JP7483456B2 - Communication device, communication system and control method - Google Patents
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Description
本出願は、通信機器、通信システムおよび制御方法に関する。 This application relates to a communication device, a communication system, and a control method.
物品等に装着されている記録手段から非接触通信によって情報の送受信を行うことが知られている。特許文献1には、物品の管理情報を記憶する記憶手段と、この記憶手段を付した物品を収納する収納体に設けられ、誘導磁界を発生させるアンテナと、このアンテナを介して記憶手段との間で非接触により通信を行うリーダ/ライタ装置とを有する非接触通信システムが開示されている。
It is known to transmit and receive information by non-contact communication from a recording means attached to an item or the like.
従来の非接触通信では、収納体に収納せずに、複数の記録手段等を異なる場所に配置する場合がある。このため、従来の通信機器には、異なる位置にある複数の通信機器との間の無線通信を改善する余地があった。 In conventional non-contact communication, multiple recording means, etc. may be placed in different locations, rather than stored in a storage body. For this reason, conventional communication devices have room for improvement in wireless communication between multiple communication devices in different locations.
態様の1つに係る通信機器は、送信信号の給電が可能なように構成される送信端子、受信信号を供給が可能なように構成される受信端子、を各々が有する複数のアンテナと、複数の外部の通信機器との無線通信を制御するように構成される制御部と、前記複数のアンテナの前記送信端子のいずれかを前記制御部に接続可能に構成され、前記複数のアンテナの前記受信端子のいずれかを前記制御部に接続可能に構成される接続部と、を備え、前記複数のアンテナの一つの前記送信端子は、前記複数のアンテナの他の前記アンテナの前記受信端子との間のアイソレーションが確保されるように配置されている。 A communication device according to one aspect includes a plurality of antennas, each having a transmitting terminal configured to be capable of feeding a transmitting signal and a receiving terminal configured to be capable of supplying a receiving signal, a control unit configured to control wireless communication with a plurality of external communication devices, and a connection unit configured to be capable of connecting any of the transmitting terminals of the plurality of antennas to the control unit and any of the receiving terminals of the plurality of antennas to the control unit, and the transmitting terminal of one of the plurality of antennas is arranged so as to ensure isolation between the transmitting terminal of the other of the plurality of antennas.
態様の1つに係る通信システムは、第1通信機器と、前記第1通信機器との間で無線通信が可能なように構成される複数の第2通信機器と、を有し、前記第1通信機器は、送信信号の給電が可能なように構成される送信端子、受信信号を供給が可能なように構成される受信端子、を各々が有する複数のアンテナと、複数の外部の通信機器との無線通信を制御するように構成される制御部と、前記複数のアンテナの前記送信端子のいずれかを前記制御部に接続可能に構成され、前記複数のアンテナの前記受信端子のいずれかを前記制御部に接続可能に構成される接続部と、を備え、前記複数のアンテナの一つの前記送信端子は、前記複数のアンテナの他の前記アンテナの前記受信端子との間のアイソレーションが確保されるように配置されている。 A communication system according to one aspect includes a first communication device and a plurality of second communication devices configured to be capable of wireless communication with the first communication device, the first communication device including a plurality of antennas each having a transmission terminal configured to be capable of feeding a transmission signal and a reception terminal configured to be capable of supplying a reception signal, a control unit configured to control wireless communication with a plurality of external communication devices, and a connection unit configured to be able to connect any of the transmission terminals of the plurality of antennas to the control unit and to be able to connect any of the reception terminals of the plurality of antennas to the control unit, the transmission terminal of one of the plurality of antennas being arranged so as to ensure isolation between the reception terminals of the other of the plurality of antennas.
態様の1つに係る制御方法は、送信信号の給電が可能なように構成される送信端子、受信信号を供給が可能なように構成される受信端子、を各々が有する複数のアンテナと、複数の外部の通信機器との無線通信を制御するように構成される制御部と、前記複数のアンテナの前記送信端子のいずれかを前記制御部に接続可能に構成され、前記複数のアンテナの前記受信端子のいずれかを前記制御部に接続可能に構成される接続部と、を備え、前記複数のアンテナの一つの前記送信端子は、前記複数のアンテナの他の前記アンテナの前記受信端子との間のアイソレーションが確保されるように配置されている、通信機器の制御方法であって、前記制御部は、前記接続部を介して接続している前記送信端子および前記受信端子の少なくとも一方を変更して送信および受信を試行する。 The control method according to one aspect is a method for controlling a communication device, comprising: a plurality of antennas, each having a transmitting terminal configured to be capable of feeding a transmitting signal and a receiving terminal configured to be capable of feeding a receiving signal; a control unit configured to control wireless communication with a plurality of external communication devices; and a connection unit configured to be capable of connecting any of the transmitting terminals of the plurality of antennas to the control unit and any of the receiving terminals of the plurality of antennas to the control unit, wherein the transmitting terminal of one of the plurality of antennas is arranged so as to ensure isolation from the receiving terminals of the other of the plurality of antennas, and the control unit attempts transmission and reception by changing at least one of the transmitting terminal and the receiving terminal connected via the connection unit.
本出願に係る通信システムを実施するための複数の実施形態を、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の説明において、同様の構成要素について同一の符号を付すことがある。さらに、重複する説明は省略することがある。 Several embodiments for implementing the communication system according to the present application will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, similar components may be given the same reference numerals. Furthermore, duplicate descriptions may be omitted.
