JPH01253674A - 移動体位置ゾーン検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の属する技術分野） 本発明は、空間を伝搬媒体とする小電力または微弱電波
による無線通信回線、または漏洩同軸ケーブルによる無
線通信回線の固定中央局側に接続された分散受信機で通
信相手の移動子機から送信される電波を受信し、当該移
動子機が存在する位置を検知する移動体位置ゾーン検知
装置に関するものである。

（従来技術とその問題点） 小電力１微弱電波または漏洩同軸ケーブルなどにより比
較的狭い範囲で複数の移動子機と固定局とが相互通信を
行う場合、サービスエリアを拡大するために固定局に有
線などで接続された複数の分散受信機を分散配置し、複
数の移動子機の送信電波を各分散受信機が受信して中央
固定局に伝送するシステムが用いられている。

このようなシステムでは、移動子機の現在位置を検知す
る必要があり、移動子機からの電波を受けた分散受信機
側では、移動子機が分散受信機のサービスエリア内にあ
るか否かの一義的な判定を行っていた。小電力または微
弱電波なとを利用する場合、移動子機からの電波を受信
する分散受信機のアンテナには通常無指向性のアンテナ
が用いられ、そのサービスエリアはアンテナを中ｒＣ，
−（＝こして水平面でほぼ円形の領域である。このほぼ
円形のサービスエリア内に移動子機が位置するか否かの
二者択一的な判定を行うために従来は、予め設定された
分散受信機の受信入力基準レベルと移動子機からの受信
レベルとを比較し、受信レベルが基準レベルを超えた時
受信出力が得られような例えばスケルチ動作をする回路
構成で判定していた。

しかし、近年業務用や家庭用のテレコントロールテレメ
ータシステム、構内ページングシステム。

伝達データ伝送システム、連絡用通信システムなどのい
わゆる構内無線に小電力無線が活用されるようになり、
複数移動子機の存在位置を細かく検知して固定局から移
動体に対して細かい位置に対応した的確な通信サービス
を行う必要が生じてきた。しかし、従来の受信方式では
移動子機が分散受信機の受信サービスエリア内か否かの
判定しか得られないため移動子機の現在位置がサービス
エリア内にあっても分散受信機のアンテナの近くにある
のか、離れているかの区別を検知することが出来ないと
いう欠点があり、細かい位置に対応した的確な通信連絡
や緊象、通信サービスができなかった。

（発明の目的） 本発明の目的は、このような欠点を補うため、分散受信
機の受信サービスエリア内に複数のゾーンを設け、どの
ゾーンに移動子機が存在するかを検知することによって
移動子機に対するより的確な通信サービスを行うことが
できる移動体位置ゾーン検知装置を提供することにある
。

（発明の構成と動作） 本発明による移動体位置ゾーン検知装置は、１本のアン
テナまたは１本の漏洩形同軸ケーブルに接続された高周
波増幅器の出力を分岐した第１乃至第ｎ（ｎ≧１．整数
）の出力が予め定められた減衰量（ｎ−１）αの減衰器
を介してそれぞれ一方の入力端子に入力される第１乃至
第ｎの比較器と、前記第１乃至第ｎの比較器の他方の入
力端子にそれぞれ入力される基準レベルを発生ずる基準
レベル発生器と、前記第１乃至第ｎの比較器の出力側に
接続された判定回路とを備え、前記移動子機から電波を
受信したとき前記１本のアンテナまたは漏洩形同軸ケー
ブルのサービスエリアが前記１本のアンテナまたは漏洩
形同軸ケーブルの近くから遠（へ前記電波の受信レベル
の所望の区分に対応して順次区分された（ｎ＋１）個の
ゾーンの内のいづれに前記移動子機が位置するかに対応
するゾーン区分信号が前記判定回路から出力されるよう
に構成されたことを特徴とするものである。

前述の判定回路は、前記第１乃至第ｎの比較器の一方の
入力端子に入力された入力レベルが前記基準レベルより
すべて大きいとき出力が得られるように接続された第１
のＡＮＤゲートと、前記第１乃至第ｍ　（ｍａｎ）の比
較器の前記入力レベルが前記基準レベルより大きくかつ
第（ｍ＋１）乃至第ｎの比較器の前記入力レベルが前記
基準レベルより小さいときそれぞれ出力が得られるよう
に接続された第２乃至第ｎのＡＮＤゲートと、前記第１
乃至第ｎの比較器の入力レベルが前記基準レベルよりす
べて小さいとき出力が得られるように接続された第（ｎ
＋１）のＡＮＤゲートとから構成される。

