特許 7027040 無線通信装置及び無線通信システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-02-18

(45)【発行日】2022-03-01

(54)【発明の名称】無線通信装置及び無線通信システム

(51)【国際特許分類】

   H04B 5/00 20060101AFI20220221BHJP

   B61B 1/02 20060101ALI20220221BHJP

【ＦＩ】

H04B5/00 A

B61B1/02

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2017057561

(22)【出願日】2017-03-23

(65)【公開番号】P2018160826

(43)【公開日】2018-10-11

【審査請求日】2020-01-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000004651

【氏名又は名称】日本信号株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000752

【氏名又は名称】特許業務法人朝日特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】水沼 正文

(72)【発明者】

【氏名】湯浅 誉之

【審査官】対馬 英明

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－０５４４０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－０３５５４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－３３５０７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭４８－０４４４９８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００７－０６００６１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ ５／００－５／０６

Ｂ６１Ｂ １／００－１５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の開口部を有する第１の電波遮蔽部材に収容されたケーブル型アンテナを有する第１の無線通信装置と、
各々が前記第１の開口部と対向する位置に第２の開口部を有する第２の電波遮蔽部材内に配置されたアンテナを有する複数の第２の無線通信装置と
を備え、
前記ケーブル型アンテナは、プラットホームの下の線路に沿った一方の側から他方の側に至る領域内に、前記第１の開口部が上となるように配置された前記第１の電波遮蔽部材に収容されており、
複数の前記第２の無線通信装置の各々のアンテナは、前記ケーブル型アンテナと前記プラットホームを挟んで対向する前記プラットホーム上の位置に、前記第２の開口部が下となるように配置された前記第２の電波遮蔽部材内に配置されており、
前記第２の電波遮蔽部材は、前記プラットホーム上に配置されたホームドアの筐体であり、前記第２の開口部は、前記ホームドアの筐体の底面に設けられている
無線通信システム。

【請求項2】

第１の開口部を有する第１の電波遮蔽部材に収容されたケーブル型アンテナを有する第１の無線通信装置と、
各々が前記第１の開口部と対向する位置に第２の開口部を有する第２の電波遮蔽部材内に配置されたアンテナを有する複数の第２の無線通信装置と
を備え、
前記ケーブル型アンテナは、前記第１の開口部が下となるようにプラットホームの上方に設けられた天井に配置された前記第１の電波遮蔽部材に収容されており、
複数の前記第２の無線通信装置の各々のアンテナは、前記ケーブル型アンテナと対向する前記プラットホーム上の位置に配置された前記第２の電波遮蔽部材内に配置されており、
前記第２の電波遮蔽部材は、前記プラットホーム上に配置されたホームドアの筐体であり、前記第２の開口部は、前記ホームドアの筐体の上面に設けられている
無線通信システム。

【請求項3】

前記第１の無線通信装置は、前記第１の開口部を塞ぐ電波を遮蔽しないカバーを有する
請求項１又は２に記載の無線通信システム。

【請求項4】

前記第２の無線通信装置は、前記第２の開口部を塞ぐ電波を遮蔽しないカバーを有する
請求項１乃至３のいずれか１項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】

本発明は無線通信技術に関する。

【背景技術】

【0002】

広いエリアに散在する複数の通信装置を無線通信によりネットワークに接続させる場合、アクセスポイントのアンテナから遠い位置に配置される通信装置とアクセスポイントとの間で送受信される電波の強度が不足する場合がある。電波強度の不足が生じないように通信装置が散在するエリア内に複数のアクセスポイントを配置すれば、アクセスポイント間で送受信する電波の干渉が生じる等の問題がある。

【0003】

上記の問題を解決する一手段として、ケーブル型アンテナを用いる技術が提案されている。現在、実用化されているケーブル型アンテナとしては、漏洩同軸ケーブルが知られている。

【0004】

通常の同軸ケーブルは、中心部に配置される棒状の導体（以下、中心導体という）と、中心導体の周りを被う絶縁体と、絶縁体の周りを被う導体（以下、外部導体という）と、外部導体の周りを被う保護被覆を備える。漏洩同軸ケーブルは、通常の同軸ケーブルが備える外部導体にスロット（又はスリット）と呼ばれる孔を一定間隔で設けた構造をしている。

