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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024140295
(43)【公開日】2024-10-10
(54)【発明の名称】無線通信システム
(51)【国際特許分類】
H04B 7/145 20060101AFI20241003BHJP
H01Q 1/32 20060101ALI20241003BHJP
H04W 16/26 20090101ALI20241003BHJP
H04W 4/30 20180101ALI20241003BHJP
【ＦＩ】
H04B7/145
H01Q1/32 Z
H04W16/26
H04W4/30
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023051376
(22)【出願日】2023-03-28
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り 発行者名：一般社団法人 電子情報通信学会、刊行物名：信学技報 Ｖｏｌ．１２２ Ｎｏ．６ ＲＣＳ２０２２－５ 第１８～第２３頁、発行年月日：令和４年４月１４日 集会名：令和４年 電子情報通信学会 無線通信システム研究会、開催日：令和４年４月２１日 発行者名：一般社団法人 日本鉄道技術協会、刊行物名：第５９回 鉄道サイバネ・シンポジウム論文集、発行年月日：令和４年１１月１０日 集会名：第５９回鉄道サイバネ・シンポジウム、主催：一般社団法人 日本鉄道技術協会、開催日：令和４年１１月１１日
(71)【出願人】
【識別番号】390021577
【氏名又は名称】東海旅客鉄道株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000006013
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100095407
【弁理士】
【氏名又は名称】木村 満
(74)【代理人】
【識別番号】100131152
【弁理士】
【氏名又は名称】八島 耕司
(74)【代理人】
【識別番号】100147924
【弁理士】
【氏名又は名称】美恵 英樹
(74)【代理人】
【識別番号】100148149
【弁理士】
【氏名又は名称】渡邉 幸男
(74)【代理人】
【識別番号】100181618
【弁理士】
【氏名又は名称】宮脇 良平
(74)【代理人】
【識別番号】100174388
【弁理士】
【氏名又は名称】龍竹 史朗
(72)【発明者】
【氏名】松村 善洋
(72)【発明者】
【氏名】丹下 智之
(72)【発明者】
【氏名】白井 大貴
(72)【発明者】
【氏名】笹木 栄志
(72)【発明者】
【氏名】木村 仁
(72)【発明者】
【氏名】塚本 薫
【テーマコード（参考）】
5J046
5K067
5K072
【Ｆターム（参考）】
5J046AA02
5K067AA22
5K067BB41
5K067KK01
5K072AA29
5K072BB02
5K072BB13
5K072BB25
5K072DD11
5K072DD16
5K072GG02
5K072GG05
5K072GG12
5K072GG13
(57)【要約】
【課題】アンテナの設置位置に制約がある場所において、少数の地上局アンテナを用いて移動局と地上局とが通信可能な無線通信システムを提供する。
【解決手段】無線通信システム１は、定められた走路を移動するあるいは走路に停止する移動体に移動体の進行方向に向けて設けられ、ミリ波帯の電波を送受信する指向性アンテナである移動局アンテナ４０を有する移動局３０と、ミリ波帯の電波を送受信する指向性アンテナである地上局アンテナ２０を有し、位置が固定される地上局１００と、走路の延長線上に設けられて、走路の終端の近傍に位置している移動体に搭載された移動局アンテナ４０から送信された電波を地上局アンテナ２０に向けて反射し、地上局アンテナ２０から送信された電波を、移動体が該終端の近傍に位置しているときの移動局アンテナの位置に向けて反射する、電気を供給されなくても前記電波を中継できる無給電中継装置５０と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】無線通信システム１は、定められた走路を移動するあるいは走路に停止する移動体に移動体の進行方向に向けて設けられ、ミリ波帯の電波を送受信する指向性アンテナである移動局アンテナ４０を有する移動局３０と、ミリ波帯の電波を送受信する指向性アンテナである地上局アンテナ２０を有し、位置が固定される地上局１００と、走路の延長線上に設けられて、走路の終端の近傍に位置している移動体に搭載された移動局アンテナ４０から送信された電波を地上局アンテナ２０に向けて反射し、地上局アンテナ２０から送信された電波を、移動体が該終端の近傍に位置しているときの移動局アンテナの位置に向けて反射する、電気を供給されなくても前記電波を中継できる無給電中継装置５０と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
定められた走路を移動するあるいは前記走路に停止する移動体に前記移動体の進行方向に向けて設けられ、ミリ波帯の電波を送受信する指向性アンテナである移動局アンテナを有する移動局と、
ミリ波帯の電波を送受信する指向性アンテナである地上局アンテナを有し、位置が固定される地上局と、
前記走路の延長線上に設けられて、前記走路の終端の近傍に位置している前記移動体に搭載された前記移動局アンテナから送信された前記電波を前記地上局アンテナに向けて反射し、前記地上局アンテナから送信された前記電波を、前記移動体が前記終端の近傍に位置しているときの前記移動局アンテナの位置に向けて反射する、電気を供給されなくても前記電波を中継できる無給電中継装置と、
を備える無線通信システム。
ミリ波帯の電波を送受信する指向性アンテナである地上局アンテナを有し、位置が固定される地上局と、
前記走路の延長線上に設けられて、前記走路の終端の近傍に位置している前記移動体に搭載された前記移動局アンテナから送信された前記電波を前記地上局アンテナに向けて反射し、前記地上局アンテナから送信された前記電波を、前記移動体が前記終端の近傍に位置しているときの前記移動局アンテナの位置に向けて反射する、電気を供給されなくても前記電波を中継できる無給電中継装置と、
を備える無線通信システム。
【請求項2】
互いに異なる複数の前記走路のそれぞれを移動するあるいは前記走路に停止する複数の前記移動体のそれぞれに搭載される複数の前記移動局と、
互いに異なる前記走路の延長線上に設けられる複数の前記無給電中継装置と、を備える、
請求項１に記載の無線通信システム。
互いに異なる前記走路の延長線上に設けられる複数の前記無給電中継装置と、を備える、
請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項3】
前記地上局アンテナおよび複数の前記無給電中継装置は、前記地上局アンテナから送信された前記電波が複数の前記無給電中継装置のいずれかに向かって伝搬する際に、他の前記無給電中継装置から離れた位置を伝搬可能となる位置および向きに設けられる、
請求項２に記載の無線通信システム。
請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項4】
前記地上局アンテナは、複数の前記無給電中継装置の内、２つの前記無給電中継装置の一方に向かう第１方向と２つの前記無給電中継装置の他方に向かう第２方向の中間の方向に向けて設けられる、
請求項２または３に記載の無線通信システム。
請求項２または３に記載の無線通信システム。
【請求項5】
２つの前記無給電中継装置は、複数の前記無給電中継装置の内、両端に位置する２つの前記無給電中継装置である、
請求項４に記載の無線通信システム。
請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項6】
複数の前記無給電中継装置は、偶数個の前記無給電中継装置であり、
２つの前記無給電中継装置は、複数の前記無給電中継装置の内、連続して並ぶ偶数個の前記走路のそれぞれの延長線上に設けられた偶数個の前記無給電中継装置において中央に位置する２つの前記無給電中継装置である、
請求項４に記載の無線通信システム。
２つの前記無給電中継装置は、複数の前記無給電中継装置の内、連続して並ぶ偶数個の前記走路のそれぞれの延長線上に設けられた偶数個の前記無給電中継装置において中央に位置する２つの前記無給電中継装置である、
請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項7】
前記地上局アンテナは、複数の前記無給電中継装置の内、２つの前記無給電中継装置の中間点に向けて設けられる、
請求項２または３に記載の無線通信システム。
請求項２または３に記載の無線通信システム。
【請求項8】
複数の前記無給電中継装置は、奇数個の前記無給電中継装置であり、
前記地上局アンテナは、複数の前記無給電中継装置の内、連続して並ぶ奇数個の前記走路のそれぞれの延長線上に設けられた奇数個の前記無給電中継装置において中央に位置する前記無給電中継装置に向けて設けられる、
