WO2009113343A1 - 通信用アンテナ装置 - Google Patents

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WO2009113343A1
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communication
vibration
leaky transmission
frequency
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智則 杉山
尚弘 松下
雅一 加藤
禎利 大石
順 柳沼
直 槌田
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東芝テック株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/005—Damping of vibrations; Means for reducing wind-induced forces
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/1207—Supports; Mounting means for fastening a rigid aerial element
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies

Definitions

  • the present invention relates to a communication antenna device used for wireless communication, and more particularly to a communication antenna device improved in deterioration of communication quality due to vibration.
  • a wireless communication system comprising: a moving body that moves along a moving path; and a base station that performs wireless communication with the moving body using a leaky transmission path disposed along the moving path of the moving body.
  • FIG. 2 shows an example of an 802.11a frame configuration.
  • the packet is composed of a preamble part and a payload part.
  • a time when the link speed is 54 Mbps one packet is about 250 ⁇ s. Note that the time length of one packet differs depending on the link speed and the data size.
  • the preamble part is composed of STS (short training symbol) and LTS (long training symbol).
  • the payload part is composed of a signal part including a signal length and modulation method information and a data part including a main body of information to be transmitted.
  • packet signal detection In packet communication using a packet having the frame configuration, packet signal detection, timing detection (synchronization), carrier frequency error correction, reference amplitude and phase correction are performed using a preamble section.
  • the antenna of the moving body is moved in parallel with the leaky transmission path at a constant interval.
  • the distance between the antenna and the leaky transmission path is increased. May change due to high frequency vibration of the antenna.
  • the amplitude and frequency of a signal received by the antenna may fluctuate. Due to fluctuations in the amplitude and frequency of the signal, an error may occur between the received signal and the value of the preamble portion, resulting in a demodulation error.
  • this demodulation error occurs, there is a problem that the communication quality deteriorates.
  • the present invention provides the leaky transmission of a wireless communication system having a first communication device and a second communication device that move relatively, and a leaky transmission path provided in one of the communication devices.
  • a communication antenna device that is provided in the other communication device opposite to a path and performs wireless communication
  • an antenna body that transmits and receives signals to and from the leaky transmission path
  • the communication device that supports the antenna body
  • a base-side member of the antenna, and a damping mechanism that is provided between the base-side member and the antenna main body and suppresses high-frequency vibrations in the radio wave radiation direction of the leaky transmission path of the antenna main body that affects the wireless communication. It is characterized by having.
  • the vibration control mechanism is preferably configured to include an elastic member that absorbs high-frequency vibration that affects the wireless communication.
  • the elastic member has a characteristic of absorbing high-frequency vibrations of the antenna body that cause fluctuations that cause demodulation errors when the amplitude or frequency of a transmission signal from the leaky transmission path is received by the antenna body. Desirably configured.
  • the directional antenna is a graph showing the relationship between the throughput at the time of testing without giving a vibration to a directional antenna, and measurement time.
  • the directional antenna is a graph showing the relationship between the throughput and measurement time when tested by vibrating the f 1 Hz.
  • the directional antenna is a graph showing the relationship between the throughput and measurement time when tested by vibrating the f 2 Hz.
  • the communication antenna device is a device used in a wireless communication system. Below, the whole radio
  • the wireless communication system 11 mainly includes a mobile unit 12, a base station (AP: Access Point) 13, a leaky transmission path 14 (14-1 and 14-2), and a leaky transmission path 14 (14- 1 and 14-2) and a terminator 15 (15-1 and 15-2).
  • the mobile body 12 and the base station 13 constitute a first communication device and a second communication device that move relatively.
  • the moving body 12 moves along a predetermined path, and leakage transmission paths 14-1 and 14-2 are extended along the moving path of the moving body 12. Thereby, the moving body 12 moves along the leaky transmission lines 14-1 and 14-2.
  • a vehicle such as a wireless transfer vehicle, a movable robot, or the like can be applied.
  • the moving body 12 includes at least directional antennas 17 and 18 and a wireless communication terminal 19.
  • the wireless communication terminal 19 is connected to each of the directional antennas 17 and 18.
  • the wireless communication terminal 19 includes a combiner 20 (for example, combined diversity) that adjusts the received radio waves of the two directional antennas 17 and 18.
  • the directional antennas 17 and 18 are antenna units having different directivities, and for example, a planar antenna or a Yagi antenna can be applied.
  • the wireless communication terminal 19 one used in an existing system can be applied. Various existing technologies can be widely applied to the synthesizer 20.
  • the directional antenna 17 has directivity opposite to the radio wave radiation direction of the leaky transmission path 14-1
  • the directional antenna 18 has directivity opposite to the radio wave radiation direction of the leaky transmission path 14-2. It is what you have. Further, these directional antennas 17 and 18 are translated with respect to the leaky transmission lines 14-1 and 14-2 with a constant range of, for example, about 50 cm to 1 m.
  • 4 and 5 are explanatory diagrams for explaining the reception level at the directional antenna 21 of the moving body 12. 4 and 5 show changes in reception level when the moving body 12 includes only one directional antenna for convenience of explanation.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a case where the directivity direction of the directional antenna 21 is opposed to the radio wave radiation direction from the leaky transmission path 14.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a case where the directivity direction of the directional antenna 21 does not oppose the radio wave radiation direction from the leaky transmission line 14.
