high-frequency microstrip line, the present inventors first have a long dielectric layer made of a dielectric material and a pair of long ground layers made of a conductive material sandwiching the dielectric layer. A flexible high-frequency microstrip line in which signal lines are disposed in the dielectric layer in the longitudinal direction and a high-frequency coupling opening is provided in a part of the ground layer. Hereinafter, a high-frequency microstrip line is also simply referred to as a high-frequency line) (see Patent Documents 1 and 2).

特開2002-353707 号公報 (請求項、図1 )JP 2002-353707 A (Claim, Fig. 1) 特開2003-174457 号公報 (請求項、図1)JP 2003-174457 (Claim, Fig. 1)

このような高周波マイクロストリップ線路は、可撓性を有し、高周波ストリップ線路自体が目的に応じて自在に変形でき、無線LAN システム区域内の設置条件に応じて障害物を越える乃至迂回するなどして、マクロ的に設置する場合に適している。また、設置作業や設置場所への運搬などの取り扱いも簡便である。   Such a high-frequency microstrip line has flexibility, the high-frequency strip line itself can be freely deformed according to the purpose, and the obstacle is passed or detoured depending on the installation conditions in the wireless LAN system area. Suitable for macro installations. In addition, handling such as installation work and transportation to the installation site is also simple.

このような高周波線路を屋内用の無線LAN システムに適用した例を図1 に正面図で示す。図1 において、高周波線路1aは、例えば建屋の屋内天井 (区域の上方) に沿って設けられており、この高周波線路1aの一方の端部は無反射終端器とされ、他方の端部に、同軸ケーブル12を介して、無線LAN 基地局 (以下、無線LAN 親局、無線LAN 親機とも言う)11 が接続されている。また、屋内には前記無線LAN 基地局11と交信する複数の無線LAN 移動局 (以下、子局、移動局端末、子機群、端末機群とも言う)9a 、9b、9cが配置されている。これら移動局9a、9b、9cは、各々が有する端末用無線LAN カード5 に使用されているアンテナ素子を用いて、無線LAN 基地局のアンテナ6 との通信を行なう。   An example of applying such a high-frequency line to an indoor wireless LAN system is shown in front view in FIG. In FIG. 1, the high-frequency line 1a is provided, for example, along the indoor ceiling of the building (above the area), and one end of the high-frequency line 1a is a non-reflective termination, and the other end is A wireless LAN base station (hereinafter also referred to as a wireless LAN base station or a wireless LAN base unit) 11 is connected via a coaxial cable 12. In addition, a plurality of wireless LAN mobile stations (hereinafter also referred to as slave stations, mobile station terminals, slave unit groups, and terminal unit groups) 9a, 9b, and 9c that communicate with the wireless LAN base station 11 are disposed indoors. . These mobile stations 9a, 9b, and 9c communicate with the antenna 6 of the wireless LAN base station using the antenna elements used in the terminal wireless LAN card 5 that each mobile station 9a, 9b, and 9c has.

これら各無線LAN 移動局との良好な通信が確保できるよう、これら移動局9a、9b、9cのレイアウトに応じて、無線LAN 基地局のアンテナには、例えばパッチアンテナ (平面アンテナ) 6 が、アンテナ素子として、一定間隔を開けて高周波線路1aに各々配置されている。   In order to ensure good communication with each of these wireless LAN mobile stations, according to the layout of these mobile stations 9a, 9b, 9c, for example, a patch antenna (planar antenna) 6 is used as the antenna of the wireless LAN base station. As elements, they are arranged on the high-frequency line 1a at regular intervals.

このような無線LAN システムにおいては、無線LAN 基地局と、区域内に配置された多数の無線LAN 移動局との間で通信する際に、無線LAN 移動局が通信可能なエリアが大きく制限されるという問題が生じやすい。   In such a wireless LAN system, when communicating between a wireless LAN base station and a large number of wireless LAN mobile stations arranged in the area, the area in which the wireless LAN mobile station can communicate is greatly limited. The problem is likely to occur.

(無線LAN 移動局側の問題)
無線LAN 移動局の通信可能なエリア制限の原因のひとつとしては、無線LAN 移動局側の問題に起因する、マルチパスフェージングの問題がある。このマルチパスフェージングの問題から、以下に説明する。
(Problems on the wireless LAN mobile station side)
One of the reasons for limiting the area where wireless LAN mobile stations can communicate is the problem of multipath fading due to problems on the wireless LAN mobile station side. From the problem of this multipath fading, it demonstrates below.

前記した無線LAN システムにおいて、無線LAN 移動局側のレイアウトによっては、隣り合うパッチアンテナ6a、6b同士の高周波の混信( マルチパスフェージング) が生じる場合がある。このマルチパスフェージングが生じた場合は、隣接するアンテナユニットから送信される同心円状に伝播する高周波が互いに完全に打ち消し合い、通信エラーが発生しやすく、無線LAN 移動局(端末)の位置(場所)によっては、データ通信が困難となる。   In the wireless LAN system described above, depending on the layout on the wireless LAN mobile station side, high-frequency interference (multipath fading) between adjacent patch antennas 6a and 6b may occur. When this multipath fading occurs, the concentric high-frequency waves transmitted from adjacent antenna units completely cancel each other out and communication errors are likely to occur. The location (location) of the wireless LAN mobile station (terminal) In some cases, data communication becomes difficult.

このマルチパスフェージングの影響を軽減する方法として、無線LAN 基地局を、円偏波(左旋回と右旋回)あるいは直線偏波(45°偏波、135 °偏波)という互いに直交する2 つの偏波成分の電波を送信するものとする偏波ダイバーシティの伝送方式がある。この偏波ダイバーシティの伝送方式においては、無線LAN 移動局端末側も、例えば、前記送信電波の互いに直交する2 つの偏波成分をそれぞれ受信する2 組の受信アンテナを有し、この受信アンテナの出力を切り換えるあるいは合成して、偏波ダイバーシティ受信を行なう (特許文献3参照) 。   To reduce the effects of multipath fading, a wireless LAN base station can be connected to two orthogonally polarized waves (left and right turns) or linearly polarized waves (45 ° and 135 °). There is a transmission method of polarization diversity that transmits radio waves of polarization components. In this polarization diversity transmission system, the wireless LAN mobile station terminal also has, for example, two sets of receiving antennas for receiving two orthogonal polarization components of the transmission radio wave, and the output of the receiving antennas. Are switched or combined to receive polarization diversity (see Patent Document 3).

特開2000-115044 号公報 (請求項、図1)JP 2000-115044 (Claim, Fig. 1)

ただ、この偏波ダイバーシティ伝送方式でも、その通信環境によって、無線LAN 移動局の受信状態が大きく影響される。例えば、見通しの良い室内エリアでは、通信への影響は、天井、壁、床等の比較的反射率の小さい材料からの反射のみとなり、偏波ダイバーシティの効果が大きく期待できる。しかし、この偏波ダイバーシティ伝送方式では、基地局アンテナと移動局端末アンテナとの距離が例えば10m を越えて長くなる (遠くなる) 環境では、電波の反射が増えて高速通信が困難になるという問題がある。即ち、アンテナ間の距離が遠くなるほど、例えば、後述する図10で説明する工場建屋内のように、アンテナ間の見通しを遮蔽する物体が存在したり、電波を反射しやすい金属製の構造物などが多くなる。このため、基地局アンテナおよび移動局端末アンテナで受信できる信号レベルが大幅に下がり、かつマルチパス成分が増えるため、受信S/N が低下して、高速通信が困難になる。   However, even in this polarization diversity transmission method, the reception state of the wireless LAN mobile station is greatly affected by the communication environment. For example, in an indoor area with good visibility, the effect on communication is only reflection from materials with relatively low reflectivity such as ceilings, walls, and floors, and the effect of polarization diversity can be greatly expected. However, in this polarization diversity transmission system, in an environment where the distance between the base station antenna and the mobile station terminal antenna becomes longer (for example, more than 10 m), radio wave reflection increases and high-speed communication becomes difficult. There is. That is, as the distance between the antennas increases, for example, there is an object that shields the line of sight between the antennas, such as a factory building described in FIG. 10 described later, or a metal structure that easily reflects radio waves. Will increase. For this reason, the signal level that can be received by the base station antenna and the mobile station terminal antenna is greatly reduced, and multipath components are increased, so that the received S / N is reduced and high-speed communication becomes difficult.

また、この偏波ダイバーシティの伝送方式として、通常用いられる直線偏波を使用する場合、基地局アンテナと移動局端末アンテナ間で見通しの無い場合には、反射により複数の経路を経て受信される波同士が干渉しやすい。このため受信S/N が低下して高速通信が困難となる。   In addition, when using the normally used linearly polarized wave as the transmission method of this polarization diversity, when there is no line of sight between the base station antenna and the mobile station terminal antenna, the wave received through multiple paths by reflection It is easy to interfere with each other. For this reason, the reception S / N is lowered and high-speed communication becomes difficult.

したがって、このような問題なく、マルチパスフェージングの影響を軽減するためには、無線LAN 基地局側で、直線偏波ではなく、左右いずれかに旋回して伝播する円偏波の高周波を使用することが好ましい。そして、この円偏波の高周波を発信するアンテナとして円偏波アンテナを使用することが好ましい。   Therefore, in order to reduce the effects of multipath fading without such problems, the wireless LAN base station uses circularly polarized high-frequency waves that propagate by turning to the left or right instead of linearly polarized waves. It is preferable. It is preferable to use a circularly polarized antenna as an antenna for transmitting this circularly polarized high frequency.

このため、前記図1 の無線LAN システムの例では、無線LAN 基地局側のアンテナを、旋回方向が互いに異なる円偏波アンテナ素子を交互に配置した構成としている。より具体的には、無線LAN 基地局側のパッチアンテナ6aを右回り (右旋回) の右円偏波アンテナ素子とし、これと隣り合うパッチアンテナ6bを左回り (左旋回) の左円偏波アンテナ素子としており、これらの旋回方向が互いに異なる円偏波アンテナ素子を交互に配置している。   Therefore, in the example of the wireless LAN system in FIG. 1, the antenna on the wireless LAN base station side is configured by alternately arranging circularly polarized antenna elements having different turning directions. More specifically, the patch antenna 6a on the wireless LAN base station side is a clockwise (right-turned) circularly polarized antenna element, and the adjacent patch antenna 6b is counterclockwise (left-turned) left-circularly polarized. Wave antenna elements are used, and circularly polarized antenna elements having different turning directions are alternately arranged.

(無線LAN 基地局側の問題)
また、前記無線LAN システムにおいては、以上説明したマルチパスフェージング以外に、無線LAN 基地局側の問題から、それぞれの無線LAN 基地局を中心とする複数の独立したネットワークグループを通信エリア内に空間的に形成する場合に、基地局アンテナの放射特性により、無線LAN 移動局が通信可能なエリアが大きく制限されるという問題がある。この問題について、以下に説明する。
(Problems on the wireless LAN base station side)
In addition to the multipath fading described above, in the wireless LAN system, due to problems on the wireless LAN base station side, a plurality of independent network groups centered on each wireless LAN base station are spatially included in the communication area. However, due to the radiation characteristics of the base station antenna, there is a problem that the area in which the wireless LAN mobile station can communicate is greatly limited. This problem will be described below.

前記無線LAN システムにおいて、前記複数の独立したネットワークグループを空間的に形成する場合には、通常は、例えば図24の斜視図に示す通り、複数のアクセスポイント (無線LAN 基地局) のアンテナ 202A 、202Bを、通信エリア内に、空間的に離して設置する。この場合には、複数の無線LAN 基地局から放射する電波による前記マルチパスフェージングを防止して、明瞭な区分エリアを構成するために、アクセスポイントのアンテナから放射する電力を調整して小さくし、無線LAN 子局が通信可能なエリアを制限せざるを得ない。   In the wireless LAN system, when the plurality of independent network groups are spatially formed, usually, as shown in a perspective view of FIG. 24, for example, antennas 202A of a plurality of access points (wireless LAN base stations), 202B is installed spatially separated in the communication area. In this case, in order to prevent the multipath fading due to radio waves radiated from a plurality of wireless LAN base stations and to form a clear division area, the power radiated from the antenna of the access point is adjusted to be small, Wireless LAN The area in which the slave station can communicate must be restricted.

一般的には、このようなアクセスポイント (無線LAN 基地局) のアンテナとして、図24に斜視図で示すような、半波長ダイポールアンテナ202A、202Bが使用される。この場合、無線LAN 子局が通信可能なエリアは、点線で示すサークルA 、サークルB のように、各々、ダイポールアンテナ202A、202B位置を中心とした円内となる。   In general, half-wave dipole antennas 202A and 202B as shown in a perspective view in FIG. 24 are used as antennas for such an access point (wireless LAN base station). In this case, the area in which the wireless LAN slave station can communicate is within a circle centered on the positions of the dipole antennas 202A and 202B, such as circle A and circle B indicated by dotted lines.

このため、無線LAN 子局がどのダイポールアンテナ202A、202B (アクセスポイント) にも接続できない、不感地帯が必然的に生じる。また、ダイポールアンテナでは、各アンテナ202A、202Bからの電源とデータ線とを床面に敷く必要があるので、このための配線工事の手間がかかるという問題もある。   This inevitably results in a dead zone where the wireless LAN slave station cannot connect to any dipole antenna 202A, 202B (access point). In addition, in the dipole antenna, it is necessary to lay the power source and data line from each antenna 202A, 202B on the floor surface, and there is a problem that it takes time for wiring work for this purpose.

これに対し、前記ダイポールアンテナに代わり、前記図1 に用いられるパッチアンテナなどの指向性の高い平面アンテナを複数用いて、多方向に向けて配置し、広い通信エリアを確保する方法がある。   On the other hand, there is a method of securing a wide communication area by using a plurality of highly directional planar antennas such as the patch antenna used in FIG.

図25は、このような平面アンテナを用いた例を斜視図で示している。この図25では、例えば、4 枚の平面アンテナ202A、202B、202C、202Dを各4 つの方向に各々配置し、二つのアクセスポイント (無線LAN 基地局) 200A、200Bと、スイッチ・合成分配回路201 を介して、コネクタ203 、同軸ケーブル204 によって接続した例を示している。   FIG. 25 is a perspective view showing an example using such a planar antenna. In FIG. 25, for example, four planar antennas 202A, 202B, 202C, and 202D are arranged in each of four directions, two access points (wireless LAN base stations) 200A and 200B, and a switch / combining / distributing circuit 201. In this example, the connector 203 and the coaxial cable 204 are connected via the connector.

このような平面アンテナを用いて、前記複数のネットワークグループを空間的に形成する場合には、前記スイッチ・合成分配回路201 を制御して、二つの各アクセスポイント200A、200Bと、4 枚の平面アンテナ202A、202B、202C、202Dとの各接続を切り換える。   When such a planar antenna is used to spatially form the plurality of network groups, the switch / combining / distributing circuit 201 is controlled so that each of the two access points 200A and 200B has four planes. Each connection with the antennas 202A, 202B, 202C, 202D is switched.

即ち、図26の平面図に、これら二つのアクセスポイント200A、200Bの通信可能なカバーエリアを各々円で示す。この図26では、例えば、アクセスポイント200Aの通信可能なカバーエリアを各々斜線の入った円で、アクセスポイント200Bの通信可能なカバーエリアを各々無地の円で、各々示す。ここにおいて、前記したスイッチ・合成分配回路201 によって、アクセスポイント200Aは、図の上下方向に各々向いた平面アンテナ202A、202Cと接続され、一方アクセスポイント200Bは図の左右方向に各々向いた平面アンテナ202B、202Dと接続されている。   That is, in the plan view of FIG. 26, the communication coverage areas of these two access points 200A and 200B are indicated by circles. In FIG. 26, for example, the communicable cover area of the access point 200A is indicated by a hatched circle, and the communicable cover area of the access point 200B is indicated by a plain circle. Here, by the switch / combining / distributing circuit 201 described above, the access point 200A is connected to the planar antennas 202A and 202C facing in the vertical direction in the figure, while the access point 200B is planar antenna in the horizontal direction in the figure. It is connected to 202B and 202D.

