WO2007114522A1

WO2007114522A1 - 無線ネットワークシステム

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Publication number: WO2007114522A1
Application number: PCT/JP2007/057725
Authority: WO
Inventors: Toshiaki Matsui; Hitoshi Utagawa
Original assignee: National Institute Of Information And Communications Technology
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2007-10-11
Also published as: EP2003787B1; EP2003787A2; JP4586186B2; JPWO2007114522A1; US20090253370A1; US8160492B2; CN101444008A; EP2003787A9; CN101444008B; EP2003787A4

Abstract

無線通信装置に極めて単純な構成のものを用い、低コスト、低電力消費かつ信号も高品質となる無線ネットワークシステムを構築できるようにする。本発明の無線ネットワークシステムは、超高周波発振用共振器に、負性抵抗を発生するようにトランジスタを集積化させるとともにアンテナ(11)を共用させた放射型発振装置(1)と、中間周波数信号発生部(4)と、受信信号検出部(7)とを備える無線通信装置(101)を複数有し、その無線通信装置を互いに引き込み現象を起こす位置に対向させて配置し、無線通信装置の少なくとも1つは、中間周波数信号発生部が他と異なる周波数帯信号発生機能を持ち、また受信信号検出部が他と異なる周波数帯を弁別し受信でき、一の無線通信装置の送出した信号は、対向する他の無線通信装置に伝送され、対向する無線通信装置は受信信号検出部で受信して取り出すようになっている。

Description

無線ネットワークシステム '

技術分野

明

本発明は、各種の信号を高品質に中継、伝送する無線ネットワークシステムに関するものである。

書背景技術

映像情報などの広帯域なデジタル信号を高品質に伝送するための無線通信システムとして、マイクロ波ゃミリ波を用いた無線 L A Nや無線映像伝送システムが開発され、さらに、中小規模の工場や大規模な生産施設内での監視制御や、施設の防犯監視、過疎地域の防災安全監視などの立場から、無線を用いたセンサーネットワークの構成が検討されている。通常の無線通信装置において、送信機側では、信号処理を行い易い周波数、数十 MH z〜数百 MH z、場合によっては数 G H z帯の中間周波数において変調等の処理を行い、局部発振器からの信号と合成し、例えば 6 0 G H z帯の伝送周波数へ周波数変換（アップコンバート）して給電線路を経てアンテナから放射する。受信機側では受信アンテナからの無線周波数信号を増幅し、さらに局部発振器からの信号と合成し中間周波数帯へ周波数変換 (ダウンコンパ一ト) し、その後、チャンネルの抽出と信号の復調を行う。この構成は、周波数の上昇と共に技術的な困難が伴い、また髙安定で十分大きな出力を要求される局部発振器の効率低下、周波数変換装置における損失など無線装置の効率低下といった問題点を有し、さらにコストも増大するため、無線ネットワークの実用化と普及の大きな妨げになっている。

これに対し、アンテナと無線周波数回路部を集積化し、低コスト化を目指すアクティブァンテナの試みや、増幅素子を電磁波の放射構造と一体化した放射型発振装置の構成が提案されている。この放射型発振装置の構成は、極めて単純な構成であり、低コストの無線ネットワークの構成部品としての応用の可能性が期待される。

無線ネットワークの構成として、すでに実用化が進んでいるブルートゥースや、ワイフアイ（W i—F i ) という名称で知られる一連の I EEE 802. 1 1ワイヤレス標準がある。一方で、これらに比べ 2桁低速だが、低コストで低電力消費のネットワークが構成できるとされるジグビー（Z i g B e e) も新しい手段として広まろうとしている。

ジグビーは、 I EEE 802. 1 5. 4の標準に対応する技術であり短距離の低速無線リンクとして魅力的であるが、ブルートウース、ワイフアイと同様に、周波数利用の面では、近年大変込み合つている 2. 4 GH z帯の無線システムである。

