(57)【要約】      （修正有）【課題】様々な場所に配置した場合や防犯用として使用する場合の通信状態において、高い放射特性および良好な通信性能を有する無線装置を提供する。【解決手段】無線装置１の筐体の外部に装着された外付けアンテナ２と、筐体の内部に装着され外付けアンテナ２と主偏波成分が異なる内蔵アンテナ９と、外付けアンテナ２及び内蔵アンテナ９の受信レベルを判定する演算処理手段１５と、演算処理手段１５の判定結果に対応して外付けアンテナ２かまたは内蔵アンテナ９を選択する高周波スイッチ７とにより構成されることにより、見通し外や屋内などの激しいマルチパスフェージング環境下における偏波成分が一定でない条件においても、高い放射特性および良好な通信性能を保持することができる。【選択図】  図１
2004179921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体の外部に装着された外付けアンテナと、前記筐体の内部に装着され前記外付けアンテナとは主偏波成分が異なる内蔵アンテナと、前記外付けアンテナ及び前記内蔵アンテナの受信レベルを判定する演算処理手段と、前記演算処理手段の判定結果に対応して前記外付けアンテナまたは前記内蔵アンテナを選択する高周波スイッチとを有することを特徴とする無線装置。
【請求項２】
筐体の外部に装着された半波長アンテナ素子と前記筐体の内部に装着され接続手段により前記半波長アンテナ素子と接続される逆Ｆ型アンテナ素子とにより構成された外付けアンテナと、前記筐体の内部に装着され前記半波長アンテナ素子とは主偏波成分が異なる内蔵アンテナと、前記半波長アンテナ素子及び前記内蔵アンテナの受信レベルを判定する演算処理手段と、前記演算処理手段の判定結果に対応して前記外付けアンテナまたは前記内蔵アンテナを選択する高周波スイッチとを有することを特徴とする無線装置。
【請求項３】
前記逆Ｆ型アンテナ素子は４分の１波長の長さを有し、前記筐体内部の回路基板に平行に配置され、一端が接地点として前記回路基板に接地され、前記接地点の近傍に給電部が設けられたことを特徴とする請求項２記載の無線装置。
【請求項４】
筐体の内部に装着された第１の内蔵アンテナと、前記筐体の内部に装着され前記第１の内蔵アンテナとは主偏波成分が異なる第２の内蔵アンテナと、前記第１の内蔵アンテナ及び前記第２の内蔵アンテナの受信レベルを判定する演算処理手段と、前記演算処理手段の判定結果に対応して前記第１の内蔵アンテナまたは前記第２の内蔵アンテナを選択する高周波スイッチとを有することを特徴とする無線装置。
【請求項５】
筐体の外部に装着された外部半波長アンテナと、前記筐体の内部に装着され前記外部半波長アンテナとは最大放射方向が異なり主偏波成分が同一の内蔵アンテナと、自己の設置状態を検出する重力センサーと、前記重力センサーの検出結果に対応して前記外部半波長アンテナ及び前記内蔵アンテナを選択する演算処理手段と、前記演算処理手段による受信レベルの判定結果に対応して前記外部半波長アンテナまたは前記内蔵アンテナを選択する高周波スイッチとを有することを特徴とする無線装置。
【請求項６】
筐体の外部に装着された外部半波長アンテナと、前記外部半波長アンテナとは最大放射方向が同一で主偏波成分が異なる第１の内蔵アンテナと、前記第１の内蔵アンテナとは最大放射方向が同一で主偏波成分が異なり、前記外部半波長アンテナとは最大放射方向が異なり主偏波成分が同一の第２の内蔵アンテナと、自己の設置状態を検出する重力センサーと、前記重力センサーの検出結果に対応して、前記外部半波長アンテナと第１の内蔵アンテナの組合せ、前記外部半波長アンテナと第２の内蔵アンテナの組合せ、及び前記第１の内蔵アンテナと前記第２の内蔵アンテナの組合せのいずれかの組合せを選択する２選択式高周波スイッチと、前記２選択式高周波スイッチで受信した信号の受信レベルを判定する演算処理手段と、前記演算処理手段による受信レベルの判定結果に対応して前記２選択式高周波スイッチで受信した２つの信号のうちいずれかを選択する高周波スイッチとを有することを特徴とする無線装置。
【請求項７】
筐体の内部に装着され主偏波成分が同様の複数の第１の内蔵アンテナで形成された第１の内蔵アンテナ部と、前記複数の第１の内蔵アンテナの各々に接続され前記複数の第１の内蔵アンテナの指向性を変化させる複数の第１の位相器と、前記複数の第１の位相器に接続され前記複数の第１の内蔵アンテナに対する送受信信号を分配合成する第１の電力分配合成手段と、前記筐体の内部に装着され前記第１の内蔵アンテナ部とは主偏波成分が異なり、各々の主偏波成分が同様の複数の第２の内蔵アンテナ部と、前記複数の第２の内蔵アンテナの各々に接続され前記複数の第２の内蔵アンテナの指向性を変化させる複数の第２の位相器と、前記複数の第２の位相器に接続され前記複数の第２の内蔵アンテナに対する送受信信号を分配合成する第２の電力分配合成手段と、前記複数の第１の内蔵アンテナ部及び前記第２の内蔵アンテナ部から受信した信号レベルを判定して前記第１の内蔵アンテナ及び前記複数の第２の内蔵アンテナの位相を変化させる位相制御信号を前記第１及び第２の位相器に対し発生する演算処理部と、前記信号レベルの判定結果に対応して前記第１の内蔵アンテナ部または前記第２の内蔵アンテナ部を選択する高周波スイッチとを有することを特徴とする無線装置。
【請求項８】
自己の設置状態を検出する重力センサーを有し、前記演算処理手段は前記重力センサーの検出結果に対応して前記第１の内蔵アンテナ部または前記第２の内蔵アンテナ部を選択することを特徴とする請求項７記載の無線装置。
