JPS63142926A - 微弱電波無給電中継装置 - 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】 ［技術分野１ 本発明は、家庭内で使用される微弱電波を用いた通信機
器と組み合わせて使用するに適した微弱電波無給電中継
装置に関するものである。

［背塁技術］ 微弱電波を用いた通信機器は家庭内で多く用いられてい
るが、送信出力値が一定値以下に規制されているため、
使用周波数あるいはアンテナ設置場所により、使用でき
ない場合があった。また、信号レベルが微弱であるため
家庭内外の電波伝搬状況の変化の影響を受けやすく、こ
のため特にデータ信号の授受における信頼性が低下する
問題があった。そこで、これを避けるためアンテナシス
テム、変復調方式、符号化方式などを用いて対処してい
たが、このような方法を採ると多額の費用を要する欠点
があった。

従来、無線通信において微弱（３号を利用する場合は、
複数のアンテナ及び送受信機を中間地点に配線する分散
送受信方式が用いられているが、これも家庭用としては
費用の点で適当でない。また、マイクロ波帯では中継手
段として、反射板を山の稜線上に配線して安価に無給電
中継を実施しているが、家庭用として用いるには反射板
の取付場所があるため実用性に乏しかった。

［発明の目的］ 本発明は上述の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、微弱電波を用いた通信機器を家庭で
使用する際に特に家屋壁面（床、天井面を含む）で生じ
る損失を少なくし、通信の信頼性を向上させ、しかも安
価な微弱電波無給電中継装置を提供することにある。

〔発明の開示１ （構成） 本発明は、家庭内で使用される微弱電波を用いた通信機
器と組み合わせて使用される微弱電波無給電中継装置に
おいて、予め定めた周波数で実効的に共振する給電点短
絡形無給電アンテナ素子を家屋壁面に複数個配設し、こ
の無給電アンテナ素子にて微弱電波を用いる通信機器の
電波を中継し、特別な増幅器、電源などを用いないこと
により安価とし、しかもこの無給電アンテナ素子にて屋
内外の微弱電波伝搬特性を改善することにより、損失を
少なくして通信の信頼性を向上するようにしたものであ
る。

（実施例１） 一般住宅内外での微弱電波伝搬上の障害となるのは、主
として導電性構造材、電気配線材であると考えられる。

すなわち、使用する周波数と無関係な寸法、形状の導電
体が随所に配線されているため、場所により遮蔽・反射
・吸収などの影響を及ぼし、送受信アンテナの近傍では
送受信アンテナのインビーグンス特性、指向性などに大
きな影響を与えていた。

従来、このような家屋の構造部材等による電波伝搬状況
の劣化に対して、送受信アンテナ配線変更などで対処し
ていたが、これ以外の対策は行われておらず、微弱電波
を用いた通信機器普及の障害となっていた。

本発明は家屋の構造の一部を使用周波数に合わせて設計
あるいは改造することにより、微弱電波の伝搬損失を減
少させるようにするものである。

第１図に本発明の第１の実施例を示す。第１図は屋内の
曲り廊下の角部の両側に、夫々微弱電波を送信する送信
アンテナ１と微弱電波を受信する受信アンテナ２とが配
設されている場合に本発明を適用したものである。なお
、上記曲り廊下の内側は部屋３である。本実施例では、
上記曲り廊下の内側角部に半波長グイボール素子として
の導体棒５と、送信アンテナ１がら見通せる外壁面４に
導体棒５゛を埋設してあり、導体棒５゛から受信アンテ
ナ２ｆＩＩＩに近付いた外壁面４には導体棒５゛が埋設
しである。

