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WO2013187162A1 - 送信装置及びこれを備えた防舷材 - Google Patents

送信装置及びこれを備えた防舷材 Download PDF

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WO2013187162A1
WO2013187162A1 PCT/JP2013/063267 JP2013063267W WO2013187162A1 WO 2013187162 A1 WO2013187162 A1 WO 2013187162A1 JP 2013063267 W JP2013063267 W JP 2013063267W WO 2013187162 A1 WO2013187162 A1 WO 2013187162A1
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WO
WIPO (PCT)
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transmission
fender
transmission device
antenna
electric field
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/063267
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
興司 中谷
Original Assignee
横浜ゴム株式会社
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Publication date
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Priority to KR1020147034863A priority patent/KR20150008186A/ko
Priority to JP2013552747A priority patent/JPWO2013187162A1/ja
Priority to EP13804035.7A priority patent/EP2863476A4/en
Priority to AU2013275528A priority patent/AU2013275528B2/en
Priority to US14/407,950 priority patent/US9385761B2/en
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    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
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    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
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    • H01Q19/10—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces
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    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B3/00—Engineering works in connection with control or use of streams, rivers, coasts, or other marine sites; Sealings or joints for engineering works in general
    • E02B3/20—Equipment for shipping on coasts, in harbours or on other fixed marine structures, e.g. bollards
    • E02B3/26—Fenders
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/30—Adapting or protecting infrastructure or their operation in transportation, e.g. on roads, waterways or railways

Definitions

  • the present invention relates to a transmission device that is not easily affected by reflection of radio waves by the water surface on the receiving side even when mounted on a floating material such as a fender, and a fender having the same.
  • a transmission device that transmits a detected value of a physical state such as temperature, humidity, or pressure detected using a sensor to a place separated by radio waves using a transmission unit equipped with the sensor.
  • the internal air pressure is detected by a sensor of the transmission unit, and the detected value is detected by radio waves using the transmission unit. It is known that it can transmit to a remote place, receive it, and monitor the internal air pressure without touching the pneumatic fender.
  • Patent Document 1 a ship maneuvering and ship mooring support system disclosed in WO 2008/053887 (Patent Document 1) is known.
  • a plurality of fenders are attached to the side of the ship, and when two ships come in contact, the ship can be operated while monitoring the internal pressure of the fender. For example, as shown in FIGS.
  • each fender 1A, 1B, 1C, 1D A transmission unit 100 housed in the case 11 of the transmission device 10 is provided, and the air pressure inside the fender is detected by a sensor provided in the transmission unit 100, and information on the detected air pressure is transmitted as digital data. .
  • Data transmitted from the respective fenders 1A, 1B, 1C, 1D is received by the receiving antenna 2 attached to the side of the wheelhouse.
  • the distances between the fenders 1A, 1B, 1C, and 1D and the receiving antenna 2 are La, Lb, Lc, and Ld (m), respectively.
  • the radio wave radiated from the transmitter 100 provided on the fender 1 reaches the receiving antenna 2 as a direct wave DW and the reflected wave RW1a, RW1b, RW2, RW3 reaches the receiving antenna 2 or There is something that does not reach the receiving antenna 2.
  • the reflected wave including the reflected wave RW1a reflected by the sea surface 5 at the lowest time and the reflected wave RW1b reflected by the highest sea surface 5a may or may not reach the receiving antenna 2, and directly when it reaches There are times when the received electric field strength is increased or decreased due to interference with the wave DW.
  • the reflected wave RW2 reflected by the floating substance 6 present in the seawater 4 is attenuated by the seawater and therefore does not reach the receiving antenna 2
  • the reflected wave RW3 reflected by the seabed 3 is also attenuated by the seawater and received. Does not reach antenna 2.
  • Measured values of the received electric field strength from the respective fenders 1A, 1B, 1C, 1D at this time are shown in FIGS.
  • the curve D is the distance between the object to be touched and the ship Sp1
  • RSSI is the received electric field strength.
  • the received electric field strength from each of the fenders 1A, 1B, 1C, and 1D varies greatly due to fluctuations in the sea level due to waves, and the reception from the fenders 1A, 1B, 1C, and 1D
  • the electric field strength may be lower than the reception limit strength at the receiving antenna 2, and data may not be received.
  • the present invention relates to a transmitting device capable of obtaining a received electric field intensity that can be received by a receiving antenna even when the height of the sea surface changes due to waves when mounted on a floating material such as a fender, and a fender provided with the same.
  • the purpose is to provide materials.
  • the present invention is a transmitter that is mounted on a floating object and transmits predetermined information by radio waves, and is disposed on a predetermined boundary plane between an antenna that radiates transmission radio waves and the water surface.
