JPWO2007138919A1 - データ結合器 - Google Patents

Abstract

電力線を用いたデータ通信システムに用いるための、小型で取付けの容易なデータ結合器を得る。電力線（２０）に直流的に導通していないアンテナ基板（１０）を電力線（２０）に隣接させ、モデム（５）と接続されたデータ結合器。アンテナ基板（１０）は、インダクタンス素子（Ｌ）とキャパシタンス素子（Ｃ）とからなる共振回路（１６）を内蔵している。この共振回路（１６）はインダクタンス素子（Ｌ）が電力線（２０）と磁気的に結合し、電力線（２０）に重畳されている高周波信号をモデム（５）に伝達するとともに、モデム（５）からの送信信号を電力線（２０）に伝達する。

Description

本発明は、データ結合器、特に、電力線を用いて通信を行うためのデータ結合器に関する。

従来、電力線を使用したデータ通信システムとして、電力線とモデムなどの通信装置との間でデータを結合するデータ結合器が種々提案されている。例えば、特許文献１には、一次巻線として電力線導体を使用する誘導性結合器と、所望の周波数帯域内の周波数で二次巻線と共振回路を生成するための誘導性結合器の二次巻線を横切って接続されているキャパシタと、通信装置を二次巻線に接続するためのインピーダンス整合変成器とを含んだデータ結合器が開示されている。

前記データ結合器は、電力線にトランスを設け、該トランスの二次巻線側にコンデンサを挿入して並列共振回路を形成し、その共振周波数をデータの交換に使用する高周波信号の周波数とほぼ同じにすることで、データの交換に使用する高周波信号を取り出してデータ処理を行うモデムなどに伝送している。

しかしながら、このデータ結合器では、電力線を流れる１００Ｖの交流電流を通す必要があり、高電力に耐え得る銅線を使用する必要から結合器自体が大型化するという問題点を有していた。また、データ結合器を電力線に直接接続しなければならず、電力線への取付けに手間を要するといった問題点をも有していた。
特表２００６−５０３５０４号公報

そこで、本発明の目的は、電力線を用いたデータ通信システムに用いるための、小型で取付けの容易なデータ結合器を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、電力線と通信装置間でデータを結合するためのデータ結合器において、前記電力線に直流的に導通していないアンテナを備え、該アンテナを前記電力線に隣接させたことを特徴とする。

本発明に係るデータ結合器においては、アンテナを電力線に直流的に導通させることなく、電力線に隣接させることで、電力線に重畳された高周波信号を通信装置に供給し、かつ、通信装置からの高周波信号を電力線に供給する。電力線とは直流的に導通せずに高周波信号のみを交換するために耐高電圧対策は不要で小型化が可能であり、アンテナを電力線に沿わすだけなので、取付けも極めて容易である。

本発明に係るデータ結合器において、アンテナはインダクタパターンとコンデンサパターンとで構成された共振回路を備えていてもよい。また、アンテナは少なくとも二つの共振回路を備えていてもよい。電力線と通信装置との間で交換される高周波の周波数は共振回路の共振周波数で決定される。また、アンテナを二つ以上の共振回路で構成すれば、各共振回路が結合することにより、送信信号が広帯域化する。

アンテナは電力線に対して該電力線の絶縁被覆を介してのみ隣接していてもよく、あるいは、電力線の周囲に金属線を巻回し、該金属線にアンテナを隣接させてもよい。この場合、アンテナは金属線の一端部に隣接してもよく、あるいは、電力線のホット側及びコールド側に互いに逆方向に巻回した金属線に隣接させてもよい。アンテナをそれぞれ逆方向に巻回した金属線に隣接させた場合、金属線が差動動作して電磁波が金属線以外の外部に飛び出すことはなく、エネルギーの効率的な伝達が可能となる。

通信装置としては、データ処理機能を有するモデムを好適に使用することができる。

本発明によれば、アンテナを電力線とは直流的に導通せずに高周波信号のみを交換するため、耐高電圧対策が不要で小型化を達成でき、また、アンテナを電力線に沿わすだけ、あるいは、電力線に金属線を巻き付けて該金属線にアンテナを隣接させるだけなので、取付けも極めて容易である。