【請求項９】
受信した映像信号を記憶する画像記録手段を有することを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の無線装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の無線装置を有することを特徴とする無線画像伝送可能な警報装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、防犯用無線画像伝送装置や無線ＬＡＮなどの固定無線装置（アクセスポイント）に搭載されるアンテナシステムに関し、特に無線装置を様々な場所に配置した場合や防犯用の画像を伝送する警報装置として使用する場合において、高い放射特性および良好な通信性能を有するアンテナシステムを搭載した無線装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、家屋やコンビニエンスストアなどの強盗事件、車などの盗難事件、幼稚園や小学校における乱入殺人事件などに対して防犯対策が注目されており、侵入者監視用の防犯映像記録装置の設置が広まっている。また既存の建物に設置される場合、その映像記録装置の画像データを伝送するための伝送手段としては、大規模な工事が必要な有線接続ではなく、無線による画像伝送が有望視されている。例えば、アンテナが１つの外付けタイプの防犯映像記録付き無線画像伝送装置が発売されている（例えば、コロナ電気（株）製）。また、家屋やオフィス内のネットワークとして無線ＬＡＮの需要が高まっている。
【０００３】
ここで、上記無線装置が設置される場所は様々であり、例えば見通し外などのマルチパスフェージング環境下の場合においても、高い放射特性および良好な通信性能を有するアンテナシステムが求められる。また、設置方法も様々であり、例えば壁に掛けたり、机上に置かれたりする場合などが想定される。ただし、無線装置を一旦設置すると動かされる可能性は少ない。従来、このような問題に対応する例として、映像記録装置を備えた防犯用無線画像伝送装置や無線ＬＡＮなどの固定無線装置においては、例えばアンテナが筐体外部に２つ配置され通信状態に応じて上記２つアンテナを選択的に切り替える空間ダイバーシチ動作が行われている。これにより、マルチパスフェージング環境下における通信品質向上が達成されるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０５−１６０６３１号公報（第３ページ、段落番号１２、図１）。
【０００５】
上記従来の無線装置は、２つの半波長ダイポールアンテナを筐体外部に配置してその無線信号を分配器で合成するように構成されており、同軸ケーブルの長さによってアンテナ間の位相を異ならせて広帯域化を図るよう意図している。
また、図１０に示される従来の無線装置は、筐体外部に可動式のダイポールアンテナ２を２つ配置してアンテナ切替ダイバーシチ動作を行うと共に、設置する状態によって良好な通信性能が得られるようにアンテナの向きを手動で操作するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の無線装置においては、例えば見通し外や屋内などの激しいマルチパスフェージング環境下においては、主偏波成分に対して交差偏波成分が高くなるため、偏波成分が一定である２本のダイポールアンテナの空間ダイバーシチでは、通信性能が劣化するという問題があった。
また、上記従来の無線装置においては、壁に掛けられたり、床に置かれたりするなど、その設置状態が決まっていないため、設置された環境により利得が低下したり、さらに設置状況によって可動式のアンテナを直接手動で操作して、良好な通信性能を探索する煩雑な操作が必要であるという問題があった。
【０００７】
また、上記従来の無線装置においては、防犯用で使用される場合、侵入者が防犯装置に気づいて、外付けのアンテナを折ってしまったり、取り付ける際など誤ってアンテナを折ってしまった場合、通信性能が大幅に劣化してしまうという問題があった。
また上記従来の無線装置においては、アンテナを外付けとするために、構造が複雑となり、コスト高となるという問題があった。
【０００８】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、様々な場所に配置した場合や防犯用として使用する場合の通信状態において、高い放射特性および良好な通信性能を有する無線装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明における無線装置は、筐体の外部に装着された外付けアンテナと、前記筐体の内部に装着され前記外付けアンテナと主偏波成分が異なる内蔵アンテナと、前記外付けアンテナ及び前記内蔵アンテナの受信レベルを判定する演算処理手段と、前記演算処理手段の判定結果に対応して前記外付けアンテナかまたは前記内蔵アンテナを選択する高周波スイッチとを有するという構成を有している。この構成により、見通し外や屋内などの激しいマルチパスフェージング環境下における偏波成分が一定でない条件においても高い放射特性および良好な通信性能を有することができる。
【００１０】
