(57)【要約】  無線機は、送信機１００Ｔと受信機１００Ｒとを備え、前記送信機は、複数のアンテナ１１，２１，３１を用いて複数の送信伝播方向に偏波が回転する電波を送信し、前記受信機は、複数のアンテナ４１，５１，６１を用いて複数の受信伝搬方向で偏波が回転する電波を受信し、前記受信機は、複数の送信伝搬方向の送信波に対する複数の受信伝搬方向の受信波の偏波の回転軌跡の変化を計測し、前記送信機は、前記受信機が計測した受信波の偏波の回転軌跡の変化が停留する受信伝搬方向を用いて送信を行う。
2018008437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線機は、送信機と受信機とを備え、
前記送信機は、複数のアンテナを用いて複数の送信伝播方向に偏波が回転する電波を送信し、
前記受信機は、複数のアンテナを用いて複数の受信伝搬方向で偏波が回転する電波を受信し、
前記受信機は、複数の送信伝搬方向の送信波に対する複数の受信伝搬方向の受信波の偏波の回転軌跡の変化を計測し、
前記送信機は、前記受信機が計測した受信波の偏波の回転軌跡の変化が停留する受信伝搬方向を用いて送信を行う、
ことを特徴とする無線システム。
【請求項２】
無線機は、送信機と受信機とを備え、
前記送信機は、複数のアンテナを用いて複数の送信伝播方向に偏波が回転する電波を送信し、
前記受信機は、複数のアンテナを用いて複数の受信伝搬方向で偏波が回転する電波を受信し、
前記受信機は、複数の送信伝搬方向の送信波に対する複数の受信伝搬方向の受信波の偏波の回転軌跡の変化を計測し、
前記送信機は、前記受信機が計測した受信波の偏波の回転軌跡の変化が停留する受信伝搬方向を用いて送信を行う動作を繰り返し、
前記送信機は、前記受信機が計測した受信波の偏波の回転軌跡の変化が停留する受信伝搬方向が収束したときに、収束した方向を用いて通信を行う、
ことを特徴とする無線システム。
【請求項３】
無線機は、送信機と受信機とを備え、
前記送信機は、複数のアンテナを用いて複数の送信伝播方向に偏波が回転する電波を送信し、
前記受信機は、複数のアンテナを用いて複数の受信伝搬方向で偏波が回転する電波を受信し、
前記受信機は、複数の送信伝搬方向の送信波に対する複数の受信伝搬方向の受信波の偏波の回転軌跡の変化を計測し、
前記送信機は、前記受信機が計測した受信波の偏波の回転軌跡の変化が停留する受信伝搬方向を用いて送信を行う動作を繰り返し、
前記送信機は、前記受信機が計測した受信波の偏波の回転軌跡の変化が停留する受信伝搬方向が収束したときに、収束した方向を記憶し、
前記送信機は、収束した方向と空間的に直交する送信伝搬方向を新たに選択し、この新たな送信伝搬方向から前記送信機と前記受信機とが送受信を再開し、受信波の偏波の回転軌跡の変化が停留する受信伝搬方向が収束する操作を繰り返して、収束した方向を用いて通信を行う、
ことを特徴とする無線システム。
【請求項４】
無線機は、送信機と受信機とを備え、
前記送信機は、複数のアンテナを用いて複数の送信伝播方向に偏波が回転する電波を送信し、
前記受信機は、複数のアンテナを用いて複数の受信伝搬方向で偏波が回転する電波を受信し、
前記受信機は、複数の送信伝搬方向の送信波に対する複数の受信伝搬方向の受信波の偏波の回転軌跡の変化を計測し、
前記送信機は、前記受信機が計測した受信波の偏波の回転軌跡の変化が停留する受信伝搬方向を用いて送信を行う動作を繰り返し、
前記送信機は、前記受信機が計測した受信波の偏波の回転軌跡の変化が停留する受信伝搬方向が収束したときに、収束した方向を記憶し、
前記送信機は、収束した方向と空間的に直交する送信伝搬方向を新たに選択し、この新たな送信伝搬方向から前記送信機と前記受信機とが送受信を再開し、受信波の偏波の回転軌跡の変化が停留する受信伝搬方向が収束する操作を繰り返し、
前記送信機と前記受信機は、複数の収束した方向が得られた後、複数の収束した方向のいずれかを用いて通信を行う、
ことを特徴とする無線システム。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
偏波の回転周波数が搬送波の周波数より低い、
ことを特徴とする無線システム。 
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記送信機および前記受信機は、
空間的に互い直交する２個のアンテナと、
２個のアンテナの入力および出力に重み付けする２個の重み付け回路と、
を備える、
ことを特徴とする無線システム。
【請求項７】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記送信機および前記受信機は、
空間的に互い直交する３個のアンテナと、
３個のアンテナの入力および出力に重み付けする３個の重み付け回路と、
を備える、
ことを特徴とする無線システム。
【請求項８】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記送信機および前記受信機は、強相関符号を発生する回路を備え、
前記送信機は、情報信号に強相関符号を重畳して送信し、
前記受信機は、強相関符号を用いて送信機が送信する偏波を識別する、
ことを特徴とする無線システム。
【請求項９】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記送信機および前記受信機は、同期符号を発生する回路を備え、
前記送信機は、情報信号に同期符号を重畳して送信し、
前記受信機は、同期符号を用いて送信機と同期をとる、
ことを特徴とする無線システム。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記送信機および前記受信機は、強相関符号と同期符号を発生する回路を備え、
前記送信機は、強相関符号と同期符号とを異なるタイミングで信号に重畳して送信し、
前記受信機は、所定のタイミングで同期符号を用いて送信機と同期をとり、異なるタイミングで強相関符号を用いて送信機が送信する偏波を識別する、
ことを特徴とする無線システム。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の無線システムを適用する、
ことを特徴とする昇降機制御システム。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の無線システムを適用する、
ことを特徴とする変電所設備監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線システム、およびそれを用いた昇降機制御システム、変電設備監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
持続的発展可能な社会の実現に向けて、エネルギー、水、ガス、石油等を生産・分配する社会インフラシステムの高効率運用が重要となっている。社会インフラシステムの高効率運用は、同システムを構成する機器の高効率動作により実現され、高効率動作を可能とする機器の監視・制御ネットワークが必要となる。
前記の機器の高効率動作を行うために、機器に多数のセンサを配置し、得られた多くのデータから機器の稼働状況を推測・予測する技術が有望視されている。
このように多くのセンサからのデータを収集・解析し、稼働状況を推測し、制御情報を機器に伝達するためのネットワークは、センサからの伝送経路が極めて多数となるため、従来の有線技術に代わって、無線技術によるネットワークの構成が望まれる。【０００３】
社会インフラシステムは、社会にライフラインを提供するので、ネットワークが人為的あるいは自然的に特定の伝送路が障害および妨害を受けた場合にも、障害・妨害を受けた伝送路を用いずに通信を行い、適正なライフラインを提供する機能が極めて重要である。
一般に無線通信では伝送路が開放空間であるので、自動的に複数の伝送路が送受信点間に形成されるが、一般にそれらの通信は一括して送受信される。そのため、人為的あるいは自然的に発生した特定の伝送路の障害および妨害に対して、ネットワークの通信品質は、大きく劣化し、ネットワークダウンにまで及ぶ可能性がある。
また、有線通信では外部者が伝送路を特定できるので、外部者が伝送路を発見・介入した場合、ライフラインの供給に深刻な影響を与える可能性を否定できない。
すなわち、従来技術の無線通信および有線通信では、人為的あるいは自然的な特定の伝送路の障害および妨害に対して、強い耐性を持つネットワークが実現できていない。【０００４】
社会インフラシステムを構成する機器に配置されるセンサ、および機器を制御するアクチュエータは、機器自体が電磁波散乱体となる。そのため、電磁波を通信媒体として用いる無線ネットワークでは、このネットワークを構成する無線機が見通し状態で通信をすることが期待できず、機器により反射された多重反射波による非見通し波を用いるという特殊な状況で運用される。
電磁波は、ベクトル波であり、反射によって進行方向に垂直な偏波と呼ばれる物理実態が固有な変化をするために、送信機から自動的に複数の方向に放射された同一偏波の電波は、複数の機器により固有の反射を行い、受信機に複数の伝搬路を通じて固有の偏波の変化を受けた電波として到来する。
したがって、受信機は、これら複数の到来電波のベクトル合成によって生じる予測不能な偏波方向を用いることとなる。電磁波を用いる無線通信の送受信の対称性により、送受信間に生じる予測不能な偏波方向の変化は、特定の送受信機の対に固有なものであり、かつ、電波環境が変化することで時々刻々と不規則な変化をする。
このような予測不能で不規則な変化をする電波環境においても、無線機は適切に送受信をすることが求められる。【０００５】
この課題を解決する手段として、特許文献１がある。
特許文献１には、「［課題］ 移動通信等において、大きなフェージング改善効果を得るための偏波ダイバーシティ伝送方式を提供することである。［解決手段］ 送信機１はアンテナ２より円偏波或いは４５°又は１３５°偏波の電波を送信する。上記電波は垂直及び水平受信アンテナ４，５に入射し、直交偏波成分がそれぞれ受信される。それぞれの受信信号は受信機６，７に与えられ、ダイバーシティ受信回路８により、いずれかの受信機の出力を選択するか、合成して受信出力回路９に偏波ダイバーシティ受信の出力を得る。（［要約］を参照）」として、偏波ダイバーシティ伝送方式の技術が開示されている。【０００６】