したがって、アクセスポイントによる複数の独立したネットワークグループを空間的に形成し (前記図26の例では2 個のグループ) 、各カバーエリアを切り換える場合には、このような平面アンテナを用いることによって、前記ダイポールアンテナのような不感地帯発生は防止できる。   Therefore, when a plurality of independent network groups by access points are spatially formed (two groups in the example of FIG. 26) and each cover area is switched, by using such a planar antenna, Generation of dead zones such as dipole antennas can be prevented.

(無線LAN 移動局側の課題)
無線LAN 基地局側に前記円偏波アンテナ素子を用いた場合には、当然偏波面が旋回する。これに対して、無線LAN 移動局9a、9b、9cの端末用無線LAN カードにおけるアンテナ素子として、水平または垂直の直線偏波のアンテナ素子を用いた場合、円偏波アンテナ素子を用いた場合に比して、受信電力が3dB 程度減少する問題が発生する。一般的な無線LAN 移動局の端末用無線LAN カードに使用されているダイポールアンテナ素子は、この直線偏波のアンテナである。
(Issues on the wireless LAN mobile station side)
When the circularly polarized antenna element is used on the wireless LAN base station side, the plane of polarization naturally turns. On the other hand, when a horizontal or vertical linearly polarized antenna element is used as an antenna element in a wireless LAN card for a terminal of a wireless LAN mobile station 9a, 9b, 9c, a circularly polarized antenna element is used. On the other hand, there is a problem that the received power is reduced by about 3dB. General wireless LAN The dipole antenna element used in the wireless LAN card for mobile station terminals is this linearly polarized antenna.

したがって、無線LAN 基地局側が円偏波アンテナ素子を用いた場合に、上記受信電力減少の問題が必然的に起こる。また、ダイポールアンテナ素子は指向性が弱く、端末側アンテナから無線LAN 基地局アンテナへの上り方向には、マルチパスフェージングの影響を特に受けやすいという問題もある。   Therefore, when the wireless LAN base station side uses a circularly polarized antenna element, the above problem of reduction in received power inevitably occurs. In addition, the dipole antenna element has a weak directivity, and there is also a problem that it is particularly susceptible to multipath fading in the upward direction from the terminal side antenna to the wireless LAN base station antenna.

これに対し、無線LAN 移動局の端末用無線LAN カードに使用されているアンテナ素子を、無線LAN 基地局側のアンテナ素子と同じく、円偏波アンテナ素子とすることが考えられる。しかし、この場合には、端末用無線LAN カードにおける単一の高周波線路からなるアンテナにおいては、アンテナ素子を、右円偏波アンテナ素子か、左円偏波アンテナ素子かの、いずれか単一の円偏波アンテナ素子に統一する必要がある。   On the other hand, it is conceivable that the antenna element used in the wireless LAN card for the terminal of the wireless LAN mobile station is a circularly polarized antenna element, similar to the antenna element on the wireless LAN base station side. However, in this case, in the antenna composed of a single high-frequency line in the terminal wireless LAN card, the antenna element is either a right circularly polarized antenna element or a left circularly polarized antenna element. It is necessary to unify the circularly polarized antenna elements.

このように、無線LAN 移動局端末側を右円偏波か左円偏波かの単一のアンテナ素子とした場合、移動局端末側の円偏波アンテナの偏波面旋回方向と同じ方向の無線LAN 基地局アンテナ (円偏波アンテナ素子) の位置でしか受信できなくなる。即ち、逆の方向の円偏波アンテナ素子 (無線LAN 基地局アンテナ) 位置では、全く受信できないことなる。このため、無線LAN 移動局端末の位置によって、受信できる位置と、そうでない位置が必然的にできてしまう。また、移動局端末側の円偏波アンテナ素子の姿勢 (向き、方向) によっても、高いレベルで送受信できる場合とそうでない場合とができやすくなる。   In this way, when the mobile LAN terminal side is a single antenna element with either a right circular polarization or a left circular polarization, the wireless LAN in the same direction as the polarization plane turning direction of the circular polarization antenna on the mobile station terminal side is used. Reception is only possible at the location of the LAN base station antenna (circularly polarized antenna element). In other words, at the position of the circularly polarized antenna element (wireless LAN base station antenna) in the opposite direction, no reception is possible. For this reason, depending on the position of the wireless LAN mobile station terminal, a position where it can be received and a position where it cannot be inevitably created. In addition, depending on the attitude (direction and direction) of the circularly polarized antenna element on the mobile station terminal side, it is easy to perform cases where transmission / reception is possible at a high level and cases where it is not.

更に、移動局端末側から、無線LAN 基地局に配置された複数のアンテナの内、送受信アンテナとして最良のアンテナ素子を選択する手段がなく、移動局端末側から最良の基地局側アンテナ素子を選択しにくいという問題もあった。   In addition, there is no means to select the best antenna element as the transmitting / receiving antenna from the multiple antennas arranged in the wireless LAN base station from the mobile station terminal side, and the best base station side antenna element is selected from the mobile station terminal side. There was also a problem that it was difficult to do.

したがって、無線LAN 基地局アンテナが円偏波アンテナ素子を用いた場合に、通信可能なエリアを制限するマルチパスフェージングの問題に対して、無線LAN 移動局の通信環境によらず高速通信が可能な、無線LAN 移動局側の改善が求められていた。   Therefore, when the wireless LAN base station antenna uses a circularly polarized antenna element, high-speed communication is possible regardless of the communication environment of the wireless LAN mobile station for the problem of multipath fading that limits the communicable area. There was a need for improvements on the wireless LAN mobile station side.

(無線LAN 基地局側の課題)
前記無線LAN システムにおいて、複数のネットワークグループを空間的に形成する場合、前記図25に示した、ストリップ状の高周波マイクロストリップ線路などの指向性の高い平面アンテナを用いれば、前記した通り、無線LAN 移動局の広い通信エリアを確保できる。
(Issues on the wireless LAN base station side)
In the wireless LAN system, when a plurality of network groups are spatially formed, if a planar antenna having high directivity such as a strip-shaped high-frequency microstrip line shown in FIG. A wide communication area of the mobile station can be secured.

しかし、前記図25の通り、平面アンテナを、アクセスポイントと、コネクタ203 、同軸ケーブル204 などによって接続する必要がある。このため、これらコネクタ203 や同軸ケーブル204 の配線量が増すにつれてコストが大きく増大して、通信エリアが大きくなるほど現実的な無線LAN システムとは言えなくなる。   However, as shown in FIG. 25, it is necessary to connect the planar antenna to the access point by the connector 203, the coaxial cable 204, and the like. For this reason, as the wiring amount of the connector 203 and the coaxial cable 204 increases, the cost greatly increases. As the communication area becomes larger, it cannot be said that the wireless LAN system is realistic.

したがって、前記無線LAN システムにおいて、複数のネットワークグループを空間的に形成する際に、前記図25に示したようなストリップ状の高周波マイクロストリップ線路などの指向性の高い平面アンテナを用いた場合にも、コストが大きく増大せずに、無線LAN 移動局の広い通信エリアを確保できる無線LAN 基地局側の改善が求められていた。   Therefore, in the wireless LAN system, when a plurality of network groups are spatially formed, even when a highly directional planar antenna such as a strip-shaped high-frequency microstrip line as shown in FIG. 25 is used. Therefore, there has been a demand for improvements on the wireless LAN base station side that can secure a wide communication area of the wireless LAN mobile station without greatly increasing the cost.

本発明は、上記事情を考慮してなされたものであって、その目的は、無線LAN 移動局側や無線LAN 基地局側の課題を解決し、通信可能なエリアを制限することのない、無線LAN アンテナ、無線LAN アンテナの制御方法、無線LAN 基地局用アンテナ、無線LAN 移動局端末アンテナ、端末用無線LAN カードおよび無線LAN システムを各々提供しようとするものである。   The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and its purpose is to solve the problems on the wireless LAN mobile station side and the wireless LAN base station side, and not limit the communicable area. We intend to provide LAN antennas, wireless LAN antenna control methods, wireless LAN base station antennas, wireless LAN mobile station terminal antennas, terminal wireless LAN cards, and wireless LAN systems.

上記目的を達成するために、本発明の無線LAN アンテナの要旨は、無線LAN 基地局と無線LAN 移動局との間で、無線LAN システム用高周波を伝送し合う無線LAN システムに用いられる無線LAN アンテナであって、グランド層に誘電体層と信号線とを順次積層した高周波マイクロストリップ線路構造を持つ高周波線路と、該高周波線路に配置された旋回方向が異なる複数の円偏波アンテナ素子とからなり、旋回方向の異なる前記複数の円偏波アンテナ素子をそれぞれ間隔を開けて、前記高周波線路に配置するに際し、前記高周波線路が複数の高周波マイクロストリップ線路からなるとともに、前記円偏波アンテナ素子が前記複数の高周波マイクロストリップ線路上のそれぞれに略同じ位置で配置され、これら配置された円偏波アンテナ素子が、それぞれ旋回方向の異なる円偏波アンテナ素子であることである。 In order to achieve the above object, the gist of the wireless LAN antenna of the present invention is that a wireless LAN antenna used in a wireless LAN system that transmits high frequency for a wireless LAN system between a wireless LAN base station and a wireless LAN mobile station. A high-frequency line having a high-frequency microstrip line structure in which a dielectric layer and a signal line are sequentially stacked on a ground layer, and a plurality of circularly polarized antenna elements arranged in the high-frequency line and having different turning directions. When the plurality of circularly polarized antenna elements having different turning directions are spaced apart and arranged on the high frequency line, the high frequency line is composed of a plurality of high frequency microstrip lines, and the circularly polarized antenna element is the Arranged at approximately the same position on each of a plurality of high-frequency microstrip lines, and these arranged circularly polarized antenna elements are respectively Times is that the direction of a different circularly polarized antenna elements.

また、本発明の無線LAN アンテナの制御方法の要旨は、無線LAN 基地局と無線LAN 移動局との間で、無線LAN システム用高周波を伝送し合う無線LAN システムに用いられる無線LAN アンテナの制御方法であって、前記無線LAN アンテナが、グランド層に誘電体層と信号線とを順次積層した高周波マイクロストリップ線路構造を持つ高周波線路と、該高周波線路に配置された旋回方向が異なる複数の円偏波アンテナ素子とからなり、前記高周波線路が複数の高周波マイクロストリップ線路からなるとともに、前記円偏波アンテナ素子が前記複数の高周波マイクロストリップ線路上のそれぞれに略同じ位置で配置され、これら配置された円偏波アンテナ素子が、それぞれ旋回方向の異なる円偏波アンテナ素子であり、これら複数の円偏波アンテナ素子の送受信の状態を切り換えることによって通信状態を制御することである。 Also, the gist of the wireless LAN antenna control method of the present invention is a wireless LAN antenna control method used in a wireless LAN system that transmits high frequency for a wireless LAN system between a wireless LAN base station and a wireless LAN mobile station. The wireless LAN antenna includes a high-frequency line having a high-frequency microstrip line structure in which a dielectric layer and a signal line are sequentially stacked on a ground layer, and a plurality of circular polarizations arranged in the high-frequency line and having different turning directions. The high-frequency line is composed of a plurality of high-frequency microstrip lines, and the circularly polarized antenna element is disposed at substantially the same position on each of the plurality of high-frequency microstrip lines. The circularly polarized antenna elements are circularly polarized antenna elements having different turning directions, and the plurality of circularly polarized antenna elements are transmitted and received. The communication state is controlled by switching the communication state.

また、本発明の無線LAN 基地局用アンテナの要旨は、上記無線LAN アンテナが組み込まれたことである。   The gist of the antenna for a wireless LAN base station of the present invention is that the wireless LAN antenna is incorporated.

また、本発明の無線LAN 移動局端末用アンテナの要旨は、上記無線LAN アンテナが組み込まれたことである。   The gist of the antenna for a wireless LAN mobile station terminal of the present invention is that the wireless LAN antenna is incorporated.

また、本発明の端末用無線LAN カードの要旨は、上記無線LAN アンテナが組み込まれたことである。   The gist of the terminal wireless LAN card of the present invention is that the wireless LAN antenna is incorporated.

また、本発明の無線LAN システムの要旨は、上記無線LAN アンテナが組み込まれた、無線LAN 基地局用アンテナおよび/または無線LAN 移動局端末用アンテナとの間で無線通信網を形成することである。   Also, the gist of the wireless LAN system of the present invention is to form a wireless communication network with the antenna for the wireless LAN base station and / or the antenna for the wireless LAN mobile station in which the wireless LAN antenna is incorporated. .

本発明の上記無線LAN アンテナを、無線LAN 基地局と無線LAN 移動局端末とに用いることで、無線LAN 基地局と無線LAN 移動局端末との間に遮蔽物が存在しても、三次元的な空間として見た場合、内に互いに見通すことができる同じ向きの円偏波アンテナ素子が、無線LAN 基地局と無線LAN 移動局端末の両方に必ず存在するようになる。   By using the wireless LAN antenna of the present invention for a wireless LAN base station and a wireless LAN mobile station terminal, even if there is a shielding object between the wireless LAN base station and the wireless LAN mobile station terminal, the three-dimensional When viewed as a simple space, circularly polarized antenna elements of the same orientation that can be seen from each other are always present in both the wireless LAN base station and the wireless LAN mobile station terminal.

この結果、無線LAN 移動局側の課題が解決され、無線LAN 移動局端末アンテナの位置や姿勢、無線LAN 基地局アンテナと無線LAN 移動局端末アンテナとの距離などによらず、無線LAN 基地局と無線LAN 移動局端末との間で、無線LAN 移動局の通信可能なエリアを制限することのない高速通信が可能となる。   As a result, the problem on the wireless LAN mobile station side has been solved, and the wireless LAN base station and the wireless LAN mobile station terminal antenna are not affected by the position and orientation of the wireless LAN mobile station terminal antenna and the distance between the wireless LAN base station antenna and the wireless LAN mobile station terminal antenna. Wireless LAN mobile station terminals can perform high-speed communication without restricting the area where wireless LAN mobile stations can communicate.

また、本発明無線LAN アンテナは、高周波マイクロストリップ線路構造と、線路に配置する旋回方向の異なる円偏波アンテナ素子とからなり、構成がコンパクトで簡単である。   The wireless LAN antenna of the present invention is composed of a high-frequency microstrip line structure and circularly polarized antenna elements with different turning directions arranged on the line, and has a compact and simple configuration.

この結果、本発明の上記無線LAN アンテナを、無線LAN 基地局に用いることで、無線LAN 基地局側の課題が解決され、複数のネットワークグループを空間的に形成する無線LAN システムにおいて、コストが大きく増大せずに、通信可能なエリアを制限することのない、無線LAN 移動局の広い通信エリアを確保できる。   As a result, by using the wireless LAN antenna of the present invention for a wireless LAN base station, the problems on the wireless LAN base station side are solved, and the wireless LAN system that spatially forms a plurality of network groups has a large cost. Without increasing, it is possible to secure a wide communication area for wireless LAN mobile stations without restricting the communicable area.

また、本発明の無線LAN アンテナによって、複数のネットワークグループを空間的に形成する無線LAN システムにおける、複数の円偏波アンテナ素子の送受信の状態切り換えによる通信状態の制御が簡便に行なえるようになる。   In addition, the wireless LAN antenna of the present invention makes it possible to easily control the communication state by switching the transmission / reception state of a plurality of circularly polarized antenna elements in a wireless LAN system that spatially forms a plurality of network groups. .

また、本発明無線LAN アンテナを、無線LAN 移動局端末アンテナ、端末用無線LAN カードとすることで、これらが簡便に無線LAN システムに適用できる。   Further, by using the wireless LAN antenna of the present invention as a wireless LAN mobile station terminal antenna or a terminal wireless LAN card, these can be easily applied to a wireless LAN system.

このため、本発明は、無線通信網を形成する区域が屋内である屋内用無線LAN システムに適用されて好適であるが、更に、アーケード、プラットホーム、ターミナル、あるいは大型の構造物や建屋、工場、会場などに適用されても高速通信が可能となる。   For this reason, the present invention is preferably applied to an indoor wireless LAN system in which the area forming the wireless communication network is indoor, but further, an arcade, a platform, a terminal, or a large structure or building, factory, High-speed communication is possible even when applied to venues.

