JPH0534708U - 信号入出力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 指向性を有するフェライトアンテナで通信を
行う信号入出力装置で、今まで通信の出来なかった範囲
をカバーすることができ、方向性に因われない通信を行
うことが出来るようにする。 【構成】 複数のフェライトアンテナが互いに一定の角
度をなすように配置されたアンテナ部１は、アンテナ制
御手段２に接続される。アンテナ制御手段２は、アンテ
ナ制御信号発生回路９からのアンテナ制御信号に基づ
き、複数のフェライトアンテナの内一つだけを選択す
る。選択されたアンテナは送信／受信切換え回路１０と
接続する。選択されないアンテナは、アンテナの両端を
短絡することや、アンテナの共振点を形成しているコン
デンサを加減すること等のアンテナの共振点変換処理を
行う。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、電磁結合により信号の入出力を非接触に行う信号入出力装置に関す るものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来のフェライトアンテナを有する信号入力及び出力装置のアンテナの配置を 図９に示す。フェライトアンテナの指向性を改善する為に、Ｘ軸方向とＹ軸方向 に直交して配置された高透磁率材料とそのコア部をＬ字形状に接合する低透磁率 アンテナから形成されたＬ型アンテナを用いたり、フェライトアンテナとそのフ ェライトアンテナに垂直に立てたロッドアンテナにより一つのアンテナを構成す る事を行っていた。

【０００３】 例えば、特開昭６３−１７１０１６号公報及び、特開昭６２−２４７０５号公 報に開示されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記に示されるような従来の構成では、Ｌ型アンテナの場合、 Ｘ，Ｙ軸方向成分に対してのみ指向性が改善されるが、Ｚ軸方向に対しての改善 がされておらず、また、フェライトアンテナとロッドアンテナを組み合わせたア ンテナは、指向性の改善がなされても、全てのＸ，Ｙ，Ｚ軸方向に対してフェラ イトアンテナの特性が良くなる事がないという課題を有していた。

【０００５】 さらに、フェライトアンテナは、同一の共振周波数を有するアンテナを互いに 近付けると、アンテナの特性が変化してしまう欠点を有していた。 図４乃至図７にフェライトアンテナのインピーダンス特性図を示す。図４及び 図５は、それぞれアンテナ及びＢの周波数に対するインピーダンス特性を示し、 アンテナＡ及びＢは同一の共振周波数を有する。ここで、アンテナＡとアンテナ Ｂを互いに近付けるとアンテナＡ，Ｂのインピーダンス特性は、それぞれ図６及 び図７に示すような特性となる。この図６及び図７に示すインピーダンス特性に なる事により、フェライトアンテナは、共振周波数特性が変化すると共に尖鋭度 Ｑが低下し、本来の性能を発揮する事ができなくなる。

【０００６】 このため、一般にフェライトアンテナは、単体で使用するか、お互いに影響し ない距離に配置して使用しなければならないという課題を有していた。 そこで、本考案の目的はフェライトバーアンテナを使用した信号入出力装置に おいて、指向性に因われず、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向の全てに均一な性能を発揮するフ ェライトバーアンテナを有する信号入出力装置を得ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

そこで、上記課題を解決するために、本考案においては、同一共振周波数を有 する複数の独立したフェライトバーアンテナを互いに一定の角度をなすように配 置したアンテナ部と、アンテナの共振点変換処理を行うアンテナ制御手段を設け たことにより、信号の送信、或いは受信時に最適なアンテナが一つ選択される構 成とし、また、選択されないアンテナはアンテナの両端を短絡することや、アン テナの共振点を形成しているコンデンサを加減すること等のアンテナの共振点変 換処理を行う事で、選択されたフェライトアンテナの特性が変化し通信障害とな る現象を防止する構成とした。

【０００８】

【作用】

上記の構成によれば、アンテナ制御手段を設けたことにより、信号の送信、或 いは受信時に複数のアンテナの中から通信に最適なアンテナが一つ選択される。 選択されないアンテナはアンテナの両端を短絡することや、アンテナの共振点を 形成しているコンデンサを加減すること等のアンテナの共振点変換処理を行う。 同一の共振周波数を有するフェライトアンテナを近付けても、図６及び図７のア ンテナのインピーダンス特性図に示されるように、フェライトアンテナ同志がお 互いに影響されず、フェライトアンテナは、本来の性能を発揮する事ができるよ うになる。

【０００９】 従って、指向性を有するフェライトアンテナで通信を行う信号入出力装置で、 今まで通信の出来なかった範囲をカバーすることが出来るようになる。また、こ れにより方向性に因われない通信を行うことが出来るようになる。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づき説明する。 図１は、本実施例の構成を示すブロック図である。 アンテナ部１は複数のフェライトアンテナが互いに一定の角度をなすように配 置され、アンテナ制御手段２に接続されている。

