(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送受信装置と主アンテナとの間にフィーダケーブルの分岐部を設け、この分岐部でフィーダケーブルを分岐し、分岐したフィーダケーブルに主アンテナから所定距離離れた位置に設置した補助アンテナを接続すると共に、上記主アンテナと上記分岐部との間に、これらの間を電気的に密結合させる密結合手段を接続し、上記補助アンテナと上記分岐部との間に、これらの間を粗結合させる粗結合手段を接続した構成とし、
上記主アンテナと上記分岐部との間を接続する密結合手段は上記粗結合手段を構成するフィーダケーブルの長さより短かいフィーダケーブルによって構成して、上記補助アンテナの送受信信号が非遮蔽状態にある上記主アンテナの送受信信号に対して干渉を与えないレベルに減衰させる構成としたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
送受信装置と主アンテナとの間にフィーダケーブルの分岐部を設け、この分岐部でフィーダケーブルを分岐し、分岐したフィーダケーブルに主アンテナから所定距離離れた位置に設置した補助アンテナを接続すると共に、上記主アンテナと上記分岐部との間に、これらの間を電気的に密結合させる密結合手段を接続し、上記補助アンテナと上記分岐部との間に、これらの間を粗結合させる粗結合手段を接続した構成とし、
上記補助アンテナと上記分岐部との間を接続する粗結合手段は上記密結合手段を構成するフィーダケーブルの長さより長いフィーダケーブルによって構成して、上記補助アンテナの送受信信号が非遮蔽状態にある上記主アンテナの送受信信号に対して干渉を与えないレベルに減衰させる構成としたたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
請求項１又は２記載の無線通信システムにおいて、上記分岐部は分波合波器によって構成したことを特徴とする無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は無線通信システムに関し、特に指向性アンテナに対する遮蔽物による通信回線の切断事故が起き難い無線通信システムを提供しようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より通信方式の一つに、ダイバーシティと呼ばれる通信方式がある。この通信方式は伝搬路中途におけるフェージングや降雨減衰などの影響を軽減する技術であり、無線中継方式に採用されてきたものであった。具体的には特性の異なる複数の受信信号を合成或いは切替えて、単一の信号を得る通信方式であり、異なる空中線や周波数、偏波、到来角、ルート、地点、時間を用いる方法である。また、ダイバーシティの多くは位相合成（受信信号の位相のみを制御して合成し、一つの信号を得る方法）を用いたものであり、その種別には、同相合成法、最小振幅偏差合成法、ノッチ検出系合成法、最大比合成法などがある。
【０００３】
図３に、複数の入力からの合成出力レベルが最大となるように制御を行う同相合成スペースダイバーシティの構成を示す。図示するように同相合成スペースダイバーシティは一対の受信アンテナ１Ａ、１Ｂと、受信装置２Ａ、２Ｂと、位相器３と、合成器４と、位相差検出回路５とによって構成され、この位相差検出回路５によって位相器３の位相量を制御し、合成器４に入力される受信信号の位相を同相状態に制御して合成受信出力を得る構成とされる。
ところで、加入者ビルに無線通信装置を設置する場合、一般的には見通通信（この種の通信には２２ＧＨｚ、２６ＧＨｚの準ミリ波或いは３８ＧＨｚのミリ波が使われていることから見通通信が必須要件となる）が確保できる屋上にアンテナを設置することが理想である。然し乍ら、屋上にアンテナを設置する場合であっても屋上に設置されている各種の設備を避けて見通しを確保するにはポール或いは三脚等を設け、その上にアンテナを搭載する工事とか、更には加入者が入居する部屋までケーブルを敷設する等の工事が必要になる。この工事にコストが掛かることと、特にケーブルの敷設には多大なコストと、またビル所有者から許諾を得なければならない等の制約を受け実現には困難が伴う。