[通信システムの一例]
図1および図2は、実施形態に係る通信システムの一例を説明するための図である。図1および図2に示すように、通信システム1000は、第1通信機器1と、複数の第2通信機器500-1,500-2,500-3と、を有する。第1通信機器1は、例えば、親機である。第2通信機器500-1,500-2,500-3は、例えば、相異なる位置にある子機である。第1通信機器1は、複数の第2通信機器500-1,500-2,500-3と無線通信が可能なように構成されている。第1通信機器1は、複数の第2通信機器500-1,500-2,500-3から情報を収集する機能を有する。
[An example of a communication system]
1 and 2 are diagrams for explaining an example of a communication system according to an embodiment. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the
図1に示す一例では、通信システム1000は、第1通信機器1がアンテナ10-1から送信信号を含む電磁波を放射し、複数の第2通信機器500からの受信信号を含む電磁波をアンテナ10-1で受信するように構成されることを示している。複数の第2通信機器500は、アンテナ10-1から送信信号を含む電磁波を受けると、当該電磁波が第2通信機器500内の電気回路に応じた変調がなされてバックスキャッタするように構成される。このバックスキャッタした電磁波は、受信信号を含む。受信信号は、センサ情報を含む。図2に示す一例では、通信システム1000は、第1通信機器1がアンテナ10-2から送信信号を含む電磁波を放射し、複数の第2通信機器500からの受信信号を含む電磁波をアンテナ10-1で受信するように構成されることを示している。このように、通信システム1000は、アンテナ10-1とアンテナ10-2とを切り替えて用いることで、異なる位置にある複数の第2通信機器500との間の無線通信を改善可能としている。
In the example shown in FIG. 1, the
以下では、アンテナ10-1,アンテナ10-2を特に区別しない場合、アンテナ10-1,アンテナ10-2は、「アンテナ10」と記載する。本実施形態では、通信システム1000は、2つのアンテナ10-1,アンテナ10-2を有する場合について説明するが、これに限定されない。通信システム1000は、3つ以上の個数のアンテナ10を有してもよい。
In the following, when there is no particular distinction between antennas 10-1 and 10-2, antennas 10-1 and 10-2 will be referred to as "
以下では、第2通信機器500-1,500-2,500-3を特に区別しない場合、第2通信機器500-1,500-2,500-3は、「第2通信機器500」と記載する。本実施形態では、通信システム1000は、3つの第2通信機器500-1,500-2,500-3を有する場合について説明するが、これに限定されない。通信システム1000は、3つ以外の個数の複数の第2通信機器500を有してもよい。
In the following, when there is no particular distinction between the second communication devices 500-1, 500-2, and 500-3, the second communication devices 500-1, 500-2, and 500-3 will be described as "
[第2通信機器の一例]
図1および図2に示すように、第2通信機器500は、例えば、センサ510と、通信部520と、制御部530と、を有する。制御部530は、センサ510および通信部520に電気的に接続されている。第2通信機器500は、例えば、第1通信機器1に対して各種情報を提供可能な通信機器を含む。第2通信機器500は、例えば、RF(Radio Frequency)タグ等であってもよい。
[An example of a second communication device]
1 and 2, the
センサ510は、例えば、速度センサ、振動センサ、加速度センサ、回転角センサ、角速度(ジャイロ)センサ、地磁気センサ、マグネットセンサ、温度センサ、湿度センサ、気圧センサ、光センサ、照度センサ、UVセンサ、ガスセンサ、ガス濃度センサ、雰囲気センサ、レベルセンサ、匂いセンサ、圧力センサ、空気圧センサ、接点センサ、風力センサ、赤外線センサ、人感センサ、変位量センサ、画像センサ、重量センサ、煙センサ、漏液センサ、バイタルセンサ、バッテリ残量センサ、超音波センサ又はGPS(Global Positioning System)信号の受信装置等を含んでよい。センサ510は、センシング結果を示すセンサ情報を制御部530に供給可能である。
The
通信部520は、アンテナ521を有する。通信部520は、アンテナ521を介して電波を受信し、受信データを制御部530に供給可能である。通信部520は、制御部530の制御により、アンテナ521から電波を送出可能である。
The
制御部530は、演算処理装置である。演算処理装置は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、SoC(System-on-a-Chip)、MCU(Micro Control Unit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、及びコプロセッサを含むが、これらに限定されない。制御部530は、例えば、第2通信機器500の内部の記憶装置に記憶されているプログラムを実行することで、第2通信機器500の動作を統括的に制御して各種の機能を実現するように構成される。制御部530は、第1通信機器1から送信指令を受けると、指令対象の情報を含む応答信号を示す電波を放射するように通信部520を制御可能である。応答信号は、第2通信機器500を識別可能な情報を含みうる。制御部530は、第1通信機器1から停止指令を受けると、アンテナ521からの電波の送出を停止する処理を実行する。
The
以上、本実施形態に係る第2通信機器500の構成例について説明した。なお、図1および図2を用いて説明した上記の構成はあくまで一例であり、本実施形態に係る第2通信機器500の構成は係る例に限定されない。本実施形態に係る第2通信機器500の構成は、仕様や運用に応じて柔軟に変形可能である。
A configuration example of the
[第1通信機器の構成例]
図1および図2に示すように、第1通信機器1は、例えば、複数の第2通信機器500から各種情報を収集するように構成される通信機器を含む。第1通信機器1は、複数のアンテナ10-1,10-2と、接続部11と、記憶部12と、制御部13と、送信部14と、受信部15と、キャンセル部16と、を有する。制御部13は、接続部11、記憶部12、送信部14、受信部15およびキャンセル部16に電気的に接続されている。
[Configuration Example of First Communication Device]
1 and 2, the
本実施形態では、第1通信機器1は、2つのアンテナ10-1,10-2を有する場合について説明するが、これに限定されない。第1通信機器1のアンテナ10の数は、1つであってよいし、3つ以上であってよい。
In this embodiment, the
[アンテナの構成例]
図3は、実施形態に係るアンテナ10の一例を示す斜視図である。図4は、図3に示すL1-L1線に沿ったアンテナ10の断面図である。図5は、図3に示すアンテナ10の一部を分解した斜視図である。図6は、図3に示すアンテナ10のブロック図である。図7は、図3に示す放射導体の構成を説明する平面図である。
[Antenna configuration example]
Fig. 3 is a perspective view showing an example of an
図3および図4に示すように、アンテナ10は、基体120と、放射導体130と、グラウンド導体140と、第1接続導体155と、第2接続導体156と、第3接続導体157と、第4接続導体158とを含む。アンテナ10は、給電線150と、回路基板160とを含む。放射導体130、グラウンド導体140および給電線150は、アンテナ素子111として機能する。給電線150は、第1給電線151と、第2給電線152と、第3給電線153と、第4給電線154とを含む。図3に示すアンテナ10が含む第1接続導体155~第4接続導体158の各々の数は、2つである。ただし、アンテナ10が含む第1接続導体155~第4接続導体158の各々の数は、1つであってよいし、3つ以上であってよい。
3 and 4, the
アンテナ素子111は、所定の共振周波数で発振可能に構成される。アンテナ素子111が所定の共振周波数で発振することにより、アンテナ10は、電磁波を放射するように構成される。アンテナ10は、アンテナ素子111の少なくとも1つの共振周波数帯のうちの少なくとも1つを動作周波数としうる。アンテナ10は、動作周波数の電磁波を放射しうる。動作周波数の波長は、アンテナ10の動作周波数における電磁波の波長である動作波長となりうる。
The
アンテナ素子111は、z軸の正方向からアンテナ素子111のxy平面に略平行な面に入射する所定周波数の電磁波に対して、後述のように、人工磁気壁特性(Artificial Magnetic Conductor Character)を示すように構成される。本開示において「人工磁気壁特性」は、動作周波数における入射波と反射波との位相差が0度となる面の特性を意味する。人工磁気壁特性を有する面では、動作周波数帯において、入射波と反射波の位相差が-90度~+90度となる。動作周波数帯は、人工磁気壁特性を示す共振周波数と動作周波数とを含む。
The
アンテナ素子111が上述の人工磁気壁特性を示すことにより、図5に示すように、アンテナ10のz軸の負方向側に回路基板160の後述のグラウンド導体165を位置させても、アンテナ10の放射効率が維持され得る。
Since the
基体120は、例えば、セラミック材料、および樹脂材料のいずれかを組成として含みうる。セラミック材料は、酸化アルミニウム質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、ガラスセラミック焼結体、ガラス母材中に結晶成分を析出させた結晶化ガラス、および雲母もしくはチタン酸アルミニウム等の微結晶焼結体を含む。樹脂材料は、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、および液晶ポリマー等の未硬化物を硬化させたものを含む。
The
