JPH10294686A - 無線機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電源工事を不要とし、アンテナ切替え時の電
力消費を低減する。 【解決手段】 ２つのアンテナ５，６は、互いに相反す
る向きのダイオードスイッチ７，８を介して同軸ケーブ
ル９の内部導体９ａに接続される。同軸ケーブル９の外
部導体９ｂの両端は、アースに対して直流的に浮くよう
にコンデンサＣ１，Ｃ２を介してアースに接続される。
制御部２及び無線部３には単電源４から動作電源が供給
される。制御部２は、無線部３による受信状態に応じ
て、同軸ケーブル９の内部導体９ａ及び外部導体９ｂに
対して互いに相反する高レベル又は低レベルの信号をそ
れぞれ入力し、同軸ケーブル９に重畳されるアンテナ切
替用の直流電流の向きを切替え、ダイオードスイッチ
７，８の何れか一方をオンさせる。これにより、何れか
一方のアンテナ（５又は６）側に選択的に切替えられ、
このアンテナ（５又は６）を介して無線部３によるデー
タの送受信が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、受信状態に応じて
２つのアンテナの一方に選択的に切替えてデータの送受
信を行う無線機に関する。

【０００２】

【従来の技術】２つのアンテナの一方に選択的に切替え
てデータの送受信を行う無線機が採用されるシステムと
して、自動検針用無線システムを例にとって説明する。
自動検針用無線システムでは、自動検針センター装置
（以下、センター装置という）から電話回線を介してノ
ーリンギング通信方式で端末用網制御装置を呼び出し、
この端末用網制御装置から無線回線を介して端末装置を
呼び出すことにより、端末装置からのデータをセンター
装置に収集している。また、端末装置からの発呼要求に
応じて端末装置から無線回線を介してセンター装置を呼
び出すことにより、端末装置からのデータをセンター装
置に収集している。

【０００３】さらに説明すると、電話回線を介してセン
ター装置に接続された端末用網制御装置には親無線機が
接続され、端末装置には子無線機が接続されており、端
末用網制御装置と端末装置とはそれぞれ親無線機及び子
無線機を介して無線通信が行われる。これにより、セン
ター装置と端末装置との間でガス、水道、電気などの使
用量を示すデータの伝送が相互に行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記無線シ
ステムに使用される親無線機及び子無線機は、一般的に
家の外に設置される場合が多く、これら無線機の動作電
源として屋内の商用電源（交流１００Ｖ）を使用するに
は面倒な電源工事を必要とするだけでなく、設置条件な
どの面からも困難であるため、これら無線機の駆動電源
としては電池が使用される。そして、設置条件などの理
由から無線機自体が何処に設置されるか判らないので、
その設置場所によっては相手無線機からの電波を受け付
けず、正常なデータ伝送を行えない場合が有り得る。

【０００５】そこで、上記無線システムには、図３に示
すような２つのアンテナを備えたアンテナ切替機能付き
の無線機を採用していた。この無線機は、第１アンテナ
３１と第２アンテナ３２の２つのアンテナがダイオード
スイッチ３３，３４を介して同軸ケーブル３５の一端に
接続され、同軸ケーブル３５の他端には無線部３６及び
正負電源３７が接続されている。

【０００６】さらに説明すると、２つのアンテナ３１，
３２は、互いに相反する向きに接続されたダイオードス
イッチ３３，３４を介して同軸ケーブル３５の内部導体
３５ａの一端に接続され、内部導体３５ａの他端には無
線部３６がカップリングコンデンサＣ１１を介して接続
されている。正負電源３７は、抵抗Ｒ１１を介して同軸
ケーブル３５の内部導体３５ａの他端に接続されてい
る。抵抗Ｒ１１と正負電源３７との間は、コンデンサＣ
１２を介して接地されている。２つのアンテナ３１，３
２は、抵抗Ｒ１２，Ｒ１３を介してそれぞれアースに接
続されている。また、同軸ケーブル３５の外部導体３５
ｂは、アースに接続されている。

