JPH01243736A - 微弱電波無線通信方式および微弱電波無線通信用結合器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は微弱電波無線通信方式および微弱電波無線通信
用結合器に関し、特に、結合強度を低下させずにループ
アンテナ等の結合器から所定の距離だけ離れた地点の電
波強度を所定の値以下に抑えることができる微弱電波無
線通信方式および微弱電波無線通信用結合器に関する。

〔従来の技術〕

第４図は従来の微弱電波無線通信方式を示し、平行２線
ｌとループ２を有する。平行２線１は導体１ａと絶縁体
１ｂより成る一対の絶縁導体より構成され、ループ２は
送信手段２Ａに固定されている。ループ２Ｋ電流を流す
と、これから発生した磁界は平行２線ｌに結合し、絶縁
体１ｂで絶縁された導体１３間に誘起電流を流す。第５
図は更に実用的な構成を示したものであり、平行２線の
代わりに一定ピッチＰ１で撚合わされた対撚り線３が用
いられている。また、ループ２の端子Ｔは送信手段（図
示せず）に接続されている。

第４図あるいは第５図の微弱電波無線通信方式において
ループ２や平行２　ｖＡｌ、あるいは対撚り線３から放
射あるいは誘導される電波の強さが必要以上に強いと、
他の無線系あるいは微小電流系に妨害を引き起こすこと
になる。このため、電波法規において、例えば、３２２
ＭＨｚ以下の周波数では無線設備から３ｍ離れた地点で
の電界強度を、５００μＶ／ｍ　（５４ｄＢμＶ／ｍ）
以下にするように規定されている。

第５図に示す対撚り線３は通信ケーブルに一般に用いら
れているものであり、撚り合わされたことにより隣接ケ
ーブルへの誘導が少ないという特徴を持っている。撚り
合わせの効果は、必ずしも隣接ケーブルに限らず、ピッ
チＰ、くく波長λ、ピッチＰ、く〈対撚り線３からの距
離、という２つの条件下では、Ｐ１／２毎に磁界の方向
が反転するために打ち消し合いが生じ、誘導される磁界
は平行２線１の場合より小さくなる。従って、前述した
電界強度を規定値以下にすることは比較的容易である。

また、第４図および第５図において、ループ２を移動さ
せることによって移動°通信に適用することもできる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、従来の微弱電波無線通信方式によると、ループ
２から生ずる電磁界の強さは、誘導界か放射界かによっ
て、かなり異なるものの、実用的な受信レベルを対撚り
線３が受信するだけの電力が給電された場合、前述のよ
うな電界強度制限を守ることが難しくなる。

例えば、ループ２の半波長ダイポールアンテナ比較利得
Ｇｄ＝０，１．給電電力ＰＬ＝１ｍＷ波長λ＝２ｍとし
てループ２からの距離ｄ＝３ｍ離れた地点での電界強度
Ｅを求めると、＝０．０２３４Ｖ／ｍ となり、５００μＶ　／　ｍをはるかに越すこととなる
。電界強度Ｅを減らす簡単な手段は、利得Ｇｄあるいは
給電電力ｐｔを減らすことであるが、これは本来目的と
する対撚り線３の受信レベルの低下を伴うため実際的で
はない。

また、第５図の微弱電波無線通信方式において移動通信
を行うと、ループ２が対撚り線３の交差部分に位置する
ときは結合度が低下する不都合が生じる。

従って、本発明の目的は対撚り線等の信号導体とループ
等の結合器との結合強度を所定の値に維持しながら、結
合器から所定の距離だけ離れた地点の電界強度を所定の
値以下に　゛抑える微弱電波無線通信方式および微弱電
波無線通信用結合器を提供することである。

本発明の他の目的は移動通信においても結合度が変動し
ない微弱電波無線通信方式および微弱電波無線通信用結
合器を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記の目的を実現するため、逆相給電の結合素
子を偶数個設けることにより遠方の磁界発生を押さえ、
更に、逆相給電の結合素子を偶数個設けた結合器を２個
用い、各々への給電信号の位相差をπ／２とすることに
より受信電圧の変動を小さくする微弱電波無！ｖ！通信
方式および微弱電波無線通信用結合器を提供するもので
ある。