基体120は、放射導体130、グラウンド導体140、および給電線150と接する。基体120は、放射導体130の形状に応じた形状であってよい。基体120は、略正四角柱であってよい。基体120は、上面121および下面122を含む。上面121および下面122の各々は、略正四角柱である基体120の上面および底面の各々でありうる。上面121および下面122は、xy平面に略平行でありうる。上面121および下面122の各々は、略正方形でありうる。略正方形である上面121および下面122の2つの対角線のうちの一方の対角線は、x方向に沿う。当該2つの対角線のうちの他方の対角線は、y方向に沿う。上面121は、下面122よりも、z軸の正方向側に位置する。
The
放射導体130は、共振器として機能する。放射導体130は、例えば、金属材料、金属材料の合金、金属ペーストの硬化物、および導電性高分子のいずれかを組成として含みうる。金属材料は、銅、銀、パラジウム、金、白金、アルミニウム、クロム、ニッケル、カドミウム鉛、セレン、マンガン、錫、バナジウム、リチウム、コバルト、およびチタン等を含む。合金は、複数の金属材料を含む。金属ペースト剤は、金属材料の粉末を有機溶剤、およびバインダとともに混練したものを含む。バインダは、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂を含む。導電性ポリマーは、ポリチオフェン系ポリマー、ポリアセチレン系ポリマー、ポリアニリン系ポリマー、ポリピロール系ポリマー等を含む。
The radiating
図3に示すように、放射導体130は、基体120の上面121に位置しうる。放射導体130は、xy平面に沿って広がる。放射導体130は、第1接続導体155~第4接続導体158を容量的に接続するように構成される。放射導体130は、xy平面において周囲を第1接続導体155~第4接続導体158によって囲まれる。
As shown in FIG. 3, the radiating
放射導体130は、例えば第1給電線151および第3給電線153の各々から互いに逆相の電気信号が供給されることにより、y方向に共振しうる。放射導体130がy方向に共振する際、放射導体130からは、第1接続導体155がy軸の負方向側に位置する電気壁として観え、第3接続導体157がy軸の正方向側に位置する電気壁として観える。放射導体130がy方向に共振する際、放射導体130からは、x軸の正方向側が磁気壁として観え、x軸の負方向側が磁気壁として観える。放射導体130がy方向に共振する際、放射導体130がこの2つの電気壁と2つの磁気壁とによって囲まれることにより、アンテナ10は、z軸の正方向側からアンテナ10に含まれるxy平面に入射する所定周波数の電磁波に対して人工磁気壁特性を示す。
The
放射導体130は、例えば第2給電線152および第4給電線154の各々から互いに逆相の電気信号が供給されることにより、x方向に共振するように構成されうる。放射導体130がx方向に共振する際、放射導体130からは、第2接続導体156がx軸の正方向側に位置する電気壁として観え、第4接続導体158がx軸の負方向側に位置する電気壁として観える。放射導体130がx方向に共振する際、放射導体130からは、y軸の正方向側が磁気壁として観え、y軸の負方向側が磁気壁として観える。放射導体130がx方向に共振する際、放射導体130がこの2つの電気壁と2つの磁気壁とによって囲まれることにより、アンテナ10は、z軸の正方向側からアンテナ10に含まれるxy平面に入射する所定周波数の電磁波に対して、人工磁気壁特性を示す。
The
図6に示すように、放射導体130は、中心О1を含む。中心O1は、放射導体130の、x方向およびy方向の両方の中心である。放射導体130は、xy平面に沿って延びる第1対称軸T1を含みうる。第1対称軸T1は、中心O1を通り、x方向およびy方向に交わる方向に延びている。第1対称軸T1は、y軸の正方向からx軸の負方向に向けて45度傾いた方向に沿って延びてよい。放射導体130は、xy平面に沿って延びる第2対称軸T2を含みうる。第2対称軸T2は、中心O1を通り、第1対称軸T1に交わる方向に延びている。第2対称軸T2は、y軸の正方向からx軸の正方向に向けて45度傾いた方向に沿って延びてよい。放射導体130は、動作波長の2分の1の大きさであってよい。例えば、放射導体130のx方向における長さ、および放射導体130のy方向における長さは、動作波長の2分の1であってよい。
As shown in FIG. 6, the
図5に示すように、放射導体130は、第1導体131と、第2導体132と、第3導体133と、第4導体134とを含む。第1導体131~第4導体134、グラウンド導体140、第1給電線151~第4給電線154、および第1接続導体155~第4接続導体158の全てが、同じ材料を含んでよいし、または異なる材料を含んでよい。第1導体131~第4導体134、グラウンド導体140、第1給電線151~第4給電線154、および第1接続導体155~第4接続導体158のいずれかの組み合わせが同じ材料を含んでよい。
As shown in FIG. 5, the radiating
第1導体131~第4導体134の各々は、例えば同一形状の、略正方形であってよい。略正方形である第1導体131の2つの対角線、および、略正方形である第3導体133の2つの対角線は、x方向およびy方向に沿う。第1導体131のy方向に沿う対角線の長さ、および、第3導体133のy方向に沿う対角線の長さは、動作波長の4分の1程度であってよい。略正方形である第2導体132の2つの対角線、および、略正方形である第4導体134の2つの対角線は、x方向およびy方向に沿う。第2導体132のx方向に沿う対角線の長さ、および、第4導体134のx方向に沿う対角線の長さは、動作波長の4分の1程度であってよい。
Each of the
第1導体131~第4導体134の各々の少なくとも一部は、基体120の外側に露わになってよい。第1導体131~第4導体134の各々の一部は、基体120の中に位置してよい。第1導体131~第4導体134の各々の全体が、基体120の中に位置してよい。
At least a portion of each of the
第1導体131~第4導体134は、基体120の上面121に沿って広がる。一例として、第1導体131~第4導体134は、上面121上に、正方格子状に並んでよい。この場合、第1導体131と第4導体134とは、および、第2導体132と第3導体133とは、第1対称軸T1に沿って並んでよい。第1導体131と第2導体132とは、および、第4導体134と第3導体133とは、第2対称軸T2に沿って並んでよい。第1導体131~第4導体134が並ぶ正方格子の2つの対角方向は、x方向おおよびy方向に沿う。当該2つの対角方向のうち、y方向に沿う対角方向は、第1対角方向と記載する。当該2つの対角方向のうちの、x方向に沿う対角方向は、第2対角方向と記載する。第1対角方向と第2対角方向は、中心O1で交わりうる。
The
第1導体131~第4導体134は、所定間隔を置いて、互いに離れて位置する。例えば、図3に示すように、第1導体131と第2導体132とは、間隔t1を置いて離れて位置する。第3導体133と第4導体134とは、間隔t1を置いて離れて位置する。第1導体131と第4導体134とは、間隔t2を置いて離れて位置する。第2導体132と第3導体133とは、間隔t2を置いて離れて位置する。第1導体131~第4導体134は、所定間隔を置いて互いに離れて位置することにより、互いに容量的に接続されるように構成される。
The
図3に示すように、アンテナ素子111は、隙間Sxに容量素子C1,C2を有してよい。アンテナ素子111は、隙間Syに容量素子C3,C4を有してよい。容量素子C1~C4は、チップコンデンサ等であってよい。隙間Sxに位置する容量素子C1は、第1導体131と第2導体132とを容量的に接続するように構成されている。隙間Sxに位置する容量素子C2は、第3導体133と第4導体134とを容量的に接続するように構成されている。隙間Syに位置する容量素子C3は、第1導体131と第4導体134とを容量的に接続するように構成されている。隙間Syに位置する容量素子C4は、第2導体132と第3導体133とを容量的に接続するように構成されている。容量素子C1,C2の隙間Sxにおける位置及び容量素子C3,C4の隙間Syにおける位置は、アンテナ10の所望の共振周波数に応じて、適宜調整されてよい。容量素子C1~C4の容量値は、アンテナ10の所望の共振周波数に応じて、適宜調整されてよい。容量素子C1~C4の容量値を大きくすると、アンテナ10の共振周波数は低くなり得る。容量素子C1~C4の容量値を小さくすると、アンテナ10の共振周波数は高くなり得る。
As shown in FIG. 3, the
グラウンド導体140は、金属材料、金属材料の合金、金属ペーストの硬化物、および導電性高分子のいずれかを組成として含みうる。グラウンド導体140は、アンテナ素子111のグラウンドとして機能しうる。図4に示すように、グラウンド導体140は、回路基板160の後述のグラウンド導体165に接続されていてよい。この場合、グラウンド導体140は、回路基板160のグラウンド導体165と一体化されてよい。グラウンド導体140は、平板状の導体となりうる。グラウンド導体140は、基体120の下面122に位置する。
The
図5に示すように、グラウンド導体140は、xy平面に沿って広がる。グラウンド導体140は、z方向において、放射導体130と対向している。グラウンド導体140と放射導体130との間には、基体120が介在する。グラウンド導体140は、放射導体130の形状に応じた形状でありうる。本実施形態では、グラウンド導体140は、略正方形状である放射導体130に応じた、略正方形状である。ただし、グラウンド導体140は、放射導体130に応じて、任意の形状であってよい。グラウンド導体140は、開口141,142,143,144を含む。開口141~144のxy平面における位置は、第1給電線151~第4給電線154のxy平面における位置に応じて、適宜調整されてよい。
5, the
給電線150は、外部からの電気信号をアンテナ素子111に供給するように構成されうる。給電線150は、アンテナ素子111からの電気信号を外部に供給するように構成されうる。給電線150は、スルーホール導体またはビア導体等であってよい。給電線150は、アンテナ素子111からの電気信号を外部の回路基板160等に供給可能に構成される。第1給電線151~第4給電線154の各々は、放射導体130の異なる位置に接する。例えば、図3および図6に示すように、第1給電線151は、第1導体131に電気的に接続されている。第2給電線152は、第2導体132に電気的に接続されている。第3給電線153は、第3導体133に電気的に接続されている。第4給電線154は、第4導体134に電気的に接続されている。ただし、第1給電線151~第4給電線154の各々は、第1導体131~第4導体134の各々に磁気的に接続されるように構成されてよい。第1給電線151~第4給電線154の各々が第1導体131~第4導体134の各々に接続される箇所は、給電点151A、給電点152A、給電点153A、および給電点154Aとも記載する。図5に示すように、第1給電線151~第4給電線154の各々は、グラウンド導体140の開口141~144の各々を介して外部に通じている。第1給電線151~第4給電線154の各々は、z方向に沿って延びてよい。
The
第1給電線151および第3給電線153は、放射導体130がy方向に共振した際の電気信号の外部への供給に少なくとも寄与するように構成される。第2給電線152および第4給電線154は、放射導体130がx方向に共振した際の電気信号の外部への供給に少なくとも寄与するように構成される。