  • the leaky transmission path 14-1 passes through the leaky transmission path 14-1.
  • the directivity direction of the directional antenna 17 of the mobile body 12 is opposite to the radio wave radiation direction of the leaky transmission path 14-1, and in the section via the leaky transmission path 14-2, the directivity direction of the directional antenna 18 of the mobile body 12 is Since it is opposite to the radio wave radiation direction of the leaky transmission line 14-2, good communication is possible.
  • the case where the two directional antennas 17 and 18 are provided is illustrated, but three or more directional antennas are used depending on the extension status and application status of the leakage propagation paths 14-1 and 14-2. You may make it provide.
  • These directional antennas 17 and 18 are supported by a vibration control mechanism 23 described later.
  • the base station 13 is a station device that performs communication with the wireless communication terminal 19 included in the mobile body 12, and is connected to one end of each of the two leaky transmission lines 14-1 and 14-2. . That is, the base station 13 is connected to both the two leaky transmission lines 14-1 and 14-2. As described above, the base station 13 is connected to the plurality of leaky transmission lines 14-1 and 14-2, so that one base station 13 performs wireless communication via the leaky transmission lines 14-1 and 14-2. The area can be enlarged. Of course, the base station 13 may be connected to three or more leaky transmission lines.
  • each of the leaky transmission lines 14-1 and 14-2 is connected to the common base station 13 at one end and to the terminators 15-1 and 15-2 at the other end.
  • a leaky transmission line used in an existing system such as a leaky coaxial cable (LCX; Leaky CoaXial Cable) or a leaky waveguide can be applied.
  • LCX leaky coaxial cable
  • Leaky CoaXial Cable Leaky CoaXial Cable
  • the two leaky transmission lines 14-1 and 14-2 basically use the same kind of leaky transmission line, but different types of leaky transmission lines may be applied depending on the usage. Further, each of the leaky transmission lines 14-1 and 14-2 may be the same type or different from the leaky coaxial cable (LCX) 2 included in the moving body 12.
  • LCX leaky coaxial cable
  • the leaky transmission lines 14-1 and 14-2 are not limited to the horizontal extension in the opposite direction, and another leaky transmission line is extended in the vertical direction with respect to a certain leaky transmission line, or Another leakage transmission path may be extended with a predetermined angle with respect to a certain leakage transmission path.
  • the directional antennas 17 and 18 are supported on the base side member 24 side by a vibration control mechanism 23 and a support fitting 25 which will be described later.
  • the base side member 24 is a member on the moving body 12 side for supporting the directional antennas 17 and 18, and is a main body frame of the moving body 12.
  • the vibration control mechanism 23 is a mechanism for controlling the vibrations of the directional antennas 17 and 18. Specifically, this is a mechanism for controlling high-frequency vibrations of the directional antennas 17 and 18 in the radio wave radiation direction of the leaky transmission line 14-1. The configuration of the vibration control mechanism 23 will be described in detail below.
  • the directional antennas 17 and 18 are attached to the base member 24 via a vibration control mechanism 23 as shown in FIG. That is, until now, as shown in FIG. 6, the directional antennas 17 and 18 have been attached to the base side member 24 using the support bracket 25, but in this embodiment, the base side member 24 and the directional antenna 17 and A vibration control mechanism 23 is provided between the directional antennas 17 and 18 and the high-frequency vibration of the directional antennas 17 and 18 is suppressed to a level that does not cause a problem.
  • the vibration damping mechanism 23 is provided at an intermediate position of a support fitting 25 as a base member provided between the base side member 24 and the directional antennas 17 and 18. That is, the vibration damping mechanism 23 is provided between the proximal end side member 25A and the distal end side member 25B of the support fitting 25.
  • the damping mechanism 23 includes a proximal end side plate portion 27 attached to the distal end portion of the proximal end side member 25A of the support bracket 25, and a distal end side plate portion 28 attached to the proximal end portion of the distal end side member 25B.
  • the base end side plate portion 27 and the distal end side plate portion 28 are constituted by an elastic member 29 attached between them.
  • the elastic member 29 a member capable of absorbing high frequency vibration is used. That is, as the elastic member 29, when the amplitude or frequency of the transmission signal from the leaky transmission path 14 is received by the directional antennas 17 and 18, which are the antenna body, the directivity that causes a fluctuation that causes a demodulation error is generated. Members having characteristics of absorbing high-frequency vibrations of the directional antennas 17 and 18 are used.
  • the elastic member 29 is made of a material having a high function of absorbing high-frequency vibration, such as a natural rubber-based member, an elastic synthetic resin, a gel, or a polymer gel.
  • the elastic member 29 is configured by filling an elastic tube-like member with gel or the like. This tube-shaped member uses a material such as elastic rubber.
  • the directional antennas 17 and 18, the vibration damping mechanism 23, and the support bracket 25 constitute a communication antenna device.
  • the wireless communication system configured as described above operates as follows. Since the operation of the entire system is the same as that of a conventional wireless communication system, the description here will focus on the communication antenna device.
