JPH0284824A - 偏波ダイバーシチ無線通信方式 - 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】 【産業上の利用分野】

本発明は、偏波ダイバーシチ無線通信方式に関するもの
である。

【従来の技術】

近年、電波を媒体とする無線通信が、屋内でも利用され
るようになってきている。電波が自由空間を伝播されて
いるときには、アンテナの放射電界強度は距離に応じて
単調に減少するが、屋内では複雑な反射が生じるから、
多数の経路が生じることになり、各経路を通る電波の位
相差により干渉が生じる。その結果Ｊ第１７図のように
、送信アンテナ１１を備えた送信機１０を室内の定位置
に配置し、受信アンテナ２１を備えた受信機２０を室内
で移動させることによって、室内での電界強度を測定す
ると、第１８図に示すように、不規則な電界強度分布に
なる。つまり、マルチパスフェージングにより、極端に
電界強度の小さくなる地点が多数生じ、送信機１０から
の距離が受信可能範囲であっても、受信１機２０では受
信できない地点が生じることになる。結局、送信機１０
から近距離の場所でも通信不能になる場合が生じるので
ある。 こうした問題を解決するために、従来よりダイバーシチ
方式が用いられている。とくに、ダイバーシチ方式では
受信側で空間ダイバーシチ方式を採用するのが一般的で
ある。 受信側で空間ダイバーシチ方式を採用する場合には、複
数の受信アンテナを空間的に離間して配設するから、た
とえば第１８図に示すＰ　＋　、　Ｐ　ｔの位置に受信
アンテナを設けたことになり、一方の受信アンテナは所
要の電界強度で受信することができるのである。したが
って、受信回路に接続する受信アンテナを切り換えたり
、複数の受信アンテナの出力の位相を合成したりするこ
とにより、はとんどの場所で受信が可能になるのである
。 しかしながら、空間ダイバーシチ方式では、２個の受信
アンテナを、所定距離〈たとえば、０．４波長とすれば
、３００ＭＨｚに対して４０ｃｓ＋）だけ離間して配置
しなければならないから、受信アンテナを含めた受信機
が大形化することになり、屋内で用いる装置には適さな
いという問題がある。 また、受信側で空間ダイバーシチ方式を採用すると、受
信アンテナを切り換える切換手段や受信信号を合成する
合成手段などに微弱な信号が流れるから、切換手段や合
成手段での損失が無視できず、受信側でのＳ／Ｎ比が十
分に得られないという問題が生じる。 このように空間ダイバーシチ方式では、受信アンテナを
離間して配置しなければならないから、受信アンテナを
含めた受信機が大形化するという問題があるが、この点
を解決するために、受信アンテナを離間して配置する必
要がない４１４波ダイバーシチを採用することが考えら
れる。すなわち、偏波ダイバーシチ方式では、主偏波成
分が異なる複数の受信アンテナを配置して、受信回路に
接続する受信アンテナを切り換えたり、各受信アンテナ
で受信した信号の位相を合成したりするのである。

【発明が解決しようとする課題】

上述のように偏波ダイバーシチ方式を採用したとしても
、受信側でダイバーシチ方式を採用しているかぎりは、
受信アンテナを切り換える切換手段や受信信号を合成す
る合成手段などに微弱な信号が流れるから、切換手段や
合成手段での損失が無視できず、受信側でのＳ／Ｎ比の
改善は望めない、また、Ｓ／Ｎ比の改善のためには、受
信アンテナの利得が大きくとれるように大きな受信アン
テナを用いる必要があるから、空間ダイバーシチ方式に
比較すれば小形化できるとはいうものの、十分な小形化
にはつながらないのである。 本発明は上記問題点の解決を目的とするものであり、屋
内で使用する際に発生するマルチパスフェージングの影
響を軽減１て、場所によらず良好な通信状態が得られる
ようにし、Ｓ／Ｎ比を確保しながらも屋内での使用に適
する程度に小形化でき、しかも比較的低コストで実現で
きるようにした偏波ダイバーシチ無線通信方式を提供し
ようとするものである。