The
第1給電線151および第3給電線153と、第2給電線152と第4給電線154とは、放射導体130を異なる方向に励振させるように構成される。例えば、第1給電線151および第3給電線153は、放射導体130をy方向に励振させるように構成される。第2給電線152および第4給電線154は、放射導体130をx方向に励振させるように構成される。アンテナ10は、かかる給電線150を有することで、放射導体130を一方に励振させる際に放射導体130が他方に励振することを低減することができる。
The
第1給電線151および第3給電線153は、差動電圧で放射導体130を励振させるように構成される。第2給電線152および第4給電線154は、差動電圧で放射導体130を励振させるように構成される。アンテナ10は、差動電圧で放射導体130を励振させることで、放射導体130が励振する際の電位中心の、放射導体130の中心О1からの揺らぎを小さくすることができる。
The
図6に示すように、y方向において、第1給電線151と第3給電線153との間には、放射導体130の中心О1が位置する。第1給電線151と中心О1との間の第1距離D1と、第3給電線153と中心O1との間の第3距離D3とは略等しい。
As shown in FIG. 6, in the y direction, the center O1 of the
図6に示すように、x方向において、第2給電線152と第4給電線154との間には、放射導体130の中心O1が位置する。第2給電線152と中心O1との間の第2距離D2と、第4給電線154と中心O1との間の第4距離D4とは略等しい。本実施形態では、第2距離D2は、第1距離D1と略等しい。ただし、第2距離D2は、第1距離D1と異なってよい。
As shown in FIG. 6, in the x direction, the center O1 of the
第1給電線151および第2給電線152は、第1対称軸T1を挟んで対称性を有してよい。第3給電線153および第4給電線154は、第1対称軸T1を挟んで対称性を有してよい。例えば、給電点151Aと給電点152Aとは、および給電点153Aと給電点154Aとは、第1対称軸T1と軸として線対称であってよい。
The
第1給電線151および第4給電線154は、第2対称軸T2を挟んで対称性を有してよい。第2給電線152および第3給電線153は、第2対称軸T2を挟んで対称性を有してよい。例えば、給電点151Aと給電点154Aとは、および給電点152Aと給電点153Aとは、第2対称軸T2を軸として線対称であってよい。
The
第1給電線151と第3給電線153とを結ぶ方向は、y方向に沿う。第1給電線151と第3給電線153とを結ぶ方向は、第1対角方向に沿う。第2給電線152と第4給電線154とを結ぶ方向は、x方向に沿う。第2給電線152と第4給電線154とを結ぶ方向は、第2対角方向に沿う。ただし、第1給電線151と第3給電線153とを結ぶ方向は、第1対角方向に対して傾いていてよい。第2給電線152と第4給電線154とを結ぶ方向は、第2対角方向に対して傾いていてよい。
The direction connecting the first
図7に示すように、回路基板160は、第1給電回路61と、第2給電回路62とを含む。第1給電回路61は、送信端子Txに電気的に接続されている。第2給電回路62は、受信端子Rxに電気的に接続されている。すなわち、アンテナ10-1,10-2のそれぞれは、送信端子Txと、受信端子Rxとを有する。送信端子Txおよび受信端子Rxは、区別する場合、アンテナ10-1を送信端子Tx1および受信端子Rx1,アンテナ10-2を送信端子Tx2および受信端子Rx2と記載する。
As shown in FIG. 7, the
第1給電回路61は、第1給電線151および第3給電線153に電気的に接続されている。第1給電回路61は、互いの位相が略逆相となる逆相信号を第1給電線151および第3給電線153に供給するように構成される。言い換えると、第1給電線151に供給される第1給電信号は、第3給電線153に供給される第3給電信号と位相が略逆相である。
The first
第1反転回路63は、共振周波数帯で、入力された1つの電気信号の位相を反転する回路であってよい。第1反転回路63は、入力された1つの電気信号から、互いの位相が略逆相となる逆相信号を出力する回路であってよい。第1反転回路63は、バラン(balun)、ならびに電力分配回路およびディレイライン(delay line)のいずれかであってよい。第1反転回路63は、第1給電線151および第3給電線153の一方に接続されるインダクタンス素子と、他方に接続されるキャパシタンス素子とを含みうる。第1給電回路61は、互いの位相が略逆相となる逆相信号を第1給電線151および第3給電線153に供給するように構成される。アンテナ10では、第1給電線151および第3給電線153に逆位相の電気信号が供給される。この場合、アンテナ10は、放射導体130がy方向に沿って共振する。
The
第2給電回路62は、第2給電線152および第4給電線154に電気的に接続されている。第2給電回路62は、互いの位相が略逆相となる逆相信号を第2給電線152および第4給電線154に供給するように構成される。言い換えると、第2給電線152に供給される第2給電信号は、第4給電線154に供給される第4給電信号と位相が略逆相である。
The second
第2給電回路62は、第2給電線152および第4給電線154に電気的に接続されている。第2給電回路62は、第2反転回路64と、第2配線162と、第4配線164とを含む。本実施形態では、第2反転回路64は、第2給電線152および第4給電線154の一方に接続されるインダクタンス素子と、他方に接続されるキャパシタンス素子とを含みうる。第2給電回路62は、互いの位相が略逆相となる逆相信号を第2給電線152および第4給電線154に供給するように構成される。アンテナ10では、第2給電線152および第4給電線154に逆位相の電気信号が供給される。この場合、アンテナ10は、放射導体130がx方向に沿って共振する。
The
第1配線161~第4配線164は、任意の導電性材料を含む。第1配線161~第4配線164は、配線パターンとして回路基板160に形成されてよい。
The
第1配線161は、第1反転回路63と、第1給電線151とを電気的に接続する。第2配線162は、第2反転回路64と、第2給電線152とを電気的に接続する。第3配線163は、第1反転回路63と第3給電線153とを電気的に接続する。第4配線164は、第2反転回路64と、第4給電線154とを電気的に接続する。
The
第1配線161の配線長および幅と、第3配線163の配線長および幅とは、略等しくてよい。第1配線161の配線長および幅と、第3配線163の配線長および幅とが、略等しくなることにより、第1配線161のインピーダンスと第3配線163のインピーダンスとが略等しくなりうる。
The wiring length and width of the
第2配線162の配線長および幅と、第4配線164の配線長および幅とは、略等しくてよい。第2配線162の配線長および幅と、第4配線164の配線長および幅とが、略等しくなることにより、第2配線162のインピーダンスと第4配線164のインピーダンスとが略等しくなりうる。
The length and width of the second wiring 162 and the length and width of the
図4に示すように、回路基板160は、グラウンド導体165を含む。グラウンド導体165は、任意の導電性材料を含む。グラウンド導体165は、導体層であってよい。グラウンド導体165は、回路基板160に含まれるxy平面に略平行な2つの表面のうち、z軸の正方向側に位置する表面に位置する。
As shown in FIG. 4, the
アンテナ10は、放射導体130と、グラウンド導体140と、放射導体130に電磁気的に接続されるように構成される第1給電線151と、放射導体130に電磁気的に接続されるように構成される第2給電線152と、放射導体130に電磁気的に接続されるように構成される第3給電線153と、放射導体130に電磁気的に接続されるように構成される第4給電線154と、第1給電線151および第3給電線153に互いに逆相な逆相信号を給電するように構成される第1給電回路61と、第2給電線152および第4給電線154に互いに逆相な逆相信号を給電するように構成される第2給電回路62と、を含む。放射導体130は、第1給電線151および第3給電線153からの給電によって第1方向に励振するように構成され、第2給電線152および第4給電線154からの給電によって第2方向に励振するように構成され、第3給電線153は、放射導体130の中心から観て、第1方向において第1給電線151と反対側に位置し、第4給電線154は、放射導体130の中心から観て、第2方向において第2給電線152と反対側に位置する。アンテナ10は、第1給電線151と第3給電線153とを結ぶ方向は、第1方向に対して傾いており、第2給電線152と第4給電線154とを結ぶ方向は、第2方向に対して傾いている。
The
図1および図2に示すように、第1通信機器1のアンテナ10は、第1給電線151および第3給電線153からの給電によって励振する第1方向と、第2給電線152および第4給電線154からの給電によって励振する第2方向とが直交し、かつ対象構造である。このため、アンテナ10-1,10-2のそれぞれは、アイソレーションが確保されている。アイソレーションが確保されるとは、例えば、互いが隔離、分離していることを含む。第1通信機器1は、アンテナ10-1とアンテナ10-2との第1対角方向および第2対角方向が平行となるように配列されているので、アンテナ10-1とアンテナ10-2とのアイソレーションが確保されている。
As shown in Figures 1 and 2, the
アンテナ10-1の送信端子Tx1は、アンテナ10-1およびアンテナ10-2の受信端子Rxとの間でアイソレーションが確保されるように、配置されている。すなわち、アンテナ10-1の送信端子Tx1は、アンテナ10-1の受信端子Rx1およびアンテナ10-2の受信端子Rx2と間隔が離れたり、分離されたりするように配置されている。同様に、アンテナ10-2の送信端子Tx2は、アンテナ10-1の受信端子Rx1およびアンテナ10-2の受信端子Rx2との間でアイソレーションが確保されるように、配置されている。なお、送信端子Txおよび受信端子Rxは、アンテナ10の内部に配置してもよい。
The transmitting terminal Tx1 of the antenna 10-1 is arranged so as to ensure isolation between the receiving terminals Rx of the antennas 10-1 and 10-2. In other words, the transmitting terminal Tx1 of the antenna 10-1 is arranged so as to be spaced apart or separated from the receiving terminals Rx1 of the antenna 10-1 and the receiving terminals Rx2 of the antenna 10-2. Similarly, the transmitting terminal Tx2 of the antenna 10-2 is arranged so as to ensure isolation between the receiving terminals Rx1 of the antenna 10-1 and the receiving terminals Rx2 of the antenna 10-2. The transmitting terminal Tx and the receiving terminals Rx may be arranged inside the