【０００７】上記構成による無線機では、無線部３６に
よる受信状態に応じて正負電源３７に高レベル又は低レ
ベルの切替信号が入力されると、正又は負の信号が出力
される。具体的には、今、第２アンテナ３２側に切り替
えられている状態で、無線部３６による受信状態が悪
く、正負電源３７に高レベルの切替信号が入力される
と、正負電源３７から正の信号が出力され、第１アンテ
ナ３１に接続されたダイオードスイッチ３３がオンす
る。これにより、第２アンテナ３２側から第１アンテナ
３１側に切替えられる。

【０００８】これに対し、第１アンテナ３１側に切り替
えられている状態で、無線部３６による受信状態が悪
く、正負電源３７に低レベルの切替信号が入力されたと
きには、正負電源３７から負の信号が出力され、第２ア
ンテナ３２に接続されたダイオードスイッチ３４がオン
する。これにより、第１アンテナ３１側から第２アンテ
ナ３２側に切替えられる。

【０００９】このように、図３の構成による無線機で
は、受信状態に応じて正負電源３７から出力される正又
は負の信号により、何れかのアナテナ側に選択切替えさ
れ、この選択切替えされたアンテナを介してデータの送
受信を行うことができる。

【００１０】ところが、上述した従来の無線機の構成で
は、アースに対して正負を持つ正負電源３７を必要とす
るので、電池駆動により２つのアンテナ３１，３２の切
替えを行う場合、単電源に比べて余計に電力を消費し、
電池の消耗を早めるという問題があった。

【００１１】そこで、本発明は、上記の問題点を解消す
るべく、電源工事が不要で、アンテナ切替え時の電力消
費を低減できる無線機を提供することを目的としてい
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、２つのアンテナ５，６が互いに相反する
向きのダイオードスイッチ７，８を介して２本の線９
ａ，９ｂにそれぞれ接続され、前記ダイオードスイッチ
の一方をオンさせて前記２つのアンテナの何れか一方に
選択的に切替え、この選択されたアンテナを介してデー
タを送受信する無線部３を備えた無線機において、前記
２本の線のうちの一方の線はコンデンサＣ１，Ｃ２を介
してアースに接続され、他方の線は前記ダイオードスイ
ッチのそれぞれに接続されており、前記無線部による受
信状態に応じて、前記２本の線に対して互いに相反する
高レベル又は低レベルの２つの信号をそれぞれ入力して
前記ダイオードスイッチの何れか一方をオンさせる制御
部２と、前記無線部及び前記制御部に動作電源を供給す
る単電源４とを備えたことを特徴とする。

【００１３】本発明の無線機は、給電線である同軸ケー
ブル９の外部導体９ａがコンデンサＣ１，Ｃ２を介して
アースに接続され、アースに対して直流的に浮いた状態
にある。そして、同軸ケーブル９の内部導体９ａと外部
導体９ｂに対して互いに相反する高レベル又は低レベル
の信号をそれぞれ入力してアンテナ切替用の直流電流を
重畳し、この直流電流の向きを受信状態に応じて切替
え、２つのアンテナ５，６に対して相反する向きに接続
された２つのダイオードスイッチ７，８の一方をオンす
る。これにより、何れか一方のアンテナ（５又は６）側
に選択的に切替えられ、この選択切替えされたアンテナ
を介してデータの送受信を行う。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は本発明による無線機の一実
施の形態を示す回路構成図である。

【００１５】この実施の形態による無線機は、アンテナ
部１、制御部２、無線部３、単電源４を備えて概略構成
される。アンテナ部１は、第１アンテナ５と第２アンテ
ナ６の２つのアンテナを有している。これら２つのアン
テナ５，６は、相反する向きに接続されたダイオードス
イッチ７，８を介して同軸ケーブル９の一端に接続され
ている。

【００１６】更に説明すると、第１アンテナ５は、第１
アンテナ５に対して順方向に接続されたダイオードスイ
ッチ７を介して同軸ケーブル９の内部導体（信号導体）
９ａの一端に接続される。これに対し、第２アンテナ６
は、第２アンテナ６に対して逆方向に接続されたダイオ
ードスイッチ８を介して同軸ケーブル９の外部導体（ア
ース導体）９ｂの一端に接続される。ダイオードスイッ
チ７，８は、順方向に直流が加えられたときにオンし、
逆方向に直流が加えられたときにはオフする構成となっ
ている。

