(57)【要約】【課題】シールド室形成部の内部に配置された複数の通信装置の間で直接相互に無線通信が可能な無線通信システムと、この無線通信システムを用いた飛しょう体とを提供する。【解決手段】シールド室形成部の内部に漏洩導波路を設け、この漏洩導波路を双方向伝搬経路として用いる。シールド室形成部に配置された複数の通信装置がそれぞれにアンテナを有し、それぞれのアンテナが漏洩導波路のいずれかの漏洩部と電磁波結合するように構成する。このとき、それぞれの通信装置は、他の通信装置との間で、中継器としてのアクセスポイントを用いず直接に、漏洩導波路を介して双方向無線通信を行うことが出来る。【選択図】図１
2019149737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド室としての内部空間を、無線通信を遮断する電磁波反射体で覆うシールド室形成部と、
前記シールド室形成部の内部に配置された第１漏洩部および第２漏洩部を備える漏洩導波路と、
前記シールド室形成部の内部に配置されて、前記第１漏洩部との間で無線通信可能に構成された第１アンテナと、
前記シールド室形成部の内部に配置されて、前記第１アンテナに接続された第１機器と、
前記シールド室形成部の内部に配置されて、前記第２漏洩部との間で無線通信可能に構成された第２アンテナと、
前記シールド室形成部の内部に配置されて、前記第２アンテナに接続された第２機器と
を具備し、
前記第１機器および前記第２機器は、前記漏洩導波路を介して双方向無線通信を行う
無線通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
前記シールド室形成部は、
前記内部空間を、前記第１機器、前記第１アンテナおよび前記第１漏洩部を含む第１シールド室としての第１空間と、前記第２機器、前記第１アンテナおよび前記第２漏洩部を含む第２シールド室としての第２空間とに分断する隔壁と、
前記第１空間を前記電磁波反射体で覆う第１シールド室形成部と、
前記第２空間を前記電磁波反射体で覆う第２シールド室形成部と
を具備し、
前記漏洩導波路は、前記隔壁を貫通している
無線通信システム。
【請求項３】
請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
前記シールド室形成部は、
前記内部空間を、前記第１機器、前記第１アンテナおよび前記第１漏洩部を含む第１シールド室としての第１空間と、前記第２機器、前記第１アンテナおよび前記第２漏洩部を含む第２シールド室としての第２空間とに分断する隔壁と、
前記第１空間を前記電磁波反射体で覆う第１シールド室形成部と、
前記第２空間を前記電磁波反射体で覆う第２シールド室形成部と
を具備し、
前記漏洩導波路は、前記隔壁を迂回している
無線通信システム。
【請求項４】
第１シールド室としての第１空間を、無線通信を遮断する電磁波反射体で覆う第１シールド室形成部と、
前記第１シールド室形成部とは離れてかつ独立して存在し、前記第１シールド室とは別の第２シールド室としての第２空間を、前記電磁波反射体で覆う第２シールド室形成部と、
前記第１空間の内部に配置された第１漏洩部と、前記第２空間の内部に配置された第２漏洩部とを備える漏洩導波路と、
前記第１シールド室形成部の内部に配置されて、前記第１漏洩部との間で無線通信可能に構成された第１アンテナと、
前記第１シールド室形成部の内部に配置されて、前記第１アンテナに接続された第１機器と、
前記第２シールド室形成部の内部に配置されて、前記第２漏洩部との間で無線通信可能に構成された第２アンテナと、
前記第２シールド室形成部の内部に配置されて、前記第２アンテナに接続された第２機器と
を具備し、
前記第１機器および前記第２機器は、前記漏洩導波路を介して双方向無線通信を行う
無線通信システム。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか一項に記載の無線通信システムにおいて、
前記第１シールド室および前記第２シールド室とは別の第３シールド室としての第３空間を、前記電磁波反射体で覆う第３シールド室形成部
をさらに具備し、
前記漏洩導波路は、
前記第３シールド室形成部の内部に配置された第３漏洩部
をさらに具備し、
前記第３シールド室形成部の内部に配置され、前記第３漏洩部との間で無線通信可能に構成された第３アンテナと、
前記第３シールド室形成部の内部に配置され、前記第３アンテナに接続された第３機器と
をさらに具備する
無線通信システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の無線通信システムにおいて、
前記漏洩導波路の全ての端部は、終端されている
無線通信システム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の無線通信システムにおいて、
前記漏洩導波路は、
漏洩導波管
を具備し、
前記漏洩導波管は、前記電磁波反射体と一体化されている
無線通信システム。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の無線通信システムにおいて、
前記漏洩導波路は、
漏洩同軸ケーブル
を具備し、
前記漏洩同軸ケーブルは、
中心導体と、
前記中心導体の周囲に配置された誘電体と、
前記誘電体の周囲に配置されて、かつ、前記電磁波反射体と一体化されている外部導体と
を具備する
無線通信システム。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれか一項に記載の無線通信システムにおいて、
前記漏洩導波路は、
前記全ての端部の１つであって、前記電磁波反射体の外に配置された外側端部と、
前記外側端部に着脱可能に装着されて、前記外側端部を終端する外側終端部と
をさらに備える
無線通信システム。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の無線通信システムにおいて、
電源装置と、
前記第１機器を無線給電するために前記電源装置に有線接続され、前記電磁波反射体の内側に配置されたワイヤレス給電部と
