JPS597249B2 - 移動通信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は分岐点などを含んでいるが軌道などの定められ
た走行路上を移動する台車、車両、列車などの移動体と
地上固定局との間の移動通信装置に関する。

この通信は一方向のみまたは相互のいずれでもよいが、
一方向の場合には不要部分を除けばよいので、以下には
相互通信の場合を説明する。従来この種の移動通信では
走行路に沿つて展張した誘導線を媒介とする誘導無線方
式またはＶ■゛のような高周波帯の空間波または漏洩同
軸ケーブルを用いる伝送方式が用いられているが、誘導
無線方式のうち大地帰路を用いるものは、信号対雑音比
（Ｓ／Ｎ）が他のものに比べて劣ることが欠点で、平行
２線を用いるものは５｜べは良好であるが、移動体アン
テナとの結合を密に保つことが必要で施設費が前者より
高師になるという欠点がある。

またＶＨＦなどの空間波によるものは、走行路に沿つた
帯状のサービスエリアが望ましいのに実際に得られるも
のは広域過ぎるという欠点がある。そこで小さいサービ
スエリアを走行路に沿つて連続配置する方法もあるが、
電波干渉が発生し通信品質が不良の地域が存在する。さ
らに漏洩同軸ケーブルを用いる場合には、移動体アンテ
ナとの結合損失が大きいので平行２線誘導線の場合と同
様に近接した結合が必要であり、漏洩同軸ケーブルの価
格、工事費は他に比べて著しく高価である．他方走行路
上にはトンネル、橋梁、踏切り、分岐器、アート等があ
つてこれらは上記各種通信方式の性能を劣化させる要因
となつている。本発明は誘導無線方式とＶＨＦなどの空
間波方式を混用して上記の障害に強く良品質の通信、特
にデータ伝送を経済的に行うことができる移動通信装置
であつて、以下実施例によつて詳細に説明する。図面は
本発明を実施した移動通信装置の回路構成例図である。

図中の１，２，３は走行路を適当な区間毎に分割してそ
の区間毎に設けた誘導無線方式の伝送路（平行２線誘導
線）、４は地上固定局（以下地上局という）の誘導無線
周波送受信機、５および８は結合器で誘導線の区間結合
およびＶＨＦ（またはＵＨＦ，ＳＨＦを含む高周波）送
受信機６，９等と誘導線との結合を行う。７および１０
はＨＦ（送受共用）アンテナ、１１は終端抵抗器である
。

また図の上方に示した１２〜１５は移動体に載置する設
備であつて、１５はＶＨＦおよび誘導無線の送受信機、
１２はＶＨＦ（送受共用）アンテナ、１３，１４はそれ
ぞれ誘導無線の受信および送信アンテナ（コイル）であ
る。これら各部の動作を説明する前にこのような構成と
する理由と効果について上記を補足説明する。たとえば
走行路が鉄道線路で移動体が車両の場合には、分岐器（
ポイント）が設けてある区間が車両の長さより大きけれ
ば誘導線によつて伝送路を構成した場合分岐器間では良
好な伝送品質が得られていても、分岐器上では伝送路を
たとえばその前後ある区間だけ走行路から離すことが要
求されることがあるなど最適の布設が困難であるため、
従来は伝送品質の劣化が避けられなかつた。また従来の
通信内容ではこのような区間での劣化は許容されるもの
であつたが、近年車両の自動運転に伴う指令、車両情報
などのデータ伝送が連続して良好に保持できるシステム
構成が必要になつている．本発明の回路（システム）構
成では軌道の本線上では誘導無線通信設備によるデータ
伝送を行い、操車場内や検車場内では小電力のＨＦ送受
信設備を配設して、分岐点を含むいずれの区間に｝いて
も連続して高品質の通信が得られるようにしてある。次
に図面によつて各部の動作を説明する。

