CN112997422B - 电波中继器和通信系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电波中继器和通信系统。在电波中继器中，支承体具备朝向外侧的法线矢量的朝向不同的第一面和第二面。在第一面设置有第一天线，在第二面设置有第二天线。传输线路使由第一天线接收到的高频信号传输到上述第二天线，使由第二天线接收到的高频信号传输到第一天线。第一天线、第二天线以及传输线路构成为第一天线的指向性与第二天线的指向性不同。

Description

电波中继器和通信系统
技术领域
本发明涉及电波中继器和通信系统。
背景技术
有时使用如下那样的公共接收设备：将接收卫星广播的电波的公共天线设置于公寓等公共住宅的屋顶，并将由该天线接收到的信号分配给各户。在下述的专利文献1中记载有将由公共天线接收到的信号分配给各户的毫米波通信系统。
在专利文献1所记载的毫米波通信系统中，由设置于各户的阳台的毫米波接收机接收来自设置于公共住宅的屋顶的毫米波发送机的电波。将该毫米波接收器与配置在各户的室内的调谐器连接。
专利文献1：日本特开2004-357196号公报
发明内容
在专利文献1所公开的毫米波通信系统中，为了将设置在阳台的接收机与设置在室内的调谐器连接，必须在外壁开设用于使电缆通过的孔。本发明的目的在于提供一种不用在外壁开设孔，就能够在建筑物内与建筑物外之间进行信号的发送接收的电波中继器和通信系统。
根据本发明的一个观点，提供一种电波中继器，具有：
第一天线，设置于支承体的第一面，上述支承体具备朝向外侧的法线矢量的朝向不同的上述第一面和第二面；第二天线，设置于上述支承体的上述第二面；以及传输线路，使由上述第一天线接收到的高频信号传输到上述第二天线，使由上述第二天线接收到的高频信号传输到上述第一天线，
上述第一天线、上述第二天线和上述传输线路构成为上述第一天线的指向性与上述第二天线的指向性不同。
根据本发明的其他观点，提供一种通信系统，具有：
屋内天线，与建筑物内的通信设备连接，设置在上述建筑物内；以及
电波中继器，设置在上述建筑物外，接收从上述屋内天线辐射的电波并朝向上述建筑物外辐射接收到的电波，或者接收从上述建筑物外到来的电波并朝向上述屋内天线辐射接收到的电波，
上述电波中继器具有：
第一天线，设置在板状的支承体的一个面亦即第一面；
第二天线，设置在上述支承体的与上述第一面相反侧的第二面；以及
传输线路，使由上述第一天线接收到的高频信号传输到上述第二天线，使由上述第二天线接收到的高频信号传输到上述第一天线，
上述第一天线、上述第二天线和上述传输线路构成为上述第一天线的指向性与上述第二天线的指向性不同，上述第一天线进行从上述建筑物外到来的电波的接收以及向上述建筑物外的电波的辐射，上述第二天线与上述屋内天线进行电波的发送接收。
若将电波中继器设置为第一天线接收从建筑物外到来的电波，从第二天线朝向建筑物内辐射电波，则不用在建筑物的外壁开设孔，就能够在建筑物的内外进行通信。与朝向建筑物的外侧的第一天线的指向性与朝向建筑物的内侧的第二天线的指向性相同的情况相比，能够根据电波环境而灵活地应对。
附图说明
图1A和图1B分别是第一实施例的电波中继器的立体图。
图2是表示第一实施例的第一天线的贴片与第二天线的贴片的连接结构的示意图。
图3是从水平方向观察第一实施例的通信系统的概略图。
图4是从水平方向观察第一实施例的变形例的通信系统的概略图。
图5A是从第二实施例的电波中继器的第一面侧观察的立体图，图5B是从第二实施例的电波中继器的第二面侧观察的立体图。
图6是表示第二实施例的电波中继器的第一天线的贴片与第二天线的贴片的连接结构的示意图。
图7A是从水平方向观察第二实施例的通信系统的概略图，图7B是从上方观察第二实施例的通信系统的概略图。
图8A是从第三实施例的电波中继器的第一面侧观察的立体图，图8B是从第三实施例的电波中继器的第二面侧观察的立体图。
图9A是从水平方向观察第三实施例的通信系统的概略图，图9B是从上方观察第三实施例的通信系统的概略图。