をさらに具備し、
前記第１機器は、前記ワイヤレス給電部から無線給電されるように配置されたワイヤレス電力受信部
をさらに具備する
無線通信システム。
【請求項１１】
無線通信を遮断する電磁波反射体で内部空間を覆う本体と、
前記本体の内部に配置された第１漏洩部および第２漏洩部を備える漏洩導波路と、
前記本体の内部に配置されて、前記第１漏洩部との間で無線通信可能に構成された第１アンテナと、
前記本体の内部に配置されて、前記第１アンテナに接続された第１機器と、
前記本体の内部に配置されて、前記第２漏洩部との間で無線通信可能に構成された第２アンテナと、
前記本体の内部に配置されて、前記第２アンテナに接続された第２機器と
を具備し、
前記第１機器および前記第２機器は、前記漏洩導波路を介して双方向無線通信を行う
飛しょう体。
【請求項１２】
請求項１１に記載の飛しょう体において、
前記漏洩導波路の全ての端部は、終端されている
飛しょう体。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載の飛しょう体において、
前記漏洩導波路は、
漏洩導波管
を具備し、
前記漏洩導波管は、前記本体と一体化されている
飛しょう体。
【請求項１４】
請求項１１または１２に記載の飛しょう体において、
前記漏洩導波路は、
漏洩同軸ケーブル
を具備し、
前記漏洩同軸ケーブルは、
中心導体と、
前記中心導体の周囲に配置された誘電体と、
前記誘電体の周囲に配置されて、かつ、前記本体と一体化されている外部導体と
を具備する
飛しょう体。
【請求項１５】
請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の飛しょう体において、
前記本体は、
前記内部空間を、前記第１機器、前記第１アンテナおよび前記第１漏洩部を含む第１シールド室としての第１空間と、前記第２機器、前記第２アンテナおよび前記第２漏洩部を含む第２シールド室としての第２空間とに分断する燃料タンクと、
前記第１空間を前記電磁波反射体で覆う第１シールド室形成部と、
前記第２空間を前記電磁波反射体で覆う第２シールド室形成部と
を具備し、
前記漏洩導波路は、前記燃料タンクを迂回している
飛しょう体。
【請求項１６】
請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の飛しょう体において、
前記漏洩導波路は、
前記全ての端部の１つであって、前記本体の外部に配置された外側端部と、
前記外側端部に着脱可能に装着されて、前記外側端部を終端する外側終端部と
をさらに備える
飛しょう体。
【請求項１７】
請求項１１〜１６のいずれか一項に記載の飛しょう体において、
電源装置と、
前記電源装置に接続された給電線路と、
前記本体の内部に配置されて、前記第１機器を無線給電するために前記給電線路に接続されたワイヤレス給電部と
をさらに具備し、
前記第１機器は、前記ワイヤレス給電部から無線給電を受けるワイヤレス電力受信部
を具備する
飛しょう体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線通信システムおよびこの無線通信システムを搭載した飛しょう体に関する。
【背景技術】
【０００２】
シールド室における無線通信を、漏洩同軸ケーブルや、漏洩導波管などの漏洩導波路を用いて行う技術が知られている。ここで、シールド室とは、狭小空間や、閉空間などの、内部と外部の間で電磁波による無線通信が困難乃至不可能である空間を示す。また、シールド室は、その内部空間においても電磁波による無線通信が困難乃至不可能であっても良い。この技術によれば、室内や、トンネル内の空間などにおいて、漏洩導波路をアクセスポイントに接続されるアンテナとして用いることで、狭小空間内の電磁波分布を均一化することができる。
【０００３】
その一方で、単独または複数のシールド室の内部に配置された複数の機器の間で行う無線通信の需要がある。特に、親機となり得るアクセスポイントを用いずに、複数の機器の間で直接相互に行う無線通信の需要がある。
【０００４】
例えば、飛しょう体の前方および後方に配置された２つの機器の間で有線通信を行おうとすると、両者の間に通信配線を設ける必要がある。このとき、両者の間に配置された燃料タンクやエンジンなどの構成要素を通信配線が迂回する必要が生じ、そのためには通信配線が飛しょう体の外側を通る必要が生じる場合がある。しかしながら、飛しょう体が高速で飛行する際、飛しょう体の表面は高温に爆される。また、飛しょう体の外側では、外部の電磁波ノイズにも爆される。また、２つの機器の間で無線通信を行おうとしても、それぞれの機器が配置されている空間が電磁波反射体で覆われており、無線通信が行えない場合がある。
【０００５】
上記に関連して、特許文献１（国際公開第２００８−００４５７７号）には、無線通信システムに係る記載が開示されている。この無線通信システムは、固定位置に配置された電波遮蔽物を有する構造物内に設けられた複数の無線局を備える。この無線通信システムは、互いに同一無線チャンネルを有する２つの無線局と、互いに隣接無線チャンネルを有する２つの無線局との少なくとも一方を、電波遮蔽物の両側に配置したことを特徴とする。
【０００６】
特許文献１（国際公開第２００８−００４５７７号）の無線通信システムは、航空機内の無線通信において、電磁波反射体や吸収体を考慮して無線局の配置を最適化する技術である。言い換えれば、単独の狭小空間における無線通信が対象であって、複数の閉空間を跨ぐ無線通信は実現出来ない。
【０００７】
また、特許文献２（特許第４６５７３３２号）には、閉空間送信装置に係る発明が開示されている。この閉空間送信装置は、漏洩同軸ケーブル、第１手段、第２手段および第３手段を具えて構成される。ここで、第１手段は、入力信号を前記漏洩同軸ケーブルの一方の端子に入力する。第２手段は、漏洩同軸ケーブルの他方の端子から出力される信号の振幅、周波数、位相、遅延時間の少なくとも１つを時間的に変化させる。第３手段は、時間的に変化させる手段により得られた信号を前記漏洩同軸ケーブルの前記他方の端子に入力する。この閉空間送信装置は、漏洩同軸ケーブルから電波反射体で囲まれた閉空間内に放射される電波の放射特性または放射パターンを時間的に変化させる。
