JPH04252604A - 無線通信装置用アレーアンテナ - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固定局と複数移動局と
が微弱電波無線により相互に無線通信を行うための固定
局側の無線通信装置用アレーアンテナに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】固定局に接続された開放同軸ケーブルを
放射線路とし約１００ＭＨｚ以上の周波数帯の微弱電波
を利用して複数の移動局と相互通信を行う場合、開放同
軸ケーブルの長さ方向に沿った帯状の漏洩電界領域が通
信のサービスエリアとなる。開放同軸ケーブルの漏洩成
分を大きくしてサービスエリアの幅を広げようとすると
伝送損失が増えて長さ方向の電界が弱くなるため、ケー
ブルの先端に双方向性の中継増幅器を介して開放同軸ケ
ーブルを必要に応じた区間数だけ縦続接続することによ
ってサービスエリアの拡張を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この方式は中
継増幅器を据付固定する必要があるため設置工事に時間
と費用がかかり、また既設の中継増幅器を後日現場の改
造等に伴って設置場所を変更するためには多大の費用と
困難が伴う。更に、この方式は電波法の改正に伴う微弱
電波無線の送信出力制限のため、移動局に対するサービ
スエリアの電界の帯状幅は実用上、移動無線としての役
目が果たせないほど狭くなる欠点がある。本発明が解決
しようとする課題は、従来の開放同軸ケーブルの有する
等価アンテナ利得に較べて高い等価アンテナ利得を有し
、電波法の規制による送信出力の小さい微弱電波無線に
よっても実用上充分拡張されたサービスエリアを構築す
ることのできる無線通信装置用アレーアンテナを提供す
ることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明のアレーアンテナ
は、固定局（中継固定局を含む）に始端が接続され他端
に終端器が接続されたヘリカルスリット型開放同軸ケー
ブルを給電線とし、該ケーブルに所定の間隔で配置され
該ケーブルの外部導体の任意のスリット部位にて該ケー
ブルの外部被覆（例えば、ビニールシース）及び内部絶
縁体（例えば発泡ポリエチレン）とを貫通して容易に該
ケーブルの内部導体及び外部導体とそれぞれ直接結合状
態が保たれる接触子（針状金属棒）を具備した複数のア
ンテナ結合器と、該結合器のそれぞれに取付けられた素
子アンテナによって構成されたことを特徴とするもので
ある。

【０００５】

【実施例】以下図面により本発明を詳細に説明する。図
３は本発明の構成要素の一つとなるヘリカルスリット型
開放同軸ケーブル形の給電線の構造図であり、図２は本
発明の主要な構成要素となるアンテナ結合器の構造例を
示す断面図であり、図１は本発明の実施例を示すアレー
アンテナの構成例図である。また、図４は本発明を応用
した現場概念を示す斜視図である。

【０００６】ヘリカルスリット型開放同軸ケーブル形の
給電線４の構造を示す図３において、１は内部導体、２
は外部導体、３はケーブルの外部被覆絶縁体（例えばビ
ニールシース）である。外部導体２はヘリカル状のスリ
ット部２６を有する金属帯状の外部導体であり、給電線
４の主たる目的・機能は直線アレーアンテナ（後述する
）用給電線であることを特徴とする。尚、内部絶縁体（
例えば発泡ポリエチレン）は図示を省略した。

【０００７】本発明の要素となるアンテナ結合器９の構
造の概要を示す図２において、４はヘリカルスリット型
開放同軸ケーブル形の給電線、１は内部導体、２は外部
導体でありヘリカル型スリット構造である。３は外部被
覆絶縁体（例えばビニールシース）である。５は針状の
金属棒接触子でありその先端が外部導体２と接触する構
造を有す。８は同軸コネクタでありその金属部は接触子
５と直接ねじ止めされ同軸コネクタ８の座の金属部と導
通がある。６は接触子であり針状の金属棒であって同軸
コネクタ８の芯部に直接接続されておりその先端部は内
部導体１と接触する構造を有す。７は絶縁体の跨座であ
り、接触子５，６及び同軸コネクタ８とそれぞれ一体化
接続される。前記５，６，７，８にてアンテナ結合器９
が組立構成される。同軸コネクタ８には素子アンテナ（
図示略記）が接続される。アンテナ結合器９の接触子６
は給電線４の有するスリット部分２６の任意の位置にお
いて図示の如く給電線を切断することなしに外部から該
スリット部位を貫通しその針状金属棒の先端部は内部導
体１と直接接触すると同時に接触子５の先端部が外部導
体２と接触状態となる。即ち素子アンテナ（図示略記）
は接触子６，５を介して給電線４に直接結合され、アン
テナ結合器９は跨座７によって給電線４に安定固定され
た状態に保たれる。

