JP6132645B2 - 無線通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、偏波を用いた無線通信を行う無線通信装置に関する。

従来から、屋外の現場で撮影された映像や音声等のデータを放送局へ無線で伝送するために、ＦＰＵ（Field Pick-up Unit）とも呼ばれる可搬型の無線通信装置が用いられている。現場に持ち込まれた無線通信装置は三脚等の設置用構造物に設置され、テレビカメラ等から入力された映像等のデータを変調して放送局や基地局に設置された受信機に向けて送信する。

このような無線通信装置を用いた無線伝送にはマイクロ波帯やミリ波帯の電波が用いられるが、この場合、必要に応じて垂直偏波や水平偏波を用いた無線伝送が行われる。無線伝送に垂直偏波や水平偏波を用いる場合、送信機側の偏波面と受信機側の偏波面とを一致させる必要がある。そのため、無線通信装置には現場等において偏波面の変換を可能とするための偏波変換機構が必要となる。

例えば無線機本体にアンテナがバヨネットマウント等により着脱自在に取り付けられる構成の無線通信装置では、アンテナと無線機本体との間にツイストと呼ばれる導波管や変換板等の偏波変換アダプターを装着して偏波面を変換する構成が一般的である（例えば特許文献１参照）。

特開昭６２−８５５０１号公報

しかしながら、特許文献１に示す従来の無線通信装置では、偏波変換アダプターを着脱して偏波面を変換するようにしているので、撮影現場にまで偏波変換アダプターを携帯する必要があり、その管理が煩雑であった。

また、アンテナと無線機本体との間に偏波変換アダプターを装着する構成では、特に偏波変換アダプターとしてツイストと呼ばれる導波管を用いた場合に、電波が減衰されるという問題点もあった。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、偏波変換アダプターを用いることなく偏波面を容易に変換することができる無線通信装置を提供することにある。

本発明の無線通信装置は、アンテナを支持するマウントと設置用構造物への取付け部とを備える外部筐体と、アンテナ接続部を介して前記アンテナに接続される無線通信回路部を備え、前記外部筐体に収容される内部構造体と、を有する無線通信装置であって、
前記内部構造体が、前記アンテナ接続部を通る偏波が所定の向きとなる第一姿勢と該第一姿勢に対して偏波が回転する方向に９０度回転した第二姿勢との何れの姿勢でも前記外部筐体に収容可能であり、
前記内部構造体を第一姿勢と第二姿勢との何れの姿勢でも前記外部筐体に固定可能な締結手段を有し、
前記外部筐体の前記マウントが設けられる前面壁の内面に前記内部構造体が固定され、前記前面壁が前記締結手段により前記外部筐体に固定され、前記締結手段を取り外すことにより前記内部構造体を前記外部筐体から取り出すことができるとともに、前記内部構造体を第一姿勢と第二姿勢との何れの姿勢で前記外部筐体に収容しても前記締結手段により前記前面壁を前記外部筐体に固定可能であることを特徴とする。

本発明の無線通信装置は、上記構成において、前記内部構造体にユーザインターフェース部が設けられた回転枠が該内部構造体に対して偏波が回転する方向に相対回転自在に連結され、前記内部構造体の前記外部筐体への収容姿勢に拘わらず前記ユーザインターフェース部を前記外部筐体に対して所定の姿勢に維持可能であるのが好ましい。

本発明の無線通信装置は、上記構成において、前記回転枠に位置決め孔が設けられ、前記外部筐体の内面に前記位置決め孔に係合して前記回転枠を前記外部筐体内で位置決めする位置決めピンが設けられるのが好ましい。

本発明の無線通信装置は、上記構成において、前記回転枠にファンが取り付けられるのが好ましい。

本発明によれば、内部構造体を第一姿勢と第一姿勢に対して偏波が回転する方向に９０度回転した第二姿勢との何れの姿勢でも外部筐体に収容することができるようにしたので、内部構造物の収容姿勢を第一姿勢から第二姿勢または第二姿勢から第一姿勢に変えることで、偏波変換アダプターを用いることなく偏波面を容易に変換することができる。