【０００８】
特許文献２（特許第４６５７３３２号）の閉空間送信装置は、閉空間で生じる直接波と反射波が重なってヌル点が生じないように、閉空間での電磁波の放射パターンを時間変化させて無線通信する技術である。言い換えれば、狭小空間における無線通信が対象であって、複数の閉空間を跨ぐ無線通信は実現出来ない。
【０００９】
また、特許文献３（特許第５６９５７４４号）には、電磁波伝搬装置に係る発明が開示されている。この電磁波伝搬装置は、複数の面状伝搬媒体と、面状誘電体スペーサと、第１のインターフェースとを備える。ここで、面状誘電体スペーサは、複数の面状伝搬媒体間を隔離するために配置されている。第１のインターフェースは、面状伝搬媒体と送受信機との間で電磁波の送受を行なう。各面状伝搬媒体は、各々、少なくとも一つの面状導体と少なくとも一つの面状誘電体とを重ね合わせて構成されている。各面状伝搬媒体は、他の少なくとも一つの面状伝搬媒体と、重なり部分を有するよう配置されている。重なり部分の面状導体に、面状伝搬媒体間で電磁波を送受する電磁波結合手段が設けられている。電磁波結合手段の少なくとも一つとして、重なり部分の前記面状導体にスロットを設けている。面状伝搬媒体内の電磁波の伝搬方向に位置する端面から前記スロットまでの距離を、１／４×（実効波長の整数倍）となるよう配置している。
【００１０】
特許文献３（特許第５６９５７４４号）の電磁波伝搬装置は、伝搬媒体の配置およびスロット形状および／または配置により、電磁波の伝搬媒体同士を電磁波結合する技術である。言い換えれば、特許文献３（特許第５６９５７４４号）は、各アンテナと伝搬媒体を電磁波結合する技術思想を開示も示唆もしておらず、電磁波反射体で囲まれたシールド室における無線通信を実現出来ない。
【００１１】
また、特許文献４（特開２０１６−２１７７１１号公報）には、移動局と固定局間の通信システムに係る記載が開示されている。この通信システムは、無線通信機能を有し二次元または三次元の位置に移動可能な移動局と、無線通信機能を有し二次元または三次元の所定の位置に固定されている複数の固定局を有し、移動局と固定局との間の無線通信の電波強度の強さを測定し、その結果に基づいて当該局を決定し、関連情報を付与する。
【００１２】
特許文献４（特開２０１６−２１７７１１号公報）の通信システムは、狭小空間において電磁波強度を測定し、無線局を選択して反射や回折などによる影響を低減することによって、無線通信を実現する技術である。言い換えれば、狭小空間における無線通信が対象であって、複数の閉空間を跨ぐ無線通信は実現出来ない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】国際公開第２００８−００４５７７号
【特許文献２】特許第４６５７３３２号
【特許文献３】特許第５６９５７４４号
【特許文献４】特開２０１６−２１７７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
単独または複数のシールド室形成部の内部に配置された複数の通信装置の間で直接相互に無線通信が可能な無線通信システムと、この無線通信システムを用いた飛しょう体とを提供する。その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
以下に、（発明を実施するための形態）で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、（特許請求の範囲）の記載と（発明を実施するための形態）との対応関係を明らかにするために付加されたものである。したがって、それらの番号は、（特許請求の範囲）に記載されている発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１６】
一実施の形態によれば、無線通信システム（１）は、シールド室形成部（２）と、漏洩導波路（３）と、第１アンテナ（４１０）と、第１機器（４１）と、第２アンテナ（４２０）と、第２機器（４２）とを具備する。ここで、シールド室形成部（２）は、シールド室としての内部空間を、無線通信を遮断する電磁波反射体で覆う。漏洩導波路（３）は、シールド室形成部（２）の内部に配置された第１漏洩部（３０Ａ）および第２漏洩部（３０Ｂ）を備える。なお、漏洩導波路（３）は、電磁波が漏洩しない非漏洩部をさらに有していても良い。第１アンテナ（４１０）は、シールド室形成部（２）の内部に配置されて、第１漏洩部（３０Ａ）との間で無線通信可能に構成されている。第１機器（４１）は、シールド室形成部（２）の内部に配置されて、第１アンテナ（４１０）に接続されている。第２アンテナ（４２０）は、シールド室形成部（２）の内部に配置されて、第２漏洩部（３０Ｂ）との間で無線通信可能に構成されている。第２機器（４２）は、シールド室形成部（２）の内部に配置されて、第２アンテナ（４２０）に接続されている。第１機器（４１）および第２機器（４２）は、漏洩導波路（３）を介して双方向無線通信を行う。なお、第１機器（４１）および第２機器（４２）は、漏洩導波路（３）を介さずに双方向無線通信を行っても良い。漏洩導波路（３）は、単路であっても良いし、複数路に分岐していても良い。
【００１７】
一実施の形態によれば、飛しょう体（１１）は、本体（１２）と、漏洩導波路（１３）と、第１アンテナ（１４１０）と、第１機器（１４１）と、第２アンテナ（１４２０）と、第２機器（１４２）とを具備している。ここで、本体（１２）は、無線通信を遮断する電磁波反射体で内部空間を覆う。漏洩導波路（１３）は、本体（１２）の内部に配置された第１漏洩部（１３０Ａ）および第２漏洩部（１３０Ｂ）を備える。第１アンテナ（１４１０）は、本体（１２）の内部に配置されて、第１漏洩部（１３０Ａ）との間で無線通信可能に構成されている。第１機器（１４１）は、本体（１２）の内部に配置されて、第１アンテナ（１４１０）に接続されている。第２アンテナ（１４２０）は、本体（１２）の内部に配置されて、第２漏洩部（１３０Ｂ）との間で無線通信可能に構成されている。第２機器（１４２）は、本体（１２）の内部に配置されて、第２アンテナ（１４２０）に接続されている。第１機器（１４１）および第２機器（１４２）は、漏洩導波路（１３）を介して双方向無線通信を行う。