また、本発明の無線LAN アンテナに、アンテナ素子の送受信を電気的に制御するスイッチを更に設けてやれば、移動局端末側や、無線LAN 基地局側のアンテナの内、送受信アンテナとして最良のアンテナを選択および制御しやすくなる利点もある。   In addition, if the wireless LAN antenna of the present invention is further provided with a switch for electrically controlling transmission / reception of the antenna element, the best antenna as the transmission / reception antenna among the antennas on the mobile station terminal side and the wireless LAN base station side. There is also an advantage that it is easy to select and control.

本発明の実施の形態を以下に図を用いて説明する。
(無線LAN 移動局側の課題解決)
先ず、本発明無線LAN アンテナを、無線LAN 基地局と無線LAN 移動局端末の両方に用い、通信環境と無線LAN 基地局とを要因とするマルチパスフェージングを防止して、無線LAN 基地局と無線LAN 移動局端末との間で、無線LAN 移動局の通信可能なエリアを制限することのない高速通信が可能となる、無線LAN アンテナ、無線LAN アンテナの制御方法、無線LAN 基地局用アンテナ、無線LAN 移動局端末アンテナ、端末用無線LAN カードおよび無線LAN システムの態様について、以下に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(Solution of wireless LAN mobile station issues)
First, the wireless LAN antenna of the present invention is used for both a wireless LAN base station and a wireless LAN mobile station terminal to prevent multipath fading caused by the communication environment and the wireless LAN base station, and to Wireless LAN antennas, wireless LAN antenna control methods, wireless LAN base station antennas, wireless LAN antennas that enable high-speed communication without limiting the area in which wireless LAN mobile stations can communicate with LAN mobile station terminals The modes of the LAN mobile station antenna, terminal wireless LAN card, and wireless LAN system are described below.

(前提となる屋内用の無線LAN システム)
図1 は前提となる屋内用の無線LAN システムを示す概念図である。図2 は前提となる無線LAN 基地局用の高周波線路を示し、(a) は高周波線路1aの斜視図、(b) は高周波線路1aの断面図である。図3 は前提となる無線LAN 基地局用の円偏波アンテナを示す斜視図である。本発明において、無線LAN 移動局端末アンテナを除く、無線LAN 基地局の具体的な構成、無線LAN 基地局の高周波マイクロストリップ線路と円偏波アンテナ素子の具体的な構成、無線LAN 移動局自体の具体的な構成は、前記特願2002-312767 号などと基本的に同じである。
(Prerequisite indoor wireless LAN system)
Figure 1 is a conceptual diagram showing a premise indoor wireless LAN system. FIG. 2 shows the presupposed high-frequency line for the wireless LAN base station, (a) is a perspective view of the high-frequency line 1a, and (b) is a cross-sectional view of the high-frequency line 1a. FIG. 3 is a perspective view showing a circularly polarized antenna for a wireless LAN base station as a premise. In the present invention, the specific configuration of the wireless LAN base station, excluding the wireless LAN mobile station terminal antenna, the specific configuration of the high frequency microstrip line and the circularly polarized antenna element of the wireless LAN base station, the wireless LAN mobile station itself The specific configuration is basically the same as the Japanese Patent Application No. 2002-312767.

先ず、本発明の前提となる無線LAN システムの構成は、図1 で前記した通りである。図1 の無線LAN システムは通常のオフィス、事務所などの屋内での使用を想定している。図1 において、無線LAN 基地局用アンテナを構成する高周波線路1aは、例えば屋内の天井に沿って設けられている。無線LAN 基地局用アンテナは、無線LAN 移動局端末アンテナとの見通しを良くするために、天井など、屋内の上方 (区域の上方) に位置させることが好ましい。   First, the configuration of the wireless LAN system as a premise of the present invention is as described above with reference to FIG. The wireless LAN system shown in Fig. 1 is assumed to be used indoors such as a normal office or office. In FIG. 1, a high-frequency line 1a constituting a wireless LAN base station antenna is provided, for example, along an indoor ceiling. The antenna for the wireless LAN base station is preferably located above the indoors (above the area) such as the ceiling in order to improve the visibility with the wireless LAN mobile station terminal antenna.

この高周波線路1aの一方の端部は無反射終端器とされ、他方の端部に、同軸ケーブル12などを介して、無線LAN 基地局 (無線LAN 親局、無線LAN 親機とも言う)11 が接続されている。無線LAN 基地局はイーサケーブル13を介して、ハブ(HUB: スター状に端末を接続するマルチポートレピータ: 信号再生、中継機能を有するLAN 構成装置)10 と接続され、更に接続線14を通じて外部ネットワーク15に接続されている。   One end of the high-frequency line 1a is a non-reflective termination, and a wireless LAN base station (also referred to as a wireless LAN master station or wireless LAN master unit) 11 is connected to the other end via a coaxial cable 12 or the like. It is connected. The wireless LAN base station is connected to a hub (HUB: a multiport repeater that connects terminals in a star shape: a LAN component that has signal regeneration and relay functions) 10 via an Ethernet cable 13 and further connected to an external network via a connection line 14. Connected to 15.

他方、屋内には、前記無線LAN 基地局11と交信する複数の無線LAN 移動局 (パソコン等などの移動局端末) 9a、9b、9cが配置されている。これら移動局9a、9b、9cは各々その端末用無線LAN カード5 に組み込まれているアンテナ素子を用いて、無線LAN 基地局のアンテナ6 との通信を行なう。   On the other hand, a plurality of wireless LAN mobile stations (mobile station terminals such as personal computers) 9a, 9b, 9c communicating with the wireless LAN base station 11 are arranged indoors. Each of these mobile stations 9a, 9b, 9c communicates with the antenna 6 of the wireless LAN base station using an antenna element incorporated in the terminal wireless LAN card 5.

ここにおいて、無線LAN 基地局アンテナでは、これら各無線LAN 移動局との良好な通信が確保できるよう、移動局9a、9b、9cのレイアウトに応じて、パッチアンテナ 6などの複数の円偏波アンテナ素子が、一定間隔を開けて高周波線路1aに交互に配置されている。そして、無線LAN 基地局アンテナでは、隣り合うパッチアンテナ6a、6b、6c同士の高周波の混信による、マルチパスフェージングの影響を排除するために、隣り合うパッチアンテナ同士の旋回方向を互いに異ならせている。即ち、パッチアンテナ6aを右回りの右円偏波アンテナ素子とし、これと隣り合うパッチアンテナ6bを左回りの左円偏波アンテナ素子とし、これらの円偏波アンテナ素子を交互に配置している。   Here, in the wireless LAN base station antenna, a plurality of circularly polarized antennas such as the patch antenna 6 are used according to the layout of the mobile stations 9a, 9b, and 9c so as to ensure good communication with each of these wireless LAN mobile stations. The elements are alternately arranged on the high-frequency line 1a at regular intervals. And in the wireless LAN base station antenna, in order to eliminate the influence of multipath fading due to high-frequency interference between adjacent patch antennas 6a, 6b, 6c, the turning directions of adjacent patch antennas are made different from each other. . That is, the patch antenna 6a is a clockwise clockwise circularly polarized antenna element, the adjacent patch antenna 6b is a counterclockwise left circularly polarized antenna element, and these circularly polarized antenna elements are alternately arranged. .

(前提となる無線LAN 基地局用アンテナの各構成要素)
次に、本発明の前提となる無線LAN 基地局用アンテナの各構成要素を図2 に具体的に示す。なお、以下の説明は、無線LAN 基地局用アンテナを構成する高周波線路の好ましい態様として、グランド層に誘電体層と信号線とを順次積層した高周波マイクロストリップ線路構造について行なう。
(Each component of the premise wireless LAN base station antenna)
Next, each component of the antenna for the wireless LAN base station which is the premise of the present invention is specifically shown in FIG. The following description will be made on a high-frequency microstrip line structure in which a dielectric layer and a signal line are sequentially stacked on a ground layer as a preferred mode of the high-frequency line constituting the antenna for the wireless LAN base station.

無線LAN 基地局用アンテナを構成する高周波線路として、他に、ステンレス、鋼、銅、アルミニウムなどの導電性金属からなる導波管や、同軸ケーブルのような導波管以外のマイクロ波伝送路は、本発明で用いる、図2 のような高周波マイクロストリップ線路1aに比べて、上記薄さや可撓性、施工性などの諸特性が劣るために、本発明では使用しない。   As a high-frequency line that constitutes an antenna for wireless LAN base stations, there are other microwave transmission lines other than waveguides such as waveguides made of conductive metals such as stainless steel, steel, copper, and aluminum, and coaxial cables. Since the various properties such as thinness, flexibility and workability are inferior to those of the high-frequency microstrip line 1a as shown in FIG. 2 used in the present invention, they are not used in the present invention.

図2(a)において、無線LAN 基地局用アンテナを構成する高周波線路1aは、区域内の無線LAN システムに必要な長さを有する長尺の薄板形状をしている。図2(a)、(b) において、高周波線路1aの断面 (厚み) 方向の構造は、導体材料からなるグランド層3 に、誘電材料からなる誘電体層2 と導体材料からなる高周波誘導用の信号線4 とを記載順に順次積層した高周波マイクロストリップ線路構造を有する。信号線4 は高周波線路1aの長手方向に配設されている。ここにおいて、高周波線路1aは可撓性を有してなる。なお、高周波線路1aの底面に、両面接着テープや接着シートなどの公知の粘着性材料や粘着層を設け、高周波線路1aの着脱、設置を容易としても良い。   In FIG. 2 (a), the high-frequency line 1a constituting the antenna for the wireless LAN base station has a long thin plate shape having a length necessary for the wireless LAN system in the area. In FIGS. 2 (a) and 2 (b), the structure in the cross-section (thickness) direction of the high-frequency line 1a is as follows: a ground layer 3 made of a conductor material, a dielectric layer 2 made of a dielectric material, and a high-frequency induction made of a conductor material. It has a high frequency microstrip line structure in which signal lines 4 are sequentially laminated in the order of description. The signal line 4 is disposed in the longitudinal direction of the high-frequency line 1a. Here, the high-frequency line 1a is flexible. Note that a known adhesive material such as a double-sided adhesive tape or an adhesive sheet or an adhesive layer may be provided on the bottom surface of the high-frequency line 1a to facilitate attachment / detachment and installation of the high-frequency line 1a.

(無線LAN 基地局用アンテナの具体的な構成)
次に、本発明の前提となる無線LAN 基地局用アンテナの具体的な構成を図3 に示す。図3 において無線LAN 基地局用アンテナ素子はパッチアンテナからなる。パッチアンテナの基本構造は、例えば誘電材料からなる誘電体板8 と導体材料からなるパッチ (放射板)7とを順次積層して構成される。そして、これら各パッチアンテナは、図2 の高周波線路1aの信号線4 上に配置されて、信号線4 と電気的に結合されている。
(Specific configuration of antenna for wireless LAN base station)
Next, FIG. 3 shows a specific configuration of the antenna for the wireless LAN base station which is the premise of the present invention. In Fig. 3, the antenna element for the wireless LAN base station consists of a patch antenna. The basic structure of the patch antenna is configured, for example, by sequentially laminating a dielectric plate 8 made of a dielectric material and a patch (radiating plate) 7 made of a conductive material. These patch antennas are disposed on the signal line 4 of the high-frequency line 1a in FIG. 2 and are electrically coupled to the signal line 4.

上記パッチ7 を構成する導電性材料は高周波線路のグランド層を構成する前記導電性材料と同じ金属材料が適用できる。また、誘電体8aを構成する誘電材料は、前記高周波線路の誘電体を構成する低損失な樹脂誘電体材料と同じ材料が選択される。   As the conductive material constituting the patch 7, the same metal material as the conductive material constituting the ground layer of the high-frequency line can be applied. As the dielectric material constituting the dielectric 8a, the same material as the low-loss resin dielectric material constituting the dielectric of the high-frequency line is selected.

なお、パッチアンテナと高周波線路1aの信号線4 との電気的な結合の手段は、前記信号線上にパッチアンテナを配置する以外に適宜の手段が採用可能である。例えば、信号線4 の脇にパッチアンテナを配置し、給電線を配設して電気的に結合することでもできる。   As a means for electrical coupling between the patch antenna and the signal line 4 of the high-frequency line 1a, any appropriate means can be adopted other than arranging the patch antenna on the signal line. For example, a patch antenna may be disposed beside the signal line 4 and a feeder line may be disposed for electrical coupling.

上記パッチアンテナの構成によって、高周波線路へのアンテナ素子の取り付けや取り外しが容易となる。したがって、オフィスのレイアウトの変更など、無線LAN システムのアンテナ配置の変更が生じた場合でも、本発明高周波線路でエリア全体をカバーできている場合には、基本的には、新しいレイアウトに応じて、パッチアンテナの取り付けや取り外しだけで済み、高周波線路自体の設置工事をやり直す必要がない。また、アンテナ素子の結合度、利得等の主要特性に対し、使用する無線周波数の補正が必要な場合なども、パッチアンテナの側の放射板と誘電体の材質や厚さなどの条件を調節する、乃至適応する条件に調節したパッチアンテナを使用することにより簡便に補正できる。   With the configuration of the patch antenna, the antenna element can be easily attached to and detached from the high-frequency line. Therefore, even when the antenna layout of the wireless LAN system changes, such as a change in the office layout, if the entire area can be covered with the high frequency line of the present invention, basically, according to the new layout, It is only necessary to attach and remove the patch antenna, and there is no need to redo the installation work of the high-frequency line itself. Also, adjust the conditions such as the material and thickness of the radiating plate and dielectric on the side of the patch antenna, even when correction of the radio frequency to be used is required for the main characteristics such as the coupling degree and gain of the antenna element. The correction can be made easily by using a patch antenna adjusted to the conditions to be adapted.

(円偏波アンテナ素子)
以上のようなパッチアンテナを用いた上で、マルチパスフェージングの影響を軽減するために、本発明では前提として無線LAN 基地局側のパッチアンテナを円偏波のアンテナ素子とし、かつ、右回りの右円偏波アンテナ素子と左回りの左円偏波アンテナ素子など、互いに旋回方向の異なる円偏波アンテナ素子を、複数個交互に間隔を開けて配置する。
(Circularly polarized antenna element)
In order to reduce the effects of multipath fading using the patch antenna as described above, the present invention assumes that the patch antenna on the wireless LAN base station side is a circularly polarized antenna element and is clockwise. A plurality of circularly polarized antenna elements having different turning directions, such as a right circularly polarized antenna element and a counterclockwise left circularly polarized antenna element, are alternately arranged at intervals.

パッチアンテナに、円偏波アンテナ素子として旋回方向を持たせるためには、図3 に示すように、四角 (矩形) 形状のパッチ7 の相対向する2 つの角 (隅角部) を落とした (切り欠いた) 形状7aとする。この図3 においては、隣り合うパッチアンテナ6aを右旋回の右円偏波アンテナ素子とし、パッチアンテナ6bを左旋回の左円偏波アンテナ素子としている。このため、図3 に示すように、右円偏波アンテナ素子であるパッチアンテナ6aは図の左上と右下との相対向する二つの角を落とし、左円偏波アンテナ素子であるパッチアンテナ6bは図の右上と左下との相対向する二つの角を落としている。   In order to give the patch antenna a turning direction as a circularly polarized antenna element, as shown in Fig. 3, the two opposite corners (corner portions) of the square (rectangular) patch 7 were dropped ( Notched) Shape 7a. In FIG. 3, the adjacent patch antenna 6a is a right-hand circularly polarized antenna element turning right, and the patch antenna 6b is a left-hand circularly polarized antenna element turning left. For this reason, as shown in FIG. 3, the patch antenna 6a, which is a right circularly polarized antenna element, drops two opposite corners on the upper left and lower right in the figure, and the patch antenna 6b, which is a left circularly polarized antenna element. Has dropped two opposite corners on the upper right and lower left of the figure.