本発明の一実施の形態である無線通信装置の使用状態を示す説明図である。 図１に示す無線機本体の底面図である。 図１に示す無線機本体の正面図である。 図１に示す無線機本体の背面図である。 図１に示す無線機本体の内部構造体を外部筐体の半断面とともに示す側面図である。 （ａ）〜（ｃ）は図５に示すユーザインターフェース部の回転構造を模式的に示す説明図である。 外部筐体への内部構造体の支持構造を模式的に示す説明図である。 （ａ）〜（ｄ）は無線機本体の偏波面を切り替える手順を模式的に示す説明図である。 図１に示す無線通信装置の変形例を模式的に示す分解斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して例示説明する。

図１に示す本発明の一実施の形態である無線通信装置１はＦＰＵ（Field Pick-up Unit）とも呼ばれる可搬型の無線通信装置１であり、屋外の撮影現場等において三脚等の設置用構造物２に設置されて使用される。本実施の形態においては、無線通信装置１は送信機に構成されており、図示しないテレビカメラ等から入力される映像や音声のデータを変調し、ミリ波帯の電波を用いて基地局や放送局等に設置された受信機に向けて送信する。

この無線通信装置１は無線機本体３とアンテナ４とを有している。

図２〜図４に示すように、無線機本体３は外部筐体１０を有し、この外部筐体１０は、それぞれ長方形に形成された天面壁１０ａ、一対の側面壁１０ｂおよび底面壁１０ｃ、それぞれ正方形に形成された前面壁１０ｄおよび背面壁１０ｅを備えた直方体形状となっている。図２に示すように、底面壁１０ｃには取付け部１１が設けられ、この取付け部１１において無線機本体３は設置用構造物２に取り付けられるようになっている。なお、無線機本体３を設置用構造物２に取り付ける構成としては、取付け部１１を底面壁１０ｃに設ける構成に限らず、例えば外部筐体１０の両側面壁１０ｂにそれぞれ取付け部１１を設けて無線機本体３の側面を設置用構造物２により二点支持する構成とするなど、無線通信装置１を設置用構造物２に支持させることができるものであれば種々の構成を採用することができる。

アンテナ４はパラボラアンテナとなっており、パラボラ部４ａと輻射部４ｂとを有している。アンテナ４は輻射部４ｂにおいて無線機本体３の前面壁１０ｄに設けられたバヨネット式のマウント１２に取り付けられ、このマウント１２により支持されて無線機本体３から出力された電波を輻射部４ｂからパラボラ部４ａを介して所定の方向に向けて輻射する。なお、アンテナ４としては、パラボラアンテナに限らず、例えば電磁ホーンアンテナなど、種々のアンテナを用いることができる。

外部筐体１０の背面壁１０ｅにはユーザインターフェース部２０が設けられている。このユーザインターフェース部２０は、メーター２１、各種スイッチ２２ａ，２２ｂ、外部入力コネクタ２３ａ，２３ｂ、各種インジケータランプ２４ａ〜２４ｃ等を備えている。このユーザインターフェース部２０においてテレビカメラ等の外部機器との接続や各種操作を行うことができる。なお、ユーザインターフェース部２０は上記のメーター２１等に限らず、その操作や接続等に必要なものであれば種々の機器を設けることができる。

図５に示すように、無線機本体３は外部筐体１０の内部に内部構造体３０を収容した構造となっている。この内部構造体３０は１つのユニットとして構成されており、外部筐体１０から取り出すことができるようになっている。

内部構造体３０は枠体３１を有しており、この枠体３１は外部筐体１０の前面壁１０ｄの内面に固定されている。枠体３１には無線通信回路部３２とアンテナ接続部３３とが固定されている。無線通信回路部３２は回路部本体３２ａとこれに図示しない配線により接続された一対の基板３２ｂ，３２ｃとを備えている。アンテナ接続部３３は回路部本体３２ａに接続されるとともに、図３に示すように、その先端部は前面壁１０ｄに設けられたマウント１２の開口に配置されている。マウント１２にアンテナ４が取り付けられると、回路部本体３２ａがアンテナ接続部３３を介してアンテナ４の輻射部４ｂに接続される。