【０００４】
更に、アンテナを屋上のような屋外に設置するには各種のデバイスに対して外部環境からの影響を軽減するための手段を種々構じなければならないため、この点からもコストの上昇を招く欠点がある。
これらの欠点を解消するには加入者が入居している部屋にアンテナを設置することが最も有効な手段と考えられる。室内にアンテナを設置する場合には必然的に窓際に設置することが一般的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、無線通信システムにおいて、加入者側のアンテナを加入者が入居している部屋の窓際に設置した場合には多くのビルで行われている窓清掃時に、窓清掃用のゴンドラがアンテナの指向方向を遮蔽し、この状態で無線通信回路の切断事故が発生する不都合が生じる。また、窓用ブラインドによるアンテナの指向方向の遮蔽事故の発生も考えられ、アンテナの屋内設置には非常に困難が伴う状況になっている。
【０００６】
この不都合を解消するために図３に示したダイバーシティ方式を採ることも考えられるが、ダイバーシティ方式は図３に示したように受信装置２Ａ、２Ｂの他に移相器３、合成器４、位相差検出回路５等のデバイスが必要となり、この点で装置にコストが掛かり、加入者への負担が大きくなり過ぎる欠点がある。
この発明の目的は加入者が入居しているビルの部屋に指向性アンテナを設置した場合に、窓清掃用のゴンドラ或いはブラインド等によって遮蔽事故が起きることを廉価な方法によって回避することができる無線通信システムを提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１，２では、送受信装置と主アンテナとの間にフィーダケーブルの分岐部を設け、この分岐部でフィーダケーブルを分岐し、分岐したフィーダケーブルに主アンテナから所定距離離れた位置に設置した補助アンテナを接続すると共に、主アンテナと分岐部との間は損失量が小さく、これらの間を電気的に密結合させる、密結合手段で接続し、補助アンテナと分岐部との間には適度な損失を有し、これらの間を粗結合させる、粗結合手段で接続した。
【０００８】
そして、粗結合手段は補助アンテナの送受信信号が非遮蔽状態にある主アンテナの送受信信号に対して干渉を与えないレベルに減衰させる手段で構成した無線通信システムを提案する。
この発明の請求項３では、請求項１又は２記載の無線通信システムにおいて、分岐部は分波合波器によって構成した無線通信システムを提案する。
この発明の請求項１では、主アンテナと分岐部との間を接続する密結合手段は粗結合手段を構成するフィーダケーブルより短かいフィーダケーブルによって構成した。
【０００９】
この発明の請求項２では、補助アンテナと分岐部との間を接続する粗結合手段は密結合手段を構成するフィーダケーブルより長いフィーダケーブルによって構成した。
【００１０】
【作用】
この発明によれば主アンテナは損失が小さい密結合手段により合波分波器を通じて送受信装置に接続され、充分な利得で送信及び受信を行う。このため、主アンテナの指向方向が遮蔽されない非遮蔽状態では主アンテナによって通常の送信及び受信が達せられる。
一方、補助アンテナは密結合手段を構成するフィーダケーブルより長いフィーダケーブルによって損失が与えられる粗結合手段により合波分波器に接続されており、補助アンテナは送受信装置に対して粗結合される。この結果、補助アンテナに受信される受信信号は送受信装置に入力される時点では粗結合手段により主アンテナの受信信号に対して干渉を与えない程度に減衰させることができる。また、送信時も送受信装置から送信される送信信号は粗結合手段により減衰されて補助アンテナに入力される。この結果、補助アンテナから放射される電波のレベルは主アンテナから放射される電波のレベルより低く、主アンテナから放射される電波に対して干渉を与えないレベルに抑えることができる。
【００１１】
この結果、主アンテナの指向方向が非遮蔽状態に維持されている限りにおいては送信及び受信は主に主アンテナによって達せられ、補助アンテナの送受信信号は無視される。