  • a transmitting device including a conductor plate is proposed.
  • all the radio waves that have been reflected on the water surface, suspended in the water, or the bottom of the water and have reached the receiving antenna are reflected by the conductor plate, and thus have occurred over time due to fluctuations in the water surface height. Variations in received field strength at the receiving antenna are eliminated.
  • the present invention proposes a fender having the above transmission device.
  • the present invention since all the radio waves that have been radiated from the transmission device of the fender and reflected on the water surface, the suspended matter in the water or the bottom of the water and have reached the receiving antenna are reflected by the conductor plate, The fluctuation of the received electric field intensity at the receiving antenna, which has occurred with the passage of time due to the fluctuation, is removed.
  • all the radio waves that have been reflected on the surface of the water, suspended in the water, or the bottom of the water and have reached the receiving antenna are reflected by the conductor plate, and therefore are generated with the passage of time due to fluctuations in the height of the water surface.
  • fluctuations in the received electric field strength at the receiving antenna are eliminated, and a stable received electric field strength can be obtained at all times.
  • FIG. 1 is an external view showing a transmission device according to an embodiment of the present invention.
  • the figure which shows the fender provided with the transmitter in one Embodiment of this invention The figure which shows the ship provided with the fender in one embodiment of this invention 1 is an external perspective view showing a transmission unit according to an embodiment of the present invention.
  • the top view which shows the transmission unit in one Embodiment of this invention Side surface sectional drawing which shows the transmission unit in one Embodiment of this invention 1 is an external perspective view showing a unit main body according to an embodiment of the present invention.
  • 1 is an external perspective view showing a unit main body according to an embodiment of the present invention.
  • the external appearance perspective view which shows the principal part of the unit main body in one Embodiment of this invention.
  • the block diagram which shows the electric system circuit of the transmission unit in one Embodiment of this invention 1 is an external perspective view showing a planar conductor plate and a holding material in one embodiment of the present invention.
  • 1 is an external perspective view showing a holding material in an embodiment of the present invention.
  • the figure explaining the direct wave and reflected wave in one Embodiment of this invention The figure explaining the direct wave and reflected wave in one Embodiment of this invention
  • the figure explaining the increase in the received electric field strength in one Embodiment of this invention The figure which shows the other structural example of the transmitter in one Embodiment of this invention.
  • the figure which shows the ship provided with the fender in a prior art example External view showing a transmitter in a conventional example
  • the figure which shows the fender provided with the transmitter in a prior art example The figure explaining the direct wave and the reflected wave in the conventional example
  • variation of the received electric field strength in a prior art example The figure which shows the fluctuation
  • variation of the received electric field strength in a prior art example The figure which shows the fluctuation
  • variation of the received electric field strength in a prior art example The figure which shows the fluctuation
  • FIG. 1 is an external view showing a transmission device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a diagram showing a fender having a transmission device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. FIG. 4 is a perspective view showing an outer appearance of a transmission unit according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a plan view showing the transmission unit according to an embodiment of the present invention
  • FIG. FIG. 7 and FIG. 8 are external perspective views showing a unit main body according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a main part of the unit main body according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a block diagram showing an electric circuit of a transmission unit according to an embodiment of the present invention.
  • reference numeral 10 denotes a transmission device, in which one transmission unit 100 is housed in a cylindrical case 11 made of an insulator that transmits radio waves, and has a thickness of 5 ⁇ m at a position 1 cm below the transmission unit 100.
  • a 50 cm square conductor plate 200 is arranged.
  • the thickness of the conductor plate 200 is preferably set to 5 ⁇ m or more in order to obtain good electromagnetic wave reflection in consideration of the skin effect of the electromagnetic wave.
  • the area of the conductor plate 200 is preferably set larger than the projected area of the transmission unit 100, and preferably has a length or width that is an integral multiple of 1/4 of the wavelength of the frequency of the transmission radio wave.
  • the transmitting device 10 is housed inside the fender 1 near the flange 1a of the fender 1 and transmits the air pressure and temperature information inside the fender as digital data.
  • the fenders 1A, 1B, 1C, and 1D are mounted on the side surface of the ship Sp1, as in the conventional example, and the ship Sp1 and the ship Sp2 are used. It is used as a cushioning material when joining.
  • the transmission unit 100 is configured by housing the unit main body 300 in a substantially rectangular parallelepiped case 130 made of an insulator that transmits radio waves.
  • the case 130 of the transmission unit 100 has a substantially rectangular parallelepiped shape, has protrusions for screwing at both ends in the longitudinal direction, and includes a case main body 131 and a lid 132. It is configured.
