JPH0744492B2 - 偏波ダイバーシチ無線通信方式 - Google Patents
偏波ダイバーシチ無線通信方式Info
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- JPH0744492B2 JPH0744492B2 JP1105103A JP10510389A JPH0744492B2 JP H0744492 B2 JPH0744492 B2 JP H0744492B2 JP 1105103 A JP1105103 A JP 1105103A JP 10510389 A JP10510389 A JP 10510389A JP H0744492 B2 JPH0744492 B2 JP H0744492B2
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/10—Polarisation diversity; Directional diversity
-
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
- H04B7/0602—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using antenna switching
- H04B7/0604—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using antenna switching with predefined switching scheme
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Radio Transmission System (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Description
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。
である。
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、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Ｐ１,P２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、ほと
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、3
00MHzに対して40cm）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
要がない偏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。
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、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Ｐ１,P２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、ほと
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、3
00MHzに対して40cm）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
要がない偏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。
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
響を軽減して、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。
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
響を軽減して、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。
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、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構成を共通の構成としている。 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、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。
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、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構成を共通の構成としている。 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、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。
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
機では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。
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
機では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。
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11H,11V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。逓倍回
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11H,11V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、
送信機10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24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
ものである。 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。各フレームＦ１,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12によりアン
テナ11Hを選択している状態で送出し、第２フレームＦ
２のデータ群はアンテナ切換回路12によアンテナ11V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
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、マルチパスフェージング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11V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
距離に受信機20を配置しておけば、ほぼどの場所でも通
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11H,11
Vについ説明する。 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Ｃ１,C２とからな
るループ回路の２点に給電点ａと接地点ｂとを設ける。
ここに、給電点ａと接地点ｂとはコンデンサＣ２を挟ん
で設け、接地点ｂは両コンデンサＣ１,C２の間に設け
る。給電点ａにはコンデンサＣ３を介して送信回路13の
出力信号を入力する。コンデンサＣ１には、カソードを
接地点ｂ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Ｌ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Ｃ
２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Ｌと接地点ｂ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Ｌ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
高く設定してある。 このように構成されたアンテナ11H,11V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
たとみなせるものであって、このときの合成容量をＣ０
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Ｃ１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,11V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
アンテナ切換回路11H,11V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Ｉ１,I２よりなるロジック回路を介して各アン
テナ11H,11Vのスイッチ信号入力端Ｓに与えるのであ
る。インバータＩ１,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11H,11V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11H,11V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,11V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Ｃ１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ＬをダイオードＤのア
ノード側にバイアス抵抗Ｒを介して接続されている。 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７図（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
たがって、バイアス電流を流したときに、コンデンサＣ
１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、
ダイオード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11H,11V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11H,11
Vを選択できるのである。 第７図（ａ）に示したアンテナ11H,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11H,11V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を接続してある。環状導体１には給電点ａと
接地点ｂ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ｂ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、各枝がそれぞれ導体線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形以外にも第11図
（ｄ）〜（ｆ）のように逆Ｌ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ＲL1および放射抵抗ＲR2で消費される。こうして放射
抵抗ＲR1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Ｃ１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ｂ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は短縮モノポ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Ｒ
R2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
ノポ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（モノポールアンテ
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（本実施例の位相関係に相当す
る）、各アンテナは、それぞれ第13図（ｂ）（ｃ）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
電力パターン表示し、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11H,11V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て形成している
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,11Vを、第14図に示
すように、環状導体１を含む面に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11H,11Vにお
ける微少ループアンテナ５同士と微少ダイポールアンテ
ナ６同士とは、それぞれ偏波成分が直交することにな
る。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11H,
11V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。
送信機10は、一対のアンテナ11H,11V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。逓倍回
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11H,11V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、
送信機10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24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
ものである。 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。各フレームＦ１,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12によりアン
テナ11Hを選択している状態で送出し、第２フレームＦ
２のデータ群はアンテナ切換回路12によアンテナ11V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
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、マルチパスフェージング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11V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
距離に受信機20を配置しておけば、ほぼどの場所でも通
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11H,11
Vについ説明する。 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Ｃ１,C２とからな