まず地上局から移動体に情報を送るには、誘導無線送受
信機４から誘導無線周波数ｆ１で誘導線１に信号を送出
し、この信号は結合器５一誘導線２一結合器８一誘導線
３の順に伝送され終端抵抗１１で終端される。移動体が
誘導線１の区間内にあればｆ１波は直接移動体のアンテ
ナ１３でピツクアツプされるが、図のように誘導線２の
区間内にあれば誘導線１とは結合しない。ｆ１波（の信
号）は誘導線１から結合器５に入力しその大部分は誘導
線２に伝送されるが、一部の小電力はＶＨＦ送受信機６
の送信部に入力しｆ１はＨＦ帯のＦｌ，に周波数変換さ
れアンテナ７から放射される。同様にして誘導線２から
結合器８に入力したＦ，波の一部は小電力ＨＦ送受信機
９のアンテナ１０から周波数Ｆｌ，に周波数変換された
ものとなつて放射される。なおこれらのＶＨＦ送信電力
は２つのＶＨＦアンテナ７と１０の中間でそれぞれのア
ンテナによるＦ，ｌ波の電界強度が同等である地点で、
その電界による受信出力が誘導線２のＦ，波による誘導
磁界による受信出力に比べて十分微弱となるように選定
、調節しておくものとする。このように誘導線１，２，
３の伝送路区間ではｆ１波の誘導磁界が十分に形成され
ているので移動体の受信アンテナ１３に十分な誘導受信
が行われる。次に移動体側のｆ１波およびＦｌｌ波の受
信について説明する。ｆ１波はアンテナ１３で、Ｆｌｌ
波はアンテナ１２でそれぞれ受信されるが、いま移動体
が区間２の中間地点にあるものとすれば、ｆ１波に比べ
てＦｌｌ波の入力は非常に微弱でｆ１波の受信が主体と
なる。しかし移動体が分岐点上などにあつてその近くに
設けてあるＶＨＦ送信機よりのＦｌｌ波がｆ１波より強
レベルとなればＦｌｌ波の受信が主体となる。さてアン
テナ１３と１２にて受信されたＦｌ，ｆｌｌは送受信機
１５に入力するが、そのうちＦｌｌ波は１６の周波数変
換器ＣＲにおいてｆ１＋△ｆ（またはｆ１−△ｆ）に周
波数変換され、アンテナ１３よりのｆ１波入力と共に受
信部ＡＲ（１７）において復調出力される。この受信部
１７には帯域瀘波器ＢＰＦ、増幅器、振幅制限器よりな
る共通部分および入力波が音声周波数変調ＦＭ波なら周
波数弁別器、低域瀘波器ＬＰＦ、低周波増幅器を、また
入力波がデータ伝送の周波数偏移ＦＳＫ変調波なら周波
数弁別器、ＬＰＦ５方形波変換器を、さらに差動位相偏
移変調ＤＰＳＫ波なら位相弁別器、方形波変換器等を設
けてある。なおΔｆは音声ＦＭ変調波では変調周波数の
最高値の２倍以上で周波数偏移の１／５以下であるよう
に選定し、受信部１７のＢＰＦ、周波数弁別器、ＬＰＦ
もこれに基いて選定する。ＦＳＫ変調波では△ｆをボ一
で表わしたデータ伝送速度の２倍以上の値の周波数Ｈｚ
に選び、データ復調の際に発生する差周波数（すなわち
△ｆ）成分をＬＰＦによつて除去する。さらにＤＰＳＫ
変調波ではボ一で表わしたデータ伝送速度の１，２，３
等の整数倍（通常は１倍）のいずれかに選んで復調時に
差周波数成分を除去する。とにかく上記のように移動体
側の受信ではｆ１とＦｌｌ両波による周波数ダイバーシ
チ受信が成立することになるが、振幅制限器の公知の弱
信号抑圧特性によつて各区間の大部分ではｆ１波による
人力が復調出力となり、分岐点に接近した範囲ではＦｌ
ｌ波による入力が復調出力になることは前記の通りで、
この切換えは６，９等の送受信機におけるＶＨＦへの周
波数変換および周波数変換器１６におけるｆ１＋△ｆま
たはＦ，−Δｆへの変換の過程における遅延時間が伝送
信号速度（または最高周波数の周期）に比べて微小であ
るから信号の伝送品質を劣化させることはない。次に移
動体から地上局への伝送について説明する。