以下図面により本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の第１の実施例であり、サービスエリ
ア内を２つのゾーンに区分した場合である。第１図（１
）は、分散受信機２のアンテナ４に分岐接続されたゾー
ン検知回路部７の回路構成側図である。このゾーン検知
回路部７は、分散受信機２の内部に実装してもよいが独
立ケースに収容して付加装置としてもよい。第１図（２
）は、無指向性アンテナ４を中心とするほぼ円形の受信
サービスエリア５と６の平面図であり、第１図（３）は
アンテナ４を中心にほぼ円錐形となるアンテナ受信入力
レベル対距離特性の中心縦断面図である。縦軸はアンテ
ナ入力レベルを示し、横軸は中心０点から左右へアンテ
ナからの距離を示す。図において、移動子機の最大送信
出力と空間電波の伝搬状態がともに一定であるとすると
、アンテナ４の受信人カレベルは、移動子機が第１図（
３）の距離を示す横軸の中心０点にあるアンテナ４の位
置から離れるに従って低下し、稜線１で示すような円錐
形状の入力レベル特性を示す。この入力レベル距離特性
１は、移動子機からの受信レベルの上限値を示すことに
なる。

さて、移動子機から送られてくる電波を受信アンテナ４
で受信した受信入力は、高周波増幅器８を経て整流器９
で整流され比較器１３のＡ端子に入力されると同時に高
周波増幅器８から分岐された出力は減衰器１０でαｄＢ
だけ減衰され整流器１１を経て肚較器１４のＢ端子に入
力される。比較器１３および１４のそれぞれ他方の入力
端子Ｃには基準レベル発生器１２から基準レベルＥ。が
入力される。

基準レベルＥ。は、回線設計によりゾーン検知回路部７
の最高感度に近い値に設定され、サービスエリア６を特
定するとともに、サービスエリア６の内側と外側（ゾー
ン外Ｚ。）の区分を明確にする。また、減衰器１０の減
衰量αは、サービスエリア６の内側を２つのゾーンすな
わちアンテナに近いほぼ円形ゾーン５で示す第１ゾーン
Ｚ１とその外側のドーナツ状の第２ゾーンＺ２とに区分
するような値に設定される。すなわち、アンテナの位置
０点における最大入力レベルと前述の基準レベルＥ。の
ほぼ中間の値に設定され、０点における最大入力レベル
よりαｄＢだけ低い値を尖頭とする円錐形状の入力レベ
ル距離特性３の入力レベルが基準レベルＥ。を超える第
１ゾーンＺ１を特定することができる。

以上のように基準レベルＥ。と減衰量αが設定されてい
るので、比較器１３のＡ端子に入力されるレベルは、最
大入力レベル特性１に相当するレベルであり、比較器１
４のＢ端子に入力されるレベルは、最大入力レベル特性
１よりαｄＢ減衰した入力レベル特性３に相当するレベ
ルである。これらの比較器１３および１４では各入力端
子に入力されたレベルを比較し、 Ａ端子レベル＞Ｅｏの時Ｓ、端子に、 Ａ端子レベル＜　Ｅ　ｏの時Ｓ２端子に、Ｂ端子レベル
＞Ｅｏの時Ｓ３端子に、 Ｂ端子レベル＜　Ｅ　ｏＯ時Ｓ４端子に出力が現れ、ゲ
ート回路部１５の各ＡＮＤゲート１６．１７および１８
に導かれる。ＡＮＤゲー目６にはＳ１端子とＳ３端子か
らの出力が、ＡＮＤゲー目７にはＳ、端子と３４端子か
らの出力が、ＡＮＤゲー目８にはＳ２端子とＳ４端子か
らの出力がそれぞれ加えられる。