【課題を解決するための手段】

本発明は、上記目的を達成するために、主偏波成分が異
なる複数の送信アンテナ、および各送信アンテナに送信
回路を選択的に接続するアンテナ切換回路とを備え、各
送信アンテナを順次選択して一連のデータ群を全送信ア
ンテナから少なくとも１回ずつ送信する送信機と、送信
機とは離間して配設され１つの受信アンテナを備えてい
て、上記データ群を少なくとも１回受信するとデータ群
を再生する受信機との間で無線信号を伝送するようにし
ているのである。 また、送信アンテナのうちの少なくとも２つは主偏波成
分が互いに直交するの″が望ましい。 送信アンテナとしては、一所が開いた環状に形成され開
放端間に同調用のコンデンサが接続された環状導体と、
環状導体の要所に一端が接続されたインダクタンス素子
と、インダクタンス素子の他端に一端が接続され他端が
開放された導体線とを備え、環状導体の一点を接地点と
し、他の一点を給電点とし、環状導体からの輻射、およ
び環状導体と導体線との間の型間結合による輻射が生じ
るとともに、合成指向性が略等方性を有するように環状
導体と導体線とを配置した構成のものを用いるとよい。 また、この送信アンテナのうちの少なくとも２つを、各
環状導体を含む面が直交するように配置するとよい。 送信アンテナのうちの少なくとも２つをループアンテナ
とし、ループ回路を含む面が互いに直交するようにして
もよい。 この送信アンテナは、一所が開いた環状に形成された環
状導体の開放端間に同調用のコンデンサを接続するとと
もに、環状導体の一点を接地点とし、他の一点を給電点
として形成し、アンテナ切換回路は、上記コンデンサと
直列または並列に接続されたダイオードであって、バイ
アス電圧を加えないときの等価容量と上記コンデンサの
容量との合成値がアンテナの動作、不動作を決める構成
とすることができる。 また、アンテナ切換回路に、コンデンサに並列に接続し
たダイオードを設け、このダイオードに流すバイアス電
流の入切でアンテナ動作の入切を行うようにすればよい
。 あるいはまた、アンテナ切換回路に、環状導体に直列に
接続したダイオードを設け、このダイオードに流すバイ
アス電流の入切でアンテナ動作の入切を行うようにして
もよい。

【作用】

上記構成によれば、送信機に主偏波成分が異なる複数の
送信アンテナを設けるとともに、各送信アンテナを順次
選択して一連のデータ群を各送信アンテナから少なくと
も１回ずつ送信するようにし、受信機では、データ群を
少なくとも１回受信するとデータ群を再生するようにし
ているから、受信機には１つの受信アンテナを設ければ
よいことになる。すなわち、受信アンテナを含む受信機
が小形化される。また、送信アンテナを複数本設けて偏
波ダイバーシチ方式を実現しているから、受信機には切
換手段や合成手段が不要であり、信号強度が大きい送信
機でアンテナ切換回路などを設けたことによりＳ／Ｎ比
が大きくと゛れるのである。 さらに、送信アンテナを、一所が開いた環状に形成され
開放端間にコンデンサが接続された環状導体と、環状導
体の要所に一端が接続されたインダクタンス素子と、イ
ンダクタンス素子の他端に一端が接続され他端が開放さ
れた導体線とで構成し、合成指向性が略等方性を有する
ように環状導体と導体線とを配置すれば、環状導体とコ
ンデンサとによる共振回路が短縮ループアンテナとして
機能し、環状導体と導体線との空間結合による共振回路
が短縮モノポールアンテナとして機能するのであって、
合成指向性が略等方性を有するから、送信アンテナの配
置位置によらず、あらゆる方向への送信が行えるように
なる。 また、送信アンテナを、一所が開いた形状の環状導体の
開放端間に同調用のコンデンサを接続して形成し、コン
デンサと直列または並列に接続されたダイオードへのバ
イアス電流の入切によりアンテナ動作の入切を行うよう
にアンテナ切換回路を構成したものでは、アンテナ切換
回路を送信アンテナと一体化することができ回路が簡素
化されるのである。

【実施例】

第１図は本発明の基本構成を示すブロック図であって、