【発明の効果】
【００１８】
前記一実施の形態によれば、単独または複数のシールド室を通る漏洩導波路を設けることで、単独または複数のシールド室形成部の内部にそれぞれ配置された複数の通信装置の間で直接相互に無線通信が可能な無線通信システムと、この無線通信システムを用いた飛しょう体とを実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、一実施形態による無線通信システムの一構成例を示す部分断面図である。
【図２】図２は、一実施形態による無線通信システムの別の構成例を示す部分断面図である。
【図３】図３は、関連技術による飛しょう体の一構成例を示す部分断面図である。
【図４】図４は、一実施形態による飛しょう体の一構成例を示す部分断面図である。
【図５】図５は、一実施形態による無線通信システムの一構成例を示す部分断面図である。
【図６】図６は、一実施形態による無線通信システムの別の構成例を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
添付図面を参照して、本発明による無線通信システムおよび飛しょう体を実施するための形態を以下に説明する。ここで、飛しょう体には、有人または無人のロケット、ミサイル、有人または無人の航空機、人工衛星、などが含まれる。
【００２１】
（第１の実施形態）
電磁波による無線通信を遮断する電磁波反射体で覆われたシールド室に、無線通信を行う機器を配置することがある。シールド室としての内部空間を覆う容器を、便宜上、「シールド室形成部」と呼ぶ。なお、シールド室形成部の形状は、任意である。また、シールド室形成部のシールド室としての内部空間は、完全に閉じていても良いし、多少の隙間があっても良いし、さらには特定の通信周波数を遮断する寸法の網目構造であっても良い。本実施形態の無線通信システムでは、漏洩導波路を、電磁波の双方向伝搬経路として使用する。すなわち、例えば２つのシールド室形成部を通るように漏洩導波路を設け、それぞれのシールド室形成部の内部に配置されている２つの機器の間で、漏洩導波路を介して双方向の無線通信を行う。このとき、２つの機器を仲介するアクセスポイントを用いない。
【００２２】
図１を参照して、一実施形態による無線通信システム１の一構成例について説明する。図１は、一実施形態による無線通信システム１の一構成例を示す部分断面図である。
【００２３】
図１の無線通信システム１の構成要素について説明する。無線通信システム１は、シールド室形成部２と、漏洩導波路３と、複数の機器４と、電源装置５と、給電線路５０とを備える。ここでシールド室形成部２は、第１シールド室形成部２Ａと、第２シールド室形成部２Ｂと、隔壁２１とを備える。第１シールド室形成部２Ａは、その内部に、第１空間２０Ａを有する。同様に、第２シールド室形成部２Ｂは、その内部に、第２空間２０Ｂを有する。
【００２４】
漏洩導波路３は、複数の漏洩部３０と、２つの終端と、２つの終端部３９１、３９２とを備える。ここで、複数の漏洩部３０には、第１漏洩部３０Ａと、第２漏洩部３０Ｂと、第３漏洩部３０Ｃとが含まれている。ただし、これらの漏洩部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃを区別しない場合には、単に漏洩部３０と呼んでも良い。なお、漏洩導波路３は、電磁波が漏洩しない非漏洩部をさらに有していても良い。
【００２５】
複数の機器４のそれぞれは、アンテナ４００と、ワイヤレス電力受信部４０１とを備える。複数の機器４には、第１機器４１と、第２機器４２と、第３機器４３とが含まれている。第１機器４１は、第１アンテナ４１０と、第１ワイヤレス電力受信部４１１とを備える。同様に、第２機器４２は、第２アンテナ４２０と、第２ワイヤレス電力受信部４２１とを備える。また、第３機器４３は、第３アンテナ４３０と、第３ワイヤレス電力受信部４３１とを備える。ただし、ただし、これらの機器４１、４２、４３を区別しない場合には、単に機器４と呼んでも良い。同様に、これらのアンテナ４１０、４２０、４３０を区別しない場合には、単にアンテナ４００と呼んでも良い。また、これらのワイヤレス電力受信部４１１、４２１、４３１を区別しない場合は、単にワイヤレス電力受信部４０１と呼んでも良い。
【００２６】
給電線路５０は、複数のワイヤレス給電部５１を備える。これら複数のワイヤレス給電部５１には、第１ワイヤレス給電部５１Ａと、第２ワイヤレス給電部５１Ｂと、第３ワイヤレス給電部５１Ｃとが含まれている。ただし、これらのワイヤレス給電部５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃを区別しない場合には、単にワイヤレス給電部５１と呼んでも良い。なお、ワイヤレス給電の電力伝送方式としては、例えば、磁界結合式、電界結合式、マイクロ波式、など様々あるが、本実施形態を限定するものではなく、いずれの方式であっても良い。また、給電線路５０は、単路であっても良いし、複数に分岐していても良い。
【００２７】
図１の無線通信システム１の構成要素の接続関係および位置関係について説明する。図１の構成例では、第１シールド室形成部２Ａおよび第２シールド室形成部２Ｂは、それぞれの外壁の一部を共有して繋がっている。この、共有されている外壁が、隔壁２１である。言い換えれば、シールド室形成部２の内部に、シールド室形成部２の内部空間を２つに分断するように隔壁２１を設けるとき、シールド室形成部２および隔壁２１のうち、分断された空間の一方である第１シールド室としての第１内部空間２０Ａを囲む部分を第１シールド室形成部２Ａと呼び、残りの第２シールド室としての第２内部空間２０Ｂを囲む部分を第２シールド室形成部２Ｂと呼ぶ。
【００２８】