  • the mobile body 12 such as a wireless transfer vehicle or a movable robot moves along the leaky transmission paths 14-1 and 14-2 of the base station 13 while carrying a load or working with a robot arm. To do. At the same time, the mobile unit 12 performs communication while moving along the leaky transmission lines 14-1 and 14-2.
  • the directional antennas 17 and 18 may also vibrate due to the vibration of the mobile body 12 accompanying the movement of the mobile body 12.
  • This vibration is transmitted from the base side member 24 of the moving body 12 to the directional antennas 17 and 18 through the support fitting 25, and vibrates the directional antennas 17 and 18.
  • the vibration is transmitted from the base end side member 25A to the vibration control mechanism 23, and is suppressed to a level at which vibration does not become a problem by the vibration suppression mechanism 23, and is transmitted to the front end side member 25B. It is transmitted to.
  • the vibration transmitted from the base end side member 25A of the support metal fitting 25 is transmitted to the elastic member 29 via the base end side plate portion 27, and is attenuated to a frequency that does not cause a problem by the elastic member 29.
  • the directional antennas 17 and 18 are transmitted to the portion 28 and vibrated at a frequency that does not cause a problem via the tip side member 25B of the support fitting 25.
  • the planar antenna was vibrated with a vibration tester, and the throughput was measured. Specifically, as shown in FIG. 7, two planar antennas 1 and 2 and a vibration tester 3 arranged mainly facing each other were provided.
  • One planar antenna 1 corresponds to a leaky transmission line which is a base station (AP), and is fixed in the apparatus.
  • the planar antenna 1 is connected to a computer 4 via a base station (AP), and a test signal is transmitted.
  • the other planar antenna 2 corresponds to a mobile body that is a slave station (client) and is attached to the vibration testing machine 3.
  • the planar antenna 2 is connected to a computer 5 via a slave station (client), and a signal received by the planar antenna 2 is processed by the computer 5.
  • the vibration testing machine 3 is a device that supports the other planar antenna 2 and vibrates at a high frequency.
  • the vibration testing machine 3 includes a vibration unit 6, a power amplifier / transmitter 7, and a blower 8.
  • the vibration unit 6 is a vibration source for directly vibrating the planar antenna 2.
  • the power amplifier / transmitter 7 is a device for generating a signal having a frequency for vibrating the vibration unit 6 and amplifying the signal.
  • the blower 8 is a device for blowing cooling air to the vibrating unit 6 and cooling it. By this vibration testing machine 3, the other planar antenna 2 is vibrated at a high frequency.
  • planar antennas 1 and 2 and the vibration tester 3 are housed in an anechoic chamber 9 in order to remove noise radio waves from the outside.
  • the distance between the two planar antennas 1 and 2 is 50 cm
  • the amplitude of the other planar antenna 2 is 1.5 mm
  • the transmission data size is 1400 bytes
  • the link speed is automatic
  • the transmission direction is downlink (base station ⁇ child Station)
  • the measurement time was 300 seconds.
  • the antenna was vibrated and tested in three patterns of no vibration, vibration frequency f 1 Hz, and vibration frequency f 2 Hz. The results are shown in FIGS. Since the specific frequency varies depending on various conditions such as the usage environment of the moving body 12, three patterns set at random were tested here.
  • the planar antenna 2 does not vibrate.
  • the planar antenna 2 since the moving body moves, the planar antenna 2 always vibrates, and a state where it does not vibrate cannot be considered.
  • the throughput value was disturbed from the beginning of the test and was unstable.
  • the throughput value was low for about 170 seconds from the beginning, but then it became turbulent and unstable.
  • the communication quality greatly deteriorates when the planar antenna 2 vibrates around the vibration frequency f 2 Hz.
  • the communication quality deteriorates due to the packet structure or the like.
  • the antenna is vibrated with three vibration frequency patterns here, the antenna is desirably vibrated and tested with a number of vibration frequency patterns. Thereby, according to the characteristics of each antenna, the vibration frequency that adversely affects the communication quality is specified, and the elastic member 29 of the vibration control mechanism 23 is adjusted so that the vibration of the antenna becomes a vibration frequency lower than the vibration frequency. Set characteristics.
  • the elastic member 29 causes a fluctuation that causes a demodulation error. If a member having the characteristic of absorbing high-frequency vibrations of the directional antennas 17 and 18 is used, deterioration of communication quality can be prevented.
  • the vibration damping mechanism 31 shown in FIG. 11 includes a solid elastic member 32 having a quadrangular side surface provided between the base side member 24 and the directional antennas 17 and 18.
  • the elastic member 32 the same material as that of the elastic member 29 of the above embodiment can be used.
  • the vibration damping mechanism 33 in FIG. 12 is configured to be supported at two points by two elastic members 34 that are provided between the base side member 24 and the directional antennas 17 and 18 and have a bar-shaped side surface.
  • this elastic member 34 the same material as the elastic member 29 of the said embodiment can be used.
  • the damping mechanism 23 was used in order to suppress the vibration of the directional antennas 17 and 18, the damping mechanism 23 of this invention is not restricted to this, All that needs to suppress a vibration. It can be applied to an antenna.
  • the directional antennas 17 and 18 may be elastically suspended by an elastic string 36.
  • the elastic string 36 is supported by the four base side members 24, and elastically supports the directional antennas 17 and 18 from eight directions.