第１図のように、家屋内の曲り廊下を介した伝搬経路と
しては、矢印イで示した直接伝搬経路、及び廊下の内側
角を回る矢印口で示した回折伝搬経路とが考えられる。

経路イは部屋３内を通過するため、室内に金属製の家具
、ブラインドなどが配線されるなどの可能性が常にある
ため、伝搬損失の安定した改善は困難である。

一方、経路口の回折伝搬損失は、導電性の良好な導体棒
５あるいは導体板を角部に配線することで改善が可能で
ある。この場合は使用周波数奇によりマイクロ波帯で用
いられている遮蔽形回折板の適用の可能性もあるが、ｖ
ｊ、雑な形状となるので上記導体棒５などを用いている
。この角部に配線した導体棒５の電気長を半波長に選べ
ば有効に再輻射が行われ、この導体棒５からの見通しの
範囲内では無給電中継素子として動作する。また、半波
長の導体棒５゛は、アンテナ１，２を見通す場所であれ
ば自由に配線でき、導体棒５゛は壁面４に沿ってアンテ
ナ２の方向に４分の１波艮離して配線し、導体棒５°よ
り少し短い長さに選ばれ、導波器として働く。このよう
に導体棒５’、５”を設置Ｒすることにより、八木アン
テナと同様の原理でアンテナ２の方向への導体棒５゛に
よる再輻射レベルを増すことができる。導体棒５．５　
’、５　”はいずれも壁面内に埋設するとして説明した
が、壁面材の表面にシート状導体を貼り付けるなどの手
段を用いても良い。なお、上述の説明においては、垂直
偏波の場合を例として説明したが水平偏波の場合はアン
テナ及びグイボール素子を水平に配線すれば良い。

（実施例２） 第２図に本発明の第２の実施例を示す。本実施例は無給
電アンテナ素子として導体ループ７を用い、この導体ル
ープ７を外壁パネル板６内に内蔵しである。なお、導体
ループ７の全周の電気長は略１波艮に調整しである。こ
の導体ループ７は矩形枠状に折り曲げ形成してあり、導
体ループ７の下部両端を上下方向で間隔を空けて互いに
内側方向に折曲して下辺１１．１３を形成し、−ｉの下
辺１１は短く、他端の下辺１３は艮く形成しである。な
お、下辺１３の先端は一端側の垂直辺１２とは離れてお
り、この下辺１１．１３問を掛は渡すようにして短絡用
導体１０が取り付けである。

この短絡用導体１０は左右に移動することにより、導体
ループ７の共振周波数を変化させることができるように
なっており、この短絡用導体１０を移動させて共振周波
数を１ｉｌＩ整するため外壁パネル板６に開口８を穿設
しである。この短絡用導体１０の１ｌｌＷ後は締付けね
じ９により固定する。この１波艮ループ共振素子として
の導体ループ７は固定したままでも水平、垂直偏波のい
ずれにも対応できる利点がある。なお、家屋の外壁面に
導体ループ７を埋め込むと、導体ループ７の共振する周
波数については再輻射により屋内と屋外とを低損失でつ
なぐ「電波の窓」を形成することができる。

（実施例３） 第３図に本発明の第３の実施例を示す。本実施例では第
３図（ａ）、（ｂ）に示すスロット１５を穿設した導体
板１４を無給電アンテナ素子として用いたものである。

本実施例では第３図（ａ）に示すように導体板１４に長
方形のスロット１５を穿設して形成しである。上記スロ
ット１５の艮手力向の長さのは通常半波長に選ばれる。

なお、導体板１４は平板以外に溶接金網・メタルラス・
リブラスなどの壁面下地材を利用することもできる。第
３図（１］）は導体板１４として溶接會Ｗ４１６を使用
した場合の例で、スロット１８の周辺部は電流が流れや
すいように平板１７が取着しである。この平板１７はス
ロット１８の縁から少なくとも半波長以上の寸法を確保
する方が良い。なお、平板１７と溶接金網１６とは溶接
、または電気的接触が充分になるように配慮した接続を
行う。また、水平偏波を用いるときはスロット１８を垂
直に配線する。さらに１３図は壁面内の様子を示すもの
であり、壁材は図示していない。

