(57)【要約】【課題】省スペース化を図り、かつ、断点を防ぐことが可能であり、さらに効率向上を図ることが可能な誘導無線用アンテナを提供する。【解決手段】ループアンテナ１１，１２が互いに干渉し合わないように、互いの一部を重なり合わせる。そして、ループアンテナ１１，１２間の位相がπ／２だけずれるように、ループアンテナ１１，１２と合成／分配部１４との間に位相器１３を設置する。【選択図】      図２
2011097455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行二線方式誘導線と密結合する誘導無線用アンテナにおいて、
導体をループ状に巻き回した第１のループアンテナと、
前記第１のループアンテナとの電磁結合が殆どなくなるように、前記第１のループアンテナと一部が重なって設置された第２のループアンテナと、
前記第１のループアンテナと前記第２のループアンテナとの間の位相差が概π／２となるように、前記第１及び第２のループアンテナのうち少なくともいずれかの位相を変換する位相器と
を具備することを特徴とする誘導無線用アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平行二線式誘導通信線に沿って移動する移動体に搭載された誘導無線装置に接続する誘導無線用アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
新交通システム等の通信方式においては、既設の軌道と平行に２条の誘導通信線を展張する誘導無線方式がある。この新交通システム等において、車両等の移動体は軌道上を移動し、移動体に取り付けられた誘導無線用アンテナは、平行二線式誘導通信線に沿って移動する（例えば、特許文献１参照）。誘導無線用アンテナは、導体をループ状に一方向に巻き回したループアンテナを備え、このループアンテナにより誘導通信線と電磁結合している。ここで、２条の誘導通信線には、並行して布線してある饋電線及び他の通信線路等からの誘導雑音を低減するため、一定間隔で撚架（交差）が入れられている。誘導無線用アンテナが、誘導通信線上を移動し、撚架点（交差点）を通過した場合、誘導通信線とアンテナ間での電磁結合がない状態、すなわち、受信アンテナとして用いた場合においては、誘導通信線側において受信信号に断点が生じる。
【０００３】
特許文献１では、上述のループアンテナと八字アンテナとを、相互誘導が発生しないように合成した誘導無線用アンテナが提案されている。ここで、八字アンテナとは、ループ状に巻き回したループアンテナを中央で撚架したアンテナのことである。このような誘導無線用アンテナを用いることにより、アンテナの省スペース化を図り、断点の発生を防ぐことが可能となる。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の誘導無線用アンテナは、誘導通信線の平行部分を移動中には八字アンテナは機能せず、撚架点の通過中にはループアンテナは機能しない。そのため、この誘導無線用アンテナは、非効率であるという問題があった。
なお、特許文献２では、２つのループアンテナを、互いに干渉し合わないように、一部を重なり合わせるようにして、アンテナの省スペース化を図る技術が提案されている。しかしながら、特許文献２では、新交通システム等における誘導無線方式についての具体的な方式、方策は提案されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２５６９６１号公報
【特許文献２】特開昭６３−２３６４０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上のように、従来の誘導無線用アンテナは、省スペース化を図り、かつ、断点を防ぐことは可能であったが、非効率的であるという問題があった。
この発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、省スペース化を図り、かつ、断点を防ぐことが可能であり、さらに効率向上を図ることが可能な誘導無線用アンテナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る誘導無線用アンテナは、平行二線方式誘導線と密結合する誘導無線用アンテナにおいて、導体をループ状に巻き回した第１のループアンテナと、前記第１のループアンテナとの電磁結合が殆どなくなるように、前記第１のループアンテナと一部が重なって設置された第２のループアンテナと、前記第１のループアンテナと前記第２のループアンテナとの間の位相差が概π／２となるように、前記第１及び第２のループアンテナのうち少なくともいずれかの位相を進相又は／及び遅相する位相器等を具備する。
【０００８】