即ち、本発明の微弱電波無線通信方式は、一対以上の給
電素子の各対の給電素子間で逆相給電を行い、この逆相
給電によって平行２線の各１線に誘起される電流が同一
の方向になるように前記平行２線を配置するものである
。

本発明の微弱電波無線通信用結合器は、周！’Ｊｌ　ｐ
　＋の最初の半周期Ｐ、／２と後の半周期Ｐ、／２がπ
（ラジアン）の位相差を有した波源分布に対して近接し
て平行に配置された偶数個の結合素子を備え、前記結合
素子は（２Ｎ＋１）Ｐ、／２　　（ただし、Ｎ＝０．１
゜２　、　’−−）の間隔を有し、かつ、相隣合う結合
素子に対しての位相が逆相となるように給電される。

また、前記結合器は（２Ｍ＋１）ＰＩ　／４（ただし、
Ｍ＝０．１，２．−・・・−）の軸上でのずれを有し、
順次π／２（ラジアン）だけ位相をすらして給電される
偶数個の結合素子を含んでも良い。

〔実施例〕

以下、本発明の微弱電波無線通信方式および微弱電波無
線通信用結合器を詳細に説明する。

第１図は本発明の第１の実施例を示し、対撚り線３はピ
ッチＰ１で対撚りされており、それに近接して平行に間
隔Ｐ２を有した給電素子としてのループ２１．２２が配
置されている。

ループ２１．２２は端子Ｔを有する給電線４によって送
電手段（図示せず）に接続されており、図示から明らか
なように、逆相に給電される。

その間隔Ｐ２は、 Ｐｚ　”　（２Ｎ＋　１）Ｐ＋　／２ （ただし、Ｎ＝Ｏ，ｌ、２．・・・・・・・・・−）を
満足するように設定されている。

以上の構成において端子Ｔから給電線４を介してループ
２１と２２Ｋ信号が供給されると、対撚り線３の対間に
電流が誘起される。ループ２１と２２は給電、ｖ！４に
よって逆相給電されており、発生する磁界Ｈは図示のよ
うに逆方向を向くことになる。一方、対撚り線３はＰ。

／２毎に交差しているため、各導体上に誘起される電流
は同一方向になり、合成電流は一本のループから誘起さ
れる値の２倍になる。

ここで、ループ２１と２２が発生する磁界１１は対撚り
線３に比べはるかに離れた場所では打ち消し合うため、
極めて低い値となる。この現象は波長によって異なるが
、Ｐ２がλより短いほど、かつ、ループ２Ｉと２２から
の距離がλより長いほど打消効果は大きくなる。

第２図は本発明の第２の実施例を示し、π／２位相合成
の方式を加えた実施例である。

第１図の場合、図示の位置では対撚り線３と良好な結合
が得られるが、例えば、移動通信方式において、ループ
２１と２２を対撚り線３の軸方向にＰ１／４だけ移動さ
せると、対撚り線３の交差部分に位置することになって
結合度が悪くなる。さらにＰ　ｌ／４だけ移動させると
、次のＰ、／２の区間に入るため、再び良好な結合が得
られる。このように、ループ２１、２２が軸方向に移動
する方式では、第１図の構成では常時良好な結合が得る
ことはできない。第２の実施例はこの問題を解決するも
ので、ループ２１と２２の他に８４以の特性を有するル
ープ２３と２４を図示のようにＰ、、Ｐ、なる間隔で配
置し、給電線４に（２Ｋ＋１）π／２　（Ｋ＝Ｏ，ｌ、
２，３．−・−・）なる移相回路５を設けた。ここで、
ｐｚ　＝　（２Ｎ＋１）Ｐ＋　／２　（Ｎ＝０．　１．
　２．　３．−−一・）、Ｐ３−（２Ｍ＋１）ＰＩ　／
４　（Ｍ＝０．１，２゜３、〜−−−）とすると、軸方
向にループを移動したとき、結合度は変動しなくなる。