（実施例４） 第４図は本発明のｆｆ１４の実施例を示すらのであり、
第３図と同様に壁面内に内薫される無給電アンテナ素子
のみを示しである。本実施例では無給電アンテナ素子と
して矩形状の環状スロット１つを′ｇ股した導体板２０
を用いたものである。第４図（、）に示す環状スロット
１９の周囲電気長は約１波長としてある。なお、環状ス
ロット１９の形状は矩形状に限定される訳ではない。こ
の環状スロット１９を形成する際には中心部に導体板２
１が残り、これを支持するため、使用周波数において充
分に低損失の誘電体板を裏打ちする必要がある。第４図
（ｂ）では中心部の導体板２３として積層プリント配線
基板を用い、環状スロット２２は７オトエツチングによ
り作成しである。なお、このｔ５４図（ｂ）は導体板２
０として溶接金網２４を用いている。

（実施例５） 第５図に本発明の第５の実施例を示す。上述のの実施例
では壁面の構造材については述べなかったが、微弱電波
伝書上の障害となるものとしては、実際には構造部材と
しての鉄骨、鋼柱、あるいは外装材としての金属目地棒
、金属窓枠などの導電体棒がある。そこで、本実施例で
はこれらの導電体棒を積極的に無給電中継素子として使
用した例を示す。第５図（ａ）は、軽量形鋼柱２６に帯
状コ字型導体２７の中央片を溶接にて取り付けたもので
あり、鋼柱２６に沿った導体の電気長りは４分の１波艮
とし、コ字型導体２７は使用周波数帯において有効なチ
ョークあるいはトラップとして動作する。つまり、フ字
型導体２７をリアクタンス素子として用いたものである
。従って、第５図（ｂ）に示すように、フ字型導体２７
を図示状態に開隔にだけ離して配線し、この間隔にの電
気長を半波長とすると、使用周波数帯で共振するダイポ
ールアンテナを形成できる。また、間隔Ｋを４分の１波
艮以下にすれば、使用周波数帯において送受信アンテナ
インピーダンスに対する影響を無くすことができる。な
お、第５図においては、導電性の良好なフ字型形状の導
体２７を用いているが、鋼柱２６を一方の導体として４
分の１波艮のＬ字形板を溶接してチョークを形成するこ
ともできる。

なお、鋼柱２６以外の電気配管あるいは〃ス管について
も同様に対処できる。

（実施例６） ｔｔＳ６図に本発明の第６の実施例を示す。本実施例で
は金属窓枠２９の電気的寸法を短縮あるいは延長して１
波長ループ素子を形成する方法を示しである。第６図（
ａ）において、矩形枠状の窓枠２９の外側面に縦片の長
さをＭにしたＬ字状の導体板３０を溶接しである。なお
、導体板３０は先端短絡分布定数線路（インピーダンス
ｚｂ）を形成するためのものである。この場合には、電
気的に窓枠２９’ｒ形成されたループの途中に先端短絡
線路の送端インピーダンスｚｂが直列に装荷されたと同
様の効果があり、ループの電気長が長くなる。

また、第６図（ａ）に示した先端開放伝送線路を構成す
る導体板３１を並設すると電気長を短くすることもでき
る。ｆｊＳ６図（ｂ）は窓枠２９を共振グイボール素子
として利用する場合の例を示しており、■６字状４分の
１波艮チターク板３２〜３９を窓枠４０の周辺に溶接し
て窓枠４０の上辺と下辺とを共振グイボール、左右の辺
を非共振（使用周波数帯ではアンテナに影響を与えない
）状態として使用している。この例は＠５図（ｂ）の場
合と略同様のものである。

（実施例７） 第７図に本発明の第７の実施例を示す。第７図（、）は
屋内配線用チョークの構造を示す図で、チョーク収納ケ
ース４１内に配設されたｒＪ子板４５゜４６間にトロイ
グルコ７４２を接続し、上記端子板４５．４６に夫々入
出力用ＶＶＦケーブル４３゜４４を接続しである。トロ
イグルコア４２はバイアＴイラ巻で平ｈ”２線が巻回さ
れており、この謬！ｔ２　＃ｉ１がそのまま電気配線の
２線に直列に挿入さｔしるから、往復電流（平衡電流）
に灯して全く影響を与えず、外部から誘起される同相電
流（不平衡電流）に対しては高インピーダンスのチョー
クコイルとして動作する。