送信機１０は、一対のアンテナ１１Ｈ１１１■と、どち
らのアンテナ１１Ｈ，１１Ｖにより送信を行うのかを選
択するアンテナ切換回路１２と、送信出力を発生する送
信回路１３とを備えている。送信回路１３は、一定周波
数で発振する水晶発振回路よりなる発振回路１４を有し
、発振回路１４の出力は逓倍回路１５により所望周波数
まで引き上げられる。！！倍回路１５の出力である搬送
波は、制御回路１７からエンコーダ回路１８を介して与
えられるディジタル信号により変調回路１６において変
調され、送信出力回路１９により電力増幅される。制御
回路１７には、たとえば、非常報知用のスイッチＳＷな
どが設けられ、スイッチＳＷが操作されると、発振回路
１４を動作させるとともに、非常信号をエンコーダ回路
１８に入力するようになってい、る、制御回路１７には
、スイッチＳＷ以外にも火災感知器等の防災センサや防
犯センサを接続してもよい、さらに、制御回路１７では
アンテナ切換回路１２を制御して、両アンテナ１１Ｈ，
１１Ｖの一方を選択的に送信回路１３に接続する。各ア
ンテナ１１Ｈ，１１Ｖは、出力電波の主偏波成分が互い
に直交するするように配置されている。したがって、ア
ンテナ切換回路１２によって各アンテナＩＩＨ，ＩＩＶ
を選択すれば、異なる時刻に異なる偏波成分の信号を出
力することができるのである。この送信機１０は、電池
Ｅにより駆動される。 一方、受信機２０は、一つのアンテナ２１を備え、受信
回路は、アンテナ２１により受信された信号を増幅する
フロントエンド２２、復調回路２３、デコーダ回路２４
などを備え、送信８１１０の制御回路１７からエンコー
ダ回路１８に入力された信号を再生してデコーダ回路２
４から出力する。 その後、信号処理回路２５ではデコーダ回路２４の出力
信号に基づいた処理を行い、出力回路２６を駆動して、
信号の内容に応じて表示を行ったり、警報装置を鳴動さ
せたりするのである。 次に送信機１０と受信機２０との動作を説明する。送信
機１０では、送信すべき一連のデータ群を１単位とし、
この単位毎に同内容のデータ群を２組ずつ作成する。す
なわち、スイッチＳＷが操作されると、第２図（ａ）に
示すように、制御回路１７において同一内容のデータ群
を第１フレームＦ１および第２フレームＦ２として作成
するのである６各フレームＦ、、Ｆ２の内容は、第２図
（ｂ）のように、ディジタル信号により構成されている
。第１フレームＦ１のデータ群は、アンテナ切換回路１
２によりアンテナ１ｉＨを選択している状態で送出し、
第２フレームＦ２のデータ群はアンテナ切換回路１２に
よりアンテナ１１■を選択している状態で送出する。し
たがって、同一内容のデータ群が異なる時刻に異なる偏
波成分で送出されることになる。すなわち、同時刻に複
数の偏波成分を送出するのではなく、異なる時刻に異な
る偏波成分を送出するようにして、偏波ダイバーシチ方
式の送信を行うのであ６る。 このように偏波ダイバーシチ方式で送信機１０から電波
を送出した場合の電界強度分布の一例を第３図に示す、
アンテナ１１Ｈが選択されて主偏波成分が水平偏波であ
るときには、マルチパスフェ−ジンクにより電界強度分
布は、第３図（ａ）に示すようになり、電界強度の最大
値と最小値との差が３２ｄＢになる。また、同一条件で
アンテナ１１■が選択されて主偏波成分が垂直偏波であ
るときには、電界強度分布は、第３図（ｂ）に示すよう
になり、最大値と最小値との差は２６ｄＢになる。ここ
で、第３図（ｃ）のように、両偏波成分のうちで電界強
度が大きいほうを選択するようにすれば、最大値と最小
値との差は１３ｄＢとなり、両アンテナ１１Ｈ，１１Ｖ
のうちのいずれか一方のみを用いる場合に比較すれば、
電界強度分布が均一化されることがわかる。 このような条件を考慮して、受信機２０は次のように動
作する。すなわち、両偏波成分のうちのいずれか一方の
みが受信可能な電界強度の閾値以上であれば、閾値以上
の偏波成分により信号処理回路２５での処理を行う、ま
た、両偏波成分がともに閾値以上であれば、先に受信さ