このパッチ7 の相対向する二つの角の切り欠きの方向を変えることによって、円偏波アンテナ素子の右円偏波か左円偏波かの、アンテナ旋回方向を制御することができる。なお、このパッチ (放射板)7の平面的な形状とアンテナ旋回方向の制御は、図3 で示した四角形状以外や角部の切り欠以外にも、円偏波アンテナ素子とでき、またアンテナ旋回方向を制御できるものであれば、適宜の形状が選択できる。このように、円偏波アンテナ素子を交互に配置したアンテナは、通常の水平垂直偏波(直線偏波)アンテナ素子に比して、アンテナ素子間で、電界強度が極端に低下する地点が無いという利点もある。   By changing the direction of notches at the two opposite corners of the patch 7, the antenna turning direction of the circularly polarized antenna element, that is, the right circularly polarized wave or the left circularly polarized wave, can be controlled. In addition, the planar shape of the patch (radiating plate) 7 and the antenna turning direction can be controlled by using a circularly polarized antenna element other than the rectangular shape shown in FIG. Any shape that can control the turning direction can be selected. As described above, the antenna in which the circularly polarized antenna elements are alternately arranged does not have a point where the electric field strength is extremely decreased between the antenna elements as compared with the normal horizontal and vertical polarized wave (linearly polarized wave) antenna element. There is also an advantage.

(無線LAN 移動局端末アンテナ)
以上のような無線LAN 基地局アンテナの構成を前提に、以下、図4 〜8 を用いて、端末用無線LAN カードなどのアンテナに適用される、本発明無線LAN 移動局端末アンテナの実施態様を説明する。
(Wireless LAN mobile station terminal antenna)
Based on the configuration of the wireless LAN base station antenna as described above, the embodiment of the wireless LAN mobile station terminal antenna of the present invention applied to an antenna such as a wireless LAN card for a terminal will be described below with reference to FIGS. explain.

図4 、5 は本発明無線LAN 移動局端末アンテナの各実施態様を示す斜視図である。図6 は本発明無線LAN 移動局端末アンテナを適用した本発明無線LAN システムを示す正面図である。図7 は本発明無線LAN 移動局端末アンテナの好ましい実施態様を示す正面図である。図8 は本発明無線LAN 移動局端末アンテナの他の好ましい実施態様を示す説明図である。図9 は本発明無線LAN 移動局端末アンテナの他の好ましい実施態様を示す斜視図である。   4 and 5 are perspective views showing respective embodiments of the wireless LAN mobile station terminal antenna of the present invention. FIG. 6 is a front view showing the wireless LAN system of the present invention to which the wireless LAN mobile station terminal antenna of the present invention is applied. FIG. 7 is a front view showing a preferred embodiment of the wireless LAN mobile station terminal antenna of the present invention. FIG. 8 is an explanatory view showing another preferred embodiment of the wireless LAN mobile station terminal antenna of the present invention. FIG. 9 is a perspective view showing another preferred embodiment of the wireless LAN mobile station terminal antenna of the present invention.

先ず、図4 の本発明無線LAN 移動局端末アンテナ10a は、特徴的には、互いに平行に隣接配置された高周波線路1a、1bと、この高周波線路上に各々間隔をおいて配置された円偏波アンテナ素子である複数のパッチアンテナ6a、6bとから基本的に構成される。このように、無線LAN 移動局端末アンテナ10a に複数のパッチアンテナ6a、6bを配置しているために、移動局端末の位置や場所、あるいは移動などによらず、どこでも高いレベルの受信 (基地局アンテナからの) が可能となる。なお、本発明移動局端末アンテナにおいて、平行に隣接配置される高周波線路は最低二本必要であるが、二本でマルチパスフェージング抑制や移動局端末アンテナの位置による送受信電力低下の抑制効果が得られる場合に、高周波線路を三本以上多くする必要は無い。   First, the wireless LAN mobile station terminal antenna 10a of the present invention shown in FIG. 4 is characterized in that the high-frequency lines 1a and 1b arranged adjacent to each other in parallel with each other and circularly polarized waves arranged on the high-frequency lines at intervals. It is basically composed of a plurality of patch antennas 6a and 6b which are wave antenna elements. As described above, since the plurality of patch antennas 6a and 6b are arranged in the wireless LAN mobile station terminal antenna 10a, a high level reception (base station) is possible regardless of the position, location, or movement of the mobile station terminal. From the antenna). In the mobile station terminal antenna of the present invention, at least two high-frequency lines arranged adjacent to each other in parallel are required. However, the use of two high-frequency lines suppresses multipath fading and suppresses transmission / reception power reduction due to the position of the mobile station terminal antenna. It is not necessary to increase the number of high-frequency lines by three or more.

移動局端末アンテナ10a の高周波線路1a、1bは、グランド層3 に誘電体層2 と信号線4 とを順次積層した線路構造を有してなる。これらの移動局端末アンテナの高周波線路1a、1bは、上記図2 で説明した無線LAN 基地局の高周波線路1aと基本的に同じ構成である。   The high frequency lines 1a and 1b of the mobile station terminal antenna 10a have a line structure in which a dielectric layer 2 and a signal line 4 are sequentially laminated on a ground layer 3. The high frequency lines 1a and 1b of these mobile station terminal antennas have basically the same configuration as the high frequency line 1a of the wireless LAN base station described in FIG.

また、移動局端末アンテナの円偏波アンテナ素子であるパッチアンテナ6a、6bも、誘電材料からなる誘電体板8 と導体材料からなるパッチ (放射板)7とを順次積層してなり、上記図3 で説明した無線LAN 基地局のパッチアンテナ6a、6bと同じ構成である。これら各パッチアンテナは、高周波線路1a、1bの信号線4 上に配置されて、信号線4 と電気的に結合されている。なお、このパッチアンテナの円偏波アンテナ素子としての、パッチ (放射板)7の平面的な形状の選択やアンテナ旋回方向の制御方法 (角部の切欠き等) も、上記図3 で説明した無線LAN 基地局のパッチアンテナ6a、6bと同様である。   In addition, the patch antennas 6a and 6b, which are circularly polarized antenna elements of the mobile station terminal antenna, are also formed by sequentially laminating a dielectric plate 8 made of a dielectric material and a patch (radiating plate) 7 made of a conductive material. The configuration is the same as that of the patch antennas 6a and 6b of the wireless LAN base station described in 3. Each of these patch antennas is disposed on the signal line 4 of the high-frequency lines 1a and 1b and is electrically coupled to the signal line 4. In addition, the selection of the planar shape of the patch (radiating plate) 7 as a circularly polarized antenna element of this patch antenna and the control method of the antenna turning direction (corner notch, etc.) are also described in FIG. This is the same as the patch antennas 6a and 6b of the wireless LAN base station.

図4 の本発明無線LAN 移動局端末アンテナ10a は、更に特徴的には、これら二本の高周波線路1a、1b同士の略同じ位置に、互いに旋回方向の異なる円偏波アンテナ素子であるパッチアンテナ6a、6bを各々隣接して配置するようにしている。したがって、同じ高周波線路1aあるいは1bの一本の高周波線路で見た場合には、右旋回の右円偏波アンテナ素子6aと左円偏波アンテナ素子6bとの、異なる旋回方向の円偏波アンテナ素子が間隔を開けて交互に配置されている。   The wireless LAN mobile station terminal antenna 10a of the present invention shown in FIG. 4 is more characteristically characterized by a patch antenna that is a circularly polarized antenna element having different turning directions at substantially the same position of the two high-frequency lines 1a and 1b. 6a and 6b are arranged adjacent to each other. Therefore, when viewed from one high-frequency line of the same high-frequency line 1a or 1b, the circularly polarized waves of different turning directions of the right-handed circularly polarized antenna element 6a and the left-handed circularly polarized antenna element 6b The antenna elements are alternately arranged at intervals.

この図4 においては、隣り合うパッチアンテナの内、6aを右旋回の右円偏波アンテナ素子とし、6bを左旋回の左円偏波アンテナ素子としている。そして、左右いずれかの円偏波アンテナ素子とするために、四角 (矩形) 形状のパッチ7 の相対向する2 つの角 (隅角部) を、上記図3の無線LAN 基地局のパッチアンテナ6a、6bと同じく、切り欠いた形状としている。   In FIG. 4, among the patch antennas adjacent to each other, 6a is a right-hand circularly polarized antenna element turning right, and 6b is a left-hand circularly polarized antenna element turning left. Then, in order to obtain either one of the left and right circularly polarized antenna elements, two opposite corners (corner corners) of the square (rectangular) patch 7 are connected to the patch antenna 6a of the wireless LAN base station in FIG. Like 6b, it has a cut-out shape.

図5 は変形例であって、図5 の本発明移動局端末アンテナ10b は、図4 の本発明移動局端末アンテナ10a に対し、パッチアンテナ6a、6bの配置を入れ換えて、二本の高周波線路1a、1b同士の図4 と略同じ位置における各パッチアンテナ6a、6bの円偏波の旋回方向を単に異ならせたものである。   FIG. 5 shows a modified example. The mobile station terminal antenna 10b of the present invention shown in FIG. 5 is different from the mobile station terminal antenna 10a of the present invention shown in FIG. The circularly polarized swirl directions of the patch antennas 6a and 6b at the same positions as in FIG. 4 between 1a and 1b are simply different.

(無線LAN 移動局端末アンテナの端末用無線LAN カード、無線LAN システムへの適用例)
図6 に、例えば、図4 の本発明無線LAN 移動局端末アンテナ10a を、端末用無線LAN カードなどのアンテナや、無線LAN システムに適用した例を示す。図6 において、無線LAN 基地局11側の構成は前記図1 と同じである。図6 では、無線LAN 基地局アンテナ6a、6bと無線LAN 移動局端末アンテナ6a、6bとの間に、見通しを遮蔽する遮蔽物18が存在した状態を示している。
(Application example of wireless LAN mobile station terminal antenna to wireless LAN card for terminal and wireless LAN system)
FIG. 6 shows an example in which the wireless LAN mobile station terminal antenna 10a of the present invention shown in FIG. 4 is applied to an antenna such as a terminal wireless LAN card or a wireless LAN system. In FIG. 6, the configuration on the wireless LAN base station 11 side is the same as in FIG. FIG. 6 shows a state where a shielding object 18 that shields the line of sight exists between the wireless LAN base station antennas 6a and 6b and the wireless LAN mobile station terminal antennas 6a and 6b.

本発明では、アンテナ旋回の向きが異なる複数の円偏波アンテナ素子が、無線LAN 基地局と無線LAN 移動局端末の両方に存在する。このため、三次元的な空間として見た場合、上記遮蔽物18が存在しても、互いに見通すことができる同じ向きの円偏波アンテナ素子が、無線LAN 基地局と無線LAN 移動局端末の両方に、必ず存在するようになる。この結果、マルチパスフェージング抑制や移動局端末アンテナの位置による送受信電力低下の抑制効果が得られる。
この図6 の場合、無線LAN 基地局アンテナ遮蔽物18によって遮蔽されない空間18a を介して互いに見通すことができるのは、無線LAN 基地局側アンテナ素子の6b (左旋回) と、無線LAN 移動局端末側アンテナ10a の高周波線路1a上のアンテナ素子6b (左旋回、図の中央の点線で囲ったアンテナ素子) である。即ち、図6 の移動局端末アンテナ10a において、最も受信電力が高くなるのは、上記図の中央の点線で囲ったアンテナ素子6b (左旋回) である。なお、図6 では、左右のアンテナ素子旋回の向きは見る方向により異なるため、同じ向きから見たとして記載している。
In the present invention, a plurality of circularly polarized antenna elements having different antenna turning directions exist in both the wireless LAN base station and the wireless LAN mobile station terminal. For this reason, when viewed as a three-dimensional space, even if the shield 18 is present, circularly polarized antenna elements in the same direction that can be seen from each other are both wireless LAN base stations and wireless LAN mobile station terminals. It will always exist. As a result, it is possible to obtain the effect of suppressing the transmission / reception power due to the multipath fading suppression and the position of the mobile station terminal antenna.
In the case of FIG. 6, the wireless LAN base station side antenna element 6b (left turn) and the wireless LAN mobile station terminal can be seen through the space 18a that is not shielded by the wireless LAN base station antenna shield 18. This is an antenna element 6b (antenna element surrounded by a dotted line in the center of the figure) on the high-frequency line 1a of the side antenna 10a. That is, in the mobile station terminal antenna 10a of FIG. 6, the antenna element 6b (left turn) surrounded by the dotted line in the center of the above figure has the highest received power. In FIG. 6, the directions of the left and right antenna element rotations are different depending on the viewing direction, and are described as viewed from the same direction.

図6 において、16はダイバーシティ回路、17は16に接続された無線送受信回路であって、ダイバーシティ回路16は高周波線路1aと1bとの間に設置され、電気回路より構成される。ダイバーシティ回路16は無線LAN 移動局端末アンテナ10a において、受信電力が最も高い方のパッチアンテナを選択できるように、高周波線路1aか1bかのいずれかの回路に無線送受信を切り換える (選択する) スイッチの役割を果たす。これらの機構と機能とが、前記図1 の無線LAN 移動局の端末用無線LAN カード5に組み込まれる。   In FIG. 6, 16 is a diversity circuit, 17 is a radio transmission / reception circuit connected to 16, and the diversity circuit 16 is installed between the high-frequency lines 1a and 1b and is constituted by an electric circuit. Diversity circuit 16 switches (selects) radio transmission / reception to the high-frequency line 1a or 1b circuit so that the patch antenna having the highest received power can be selected in the wireless LAN mobile station terminal antenna 10a. Play a role. These mechanisms and functions are incorporated in the terminal wireless LAN card 5 of the wireless LAN mobile station shown in FIG.

(円偏波アンテナ素子送受信制御用スイッチ)
この円偏波アンテナ素子の送受信を電気的に制御するスイッチのより具体的な態様を、図7 を用いて説明する。図7 において、16はダイバーシティ回路、17は16に接続された無線送受信回路、23はアンテナ素子切り換え回路、24はアンテナ制御回路、である。アンテナ素子切り換え回路23は制御線22によって、各高周波線路1a、1b上の各無線LAN 移動局端末アンテナ素子6a、6bに各々設けられたアンテナスイッチ21a 、21b と接続されている。これらが円偏波アンテナ素子の上記スイッチを構成する。
(Circularly polarized antenna element transmission / reception control switch)
A more specific aspect of the switch for electrically controlling transmission / reception of the circularly polarized antenna element will be described with reference to FIG. In FIG. 7, 16 is a diversity circuit, 17 is a radio transmission / reception circuit connected to 16, 23 is an antenna element switching circuit, and 24 is an antenna control circuit. The antenna element switching circuit 23 is connected by a control line 22 to antenna switches 21a and 21b provided in the wireless LAN mobile station terminal antenna elements 6a and 6b on the high-frequency lines 1a and 1b, respectively. These constitute the switch of the circularly polarized antenna element.

今、電気信号を加えた場合、アンテナスイッチ21a 、21b は導通してONとなり、アンテナスイッチ上の各円偏波アンテナ素子6a、6bが動作する。反対に、電気信号をOFF にした場合には、各円偏波アンテナ素子6a、6bは動作しない。アンテナ制御回路24は、アンテナスイッチ21a 、21b を順番に切り換えて、移動局端末アンテナ側から基地局側にデータを送り、その間の通信品質を評価し、通信エラーの発生頻度が最小となる各円偏波アンテナ素子を動作させるように制御する役割を有する。   Now, when an electric signal is applied, the antenna switches 21a and 21b are turned on and turned on, and the circularly polarized antenna elements 6a and 6b on the antenna switch operate. On the other hand, when the electric signal is turned off, the circularly polarized antenna elements 6a and 6b do not operate. The antenna control circuit 24 switches the antenna switches 21a and 21b in order, sends data from the mobile station terminal antenna side to the base station side, evaluates the communication quality between them, and minimizes the frequency of occurrence of communication errors. It has a role to control the polarization antenna element to operate.

これによって、移動局端末アンテナ側から基地局側への上り方向の通信では、移動局端末アンテナ側の送信電力を、移動局端末の最適アンテナ素子に集中できる。また、基地局側から移動局端末アンテナ側への下り方向の通信では、移動局端末アンテナ側の受信電力を、移動局端末の最適アンテナ素子に集中できる効果がある。即ち、送受信電力が最大となる移動局端末アンテナ素子を常時選択できる利点がある。   Thus, in uplink communication from the mobile station terminal antenna side to the base station side, the transmission power on the mobile station terminal antenna side can be concentrated on the optimum antenna element of the mobile station terminal. Further, in the downlink communication from the base station side to the mobile station terminal antenna side, there is an effect that the received power on the mobile station terminal antenna side can be concentrated on the optimum antenna element of the mobile station terminal. That is, there is an advantage that a mobile station terminal antenna element that maximizes transmission / reception power can be selected at any time.