  • the elastic string 36 is a non-metallic coil spring or rubber string that does not affect electromagnetic waves. This also prevents high-frequency vibrations from being transmitted to the directional antennas 17 and 18.
  • the base side member 24 may be supported by two and the elastic string 36 may be supported by four or two. Also by this, the directional antennas 17 and 18 can be elastically supported.
  • the directional antennas 17 and 18 may be embedded in the elastic member 37.
  • the elastic member 37 is filled in the container 38.
  • a fluid such as gel or polymer gel filled in the container 38 an elastic body such as silicon rubber, or the like can be used.
  • the silicon rubber or the like may be directly supported without providing the container 38 in a state where the periphery of the directional antennas 17 and 18 is covered with silicon rubber or the like.
  • a fluid such as gel or polymer gel is used, this fluid is filled in the container 38 and the directional antennas 17 and 18 are immersed in the fluid and suspended.
  • the elastic body and the fluid are those having characteristics that do not affect the propagation of electromagnetic waves.

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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Support Of Aerials (AREA)
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Abstract

　移動体と基地局との間で無線通信を行う際に用いる通信用アンテナ装置にであって、信号の送受信を行うアンテナ本体と、当該アンテナ本体を支持する前記移動体のベース側部材と、当該ベース側部材及び前記アンテナ本体の間に設けられ前記無線通信に影響する前記アンテナ本体の高周波振動を抑制する制振機構とを備えた。前記制振機構は、前記無線通信に影響する高周波振動を吸収する弾性部材を備えて構成した。前記弾性部材は、前記アンテナ本体からの送信信号の振幅又は周波数が、相手側アンテナで受信される際に復調エラーを生じる程度の変動を起こす前記アンテナ本体の高周波振動を吸収する特性を備えて構成した。

Description

通信用アンテナ装置
　本発明は、無線通信に用いられる通信用アンテナ装置に関し、特に振動に起因する通信品質の低下を改善した通信用アンテナ装置に関するものである。
　移動経路に沿って移動する移動体と、当該移動体の移動経路に沿って配設された漏洩伝送路を用いて前記移動体との間で無線通信を行う基地局とを備えた無線通信システムは一般に知られている。
　このような無線通信システムにおいては、前記移動体が前記漏洩伝送路から一定間隔を保って移動しながら、これら移動体と基地局との間で通信が行われる。
　この無線通信システムの例としては特許文献１がある。
特開２０００－１１２９４号公報
　このような従来の無線通信システムでは、漏洩伝送路に並走する車両等の移動体に設置されたアンテナと漏洩伝送路との間で通信が行われるが、通常の使用状態では、特に通信品質が低下することはない。
　しかし、パケット通信において、移動体が移動する際にアンテナが高周波振動を起こすと、通信エラーを生じることがある。この点について以下に説明する。
　パケット通信においては、図２に示すようなフレーム構成のパケットが用いられる。なお、図２は８０２．１１ａのフレーム構成の例である。図示するように、パケットは、プリアンブル部とペイロード部とから構成されている。ここでは、リンク速度が５４Mbpsのときの時間として、１パケットが約２５０μｓとなっている。なお、この１パケットの時間長はリンク速度とデータサイズによって異なる。