なお、本実施形態においては、第１シールド室形成部２Ａに囲まれた第１内部空間２０Ａと、第２シールド室形成部２Ｂに囲まれた第２内部空間２０Ｂとが、それぞれ、電磁波が遮断されたシールド室であって、一方の内部空間から他方の内部空間への無線通信が出来ないことを前提としている。したがって、シールド室形成部２、第１シールド室形成部２Ａ、第２シールド室形成部２Ｂおよび隔壁２１は、電磁波を反射する電磁波反射体で構成されていても良いし、少なくとも、電磁波反射体で覆われていることが好ましい。また、この意味において、第１シールド室形成部２Ａおよび第２シールド室形成部２Ｂは、必ずしも一体化されている必要はなく、離れて独立して存在していても良い。さらには、一体化された複数のシールド室形成部の組み合わせと、離れて独立した複数のシールド室形成部の組み合わせとが同時に存在しても良い。このとき、漏洩導波路３はシールド室形成部と同じまたはそれ以上の漏洩部を有していても良いし、分岐を有していても良い。
【００２９】
漏洩導波路３は、漏洩導波管として構成されていても良いし、漏洩同軸ケーブルとして構成されていても良い。いずれの場合も、漏洩導波路３の一部は第１シールド室形成部２Ａの内部、すなわち第１空間２０Ａに配置されており、漏洩導波路３の別の一部は第２シールド室形成部２Ｂの内部、すなわち第２空間２０Ｂに配置されている。このとき、漏洩導波路３は、図１に示したとおり、隔壁２１を貫通していても良い。または、漏洩導波路３は、隔壁２１を迂回していても良い。また、各漏洩部間には、電磁波を放射しない非漏洩部の区間があっても良い。この非漏洩部の区間は、導波管として構成されても良いし、同軸ケーブルとして構成されても良い。
【００３０】
漏洩導波路３が漏洩導波管である場合の、より具体的な構成例について説明する。一般的な導波管とは、その長手方向に電磁波を伝搬させることが出来る筒状で金属製の管であり、その断面の形状や寸法などによって伝搬損失が少ない電磁波の周波数が異なる。漏洩導波管とは、その側面に漏洩部が設けられた導波管であって、内部を伝搬する電磁波の一部を漏洩部から外部に放射することが出来る。反対に、漏洩導波管は、漏洩部を介して外部から進入する電磁波を、内部で伝搬させることも出来る。一般的に、漏洩導波管の漏洩部は、金属製の管の側面を貫通するように開いた細長い穴であり、スロットとも呼ばれる。漏洩部の形状や寸法などによって、漏洩部を介して漏洩導波管に出入りしやすい電磁波の周波数や、放射方向などが異なる。なお、多くの場合、漏洩導波管には複数のスロットが設けられている。また、このような意味で、漏洩導波管の漏洩部は、漏洩導波管に沿って設けられた複数のアンテナとして機能すると考えることも出来る。
【００３１】
漏洩導波路３が漏洩同軸ケーブルである場合の、より具体的な構成例について説明する。一般的な同軸ケーブルとは、その長手方向に電磁波を伝搬させることが出来るケーブルであり、線状の中心導体の周囲が円筒状の誘電体で覆われており、この誘電体の周囲が円筒状の外部導体で覆われている。この外部導体は、さらに、絶縁体で構成された円筒状の外被で覆われていることが好ましい。漏洩同軸ケーブルは、その外部導体に漏洩部が設けられた同軸ケーブルであって、内部を伝搬する電磁波の一部を漏洩部から外部に放射することが出来る。反対に、漏洩同軸ケーブルは、漏洩部を介して外部から侵入する電磁波を、内部で伝搬させることもできる。一般的に、漏洩同軸ケーブルの漏洩部は、外部導体を貫通するように開いた細長い穴であり、スロットとも呼ばれる。なお、多くの場合、漏洩同軸ケーブルには複数のスロットが設けられている。また、別の構成例として、外部導体が誘電体の周囲に、隙間が開いた螺旋状に巻き付けられている漏洩同軸ケーブルも存在する。この場合は、螺旋状の外部導体の間に開いた隙間が漏洩部として機能する。このとき、隙間も実際には１本の螺旋の形状に構成されているが、どの視点から見ても複数の外部導体と複数の漏洩部が順番に並んでいるように見え、実際に複数の漏洩部が存在するかのように漏洩同軸ケーブルは機能する。また、このような意味で、漏洩導波管の漏洩部は、漏洩同軸ケーブルに沿って設けられた複数のアンテナとして機能すると考えることも出来る。
【００３２】
図１の構成例では、漏洩導波路３は、隔壁２１を貫通して、第１シールド室形成部２Ａの内部と、第２シールド室形成部２Ｂの内部とに浸入している。第１シールド室形成部２Ａの内部には、さらに、第１機器４１が配置されている。同様に、第２シールド室形成部２Ｂの内部にも、さらに、第２機器４２が配置されている。
【００３３】
機器４は、アンテナ４００と、ワイヤレス電力受信部４０１とを備える。なお、このことは、前述のとおり、機器４１、４２、４３が、アンテナ４１０、４２０、４３０と、ワイヤレス電力受信部４１１、４２１、４３１とを、それぞれ備えることを意味する。ここで、機器４のそれぞれにおいて、アンテナ４００は、図示されない通信回路に接続されている。その一方で、機器４のそれぞれにおいて、アンテナ４００は、漏洩導波路３が有する複数の漏洩部３０のいずれかと、電磁波結合されている。ここで、電磁波結合とは、アンテナ４００と、漏洩部３０とが、両者の間で無線通信が可能となるように構成され、かつ、配置されていることを意味する。ここでは、第１機器４１のアンテナ４１０が電磁波結合されている漏洩部３０を、第１漏洩部３０Ａと呼ぶ。同様に、第２漏洩部３０Ｂおよび第３漏洩部３０Ｃは、それぞれ、第２機器４２のアンテナ４２０および第３機器４３のアンテナ４３０と電磁波結合されている。
【００３４】
給電線路５０は、一方では電源装置５に接続されており、他方ではワイヤレス給電部５１に接続されている。図１の構成例では、電源装置５は第２シールド室形成部２Ｂの内部、すなわち第２空間２０Ｂに配置されているが、これはあくまでも一構成例に過ぎず、本実施形態を限定しない。電源装置５は、第１シールド室形成部２Ａの内部、すなわち第１空間２０Ａに配置されていても良いし、シールド室形成部２の外側に配置されていても良い。
【００３５】
給電線路５０の一部は、第１シールド室形成部２Ａの内部、すなわち第１空間２０Ａに配置されている。給電線路５０の別の一部は、第２シールド室形成部２Ｂの内部、すなわち第２空間２０Ｂに配置されている。このとき、給電線路５０は、図１に示したとおり隔壁２１を貫通していても良い。または、給電線路５０は、隔壁２１を迂回していても良い。