【０００８】本発明の実施例を示す図１において、４は
ヘリカルスリット型開放同軸ケーブル形の給電線であり
、所定の間隔で配置された複数のアンテナ結合器９によ
ってそれぞれ素子アンテナ１０（図示例は＃１〜＃８）
が取付けられて直線アレーアンテナ回線が構成される。 １１は各素子アンテナ１０によるサービスエリアであり
、互いに重畳部分を有している。１６は終端器であり給
電線４の端末に接続してある。給電線４の始端は固定局
１５に接続されている。１２は送信部（ｆ０　波）、１
３は受信部（ｆ１　波）、１４は受信部（ｆｎ　波）で
ある。１７は移動者Ｍ１　の携帯無線機（送信波をｆ１
　，受信波をｆ０　とする）である。また、１８は移動
者Ｍｎ　が携帯する無線機（送信波をｆｎ　，受信波を
ｆ０　とする）である。１９は双方向中継器（ｆ０　は
下り回線、ｆ１　，ｆｎ　は上り回線）である。Ｌ１　
，ｄ１は本発明によって拡張されたサービスエリアの範
囲を示す長さ及び幅である。

【０００９】本発明の応用例を示す現場概念図の斜視図
４において、２０は工場建屋を示す。ヘリカルスリット
型開放同軸ケーブル形の給電線４を建屋２０の天井部に
直線状に展張しその高さをｈとする。給電線４に所定の
間隔で配置された複数のアンテナ結合器９と素子アンテ
ナ１０にて直線アレーアンテナ回線が構成される。尚、
素子アンテナ１０は図示の如く工場建屋２０の床面に向
けて下向きに取付けてある。２１は終端器である。２２
は中継固定局である。２４は高周波ケーブル、２３は天
井走行クレーンであり給電線４と並行架設してあるレー
ル２５を走行する。Ｍ２　はクレーン２３を運転する操
作員で無線機（略記）を携帯し、Ｍ１　は地上連絡員で
無線機を携帯する。Ｍ１　とＭ２　は必要に応じて相互
移動無線通話（きめこまかな作業指示連絡）を確保する
ことができる。