(工場などの大型建屋内への適用例)
以上、本発明の通常の屋内用の無線LAN システムへの適用例について説明してきたが、次に、本発明の工場などの大型建屋内への適用例を説明する。今、図10に斜視図で示すような、製鉄所の圧延工場や機械加工工場などの広い建屋エリア内に、本発明無線LAN 移動局アンテナ乃至無線LAN システムを適用する場合を想定する。その場合、以下の3 つの大きな課題がある。
(Application example to large buildings such as factories)
The application example of the present invention to a normal indoor wireless LAN system has been described above. Next, an application example of the present invention to a large building such as a factory will be described. Assume that the wireless LAN mobile station antenna or wireless LAN system of the present invention is applied to a large building area such as a steel mill rolling mill or machining factory as shown in a perspective view in FIG. In that case, there are three major issues:

(1) 工場30内は、電波を反射しやすい金属製の構造物 (天井、壁、圧延機31などの製造装置、各種機械など) が多くなる。このため、工場30内で天井に配した基地局アンテナを通じて無線LAN システムによる無線通信を行なうと、送信点から受信点までに、直接波だけでなく、さまざまな伝搬路を経由して届く波であるマルチパスが発生しやすい。このため、基地局アンテナおよび移動局端末アンテナで受信できる信号レベルが大幅に下がり、かつマルチパス成分が増えるため、受信S/N が低下して、高速通信が困難になる。この問題は前記した通常の屋内用の無線LAN システムでも起こるものの、工場30内では、上記金属製の構造物の多さゆえに、より顕著に問題となる。 (1) The factory 30 has a large number of metal structures (ceilings, walls, manufacturing equipment such as a rolling mill 31, various machines, etc.) that easily reflect radio waves. For this reason, when wireless communication is performed using a wireless LAN system through a base station antenna placed on the ceiling in the factory 30, not only direct waves but also waves that arrive via various propagation paths from the transmission point to the reception point. Some multipath is likely to occur. For this reason, the signal level that can be received by the base station antenna and the mobile station terminal antenna is greatly reduced, and multipath components are increased, so that the received S / N is reduced and high-speed communication becomes difficult. Although this problem also occurs in the above-described ordinary indoor wireless LAN system, it becomes a more significant problem in the factory 30 due to the large number of metal structures.

(2) 工場30内は、大型の構造物32が多く、中程度の高さでの張出物もあり、また天井クレーンなどの装置類の移動によって、アンテナ間の見通しが遮蔽され、天井に配した基地局アンテナからの見通しが取り難い場合が多い。このため、無線LAN 移動局端末の位置によって、受信できる位置と、そうでない位置が必然的にできてしまう。この問題は前記した通常の屋内用の無線LAN システムでも起こるものの、工場30内では、移動局の移動なり、移動局端末の位置の変化が大きいために、より顕著に問題となる。 (2) In the factory 30, there are many large structures 32, there are also overhangs with a medium height, and the line of sight between the antennas is shielded by the movement of equipment such as overhead cranes. In many cases, it is difficult to get a view from the base station antenna. For this reason, depending on the position of the wireless LAN mobile station terminal, a position where it can be received and a position where it cannot be inevitably created. Although this problem also occurs in the above-described normal indoor wireless LAN system, the mobile station moves within the factory 30, and the change in the position of the mobile station terminal is large.

(3) 工場30内で、操業あるいは保守などの作業員が無線LAN システムを活用するためのモバイル端末を持って無線通信しながら作業を行なう場合を想定すると、端末用アンテナは作業員が身につけて移動できるもの (ウエアラブル) であることが好ましい。ただ、この場合、移動局端末側円偏波アンテナの姿勢 (向き、方向) が、作業あるいは移動する作業員の姿勢によって変化することになる。このような場合にも、高いレベルで送受信できる場合とそうでない場合とができやすくなる。この姿勢の問題は前記した通常の屋内用の無線LAN システムでも起こるものの、工場30内では、上記移動局の移動なり移動局端末の位置の変化が、工場内の作業に伴って三次元的にも大きく起こりうる、大型建屋内特有の問題であると言える。 (3) Assuming that workers in operation or maintenance work in the factory 30 while carrying out wireless communication with a mobile terminal to utilize the wireless LAN system, the terminal antenna is worn by the worker. It is preferable that it is movable (wearable). However, in this case, the attitude (direction and direction) of the circularly polarized antenna on the mobile station terminal side changes depending on the attitude of the worker who moves or moves. Also in such a case, it becomes easy to perform the case where transmission / reception can be performed at a high level and the case where it cannot. Although the problem of this attitude also occurs in the above-described normal indoor wireless LAN system, the movement of the mobile station or the change of the position of the mobile station terminal in the factory 30 is three-dimensionally associated with the work in the factory. It can be said that this problem is unique to large buildings.

以下に、これらの課題に対する解決手段について順に説明する。
上記(1) の課題については、無線LAN 基地局のアンテナを、建屋内の上方、例えば天井などに配置することと、旋回方向が異なる、右回り円偏波と左回り円偏波のアンテナ素子を交互に配置した高周波線路とすることで解決できる。これらは前記特願2002-312767 号にも記載し、本発明でも前提としている事項である。即ち、無線LAN 基地局アンテナを建屋内の上方に配置することで、工場内を移動する無線LAN 移動局端末アンテナに対し見通しが取れるようになり、直接波による信号成分が高まる。また、無線LAN 基地局側のアンテナを、直線偏波アンテナ素子ではなく、左右いずれかに旋回して伝播する円偏波アンテナ素子を使用することで、構造物などの金属壁で一度反射した高周波の旋回方向が変わるため、高周波を反射する構造物が例え多くても、無線LAN 移動局端末アンテナに入る反射波が減って、マルチパスフェージングの影響が軽減できる。
Hereinafter, means for solving these problems will be described in order.
As for the problem (1) above, the antenna elements of the clockwise circular polarization and the counterclockwise circular polarization are different from the arrangement of the antenna of the wireless LAN base station above the building, for example, on the ceiling, and the turning direction. This can be solved by using high-frequency lines arranged alternately. These are also described in the aforementioned Japanese Patent Application No. 2002-312767 and are the premise of the present invention. In other words, by placing the wireless LAN base station antenna above the building, it becomes possible to see the wireless LAN mobile station terminal antenna moving in the factory, and the signal component due to direct waves increases. In addition, the antenna on the wireless LAN base station side is not a linearly polarized antenna element, but a circularly polarized antenna element that propagates by turning to the left or right, so that the high-frequency wave that is reflected once by a metal wall such as a structure. Therefore, even if there are many structures that reflect high frequencies, the number of reflected waves entering the wireless LAN mobile station terminal antenna is reduced and the effects of multipath fading can be reduced.

また、上記(2) の課題については、本発明のように、無線LAN 移動局端末アンテナを、上記構造の高周波マイクロストリップ線路同士を互いに略平行にかつ隣接させて配置した構造を有し、これら各高周波マイクロストリップ線路に互いに旋回方向が異なる複数の円偏波アンテナ素子を交互にかつ互いに間隔を開けて配置するとともに、これら高周波マイクロストリップ線路同士の略同じ位置において、互いに旋回方向の異なる円偏波アンテナ素子同士が隣接して配置されるようにしたことで解決できる。即ち、前記図6 で説明した通り、本発明における無線LAN 移動局端末と無線LAN 基地局とのアンテナ間では、アンテナ旋回の向きが異なる複数の円偏波アンテナ素子が、無線LAN 基地局と無線LAN 移動局端末の両方に存在する。このため、三次元的な空間として見た場合、上記遮蔽物18が存在しても、互いに見通すことができる同じ向きの円偏波アンテナ素子が、無線LAN 基地局と無線LAN 移動局端末の両方に、必ず存在するようになる。   As for the problem (2) above, as in the present invention, the wireless LAN mobile station terminal antenna has a structure in which the high-frequency microstrip lines having the above structure are arranged substantially parallel to each other and adjacent to each other. A plurality of circularly polarized antenna elements having different turning directions are arranged alternately and spaced apart from each other on each high-frequency microstrip line, and circular polarizations having different turning directions are arranged at substantially the same position between these high-frequency microstrip lines. This can be solved by arranging the wave antenna elements adjacent to each other. That is, as described in FIG. 6 above, a plurality of circularly polarized antenna elements having different antenna turning directions between the antenna of the wireless LAN mobile station terminal and the wireless LAN base station in the present invention are connected to the wireless LAN base station and the wireless LAN base station. It exists in both LAN mobile station terminals. For this reason, when viewed as a three-dimensional space, even if the shield 18 is present, circularly polarized antenna elements in the same direction that can be seen from each other are both wireless LAN base stations and wireless LAN mobile station terminals. It will always exist.

そして、前記図6 、7 で説明した、円偏波アンテナ素子の送受信を電気的に制御するスイッチを切り換えるなどして、無線LAN 基地局が送信する無線、あるいは無線LAN 基地局へ送信する無線の、送受信信号レベル (送受信電力) が高い移動局端末アンテナ素子を選択する。円偏波アンテナ素子は、基地局側と移動局端末側とに各々複数個の設置場所を設けている。したがって、基地局側と移動局端末側との各最低一箇所のアンテナ素子同士の見通しが確保できれば、移動局端末の場所(位置)に影響されずに、また、移動局端末がどこにあっても高いレベルでの通信が可能となる。   Then, the wireless LAN base station transmits the wireless signal transmitted to the wireless LAN base station or the wireless signal transmitted to the wireless LAN base station by, for example, switching a switch for electrically controlling transmission / reception of the circularly polarized antenna element described in FIGS. The mobile station terminal antenna element having a high transmission / reception signal level (transmission / reception power) is selected. The circularly polarized antenna element is provided with a plurality of installation locations on the base station side and the mobile station terminal side. Therefore, as long as a line of sight can be secured between at least one antenna element on each of the base station side and the mobile station terminal side, it is not affected by the location (position) of the mobile station terminal, and no matter where the mobile station terminal is. Communication at a high level is possible.

更に、上記(3) の課題を解決する実施態様について説明する。図8 は、作業員のヘルメットに、本発明移動局端末アンテナを内蔵させた例を示す。図8(a)は本発明移動局端末アンテナ10a を作業員19頭部のヘルメット18に内蔵させた状態を示している。図8(b)は、このヘルメット18に内蔵された移動局端末アンテナ10a を示ている。図8(b)において、前記した図4 、5 における移動局端末アンテナ10a (高周波線路1a、1b) は、図8(a)のヘルメット18に内蔵されるように、10ヘルメット18の内周に沿った円形形状に巻き回されている。この移動局端末アンテナ10a の構造、即ち、二本の高周波線路1a、1b同士の略同じ位置に、互いに旋回方向の異なる円偏波アンテナ素子であるパッチアンテナ6a、6bが各々隣接して配置されるようにした構造は、前記図4 、5 と同様である。なお、同じ高周波線路1aあるいは1bで見た場合には、右旋回の右円偏波アンテナ素子6aと左円偏波アンテナ素子6bとが交互に配置されている点も前記図4 、5 と同様である。   Further, an embodiment for solving the above problem (3) will be described. FIG. 8 shows an example in which the mobile station terminal antenna of the present invention is built in a worker's helmet. FIG. 8 (a) shows a state in which the mobile station terminal antenna 10a of the present invention is built in the helmet 18 of the 19 heads of the worker. FIG. 8B shows the mobile station terminal antenna 10 a built in the helmet 18. In FIG. 8 (b), the mobile station terminal antenna 10a (high-frequency lines 1a, 1b) in FIGS. 4 and 5 described above is provided on the inner periphery of the 10 helmet 18 so as to be built in the helmet 18 in FIG. It is wound in a circular shape along. The structure of the mobile station terminal antenna 10a, that is, patch antennas 6a and 6b, which are circularly polarized antenna elements having different turning directions, are arranged adjacent to each other at substantially the same position between the two high-frequency lines 1a and 1b. The structure thus configured is the same as that shown in FIGS. Note that when viewed with the same high-frequency line 1a or 1b, the right-hand circularly polarized antenna elements 6a and the left-circularly polarized antenna elements 6b that are turned rightward are alternately arranged as shown in FIGS. It is the same.

なお、図8 において図示はしていないが、移動局端末アンテナ10a は、ダイバーシティ回路16などのスイッチ切り換え装置は、前記図6 と同様に有している。また、これら移動局端末アンテナ10a の操作のための端末装置を作業服のポケットや手元に置おくなど、必要時に操作しやすい身体の場所に置くことも可能である。   Although not shown in FIG. 8, the mobile station terminal antenna 10a has a switch switching device such as a diversity circuit 16 as in FIG. It is also possible to place a terminal device for operating the mobile station terminal antenna 10a in a body place that is easy to operate when necessary, such as placing it in a pocket of work clothes or at hand.

この図8(a)、(b) のように、本発明移動局端末アンテナ10a ( 高周波線路) を円形形状に巻き回することで、その各高周波線路1a、1bにおける円偏波アンテナ素子6a、6bは、互いに異なる法線方向に配置されることなる。このため、作業あるいは移動する作業員の姿勢によって、移動局端末側円偏波アンテナの姿勢 (向き、方向) が変化した場合でも、無線LAN 基地局側アンテナから見通せる移動局端末側アンテナ素子は常に存在する。このため、移動局端末側アンテナの姿勢が変化した場合でも、高いレベルで送受信できることとなる。   As shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b), by winding the mobile station terminal antenna 10a (high frequency line) of the present invention in a circular shape, circularly polarized antenna elements 6a in the high frequency lines 1a and 1b, 6b are arranged in different normal directions. For this reason, even if the attitude (direction and direction) of the mobile station terminal side circularly polarized antenna changes depending on the attitude of the worker who is working or moving, the mobile station terminal side antenna element that can be seen from the wireless LAN base station side antenna is always Exists. For this reason, even when the attitude of the mobile station terminal antenna changes, transmission and reception can be performed at a high level.

また、このようなヘルメット内蔵タイプとした場合には、作業員が移動局端末アンテナを手に持つ必要がなくなり、作業員にとって、本来の作業がやりやすくなる、作業上の安全性も確保されるなどの利便性がある。   In addition, in the case of such a helmet built-in type, it is not necessary for the worker to hold the mobile station terminal antenna in his / her hand, so that the worker can easily perform the original work, and the safety in the work is ensured. There is convenience.

更に、図9 は、上記(3) の課題を解決する他の本発明移動局端末アンテナの実施態様を示す斜視図である。そして、図9 では、台車、運搬車等の比較的構造が大きな移動車において、例えば、生産管理上のデータを無線LAN 基地局側アンテナとやり取りする場合を想定している。図9 において、20は移動車であり、本発明移動局端末アンテナ10a(高周波線路1a、1b) は移動車20の側面周囲に、図8 の作業員のヘルメットと同様に、例えば2 回巻き回されている。   Further, FIG. 9 is a perspective view showing another embodiment of the mobile station terminal antenna of the present invention for solving the above-mentioned problem (3). FIG. 9 assumes a case where, for example, production management data is exchanged with a wireless LAN base station antenna in a mobile vehicle having a relatively large structure such as a cart or a transport vehicle. In FIG. 9, 20 is a mobile vehicle, and the mobile station terminal antenna 10a (high-frequency lines 1a, 1b) of the present invention is wound around the side surface of the mobile vehicle 20, for example, twice, like the helmet of the worker in FIG. Has been.

この結果、図8(b)と同様に、各高周波線路1a、1bにおける円偏波アンテナ素子6a、6bは互いに異なる法線方向に配置されている。このため、作業あるいは移動する移動車20の姿勢によって、移動局端末側円偏波アンテナの姿勢が変化した場合でも、無線LAN 基地局側アンテナから見通せる移動局端末側アンテナ素子は常に移動車20のいずれかの側面上に存在する。このため、移動車20のアンテナの姿勢が変化した場合でも、高いレベルで送受信できることとなる。   As a result, similarly to FIG. 8 (b), the circularly polarized antenna elements 6a and 6b in the high-frequency lines 1a and 1b are arranged in different normal directions. For this reason, even if the attitude of the circularly polarized antenna on the mobile station terminal side changes depending on the attitude of the mobile vehicle 20 that is working or moving, the mobile station terminal side antenna element that can be seen from the wireless LAN base station antenna is always the mobile vehicle 20 antenna. Present on either side. For this reason, even when the attitude of the antenna of the mobile vehicle 20 changes, transmission and reception can be performed at a high level.