一方でさらに、高い周波数である 60 GH z帯ミリ波による広帯域デジタル情報伝送を行う際に、周波数変換装置の局部発振器の位相雑音、周波数安定度が不十分であると、周波数ドリフト、位相ノイズにより広帯域なデジタル信号を高品質に伝送できない問題を解決するために、自己へテロダイン方式の無線通信装置技術及びそれらに基づく無線システム構成技術が開示されている。例えば、特開 2 0 0 5— 3 4 8 3 3 2号公報（以下、特許文献 1という。）及ぴ特開 2 0 0 3— 1 9 8 2 5 9号公報（以下、特許文献 2という。）に開示された自己へテロダイン方式では、送信機で用いる局部発振器が安価で周波数の不安定なものであっても、これによつて生じた周波数ずれや位相雑音は検波時に完全に相殺され、位相雑音と周波数安定性に対する要求が厳しい、ミリ波帯の無線 L A Nや無線映像伝送システムに対しても良好に信号が伝送することが確認されている。

さらに、特開 2 0 0 3— 2 4 4 0 1 6号公報（以下、特許文献 3という。）では、他のシステムとの中継の用途を含めた無線通信ネットワークシステムを構成する際に必要な周波数の再変換、すなわち中間周波数への変換課程を経て再度無線伝送周波数への変換を行うが、この際、周波数変換装置の局部発振器の位相雑音、周波数安定度の性能が十分でないと、周波数ドリフト、位相ノイズにより広帯域なデジタル信号の品質低下を生じる問題に対応するために。高安定な基準信号を無線で供給しシステムを構成する技術が開示されている。

また、特許 3 1 4 6 2 6 0号公報（以下、特許文献 4という。）、特許 3 3 5 5 3 3 7号公報（以下、特許文献 5という。）及び非特許文献 1 "R.A. Flynt, J.A. Navarro and K. Chang, 'Low Cost and Compact Active Integrated Antenna Transceiver for System Application/ IEEE Trans. Microwave Theory Tech., Vol.44， pp.1642-1649， 1996"は、トランジスタを負性抵抗増幅器として用いた平面型共振器の構造からなる放射型発振装置の例を開示しており、非特許文献 1では、放射型発振装置を対向させ送受信信号が互いに直交する偏波となる様に放射型発振装置を配置する構成とし、周波数変換用のミキサーダイォードにより受信機として動作させる双方向通信装置の構成を開示している。

また、非特許文献 2 "CM. Montiel, L. Fan and K. Chang, Ά Self-Mixing Active Antenna for Communication and Vehicle Identification Applications,' 1996IEEE MTT-S Digest, TU4C pp.333-336, 1996" では、ガンダイォードを発振素子として用い、ガンダイォードのバイアス電圧に高周波電圧を重畳することで周波数変調を生じさせ、同じように作られたガンダイォード発振器に照射し、注入同期現象を起こさせると同時に、周波数変調成分を他方の放射型発振装置に伝達し、ガンダイオード自身のミキサー動作により、双方向の送受信は同時には不可能であるが、高周波信号成分を通信できる技術について開示している。

上記のように、既存の込み合った無線システムとの干渉や、高密度な無線装置の配置による干渉や共存の問題など多くの未解決な問題を避け、広大な領域の多数の観測点をカバーするセンサーネットワークや、簡易な無線通信ネットヮークを実現するための新しい無線装置技術とそれを用いた無線ネットワーク構成技術が開発されつつある。

しかし、従来型の無線装置技術と無線ネットワーク構成技術では、構成が複雑化し、それに伴いコストも高く付き、また電力消費や信号品質の点でも問題を有し、無線ネットワークの実用化と普及に大きな妨げとなっている。

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、基本無線通信装置の構成として極めて単純な構成のものを用い、低コスト、低電力消費かつ信号も高品質となる、無線通信システム構成に適した超高周波帯〜ミリ波帯の無線ネットワークシステムを提供することを目的とする。発明の開示

