JPH0547134B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は微弱電波無線通信方法に関し、より
詳細には、アンテナの近傍では強い電磁界を作
り、遠方では、通常の伝搬による電磁界よりはる
かに低いレベルに低下させることのできる微弱電
波無線通信方法に関するものである。

［従来の技術］ 一般に、微弱電波無線通信方法においては、第
４図に示すように内部導体１の外周部に配設され
た外部導体２の所定の開口から電波を送信もしく
は、電波を受信するために非常に短い所定の距離
だけ離れて、例えば半波長ダイポールアンテナ３
等のアンテナが配設されている。

この場合、内部導体１、外部導体２でなる開放
同軸ケーブルと半波長ダイポールアンテナ３の組
合せにおいて、それらから放射あるいは誘導され
る電波の強さが必要以上に強いと、他の無線系へ
の妨害を引き起すことになる。特に電波法規上、
微弱無線局と定義される方式を使う場合、これが
重要であり、電波法規上は無線設備から３ｍ離れ
た地点での電界強度の最大値制限がある。電波の
使用帯が例えばVHF帯では、500μV／ｍ
（54dBμV／ｍ）となつている。

また、上述のような開放同軸ケーブルの場合
は、放射あるいは誘導界の強さを制御して、無駄
なエネルギーを放出しないような設計を行うこと
ができるため、前述の法規上の制限を守ることが
できるのである。

開放同軸ケーブルというのは本来その軸に沿つ
た直角方向の離隔場所の何ｍかの範囲で所定の強
さの電波を発生するもので、直角方向に対して
は、そう遠くまで強い電波を出すことは必要とさ
れないため、それが可能となるものである。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、このような開放同軸ケーブルと
対になつて使われるアンテナは、開放同軸ケーブ
ルに接近して結合されているため利得の低い微小
ダイポールアンテナで十分であるものの、開放同
軸ケーブルの中に実用的な受信電力を生ぜしめる
のに十分な電力を供給すると、アンテナから３ｍ
離れた所の電界強度は法規上の制限を守ることが
できない。

例えば150MHzにおいて、第２図に示すように、
開放同軸線路からＤ＝３ｍでの電界強度を半波長
ダイポールアンテナ４を用いて求めると、
100dBμVを開放同軸線路に給電し、半波長ダイ
ポールアンテナ４との結合損失を70dBとすると
受信電圧は30dBμVで、電界強度は約36dBμV／
ｍとなる。

また、開放同軸線路の代わりに第３図に示すよ
うに比較利得−10dBの半波長ダイポールアンテ
ナでなる微小アンテナ５を距離Ｄだけ隔てて配置
し、これに100dBμVを給電するとＤ＝３ｍにお
ける半波長ダイポールアンテナ４との結合損失が
約40dBのため受信電圧は60dBμVで、電界強度
は約66dBV／ｍとなる。

従つて、第４図の構成において微小アンテナ３
からＤ＝３ｍのP₁点における電界強度が約
66dBμV／ｍとなるので電法法規の制限値である
54dBμV／ｍを12dBもオーバーすることになる。

また、微小ダイポールアンテナは本来、指向性
を持つているが、妨害レベル上は無指向性の方が
影響が大きい。そこで、ここでは無指向性と仮定
して考えると、第４図に示すP₁点における電界
強度と同じ値が微小アンテナ３から半径３ｍの円
周上のどこでも生ずることになるのである。

従つて、不要な電波の放射が多くなつてしま
い、他の電子機器に妨害を与える虞がある。

そこで、この発明の目的は、開放伝送線路と、
これにごく近傍したアンテナとの間で信号送受を
行う方法においてこれらから３ｍ程度離れた地点
に生ずる電波のレベルを小さくし、他の無線系や
計器類への妨害を防ぐことができる微弱電波無線
通信方法を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る微弱電波無線通信方法は、開放
伝送線路に対し密な信号結合特性を有して近傍す
る間隔で第１のアンテナを配置し、この第１のア
ンテナに対して遠方に生ずる電磁界を打消し合う
ような給電条件と指向性の組み合わせを与えるよ
うに第２のアンテナを配置し、上記開放伝送線路
と上記第１のアンテナとの間で無線信号の送信も
しくは受信をすることを特徴とする。

［作用］ この発明に係る微弱電波無線通信方法は、正規
の結合用アンテナの近くに逆相接続した同種のア
ンテナを置くもので、開放伝送線路と正規の結合
用アンテナ間の結合に影響はしないが遠方では、
双方のアンテナから発生する逆相電波が打消し合
いを起こすことにより電波レベルを低くするもの
である。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を第１図を用いて詳細
に説明する。