この記載のように、特許文献１に開示された技術では、送信機は、偏波が回転する電磁波を用いて時間的に異なる偏波を用いて送信し、受信機が固定の直交する二つの偏波で受信する通信システムで対処している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１１５０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、送受信間に形成される時々刻々変化する可能性のある複数の伝搬路を識別することはできず、人為的あるいは自然的な特定の伝送路の障害および妨害に対して、通信品質が大きく変動するという課題がある。【０００９】
本発明は、前記した課題に鑑みて創案されたものであり、人為的あるいは自然的な特定の伝送路の障害および妨害に対して、強い耐性を持つ無線システムを提供することを課題とする。また、この無線システムを適用した昇降機制御システム、および変電設備監視システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の課題を解決するために、本発明を以下のように構成した。
すなわち、本発明の無線システムは、無線機は、送信機と受信機とを備え、前記送信機は、複数のアンテナを用いて複数の送信伝播方向に偏波が回転する電波を送信し、前記受信機は、複数のアンテナを用いて複数の受信伝搬方向で偏波が回転する電波を受信し、前記受信機は、複数の送信伝搬方向の送信波に対する複数の受信伝搬方向の受信波の偏波の回転軌跡の変化を計測し、前記送信機は、前記受信機が計測した受信波の偏波の回転軌跡の変化が停留する受信伝搬方向を用いて送信を行う、ことを特徴とする。
また、その他の手段は、発明を実施するための形態のなかで説明する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、人為的あるいは自然的な特定の伝送路の障害および妨害に対して、強い耐性を持つ無線システムを提供できる。また、この無線システムを適用した昇降機制御システム、および変電設備監視システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る無線システムの無線機の構成例を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る無線システムの送信側の回転偏波（送信回転偏波）と受信側の回転偏波（受信回転偏波）のそれぞれの回転面ベクトルと偏波ベクトルの関係を示す図であり、（ａ）は送信回転偏波を示し、（ｂ）は受信回転偏波を示している。
【図３】本発明の第２実施形態に係る送受信機が回転偏波を使い複数の回転偏波伝搬路を選択的に使用する無線システムの構成例を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る送信機と受信機を具備する無線機に到来する反射波と無線機から放射される電波を示す図であり、（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ送信機と受信機が望ましいアンテナの電波の方向を相互に見出す過程の例を順に示している。
【図５】本発明の第２実施形態に係る無線システムの送受信の伝搬方向を制御するフローの一例を示す図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る無線システムの無線機の構成例を示す図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る無線システムの無線機の構成例を示す図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係る無線システムの送信機の構成例を示す図である。
【図９】本発明の第６実施形態に係る無線システムの送信機の構成例を示す図である。
【図１０】本発明の第７実施形態に係る無線システムの無線機の構成例を示す図である。
【図１１】本発明の第８実施形態に係る無線システムの無線機の構成例を示す図である。
【図１２】本発明の第９実施形態に係る昇降機制御システムの構成例を示す図である。
【図１３】本発明の第１０実施形態に係る変電設備監視システムの構成例を示す図である。
【図１４】図１で示した本発明の第１実施形態に係る無線システムを、２次元空間において互い直交する偏波によって無線通信を行うように変更した無線機の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態（以下においては「実施形態」と表記する）を、適宜、図面を参照して説明する。
【００１４】
≪第１実施形態≫
本発明の第１実施形態では、送受信機が回転偏波を使い、複数の回転偏波伝搬路を選択的に使用する無線システムを構築する無線機の構成例を、図1および図２を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る無線システムの無線機１００の構成例を示す図である。
図１において、無線機１００は、送信機１００Ｔと受信機１００Ｒを備えて構成されている。
【００１５】
《送信機１００Ｔと受信機１００Ｒの概要の構成》
送信機１００Ｔは、情報信号発生器（ωＩ）１、偏波回転余弦発振器（ｃｏｓωｐｔ）２、偏波回転正弦発振器（ｓｉｎωｐｔ）４、第一の乗算器３、第二の乗算器５、ベースバンド回路（ＢＢ ｂｌｏｃｋ）９Ｔを備えている。
また、送信機１００Ｔは、第一の余弦重み付け器（Ｕｘ（θ，φ））１３、第二の余弦重み付け器（Ｕｙ（θ，φ））２３、第三の余弦重み付け器（Ｕｚ（θ，φ））３３、第一の正弦重み付け器（Ｖｘ（θ，φ））１５、第二の正弦重み付け器（Ｖｙ（θ，φ））２５、第三の正弦重み付け器（Ｖｚ（θ，φ））３５を備えている。
また、送信機１００Ｔは、搬送波周波数発生器（ｃｏｓωｃｔ）６、第一の余弦ミキサ１２、第二の余弦ミキサ２２、第三の余弦ミキサ３２、第一の正弦ミキサ１４、第二の正弦ミキサ２４、第三の正弦ミキサ３４を備えている。
また、送信機１００Ｔは、第一の送信アンテナ（Ｖ）１１、第二の送信アンテナ（Ｎ）２１、第三の送信アンテナ（Ｈ）３１を備えている。
【００１６】
受信機１００Ｒは、第一の受信アンテナ（Ｖ）４１、第二の受信アンテナ（Ｎ）５１、第三の受信アンテナ（Ｈ）６１を備えている。
また、受信機１００Ｒは、第一の受信ミキサ４２、第二の受信ミキサ５２、第三の受信ミキサ６２、局部発振器（ｃｏｓωｃｔ）７１を備えている。
また、受信機１００Ｒは、第一の受信重み付け器（Ｗｘ（θ，φ））４３、第二の受信重み付け器（Ｗｙ（θ，φ））５３、第三の受信重み付け器（Ｗｚ（θ，φ））６３、受信合成器（Σ）７２、ベースバンド回路（ＢＢ ｂｌｏｃｋ）９Ｒを備えている。
【００１７】
なお、送信機１００Ｔのベースバンド回路（ＢＢ ｂｌｏｃｋ）９Ｔと、受信機１００Ｒのベースバンド回路（ＢＢ ｂｌｏｃｋ）９Ｒとは、併せて一つの回路としてのベースバンド回路９として構成される。
送信機１００Ｔと受信機１００Ｒとを備える無線機１００は、ベースバンド回路９（９Ｔ，９Ｒ）によって、統合的に制御される。
【００１８】
《送信機１００Ｔ》
送信機１００Ｔにおいて、送信機１００Ｔの情報信号は、情報信号発生器１で生成、発生する。
情報信号発生器１の出力は二分岐され、出力の一方が第一の乗算器３に送られ、出力の他方が第二の乗算器５に送られる。
【００１９】
第一の乗算器３は、情報信号発生器（ωＩ）１の出力と偏波回転余弦発振器（ｃｏｓωｐｔ）２の出力とを重畳する。
第二の乗算器５は、情報信号発生器（ωＩ）１の出力と偏波回転正弦発振器（ｓｉｎωｐｔ）４の出力とを重畳する。
これらは、情報信号（ωＩ）を、二つの搬送波となるｃｏｓωｐｔとｓｉｎωｐｔとに、それぞれ重畳（変調）している。
【００２０】
第一の乗算器３で重畳された信号は、三分岐され、それぞれ第一の余弦重み付け器（Ｕｘ（θ，φ））１３、第二の余弦重み付け器（Ｕｙ（θ，φ））２３、第三の余弦重み付け器（Ｕｚ（θ，φ））３３に送られる。
第二の乗算器５で重畳された信号は、三分岐され、それぞれ第一の正弦重み付け器（Ｖｘ（θ，φ））１５、第二の正弦重み付け器（Ｖｙ（θ，φ））２５、第三の正弦重み付け器（Ｖｚ（θ，φ））３５に送られる。
なお、例えば第一の余弦重み付け器（Ｕｘ（θ，φ））１３に、ｘを添えたのはＸ方向に関係し、オイラー角を示すθ，φを添えたのは、重み付けの仕方によって後記する偏波ベクトルの方向が変わるからである。
また、第二の余弦重み付け器（Ｕｙ（θ，φ））２３、第三の余弦重み付け器（Ｕｚ（θ，φ））３３、第一の正弦重み付け器（Ｖｘ（θ，φ））１５、第二の正弦重み付け器（Ｖｙ（θ，φ））２５、第三の正弦重み付け器（Ｖｚ（θ，φ））３５における添え字もそれぞれ同様のことを意味している。
【００２１】
また、第一の余弦重み付け器１３、第二の余弦重み付け器２３、第三の余弦重み付け器３３、第一の正弦重み付け器１５、第二の正弦重み付け器２５、第三の正弦重み付け器３５は、ベースバンド回路（ＢＢ ｂｌｏｃｋ）９Ｔによって制御される。
【００２２】
第一の余弦重み付け器１３、第二の余弦重み付け器２３、第三の余弦重み付け器３３のそれぞれの出力は、それぞれ第一の余弦ミキサ１２、第二の余弦ミキサ２２、第三の余弦ミキサ３２において、搬送波周波数発生器（ｃｏｓωｃｔ）６の出力で、それぞれアップコンバートされる。
第一の正弦重み付け器１５、第二の正弦重み付け器２５、第三の正弦重み付け器３５のそれぞれの出力は、それぞれ第一の正弦ミキサ１４、第二の正弦ミキサ２４、第三の正弦ミキサ３４において、搬送波周波数発生器（ｃｏｓωｃｔ）６の出力で、それぞれアップコンバートされる。
【００２３】
第一の余弦ミキサ１２の出力と第一の正弦ミキサ１４の出力は、第一の送信アンテナ（Ｖ）１１に入力する。
第二の余弦ミキサ２２の出力と第二の正弦ミキサ２４の出力は、第二の送信アンテナ（Ｎ）２１に入力する。
第三の余弦ミキサ３２の出力と第三の正弦ミキサ３４の出力は、第三の送信アンテナ（Ｈ）３１に入力する。
【００２４】