本発明に係るデータ結合器の第１実施例を示す等価回路図である。 前記第１実施例のアンテナ基板を示す分解斜視図である。 本発明に係るデータ結合器の第２実施例を示す等価回路図である。 前記第２実施例のアンテナ基板を示す分解斜視図である。 前記第２実施例の反射特性を示すグラフである。 本発明に係るデータ結合器の電力線への第２の結合形態を示す説明図である。 本発明に係るデータ結合器の電力線への第３の結合形態を示す説明図である。

以下、本発明に係るデータ結合器の実施例について添付図面を参照して説明する。なお、以下に説明する各実施例において共通する部品、部分は同じ符号を付し、重複する説明は省略する。

（第１実施例、図１及び図２参照）
第１実施例であるデータ結合器１Ａは、図１に示す等価回路を備え、アンテナ基板１０に共振回路１６を内蔵したものである。アンテナ基板１０は商用電力線２０に直流的に導通することはなく、該電力線２０に隣接して設置されている。また、アンテナ基板１０にはデータ処理機能を有する通信装置であるモデム５が接続されている。

共振回路１６は、インダクタンス素子Ｌとキャパシタンス素子ＣとでＬＣ直列共振回路を構成している。インダクタンス素子Ｌを構成するコイル状電極パターンは、その巻回軸が電力線２０に対して垂直に位置し、共振回路１６は電力線２０と主として磁気的に結合している。

この共振回路１６は、所定の周波数を有する送信信号を電力線２０に供給するための回路であるとともに、電力線２０に重畳されている高周波信号から所定の周波数を有する受信信号を選択し、モデム５に供給するための回路であり、送受信信号の周波数で共振する。

アンテナ基板１０は、詳しくは、図２の分解斜視図に示すように、誘電体からなるセラミックシート３１Ａ〜３１Ｆを積層、圧着、焼成した積層体で、接続用電極３２とビアホール導体３３ａを形成したシート３１Ａ、キャパシタ電極３４ａとビアホール導体３３ｂを形成したシート３１Ｂ、キャパシタ電極３４ｂとビアホール導体３３ｃ，３３ｂを形成したシート３１Ｃ、導体パターン３５ａとビアホール導体３３ｄ，３３ｂを形成したシート３１Ｄ（１枚もしくは複数枚）、導体パターン３５ｂとビアホール導体３３ｅ，３３ｂを形成したシート３１Ｅ（１枚もしくは複数枚）、導体パターン３５ｃを形成したシート３１Ｆからなる。

以上のシート３１Ａ〜３１Ｆを積層することにより、ヘリカルの巻回軸が電力線２０と垂直なインダクタンス素子Ｌと、該インダクタンス素子Ｌと直列に接続されたキャパシタンス素子ＣとからなるＬＣ直列共振回路が得られる。キャパシタ電極３４ａはビアホール導体３３ａを介して接続用電極３２に接続され、さらにモデム５と接続され、インダクタンス素子Ｌの一端はビアホール導体３３ｂを介して接続用電極３２に接続され、さらにモデム５と接続される。

このデータ結合器１Ａは、電力線２０に重畳された高周波信号（例えば、２〜３０ＭＨｚ周波数帯、あるいは、ＵＨＦ周波数帯）を電力線２０から受信し、電力線２０と主として磁気的に結合している共振回路１６（インダクタンス素子Ｌとキャパシタンス素子ＣからなるＬＣ直列共振回路）を共振させ、所定の周波数帯の受信信号のみをモデム５に供給する。一方、パソコンなどの図示しない情報機器からの出力信号はモデム５を介して共振回路１６に入力され、共振回路１６はこの出力信号に反射変調を与え、所定の周波数に整合させた後、インダクタンス素子Ｌから磁界結合を介して電力線２０に送信信号を伝える。

本第１実施例において、アンテナ基板１０を電力線２０とは直流的に導通せずに高周波信号のみを交換するため、耐高電圧対策が不要で小型化を達成できる。また、アンテナ基板１０を電力線２０に沿わすだけなので、取付けも極めて容易である。特に、コイル状電極パターンはその巻回軸が電力線２０に対して垂直に位置しているため、電力線２０への磁束成分が増加して信号エネルギーの伝達効率が向上し、利得が大きい。