なお、移動局端末アンテナ10a を移動車20の上部に配置しても良いが、移動車20の上部は作業台用あるいは荷物搬送用に確保する必要がある場合が多いので、図9 の場合には、この邪魔にならないように移動車20の側面周囲に配置している。また、図9 も図示はしていないが、移動局端末アンテナ10a は、ダイバーシティ回路16などのスイッチ切り換え装置は、前記図6 と同様に有している。   The mobile station terminal antenna 10a may be arranged on the top of the mobile vehicle 20. However, in many cases, it is necessary to secure the top of the mobile vehicle 20 for a work table or for carrying goods. Are arranged around the side surface of the moving vehicle 20 so as not to get in the way. Also, although not shown in FIG. 9, the mobile station terminal antenna 10a has a switch switching device such as the diversity circuit 16 as in FIG.

(高周波マイクロストリップ線路の具体的な構造)
ここで、以上のように説明した、無線LAN 基地局の高周波マイクロストリップ線路1aや、移動局端末アンテナ10a の高周波マイクロストリップ線路1a、1b、あるいはパッチアンテナなどを構成する各層の実施態様の説明を以下に行なう。
(Specific structure of high-frequency microstrip line)
Here, the description of the embodiments of the respective layers constituting the high frequency microstrip line 1a of the wireless LAN base station, the high frequency microstrip lines 1a and 1b of the mobile station terminal antenna 10a, the patch antenna, etc., as described above. Do the following:

先ず、前記図2 〜5 の各高周波線路の誘電体層2 は、信号線4 側の誘電体層2 表面にグランド層を設けず、この表面側を全面的に開口しても、高周波の損失が生じないような条件が適宜選択される。一般的に、高周波線路からの高周波の損失は、放射損、導体損、誘電損に大別される。この内、放射損を小さくするためには、誘電体層2 の誘電率を高くすることが好ましい。この誘電率は、誘電体層2 を構成する誘電材料自体の誘電率と誘電体層2 の厚みから定まる。このため、誘電率が高くなるように誘電材料と誘電体層の厚みを選択することが好ましい。但し、誘電率が高い材料や誘電体層の厚みが厚くなるほど可撓性がなくなるので、可撓性が必要な場合には、これを考慮して、最適な材料と誘電体層の厚みとを選択する。   First, the dielectric layer 2 of each high-frequency line in FIGS. 2 to 5 does not have a ground layer on the surface of the dielectric layer 2 on the signal line 4 side. Conditions that do not occur are appropriately selected. In general, high-frequency loss from a high-frequency line is roughly classified into radiation loss, conductor loss, and dielectric loss. Among these, in order to reduce the radiation loss, it is preferable to increase the dielectric constant of the dielectric layer 2. This dielectric constant is determined from the dielectric constant of the dielectric material itself constituting the dielectric layer 2 and the thickness of the dielectric layer 2. For this reason, it is preferable to select the thickness of the dielectric material and the dielectric layer so as to increase the dielectric constant. However, as the thickness of the material having a high dielectric constant or the dielectric layer increases, the flexibility is lost. Therefore, when flexibility is required, the optimum material and the thickness of the dielectric layer should be determined in consideration of this. select.

また、前記導体損は信号線4 の電気伝導度が高いほど小さくなるため、高周波線路に必要な電気伝導度から、信号線4 の最適電気伝導度を決定することが好ましい。更に、誘電損は誘電体層2 を構成する誘電材料自体によって定まるので、低誘電損材料を選択することが好ましい。ただ、誘電体層2 の幅と厚みは、無線LAN システムに必要な信号の周波数と高周波の損失との関係で、ある程度の幅と厚みは必要である。この点、例えば、オフィスなどの標準的な屋内の無線LAN システムを基準とすると、0.1 〜2.0mm の厚み、幅は10〜50mm程度とすることが好ましい。   Further, since the conductor loss becomes smaller as the electric conductivity of the signal line 4 becomes higher, it is preferable to determine the optimum electric conductivity of the signal line 4 from the electric conductivity necessary for the high-frequency line. Furthermore, since the dielectric loss is determined by the dielectric material itself constituting the dielectric layer 2, it is preferable to select a low dielectric loss material. However, the width and thickness of the dielectric layer 2 are required to have a certain width and thickness depending on the relationship between the frequency of the signal required for the wireless LAN system and the loss of high frequency. In this regard, for example, on the basis of a standard indoor wireless LAN system such as an office, it is preferable that the thickness is 0.1 to 2.0 mm and the width is about 10 to 50 mm.

したがって、誘電体層2 の誘電材料は、上記好適範囲から選択される誘電体層2 の幅と厚みを前提に、高周波の放射損が生じず、誘電損失が低い材料を選択することが好ましい。誘電材料自体は、テフロン (登録商標) 、ポリイミド、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ビニール、マイラなどの樹脂誘電体材料から、例えば誘電損失の目安 (パラメーター) となる誘電正接が0.02以下と低い材料を単独の組成乃至複数混合した組成として選択、使用することが好ましい。これらの樹脂誘電材料は、組成などの条件設定により、高周波線路に必要な所望の可撓性を保持しうる。   Accordingly, as the dielectric material for the dielectric layer 2, it is preferable to select a material that does not cause high-frequency radiation loss and has a low dielectric loss on the premise of the width and thickness of the dielectric layer 2 selected from the above-described preferred range. The dielectric material itself can be selected from resin dielectric materials such as Teflon (registered trademark), polyimide, polyethylene, polystyrene, polycarbonate, vinyl, and mylar. It is preferable to select and use as a composition or a mixture of a plurality of these. These resin dielectric materials can maintain desired flexibility required for a high-frequency line by setting conditions such as composition.

高周波線路の全体の厚みは、高周波線路の断面積や体積を少なくする目的からして、2mm 以下のできるだけ薄い方が好ましい。したがって前記グランド層3 や信号線4 の厚みも、この目的からして、できるだけ薄い方が好ましい。グランド層3 の厚みは、必要薄板強度を保証できれば、0.2mm 以下の厚みとすることが好ましい。また、グランド層3 の幅は、誘電体層2 を被覆して高周波の損失を抑制するために、上記誘電体層2 の幅に対応したものとする。   The overall thickness of the high-frequency line is preferably as thin as 2 mm or less for the purpose of reducing the cross-sectional area and volume of the high-frequency line. Therefore, the thickness of the ground layer 3 and the signal line 4 is preferably as thin as possible for this purpose. The thickness of the ground layer 3 is preferably 0.2 mm or less as long as the required thin plate strength can be ensured. The width of the ground layer 3 corresponds to the width of the dielectric layer 2 so as to cover the dielectric layer 2 and suppress high-frequency loss.

グランド層3 を構成する導電性材料は、銅、アルミニウム、錫、金、ニッケル、ハンダなどの金属、合金や、これらの金属、合金が各々複合、積層、あるいは樹脂基体などにメッキされた種々の態様が良導電性金属材料として、適宜選択される。これらの中でも、薄板に加工容易で、かつ薄板が、上記誘電材料に見合った可撓性を有し、更に必要薄板強度を有する金属材料が好ましい。   The conductive material constituting the ground layer 3 includes various metals, alloys such as copper, aluminum, tin, gold, nickel, and solder, and various kinds of these metals and alloys plated on composite, laminated, or resin substrates. The aspect is appropriately selected as the highly conductive metal material. Among these, a metal material which can be easily processed into a thin plate, has a flexibility corresponding to the dielectric material, and further has a required thin plate strength is preferable.

高周波誘導用の信号線4 も、上記良導電性金属材料の、細線や薄板が選択される。なお信号線4 は、図2 の高周波線路1aに示すように、誘電体層2 上に突設乃至載置しても良く、また誘電体層2 内に埋設して高周波線路1aの長手方向に配設しても良い。   As the signal line 4 for high frequency induction, a fine wire or a thin plate of the above-mentioned highly conductive metal material is selected. The signal line 4 may be projected or placed on the dielectric layer 2 as shown in the high-frequency line 1a of FIG. 2, or embedded in the dielectric layer 2 in the longitudinal direction of the high-frequency line 1a. It may be arranged.

以上のような構成の高周波マイクロストリップ線路は、薄く可撓性を有するため、長尺の板状だけではなく、高周波線路を巻き取った長尺のコイル状などとして、製造、運搬、施工などの取り扱いが容易である。しかも、伝搬される高周波が低損失であるなど、高周波線路としての基本特性に優れている。したがって、このような構造の高周波線路を用いることによって、前記したコネクタや同軸ケーブルなどによって接続する場合に比して、配線が容易であるとともに、配線の自由度が増し、配線量が増すにつれてコストが大きく増大することが無い。   The high-frequency microstrip line having the above configuration is thin and flexible, so that it is not only a long plate shape, but also a long coil shape wound around the high-frequency line. Easy to handle. Moreover, it has excellent basic characteristics as a high-frequency line, such as low-loss propagation of high-frequency waves. Therefore, by using the high-frequency line having such a structure, the wiring is easier and the degree of freedom of wiring is increased and the cost is increased as the amount of wiring is increased as compared with the case where the above-described connector or coaxial cable is used. Does not increase significantly.

(無線LAN 基地局側の課題解決)
次ぎに、本発明無線LAN アンテナを特に無線LAN 基地局に用いることで、複数のネットワークグループを空間的に形成する無線LAN システムにおいて、コストが大きく増大せずに、通信可能なエリアを制限せず、無線LAN 移動局の広い通信エリアを確保できる無線LAN アンテナ、無線LAN アンテナの制御方法、無線LAN 基地局用アンテナ、無線LAN 移動局端末アンテナ、端末用無線LAN カードおよび無線LAN システムの態様について、以下に説明する。
(Solution of wireless LAN base station issues)
Next, by using the wireless LAN antenna of the present invention particularly in the wireless LAN base station, the wireless LAN system that spatially forms a plurality of network groups does not significantly increase the cost and does not limit the communicable area. , Wireless LAN antenna that can secure a wide communication area of wireless LAN mobile station, wireless LAN antenna control method, wireless LAN base station antenna, wireless LAN mobile station terminal antenna, terminal wireless LAN card and wireless LAN system aspects, This will be described below.

(複数のネットワークグループを形成する無線LAN システム)
図11は、複数のネットワークグループを空間的に形成する無線LAN 基地局側のシステムを示すブロック図である。図12は、図11の無線LAN 基地局側のシステムを具体化したアンテナ構造を示す構造図である。図13は、図12のアンテナ構造を組み立てた無線LAN 基地局側の斜視図である。
(Wireless LAN system that forms multiple network groups)
FIG. 11 is a block diagram showing a system on the wireless LAN base station side that spatially forms a plurality of network groups. FIG. 12 is a structural diagram showing an antenna structure that embodies the wireless LAN base station system of FIG. FIG. 13 is a perspective view of the wireless LAN base station side in which the antenna structure of FIG. 12 is assembled.

図11において、二つのアクセスポイント (無線LAN 基地局) 101A、101Bは、スイッチ・合成分配回路102 を介して、前記従来の図25におけるコネクタ203 や同軸ケーブル204 では無く、前記した図2 などのマイクロストリップ線路1aと同じ構造の高周波線路104 によって、4 枚のアンテナ素子103A、103B、103C、103Dと接続されている。   In FIG. 11, two access points (wireless LAN base stations) 101A and 101B are not connected to the conventional connector 203 and coaxial cable 204 in FIG. The four antenna elements 103A, 103B, 103C, and 103D are connected by the high-frequency line 104 having the same structure as the microstrip line 1a.

図12において、無線LAN 基地局の上記4 枚のアンテナ素子103A、103B、103C、103Dは、前記図3 に示したパッチアンテナと同じ構造のパッチアンテナからなる。但し、これらのパッチアンテナ103A、103B、103C、103Dは、高周波線路104 の端部側 (図の左側の端部側) に、高周波線路104 の信号線4 上に配置されて、信号線4 と電気的に結合されている。   In FIG. 12, the four antenna elements 103A, 103B, 103C, 103D of the wireless LAN base station are patch antennas having the same structure as the patch antenna shown in FIG. However, these patch antennas 103A, 103B, 103C, and 103D are arranged on the signal line 4 of the high-frequency line 104 on the end side of the high-frequency line 104 (the left-side end side in the figure). Electrically coupled.

図11において、丸印で囲った部分102 がスイッチ・合成分配回路 (図7 のアンテナ素子切り換え回路23と同じ) 、これに接続された105 はスイッチ・合成分配回路102 の制御回路 (図7 のアンテナ制御回路24と同じ) である。   In FIG. 11, a portion 102 surrounded by a circle is a switch / combining / distributing circuit (same as the antenna element switching circuit 23 in FIG. 7), and 105 connected thereto is a control circuit for the switch / combining / distributing circuit 102 (in FIG. 7). Same as the antenna control circuit 24).

これらを組み立てた無線LAN 基地局側を示す図13において、二つのアクセスポイント (無線LAN 基地局) 101A、101Bは、スイッチ・合成分配回路102 を介して、高周波線路104 によって、その高周波線路104 の先端部に配置された4 枚のアンテナ素子103A、103B、103C、103Dと接続されている。ここにおいて、4 枚のアンテナ素子103A、103B、103C、103Dは、各々4 つの方向 (図の前後左右方向) を向き、4 周囲の方向に向けて広い通信エリアを確保している。   In FIG. 13 showing the wireless LAN base station side in which these are assembled, two access points (wireless LAN base stations) 101A and 101B are connected to the high-frequency line 104 by a high-frequency line 104 via a switch / combining distribution circuit 102. It is connected to four antenna elements 103A, 103B, 103C, and 103D arranged at the tip. Here, the four antenna elements 103A, 103B, 103C, and 103D each face four directions (front and rear, right and left directions in the figure), and secure a wide communication area toward the four surrounding directions.

このような構成において、二つのアクセスポイント101A、101Bからの信号は、スイッチ・合成分配回路102 によって、いずれのアンテナ素子103A、103B、103C、103Dから送受信するか選択、制御される。そして、高周波線路104 によって伝送され、その高周波線路104 の先端部に配置された4 枚のアンテナ素子103A、103B、103C、103Dから4 方向に向かって放射される。したがって、4 方向に無線LAN の信号を送受信できる無線LAN 基地局配置を自在に組むことができる。   In such a configuration, signals from the two access points 101A and 101B are selected and controlled by the switch / combining / distributing circuit 102 from which antenna element 103A, 103B, 103C, and 103D. Then, the signal is transmitted by the high-frequency line 104 and radiated in four directions from the four antenna elements 103A, 103B, 103C, and 103D arranged at the tip of the high-frequency line 104. Therefore, wireless LAN base station arrangements that can transmit and receive wireless LAN signals in four directions can be freely configured.

この結果、無線LAN 移動局側の不感地帯発生を防止して、広い通信エリアを確保でき、複数のネットワークグループを空間的に自在に形成することができる。また、前記従来の図25におけるコネクタ203 や同軸ケーブル204 を用いないために、配線量が増すにつれてコストが大きく増大することがなく、通信エリアが大きくても、現実的な無線LAN システムを提供できる。   As a result, a dead zone on the wireless LAN mobile station side can be prevented, a wide communication area can be secured, and a plurality of network groups can be formed spatially. Further, since the conventional connector 203 and coaxial cable 204 in FIG. 25 are not used, the cost does not increase greatly as the amount of wiring increases, and a realistic wireless LAN system can be provided even if the communication area is large. .

この際、スイッチ・合成分配回路102 により、高周波線路に配置された旋回方向が異なる複数の円偏波アンテナ素子の送受信の状態を切り換えることによって通信状態を制御することで、無線LAN 基地局と無線LAN 移動局との間で、無線LAN システム用高周波を、より高速で、より広い通信エリアで、かつ、複数の独立したネットワークグループを空間的に自在に形成して、伝送し合うことができる。   At this time, the switch / combining / distributing circuit 102 controls the communication state by switching the transmission / reception state of a plurality of circularly polarized antenna elements having different turning directions arranged in the high-frequency line, so that the wireless LAN base station and the wireless Wireless LAN system high-frequency can be transmitted to and from LAN mobile stations at higher speeds, wider communication areas, and multiple independent network groups that can be spatially formed.