請求項２または３に記載の無線通信システム。
前記地上局アンテナは、複数の前記無給電中継装置の内、連続して並ぶ奇数個の前記走路のそれぞれの延長線上に設けられた奇数個の前記無給電中継装置において中央に位置する前記無給電中継装置に向けて設けられる、
請求項２または３に記載の無線通信システム。
【請求項9】
複数の前記無給電中継装置は、偶数個の前記無給電中継装置であり、
前記地上局アンテナは、複数の前記無給電中継装置の内、連続して並ぶ偶数個の前記走路のそれぞれの延長線上に設けられた偶数個の前記無給電中継装置において中央に位置する２つの前記無給電中継装置の中間点に向けて設けられる、
請求項２または３に記載の無線通信システム。
前記地上局アンテナは、複数の前記無給電中継装置の内、連続して並ぶ偶数個の前記走路のそれぞれの延長線上に設けられた偶数個の前記無給電中継装置において中央に位置する２つの前記無給電中継装置の中間点に向けて設けられる、
請求項２または３に記載の無線通信システム。
【請求項10】
前記地上局は、互いに異なる前記無給電中継装置を介して前記移動局アンテナと電波を送受信する複数の前記地上局アンテナを有する、
請求項２または３に記載の無線通信システム。
請求項２または３に記載の無線通信システム。
【請求項11】
前記移動体が前記終端の近傍に位置しているときの前記移動局アンテナと前記無給電中継装置との距離は、前記地上局アンテナと前記移動局アンテナとが直接的に電波を送受信する場合に受信側で飽和が生じないときの前記地上局アンテナと前記移動局アンテナとの距離の最小値以上の距離である不飽和最短距離よりも短く、かつ、前記移動局アンテナと前記無給電中継装置との距離および前記地上局アンテナと前記無給電中継装置との距離の合計は、前記不飽和最短距離よりも長い、
請求項１から３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
請求項１から３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項12】
前記無給電中継装置は、前記地上局アンテナのビーム範囲に含まれる位置に設けられる、
請求項１から３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
請求項１から３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項13】
前記無給電中継装置は、前記移動体が前記終端の近傍に位置しているときの前記移動局アンテナのビーム範囲に含まれる位置に設けられる、
請求項１から３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
請求項１から３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項14】
前記無給電中継装置は、前記移動体が前記終端の近傍に位置しているときの前記移動局アンテナのビーム範囲に含まれる位置に設けられる、
請求項１２に記載の無線通信システム。
請求項１２に記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、無線通信システムに関する。
【背景技術】
【0002】
無線通信システムには、１つの親局と複数の子局とが無線で通信するものがある。この種の無線通信システムの一例が特許文献１に開示されている。特許文献１に開示される無線通信システムは、集合住宅のベランダ側の地上に設置され、集合住宅のベランダ側壁面の全体において通信を可能とする向きに設けられてゲインが調節される親局と、集合住宅のベランダ側壁面にそれぞれ設置される複数の子局と、を備える。
【0003】
特許文献１に開示される集合住宅のように固定されている無線通信装置の間の通信だけでなく、鉄道車両、軌道車両、自動車等の定められた走路を走行する車両に搭載されている無線通信装置と固定されている無線通信装置との無線通信を可能とする無線通信システムがある。この種の無線通信システムの一例が非特許文献１に開示されている。
【0004】
非特許文献１に開示される無線通信システムは、高速移動体に搭載される無線通信装置との通信を可能にするため、特許文献１に開示される無線通信システムとは異なり、走路に沿って設けられる複数の狭指向性ミリ波アンテナを有する。詳細には、非特許文献１に開示される無線通信システムは、高速移動体に搭載される無線通信装置である移動局と、単一の走路に沿って設けられる複数の地上局アンテナを有する地上局と、を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００１－３６４５４号公報
【非特許文献】
【0006】
【非特許文献1】西本浩、他７名、「高速移動体向けミリ波リニアセルの提案」、２０１５年電子情報通信学会総合大会講演論文集１、一般社団法人電子情報通信学会、２０１５年２月２４日、ｐ．４３２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
走路の終端の近傍に位置する移動体において移動体の進行方向に向けて設けられる指向性アンテナと通信するためには、走路の延長線上に地上局アンテナを設ける必要がある。例えば車両基地、終着駅等の走路の終端の近傍においてアンテナが設置できる場所に制約があると、地上局アンテナを設けることができない。
【0008】
また例えば、複数の走路が互いに隣接して配置されている場所では、各走路の終端の近傍に位置する各移動体に設けられる指向性アンテナと地上局アンテナとが通信するためには、各指向性アンテナが地上局アンテナの通信可能な領域（ビーム範囲）に位置する程度に、各走路の終端から離れた位置に地上局アンテナを設ける必要がある。アンテナが設置できる場所の制約のために、上述のように各走路の終端から十分に離れた位置に地上局アンテナを設けることができない場合には、走路ごとに、走路の終端の延長線上の位置に地上局アンテナを設ける必要がある。このため、複数の走路に存在する各移動体と通信するために必要となる地上局アンテナの数が増大してしまう。
【0009】
本開示は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、アンテナの設置位置に制約がある場所において、少数の地上局アンテナを用いて移動局と地上局とが通信可能な無線通信システム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】
【0010】
上記目的を達成するために、本開示の無線通信システムは、移動局と、位置が固定される地上局と、無給電中継装置と、を備える。移動局は、定められた走路を移動するあるいは走路に停止する移動体に移動体の進行方向に向けて設けられ、ミリ波帯の電波を送受信する指向性アンテナである移動局アンテナを有する。地上局は、ミリ波帯の電波を送受信する指向性アンテナである地上局アンテナを有する。無給電中継装置は、走路の延長線上に設けられる。無給電中継装置は、電気を供給されなくても電波を中継できる。無給電中継装置は、走路の終端の近傍に位置している移動体に搭載された移動局アンテナから送信された電波を地上局アンテナに向けて反射し、地上局アンテナから送信された電波を、移動体が該終端の近傍に位置しているときの移動局アンテナの位置に向けて反射する。
【発明の効果】
【0011】
本開示に係る無線通信システムは、走路の延長線上に設けられて、走路の終端の近傍に位置している移動体に搭載された移動局アンテナから送信された電波を地上局アンテナに向けて反射し、地上局アンテナから送信された電波を、移動体が該終端の近傍に位置しているときの移動局アンテナの位置に向けて反射する無給電中継装置を備える。このため、無線通信システムによれば、アンテナの設置位置に制約がある場所において、少数の地上局アンテナを用いて移動局と地上局とが通信可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】実施の形態１に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。
【図2】実施の形態１に係る無線通信システムの構成要素の配置例を示す図である。
【図3】実施の形態１に係る無給電中継装置による電波の反射の例を示す図である。
【図4】実施の形態１に係る無線通信システムの構成要素の配置例を示す図である。
【図5】実施の形態２に係る無線通信システムの構成要素の配置例を示す図である。
【図6】実施の形態３に係る無給電中継装置による電波の反射の例を示す図である。
【図7】実施の形態３に係る無線通信システムの構成要素の配置例を示す図である。
【図8】実施の形態４に係る無線通信システムの構成要素の配置例を示す図である。
【図9】実施の形態に係る無線通信システムの第１変形例の構成要素の配置例を示す図である。
【図10】実施の形態に係る無線通信システムの第２変形例における無給電中継装置による電波の反射の例を示す図である。