本発明における無線装置は、筐体の外部に装着された半波長アンテナ素子と前記筐体の内部に装着され接続手段により前記半波長アンテナ素子と接続される逆Ｆアンテナ素子とにより構成された外付けアンテナと、前記筐体の内部に装着され前記半波長アンテナ素子とは主偏波成分が異なる内蔵アンテナと、前記半波長アンテナ素子及び前記内蔵アンテナの受信レベルを判定する演算処理手段と、前記演算処理手段の判定結果に対応して前記外付けアンテナかまたは前記内蔵アンテナを選択する高周波スイッチとを有するという構成を有している。この構成により、見通し外や屋内などの激しいマルチパスフェージング環境下における偏波成分が一定でない条件においても高い放射特性および良好な通信性能を有することができ、例えばアンテナが折られた場合においても内蔵アンテナでダイバーシチを行うことが可能であり、通信性能の劣化を防止することができる。
【００１１】
本発明における無線装置は、前記逆Ｆアンテナ素子が４分の１波長の長さを有し、前記筐体内部の回路基板に平行に配置され、一端が接地点として前記回路基板に接地され、前記接地点の近傍に給電部が設けられたという構成を有している。この構成により、例えばアンテナが折られた場合においても内蔵アンテナが動作することで、通信性能の劣化を改善することができる。
【００１２】
本発明における無線装置は、筐体の内部に装着された第１の内蔵アンテナと、前記筐体の内部に装着され前記第１の内蔵アンテナとは主偏波成分が異なる第２の内蔵アンテナと、前記第１の内蔵アンテナ及び前記第２の内蔵アンテナの受信レベルを判定する演算処理手段と、前記演算処理手段の判定結果に対応して前記第１の内蔵アンテナかまたは前記第２の内蔵アンテナを選択する高周波スイッチとを有するという構成を有している。この構成により、安価で省スペースな構成で偏波ダイバーシチを行うことによって、見通し外や屋内などの激しいマルチパスフェージング環境下における偏波成分が一定でない条件においても高い放射特性および良好な通信性能を有することができ、アンテナを折られる危険性も排除することができる。
【００１３】
本発明における無線装置は、筐体の外部に装着された外部半波長アンテナと、前記筐体の内部に装着され前記外部半波長アンテナとは最大放射方向が異なり主偏波成分が同一の内蔵アンテナと、無線装置の設置状態を検出する重力センサーと、前記重力センサーの検出結果に対応して前記外部半波長アンテナ及び前記内蔵アンテナを選択する演算処理手段と、前記演算処理手段による受信レベルの判定結果に対応して前記外部半波長アンテナかまたは前記内蔵アンテナを選択する高周波スイッチとを有するという構成を有している。この構成により、簡単な構成で設置された場所を検知して、良好な通信性能を有することができる。
【００１４】
本発明における無線装置は、筐体の外部に装着された外部半波長アンテナと、前記外部半波長アンテナとは最大放射方向が同一で主偏波成分が異なる第１の内蔵アンテナと、前記第１の内蔵アンテナとは最大放射方向が同一で主偏波成分が異なり、前記外部半波長アンテナとは最大放射方向が異なり主偏波成分が同一の第２の内蔵アンテナと、無線装置の設置状態を検出する重力センサーと、前記重力センサーの検出結果に対応して、前記外部半波長アンテナと第１の内蔵アンテナの組合せを選択するか、前記外部半波長アンテナと第２の内蔵アンテナの組合せを選択するか、または前記第１の内蔵アンテナと前記第２の内蔵アンテナの組合せを選択する２選択式高周波スイッチと、前記２選択式高周波スイッチで受信した信号の受信レベルを判定する演算処理手段と、前記演算処理手段による受信レベルの判定結果に対応して前記２選択式高周波スイッチで受信した２つの信号のうちいずれかを選択する高周波スイッチとを有するという構成を有している。
この構成により、設置された場所を検知して、検知信号によって最大放射方向を有する最適なアンテナ組み合わせを選択し、さらに偏波ダイバーシチを行うことによって、見通し外や屋内などの激しいマルチパスフェージング環境下における偏波成分が一定でない条件においても高い放射特性および良好な通信性能を有することができる。
【００１５】
本発明における無線装置は、筐体の内部に装着され主偏波成分が同様の複数の第１の内蔵アンテナで形成された第１の内蔵アンテナ部と、前記第１の内蔵アンテナの各々に接続され前記第１の内蔵アンテナの指向性を変化させる複数の第１の位相器と、前記複数の第１の位相器に接続され前記複数の第１の内蔵アンテナに対する送受信信号を分配合成する第１の電力分配合成手段と、前記筐体の内部に装着され前記第１の内蔵アンテナ部とは主偏波成分が異なり、各々の主偏波成分が同様の複数の第２の内蔵アンテナ部と、前記第２の内蔵アンテナの各々に接続され前記第２の内蔵アンテナの指向性を変化させる複数の第２の位相器と、前記複数の第２の位相器に接続され前記複数の第２の内蔵アンテナに対する送受信信号を分配合成する第２の電力分配合成手段と、前記第１の内蔵アンテナ部及び前記第２の内蔵アンテナ部から受信した信号レベルを判定して前記第１の内蔵アンテナ及び前記第２の内蔵アンテナの位相を変化させる位相制御信号を前記第１及び第２の位相器に対し発生する演算処理部と、前記信号レベルの判定結果に対応して前記第１の内蔵アンテナ部かまたは前記第２の内蔵アンテナ部を選択する高周波スイッチとを有するという構成を有している。この構成により、見通し外や屋内などの激しいマルチパスフェージング環境下における偏波成分が一定でない条件においても高い放射特性および良好な通信性能を有することができる。
【００１６】