图10是表示第四实施例的电波中继器的第一天线的贴片与第二天线的贴片的连接结构的示意图。
图11A是从水平方向观察第四实施例的通信系统的概略图，图11B是从上方观察第四实施例的通信系统的概略图。
图12是表示第五实施例的电波中继器的第一天线的贴片与第二天线的贴片的连接结构的示意图。
图13是表示第六实施例的电波中继器的第一天线的贴片与第二天线的贴片的连接结构的示意图。
图14A是表示从第一面21侧观察第七实施例的电波中继器的平板状的支承体时的结构要素的布局的图，图14B是表示从第二面22侧观察第七实施例的电波中继器的平板状的支承体时的结构要素的布局的图，图14C是表示第七实施例的电波中继器的剖面构造的图。
图15A是第八实施例的电波中继器的立体图，图15B是第八实施例的电波中继器的俯视图。
图16A是第九实施例的电波中继器的立体图，图16B是第九实施例的电波中继器的侧视图。
具体实施方式
[第一实施例]
参照图1A至图3的附图，对第一实施例的电波中继器和通信系统进行说明。
图1A和图1B分别是第一实施例的电波中继器20的立体图。第一实施例的电波中继器20包含板状的支承体25、第一天线31以及第二天线32。在板状的支承体25的一个面亦即第一面21设置有第一天线31，在相反侧的第二面22设置有第二天线32。支承体25例如使用电介质基板。
图1A是从第一面21侧观察的电波中继器20的立体图，图1B是从第二面22侧观察的电波中继器20的立体图。定义将支承体25的厚度方向设为z轴方向的xyz正交坐标系。第一面21和第二面22都与xy面平行。将从第一面21朝向第二面22的方向定义为z轴的正方向。第一面21的朝向外侧的法线矢量与第二面22的朝向外侧的法线矢量相互朝向相反侧。第一面21的朝向外侧的法线矢量朝向z轴的负侧，第二面22的朝向外侧的法线矢量朝向z轴的正侧。
第一天线31和第二天线32都是贴片阵列天线。第一天线31包含配置成以y轴方向为行方向、以x轴方向为列方向的4行4列的矩阵状的16个贴片33。第二天线32包含配置成以y轴方向为行方向、以x轴方向为列方向的8行8列的矩阵状的64个贴片34。第一天线31的贴片33和第二天线32的贴片34的谐振频率相等。此外，不需要使两者的谐振频率严格地一致，即使两者的谐振频率稍微偏差，也能够得到作为电波中继器的充分的特性。
在支承体25的内部设置有传输线路。该传输线路作为使由第一天线31接收到的高频信号传输到第二天线32、使由第二天线32接收到的高频信号传输到第一天线31的波导发挥功能。该传输线路例如使用带状线。
图2是表示第一天线31的贴片33与第二天线32的贴片34的连接结构的示意图。从1根传输线路40的一端的分支点45分支为竞赛(Tournament)表(系统图)形的多个传输线路41分别与第一天线31的多个贴片33的供电点35连接。同样地，从1根传输线路40的其他分支点46分支为竞赛表(系统图)形的多个传输线路42分别与第二天线32的多个贴片34的供电点36连接。此外，也可以将传输线路40的长度设为零，使一个分支点45与另一个分支点46一致。
第一天线31的多个贴片33的各个供电点35配置在从贴片33的几何中心向x轴的负方向偏移的位置。同样地，第二天线32的多个贴片34的各个供电点36也配置在从贴片34的几何中心向x轴的负方向偏移的位置。因此，从第一天线31和第二天线32辐射的电波的E面与x轴平行。
从第一天线31的多个贴片33的供电点35到分支点45为止的传输线路41的线路长度在全部的贴片33中相等。同样地，从第二天线32的多个贴片34的供电点36到分支点46为止的传输线路42的线路长度在全部的贴片34中相等。
接下来，对第一实施例的电波中继器20的动作进行说明。从第一天线31的多个贴片33的供电点35到分支点45为止的传输线路41的长度在全部的贴片33中相同，因此全部的贴片33以相同相位被激励。因此，第一天线31的主波束朝向支承体25的第一面21(图1A)的正面方向(z轴的负方向)。同样地，第二天线32的主波束朝向支承体25的第二面(图1B)的正面方向(z轴的正方向)。