第一の送信アンテナ（Ｖ）１１、第二の送信アンテナ（Ｎ）２１、第三の送信アンテナ（Ｈ）３１は、共に、偏波した電磁波を出力する偏波アンテナであり、空間的に互いに直交するように配置されている。
第一の送信アンテナ（Ｖ）１１に入力した電気信号は、電波（電磁波）に変換されて、垂直方向の空間に放射される。
第二の送信アンテナ（Ｎ）２１に入力した電気信号は、電波（電磁波）に変換されて、法線方向の空間に放射される。
第三の送信アンテナ（Ｈ）３１に入力した電気信号は、電波（電磁波）に変換されて、水平方向の空間に放射される。
なお、垂直方向（Ｖ）、法線方向（Ｎ）、水平方向（Ｈ）と表記したのは、３本（個）のアンテナがそれぞれの偏波を放射する方向が３次元の空間で互いに直交していることを意味するものであって、絶対的な基準があることを意味するものではない。
【００２５】
《受信機１００Ｒ》
受信機１００Ｒにおいて、第一の受信アンテナ（Ｖ）４１、第二の受信アンテナ（Ｎ）５１、第三の受信アンテナ（Ｈ）６１は、共に偏波した電磁波を入力する偏波アンテナであり、空間的に互いに直交するように配置されている。
第一の受信アンテナ（Ｖ）４１に、空間の垂直方向から入力した電波（電磁波）は、電気信号に変換される。この電気信号は、第一の受信ミキサ４２に出力される。
第二の受信アンテナ（Ｎ）５１に、空間の法線方向から入力した電波（電磁波）は、電気信号に変換される。この電気信号は、第二の受信ミキサ５２に出力される。
第三の受信アンテナ（Ｈ）６１に、空間の水平方向から入力した電波（電磁波）は、電気信号に変換される。この電気信号は、第三の受信ミキサ６２に出力される。
【００２６】
第一の受信アンテナ（Ｖ）４１、第二の受信アンテナ（Ｎ）５１、第三の受信アンテナ（Ｈ）６１からのそれぞれの出力の電気信号は、それぞれ第一の受信ミキサ４２、第二の受信ミキサ５２、第三の受信ミキサ６２において、局部発振器（ｃｏｓωｃｔ）７１の出力でダウンコンバートされる。
なお、局部発振器（ｃｏｓωｃｔ）７１の出力は、搬送波周波数発生器（ｃｏｓωｃｔ）６と同一の周波数である。
第一の受信ミキサ４２、第二の受信ミキサ５２、第三の受信ミキサ６２において、ダウンコンバートされた信号は、それぞれ第一の受信重み付け器（Ｗｘ（θ，φ））４３、第二の受信重み付け器（Ｗｙ（θ，φ））５３、第三の受信重み付け器（Ｗｚ（θ，φ））６３に入力する。
なお、第一の受信重み付け器４３、第二の受信重み付け器５３、第三の受信重み付け器６３のそれぞれの重み係数は、ベースバンド回路９（９Ｒ）によって、制御される。
【００２７】
第一の受信重み付け器４３、第二の受信重み付け器５３、第三の受信重み付け器６３のそれぞれの出力は、受信合成器（Σ）７２に入力され、受信合成器（Σ）７２により合成される。
この受信合成器（Σ）７２で合成された出力は、ベースバンド回路９（９Ｒ）に入力する。
【００２８】
《回転偏波（円偏波）の原理》
送信機１００Ｔおよび受信機１００Ｒは、前記のように、空間的に互いに直交する三つのアンテナ（偏波アンテナ）を有している。この空間的に互いに直交する三つの偏波アンテナを備える理由は、回転偏波の電磁波を無線通信に利用するためである。
以下において、簡単化のために２次元（空間的に互いに直交する二つの偏波アンテナ）の場合における回転偏波（円偏波）の原理を簡単に説明する。
例えば、複素平面におけるオイラーの公式として、次の１式がよく知られている。
ｅｘｐ（ｉθ）＝ｃｏｓθ＋ｉ・ｓｉｎθ      ・・・  （１式）
ここで、ｉは虚数単位であり、θは回転角である。
１式において、θが各値をとると１式のベクトルは、円を描いて、円周を移動する（回転する）。また、ｃｏｓθは実数であり、ｉ・ｓｉｎθは虚数である。すなわち、実数軸と虚数（ｉ）軸の複素平面において、ｃｏｓθとｉ・ｓｉｎθは、ベクトルとして、円周を移動、回転する。
【００２９】
この実数軸と虚数（ｉ）軸が直交していることは、本発明の第１実施形態に係る送信アンテナである、例えば第一の送信アンテナ（Ｖ）１１と第三のアンテナ（Ｈ）３１とが、空間的に直交する方向に設置されていることに対応する。
また、第一の送信アンテナ（Ｖ）１１からｃｏｓωｐｔの偏波が電磁波として放射され、第三のアンテナ（Ｈ）３１からｓｉｎωｐｔの偏波が電磁波として放射されることに対応する。
すなわち、第一の送信アンテナ（Ｖ）１１と第三のアンテナ（Ｈ）３１が互いに空間的に直交して配置され、第一の送信アンテナ（Ｖ）１１からはｃｏｓωｐｔ、第三のアンテナ（Ｈ）３１からはｓｉｎωｐｔの電気信号を変換した電波が出力されると、合成された電波は、空間を円形に回転する回転偏波（円偏波）の電磁波（電波）となる。
【００３０】
以上は、簡単化のため、ｃｏｓωｐｔの偏波とｓｉｎωｐｔの偏波の振幅が等しいとして説明したが、第一の余弦重み付け器（Ｕｘ（θ，φ））１３と、第三の正弦重み付け器（Ｖｚ（θ，φ））３５とにおいて、それぞれの「重み付け」で振幅の比をｃｏｓωｐｔの偏波とｓｉｎωｐｔの偏波の振幅の関係を変えれば、回転する偏波（回転偏波）は、円偏波ではなく、楕円偏波となる。
あるいは、電磁波の伝搬の途中の経路の影響により、互いに直交する偏波の振幅の減少の比率が変化した場合においても楕円偏波となる場合もある。
また、以上は、簡単化のため、２次元の空間の場合の回転偏波で説明したが、３次元空間での回転偏波についても同じような原理で形成できる。すなわち、互いに空間的に直交する３本（個）のアンテナを用いればよい。
【００３１】
そのため、本発明の第１実施形態に係る送信機１００Ｔにおいて、第一の送信アンテナ（Ｖ）１１、第二の送信アンテナ（Ｎ）２１、第三の送信アンテナ（Ｈ）３１を互いに空間的に直交するように、すなわち、垂直方向、法線方向、水平方向にそれぞれの偏波が放射するように配置する。
同様に、本発明の第１実施形態に係る受信機１００Ｒにおいて、第一の受信アンテナ（Ｖ）４１、第二の受信アンテナ（Ｎ）５１、第三の受信アンテナ（Ｈ）６１を互いに空間的に直交するように、すなわち、垂直方向、法線方向、水平方向にそれぞれの偏波が放射する、または入射するように配置する。
【００３２】
《送信機１００Ｔと受信機１００Ｒの機能》
本（第１）実施形態に係る送信機１００Ｔは、前記した構成によって、第一の余弦重み付け器１３、第二の余弦重み付け器２３、第三の余弦重み付け器３３、第一の正弦重み付け器１５、第二の正弦重み付け器２５、第三の正弦重み付け器３５の重み係数を適切に調節することで、三次元空間の任意の方向に伝搬周波数が搬送波周波数発生器６の周波数と一致させることができる。
そして、偏波の回転周波数が偏波回転余弦発振器２および偏波回転正弦発振器４の周波数と一致する回転偏波を送信することができる。
【００３３】
本（第１）実施形態に係る受信機１００Ｒは、前記した構成によって、第一の受信重み付け器４３、第二の受信重み付け器５３、第三の受信重み付け器６３の重み係数を適当に調節することで、図２に示されるように三次元空間の任意の方向で到来する複数の回転偏波の合成となる同回転偏波と回転周期を同じくする楕円形状で偏波が回転する回転偏波を受信することができる。
【００３４】
なお、図２は、本発明の第１実施形態に係る無線システムの送信側の回転偏波（送信回転偏波）と受信側の回転偏波（受信回転偏波）のそれぞれの回転面ベクトルと偏波ベクトルの関係を示す図であり、（ａ）は送信回転偏波を示し、（ｂ）は受信回転偏波を示している。
また、図２（ａ）、（ｂ）において、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸は、送信機１００Ｔの第一〜第三の送信アンテナ、および受信機１００Ｒの第一〜第三の受信アンテナにおける垂直（Ｖ）、法線（Ｎ）、水平（Ｈ）の偏波の方向にそれぞれ対応する。
図２（ａ）においては、送信側の回転偏波（送信回転偏波）の回転面ベクトル２００１Ｔと偏波ベクトル２００２Ｔとを図示している。
また、図２（ｂ）においては、受信側の回転偏波（受信回転偏波）の回転面ベクトル２００１Ｒと偏波ベクトル２００２Ｒとを図示している。
なお、図２（ａ）、（ｂ）において、それぞれ円形と楕円形で表記したものは、偏波の回転軌跡である。また、φは偏波ベクトルの回転角を示している。
【００３５】
送信機１００Ｔが回転偏波の送信に用いる送信伝搬方向を変化させれば、受信機１００Ｒが受信する回転偏波は、受信伝搬方向で偏波の回転軌跡となる楕円形状は変化する。
受信機に到来する反射波で構成される主たる(信号強度が安定している)到来波は、送受信点間でスネルの法則を満たし、有限であるので、特定の到来波の受信伝搬方向に受信アンテナが一致するとき、特定の到来波は回転偏波の楕円形状に寄与できず、この特定の受信伝搬方向で回転偏波の楕円形状の変化は停留する。
【００３６】
図１に示すベースバンド回路９（９Ｔ，９Ｒ）において、ベースバンド回路９（９Ｔ）は、第一の余弦重み付け器１３、第二の余弦重み付け器２３、第三の余弦重み付け器３３、第一の正弦重み付け器１５、第二の正弦重み付け器２５、第三の正弦重み付け器３５の重み係数を制御して複数の三次元的空間方向で回転偏波を送信する。
また、ベースバンド回路９（９Ｒ）は、第一の受信重み付け器４３、第二の受信重み付け器５３、第三の受信重み付け器６３の重み係数を制御して、前記楕円形状の変化が停留性を示す特定の受信伝搬方向を検出する。
この特定の受信伝搬方向が検出されたら、この方向でベースバンド回路９（９Ｔ）は回転偏波を送信するように送信機を制御する。
【００３７】
＜第１実施形態の効果＞
第１実施形態によれば、無線機１００は、無線通信の送受信間に形成される複数の有限の伝搬路に依存した通信をすることができる。本発明の第１実施形態の無線機を複数用いることにより、送受信間に形成される無線伝搬路を選択して、人為的あるいは自然的な特定の伝送路の障害および妨害に対して、強い耐性を持つ無線システムを実現することができる。
【００３８】
≪第２実施形態≫
本発明の第２実施形態では、送受信機が回転偏波を用いて複数の伝搬路を選択的に使用する無線システムの構成例を図３、図４および図５を参照して説明する。
図３は、本発明の第２実施形態に係る送受信機が回転偏波を使い複数の回転偏波伝搬路を選択的に使用する無線システムの構成例を示す図である。
図３において、無線機１００および無線機２００が一対となって無線通信を行う。