上記構成による誘導無線用アンテナでは、第１及び第２のループアンテナにおける互いの電磁結合が殆どなく、これらのループアンテナ間の位相差はおよそπ／２となる。これにより、誘導無線用アンテナの第１及び第２のループアンテナが占めるスペースを小さくすることが可能となる。また、誘導無線用アンテナと誘導通信線との（電磁）結合の度合いを上げることが可能となり、効率向上が図れ、かつ、その度合いは、ループアンテナが一つである場合よりも殆どの部分で大きくなることとなる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、省スペース化を図り、かつ、断点を防ぐことが可能であり、さらに効率向上を図ることが可能な誘導無線用アンテナを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る誘導無線用アンテナが平行二線式誘導通信線を移動する際の図を示す。
【図２】図１の誘導無線用アンテナの機能構成を示すブロック図である。
【図３】図２のループアンテナの配置例を示す図である。
【図４】図２のループアンテナの配置例を示す図である。
【図５】図２のループアンテナの配置例を示す図である。
【図６】図２の位相器の例を示す図である。
【図７】図２の位相器の例を示す図である。
【図８】図２の誘導無線用アンテナの具体的構成例を示す図である。
【図９】図１の誘導無線用アンテナが誘導通信線上を移動する際のベクトル合成を示す図である。
【図１０】図１の誘導無線用アンテナが誘導通信線上を移動する際の受信レベルの変化を示す図である。
【図１１】図８の９０度（π／２）位相器のその他の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら本発明に係る誘導無線用アンテナの実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る誘導無線用アンテナ１０が平行二線式誘導通信線２０，３０を移動する際の模式図を示す。誘導無線用アンテナ１０は、軌道上を移動する移動体の受信器又は送信器に接続され、誘導通信線２０，３０に沿って移動する。
【００１２】
図２は、本発明の一実施形態に係る誘導無線用アンテナ１０の機能構成を示すブロック図である。誘導無線用アンテナ１０は、ループアンテナ１１，１２、位相器１３及び合成／分配部１４を具備する。
ループアンテナ１１，１２は、導体をループ状に一方向に巻き回したものである。ここで、導体とは、電線及び印刷プリント基板上のループパターン等が想定される。ループアンテナ１１，１２の配置を、図３乃至図５を参照して説明する。
【００１３】
ループアンテナ１１に電流を流した場合、その電流が作る磁束によりループアンテナ１２への磁束の鎖交状態を検証すると、ループアンテナ１１，１２が、図３に示すように殆ど重なるように近接して配置された場合には、アンテナ相互間の電磁結合は密となり、誘導通信線２０，３０との間のエネルギー授受が損なわれる。
【００１４】
ここで、ループアンテナ１１，１２を次第に離していくと、図４に示すように、ループアンテナ１１が造り、ループアンテナ１２に鎖交する上方から下方に向かう磁束Φ１と、これと反対に下方から上方に向かう磁束Φ２とが等しくなって互いに打ち消し合う位置がある。このような位置にループアンテナ１１，１２を配置することにより、ループアンテナ１１，１２間の電磁結合がなくなることとなる。
【００１５】
さらにループアンテナ１１，１２を離すと、図５に示すように重なる部分がなくなり、下方から上方に向かう矢印の磁束がループアンテナ１２と鎖交する。これにより、ループアンテナ１１，１２に再び電磁結合が生じることとなる。
本実施形態に係る誘導無線用アンテナ１０では、ループアンテナ１１，１２を、図４に示すように、互いに電磁結合の殆どない点（ヌル点）又はその近傍に配置するようにしている。つまり、ループアンテナ１１，１２は、互いに非干渉な状態となっている。
【００１６】
位相器１３は、ループアンテナ１１，１２の間の位相差をおよそπ／２に設定するものである。図６及び図７は、位相器１３の構成例を示すブロック図である。図６において、位相器１３は、一つの９０度位相器１３１を備える。９０度位相器１３１は、ループアンテナ１１，１２のうち一方のループアンテナへの接続線に設置される。９０度位相器１３１は、例えばループアンテナ１２の接続線に設置されている場合、ループアンテナ１２の受信信号を９０度進めて又は遅らせて合成／分配部１４へ出力する。
【００１７】
図７において、位相器１３は、−４５度位相器１３２及び＋４５度位相器１３３を備える。−４５度位相器１３２及び＋４５度位相器１３３は、それぞれがループアンテナ１１，１２の接続線のいずれかに設置される。−４５度位相器１３２は、例えばループアンテナ１１の接続線に設置されている場合、ループアンテナ１１の受信信号を４５度遅らせて合成／分配部１４へ出力する。＋４５度位相器１３３は、例えばループアンテナ１２の接続線に設置されている場合、ループアンテナ１２の受信信号を４５度早めて合成／分配部１４へ出力する。
【００１８】
合成／分配部１４は、誘導無線用アンテナ１０が受信の用に供する場合は、ループアンテナ１１，１２で受信された受信信号を合成して受信器へ出力する。また、合成／分配部１４は、誘導無線用アンテナ１０が送信の用に供する場合は、送信器からの送信信号を分配して、ループアンテナ１１，１２へ供給する。
【００１９】