  • a storage space 134 for storing the unit main body 300 is formed inside the case main body 131, and the opening of the storage space 134 is formed by fixing the lid 132 to the case main body 131 with screws 141. Closed.
  • a vent hole 133 is formed in the lid body 132, and even when the lid body 132 is fixed to the case main body 131, air can flow from the outside to the storage space 134 through the vent hole 133. Yes.
  • the unit main body 300 includes two printed wiring boards 351 and 352 having a substantially rectangular shape arranged in parallel at a predetermined interval, and a columnar connection constituting an antenna 450 between them.
  • the conductor 354 and the third printed wiring board 353 for connection are fixed to each other.
  • a coil-shaped antenna 450 having a central axis extending in the width direction of the first and second printed wiring boards 351 and 351 is formed at the other end portion in the longitudinal direction of the unit main body 300, and the sensor portion 410 and the battery are disposed at one end side.
  • Electronic components that constitute an electronic circuit including 420 are mounted.
  • the connecting printed wiring board 353 is soldered to each of the two printed wiring boards 351 and 352.
  • the first printed wiring board 351 and the second printed wiring board 352 are provided between them, and fix the other printed wiring board to the one printed wiring board at a predetermined interval, and The printed wiring and the printed wiring of the other printed wiring board are connected by a plurality of columnar connecting conductors 354 that are conductively connected.
  • the sensor unit 410 is mounted on the surface of the main body 300 and includes an air pressure detection element 411, a temperature detection element 412, and an analog / digital conversion circuit 413.
  • an air pressure detection element 411 For example, the air pressure and temperature in the air chamber of a pneumatic fender Is detected by the air pressure detection element 411 and the temperature detection element 412, and the detection result is converted into a digital value by the analog / digital conversion circuit 413 and output to the main control unit 430.
  • the battery 420 is connected to the unit main body 300 by a connection conductor, and supplies power to the detection / transmission / reception circuit 400 formed in the unit main body 300.
  • the main control unit 430 includes a known CPU, a memory, a dip switch, and the like, receives a detection result by the sensor unit 410 as a digital value, generates digital information including the digital value, and outputs the digital information to the transmission / reception unit 440.
  • the digital information includes identification information unique to the unit main body 300 that is set in advance (previously written in a memory or set by a dip switch),
  • the unit main body 300 set in the dip switch includes a unique numerical value.
  • the dip switch may be a flat type or a rotary type as long as it can set a numerical value representing any one of 1 to 8 which is a transmission order described later. In this embodiment, two dip switches are provided, a numerical value a indicating the order of transmission is set in the first dip switch, and the total number of transmission units 100 included in the transmission device 10 is set in the second dip switch. Value N is set.
  • the main control unit 430 transmits the numerical value specific to the self and the information of the detection result based on the numerical value specific to the self set in the dip switch, or the reception information input from the transmission / reception unit 440 From this, a numerical value specific to the unit body is detected, and the detected numerical value is compared with a numerical value unique to the self set in the DIP switch, that is, a numerical value indicating the order of transmission. A unique numerical value and information on the detection result are transmitted.
  • the transmission / reception unit 440 switches between transmission and reception based on an instruction from the main control unit 430.
  • the digital information input from the main control unit 430 is transmitted from the antenna 450 with a predetermined frequency, for example, 315 MHz, and at the time of reception.
  • a digital signal is detected from the 315 MHz radio wave received via the antenna 450, digital information is extracted from the detected digital signal, and is output to the main control unit 430.
  • the transmission frequency and the reception frequency of the transmission / reception unit 440 are set to the same frequency.
  • the antenna 450 is a coiled antenna whose resonance frequency is set to the transmission / reception frequency of the transmission / reception unit 440, and the printed wiring 351a provided on the first printed wiring board 351 and the printed wiring 352a provided on the second printed wiring board 352.
  • the printed wiring of the first printed wiring board 351 and the printed wiring of the second printed wiring board 352 are conductively connected and formed by columnar connecting conductors 354 that fix the printed wiring boards 351 and 352 to each other.
  • a rectangular planar conductor plate 361 is fixed to the outer surface of the other end of the second printed wiring board 352 by four holding members 371.
  • a planar conductor plate 361 is provided at the position of the antenna 450 so as to be parallel to the second printed wiring board 352 located on the bottom surface side of the case body 131 when the unit body 300 is housed in the case 130.
  • the flat conductor plate 361 is fixed to the second printed wiring board 352 by a holding material 371 so as to maintain a predetermined distance.
  • the planar conductor plate 361 is conductively connected to a predetermined conductor pattern (a conductor pattern connected to the negative electrode of the battery 420) of the second printed wiring board 352 and set to a reference potential. Further, as shown in FIG.