アンテナ接続部３３は回路部本体３２ａとアンテナ４との間でＲＦ信号（Radio Frequency）を流す中空導波管として構成されており、図３に示すように、そのアンテナ４側の端部には長方形に形成された導波開口３３ａが開口している。図示する場合では、無線機本体３は水平偏波を出力する設計とされており、無線機本体３が底面壁１０ｃを下向きとし、天面壁１０ａを上向きとした姿勢で設置用構造物２に設置されると、導波開口３３ａは長辺が水平方向を向く水平姿勢とされる。この状態で無線通信装置１が出力する偏波は水平偏波となる。

外部筐体１０の前面壁１０ｄが取り付けられる一端側には、その側面壁１０ｂの四隅（図５中には２つのみを示す）においてブロック部材１３が固定されている。一方、外部筐体１０の前面壁１０ｄの四隅には相通孔が設けられ、図３に示すように、これらの挿通孔に挿通された締結手段としての雄ねじ１４がブロック部材１３に設けられた雌ねじ１３ａにねじ結合されることにより、前面壁１０ｄは外部筐体１０に固定されている。そして、これらの雄ねじ１４をブロック部材１３から取り外すことにより、前面壁１０ｄを外部筐体１０から取り外して、この前面壁１０ｄとともに内部構造体３０を外部筐体１０から取り出すことができるようになっている。

なお、雄ねじ１４としては、工具等を用いることなく着脱可能なように、蝶ねじ等を用いることもできる。また、前面壁１０ｄを外部筐体１０に固定できるものであれば、締結手段として、雌ねじ１３ａにねじ結合する雄ねじ１４に代えて、例えばクリップ等の他の部材を用いることもできる。さらに、前面壁１０ｄを嵌め込み構造等の他の構造により外部筐体１０に固定する構成とすることもできる。

内部構造体３０を構成する枠体３１の後端部分には前面壁１０ｄと平行な矩形の後端壁３１ａが設けられ、この後端壁３１ａには回転枠３４が連結されている。この回転枠３４は後端壁３１ａに重ねて配置される矩形の連結壁３４ａを有している。連結壁３４ａはアンテナ接続部３３に設けられた導波開口３３ａの軸心と同軸に配置された枢軸３５により、後端壁３１ａに対して相対回動自在に連結されている。また、連結壁３４ａには枢軸３５を中心とした円弧状の案内溝３６が設けられている。案内溝３６は枢軸３５を中心として９０度の範囲で延びており、この案内溝３６には後端壁３１ａに固定された突起３７が配置されている。このような構成により、図６に示すように、回転枠３４は内部構造体３０に対して枢軸３５を中心として９０度の範囲で相対回転することができる。この回転枠３４の内部構造体３０に対する回転方向は、アンテナ接続部３３を通る偏波が回転する方向に一致している。

回転枠３４は、連結壁３４ａとこれに間隔を空けて平行に並ぶ正方形の装着壁３４ｂとを上下の連結壁３４ｃ，３４ｄで連結した構成となっており、その装着壁３４ｂには前述のユーザインターフェース部２０を構成するメーター２１、各種スイッチ２２ａ，２２ｂ、外部入力コネクタ２３ａ，２３ｂおよび各種インジケータランプ２４ａ〜２４ｃが取り付けられている。これらの部材は外部筐体１０の背面壁１０ｅに設けられた開口から外部に露出してユーザインターフェース部２０を構成している。また、回転枠３４の下側の連結壁３４ｄには排気用のファン３８が取り付けられている。図２に示すように、ファン３８は外部筐体１０の底面壁１０ｃに設けられた排気口１５に面しており、無線通信回路部３２等が外部筐体１０の内部で発生する熱を外部に排気することができる。このファン３８の排気口１５は無線機本体３の底面壁１０ｃに設けられ、この無線通信装置１が設置されたときに下方に向けられるようになっているので、この無線通信装置１の使用時に、この排気口１５からの雨水等が侵入することを最小限に抑えることができる。