（第２実施例、図３〜図５参照）
第２実施例であるデータ結合器１Ｂは、図３に示す等価回路を備え、共振回路１６は互いに磁気結合するインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を備え、インダクタンス素子Ｌ１はキャパシタンス素子Ｃ１ａ，Ｃ１ｂを介してモデム５と接続され、かつ、インダクタンス素子Ｌ２とキャパシタンス素子Ｃ２ａ，Ｃ２ｂを介して並列に接続されている。換言すれば、共振回路１６は、インダクタンス素子Ｌ１とキャパシタンス素子Ｃ１ａ，Ｃ１ｂとからなるＬＣ直列共振回路と、インダクタンス素子Ｌ２とキャパシタンス素子Ｃ２ａ，Ｃ２ｂとからなるＬＣ直列共振回路を含んで構成されており、各ＬＣ直列共振回路は図３でＭで示される磁界結合によって結合されている。そして、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２の双方が電力線２０と磁気的に結合している。

アンテナ基板１０は、詳しくは、図４の分解斜視図に示すように、誘電体からなるセラミックシート８１Ａ〜８１Ｈを積層、圧着、焼成した積層体で、無地のシート８１Ａ、導体パターン８２ａ，８２ｂとビアホール導体８３ａ，８３ｂ，８４ａ，８４ｂを形成したシート８１Ｂ、導体パターン８２ａ，８２ｂとビアホール導体８３ｃ，８４ｃ，８３ｅ，８４ｅを形成したシート８１Ｃ、導体パターン８２ａ，８２ｂとビアホール導体８３ｄ，８４ｄ，８３ｅ，８４ｅを形成したシート８１Ｄ、キャパシタ電極８５ａ，８５ｂとビアホール導体８３ｅを形成したシート８１Ｅ、キャパシタ電極８６ａ，８６ｂを形成したシート８１Ｆ、無地のシート８１Ｇ、裏面にキャパシタ電極８７ａ，８７ｂを形成したシート８１Ｈからなる。

以上のシート８１Ａ〜８１Ｈを積層することにより、導体パターン８２ａがビアホール導体８３ｂ，８３ｃを介して接続されてインダクタンス素子Ｌ１が形成され、導体パターン８２ｂがビアホール導体８４ｂ，８４ｃを介して接続されてインダクタンス素子Ｌ２が形成される。キャパシタ電極８６ａ，８７ａにてキャパシタンス素子Ｃ１ａが形成され、キャパシタ電極８６ａはビアホール導体８３ｅを介してインダクタンス素子Ｌ１の一端に接続されている。キャパシタ電極８６ｂ，８７ｂにてキャパシタンス素子Ｃ１ｂが形成され、キャパシタ電極８６ｂはビアホール導体８３ｄを介してインダクタンス素子Ｌ１の他端に接続されている。さらに、キャパシタ電極８５ａ，８６ａにてキャパシタンス素子Ｃ２ａが形成され、キャパシタ電極８５ａはビアホール導体８４ｅを介してインダクタンス素子Ｌ２の一端に接続されている。キャパシタ電極８５ｂ，８６ｂにてキャパシタンス素子Ｃ２ｂが形成され、キャパシタ電極８５ｂはビアホール導体８４ｄを介してインダクタンス素子Ｌ２の他端に接続されている。

本第２実施例の作用効果は基本的に前記第１実施例と同様である。即ち、このデータ結合器１Ｂは、電力線２０に重畳された高周波信号（例えば、２〜３０ＭＨｚ周波数帯、あるいは、ＵＨＦ周波数帯）を電力線２０から受信し、電力線２０と主として磁気的に結合している共振回路１６（インダクタンス素子Ｌ１とキャパシタンス素子Ｃ１ａ，Ｃ１ｂからなるＬＣ直列共振回路及びインダクタンス素子Ｌ２とキャパシタンス素子Ｃ２ａ，Ｃ２ｂからなるＬＣ直列共振回路）を共振させ、所定の周波数帯の受信信号のみをモデム５に供給する。一方、パソコンなどの図示しない情報機器からの出力信号はモデム５を介して共振回路１６に入力され、共振回路１６はこの出力信号に反射変調を与え、所定の周波数に整合させた後、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２から磁界結合を介して電力線２０に送信信号を伝える。