【００１７】第１アンテナ５において、ダイオードスイ
ッチ７のカソード端子と同軸ケーブル９の外部導体９ｂ
との間には抵抗Ｒ１が接続されている。同様に、第２ア
ンテナ６において、ダイオードスイッチ８のアノード端
子と同軸ケーブル９の外部導体９ｂとの間にも抵抗Ｒ２
（＝Ｒ１）が接続されている。

【００１８】同軸ケーブル９の外部導体９ｂの両端は、
それぞれコンデンサＣ１，Ｃ２を介してアースに接続さ
れている。これにより、同軸ケーブル９の外部導体９ｂ
は、アースに対して直流的に浮いた状態となっている。

【００１９】制御部２は、ＣＰＵ２Ａ、切替信号発生回
路２Ｂを備えて概略構成されている。ＣＰＵ２Ａは、後
述する受信部３Ｃからの受信データのレベル（例えばデ
ータの誤りレベル、信号レベルなど）が規定値に達して
いるか否かを判定している。そして、アンテナを第１ア
ンテナ５側に切替える場合には、高レベルのレベル判定
信号を切替信号発生回路２Ｂに出力している。これに対
し、アンテナを第２アンテナ６側に切替える場合には、
低レベルのレベル判定信号を切替信号発生回路２Ｂに出
力している。

【００２０】また、ＣＰＵ２Ａは、外部装置１１と接続
されており、内部処理された受信データを外部装置１１
に送出するとともに、送信時に外部装置１１から入力さ
れるデータ（例えば発呼要求のデータ、データ収集を指
令するデータ、ガス、水道、電気などの使用量を示すデ
ータなど）を送信データとして無線部３に送出してい
る。

【００２１】切替信号発生回路２Ｂは、図１に示すよう
に、ＣＰＵ２Ａからのレベル判定信号が入力される入力
ポート２Ｂａと、入力ポート２Ｂａに入力されたレベル
判定信号をそのまま出力する第１出力ポート２Ｂｂと、
入力ポート２Ｂａに入力されたレベル判定信号をインバ
ータ２Ｂｃにより反転させて出力する第２出力ポート２
Ｂｄを備えている。第１出力ポート２Ｂｂは、抵抗Ｒ３
が接続された線路１２を介して同軸ケーブル９の内部導
体９ａに接続されている。第２出力ポート２Ｂｄは、抵
抗Ｒ４が接続された線路１３を介して同軸ケーブル９の
外部導体９ｂに接続されている。また、それぞれの線路
１２，１３はコンデンサＣ４，Ｃ５を介してアースに接
続されている。

【００２２】この切替信号発生回路２Ｂでは、ＣＰＵ２
Ａから高レベルのレベル判定信号が入力されると、同軸
ケーブル９の内部導体９ａに高レベルの切替信号が入力
され、同軸ケーブル９の外部導体９ｂには低レベルの切
替信号が入力される。これに対し、ＣＰＵ２Ａから低レ
ベルのレベル判定信号が入力されると、同軸ケーブル９
の内部導体９ａに低レベルの切替信号が入力され、同軸
ケーブル９の外部導体９ｂには高レベルの切替信号が入
力される。

【００２３】このように、切替信号発生回路２Ｂでは、
ＣＰＵ２Ａからのレベル判定信号を入力とし、同軸ケー
ブル９の内部導体９ａと外部導体９ｂに対して相反する
高レベル又は低レベルの切替信号を入力している。

【００２４】無線部３は、ローパスフィルタ３Ａ、送信
部３Ｂ、受信部３Ｃを備えて概略構成され、カップリン
グコンデンサＣ３を介して同軸ケーブル９の内部導体９
ａに接続されている。

【００２５】送信部３Ｂは、ローパスフィルタ３Ａに対
して順方向に接続されたダイオードＤ１を介してローパ
スフィルタ３ＡとＣＰＵ２Ａとの間に接続されている。
送信部３Ｂは、後述する電源スイッチ１０がオンして単
電源４から動作電源が供給されている状態で、ＣＰＵ２
Ａから送信データが供給される送信データを変調し、こ
の変調された送信データを切替選択された一方のアンテ
ナ（５又は６）から送信している。