このような回路構成を有する実施例において、第１ゾー
ンＺｌ内に位置する移動子機Ｍ１からのｆ、電波をアン
テナ４で受信した場合、受信入力特性１上に示す受信レ
ベルａの入力は高周波増幅器８を経て整流器９で整流さ
れ比較器１３のＡ端子に印加され基準レベルＥ。を超え
ているのでＳ。

端子に出力が現れる。一方、高周波増幅器８から分岐さ
れた出力は減衰器１０でαｄＢだけ減衰し、受信入力特
性３上に示すレベルａ゛に相当するレベルになり、整流
器１１を経て比較器１４のＢ端子に入力され基準レベル
Ｅ。を超えているので３３端子に出力が現れる。Ｓ１端
子と３３端子からの出力によりＡＮＤゲート１６が開き
、第１ゾーンＺ、を示す出力信号となる。

次に、第２ゾーンＺ２内に位置する移動子機Ｍ２からの
ｆ１電波をアンテナ４で受信した場合、受信入力時性１
上に示す受信レベルｂの入力は、高周波増幅器８を経て
分岐され、整流器９と、減衰器１０でαｔＪＢ減衰して
整流器１１とに導かれる。整流器１１に導かれるレベル
は受信入力持性３上に示すレベルｂ゛に相当する。この
場合、レベルｂ　＞　Ｅ　ｏ。

レベルｂ”　＜　Ｅ　ｏであり比較器１３．１４の８１
端子と８４端子からの出力によりＡＮＤゲート１７が開
き第２ゾーンＺ２を示す出力信号となる。

同様にゾーン外Ｚ。に位置する移動子機Ｍ３からの電波
の受信レベルｄ、ｄ”は、レベルｄ　＜　Ｅ　Ｏ＋レレ
ベｄ　’　＜　Ｅ’　ｏの関係にあり、比較器１３．１
４の３２、Ｓ４端子からの出力によりＡＮＤゲート１８
が開きゾーン外Ｚ。を示す出力信号となる。

以」二の動作により、ＡＮＤゲー１−１６．１７．’１
８の出力はそれぞれＺ１ゾーン信号、Ｚ２ゾーン信号Ｚ
ｏゾーン信号として特定することができ、これらを表示
回路、制御回路等既知の回路で信号処理し活用すること
ができる。

以上述べた本発明による第１の実施例によれば、受信サ
ービスエリア内を２つのゾーンに区分して移動子機の現
在位置を検知することにより、従来の２倍の細かさで移
動機の位置に対応した的確な通信を行うことができる。

次に、本発明の第２の実施例として分散受信機の受信サ
ービスエリア内を３つのゾーンに区分した場合のゾーン
検知回路部３６の回路構成例を第２図に示す。

第２図において、受信アンテナ３３からの受信入力は、
ゾーン検知回路部３６の高周波増幅器３７で増幅された
あと３つに分岐され、その第１は直接整流器３８を経て
比較器４４のＡ端子に入力される。この信号はアンテナ
３３に最も近い区分を示す第１ゾーンＺ、を特定する信
号となる。次に高周波増幅器３７の第２の分岐出力は減
衰器３９でαｄＢ減衰されることにより第１ゾーンＺ、
の外側の第２ゾーンＺ２を特定する信号となって整流器
４０を経て比較器４５のＢ端子に入力される。次に高周
波増幅器３７の第３の分岐出力は減衰器４１で（２×α
）ｄＢ波減衰れることにより、第２ゾーンＺ２の外側の
第３ゾーンＺ３を特定する信号となり整流器４２を経て
比較器４６のＤ端子に入力される。この第３ゾーンＺ３
の外側はゾーン外Ｚ。である。このように減衰器３９と
減衰器４１に予め設定される減衰量αｄＢと（２×α）
ｄＢによってサービスエリア内を３つのゾーンに区分す
ることができる。各比較器４４．４５．４６のそれぞれ
他のＣ端子には、基準レベル発生器４３からゾーン区分
用の基準レベルＥ０が入力され、Ａ端子、Ｂ端子、Ｄ端
子の入力とそれぞれ比較され、それぞれ基準入力レベル
Ｅ。より大きいときＴｌ１Ｔ３．ＴＳ端子に出力が現れ
、基準入力レベルＥ。