この発明は、以下のようなものである。

( 1 ) 各種の信号を相互に中継、伝送する無線ネットワークシステムにおいて、超高周波発振用共振器に、負性抵抗を発生するようにトランジスタを集積化させるとともに電磁波を空間へ放射するアンテナの機能を共用させるように構成した放射型発振装置と、上記放射型発振装置に中間周波数信号を出力する中間周波数信号発生部と、送信されてきた信号を受信する受信信号検出部と、を備える無線通信装置を複数有し、その複数の無線通信装置を互いに引き込み現象を起こす位置に対向させて配置し、上記複数の無線通信装置の少なくとも 1つは、中間周波数信号発生部が他と異なる周波数帯信号発生機能を持ち、また受信信号検出部が他と異なる周波数帯を弁別し受信できる機能を有し、一の無線通信装置の送出した信号は、対向する他の無線通信装置に伝送され、その対向する他の無線通信装置はその受信信号検出部で受信して取り出す、ことを特徴とする。

( 2 ) ( 1 ) に記載の無線ネットワークシステムにおいて、上記複数の無線通信装置の各々は、 1または複数の指向性ビームを持つ、ことを特徴とする。

( 3 ) ( 1 ) または（2 ) に記載の無線ネットワークシステムにおいて、上記複数の無線通信装置の各中間周波数信号発生部及び各受信信号検出部は、互いに同じ周波数帯を共有する、ことを特徴とする。

( 4 ) ( 1 ) から（3 ) の何れか 1項に記載の無線ネットワークシステムにおいて、上記複数の無線通信装置の各放射型発振装置の少なくとも 1つは、周波数安定化機能が施されている、ことを特徴とする。 ( 5 ) ( 1 ) から（4 ) の何れか 1項に記載の無線ネットワークシステムにおいて、上記複数の無線通信装置の各中間周波数信号発生部は、固有のアドレス信号を重畳する機能を持ち、何れの無線通信装置から発した信号であるかを識別できるようになつている、ことを特徴とする。

( 6 ) ( 1 ) から（5 ) の何れか 1項に記載の無線ネットワークシステムにおいて、上記複数の無線通信装置の各中間周波数信号発生部は、各種のセンサーまたは他のセンサーネットワークからの信号と接続し、その取得データを転送する機能を持つ、ことを特徴とする。

( 7 ) ( 1 ) から（6 ) の何れか 1項に記載の無線ネットワークシステムにおいて、当該無線ネットワークシステムは、他の有線または無線通信ネットワークと接続され統合的に制御管理される、ことを特徴とする。

本発明によれば、複数の無線通信装置の各々に設けられる放射型発振装置は、動作状態において互いに同期し、一の放射型発振装置において中間周波数信号発生部からの信号が入力された場合、当該信号は当該放射型発振装置において周波数変換（アップコンバート）され、無線伝送周波数帯の側波として送出され無線ネットワークとして共有される。そのとき、その中間周波数信号と一致する周波数帯の受信信号検出部を持つ放射型発振装置では、周波数変換（ダウンコンパ一ト）され受信される。また、他の放射型発振器で送られた異なる中間周波数の信号は、同様に周波数変換（アップコンバート）され、無線伝送周波数帯の前記とは異なる周波数位置の側波として送出され、新たな中間周波数に対応する周波数帯の受信信号検出部を持つ放射型発振装置では受信される。本発明による無線ネットワークシステムでは、周波数変換における局部発振周波数が同期されているため、位相雑音や周波数ドリフトの影響は無く極めて良質な双方向の伝送が確保される。また、トランジスタを負性抵抗発振条件となる様に構成した平面型の放射型発振装置では、ガンダイオードを用いた場合に比べ 2 0〜3 0倍以上の高い効率が期待でき、低電力消費であるためバッテリーでの動作も可能であり低コストな構成部品としての無線通信装置を提供できるので、無線ネットワークシステムの実用化が期待できる。

また、無線通信装置に設ける放射型発振装置の構成及び放射器構造を選択することで出力ビームを片面方向、双方向、多ビーム型に成形し、組み合わせることで、放射型発振装置の配置によるネットワーク構成は自在となり、多くのセンサーネットワーク、セキュリティネットワーク、通信制御ネットワークなど複雑な設置条件での無線リンクの形成にとって実用性が高く、多方面への応用技術として提供できる。特に、高い指向性ビームを持つモジュールによるミリ波帯の無線ネットワークの形成は、他の無線システムとの干渉問題を避け、周波数共存に適し周波数資源の有効利用の面で効果がある。