【図11】実施の形態に係る無線通信システムの第３変形例の構成要素の配置例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本開示の実施の形態に係る無線通信システムについて図面を参照して詳細に説明する。なお図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。
【0014】
（実施の形態１）
地上局と定められた走路を走行あるいは停車する鉄道車両に搭載される移動局とを有する無線通信システムを例にして、実施の形態１に係る無線通信システム１について説明する。図１に示す無線通信システム１は、位置が固定される地上局１００と、移動体の一例である鉄道車両に搭載される移動局３０と、移動体の走路の延長線上に設けられて、地上局１００と移動局３０との無線通信を中継する無給電中継装置５０と、を備える。無給電中継装置５０は、電気を供給されなくても無線通信の電波を中継できる。
地上局と定められた走路を走行あるいは停車する鉄道車両に搭載される移動局とを有する無線通信システムを例にして、実施の形態１に係る無線通信システム１について説明する。図１に示す無線通信システム１は、位置が固定される地上局１００と、移動体の一例である鉄道車両に搭載される移動局３０と、移動体の走路の延長線上に設けられて、地上局１００と移動局３０との無線通信を中継する無給電中継装置５０と、を備える。無給電中継装置５０は、電気を供給されなくても無線通信の電波を中継できる。
【0015】
移動体の走路が幅を持つ場合は、走路の幅を決める両側の線を直線で延長した範囲を、移動体の延長線とする。移動体の走路が線である場合は、走路の線を延長した直線を移動体の走路の延長線とする。どちらの場合でも、移動体の走路の延長線上に設けるとは、延長線の範囲内および範囲外でも延長線の範囲との距離が決められた距離（例えば１ｍ）以内の範囲に設けることを意味する。
【0016】
地上局１００は、移動局３０と無線で通信する無線通信装置である。地上局１００は、指向性アンテナである地上局アンテナ２０を有する地上子局１０と、地上子局１０と有線を介して通信する地上中央局１０１と、を備える。
【0017】
移動局３０は、地上子局１０と無線で通信する無線通信装置である。移動局３０は、指向性アンテナである移動局アンテナ４０を有する。
【0018】
無給電中継装置５０は、電力供給を受けることなく、移動局アンテナ４０から送信された電波を地上局アンテナ２０に向けて反射し、地上局アンテナ２０から送信された電波を移動局アンテナ４０に向けて反射する。無給電中継装置５０は、通信のために送信された電波を反射することで通信を中継する。
【0019】
図１の例では、地上子局１０、移動局３０、および無給電中継装置５０が１つずつ示されているが、地上子局１０、移動局３０、および無給電中継装置５０の個数は、任意である。１つの地上子局１０に対して、移動局３０および無給電中継装置５０が複数個設けられている例を図２に示す。
【0020】
図２に示す無線通信システム１は、走路９３の走路９２が存在しない側の位置に設けられる地上子局１１と、走路９１，９２，９３を走行あるいは停車する移動体である車両８１，８２，８３にそれぞれ搭載される移動局３１，３２，３３と、走路９１，９２，９３の延長線上に設けられる無給電中継装置５１，５２，５３と、を備える。無線通信システム１は、走路ごとに設けられる無給電中継装置５０、具体的には、無給電中継装置５１，５２，５３を備えることで、地上子局１１と移動局３１，３２，３３との通信を可能にする。図２などでは、車両８１は１両だけを示しているが、複数の車両が連結した１編成の車両の中で最も終端９１ａに近い１両の車両が車両８１である。車両８１が、１両で１編成の場合もある。車両８２，８３に関しても同様である。
【0021】
図２において、Ｘ軸は、車両８１，８２，８３の進行方向を示す。例えば、車両８１，８２，８３は、Ｘ軸正方向またはＸ軸負方向に進行する鉄道車両である。Ｙ軸は、車両８１，８２，８３の幅方向を示す。Ｚ軸は、Ｘ軸およびＹ軸に直交し、鉛直方向を示す。図２に示す範囲では、車両８１，８２，８３が走行あるいは停車する走路９１，９２，９３はそれぞれ、Ｘ軸方向に延伸し、Ｙ軸方向に間隔を空けて並べて設けられている。車両８１，８２，８３が鉄道車両であるとき、走路９１，９２，９３はレールである。図２などは、車両８１，８２，８３のそれぞれが走路９１，９２，９３それぞれの終端９１ａ，９２ａ，９３ａの近くで停車している状態を示している。車両８１の端から終端９１ａまでの距離は、１両の車両８１の長さの半分程度である。車両８２，８３に関しても同様である。
【0022】
走路９１，９２，９３を走行あるいは停車する車両８１，８２，８３に搭載される移動局３１，３２，３３と地上局１００との通信を可能にするため、無線通信システム１は、地上子局１１に加えて、図２に示す範囲を超えて延伸する走路９１，９２，９３の少なくともいずれかに沿って配置される他の地上子局を複数個備える。
【0023】
地上中央局１０１は、地上子局１１と他の地上子局のそれぞれに有線、例えば、光ファイバで接続されている。地上中央局１０１は、地上子局１１と他の地上子局のそれぞれに信号を送り、地上子局１１または他の地上子局から、地上子局１１または他の地上子局が受信した信号を取得する。
【0024】
地上中央局１０１は、地上子局１１および他の地上子局に送る送信用データを生成し、送信用データについて変調、フィルタリング、増幅、周波数変換、Ｅ／Ｏ（Electric/Optical：電気／光）変換等の信号処理を行って光信号を生成する。地上中央局１０１は、光信号を、光ファイバを介して、地上子局１１と他の地上子局のそれぞれに送信する。地上中央局１０１が地上子局１１と他の地上子局のそれぞれに信号を送信することで、地上子局１１および他の地上子局のいずれかと地上中央局１０１とを介して、走路９１，９２，９３を高速で移動する車両８１，８２，８３に搭載される移動局３１，３２，３３と地上局１００との通信が、可能となる。
【0025】
地上中央局１０１は、地上子局１１または他の地上子局から取得した光信号についてＯ／Ｅ変換、周波数変換、増幅、フィルタリング、復調等の信号処理を行って受信データを生成する。地上中央局１０１は、受信データを図示しない外部機器に送信する。
【0026】
地上子局１１は、移動局３１，３２，３３と通信するための地上局アンテナ２１を有する。地上局アンテナ２１は、ミリ波帯の電波を送受信する指向性アンテナである。具体的には、地上局アンテナ２１は、ミリ波帯用の狭指向性アンテナである。地上局アンテナ２１のアンテナビームの半値幅は、定められた第１の値以下である。第１の値は、例えば、２度程度以上、かつ、４度程度以下の範囲にある。第１の値は、例えば３度程度であることが好ましい。
【0027】
地上子局１１は、地上中央局１０１から取得した光信号についてＯ／Ｅ変換、周波数変換、増幅、フィルタリング等の信号処理を行って移動局３１，３２，３３に送信するための送信信号を生成し、地上局アンテナ２１から送信信号に基づく電波を無給電中継装置５１，５２，５３に向けて送信する。車両８１，８２，８３は、地上局アンテナ２１から無給電中継装置５１，５２，５３に向う電波を妨げない位置に停車している。地上局アンテナ２１および無給電中継装置５１，５２，５３の設置位置は、無給電中継装置５１，５２，５３のそれぞれと地上局アンテナ２１とが送受する電波を通常の停車位置に停車した車両８１，８２，８３が妨げないように決める。地上局アンテナ２１は、各走路９１，９２，９３で各車両８１，８２，８３が停車する通常の停車位置よりも終端に近い位置に設置する。
【0028】
移動局３１，３２，３３は、互いに異なる車両に搭載される。具体的には、移動局３１，３２，３３はそれぞれ、車両８１，８２，８３に搭載される。移動局３１，３２，３３はそれぞれ、移動局アンテナ４１，４２，４３を有する。移動局アンテナ４１，４２，４３は、搭載されている車両８１，８２，８３の進行方向、すなわち、図２に示す範囲においてはＸ軸方向にミリ波帯の電波を送受信する指向性アンテナである。具体的には、移動局アンテナ４１，４２，４３は、ミリ波帯用の狭指向性アンテナである。移動局アンテナ４１，４２，４３のアンテナビームの半値幅は、定められた第２の値以下である。第２の値は、例えば、２度程度以上、かつ、４度程度以下の範囲にある。第２の値は、例えば３度程度であることが好ましい。
【0029】
無給電中継装置５１，５２，５３は、例えば、ミリ波を反射する反射面５１ａ，５２ａ，５３ａを有する平板状部材で形成される。反射面５１ａ，５２ａ，５３ａを含む無給電中継装置５１，５２，５３の少なくとも一部は、ミリ波を反射する金属部材で形成される。
【0030】
無給電中継装置５１，５２，５３は、互いに異なる走路の延長線上に設けられる。具体的には、無給電中継装置５１，５２，５３はそれぞれ、走路９１，９２，９３のＸ軸方向における終端９１ａ，９２ａ，９３ａから離れた走路９１，９２，９３の延長線上の位置、換言すれば、終端９１ａ，９２ａ，９３ａからＸ軸正方向に決められた距離を有する位置に設けられる。
【0031】
無給電中継装置５１，５２，５３のそれぞれは、地上局アンテナ２１から送信されて無給電中継装置５１，５２，５３のそれぞれで反射された電波が走路９１，９２，９３のそれぞれに沿って伝搬する向きおよび位置に固定される。無給電中継装置５１の向きおよび位置に固定されるとは、固定された向きおよび位置で無給電中継装置５１が設置されることを意味する。