  • the holding member 371 is fixed to the four corners of the planar conductor plate 361. As shown in FIG. 12, the holding member 371 has a shape in which cylindrical projections 371b having a diameter smaller than that of the main body 371a are provided at both ends of the cylindrical main body 371a.
  • the antenna 450 has a resonance frequency of 315 MHz with the planar conductor plate 361 mounted on the second printed wiring board 352, and the antenna impedance at 315 MHz is 50 ohms. At this time, the distance D between the second printed wiring board 352 and the planar conductor plate 361 is set to 1.5 mm by the holding material 371.
  • the conductor plate 200 is provided between the transmission unit 100 and the sea surface 5 as shown in FIGS. Mount the fender 1 on the side of the ship Sp1 so that it is positioned. As a result, only the direct wave DW out of the radio waves radiated from the transmission unit 100 reaches the reception antenna 2, and the radio waves reflected on the sea surface 5, the underwater suspended matter 6 or the sea bottom 3 in the conventional example are transmitted by the conductor plate 200. Reflected.
  • FIG. 15 shows a comparison result between the received electric field strength of the conventional example and the received electric field strength in the present embodiment.
  • the received electric field strength from the fender 1A is ⁇ 30.0 dBm
  • the received electric field strength from the fender 1B is ⁇ 30.0 dBm
  • the received electric field strength from the fender 1C is ⁇ 27.9 dBm
  • the received electric field strength from the fender 1D was ⁇ 25.0 dBm
  • the received electric field strength from the fender 1A is ⁇ 26.4 dBm
  • the received electric field strength from the fender 1B is The received electric field intensity from the fender 1C was ⁇ 27.8 dBm
  • the received electric field intensity from the fender 1C was ⁇ 23.5 dBm
  • the received electric field intensity from the fender 1D was ⁇ 21.7 dBm.
  • the received electric field strength is increased by 3.6 dBm, 2.2
  • the transmission apparatus including one transmission unit 100 is configured.
  • the eight transmission units 100a to 100h are accommodated in the case 11 of the transmission apparatus 10.
  • the conductor plate 200 By arranging the conductor plate 200 below the transmission units 100a to 100h, the same effect as described above can be obtained.
  • each transmission unit 100a to 100h corresponds to a wireless facility that uses radio waves having a frequency of 315 MHz, and accordingly, in order to avoid interference, it is legally necessary to provide a predetermined transmission suspension time for wireless transmission. It has been established. According to this law, the transmission pause time is defined as 10 seconds or more. For this reason, in order to enable the transmission device 10 to transmit information such as air pressure and temperature at a time interval t smaller than 10 seconds, each of the transmission units 100a to 100h transmits information every certain time T.
  • the fixed time T is set to 10 seconds
  • each transmission unit 100a to 100h transmits information in turn as time elapses. I am doing so.
  • the transmission unit 100 that can detect both the air pressure and the temperature is configured.
  • the transmission unit that can detect either the air pressure or the temperature or other physical quantity or the transmission unit that transmits other information is configured. You may do it.
  • the transmitting device is attached to the pneumatic fender, but the present invention is not limited to this.
  • the floating device is floated on water such as a buoy or a lifeboat other than the pneumatic fender.
  • the transmitting apparatus of the present invention can be applied to an object to be operated.
  • all the radio waves that have been reflected on the surface of the water, suspended in the water, or the bottom of the water and have reached the receiving antenna are reflected by the conductor plate, and therefore are generated with the passage of time due to fluctuations in the height of the water surface.
  • fluctuations in the received electric field strength at the receiving antenna are eliminated, and a stable received electric field strength can be obtained at all times.

