(57)【要約】【課題】無線装置（例えば、無線アクセスポイントなど）を飛来物などによる不意の衝撃から防護しつつ、その無線装置の無線通信性能への影響を可能な限り抑制する。【解決手段】無線装置を保護する金属製の格子状防護体であって、無線装置内に備えられたパターンアンテナの面との距離が少なくとも４０ｍｍを保つ格子面を備える。また、無線装置は、周波数２．４および５ＧＨｚ帯の範囲の電波を受信または発信するものであり、さらに金属製の格子のピッチは４０ｍｍである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線装置を保護する金属製の格子状防護体であって、前記無線装置内に備えられたパターンアンテナの面との距離が少なくとも４０ｍｍを保つ格子上面を備える防護体。
【請求項２】
前記無線装置は、周波数２．４および５ＧＨｚ帯の範囲の電波を受信または発信する請求項１記載の防護体。
【請求項３】
前記金属製格子のピッチは４０ｍｍである請求項１記載の防護体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、装置の防護柵に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、教育の現場では、ＩＣＴ（Information and Communication Technology）化が進み、校内にＬＡＮ（Local Area Network）が構築され、アクセスポイントなどの通信装置を教室、職員室、廊下、および体育館などの各施設に設置することで、校内のどの場所からでも人（ユーザとも呼ぶ）がネットワークを利用できるようになってきている。さらに、これらネットワーク構築においては、従来の有線通信を利用する有線通信ネットワークから、通信装置の設置や省配線を考慮した無線通信を利用する無線通信ネットワークが次第に普及してきている。そのため、通信端末、通信装置も、例えば、無線アクセスポイントや無線ブリッジなどの装置に見られるように有線インタフェースのみならず無線インタフェースを備えていることが多い（非特許文献１参照）。
【０００３】
このように、ネットワークを通じて、通信端末の利用者（例えば、教師、生徒など）は、校内のどの場所からでも互いの通信端末間で通信ができ、また外部ネットワーク（例えば、インターネットなど）へ接続し利用することもできる。
【０００４】
ところで、上述した無線アクセスポイントは、校内の様々な場所に設置される。特に体育館などに設置される無線アクセスポイントは、館内で行われる球技の練習や試合などで使用するボールが装置本体に当ることで、破損、動作不良となる危険性に晒される。
【０００５】
このような問題を解決するために特許文献１には、窓格子のような金属バーで溶接した柵を備え、柵の一部を開口することで、装置（例えば、放水銃装置）が備える特徴的な機能を妨げないような工夫がなされた防護ネットが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−２０８３７９号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】サイレックス・テクノロジー株式会社ＨＰ  ＡＰ−５０１ＡＣ  Ｅ  ｍｏｄｅｌ<http://www.silex.jp/products/accesspoint/ap501ac_emodel.html>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、上述のような防護ネットを無線アクセスポイントに取り付けると、ボールなどの衝撃から無線アクセスポイント本体は守られる。
【０００９】
しかしながら、取り付けられた防護ネットによって、無線アクセスポイントの重要な機能である無線通信に影響を及ぼす。つまり、無線アクセスポイントが備える内部アンテナ（例えば、基板上のパターンアンテナ）から発信する電波が、防護ネットの格子部の金属バーと電波干渉を起こし、無線アクセスポイント本来の性能を十分に発揮できないという新たな問題が生じる。
【００１０】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、無線装置（例えば、無線アクセスポイントなど）を飛来物などによる不意の衝撃から防護しつつ、その装置の電波特性も考慮し、無線通信品質を妨げない防護ネットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る防護体は、無線装置を保護する金属製の格子状防護体であって、無線装置内に備えられたパターンアンテナの面との距離が少なくとも４０ｍｍを保つ格子面を備える。
【００１２】
これによれば、防護体は、ボールなどの衝突による衝撃から無線装置を保護するとともに、無線装置の電波特性に顕著な悪影響を及ぼすことがない、実用的な保護体を提供することができる。
【００１３】
また、無線装置は、周波数２．４および５ＧＨｚ帯の範囲の電波を受信または発信する装置であってよい。
【００１４】
これによれば、防護体は、特に周波数２．４および５ＧＨｚ帯の範囲の電波における無線通信において悪影響を及ぼすことがない。
【００１５】
さらに、金属製格子のピッチは４０ｍｍであってもよい。
【００１６】