【0032】
上述のように設けられた無給電中継装置５１，５２，５３は、地上局１００と移動局３１，３２，３３との間で行われる電波の送受信を中継する。詳細には、無給電中継装置５１は、走路９１の終端９１ａの近傍に位置している車両８１に搭載された移動局アンテナ４１から送信された電波を地上局アンテナ２１に向けて反射し、地上局アンテナ２１から送信された電波を、車両８１が終端９１ａの近傍に位置しているときの移動局アンテナ４１の位置に向けて反射する。終端９１ａの近傍とは、終端９１ａの近くの走路９１の直線部分であって、かつ終端９１ａからの距離が車両８１を含む１編成の車両の長さの半分程度以内である範囲である。終端９２ａ，９３ａに関しても、同様である。１編成の車両数が編成により異なる場合は、１編成の車両の最長の長さの半分程度以内とする。
【0033】
無給電中継装置５２は、移動局アンテナ４２から送信された電波を地上局アンテナ２１に向けて反射し、地上局アンテナ２１から送信された電波を、車両８２が終端９２ａの近傍に位置しているときの移動局アンテナ４２の位置に向けて反射する。
【0034】
無給電中継装置５３は、移動局アンテナ４３から送信された電波を地上局アンテナ２１に向けて反射し、地上局アンテナ２１から送信された電波を、車両８３が終端９３ａの近傍に位置しているときの移動局アンテナ４３の位置に向けて反射する。
【0035】
例えば図３において、車両８１，８２，８３がそれぞれ終端９１ａ，９２ａ，９３ａそれぞれの近傍に位置しているときに、地上局アンテナ２１から送信された電波は、無給電中継装置５１，５２，５３によって、移動局アンテナ４１，４２，４３に向けて矢印で示すように反射される。同様に、移動局アンテナ４１，４２，４３から送信された電波は、無給電中継装置５１，５２，５３によって、地上局アンテナ２１に向けて反射される。これにより、地上局１００と移動局３１，３２，３３との通信が可能となる。
【0036】
地上局１００と移動局３１，３２，３３との通信を可能とするための地上局アンテナ２１、移動局アンテナ４１，４２，４３および無給電中継装置５１，５２，５３の配置例について以下に説明する。地上局アンテナ２１は、図２において一点鎖線で示すように、無給電中継装置５１，５２，５３の内、中央に位置する無給電中継装置５２に向けて設けられる。詳細には、地上局アンテナ２１の利得が最大となる方向に無給電中継装置５２が位置する向きで、地上局アンテナ２１が設置される。
【0037】
地上局アンテナ２１および無給電中継装置５１，５２，５３は、地上局アンテナ２１から送信された電波が無給電中継装置５１，５２，５３のいずれかに向かって伝搬する際に、他の無給電中継装置５１，５２，５３から離れた位置を伝搬可能となる位置および向きに設けられることが好ましい。詳細には、以下が防止できる位置および向きに、地上局アンテナ２１および無給電中継装置５１，５２，５３が設けられることが好ましい。
（i）地上局アンテナ２１から送信されて無給電中継装置５１に向かう電波が無給電中継装置５２，５３によって遮蔽されること。
（ii）地上局アンテナ２１から送信されて無給電中継装置５２に向かう電波が無給電中継装置５１，５３によって遮蔽されること。
（iii）地上局アンテナ２１から送信されて無給電中継装置５３に向かう電波が無給電中継装置５１，５２によって遮蔽されること。
（i）地上局アンテナ２１から送信されて無給電中継装置５１に向かう電波が無給電中継装置５２，５３によって遮蔽されること。
（ii）地上局アンテナ２１から送信されて無給電中継装置５２に向かう電波が無給電中継装置５１，５３によって遮蔽されること。
（iii）地上局アンテナ２１から送信されて無給電中継装置５３に向かう電波が無給電中継装置５１，５２によって遮蔽されること。
【0038】
具体的には、図４に示すように、ＸＹ平面において、地上局アンテナ２１の中心の点Ｃ０と反射面５１ａの右端の点Ｃ１Ｒおよび左端の点Ｃ１Ｌとでできる三角形Ｃ０Ｃ１ＲＣ１Ｌ、点Ｃ０と反射面５２ａの右端の点Ｃ２Ｒおよび左端の点Ｃ２Ｌとでできる三角形Ｃ０Ｃ２ＲＣ２Ｌおよび点Ｃ０と反射面５３ａの右端の点Ｃ３Ｒおよび左端の点Ｃ３Ｌとでできる三角形Ｃ０Ｃ３ＲＣ３Ｌが、互いに重なる部分を有しないことが好ましい。
【0039】
三角形Ｃ０Ｃ１ＲＣ１Ｌは、地上局アンテナ２１から無給電中継装置５１に向かう電波が伝播する範囲を表す。三角形Ｃ０Ｃ２ＲＣ２Ｌは、地上局アンテナ２１から無給電中継装置５２に向かう電波が伝播する範囲を表す。三角形Ｃ０Ｃ３ＲＣ３Ｌは、地上局アンテナ２１から無給電中継装置５３に向かう電波が伝播する範囲を表す。三角形Ｃ０Ｃ１ＲＣ１Ｌなどを、伝播範囲三角形と呼ぶ。
【0040】
地上局アンテナ２１から送信された電波が無給電中継装置５１，５２，５３のいずれかに向かって伝搬する際に、他の無給電中継装置５１，５２，５３から離れた位置を伝搬するとは、地上局アンテナ２１から送信されて無給電中継装置５１，５２，５３のいずれかに向かう電波の伝播範囲三角形の中に他の無給電中継装置５１，５２，５３が存在しないことを意味する。各無給電中継装置５１，５２，５３への伝播範囲三角形が重ならないようにするため、地上局アンテナ２１から遠い無給電中継装置５１を、他よりも終端９１ａに近い位置に設置してもよい。
【0041】
地上局アンテナ２１は指向性アンテナであるため、無給電中継装置５１，５２，５３は、地上局アンテナ２１のビーム範囲に含まれる位置に設けられることが好ましい。同様に、移動局アンテナ４１，４２，４３は指向性アンテナであるため、無給電中継装置５１，５２，５３はそれぞれ、車両８１，８２，８３が終端９１ａ，９２ａ，９３ａそれぞれの近傍に位置しているときに移動局アンテナ４１，４２，４３のビーム範囲に含まれる位置に設けられることが好ましい。指向性アンテナの通信できる領域（ビーム範囲）は、指向性アンテナが向く方向の両側の決められた角度の範囲である。決められた角度は、進行性アンテナの半値幅から決める。ビーム範囲を決める角度を、例えば半値幅にしてもよい。あるいは、半値幅の１．２倍をビーム範囲を決める角度にしてもよい。
【0042】
以上説明した通り、実施の形態１に係る無線通信システム１は、無給電中継装置５１，５２，５３を備えることで、地上局１００と移動局３１，３２，３３との通信を可能とする。移動局アンテナ４１，４２，４３が通信可能な領域に位置する程度に、走路９１，９２，９３の終端９１ａ，９２ａ，９３ａから離れた位置に地上局アンテナを設けることができない場合であっても、無線通信システム１は、走路９１，９２，９３のそれぞれの延長線上の位置に複数の地上局アンテナを設ける必要がない。このため、アンテナの設置位置に制約がある場所において、少数の地上局アンテナ２１を用いて移動局３１，３２，３３と地上局１００とが通信可能な無線通信システム１が得られる。
【0043】
無給電中継装置５１，５２，５３は、地上子局１１および地上局アンテナ２１と比べて安価であるため、アンテナの設置位置に制約がある場所において走路ごとに地上局アンテナを有する地上子局を備える無線通信システムと比べて、無線通信システム１の製造コストは安価である。
【0044】
（実施の形態２）
無線通信システムの構成要素の個数は上述の例に限られず、任意である。一例として、図５に示す実施の形態２に係る無線通信システム２は、走路９２の走路９１が存在しない側の位置に設けられる地上子局１１と、走路９１，９２を走行あるいは停車する車両８１，８２にそれぞれ搭載される移動局３１，３２と、走路９１，９２の延長線上に設けられる無給電中継装置５１，５２と、を備える。無線通信システム２は、無給電中継装置５１，５２を備えることで、地上子局１１と移動局３１，３２との通信を可能にする。地上子局１１、移動局３１，３２、および無給電中継装置５１，５２の構成は、実施の形態１と同様である。
無線通信システムの構成要素の個数は上述の例に限られず、任意である。一例として、図５に示す実施の形態２に係る無線通信システム２は、走路９２の走路９１が存在しない側の位置に設けられる地上子局１１と、走路９１，９２を走行あるいは停車する車両８１，８２にそれぞれ搭載される移動局３１，３２と、走路９１，９２の延長線上に設けられる無給電中継装置５１，５２と、を備える。無線通信システム２は、無給電中継装置５１，５２を備えることで、地上子局１１と移動局３１，３２との通信を可能にする。地上子局１１、移動局３１，３２、および無給電中継装置５１，５２の構成は、実施の形態１と同様である。
【0045】
図５の見方は図２と同様である。走路９１，９２を走行あるいは停車する車両８１，８２に搭載される移動局３１，３２と地上局１００との通信を可能にするため、無線通信システム２は地上子局１１に加えて、走路９１，９２の少なくともいずれかに沿って配置される図示しない他の地上子局を複数個備える。
【0046】
無給電中継装置５１，５２はそれぞれ、走路９１，９２のＸ軸方向における終端９１ａ，９２ａから離れた走路９１，９２の延長線上の位置、換言すれば、終端９１ａ，９２ａからＸ軸正方向に決められた距離を有する位置に設けられる。
【0047】