【００１１】 図８は本考案の一実施例であるアンテナ配置の斜視図である。三本のフェライ トアンテナＡ２３，フェライトアンテナＢ２４，フェライトアンテナＣ２５は一 定の距離をおいて互いに９０度の角度をなすように配置されている。 各アンテナの方向は、それぞれＸ軸方向，Ｙ軸方向，Ｚ軸方向である。 なお、アンテナ相互のなす角度はアンテナの数や特性により４５度以上でも問 題ない。

【００１２】 アンテナ制御手段２は、アンテナ制御信号発生回路９からのアンテナ制御信号 に基づき、複数のフェライトアンテナの内一つだけを選択し、選択されたアンテ ナと送信／受信切換え回路１０を接続する。更に、選択されないアンテナは、ア ンテナの両端を短絡することや、アンテナの共振点を形成しているコンデンサを 加減すること等のアンテナの共振点変換処理を行う。

【００１３】 送信／受信切換え回路１０は、制御回路１６からの送信／受信切換え信号を入 力し、その信号に基づきアンテナ制御手段２により選択されたアンテナと送信信 号作成回路１２或いは受信信号変換回路１３を接続する。 アンテナ制御信号発生回路９は、制御手段１６からのアンテナ切換え信号を入 力し、その信号に基づきアンテナ制御信号をアンテナ制御手段２に出力する。

【００１４】 送信信号作成回路は１２、搬送波周波数発信回路１１の発信信号出力を入力し 、制御回路１６からの送信データを搬送波周波数に乗せ、選択されたアンテナを 通して他の通信媒体に信号を送信する。 搬送波周波数発信回路１１は送信に必要な搬送波周波数を作成し、送信信号作 成回路１２に出力する。

【００１５】 受信信号変換回路１３は他の通信媒体の送信信号を選択されたアンテナを通し て入力し、入力された信号を増幅及び検波した後、アナログ／ディジタル変換を 行い、その結果を比較演算回路１４に出力する。 比較演算回路１４は、受信信号変換回路１３からのディジタル信号に変換され た受信データを入力し、メモリーから比較対象情報を呼び出し比較演算を行い、 比較演算結果を制御回路１６に出力すると共に、受信信号をメモリー１５に記憶 する。更に、比較演算回路は１４、タイマー回路１８に受信終了信号を出力する 。スイッチ回路１７は、制御回路１６に通信開始信号を出力する。

【００１６】 タイマー回路１８は制御回路１６からの送信終了信号を入力し、この信号によ り他の通信媒体からの返信信号待ち時間タイマーがセットされ、タイムアップ時 に制御回路１６にタイムアップ信号を出力する。更に、タイマー回路１８は比較 演算回路１４からの受信終了信号を入力し、この信号により他の通信媒体からの 返信信号待ち時間タイマーをリセットする。

【００１７】 制御回路１６は、スイッチ回路１７からの通信開始信号とタイマー回路１８か らのタイムアップ信号及び、比較演算回路１４からの比較演算結果を入力し、ア ンテナ制御信号発生回路９にアンテナ切換え信号を出力し、アンテナの選択を行 うと共に、送信／受信切換え回路１０に送信／受信切換え信号を出力する。 更に、制御回路１６はメモリー１５から他の通信媒体に送信する送信データ情 報を読み出し、送信信号作成回路１２に送信データをパラレルに出力すると共に 、タイマー回路１８に送信終了信号を出力する。

【００１８】 以下、本実施例の動作を簡単に説明する。 制御回路１６はスイッチ回路１７からの通信開始信号に基づきアンテナ制御信 号発生回路９にアンテナ切換え信号を出力し、使用するアンテナを選択すると共 に、送信／受信切換え回路１０に送信／受信切換え信号を出力し、送信状態とす る。

【００１９】 ここで、アンテナ制御手段２により選択されないアンテナはアンテナの両端を 短絡することや、アンテナの共振点を形成しているコンデンサを加減すること等 のアンテナの共振点変換処理が行われる。 また制御回路１６は、メモリー１５から送信データ情報を読み出し、送信信号 発生回路１２に送信データをパラレルに出力する。

【００２０】 送信信号作成回路１２は、制御回路１６からパラレルに送られてくる送信デー タを搬送波周波数に乗せ、選択されたアンテナを通して他の通信媒体に信号を送 信する。更に、制御回路１６は、送信データ出力終了後タイマー回路１８に送信 終了信号を出力しタイマー回路１８をセットし、再び送信／受信切換え回路１０ に送信／受信切換え信号を出力して受信状態とする。

【００２１】 ここで、他の通信媒体からの返信信号が入力されると、比較演算回路１４はタ イマー回路１８に受信終了信号を出力し、タイマー回路１８をリセットする。 制御回路１６は比較演算回路１４からの比較演算結果が正しくなければ、アン テナ制御信号発生回路９にアンテナ切換え信号を出力しアンテナの切換えを行う 。或いは、受信信号が入力されなければ、比較演算回路１４はタイマー回路１８ をリセットしないため、制御回路１６はタイマー回路１８のタイムアップ信号を 受け、アンテナ制御信号発生回路９にアンテナ切換え信号を出力しアンテナの切 換えを行い、再び他の通信媒体に送信データを出力する。