これによれば、防護体は、無線装置の電波特性への影響をより及ぼすことがない。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の一態様における防護ネット等は、無線装置を不意の衝撃から防護しつつ、当該無線装置の無線通信品質の劣化を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、実施の形態に係る無線装置の全体を示す俯瞰図である。
【図２】図２は、実施の形態に係る防護ネットの全体図である。
【図３】図３は、実施の形態に係る無線装置に防護ネットを取り付けた状態で、パターンアンテナ面と金属製格子の上面との距離を変えた場合の、ＶＳＷＲの周波数変化を示したものである。
【図４】図４は、実施の形態に係る無線装置に防護ネットを取り付けた状態で、２．４ＧＨｚ帯のパターンアンテナを用いた場合のＶＳＷＲの極小値を、パターンアンテナ面と金属製格子の上面との距離の関数として示した図である
【図５】図５は、実施の形態に係る無線装置に防護ネットを取り付けた状態で、５ＧＨｚ帯のパターンアンテナを用いた場合のＶＳＷＲの極小値を、パターンアンテナ面と金属製格子の上面との距離の関数として示した図である。
【図６】図６は、実施の形態に係る無線装置に防護ネットを取り付けた状態で、２．４ＧＨｚ帯のパターンアンテナを用いた場合の、パターンアンテナ面と金属製格子の上面との距離を変化させた場合の電波放射指向性を示したものである。
【図７】図７は、実施の形態に係る無線装置に防護ネットを取り付けた状態で、２．４ＧＨｚ帯のパターンアンテナを用い、防護ネットの格子ピッチを変えて、電波放射指向性を比較したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００２０】
以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。なお、同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
【００２１】
ここから、実施の形態に係る無線装置と取り付ける防護ネットについて説明する。
【００２２】
図１は実施の形態に係る無線装置の全体を示す図である。
【００２３】
無線装置１は、無線通信機能を備えた装置である。無線装置１は、ＣＰＵ，ＲＯＭ、ＲＡＭ、記憶装置、無線通信回路（無線フロントエンド回路など）、回路基板上に形成されたパターンアンテナ基板、外部アンテナなどの部品で構成されている。回路基板上に形成されたパターンアンテナは、２．４ＧＨｚおよび５ＧＨｚの帯域の電波の受発信のためそれぞれ別個に設けられる。
【００２４】
無線装置１の各部品は、高さの低いほぼ直方体形状の筐体で覆われて、場合によっては図示しない外部アンテナが取り付けられる。ここで、実施の形態に係る無線装置１は、筐体も含めて長辺が２０ｃｍ、短編が１５ｃｍ、高さ（厚み）が３ｃｍ程度の大きさのものである。
【００２５】
図２は、実施の形態に係る、無線装置１を覆う防護体（防護ネットとも言う）３の全体図である。
【００２６】
防護ネット３は、複数の金属製の線材の溶接により、無線装置１を上方および側面の四方から覆うべく、直方体の１面を開口させた５面からなる縦横格子状に構成されている。図２の下面（開口）は、この防護ネットを天井または壁などの構造体に取り付けるためのフランジ状の枠体で構成されており、この枠体にはビス等の取り付け穴が設けられると共に、金属製格子が当該フランジに固着化されている。枠体の大きさは、無線装置より各辺１ｃｍ程度の間隔を空けるため、フランジ内寸で、長辺２２ｃｍ、短編１７ｃｍ程度となる。
【００２７】
防護ネット３を構成する金属製格子は、鉄を主成分とする素材で製作される。無線特性に影響を与えるという点においては、金属製格子の線材の太さ（断面積）、格子を構成する線材間の間隔（ピッチ；Ｐ）、格子の高さ（Ｈ）の３つのパラメータが重要である。線材の断面形状は任意である一方、線材の断面積は、本発明の実施の形態において、ボールが衝突した際に変形しない程度の強度を保つ目的で決められ、具体的には直径４ｍｍの円形の断面形状とした。格子のピッチは、小さければ小さいほどボールが衝突した際の耐衝撃強度が増すが、電波の干渉を避ける意味では開口割合が減少し、不利である。
【００２８】
金属製格子の高さＨは、無線装置１の内部のパターンアンテナの面（回路基板面）と、これとほぼ平行をなす金属製格子上面とのあいだの距離と直接的に関係しており、防護ネット３が無線特性に及ぼす影響を把握するのに最も重要な要素の一つと考えられる。もちろん金属製格子の高さＨが高ければ、パターンアンテナ面との距離が増大することとなり、無線装置１が発信および受信する無線電波との干渉度合いは減少するが、防護ネットの嵩が大きくなり、重量・材料コストの点で好ましくはない。
【００２９】
本発明の目的である、無線装置を飛来物などによる不意の衝撃から防護しつつ、その装置の無線通信性能への影響を可能な限り抑制できる防護ネットを得るため、前述の３つのパラメータのうち、高さＨを変えつつ、電波特性、特に定在波比（ＶＳＷＲ：Voltage Standing Wave Ratio）および指向性を確認することとした。ただし、以降のデータにおいては、金属製格子の上面のフランジからの高さＨではなく、パターンアンテナ面から格子の上面までの距離ｄを用いた。パターンアンテナ面から格子の上面までの距離ｄのほうがより、電波への影響と直接的に関係すると考えられるためである。また、金属製格子のピッチＰは４０ｍｍとしたが、ピッチの影響も把握するため、一部では格子ピッチＰが２０ｍｍの防護ネットを用いた評価も行った。以下に、２種類のアンテナ、２．４ＧＨｚおよび５ＧＨｚ帯用のアンテナを用いて評価を行った結果を説明する。後述するとおり、２．４ＧＨｚ帯の電波による通信は、５ＧＨｚ帯の電波に比較して周囲の影響を受けやすく、金属製格子の高さに敏感に影響を受けた。