図1および図2に示すように、接続部11は、複数のアンテナ10から送信端子Txおよび受信端子Rxの各々について、いずれかの端子に接続可能なように構成される。接続部11は、複数のアンテナ10の送信端子Txの中から1つの送信端子Txを接続可能なように構成される。接続部11は、複数のアンテナ10の受信端子Rxの中から1つの受信端子Rxを接続可能なように構成される。
As shown in Figures 1 and 2, the
本実施形態では、接続部11は、例えば、接点11A,11Bを有する。接点11Aは、送信部14を介して、制御部13に電気的に接続されている。接点11Aは、制御部13の切り替え指示に応じて、アンテナ10-1の送信端子Tx1とアンテナ10-2の送信端子Tx2との接続を切り替え可能なように構成されている。接点11Bは、受信部15を介して、制御部13に電気的に接続されている。接点11Bは、制御部13の切り替え指示に応じて、アンテナ10-1の受信端子Rx1とアンテナ10-2の受信端子Rx2との接続を切り替え可能なように構成されている。
In this embodiment, the
記憶部12は、プログラム及びデータを記憶するように制御される。記憶部12は、制御部13の処理結果を一時的に記憶する作業領域としても利用される。記憶部12は、半導体記憶媒体、及び磁気記憶媒体等の任意の非一過的(non-transitory)な記憶媒体を含んでよい。記憶部12は、複数の種類の記憶媒体を含んでよい。記憶部12は、メモリカード、光ディスク、又は光磁気ディスク等の可搬の記憶媒体と、記憶媒体の読み取り装置との組み合わせを含んでよい。記憶部12は、RAM(Random Access Memory)等の一時的な記憶領域として利用される記憶デバイスを含んでよい。
The memory unit 12 is controlled to store programs and data. The memory unit 12 is also used as a working area for temporarily storing the processing results of the
記憶部12は、例えば、制御プログラム12A、設定データ12B等を記憶するように制御される。記憶部12は、例えば、制御プログラム12A、設定データ12B等を出力するように制御される。制御プログラム12Aは、第1通信機器1を動作させるための各種制御に関する機能を提供できる。制御プログラム12Aは、例えば、第2通信機器500からの応答の受信状況に応じて、送信端子Tx及び受信端子Rxのいずれかを他の端子に切り替える機能を提供できる。制御プログラム12Aは、例えば、送信信号に応じた受信信号を第2通信機器500から受信できない場合、接続部11が接続している送信端子および受信端子の少なくとも一方を他の端子に切り替える機能を提供できる。制御プログラム12Aは、接続部11を介して接続している送信端子Tx及び受信端子Rxの少なくとも一方を変更して送信および受信を試行する機能を提供できる。設定データ12Bは、例えば、アンテナ10の送信端子Tx及び受信端子Rxを他の端子に切り替える条件を示す情報を含む。設定データ12Bは、例えば、通信対象とする第2通信機器500を識別可能な情報を含む。
The storage unit 12 is controlled to store, for example, a
制御部13は、演算処理装置である。演算処理装置は、例えば、CPU、FPGA、MCU、及びコプロセッサを含むが、これらに限定されない。制御部13は、第1通信機器1の動作を統括的に制御して各種の機能を実現する。
The
具体的には、制御部13は、記憶部12に記憶されているデータを必要に応じて参照しつつ、記憶部12に記憶されているプログラムに含まれる命令を実行する。そして、制御部13は、データ及び命令に応じて機能部を制御し、それによって各種機能を実現する。機能部は、例えば、接続部11、送信部14、受信部15およびキャンセル部16を含むが、これに限定されない。
Specifically, the
制御部13は、制御プログラム12Aを実行することで、接続部11を介して接続している送信端子Txおよび受信端子Rxの少なくとも一方を変更して送信および受信を試行する。制御部13は、制御プログラム12Aを実行することで、送信端子Txを介して送信した送信信号に応じた受信信号を、受信端子Rxを介して受信できない場合、接続部11が接続している送信端子Txおよび受信端子の少なくとも一方を変更する機能を実現する。
By executing
送信部14は、接続部11、制御部13およびキャンセル部16に電気的に接続されている。送信部14は、接続部11を介して、第1通信機器1の外部に送信する各種の伝達情報を含む信号をアンテナ10に出力する。これにより、アンテナ10は、送信部14から入力された各種の伝達情報を含む信号を電磁波に変換する。アンテナ10は、伝達情報を含む信号から変換された電磁波を空間に放射する。
The
受信部15は、接続部11、制御部13およびキャンセル部16に電気的に接続されている。受信部15は、接続部11を介して、アンテナ10から出力された各種の信号を受信する。受信部15は、受信した信号が含む受信情報を制御部13に供給する。
The receiving
キャンセル部16は、制御部13、送信部14および受信部15に電気的に接続されている。キャンセル部16は、送信部14から直接受信部15に漏れる信号をキャンセルするように構成されるキャンセル回路を含む。
The
以上、本実施形態に係る第1通信機器1の構成例について説明した。なお、図1および図2を用いて説明した上記の構成はあくまで一例であり、本実施形態に係る第1通信機器1の構成は係る例に限定されない。本実施形態に係る第1通信機器1の構成は、仕様や運用に応じて柔軟に変形可能である。
A configuration example of the
[第1通信機器の制御例]
図8は、実施形態に係る第1通信機器1の処理手順の一例を示すフローチャートである。図8に示す処理手順は、第1通信機器1の制御部13が制御プログラム12Aを実行することによって実現される。図8に示す処理手順は、制御部13が所定のタイミングに実行される。所定のタイミングは、例えば、開始指示を受け付けたタイミング、予め設定されたタイミング等を含む。
[Example of control of first communication device]
Fig. 8 is a flowchart showing an example of a processing procedure of the
図8に示すように、第1通信機器1の制御部13は、送信指令の信号を送出する(ステップS101)。例えば、制御部13は、送信指令を示す伝達情報を含む信号をアンテナ10に出力するように、送信部14を制御する。送信指令は、例えば、第2通信機器500に対して、応答信号を送信させるための指令である。これにより、制御部13は、接続部11が接続している送信端子Txを含むアンテナ10に、送信指令を含む電磁波を第1通信機器1の外部に放射させる。制御部13は、ステップS101の処理が終了すると、処理をステップS102に進める。
As shown in FIG. 8, the
制御部13は、受信信号の検波を行う(ステップS102)。例えば、制御部13は、受信部15が供給する受信情報に基づいて、第2通信機器500からの受信信号の有無を検知する。制御部13は、検知結果を示す情報を記憶部12に記憶すると、処理をステップS103に進める。
The
制御部13は、受信信号を受信または指定回数を超えるか否かを判定する(ステップS103)。例えば、制御部13は、記憶部12の検知結果が受信信号ありを示している場合、受信信号を受信したと判定する。例えば、制御部13は、記憶部12の検知結果が示す受信信号ありの回数、送信指令の信号を送出した回数等が指定回数を超える場合、指定回数を超えると判定する。指定回数は、例えば、予め指定された回数等を含む。制御部13は、受信信号を受信していない、または指定回数を超えていないと判定した場合(ステップS103でNo)、処理を既に説明したステップS101に戻し、ステップS101以降の処理を実行する。また、制御部13は、受信信号を受信した、または指定回数を超えると判定した場合(ステップS103でYes)、処理をステップS104に進める。
The
制御部13は、切り替え条件を満たすか否かを判定する(ステップS104)。例えば、制御部13は、第2通信機器500からの受信結果が設定データ12Bに設定されている切り替え条件を満たすか否かを判定する。
The
例えば、第2通信機器500が設置されたのち、第1通信機器1と第2通信機器500との間に物体、障害物等が配置された場合、第1通信機器1は、第2通信機器500と間で通信が困難になる可能性がある。このため、切り替え条件は、第2通信機器500の設置台数、受信信号を受信した受信数等の閾値よりも小さいことを切り替える条件として設定されうる。これにより、制御部13は、第2通信機器500から受信した受信信号に基づいて、速やかに複数のアンテナ10の送信端子Txおよび受信端子Rxの切り替えを可能にしている。すなわち、切り替え条件は、複数のアンテナ10における送信アンテナと受信アンテナの組み合わせを切り替え可能な条件を含むように構成されている。なお、切り替え条件は、例えば、送信指令を送信してからの時間に基づく条件としてもよい。
For example, if an object, obstacle, or the like is placed between the
制御部13は、例えば、切り替え条件が第2通信機器500の設置台数、受信信号を受信した受信数等の閾値よりも小さい場合、全ての第2通信機器500から受信していないので、制御部13は、切り替え条件を満たすと判定する。制御部13は、切り替え条件を満たしていないと判定した場合(ステップS104でNo)、第2通信機器500からの受信信号が設置台数、受信数等に到達しているので、図8に示す処理手順を終了させる。また、制御部13は、切り替え条件を満たしていると判定した場合(ステップS104でYes)、処理をステップS105に進める。
For example, if the switching condition is smaller than a threshold value for the number of installed