特に、本第２実施例では、図５に示すように、反射特性における帯域幅Ｘ（−５ｄＢの帯域幅）が１５０ＭＨｚ以上の非常に広い周波数帯域を実現できる。これは、共振回路１６を互いに高い結合度をもって磁気結合するインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を含む複数のＬＣ共振回路にて構成したことに起因する。また、モデム５の後段にキャパシタンス素子Ｃ１ａ，Ｃ１ｂが挿入されているため、耐サージ性能が向上する。

（データ結合器と電力線との結合形態、図６及び図７参照）
前記構成からなるデータ結合器１Ａ，１Ｂは、図１や図３に示したように、電力線２０に対して単に隣接配置させた結合形態（以下、第１の結合形態と称する）以外に、図６や図７に示すように、電力線２０（ａ），２０（ｂ），２０に巻回した金属線２１，２２を介して隣接配置させた結合形態であってもよい。

即ち、図６に示す第２の結合形態は、ホット側の電力線２０（ａ）及びコールド側の電力線２０（ｂ）に互いに逆方向に金属線２１を巻回し、該金属線２１にデータ結合器１Ａ，１Ｂのアンテナ基板を隣接させたものである。電力線２０（ａ），２０（ｂ）に逆方向に巻回した金属線２１はアンテナ基板内の共振回路と磁気的に結合し、電力線２０（ａ），２０（ｂ）と共振回路との間でエネルギーが効率的に伝達される。つまり、アンテナ基板内の共振回路からの高周波信号が金属線２１を介して電力線２０（ａ），２０（ｂ）へ伝達され、また電力線２０（ａ），２０（ｂ）に重畳された高周波信号が金属線２１を介してアンテナ基板内の共振回路に伝達されるものである。一方、金属線２１は電力線２０（ａ），２０（ｂ）に互いに逆方向に巻回されているので、電力線２０（ａ），２０（ｂ）に重畳された高周波信号に基づく電磁波が放射されるが、互いに逆位相のため相殺されて結果的に輻射されていかない。

なお、第２の結合形態においては、電力線２０（ａ）と電力線２０（ｂ）に巻回する金属線２１の巻数とその長さは同じにしておく必要がある。各電力線２０（ａ），２０（ｂ）に巻回された金属線２１に発生する電磁波は、巻数の２乗に比例し、その長さに反比例する。そのため、各電力線２０（ａ），２０（ｂ）に巻回された金属線２１で発生する電磁波を完全に相殺させるには、その巻数と長さを等しくしておく必要がある。さらに、電力線２０（ａ），２０（ｂ）に金属線２１を複数回巻き付けることで、データ結合器１Ａ，１Ｂへの信号伝達効率を向上させることができ、データ結合器１Ａ，１Ｂと電力線２０（ａ），（ｂ）との配置の自由度を向上させることができる。

図７に示す第３の結合形態は、電力線２０にリボン状の金属線２２を巻回し、該金属線２２の一端幅広部２３にデータ結合器１Ａ，１Ｂのアンテナ基板を貼着したものである。金属線２２とアンテナ基板内の共振回路とは主として電界結合し、金属線２２を介して電力線２０と共振回路との間で高周波信号が伝達される。

（他の実施例）
なお、本発明に係るデータ結合器は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。

例えば、アンテナ基板の内部構成の細部などは任意であり、セラミック材料のみならず有機材料であってもよい。また、モデムをアンテナ基板上に接続するにも種々の態様を採用できる。

以上のように、本発明は、電力線を用いて通信を行うためのデータ結合器に有用であり、特に、小型で取付けが容易である点で優れている。

本発明は、データ結合器、特に、電力線を用いて通信を行うためのデータ結合器に関する。

従来、電力線を使用したデータ通信システムとして、電力線とモデムなどの通信装置との間でデータを結合するデータ結合器が種々提案されている。例えば、特許文献１には、一次巻線として電力線導体を使用する誘導性結合器と、所望の周波数帯域内の周波数で二次巻線と共振回路を生成するための誘導性結合器の二次巻線を横切って接続されているキャパシタと、通信装置を二次巻線に接続するためのインピーダンス整合変成器とを含んだデータ結合器が開示されている。