図５において、車両８１，８２が終端９１ａ，９２ａそれぞれの近傍に位置しているときに、地上局アンテナ２１から送信された電波は、無給電中継装置５１，５２によって、移動局アンテナ４１，４２に向けて矢印で示すように反射される。同様に、移動局アンテナ４１，４２から送信された電波は、無給電中継装置５１，５２によって、地上局アンテナ２１に向けて反射される。これにより、地上局１００と移動局３１，３２との通信が可能となる。
【0048】
地上局１００と移動局３１，３２との通信を可能とするための地上局アンテナ２１、移動局アンテナ４１，４２および無給電中継装置５１，５２の配置例について以下に説明する。地上局アンテナ２１は、図５において一点鎖線で示すように、ＸＹ平面において、両端に位置する無給電中継装置５１，５２の中間点Ｐ１に向けて設けられる。詳細には、地上局アンテナ２１の利得が最大となる方向に中間点Ｐ１が位置する向きで、地上局アンテナ２１が設置される。中間点Ｐ１は、例えば、ＸＹ平面における無給電中継装置５１，５２のそれぞれが有する反射面５１ａ，５２ａの中心を結ぶ線分の中点である。あるいは、上から見た無給電中継装置５１，５２のそれぞれの外形の重心を結ぶ線分の中点である。
【0049】
図５など、この明細書では走路９１，９２の終端９１ａ，９２ａのＸ座標が同じであり、無給電中継装置５１，５２のそれぞれが有する反射面５１ａ，５２ａの中心のＸ座標が同じである図を書いている。実際には、走路によって終端の位置が異なる場合がある。また、終端と反射面の中心の間の距離が、無給電中継装置により異なる場合がある。無給電中継装置５１，５２の配列方向がＹ軸方向と異なる場合でも、無給電中継装置５１，５２のそれぞれが有する反射面５１ａ，５２ａの中心を結ぶ線分の中点である中間点Ｐ１に向けて、地上局アンテナ２１を設置してもよい。
【0050】
実施の形態１と同様に、地上局アンテナ２１および無給電中継装置５１，５２は、地上局アンテナ２１から送信された電波が無給電中継装置５１，５２の一方に向かって伝搬する際に、無給電中継装置５１，５２の他方から離れた位置を伝搬可能となる位置および向きに設けられることが好ましい。詳細には、以下が防止できる位置および向きに、地上局アンテナ２１および無給電中継装置５１，５２が設けられることが好ましい。
（i）地上局アンテナ２１から送信されて無給電中継装置５１に向かう電波が無給電中継装置５２によって遮蔽されること。
（ii）地上局アンテナ２１から送信されて無給電中継装置５２に向かう電波が無給電中継装置５１によって遮蔽されること。
（i）地上局アンテナ２１から送信されて無給電中継装置５１に向かう電波が無給電中継装置５２によって遮蔽されること。
（ii）地上局アンテナ２１から送信されて無給電中継装置５２に向かう電波が無給電中継装置５１によって遮蔽されること。
【0051】
図には示さないが、地上局アンテナ２１から送信されて無給電中継装置５１に向かう電波の伝播範囲三角形と、地上局アンテナ２１から送信されて無給電中継装置５２に向かう電波の伝播範囲三角形とが、互いに重なり合う部分を持たないことが好ましい。
【0052】
以上説明した通り、実施の形態２に係る無線通信システム２において、地上局アンテナ２１が無給電中継装置５１，５２の中間点Ｐ１に向けて設けられることで、地上局１００と移動局３１，３２との通信が可能となる。移動局アンテナ４１，４２の両方が通信可能な領域に位置する程度に、走路９１，９２の終端９１ａ，９２ａから離れた位置に地上局アンテナを設けることができない場合であっても、無線通信システム２は、走路９１，９２のそれぞれの延長線上の位置に複数の地上局アンテナを設ける必要がない。このため、アンテナの設置位置に制約がある場所において、少数の地上局アンテナ２１を用いて移動局３１，３２と地上局１００とが通信可能な無線通信システム２が得られる。
【0053】
（実施の形態３）
上述の実施の形態は組み合わせることが可能である。図６に示すように、実施の形態３に係る無線通信システム３は、実施の形態１に係る無線通信システム１の構成に加えて、無線通信システム２と同様の構成をさらに備える。
上述の実施の形態は組み合わせることが可能である。図６に示すように、実施の形態３に係る無線通信システム３は、実施の形態１に係る無線通信システム１の構成に加えて、無線通信システム２と同様の構成をさらに備える。
【0054】
詳細には、無線通信システム３は、走路９５の走路９４が存在しない側の位置に設けられる地上子局１１，１２と、走路９１，９２，９３，９４，９５を走行あるいは停車する車両８１，８２，８３，８４，８５にそれぞれ搭載される移動局３１，３２，３３，３４，３５と、走路９１，９２，９３，９４，９５の延長線上に設けられる無給電中継装置５１，５２，５３，５４，５５と、を備える。なお、地上子局１１，１２のどちらかまたは両方を、走路の間に設置してもよい。
【0055】
無線通信システム３は、無給電中継装置５１，５２，５３を備えることで、地上子局１１と移動局３１，３２，３３との通信を可能にする。無線通信システム３は、無給電中継装置５４，５５を備えることで、地上子局１２と車両８４，８５にそれぞれ搭載される移動局３４，３５との通信を可能にする。
【0056】
図６の見方は図２と同様である。走路９１，９２，９３，９４，９５を走行あるいは停車する車両８１，８２，８３，８４，８５に搭載される移動局３１，３２，３３，３４，３５と地上局１００との通信を可能にするため、無線通信システム３は、地上子局１１，１２に加えて、走路９１，９２，９３，９４，９５の少なくともいずれかに沿って配置される図示しない他の地上子局を複数個備える。
【0057】
地上中央局１０１は、地上子局１１，１２と他の地上子局のそれぞれに有線、例えば、光ファイバで接続されている。地上中央局１０１は、地上子局１１，１２と他の地上子局のそれぞれ信号を送り、地上子局１１、地上子局１２、または他の地上子局から、地上子局１１、地上子局１２、または他の地上子局が受信した信号を取得する。
【0058】
地上子局１２の構成は、地上子局１１と同様である。地上子局１２は、移動局３４，３５と通信するための地上局アンテナ２２を有する。地上局アンテナ２２は、地上局アンテナ２１と同様に、ミリ波帯の電波を送受信する指向性アンテナである。具体的には、地上局アンテナ２２は、ミリ波帯用の狭指向性アンテナである。地上局アンテナ２２のアンテナビームの半値幅は、定められた第１の値以下である。第１の値は、例えば、２度程度以上、かつ、４度程度以下の範囲にある。第１の値は、例えば３度程度であることが好ましい。
【0059】
移動局３４，３５の構成は、移動局３１－３３と同様である。移動局３４，３５はそれぞれ、移動局アンテナ４４，４５を有する。移動局アンテナ４４，４５の構成は、移動局アンテナ４１－４３と同様である。詳細には、移動局アンテナ４４，４５は、搭載されている車両８４，８５の進行方向、すなわち、Ｘ軸方向にミリ波帯の電波を送受信する指向性アンテナである。具体的には、移動局アンテナ４４，４５は、ミリ波帯用の狭指向性アンテナである。移動局アンテナ４４，４５のアンテナビームの半値幅は、定められた第２の値以下である。第２の値は、例えば、２度程度以上、かつ、４度程度以下の範囲にある。第２の値は、例えば３度程度であることが好ましい。
【0060】
無給電中継装置５４，５５の構造は、無給電中継装置５１－５３と同様である。無給電中継装置５４，５５は、無給電中継装置５１－５３と同様に、ミリ波を反射する反射面５４ａ，５５ａを有する平板状部材である。反射面５４ａ，５５ａを含む無給電中継装置５４，５５の少なくとも一部は、ミリ波を反射する金属部材で形成される。
【0061】
無給電中継装置５１，５２，５３，５４，５５はそれぞれ、走路９１，９２，９３，９４，９５のＸ軸方向における終端９１ａ，９２ａ，９３ａ，９４ａ，９５ａから離れた走路９１，９２，９３，９４，９５の延長線上の位置、換言すれば、終端９１ａ，９２ａ，９３ａ，９４ａ，９５ａからＸ軸正方向に決められた距離を有する位置に設けられる。
【0062】
無給電中継装置５４，５５は、地上局アンテナ２２から送信されて無給電中継装置５４，５５で反射された電波が走路９４，９５に沿って伝搬する向きおよび位置に設けられる。
【0063】
無給電中継装置５１，５２，５３は、実施の形態１と同様に、地上子局１１と移動局３１，３２，３３との間で行われる電波の送受信を中継する。無給電中継装置５４，５５は、地上子局１２と移動局３４，３５との間で行われる電波の送受信を中継する。詳細には、無給電中継装置５４は、移動局アンテナ４４から送信された電波を地上局アンテナ２２に向けて反射し、地上局アンテナ２２から送信された電波を、車両８４が終端９４ａの近傍に位置しているときの移動局アンテナ４４の位置に向けて反射する。無給電中継装置５５は、移動局アンテナ４５から送信された電波を地上局アンテナ２２に向けて反射し、地上局アンテナ２２から送信された電波を、車両８５が終端９５ａの近傍に位置しているときの移動局アンテナ４５の位置に向けて反射する。
【0064】
例えば図６において、車両８１，８２，８３が終端９１ａ，９２ａ，９３ａの近傍に位置しているときに、地上局アンテナ２１から送信された電波は、無給電中継装置５１，５２，５３によって、移動局アンテナ４１，４２，４３に向けて矢印で示すように反射される。車両８４，８５が終端９４ａ，９５ａそれぞれの近傍に位置しているときに、地上局アンテナ２２から送信された電波は、無給電中継装置５４，５５によって、移動局アンテナ４４，４５に向けて反射される。