若第一天线31接收从第一面21(图1A)的正面方向到来的电波，则接收到的高频信号经由传输线路41、40、42传输到第二天线32的贴片34，多个贴片34以相同相位被激励。其结果为，从第二天线32向第二面22(图1B)的正面方向辐射电波。相反，若第二天线32接收从第二面22(图1B)的正面方向到来的电波，则从第一天线31向第一面21(图1A)的正面方向辐射电波。
由于第二天线32的贴片34比第一天线31的贴片33多，因此第二天线32的指向性比第一天线31的指向性尖锐。在第一天线31朝向的空间中，作为能够通信距离，能够覆盖较远的距离。在第二天线32朝向的空间中，能够提高向第二面22的正面方向辐射的电波的强度，并且提高从正面方向到来的电波的接收灵敏度。这样，第一天线31的指向性与第二天线32的指向性不同。
图3是第一实施例的通信系统的概略剖视图。该通信系统包含电波中继器20、屋内天线50以及无线传输节点60。作为电波中继器20，使用第一实施例的电波中继器20(图1A、图1B以及图2)。电波中继器20以第一天线31朝向建筑物55外、第二天线32朝向建筑物55内的姿势设置在公寓等建筑物55外、例如阳台51。在建筑物55内，例如在窗玻璃56的室内侧的面设置有屋内天线50。电波中继器20的第二面22(图1B)隔着窗玻璃56与屋内天线50对置。
用虚线表示电波中继器20的第一天线31、第二天线32、以及屋内天线50的各自的主波束31A、32A、50A的图像形状。第二天线32的主波束32A朝向屋内天线50，屋内天线50的主波束50A朝向电波中继器20。由此，在第二天线32与屋内天线50之间确立无线传输路26。屋内天线50经由电缆53与屋内的通信设备52连接。
在建筑物55外设置有无线传输节点60。无线传输节点60的发送接收天线61配置在电波中继器20的第一天线31的能够发送接收电波的范围内。由此，在建筑物55外的无线传输节点60与第一天线31之间确立无线传输路27。
接下来，对第一实施例的优异的效果进行说明。
在第一实施例中，在电波中继器20与屋内天线50之间确立无线传输路26，因此不用在建筑物55的外壁开设电缆通过用的孔，就能够在通信设备52与屋外的无线传输节点60之间进行通信。电波中继器20的第一天线31的主波束31A与第二天线32的主波束32A相比具有更广角度。因此，即使在多个无线传输节点60分布在较宽的范围的情况下，也能够将多个无线传输节点60收敛在能够通信的范围内。相反，由于第二天线32的指向性尖锐，因此能够提高第二天线32的增益。
另外，在第一实施例中，对第一天线31和第二天线32使用贴片阵列天线。贴片天线的指向性在正面方向上较强，朝向背面的电波的泄漏较少。因此，能够抑制第一天线31与第二天线32的干扰。
接下来，对第一实施例的变形例进行说明。
在第一实施例中，作为第一天线31，使用4行4列的贴片阵列天线，作为第二天线32，使用8行8列的贴片阵列天线，但贴片的配置并不限于4行4列、8行8列。例如，也可以为2行2列、3行3列等的配置。但是，为了使第二天线32的指向性比第一天线31的指向性尖锐，优选第二天线32的贴片34(图1B)的个数比第一天线31的贴片33(图1A)的个数多。
另外，在第一实施例中，作为第一天线31和第二天线32，使用贴片阵列天线，但也可以使用其他的阵列天线。例如，也可以使用将多个单极天线配置成矩阵状的阵列天线。
图4是第一实施例的变形例的通信系统的概略剖视图。在本变形例中，屋内天线50安装于窗玻璃56的内侧的面，电波中继器20以电波中继器20的第二面22(图1B)与窗玻璃56的外侧的面对置的姿势安装于窗玻璃56的外侧的面。在该状态下，电波中继器20的第二面22与屋内天线50夹着窗玻璃56对置。
在本变形例中，电波中继器20的第二天线32与屋内天线50之间的距离较短，因此能够减少在第二天线32与屋内天线50之间发送接收的电波的衰减。
[第二实施例]
接下来，参照图5A至图7B的附图，对第二实施例的电波中继器和通信系统进行说明。以下，关于与第一实施例的电波中继器20(图1A、图1B、图2)和通信系统(图3)共同的结构，省略说明。