制御部13は、アンテナ10の切り替えを制御する(ステップS105)。例えば、制御部13は、切り替え情報が示すアンテナ10の送信端子Txおよび受信端子Rxを接続するように、接点11A,11Bの切り替えを接続部11に指示する。切り替え情報は、例えば、制御プログラム12A、設定データ12B等に含まれる、切り替え情報は、例えば、どのアンテナ10の送信端子Txと受信端子Rxとに切り替えるかを示すパターン、送信端子Txと受信端子Rxとの組み合わせパターン、送信端子Txと受信端子Rxと切り替える順序等を含む。制御部13は、ステップS105の処理を終了すると、処理を既に説明したステップS101に戻し、ステップS101以降の処理を実行する。これにより、制御部13は、切り替えたアンテナ10の送信端子Txから送信指令を示す電波を放射させ、第2通信機器500からの受信信号の有無を確認する。
The
図8に示す処理手順では、制御部13は、ステップS105でアンテナ10の切り替えを制御すると、処理をステップS101に戻す場合について説明したが、これに限定されない。図8に示す処理手順は、ステップS105でアンテナ10の送信端子Txを切り替えた場合、処理をステップS101に戻し、送信端子Txを切り替えていない場合、処理をステップS102に戻す処理手順としてもよい。
In the processing procedure shown in FIG. 8, the
[第1通信機器の動作例]
図9は、実施形態に係る第1通信機器1の動作の一例を説明するための図である。図9では、第1通信機器1の記憶部12の記載を省略している。
[Operation Example of First Communication Device]
Fig. 9 is a diagram for explaining an example of the operation of the
図9に示すように、パターンP1では、第1通信機器1は、接続部11の接点11Aをアンテナ10-1の送信端子Tx1、接点11Bをアンテナ10-1の受信端子Rx1にそれぞれ接続している。第1通信機器1は、アンテナ10-1から送信指令を含む電磁波を、第1通信機器1の外部に放射している。この場合、第2通信機器500は、送信指令を含む電磁波を受信すると、応答信号を含む電磁波をアンテナ521から放射する。第1通信機器1は、アンテナ10-1を介して、第2通信機器500からの応答信号を受信すると、停止指令を含む電磁波をアンテナ10-1から第1通信機器1の外部に放射する。パターンP1では、アンテナ10-1は、第1通信機器1の送信アンテナおよび受信アンテナとして機能している。
As shown in FIG. 9, in pattern P1, the
パターンP2では、第1通信機器1は、接続部11の接点11Aをアンテナ10-1の送信端子Tx1、接点11Bをアンテナ10-2の受信端子Rx2にそれぞれ接続している。第1通信機器1は、アンテナ10-1から送信指令を含む電磁波を、第1通信機器1の外部に放射している。この場合、第2通信機器500は、送信指令を含む電磁波を受信すると、応答信号を含む電磁波をアンテナ521から放射する。第1通信機器1は、アンテナ10-2を介して、第2通信機器500からの応答信号を受信すると、停止指令を含む電磁波をアンテナ10-1から第1通信機器1の外部に放射する。パターンP2では、アンテナ10-1は、第1通信機器1の送信アンテナとして機能している。アンテナ10-2は、受信アンテナとして機能している。
In pattern P2, the
パターンP3では、第1通信機器1は、接続部11の接点11Aをアンテナ10-2の送信端子Tx2、接点11Bをアンテナ10-1の受信端子Rx1にそれぞれ接続している。第1通信機器1は、アンテナ10-2から送信指令を含む電磁波を、第1通信機器1の外部に放射している。この場合、第2通信機器500は、送信指令を含む電磁波を受信すると、応答信号を含む電磁波をアンテナ521から放射する。第1通信機器1は、アンテナ10-1を介して、第2通信機器500からの応答信号を受信すると、停止指令を含む電磁波をアンテナ10-2から第1通信機器1の外部に放射する。パターンP3では、アンテナ10-2は、第1通信機器1の送信アンテナとして機能している。アンテナ10-1は、受信アンテナとして機能している。
In pattern P3, the
パターンP4では、第1通信機器1は、接続部11の接点11Aをアンテナ10-2の送信端子Tx2、接点11Bをアンテナ10-2の受信端子Rx2にそれぞれ接続している。第1通信機器1は、アンテナ10-2から送信指令を含む電磁波を、第1通信機器1の外部に放射している。この場合、第2通信機器500は、送信指令を含む電磁波を受信すると、応答信号を含む電磁波をアンテナ521から放射する。第1通信機器1は、アンテナ10-2を介して、第2通信機器500からの応答信号を受信すると、停止指令を含む電磁波をアンテナ10-2から第1通信機器1の外部に放射する。パターンP4では、アンテナ10-2は、第1通信機器1の送信アンテナおよび受信アンテナとして機能している。
In pattern P4, the
第1通信機器1は、複数のアンテナ10において、送信アンテナと受信アンテナとを切り替えることで、相異なる位置にある複数の第2通信機器500との間の無線通信を改善することができる。通信システム1000は、第1通信機器1と第2通信機器500との間に障害物が存在しても、第1通信機器1が複数のアンテナ10を切り替えることで、無線通信が不可能な状況を回避する可能性を向上させることができる。
The
第1通信機器1は、送信信号に応じた受信信号を第2通信機器500から受信できない場合に、接続部11が接続している送信端子Txおよび受信端子Rxの少なくとも一方を切り替えることができる。これにより、第1通信機器1は、複数の第2通信機器500からの受信信号の状況に応じて、複数のアンテナ10を切り替えることができる。
When the
図10は、実施形態に係る第1通信機器1の複数のアンテナ10の配置例を示す模式図である。図10に示すように、第1通信機器1は、アレイ状に配置した6つのアンテナ10を含みうる。6つのアンテナ10は、同一の構造かつ向きとなっている。6つのアンテナ10は、隣り合うアンテナ10同士がアイソレーションを有するように配置されている。すなわち、6つのアンテナ10は、第1給電線151と第3給電線153とを結ぶ第1方向と、第2給電線152と第4給電線154とを結ぶ第2方向とが平行となるように配置されている。6つのアンテナ10の送信端子Txおよび受信端子Rxは、接続部11に電気的に接続されている。
Figure 10 is a schematic diagram showing an example of the arrangement of
図11は、実施形態に係る複数のアンテナ10の配置の変形例を示すも模式図である。図11に示すように、複数のアンテナ10は、第1給電線151と第3給電線153とを結ぶ第1方向同士が重なり、第2給電線152と第4給電線154とを結ぶ第2方向同士が平行となるように配置されてもよい。
Fig. 11 is a schematic diagram showing a modified arrangement of
図12は、実施形態に係る複数のアンテナ10の構成および配置の変形例を示す模式図である。図12に示すように、複数のアンテナ10は、第1給電線151と第3給電線153とを結ぶ第1方向が基体120の2辺と交わり、第2給電線152と第4給電線154とを結ぶ第2方向が基体120の他の2辺と交わるように構成されている。この場合、第1通信機器1は、隣り合うアンテナ10同士の基体120の角部が対向し、かつアンテナ10の第1方向および第2方向同士が平行となるように配置されうる。
Figure 12 is a schematic diagram showing a modified configuration and arrangement of
図13は、実施形態に係る複数のアンテナ10の構成および配置の変形例を示す模式図である。図13に示すように、複数のアンテナ10は、第1給電線151から第4給電線154を基体120の辺の中央付近の近傍となるように、アンテナ素子111に配置されるように構成されている。この場合。第1通信機器1は、複数のアンテナ10の第1給電線151と第3給電線153とを結ぶ第1方向同士が重なり、第2給電線152と第4給電線154とを結ぶ第2方向同士が平行となるように配置されうる。
Figure 13 is a schematic diagram showing a modified example of the configuration and arrangement of
図14は、実施形態に係る複数のアンテナ10の構成および配置の変形例を示す模式図である。図14に示すように、複数のアンテナ10は、第1給電線151から第4給電線154を基体120の辺の中央付近の近傍となるように、アンテナ素子111に配置されるように構成されている。複数のアンテナ10は、第1給電線151と第3給電線153とを結ぶ第1方向が基体120の一対の角部を通り、第2給電線152と第4給電線154とを結ぶ第2方向が基体120の他の一致の角部を通るように、アンテナ素子111が基体120に配置されている。この場合。第1通信機器1は、複数のアンテナ10の第1方向同士が重なり、第2方向同士が互い平行となるように配置されうる。
14 is a schematic diagram showing a modified example of the configuration and arrangement of the
第1通信機器1は、第1給電線151と第3給電線153とを結ぶ第1方向と、第2給電線152と第4給電線154とを結ぶ第2方向の少なくとも一方が、平行または重なるように配置されえる。これにより、第1通信機器1は、複数のアンテナ10同士のアイソレーションを確保することができるので、相異なる位置にある複数の第2通信機器500との間の無線通信をより一層改善することができる。
The
本実施形態では、第1通信機器1は、複数のアンテナ10を同一の平面状に配置する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、第1通信機器1は、複数のアンテナ10をアンテナ素子111に対して略垂直方向に並べるように配置する構成としてもよい。
In this embodiment, the
添付の請求項に係る技術を完全かつ明瞭に開示するために特徴的な実施形態に関し記載してきた。しかし、添付の請求項は、上記実施形態に限定されるべきものでなく、本明細書に示した基礎的事項の範囲内で当該技術分野の当業者が創作しうるすべての変形例及び代替可能な構成を具現化するように構成されるべきである。 The appended claims have been described with respect to specific embodiments in order to fully and clearly disclose the technology to which they relate. However, the appended claims should not be limited to the above-described embodiments, but should be construed to embody all modifications and alternative configurations that may be conceived by those skilled in the art within the scope of the basic matters set forth in this specification.