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Abstract

【課題】防舷材等の水上浮遊物に装着した際に波によって海面高さが変動しても受信アンテナにおいて受信可能な受信電界強度を得ることができる送信装置及びこれを備えた防舷材を提供する。 【解決手段】防舷材1に搭載されて情報を電波によって送信する送信装置10の送信ユニット100内のアンテナと水面との間に導体板200を配置した送信装置10を構成する。これにより、水面や水中浮遊物或いは水底において反射されて受信アンテナに到達していた電波は全て導体板200によって反射されるため、水面高さの変動による時間の経過に伴って生じていた受信アンテナにおける受信電界強度の変動が除去され、常に安定した受信電界強度を得ることができる。

Description

送信装置及びこれを備えた防舷材
　本発明は、防舷材などの水上浮遊物に装着した場合にも受信側において水面による電波の反射の影響を受け難い送信装置及びこれを備えた防舷材に関するものである。
　従来、センサを用いて検出した温度や湿度或いは圧力等の物理状態の検出値をセンサを備えた送信ユニットを用いて電波によって離れた場所に送信する送信装置が知られている。
　例えば、船舶が岸壁や他の船舶に対して接岸或いは接舷する際に用いる空気式防舷材においても内部の空気圧を送信ユニットのセンサによって検出し、その検出値を送信ユニットを用いて電波によって離れた場所に送信し、これを受信して空気式防舷材に触れることなく内部の空気圧を監視することができるようにしたものが知られている。
　このようなセンサを備えた防舷材を用いたシステムの一例としては、ＷＯ２００８／０５３８８７号公報（特許文献１）に開示される操船および船舶係留支援システムが知られている。このシステムにおいては船舶の側面に複数の防舷材を装着し、２隻の船舶が接舷する際に防舷材の内部気圧を監視しながら操船することができるというものである。例えば、図１７乃至図１９に示すように船舶Sp1の側面に４つの防舷材1A,1B,1C,1Dが装着されている場合、各防舷材1A,1B,1C,1Dの内部には送信装置10のケース11に収納された送信ユニット100が設けられており、送信ユニット100に備わるセンサによって防舷材内部の空気圧が検出され、この検出された空気圧の情報がデジタルデータとして送信される。各防舷材1A,1B,1C,1Dから送信されたデータは操舵室の横に取り付けられた受信アンテナ2によって受信される。ここで、各防舷材1A,1B,1C,1Dと受信アンテナ2との間の距離はそれぞれLa,Lb,Lc,Ld（ｍ）である。
ＷＯ２００８／０５３８８７号公報
　船舶Sp1および防舷材1A,1B,1C,1Dは海洋上に浮かんでいるものであり、波によって海面が上下に変動することは言うまでもない。このため、図２０に示すように、海面の上下変動Hvによって各防舷材1A,1B,1C,1Dの送信機100と海面との間の距離Hsが変動して、この変動に伴って受信アンテナ2における各防舷材1A,1B,1C,1Dからの受信電波強度が大きく変動してしまう。すなわち、防舷材1に設けられた送信機100から輻射された電波は直接波DWとして受信アンテナ2に到達するものと、反射波RW1a,RW1b,RW2,RW3として受信アンテナ2に到達するもの或いは受信アンテナ2に到達しないものが存在する。例えば、最も低いときの海面5によって反射された反射波RW1a及び最も高い海面5aによって反射された反射波RW1bを含む反射波は受信アンテナ2に到達する場合と到達しない場合があり、到達したときには直接波DWと干渉して受信電界強度を増加させるときと減少させるときがある。また、海水4中に存在する浮遊物6によって反射された反射波RW2は海水によって減衰されるため受信アンテナ2に到達せず、海底3によって反射された反射波RW3も海水によって減衰されるため受信アンテナ2に到達しない。
　このときの各防舷材1A,1B,1C,1Dからの受信電界強度の測定値を図２１乃至図２４に示す。図において、曲線Ｄは接舷対象と船舶Sp1との間の距離、RSSIは受信電界強度である。これらの図に示すように、各防舷材1A,1B,1C,1Dからの受信電界強度は波による海面高さの変動によって大きく変動し、防舷材1A,1B,1C,1Dからの受信電界強度が受信アンテナ2における受信限界強度を下回ることがあり、データを受信できないことがあった。
　本発明は、防舷材等の水上浮遊物に装着した際に波によって海面高さが変動しても受信アンテナにおいて受信可能な受信電界強度を得ることができる送信装置及びこれを備えた防舷材を提供することを目的とする。
　本発明は、上記の目的を達成するために、水上浮遊物に搭載されて所定情報を電波によって送信する送信装置において、送信電波を輻射するアンテナと水面との間の所定境界平面に配置された導体板を備えている送信装置を提案する。
　本発明によれば、水面や水中浮遊物或いは水底において反射されて受信アンテナに到達していた電波は全て導体板によって反射されるため、水面高さの変動による時間の経過に伴って生じていた受信アンテナにおける受信電界強度の変動が除去される。