图5A是从第一面21侧观察第二实施例的电波中继器20的立体图，图5B是从第二面22侧观察第二实施例的电波中继器20的立体图。在支承体25的第一面21设置有第一天线31(图5A)，在第二面22设置有第二天线32(图5B)。在第一实施例中，第一天线31(图1A)的多个贴片33配置成4行4列，但在第二实施例中，第一天线31的多个贴片33配置成8行4列。第二天线32的结构与第一实施例的电波中继器20的第二天线32(图1B)的结构相同。
图6是表示第二实施例的电波中继器20的第一天线31的贴片33与第二天线32的贴片34的连接结构的示意图。在图6中示出第一天线31的1列份的8个贴片33、第二天线32的1列份的8个贴片34。在第一实施例中，如图2所示，从分支点45到第一天线31的多个贴片33的供电点35为止的传输线路41的线路长度在多个贴片33中相同。
与此相对，在第二实施例中，从分支点45到第一天线31的多个贴片33的供电点35为止的传输线路41的线路长度按照贴片33的每行而不同。例如，若贴片33的行从x轴的正侧向负侧偏移1行，则传输线路41的线路长度变长ΔL。对于同一行内的多个贴片33，传输线路41的线路长度相同。从分支点46到第二天线32的多个贴片34的供电点36为止的传输线路42的线路长度在全部的贴片34中相同。
在第二实施例中，针对在第一天线31的列方向上排列的多个贴片33，在传输线路41的线路长度上如上述那样设置有差，因此从第一天线31辐射的电波的等相位面38相对于xy面向x轴方向倾斜。其结果为，第一天线31的主波束的方向从正面方向(z轴的负方向)向x轴的负方向倾斜。倾斜角θ1取决于传输线路41的线路长度的差ΔL。第二天线32的主波束与第一实施例的情况相同地朝向正面方向(z轴的正方向)。
图7A是从水平方向观察第二实施例的通信系统的概略图，图7B是从上方观察第二实施例的通信系统的概略图。与第一实施例的情况相同，电波中继器20设置于建筑物55的阳台51。电波中继器20被安装成x轴的正方向(贴片33(图5A)的列方向)为铅垂向上的姿势。
第一天线31的多个贴片33(图5A)与第一实施例的情况相同地配置成4列。因此，第一天线31的主波束31A(图7B)在水平方向上具有较广角度。第一天线31的多个贴片33(图1A)在x轴方向上配置有8个。因此，第一天线31在垂直方向上具有尖锐的指向性。即，第一天线31的主波束31A(图7A)的向垂直方向的扩展较窄。并且，主波束31A从水平方向朝下(x轴的负方向)倾斜。
接下来，对第二实施例的优异的效果进行说明。
在第二实施例中，也与第一实施例同样地，不用在建筑物55的外壁开设孔，就能够进行屋内的通信设备52与屋外的无线传输节点60的通信。第一天线31的主波束31A在水平方向上与第一实施例的情况同样地能够覆盖较宽的范围。另外，由于在垂直方向上使主波束31A尖锐，因此与第一实施例的情况相比能够提高第一天线31的增益。
第二实施例的电波中继器20在无线传输节点60的发送接收天线61设置于比电波中继器20低的位置时是有效的。例如，第二实施例的电波中继器20可以设置于公寓的高层楼层的阳台51。
[第三实施例]
接下来，参照图8A至图9B的附图，对第三实施例的电波中继器和通信系统进行说明。以下，关于与第二实施例的电波中继器20和通信系统(图5A至图7B的附图)共同的结构，省略说明。
图8A是从第一面21侧观察第三实施例的电波中继器20的立体图，图8B是从第二面22侧观察第三实施例的电波中继器20的立体图。在第二实施例中，第一天线31的多个贴片33(图5A)配置成8行4列。与此相对，在第三实施例中，第一天线31的多个贴片33配置成8行8列。第二天线32的结构与第二实施例的第二天线32的结构相同。
在第三实施例中，第一天线31在x轴方向(垂直方向)和y轴方向(水平方向)双方具有尖锐的指向性。在第二实施例中，针对在x轴方向上排列的多个贴片33(图6)，在传输线路41的线路长度上设置差，针对在y轴方向上排列的多个贴片33(图6)，使传输线路41的线路长度相同。与此相对，在第三实施例中，针对在x轴方向上排列的多个贴片33(图6)，在传输线路41的线路长度上设置差，针对在y轴方向上排列的多个贴片33(图6)，也在传输线路41的线路长度上设置差。因此，第一天线31的主波束从正面方向向x轴方向倾斜，并且也向y轴方向倾斜。