【００１０】

【作用】図１において、移動者Ｍ１　の携帯無線機１７
の送信部（ｆ１　）から送出された送信波（ｆ１　）は
近傍の素子アンテナ１０の＃３にて受信され、アンテナ
結合器９を経て給電線４に伝送され、中継固定局１５の
受信部（ｆ１　波）１３にて受信される。受信部１３の
検波出力（Ｍ１　の送話）は送信部（ｆ０　波）１２の
変調入力としてあるので、送信部１２からの送信波（ｆ
０　波）はＭ１　の送話にて変調された被変調波（ｆ０
　波）として給電線４に送出される。給電線４に送出さ
れた上記の被変調波（ｆ０　波をＭ１　の送話にて変調
）は、素子アンテナ１０の＃１〜＃４を中心にした各サ
ービスエリア１１を形成するとともに更に双方向中継器
１９を経て素子アンテナ＃５〜＃８を中心にした各サー
ビスエリア１１を形成するため総合サービスエリアはＬ
１　×ｄ１　の領域を確保することになる。素子アンテ
ナ＃７の近傍に存在するＭｎ　（移動者）の携帯無線機
１８の受信部（ｆ０　）は上記の被変調波ｆ０　波（ｆ
０　波をＭ１　の送話にて変調）を受信するので、Ｍｎ
　（移動者）はＭ１　（移動者）の送話伝達内容を聴取
できる。Ｍ１　，Ｍｎ　がお互いにサービスエリアＬ１
　×ｄ１　の領域内を任意に移動する場合においても上
記の送話伝達内容を連続して聴取できる。尚、Ｍ１　（
移動者）の送話が中継固定局１５を経てＭ１　側へ返送
されるが通話の支障を生じることはない。次に、Ｍｎ　
（移動者）側が応答するため携帯無線機１８の送信部（
ｆｎ　）から送出された送信波（ｆｎ）は近傍の素子ア
ンテナ１０の＃７にて受信され、アンテナ結合器９を経
て給電線４を伝搬し双方向中継器１９を経て中継固定局
１５の受信部（ｆｎ　波）１４にて受信される。受信部
１４にて検波出力されるＭｎ　の応答内容は送信部（ｆ
０　波）１２の変調入力となるよう設計されてあるので
送信波（ｆ０　波）はＭｎ　の応答にて変調された被変
調波（ｆ０　波）として給電線４に送出される。給電線
４に送出された上記の被変調波（ｆ０　波をＭｎ　の応
答にて変調）は素子アンテナ＃１〜＃８を中心にした各
サービスエリア１１を形成し総合サービスエリアＬ１　
×ｄ１　の領域を確保することとなる。素子アンテナ＃
３の近傍に存在するＭ１　（移動者）の携帯無線機１７
の受信部（ｆ０　）は上記の被変調波ｆ０　波（ｆ０　
波をＭｎ　の応答にて変調）を受信するので、Ｍ１　（
移動者）はＭｎ　（移動者）の応答を聴取できる。尚、
Ｍｎ　（移動者）の送話が中継固定局１５を経てＭｎ　
側へ返送されるが通話に支障を生じることはない。上記
のように、Ｍ１　（移動者）とＭｎ　（移動者）の相互
移動無線通信（同時送受話）が確保される。尚、ｄ２　
はヘリカルスリット型開放同軸ケーブル形の給電線４の
周辺に形成される狭い帯状幅（約±２〜３ｍ）の漏洩電
界サービスエリア領域であり、ｄ１　≧ｄ２　の関係に
ある。前記給電線４のみを主体として別チャネル（ｆ０
　，ｆ１　，ｆｎ　を除く）の漏洩電界サービスエリア
領域Ｌ１　×ｄ２　を形成できるので、その場合は給電
線４のみを漏洩電界媒体としてＬ１　×ｄ２　のサービ
スエリア領域における移動無線通信システムを形成でき
ることは明らかである。

【００１１】即ち、図１において、上述した直線アレー
アンテナ回線を主体とするＬ１　×ｄ１　領域の通信シ
ステムと、上述のヘリカルスリット型開放同軸ケーブル
を主体とするＬ１　×ｄ２　領域の通信システムとによ
ってそれぞれ独立したチャネルを使用すれば２つの通信
システムを併合した総合通信システムを確保することが
できる。

【００１２】図４において、天井走行クレーン２３の運
転操作員Ｍ２　と地上連絡員Ｍ１　の相互移動無線通信
（同時送受話）の動作は、先述の図１の動作説明に述べ
た内容と同様であるので詳しい説明を省略する。

【００１３】図５は本発明の要部をなすアンテナ結合器
９の給電線４への取り付け部分の詳細構造例を示す正面
図（Ａ），平面図（Ｃ）および部分断面図（Ｂ）である
。図において、符号１〜９は図１〜図３の符号と同じ部
分を示す。絶縁物で形成された跨座７は同軸コネクタ８
，接触子５および６が取り付けられた部分７１とケーブ
ルを挟んで４個のねじ３０で締め付ける部分７２とから
なっており、２本の接触子５の先端がケーブルの外部被
膜３を突き抜けて外部導体２に接触すると同時に接触子
６の先端がケーブルのスリット部２６を突き抜けて内部
導体１に接触し、これらの接触部分がそれぞれ十分導通
状態となるようにねじ３０で締め付け固定される。この
ようにアンテナ結合器９はねじ３０によってケーブル４
に装着したり取り外して他の位置に移したりすることが
できる。