図７に模式的に示すように、回転枠３４の装着壁３４ｂには一対の位置決め孔３９ａ，３９ｂが設けられ、これらの位置決め孔３９ａ，３９ｂに対応して外部筐体１０の背面壁１０ｅの内面には一対の位置決めピン１６ａ，１６ｂが設けられている。内部構造体３０が外部筐体１０の内部に収容されると、回転枠３４の装着壁３４ｂが外部筐体１０の背面壁１０ｅの内面に対向し、回転枠３４の装着壁３４ｂに設けられた位置決め孔３９ａ，３９ｂに背面壁１０ｅに設けられた位置決めピン１６ａ，１６ｂが係合する。これにより、回転枠３４は外部筐体１０の内部で位置決めされるので、ユーザインターフェース部２０は精度よく所定の位置に配置させて、ユーザインターフェース部２０の視認性および操作性を高めることができる。また、内部構造体３０は、その長手方向の一端側において前面壁１０ｄに固定されるとともに、他端側において回転枠３４が背面壁１０ｅに位置決め支持されるので、前面壁１０ｄと背面壁１０ｅとの間で内部構造体３０を外部筐体１０の内部に確実に支持することができる。

なお、位置決め孔３９ａ，３９ｂと位置決めピン１６ａ，１６ｂを設ける位置やこれらの個数ないし本数は任意に設定することができる。

次に、この無線通信装置１の偏波面を切り換える手順について説明する。

図８（ａ）に示すように、通常状態では、無線機本体３は、そのアンテナ接続部３３の先端に設けられる導波開口３３ａが垂直方向に対して水平方向が長い水平配置となるように、内部構造体３０は第一姿勢で外部筐体１０の内部に収容されている。この状態では、無線機本体３の偏波面は水平に設定され、アンテナ４から水平偏波が出力される。

一方、本発明の無線通信装置１では、必要に応じて、水平偏波に設計された無線機本体３を、その内部構造体３０の外部筐体１０への収容姿勢を９０度回転させることにより、偏波面を平行から垂直に切り換えることができる。

図８（ｂ）に示すように、内部構造体３０は、外部筐体１０の前面壁１０ｄの雄ねじ１４を取り外すことで、前面壁１０ｄとともに外部筐体１０からスライド式に取り出すことができる。

次に、図８（ｃ）に示すように、外部筐体１０から取り出した内部構造体３０をその軸心つまりアンテナ接続部３３の導波開口３３ａの軸心を中心として９０度回転させる。この回転方向は偏波が回転する方向である。

また、このとき、内部構造体３０に対して回転枠３４を、内部構造体３０自体の回転方向とは反対方向に９０度相対回転させる。これにより、図６からも解るように、外部筐体１０に対して内部構造体３０を９０度回転させても、回転枠３４つまりユーザインターフェース部２０を外部筐体１０に対して回転させずに同一の姿勢に維持することができる。

このように外部筐体１０から引き出した内部構造体３０を９０度回転させて外部筐体１０にスライド式に挿入することで、図８（ｄ）に示すように、内部構造体３０は、元の第一姿勢に対して偏波が回転する方向に９０度回転した第二姿勢で外部筐体１０に収容される。これにより、アンテナ接続部３３に設けられる導波開口３３ａは長辺が垂直方向を向く垂直配置とされ、偏波面は垂直に切り換えられる。このように、外部筐体１０に対して内部構造体３０を９０度回転させて収容することにより、この無線通信装置１の電波を水平偏波から垂直偏波に容易に切り換えることができる。

外部筐体１０の前面壁１０ｄは正方形に形成され、その四隅において雄ねじ１４により外部筐体１０にねじ止めされる構成であるので、内部構造体３０とともに９０度回転されても、回転前と同様に、雄ねじ１４を雌ねじ１３ａにねじ結合して外部筐体１０に固定することができる。つまり、内部構造体３０とともに外部筐体１０から取り外された前面壁１０ｄを９０度回転させて外部筐体１０に固定することにより、内部構造体３０を第一姿勢から第二姿勢にまで精度よく９０度回転させることができる。