【0005】

漏洩同軸ケーブルを無線通信のアンテナとして用いると、漏洩同軸ケーブルの複数のスロットの各々において電波の送受信を行うことが可能となる。すなわち、アンテナとして無線通信装置に接続した漏洩同軸ケーブルは、一定間隔で配置された多数のアンテナの役割を果たす。

【0006】

漏洩同軸ケーブルを用いた技術を開示する特許文献として、例えば特許文献１がある。特許文献１には、サービス提供エリアに配線した漏洩同軸ケーブルを有線ネットワークに接続することで、漏洩同軸ケーブルの近傍の極めて狭い範囲に無線通信サービスを提供する仕組みが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２００５－１０１８６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

エリア内に配置された通信装置が、当該エリア内に配置されたケーブル型アンテナに接続された通信装置との間で無線通信を行う場合、ケーブル型アンテナの周囲に電波を発する装置があると、当該装置が発する電波によってケーブル型アンテナの送受信する電波が干渉を受けて、エリア内に配置されている通信装置間の通信の速度が低下する場合がある。特に、エリア内を人が往来するような場合、往来する人が携帯するスマートフォン等が発する電波の干渉を受けて、エリア内に配置されている通信装置間の通信速度が安定しない場合がある。

【0009】

本発明は、上記の事情に鑑み、ケーブル型アンテナを用いた無線通信における通信速度の安定を確保する手段を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上述した課題を解決するために、本発明は、第１の開口部を有する第１の電波遮蔽部材に収容されたケーブル型アンテナを有する第１の無線通信装置と、各々が前記第１の開口部と対向する位置に第２の開口部を有する第２の電波遮蔽部材内に配置されたアンテナを有する複数の第２の無線通信装置とを備え、前記ケーブル型アンテナは、プラットホームの下の線路に沿った一方の側から他方の側に至る領域内に、前記第１の開口部が上となるように配置された前記第１の電波遮蔽部材に収容されており、複数の前記第２の無線通信装置の各々のアンテナは、前記ケーブル型アンテナと前記プラットホームを挟んで対向する前記プラットホーム上の位置に、前記第２の開口部が下となるように配置された前記第２の電波遮蔽部材内に配置されており、前記第２の電波遮蔽部材は、前記プラットホーム上に配置されたホームドアの筐体であり、前記第２の開口部は、前記ホームドアの筐体の底面に設けられている無線通信システムを第１の態様として提供する。

【0011】

上記の第１の態様に係る無線通信システムによれば、第１の電波遮蔽部材及び第２の電波遮蔽部材によって、第１の無線通信装置と第２の無線通信装置の間で送受信される電波と周囲の電波との干渉が低減される。その結果、ケーブル型アンテナを用いた無線通信における通信速度の安定が確保される。また、第１の無線通信装置とプラットホーム上に配置されたホームドアとの間で行われる無線通信における通信速度の安定が確保される。その際、ケーブル型アンテナがプラットホームの上を通行する人の邪魔にならない。

【0012】

また、本発明は、第１の開口部を有する第１の電波遮蔽部材に収容されたケーブル型アンテナを有する第１の無線通信装置と、各々が前記第１の開口部と対向する位置に第２の開口部を有する第２の電波遮蔽部材内に配置されたアンテナを有する複数の第２の無線通信装置とを備え、前記ケーブル型アンテナは、前記第１の開口部が下となるようにプラットホームの上方に設けられた天井に配置された前記第１の電波遮蔽部材に収容されており、複数の前記第２の無線通信装置の各々のアンテナは、前記ケーブル型アンテナと対向する前記プラットホーム上の位置に配置された前記第２の電波遮蔽部材内に配置されており、前記第２の電波遮蔽部材は、前記プラットホーム上に配置されたホームドアの筐体であり、前記第２の開口部は、前記ホームドアの筐体の上面に設けられている無線通信システムを第２の態様として提供する。

【0013】

上記の第２の態様に係る無線通信装置によれば、第１の電波遮蔽部材及び第２の電波遮蔽部材によって、第１の無線通信装置と第２の無線通信装置の間で送受信される電波と周囲の電波との干渉が低減される。その結果、ケーブル型アンテナを用いた無線通信における通信速度の安定が確保される。