　プリアンブル部は、STS(ショートトレーニングシンボル)とLTS(ロングトレーニングシンボル)から構成されている。ペイロード部は、信号長や変調方式情報等を含むシグナル部と、伝送したい情報の本体を含むデータ部とから構成されている。
　前記フレーム構成のパケットを用いたパケット通信においては、プリアンブル部を用いて、パケット信号検出、タイミング検出（同期）、キャリア周波数の誤差補正、基準振幅や位相の補正が行われる。
　一方、前記移動体のアンテナは、前記漏洩伝送路に対して、一定間隔を保って平行移動されるが、移動体の移動に伴ってアンテナが振動すると、このアンテナと漏洩伝送路との間隔がアンテナの高周波振動によって変化することがある。この場合において、アンテナが高周波振動を起こしているときにパケット通信が行われると、このアンテナで受信する信号の振幅や周波数が変動することがある。そして、この信号の振幅や周波数の変動によって、受信信号と前記プリアンブル部の値との間で誤差が生じて、復調エラーを生じることがある。この復調エラーが生じると、通信品質が低下するという問題がある。
　前記課題を解決するために本発明は、相対的に移動する第１通信装置及び第２通信装置と、一方の前記通信装置に設けられた漏洩伝送路とを有する無線通信システムの、前記漏洩伝送路に対向して他方の前記通信装置に設けられて無線通信を行う通信用アンテナ装置において、前記漏洩伝送路との間で信号の送受信を行うアンテナ本体と、当該アンテナ本体を支持する前記通信装置のベース側部材と、当該ベース側部材及び前記アンテナ本体の間に設けられ前記無線通信に影響する前記アンテナ本体の、前記漏洩伝送路の電波輻射方向への高周波振動を抑制する制振機構とを備えたことを特徴とする。
　　前記第１通信装置及び第２通信装置は、一定範囲の間隔を保って相対的に移動することが望ましい。前記制振機構は、前記無線通信に影響する高周波振動を吸収する弾性部材を備えて構成されることが望ましい。前記弾性部材は、前記漏洩伝送路からの送信信号の振幅又は周波数が前記アンテナ本体で受信される際に、復調エラーを生じる程度の変動を起こす前記アンテナ本体の高周波振動を吸収する特性を備えて構成されることが望ましい。
　移動体の移動に伴う振動に起因する通信品質の低下を防止することができる。
本発明の実施形態に係る通信用アンテナ装置を示す側面図である。 無線通信に用いられるパケットのフレーム構成例を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る無線通信システムを示す概略構成図である。 指向性アンテナの指向方向が漏洩伝送路からの電波輻射方向に対向する場合の受信レベルを示す図である。 指向性アンテナの指向方向が漏洩伝送路からの電波輻射方向に対向しない場合の受信レベルを示す図である。 指向性アンテナをベース側部材に直付けした状態を示す側面図である。 振動試験装置を示す構成図である。 指向性アンテナに振動を与えないで試験した場合のスループットと測定時間との関係を示すグラフである。 指向性アンテナにｆ1Ｈｚの振動を与えて試験した場合のスループットと測定時間との関係を示すグラフである。 指向性アンテナにｆ２Ｈｚの振動を与えて試験した場合のスループットと測定時間との関係を示すグラフである。 本発明の第１変形例に係る通信用アンテナ装置を示す側面図である。 本発明の第２変形例に係る通信用アンテナ装置を示す側面図である。 本発明の第３変形例に係る通信用アンテナ装置を示す側面図である。 本発明の第４変形例に係る通信用アンテナ装置を示す側面図である。
符号の説明
　１１　無線通信システム　　１２　移動体　　１３　基地局　　１４　漏洩伝送路　　１５　終端器　　１７、１８　指向性アンテナ　　１９　無線通信端末　　２０　合成器　　２１　指向性アンテナ　　２３　制振機構　　２４　ベース側部材　２５　支持金具　　２５Ａ　基端側部材　　２５Ｂ　先端側部材　　２７　基端側板部　２８　先端側板部　　２９　弾性部材
　以下、本発明の一実施形態について添付図面を参照して説明する。本実施形態に係る通信用アンテナ装置は無線通信システムに用いられる装置である。以下では、通信用アンテナ装置を含む無線通信システム全体について説明する。
　この無線通信システム１１は図３に示すように主に、移動体１２、基地局（ＡＰ：Access　Point）１３、漏洩伝送路１４（１４－１及び１４－２）、漏洩伝送路１４（１４－１及び１４－２）に接続する終端器１５（１５－１及び１５－２）、を有して構成される。なお、移動体１２と基地局１３とで、相対的に移動する第１通信装置及び第２通信装置を構成している。
　移動体１２は、所定の経路に沿って移動するもので、この移動体１２の移動経路に沿って漏洩伝送路１４－１及び１４－２が延設されている。これにより、移動体１２は漏洩伝送路１４－１及び１４－２に沿って移動する。移動体１２としては例えば、無線搬送車等の車両、移動可能ロボットなどを適用することができる。
　移動体１２は、指向性アンテナ１７及び１８と、無線通信端末１９とを少なくとも有して構成される。移動体１２において、無線通信端末１９は、各指向性アンテナ１７及び１８とそれぞれ接続されている。さらに、無線通信端末１９は、２個の指向性アンテナ１７及び１８の受信電波を調整する合成器２０（例えば、合成ダイバーシティなど）を備える。これにより、２個の指向性アンテナ１７及び１８の受信電波を合成することができるので、受信レベルの揺れを少なくすることができる。指向性アンテナ１７及び１８は、それぞれ指向性が異なるアンテナ部であり、例えば、平面アンテナ、八木アンテナなどを適用することができる。無線通信端末１９は、既存のシステムで用いられるものを適用することができる。合成器２０は、種々の既存技術を広く適用することができる。