前記データ結合器は、電力線にトランスを設け、該トランスの二次巻線側にコンデンサを挿入して並列共振回路を形成し、その共振周波数をデータの交換に使用する高周波信号の周波数とほぼ同じにすることで、データの交換に使用する高周波信号を取り出してデータ処理を行うモデムなどに伝送している。

しかしながら、このデータ結合器では、電力線を流れる１００Ｖの交流電流を通す必要があり、高電力に耐え得る銅線を使用する必要から結合器自体が大型化するという問題点を有していた。また、データ結合器を電力線に直接接続しなければならず、電力線への取付けに手間を要するといった問題点をも有していた。
特表２００６−５０３５０４号公報

そこで、本発明の目的は、電力線を用いたデータ通信システムに用いるための、小型で取付けの容易なデータ結合器を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、電力線と通信装置間でデータを結合するためのデータ結合器において、前記電力線に直流的に導通していないアンテナを備え、前記電力線の周囲には金属線が巻回され、前記アンテナを前記金属線に隣接させたことを特徴とする。

本発明に係るデータ結合器においては、アンテナを電力線に直流的に導通させることなく、電力線の周囲に巻回した金属線に隣接させることで、電力線に重畳された高周波信号を通信装置に供給し、かつ、通信装置からの高周波信号を電力線に供給する。電力線とは直流的に導通せずに高周波信号のみを交換するために耐高電圧対策は不要で小型化が可能であり、アンテナを電力線に沿わすだけなので、取付けも極めて容易である。

本発明に係るデータ結合器において、アンテナはインダクタパターンとコンデンサパターンとで構成された共振回路を備えていてもよい。また、アンテナは少なくとも二つの共振回路を備えていてもよい。電力線と通信装置との間で交換される高周波の周波数は共振回路の共振周波数で決定される。また、アンテナを二つ以上の共振回路で構成すれば、各共振回路が結合することにより、送信信号が広帯域化する。

アンテナは電力線に対して該電力線の絶縁被覆を介してのみ隣接していてもよい。アンテナは金属線の一端部に隣接してもよく、あるいは、電力線のホット側及びコールド側に互いに逆方向に巻回した金属線に隣接させてもよい。アンテナをそれぞれ逆方向に巻回した金属線に隣接させた場合、金属線が差動動作して電磁波が金属線以外の外部に飛び出すことはなく、エネルギーの効率的な伝達が可能となる。

通信装置としては、データ処理機能を有するモデムを好適に使用することができる。

本発明によれば、アンテナを電力線とは直流的に導通せずに高周波信号のみを交換するため、耐高電圧対策が不要で小型化を達成でき、また、アンテナを電力線に沿わすだけ、あるいは、電力線に金属線を巻き付けて該金属線にアンテナを隣接させるだけなので、取付けも極めて容易である。

以下、本発明に係るデータ結合器の実施例について添付図面を参照して説明する。なお、以下に説明する各実施例において共通する部品、部分は同じ符号を付し、重複する説明は省略する。

（第１実施例、図１及び図２参照）
第１実施例であるデータ結合器１Ａは、図１に示す等価回路を備え、アンテナ基板１０に共振回路１６を内蔵したものである。アンテナ基板１０は商用電力線２０に直流的に導通することはなく、該電力線２０に隣接して設置されている。また、アンテナ基板１０にはデータ処理機能を有する通信装置であるモデム５が接続されている。

共振回路１６は、インダクタンス素子Ｌとキャパシタンス素子ＣとでＬＣ直列共振回路を構成している。インダクタンス素子Ｌを構成するコイル状電極パターンは、その巻回軸が電力線２０に対して垂直に位置し、共振回路１６は電力線２０と主として磁気的に結合している。

この共振回路１６は、所定の周波数を有する送信信号を電力線２０に供給するための回路であるとともに、電力線２０に重畳されている高周波信号から所定の周波数を有する受信信号を選択し、モデム５に供給するための回路であり、送受信信号の周波数で共振する。