【００３９】
無線機１００は、送信機１００Ｔと受信機１００Ｒを備えて構成されている。図３における送信機１００Ｔと受信機１００Ｒは、図１における送信機１００Ｔと受信機１００Ｒの構成と同じであるので、同一符号を付して重複する説明は省略する。
なお、図３におけるベースバンド回路９は、図１におけるベースバンド回路９Ｔとベースバンド回路９Ｒを有するものである。また、図３における送信機１００Ｔと受信機１００Ｒの配置と図１における送信機１００Ｔと受信機１００Ｒの配置は異なって表記しているが、機能、構成は同じである。
【００４０】
無線機２００は、送信機２００Ｔと受信機２００Ｒを備えて構成されている。
図３における送信機２００Ｔを構成する情報信号発生器（ωＩ）１０１、偏波回転余弦発振器（ｃｏｓωｐｔ）１０２、偏波回転正弦発振器（ｓｉｎωｐｔ）１０４、第一の乗算器１０３、第二の乗算器１０５、ベースバンド回路１０９は、図３における送信機１００Ｔの情報信号発生器（ωＩ）１、偏波回転余弦発振器（ｃｏｓωｐｔ）２、偏波回転正弦発振器（ｓｉｎωｐｔ）４、第一の乗算器３、第二の乗算器５、ベースバンド回路９にそれぞれ対応し、符号は異なるが同一の機能、構成である。
また、図３における送信機２００Ｔを構成する第一の余弦重み付け器（Ｕｘ（θ，φ））１１３、第二の余弦重み付け器（Ｕｙ（θ，φ））１２３、第三の余弦重み付け器（Ｕｚ（θ，φ））１３３、第一の正弦重み付け器（Ｖｘ（θ，φ））１１５、第二の正弦重み付け器（Ｖｙ（θ，φ））１２５、第三の正弦重み付け器（Ｖｚ（θ，φ））１３５は、図３における送信機１００Ｔの第一の余弦重み付け器（Ｕｘ（θ，φ））１３、第二の余弦重み付け器（Ｕｙ（θ，φ））２３、第三の余弦重み付け器（Ｕｚ（θ，φ））３３、第一の正弦重み付け器（Ｖｘ（θ，φ））１５、第二の正弦重み付け器（Ｖｙ（θ，φ））２５、第三の正弦重み付け器（Ｖｚ（θ，φ））３５にそれぞれ対応し、符号は異なるが同一の機能、構成である。
【００４１】
また、図３における送信機２００Ｔを構成する搬送波周波数発生器（ｃｏｓωｃｔ）１０６、第一の余弦ミキサ１１２、第二の余弦ミキサ１２２、第三の余弦ミキサ１３２、第一の正弦ミキサ１１４、第二の正弦ミキサ１２４、第三の正弦ミキサ１３４は、図３における送信機１００Ｔの搬送波周波数発生器（ｃｏｓωｃｔ）６、第一の余弦ミキサ１２、第二の余弦ミキサ２２、第三の余弦ミキサ３２、第一の正弦ミキサ１４、第二の正弦ミキサ２４、第三の正弦ミキサ３４にそれぞれ対応し、符号は異なるが同一の機能、構成である。
また、図３における送信機２００Ｔを構成する第一の送信アンテナ１１１、第二の送信アンテナ１２１、第三の送信アンテナ１３１は、図３における送信機１００Ｔの第一の送信アンテナ１１、第二の送信アンテナ２１、第三の送信アンテナ３１にそれぞれ対応し、符号は異なるが同一の機能、構成である。
【００４２】
図３における受信機２００Ｒを構成する第一の受信アンテナ１４１、第二の受信アンテナ１５１、第三の受信アンテナ１６１は、図３における受信機１００Ｒの第一の受信アンテナ４１、第二の受信アンテナ５１、第三の受信アンテナ６１にそれぞれ対応し、符号は異なるが同一の機能、構成である。
また、図３における受信機２００Ｒを構成する第一の受信ミキサ１４２、第二の受信ミキサ１５２、第三の受信ミキサ１６２、局部発振器（ｃｏｓωｃｔ）１７１は、図３における受信機１００Ｒの第一の受信ミキサ４２、第二の受信ミキサ５２、第三の受信ミキサ６２、局部発振器（ｃｏｓωｃｔ）７１にそれぞれ対応し、符号は異なるが同一の機能、構成である。
また、図３における受信機２００Ｒを構成する第一の受信重み付け器（Ｗｘ（θ，φ））１４３、第二の受信重み付け器（Ｗｙ（θ，φ））１５３、第三の受信重み付け器（Ｗｚ（θ，φ））１６３、受信合成器（Σ）１７２、ベースバンド回路１０９は、図３における受信機１００Ｒの第一の受信重み付け器（Ｗｘ（θ，φ））４３、第二の受信重み付け器（Ｗｙ（θ，φ））５３、第三の受信重み付け（Ｗｚ（θ，φ））器６３、受信合成器（Σ）７２、ベースバンド回路９（９Ｒ）にそれぞれ対応し、符号は異なるが同一の機能、構成である。
【００４３】
以上のように、図３における送信機２００Ｔは、図３における送信機１００Ｔに対応し、符号は異なるが同一の機能、構成である。
また、図３における受信機２００Ｒは、図３における受信機１００Ｒに対応し、符号は異なるが同一の機能、構成である。
【００４４】
図３における無線機１００、および無線機２００の機能は、図１で示し、説明した無線機１００と同一の機能である。
図３における無線機１００、および無線機２００が一対となって、無線通信を行う。
無線機１００の送信機１００Ｔは、複数の送信アンテナ１１，２１，３１を用いて情報（ωＩ）を搬送波の周波数（ωｐ）とは異なる周波数で偏波が回転する電波(回転偏波)を用い、時分割で複数の三次元的な伝搬方向の送信をする。
無線機２００の受信機２００Ｒは、複数の受信アンテナ１４１，１５１，１６１を用いて複数の三次元的な到来方向で回転偏波を受信する。
受信機２００Ｒは、一般に惰円形状の回転偏波の軌跡の変化が停留する方向を検出し、この検出後に送信機１００Ｔが、回転偏波を送信する伝搬方向を、受信機２００Ｒが検出した停留方向に一致させ、新たに、送信機１００Ｔが回転偏波を送信する手順を繰り返す。
【００４５】
無線伝搬の物理的性質により、一対の無線機（１００，２００）が同一の動作を繰り返し行うことで、停留方向は特定の方向に収束する。
この収束方向は、送受信間に形成される複数の有限個の無線伝搬路の一つの方向に他ならない。無線機１００は、無線伝搬路の一つとして、この収束方向を記憶しておく。
そして、複数の有限個の他の無線伝搬路を探索するため、前記の収束方向と空間的に直交する方向で、送信機１００Ｔは送信を行う。
受信機２００Ｒは、他の無線伝搬路としての回転偏波の軌跡の変化の停留方向を検出する。
ベースバンド回路９は送信機１００Ｔに、受信機２００Ｒで検出した停留方向での送信を指示し、この動作を繰返して他の新たな受信伝搬の収束方向を検出する。
【００４６】
以上の動作を繰り返すことで、第２実施形態の無線機１００で構築される無線システムは、送受信間に形成される複数の無線伝搬路を特定し、無線機１００から特定の無線伝搬路が送受信機へと結合する送信伝搬方向と受信伝搬方向を決定することができる。
【００４７】
＜送信伝搬方向の推移＞
前記の制御に従う無線機１００から無線機２００への送信伝搬方向の推移を、無線機１００のアンテナＡＴ１，ＡＲ１と、無線機２００のアンテナＡＴ２，ＡＲ２を用いて示し、時系列で図４を参照して説明する。
なお、アンテナＡＴ１は、図３の送信アンテナ１１，２１，３１に相当する。アンテナＡＲ１は、図３の受信アンテナ４１，５１，６１に相当する。アンテナＡＴ２は、図３の送信アンテナ１１１，１２１，１３１に相当する。アンテナＡＲ２は、図３の受信アンテナ１４１，１５１，１６１に相当する。
図４は、本発明の第２実施形態に係る送信機と受信機を具備する無線機に到来する反射波と無線機から放射される電波を示す図であり、（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ送信機と受信機が望ましいアンテナの電波の方向を相互に見出す過程の例を順に示している（白抜き矢印参照）。
また、図４における一連の（ａ）〜（ｅ）の各図は、座標原点に位置する送信機と受信機を具備する無線機に到来する反射波と無線機から放射される該反射波を形成する電波を太い矢印で表わしている。
【００４８】
前記したように、無線機１００は同じ構成を持つ無線機２００と交信をしている。見通し波が期待できない無線通信においては、スネルの法則を満足する幾何光学的反射波が主体となる。
この幾何光学的反射波は、送受信点の位置と、電磁波散乱体の表面の空間座標および法線方向で決定される。そのため、座標原点を中心にして立体的に変化する無線機のアンテナの方向にはよらず、図４の幾何光学的反射波の到来方向をおよび放射方向を示す太い矢印（例えばＣ１〜Ｃ５）は、両無線機で固定である。
すなわち、図４の（ａ）、（ｄ）、（ｅ）において、無線機１００（送信機１００Ｔ、受信機１００Ｒ）における幾何光学的反射波の到来方向をおよび放射方向を示す太い矢印Ｃ１〜Ｃ５は、（ａ）、（ｄ）、（ｅ）で同一の方向である。
また、図４の（ｂ）、（ｃ）において、無線機２００（送信機２００Ｔ、受信機２００Ｒ）における幾何光学的反射波の到来方向をおよび放射方向を示す太い矢印Ｃ１〜Ｃ５は、（ｂ）、（ｃ）で同一の方向である。
【００４９】
次に、図４の（ａ）〜（ｅ）の工程を時系列として順に説明する。
（ａ）まず、送信機１００Ｔ（無線機１００の送信機）は、任意の方向にアンテナＡＴ１を設定して、電磁波を放射する。
（ｂ）無線機２００の受信機２００Ｒは、アンテナＡＲ２を電気的に任意の方向に変化させ、受信信号強度の変化が停留する方向を探し出す。すなわち、この時点で最も受信信号強度が高いアンテナＡＲ２の方向を探し出す。
なお、アンテナＡＲ２の方向に変化させるのに電気的な方法とは、図３の第一の受信重み付け器（Ｗｘ（θ，φ））１４３、第二の受信重み付け器（Ｗｙ（θ，φ））１５３、第三の受信重み付け器（Ｗｚ（θ，φ））１６３の重み付けによって、等価的にアンテナの方向を変える方法であるので、図４（ｂ）のアンテナＡＲ２は破線で表記している。
【００５０】
（ｃ）無線機２００の送信機２００Ｔは、（ｂ）の過程で探し出した受信信号強度の変化が停留する方向にアンテナＡＴ２の向きを設定し、電磁波を放射する。
（ｄ）無線機１００の受信機１００Ｒは、アンテナＡＲ１を電気的に任意の方向に変化させ、受信信号強度の変化が停留する方向を探し出す。なお、アンテナＡＲ１は、電気的に任意の方向に変化するので、図４（ｄ）のアンテナＡＲ１は破線で表記している。
（ｅ）無線機１００の送信機１００Ｔは、（ｄ）の過程で探し出した方向にアンテナＡＴ１の向きを設定し電磁波を放射する。
なお、（ａ）において、送信機１００ＴのアンテナＡＴ１の方向は、無線伝搬路の候補であるＣ１やＣ２と方向がずれているが、（ｅ）においては、収束する方向に向かっているため、アンテナＡＴ１の方向は、無線伝搬路の候補の一つであるＣ１とほぼ重なっている。
【００５１】