　指向性アンテナ１７は、漏洩伝送路１４－１の電波輻射方向に対向する指向性を有するものであり、また指向性アンテナ１８は、漏洩伝送路１４－２の電波輻射方向に対向する指向性を有するものである。さらに、これらの指向性アンテナ１７及び１８は、漏洩伝送路１４－１、１４－２に対して、例えば５０ｃｍ～１ｍ程度の一定範囲の間隔を保って平行移動される。
　ここで、指向性アンテナの指向方向が、漏洩伝送路の電波輻射方向と対向する場合と対向しないの場合との受信レベルの違いについて図４及び図５を参照しながら説明する。
　図４及び図５は、移動体１２の指向性アンテナ２１での受信レベルを説明する説明図である。なお、図４及び図５では、説明便宜上、移動体１２が１個の指向性アンテナのみを備えた場合の受信レベルの変化を示す。
　図４は、指向性アンテナ２１の指向方向が漏洩伝送路１４からの電波輻射方向に対向する場合を示す図である。また、図５は、指向性アンテナ２１の指向方向が漏洩伝送路１４からの電波輻射方向に対向しない場合を示す図である。
　図４（Ａ）及び図５（Ａ）を参照すると、図４（Ａ）のように指向性アンテナ２１の指向性が漏洩伝送路１４の電波輻射方向と対向する場合、漏洩伝送路１４に平行に移動体１２が移動するときでも、移動体１２における受信レベルは比較的高く、かつ、受信レベルの変動幅は比較的少ない。これに対して、図５（Ａ）のように指向性アンテナ２１の指向性が漏洩伝送路１４の電波輻射方向と対向しない場合、受信レベルが比較的低く、かつ、受信レベルの変動幅は比較的大きくなる。
　従って、漏洩伝送路１４－１及び漏洩伝送路１４－２のそれぞれの電波輻射方向に対向する指向性を有する２個の指向性アンテナ１７及び１８を備えることにより、漏洩伝送路１４－１を介する区間では移動体１２の指向性アンテナ１７の指向方向が漏洩伝送路１４－１の電波輻射方向と対向し、漏洩伝送路１４－２を介する区間では移動体１２の指向性アンテナ１８の指向方向が漏洩伝送路１４－２の電波輻射方向と対向するので、良好な通信が可能となる。
　なおここでは、２個の指向性アンテナ１７及び１８を備える場合を例示したが、漏洩伝搬路１４－１及び１４－２の延設状況や適用状況等に応じて、３個以上の指向性アンテナを備えるようにしてもよい。
　これらの指向性アンテナ１７及び１８は、後述する制振機構２３で支持されている。
　基地局１３は、移動体１２が備える無線通信端末１９との間で通信を行う局装置であり、２本の漏洩伝送路１４－１及び１４－２のそれぞれの一端に接続されるものである。つまり、基地局１３は、２本の漏洩伝送路１４－１及び１４－２の両方と接続するものである。このように、複数の漏洩伝送路１４－１及び１４－２に基地局１３が接続することにより、１台の基地局１３が漏洩伝送路１４－１及び１４－２を介して無線通信する通信エリアを拡大することができる。勿論、基地局１３は３本以上の漏洩伝送路と接続するようにしてもよい。
　各漏洩伝送路１４－１及び１４－２は、前記のように一端には共通の基地局１３が接続され、他端には終端器１５－１及び１５－２が接続されるものである。各漏洩伝送路１４－１及び１４－２は、例えば漏洩同軸ケーブル（ＬＣＸ；Leaky　CoaXial　Cable）や、漏洩導波管など既存のシステムに使用される漏洩伝送路を適用することができる。
　また、２本の漏洩伝送路１４－１及び１４－２は、基本的にはそれぞれ同種類の漏洩伝送路を用いるが、使用態様によっては異なる種類の漏洩伝送路を適用してもよい。さらに、各漏洩伝送路１４－１及び１４－２は、移動体１２が備える漏洩同軸ケーブル（ＬＣＸ）２と同種類のものであってもよいし、又は異なるものであってもよい。
　基地局１３に接続する２本の漏洩伝送路１４－１及び１４－２は、基地局１３から反対方向に水平に延設されるものとして説明する。なお、各漏洩伝送路１４－１及び１４－２が反対方向に水平に延設される場合に限らず、ある漏洩伝送路に対して垂直方向に別の漏洩伝送路を延設したり、又はある漏洩伝送路に対して所定の角度をもって別の漏洩伝送路を延設したりしてもよい。
　前記指向性アンテナ１７及び１８は、後述する制振機構２３と、支持金具２５とで、ベース側部材２４側に支持されている。なお、ベース側部材２４は、指向性アンテナ１７及び１８を支持するための移動体１２側の部材であって、移動体１２の本体フレーム等である。
　制振機構２３は、指向性アンテナ１７及び１８の振動を制御するための機構である。具体的には、漏洩伝送路１４－１の電波輻射方向への指向性アンテナ１７及び１８の高周波振動を制御するための機構である。この制振機構２３の構成を以下に詳述する。
　指向性アンテナ１７及び１８は、図１に示すように、制振機構２３を介してベース側部材２４に取り付けられている。即ち、これまでは図６に示すように、ベース側部材２４に指向性アンテナ１７及び１８が支持金具２５を用いて取り付けられていたが、本実施形態ではベース側部材２４と指向性アンテナ１７及び１８との間に制振機構２３を設け、この制振機構２３で指向性アンテナ１７及び１８の高周波振動を問題にならない程度まで抑える構成にした。