【００３６】
複数のワイヤレス給電部５１と、複数のワイヤレス電力受信部４０１とは、前者から後者が無線給電をそれぞれ受けられるように配置されている。言い換えれば、第１ワイヤレス給電部５１Ａおよび第１ワイヤレス電力受信部４１１の位置関係は、両者の間で無線給電が可能となるように決定されることが好ましい。同様に、第２ワイヤレス給電部５１Ｂおよび第２ワイヤレス電力受信部４２１の位置関係は、両者の間で無線給電が可能となるように決定されることが好ましい。また、第３ワイヤレス給電部５１Ｃおよび第３ワイヤレス電力受信部４３１の位置関係は、両者の間で無線給電が可能となるように決定されることが好ましい。
【００３７】
図１の無線通信システム１の構成要素の動作について説明する。まず、電源装置５が電力を生成し、給電線路５０を介してワイヤレス給電部５１に向けて送電する。それぞれのワイヤレス給電部５１は、無線給電が可能な位置に配置されているワイヤレス電力受信部４０１に向けて無線給電を行う。ワイヤレス電力受信部４０１は、ワイヤレス給電部５１から無線給電された電力を、機器４の図示しない内部回路に供給する。この内部回路には、通信回路が含まれる。機器４の図示しない内部回路は、ワイヤレス電力受信部４０１から給電された電力によって起動して動作する。なお、機器４は、ワイヤレス電力受信部４０１から給電された電力によって充電され、充電された電力を通信回路に供給するための充電池および充放電回路をさらに備えていることが好ましい。動作中の機器４は、必要に応じて、アンテナ４００を介して信号の送受信を行う。アンテナ４００は、電磁波結合されている漏洩部３０および漏洩導波路３を介して、他の機器４との間の双方向通信を可能とする。
【００３８】
ここで、複数の機器４の間で無線通信を行う際に、漏洩導波路３が単なる双方向伝搬経路として機能していることに注目されたい。すなわち、漏洩導波路３の従来的な使用方法では、漏洩導波路３の漏洩部３０と電磁波結合している複数の機器４の間で無線通信を行う際には、漏洩導波路３に優先接続されたアクセスポイントがその無線通信を仲介することが一般的であった。言い換えれば、まず、一方の機器４がアクセスポイントとの間で通信を行い、次に、アクセスポイントが他方の機器４との間で通信を行うことで、両方の機器４の間で通信を行うことが出来た。しかし、本実施形態では、２つもしくはそれ以上の個数の機器４が、同一の空間２０に配置されていた場合でも、異なる空間２０にそれぞれ配置されていた場合でも、両機器４の間で無線通信を直接的に行うことが出来る。具体的には、図１の構成例では、第１空間２０Ａに配置されている第１機器４１と、第２空間２０Ｂに配置されている第２機器４２との間でも、無線通信を直接的に行うことが出来る。また、第１空間２０Ａに配置されている第１機器４１および第３機器４３の間でも、無線通信を直接的に行うことが出来る。
【００３９】
なお、上記の説明では無線給電を用いたが、機器４を有線で給電しても同様の無線通信を行えることは言うまでもない。しかしながら、通信および給電の両方を無線化することによって、機器４のシールド室形成部２への取り付けや、無線通信システム１の組み立てなどを大幅に簡略化することが出来る。このことは、生産性の向上につながる。また、複数の機器４の間で無線通信および無線給電のインターフェースを共通化することで、機器４の組み合わせの自由度や、拡張性などの向上も期待できる。
【００４０】
図２を参照して、本実施形態の変形例について説明する。図２は、一実施形態による無線通信システム１の別の構成例を示す部分断面図である。図２に示した変形例では、漏洩導波路３および給電線路５０を、シールド室形成部２と一体化している。また、図２では、見やすさのために機器４の図示を省略している。
【００４１】
図２の漏洩導波路３は、上述のとおり、シールド室形成部２と一体化されている。より具体的には、図２の漏洩導波路３は漏洩導波管であり、その金属製の管が、シールド室形成部２と一体化されている。したがって、シールド室形成部２の全体が金属製であることが好ましい。なお、全体が非金属製である場合は、漏洩導波管内部または外部の表面に金属膜を形成しても良い。ここで、漏洩部３０は、漏洩導波管の中空部分が空間２０に繋がるようにシールド室形成部２を貫通するスロットとして構成されている。このような構造は、例えば、いわゆる３Ｄプリンタなどの技術を用いることで、比較的容易に製造可能である。
【００４２】
なお、本変形例の漏洩導波路３を漏洩同軸ケーブルにする場合には、例えば、以下のような変更を行えば良い。漏洩同軸ケーブルの外部導体がシールド室形成部２と一体化しているものと見なし、図２の漏洩導波管の中空部分に、シールド室形成部２と導通しないように中心導体を配置する。さらに、中空部分のうち、中心導体およびシールド室形成部２の間に残る空間を、誘電体物質で埋める。
【００４３】
給電線路５０については、公知技術であるので詳細な説明を省略する。なお、図２の構成例では、シールド室形成部２が金属製であるので、これをグランドとして使用することも可能である。
【００４４】
図２の構成例では、空間２０の形状を円柱形とするために、漏洩導波路３および給電線路５０を、シールド室形成部２の外側に突出するように配置した。しかし、これは一例にすぎず、本実施形態による無線通信システム１の形状を限定するものではない。
【００４５】
（第２の実施形態）
本実施形態では、第１の実施形態による無線通信システム１の構成を、飛しょう体の構成に適用する。上述した（背景技術）の繰り返しになるが、本実施形態のより良い理解のために、まず、図３を参照して、関連技術による飛しょう体の構成例について説明する。図３は、関連技術による飛しょう体１１の一構成例を示す部分断面図である。
【００４６】
図３の飛しょう体１１の構成要素について説明する。図３の飛しょう体１１は、本体１２と、燃料タンク１２２と、第１機器１４Ａ、第２機器１４Ｂと、ワイヤーハーネス１２３と、保護カバー１２４とを備える。
【００４７】