以上の（ａ）〜（ｅ）の工程を繰り返す。
無線機１００および無線機２００の送信機のアンテナ設置方向が収束したとみなせる段階で、無線機１００および無線機２００は、有限の幾何光学的反射波の伝搬路の各無線機への到来方向を特定する。そして、この到来方向を記憶しておく。
特定後、両無線機（１００，２００）は、特定済みの幾何光学的反射波の伝搬路の各無線機への到来方向とは異なる方向にアンテナを設定して、他の有効な伝搬路を探索するために電磁波放射を再開する。そして、他の伝搬路の収束した到来方向を特定し、記憶する。
以上の処理を繰り返して、両無線機（１００，２００）間に形成される複数の有限の幾何光学的反射波の伝搬路を順次抽出し、記憶する。
記憶された到来方向は、有効な伝搬路として、適宜、通信に用いられる。
【００５２】
＜送信伝搬方向の制御フロー＞
次に、前記の制御を実現するフローの例を、図５を参照して説明する。
図５は、本発明の第２実施形態に係る無線システムの送受信の伝搬方向を制御するフローの一例を示す図である。
図５のフローによって、二つの無線機は、無線機の設置場所を原点とする各座標系においてオイラー角θ，φ，Ψで幾何光学的反射波の伝搬路の方向を決定する。
図５における送信伝搬方向を制御するフローについて、ステップＳ５０１〜ステップＳ５１１を参照して、順に説明する。
【００５３】
《ステップＳ５０１》
まず、オイラー角θ，φ，Ψで幾何光学的反射波の伝搬路の方向を決定に際しての一連の繰返し手順において、前回の手順におけるオイラー角θ，φ，Ψとの差分を示す変数θｏｌｄ,φｏｌｄ, Ψｏｌｄをゼロにリセットする。
そして、ステップＳ５０２に移行する。
【００５４】
《ステップＳ５０２》
ステップＳ５０２において、一つの幾何光学的反射波の伝搬路を特定するための繰返し制御変数iを１にセットする（ｉ＝１）。
【００５５】
《ステップＳ５０３》
ステップＳ５０３において、各手順で求まるオイラー角θｉ ，φｉ，Ψｉの初期値をゼロとする。
【００５６】
《ステップＳ５０４》
ステップＳ５０４において、送信機は回転偏波の電磁波を放射するアンテナの角度をオイラー角θｉ ，φｉ，Ψｉによって設定する。
【００５７】
《ステップＳ５０５》
受信機は、空間的に直交する３本（個）のアンテナで受信される電力の重みを変えて、受信電力を測定し、回転偏波の偏波回転に対して、受信電力値が停留する方向θｒ ，φｒ，Ψｒを求め、それらをi番目の手順におけるθｉ ，φｉ，Ψｉとする。
【００５８】
《ステップＳ５０６》
ステップＳ５０６において、θｉ ，φｉ，Ψｉとθｏｌｄ,φｏｌｄ,Ψｏｌｄとの差分をとる。
そして、この差分がいずれのオイラー角においても、所定の値よりも十分小さい場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ５０８に進む。
また、前記の差分が、いずれのオイラー角においても、所定の値よりも十分小さくない場合（Ｎｏ）には、ステップＳ５０７に進む。
【００５９】
《ステップＳ５０７》
ステップＳ５０７において、θｏｌｄ,φｏｌｄ,Ψｏｌｄに、それぞれθｉ ，φｉ，Ψｉの値を代入し、ステップＳ５０４に戻る。
すなわち、送信機は回転偏波の電磁波を放射するアンテナの角度をオイラー角θｉ ，φｉ，Ψｉによって設定して、ステップＳ５０４以下の処理を繰り返す。
【００６０】
《ステップＳ５０８》
ステップＳ５０８においては、ステップＳ５０７におけるθｉ ，φｉ，Ψｉの値を幾何光学的反射波の伝搬路の一つの収束方向として記憶する。
そして、ステップＳ５０９に進む。
【００６１】
《ステップＳ５０９》
ステップＳ５０９においては、制御変数ｉを一つ増やす（ｉ＝ｉ＋１）。
そして、ステップＳ５１０に進む。
【００６２】
《ステップＳ５１０》
ステップＳ５１０においては、θｉ ，φｉ，Ψｉで示される方向と直角の方向を示すオイラー角である、⊥θ ,⊥φ ,⊥Ψを新たなθｉ ，φｉ，Ψｉとする。
なお、ステップＳ５０８で記憶した一つの収束方向に対して、ステップＳ５１０で直角の方向を新たな方向として選択するのは、別の無線伝搬路を探索する方法として有力であるからである。
そして、ステップＳ５１１に進む。
【００６３】
《ステップＳ５１１》
ステップＳ５１１においては、変数θｏｌｄ,φｏｌｄ, Ψｏｌｄをゼロにリセットする。
そして、ステップＳ５０４に戻る。
すなわち、送信機は回転偏波の電磁波を放射するアンテナの角度をオイラー角θｉ ，φｉ，Ψｉによって設定して、ステップＳ５０４以下の処理を繰り返す。
【００６４】
＜第２実施形態の効果＞
第２実施形態によれば、無線システムを構築する無線機は、通信を行う特定の無線機対において、送受信点間に形成される有限複数個の無線伝搬路を識別し、かつ、それらを選択して通信に用いることができる。
そのため、障害・妨害を受けた伝送路を回避あるいは除去して通信が可能となるので、人為的あるいは自然的な特定の伝送路の障害および妨害に対し強い耐性を持つ無線システム、ネットワークを実現することができる。
【００６５】
≪第３実施形態≫
本発明の第３実施形態では、送受信機が回転偏波を使い、複数の回転偏波伝搬路を選択的に使用する無線システムを構築する無線機の他の構成例を、図６を参照して説明する。
図６は、本発明の第３実施形態に係る無線システムの無線機３００の構成例を示す図である。
図６において、無線機３００は、送信機３００Ｔと受信機３００Ｒを備えて構成されている。
図６における無線機３００が図１における無線機１００と異なる点は、送信機３００Ｔに、新たに強相関符号発生器（ＳＣＣ：Strong Correlation Code）８１と第三の乗算器８２を備えたことであり、また受信機３００Ｒに、新たに強相関符号発生器（ＳＣＣ）９１と第四の乗算器９２と循環器９３とを備えたことである。
【００６６】
送信機３００Ｔにおいて、情報信号発生器（ωＩ）１の出力と強相関符号発生器（ＳＣＣ）８１の出力とを第三の乗算器８２に入力して、重畳（拡散符号化）している。そして、この情報信号に強相関符号を重畳した出力を二分岐し、出力の一方を第一の乗算器３に送り、出力の他方を第二の乗算器５に送っている。
図６における送信機３００Ｔの他の構成は、図１における送信機１００Ｔの構成と同一である。重複する説明は省略する。
このように、送信機３００Ｔにおいては、情報信号に強相関符号を重畳することが特徴である。この強相関符号に、例えば、自己相間関数や相互相間関数を用いると、送受信機における信号の同期や、複数の無線機の信号の識別を容易にする機能を付加することができる。
【００６７】
受信機３００Ｒにおいて、受信合成器７２の出力を循環器９３に入力し、ベースバンド回路９で制御される循環器９３でタイミングをずらせながら、第四の乗算器９２を用いて強相関符号発生器（ＳＣＣ）９１の出力と相関をとることである。
なお、図６において、循環器９３において周回する細線の矢印は、前記の「タイミングをずらせながら」の動作を抽象的に表記している。
また、受信機３００Ｒの強相関符号発生器９１の符号は、送信機３００Ｔの強相関符号発生器８１の符号と同一のものを用いる。
図６における受信機３００Ｒの他の構成は、図１における受信機１００Ｒの構成と同一である。重複する説明は省略する。
このように、受信機３００Ｒは、送信機３００Ｔと同一の強相関符号を用いて復号する。
したがって、前記したように、この強相関符号に、例えば、自己相間関数や相互相間関数を用いると、送受信機における信号の同期や、複数の無線機の信号の識別が容易になる。
【００６８】
＜第３実施形態の効果＞
第３実施形態によれば、回転偏波の一周期に対応させ、送信機３００Ｔにおいて情報信号を強相関符号で拡散符号化し、受信機３００Ｒで同一の強相関符号で復号することにより特定の送信偏波に対する受信信号の通信品質を知ることができる。
すなわち、送信機が通信品質の良好な偏波を用いて送信することができるので、無線通信の品質が向上する。
【００６９】
≪第４実施形態≫
本発明の第４実施形態では、送受信機が回転偏波を使い、複数の回転偏波伝搬路を選択的に使用する無線システムを構築する無線機の他の構成例を、図７を参照して説明する。
図７は、本発明の第４実施形態に係る無線システムの無線機４００の構成例を示す図である。
図７において、無線機４００は、送信機４００Ｔと受信機４００Ｒを備えて構成されている。
図７における無線機４００が図６における無線機３００と異なる点は、送信機４００Ｔに、新たに同期符号発生器（ＳＣ：Synchronized Code）８４と送信符号切替器８５備えたことであり、また受信機４００Ｒに、新たに同期符号発生器（ＳＣ）９４と受信符号切替器９５を備えたことである。
【００７０】
送信機４００Ｔにおいて、同期符号発生器（ＳＣ）８４の出力と強相関符号発生器（ＳＣＣ）８１の出力とを送信符号切替器８５で時間的に切り替える。なお、送信符号切替器８５の切り替えは、ベースバンド回路９（９Ｔ）で制御される。
そして、情報信号発生器（ωＩ）１の出力と、送信符号切替器８５で切り替えられた同期符号発生器（ＳＣ）８４の出力または強相関符号発生器（ＳＣＣ）８１の出力とを第三の乗算器８２に入力して、重畳している。
図７における送信機４００Ｔの他の構成は、図６における送信機３００Ｔの構成と同一である。重複する説明は省略する。
このように、第４実施形態の送信機４００Ｔの特徴は、強相関符号発生器８１の他に同期符号発生器８４を用いており、送受信機における信号の同期の機能を強化したことである。
【００７１】
受信機４００Ｒにおいて、同期符号発生器（ＳＣ）９４の出力と強相関符号発生器（ＳＣＣ）９１の出力とを受信符号切替器９５で時間的に切り替える。なお、受信符号切替器９５の切り替えは、ベースバンド回路９（９Ｒ）で制御される。
そして、循環器９３からの出力と受信符号切替器９５で切り替えられた同期符号発生器９４の出力または強相関符号発生器９１の出力とを第四の乗算器９２に入力して、循環器９３からの信号と同期符号発生器９４または強相関符号発生器９１の符号との相関をとっている。
なお、受信機４００Ｒの同期符号発生器９４の符号は、送信機４００Ｔの同期符号発生器８４の符号と同一のものを用いる。