これに対し、主アンテナの指向方向が遮蔽された場合には主アンテナによる通信回線は遮断状態となる。ここで補助アンテナは主アンテナから所定の距離（遮蔽体によって同時に主アンテナと補助アンテナとが遮蔽されない距離）離して設置しているから、補助アンテナは非遮蔽状態を維持することができる。
【００１２】
従って、この場合にはレベルが低いながらも補助アンテナにより通信回線を確保することができ、完全に通信回線が遮断されてしまう状況を回避することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１にこの発明による無線通信システムの一実施例を示す。図１において、１０は加入者ビル、２０は局側を示す。また１１Ａ、１１Ｂは加入者ビル１０に設置するアンテナ（指向性を持つアンテナ）、２１は局側の送受信アンテナを示す。１２は加入者側の送受信装置、２２は局側２０に設けた送受信装置を示す。
ここで１１Ａは主アンテナ、１１Ｂは補助アンテナを示す。主アンテナ１１Ａと加入者側の送受信装置１２との間にはフィーダケーブルの分岐部１３が設けられる。フィーダケーブルの分岐部１３は例えばスプリッタと呼ばれている合波・分波器を用いることができる。この分岐部１３によればアンテナのフィーダケーブルの部分でフィーダケーブルを分岐することができる。分岐部１３と主アンテナ１１Ａとの間を接続するフィーダケーブルと、分岐部１３と送受信装置１２との間を接続するフィーダケーブルは可及的に短くし、損失量を可及的に小さい状態に設定する。この様に可及的に短いフィーダケーブルを用いて損失量を小さく設定したフィーダケーブルの部分をここでは密結合手段１４及び１５と呼ぶことにする。
【００１４】
一方、分岐部１３で分岐した分岐フィーダケーブルの端部には補助アンテナ１１Ｂを接続する。主アンテナ１１Ａと補助アンテナ１１Ｂは所定の距離Ｌを隔てて設置する。距離Ｌは遮蔽体（特に図示しない）となる例えば窓清掃用のゴンドラの長さより長く採ればよい。
補助アンテナ１１Ｂと分岐部１３との間を電気的に接続する分岐フィーダケーブルはこの発明では密結合手段１４を構成するフィーダケーブルの長さより長く選定し、この長さの選定により密結合手段１４の損失量より大きい損失を与える。例えば密結合手段１４及び粗結合手段１６としてセミリジッドケーブルを用いたとすると、このセミリジッドケーブルによれば使用周波数が２６ＧＨｚ帯の場合、１ｍ当たりの損失量は特性の良いもので２〜３ｄＢ程度（環境温度２０℃の場合）である。
【００１５】
一般的に使用される窓清掃用ゴンドラの長さは大きなもので３〜４ｍ程度である。また窓用ブラインドの長さは大きなもので４〜５ｍ程度であるから、密結合手段１４を構成するフィーダケーブルの長さを可及的に短かくし、その損失量を０ｄＢとし、粗結合手段１６を構成するフィーダケーブルの長さＬをＬ＝６ｍとした場合には、主アンテナ１１Ａと補助アンテナ１１Ｂから送受信装置１２への入力レベルの差は１２〜１８ｄＢ程度となる。ここではフィーダケーブルの特性を基にフィーダケーブル長を調整し、主アンテナ１１Ａと補助アンテナ１１Ｂの受信信号のレベル比が２０ｄＢ（約１／１００）程度となるように粗結合手段１６を構成するフィーダケーブルの長さＬを設定する。このように補助アンテナ１１Ｂを分岐部１３に接続する分岐フィーダケーブルを減衰手段として利用することから、ここではこの分岐フィーダケーブルを粗結合手段１６と呼ぶことにする。
【００１６】
主アンテナ１１Ａ及び補助アンテナ１１Ｂからの信号は図１で示した分岐部１３により合成され、送受信装置１２に入力されることとなる。然し乍ら、主アンテナ１１Ａと補助アンテナ１１Ｂの入力レベル差は約２０ｄＢ程度あるため、通常使用状態においては主アンテナ１１Ａの入力と補助アンテナ１１Ｂの入力を合成することによる通信品質への影響は無い。これは主アンテナ１１Ａ及び補助アンテナ１１Ｂが送信を行う場合でも同様である。
ここで主アンテナ１１Ａの指向方向に窓清掃用ゴンドラが来た場合、或いは主アンテナ１１Ａ前面の窓用ブラインドが下ろされた場合、主アンテナ１１Ａの電波伝搬路が遮蔽されてほぼ完全に見通しがなくなり、主アンテナ１１Ａによる受信レベルは大きく低下する（窓清掃用ゴンドラも窓用ブラインドも多くはその素材に金属が用いられているため、それらが電波伝搬路を遮蔽することによる損失は一般的に４０ｄＢ以上）。従って、送受信装置１２で受信する信号のレベル比は主アンテナ１１Ａと補助アンテナ１１Ｂで逆転し、主アンテナ１１Ａ、補助アンテナ１１Ｂのフィーダケーブルによる損失差を２０ｄＢに調整してあれば、その差は２０ｄＢ程度となる。
