JPH02183634A - Antenna system - Google Patents
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- Radio Transmission System (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は無線通信に適用されるアンテナ装置に関するも
のであり、特に、屋内における電波を使用した無線通信
で、壁、天井等による電波の反射によるフェージングの
影響を回避し得るアンテナ装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to an antenna device applied to wireless communication, and in particular, in indoor wireless communication using radio waves, reflection of radio waves by walls, ceilings, etc. The present invention relates to an antenna device that can avoid the effects of fading due to
従来より、警備システム等で電波を使用して信号を送受
信するシステムが提案され実施されている。これらのシ
ステムでは屋内で無線通信を行なう為、送信機から送出
された電波は受信機で受信されるまでに、天井や壁、床
、家具等に反射して受信機に到達する。従って、電波が
干渉して減衰され、いわゆるフェージング現象を生じ、
受信感度が悪い箇所が発生する。そして、その減衰した
箇所に受信機のアンテナが設置しであると、電波を正常
に受信できなくなるという問題点があった。2. Description of the Related Art Conventionally, systems for transmitting and receiving signals using radio waves have been proposed and implemented in security systems and the like. Since these systems perform wireless communication indoors, the radio waves sent out from the transmitter reflect off ceilings, walls, floors, furniture, etc. before reaching the receiver. Therefore, radio waves interfere and are attenuated, causing a so-called fading phenomenon.
There are areas where reception sensitivity is poor. If the antenna of the receiver is installed in the attenuated area, there is a problem that the radio waves cannot be received properly.
又、電波が天井や床等に反射する間に偏波面が入り乱れ
、垂直偏波で送出した電波が受信点では水平偏波に入れ
替わってしまうことがあり、垂直偏波で送出した電波を
垂直偏波のアンテナでは受信できないこともあった。こ
のようなフェージングに対する対策としては、一般に空
間ダイバーシチ方式や偏波ダイバーシチ方式等が用いら
れている。In addition, when radio waves are reflected from ceilings, floors, etc., the plane of polarization gets mixed up, and the radio waves transmitted as vertically polarized waves may be replaced with horizontally polarized waves at the receiving point. There were times when it was not possible to receive signals using wave antennas. As a countermeasure against such fading, a space diversity method, a polarization diversity method, etc. are generally used.
空間ダイバーシチ方式は、通常２基のアンテナをλ／４
（λ：受信波の波長）程度離して設置し、これらのア
ンテナ出力を合成又は選択し、受信信号の品質を向上さ
せる方式である。偏波ダイバーシチ方式は、電波の回折
または反射の際に生ずる交さ偏波成分のフェージングと
、主偏波のフェージングとが異なることを利用したもの
である。The space diversity method usually uses two antennas at λ/4.
In this method, the antennas are installed at a distance of approximately (λ: wavelength of the received wave) and the outputs of these antennas are combined or selected to improve the quality of the received signal. The polarization diversity method utilizes the fact that the fading of cross-polarized components that occurs when radio waves are diffracted or reflected is different from the fading of the main polarization.
しかし、屋内無線通信においては、電波が複雑に反射す
るため上述の従来の空間ダイバーシチ方式や、偏波ダイ
バーシチ方式を使用したアンテナでは電波の干渉や偏波
面の入れ替わりによるフェージングを充分に補償するこ
とができなかった。However, in indoor wireless communications, radio waves are reflected in a complex manner, so antennas using the conventional space diversity method or polarization diversity method described above cannot sufficiently compensate for fading caused by radio wave interference and polarization plane switching. could not.
また、屋内無線通信においては、スペースや美観の問題
から、小型で高性能なアンテナ装置が求められている。Furthermore, in indoor wireless communications, small and high-performance antenna devices are required due to space and aesthetic issues.
本発明の目的は上述の問題点を解消し、空間ダイバーシ
チと偏波ダイバーシチの２つの効果を有し、しかも小型
に構成できるアンテナ装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and provide an antenna device that has two effects, spatial diversity and polarization diversity, and can be configured in a small size.