さらに、無線ネットワークシステムを構成する放射型発振装置に接続する中間周波数信号発生部及び受信信号検出部が相互に同じ周波数帯を共有する放射型発振装置間では、いずれの放射型発振装置からの信号も互いに共有することができ、無線ネットワークシステムの機能目的に応じて効果的に利用できる。

さらにまた、本発明における無線ネットワークシステムの周波数安定度を技術的に要求される条件内に保持する事ができるほか、特定の無線リンクが遮断された場合にも周波数安定化が維持される構成が確保される。

ついで、各放射型発振装置のアドレスが記されることで、本発明の無線ネットワークシステムのどの個所からの信号情報であるかが容易に識別できる。

また、本発明の無線ネットワークシステムが相互に、また他の種類のネットワークと接続されることでより多様な機能が発揮される事が期待される。

本発明による無線ネットワーク構成を複数束ねた形で、有線または他の無線通信ネットワークと接続されることにより上位の系として統合的に制御管理されるネットワークシステムが可能である。図面の簡単な説明

第 1図は、本発明の無線ネットワークシステムの原理を示す構成図である。第 2図は、本発明の無線ネットワークシステムの構成要素である、 1または複数の指向性ビームを持つ放射型発振装置に関する説明図である。

第 3図は、本発明の無線ネットワークシステムの構成例を示す図である。第 4図は、本発明の無線ネットワークシステムを構成する無線通信装置の基本回路の具体例である。

第 5図は、中間周波数信号発生部 4にて、 IF 周波数 f _{I F} == 5 0 O MH zの

AM信号を発生させた場合の HF放射信号を示す。

第 6図は、第 4図に示す回路の無線通信装置を 2台用意して対向させ、一方の無線通信装置から放射された第 5図の信号を他方の無線通信装置にて受信し、ダウンコンパ一トしたときの受信 IF信号を示す。発明を実施するための最良の形態

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。第 1図は本発明の無線ネットワークシステムの原理を示す構成図である。この発明は、各種の信号を相互に中継、伝送する無線ネットワークシステムであり、第 1図（a ) に示すように、超高周波発振用共振器に、負性抵抗を発生するようにトランジスタを集積化させるとともに電磁波を空間へ放射するアンテナ 1 1の機能を共用させるように構成した放射型発振装置 1と、放射型発振装置 1に中間周波数信号を出力する中間周波数信号発生部 4と、送信されてきた信号を受信する受信信号検出部 7と、を備える無線通信装置 1 0 1を複数有し、その複数の無線通信装置 1 0 1 , 1 0 2， 1 0 3を互いに引き込み現象を起こす位置に対向させて配置し、複数の無線通信装置 1 0 1 , 1 0 2 . 1 0 3の少なくとも 1つは、中間周波数信号発生部が他と異なる周波数帯信号発生機能を持ち、また受信信号検出部が他と異なる周波数帯を弁別し受信できる機能を有し、一の無線通信装置

1 0 1の送出した信号は、対向する他の無線通信装置 1 0 2 , 1 0 3に伝送され、その対向する他の無線通信装置 1 0 2， 1 0 3はその受信信号検出部 8 , 9で受信して取り出すようになっている。

第 1図（a ) において、放射型発振装置 1では、アンテナ 1 1を兼ねる共振構造に接続されたトランジスタが設けられており、該トランジスタが D Cバイァス電源 1 0から供給される直流バイアス電圧において負性抵抗を発生するように構成されている。 D Cバイアス電源 1 0から供給されるエネルギーは、放射型発振装置 1によって高周波発振エネルギーに変換され、アンテナ 1 1から空間へ放射される。第 1図（a ) の放射型発振装置 2及び 3は、放射型発振装置 1と基本的に同様であるが、 D Cバイアス電源 1 0に関する図中の表記に関し省略してある。無線通信装置 1 0 1 , 1 0 2及び 1 0 3にそれぞれ設けられた放射型発振装置 1、 2及ぴ 3は互いに対向するように配置され、発振周波数の引き込み現象により放射型発振装置は共通の周波数 f 。で発振し、位相同期された状態になる。放射型発振装置 1、 2及び 3にそれぞれ接続する中間周波数信号発生部 4， 5 , 及び 6の信号周波数帯は、それぞれ f い f ₂、 f ₃であり、受信信号検出部は、異なる周波数帯を弁別し受信できる機能を持ち、一つの放射型発振装置の送出した信号は、対向する他の放射型発振装置に伝送され受信信号検出部で取り出すことができる。第 1図（b ) は、中間周波数信号発生部からの入力が無い場合の周波数スペクトルを示す。さらに、放射型発振装置 1と放射型発振装置 2にそれぞれ接続する中間周波数信号発生部 4及び 5からの入力が有り、放射型発振装置 3 に接続する中間周波数信号発生部 6からの入力が無い場合の無線ネットワークの共有する周波数スペクトルは、第 1図（c ) の様になる。