また、受信機４００Ｒの受信符号切替器９５と送信機４００Ｔの送信符号切替器８５は、ベースバンド回路９（９Ｔ，９Ｒ）の制御のもとに同一のタイミングで同期符号発生器（８４，９４）と強相関符号発生器（８１，９１）とを切り替える。
図７における受信機４００Ｒの他の構成は、図３における受信機３００Ｒの構成と同一である。重複する説明は省略する。
【００７２】
このように、受信機４００Ｒは、送信機４００Ｔの同期符号発生器９４と同一の同期符号の同期符号発生器９４を用いて復号する。
すなわち、ベースバンド回路９（９Ｔ，９Ｒ）は、同一のタイミングで送信機４００Ｔおよび受信機４００Ｒが用いる符号を、送信符号切替器８５と受信符号切替器９５とで強相関符号と同期符号とに切り替える。これによって、無線機４００は、強相関符号を用いるタイミングとは別のタイミングで、同期符号を用いて送受信機間の同期を取ることができる。
したがって、送受信機における信号の同期の機能が強化される。
【００７３】
＜第４実施形態の効果＞
第４実施形態によれば、送受信機の同期により送受信間の一連の時系列処理を精度よく実行できるので、回転偏波を用いる複数の伝搬路を識別する精度を向上させることができる。
また、人為的、あるいは自然的な特定の伝送路の障害および妨害に対し強い耐性を強化することが可能となる。
【００７４】
≪第５実施形態≫
本発明の第５実施形態では、送受信機が回転偏波を使い、複数の回転偏波伝搬路を選択的に使用する無線システムを構築する無線機の送信機の構成例を、図８を参照して説明する。
図８は、本発明の第５実施形態に係る無線システムの送信機５００Ｔの構成例を示す図である。
送信機５００Ｔは、情報信号発生器（ωＩ）１、第一周波数余弦発生器（ｃｏｓω１ｔ）２０１、第二周波数余弦発生器（ｃｏｓω２ｔ）２０３、第一周波数正弦発生器（ｓｉｎω１ｔ）２１１、第二周波数正弦発生器（ｓｉｎω２ｔ）２１３、第一の乗算器２０２、第二の乗算器２０４、第三の乗算器２１２、第四の乗算器２１４、加算器２０５、減算器２１５、ベースバンド回路（ＢＢ ｂｌｏｃｋ）９を備えている。
また、送信機５００Ｔは、第一の余弦重み付け器（Ｕｘ（θ，φ））１３、第二の余弦重み付け器（Ｕｙ（θ，φ））２３、第三の余弦重み付け器（Ｕｚ（θ，φ））３３、第一の正弦重み付け器（Ｖｘ（θ，φ））１５、第二の正弦重み付け器（Ｖｙ（θ，φ））２５、第三の正弦重み付け器（Ｖｚ（θ，φ））３５を備えている。
また、送信機５００Ｔは、第一の送信アンテナ（Ｖ）１１、第二の送信アンテナ（Ｎ）２１、第三の送信アンテナ（Ｈ）３１を備えている。
【００７５】
送信機５００Ｔにおいて、送信機の情報信号は、情報信号発生器１で生成、発生する。
情報信号発生器１の出力を二分岐し、出力の一方をさらに二分岐して第一の乗算器２０２と第二の乗算器２０４とに送る。また、出力の他方をさらに二分岐して第三の乗算器２１２と第四の乗算器２１４とに送る。
【００７６】
第一の乗算器２０２において、情報信号発生器（ωＩ）１の出力と第一周波数余弦発生器（ｃｏｓω１ｔ）２０１の出力とを重畳する。
第二の乗算器２０４において、情報信号発生器（ωＩ）１の出力と第二周波数余弦発生器（ｃｏｓω２ｔ）２０３の出力とを重畳する。
第三の乗算器２１２において、情報信号発生器（ωＩ）１の出力と第一周波数正弦発生器（ｓｉｎω１ｔ）２１１の出力とを重畳する。
第四の乗算器２１４において、情報信号発生器（ωＩ）１の出力と第二周波数正弦発生器（ｓｉｎω２ｔ）２１３の出力とを重畳する。
また、加算器２０５において、第一の乗算器２０２の出力と第二の乗算器２０４の出力とを加算する。
また、減算器２１５において、第三の乗算器２１２の出力と第四の乗算器２１４の出力とを減算する。
【００７７】
加算器２０５の出力の信号を三分岐して、それぞれ第一の余弦重み付け器（Ｕｘ（θ，φ））１３、第二の余弦重み付け器（Ｕｙ（θ，φ））２３、第三の余弦重み付け器（Ｕｚ（θ，φ））３３に送る。
減算器２１５の出力の信号を三分岐して、それぞれ第一の正弦重み付け器（Ｖｘ（θ，φ））１５、第二の正弦重み付け器（Ｖｙ（θ，φ））２５、第三の正弦重み付け器（Ｖｚ（θ，φ））３５に送る。
なお、第一の余弦重み付け器１３、第二の余弦重み付け器２３、第三の余弦重み付け器３３、第一の正弦重み付け器１５、第二の正弦重み付け器２５、第三の正弦重み付け器３５は、ベースバンド回路（ＢＢ ｂｌｏｃｋ）９によって制御される。
【００７８】
第一の余弦重み付け器（Ｕｘ（θ，φ））１３の出力と第一の正弦重み付け器（Ｖｘ（θ，φ））１５の出力は、第一の送信アンテナ（Ｖ）１１に入力する。
第二の余弦重み付け器（Ｕｙ（θ，φ））２３の出力と第二の正弦重み付け器（Ｖｙ（θ，φ））２５の出力は、第二の送信アンテナ（Ｎ）２１に入力する。
第三の余弦重み付け器（Ｕｚ（θ，φ））３３の出力と第三の正弦重み付け器（Ｖｚ（θ，φ））３５の出力は、第三の送信アンテナ（Ｈ）３１に入力する。
【００７９】
第一の送信アンテナ１１、第二の送信アンテナ２１、第三の送信アンテナ３１は、共に、偏波した電磁波を出力する偏波アンテナであり、空間的に互いに直交するように配置されている。
第一の送信アンテナ（Ｖ）１１に入力した電気信号は、電波（電磁波）に変換されて、垂直方向の空間に放射される。
第二の送信アンテナ（Ｎ）２１に入力した電気信号は、電波（電磁波）に変換されて、法線方向の空間に放射される。
第三の送信アンテナ（Ｈ）３１に入力した電気信号は、電波（電磁波）に変換されて、水平方向の空間に放射される。
【００８０】
以上の構成によって、図１に示した第１実施形態の無線機１００の送信機１００Ｔと同じような機能の回転偏波を出力する送信機５００Ｔを製作できる。なお、図５の送信機５００Ｔでは、図１の送信機１００Ｔにおけるミキサ（１２，２２，３２，１４，２４，３４：図１）を用いていない。
また、以上の構成において、加算器２０５は、搬送波となるｃｏｓω１ｔとｃｏｓω２ｔとを加算している。また、減算器２１５は、搬送波となるｓｉｎω１ｔとｓｉｎω２ｔとを減算している。
搬送波が加算された電波と減算された電波とでは、空間おける偏波の回転方向が異なる。
すなわち、加算された場合には、いわば右回りの円偏波（回転偏波）が出力され、減算された場合には、いわば左回りの円偏波（回転偏波）が出力される。この右回りと左回りの偏波とで合成された偏波は、ゆっくりと回転することになる。ゆっくりと回転するので受信側での電波の検出が容易になる。
なお、この場合には、偏波（回転偏波）の回転周波数は、電波の搬送波の周波数よりも低くなる。
【００８１】
＜第５実施形態の効果＞
第５実施形態によれば、図1に示した第１実施形態の無線機１００の送信機１００Ｔと比べて、ミキサ（１２，２２，３２，１４，２４，３４：図１）を削除できる。
また、ミキサの削減による装置の小型化に効果あるのみならず、装置の温度変化・経年変化を抑制することが可能となる。
また、受信側での電波の検出が容易になる。
【００８２】
≪第６実施形態≫
本発明の第６実施形態では、送受信機が回転偏波を使い、複数の回転偏波伝搬路を選択的に使用する無線システムを構築する無線機の送信機の構成例を、図９を参照して説明する。
図９は、本発明の第６実施形態に係る無線システムの送信機６００Ｔの構成例を示す図である。
図９において、第６実施形態の送信機６００Ｔが、図１に示した第１実施形態の送信機１００Ｔと異なる点は、第一〜第三の余弦重み付け器（１３，２３，３３）、および第一〜第三の正弦重み付け器（１５，２５，３５）と、第一〜第三アンテナ（１１，２１，３１）との間の回路構成である。
【００８３】
図９における第６実施形態の送信機６００Ｔには、図１における第１実施形態の送信機１００Ｔの搬送波周波数発生器６と結合する第一の余弦ミキサ１２、第二の余弦ミキサ２２、第三の余弦ミキサ３２、第一の正弦ミキサ１４、第二の正弦ミキサ２４、第三の正弦ミキサ３４が削除されている。
これらの回路の代わりに、図９における第６実施形態の送信機６００Ｔには、クロック発生回路（ＣＬＫ）３１０と、第一の余弦デルタシグマ変調器（ΔΣ）３１１と第一の余弦フィルタ３１２の従属結合、第二の余弦デルタシグマ変調器（ΔΣ）３２１と第二の余弦フィルタ３２２の従属結合、第三の余弦デルタシグマ変調器（ΔΣ）３３１と第三の余弦フィルタ３３２の従属結合がある。
また、第一の正弦デルタシグマ変調器（ΔΣ）３１３と第一の正弦フィルタ３１４の従属結合、第二の正弦デルタシグマ変調器（ΔΣ）３２３と第二の正弦フィルタ３２４の従属結合、第三の正弦デルタシグマ変調器（ΔΣ）３３３と第三の正弦フィルタ３３４の従属結合が用いられている。
なお、第一〜第三の余弦デルタシグマ変調器（ΔΣ）３１１，３２１，３３１と、第一〜第三の正弦デルタシグマ変調器（ΔΣ）３１３，３２３，３３３は、クロック発生回路（ＣＬＫ）３１０で動作する、
これらの回路は、図１における第１実施形態の送信機１００Ｔにはない。
【００８４】
以上の図９に示した送信機６００Ｔの回路構成は、図１の送信機１００Ｔのアナログ回路である余弦ミキサと正弦ミキサを削除し、それらの代わりにデジタル回路である余弦デルタシグマ変調器、正弦デルタシグマ変調器、余弦フィルタ、正弦フィルタに置き換えたものである。
したがって、回転偏波を使い、複数の回転偏波伝搬路を選択的に使用する無線システムの送信機という観点では、図９に示した送信機６００Ｔは、図１の送信機１００Ｔと同じ機能を有している。
図９に示した送信機６００Ｔは、アンテナ（１１，２１，３１）以外は、デジタル回路で構成されている。
【００８５】
＜第６実施形態の効果＞
第６実施形態によれば、送信機をデジタル回路で構成できるので、装置の小型化、長寿命化および無調整化に効果がある。
【００８６】
≪第７実施形態≫
本発明の第７実施形態では、送受信機が回転偏波を使い、複数の回転偏波伝搬路を選択的に使用する無線システムを構築する無線機の構成例を、図１０を参照して説明する。
図１０は、本発明の第７実施形態に係る無線システムの無線機７００の構成例を示す図である。
図１０において、第７実施形態の無線機７００が図１の第１実施形態の無線機１００と異なる点は、第一のサーキュレータ４０１、第二のサーキュレータ４０２、第三のサーキュレータ４０３を新たに備えたことである。
また、送受信の共用のアンテナとして、第一の送受共用アンテナ（Ｖ）４１０、第二の送受共用アンテナ（Ｎ）４２０、第三の送受共用アンテナ（Ｈ）４３０を備えたことである。