〔課題を解決するための手段、および、作用〕本発明に
よれば、少なくとも３以上の空中線を有し、
第１の空中線と第２の空中線は垂直偏波成分を受信する
とともに、受信する電磁波の波長の１／４の間隔で同じ
方向に設置され、
第３の空中線は水平偏波成分を受信するとともに、前記
第１の空中線と前記第２の空中線との間に前記第１及び
第２の空中線とは異なる方向に設置した
ことを特徴とするアンテナ装置、が提供される。[Means for Solving the Problems and Effects] According to the present invention, there are at least three or more antennas, and the first antenna and the second antenna receive vertically polarized components and receive electromagnetic waves. are installed in the same direction at an interval of 1/4 of the wavelength of the antenna, and a third antenna receives the horizontally polarized wave component, and a third antenna is provided between the first antenna and the second antenna, and the third antenna receives the horizontally polarized wave component. An antenna device is provided, characterized in that the antenna device is installed in a direction different from that of the antenna.
前記第１〜第３の空中線が、受信品質に応じて順次切り
換えて使用され得る。The first to third antennas may be sequentially switched and used depending on reception quality.
本発明の実施例を第１図乃至第３図を参照して詳細に説
明する。Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3.
第１図は本発明によるアンテナ装置を電波を使用した警
備システムに適用したシステム構成図である。■は各種
異常を検知する検知器、２は各種の検知器１によって検
出された情報を微弱電波によって送出するトランスポン
ダ、３はトランスポンダ２からの微弱電波を受信し、コ
ントローラ４に送信する中継器、４は中継器３と有線で
結合し警備領域の状態を集中監視し制御するコントロー
ラである。中継器３は後述するアンテナ３１Ａとアンテ
ナ３１Ｂ１アンテナ３１Ｃからなるアンテナ部３１と、
前記各アンテナの接続を切り換えるアンテナ切替部３２
と、アンテナ部３１を介して微弱電波を受信する受信部
３３と、アンテナ部３１を介して微弱電波を送信する送
信部３４とコントローラ４に有線で情報を送出する通信
部３５と、アンテナ切替部３２や送信部３４の制御を行
う制御部３６と、前記各部に所要のＤＣ電源を供給する
電源部３７とを具備して構成される。FIG. 1 is a system configuration diagram in which the antenna device according to the present invention is applied to a security system using radio waves. 2 is a transponder that sends out the information detected by the various detectors 1 using weak radio waves; 3 is a repeater that receives the weak radio waves from the transponder 2 and transmits them to the controller 4; A controller 4 is connected to the repeater 3 by wire and centrally monitors and controls the state of the security area. The repeater 3 includes an antenna section 31 consisting of an antenna 31A, an antenna 31B1 and an antenna 31C, which will be described later.
Antenna switching section 32 that switches the connection of each of the antennas.
, a receiving section 33 that receives weak radio waves via the antenna section 31, a transmitting section 34 that transmits weak radio waves via the antenna section 31, a communication section 35 that sends information to the controller 4 by wire, and an antenna switching section. 32 and the transmitting section 34, and a power supply section 37 that supplies necessary DC power to each of the sections.
第２図は本発明によるアンテナ装置を使用した中継器３
のアンテナ部３１を示す図である。アンテナ３１Ａとア
ンテナ３１Ｂは電波の波長のλ／４、本実施例の場合約
３２０ＭＨｚの電波を使用するので約２５ｃｍの間隔で
配置する。アンテナ３１Ｃはアンテナ３１Ａと３１Ｂの
設置間隔にアンテナ３１Ａ、３１Ｂの方向に対して９０
°の方向に設置する。FIG. 2 shows a repeater 3 using the antenna device according to the present invention.