【００１４】

【発明の効果】以上の動作説明で明白であるように、ヘ
リカルスリット型開放同軸ケーブルの給電線４，素子ア
ンテナ＃１〜＃８，アンテナ結合器９にて構成した直線
アレーアンテナは、アンテナ結合器９を使用することに
よって素子アンテナ１０を給電線４へ直結する現場工事
を容易にするので、サービスエリアＬ１　×ｄ１　領域
の現場調整も容易となり、相互移動無線通信の総合安定
化確保のために多大の効果がある。 （１）本発明によれば、中継固定局に接続されたヘリカ
ルスリット型開放同軸ケーブルタイプの有限長の給電線
と、該給電線のスリット部位にてケーブル外部より該給
電線を切断することなくアンテナ付のアンテナ結合器を
該給電線に直接結合できる方式の新規タイプの直線アレ
ーアンテナ回線によって、送信出力が制限された微弱電
波無線のみを用いて広い通信サービスゾーンを確保し、
通信サービスゾーン内の複数の移動局との相互間で実用
上充分な相互移動無線通信システム構築を実現し、かつ
通信サービスエリアの現場における変更，拡張に伴う素
子アンテナ付アンテナ結合器の増設，変更等を含む現場
調整工事が極めて容易となる。 （２）更に、本発明において、微弱電波無線を利用する
ことにより、例えば、小電力無線に較べて使い勝手の優
れた総合通信システムを構築することができるのでその
応用分野が拡大する。例えば、移動する作業員相互間の
きめ細かな使い勝手の優れた通信システム機能を必要と
する工場建屋内無線通信，走行クレーン用無線通信に対
して最適であり、その他例えばビル内無線通信，トンネ
ル内無線通信等の多面的利用に著しい効果がある。 （３）また、本発明におけるヘリカルスリット型開放同
軸ケーブルは、漏洩ケーブルの機能とアレーアンテナ回
線用給電線の機能の２つを有している。詳しい動作説明
は略したが、前記のように漏洩電界サービスエリア領域
内の通信システムとアレーアンテナの電界サービスエリ
ア領域内の通信システムを併合した総合通信システムを
確保することができるのでその効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す構成例図である。

【図２】本発明の要部をなすアンテナ結合器の取り付け
部分の構造断面図である。

【図３】本発明に用いるヘリカルスリット型開放同軸ケ
ーブル形の給電線の構造図である。

【図４】本発明の応用例を示す斜視図である。

【図５】本発明の要部の詳細構造図である。

【符号の説明】

１　　内部導体 ２　　外部導体 ３　　ケーブル外部被覆（絶縁体） ４　　ヘリカルスリット型開放同軸ケーブル形の給電線
５，６　　接触子（針状金属棒） ７　　跨座（絶縁体） ８　　同軸コネクタ ９　　アンテナ結合器 １０　　素子アンテナ １１　　サービスエリア １２　　送信部 １３，１４　　受信部 １５，２２　　中継固定局 １６，２１　　終端器 １７，１８　　携帯無線機 １９　　双方向中継器 ２０　　工事建屋 ２３　　天井走行クレーン ２４　　高周波ケーブル ２５　　レール ２６　　スリット ３０　　ねじ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　固定局無線通信装置に一端が接続され
   るべき給電線として所定の長さを有するヘリカルスリッ
   ト型開放同軸ケーブルと、該開放同軸ケーブルに所定の
   間隔で配置された複数のアンテナ結合器と、該複数のア
   ンテナ結合器のそれぞれに取り付けられた素子アンテナ
   とを備え、前記複数のアンテナ結合器のそれぞれは、絶
   縁物で形成され前記開放同軸ケーブルを挟んで着脱自在
   に締め付け固定された跨座と、該跨座に固定され前記素
   子アンテナが接続される同軸コネクタと、該同軸コネク
   タの芯線に接続固定され前記跨座が締め付け固定された
   状態で先端部が前記開放同軸ケーブルの外部被膜とスリ
   ット部を貫通して該開放同軸ケーブルの内部導体に圧接
   されて導通状態を保つ金属針棒状の第１の接触子と、前
   記同軸コネクタの金属座部に接続され前記跨座が締め付
   け固定された状態で先端部が前記開放同軸ケーブルの外
   部被膜を貫通して該開放同軸ケーブルの外部導体に圧接
   されて導通状態を保つ金属針棒状の第２の接触子とを備
   えた無線通信装置用アレーアンテナ。