第７図（ｂ）はその利用例を示す図で、屋内型気配＃ｉ
４８の途中に、＠７図（ａ）にて示したチョーク４７．
４９を電気長で半波長の間隔で配線すると、共振グイポ
ールとして動作する。送受信アンテナの周辺に電気配線
が存在する場合は、このチョークを４分の１波長以下の
間隔で挿入すれば、アンテナインピーダンスを舌りすこ
とをなくすことができ、この点は上述の実施例と同様で
ある。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、予め定めた周波数で実効的に共
振する給電点短絡形無給電アンテナ素子を家屋壁面に複
数個配設し、この無給電アンテナ素子にて微弱電波を用
いる通信機器の電波を中継しているので、特別な増幅器
、電源などを用いることなく、屋内外の微弱電波伝搬特
性を改善することができ、従って損失が少なくなり、通
信の信頼性が向上し、しかも安価で保守の不要な無給電
中継装置を実現できる。特に、従来不可避とされていた
住宅構造材、外装材、配線材などのシールド効果、１！
界攪乱効果を抑止あるいは改善することができ、このた
め微弱電波を用いた通信機器のシステム設計が容易かつ
確実に行える利点があり、更に微弱電波を用いた通信機
器のアンテナインビーグンスが住宅部材の影響により大
きく変動していた現家も防止でき、ゲイン、指向性が合
理的に設計でき、効率も向上できる効果があり、実用上
の価値大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の設置状態を示す説明図
、第２図（ａ）は第２の実施例を示す斜視図、同図（ｂ
）は同上の要部斜視図、第３図（、）は第３の実施例に
用いられる無給電アンテナ素子を示す斜視図、同図（ｂ
）は他の無給電アンテナ素子を示す斜視図、第４図（ａ
）は第４の実施例に用いられる無給電アンテナ素子を示
す斜視図、同図（ｂ）は他の無給電アンテナ素子を示す
斜視図、第５図（、）は＄５の実施例を示す要部斜視図
、同図（ｂ）は同上の全体正面図、第６図（ａ）は第６
の実施例を示す斜視図、同図（ｂ）は別の形状とした正
面図、第７４土第７の実施例を示す要部斜視図、同図（
）】）は同上の全体構成を示す説明図である。 １は送信アンテナ、２は受信アンテナ、４は外壁面、５
．５　’、５　”は導体棒である。 代理人　弁理士　石　［Ｈ艮　七 ＋本 第３図 第５図 （ａ）　　　　　　　　　　（ｂ） 第６図 第 （ｂ）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）家庭内で使用される微弱電波を用いた通信機器と
   組み合わせて使用される微弱電波無給電中継装置におい
   て、予め定めた周波数で実効的に共振する給電点短絡形
   無給電アンテナ素子を家屋壁面に複数個配設し、この無
   給電アンテナ素子にて微弱電波を用いる通信機器の電波
   を中継して成る微弱電波無給電中継装置。
2. （２）無給電アンテナ素子として半波長ダイポールアン
   テナを使用して成ることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の微弱電波無給電中継装置。
3. （３）無給電アンテナ素子として１波長ループアンテナ
   を使用して成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の微弱電波無給電中継装置。
4. （４）無給電アンテナ素子として共振スロットアンテナ
   を使用して成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の微弱電波無給電中継装置。
5. （５）家屋の構造部材にリアクタンス素子を装荷し、こ
   の構造部材を無給電アンテナ素子として使用して成るこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の微弱電波無
   給電中継装置。
6. （６）家屋壁面内部の電気配線部材に不平衡モードでリ
   アクタンス素子を装荷し、この電気配線部材を無給電ア
   ンテナ素子として使用して成ることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の微弱電波無給電中継装置。
7. （７）無給電アンテナ素子として利用しない家屋壁面内
   の導電性部材に、予め定めた周波数に対して前記導電性
   部材が共振しないようにトラップ素子を付設して成るこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の微弱電波無
   給電中継装置。