図３の飛しょう体１１の構成要素の接続関係および位置関係について説明する。本体１２の内部には、燃料タンク１２２が配置されている。飛しょう体１１において、燃料タンク１２２の存在は非常に重要であり、本体１２の中央部分を燃料タンク１２２が占有している場合も少なくない。また、燃料タンク１２２の形状には、高い対称性が求められる。具体的には、燃料タンク１２２の形状は、ほぼ円柱であることが好ましい。その結果、本体１２の内部空間は、燃料タンク１２２によって、前方の第１空間１２０Ａと、後方の第２空間１２０Ｂとに、物理的に分断されている。そこで、本体１２および燃料タンク１２２のうち、第１空間１２０Ａを囲む部分を、疑似的な第１シールド室形成部１２Ａと見做すことが出来る。同様に、本体１２および燃料タンク１２２のうち、第２空間１２０Ｂを囲む部分を、疑似的な第２シールド室形成部１２Ｂと見做すことが出来る。このとき、第１機器１４Ａは第１空間１２０Ａに配置されており、第２機器１４Ｂは第２空間１２０Ｂに配置されている。
【００４８】
第１機器１４Ａおよび第２機器１４Ｂは、ワイヤーハーネス１２３を介して電気的に接続されている。第１機器１４Ａおよび第２機器１４Ｂを接続するワイヤーハーネス１２３は、燃料タンク１２２を迂回するために、本体１２の外側に配置されている。飛しょう体１１の外側表面には、ワイヤーハーネス１２３を保護するための保護カバー１２４が設けられている。これは、飛しょう体が高速で飛行する際に、本体１２の外側表面が空力加熱により高熱が生じ、この高熱からワイヤーハーネス１２３を保護する必要があるからである。また、保護カバー１２４には、ワイヤーハーネス１２３を外部の電磁波ノイズから保護する性能も求められる。
【００４９】
次に、図４を参照して、本実施形態による飛しょう体１１について説明する。図４は、一実施形態による飛しょう体１１の一構成例を示す部分断面図である。
【００５０】
図４の飛しょう体１１の構成要素について説明する。図４の飛しょう体１１は、本体１２と、燃料タンク１２２と、漏洩導波路１３と、第１機器１４１と、第２機器１４２と、電源装置１５と、給電線路１５０と、第１ワイヤレス給電部１５１Ａと、第２ワイヤレス給電部１５１Ｂとを備える。漏洩導波路１３は、漏洩部１３０Ａ、１３０Ｂと、終端部１３９１、１３９２とを備える。第１機器１４１は、第１アンテナ１４１０と、第１ワイヤレス電力受信部１４１１とを備える。同様に、第２機器１４２は、第２アンテナ１４２０と、第２ワイヤレス電力受信部１４２１とを備える。
【００５１】
図４の飛しょう体１１の構成要素の接続関係および位置関係について説明する。図３の場合と同様に、本体１２の内部には、燃料タンク１２２が配置されており、本体１２の内部空間は、燃料タンク１２２によって、前方の第１空間１２０Ａと、後方の第２空間１２０Ｂとに、物理的に分断されている。また、本体１２および燃料タンク１２２のうち、第１空間１２０Ａを囲む部分を、疑似的な第１シールド室形成部１２Ａと見做すことが出来る。同様に、本体１２および燃料タンク１２２のうち、第２空間１２０Ｂを囲む部分を、疑似的な第２シールド室形成部１２Ｂと見做すことが出来る。このとき、第１機器１４Ａは第１空間１２０Ａに配置されており、第２機器１４Ｂは第２空間１２０Ｂに配置されている。
【００５２】
漏洩導波路１３および給電線路１５０は、本体１２に一体化されている。図４の本体１２、漏洩導波路１３および給電線路１５０の位置関係は、図２に示したシールド室形成部２、漏洩導波路３および給電線路５０の位置関係と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。
【００５３】
第１漏洩部１３０Ａは、本体１２のうち、漏洩導波路１３および第１空間１２０Ａに挟まれた部分を貫通するように設けられている。第１アンテナ１４１０は、第１漏洩部１３０Ａと電磁波結合できるように、言い換えれば第１漏洩部１３０Ａとの間で無線通信が可能となるように、第１漏洩部１３０Ａの近傍に配置されている。
【００５４】
同様に、第２漏洩部１３０Ｂは、本体１２のうち、漏洩導波路１３および第２空間１２０Ｂに挟まれた部分を貫通するように設けられている。第２アンテナ１４２０は、第２漏洩部１３０Ｂと電磁波結合できるように、言い換えれば第２漏洩部１３０Ｂとの間で無線通信が可能となるように、第２漏洩部１３０Ｂの近傍に配置されている。
【００５５】
電源装置１５は、給電線路１５０を介して、第１ワイヤレス給電部１５１Ａおよび第２ワイヤレス給電部１５１Ｂに接続されている。第１ワイヤレス給電部１５１Ａおよび第２ワイヤレス給電部１５１Ｂは、図４の構成例では本体１２と一体化されているが、これはあくまでも一構成例に過ぎず、本実施形態の構成を限定しない。すなわち、電源装置１５は、第１空間１２０Ａおよび第２空間１２０Ｂのいずれに配置されていても良い。また、第１ワイヤレス給電部１５１Ａおよび第２ワイヤレス給電部１５１Ｂは、それぞれ、第１空間１２０Ａおよび第２空間１２０Ｂに配置されていても良い。いずれの場合も、第１ワイヤレス給電部１５１Ａは、第１機器１４１の第１ワイヤレス電力受信部１４１１に対して電力の無線供給が出来るように、第１ワイヤレス電力受信部１４１１の近傍に配置されている。同様に、第２ワイヤレス給電部１５１Ｂは、第２機器１４２の第２ワイヤレス電力受信部１４２１に対して電力の無線供給が出来るように、第２ワイヤレス電力受信部１４２１の近傍に配置されている。
【００５６】
図４の飛しょう体１１の構成要素の動作について説明する。図１の無線通信システム１の場合と同様に、まず、電源装置１５が電力を生成し、給電線路１５０を介してワイヤレス給電部１５１Ａ、１５１Ｂに向けて送電する。ワイヤレス給電部１５１Ａ、１５１Ｂは、無線給電が可能な位置に配置されているワイヤレス電力受信部１４１１、１４２１に向けて無線給電を行う。ワイヤレス電力受信部１４１１、１４２１は、ワイヤレス給電部１５１Ａ、１５１Ｂから無線給電された電力を、機器１４１、１４２の図示しない内部回路に供給する。この内部回路には、通信回路が含まれる。機器４の図示しない内部回路は、ワイヤレス電力受信部１４１１、１４２１から給電された電力によって起動して動作する。なお、機器１４１、１４２は、ワイヤレス電力受信部１４１１、１４２１から給電された電力によって充電され、充電された電力を内部回路に供給するための充電池および充放電回路をさらに備えていることが好ましい。動作中の機器１４１、１４２は、必要に応じて、アンテナ１４１０、１４２０を介して信号の送受信を行う。アンテナ１４１０、１４２０は、電磁波結合されている漏洩部１３０Ａ、１３０Ｂおよび漏洩導波路１３を介して、他の機器１４２、１４１との間の双方向通信を可能とする。