より小さいときＴ　ｚ　、　Ｔ　４　、　Ｔ　ｂ端子に
出力が得られる。ＡＮＤゲート回路部４７のＡＮＤゲー
ト４８には比較器のＴ　＋　、　Ｔ　３　、Ｔ　ｓ端子
出力が接続され、３つとも信号がある場合にのみ動作し
て第１ゾーンＺ１を特定する出力が得られる。ＡＮＤゲ
ート４９には比較器のＴＩ、Ｔ３．Ｔ６端子出力が接続
され同様に第２ゾーンＺ２を特定する出力が得られる。

ＡＮＤゲー）５０には比較器のＴ、、Ｔ４．Ｔ６端子出
力が接続され同様に第３ゾーンＺ３を特定する出力が得
られる。ＡＮＤゲート５１には比較器のＴ　２＋　Ｔ　
４；　Ｔ　６端子出力が接続され同様にゾーン外Ｚ。を
特定する出力が得られる。

以上の動作により、ＡＮＤゲート４８．４９．５０゜５
１の出力は、それぞれＺ１ゾーン＋Ｚ２ゾーン。

Ｚ３ゾーン＋ＺＱゾーンの各信号として特定され、これ
らを表示回路や制御回路等の回路で信号処理し所望の目
的に利用することができる。

以上述べた第２の実施例によれば、受信サービスエリア
を３つのゾーンに区分して移動子機の現在位置を従来の
３倍の細かさで検知することができ、さらに的確な通信
を行うことができる。

さらに、減衰器と整流器、比較器、ＡＮＤゲー１−を増
加し、減衰器の減衰量をαｄＢ、　　（２Ｘα）ｄＢ。

（３×α）ｄＢ−−一−−−−（ｎ　Ｘα）ｄＢという
ようにすれば、受信サービスエリアをさらに細か（区分
し、さらにゆきとどいた通信サービスを行うことができ
る。

減衰器は、例えば通常の固定抵抗器を用いて容易に実現
でき、ゾーン区分を設定するために現場の地形に合わせ
て抵抗器の値を調整することもできる。また、減衰量α
は、移動子機の送信出力が電池の電圧低下やひもアンテ
ナのボディ効果などにより変動したり、空間電波が移動
子機の周囲の金属構造物などの影響を受けて変動するこ
とによるゾーン検知側の受信入力の変動幅値より大きい
値に設定される。さらに、区分するゾーンの数や大きさ
は、設置場所の状況に従って任意に設定することができ
る。

以上説明した本発明による第１および第２の実施例に示
した移動体位置ゾーン検知装置は、小電力の構内無線シ
ステムにおける複数の分散受信機に付加して用いられる
が、１台の分散受信機の位置検知２通信サービス範囲は
半径が約３０ｍ〜２００ｍのほぼ円形状の領域であり、
敷地面積が１００．０００ｍ２〜３００，０００ｍ”の
プラント工場の構内建物毎や、ビル、病院などの部屋毎
に分散配置する場合、通信サービスのデッドゾーンが生
じないように互いに隣接する分散受信機のサービスエリ
アが部分的に重なるように配置することが多く、さらに
緻密な位置検知を行うことができる。第３図は、第１図
に示した第１の実施例のゾーン検知装置が互いに隣接し
た地点ＦとＧに配置された場合の説明用ブロック図であ
る。図において、Ｆ地点におけるゾーン検知装置２５ば
第１ゾーンＦＺ、、、第２ゾーンＦＺｚおよびゾーン外
ＦＺ、に区分された位置検知情報を中央固定局へ送り、
Ｇ地点におけるゾーン検知装置２６ば、第１ゾーンＧＺ
、、第２ゾーンＧＺ２．ゾーン外Ｇ　Ｚ　ｏに区分され
た位置検知情報を中央固定局へ送る。中央固定局ではこ
うして送られた位置情報によってそれぞれの地点でのゾ
ーンを区別することができ、さらに移動子機Ｍｓ。