なお、これらの送受信の共用のアンテナを設けたことにより、図１の第１実施形態における送信機１００Ｔの第一〜第三の送信アンテナ（１１，２１，３１）、および受信機１００Ｒの第一〜第三の受信アンテナ（４１，５１，６１）を、図１０においては、削除している。
【００８７】
図１０において、第一の送受共用アンテナ４１０、第二の送受共用アンテナ４２０、第三の送受共用アンテナ４３０のそれぞれの端子が、第一のサーキュレータ４０１、第二のサーキュレータ４０２、第三のサーキュレータ４０３のそれぞれの第一ポートで結合している。
また、第一のサーキュレータ４０１の第二ポートに、第一の余弦ミキサ１２の出力と第一の正弦ミキサ１４の出力が結合し、第三ポートに、第一の受信ミキサ４２の入力が結合している。
また、第二のサーキュレータ４０２の第二ポートに、第二の余弦ミキサ２２の出力と第二の正弦ミキサ２４の出力が結合し、第三ポートに、第二の受信ミキサ５２の入力が結合している。
また、第三のサーキュレータ４０３の第二ポートに、第三の余弦ミキサ３２の出力と第三の正弦ミキサ３４の出力が結合し、第三ポートに、第三の受信ミキサ６２の入力が結合している。
【００８８】
図１０の回路において、第７実施形態の無線機７００が図１の第１実施形態の無線機１００と異なるのは、前記したように、サーキュレータ（４０１，４０２，４０３）と、送受信共用アンテナ（４１０，４２０，４３０）を備えたことである。
そして、図１０の回路におけるサーキュレータ（４０１，４０２，４０３）と、送受信共用アンテナ（４１０，４２０，４３０）との組み合わせは、図１の送信アンテナ（１１，２１，３１）、受信アンテナ（４１，５１，６１）と同等の機能を有する。
したがって、回転偏波を使い、複数の回転偏波伝搬路を選択的に使用する無線システムの送信機という観点では、図１０に示した無線機７００は、図１の無線機１００と同じ機能を有している。
【００８９】
＜第７実施形態の効果＞
第７実施形態によれば、無線機のアンテナの数を削減できるので、装置の小型化および外部衝撃に対する装置の堅牢性を向上させることがきる。
【００９０】
≪第８実施形態≫
本発明の第８実施形態では、送受信機が回転偏波を使い、複数の回転偏波伝搬路を選択的に使用する無線システムを構築する無線機の構成例を、図１１を参照して説明する。
図１１は、本発明の第８実施形態に係る無線システムの無線機８００の構成例を示す図である。
図１１において、第８実施形態の無線機８００が図１０の第７実施形態の無線機７００と異なる点は、図１０の第一〜第三のサーキュレータ４０１、４０２、４０３に代えて、第一の送受切替スイッチ４１１、第二の送受切替スイッチ４１２、第三の送受切替スイッチ４１３を備えたことである。
なお、第一の送受切替スイッチ４１１、第二の送受切替スイッチ４１２、第三の送受切替スイッチ４１３は、ベースバンド回路９で制御される。
【００９１】
ベースバンド回路９は、第一〜第三の送受切替スイッチ（４１１，４１２，４１３）のそれぞれの送信タイミングと受信タイミングを切り分けて、送受共用アンテナ（４１０，４２０，４３０）を、それぞれ送信アンテナおよび受信アンテナとして機能させる。
図１１に示す第８実施形態の無線機８００の第一〜第三の送受切替スイッチ（４１１，４１２，４１３）をベースバンド回路９が制御することによって、図１０に示す７実施形態の無線機７００の第一〜第三のサーキュレータ（４０１，４０２，４０３）と同等の機能を果たすことができる。
その他の重複する説明は省略する。
【００９２】
＜第８実施形態の効果＞
第８実施形態によれば、一般に体積が大きく高価なサーキュレータを用いることなくアンテナの数を減らすことができるので、図１０の第７実施形態と比べて、装置の小型化および低コスト化を図ることが可能となる。
なお、直接波が期待できず主に反射波を用いる無線通信では、用いることができる周波数は数１００ＭＨｚの周波数領域に限られる。この周波数領域では、従来技術のサーキュレータは一般に数センチから数十センチのサイズである。これに対して、第８実施形態の送受切替スイッチ（４１１〜４１３）は、数ｍｍ以下の半導体チップである。
したがって、本（第８）実施形態の送受切替スイッチ（４１１〜４１３）を用いる無線機の小型化、低コスト化の効果は大きい。
【００９３】
≪第９実施形態：昇降機制御システム≫
本発明の第９実施形態として、複数の周波数を用い偏波を制御する無線システムを適用した昇降機制御システム１１００の構成例を説明する。
図１２は、本発明の第９実施形態に係る昇降機制御システム１１００の構成例を示す図である。
図１２において、本（第９）実施形態の昇降機制御システム１１００では、昇降機が設置される建物１１０１の内部を昇降カゴ１１１１が昇降する。
【００９４】
また、建物１１０１の内部の床部には、第１〜第８実施形態のいずれかで説明した偏波を送受信可能なアンテナを有する送信機および受信機を具備する基地局無線機１１０３ａと基地局直交偏波一体アンテナ１１０２ａが結合して設置される。
そして、基地局無線機１１０３ａで発生した信号を基地局直交偏波一体アンテナ１１０２ａから送信する。
なお、直交偏波一体アンテナとは、第１実施形態などで説明した電波の発生の仕方が空間的に直交するように配置された複数本のアンテナを一体化したアンテナである。
第１〜第８実施形態においては、垂直方向（Ｖ）、法線方向（Ｎ）、水平方向（Ｈ）の３次元（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）空間における３本の互いに直交するアンテナの例を示したが、必ずしも３次元空間の３本の互いに直交するアンテナに限定されない。
２次元（Ｘ軸、Ｙ軸）空間における２本の互いに直交するアンテナであっても有効である。
【００９５】
すなわち、基地局直交偏波一体アンテナ１１０２ａは、互いに直交する複数のアンテナ（例えば第一の送信アンテナ１１、第二の送信アンテナ２１、第三の送信アンテナ３１：図１）で構成されている。
また、建物１１０１の内部の天井部には、第１〜第８の実施形態のいずれかで説明した偏波を送受信可能なアンテナを有する送信機および受信機を具備する基地局無線機１１０３ｂと基地局直交偏波一体アンテナ１１０２ｂが結合して設置される。
【００９６】
昇降カゴ１１１１の外部床面には、第１〜第８実施形態のいずれかで説明した偏波を送受信可能なアンテナを有する送信機および受信機を具備する端末局直交偏波一体アンテナ１１１２ａが設置されている。
また、昇降カゴ１１１１の外部天井には、第１〜第８実施形態のいずれかで説明した偏波を送受信可能なアンテナを有する送信機および受信機を具備する端末局直交偏波一体アンテナ１１１２ｂが設置されている。
端末局直交偏波一体アンテナ１１１２ａと端末局直交偏波一体アンテナ１１１２ｂは、ともに高周波ケーブル１１１４を用いて端末局無線機１１１３に結合している。
なお、端末局直交偏波一体アンテナ１１１２ａ，１１１２ｂは、互いに直交する複数のアンテナ（例えば第一の受信アンテナ４１、第二の受信アンテナ５１、第三の受信アンテナ６１：図１）で構成されている。
【００９７】
基地局無線機１１０３ａ，１１０３ｂと端末局無線機１１１３は、建物１１０１の内部を無線伝送媒体とするので、建物１１０１の内壁および昇降カゴ１１１１の外壁によって、電磁波は多重反射を受け、多重波干渉環境が形成される。
本（第９）実施形態の昇降機制御システム１１００では、第１実施形態〜第８実施形態のいずれかの無線システム（無線通信システム）を用いるので、多重波干渉環境下で外部者からの伝搬路改変行為を検出し、この改変に対して送受信間の通信品質の低下を補償する高品質の無線伝送が実現可能となる。
【００９８】
＜第９実施形態の効果＞
第９実施形態によれば、多重波干渉環境下で外部者からの伝搬路改変行為を検出し、この改変に対して送受信間の通信品質の低下を補償する高品質の無線伝送が実現可能となる。
また、前記の無線通信システムを用いた無線接続手段を用いて、昇降機制御システム１１００の昇降カゴ１１１１の制御・監視を建物１１０１において、有線接続手段を用いずに、遠隔で実施できるので、ケーブル等の有線接続手段を削除可能となる。
そのため、同一の輸送能力を、より小さい建物体積で実現できる。あるいは同一の建物体積で昇降機寸法を増大させることによる輸送能力向上を実現できる。
【００９９】
≪第１０実施形態：変電設備監視システム≫
本発明の第１０実施形態として、複数の周波数を用い偏波を制御する無線システムを適用した変電設備監視システム１２００の構成例を説明する。
図１３は、本発明の第１０実施形態に係る変電設備監視システム１２００の構成例を示す図である。
図１３において、本（第１０）実施形態の変電設備監視システム１２００は、複数の変電機１２０１と、第１実施形態〜第８実施形態のいずれかの無線システム（無線通信システム）、あるいは回転偏波を適用した無線システムを用いている。
端末局無線機１２０３は、回転偏波の電磁波を用いる無線システムの送信機、および受信機を具備している。そして、直交偏波一体アンテナ（回転偏波アンテナ）からなる端末局回転偏波アンテナ１２０２が端末局無線機１２０３と結合して設置されている。
また、複数の変電機１２０１の近傍に、変電機１２０１の数よりも少ない数の基地局装置１２１１が設営される。
【０１００】
基地局無線機１２１３は、回転偏波の電磁波を用いる無線システムの送信機、および受信機を具備している。そして、直交偏波一体アンテナ（回転偏波アンテナ）からなる基地局回転偏波アンテナ１２１２が基地局無線機１２１３と結合して設置されている。
そして、基地局無線機１２１３で発生した信号を基地局回転偏波アンテナ１２１２から送信する。
なお、回転偏波アンテナ（直交偏波一体アンテナ）とは、直交偏波一体アンテナとして説明したように、第１実施形態などで説明した電波の発生の仕方が空間的に直交するように配置された複数本のアンテナを一体化したアンテナである。
第１〜第８実施形態においては、垂直方向（Ｖ）、法線方向（Ｎ）、水平方向（Ｈ）の３次元（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）空間における３本の互いに直交するアンテナの例を示したが、必ずしも３次元空間の３本の互いに直交するアンテナに限定されない。