反対に、再度雄ねじ１４を取り外して内部構造体３０を外部筐体１０から取り出し、内部構造体３０を第二姿勢から第一姿勢に向けて上記とは逆方向に９０度回転させ、外部筐体１０にスライド式に挿入することで、図８（ａ）に示すように、内部構造体３０を元の第一姿勢として外部筐体１０に収容して、この無線通信装置１の電波を垂直偏波から水平偏波に容易に戻すことができる。この場合においても、前面壁１０ｄを内部構造体３０の第一姿勢に対応した元の姿勢で外部筐体１０に固定することにより、内部構造体３０を精度よく第一姿勢で外部筐体１０の内部に固定することができる。

回転枠３４を内部構造体３０に対して相対回転させることにより外部筐体１０に対するユーザインターフェース部２０の姿勢を回転前後で同一に維持することができるので、回転枠３４に設けられるメーター２１、各種スイッチ２２ａ，２２ｂ、外部入力コネクタ２３ａ，２３ｂおよび各種インジケータランプ２４ａ〜２４ｃを横向きとせずに、正規の向きで配置することができる。したがって、内部構造体３０を９０度回転させた姿勢で外部筐体１０に収容して偏波面を水平から垂直に切り替える構成としても、メーター２１の視認性を維持し、また各種スイッチ２２ａ，２２ｂの操作性を維持することができるなど、ユーザインターフェース部２０の操作性や接続性を良好に維持することができる。

また、外部筐体１０の内部の熱気を放出する排気用のファン３８を回転枠３４に取り付けるようにしたので、内部構造体３０を９０度回転させた姿勢で外部筐体１０に収容して偏波面を水平から垂直に切り替える構成としても、ファン３８を常に外部筐体１０の下方に向けた姿勢とすることができる。これにより、内部構造体３０の姿勢に拘わらず外部筐体１０の底面壁１０ｃに設けられた排気口１５にファン３８を配置することができるので、排気口１５からの雨水等の侵入を最小限に抑えることができる。なお、ファン３８は排気用に限らず吸気用とすることもできる。

図９は図１に示す無線通信装置の変形例を模式的に示す分解斜視図である。なお、図９においては前述した部材に対応する部材に同一の符号を付してある。

この変形例では、内部構造体３０はケース４０の内部に無線通信回路部３２とアンテナ接続部３３とを収容した構成となっている。つまり、無線通信回路部３２とアンテナ接続部３３はケース４０に密閉され、その周波数等を調整することができない構成となっている。また、アンテナ４はアンテナ接続部３３に一体的に接続されており、他のアンテナ等に交換できない構成とされている。

この変形例では、内部構造体３０はアンテナ４と一体に外部筐体１０から取り出され、また、その内部構造体３０の構成つまり無線通信回路部３２やアンテナ接続部３３はケース４０により密閉収容されているので、この無線通信装置１を電波法令に基づく技術基準適合証明を受けた特定小電力無線局として構成することができる。したがって、偏波面の切り替えのために外部筐体１０から内部構造体３０を取り出し可能な構成としても、この無線通信装置１を、電波法による無線局の免許が不要な特定小電力無線局に構成して、その利用範囲を広げることができる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、前記実施の形態においては、無線機本体３は水平偏波を出力する設計のものとされているが、無線機本体３は垂直偏波を出力する設計のものとすることもできる。

また、前記実施の形態においては、無線通信装置１を送信機に構成した場合を示しているが、本発明の無線通信装置１は受信機として構成することもできる。この場合、無線通信回路部３２はアンテナ接続部３３を介してアンテナ４から入力されたデータを復調して外部に出力する構成とされる。