Ｍ　ｂ　５Ｍ　７がいずれの場所に存在するかを区別す
ることができる。即ち、Ｍ、の場合はＦＺ２信号とＧＺ
ｏ信号、Ｍ６の場合はＦＺ２信号とＧ　Ｚ　２倍号、Ｍ
７の場合はＦＺｏ信号とＧＺ２信号をそれぞれ同時に受
信した時移動子機の位置を特定することができる。第３
図では、隣接する２つのゾーン検知装置の場合、しかも
第１の実施例でサービスエリア内を２つのゾーンに区分
した場合について示しであるが、実用上は多数のゾーン
検知装置が分散配置され、ゾーン区分もさらに増やすこ
ともできるので、全体のシステムでは位置検知の相乗効
果が得られ、構内作業者の安全とガス発生警報など構内
保安をさらに確実に達成することができる。

第４図（１）、　（２）は第１図と第２図に示した本発
明の実施例の変形であるゾーン検知回路部２７および２
８の回路ブロック図である。第４図（１）は、第１図に
おける１本のアンテナ４と高周波増幅器８から分岐した
出力を減衰器１０でαｄＢたり減衰する代りに、アンテ
ナ４の入力レベルよりαｄＢ低くなるようにアンテナ４
より地上高さを低くしたアンテナ１９を互いに近接して
設け、そのアンテナ１９を高周波増幅器８と同等の高周
波増幅器２０に入力するように構成された回路で、他の
部分はすべて第１図（１）の回路と全く同一の構成を有
している。従ってその動作も入力レベル距離特性でαｄ
Ｂの差を有する受信信号が画商周波増幅器８と２０に入
力されて同様にＺ＋、Ｚｚ、Ｚｏのゾーン区分信号が得
られる。

また、第４図（２）は、第２図のゾーン区分Ｚ１．Ｚ２
゜Ｚ３を設けるための減衰器３９．４１の代りに高周波
増幅器３７と同等の高周波増幅器３１と３２を設けそれ
ぞれアンテナ３３よりαｄＢ、　　２αｄＢだけ入力レ
ヘノ１ノが低くなるような高さの差を有するアンテナ３
４と３５を設けた場合のゾーン検知回路部２Ｂであり、
他の部分はすべて第２図の場合と全く同一の回路構成を
有している。従って、その動作は、第４図（１）の場合
同様でゾーン区分が１つ多い機能を有するものである。

第５図は、本発明による第３の実施例を示す。

この第３の実施例は、第１図のアンテナ４の代りに、漏
洩形同軸ケーブル２１を設けた構成であり、２２はその
終端抵抗である。漏洩形同軸ケーブル２１から漏洩する
電磁界で移動子機と電磁結合して通信を行うことはよ（
知られている。この漏洩形同軸ケーブル２１の入力レベ
ル対距離特性は、第５図（３）に示すようにその漏洩同
軸ケーブルの長さ方向に直角な縦断面がほぼ２等辺３角
形になるような形状を有し、ゾーン検知回路部７を第１
図の第１の実施例と全く同等の回路を設けることにより
、基準レベルＥ。によって漏洩形同軸ケーブル２１に沿
った帯状のサービスエリア内を２つのゾーンＺＩ＋７２
に区分することができる。Ｚｏはゾーン外である。この
場合の動作は従って第１図の第１の実施例と全く同様で
あり、帯状の第１ゾーンＺＩ。

第２ゾーンＺ２．　ゾーン外Ｚ。の信号を得ることがで
きる。

この第３の実施例の変形として、第４図に示した複数の
アンテナの場合と同様に漏洩電磁界の強度が異なる複数
の漏洩形同軸ケーブルを互いに近接して設けることも考
えられる。

この第３の実施例における漏洩同軸ケーブルの長さは約
２００ｍ、帯状のサービスエリアは幅約３０ｍで、電波
によるサービスエリアの確保が困難な屋内で、小電力位
置検知システムを設置する場合に特にその効果が大きい
。この場合の漏洩同軸ケーブルは、中継増幅器を設ける
ことよって、さらに通信システムが拡大されることは明
らかである。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、複数の移動子機と小電力無
線によって通信を行う分散受信機に、本発明の移動体位
置ゾーン検知装置を付加することにより、分散受信機の
受信サービスエリア内がさらに複数のゾーンに区分され
、当該移動体の現在位置を的確に検知することができる
。そのため、構内無線システムにおける構内作業者の現
在位置をより正確に検知することができ、またガス異常
発生などの危険発生地点を正確に検知することができる
ため、構内保安システムとしての確実性が向上し実用上
の効果が大きい。