れた偏波成分（送信機１０が上述の動作をしているとき
には、第１フレーム）により信号処理回路２５での処理
を行う、どちらの偏波成分も閾値より小さければ、信号
処理回路２５での処理は行えないが、上述したように、
両偏波成分のうちの電界強度が大きいほうを選択するよ
うにすれば、電界強度分布は均一化されるから、このよ
うな条件が発生する確率は小さくなる。受信機２０の動
作をまとめると下表のようになる。 以上のようにして、送信機１０に対して受信可能範囲内
の距離に受信ｔｌ１２０を配置しておけば、はぼどの場
所でも通信可能になるのである。 次に、上記送信機１０において使用されるアンテナ１１
Ｈ，１１Ｖについて説明する。 第４図では、アンテナ切換回路１２を一体化したアンテ
ナ１１Ｈ，１１Ｖの回路構成を示す、各アンテナ１１Ｈ
，１１Ｖはループアンテナであって、第５図に示すよう
に、一所が開放された環状導体１の開放端間に同調をと
るためのコンデンサＣ１と、送信回路１３より出力され
る高周波信号に対しては十分に低インピーダンスとなる
ように設定されたバイパス用のコンデンサＣ２との直列
回路を接続している。また・、環状導体１と両コンデン
サＣ，，Ｃ２とからなるループ回路の２点に給電点ａと
接地点すとを設ける。ここに、給電点ａと接地点すとは
コンデンサＣ２を挟んで設け、接地点すは両コンデンサ
Ｃ＋１．　Ｃ２の間に設ける。給電点ａにはコンデンサ
Ｃ１を介して送信回路１３の出力信号を入力する。コン
デンサＣＩには、カソードを接地点すに接続するように
してダイオードＤが並列に接続され、ダイオードＤのア
ノードにはバイアス電流を与えるためのスイッチ信号線
りがバイアス抵抗Ｒと環状導体１とを介して接続される
。したがって、コンデンサＣ２は、ダイオードＤへのバ
イアス電流を流すスイッチ信号線りと接地点すとの間を
直流的にカットする機能を備える。バイアス抵抗Ｒはダ
イオードＤのバイアス電流を定めるために挿入してあり
、スイッチ信号線りを介して漏れる高周波信号が無視で
きる程度にインピーダンスを高く設定しである。 このように構成されたアンテナＩＩＨ，ＩＩＶでは、ス
イッチ信号入力端Ｓを開放または零電位とした場合、ダ
イオードＤにはバイアス電流が流れないから、ダイオー
ドＤのインピーダンスは損失の少ない数ｐＦ程度の゛容
量性を示す、したがって、同調用のコンデンサＣ１に対
してダイオードＤの等価容量によるコンデンサが並列に
接続されたとみなせるのであって、このときの合成容量
を００と考えれば、高周波信号で考えた等価回路は、第
５図（ｂ）のようになり、合成容量Ｃ０の値で同調が取
れるように設定しておれば、小型ループアンテナとして
動作することになる。 一方、スイッチ信号入力端Ｓに所定の電圧を与えた場合
、ダイオードＤにバイアス電流が流れて、ダイオードＤ
のインピーダンスは小さな抵抗および小さな誘導性リア
クタンスと等価になる。したがって、合成容量Ｃ０が同
調のとれる容量値からずれ、しかもコンデンサＣＩに対
して小さな値の抵抗が並列に接続された形になるから、
ループ回路の選択度（Ｑ）が小さくなって損失が増し、
アンテナとしての動作はほぼ停止する。 以上のように動作するから、スイッチ信号入力端Ｓへの
電圧を印加の有無によりアンテナ動作をオン・オフでき
るのである。オン時の動作については、バイアスオフ時
のダイオードＤの損失が少なく、ダイオードＤをほぼコ
ンデンサとみなせるので損失は非常に小さい、また、オ
フ時の動作については、ループ回路の共振点をずらす上
、ループ回路のＱを下げているため、オン・オフ比を大
きくとることができる。 以上のように構成したアンテナ１１Ｈ，ＩＩＶを２個用
いて、第４図のように接続すれば、上記送信機１０を構
成することができるのである。すなわち、送信回路１３
の出力を各アンテナ１１Ｈ１１１Ｖに分岐して入力する
とともに、制御回路１７より出力されるアンテナ切換信
号を、インバータＩｔ、Ｉ２よりなるロジック回路を介
して各アンテナＩＩＨ，ＩＩＶのスイッチ信号入力端Ｓ