FIG. The antenna 31A and the antenna 31B are arranged at an interval of about 25 cm because radio waves of λ/4 of the radio wave wavelength, about 320 MHz in this embodiment, are used. The antenna 31C has an installation interval of 90 degrees with respect to the direction of the antennas 31A and 31B.
Install in the direction of °.
アンテナ部３１は、ガラスエポキシのプリント基板３１
１ にアンテナ３１Ａ〜３１Ｃをそれぞれ銅でプリント
配線したものである。プリント基板３１１ にコンデン
サ３１２．３１３．３１４ 、配線３１５が形成されて
いる。アンテナ３１Ａはトランスポンダ２から送出され
た垂直偏波成分を受信する。アンテナ３１Ｂもアンテナ
３１Ａと同様に垂直偏波成分を受信するもので、前述の
如くアンテナ３１Ａとλ／４だけ離して形成される。ア
ンテナ３１Ｃはトランスポンダ２から送出された垂直偏
波が反射等によって偏波面が入れ替わることを想定して
アンテナ３１Ａおよびアンテナ３１Ｂと９０°の方向に
形成される。アンテナ部３１は通常使用するときには、
電波の透過性のよい合成樹脂等で出来たカバーで覆われ
ている。The antenna section 31 is a glass epoxy printed circuit board 31.
1, each of the antennas 31A to 31C is printed with copper. Capacitors 312, 313, 314 and wiring 315 are formed on a printed circuit board 311. Antenna 31A receives the vertically polarized wave component transmitted from transponder 2. The antenna 31B also receives vertically polarized wave components like the antenna 31A, and is formed separated from the antenna 31A by λ/4 as described above. The antenna 31C is formed in a direction of 90° with respect to the antennas 31A and 31B on the assumption that the plane of polarization of the vertically polarized wave transmitted from the transponder 2 is switched due to reflection or the like. When the antenna section 31 is normally used,
It is covered with a cover made of synthetic resin with good radio wave transparency.
次に第３図のフローチャートを参照して、本発明である
アンテナ装置を使用した中継器３およびトランスポンダ
の動作を説明する。第３図（ａ）は中継器３の動作、第
３図（ｂ）はトランスポンダ２の動作を示す。Next, the operation of the repeater 3 and the transponder using the antenna device of the present invention will be explained with reference to the flowchart of FIG. 3(a) shows the operation of the repeater 3, and FIG. 3(b) shows the operation of the transponder 2.
微弱電波を使用した警備システムにおいては、検知器１
にて検知した異常、例えば、火災や侵入を送信機（本実
施例の場合はトランスポンダ２に該当）にて送信し、受
信機（本実施例の場合中継器３に該当）で受信するが、
例えば、送信機が故障したり、破壊されたり、又はレイ
アウトの変更等の状況変化で無線の伝播状況が変化し、
送信器で送出した電波を受信機側で受信できなくなる可
能性があった。この場合、検知器１にて検知した火災、
侵入等の異常状態を報知できなかった。従って、本実施
例は、定期的に中継器３側からトランスポンダ２に対し
て確認信号を送出し、トランスポンダ２のそれに対する
返信を中継器３で受信するようにして、トランスポンダ
２と中継器３との通信状態を確認している。この確認信
号の送信間隔は、検知する対象に従って特に問題となら
ない時間間隔を設定すればよい。In security systems that use weak radio waves, detector 1
An abnormality detected by the transmitter, such as a fire or an intrusion, is transmitted by the transmitter (corresponding to transponder 2 in this embodiment) and received by the receiver (corresponding to repeater 3 in this embodiment).
For example, the radio propagation situation changes due to a change in situation such as a transmitter breaking down or being destroyed, or a change in layout.
There was a possibility that the receiver would not be able to receive the radio waves sent out by the transmitter. In this case, the fire detected by detector 1,
Unable to report abnormal conditions such as intrusion. Therefore, in this embodiment, a confirmation signal is periodically sent from the repeater 3 side to the transponder 2, and the reply from the transponder 2 is received by the repeater 3. Checking the communication status. The transmission interval of this confirmation signal may be set to a time interval that does not cause any particular problem depending on the object to be detected.