　制振機構２３は、ベース側部材２４と指向性アンテナ１７及び１８との間に設けられたベース部材としての支持金具２５の中間位置に設けられている。即ち、制振機構２３は、支持金具２５の基端側部材２５Ａと先端側部材２５Ｂとの間に設けられている。制振機構２３は具体的には、支持金具２５の基端側部材２５Ａの先端部に取り付けられた基端側板部２７と、先端側部材２５Ｂの基端部に取り付けられた先端側板部２８と、これら基端側板部２７と先端側板部２８との間に取り付けられた弾性部材２９とから構成されている。
　前記弾性部材２９としては、高周波振動を吸収できる部材を用いる。即ち、弾性部材２９としては、前記漏洩伝送路１４からの送信信号の振幅又は周波数がアンテナ本体である指向性アンテナ１７及び１８で受信される際に、復調エラーを生じる程度の変動を起こす前記指向性アンテナ１７及び１８の高周波振動を吸収する特性を備えた部材を用いる。この弾性部材２９は具体的には、天然ゴム系の部材、弾性を有する合成樹脂、ジェル、高分子ゲル等の高周波振動を吸収する機能の高い材料を用いる。これらの部材の成分調整等によって、目標振動数（復調エラーを生じる程度の指向性アンテナ１７及び１８の変動を起こす高周波振動）以上の振動を吸収して、この目標振動数よりも高い振動数で振動することができない特性に設定する。なお、ジェルや高分子ゲル等の部材の場合は、その部材単体で弾性部材２９を構成するのは難しい場合がある。この場合は、弾性を有するチューブ状の部材にジェル等を充填させて弾性部材２９を構成する。このチューブ状の部材は、伸縮性のあるゴム等の材料を用いる。
　なおここでは、前記指向性アンテナ１７及び１８と、制振機構２３と、支持金具２５とで、通信用アンテナ装置が構成されている。
　以上のように構成された無線通信システムは次のように動作する。なお、システム全体の動作は従来の無線通信システムと同様であるため、ここでは通信用アンテナ装置の部分を中心に説明する。
　無線搬送車等の車両や移動可能ロボットなどである移動体１２は、基地局１３の漏洩伝送路１４－１及び１４－２に沿って移動しながら、荷物を搬送したり、ロボットアームで作業をしたりする。これと同時に、移動体１２は、漏洩伝送路１４－１及び１４－２に沿って移動しながら、通信も行う。
　この移動体１２の移動中に通信において、移動体１２の移動に伴う移動体１２の振動で、指向性アンテナ１７及び１８も振動することがある。
　この振動は、移動体１２のベース側部材２４から支持金具２５を伝って指向性アンテナ１７及び１８に伝わり、この指向性アンテナ１７及び１８を振動させる。このとき、支持金具２５では、基端側部材２５Ａから制振機構２３に伝わり、この制振機構２３で振動が問題にならない程度まで抑えられて先端側部材２５Ｂに伝わり、指向性アンテナ１７及び１８に伝わる。
　制振機構２３では、支持金具２５の基端側部材２５Ａから伝わった振動は、基端側板部２７を介して弾性部材２９に伝わり、この弾性部材２９で問題にならない周波数まで減衰されて先端側板部２８に伝わり、支持金具２５の先端側部材２５Ｂを介して指向性アンテナ１７及び１８を問題にならない周波数で振動させる。
　以上により、指向性アンテナ１７及び１８が高周波振動を起こしても、受信信号とパケットのプリアンブル部の値との間で誤差が生じることはなく、復調エラーによる通信品質の低下を防止することができる。この結果、良好な通信品質を保つことができる。
［試験例］
　ここで、平面アンテナの振動周波数とスループットとの関係を試験した結果を説明する。ここでは、平面アンテナを振動試験機で振動させて、スループットを測定した。具体的には図７に示すように主に、対向して配設された２つの平面アンテナ１，２と、振動試験機３とを備えた。一方の平面アンテナ１は、基地局（ＡＰ）である漏洩伝送路に対応するものであって、装置内に固定されている。この平面アンテナ１は、基地局（ＡＰ）を介してコンピュータ４に接続され、試験信号が発信される。
　他方の平面アンテナ２は、子局（クライアント）である移動体に対応するもので、振動試験機３に取り付けられている。この平面アンテナ２は子局（クライアント）を介してコンピュータ５に接続され、平面アンテナ２で受信した信号がコンピュータ５で処理される。
　振動試験機３は、他方の平面アンテナ２を支持して高周波で振動させる装置である。この振動試験機３は、振動部６と、電力増幅器兼発信器７と、ブロワ８とを備えて構成されている。振動部６は、平面アンテナ２を直接振動させるための振動源である。電力増幅器兼発信器７は、振動部６を振動させる周波数の信号を発生させると共に、その信号を増幅するための装置である。ブロワ８は、振動部６に冷却用空気を送風して冷却するための装置である。この振動試験機３によって、他方の平面アンテナ２が高周波で振動される。
　前記平面アンテナ１，２及び振動試験機３は、外部からのノイズ電波を除去するために電波暗室９内に収納されている。
　この試験装置において、２つの平面アンテナ１，２の間隔は、５０ｃｍ、他方の平面アンテナ２の振幅は１．５ｍｍ、送信データサイズは１４００bytes、リンク速度は自動、送信方向は下り（基地局→子局）、測定時間は３００秒とした。そして、振動なし、振動周波数ｆ1Hz、振動周波数ｆ２Hzの３つのパターンでアンテナを振動させて試験した。その結果を図８～図１０に示す。具体的な振動数は、移動体１２の使用環境等の諸条件によって異なるため、ここではランダムに設定した３つのパターンで試験した。