に与えるのである。インバータＩ、、Ｉ２よりなるロジ
ック回路は、２値信号であるアンテナ切換信号の各一方
の論理値に対して、各アンテナＩＩＨ，１１■を選択的
に動作させるように構成される。したがって、ロジック
回路とダイオードＤとによりアンテナ切換回路１２が構
成−されるのである。 両アンテナＩＩＨ，ＩＩＶは、第６図に示すように、環
状導体１を含むループ回路を互いに直交するように配置
することにより、各アンテナ１１Ｈ，ＩＩＶの主偏波成
分が互いに直交するようになり、偏波ダイバーシチ方式
が実現される。 第７図（ａ）はループアンテナの他の実施例を示し、環
状導体１の開放端間に同調用のコンデンサＣＩとダイオ
ードＤとの直列回路を接続し、ダイオードＤにバイアス
電、流を流すためのスイッチ信号線りをダイオードＤの
アノード側にバイアス抵抗Ｒを介して接続している。 この回路構成において、スイッチ信号入力端Ｓに所定の
電圧を印加すると、ダイオードＤのインピーダンスは小
さな抵抗およびわずかな誘導性リアクタンスと等価にな
る。従って高周波信号に対する等価回路は第７１Ｍ　（
ｂ）のようになる、なお、誘導性リアクタンス分はルー
プ回路のインダクタンスに含まれると考え、図示してい
ない、また、ループ回路内に若干の損失抵抗を持つ小型
ループアンテナを構成するが、ダイオードＤのオン特性
のよいものを使用すれば、損失はほとんど無視できる。 したが２て、バイアス電流を流したときに、コンデンサ
Ｃ＋の同調がとれていれば小型ループアンテナとして良
好に動作する。 一方、スイッチ信号入力端Ｓを零電位または開放にする
と、ダイオードＤのインピーダンスは容量性リアクタン
スを示し、その容量値は数ｐＦ以下であるからループ回
路の共振点がずれ、ループ回路内の循環電流に対して高
いインピーダンスとなってループはアンテナとしての動
作をほぼ停止する。 この実施例もスイッチ信号入力端Ｓに印加する電圧の有
無によってアンテナ動作をオン・オフできるのであり、
ダイオ、−ドＤのバイアス電流のオン・オフによってア
ンテナ３の共振状態を変化させてアンテナ動作のオン・
オフを行っているから、スイッチとして見たときオン・
オフ比を大きくとることができる。また、オン時の損失
もダイオードの選定で低く押さえることができる。 このように構成されたアンテナＩＩＨ，ＩＩＶを、第８
図のように２個用いれば、第４図に示した実施例と同様
にアンテナ切換信号の論理値により送信すべきアンテナ
ＩＩＨ，ＩＩＶを選択できるのである。 第７図（ａ）に示したアンテナｌｌＨ，１１Ｖと同様の
動作原理で、第９図（ａ）（ｂ）に示すような接続も可
能である。 アンテナＩＩＨ，ＩＩＶとしては、第１０図に示す構成
もある。すな、わち、帯状の導体を一部が開いた環状に
曲成した環状導体１を有し、環状導体１の開放端間に同
調用のコンデンサＣ１を接続しである。環状導体１には
給電点ａと接地点すとがそれぞれ異なる部位に設定され
、給電点ａおよび接地点すとは異なる部位にコイル２の
一端が接続される。コイル２は空芯コイルであり、他端
には導体線３の一端が接続される。 ところで、導体線３は先端部にローディング４を有して
おり、このローディング４によって導体線３の長さが短
縮されている。すなわち、第１０図の実施例では、導体
線３の先端が２分岐され、各校がそれぞれ導体線３の基
部に近付きながら蛇行状に屈曲した形状に形成されてい
る。これは、Ｔ形を基本形状とするローディング４であ
って、第１１図（ｂ）に示す形状のものを第１０図の実
施例としているが、第１１図（ａ）に示すように、蛇行
状とせずに単純なＴ形としてもよい。また、第１１図（
ｃ）のように蛇行させてもよい、さらに、Ｔ形態外にも
第１１図（ｄ）〜（ｆ）のように逆り形を基本とした形
状や、第１１図（ｇ）のように頂冠状としてもよい、ま
た、導体線３を短縮する必要がなければ、第１１図（ｈ
）のように導体線１４の先端部のローディング４を省略
してもよい。 この構成では、第１２図に示す等価回路を考えることが
できる。第１の共振回路Ａは、環状導体１のインダクタ