この状態では、放射型発振装置 1と放射型発振装置 2からの信号周波数帯を弁別し互いに識別し受信する事ができる。

第 2図は、本発明の無線ネットワークシステムの構成要素である放射型発振装置が 1または複数の指向性ビームを持つ構成に関する説明図である。第 2図 ( a ) は、片面方向の放射パターンを持つ放射型発振装置 1 2の構成を示す。該放射型発振装置 1 2は、ごく普通の平面アンテナ構造を有するアンテナ 1 2 1を用いることによって、指向性が低い広角度の放射パターン ₂！の電磁波を放射する。放射型発振装置 1 2は、レンズやホーン等の付加的な手段を用いることによって、より高い指向性利得を有する放射パターン D W _{1 2 1}の電磁波を放射することができる。第 2図（b ) は、双方向性の放射特性を持つ放射型発振装置 1 3 についての概念図であり、通常ス口ット型の共振器（アンテナ 1 3 1、 1 3 1 ) 等を用いることにより、双方向性の放射パターン w₁₃₁を容易に実現できる。該放射パターン W₁₃₁は、上記付加的な手段を用いて放射型発振装置 12を構成することによって、放射パターン DW₁₃₁のように指向性利得を高めることができる。

第 2図（c) (d) (e) は、多ビーム化されたパターンの電磁波を放射する放射型発振装置 14、 1 5及び 16の構成を示す。第 2図（c) の放射型発振装置 14は、放射パターンを決めるアンテナ部に付加的な構造を組み合わせたり、アンテナ部に変形を加えることで、アンテナ 141が所定の角度で 2方向に取り付けられている無線装置の様に、所定の 2方向に高い指向性利得を有する放射パターン DW₁₄₁の電磁波を放射する構成を実現した放射型発振装置からなる無線装置を表している。第 2図（d) は、放射型発振装置 15の共振器を兼ねるアンテナに、第 2図（c) とは異なる変形を加えるか、又は異なる付加的な構造を加えることで、 3方向のビームを持つ無線通信装置を構成した場合であり、アンテナ 151が所定の角度で 3方向に取り付けられているかのように、所定の 3方向に指向性利得を有する放射パターン DW₁₅₁を持つ無線装置を表している。同様に、第 2図（c) の 2方向ビームの放射パターンを持つ放射型発振装置を両面放射型として用いることで、第 2図（e) に示す 4方向ビーム放射特性を持つ無線装置が実現できる。この場合、放射型発振装置 16は、所定の 4方向に高い指向性の放射パターン DW₁₆₁を持つ無線装置として、それぞれの方向へ電磁波が放射され、それぞれの方向の無線通信装置と相互作用し無線リンクを形成できる。上記放射型発振装置 14、 1 5及び 16は、いずれもアンテナ技術で用いられるスロット構造やパッチ構造の複数配置により生じる特性を利用することで実現できる。

第 2図（a ) 〜（e ) の放射パターンは、本発明による無線ネットワークシステムの構成要素としての放射型発振装置の電磁波の放射パターンの概念を例示したものである。本発明においては、一般的な多ビームアンテナパターン、または広角度な放射パターンを組み合わせ、立体構成を含めた種々の電磁波の放射パターン構成技術を組み合わせることが可能であることはもちろんである。