本発明における無線装置は、無線装置の設置状態を検出する重力センサーを有し、前記演算処理手段は前記重力センサーの検出結果に対応して前記第１の内蔵アンテナ部かまたは前記第２の内蔵アンテナ部を選択するという構成を有している。この構成により、設置された場所を検知して、簡単な制御方法で位相制御することで最適なアンテナの指向性が得られ、さらに偏波ダイバーシチを行うことによって、見通し外や屋内などの激しいマルチパスフェージング環境下における偏波成分が一定でない条件においても高い放射特性および良好な通信性能を有することができる。
【００１７】
本発明における無線装置は、受信した映像信号を記憶する画像記録装置を有するという構成を有している。この構成により、無線画像伝送システムで使用された場合も良好な通信性能を有することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき、本発明の第１ないし第６の実施の形態を詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態における無線装置の構成を説明する。以下の説明において、無線装置の動作周波数を２．４ＧＨｚ帯に設定して構成の説明を行う。
図１において、本発明の第１の実施形態における無線装置１は、無線装置１の筐体外部に取り付けられる外付けアンテナ２と、電気長が４分の１波長のダイポール素子３及びダイポール素子４と、ダイポール素子３とダイポール素子４とを接続する平衡不平衡変換素子５と、外付けアンテナ２を無線装置１の筐体外部に取り付ける可動式コネクタ６と、給電のため平衡不平衡変換素子５に接続される高周波同軸ケーブル８と、電気長が４分の３波長の内蔵アンテナである３／４波長アンテナ９と、３／４波長アンテナ９に設けられた給電部１１と、回路基板１２と、給電部１１に接続される高周波同軸ケーブル１３と、高周波同軸ケーブル１３と、高周波同軸ケーブル８と高周波同軸ケーブル１３とを切り替える高周波スイッチ７と、回路基板１２上にある無線部１４と、送受信する信号を処理する演算処理部１５とを有して構成される。
【００１９】
次に、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態における無線装置の構成を更に詳細に説明する。図１において、本発明の第１の実施形態における無線装置１は、外付けアンテナ２が可動式コネクタ６によって無線装置１の筐体外部に取り付けられる。外付けアンテナ２は、例えば半波長のダイポールアンテナであって、ダイポール素子３及びダイポール素子４は、電気長が４分の１波長（約３１ｍｍ）である導線によって形成したものである。ダイポール素子３及びダイポール素子４は平衡不平衡変換素子５に接続され、これらによって半波長ダイポールアンテナが構成される。平衡不平衡変換素子５と回路基板１２上に設けられた高周波スイッチ７は給電線路である高周波同軸ケーブル８を介して接続される。
【００２０】
無線装置１の内部に内蔵されるアンテナは、例えば一端が回路基板１２の接地部に接地された電気長が４分の３波長（３／４波長＝９３ｍｍ）の銅板によって形成された３／４波長アンテナ９である。３／４波長アンテナ９の接地点１０より１／４波長部分は、まず回路基板１２と垂直に８ｍｍの間隔を形成し、残りの部分は約９０度で折り返し回路基板１２と平行に形成される。次に、残りの１／２波長部分は、さらに約９０度折り返して回路基板１２と垂直にさらに８ｍｍの間隔を形成し、残りの部分は再度約９０度で折り返し回路基板１２と平行に形成され開放されている。１／２波長部分は、外部アンテナ２とは主偏波成分が異なる配置とする。３／４波長アンテナ９の接地点１０より約８ｍｍ隔てた場所に給電部１１が設けられ、高周波スイッチ７と給電線路である高周波同軸ケーブル１３を介して接続される。高周波スイッチ７は、回路基板１２上にある無線部１４に接続される。無線部１４は、演算処理部１５に接続され信号処理される。演算処理部１５は、高周波スイッチ７に対しアンテナを選択するための制御信号を送信する。
【００２１】
次に、図１、図２及び図３を参照して、本発明の第１の実施の形態における無線装置の動作を説明する。図２は、例えば、外付けアンテナ２を回路基板１２と垂直に設定した場合の自由空間の水平面（ＸＹ面）の放射パターンを示す。図２における実線は、主偏波成分である垂直偏波成分を示し、水平面でほぼ無指向性となる。点線は交差偏波成分である水平偏波成分を示し、垂直偏波成分より平均利得で約１５ｄＢ程度低くなる。
【００２２】
一方、内蔵された３／４波長アンテナ９の接地点１０より１／４波長部分は、主として整合スタブと見做すことができ、その距離を調整することによりインピーダンスを５０Ωに整合され、他に整合回路を不要とすることができる。また、残り１／２波長部分は、放射素子として動作する。図３は、例えば、３／４波長アンテナ９を回路基板１２と水平に設定した場合の自由空間の垂直面（ＸＺ面）の放射パターンを示す。１／２波長部分が主に放射素子としてふるまうために主偏波成分は点線の水平偏波成分となり、Ｘ方向とＺ方向への放射が高い。−Ｘ方向には内蔵回路部品や基板のシールドケースなどの影響により利得が低い。実線は交差偏波成分である垂直偏波成分を示し、水平偏波成分より平均利得で７ｄＢ程度低くなるが、比較的交差偏波成分が高い。これは、スタブとして作用している１／４波長部分が逆Ｆアンテナとしてわずかに放射に寄与するためである。
【００２３】