　また、本発明は上記送信装置を備えた防舷材を提案する。
　本発明によれば、防舷材の送信装置から輻射された後に水面や水中浮遊物或いは水底において反射されて受信アンテナに到達していた電波は全て導体板によって反射されるため、水面高さの変動による時間の経過に伴って生じていた受信アンテナにおける受信電界強度の変動が除去される。
　本発明の送信装置は、水面や水中浮遊物或いは水底において反射されて受信アンテナに到達していた電波は全て導体板によって反射されるため、水面高さの変動による時間の経過に伴って生じていた受信アンテナにおける受信電界強度の変動が除去され、常に安定した受信電界強度を得ることができる。
本発明の一実施形態における送信装置を示す外観図 本発明の一実施形態における送信装置を備えた防舷材を示す図 本発明の一実施形態における防舷材を備えた船舶を示す図 本発明の一実施形態における送信ユニットを示す外観斜視図 本発明の一実施形態における送信ユニットを示す平面図 本発明の一実施形態における送信ユニットを示す側面断面図 本発明の一実施形態におけるユニット本体を示す外観斜視図 本発明の一実施形態におけるユニット本体を示す外観斜視図 本発明の一実施形態におけるユニット本体の要部を示す外観斜視図 本発明の一実施形態における送信ユニットの電気系回路を示すブロック図 本発明の一実施形態における平面導体板と保持材を示す外観斜視図 本発明の一実施形態における保持材を示す外観斜視図 本発明の一実施形態における直接波と反射波を説明する図 本発明の一実施形態における直接波と反射波を説明する図 本発明の一実施形態における受信電界強度の増加を説明する図 本発明の一実施形態における送信装置の他の構成例を示す図 従来例における防舷材を備えた船舶を示す図 従来例における送信装置を示す外観図 従来例における送信装置を備えた防舷材を示す図 従来例における直接波と反射波を説明する図 従来例における受信電界強度の変動を示す図 従来例における受信電界強度の変動を示す図 従来例における受信電界強度の変動を示す図 従来例における受信電界強度の変動を示す図
　以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
　図１は本発明の一実施形態における送信装置を示す外観図、図２は本発明の一実施形態における送信装置を備えた防舷材を示す図、図３は本発明の一実施形態における防舷材を備えた船舶を示す図、図４は本発明の一実施形態における送信ユニットを示す外観斜視図、図５は本発明の一実施形態における送信ユニットを示す平面図、図６は本発明の一実施形態における送信ユニットを示す側面断面図、図７及び図８は本発明の一実施形態におけるユニット本体を示す外観斜視図、図９は本発明の一実施形態におけるユニット本体の要部を示す外観斜視図、図１０は本発明の一実施形態における送信ユニットの電気系回路を示すブロック図である。
　図において、10は送信装置で、電波を透過する絶縁体からなる円筒状のケース11内に１個の送信ユニット100が収容されると共に送信ユニット100の下方１ｃｍの位置には厚さ５μｍを有する５０ｃｍ四方の導体板200が配置されて構成されている。なお、導体板200の厚さは電磁波の表皮効果を考慮して良好な電磁波の反射を得るために５μｍ以上に設定することが好ましい。また、導体板200の面積は送信ユニット100の投影面積よりも大きく設定することが好ましく、さらに送信電波の周波数の波長の１／４の整数倍の長さ或いは幅を有するものが好ましい。
　送信装置10は、図２に示すように、防舷材1のフランジ1a近傍の防舷材1の内部に収容され、防舷材内部の空気圧と温度の情報をデジタルデータで送信する。この防舷材1の用途としては、図３に示すように、従来例と同様に船舶Sp1の側面に４個の防舷材1A,1B,1C,1Dが装着され、船舶Sp1と船舶Sp2との接舷時の緩衝材として使用される。
　送信ユニット100は電波を透過する絶縁体からなる略直方体のケース130にユニット本体300が収容されて構成されている。
　送信ユニット100のケース130は、図４乃至図６に示すように、略直方体形状をなし、その長手方向の両端部にねじ止め用の突起部を有し、ケース本体131と蓋体132とから構成されている。図６に示すように、ケース本体131の内部にはユニット本体300を収納するための収納空間134が形成され、収納空間134の開口は蓋体132をケース本体131にねじ141によって固定することにより閉鎖される。また、蓋体132には通気孔133が形成されており、ケース本体131に蓋体132を固定した状態においてもこの通気孔133を介して外部から収納空間134に空気が流通するようになっている。
　図７乃至図９に示すように、ユニット本体300は、略長方形をなす２枚のプリント配線基板351,352が所定間隔を開けて平行に配置されてなり、これらの間はアンテナ450を構成する柱状接続導体354と連結用の第３プリント配線基板353などによって互いに固定されている。ユニット本体300の長手方向の他端部には第１及び第２プリント配線基板351,351の幅方向に延びる中心軸を有するコイル状のアンテナ450が形成されており、一端側にはセンサ部410及び電池420などを含む電子回路を構成する電子部品が搭載されている。連結用プリント配線基板353は２つのプリント配線基板351,352のそれぞれに半田付けされている。