本開示において「第1」、「第2」、「第3」等の記載は、当該構成を区別するための識別子の一例である。本開示における「第1」および「第2」等の記載で区別された構成は、当該構成における番号を交換することができる。例えば、第1給電線は、第2給電線と識別子である「第1」と「第2」とを交換することができる。識別子の交換は同時に行われる。識別子の交換後も当該構成は区別される。識別子は削除してよい。識別子を削除した構成は、符号で区別される。例えば、第1給電線151は、給電線151としうる。本開示における「第1」および「第2」等の識別子の記載のみに基づいて、当該構成の順序の解釈、小さい番号の識別子が存在することの根拠、および大きい番号の識別子が存在することの根拠に利用してはならない。本開示には、回路基板160が第2給電回路62を含むが、第1給電回路61を含まない構成が含まれる。
In this disclosure, the descriptions such as "first", "second", and "third" are examples of identifiers for distinguishing the configuration. In the configurations distinguished by descriptions such as "first" and "second" in this disclosure, the numbers in the configurations can be exchanged. For example, the first power supply line can exchange the identifiers "first" and "second" with the second power supply line. The identifiers are exchanged simultaneously. The configurations are still distinguished after the identifiers are exchanged. The identifiers may be deleted. The configurations from which the identifiers have been deleted are distinguished by the symbols. For example, the first
1 第1通信機器
10 アンテナ
11 接続部
12 記憶部
13 制御部
14 送信部
15 受信部
16 キャンセル部
61 第1給電回路
62 第2給電回路
63 第1反転回路
64 第2反転回路
111 アンテナ素子
120 基体
130 放射導体
140 グラウンド導体
150 給電線
151 第1給電線
152 第2給電線
153 第3給電線
154 第4給電線
160 回路基板
Tx,Tx1,Tx2 送信端子
Rx,Rx1,Rx2 受信端子
REFERENCE SIGNS
Claims (5)
複数の外部の通信機器との無線通信を制御するように構成される制御部と、
前記複数のアンテナの前記送信端子のいずれかを前記制御部に接続可能に構成され、前記複数のアンテナの前記受信端子のいずれかを前記制御部に接続可能に構成される接続部と、を備え、
前記複数のアンテナの一つの前記送信端子は、前記複数のアンテナの他の前記アンテナの前記受信端子との間のアイソレーションが確保されるように配置されており、
前記制御部は、前記接続部を介して1つの前記アンテナの前記送信端子および前記受信端子と接続した状態で、前記送信端子を介して送信した前記送信信号に応じた前記受信信号を、前記受信端子を介して受信できない場合、前記接続部が接続している前記送信端子および前記受信端子の少なくとも一方を他の前記アンテナの前記送信端子および前記受信端子の少なくとも一方に変更するように構成され、
複数の前記アンテナのそれぞれは、
放射導体と、
グラウンド導体と、
前記放射導体に電磁気的に接続されるように構成される第1給電線と、
前記放射導体に電磁気的に接続されるように構成される第2給電線と、
前記放射導体に電磁気的に接続されるように構成される第3給電線と、
前記放射導体に電磁気的に接続されるように構成される第4給電線と、
前記第1給電線および前記第3給電線に互いに逆相な逆相信号を給電するように構成される第1給電回路と、
前記第2給電線および前記第4給電線に互いに逆相な逆相信号を給電するように構成される第2給電回路と、を含み、
前記放射導体は、
前記第1給電線および前記第3給電線からの給電によって第1方向に励振するように構成され、
前記第2給電線および前記第4給電線からの給電によって第2方向に励振するように構成され、
前記第3給電線は、前記放射導体の中心から観て、前記第1方向において前記第1給電線と反対側に位置し、
前記第4給電線は、前記放射導体の中心から観て、前記第2方向において前記第2給電線と反対側に位置し、
前記アンテナは、前記第1給電線及び前記第3給電線に互いに逆相な逆相信号が給電された際、又は前記第2給電線及び前記第4給電線に互いに逆相な逆相信号が給電された際、所定周波数の電磁波に対して人工磁気壁特性を有する、
通信機器。 A plurality of antennas, each having a transmitting terminal configured to be capable of feeding a transmitting signal and a receiving terminal configured to be capable of supplying a receiving signal;
A control unit configured to control wireless communication with a plurality of external communication devices;
a connection unit configured to connect any one of the transmission terminals of the plurality of antennas to the control unit, and to connect any one of the reception terminals of the plurality of antennas to the control unit,
the transmission terminal of one of the plurality of antennas is arranged so as to ensure isolation between the reception terminal of another of the plurality of antennas,
the control unit is configured to change at least one of the transmitting terminal and the receiving terminal connected to the connection unit to at least one of the transmitting terminal and the receiving terminal of another antenna when the control unit is connected to the transmitting terminal and the receiving terminal of one of the antennas via the connection unit and cannot receive, via the receiving terminal, the receiving signal corresponding to the transmitting signal transmitted via the transmitting terminal ;
Each of the plurality of antennas comprises:
A radiating conductor;
A ground conductor;
A first feed line configured to be electromagnetically connected to the radiation conductor;
A second feed line configured to be electromagnetically connected to the radiation conductor;
a third feed line configured to be electromagnetically connected to the radiation conductor;
a fourth feed line configured to be electromagnetically connected to the radiation conductor;
A first feed circuit configured to feed opposite-phase signals to the first feed line and the third feed line;
a second feed circuit configured to feed opposite-phase signals to the second feed line and the fourth feed line;
The radiation conductor is
configured to be excited in a first direction by power supply from the first power supply line and the third power supply line;
configured to be excited in a second direction by power supply from the second power supply line and the fourth power supply line;
the third feed line is located on an opposite side to the first feed line in the first direction as viewed from the center of the radiation conductor,
the fourth feed line is located on an opposite side to the second feed line in the second direction as viewed from the center of the radiation conductor,
The antenna has an artificial magnetic wall characteristic with respect to an electromagnetic wave of a predetermined frequency when the first feeder line and the third feeder line are fed with opposite-phase signals having opposite phases to each other, or when the second feeder line and the fourth feeder line are fed with opposite-phase signals having opposite phases to each other.
Communication equipment.
前記制御部は、前記接続部を介して接続している前記送信端子および前記受信端子の少なくとも一方を変更して送信および受信を試行するように構成される、通信機器。 2. The communication device according to claim 1,
A communication device, wherein the control unit is configured to attempt transmission and reception by changing at least one of the transmission terminal and the reception terminal connected via the connection unit.
複数の前記アンテナは、隣り合う前記アンテナ同士がアイソレーションを有するように配列されている、
通信機器。 3. A communication device according to claim 1,
The plurality of antennas are arranged so that adjacent antennas have isolation from each other.