２次元（Ｘ軸、Ｙ軸）空間における２本の互いに直交するアンテナであっても有効である。
【０１０１】
前記したように、端末局無線機１２０３、および基地局装置１２１１は、回転偏波を送受信可能なアンテナを有し、回転偏波の電磁波を用いる無線システム（無線通信システム）の送信機および受信機を備えているので、回転偏波の電磁波を用いた無線通信が可能である。
なお、図１３において、変電機１２０１、基地局装置１２１１、基地局回転偏波アンテナ１２１２、基地局無線機１２１３は、複数個あるが、代表的なもののみに符号をつけており、同様の形態のものに符号をつけることを省略している。
【０１０２】
変電機１２０１の外形の寸法は、数メートルのオーダーであり、無線機が使用する電磁波の周波数である数百ＭＨｚから数ＧＨｚに対応する波長に比べ圧倒的に大きいため、前記の複数の変電機１２０１によって、電磁波は多重反射を受けて、多重波干渉環境が形成される。
本（第１０）実施形態の変電設備監視システム１２００では、前記の第１実施形態〜第８実施形態のいずれかの無線システム（無線通信システム）を適用しているので、多重波干渉環境下で複数の反射波を用いて送受信間の通信品質の低下を補償する高品質の無線伝送が実現可能となる。
【０１０３】
＜第１０実施形態の効果＞
第１０実施形態によれば、前記のように、変電設備監視システム１２００では、多重波干渉環境下で複数の反射波を用いて、送受信間の通信品質の低下を補償する高品質の無線伝送が実現可能となる
そのため、前記の無線機（送信機、受信機）を適用した無線接続手段を用いて、変電機１２０１の制御・監視を複数の無線基地局の基地局装置１２１１によって、有線接続手段を用いずに遠隔で実施できる。また、変電機１２０１の故障を検出できる。
したがって、ケーブル等の有線接続手段を用いる場合に問題となる高圧誘導電力の問題を解決でき、ケーブルの敷設コストを削減できる。
そのため、変電機１２０１の制御・監視システム（変電設備監視システム）の安全性向上およびコスト削減に効果がある。
【０１０４】
≪その他の実施形態≫
なお、本発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものでなく、さらに様々な変形例が含まれる。例えば、前記の実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために、詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成の一部で置き換えることが可能であり、さらに、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成の一部または全部を追加・削除・置換をすることも可能である。
以下に、その他の実施形態や変形例について、さらに説明する
【０１０５】
《二直交偏波による無線システム》
図１に示す第１実施形態の無線システムにおいては、３次元空間において、互い直交する偏波によって、無線通信を行うものとして説明している。
そのため、送信機１００Ｔは、第一の送信アンテナ（Ｖ）１１、第二の送信アンテナ（Ｎ）２１、第三の送信アンテナ（Ｈ）３１の３本のアンテナを備えている。
また、送信機１００Ｔは、第一の余弦重み付け器（Ｕｘ（θ，φ））１３、第二の余弦重み付け器（Ｕｙ（θ，φ））２３、第三の余弦重み付け器（Ｕｚ（θ，φ））３３、および第一の正弦重み付け器（Ｖｘ（θ，φ））１５、第二の正弦重み付け器（Ｖｙ（θ，φ））２５、第三の正弦重み付け器（Ｖｚ（θ，φ））３５を備えており、それぞれ３個の余弦重み付け器と正弦重み付け器とを有している。
また、受信機１００Ｒは、３本（個）のアンテナと、３個の受信ミキサと、３個の受信重み付け器を有している。
【０１０６】
しかしながら、第１実施形態で説明した無線システムは３次元に限定されない。２次元でも可能である。
図１４は、図１で示した本発明の第１実施形態に係る無線システムを、２次元空間において互い直交する偏波によって無線通信を行うように変更した無線機１００Ｂの構成例を示す図である。
図１４において無線機１００Ｂの、送信機１００ＢＴは、情報信号発生器（ωＩ）１、偏波回転余弦発振器（ｃｏｓωｐｔ）２、偏波回転正弦発振器（ｓｉｎωｐｔ）４、第一の乗算器３、第二の乗算器５、ベースバンド回路９（９Ｔ）を備えている。
また、送信機１００ＢＴは、第一の余弦重み付け器（Ｕｘ（θ，φ））１３、第二の余弦重み付け器（Ｕｙ（θ，φ））２３、第一の正弦重み付け器（Ｖｘ（θ，φ））１５、第二の正弦重み付け器（Ｖｙ（θ，φ））２５を備えている。
また、送信機１００ＢＴは、搬送波周波数発生器６、第一の余弦ミキサ１２、第二の余弦ミキサ２２、第一の正弦ミキサ１４、第二の正弦ミキサ２４を備えている。
また、送信機１００ＢＴは、第一の送信アンテナ（Ｖ）１１、第二の送信アンテナ（Ｎ）２１を備えている。
【０１０７】
受信機１００ＢＲは、第一の受信アンテナ（Ｖ）４１、第二の受信アンテナ（Ｎ）５１を備えている。
また、受信機１００ＢＲは、第一の受信ミキサ４２、第二の受信ミキサ５２、局部発振器７１を備えている。
また、受信機１００ＢＲは、第一の受信重み付け器４３、第二の受信重み付け器５３、受信合成器７２、ベースバンド回路９（９Ｒ）を備えている。
【０１０８】
なお、受信機１００ＢＲのベースバンド回路（ＢＢ ｂｌｏｃｋ）９Ｒと、送信機１００Ｔのベースバンド回路（ＢＢ ｂｌｏｃｋ）９Ｔとは、同じ回路のベースバンド回路９として構成される。
送信機１００ＢＴと受信機１００ＢＲとを備える無線機１００Ｂは、ベースバンド回路９（９Ｔ，９Ｒ）によって、統合的に制御される。
【０１０９】
以上のように、図１４に示す無線機１００Ｂの構成は、図１の構成より、一次元、少ない構成となっているが、第１実施形態の説明の中の《回転偏波（円偏波）の原理》で、１式を用いて説明したように、互いに直交する二つの偏波アンテナによって、２次元においても回転偏波（円偏波）を形成し、無線通信に用いることができる。
なお、図１４の構成は、図１の構成より、一次元、少ないだけであるので、重複する説明は省略する。
また、第１実施形態の無線システム（無線機）のみならず、第２〜第８実施形態の無線システム（無線機）においても、互いに直交する二つの偏波アンテナによる２次元の回転偏波（円偏波）の無線通信が可能である。
また、第９実施形態の昇降機制御システム、および第１０実施形態の変電設備監視システムにおいても、互いに直交する二つの偏波アンテナによる２次元の回転偏波（円偏波）の無線通信が可能である。
【０１１０】
《太陽電池発電システムへの適用》
図１３に示した第１０実施形態においては、複数の変電機１２０１を配置した変電設備監視システムの例を説明したが、同様の応用例は前記に限定されない。
例えば、複数の太陽電池を配置した太陽電池発電システムにおける発電設備（太陽電池発電）を監視するシステムにおいても、前記した無線システムを適用できる。
複数の太陽電池を配置した発電設備においては、制御、もしくは監視に電気配線を用いるのは、必ずしも得策ではない。そのため、無線通信による制御、もしくは監視を行う。
このとき、複数の太陽電池を配置した環境は、多重波干渉環境下であるので、前記した無線システムを適用することが効果的である。
【符号の説明】
【０１１１】
１，１０１    情報信号発生器
２，１０２    偏波回転余弦発振器
３，５，８２，９２，１０３，１０５，２０２，２０４，２１２，２１４    乗算器
４，１０４    偏波回転正弦発振器
６，１０６    搬送波周波数発生器
９，９Ｔ，９Ｒ，１０９    ベースバンド回路
１１，２１，３１，１１１，１２１，１３１    送信アンテナ、アンテナ、偏波アンテナ
１２，２２，３２，１１２，１２２，１３２    余弦ミキサ
１３，２３，３３，１１３，１２３，１３３    余弦重み付け器
１４，２４，３４，１１４，１２４，１３４    正弦ミキサ
１５，２５，３５，１１５，１２５，１３５    正弦重み付け器
４１，５１，６１，１４１，１５１，１６１    受信アンテナ、アンテナ
４２，５２，６２，１４２，１５２，１６２    受信ミキサ
４３，５３，６３，１４３，１５３，１６３    受信重み付け器
７１，１７１    局部発振器
７２，１７２    受信合成器
８１，９１    強相関符号発生器（強相関符号発生回路）
８４，９４    同期符号発生器（同期符号発生回路）
８５    送信符号切替器
９３    循環器
９５    受信符号切替器
１００，２００，３００，４００，７００，８００，１００Ｂ    無線機
１００Ｔ，２００Ｔ，３００Ｔ，４００Ｔ，５００Ｔ，６００Ｔ，７００Ｔ，８００Ｔ，１００ＢＴ    送信機
１００Ｒ，２００Ｒ，３００Ｒ，４００Ｒ，７００Ｒ，８００Ｒ，１００ＢＲ    受信機
２０１，２０３    周波数余弦発生器
２１１，２１３    周波数正弦発生器
２０５    加算器
２１５    減算器
３１０    クロック発生回路
３１１，３２１，３３１    余弦デルタシグマ変調器
３１２，３２２，３３２    余弦フィルタ
３１３，３２３，３３３    正弦デルタシグマ変調器
３１４，３２４，３３４    正弦フィルタ
４０１，４０２，４０３    サーキュレータ
４１０，４２０，４３０    送受共用アンテナ
４１１，４１２，４１３    送受切替スイッチ
１１００    昇降機制御システム
１１０１    建物
１１０２ａ，１１０２ｂ    基地局直交偏波一体アンテナ
１１０３ａ，１１０３ｂ，１２１３    基地局無線機
１１１１    昇降カゴ
１１１２ａ，１１１２ｂ    端末局直交偏波一体アンテナ
１１１３，１２０３    端末局無線機
１１１４    高周波ケーブル
１２００    変電設備監視システム
１２０１    変電機
１２０２    端末局回転偏波アンテナ
１２１１    基地局装置
１２１２    基地局回転偏波アンテナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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