【００１７】
このとき最も信号強度が強いアンテナは補助アンテナ１１Ｂである。この補助アンテナ１１Ｂからの受信レベルは、通常状態での主アンテナ１１Ａを用いたときの受信レベルに比較して２０ｄＢ低いこととなるが、例えば２６ＧＨｚ帯での降雨マージンとしては一般的に、２５〜３６ｄＢ程度を見込むことから、このマージンを削って問題なく通信することができる。また、降雨時には窓清掃用ゴンドラが稼動することは原理的にないため、そもそも補助アンテナ１１Ｂで、降雨マージンを削れないという状況はない。この原理は、主アンテナ１１Ａ及び補助アンテナ１１Ｂが送信を行う場合でも同様である。
【００１８】
次に補助アンテナ１１Ｂの指向方向に窓清掃用ゴンドラが来た場合、或いは補助アンテナ１１Ｂの前面の窓用ブラインドが下ろされた場合は、通常状態でほとんど無視できる補助アンテナ１１Ｂからの信号が更に大幅に低下するだけであるため、通信への影響は、完全に無視できるほど小さくなる。この原理も、主アンテナ１１Ａ及び補助アンテナ１１Ｂが送信を行う場合にも適用できる。
以上のように、アンテナ近傍の遮蔽物による受信レベルの低下がもたらす無線通信回線の切断は、補助アンテナ１１Ｂと送受信装置１２との間に用いられる粗結合手段１６の損失量の調整により、何れのアンテナ１１Ａ及び１１Ｂの前面が遮蔽された場合においても回避が可能である。通常状態（伝搬路の遮蔽がない状態）及び主アンテナ１１Ａ前面に遮蔽物がある場合、補助アンテナ１１Ｂの前面に遮蔽物がある場合の、各々のアンテナから送受信装置１２への入力レベルと、無線通信回線が断となる（送受信装置への）入力レベルの関係を示した模式図を図２に示す。
【００１９】
【発明の効果】
以上述べた通り、この発明を用いることで、準ミリ波帯、ミリ波帯を用いた送受信アンテナ近傍の、窓清掃用ゴンドラや窓用ブラインドによる電波伝播路の遮蔽を原因とする無線通信回線の切断事故を回避することが可能な方策を提供することができる。特にこの発明によれば、分岐部１３と粗結合手段１６と補助アンテナ１１Ｂを追加するだけであるため、極めて廉価に実現が可能であり、加入者への負担を軽減することができる効果も得られる。
【００２０】
また降雨時の、主信号の受信レベル減衰により降雨マージンが減少することが想定されるような状況においては、窓清掃用ゴンドラは稼動しないことが一般的に想定されるされるため、この発明は非常に有効となる。また、降雨時においては必然的に日差しも弱く、窓用ブラインドを下ろす必要性が低下するため、降雨マージンが減少している状況下でブラインドによる遮蔽が起きうる確率も小さいと考えられ、この発明は実用に供して極めて有効であるといえる。
尚、上述では粗結合手段１６を密結合手段１４と同一のフィーダケーブルを用いてケーブル長を長く採ることにより構成した場合を説明したが、これに限定されるものでなく、ケーブル長では適当な損失量が得られない程度の周波数の低い無線通信システムの場合には他の適当な減衰手段を用いてこの発明による作用効果を奏することができる構成を考えることができよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による無線通信システムの一実施例を説明する。
【図２】この発明による無線通信システムの動作を説明するための図。
【図３】従来の技術を説明するためのブロック図。
【符号の説明】
１０        加入者ビル
１１Ａ        主アンテナ
１１Ｂ        補助アンテナ
１２        送受信装置
１３        分岐部
１４，１５        密結合手段を構成するフィーダケーブル
１６        粗結合手段を構成するフィーダケーブル
２０        局側
２１        送受信アンテナ
２２        送受信装置
【図１】
0003634260.tif 000002
【図２】
0003634260.tif 000003
【図３】
0003634260.tif 000004