　第１プリント配線基板351と第２プリント配線基板352は、これらの間に設けられ一方のプリント配線基板に対して他方のプリント配線基板を所定の間隔をあけて固定するとともに一方のプリント配線基板のプリント配線と他方のプリント配線基板のプリント配線とを導電接続する複数の柱状接続導体354によって連結されている。
　ユニット本体300には図１０に示す検出・送受信回路400が形成されている。すなわち、検出・送受信回路400はセンサ部410、電池420、主制御部430、送受信部440、アンテナ450から構成されている。
　センサ部410は、本体300の表面上に搭載され、空気圧検出素子411と、温度検出素子412、アナログ／ディジタル変換回路413とから構成され、例えば空気式防舷材の空気室内の空気圧と温度とを空気圧検出素子411と温度検出素子412によって検出し、この検出結果をアナログ／ディジタル変換回路413によってディジタル値に変換して主制御部430に出力する。
　電池420は、接続導体によってユニット本体300に連結され、ユニット本体300に形成されている検出・送受信回路400に電力を供給する。
　主制御部430は周知のＣＰＵとメモリ及びディップスイッチなどから構成され、センサ部410による検出結果をディジタル値で受け取り、このディジタル値を含むディジタル情報を生成して送受信部440に出力する。なお、このディジタル情報には、上記検出結果のディジタル値の他に、予め設定されているユニット本体300に固有の識別情報（予めメモリに書き込まれているか又はディップスイッチによって設定されている）と、上記ディップスイッチに設定されているユニット本体300に固有の数値が含まれる。ディップスイッチとしては、後述する送信の順番である１～８の何れかを表す数値を設定可能なものであれば、フラットタイプでも良いし或いはロータリータイプでも良い。また、本実施形態では、２つのディップスイッチを設け、第１のディップスイッチには送信の順番を示す数値ａが設定され、第２のディップスイッチには送信装置10に含まれる送信ユニット100の総数の値Ｎが設定されている。
　さらに、主制御部430は、前記ディップスイッチに設定されている自己に固有の数値に基づいて前記自己に固有の数値と前記検出結果の情報を送信する、或いは、送受信部440から入力した受信情報からユニット本体に固有の数値を検出し、この検出した数値と前記ディップスイッチに設定されている自己に固有の数値すなわち送信の順番を表す数値とを比較し、この比較結果に基づいて前記自己に固有の数値と前記検出結果の情報を送信する。
　送受信部440は、主制御部430からの指示に基づいて送信と受信を切り替え、送信時には主制御部430から入力したディジタル情報を所定周波数、例えば３１５ＭＨｚの電波によってアンテナ450から送信するとともに、受信時にはアンテナ450を介して受信した３１５ＭＨｚの電波からディジタル信号を検出し、検出したディジタル信号からディジタル情報を抽出して主制御部430に出力する。なお、送受信部440の送信周波数と受信周波数とは同一周波数に設定されている。
　アンテナ450は、共振周波数が送受信部440の送受信周波数に設定されたコイル状アンテナであり、第１プリント配線基板351に設けられたプリント配線351aと第２プリント配線基板352に設けられたプリント配線352a及び第１プリント配線基板351のプリント配線と第２プリント配線基板352のプリント配線とを導電接続するとともにこれらのプリント配線基板351,352を互いに固定する柱状接続導体354によって形成されている。
　さらに、第２プリント配線基板352の他端部外面には長方形をなす平面導体板361が４つの保持材371によって固定されている。ユニット本体300をケース130に収納した時にケース本体131の底面側に位置する第２プリント配線基板352と平行になるようにアンテナ450の位置に平面導体板361が設けられている。平面導体板361は保持材371によって第２プリント配線基板352と所定の間隔を維持するように固定されている。この平面導体板361は第２プリント配線基板352の所定の導体パターン（電池420の負極に接続されている導体パターン）に導電接続されて基準電位に設定されている。また、図１１に示すように、保持材371は平面導体板361の四隅に固定されている。保持材371は、図１２に示すように円柱形の本体371aの両端に本体371aよりも小さい直径の円柱形状の突起部371bを備えた形状をなしている。
　第２プリント配線基板352に平面導体板361を装着した状態においてアンテナ450は３１５ＭＨｚを共振周波数とするものであり、３１５ＭＨｚにおけるアンテナインピーダンスは５０オームである。このときの第２プリント配線基板352と平面導体板361との間隔Ｄは保持材371によって１．５ｍｍに設定されている。