次に、誘導無線用アンテナ１０の動作を説明する。図８は、このときの誘導無線用アンテナ１０の具体的構成を示す模式図である。９０度位相器１３１は、コンデンサ及びコイルとから構成され、ループアンテナ１２の接続線に設置される。なお、以下では、誘導無線用アンテナ１０が受信信号を受信する際の説明を行うが、誘導無線用アンテナ１０から送信信号を送信する場合であっても送受信は可逆であり同様である。
【００２０】
図９は、本発明の一実施形態に係る誘導無線用アンテナ１０が誘導通信線２０，３０上を移動する際のベクトル合成を示す図である。左図における灰色の四角はループアンテナ１１を示し、黒色の四角はループアンテナ１２を示す。右図における灰色の矢印は、ループアンテナ１１からの受信レベルを示し、黒色の破線の矢印はループアンテナ１２から位相器を通した受信レベルを示し、黒色の実線の矢印は各受信レベルの合成ベクトルを示す。
【００２１】
図９（ａ）は、ループアンテナ１１，１２が誘導通信線２０，３０の平行部に位置する場合のベクトル合成図を示す。図９（ｂ）は、ループアンテナ１１が誘導通信線２０，３０の平行部に位置し、ループアンテナ１２が誘導通信線２０，３０の撚架点にかかっている場合のベクトル合成図を示す。図９（ｃ）は、ループアンテナ１１が誘導通信線２０，３０の平行部に位置し、ループアンテナ１２の中心が誘導通信線２０，３０の撚架点と一致する場合のベクトル合成図を示す。図９（ｄ）は、ループアンテナ１１が誘導通信線２０，３０の平行部に位置し、ループアンテナ１２が誘導通信線２０，３０の撚架点を通過した場合のベクトル合成図を示す。図９（ｅ）は、ループアンテナ１１，１２の中心が誘導通信線２０，３０の撚架点と一致する場合のベクトル合成図を示す。図９（ｆ）は、ループアンテナ１１が誘導通信線２０，３０の撚架点にかかり、ループアンテナ１２が誘導通信線２０，３０の平行部に位置する場合のベクトル合成図を示す。図９（ｇ）は、ループアンテナ１１の中心が誘導通信線２０，３０の撚架点と一致し、ループアンテナ１２が誘導通信線２０，３０の平行部に位置する場合のベクトル合成図を示す。図９（ｈ）は、ループアンテナ１１が誘導通信線２０，３０の撚架点を通過し、ループアンテナ１２が誘導通信線２０，３０の平行部に位置する場合のベクトル合成図を示す。図９（ｉ）は、ループアンテナ１１，１２が誘導通信線２０，３０の平行部に位置する場合のベクトル合成図を示す。
【００２２】
図１０は、本発明の一実施形態に係る誘導無線用アンテナ１０が誘導通信線２０，３０上を移動する際の受信レベルの変化を示す図である。図１０において、実線の矢印は図９における受信レベルの合成ベクトルを示し、破線の矢印はループアンテナが一つである際の受信レベルを示す。このように、本実施形態に係る誘導無線用アンテナ１０の受信レベルは、ループアンテナが一つである場合より大きく、かつ、誘導通信線２０，３０の撚架点においても断点がない。
【００２３】
以上のように、上記一実施形態では、ループアンテナ１１，１２が互いに干渉し合わないように、互いの一部を重なり合わせるようにしている。これにより、誘導無線用アンテナ１０の省スペース化を図ることが可能となる。
また、上記一実施形態では、ループアンテナ１１，１２間の位相がπ／２だけずれるように、ループアンテナ１１，１２と合成／分配部１４との間に位相器１３を設置するようにしている。これにより、誘導通信線２０，３０における撚架点を通過する場合であっても、受信レベルが零とはならず、ループアンテナが一つの場合の値以上を維持することが可能となる。また、誘導無線用アンテナ１０の受信レベルは、ループアンテナ１１の受信レベルと、ループアンテナ１２の受信レベルとのベクトル合成で求めるため、レベルの大きさは、ループアンテナが一つである場合よりも殆どの部分で大きくなることとなる。
【００２４】
したがって、本発明に係る誘導無線用アンテナは、省スペース化を図り、かつ、断点を防ぐことができる。また、従来の誘導無線用アンテナよりも効率的に機能することとなる。
なお、この発明は上記一実施形態に限定されるものではない。例えば、上記一実施形態では、９０度位相器１３１は、図８に示す構成をしているが、この構成に限定される訳ではない。例えば、図１１に示すような構成をしていても同様に実施可能である。
【符号の説明】
【００２５】
１０…誘導無線用アンテナ
１１，１２…ループアンテナ
１３…位相器
１３１…９０度位相器
１３２…−４５度位相器
１３３…＋４５度位相器
１４…合成／分配部
２０，３０…誘導通信線
【図１】
2011097455.tif 000003
【図２】
2011097455.tif 000004
【図３】
2011097455.tif 000005
【図４】
2011097455.tif 000006
【図５】
2011097455.tif 000007
【図６】
2011097455.tif 000008
【図７】
2011097455.tif 000009
【図８】
2011097455.tif 000010
【図９】
2011097455.tif 000011
【図１０】
2011097455.tif 000012
【図１１】
2011097455.tif 000013