次に、外付けアンテナ２と３／４波長アンテナ９とによるダイバーシチ動作について説明する。例えば、受信ダイバーシチを想定すると、まず受信フレームのガードタイムなどのわずかな時間で外付けアンテナ２と内蔵３／４波長アンテナ９からの受信信号を高周波スイッチ７により高速に切り換えて受信レベルを検知する。次に、各受信信号の高いレベルを演算処理部１５にて判定し、制御信号によって高周波スイッチ７を切り替えてアンテナを選択する。また、例えば送信ダイバーシチを想定する場合は、例えば時分割多元接続及び時分割双方向（ＴＤＭＡ・ＴＤＤ）伝送方式では受信で選択したアンテナをそのまま次フレームの送信で使用する方式を用いることができる。
【００２４】
以上のように外付けアンテナ２と内蔵３／４波長アンテナ９との主偏波成分が異なるため、見通し外や屋内などの激しいマルチパスフェージング環境下における偏波成分が一定でない場合にも、偏波ダイバーシチを行うことが可能となり、良好な通信品質を保つことができる。
また、例えばこの無線装置１は、画像記録装置を搭載または接続した場合には、防犯用の無線画像伝送装置となり、警報装置を構成することができる。また、侵入者が故意に無線画像伝送装置の外付けアンテナ２を折ったり、使用者が誤って外付けアンテナ２を折った場合でも内蔵アンテナ９があるため、通信性能の劣化を低減できる。
【００２５】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態における無線装置１によれば、外付けアンテナ２と内蔵アンテナ９を設け、偏波ダイバーシチを行うことによって、見通し外や屋内などの激しいマルチパスフェージング環境下により偏波成分が一定でない条件においても高い放射特性および良好な通信性能を有することができる。また、内蔵アンテナ９を内蔵することにより、構造を簡素化でき、コストダウンを図ることができる。
なお、外付けアンテナ２は半波長ダイポールアンテナに限らず、主偏波成分が同じであれば１波長ダイポールアンテナ、半波長モノポールアンテナ、半波長スリーブアンテナ、ホイップアンテナなどを使用することができる。
【００２６】
また、内蔵アンテナ９は３／４波長アンテナに限らず、主偏波成分が同じであれば半波長ダイポールアンテナ及び１波長ダイポールアンテナなどを使用することができる。
また、外付けアンテナ２の主偏波成分が水平偏波で、内蔵アンテナ９の主偏波成分が垂直偏波であっても良い。
また、偏波ダイバーシチするアンテナは上記２つに限らず、３／４波長アンテナの半波長素子と垂直で回路基板１２と平行に半波長ダイポールアンテナなどを複数個を配置して、ダイバーシチを行うことができる。
【００２７】
（第２の実施の形態）
次に、図４を参照して、本発明の第２の実施の形態における無線装置の構成を説明する。本実施の形態における無線装置は、第１の実施の形態における無線装置とは、外付けアンテナ２に対し内蔵の逆Ｆアンテナ１６を接続した点が相違している。また、図４において、図１と同一符号を付した要素は第１の実施の形態の要素と同様な構成および動作を行うものとする。
【００２８】
さらに構成を詳細に説明すると、図４に示すように、無線装置１の外部に外付けされるアンテナは、実際には、例えば筐体内部に配置された一端が回路基板１２の接地部に接地された電気長が４分の１波長（１／４波長＝約３１ｍｍ）の銅板によって形成された逆Ｆアンテナ１６と、筐体外部に配置された半波長（１／２波長＝約６２ｍｍ）の導線によって形成された半波長素子１８が、接点バネ１７及び接点バネ１９により逆Ｆアンテナ１６と接続して形成された外付けアンテナ２とにより構成される。また、逆Ｆアンテナ１６は、接地点２０より回路基板１２と垂直に８ｍｍの間隔を形成し、残りの部分は約９０度で折り返し回路基板１２と平行に形成される。逆Ｆアンテナ１６の接地点２０より約８ｍｍ隔てた場所に給電部２１が設けられ、給電線路である高周波同軸ケーブル２２を介して高周波スイッチ７と接続される。
【００２９】
次に、図４を参照して、本発明の第２の実施の形態における無線装置の動作を説明する。図４に示すように構成された外付け半波長素子１８と逆Ｆアンテナ１６とが接点バネ１７と接点バネ１９とにより接続されると、第１の実施の形態で説明した３／４波長アンテナ９と同様な動作を行う。したがって、例えば、外付け半波長素子１８を回路基板１２と垂直に設定した場合の自由空間の水平面（ＸＹ面）の放射パターンは、図３に示すダイポールアンテナの指向性とほぼ同等になる。ただし、スタブとして用いられている逆Ｆアンテナ１６からの放射が若干あるため、交差偏波成分が平均利得で５ｄＢ程度高くなる。したがって、内蔵された３／４波長アンテナ９と外付け半波長素子１８との偏波ダイバーシチが可能となる。
【００３０】
例えば、この無線装置が受信した映像信号を記憶する映像記録装置を搭載または接続した場合には、防犯用の無線画像伝送可能な警報装置となる。例えば、侵入者が防犯システムに気づき故意に外付けアンテナ２を折った場合を想定する。
その場合、接点バネ１７と接点バネ１９とが開放され、整合スタブとして動作していた逆Ｆアンテナ１６は放射素子として動作することになる。したがって、アンテナが折られた場合は、内蔵された３／４波長アンテナ９と内蔵されている逆Ｆアンテナ１６とのダイバーシチが実現する。したがって、第１の実施の形態では、外付けアンテナ２が折られた場合にはダイバーシチが出来なくなり、通信性能が劣化するのに対し、本実施の形態における外付けアンテナ２では、外付けアンテナ２が折られてもダイバーシチが可能となり、通信性能の劣化を防止することができる。
【００３１】