中継器３は先ずアンテナ３１Ａにて確認信号をトランス
ポンダ２に対して送出する（第３図（ａ）、ステップ１
）。トランスポンダ２は、中継器３からの確認信号を受
信するとく第３図（ｂ）、ステップ２１）、ステータス
信号を送出する（ステップ２２）。ここで中継器３はア
ンテナ３１Ａを使用してこのステータス信号を受信する
゛（ステップ２）。First, the repeater 3 sends a confirmation signal to the transponder 2 using the antenna 31A (Fig. 3(a), step 1).
). When the transponder 2 receives the confirmation signal from the repeater 3 (FIG. 3(b), step 21), it sends out a status signal (step 22). Here, the repeater 3 receives this status signal using the antenna 31A (step 2).
中継器３はステータス信号を受信すると、通信状態が正
常と判断し通信を終了する。When the repeater 3 receives the status signal, it determines that the communication state is normal and ends the communication.
ここでもし、電波の伝播状況が変化していて、中継器３
から送出した！認信号をトランスポンダ２において受信
できなかった場合、トランスポンダ２はステータス信号
を返信しない。また、トランスポンダ２が中継器３にス
テータス信号を送出したとしても、中継器３のアンテナ
３１Ａにてそのステータス信号を受信できない場合も想
定される。Here, if the radio wave propagation conditions are changing and the repeater 3
Sent from! If the transponder 2 cannot receive the recognition signal, the transponder 2 does not return a status signal. Further, even if the transponder 2 sends a status signal to the repeater 3, it is assumed that the status signal cannot be received by the antenna 31A of the repeater 3.
ここで、中継器３は、確認信号を送出して一定時間（制
御部３６内に構成するタイマーによって監視する。）以
内にステータス信号を受信できない場合、制御部３６の
制御にてアンテナ切替部３２を駆動させ、アンテナを３
１Ａから３１Ｂに切り換える（ステップ３）。そして、
アンテナ３１Ｂにて再度確認信号を送出する。ここでア
ンテナ３１Ｂはアンテナ３１Ａとλ／４離れているため
空間グイバーシチの効果を有し、従って、アンテナ３１
Ａとトランスポンダ２のアンテナがフェージングの状態
にて通信困難な場合にアンテナ３１Ｂを使用することに
よって通信を行なうことができる。トランスポンダ２は
中継器３のアンテナ３１Ｂからの確認信号を受信すると
前述と同様にステータス信号を返信する。中継器３では
ステータス信号をアンテナ３１Ｂにて受信する（ステッ
プ５）。そして受信できると、中継器３とトランスポン
ダ２の通信状態が正常と判断して通信を終了する。Here, if the repeater 3 cannot receive the status signal within a certain period of time (monitored by a timer configured in the control unit 36) after transmitting the confirmation signal, the antenna switching unit 32 is operated under the control of the control unit 36. drive the antenna to 3
Switch from 1A to 31B (step 3). and,
The confirmation signal is sent again through the antenna 31B. Here, since the antenna 31B is separated from the antenna 31A by λ/4, it has the effect of spatial diversity.
When communication is difficult due to fading between the antennas of A and transponder 2, communication can be performed by using antenna 31B. When the transponder 2 receives the confirmation signal from the antenna 31B of the repeater 3, it returns a status signal in the same manner as described above. In the repeater 3, the status signal is received by the antenna 31B (step 5). When reception is possible, it is determined that the communication state between the repeater 3 and the transponder 2 is normal, and the communication is terminated.