また、前記複数の円偏波アンテナ素子の送受信の状態の切り換えを、前記旋回方向が異なる少なくとも一対の円偏波アンテナ素子をセットで切り換えることで上記した効果が一層向上する。   Further, the above-described effects can be further improved by switching the transmission / reception states of the plurality of circularly polarized antenna elements in a set of at least a pair of circularly polarized antenna elements having different turning directions.

(両面アンテナ)
ただ、高周波線路104 の片面側に配置された、これらアンテナ素子103A〜103Dの指向性は約±45°であり、アンテナ素子裏面への指向性はほとんど無い。これに対して、高周波線路104 の両面側にアンテナ素子を配置すれば、片面側に配置されアンテナ素子 (以下、片面アンテナとも言う) に比して、高周波線路104 の両面方向に指向性を有するアンテナを形成でき、より効率的なアンテナを構成することができる。
(Double-sided antenna)
However, the directivity of these antenna elements 103A to 103D arranged on one side of the high-frequency line 104 is about ± 45 °, and there is almost no directivity to the back surface of the antenna element. On the other hand, if antenna elements are arranged on both sides of the high-frequency line 104, directivity is provided on both sides of the high-frequency line 104 compared to an antenna element arranged on one side (hereinafter also referred to as a single-sided antenna). An antenna can be formed, and a more efficient antenna can be configured.

(両面アンテナ構造)
この高周波線路の両面側にアンテナ素子を配置した両面アンテナについて、図14〜16を用いて、具体的な構造を説明する。図14は両面アンテナの断面図、図15は図14の両面アンテナの斜視図、図16は両面アンテナの別の態様を示す斜視図である。
(Double-sided antenna structure)
A specific structure of a double-sided antenna in which antenna elements are arranged on both sides of the high-frequency line will be described with reference to FIGS. 14 is a cross-sectional view of a double-sided antenna, FIG. 15 is a perspective view of the double-sided antenna of FIG. 14, and FIG. 16 is a perspective view showing another aspect of the double-sided antenna.

図14において、1a、1aは2 本の高周波マイクロストリップ線路、105 、105 は線路1a、1aの各々の終端器、103A1 と103A2 は線路1a、1aの各々のアンテナ素子、6a、6bはアンテナ素子103A1 、103A2 の各々のパッチアンテナである。   In FIG. 14, 1a and 1a are two high-frequency microstrip lines, 105 and 105 are line terminators of lines 1a and 1a, 103A1 and 103A2 are antenna elements of lines 1a and 1a, and 6a and 6b are antenna elements. Each of the patch antennas 103A1 and 103A2.

図15、16のように、両面アンテナ構造は、前記図3 で示した片面アンテナを、互いに2 枚、アンテナ素子を外方に向けた形で背中合わせに、貼り合わせた構造を有している。より具体的には、前記図3 で示した高周波マイクロストリップ線路を2 枚、グランド層3(図15に示す) を共通として、また、線路における互いのアンテナ素子103 位置を略同じ位置として、互いに貼り合わせている。   As shown in FIGS. 15 and 16, the double-sided antenna structure has a structure in which the single-sided antenna shown in FIG. 3 is bonded back to back with two antenna elements facing each other and the antenna elements facing outward. More specifically, the two high-frequency microstrip lines shown in FIG. 3 and the ground layer 3 (shown in FIG. 15) are used in common, and the positions of the antenna elements 103 on the lines are substantially the same. They are pasted together.

図15において、各々高周波線路1aの断面 (厚み) 方向の構造は、図2 と同じであり、導体材料からなるグランド層3 に、誘電材料からなる誘電体層2 と導体材料からなる高周波誘導用の信号線4 から構成される。また、アンテナ素子103A1 と103A2 の構造も、前記図12、あるいは図3 に示したパッチアンテナと同じ構造のパッチアンテナ6a、6bからなる。即ち、誘電材料からなる誘電体板8 と導体材料からなるパッチ (放射板)7とを順次積層して構成される。そして、これら各パッチアンテナは、前記信号線4 上に配置されて信号線4 と電気的に結合されている。   In FIG. 15, the structure in the cross-section (thickness) direction of each high-frequency line 1a is the same as in FIG. 2, and a ground layer 3 made of a conductor material is connected to a dielectric layer 2 made of a dielectric material and a high-frequency induction made of a conductor material. Signal line 4. Further, the antenna elements 103A1 and 103A2 are also composed of patch antennas 6a and 6b having the same structure as the patch antenna shown in FIG. 12 or FIG. That is, a dielectric plate 8 made of a dielectric material and a patch (radiating plate) 7 made of a conductive material are sequentially laminated. Each of these patch antennas is disposed on the signal line 4 and is electrically coupled to the signal line 4.

図16に示すアンテナおよびパッチアンテナ6a、6bは、基本構造は前記図15のものと同じである。ただ、円偏波アンテナ素子として旋回方向を持たせるために、前記図3 で示したパッチアンテナと同様に、四角 (矩形) 形状のパッチ7 の相対向する 2つの角を落とした形状7aとする。この図16においては、両面のパッチアンテナ6a、6bを左旋回の左円偏波アンテナ素子としている。   The basic structure of the antenna and patch antennas 6a and 6b shown in FIG. 16 is the same as that shown in FIG. However, in order to have a turning direction as a circularly polarized antenna element, similarly to the patch antenna shown in FIG. 3, a rectangular (rectangular) patch 7 has a shape 7a in which two opposite corners are dropped. . In FIG. 16, the patch antennas 6a and 6b on both sides are left-handed left circularly polarized antenna elements.

このような両面アンテナを用いた場合、貼り合わせた各々の高周波線路1a、1aには、同一、または異なる無線LAN アクセスポイント (例えば101A、101B) の信号を伝送することが可能となる。また、前記図4 〜図10で示した片面アンテナや、前記図11〜13で示した片面アンテナに比して、小型となり、無線LAN 基地局側や無線LAN 移動局端末側でのアンテナ素子をコンパクト化できる利点もある。   When such a double-sided antenna is used, signals from the same or different wireless LAN access points (for example, 101A and 101B) can be transmitted to the high-frequency lines 1a and 1a bonded together. Also, it is smaller than the single-sided antenna shown in FIGS. 4 to 10 and the single-sided antenna shown in FIGS. 11 to 13, and the antenna element on the wireless LAN base station side or wireless LAN mobile station terminal side is reduced. There is also an advantage that it can be made compact.

このように、円偏波アンテナ素子を交互に配置したアンテナは、通常の水平垂直偏波(直線偏波)アンテナ素子に比して、アンテナ素子間で、電界強度が極端に低下する地点が無いという利点もある。   As described above, the antenna in which the circularly polarized antenna elements are alternately arranged does not have a point where the electric field strength is extremely decreased between the antenna elements as compared with the normal horizontal and vertical polarized wave (linearly polarized wave) antenna element. There is also an advantage.

(両面アンテナの使用態様)
図17、18の斜視図に、これら両面アンテナを用いた無線LAN 基地局側の態様を例示する。また、図19、20の斜視図に、これら図17、18の無線LAN 基地局から放射する電波のパターンを各々例示する。
(Usage of double-sided antenna)
The perspective view of FIGS. 17 and 18 exemplifies the mode on the wireless LAN base station side using these double-sided antennas. In addition, the perspective views of FIGS. 19 and 20 illustrate patterns of radio waves radiated from the wireless LAN base stations of FIGS.

図17、18の態様においては、二つのアクセスポイント (無線LAN 基地局) 101A、101Bと接続する高周波線路104 を、図の左右に180 °異なる方向に分岐させている。そして各分岐させた高周波線路104 毎に、各々間隔を開けて配置した2 枚づつのアンテナ素子103A1 と103A2 、103B1 と103B2 、図15では更に、103C1 と103C2 、103D1 と103D2 を、略同じ位置にて、互いに両面側に配置している。   17 and 18, the high-frequency line 104 connected to the two access points (wireless LAN base stations) 101A and 101B is branched in directions different from each other by 180 ° to the left and right in the figure. Then, for each branched high-frequency line 104, two antenna elements 103A1 and 103A2, 103B1 and 103B2 arranged at intervals, and in FIG. 15, 103C1 and 103C2 and 103D1 and 103D2 Are arranged on both sides.

ここにおいて、各アンテナ素子103A、103B、103C、103Dは、各分岐させた高周波線路104 の長さによって、図の左右方向により広がり、かつ、各高周波線路104 の両面方向 (図の前後方向) に向けてより広い通信エリアを確保している。   Here, each antenna element 103A, 103B, 103C, 103D spreads in the left-right direction in the figure depending on the length of each branched high-frequency line 104, and in both directions (front-rear direction in the figure) of each high-frequency line 104 A wider communication area is secured.

このような構成において、二つのアクセスポイント101A、101Bからの信号は、スイッチ・合成分配回路102 によって、いずれのアンテナ素子103A、103B、103C、103Dから送受信するか選択、制御される。そして、各分岐させた高周波線路104 によって伝送されて、図19(a) 、(b) および図20(a) 、(b) に斜視図で示すように、高周波線路104 の両面に配置された4 枚のアンテナ素子103A、103B、103C、103Dから、図の左右方向乃至前後方向に向かって放射される。   In such a configuration, signals from the two access points 101A and 101B are selected and controlled by the switch / combining / distributing circuit 102 from which antenna element 103A, 103B, 103C, and 103D. Then, the signals are transmitted by the branched high-frequency lines 104 and arranged on both surfaces of the high-frequency lines 104 as shown in perspective views in FIGS. 19 (a) and 19 (b) and FIGS. 20 (a) and 20 (b). Radiation is radiated from the four antenna elements 103A, 103B, 103C, and 103D in the horizontal direction to the front-rear direction in the figure.

図19(a) 、(b) および図20(a) 、(b) は、図17、18の基地局二つ (アクセスポイント101A、101B) を用いて、スイッチ・合成分配回路102 によって、通信エリアを切り換えた際の、放射信号の状態を示している。基地局二つを共に同じ方向に送信する場合は、1 つの同じネットワークグループとして運用可能である。基地局二つを互いに180 °異なる方向に別々に送信する場合は、2 つの別々のネットワークグループに分離して運用可能である。   19 (a), 19 (b) and 20 (a), 20 (b) are communicated by the switch / combining / distributing circuit 102 using the two base stations (access points 101A, 101B) in FIGS. The state of the radiation signal when the area is switched is shown. If both base stations transmit in the same direction, they can be operated as one and the same network group. When two base stations are transmitted separately in directions different from each other by 180 °, they can be operated separately in two separate network groups.

図19(a) 、(b) および図20(a) 、(b) において、実線で示す同心円状に拡がる波が、例えば、アクセスポイント101A、101Bからの放射信号であり、点線で示す同心円状に拡がる波が、例えばアクセスポイント101Bからの放射信号である。   In FIGS. 19 (a) and 19 (b) and FIGS. 20 (a) and 20 (b), the concentric waves shown by solid lines are, for example, radiation signals from the access points 101A and 101B, and the concentric circles shown by dotted lines For example, the wave that spreads out is an emission signal from the access point 101B.

そして、図19(a) および図20(a) は、アクセスポイント101Aと101Bとを同じネットワークグループとする(1グループを構成する) 場合、図19(b) および図20(b) は、アクセスポイント101Aによるネットワークグループと、アクセスポイント101Bによるネットワークグループとを別のグループとし、2 グループに分離する場合を各々示している。   FIG. 19 (a) and FIG. 20 (a) show that when the access points 101A and 101B are the same network group (constitute one group), FIG. 19 (b) and FIG. The case where the network group by the point 101A and the network group by the access point 101B are separated into two groups is shown.

図21(a) に上記図19(a) および図20(a) における 1グループ (同じグループ) を構成する場合、図21(b) に上記図19(b) および図20(b) における 2 グループ (別のグループ) を構成する場合の、各々のアクセスポイントからの放射信号の電波パターンを示す。上記図19(a) および図20(a) における1 グループ (同じグループ) を構成する場合には、図21(a) のように、アクセスポイント101Aと101Bとを同じネットワークグループとした無線LAN 移動局が、高周波線路104 の両面側で通信可能である。   When Fig. 21 (a) is composed of one group (the same group) in Fig. 19 (a) and Fig. 20 (a) above, Fig. 21 (b) is the same as 2 in Fig. 19 (b) and Fig. 20 (b). Shows the radio wave pattern of the radiated signal from each access point when configuring a group (another group). When configuring one group (same group) in FIG. 19 (a) and FIG. 20 (a) above, as shown in FIG. 21 (a), the wireless LAN movement with the access points 101A and 101B as the same network group A station can communicate on both sides of the high-frequency line 104.

また、上記図19(b) および図20(b) における2 グループ (別のグループ) を構成する場合には、図21(b) のように、高周波線路104 の各片面側では、各アクセスポイント101Aまたは101Bと同じネットワークグループとなる無線LAN 移動局(No1グループかNo2 グループ) のみが通信可能である。   Further, when two groups (another group) in FIG. 19 (b) and FIG. 20 (b) are configured, as shown in FIG. 21 (b), each access point is provided on each side of the high-frequency line 104. Only wireless LAN mobile stations (No1 group or No2 group) in the same network group as 101A or 101B can communicate.

したがって、以上説明したように、両面アンテナを用いた場合、前記貼り合わせた各々の高周波線路1a、1aに、同一または異なる無線LAN アクセスポイントの信号を伝送できる。この結果、本発明アンテナは、アクセスポイント101A、101Bからの放射信号を、いずれのアンテナ素子103A、103B、103C、103Dから送受信するかより自由に選択できる。また、無線LAN の信号を送受信できる無線LAN 基地局配置や、特定の無線LAN 基地局を中心とする無線LAN ネットワークグループをより自在に組むことができる。   Therefore, as described above, when a double-sided antenna is used, a signal from the same or different wireless LAN access point can be transmitted to each of the bonded high-frequency lines 1a and 1a. As a result, the antenna of the present invention can freely select from which antenna element 103A, 103B, 103C, 103D the radiated signal from the access points 101A, 101B is transmitted / received. In addition, wireless LAN base station arrangements that can transmit and receive wireless LAN signals and wireless LAN network groups centered on specific wireless LAN base stations can be formed more freely.

このような両面アンテナを前記図1 におけるアンテナ素子として、無線LAN 基地局と無線LAN 移動局端末の両方に用い、通信環境と無線LAN 基地局とを要因とするマルチパスフェージングを防止しても良い。また、前記図6の無線LAN システムに適用することで、移動局端末アンテナの位置による送受信電力低下の抑制効果も得られる。なお、このような両面アンテナを、前記図1 の無線LAN 移動局の端末用無線LAN カード5や、前記図6 の無線LAN システムに適用する態様は、アンテナを両面アンテナに置き換えることによって、適用可能である。   Such a double-sided antenna may be used as an antenna element in FIG. 1 for both a wireless LAN base station and a wireless LAN mobile station terminal to prevent multipath fading caused by the communication environment and the wireless LAN base station. . In addition, by applying to the wireless LAN system of FIG. 6, it is possible to obtain an effect of suppressing transmission / reception power reduction due to the position of the mobile station terminal antenna. Note that such a double-sided antenna can be applied to the wireless LAN mobile station card 5 of the wireless LAN mobile station in FIG. 1 or the wireless LAN system in FIG. 6 by replacing the antenna with a double-sided antenna. It is.

(アンテナ素子材料)
本発明で用いるアンテナ素子および高周波線路の材料については前記したが、以下に、無線LAN アンテナによって、複数のネットワークグループを空間的に形成する場合の好適な態様について、図面を用いて説明する。図22は片面タイプの本発明アンテナの断面 (厚み) 方向の断面図、図23は両面タイプの本発明アンテナの断面 (厚み) 方向の断面図を各々示す。
(Antenna element material)
The material of the antenna element and the high-frequency line used in the present invention has been described above. Hereinafter, a preferred mode when a plurality of network groups are spatially formed by a wireless LAN antenna will be described with reference to the drawings. FIG. 22 is a cross-sectional view in the cross-section (thickness) direction of the single-sided antenna of the present invention, and FIG. 23 is a cross-sectional view in the cross-section (thickness) direction of the double-sided antenna of the present invention.