アンテナ基板１０は、詳しくは、図２の分解斜視図に示すように、誘電体からなるセラミックシート３１Ａ〜３１Ｆを積層、圧着、焼成した積層体で、接続用電極３２とビアホール導体３３ａを形成したシート３１Ａ、キャパシタ電極３４ａとビアホール導体３３ｂを形成したシート３１Ｂ、キャパシタ電極３４ｂとビアホール導体３３ｃ，３３ｂを形成したシート３１Ｃ、導体パターン３５ａとビアホール導体３３ｄ，３３ｂを形成したシート３１Ｄ（１枚もしくは複数枚）、導体パターン３５ｂとビアホール導体３３ｅ，３３ｂを形成したシート３１Ｅ（１枚もしくは複数枚）、導体パターン３５ｃを形成したシート３１Ｆからなる。

以上のシート３１Ａ〜３１Ｆを積層することにより、ヘリカルの巻回軸が電力線２０と垂直なインダクタンス素子Ｌと、該インダクタンス素子Ｌと直列に接続されたキャパシタンス素子ＣとからなるＬＣ直列共振回路が得られる。キャパシタ電極３４ａはビアホール導体３３ａを介して接続用電極３２に接続され、さらにモデム５と接続され、インダクタンス素子Ｌの一端はビアホール導体３３ｂを介して接続用電極３２に接続され、さらにモデム５と接続される。

このデータ結合器１Ａは、電力線２０に重畳された高周波信号（例えば、２〜３０ＭＨｚ周波数帯、あるいは、ＵＨＦ周波数帯）を電力線２０から受信し、電力線２０と主として磁気的に結合している共振回路１６（インダクタンス素子Ｌとキャパシタンス素子ＣからなるＬＣ直列共振回路）を共振させ、所定の周波数帯の受信信号のみをモデム５に供給する。一方、パソコンなどの図示しない情報機器からの出力信号はモデム５を介して共振回路１６に入力され、共振回路１６はこの出力信号に反射変調を与え、所定の周波数に整合させた後、インダクタンス素子Ｌから磁界結合を介して電力線２０に送信信号を伝える。

本第１実施例において、アンテナ基板１０を電力線２０とは直流的に導通せずに高周波信号のみを交換するため、耐高電圧対策が不要で小型化を達成できる。また、アンテナ基板１０を電力線２０に沿わすだけなので、取付けも極めて容易である。特に、コイル状電極パターンはその巻回軸が電力線２０に対して垂直に位置しているため、電力線２０への磁束成分が増加して信号エネルギーの伝達効率が向上し、利得が大きい。

（第２実施例、図３〜図５参照）
第２実施例であるデータ結合器１Ｂは、図３に示す等価回路を備え、共振回路１６は互いに磁気結合するインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を備え、インダクタンス素子Ｌ１はキャパシタンス素子Ｃ１ａ，Ｃ１ｂを介してモデム５と接続され、かつ、インダクタンス素子Ｌ２とキャパシタンス素子Ｃ２ａ，Ｃ２ｂを介して並列に接続されている。換言すれば、共振回路１６は、インダクタンス素子Ｌ１とキャパシタンス素子Ｃ１ａ，Ｃ１ｂとからなるＬＣ直列共振回路と、インダクタンス素子Ｌ２とキャパシタンス素子Ｃ２ａ，Ｃ２ｂとからなるＬＣ直列共振回路を含んで構成されており、各ＬＣ直列共振回路は図３でＭで示される磁界結合によって結合されている。そして、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２の双方が電力線２０と磁気的に結合している。