ンスとコンデンサＣ１の容量とで決定される共振周波数
を有し、給電点ａは、接続される回路とインピーダンス
整合がとれるような位置に設定される。送信回路１３か
ら給電されると、共振時には第１の共振回路Ａに循環電
流が流れ、送信回路１３から供給されるエネルギーは、
損失抵抗ＲＬＩおよび放射抵抗ＲＩＬ２で消費される。 こうして放射抵抗Ｒ＋＋　１による損失分が空中に放射
される。すなわち、環状導体１とコンデンサＣ３とによ
り短縮ループアンテナが構成される。 一方、空芯コイル２および導体線３のインダクタンスと
、環状導体１と導体線３との間の容量成分により、第２
の共振回路Ｂが形成される。ここで、上記した短縮ルー
プアンテナが共振しているときには、共振回路Ａ、にお
ける最大電位はコンデンサＣ１を挟んで接地点すの反対
側に生じるのであり、この最大電位となる点に空芯コイ
ル２の一端が接続されている。したがって、第２の共振
回路Ｂには、第１の共振回路Ａからエネルギーが供給さ
れるのであり、第１の共振回路Ａと第２の共振回路Ｂと
の共振周波数が一致するように、空芯コイル２や導体線
３の寸法や形状が設定されていると、空芯コイル２およ
び導体線３は短縮モノボールアンテナとして機能するこ
とになる。つまり、第２の共振回路Ｂに対して第１の共
振回路Ａから給電されると、損失抵抗ＲＬ２と放射抵抗
ＲＢとで電力消費され、放射抵抗ＲＲ２による損失分が
空中に放射される。こうして、短縮ループアンテナと短
縮モノボールアンテナとを同時に設けたことになるので
ある。ここで、第２の共振回路Ｂの動作に伴なって第１
の共振回路Ａの一部に電流が流れるから、第１の共振回
路Ａは、共振周波数を同一とするときに、単独使用の場
合とは異なる定数を持つことになる。 以上の構成による動作特性を簡略化して説明するために
、第１の共振回路Ａは微少ループアンテナ、第２の共振
回路Ｂは微少ダイポールアンテナ（モノボールアンテナ
はダイポールアンテナの変形である）であるとし、本実
施例のアンテナの特性を両アンテナの合成特性に近似す
る。また、微少ループアンテナおよび微少ダイポールア
ンテナからの放射電界の位相は同じであるものと考える
。 第１３図（ａ）に示すように、微少ループアンテナ５を
含む面と平行になるように微少ダイポールアンテナ６を
配置しているとすれば（本実施例の位置関係に相当する
）、各アンテナは、それぞれ第１３図（ｂ）（ｅ）に示
すような指向性を示すことになる。偏波成分が同方向で
あるときに加算し、偏波が直交する方向であるときには
互いに独立であるとすれば、両アンテナの合成指向性は
、第１３図（ｄ）のようになる、ここに、第１３図中実
線は紙面に対して垂直な偏波成分を示し、破線は紙面に
対して平行な偏波成分を示している。この、合成指向性
を電力バターン表示し、単位をｄＢとすれば、第１３図
（ｅ）のようになり、最大最小比は約４ｄＢとなって、
指向性が略等方性となったアンテナ１１Ｈ１１１ｖが得
られるのである。 本実施例では、環状導体１、コイル２、導体線３、ロー
ディング４等を金属の線材や棒材を用い′Ｃ′Ｍ３成゛
しているが、印刷配線板の導電パターンによって形成し
てもよい。 このように構成されたアンテナ１１Ｈ，１ｔｖを、第１
４図に示すように、環状導体１を含む面を互いに直交さ
せて配置する。このように配置すれば、各アンテナＩＩ
Ｈ，ＩＩＶにおける微小ループアンテナ５同士と微小ダ
イポールアンテナ６同士とは、それぞれ偏波成分が直交
することになる０両アンテナ１１Ｈ，１１Ｖはアンテナ
切換回路１２を介して送信回路１３に交互に接続される
。 すなわち、第１５図および第１６図に示すように、偏波
が９０度異なるアンテナＩＩＨ，ＩＩＶを交互に切り換
えて偏波ダイバーシチ方式とすることができるのである
。 なお、上記実施例では主偏波成分が直交する２個のアン
テナ１１Ｈ，１１Ｖを切り換えて偏波ダイバーシチ方式
としているが、本発明の技術思想は、３個以上のアンテ
ナにも適用でき、また、主偏波成分は必ずしも直交して
いなくてもよい。