【００３０】
図３は、２．４ＧＨｚ帯用のアンテナを用いて、パターンアンテナ面から格子の上面までの距離ｄを変えた時の定在波比の周波数特性を示している。距離ｄの値は、図３（ａ）で３４．２ｍｍ、図３（ｂ）で４４．２ｍｍ、図３（ｃ）で５４．２ｍｍである。３つの条件では、横軸を周波数、縦軸を定在波比としたグラフにおいては、低周波数側（左側）では定在波比が高いが、そこから周波数が増加するとともに定在波比は急激に減少し、ある周波数で極小値となり、さらに周波数が上昇すると緩やかに増加する傾向にある。定在波比の極小値は、（ａ）で４．２、（ｂ）で２．０、（ｃ）で１．３である。（ｂ）および（ｃ）では（ａ）に比べて極小値が小さく、また２．４ＧＨｚ帯近傍での定在波比の挙動は緩やかであり、比較的良好な傾向にあることを示している。
【００３１】
図４は、図３に示した結果を基にして、横軸にアンテナ面と金属製格子の上面との距離ｄ、縦軸に定在波比の極小値をプロットしたものである。当然距離ｄが小さいと、定在波比に悪影響を及ぼし、極小値は高い値に留まっているが、距離が増加するにつれて定在波比の極小値は減少し、金属製格子の上面とアンテナ面との距離が４０ｍｍ以上であると、特性はほぼ良好になる。従ってこれらの結果より、金属製格子の上面とアンテナ面との距離は４０ｍｍ以上確保することが望ましいと結論される。
【００３２】
図５には、図３に示したのと同じ３種類の寸法の金属製格子を用いて、波長５ＧＨｚ帯用のアンテナに対し、横軸にアンテナ面と金属製格子の上面との距離、縦軸に定在波比の極小値をプロットしたものである。図４と比較すると明らかなように、アンテナ面と金属製格子の上面との距離ｄの増大につれて定在波比の極小値が減少するという定性的傾向は類似するものの、その変化の度合いは２．４ＧＨｚ帯のアンテナの場合に比べて非常に小さい。よって、総合的に勘案すれば、今回の場合２．４ＧＨｚ／５ＧＨｚ帯双方の電波に対して防護ネットの影響を排除するためには、防護ネットの上面とアンテナ面との距離は４０ｍｍ以上確保すればよいと言える。
【００３３】
図６は、２．４ＧＨｚ帯用のアンテナを用いて、アンテナ面と金属製格子の上面との距離を替えた時の電波指向性を示している。図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の意味は、図３と同様、アンテナ面と格子の上面の距離ｄが、図６（ａ）で３４．２ｍｍ、図６（ｂ）で４４．２ｍｍ、図６（ｃ）で５４．２ｍｍの場合のデータである。各図の上段が水平面（ｘｙ平面）、下段が垂直面（ｘｚ平面）に関する指向性データである。図６の放射パターン６０（太線）は、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の水平面における電界と磁界の強度から求められる電波の放射方向を示している。同様に図６の放射パターン６１（太線）は、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の垂直面における電波の放射方向を示している。ここで、図６の図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）それぞれの放射パターン６０および６１を比較して分かる様に、アンテナ面と金属製格子の上面との距離が広がるほど、電波指向性が緩和され、水平方向、垂直方向共に均一に電波が送信される傾向にあり、好ましい。
【００３４】
図７は、２．４ＧＨｚ帯用のアンテナを用い、金属製格子のピッチを変えた場合の電波指向性を示したものであり、上段が水平面（ｘｙ平面）、下段が垂直面（ｘｚ平面）に関する指向性データである。各図において、実線が格子のピッチを４０ｍｍとした場合、破線が格子のピッチを２０ｍｍとした場合のデータである。図から明らかな様に、破線では実線に比べて曲線がいびつな形となり、方向に対して電波が均一に放射されていないことがうかがえる。これは、密度高く格子が存在すると、これにより電波の進行が阻害され角度により放射強度が不均一になることを意味していると思われる。
【００３５】
以上、説明した様に本発明の実施の一形態においては、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の両方の電波を受信または発信する無線装置を防護する金属製の格子状の防護体において、無線装置内のパターンアンテナの面と、防護体の上面との距離ｄは４０ｍｍ以上であることを特徴とする。これにより、ボールなどの衝突による衝撃から無線装置を保護するとともに、無線装置の電波特性に顕著な悪影響を及ぼすことがない、実用的な保護体を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、球技などを行う体育館などに設置される無線装置を飛来物などから防護するときに有用である。
【符号の説明】
【００３７】
１  無線装置
３  防護体（防護ネット）
６０  水平面（ｘｙ平面）放射パターン
６１  垂直面（ｘｚ平面）放射パターン
【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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