アンテナ基板１０は、詳しくは、図４の分解斜視図に示すように、誘電体からなるセラミックシート８１Ａ〜８１Ｈを積層、圧着、焼成した積層体で、無地のシート８１Ａ、導体パターン８２ａ，８２ｂとビアホール導体８３ａ，８３ｂ，８４ａ，８４ｂを形成したシート８１Ｂ、導体パターン８２ａ，８２ｂとビアホール導体８３ｃ，８４ｃ，８３ｅ，８４ｅを形成したシート８１Ｃ、導体パターン８２ａ，８２ｂとビアホール導体８３ｄ，８４ｄ，８３ｅ，８４ｅを形成したシート８１Ｄ、キャパシタ電極８５ａ，８５ｂとビアホール導体８３ｅを形成したシート８１Ｅ、キャパシタ電極８６ａ，８６ｂを形成したシート８１Ｆ、無地のシート８１Ｇ、裏面にキャパシタ電極８７ａ，８７ｂを形成したシート８１Ｈからなる。

以上のシート８１Ａ〜８１Ｈを積層することにより、導体パターン８２ａがビアホール導体８３ｂ，８３ｃを介して接続されてインダクタンス素子Ｌ１が形成され、導体パターン８２ｂがビアホール導体８４ｂ，８４ｃを介して接続されてインダクタンス素子Ｌ２が形成される。キャパシタ電極８６ａ，８７ａにてキャパシタンス素子Ｃ１ａが形成され、キャパシタ電極８６ａはビアホール導体８３ｅを介してインダクタンス素子Ｌ１の一端に接続されている。キャパシタ電極８６ｂ，８７ｂにてキャパシタンス素子Ｃ１ｂが形成され、キャパシタ電極８６ｂはビアホール導体８３ｄを介してインダクタンス素子Ｌ１の他端に接続されている。さらに、キャパシタ電極８５ａ，８６ａにてキャパシタンス素子Ｃ２ａが形成され、キャパシタ電極８５ａはビアホール導体８４ｅを介してインダクタンス素子Ｌ２の一端に接続されている。キャパシタ電極８５ｂ，８６ｂにてキャパシタンス素子Ｃ２ｂが形成され、キャパシタ電極８５ｂはビアホール導体８４ｄを介してインダクタンス素子Ｌ２の他端に接続されている。

本第２実施例の作用効果は基本的に前記第１実施例と同様である。即ち、このデータ結合器１Ｂは、電力線２０に重畳された高周波信号（例えば、２〜３０ＭＨｚ周波数帯、あるいは、ＵＨＦ周波数帯）を電力線２０から受信し、電力線２０と主として磁気的に結合している共振回路１６（インダクタンス素子Ｌ１とキャパシタンス素子Ｃ１ａ，Ｃ１ｂからなるＬＣ直列共振回路及びインダクタンス素子Ｌ２とキャパシタンス素子Ｃ２ａ，Ｃ２ｂからなるＬＣ直列共振回路）を共振させ、所定の周波数帯の受信信号のみをモデム５に供給する。一方、パソコンなどの図示しない情報機器からの出力信号はモデム５を介して共振回路１６に入力され、共振回路１６はこの出力信号に反射変調を与え、所定の周波数に整合させた後、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２から磁界結合を介して電力線２０に送信信号を伝える。

特に、本第２実施例では、図５に示すように、反射特性における帯域幅Ｘ（−５ｄＢの帯域幅）が１５０ＭＨｚ以上の非常に広い周波数帯域を実現できる。これは、共振回路１６を互いに高い結合度をもって磁気結合するインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を含む複数のＬＣ共振回路にて構成したことに起因する。また、モデム５の後段にキャパシタンス素子Ｃ１ａ，Ｃ１ｂが挿入されているため、耐サージ性能が向上する。

（データ結合器と電力線との結合形態、図６及び図７参照）
前記構成からなるデータ結合器１Ａ，１Ｂは、図１や図３に示したように、電力線２０に対して単に隣接配置させた結合形態（以下、第１の結合形態と称する）以外に、図６や図７に示すように、電力線２０（ａ），２０（ｂ），２０に巻回した金属線２１，２２を介して隣接配置させた結合形態であってもよい。