【発明の効果】

本発明は上述のように、主偏波成分が異なる複数の送信
アンテナ、および各送信アンテナに送信回路を選択的に
接続するアンテナ切換回路とを備え、各送信アンテナを
順次選択して一連のデータ群を全送信アンテナから少な
くとも１回ずつ送信する送信機と、送信機とは離間して
配設され１つの受信アンテナを備えていて、上記データ
群を少なくとも１回受信するとデータ群を再生する受信
機との間で無線信号を伝送するようにしているものであ
り、送信機に主偏波成分が異なる複数の送信アンテナを
設けるとともに、各送信アンテナを順次選択して一連の
データ群を各送信アンテナから少なくとも１回ずつ送信
するようにし、受信機では、データ群を少なくとも１回
受信するとデータ群を再生するようにしているので、受
信機には１つの受信アンテナを、設ければよいことにな
る。 すなわち、受信アンテナを含む受信機が小形化されると
いう利点がある。また、送信アンテナを複数本設けて偏
波ダイバーシチ方式を実現しているから、受信機には切
換手段や合成手段が不要であり、信号強度が大きい送信
機でアンテナ切換回路などを設けたことによりＳ／Ｎ比
が大きくとれるという効果がある。 さらに、送信アンテナのうちの少なくとも２つの主偏波
成分を互いに直交させたものでは、受信側での偏波成分
のずれが最大でも４５度になり、受信アンテナの配置方
向によらずに受信が可能となるのである。 送信アンテナとしては、一所が開いた環状に形成され開
放端間に同調用のコンデンサが接続された環状導体と、
環状導体の要所に一端が接続されたインダクタンス素子
と、インダクタンス素子の他端に一端が接続され他端が
開放された導体線とを備え、合成指向性が略等方性を有
するように環状導体と導体線とを配置した構成のものを
用いれば、環状導体とコンデンサとによる共振回路が短
縮ループアンテナとして機能し、環状導体と導体線との
空間結合による共振回路が短縮モノポールアンテナとし
て機能して、合成指向性が略等方性を有するから、アン
テナの配置位置によらず、あらゆる方向への送信が行え
るようになる。すなわち、各偏波成分がほぼ等方向に送
信されるから、受信機をどのように配置してもいずれか
の偏波成分を受信できる確率が高くなるのである。 また、送信アンテナを、一所が開いた形状の環状導体の
開放端間に同調用のコンデンサを接続して形成し、コン
デンサと直列または並列に接続されたダイオードへのバ
イアス電流の入切によってアンテナ動作の入切を行うア
ンテナ切換回路を構成したものでは、送信アンテナをア
ンテナ切換回路と一体化でき回路が簡素化できるという
効果が得られる。しかも、ダイオードに流すバイアス電
流の入切によりアンテナ動作を入切しているから、単純
な構成で良好なアンテナ切換特性を有する偏波ダイバー
シチ方式の送信機を安価に実現できるという効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における送信機と受信機との基
本構成を示すブロック図、第２図は同上における送信機
からの信号を示す動作説明図、第３図は同上における各
送信アンテナからの距離に対する電界強度を示す動作説
明図、第４図は同上において切換回路を一体化した送信
アンテナを用いる送信機の等価回路図、第５図（ａ）は
同上に用いる送信アンテナの回路図、第５図（ｂ）は同
図（ａ）の等価回路図、第６図は同上における送信アン
テナの実装状態を示す概略斜視図、第７図（ａ）は同上
において切換回路を一体化した送信アンテナの他側の回
路図、第７図（ｂ）は同図（ａ）の等価回路図、第８図
は第７図に示した送信アンテナを用いた送信機の等価回
路図、第９図（ａ）　（ｂ）はそれぞれ同上に用いる送
信アンテナのさらに他の例を示す回路図、第１０図は同
上に用いる送信アンテナの別の実施例を示す斜視図、第
１１図は同上に用いるローディングの各種例を示す概略
構成図、第１２図は同上の等価回路図、第１３図（ａ）
は同上の概略構成図、第１３図（１，）〜（ｅ）は同上