【００２２】 比較演算回路１４からの比較演算結果が正しければ、制御回路１６はアンテナ の切換えを行わず、選択されたアンテナは固定され、以後の通信を行う。 通信初期段階で以上の動作を行うことにより、他の通信媒体との通信に最も適 したアンテナを選択して通信を行うことが出来る。 図２は、アンテナの両端を短絡する共振点変換処理を用いた図１のアンテナ部 １とアンテナ選択手段２の詳細な本考案の実施例の回路図である。

【００２３】 同一の共振周波数を有するアンテナＡ３，アンテナＢ４，アンテナＣ５が互い に一定の角度をなすように配置されている。前記アンテナＡ３，アンテナＢ４， アンテナＣ５は、それぞれアンテナＡ制御回路６，アンテナＢ制御回路７，アン テナＣ制御回路８に接続されている。 アンテナ制御手段２は、スイッチにより構成され、スイッチ制御信号が“Ｈ” レベルの時に導通となり、“Ｌ”レベルのときに非導通となる。

【００２４】 従って、アンテナ制御回路は、アンテナ制御信号発生回路からのアンテナ制御 信号が“Ｈ”レベル信号の時に、送信／受信切換え回路１０側のスイッチが導通 となり、アンテナは送信／受信切換え回路１０と接続され、ＧＮＤ側に接続され たスイッチは制御信号がインバータを通して反転されるため非導通となる。アン テナ制御信号が“Ｌ”レベル信号の時にアンテナ制御回路は、送信／受信切換え 回路１０側のスイッチが非導通となり、ＧＮＤ側に接続されたスイッチは、制御 信号がインバータを通して反転されるため導通となり、アンテナはＧＮＤに接続 され、アンテナの両端はショートされる。アンテナの両端がショートされること により、共振点変換処理が行われ、フェライトアンテナは共振特性を失い、選択 されたアンテナに悪影響を与える事がなくなる。

【００２５】 ここで、アンテナ制御手段の制御状態を表１に示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】 図３はアンテナの共振点を形成しているコンデンサの加減を用いた周波数変換 処理を用いた図１のアンテナ部１とアンテナ制御手段２の詳細な本実施例の回路 図である。 図２の回路図で説明したのと同様の制御を行うことにより、選択されたアンテ ナは、送信／受信切換え回路１０と接続され、選択されないアンテナは、共振点 を形成しているコンデンサに更にコンデンサが付加されることにより、アンテナ の共振点が大幅に変えられ、制御されたアンテナに悪影響を与えなくなる。

【００２８】 以上のような制御を行うことで、複数のアンテナの内アンテナ制御回路は、常 に一つだけアンテナを選択し、他のアンテナは共振点変換処理を行う。

【００２９】

【考案の効果】

以上に述べたように、本考案の信号入出力装置は、複数のフェライトアンテナ を近付けて配置した場合に、フェライトアンテナ同志が互いに影響し合う事がな く使用できるので、複数のフェライトアンテナが持つそれぞれの特性を有効に使 用することが出来る。このため、従来のフェライトアンテナでは実現できなかっ た広い通信エリアを持つことが出来るようになり、方向性に因われない通信を行 う事が出来るようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例のブロック図である。

【図２】本考案のアンテナの両端短絡の実施例の回路図
である。

【図３】本考案のコンデンサの加減の実施例の回路図で
ある。

【図４】アンテナＡのインピーダンス特性図である。

【図５】アンテナＢのインピーダンス特性図である。

【図６】アンテナＡ，Ｂを近付けたときのアンテナＡの
インピーダンス特性図である。

【図７】アンテナＡ，Ｂを近付けたときのアンテナＢの
インピーダンス特性図である。

【図８】本考案のアンテナの配置の実施例の斜視図であ
る。

【図９】従来のアンテナの配置を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ アンテナ部 ２ アンテナ制御手段 ３ アンテナＡ ４ アンテナＢ ５ アンテナＣ ６ アンテナＡ制御回路 ７ アンテナＢ制御回路 ８ アンテナＣ制御回路 ９ アンテナ制御信号発生回路 １０ 送信／受信切換え回路 １１ 搬送波周波数発信回路 １２ 送信信号作成回路 １３ 受信信号変換回路 １４ 比較演算回路 １５ メモリー １６ 制御回路 １７ スイッチ回路 １８ タイマー回路 ２０ アンテナＡ制御回路 ２１ アンテナＢ制御回路 ２２ アンテナＣ制御回路 ２３ アンテナＡ ２４ アンテナＢ ２５ アンテナＣ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の互いに一定の角度をなすように配
   置されたフェライトアンテナからなるアンテナ部と、前
   記複数のフェライトアンテナに接続し、前記フェライト
   アンテナの内一つだけを選択し、選択されないフェライ
   トアンテナの共振点変換処理を行うアンテナ制御手段を
   有することを特徴とする信号入出力装置。