以上説明したように、本発明の第２の実施の形態の無線装置によれば、内蔵アンテナ９と、逆Ｆアンテナ１６が接続された外付けアンテナ２とを設け、偏波ダイバーシチを行うことによって、見通し外や屋内などの激しいマルチパスフェージング環境下における偏波成分が一定でない条件下においても、高い放射特性および良好な通信性能を有することができ、さらに、例えばアンテナが折られた状態においても、内蔵アンテナ９と逆Ｆアンテナ１６とによりダイバーシチを行うことが可能であり、外付けアンテナ２が損傷された場合における通信性能の劣化を防止することができる。
【００３２】
（第３の実施の形態）
次に、図５を参照して、本発明の第３の実施の形態における無線装置の構成を説明する。本実施の形態における無線装置は、第１及び第２の実施の形態における無線装置とは、外付けアンテナ２の代わりに内蔵アンテナとしてスロット２５を設けた点が相違している。また、図５において、図１と同一符号を付した要素は第１の実施の形態の要素と同様な構成および動作を行うものとする。
さらに構成を詳細に説明すると、図５に示すように、スロット２５は無線装置１内部の回路基板１２に、例えば電気長が約２分の１波長（半波長＝約６２ｍｍ）で幅が約３ｍｍの形状に設けられる。さらに、スロット２５の長辺の端部から例えば約３ｍｍの位置の長辺内側の一辺に、同軸ケーブルで形成された給電線路２７の内導体２６を接続し、同じ長辺の端部から約３ｍｍの位置の対面する長辺の内側に給電線路２７の外導体を接続することにより、スロットアンテナとして構成する。
【００３３】
次に、図５及び図６を参照して、本発明の第３の実施の形態における無線装置の動作を説明する。図６には、自由空間の垂直面（ＸＺ面）の放射パターンを示す。例えば、スロット２５を３／４波長アンテナ９と同様な向きに配置すると、主偏波成分は実線に示す垂直偏波成分となり、±Ｚ方向への放射が高い。
したがって、内蔵された３／４波長アンテナ９とスロットアンテナ２５との偏波ダイバーシチが可能となる。その上、３／４波長アンテナ９とスロットアンテナ２５とは共に内蔵アンテナとして形成されるため、構造が簡単で安価であり、さらに僅かなスペースで偏波ダイバーシチが実現可能になる。また、侵入者に対して防犯システムを容易に気づかれることなく、アンテナを折られる心配もない。さらに使用者が誤ってアンテナを折って通信性能を劣化させるようなこともない。
【００３４】
以上説明したように、本発明の第３の実施の形態の無線装置によれば、安価で省スペースな構成により偏波の異なる複数の内蔵アンテナを設けて、偏波ダイバーシチを行うことにより、見通し外や屋内などの激しいマルチパスフェージング環境下における偏波成分が一定でない条件においても高い放射特性および良好な通信性能を保持することができ、アンテナが折られるていう危険性も排除することができる。
なお、スロットアンテナの給電方法は上記に限らず、マイクロストリップ給電方式を用いても同様な効果が得られる。
【００３５】
（第４の実施の形態）
次に、図７を参照して、本発明の第４の実施の形態における無線装置の構成を説明する。本実施の形態における無線装置は、外付けアンテナ２と３／４波長アンテナ９とは、第１の実施の形態におけるものと同様なアンテナを用いるが、第１ないし第３の実施の形態における無線装置とは、半波長ダイポールアンテナ４３が筐体内部に配置され、アンテナの選択手段として２選択式高周波スイッチ４１が追加され、重力センサー４０が設けられた点が相違している。また、図７において、図１と同一符号を付した要素は第１の実施の形態の要素と同様な構成および動作を行うものとする。
【００３６】
さらに構成を詳細に説明すると、図７に示すように、内蔵３／４波長アンテナ９の半波長素子部分と垂直で回路基板と平行に半波長ダイポールアンテナ（半波長内蔵アンテナ）４３を筐体内部に配置する。半波長ダイポールアンテナ４３と回路基板１２上に設けられた２選択式高周波スイッチ４１は給電線路である高周波同軸ケーブル４２を介して接続される。また外付けアンテナ（外部半波長アンテナ）２の平衡不平衡変換素子５と回路基板１２上に設けられた２選択式高周波スイッチ４１は給電線路である高周波同軸ケーブル８を介して接続される。また、３／４波長アンテナ９の給電部１１と２選択式高周波スイッチ４１は、給電線路である高周波同軸ケーブル１３を介して接続される。２選択式高周波スイッチ４１は高周波スイッチ７と接続される。また、回路基板１２上に重力センサー４０を設け、重力センサー４０は演算処理部１５と接続される。
【００３７】
次に、図７を参照して、本発明の第４の実施の形態における無線装置の動作を説明する。まず、無線装置が設置される場所は、一般的には、例えば壁に取り付けられるかもしくは机上に置かれるかの２通りが想定される。そこで、重力センサー４０を使用して無線装置が取り付けられた状態を検知する。例えば、壁に掛けられた場合、その設置状態を重力センサー４０によって検知し、検知信号を演算処理部１５へ送信し、Ｚ方向に最大放射方向となる３／４波長アンテナ９と半波長ダイポールアンテナ４３の組み合わせを選択するよう２選択式高周波スイッチ４１を制御する。ここで、選択するアンテナが決定され、さらに３／４波長アンテナ９と半波長ダイポールアンテナ４３は受信レベルを検知して、検知信号を演算処理部１５へ送信し、受信レベルの高いアンテナを選択するように高周波スイッチ７を切替え制御する。
【００３８】
また、例えば机上に置かれた場合、その設置状態を重力センサー４０によって検知し、その検知信号を演算処理部１５へ送信し、Ｘ方向が最大放射方向となる３／４波長アンテナ９と外付けアンテナ２の組み合わせを選択するよう２選択式高周波スイッチ４１を制御する。さらに３／４波長アンテナ９と外付けアンテナ２の受信レベルを検知して、検知信号を演算処理部１５へ送信し、受信レベルの高いアンテナを選択するよう高周波スイッチ７を制御する。