即ち、図６に示す第２の結合形態は、ホット側の電力線２０（ａ）及びコールド側の電力線２０（ｂ）に互いに逆方向に金属線２１を巻回し、該金属線２１にデータ結合器１Ａ，１Ｂのアンテナ基板を隣接させたものである。電力線２０（ａ），２０（ｂ）に逆方向に巻回した金属線２１はアンテナ基板内の共振回路と磁気的に結合し、電力線２０（ａ），２０（ｂ）と共振回路との間でエネルギーが効率的に伝達される。つまり、アンテナ基板内の共振回路からの高周波信号が金属線２１を介して電力線２０（ａ），２０（ｂ）へ伝達され、また電力線２０（ａ），２０（ｂ）に重畳された高周波信号が金属線２１を介してアンテナ基板内の共振回路に伝達されるものである。一方、金属線２１は電力線２０（ａ），２０（ｂ）に互いに逆方向に巻回されているので、電力線２０（ａ），２０（ｂ）に重畳された高周波信号に基づく電磁波が放射されるが、互いに逆位相のため相殺されて結果的に輻射されていかない。

なお、第２の結合形態においては、電力線２０（ａ）と電力線２０（ｂ）に巻回する金属線２１の巻数とその長さは同じにしておく必要がある。各電力線２０（ａ），２０（ｂ）に巻回された金属線２１に発生する電磁波は、巻数の２乗に比例し、その長さに反比例する。そのため、各電力線２０（ａ），２０（ｂ）に巻回された金属線２１で発生する電磁波を完全に相殺させるには、その巻数と長さを等しくしておく必要がある。さらに、電力線２０（ａ），２０（ｂ）に金属線２１を複数回巻き付けることで、データ結合器１Ａ，１Ｂへの信号伝達効率を向上させることができ、データ結合器１Ａ，１Ｂと電力線２０（ａ），（ｂ）との配置の自由度を向上させることができる。

図７に示す第３の結合形態は、電力線２０にリボン状の金属線２２を巻回し、該金属線２２の一端幅広部２３にデータ結合器１Ａ，１Ｂのアンテナ基板を貼着したものである。金属線２２とアンテナ基板内の共振回路とは主として電界結合し、金属線２２を介して電力線２０と共振回路との間で高周波信号が伝達される。

（他の実施例）
なお、本発明に係るデータ結合器は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。

例えば、アンテナ基板の内部構成の細部などは任意であり、セラミック材料のみならず有機材料であってもよい。また、モデムをアンテナ基板上に接続するにも種々の態様を採用できる。

以上のように、本発明は、電力線を用いて通信を行うためのデータ結合器に有用であり、特に、小型で取付けが容易である点で優れている。

本発明に係るデータ結合器の第１実施例を示す等価回路図である。 前記第１実施例のアンテナ基板を示す分解斜視図である。 本発明に係るデータ結合器の第２実施例を示す等価回路図である。 前記第２実施例のアンテナ基板を示す分解斜視図である。 前記第２実施例の反射特性を示すグラフである。 本発明に係るデータ結合器の電力線への第２の結合形態を示す説明図である。 本発明に係るデータ結合器の電力線への第３の結合形態を示す説明図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ…データ結合器
５…モデム
１０…アンテナ基板
１６…共振回路
２０，２０（ａ），２０（ｂ）…電力線
２１，２２…金属線
Ｌ，Ｌ１，Ｌ２…インダクタンス素子
Ｃ，Ｃ１ａ，Ｃ１ｂ，Ｃ２ａ，Ｃ２ｂ…キャパシタンス素子

Claims (7)

1. 電力線と通信装置間でデータを結合するためのデータ結合器において、前記電力線に直流的に導通していないアンテナを備え、該アンテナを前記電力線に隣接させたことを特徴とするデータ結合器。
2. 前記アンテナはインダクタパターンとコンデンサパターンとで構成された共振回路を備えていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のデータ結合器。
3. 前記アンテナは少なくとも二つの共振回路を備えていることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載のデータ結合器。
4. 前記電力線の周囲には金属線が巻回され、該金属線に前記アンテナを隣接させたことを特徴とする請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載のデータ結合器。
5. 前記アンテナは前記金属線の一端部に隣接されていることを特徴とする請求の範囲第４項に記載のデータ結合器。
6. 前記金属線は前記電力線のホット側及びコールド側に互いに逆方向に巻回されていることを特徴とする請求の範囲第４項に記載のデータ結合器。
7. 前記通信装置はデータ処理機能を有するモデムであることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第６項のいずれかに記載のデータ結合器。

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