の動作説明図、第１４図は第１０図に示した送信アンテ
ナを用いた送信機の要部斜視図、第１５図（ａ）は同上
に用いる一方のアンテナ要素の概略構成図、第１５図（
ｂ）は同図（ａ）のアンテナ要素の動作説明図、第１６
図（ａ）は同上に用いる他方のアンテナ要素の概略構成
図、第１６図（ｂ）は同図（ａ）のアンテナの動作説明
図、第１７図は送信アンテナから受信アンテナまでの距
離に応じた電界強度の測定状態を示す説明図、第１８図
は電界強度の測定結果を示す動作説明図である。 １・・・環状導体、２・・・ジイル、３・・・導体線、
１０・・・送信機、１１）１．ＩＩＶ・・・送信アンテ
ナ、１２・・・アンテナ切換回路、１３・・・送信回路
、２０・・・受信機、２１・・・受信アンテナ、Ｃ＋　
、　Ｃ２・・・コンデンサ、Ｄ・・・ダイオード。 代理人　弁理士　石　１）長　七 第２！！！ 第３図 ！！ｋ（ｍ） を手強浬（ｄＢｕＶ） 第４図 υ 第５図 を手弦１Ｋ（ｄＢｕＶ） 第６図 第７ 図 （ａ） （ｂ） 第１０図 第９ 図 第８ 図 第１３図 第１５図 ｉｔ　１　ＩＢＭ、　（ｄＢｕＶ） 第１４図 （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）主偏波成分が異なる複数の送信アンテナ、および
   各送信アンテナに送信回路を選択的に接続するアンテナ
   切換回路とを備え、各送信アンテナを順次選択して一連
   のデータ群を全送信アンテナから少なくとも１回ずつ送
   信する送信機と、送信機とは離間して配設され１つの受
   信アンテナを備えていて、上記データ群を少なくとも１
   回受信するとデータ群を再生する受信機との間で無線信
   号を伝送する偏波ダイバーシチ無線通信方式。 （２）送信アンテナのうちの少なくとも２つは主偏波成
   分が互いに直交することを特徴とする請求項１記載の偏
   波ダイバーシチ無線通信方式。 （３）請求項２記載の送信アンテナは、一所が開いた環
   状に形成され開放端間に同調用のコンデンサが接続され
   た環状導体と、環状導体の要所に一端が接続されたイン
   ダクタンス素子と、インダクタンス素子の他端に一端が
   接続され他端が開放された導体線とを具備し、環状導体
   の一点を接地点とし、他の一点を給電点とし、環状導体
   からの輻射、および環状導体と導体線との間の空間結合
   による輻射が生じるとともに、合成指向性が略等方性を
   有するように環状導体と導体線とを配置して成ることを
   特徴とする偏波ダイバーシチ無線通信方式。 （４）送信アンテナのうちの少なくとも２つは、各環状
   導体を含む面が直交するように配置されて成ることを特
   徴とする請求項３記載の偏波ダイバーシチ無線通信方式
   。 （５）送信アンテナのうちの少なくとも２つはループア
   ンテナであって、ループ回路を含む面が互いに直交する
   ことを特徴とする請求項２記載の偏波ダイバーシチ無線
   通信方式。（６）請求項５記載の送信アンテナは、一所
   が開いた環状に形成された環状導体の開放端間に同調用
   のコンデンサを接続するとともに、環状導体の一点を接
   地点とし、他の一点を給電点として形成され、上記アン
   テナ切換回路は、上記コンデンサと直列または並列に接
   続されたダイオードであって、バイアス電圧を加えない
   ときの等価容量と上記コンデンサの容量との合成値がア
   ンテナの動作、不動作を決めることを特徴する偏波ダイ
   バーシチ無線通信方式。 （７）上記アンテナ切換回路は、上記コンデンサに並列
   に接続したダイオードを備え、このダイオードに流すバ
   イアス電流の入切でアンテナ動作の入切を行うことを特
   徴とする請求項６記載の偏波ダイバーシチ無線通信方式
   。 （８）上記アンテナ切換回路は、上記環状導体に直列に
   接続したダイオードを備え、このダイオードに流すバイ
   アス電流の入切でアンテナ動作の入切を行うことを特徴
   とする請求項６記載の偏波ダイバーシチ無線通信方式。