まず移動体の送受信部１５中の送信部１９から送出され
た誘導無線帯の周波数Ｆ２の信号はアンテナ１４から誘
導線１，２，３中の移動体の存在する区間のものに結合
し地上局送受信機４に達して受信される。また他方にお
いて送信部１９よりのＦ２波の一部はＣＴで示した周波
数変換器１８においてＶＨＦ帯の周波数Ｆｌ２の信号に
変換されてアンテナ１２から放射される。このＦｌ２波
は地土局のアンテナ７，１０等に移動体の位置に応じた
電界で結合受信される。いま移動体が誘導線２の区間に
あるとすればＦ２波は２−５−１の経路で４中の受信部
で復調されるが、移動体がアンテナ１０に近くＦｌ２波
がアンテナ１０から送受信機９にて受信されるとその受
信出力はＦ２＋△ｆ（またはＦ２−△ｆ）に周波数変換
されたものとなり、このＦ２±△ｆ波は結合器８一誘導
線２−結合器５一誘導線１を経て地上局送受信機４Ｋお
いてＦ２波と共に周波数ダイバーシチ受信復調が行われ
ることは移動体側と全く同様である。なお上記は１，２
，３の区間の伝送路に誘導無線方式を用いた一例である
が、漏洩同軸ケーブルを用いた高周波方式であつても周
波数ダイバーシチ効果をもつ回線構成が同様に可能であ
り、師格的に許される場合には、Ｆｌ，ｆ２をＶＨＦ以
上に選んで使用される。またＦｌｌ，ｆ！２にはＨＦ，
ＵＨＦ，ＳＨＦのいずれの周波帯も使用できることは明
らかである。さらに地上局４がら走行路に沿つて分散配
置した６，９等の送受信機の電源電力を１，２，３等の
伝送路に信号と重畳して送ることも容易である。以上詳
細に説明したように本発明による移動通信装置は移動体
と地上局間の相互（または一方向通信にそれぞれ２周波
を用い、その１波は他への妨害が少い誘導無線方式また
は漏洩同軸ケーブル方式にて送，受を行つて通常区間の
通信を確保すると共に、他の１波は前記１波が良好に到
達し難い区域における空間波（無線）通信に用いて特に
この区域においては２波による周波数ダイバーシチ効果
を得て良好な伝送品質が得られるようにしたことが特徴
で実用上の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明を実施した移動通信装置の一例の回路構成
図である。 １，２，３・・・・・・伝送線、４・・・・・・地上局
送受信機、５，８・・・・・・結合器、６，９・・・・
・・ＶＨＦ送受信機、７，１０，１２・・・・・・ＶＨ
Ｆアンテナ、１１・・・・・・終端抵抗、１３，１４・
・・・・・誘導無線用アンテナコイル、１５・・・・・
・移動体の送受信機、１６，１８・・・・・・周波数変
換器、１７・・・・・・受信部、１９・・・・・・送信
部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 定められた走行路上を移動する移動体と地上（固定
   ）局間の通信装置として上記走行路に沿つて布設され移
   動体のアンテナと誘導結合する誘導無線周波用伝送線と
   、上記走行路の所要個所毎に設けて上記伝送線中の移動
   体向け誘導無線周波数ｆ＿１の信号をＶＨＦ帯以上の周
   波数ｆ＿１＿１に変換して送出しかつ移動体よりのＶＨ
   Ｆ帯以上の周波数ｆ＿１＿２の信号波を受信して移動体
   より上記伝送線に直接結合送出される誘導無線周波数ｆ
   ＿２に対しΔｆ異る周波数に変換して伝送線に結合出力
   する小電力送受信機とアンテナおよび上記伝送線の一端
   に接続し上記周波数ｆ＿１の信号を伝送線に送出すると
   共に伝送線に直接誘導された上記ｆ＿２波と上記ｆ＿２
   ＋Δｆ波またはｆ＿２−Δｆ波による周波数ダイバーシ
   チ受信を行う地上局送受信機よりなる地上局設備と、地
   上局よりの上記ｆ＿１波とｆ＿１＿１波を受信しｆ＿１
   ＿１波をｆ＿１とΔｆ異る周波数に変換したものとｆ＿
   １波とのダイバーシチ受信部と、上記ｆ＿２波およびｆ
   ＿２波を周波数変換して得た上記ｆ＿１＿２波を送出す
   る送信部およびこれら各波の送、受アンテナよりなる移
   動体側設備とを備え、上記Δｆは入力波が音声による周
   波数変調波から最高変調周波数の２倍以上で最大周波数
   偏移の１／５以下、周波数偏移変調波ならボーで表わし
   た伝送速度に相当する周波数の２倍以上、差動位相偏移
   変調波ならボーで表わした伝送速度に相当する周波数の
   １倍、２倍または３倍に選定したことを特徴とする移動
   通信装置。