図22において、積層構造の下方から、導体材料からなるグランド層3 は銅箔、誘電材料からなる誘電体層2 はテフロン(登録商標) シートとフッ素樹脂を含浸したガラスクロスとの積層体、導体材料からなる信号線4 は銅箔からなり、高周波マイクロストリップ線路 (高周波線路)1a を構成している。   In FIG. 22, from the bottom of the laminated structure, the ground layer 3 made of a conductor material is a copper foil, and the dielectric layer 2 made of a dielectric material is a laminate of a Teflon (registered trademark) sheet and a glass cloth impregnated with a fluororesin, a conductor The signal line 4 made of material is made of copper foil and constitutes a high-frequency microstrip line (high-frequency line) 1a.

図22のアンテナ素子6(103)において、誘電材料からなる誘電体板8 はテフロン(登録商標) シート、導体材料からなるパッチ (放射板)7は銅箔からなり、更に、選択的に設けられる上層のカバー105 はテフロン(登録商標) シートからなる。   In antenna element 6 (103) in FIG. 22, dielectric plate 8 made of a dielectric material is a Teflon (registered trademark) sheet, patch (radiation plate) 7 made of a conductive material is made of copper foil, and is selectively provided. The upper cover 105 is made of a Teflon (registered trademark) sheet.

図23は、図22の高周波マイクロストリップ線路 (高周波線路)1a 2 本を、グランド層3 を共通として、互いにアンテナ素子6(103)を外方に向けた形で背中合わせに貼り合わせた構造を有している。線路1aにおける互いのアンテナ素子103 位置は略同じ位置としている。   23 has a structure in which the two high-frequency microstrip lines (high-frequency lines) 1a of FIG. 22 are bonded back to back with the ground layer 3 in common and the antenna elements 6 (103) facing each other outward. is doing. The positions of the antenna elements 103 on the line 1a are substantially the same.

以上説明したように、本発明によって、マルチパスフェージングによる無線LAN 移動局通信エリア制限の課題や、無線LAN 基地局側の無線LAN 移動局通信エリア制限課題を解決し、無線LAN 移動局の通信可能なエリアを制限することのない、無線LAN アンテナ、無線LAN アンテナの制御方法、無線LAN 基地局用アンテナ、無線LAN 移動局端末アンテナ、端末用無線LAN カードおよび無線LAN システムを各々提供することができる。したがって、従来の無線LAN システムの大きな制約を無くすことができるため、無線LAN システムの適用を大きく拡大することができるなど、その工業的な価値が大きい。   As described above, according to the present invention, the wireless LAN mobile station communication area limitation problem due to multipath fading and the wireless LAN mobile station communication area limitation problem on the wireless LAN base station side can be solved, and wireless LAN mobile station communication is possible. Wireless LAN antennas, wireless LAN antenna control methods, wireless LAN base station antennas, wireless LAN mobile station terminal antennas, terminal wireless LAN cards, and wireless LAN systems can be provided. . Therefore, since the big restrictions of the conventional wireless LAN system can be eliminated, the industrial value of the wireless LAN system can be greatly expanded.

本発明の前提となる無線LAN システムの1 実施態様を示す正面図である。1 is a front view showing one embodiment of a wireless LAN system as a premise of the present invention. 本発明の前提となる基地局高周波線路の1実施態様を示し、図2(a)は斜視図、図2(b)は断面図である。FIG. 2 (a) is a perspective view and FIG. 2 (b) is a cross-sectional view showing one embodiment of a base station high-frequency line as a premise of the present invention. 本発明の前提となる基地局アンテナの1実施態様を示す斜視図である。It is a perspective view which shows one embodiment of the base station antenna used as the premise of this invention. 本発明移動局端末アンテナの1 実施態様を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing one embodiment of the mobile station terminal antenna of the present invention. 本発明移動局端末アンテナの他の実施態様を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the other embodiment of the mobile station terminal antenna of this invention. 本発明移動局端末アンテナを用いた無線LAN システムの1 実施態様を示す正面図である。1 is a front view showing one embodiment of a wireless LAN system using a mobile station terminal antenna of the present invention. 本発明移動局端末アンテナの他の実施態様を示す正面図である。It is a front view which shows the other embodiment of the mobile station terminal antenna of this invention. 本発明移動局端末アンテナの他の実施態様を示す正面図である。It is a front view which shows the other embodiment of the mobile station terminal antenna of this invention. 本発明移動局端末アンテナの他の実施態様を示す正面図である。It is a front view which shows the other embodiment of the mobile station terminal antenna of this invention. 本発明無線LAN システムを工場建屋内に適用した1 例を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example in which the wireless LAN system of the present invention is applied to a factory building. 本発明無線LAN アンテナの実施態様を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the embodiment of this invention wireless LAN antenna. 図11の無線LAN アンテナの構造図である。FIG. 12 is a structural diagram of the wireless LAN antenna of FIG. 11. 図12のアンテナ構造を組み立てた態様を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the aspect which assembled the antenna structure of FIG. 本発明無線LAN アンテナの両面アンテナの態様を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the aspect of the double-sided antenna of this invention wireless LAN antenna. 図14の両面アンテナの斜視図である。It is a perspective view of the double-sided antenna of FIG. 両面アンテナの別の態様を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another aspect of a double-sided antenna. 両面アンテナを用いた無線LAN 基地局側の態様を例示す斜視図である。It is a perspective view which shows the mode by the side of the wireless LAN base station using a double-sided antenna. 両面アンテナを用いた無線LAN 基地局側の別の態様を例示す斜視図である。It is a perspective view which shows another mode by the side of the wireless LAN base station using a double-sided antenna. 図17の無線LAN 基地局から放射する電波のパターンを各々例示す斜視図である。FIG. 18 is a perspective view illustrating an example of patterns of radio waves radiated from the wireless LAN base station of FIG. 17. 図18の無線LAN 基地局から放射する電波のパターンを各々示す斜視図である。FIG. 19 is a perspective view showing patterns of radio waves radiated from the wireless LAN base station of FIG. 18. 図17、18の電波のパターンを示す平面図である。It is a top view which shows the pattern of the electromagnetic wave of FIG. 本発明無線LAN アンテナの片面タイプのアンテナを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the single-sided type antenna of this invention wireless LAN antenna. 本発明無線LAN アンテナの両面タイプのアンテナを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the double-sided type antenna of this invention wireless LAN antenna. 従来における複数のネットワークグループを形成する無線LAN システムの態様を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the aspect of the wireless LAN system which forms the some conventional network group. 従来における複数のネットワークグループを形成する無線LAN システムの別のを示す斜視図である。FIG. 10 is a perspective view showing another conventional wireless LAN system forming a plurality of network groups. 図25の無線LAN システムの通信可能なカバーエリアを示す平面図である。It is a top view which shows the cover area which can communicate of the wireless LAN system of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1:高周波線路 (マイクロストリップ線路) 、2:誘電体層、3:グランド層、4:信号線、5:端末用無線LAN カード、6:パッチアンテナ、7:パッチ、88:誘電体層、9:移動局端末、10:HUB 、11:基地局、12:同軸ケーブル、
13:イーサケーブル、14:接続線、15:ネットワーク、
16:ダイバーシティ回路、17:無線送受信回路、18:ヘルメット、19:作業者、20:移動車、21: アンテナスイッチ、22:制御線、
23: アンテナ素子切換回路、24: アンテナ制御回路、30: 建屋、
31: 圧延機 (列) 、32: 構造物
101:アクセスポイント、102:スイッチ・合成分配回路、103:アンテナ素子、
104:高周波線路、105:終端器
1: high frequency line (microstrip line), 2: dielectric layer, 3: ground layer, 4: signal line, 5: wireless LAN card for terminal, 6: patch antenna, 7: patch, 88: dielectric layer, 9 : Mobile station terminal, 10: HUB, 11: Base station, 12: Coaxial cable,
13: Ether cable, 14: Connection line, 15: Network,
16: Diversity circuit, 17: Radio transceiver circuit, 18: Helmet, 19: Worker, 20: Mobile vehicle, 21: Antenna switch, 22: Control line,
23: Antenna element switching circuit, 24: Antenna control circuit, 30: Building,
31: Rolling mill (row), 32: Structure
101: Access point, 102: Switch / synthesis distribution circuit, 103: Antenna element,
104: High-frequency line, 105: Terminator

Claims (16)

無線LAN 基地局と無線LAN 移動局との間で、無線LAN システム用高周波を伝送し合う無線LAN システムに用いられる無線LAN アンテナであって、グランド層に誘電体層と信号線とを順次積層した高周波マイクロストリップ線路構造を持つ高周波線路と、該高周波線路に配置された旋回方向が異なる複数の円偏波アンテナ素子とからなり、旋回方向の異なる前記複数の円偏波アンテナ素子をそれぞれ間隔を開けて、前記高周波線路に配置するに際し、前記高周波線路が複数の高周波マイクロストリップ線路からなるとともに、前記円偏波アンテナ素子が前記複数の高周波マイクロストリップ線路上のそれぞれに略同じ位置で配置され、これら配置された円偏波アンテナ素子が、それぞれ旋回方向の異なる円偏波アンテナ素子であることを特徴とする無線LAN アンテナ。 A wireless LAN antenna used in a wireless LAN system that transmits high frequency for wireless LAN systems between a wireless LAN base station and a wireless LAN mobile station. A dielectric layer and a signal line are sequentially stacked on the ground layer. A high-frequency line having a high-frequency microstrip line structure and a plurality of circularly polarized antenna elements having different turning directions disposed on the high-frequency line, and the plurality of circularly polarized antenna elements having different turning directions are spaced apart from each other. When the high-frequency line is arranged , the high-frequency line is composed of a plurality of high-frequency microstrip lines, and the circularly polarized antenna elements are arranged at substantially the same position on the plurality of high-frequency microstrip lines, No that arranged circularly polarized wave antenna element, characterized in that it is a different circularly polarized antenna elements of each turning direction LAN antenna. 前記円偏波アンテナ素子が、前記高周波線路の両面に配置されたことを特徴とする請求項1に記載の無線LAN アンテナ。   The wireless LAN antenna according to claim 1, wherein the circularly polarized antenna elements are arranged on both surfaces of the high-frequency line. 旋回方向が異なる複数の前記円偏波アンテナ素子が、右回り偏波と左回り偏波とを発生させる円偏波アンテナ素子であって、該右回り偏波と左回り偏波とを発生させる円偏波アンテナ素子が交互に前記高周波線路に配置されたことを特徴とする請求項1または2に記載の無線LAN アンテナ。   A plurality of the circularly polarized antenna elements having different swirl directions are circularly polarized antenna elements that generate clockwise and counterclockwise polarized waves, and generate the clockwise and counterclockwise polarized waves. The wireless LAN antenna according to claim 1 or 2, wherein circularly polarized antenna elements are alternately arranged on the high-frequency line. 前記円偏波アンテナ素子が、前記無線LAN アンテナの設置面に対して、互いに異なる法線方向に配置されたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の無線LAN アンテナ。   The wireless LAN antenna according to any one of claims 1 to 3, wherein the circularly polarized antenna elements are arranged in different normal directions with respect to an installation surface of the wireless LAN antenna. 前記高周波線路が、グランド層と誘電体層とからなる基板上に複数の信号線を積層した高周波マイクロストリップ線路構造であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の無線LAN アンテナ。 5. The radio according to claim 1 , wherein the high-frequency line has a high-frequency microstrip line structure in which a plurality of signal lines are stacked on a substrate including a ground layer and a dielectric layer. LAN antenna. 前記円偏波アンテナ素子が、前記複数の信号線上のそれぞれに略同じ位置で配置されたことを特徴とする請求項5に記載の無線LAN アンテナ。 The wireless LAN antenna according to claim 5, wherein the circularly polarized antenna elements are arranged at substantially the same position on each of the plurality of signal lines . 前記複数の信号線上のそれぞれに略同じ位置で配置された円偏波アンテナ素子が、それぞれ旋回方向の異なる円偏波アンテナ素子であることを特徴とする請求項6に記載の無線LAN アンテナ。 The wireless LAN antenna according to claim 6, wherein the circularly polarized antenna elements arranged at substantially the same position on each of the plurality of signal lines are circularly polarized antenna elements having different turning directions . 前記複数の円偏波アンテナ素子の送受信の状態を制御する制御部を備えることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の無線LAN アンテナ。 The wireless LAN antenna according to claim 1, further comprising a control unit that controls a transmission / reception state of the plurality of circularly polarized antenna elements . 前記制御部が、前記複数の円偏波アンテナ素子の送受信の状態を切り換える制御回路であることを特徴とする請求項8に記載の無線LAN アンテナ。 The wireless LAN antenna according to claim 8 , wherein the control unit is a control circuit that switches a transmission / reception state of the plurality of circularly polarized antenna elements . 前記高周波線路が、グランド層と誘電体層とからなる基板上に複数の信号線を積層した高周波マイクロストリップ線路構造であり、前記制御部が、前記基板上に設けられた複数の信号線の接続状態を切り換える制御回路であることを特徴とする請求項8に記載の無線LAN アンテナ。 The high-frequency line has a high-frequency microstrip line structure in which a plurality of signal lines are stacked on a substrate composed of a ground layer and a dielectric layer, and the control unit connects a plurality of signal lines provided on the substrate. The wireless LAN antenna according to claim 8 , wherein the wireless LAN antenna is a control circuit for switching a state . 無線LAN 基地局と無線LAN 移動局との間で、無線LAN システム用高周波を伝送し合う無線LAN システムに用いられる無線LAN アンテナの制御方法であって、前記無線LAN アンテナが、グランド層に誘電体層と信号線とを順次積層した高周波マイクロストリップ線路構造を持つ高周波線路と、該高周波線路に配置された旋回方向が異なる複数の円偏波アンテナ素子とからなり、前記高周波線路が複数の高周波マイクロストリップ線路からなるとともに、前記円偏波アンテナ素子が前記複数の高周波マイクロストリップ線路上のそれぞれに略同じ位置で配置され、これら配置された円偏波アンテナ素子が、それぞれ旋回方向の異なる円偏波アンテナ素子であり、これら複数の円偏波アンテナ素子の送受信の状態を切り換えることによって通信状態を制御することを特徴とする無線LAN アンテナの制御方法。 A method of controlling a wireless LAN antenna used in a wireless LAN system that transmits high frequency for a wireless LAN system between a wireless LAN base station and a wireless LAN mobile station, wherein the wireless LAN antenna has a dielectric on a ground layer. a high-frequency line with the high-frequency micro-strip line structure in which sequentially laminating a layer and the signal line consists of a turning direction which is disposed in the high-frequency line is different circularly polarized wave antenna element, the transmission line a plurality of high-frequency micro The circularly polarized antenna elements are arranged at substantially the same position on each of the plurality of high frequency microstrip lines, and the circularly polarized antenna elements are arranged in circularly polarized waves having different turning directions. an antenna element, to control the communication state by switching the state of transmission and reception of the plurality of circularly polarized wave antenna element Control method for a wireless LAN antenna, characterized in that. 前記複数の円偏波アンテナ素子の送受信の状態の切り換えが、前記旋回方向が異なる少なくとも一対の円偏波アンテナ素子をセットで切り換えることを特徴とする請求項11に記載の無線LAN アンテナの制御方法。 The wireless LAN antenna control method according to claim 11 , wherein switching of the transmission / reception state of the plurality of circularly polarized antenna elements is performed by switching at least a pair of circularly polarized antenna elements having different turning directions as a set. . 請求項1〜10のいずれかの無線LAN アンテナが組み込まれた無線LAN 基地局用アンテナ。 An antenna for a wireless LAN base station in which the wireless LAN antenna according to any one of claims 1 to 10 is incorporated. 請求項1〜10のいずれかの無線LAN アンテナが組み込まれた無線LAN 移動局端末用アンテナ。 A wireless LAN mobile station terminal antenna incorporating the wireless LAN antenna according to claim 1 . 請求項1〜10のいずれかの無線LAN アンテナが組み込まれた端末用無線LAN カード。 A wireless LAN card for a terminal in which the wireless LAN antenna according to claim 1 is incorporated. 請求項1〜10のいずれかの無線LAN アンテナが組み込まれた、無線LAN 基地局用アンテナおよび/または無線LAN 移動局端末用アンテナとの間で無線通信網を形成する無線LAN システム。 A wireless LAN system for forming a wireless communication network with a wireless LAN base station antenna and / or a wireless LAN mobile station terminal antenna, wherein the wireless LAN antenna according to claim 1 is incorporated.
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