これを簡単に説明するために、ループ２１と２３のみを
考え、Ｐ３　＝ｐ、／４、移相角度をπ／２とすると、
対撚り線３の受信電圧は返信的に次式で表される。

ここで、Ｚは対撚り線３の軸方向の距離である。この式
から、受信電圧の絶対値は１であることがわかり、従っ
て受信電圧は変動しないことになる。

第３図は本発明の第３の実施例を示し、結合素子として
ダイポールアンテナ６を使った例である。これは、対向
させる線路が、電気的ダイポールあるいは磁気的グイポ
ールで結合する機構を有する場合に適切なものであり、
第２図と同等の働きをする。

以上の実施例から明らかなように、ループの代替として
は、ダイポールアンテナ、スロットアンテナ等、結合素
子のいかなる形態のものでも適用できる。また、ループ
等の結合素子は２個に限らず、偶数個で直線状にＰ１／
２間隔で配置すれば何個用いても良い。ただし、給電位
相はπだけずらす必要がある。

以上の実施例ではループ等の結合素子を送信側、対撚り
線等の平行２綿を受信側としたが、送信側と受信側を逆
にしても良い。

以上述べた通信方式は、例えば、ＬＡＮに応用すること
ができる。その場合、対撚り線３はパスラインとなり、
ループ２１．２２をノードに接続する。第１の実施例で
は、ＯＡ機器、ＦＡ機器をノードを経由してパスライン
に接続するときに端子箱が不要になる。第２の実施例で
は、ループ２１．２２．２３．２４は自走搬送車のよう
な移動体に搭載されることになるが、ノードおよびこれ
に接続されるマイコン等はパスラインに接触する必要が
なくなる。このようにして、ＬＡＮの無線化を実現する
ことができる。

〔発明の効果〕

以上説明した通り、本発明によると以下の効果が期待で
きる。

（１）　　所定の結合強度を得ながら、装置周辺に必要
以上の電波を出さないようにすることができ、そのため
電波妨害を起こさない。

（２）微弱無線局としての規定（無線設備から３ｍの地
点において５００μ■ンｍ）を容易に満たすことができ
るため、無線局の免許申開なしに設備を作ることができ
る。

＋３１　　（１）の電波妨害は逆に考えると、外部から
の誘導妨害及び電波妨害を受けにくいということでもあ
り、近接した雑音源や他の無線系からの妨害対策となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図より第３図は本発明の第１より第３の実施例を示
す説明図、第４図および第５図は従来の微弱電波無線通
信方式を示す説明図。 符号の説明 １−−一平行２線 ｌ　ａ・・・・・・・・・−一導体　　　　　ｔｂ−・
・−・絶縁体２−一・・・・・・・・・−ループ　　　
　　３−・一対撚り線４−　・給電線　　　　　５−・
−移相器６−・−・−ダイポールアンテナ ２１、２２．２３．２４・・・・・・・・・−−ループ
第４図 第５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）一対以上の給電素子を設け、 各対の前記給電素子間で逆相給電を行い、 前記一対以上の給電素子に対して等間隔に 近接して平行２線を配置し、かつ、前記平行２線の各一
   線に誘起される電流を同一の方向にすることを特徴とす
   る微弱電波無線通信方式。
2. （２）所定の周期Ｐ＿１のピッチで撚られた対撚り線に
   近接して平行に配置され、相互に（２Ｎ＋１）Ｐ＿１／
   ２（Ｎ＝０、１、２、・・・・・・・・・）の間隔を有
   する偶数個の結合素子と、 前記偶数個の相隣合う結合素子に対しての位相が逆相と
   なるように給電される手段を備えたことを特徴とする微
   弱電波無線通信用結合器。
3. （３）前記対撚り線に近接して平行に配置され、相互に
   （２Ｎ＋１）Ｐ＿１／２（Ｎ＝０、１、２、・・・・・
   ・・・・）の間隔を有し、さらに前記偶数個の結合素子
   の１つの結合素子と（２Ｍ＋１）Ｐ＿１／４（Ｍ＝０、
   １、２、・・・・・・・・・）の間隔を有する他の偶数
   個の結合素子を更に備え、 前記給電手段が前記偶数個の結合素子に対して（２Ｋ＋
   １）π／２（ラジアン）（Ｋ＝０、１、２、・・・・・
   ・・・・）だけ位相をずらして前記他の偶数個の結合素
   子へ給電する請求項第２項記載の微弱電波無線通信用結
   合器。