【0014】

上記の第１又は第２の態様に係る無線通信装置において、前記第１の無線通信装置は、前記第１の開口部を塞ぐ電波を遮蔽しないカバーを有する、という構成が第３の態様として採用されてもよい。

【0015】

上記の第３の態様に係る無線通信装置によれば、電波遮蔽部材の開口部が下方に開口する場合であっても、ケーブル型アンテナの配置が可能である。

【0016】

上記の第１乃至第３のいずれかの態様に係る無線通信装置において、前記第２の開口部を塞ぐ電波を遮蔽しないカバーを有する、という構成が第４の態様として採用されてもよい。

【0017】

上記の第４の態様に係る無線通信装置によれば、第２の無線通信装置が配置された第２の電波遮蔽部材内への粉塵等の侵入が軽減される。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】一実施形態に係る無線通信システムの構成を示した図。

【図2】一実施形態に係る無線通信システムの構成を示した図。

【図3】一実施形態に係る電波遮蔽部材及びカバーの斜視図。

【図4】一変形例に係る無線通信システムの構成を示した図。

【発明を実施するための形態】

【0021】

［実施形態］
以下、本発明の実施形態に係る無線通信システム１を説明する。図１及び図２は、駅のプラットホームに配置された無線通信システム１の構成を示した図である。図１は平面図であり、図２は図１に示すＡ－Ａ線における断面図である。ただし、図１及び図２において、プラットホームやホームドア等の構成のうち無線通信システム１の説明に不要な部分は図示を省略している。

【0022】

無線通信システム１は、無線アクセスポイントの役割を果たす無線通信装置１１（第１の無線通信装置の一例）と、無線通信装置１１を介して上位装置２との間で通信を行う１以上の無線通信装置１２－１、１２－２、・・・、１２－ｎ（ただし、ｎは任意の自然数）（第２の無線通信装置の一例）を備える。以下、無線通信装置１２－１、１２－２、・・・、１２－ｎを無線通信装置１２と総称する。

【0023】

無線通信装置１２－１、１２－２、・・・、１２－ｎは、プラットホームＰの線路Ｌ側の縁辺に沿って配置されたホームドアＧ－１、Ｇ－２、・・・、Ｇ－ｎが備える無線通信装置である。以下、ホームドアＧ－１、Ｇ－２、・・・、Ｇ－ｎをホームドアＧと総称する。

【0024】

なお、本願においてホームドアは、プラットホームと線路Ｌ側の空間の間の人の往来を規制する状態と当該規制が解除された状態を切替可能な装置を意味する。すなわち、ホームドアには、ホーム柵等の他の名称で呼ばれる装置も本願におけるホームドアに含まれる。また、ホームドアが人の往来を規制する規制部材は、板状のもの、ロープ状のもの等のいずれであってもよい。従って、ロープ昇降式ドア等の名称で呼ばれる装置もまた、本願におけるホームドアに含まれる。

【0025】

ホームドアＧは、無線通信装置１２を用いて、上位装置２に対しドアの開閉状態等の状態を通知したり、上位装置２からドアの開閉等の指示を受けたりする。

【0026】

無線通信装置１２は、無線通信の制御を行う制御ユニット１２１と、制御ユニット１２１の制御下で電波の送受信を行うアンテナ１２２と、アンテナ１２２を被う電波遮蔽部材１２３（第２の電波遮蔽部材の一例）と、電波遮蔽部材１２３が有する開口部Ｏ₂（第２の開口部の一例）を塞ぐ電波を遮蔽しないカバー１２４を備える。

【0027】

本実施形態において、電波遮蔽部材１２３はホームドアＧの筐体である。ただし、ホームドアＧの筐体が電波を遮蔽しない場合、電波遮蔽部材１２３がホームドアＧの筐体と別の部材として構成されてもよい。電波遮蔽部材１２３の素材は、無線通信装置１２が送受信する周波数帯の電波を遮蔽する素材であれば、金属、カーボン等のいずれであってもよい。また、樹脂等の電波を遮蔽しない素材内に網状の金属を内包させた複合素材等が電波遮蔽部材１２３の素材として採用されてもよい。