したがって、設置される場所によって、指向性の最適なアンテナの組み合わせを選択して、複雑な制御を行うことなく最適な指向性が得られ、その組み合わせにより簡単な制御により高速に偏波ダイバーシチを行うことができ、良好な通信性能を得ることができる。
【００３９】
また、見通し内などに設置され偏波が一定とわかる場合は、ダイバーシチ動作の高周波スイッチを削除して、重力センサーによってアンテナを選択してもよい。
また、アンテナの個数は上記に限らず、さらに増加してアンテナを選択する組み合わせを増やしても良い。
また、上記の構成において、３つのアンテナを受信レベルによりダイバーシチとしてもよい。
なお、アンテナの構成を偏波ダイバーシチの組み合わせとしたが上記に限らず、例えば見通し内に設置され偏波が一定とわかる場合は空間ダイバーシチとするアンテナの組み合わせでも良い。
【００４０】
以上説明したように、本発明の第４の実施の形態の無線装置によれば、最大指向性及び偏波成分が異なるアンテナを複数個設け、重力センサーを使用して無線装置が設置されている場所を検知し、その設置状態において最大の指向性をもち、偏波成分の異なるアンテナの組み合わせを選択し、さらに選択されたアンテナで偏波ダイバーシチを行うことによって、見通し外や屋内などの激しいマルチパスフェージング環境下における偏波成分が一定でない条件においても、高い放射特性および良好な通信性能を得ることができる。
【００４１】
（第５の実施の形態）
次に、図８を参照して、本発明の第５の実施の形態における無線装置の構成を説明する。本実施の形態における無線装置は、第１の実施の形態における無線装置とは、外付けアンテナ２及び３／４波長アンテナ９にかわり、内蔵する複数の水平偏波用半波長ダイポールアンテナ３１及びそれぞれの位相器３０と各位相器３０を分配またはは合成する電力分配合成器３２と、同じく内蔵する複数の垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ３４及びそれぞれの位相器３３と各位相器３３を分配またはは合成する電力分配合成器３２とを設けた点が相違している。また、図８において、図１と同一符号を付した要素は第１の実施の形態の要素と同様な構成および動作を行うものとする。
【００４２】
さらに構成を詳細に説明すると、図８に示すように、無線装置の内部に例えば電気長が約２分の１波長（半波長＝約６２ｍｍ）の水平偏波用半波長ダイポールアンテナ３１を複数個設ける。また、各水平偏波用半波長ダイポールアンテナ３１にはそれぞれ位相器３０を備えておく。各位相器３０は電力分配合成器３２によって分配またはは合成される。さらに電力分配合成器３２は高周波スイッチ７と給電線路で接続される。
また、水平偏波用半波長ダイポールアンテナ３１に対して垂直に垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ３４を複数個設ける。各垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ３４にはそれぞれ位相器３３を備える。各位相器３３は電力分配合成器３５によって分配または合成される。さらに電力分配合成器３５は高周波スイッチ７と接続される。
また、演算処理部１５は各位相器３０および３３に接続される。
【００４３】
次に、図８を参照して、本発明の第５の実施の形態における無線装置の動作を説明する。まず、例えば電源投入時のアイドリング状態の受信フレームの時間では、高周波スイッチ７を水平偏波用半波長ダイポールアンテナ３１側を選択するよう設定される。そこで、受信信号は水平偏波用半波長ダイポールアンテナ３１から受信され、電力分配合成器３２で合成して受信レベルを検知する。次に、演算処理部１５からの位相制御信号によって水平偏波用半波長ダイポールアンテナ３１の位相を変化させて指向性を変えて再度受信レベルを検知する。この動作を数回繰り返して最も高い受信レベルが得られるように各水平偏波用半波長ダイポールアンテナ３１の各位相器３０の位相を決定する。
【００４４】
次に、高周波スイッチ７により各垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ３４側を選択し、水平偏波用半波長ダイポールアンテナ３１側同様に最も高い受信レベルが得られるよう各垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ３４の各位相器３３の位相を決定する。
このようにして、各水平偏波用及び垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ３１、３４の指向性は通信性能が最も良い状態に決定される。また、通信性能の良い指向性の状態において偏波ダイバーシチを行うことができる。
【００４５】
ここで、無線装置は設置される場所は様々であるが、一旦設置されると位置が固定される場合がほとんどであるため、このような位相制御は、例えば電源投入時の１回程度行うことで、最適な通信性能が得られるアンテナ指向性を得ることができる。
したがって、実際の通信時には、各アンテナの位相条件は固定となり、複雑な位相制御の回路構成を必要とせず、偏波ダイバーシチのみを行うこととなる。
【００４６】