るループ回路の２点に給電点ａと接地点ｂとを設ける。
ここに、給電点ａと接地点ｂとはコンデンサＣ２を挟ん
で設け、接地点ｂは両コンデンサＣ１,C２の間に設け
る。給電点ａにはコンデンサＣ３を介して送信回路13の
出力信号を入力する。コンデンサＣ１には、カソードを
接地点ｂ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Ｌ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Ｃ
２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Ｌと接地点ｂ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Ｌ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
高く設定してある。 このように構成されたアンテナ11H,11V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
たとみなせるものであって、このときの合成容量をＣ０
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Ｃ１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,11V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
アンテナ切換回路11H,11V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Ｉ１,I２よりなるロジック回路を介して各アン
テナ11H,11Vのスイッチ信号入力端Ｓに与えるのであ
る。インバータＩ１,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11H,11V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11H,11V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,11V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Ｃ１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ＬをダイオードＤのア
ノード側にバイアス抵抗Ｒを介して接続されている。 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７図（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
たがって、バイアス電流を流したときに、コンデンサＣ
１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、
ダイオード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11H,11V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11H,11
Vを選択できるのである。 第７図（ａ）に示したアンテナ11H,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11H,11V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を接続してある。環状導体１には給電点ａと
接地点ｂ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ｂ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、各枝がそれぞれ導体線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形以外にも第11図
（ｄ）〜（ｆ）のように逆Ｌ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ＲL1および放射抵抗ＲR2で消費される。こうして放射
抵抗ＲR1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Ｃ１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ｂ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は短縮モノポ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Ｒ
R2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
ノポ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（モノポールアンテ
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（本実施例の位相関係に相当す
る）、各アンテナは、それぞれ第13図（ｂ）（ｃ）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
電力パターン表示し、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11H,11V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て形成している
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,11Vを、第14図に示
すように、環状導体１を含む面に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11H,11Vにお
ける微少ループアンテナ５同士と微少ダイポールアンテ
ナ６同士とは、それぞれ偏波成分が直交することにな
る。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11H,
11V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。
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り、しかも、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
させていることによって、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。 とくに、請求項１に係る発明のように、送信アンテナと
して、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的に送信されるから、受
信機をどのようにして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、請求項４に係る発明のように、
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。
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り、しかも、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
させていることによって、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。 とくに、請求項１に係る発明のように、送信アンテナと
して、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的に送信されるから、受
信機をどのようにして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、請求項４に係る発明のように、
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。
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例の回
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（ｂ）〜（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……コイル、３……導体線、10……
送信機、11H,11V……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、Ｃ１,C２……コンデンサ、Ｄ……ダイオード。
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例の回
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（ｂ）〜（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……コイル、３……導体線、10……
送信機、11H,11V……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、Ｃ１,C２……コンデンサ、Ｄ……ダイオード。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竪月 邦治 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電工 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−46823（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−141511（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−27514（ＪＰ，Ａ)
Claims (6)
- 【請求項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
無線信号を伝送し、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偏波ダイバーシチ無線
通信方式において、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。 - 【請求項２】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１記載の偏波ダイバーシチ無線通
信方式。 - 【請求項３】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
無線信号を伝送し、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偏波ダイバーシチ無線
通信方式において、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偏波ダイバーシチ無線通
信方式。 - 【請求項４】請求項３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とする偏波ダイバ
ーシチ無線通信方式。 - 【請求項５】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４記載の偏波ダイバーシチ無線通
信方式。 - 【請求項６】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
すバイアス電圧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４記載の偏波ダイバーシチ無線通信
方式。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63-148864 | 1988-06-15 | ||
| JP14886488 | 1988-06-15 | ||
| JP14886588 | 1988-06-15 | ||
| JP63-148865 | 1988-06-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0284824A JPH0284824A (ja) | 1990-03-26 |
| JPH0744492B2 true JPH0744492B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=26478922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1105103A Expired - Lifetime JPH0744492B2 (ja) | 1988-06-15 | 1989-04-25 | 偏波ダイバーシチ無線通信方式 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0744492B2 (ja) |
| GB (1) | GB2221820B (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004070879A1 (ja) * | 2003-02-03 | 2004-08-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | アンテナ装置とそれを用いた無線通信装置 |
| JP2008288917A (ja) * | 2007-05-18 | 2008-11-27 | Panasonic Electric Works Co Ltd | アンテナ装置 |
| US7969372B2 (en) | 2006-08-03 | 2011-06-28 | Panasonic Corporation | Antenna apparatus utilizing small loop antenna element having minute length and two feeding points |
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| DE4213882A1 (de) * | 1992-04-28 | 1993-11-04 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung eines fahrzeugs zur datenuebertragung auf eine ortsfeste bake und damit gebildetes kommunikationssystem |
| DE4213881A1 (de) * | 1992-04-28 | 1993-11-04 | Bosch Gmbh Robert | System zur bidirektionalen datenuebertragung zwischen einer bake und einem fahrzeug |
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1989
- 1989-04-25 JP JP1105103A patent/JPH0744492B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1989-06-01 GB GB8912590A patent/GB2221820B/en not_active Expired - Lifetime
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| GB2221820B (en) | 1992-09-16 |
| GB8912590D0 (en) | 1989-07-19 |
| JPH0284824A (ja) | 1990-03-26 |
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