【0028】

上述したように、電波遮蔽部材１２３は開口部Ｏ₂を有する。図２に示されるように、開口部Ｏ₂は電波遮蔽部材１２３の底面に設けられ、アンテナ１２２は開口部Ｏ₂のすぐ上に配置されている。すなわち、電波遮蔽部材１２３は、無線通信装置１２の通信相手である無線通信装置１１のケーブル型アンテナ１１２に対向する位置に開口部Ｏ₂を有することになる。そして、アンテナ１２２は主として、図２の２本の二点鎖線Ｒ₂で示される領域（アンテナ１２２から下方に向かい円錐状に拡がる狭い領域）に電波を送信し、また、当該領域を行き交う電波を送受信する。

【0029】

カバー１２４は、ホームドアＧの筐体への粉塵等の浸入を軽減するために配置されている。従って、ホームドアＧの筐体への粉塵等の浸入があっても問題が生じない場合、カバー１２４は不要である。カバー１２４の素材は、無線通信装置１２が送受信する周波数帯の電波を遮蔽しない素材であれば、樹脂、木材、それらの複合素材等のいずれであってもよい。

【0030】

無線通信装置１１は、無線通信の制御を行う制御ユニット１１１と、制御ユニット１１１の制御下で電波の送受信を行うケーブル型アンテナ１１２と、ケーブル型アンテナ１１２を被う電波遮蔽部材１１３（第１の電波遮蔽部材の一例）と、電波遮蔽部材１１３が有する開口部Ｏ₁（第１の開口部の一例）を塞ぐ電波を遮蔽しないカバー１１４を備える。

【0031】

本実施形態において、ケーブル型アンテナ１１２は漏洩同軸ケーブルである。ただし、漏洩同軸ケーブル以外の紐状の素材でアンテナとして利用可能な素材があれば、その素材がケーブル型アンテナ１１２として採用されてもよい。

【0032】

ケーブル型アンテナ１１２は、プラットホームＰの線路Ｌ側の縁辺に沿って、プラットホームＰの一方の端部付近から他方の端部付近に至る位置に配置されている。

【0033】

電波遮蔽部材１１３は、長手方向の垂直面における断面が「コ」の字形状の長尺部材である。図３は、電波遮蔽部材１１３及びカバー１１４の斜視図である。なお、ケーブル型アンテナ１１２の長さが１本の電波遮蔽部材１１３よりも長い場合、複数本の電波遮蔽部材１１３が用いられる。電波遮蔽部材１１３の素材は、無線通信装置１１が送受信する周波数帯の電波を遮蔽する素材であれば、金属、カーボン等のいずれであってもよい。また、樹脂等の電波を遮蔽しない素材内に網状の金属を内包させた複合素材等が電波遮蔽部材１１３の素材として採用されてもよい。

【0034】

電波遮蔽部材１１３は、プラットホームＰの下に、プラットホームＰの線路Ｌ側の縁辺に沿って配置されている。電波遮蔽部材１１３は、例えばネジＳにより、プラットホームＰを下方から支持する基礎Ｂの側面上に取り付けられている。なお、電波遮蔽部材１１３を取り付ける方法はネジＳによるものに限られず、例えば接着テープ等により取り付けが行われてもよい。

【0035】

上述したように、電波遮蔽部材１１３の断面形状は「コ」の字であり、開口部Ｏ₁を有する。図２に示されるように、電波遮蔽部材１１３は開口部Ｏ₁が上となるように基礎Ｂに取り付けられている。すなわち、電波遮蔽部材１１３は、無線通信装置１１の通信相手である無線通信装置１２のアンテナ１２２に対向する位置に開口部Ｏ₁を有することになる。そして、電波遮蔽部材１１３に収容されるケーブル型アンテナ１１２は、主として、図２の２本の一点鎖線Ｒ₁で示される領域（ケーブル型アンテナ１１２の各スロットら上方に向かい円錐状に拡がる狭い領域）に電波を送信し、また、当該領域を行き交う電波を送受信する。

【0036】

カバー１１４は、電波遮蔽部材１１３内への雨水、粉塵等の浸入を軽減するために配置されている。従って、電波遮蔽部材１１３内への雨水、粉塵等の浸入があっても問題が生じない場合、カバー１１４は不要である。カバー１１４の素材は、無線通信装置１１が送受信する周波数帯の電波を遮蔽しない素材であれば、樹脂、木材、それらの複合素材等のいずれであってもよい。