図において、第１のアンテナである微小アンテ
ナ３に対して逆相給電された第２のアンテナであ
る微小アンテナ６から、開放同軸ケーブルの外部
導体２の開口部（Ｄ＝D₁＝0.05ｍ、Ｌ＝０ｍ）と
遠方の地点P₁（Ｄ＝３ｍ、Ｌ＝０ｍ）あるいは地
点P₂（Ｄ＝０ｍ、Ｌ＝３ｍ）に生ずる電界を比較
する。

微小アンテナ６がない時の値E₀とある時の値
Ｅの比Ｅ／E₀は、次式から求めることができる。

ここで、βは（波長／2π）であり、この式は
微小アンテナ３，６の逆相電界による打消し効果
を示すもので具体的に計算すると 開口部でＥ／E₀＝0.553（−5dB） P₁点でＥ／E₀＝0.0008（−62dB） P₂点でＥ／E₀＝0.047（−27dB） となり、地点P₁，P₂の電界強度は非常に小さく
なることが理解できる。

このため、前述した半径３ｍでの電界強度
66dBμV／ｍは、P₂点の場合に39dBμV／ｍまで
低下することになる。

一方、アンテナと開放同軸線路との間の結合を
考えると、微小アンテナ３，６は、指向性を持つ
ており第１図の位置関係の場合、微小アンテナ６
の開口部方向への電界は低下傾向にある。

従つて、開口部付近での打消し作用はあまり働
かずＥ／E₀＝0.554が1.0に近づく傾向になる。

以上の計算から、開放同軸ケーブルとこれに近
接した微小アンテナ３間の結合に大きく影響する
ことなく、遠方での電界を低下させる逆相給電さ
れた微小アンテナ６の利点が理解できる。

ここで、D₁，Ｄ，Ｇ，Ｌの各寸法は、波長と
必要されるＥ／E₀によつて任意に決定すること
ができることは勿論である。

なお、この発明に係る微弱電波無線通信方法
は、上述の実施例に限定されることなく、その要
旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施をするこ
とができること勿論である。

例えば、開放同軸ケーブルは、静電界、誘導界
あるいは放射界を生ずる開放形伝送線路、例えば
平行２線、対撚り平行２線、片打編組同軸ケーブ
ル、螺旋同軸ケーブル、漏洩同軸ケーブル等々の
各種のケーブルで置き替えるとができる。

また、微小アンテナとしては、半波長ダイポー
ルアンテナのみならず、微小ループアンテナ、磁
界結合コイル、電界結合プローブ等で置き替える
ことができる。

さらに、２つのアンテナは、指向性を必ずしも
同一である必要はなく、開放同軸ケーブルの開口
部において、２つの電界が大きな打消し作用をす
ることなく、しかし遠方ではほとんど打消し合う
という、給電条件と指向性の組合わせが得られれ
ば任意のものにすることができる。

［発明の効果］ 以上の説明で明らかなように、この発明に係る
微弱電波無線通信方法によれば次に列挙するよう
な効果がある。

(a) 電波法上の微弱無線局としての条件を満足す
るアンテナを構成することができる。

(b) 他の無線系あるいは、微小レベルを扱う計測
系への妨害をおさえることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の方法に用いられる開放同
軸ケーブルとアンテナとの関係を示す概略構成
図、第２図は、開放同軸ケーブルの電界強度を求
めるための半波長ダイポールアンテナの位置関係
を示す概略構成図、第３図は、開放同軸ケーブル
の代わりに用いられる微小アンテナと、半波長ダ
イポールアンテナの位置関係を示す概略構成図、
第４図は、微小アンテナと開放同軸ケーブルの結
合方式を示す概略構成図である。 １……内部導体、２……外部導体、３……微小
アンテナ（第１のアンテナ）、６……微小アンテ
ナ（第２のアンテナ）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 開放伝送線路に対し密な信号結合特性を有し
   て近接する間隔で第１のアンテナを配置し、この
   第１のアンテナに対して遠方に生ずる電磁界を打
   消し合うような給電条件と指向性の組み合わせを
   与えるように第２のアンテナを配置し、上記開放
   伝送線路と上記第１のアンテナとの間で無線信号
   の送信もしくは受信をすることを特徴とする微弱
   電波無線通信方法。