【００２６】受信部３Ｃは、ローパスフィルタ３Ａに対
して順方向に接続されたダイオードＤ２を介してローパ
スフィルタ３ＡとＣＰＵ２Ａとの間に接続されている。
受信部３Ｃは、後述する電源スイッチ１０がオンして単
電源４から動作電源が供給されている状態で、切替選択
された一方のアンテナ（５又は６）より受信される受信
信号を復調し、この復調された受信データをＣＰＵ２Ａ
に供給している。

【００２７】単電源４は、制御部２内のＣＰＵ２Ａ、切
替信号発生回路２Ｂに対して直接接続されて動作電源を
供給している。この単電源４は、無線部３を構成する送
信部３Ｂ、受信部３Ｃに対しては電源スイッチ１０を介
して接続されている。そして、送信部３Ｂ及び受信部３
Ｃに対する単電源４からの動作電源の供給・停止は、Ｃ
ＰＵ２Ａによる電源スイッチ１０のオン・オフに基づい
て制御される。

【００２８】そして、上記のように構成された無線機で
は、今、第１アンテナ５側に切替えられている状態（ダ
イオードスイッチ７がオン、ダイオードスイッチ８がオ
フ）で、受信部３Ｃが受信した信号のレベルが規定値に
達していなければ、ＣＰＵ２Ａから低レベルのレベル判
定信号が切替信号発生回路２Ｂに入力される。これによ
り、切替信号発生回路２Ｂは、同軸ケーブル９の内部導
体９ａに低レベルの切替信号を入力し、同軸ケーブル９
の外部導体９ｂに高レベルの切替信号を入力する。これ
により、ダイオードスイッチ７がオフし、ダイオードス
イッチ８がオンして同軸ケーブル９に重畳される直流電
流の向きが逆転する。その結果、アンテナが第１アンテ
ナ５側から第２アンテナ６側に切替えられる。

【００２９】これに対し、今、第２アンテナ６側に切替
えられている状態（ダイオードスイッチ７がオフで、ダ
イオードスイッチ８がオン）で、受信部３Ｃが受信した
信号のレベルが規定値に達していなければ、ＣＰＵ２Ａ
から高レベルのレベル判定信号が切替信号発生回路２Ｂ
に入力される。これにより、切替信号発生回路２Ａは、
同軸ケーブル９の内部導体９ａに高レベルの切替信号を
入力し、同軸ケーブル９の外部導体９ｂに低レベルの切
替信号を入力する。これにより、ダイオードスイッチ７
がオンし、ダイオードスイッチ８がオフして同軸ケーブ
ル９に重畳される直流電流に向きが逆転する。その結
果、アンテナが第２アンテナ６側から第１アンテナ５側
に切替えられる。

【００３０】このように、上記構成による無線機では、
給電線である同軸ケーブル９の内部導体９ａと外部導体
９ｂに対して互いに相反する高レベル又は低レベルの切
替信号を入力してアンテナ切替用の直流電流を重畳し、
この直流電流の向きを受信状態に応じて切替え、２つの
ダイオードスイッチ７，８の一方をオン制御する。これ
により、アンテナは何れか一方（５又は６）側に選択的
に切替えられ、この選択切替えされたアンテナを介して
データの送受信が行われる。

【００３１】したがって、上述した無線機によれば、無
線部３による受信状態に応じて、より良好な受信状態を
示すアンテナ側に切替ることができる。しかも、上記動
作を単電源４を用いた回路で構成できるので、特別な電
源工事を必要とせず、従来の正負電源を使用した無線機
に比べ、アンテナの切替えを行う際の電力消費を低減
し、電池の消耗を抑えて寿命を延ばすことができる。

【００３２】ここで、上記のように構成される無線機を
採用した自動検針用無線システムの全体構成を図２に示
す。この自動検針用無線システムは、端末装置２１、子
無線機２２、自動検針センター装置２３、電話回線２
４、端末用網制御装置２５、親無線機２６を備えて概略
構成される。