【0037】

図２に示す例では、カバー１１４は電波遮蔽部材１１３の開口部Ｏ₁付近の内側面上に長手方向に沿って設けられた溝に填め込まれた状態で電波遮蔽部材１１３に固定される。電波遮蔽部材１１３に対するカバー１１４の固定方法はこれに限られない。例えば、蓋状のカバー１１４が電波遮蔽部材１１３の開口部Ｏ₁付近の外側面上に被せられた状態で電波遮蔽部材１１３に固定されてもよい。

【0038】

上述した無線通信システム１によれば、無線通信装置１１と無線通信装置１２の間の無線通信は、電波遮蔽部材１１３の開口部Ｏ₁から開口方向である上方に向かい拡がる狭い領域と、電波遮蔽部材１２３の開口部Ｏ₂から開口方向である下方に向かい拡がる狭い領域との重なり合う領域を行き交う電波によってのみ影響を受け、それ以外の領域を行き交う電波の影響を受けない。従って、スマートフォン等の電波を発する装置を携帯した人がプラットホームＰ上を往来しても、無線通信装置１１と無線通信装置１２の間の無線通信における通信速度が低下することはない。

【0039】

［変形例］
本発明は、上述した実施形態と異なる形態で実施されてもよい。以下に上述した実施形態の変形例を示す。また、以下の変形例は各々組み合わされてもよい。

【0040】

（１）ケーブル型アンテナ１１２、電波遮蔽部材１１３及びカバー１１４の配置される位置は、プラットホームＰの下に限られない。図４は、ケーブル型アンテナ１１２、電波遮蔽部材１１３及びカバー１１４が、プラットホームＰの上方に設けられた天井Ｃの下面に配置された例を示した図である。この場合、電波遮蔽部材１１３は開口部Ｏ₁が下となるように天井Ｃに取り付けられ、カバー１１４がケーブル型アンテナ１１２を下方から支持する役割を果たす。また、電波遮蔽部材１２３の開口部Ｏ₂はホームドアＧの筐体の上面（天板）に設けられ、そのすぐ下にアンテナ１２２が配置される。

【0041】

図４の例では、スマートフォン等の電波を発する装置を携帯した人が、プラットホームＰと列車の間を往来する際に、一瞬、無線通信装置１１と無線通信装置１２の間の無線通信が電波干渉により妨げられる可能性があるが、そのような電波干渉の発生は、ホームドアＧによる往来の規制が解除されている時間内に限られる。

【0042】

（２）無線通信システム１の配置場所はプラットホーム周辺に限られない。ビルのロビー、通路等のいずれに配置されてもよい。従って、無線通信装置１２の配置もホームドアＧ内に限られない。

【0043】

（３）無線通信装置１１に接続されるケーブル型アンテナ１１２の数は２以上であってもよい。例えば、２以上のケーブル型アンテナ１１２の各々を用いて異なる２以上の周波数帯の電波で通信を行うことにより、無線通信装置１１が無線通信装置１２と行う通信の帯域を拡げることができる。

【0044】

（４）電波遮蔽部材１１３、電波遮蔽部材１２３、カバー１１４、カバー１２４等の形状、サイズ等は図示したものに限られない。例えば、電波遮蔽部材１１３の断面形状が半円形状であってもよい。

【0045】

（５）カバー１１４は、電波遮蔽部材１１３の開口部Ｏ₁の全てを被う必要はない。例えば、開口部Ｏ₁のうち、ホームドアＧの近傍（すなわち、電波遮蔽部材１２３の開口部Ｏ₂の近傍）の部分は電波を遮蔽しないカバー１１４で被い、それ以外の部分は電波を遮蔽するカバーで被う構成が採用されてもよい。この場合、ケーブル型アンテナ１１２が受ける電波の干渉の影響がより低減される。

【符号の説明】

【0046】

１…無線通信システム、２…上位装置、１１…無線通信装置、１２…無線通信装置、１１１…制御ユニット、１１２…ケーブル型アンテナ、１１３…電波遮蔽部材、１１４…カバー、１２１…制御ユニット、１２２…アンテナ、１２３…電波遮蔽部材、１２４…カバー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】