ここで、アンテナ３１Ｂによってもステータス信号を受
信できなかった場合は、前述と同様に制御部３６にてア
ンテナ切替部３２を駆動してアンテナを３１Ｃに切り換
える（ステップ６）。そして前述と同様に確認信号の送
受信を行なう。Here, if the status signal cannot be received by the antenna 31B, the control unit 36 drives the antenna switching unit 32 to switch the antenna to the antenna 31C as described above (step 6). Then, confirmation signals are transmitted and received in the same manner as described above.
屋内無線通信においては電波が複雑に反射するため偏波
面が入り乱れ、トランスポンダ２から垂直偏波で送出し
た電波が水平偏波に入れ替わり、従って、空間ダイバー
シチ効果を有するアンテナ３１Ａおよびアンテナ３１Ｂ
の両方で受信できない可能性がある。従って、アンテナ
３１Ｃをアンテナ３１Ａ及びアンテナ３１Ｂと９０°の
角度にて設置し水平偏波を受信できるようにしたもので
ある。In indoor wireless communication, radio waves are reflected in a complicated manner, causing the plane of polarization to become mixed up, and the radio waves transmitted from the transponder 2 to be vertically polarized are replaced with horizontally polarized waves. Therefore, the antennas 31A and 31B have a spatial diversity effect.
You may not be able to receive it on both. Therefore, the antenna 31C is installed at an angle of 90 degrees with the antennas 31A and 31B so that horizontally polarized waves can be received.
更に、このアンテナ３１Ｃはアンテナ３１Ａとアンテナ
３１Ｂの空間に両アンテナの利得を損なわないように設
置したもので屋内無線に適した小型に構成したものであ
る。Furthermore, this antenna 31C is installed in the space between the antennas 31A and 31B so as not to impair the gains of both antennas, and is constructed in a small size suitable for indoor radio.
ここで、中継器３はアンテナ３１Ｃにふいてトランスポ
ンダ２からのステータス信号を受信できなかった場合は
、トランスポンダ２の異常と判断してコントローラ４に
該トランスポンダ２が機器異常である旨の信号を送出す
る（ステップ９）。Here, if the repeater 3 cannot receive the status signal from the transponder 2 by wiping the antenna 31C, it determines that the transponder 2 is abnormal and sends a signal to the controller 4 indicating that the transponder 2 is abnormal. (Step 9).
上述の動作で、例えば、アンテナ３１Ａにて通信が成立
し通信確認が終了すると、検知器１が異常を検出したと
きにトランスポンダ２が送出する異常情報信号をアンテ
ナ３１Ａで受信し、また、通信確認時にアンテナ３１Ｂ
で通信終了した場合は当然、トランスポンダ２からの異
常情報信号はアンテナ３１Ｂで受信する。アンテナ３１
Ｃの場合も同様である。また、次回の通信確認動作も、
例えば、アンテナ３１Ｂで通信終了した場合は先ずアン
テナ３１Ｂにて確認信号を送出することは言うまでもな
い。In the above-described operation, for example, when communication is established at the antenna 31A and communication confirmation is completed, the antenna 31A receives the abnormality information signal sent by the transponder 2 when the detector 1 detects an abnormality, and also confirms the communication. Sometimes antenna 31B
When the communication is finished, the abnormality information signal from the transponder 2 is naturally received by the antenna 31B. antenna 31
The same applies to C. Also, the next communication confirmation operation will be
For example, when communication is completed through the antenna 31B, it goes without saying that a confirmation signal is first sent out through the antenna 31B.
このようにして、定期的にトランスポンダ２と中継器３
の間の通信状態を確認して最適なアンテナに切り換えて
いるため、異常検知時のトランスポンダ２からの微弱電
波を確実に中継器３において受信することが出来る。In this way, transponder 2 and repeater 3 are periodically
Since the communication status during the transmission is checked and the antenna is switched to the most suitable one, the repeater 3 can reliably receive the weak radio waves from the transponder 2 when an abnormality is detected.