第 3図は、本発明の無線ネットワークシステムの構成例を示す図である。第 3図の無線ネットワークシステムを構成する無線通信装置 1 2 0〜1 6 0は、第 2図（a )〜（e ) に示された放射型発振装置 1 2〜1 6により構成されている。尚、上記無線通信装置 1 2 0〜 1 6 0は第 1図（a ) の無線通信装置 1 0 1と基本的に同様の構成を有するが、中間周波数信号発生部、受信信号検出部及び D C バイアス電源に関する図中の表記に関し、便宜上省略してある。

第 3図の無線ネットワークシステムは、その周波数安定度を技術基準で要求される条件内に保持するため、周波数安定化手段 Sにより周波数安定化機能が施されている場合の配置の一例を示している。この構成例によれば、無線通信装置 1 2 0〜1 6 0を構成する放射型発振装置 1 2〜1 6が共通の周波数 f 。で発振し且つ位相同期される。この状態で中間周波数帯 f _{1 2}〜 f _{1 6}の信号は、アップコンバートされ、他の無線通信装置が、同じ中間周波数帯域を持つとき、その受信信号検出部で取り出される。周波数安定化手段は、放射型発振装置 1 2〜 1 6が周波数安定化手段 Sにより無線装置としての許容範囲内の周波数安定度を確保するために必要である。無線ネットワークシステムを構成する無線通信装置の少なくとも 1つに周波数安定化手段 Sを接続することにより、周波数安定化を維持する構成を実現できる。第 3図の構成例のように、複数の放射型発振装置に周波数安定化手段 Sを設けることにより、無線ネットワークシステムがァクシデント等により部分的に遮断された場合、例えば、無線通信装置 1 2 0及び 1 5 0間のネットワークが遮断された場合であっても、無線ネットワークを構成する無線通信装置の発振周波数 f 。の高い安定度が確保される。

尚、本発明の無線ネットワークシステムを構成する無線通信装置は、効率が高く、数 +mW以下の低電力供給で動作させることができる。そこで、 D Cバイァス電源の代わりに、マイク口波による電力伝送や太陽電池等の発電システム或いはエネルギー変換システム、リチウム電池や水素電池等の小型電池等の小型軽量化された電力供給手段を使用して、 1 0 mW〜2 O mWの微小な電力を各無線通信装置に供給することにより、本発明の無線ネットワークシステムを連続動作させるように構成することができる。これは、電源供給が困難な場所に設置される無線装置に対し有効である。

また、無線ネットワークシステムを構成する放射型発振装置にアドレスが記されることで、本発明の無線ネットワークシステムのどの個所からの信号情報であるかが容易に識別できる。また、本発明の無線ネットワークシステム相互に、また他の種類のネットワークと接続されることでより多様な機能が発揮されることが期待される。

本発明の無線ネットワークシステムを構成する無線通信装置の基本回路の具体例とその動作原理の実験結果を以下に示す。

第 4図は本発明の無線ネットワークシステムを構成する無線通信装置の基本回路の具体例である。トランジスタ 1 _aのゲートには導体パッチ 1 O l aが接続され，ドレインには導体パツチ 101 bおよびドレイン電圧供給用のチョーク回路 10 aが接続され， RFチョーク回路 10 aと DCバイアス電源 10との間に IFチョーク回路 10 bが直列に接続されている。ソースには発振条件を満たすインピーダンス線路 101 cを介して接地されている。受信信号検出部 7と中間周波数信号発生部 4は，送信 IF信号と受信 IF信号を弁別するためのダイプレクサ 1 bを通じて， RFチョーク回路 10 aと IFチョーク回路 10 bとの接続点 10 cに接続されている。

次に、無線通信装置の動作原理実験結果を説明する。

中間周波数信号発生部 4にて、 IF周波数 f _{I K}= 50 ΟΜΗ ζの AM信号 (サイン波、変調周波数 f m=50 kHz)を発生させた場合の RF放射信号を第 5図に示す。この放射信号はスペクトラムアナライザにて実測したものである。ここで、 IF信号は、放射型発振装置の発振周波数をローカル信号周波数とした放射型発振装置自身によるミキシングによりアップコンパ一トされ、 RF 放射信号に変換されている。よって，放射型発振装置の発振周波数 f 。に対し、 f 。一 f _{I F}と f 。+ f _{1 F}の周波数成分が発生する。