【0065】
同様に、移動局アンテナ４１，４２，４３から送信された電波は、無給電中継装置５１，５２，５３によって、地上局アンテナ２１に向けて反射される。移動局アンテナ４４，４５から送信された電波は、無給電中継装置５４，５５によって、地上局アンテナ２２に向けて反射される。これにより、地上子局１１と移動局３１，３２，３３との通信および地上子局１２と移動局３４，３５との通信が可能となる。
【0066】
地上局アンテナ２１，２２が送信する電波が互いに干渉することを防止するため、地上子局１１，１２は、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access：時分割多元接続）方式に基づいて、異なるタイミングで電波を送信する。詳細には、地上中央局１０１が地上子局１１，１２のそれぞれに異なるタイムスロットを割り当てる。地上子局１１，１２は割り当てられたタイムスロットにおいて、電波を送受信する。
【0067】
地上局１００と移動局３１，３２，３３，３４，３５との通信を可能とするための地上局アンテナ２１，２２、移動局アンテナ４１，４２，４３，４４，４５および無給電中継装置５１，５２，５３，５４，５５の配置例について以下に説明する。
【0068】
地上局アンテナ２１は、実施の形態１と同様に、図７において一点鎖線で示すように、無給電中継装置５１，５２，５３の内、中央に位置する無給電中継装置５２に向けて設けられる。
【0069】
実施の形態１と同様に、地上局アンテナ２１および無給電中継装置５１，５２，５３は、地上局アンテナ２１から送信された電波が無給電中継装置５１，５２，５３のいずれかに向かって伝搬する際に、他の無給電中継装置５１，５２，５３から離れた位置を伝搬可能となる位置および向きに設けられることが好ましい。
【0070】
地上局アンテナ２１は指向性アンテナであるため、実施の形態１と同様に、無給電中継装置５１，５２，５３は、地上局アンテナ２１のビーム範囲に含まれる位置に設けられることが好ましい。同様に、移動局アンテナ４１，４２，４３は指向性アンテナであるため、無給電中継装置５１，５２，５３はそれぞれ、車両８１，８２，８３が終端９１ａ，９２ａ，９３ａそれぞれの近傍に位置しているときに移動局アンテナ４１，４２，４３のビーム範囲に含まれる位置に設けられることが好ましい。
【0071】
地上局アンテナ２２は、図７において二点鎖線で示すように、無給電中継装置５１－５５の内、連続して並ぶ走路９４，９５の延長線上に設けられた無給電中継装置５４，５５の中間点Ｐ２に向けて設けられる。詳細には、地上局アンテナ２２の利得が最大となる方向に中間点Ｐ２が位置する向きで、地上局アンテナ２２が設置される。中間点Ｐ２は、例えば、ＸＹ平面における無給電中継装置５４，５５のそれぞれが有する反射面５４ａ，５５ａの中心を結ぶ線分の中点である。連続して並ぶ走路とは、間に他の走路が入らない複数の走路である。走路９４，９５は、連続して並ぶ走路であるが、走路９３，９５は、連続して並ぶ走路ではない。
【0072】
地上局アンテナ２２および無給電中継装置５４，５５は、地上局アンテナ２２から送信された電波が無給電中継装置５４，５５の一方に向かって伝搬する際に、無給電中継装置５４，５５の他方から離れた位置を伝搬可能となる位置および向きに設けられることが好ましい。
【0073】
地上局アンテナ２２は指向性アンテナであるため、無給電中継装置５４，５５は、地上局アンテナ２２のビーム範囲に含まれる位置に設けられることが好ましい。同様に、移動局アンテナ４４，４５は指向性アンテナであるため、無給電中継装置５４，５５はそれぞれ、車両８４，８５が終端９４ａ，９５ａそれぞれの近傍に位置しているときに移動局アンテナ４４，４５のビーム範囲に含まれる位置に設けられることが好ましい。
【0074】
以上説明した通り、実施の形態３に係る無線通信システム３は、無線通信システム１の構成に加えて、地上子局１２と、移動局３４，３５と、無給電中継装置５４，５５と、をさらに備えることで、無線通信システム１よりも広い範囲に位置する移動局３１，３２，３３，３４，３５と地上局１００との通信が可能となる。
【0075】
（実施の形態４）
無線通信システムの構成要素の個数は上述の例に限られず、任意である。図８に示すように、実施の形態４に係る無線通信システム４は、走路９１に隣接した位置に設けられる地上子局１１と、走路９１を走行あるいは停車する車両８１に搭載される移動局３１と、走路９１の延長線上に設けられる無給電中継装置５１と、を備える。無線通信システム４は、無給電中継装置５１を備えることで、地上子局１１と車両８１に搭載される移動局３１との通信を可能にする。地上子局１１、移動局３１、および無給電中継装置５１の構成は、実施の形態１と同様である。
無線通信システムの構成要素の個数は上述の例に限られず、任意である。図８に示すように、実施の形態４に係る無線通信システム４は、走路９１に隣接した位置に設けられる地上子局１１と、走路９１を走行あるいは停車する車両８１に搭載される移動局３１と、走路９１の延長線上に設けられる無給電中継装置５１と、を備える。無線通信システム４は、無給電中継装置５１を備えることで、地上子局１１と車両８１に搭載される移動局３１との通信を可能にする。地上子局１１、移動局３１、および無給電中継装置５１の構成は、実施の形態１と同様である。
【0076】
図８の見方は図２と同様である。走路９１を走行あるいは停車する車両８１に搭載される移動局３１と地上局１００との通信を可能にするため、無線通信システム４は地上子局１１に加えて、走路９１に沿って配置される図示しない他の地上子局を複数個備える。
【0077】
無給電中継装置５１は、走路９１のＸ軸方向における終端９１ａから離れた走路９１の延長線上の位置、換言すれば、終端９１ａからＸ軸正方向に決められた距離を有する位置に設けられる。
【0078】
車両８１が終端９１ａの近傍に位置しているときに、地上局アンテナ２１から送信された電波は、無給電中継装置５１によって、移動局アンテナ４１に向けて反射される。同様に、移動局アンテナ４１から送信された電波は、無給電中継装置５１によって、地上局アンテナ２１に向けて反射される。これにより、地上局１００と移動局３１との通信が可能となる。
【0079】
地上局１００と移動局３１との通信を可能とするための地上局アンテナ２１、移動局アンテナ４１および無給電中継装置５１の配置例について以下に説明する。地上局アンテナ２１は、無給電中継装置５１に向けて設けられる。詳細には、地上局アンテナ２１の利得が最大となる方向に無給電中継装置５１が位置する向きで、地上局アンテナ２１が設置される。
【0080】
図８に示すように、車両８１が終端９１ａの近傍に位置しているときの移動局アンテナ４１と無給電中継装置５１との距離Ｌ１は、移動局アンテナ４１と地上局アンテナ２１とが直接的に電波を送受信する場合に受信側で飽和が生じないときの移動局アンテナ４１と地上局アンテナ２１との距離の最小値以上の距離である不飽和最短距離より短い。距離Ｌ１は、無給電中継装置５１と車両８１が終端９１ａの近傍に位置しているときの移動局アンテナ４１との最短距離である。
【0081】
不飽和最短距離は、移動局アンテナ４１から地上局アンテナ２１に電波を送信するときに地上局アンテナ２１が生成する受信信号の電力が飽和しない移動局アンテナ４１と地上局アンテナ２１との距離の最小値および地上局アンテナ２１から移動局アンテナ４１に電波を送信するときに移動局アンテナ４１が生成する受信信号の電力が飽和しない移動局アンテナ４１と地上局アンテナ２１との距離の最小値の大きい方以上の値である。不飽和最短距離は正確な値を求めなくても、確実に受信信号の電力が飽和しないような距離を不飽和最短距離としてもよい。
【0082】
例えば、無給電中継装置５１の位置に地上局アンテナ２１が設けられ、終端９１ａの近傍に位置している車両８１に搭載される移動局３１の移動局アンテナ４１と地上局アンテナ２１とが通信すると、受信側で受信電力の飽和が生じる。
【0083】
車両８１が終端９１ａの近傍に位置しているときの移動局アンテナ４１と無給電中継装置５１との距離Ｌ１および地上局アンテナ２１と無給電中継装置５１との距離Ｌ２の合計であるＬ１＋Ｌ２は、不飽和最短距離より長い。距離Ｌ２は、地上局アンテナ２１と無給電中継装置５２との最短距離である。通信距離が不飽和最短距離より長ければ、受信側で受信電力の飽和が起こることが防止される。
【0084】
以上説明した通り、実施の形態４に係る無線通信システム４において、車両８１が終端９１ａの近傍に位置しているときの移動局アンテナ４１と無給電中継装置５１との距離Ｌ１は、不飽和最短距離より短く、かつ、距離Ｌ１および地上局アンテナ２１と無給電中継装置５１との距離Ｌ２の合計は、不飽和最短距離より長い。これにより、無給電中継装置５１を介して通信する地上局アンテナ２１および移動局アンテナ４１のいずれにおいても、受信電力の飽和が起こることが防止される。
【0085】
本開示は、上述の実施の形態に限られず、上述の実施の形態は任意に組み合わせることが可能である。例えば、実施の形態１に係る無線通信システム１において、地上局アンテナ２１、移動局アンテナ４１，４２，４３、および無給電中継装置５１，５２，５３を実施の形態４に示したように配置してもよい。