さらに、前記実施の形態においては、外部筐体１０は前面壁１０ｄと背面壁１０ｅが正方形とされた直方体形状とされているが、これに限らず、内部構造体３０を９０度回転させた姿勢で収容できるものであれば、種々の形状とすることができる。特に、前面壁１０ｄが、例えば断面円形など、その軸心を中心として９０度回転したときに同一形状となる形状であるものが好ましい。

さらに、前記実施の形態においては、ミリ波帯の電波を使用する無線通信装置１に本願発明を適用した場合を示しているが、これに限らず、アンテナ接続部３３が導波管構造のマイクロ波帯の無線通信装置にも本発明を適用することができる。

さらに、回転枠３４の位置決め構造としては、図７に示すような位置決め孔３９ａ，３９ｂと位置決めピン１６ａ，１６ｂを用いた構成に限らず、例えば、外部筐体１０の内面に設けたガイドレールにより内部構造体３０を支持する構成とするなど、他の構成を用いることもできる。

さらに、前記実施の形態においては、無線通信装置１は無線機本体３とアンテナ４とを有した構成となっているが、無線通信装置１を無線機本体３のみで構成し、種々の種類のアンテナ４を別途取り付けることができる構成としてもよい。

１ 無線通信装置
２ 設置用構造物
３ 無線機本体
４ アンテナ
４ａ パラボラ部
４ｂ 輻射部
１０ 外部筐体
１０ａ 天面壁
１０ｂ 側面壁
１０ｃ 底面壁
１０ｄ 前面壁
１０ｅ 背面壁
１１ 取付け部
１２ マウント
１３ ブロック部材
１３ａ 雌ねじ
１４ 雄ねじ
１５ 排気口
１６ａ，１６ｂ 位置決めピン
２０ ユーザインターフェース部
２１ メーター
２２ａ，２２ｂ スイッチ
２３ａ，２３ｂ 外部入力コネクタ
２４ａ〜２４ｃ インジケータランプ
３０ 内部構造体
３１ 枠体
３１ａ 後端壁
３２ 無線通信回路部
３２ａ 回路部本体
３２ｂ，３２ｃ 基板
３３ アンテナ接続部
３３ａ 導波開口
３４ 回転枠
３４ａ 連結壁
３４ｂ 装着壁
３４ｃ，３４ｄ 連結壁
３５ 枢軸
３６ 案内溝
３７ 突起
３８ ファン
３９ａ，３９ｂ 位置決め孔
４０ ケース

Claims (4)

1. アンテナを支持するマウントと設置用構造物への取付け部とを備える外部筐体と、アンテナ接続部を介して前記アンテナに接続される無線通信回路部を備え、前記外部筐体に収容される内部構造体と、を有する無線通信装置であって、
   前記内部構造体が、前記アンテナ接続部を通る偏波が所定の向きとなる第一姿勢と該第一姿勢に対して偏波が回転する方向に９０度回転した第二姿勢との何れの姿勢でも前記外部筐体に収容可能であり、
   前記内部構造体を第一姿勢と第二姿勢との何れの姿勢でも前記外部筐体に固定可能な締結手段を有し、
   前記外部筐体の前記マウントが設けられる前面壁の内面に前記内部構造体が固定され、前記前面壁が前記締結手段により前記外部筐体に固定され、前記締結手段を取り外すことにより前記内部構造体を前記外部筐体から取り出すことができるとともに、前記内部構造体を第一姿勢と第二姿勢との何れの姿勢で前記外部筐体に収容しても前記締結手段により前記前面壁を前記外部筐体に固定可能であることを特徴とする無線通信装置。
2. 前記内部構造体にユーザインターフェース部が設けられた回転枠が該内部構造体に対して偏波が回転する方向に相対回転自在に連結され、前記内部構造体の前記外部筐体への収容姿勢に拘わらず前記ユーザインターフェース部を前記外部筐体に対して所定の姿勢に維持可能であることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記回転枠に位置決め孔が設けられ、前記外部筐体の内面に前記位置決め孔に係合して前記回転枠を前記外部筐体内で位置決めする位置決めピンが設けられることを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
4. 前記回転枠にファンが取り付けられることを特徴とする請求項２または３に記載の無線通信装置。

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