【００５７】
その他、漏洩導波路１３が双方向伝搬経路として機能していること、第１機器１４１および第２機器１４２の間で無線通信を行う際に中継するアクセスポイントが不要であること、第１機器１４１および第２機器１４２の給電を有線で行っても良いこと、などについても、第１実施形態の場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。
【００５８】
本実施形態で得られる作用効果としては、第１実施形態で得られる作用効果に加えて、ワイヤーハーネス１２３が不要になったことで、飛しょう体１１の外部が高温や電磁波ノイズに曝される問題が解決することが挙げられる。その結果、飛しょう体１１全体としての設計がより容易になる。また、外的要因を低減出来ることによって、飛しょう体１１全体としての信頼性が向上する。
【００５９】
（第３の実施形態）
第１および第２の実施形態では、複数の機器４、１４１、１４２の間で無線通信を行う際に、中継するアクセスポイントが不要であることについて述べた。本実施形態では、アクセスポインイトを追加することも可能であることと、アクセスポイントを追加することによって機能を追加できることについて説明する。
【００６０】
図５および図６を参照して、本実施形態による無線通信システム１について説明する。図５は、一実施形態による無線通信システム１の一構成例を示す部分断面図である。図６は、一実施形態による無線通信システム１の別の構成例を示す部分断面図である。
【００６１】
図５の構成例による無線通信システム１は、図１の無線通信システム１に、接続部３８および終端部３９３を追加したものに等しい。すなわち、図５では、漏洩導波路３の、第１終端部３９１および第２終端部３９２の間に、接続部３８が追加されている。この接続部３８は、漏洩導波路３の分岐点である。この接続部３８の下流には、第３終端部３９３で終端された第３の端部がある。第３終端部３９３は、シールド室形成部２の外に配置されている。
【００６２】
図６の構成例による無線通信システム１は、図５の無線通信システム１から第３終端部３９３を取り外し、代わりにアクセスポイント３７を接続したものに等しい。アクセスポイントは、アンテナ３７１を備えている。アクセスポイント３７およびそのアンテナ３７１は、シールド室形成部２の外に配置されている。言い換えれば、アクセスポイント３７は、そのアンテナ３７１を介して、無線通信システム１の外に存在する任意の通信機器との間で無線通信を行うことが出来る。その一方で、アクセスポイント３７は、漏洩導波路３を介して、シールド室形成部２の中に配置されている機器４との間でも無線通信を行うことが出来る。
【００６３】
言い換えれば、本実施形態による無線通信システム１では、電磁波反射体で遮蔽された空間の中に存在する機器４と、外部から非接触での無線通信が可能となる。このことによって、本実施形態による無線通信システム１を、図４の飛しょう体１１に適用した場合の具体例として説明する。
【００６４】
一般的に、飛しょう体１１は、使用前に試験を行う場合がある。試験を行う際に、漏洩導波路１３にアクセスポイント３７に対応する中継装置を接続することで、飛しょう体１１の外部に用意された任意の点検装置と、機器１４１、１４２との間で、中継装置を介する無線通信が可能となる。その結果、本体１２に内蔵されている機器１４１、１４２を物理的に操作することなく、機器１４１、１４２の機能点検や、プログラムの更新などを行うことが出来る。
【００６５】
なお、試験が完了した後は、漏洩導波路１３からアクセスポイント３７を取り外し、代わりに終端部３９３を接続すれば良い。
【００６６】
以上、発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。また、前記実施の形態に説明したそれぞれの特徴は、技術的に矛盾しない範囲で自由に組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１  無線通信システム
２  シールド室形成部（電磁波反射体）
２Ａ  第１シールド室形成部
２Ｂ  第２シールド室形成部
２０  空間
２０Ａ  第１空間
２０Ｂ  第２空間
２１  隔壁
３  漏洩導波路
３０  漏洩部
３０Ａ  第１漏洩部
３０Ｂ  第２漏洩部
３０Ｃ  第３漏洩部
３７  アクセスポイント
３７１  アンテナ
３８  接続部
３９１  終端部
３９２  終端部
３９３  終端部
４  機器
４００  アンテナ
４０１  ワイヤレス電力受信部
４１  機器
４１０  アンテナ
４１１  ワイヤレス電力受信部
４２  機器
４２０  アンテナ
４２１  ワイヤレス電力受信部
４３  機器
４３０  アンテナ
４３１  ワイヤレス電力受信部
５  電源装置
５０  給電線路
５１、５１Ａ、５１Ｂ  ワイヤレス給電部
１１  飛しょう体
１２  本体（シールド室形成部）
１２Ａ、１２Ｂ  シールド室形成部
１２０Ａ、１２０Ｂ  空間
１２２  燃料タンク
１２３  ワイヤーハーネス
１２４  保護カバー
１３  漏洩導波路
１３０Ａ  漏洩部
１３０Ｂ  漏洩部
１３９１  終端部
１３９２  終端部
１４Ａ、１４Ｂ  機器
１４１  機器
１４１０  アンテナ
１４１１  ワイヤレス電力受信部
１４２  機器
１４２０  アンテナ
１４２１  ワイヤレス電力受信部
１５  電源装置
１５０  給電線路
１５１Ａ、１５１Ｂ  ワイヤレス給電部
【図１】
2019149737.tif 000003
【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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