なお、アンテナは半波長ダイポールアンテナに限らず、１波長ダイポールアンテナ、先端短絡３／４波長アンテナ、スロットアンテナ、パッチアンテナなどを用いて、互いのアンテナの主偏波方向が異なるよう配置すれば同様な効果が得られる。
また、位相制御は電源投入時の１回に限らず、ある一定期間ごとに行ってもよい。
【００４７】
以上説明したように、本発明の第５の実施の形態の無線装置によれば、偏波の異なる内蔵アンテナを複数個設けて、電源投入時に位相制御することにより最適なアンテナ指向性を取得し、さらに偏波ダイバーシチを行うことによって、見通し外や屋内などの激しいマルチパスフェージング環境下におけるような偏波成分が一定でない条件下においても、高い放射特性および良好な通信性能を保持することができる。
【００４８】
（第６の実施の形態）
次に、図９を参照して、本発明の第６の実施の形態における無線装置の構成を説明する。本実施の形態における無線装置は、第５の実施の形態における無線装置とは、重力センサー４０を使用して位相制御する点で相違している。また、図９において、図８と同一符号を付した要素は第５の実施の形態の要素と同様な構成および動作を行うものとする。
さらに、構成を詳細に説明すると、図９に示すように、回路基板１２上に重力センサー４０を設け、重力センサー４０は演算処理部１５に接続して、無線装置１の取付状態を検知する。
【００４９】
次に、図９を参照して、本発明の第６の実施の形態における無線装置の動作を説明する。無線装置が設置される場所は、一般的に、例えば壁に取り付けられるかもしくは机上に置かれるかの２通りが想定される。そこで、重力センサー４０を使用して無線装置が取り付けられた状態を検知する。例えば、壁に掛けられた場合、その設置状態を重力センサー４０によって検知し、検知信号を演算処理部１５へ送信して、Ｚ方向に指向性を向けるように各水平偏波用半波長ダイポールアンテナ３１および垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ３４の各位相器３１および３３の位相を制御する。また、机上に置かれた場合は、その状態を重力センサー４０により検知し、同様に演算処理部１５からアンテナの指向性をＸ方向に向けるように各水平偏波用半波長ダイポールアンテナ３１および垂直偏波用半波長ダイポールアンテナ３４の各位相器３１および３３の位相を制御する。
【００５０】
このように、単に重力センサー４０を用いて無線装置１の設置状態を検知して位相器３１、３３を制御することにより、複雑な位相制御を行うことなく最適な指向性が得られ、良好な通信性能を取得することができる。
このような本発明の第５の実施の形態の無線装置によれば、偏波の異なる内蔵アンテナを複数個設けて、重力センサーを使用して設置された場所を検知して、簡単な制御方法で位相制御することで最適なアンテナの指向性が得られ、さらに偏波ダイバーシチを行うことによって、見通し外や屋内などの激しいマルチパスフェージング環境下における偏波成分が一定でない条件においても高い放射特性および良好な通信性能を有することができる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明における無線装置は、上記のように構成され、特に、外付けアンテナと内蔵アンテナとを設け、偏波ダイバーシチシステムとしたことにより、見通し外や屋内など様々な場所に配置した場合の激しいマルチパスフェージング環境下で偏波成分が一定でない条件下における通信状態においても、また、防犯用として使用する場合の通信状態においても、高い放射特性および良好な通信性能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における無線装置の基本構成を示す図、
【図２】本発明の第１の実施の形態における無線装置の動作を示す放射パターンを示す図、
【図３】本発明の第１の実施の形態における無線装置の他の動作を示す放射パターンを示す図、
【図４】本発明の第２の実施の形態における無線装置の構成を示す図、
【図５】本発明の第３の実施の形態における無線装置の構成を示す図、
【図６】本発明の第３の実施の形態における無線装置の動作を示す放射パターンを示す図、
【図７】本発明の第４の実施の形態における無線装置の構成を示す図、
【図８】本発明の第５の実施の形態における無線装置の構成を示す図、
【図９】本発明の第６の実施の形態における無線装置の構成を示す図、
【図１０】従来の無線装置の構成を示す図。
【符号の説明】
１  無線装置
２  外付けアンテナ
３、４  ダイポール素子
５  平衡不平衡変換素子
６  可動式コネクタ
７  高周波スイッチ
８、１３、２２、２７、４２  高周波同軸ケーブル
９  ３／４波長アンテナ
１０、２０  接地点
１１、２１  給電部
１２  回路基板
１４  無線部
１５  演算処理部
１６  逆Ｆアンテナ
１７、１９  接点バネ
１８  半波長素子
２５  スロット
２６  内導体
３０、３３  位相器
３１、３４、４３  半波長ダイポールアンテナ
３２、３５  分配合成器
４０  重力センサー
４１  ２選択式高周波スイッチ
【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】
2004179921.tif 000009
【図８】
2004179921.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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