Communication equipment.
前記第1通信機器との間で無線通信が可能なように構成される複数の第2通信機器と、
を有し、
前記第1通信機器は、
送信信号の給電が可能なように構成される送信端子、受信信号を供給が可能なように構成される受信端子、を各々が有する複数のアンテナと、
複数の外部の通信機器との無線通信を制御するように構成される制御部と、
前記複数のアンテナの前記送信端子のいずれかを前記制御部に接続可能に構成され、前記複数のアンテナの前記受信端子のいずれかを前記制御部に接続可能に構成される接続部と、を備え、
前記複数のアンテナの一つの前記送信端子は、前記複数のアンテナの他の前記アンテナの前記受信端子との間のアイソレーションが確保されるように配置されており、
前記制御部は、前記接続部を介して1つの前記アンテナの前記送信端子および前記受信端子と接続した状態で、前記送信端子を介して送信した前記送信信号に応じた前記受信信号を、前記受信端子を介して受信できない場合、前記接続部が接続している前記送信端子および前記受信端子の少なくとも一方を他の前記アンテナの前記送信端子および前記受信端子の少なくとも一方に変更するように構成され、
複数の前記アンテナのそれぞれは、
放射導体と、
グラウンド導体と、
前記放射導体に電磁気的に接続されるように構成される第1給電線と、
前記放射導体に電磁気的に接続されるように構成される第2給電線と、
前記放射導体に電磁気的に接続されるように構成される第3給電線と、
前記放射導体に電磁気的に接続されるように構成される第4給電線と、
前記第1給電線および前記第3給電線に互いに逆相な逆相信号を給電するように構成される第1給電回路と、
前記第2給電線および前記第4給電線に互いに逆相な逆相信号を給電するように構成される第2給電回路と、を含み、
前記放射導体は、
前記第1給電線および前記第3給電線からの給電によって第1方向に励振するように構成され、
前記第2給電線および前記第4給電線からの給電によって第2方向に励振するように構成され、
前記第3給電線は、前記放射導体の中心から観て、前記第1方向において前記第1給電線と反対側に位置し、
前記第4給電線は、前記放射導体の中心から観て、前記第2方向において前記第2給電線と反対側に位置し、
前記アンテナは、前記第1給電線及び前記第3給電線に互いに逆相な逆相信号が給電された際、又は前記第2給電線及び前記第4給電線に互いに逆相な逆相信号が給電された際、所定周波数の電磁波に対して人工磁気壁特性を有する、
通信システム。 A first communication device;
A plurality of second communication devices configured to be capable of wireless communication with the first communication device;
having
The first communication device is
A plurality of antennas, each having a transmitting terminal configured to be capable of feeding a transmitting signal and a receiving terminal configured to be capable of supplying a receiving signal;
A control unit configured to control wireless communication with a plurality of external communication devices;
a connection unit configured to connect any one of the transmission terminals of the plurality of antennas to the control unit, and to connect any one of the reception terminals of the plurality of antennas to the control unit,
the transmission terminal of one of the plurality of antennas is arranged so as to ensure isolation between the reception terminal of another of the plurality of antennas,
the control unit is configured to change at least one of the transmitting terminal and the receiving terminal to which the connection unit is connected to at least one of the transmitting terminal and the receiving terminal of one of the antennas when the control unit is connected to the transmitting terminal and the receiving terminal of one of the antennas via the connection unit and cannot receive, via the receiving terminal, the receiving signal corresponding to the transmitting signal transmitted via the transmitting terminal ;
Each of the plurality of antennas comprises:
A radiating conductor;
A ground conductor;
A first feed line configured to be electromagnetically connected to the radiation conductor;
A second feed line configured to be electromagnetically connected to the radiation conductor;
a third feed line configured to be electromagnetically connected to the radiation conductor;
a fourth feed line configured to be electromagnetically connected to the radiation conductor;
A first feed circuit configured to feed opposite-phase signals to the first feed line and the third feed line;
a second feed circuit configured to feed opposite-phase signals to the second feed line and the fourth feed line;
The radiation conductor is
configured to be excited in a first direction by power supply from the first power supply line and the third power supply line;
configured to be excited in a second direction by power supply from the second power supply line and the fourth power supply line;
the third feed line is located on an opposite side to the first feed line in the first direction as viewed from the center of the radiation conductor,
the fourth feed line is located on an opposite side to the second feed line in the second direction as viewed from the center of the radiation conductor,
The antenna has an artificial magnetic wall characteristic with respect to an electromagnetic wave of a predetermined frequency when the first feeder line and the third feeder line are fed with opposite-phase signals having opposite phases to each other, or when the second feeder line and the fourth feeder line are fed with opposite-phase signals having opposite phases to each other.
Communications system.
前記制御部は、前記接続部を介して1つの前記アンテナの前記送信端子および前記受信端子と接続した状態で、前記送信端子を介して送信した前記送信信号に応じた前記受信信号を、前記受信端子を介して受信できない場合、前記接続部が接続している前記送信端子および前記受信端子の少なくとも一方を他の前記アンテナの前記送信端子および前記受信端子の少なくとも一方に変更して送信および受信を試行し、
複数の前記アンテナのそれぞれは、
放射導体と、
グラウンド導体と、
前記放射導体に電磁気的に接続されるように構成される第1給電線と、
前記放射導体に電磁気的に接続されるように構成される第2給電線と、
前記放射導体に電磁気的に接続されるように構成される第3給電線と、
前記放射導体に電磁気的に接続されるように構成される第4給電線と、
前記第1給電線および前記第3給電線に互いに逆相な逆相信号を給電するように構成される第1給電回路と、
前記第2給電線および前記第4給電線に互いに逆相な逆相信号を給電するように構成される第2給電回路と、を含み、
前記放射導体は、
前記第1給電線および前記第3給電線からの給電によって第1方向に励振するように構成され、
前記第2給電線および前記第4給電線からの給電によって第2方向に励振するように構成され、
前記第3給電線は、前記放射導体の中心から観て、前記第1方向において前記第1給電線と反対側に位置し、
前記第4給電線は、前記放射導体の中心から観て、前記第2方向において前記第2給電線と反対側に位置し、
前記アンテナは、前記第1給電線及び前記第3給電線に互いに逆相な逆相信号が給電された際、又は前記第2給電線及び前記第4給電線に互いに逆相な逆相信号が給電された際、所定周波数の電磁波に対して人工磁気壁特性を有する、
制御方法。 A method for controlling a communication device, comprising: a plurality of antennas, each having a transmitting terminal configured to be capable of feeding a transmitting signal and a receiving terminal configured to be capable of supplying a receiving signal; a control unit configured to control wireless communication with a plurality of external communication devices; and a connection unit configured to be able to connect any of the transmitting terminals of the plurality of antennas to the control unit, and configured to be able to connect any of the receiving terminals of the plurality of antennas to the control unit, wherein the transmitting terminal of one of the plurality of antennas is arranged so as to ensure isolation from the receiving terminals of other of the plurality of antennas,
when the control unit is connected to the transmission terminal and the reception terminal of one of the antennas via the connection unit and is unable to receive, via the reception terminal, the reception signal corresponding to the transmission signal transmitted via the transmission terminal, the control unit changes at least one of the transmission terminal and the reception terminal to which the connection unit is connected to at least one of the transmission terminal and the reception terminal of the other antenna, and attempts transmission and reception ;
Each of the plurality of antennas comprises:
A radiating conductor;
A ground conductor;
A first feed line configured to be electromagnetically connected to the radiation conductor;
A second feed line configured to be electromagnetically connected to the radiation conductor;
a third feed line configured to be electromagnetically connected to the radiation conductor;
a fourth feed line configured to be electromagnetically connected to the radiation conductor;
A first feed circuit configured to feed opposite-phase signals to the first feed line and the third feed line;
a second feed circuit configured to feed opposite-phase signals to the second feed line and the fourth feed line;
The radiation conductor is
configured to be excited in a first direction by power supply from the first power supply line and the third power supply line;
configured to be excited in a second direction by power supply from the second power supply line and the fourth power supply line;
the third feed line is located on an opposite side to the first feed line in the first direction as viewed from the center of the radiation conductor,
the fourth feed line is located on an opposite side to the second feed line in the second direction as viewed from the center of the radiation conductor,
The antenna has an artificial magnetic wall characteristic with respect to an electromagnetic wave of a predetermined frequency when the first feeder line and the third feeder line are fed with opposite-phase signals having opposite phases to each other, or when the second feeder line and the fourth feeder line are fed with opposite-phase signals having opposite phases to each other.
Control methods.
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