　この試験の結果、振動がない場合、スループットは、図８に示すように、一定値に保たれ、良好な通信品質を保った。振動がｆ1Hzの場合、スループットは、図９に示すように、試験開始当初から低い状態を１７０秒ほど維持した後、急に乱れて不安定になり、良好な通信品質が得られなかった。振動がｆ２Hzの場合、スループットは、図１０に示すように、試験開始当初から乱れて不安定になり、良好な通信品質を得られなかった。
　この試験結果から分かるように、理想的には平面アンテナ２が振動しないのが望ましい。しかし、移動体は移動するため、平面アンテナ２は必ず振動し、振動しない状態は考えられない。また、振動周波数ｆ２Hzの場合は、試験開始当初からスループットの値が乱れて不安定であった。振動周波数ｆ1Hzの場合は、当初から１７０秒間くらいはスループットの値が低くかったが、その後乱れて不安定になった。このことから分かるように、振動周波数ｆ２Hz前後で平面アンテナ２が振動すると、通信品質が大きく悪化することが分かる。
　このように、アンテナが高周波振動を起こすと、パケット構造等に起因して通信品質が悪化する。
　なお、ここでは３つの振動周波数パターンでアンテナを振動させて試験したが、多数の振動周波数パターンでアンテナを振動させて試験することが望ましい。これにより、各アンテナの特性に応じて、通信品質に悪影響を及ぼす振動周波数を特定して、アンテナの振動が前記振動周波数よりも低い振動周波数になるように、制振機構２３の弾性部材２９の特性を設定する。
　このように、弾性部材２９として、前記漏洩伝送路１４からの送信信号の振幅又は周波数がアンテナ本体である指向性アンテナ１７及び１８で受信される際に、復調エラーを生じる程度の変動を起こす前記指向性アンテナ１７及び１８の高周波振動を吸収する特性を備えた部材を用いると、通信品質の悪化を防止できる。
　前記実施形態では、制振機構２３として図１に示す構成例を説明したが、本発明はこれに限らず、図１１や図１２のように構成でもよい。図１１の制振機構３１は、ベース側部材２４と指向性アンテナ１７及び１８との間に設けられた、側面形状が四角形の中実の弾性部材３２で構成されている。この弾性部材３２としては、前記実施形態の弾性部材２９と同様の材料を用いることができる。
　また、図１２の制振機構３３は、ベース側部材２４と指向性アンテナ１７及び１８との間に設けられた、側面形状が棒状の２つの弾性部材３４で２点支持する構成となっている。この弾性部材３４としては、前記実施形態の弾性部材２９と同様の材料を用いることができる。
　前記実施形態では、制振機構２３を指向性アンテナ１７及び１８の振動を抑制するために用いたが、本発明の制振機構２３は、これに限らず、振動を抑制する必要のある全てのアンテナに適用することができる。
　また、図１３に示すように、指向性アンテナ１７及び１８を弾性紐３６で弾性的に吊り下げるようにしてもよい。弾性紐３６は、４本のベース側部材２４で支持され、指向性アンテナ１７及び１８を８方向から弾性的に支持する。また、弾性紐３６は、電磁波に影響を及ぼさない非金属製のコイルスプリングやゴム紐等を用いる。これによっても、高周波振動が指向性アンテナ１７及び１８に伝わるのを防止することができる。なお、ベース側部材２４を２本、弾性紐３６を４本又は２本で支持しても良い。これによっても、指向性アンテナ１７及び１８を弾性的に支持することができる。
　また、図１４に示すように、指向性アンテナ１７及び１８を弾性部材３７に埋め込んでもよい。弾性部材３７は容器３８に充填されている。弾性部材３７としては、容器３８に充填されるジェルや高分子ゲル等の流動体や、シリコンゴム等の弾性体等を用いることができる。なお、シリコンゴム等の弾性体を用いる場合は、シリコンゴム等で指向性アンテナ１７及び１８の周囲を覆った状態で、容器３８を設けずに、シリコンゴム等を直接支持するようにしてもよい。ジェルや高分子ゲル等の流動体を用いる場合は、この流動体を容器３８に充填して指向性アンテナ１７及び１８を流動体の中に浸して吊り下げることになる。この場合、前記弾性体や流動体は、電磁波の伝搬に影響を及ぼさない特性を備えたものを用いる。

Claims (4)

  1. 　相対的に移動する第１通信装置及び第２通信装置と、一方の前記通信装置に設けられた漏洩伝送路とを有する無線通信システムの、前記漏洩伝送路に対向して他方の前記通信装置に設けられて無線通信を行う通信用アンテナ装置において、
    　前記漏洩伝送路との間で信号の送受信を行うアンテナ本体と、当該アンテナ本体を支持する前記通信装置のベース側部材と、当該ベース側部材及び前記アンテナ本体の間に設けられ前記無線通信に影響する前記アンテナ本体の、前記漏洩伝送路の電波輻射方向への高周波振動を抑制する制振機構とを備えたことを特徴とする通信用アンテナ装置。
  2. 　請求項１に記載の通信用アンテナ装置において、
    　前記第１通信装置及び第２通信装置は、一定範囲の間隔を保って相対的に移動することを特徴とする通信用アンテナ装置。
  3. 　請求項１に記載の通信用アンテナ装置において、
    　前記制振機構が、前記無線通信に影響する高周波振動を吸収する弾性部材を備えて構成されたことを特徴とする通信用アンテナ装置。
  4. 　請求項３に記載の通信用アンテナ装置において、
    　前記弾性部材は、前記漏洩伝送路からの送信信号の振幅又は周波数が前記アンテナ本体で受信される際に、復調エラーを生じる程度の変動を起こす前記アンテナ本体の高周波振動を吸収する特性を備えて構成されたことを特徴とする通信用アンテナ装置。
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