【0086】
詳細には、車両８１，８２，８３が終端９１ａ，９２ａ，９３ａそれぞれの近傍に位置しているときの移動局アンテナ４１，４２，４３のそれぞれと無給電中継装置５１，５２，５３のそれぞれとの距離はいずれも、不飽和最短距離より短い。無給電中継装置５１，５２，５３を介したときの移動局アンテナ４１，４２，４３のそれぞれと地上局アンテナ２１との距離はいずれも、不飽和最短距離より長い。
【0087】
地上局アンテナ２１の向きは、上述の例に限られない。図９に示すように、無線通信システム１において、地上局アンテナ２１は、無給電中継装置５１，５２，５３の内、両端に位置する２つの無給電中継装置５１，５３の一方、具体的には、無給電中継装置５１に向かう第１方向Ｄ１と該２つの無給電中継装置５１，５３の他方、具体的には、無給電中継装置５３に向かう第２方向Ｄ２の中間の方向に向けられてもよい。
【0088】
ＸＹ平面において、地上局アンテナ２１の中心の点Ｃ０から無給電中継装置５１が備える反射面５１ａの中心の点Ｃ１に向かう第１方向Ｄ１を二点鎖線で示す。ＸＹ平面において、地上局アンテナ２１の中心の点Ｃ０から無給電中継装置５３が備える反射面５３ａの中心の点Ｃ３に向かう第２方向Ｄ２を二点鎖線で示す。第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２の中間の方向である中間方向Ｄ０を一点鎖線で示す。
【0089】
第１方向Ｄ１と中間方向Ｄ０とがなす角度θ１、および、第２方向Ｄ２と中間方向Ｄ０とがなす角度θ２は、互いに等しい。すなわち、θ１＝θ２が成立する。上述のように、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２との中間の方向である中間方向Ｄ０が地上局アンテナ２１の利得が最大となる方向に一致する向きで地上局アンテナ２１を設置することで、無給電中継装置５１，５２，５３を介して地上局アンテナ２１と移動局アンテナ４１，４２，４３とが通信することが可能となる。
【0090】
無給電中継装置の個数は、上述の例に限られない。一例として、図１０に示す無線通信システム５は、偶数個、具体的には、４つの無給電中継装置５１，５２，５３，５４を備える。詳細には、無線通信システム５は、走路９４の走路９３が存在しない側の位置に設けられる地上子局１１と、走路９１，９２，９３，９４を走行あるいは停車する車両８１，８２，８３，８４にそれぞれ搭載される移動局３１，３２，３３，３４と、走路９１，９２，９３，９４の延長線上に設けられる無給電中継装置５１，５２，５３，５４と、を備える。無線通信システム５は、無給電中継装置５１，５２，５３，５４を備えることで、地上子局１１と車両８１，８２，８３，８４にそれぞれ搭載される移動局３１，３２，３３，３４との通信を可能にする。地上子局１１、移動局３１，３２，３３，３４、および無給電中継装置５１，５２，５３，５４の構成は、実施の形態３と同様である。
【0091】
図１０の見方は図２と同様である。走路９１，９２，９３，９４を走行あるいは停車する車両８１，８２，８３，８４に搭載される移動局３１，３２，３３，３４との通信を可能にするため、無線通信システム５は、地上子局１１に加えて、走路９１，９２，９３，９４の少なくともいずれかに沿って配置される図示しない他の地上子局を複数個備える。
【0092】
無給電中継装置５１，５２，５３，５４はそれぞれ、走路９１，９２，９３，９４のＸ軸方向における終端９１ａ，９２ａ，９３ａ，９４ａから離れた走路９１，９２，９３，９４の延長線上の位置、換言すれば、終端９１ａ，９２ａ，９３ａ，９４ａからＸ軸正方向に決められた距離を有する位置に設けられる。
【0093】
図１０において、車両８１，８２，８３，８４が終端９１ａ，９２ａ，９３ａ，９４ａそれぞれの近傍に位置しているときに、地上局アンテナ２１から送信された電波は、無給電中継装置５１，５２，５３，５４によって、移動局アンテナ４１，４２，４３，４４に向けて矢印で示すように反射される。同様に、移動局アンテナ４１，４２，４３，４４から送信された電波は、無給電中継装置５１，５２，５３，５４によって、地上局アンテナ２１に向けて反射される。これにより、地上局１００と移動局３１，３２，３３，３４との通信が可能となる。
【0094】
地上局１００と移動局３１，３２，３３，３４との通信を可能とするための地上局アンテナ２１、移動局アンテナ４１，４２，４３，４４および無給電中継装置５１，５２，５３，５４の配置例について以下に説明する。地上局アンテナ２１は、図１０において一点鎖線で示すように、ＸＹ平面において、無給電中継装置５１，５２，５３，５４の内、中央に位置する２つの無給電中継装置５２，５３の中間点Ｐ３に向けて設けられる。詳細には、地上局アンテナ２１の利得が最大となる方向に中間点Ｐ３が位置する向きで、地上局アンテナ２１が設置される。中間点Ｐ３は、例えば、ＸＹ平面における無給電中継装置５２，５３のそれぞれが有する反射面５２ａ，５３ａの中心を結ぶ線分の中点である。
【0095】
地上局アンテナ２１の向きは、上述の例に限られない。図１１に示すように、無線通信システム５において、地上局アンテナ２１は、無給電中継装置５１，５２，５３，５４の内、中央に位置する２つの無給電中継装置５２，５３の一方、具体的には、無給電中継装置５２に向かう第１方向Ｄ１’と該２つの無給電中継装置５２，５３の他方、具体的には、無給電中継装置５３に向かう第２方向Ｄ２’の中間の方向に向けられてもよい。
【0096】
ＸＹ平面において、地上局アンテナ２１の中心の点Ｃ０から無給電中継装置５２が備える反射面５２ａの中心の点Ｃ２に向かう第１方向Ｄ１’を二点鎖線で示す。ＸＹ平面において、地上局アンテナ２１の中心の点Ｃ０から無給電中継装置５３が備える反射面５３ａの中心の点Ｃ３に向かう第２方向Ｄ２’を二点鎖線で示す。第１方向Ｄ１’と第２方向Ｄ２’の中間の方向である中間方向Ｄ０’を一点鎖線で示す。
【0097】
第１方向Ｄ１’と中間方向Ｄ０’とがなす角度θ１’、および、第２方向Ｄ２’と中間方向Ｄ０’とがなす角度θ２’は、互いに等しい。すなわち、θ１’＝θ２’が成立する。上述のように、第１方向Ｄ１’と第２方向Ｄ２’との中間の方向である中間方向Ｄ０’が地上局アンテナ２１の利得が最大となる方向に一致する向きで地上局アンテナ２１を設置することで、無給電中継装置５１，５２，５３，５４のそれぞれを介して地上局アンテナ２１と移動局アンテナ４１，４２，４３，４４とが通信することが可能となる。
【0098】
地上局アンテナ２０が送信する電波の強度が十分に高い、あるいは、移動局アンテナ４０のアンテナゲインが十分に高いために、無給電中継装置５０を介した地上局１００と移動局３０との通信が可能であれば、地上局アンテナ２０のビーム範囲の外に無給電中継装置５０が設けられてもよい、一例として、図２に示す無線通信システム１において、無給電中継装置５１，５３が地上局アンテナ２１のビーム範囲の外に設けられてもよい。
【0099】
同様に、移動局アンテナ４０が送信する電波の強度が十分に高い、あるいは、地上局アンテナ２０のアンテナゲインが十分に高いために、無給電中継装置５０を介した地上局１００と移動局３０との通信が可能であれば、移動局アンテナ４０のビーム範囲の外に無給電中継装置５０が設けられてもよい。一例として、図２に示す無線通信システム１において、無給電中継装置５１が移動局アンテナ４１のビーム範囲の外に設けられてもよい。
【0100】
地上局アンテナ２０は、２つの無給電中継装置の中間点として、最も近い無給電中継装置５０と最も遠い無給電中継装置５０との中間点に向けて設けられてもよい。一例として、図１０に示す無線通信システム５において、地上局アンテナ２１は、無給電中継装置５１と無給電中継装置５４との中間点に向けて設けられてもよい。
【0101】
無給電中継装置５１－５５の形状は、上述の例に限られない。一例として、無給電中継装置５１－５５は曲面の反射面５１ａ－５５ａを有してもよい。他の一例として、無給電中継装置５１－５５は、二基のパラボラアンテナを組み合わせた中継装置で構成されてもよい。
【0102】
図７に示す無線通信システム３が備える地上局１００は、地上中央局１０１および地上子局１１，１２に接続され、地上中央局１０１を地上子局１１，１２のいずれかに接続するスイッチを有してもよい。
【0103】
無線通信システム１－５は、鉄道車両に限られず、定められた走路を移動するあるいは走路に停止する任意の移動体に搭載することができる。一例として、無線通信システム１－５は、トロリーバスに搭載されてもよい。
【0104】
以下、本開示の諸態様を付記としてまとめて記載する。
（付記１）
定められた走路を移動するあるいは前記走路に停止する移動体に前記移動体の進行方向に向けて設けられ、ミリ波帯の電波を送受信する指向性アンテナである移動局アンテナを有する移動局と、
ミリ波帯の電波を送受信する指向性アンテナである地上局アンテナを有し、位置が固定される地上局と、
前記走路の延長線上に設けられて、前記走路の終端の近傍に位置している前記移動体に搭載された前記移動局アンテナから送信された前記電波を前記地上局アンテナに向けて反射し、前記地上局アンテナから送信された前記電波を、前記移動体が前記終端の近傍に位置しているときの前記移動局アンテナの位置に向けて反射する、電気を供給されなくても前記電波を中継できる無給電中継装置と、