AM 信号の振幅変化によりトランジスタ 1 aのドレイン電圧 Vdが f m = 50 kH zで変化しており、それによつて R F発振周波数の変化 1 f =4MH z が生じている。 8.3505GHzがサイン変調波の山、 8.3465GHzがサイン変調波の谷に相当する。

次に、第 4図に示す回路の無線通信装置を 2台用意して対向させ、一方の無線通信装置から放射された第 5図の信号を他方の無線通信装置にて受信し、ダウンコンパ一トしたときの受信 IF信号を第 6図に示す。前述したように、信号には l f = 4 MH zの周波数変動が起きている力発振周波数の引き込み現象により上記 2台の無線通信装置は同期状態にあり、よつて、第 6図に示す受信 IF信号においては、第 5図に示す 1 f = 4 MH _zの周波数変動や位相ノイズがキャンセルされ、元の AM信号 (サイン波，変調周波数 f m： 5 0 k H z )が再現され、受信 IF信号が得られている。この受信 IF信号は受信信号検出部 7で検出される。尚、本例の IF信号は AM信号であるが、 FM変調でも同様に動作し、特に変調方法に限定は無い。産業上の利用可能性

以上のように、本発明の無線ネットワークシステムは、周波数変換における局部発振周波数が同期されているため、位相雑音や周波数ドリフトの影響は無く極めて良質な双方向の伝送が確保され、超高周波帯〜ミリ波帯の無線通信に適している。また、本発明の無線ネットワークシステムは、基本無線通信装置の構成として極めて単純な構成のものを用いて構成することができるので、低コスト、低電力消費である。

Claims

請求の範囲

各種の信号を相互に中継、伝送する無線ネットワークシステムにおいて、超高周波発振用共振器に、負性抵抗を発生するようにトランジスタを集積化させるとともに電磁波を空間へ放射するアンテナの機能を共用させるように構成した放射型発振装置と、

上記放射型発振装置に中間周波数信号を出力する中間周波数信号発生部と、送信されてきた信号を受信する受信信号検出部と、

を備える無線通信装置を複数有し、その複数の無線通信装置を互いに引き込み現象を起こす位置に対向させて配置し、

上記複数の無線通信装置の少なくとも 1つは、中間周波数信号発生部が他と異なる周波数帯信号発生機能を持ち、また受信信号検出部が他と異なる周波数帯を弁別し受信できる機能を有し、

一の無線通信装置の送出した信号は、対向する他の無線通信装置に伝送され、その対向する他の無線通信装置はその受信信号検出部で受信して取り出すことを特徴とする、無線ネットワークシステム。

上記複数の無線通信装置の各々は、 1または複数の指向性ビームを持つ、請求項 1に記載の無線ネットワークシステム。

上記複数の無線通信装置の各中間周波数信号発生部及び各受信信号検出部は、互いに同じ周波数帯を共有する、請求項 1または 2に記載の無線ネットワークシステム。

上記複数の無線通信装置の各放射型発振装置の少なくとも 1つは、周波数安定化機能が施されている、請求項 1から 3の何れか 1項に記載の無線ネットワークシステム。

5 . 上記複数の無線通信装置の各中間周波数信号発生部は、固有のアドレス信号を重畳する機能を持ち、何れの無線通信装置から発した信号であるかを識別できるようになっている、請求項 1から 4の何れか 1項に記載の無線ネットワークシステム。

6 . 上記複数の無線通信装置の各中間周波数信号発生部は、各種のセンサーまたは他のセンサーネットワークからの信号と接続し、その取得データを転送する機能を持つ、請求項 1から 5の何れか 1項に記載の無線ネットヮークシステム。

7 . 当該無線ネットワークシステムは、他の有線または無線通信ネットワークと接続され統合的に制御管理される、請求項 1から 6の何れか 1項に記載の無線ネットワークシステム。