　上記構成よりなる送信装置10を備えた防舷材1を船舶Sp1の側面に装着する際には、図１３及び図１４に示すように、送信ユニット100と海面5との間に導体板200が位置するように防舷材1を船舶Sp1の側面に装着する。これにより、送信ユニット100から輻射された電波のうちの直接波DWのみが受信アンテナ2に到達し、従来例において海面5や海中浮遊物6或いは海底3において反射されていた電波は導体板200によって反射される。したがって、従来例において海面5や海中浮遊物6或いは海底3において反射されて受信アンテナ2に到達していた電波は全て導体板200によって反射されるため、海面高さの変動Hvによる時間の経過に伴って生じていた受信アンテナ2における受信電界強度の変動が除去され、常に安定した受信電界強度を得ることができる。
　図１５に従来例の受信電界強度と本実施形態における受信電界強度との比較結果を示す。従来例においては防舷材1Aからの受信電界強度は－３０．０ｄBm、防舷材1Bからの受信電界強度は－３０．０ｄBm、防舷材1Cからの受信電界強度は－２７．９ｄBm、防舷材1Dからの受信電界強度は－２５．０ｄBmであったのに対して、本実施形態では防舷材1Aからの受信電界強度は－２６．４ｄBm、防舷材1Bからの受信電界強度は－２７．８ｄBm、防舷材1Cからの受信電界強度は－２３．５ｄBm、防舷材1Dからの受信電界強度は－２１．７ｄBmであった。本実施形態は従来に比べて防舷材1A,1B,1C,1Dのそれぞれにおいて受信電界強度が３．６ｄBm、２．２ｄBm、４．４ｄBm、３．３ｄBm増加している。
　なお、上記実施形態では送信ユニット100を１個備えた送信装置を構成したが、図１６に示すように、送信装置10のケース11内に８個の送信ユニット100a～100hを収容したときにも、送信ユニット100a～100hの下方に導体板200を配置することにより上記と同様の効果を得ることができる。
　このように８個の送信ユニット100a～100hを設ける理由は次のとおりである。すなわち、各送信ユニット100a～100hは３１５ＭＨｚ帯の周波数の電波を使用する無線設備に該当するため、混信の回避を図ることなどを目的として無線送信においては所定の送信休止時間を設けることが法令上定められている。この法令によれば送信休止時間は１０秒以上と規定されている。このため、送信装置10として１０秒よりも小さい時間間隔ｔで空気圧や温度などの情報を送信できるようにするため、各送信ユニット100a～100hは一定時間Ｔ経過毎に情報の送信を行うようにし、この一定時間Ｔを１０秒に設定するとともに、時間ｔを１０／８秒（＝１．２５秒）に設定し、時間ｔ経過毎に各送信ユニット100a～100hが順番に情報の送信を行うようにしている。
　また、上記実施形態では、空気圧と温度の両方を検出できる送信ユニット100を構成したが、空気圧または温度の何れか一方或いは他の物理量を検出できる送信ユニット或いは他の情報を送信する送信ユニットを構成しても良い。
　また、上記実施形態では空気式防舷材に装着する送信装置としたが、これに限定されることはなく、空気式防舷材以外の水上浮遊物、例えばブイや救命ボートなどの水上に浮遊する物体に本発明の送信装置を適用することができることは言うまでもないことである。
　本発明の送信装置は、水面や水中浮遊物或いは水底において反射されて受信アンテナに到達していた電波は全て導体板によって反射されるため、水面高さの変動による時間の経過に伴って生じていた受信アンテナにおける受信電界強度の変動が除去され、常に安定した受信電界強度を得ることができる。
　10…送信装置、11…ケース、100,100a～100h…送信ユニット、130…ケース、131…ケース本体、132…蓋体、133…通気孔、134…収納空間、141…ねじ、300…ユニット本体、351…第１プリント配線基板、351a…プリント配線、352…第２プリント配線基板、352a…プリント配線、353…第３プリント配線基板、354…柱状接続導体、361…平面導体板、371…保持材、400…検出・送受信回路、410…センサ部、411…空気圧検出素子、412…温度検出素子、413…アナログ／ディジタル変換回路、420…電池、430…主制御部、440…送受信部、450…アンテナ。

Claims (5)

  1. 　水上浮遊物に搭載されて所定情報を電波によって送信する送信装置において、
    　送信電波を輻射するアンテナと水面との間の所定境界平面に配置された導体板を備えている
    　ことを特徴とする送信装置。
  2. 　前記導体板が前記アンテナの水平面への投影面積以上の面積を有する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
  3. 　前記アンテナはコイル状アンテナであり、該アンテナのコイル軸が前記導体板の面に対して平行に配置されている
    　ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の送信装置。
  4. 　前記導体板の厚みが５μｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の送信装置。
  5. 　請求項１乃至４の何れかに記載の送信装置を備えていることを特徴とする防舷材。
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