また、ビル建物内例えば高層ビル、病院、老人ホーム、
地下商店街などのような電波の伝搬状態の悪い屋内用の
保安システムとして漏洩形同軸ケーブルを用いることに
より屋内保安システムとしての確実性が向上する。

さらに、本発明の特徴の一つであるアンテナあるいは漏
洩形同軸ケーブルが１木で、しかも任意の数のゾーンに
区分できることは、装置の経済性が優れていることは明
らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による第１の実施例の回路のブロック図
とアンテナサービスエリアの平面図および入力レベル距
離特性の断面図、第２図は本発明による第２の実施例を
示す回路ブロック図とアンテナサービスエリアの平面図
、第３図は本発明のゾーン検知装置を隣接配置した場合
のブロック図、第４図は第１図の変形例を示す回路ブロ
ック図、第５図は本発明による第３の実施例の回路ブロ
ック図とサービスエリア平面図および入力レベル距離特
性の断面図である。 ■、３・・・入力レベル距離特性、　２・・・分散受信
機、　　４　、１９．３３．３４．３５・・・アンテナ
、　５，６゜２３、２４・・・ゾーン区分線、　　７．
２７．２８．３６・・・ゾーン検知回路部、　８．２０
．３１．３２．３７・・・高周波増幅器、　９．　ＩＬ
　４０．４２・・・整流器、１０．３９゜４１・・・減
衰器、　１２．４３・・・Ｅ０発生器、　１３．１４゜
４４、４５．４６・・・比較器、　１５．４７・・・Ａ
ＮＤゲート部、　１６．１７．１Ｂ、　、ｉｓ、　４９
．５０．５１・・・ＡＮＤゲート、　２１・・・漏洩形
同軸ケーブル、　２２・・・終端抵抗、　２５．２６・
・・ゾーン検知装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）移動子機からの電波を受信して該移動子機の現在
   位置を検知する移動体位置検知装置において、１本のア
   ンテナまたは漏洩形同軸ケーブルに接続された高周波増
   幅器の出力を分岐した第１乃至第ｎ（ｎ≧１、整数）の
   出力が予め定められた減衰量（ｎ−１）αの減衰器を介
   してそれぞれ一方の入力端子に入力される第１乃至第ｎ
   の比較器と、該第１乃至第ｎの比較器の他方の入力端子
   にそれぞれ入力される基準レベルを発生する基準レベル
   発生器と、前記第１乃至第ｎの比較器の出力側に接続さ
   れた判定回路とを備え、前記移動子機から電波を受信し
   たとき前記１本のアンテナまたは漏洩形同軸ケーブルの
   サービスエリアが前記１本のアンテナまたは漏洩形同軸
   ケーブルの近くから遠くへ前記電波の受信レベルの所望
   の区分に対応して順次区分された（ｎ＋１）個のゾーン
   の内のいづれに前記移動子機が位置するかに対応するゾ
   ーン区分信号が前記判定回路から出力されるように構成
   されたことを特徴とする移動体位置ゾーン検知装置。
2. （２）移動子機からの電波を受信して該移動子機の現在
   位置を検知する移動体位置検知装置において、予め定め
   られた入力レベルの差（ｎ−１）α（但しｎ≧１、整数
   ）を有する第１乃至第ｎのアンテナまたは漏洩形同軸ケ
   ーブルにそれぞれ直列に接続された第１乃至第ｎの高周
   波増幅器の出力がそれぞれ一方の入力端子に入力される
   第１乃至第ｎの比較器と、該第１乃至第ｎの比較器の他
   方の入力端子にそれぞれ入力される基準レベルを発生す
   る基準レベル発生器と、前記第１乃至第ｎの比較器の出
   力側に接続された判定回路とを備え、前記移動子機から
   電波を受信したとき前記１本のアンテナまたは漏洩形同
   軸ケーブルのサービスエリアが前記１本のアンテナまた
   は漏洩形同軸ケーブルの近くから遠くへ前記電波の受信
   レベルの所望の区分に対応して順次区分された（ｎ＋１
   ）個のゾーンの内のいづれに前記移動子機が位置するか
   に対応するゾーン区分信号が前記判定回路から出力され
   るように構成されたことを特徴とする移動体位置ゾーン
   検知装置。