を備える無線通信システム。
（付記２）
互いに異なる複数の前記走路のそれぞれを移動するあるいは前記走路に停止する複数の前記移動体のそれぞれに搭載される複数の前記移動局と、
互いに異なる前記走路の延長線上に設けられる複数の前記無給電中継装置と、を備える、
付記１に記載の無線通信システム。
（付記３）
前記地上局アンテナおよび複数の前記無給電中継装置は、前記地上局アンテナから送信された前記電波が複数の前記無給電中継装置のいずれかに向かって伝搬する際に、他の前記無給電中継装置から離れた位置を伝搬可能となる位置および向きに設けられる、
付記２に記載の無線通信システム。
（付記４）
前記地上局アンテナは、複数の前記無給電中継装置の内、２つの前記無給電中継装置の一方に向かう第１方向と２つの前記無給電中継装置の他方に向かう第２方向の中間の方向に向けて設けられる、
付記２または３に記載の無線通信システム。
（付記５）
２つの前記無給電中継装置は、複数の前記無給電中継装置の内、両端に位置する２つの前記無給電中継装置である、
付記４に記載の無線通信システム。
（付記６）
複数の前記無給電中継装置は、偶数個の前記無給電中継装置であり、
２つの前記無給電中継装置は、複数の前記無給電中継装置の内、連続して並ぶ偶数個の前記走路のそれぞれの延長線上に設けられた偶数個の前記無給電中継装置において中央に位置する２つの前記無給電中継装置である、
付記４に記載の無線通信システム。
（付記７）
前記地上局アンテナは、複数の前記無給電中継装置の内、２つの前記無給電中継装置の中間点に向けて設けられる、
付記２または３に記載の無線通信システム。
（付記８）
複数の前記無給電中継装置は、奇数個の前記無給電中継装置であり、
前記地上局アンテナは、複数の前記無給電中継装置の内、連続して並ぶ奇数個の前記走路のそれぞれの延長線上に設けられた奇数個の前記無給電中継装置において中央に位置する前記無給電中継装置に向けて設けられる、
付記２または３に記載の無線通信システム。
（付記９）
複数の前記無給電中継装置は、偶数個の前記無給電中継装置であり、
前記地上局アンテナは、複数の前記無給電中継装置の内、連続して並ぶ偶数個の前記走路のそれぞれの延長線上に設けられた偶数個の前記無給電中継装置において中央に位置する２つの前記無給電中継装置の中間点に向けて設けられる、
付記２または３に記載の無線通信システム。
（付記１０）
前記地上局は、互いに異なる前記無給電中継装置を介して前記移動局アンテナと電波を送受信する複数の前記地上局アンテナを有する、
付記２から９のいずれかに記載の無線通信システム。
（付記１１）
前記移動体が前記終端の近傍に位置しているときの前記移動局アンテナと前記無給電中継装置との距離は、前記地上局アンテナと前記移動局アンテナとが直接的に電波を送受信する場合に受信側で飽和が生じないときの前記地上局アンテナと前記移動局アンテナとの距離の最小値以上の距離である不飽和最短距離よりも短く、かつ、前記移動局アンテナと前記無給電中継装置との距離および前記地上局アンテナと前記無給電中継装置との距離の合計は、前記不飽和最短距離よりも長い、
付記１から１０のいずれかに記載の無線通信システム。
（付記１２）
前記無給電中継装置は、前記地上局アンテナのビーム範囲に含まれる位置に設けられる、
付記１から１１のいずれかに記載の無線通信システム。
（付記１３）
前記無給電中継装置は、前記移動体が前記終端の近傍に位置しているときの前記移動局アンテナのビーム範囲に含まれる位置に設けられる、
付記１から１２のいずれかに記載の無線通信システム。
（付記１）
定められた走路を移動するあるいは前記走路に停止する移動体に前記移動体の進行方向に向けて設けられ、ミリ波帯の電波を送受信する指向性アンテナである移動局アンテナを有する移動局と、
ミリ波帯の電波を送受信する指向性アンテナである地上局アンテナを有し、位置が固定される地上局と、
前記走路の延長線上に設けられて、前記走路の終端の近傍に位置している前記移動体に搭載された前記移動局アンテナから送信された前記電波を前記地上局アンテナに向けて反射し、前記地上局アンテナから送信された前記電波を、前記移動体が前記終端の近傍に位置しているときの前記移動局アンテナの位置に向けて反射する、電気を供給されなくても前記電波を中継できる無給電中継装置と、
を備える無線通信システム。
（付記２）
互いに異なる複数の前記走路のそれぞれを移動するあるいは前記走路に停止する複数の前記移動体のそれぞれに搭載される複数の前記移動局と、
互いに異なる前記走路の延長線上に設けられる複数の前記無給電中継装置と、を備える、
付記１に記載の無線通信システム。
（付記３）
前記地上局アンテナおよび複数の前記無給電中継装置は、前記地上局アンテナから送信された前記電波が複数の前記無給電中継装置のいずれかに向かって伝搬する際に、他の前記無給電中継装置から離れた位置を伝搬可能となる位置および向きに設けられる、
付記２に記載の無線通信システム。
（付記４）
前記地上局アンテナは、複数の前記無給電中継装置の内、２つの前記無給電中継装置の一方に向かう第１方向と２つの前記無給電中継装置の他方に向かう第２方向の中間の方向に向けて設けられる、
付記２または３に記載の無線通信システム。
（付記５）
２つの前記無給電中継装置は、複数の前記無給電中継装置の内、両端に位置する２つの前記無給電中継装置である、
付記４に記載の無線通信システム。
（付記６）
複数の前記無給電中継装置は、偶数個の前記無給電中継装置であり、
２つの前記無給電中継装置は、複数の前記無給電中継装置の内、連続して並ぶ偶数個の前記走路のそれぞれの延長線上に設けられた偶数個の前記無給電中継装置において中央に位置する２つの前記無給電中継装置である、
付記４に記載の無線通信システム。
（付記７）
前記地上局アンテナは、複数の前記無給電中継装置の内、２つの前記無給電中継装置の中間点に向けて設けられる、
付記２または３に記載の無線通信システム。
（付記８）
複数の前記無給電中継装置は、奇数個の前記無給電中継装置であり、
前記地上局アンテナは、複数の前記無給電中継装置の内、連続して並ぶ奇数個の前記走路のそれぞれの延長線上に設けられた奇数個の前記無給電中継装置において中央に位置する前記無給電中継装置に向けて設けられる、
付記２または３に記載の無線通信システム。
（付記９）
複数の前記無給電中継装置は、偶数個の前記無給電中継装置であり、
前記地上局アンテナは、複数の前記無給電中継装置の内、連続して並ぶ偶数個の前記走路のそれぞれの延長線上に設けられた偶数個の前記無給電中継装置において中央に位置する２つの前記無給電中継装置の中間点に向けて設けられる、
付記２または３に記載の無線通信システム。
（付記１０）
前記地上局は、互いに異なる前記無給電中継装置を介して前記移動局アンテナと電波を送受信する複数の前記地上局アンテナを有する、
付記２から９のいずれかに記載の無線通信システム。
（付記１１）
前記移動体が前記終端の近傍に位置しているときの前記移動局アンテナと前記無給電中継装置との距離は、前記地上局アンテナと前記移動局アンテナとが直接的に電波を送受信する場合に受信側で飽和が生じないときの前記地上局アンテナと前記移動局アンテナとの距離の最小値以上の距離である不飽和最短距離よりも短く、かつ、前記移動局アンテナと前記無給電中継装置との距離および前記地上局アンテナと前記無給電中継装置との距離の合計は、前記不飽和最短距離よりも長い、
付記１から１０のいずれかに記載の無線通信システム。
（付記１２）
前記無給電中継装置は、前記地上局アンテナのビーム範囲に含まれる位置に設けられる、
付記１から１１のいずれかに記載の無線通信システム。
（付記１３）
前記無給電中継装置は、前記移動体が前記終端の近傍に位置しているときの前記移動局アンテナのビーム範囲に含まれる位置に設けられる、
付記１から１２のいずれかに記載の無線通信システム。
【符号の説明】
【0105】
１，２，３，４，５ 無線通信システム、１０，１１，１２ 地上子局、２０，２１，２２ 地上局アンテナ、３０，３１，３２，３３，３４，３５ 移動局、４０，４１，４２，４３，４４，４５ 移動局アンテナ、５０，５１，５２，５３，５４，５５ 無給電中継装置、５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａ 反射面、８１，８２，８３，８４，８５ 車両、９１，９２，９３，９４，９５ 走路、９１ａ，９２ａ，９３ａ，９４ａ，９５ａ 終端、１００ 地上局、１０１ 地上中央局、Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３ 中心の点、Ｃ１Ｌ，Ｃ２Ｌ，Ｃ３Ｌ 左端の点、Ｃ１Ｒ，Ｃ２Ｒ，Ｃ３Ｒ 右端の点、Ｄ０，Ｄ０’ 中間方向、Ｄ１，Ｄ１’ 第１方向、Ｄ２，Ｄ２’ 第２方向、Ｌ１，Ｌ２ 距離、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ 中間点、θ１，θ１’，θ２，θ２’ 角度。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】