【００３３】端末装置２１は、例えば一般家庭などの需
要家に配設され、例えばガス、水道、電気などの使用量
を検針するメータで構成される。端末装置２１には子無
線機２２が接続されている。親無線機２６は端末用網制
御装置２５に接続され、端末用網制御装置２５は電話回
線２４を介して自動検針センター装置２３に接続されて
いる。親無線機２６と子無線機２２は、少なくとも一方
に図１に示す無線機の構成を採用しており、これら親無
線機２６と子無線機２２との間は無線回線を介して接続
される。

【００３４】この自動検針用無線システムでは、無線回
線を介して子無線機２２と親無線機２６との間で無線通
信を行うことにより、端末装置２１と自動検針センター
装置２３との間で相互にデータ伝送がなされ、例えばガ
ス、水道、電気などの使用量を示すデータを自動検針セ
ンター装置２３に収集している。

【００３５】ところで、図２に示す実施の形態では、１
台の親無線機２６と１台の子無線機２２を有する１：１
の無線システムの場合を例にとって説明したが、１台の
親無線機と複数台の子無線機を有する１：Ｎの無線シス
テムや複数台の親無線機と複数台の子無線機を有する
Ｎ：Ｍの無線システムに拡張し、どの子無線機とも送受
信が行える構成とすれば、例えば集合住宅のような各戸
毎に子無線機が配設される場合の無線システムとしても
応用することができる。その際、親無線機、子無線機の
何れの無線機にも図１の構成を採用することができる。
また、１：ＮやＮ：Ｍの無線システムを構成した場合、
Ｎ台の子無線機に接続される各端末装置は、Ｎ台全てが
同種類の検針装置（例えばガスメータ）とは限らず、ガ
スメータの他、水道メータ、電気メータなどの複数の検
針装置で構成してもよい。

【００３６】また、端末装置２１としては、ガス、水
道、電気などの使用量を検針するメータに限らず、例え
ば工場内の機器に接続される振動センサ、温度センサ、
圧力センサなどの各種センサであってもよく、これらの
データを集中管理するシステムに本実施の形態による無
線機を応用することもできる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
一方の線をコンデンサによりアースに対して直流的に浮
いた状態とし、２本の線に対してアンテナ切替用の直流
電流を重畳し、その直流電流の向きを受信状態に応じて
切替え、２つのアンテナに対して相反する向きに接続さ
れた２つのダイオードスイッチをオン・オフ制御して何
れか一方のアンテナ側に選択的に切替え、この選択切替
えされたアンテナを介してデータの送受信を行い、これ
らの動作を実行するための動作電源として単電源を用い
る構成なので、電源工事が不要であり、従来の正負電源
を使用した無線機に比べ、アンテナの切替えを行う際の
電力消費を低減し、電池の消耗を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による無線機の一実施の形態を示す回路
構成図

【図２】図１の構成による無線機を採用した自動検針用
無線システムのブロック図

【図３】従来の無線機の一例を示す回路構成図

【符号の説明】

１…アンテナ部、２…制御部、２ａ…ＣＰＵ、２ｂ…切
替信号発生回路、３…無線部、３ｂ…送信部、３ｃ…受
信部、４…単電源、５…第１アンテナ、６…第２アンテ
ナ、７，８…ダイオードスイッチ、９…同軸ケーブル、
９ａ…内部導体、９ｂ…外部導体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２つのアンテナ（５，６）が互いに相反
   する向きのダイオードスイッチ（７，８）を介して２本
   の線（９ａ，９ｂ）にそれぞれ接続され、前記ダイオー
   ドスイッチの一方をオンさせて前記２つのアンテナの何
   れか一方に選択的に切替え、この選択されたアンテナを
   介してデータを送受信する無線部（３）を備えた無線機
   において、 前記２本の線のうちの一方の線はコンデンサ（Ｃ１，Ｃ
   ２）を介してアースに接続され、他方の線は前記ダイオ
   ードスイッチのそれぞれに接続されており、 前記無線部による受信状態に応じて、前記２本の線に対
   して互いに相反する高レベル又は低レベルの２つの信号
   をそれぞれ入力して前記ダイオードスイッチの何れか一
   方をオンさせる制御部（２）と、 前記無線部及び前記制御部に動作電源を供給する単電源
   （４）とを備えたことを特徴とする無線機。