又、本実施例では中継器３は、トランスポンダ２からの
微弱電波を受信する軟調においては、通信確認時に成立
したアンテナ部３１のいずれかのアンテナにて受信待機
するようにしたが、他の実施例において、受信待機状態
においてはアンテナ３１Ａ 、 ３１Ｂ 、 ３１Ｃを
、例えば、１００ｍ５の間隔で常時切り替える用に構成
してもよい。Furthermore, in this embodiment, when the repeater 3 receives weak radio waves from the transponder 2, it waits for reception using one of the antennas of the antenna section 31 established at the time of communication confirmation. In the example, the antennas 31A, 31B, and 31C may be configured to constantly switch at intervals of, for example, 100 m5 in the reception standby state.
又、本実施例では、中継器３にアンテナ装置を使用した
が、これに限らず、トランスポンダ等に使用してもよい
。Further, in this embodiment, the antenna device is used as the repeater 3, but the present invention is not limited to this, and the antenna device may be used as a transponder or the like.
以上のように、本発明によるアンテナ装置は、屋内無線
通信におけるフェージングによる通信障害を効果的に補
償することができ、しかも、空間ダイバーシチアンテナ
の２つのアンテナの間を利用して、偏波ダイバーシチ効
果を有するアンテナを設置したので、小型に構成できる
という効果を有する。As described above, the antenna device according to the present invention can effectively compensate for communication failure due to fading in indoor wireless communication, and also utilizes the space between the two antennas of the space diversity antenna to reduce the polarization diversity effect. Since the antenna is installed, it has the effect of being able to be constructed in a compact size.
第１図は本発明のアンテナ装置が適用される１例として
の警備システムの構成図、
第２図は本発明の実施例のアンテナの構成図、第３図は
アンテナの切換動作を含む第１図の動作フローチャート
、である。
（符号の説明）
３１・・・アンテナ部、
３１Ａ、３１Ｂ・・・垂直偏波アンテナ、３１Ｃ・・・
水平偏波アンテナ、
３２・・・アンテナ切換部、
３６・・・制御部。FIG. 1 is a configuration diagram of a security system as an example to which the antenna device of the present invention is applied, FIG. 2 is a configuration diagram of an antenna according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an operation flowchart of the figure. (Explanation of symbols) 31... Antenna section, 31A, 31B... Vertical polarization antenna, 31C...
Horizontal polarization antenna, 32... Antenna switching unit, 36... Control unit.
Claims (1)
とともに、受信する電磁波の波長の１／４の間隔で同じ
方向に設置され、 第３の空中線は水平偏波成分を受信するとともに、前記
第１の空中線と前記第２の空中線との間に前記第１及び
第２の空中線とは異なる方向に設置した ことを特徴とするアンテナ装置。 ２、前記第１の空中線と、前記第２の空中線と、前記第
３の空中線とを、受信品質に応じて順次切り換えて使用
することを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。[Claims] 1. At least three or more antennas are provided, and the first antenna and the second antenna receive vertically polarized components and are arranged in the same direction at an interval of 1/4 of the wavelength of the electromagnetic waves to be received. A third antenna receives the horizontally polarized wave component, and is installed between the first antenna and the second antenna in a direction different from that of the first and second antennas. Characteristic antenna device. 2. The antenna device according to claim 1, wherein the first antenna, the second antenna, and the third antenna are sequentially switched and used according to reception quality.
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|---|---|---|---|
| JP1001386A JP3039553B2 (en) | 1989-01-10 | 1989-01-10 | Antenna device |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP1001386A JP3039553B2 (en) | 1989-01-10 | 1989-01-10 | Antenna device |
Publications (2)
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| JP3039553B2 JP3039553B2 (en) | 2000-05-08 |
Family
ID=11500047
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP1001386A Expired - Lifetime JP3039553B2 (en) | 1989-01-10 | 1989-01-10 | Antenna device |
Country Status (1)
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| JP (1) | JP3039553B2 (en) |
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1989
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