图9A是从水平方向观察第三实施例的通信系统的概略图，图9B是从上方观察第三实施例的通信系统的概略图。第一天线31的主波束31A和第二天线32的主波束32A的垂直方向上的形状与第二实施例(图7A)的情况相同。
在第三实施例中，在水平方向上，第一天线31的主波束31A(图9B)变窄。并且，主波束31A从第一天线31的正面方向向y轴方向倾斜。
接下来，对第三实施例的优异的效果进行说明。
在第三实施例中，也与第二实施例同样地，不用在建筑物55的外壁开设孔，就能够进行屋内的通信设备52与屋外的无线传输节点60的通信。并且，在第三实施例中，第一天线31的主波束31A与第二实施例的第一天线31的主波束31A(图7A、图7B)相比变窄。因此，能够进一步提高第一天线31的增益。
在第三实施例中，可以使第一天线31的主波束31A向垂直方向和水平方向倾斜，以朝向无线传输节点60的发送接收天线61。例如，可以预先准备倾斜角不同的多个电波中继器20，按照电波中继器20的每个设置位置来选择具有最佳的倾斜角的电波中继器20。
[第四实施例]
接下来，参照图10至图11B的附图，对第四实施例的电波中继器和通信系统进行说明。以下，关于与第二实施例的电波中继器20(图5A、图5B、图6)和通信系统(图7A、图7B)共同的结构，省略说明。
图10是表示第四实施例的电波中继器20的第一天线31的贴片33与第二天线32的贴片34的连接结构的示意图。在第二实施例中，第一天线31的多个贴片33(图5A)配置成8行4列，但在第四实施例中，第一天线31的多个贴片33配置成4行4列。在图10中示出第一天线31的1列份的4个贴片33、第二天线32的1列份的8个贴片34。
从分支点45到第一天线31的多个贴片33的供电点35为止的传输线路41的线路长度按照贴片33的每行而不同。例如，若贴片33的行从x轴的正侧向负侧偏移1行，则传输线路41的线路长度变长ΔL。因此，从第一天线31辐射的电波的等相位面38从xy面向x轴方向倾斜。其结果为，第一天线31的主波束从正面方向向x轴的负方向倾斜。
图11A是从水平方向观察第四实施例的通信系统的概略图，图11B是从上方观察第四实施例的通信系统的概略图。第一天线31的主波束31A与第二天线32的主波束32A相比具有更广角度。第一天线31的主波束31A(图11A)从第一天线31的正面方向向下方(x轴的负方向)倾斜。
接下来，对第四实施例的优异的效果进行说明。
在第四实施例中，在水平方向上，与第二实施例(图7B)同样地，第一天线31覆盖较宽的范围。在垂直方向上，与第二实施例(图7A)的情况相比，第一天线31能够覆盖较宽的范围。在多个无线传输节点60在垂直方向上分布的情况下，可以采用第四实施例的电波中继器20。
[第五实施例]
接下来，参照图12对第五实施例的电波中继器20进行说明。以下，关于与第一实施例的电波中继器20(图1A、图1B、图2)共同的结构，省略说明。
图12是表示第五实施例的电波中继器20的第一天线31的贴片33与第二天线32的贴片34的连接结构的示意图。在第一实施例中，第一天线31的多个贴片33(图1A)配置成4行4列，但在第五实施例中，第一天线31的多个贴片33(图1A)配置成8行8列。在第二天线32中也同样地，贴片34配置成8行8列。在图12中示出第一天线31的1列份的8个贴片33、第二天线32的1列份的8个贴片34。
在第一实施例中，从1根传输线路40(图2)分支的多个传输线路41分别与第一天线31的贴片33连接，从1根传输线路40(图2)分支的多个传输线路42分别与第二天线32的贴片34连接。与此相对，在第五实施例中，第一天线31的贴片33与第二天线32的贴片34一对一地对应，按照对应的贴片33与34的每组设置有传输线路48。即，1根传输线路48将一个贴片33与一个贴片34连接。
关于传输线路48的线路长度，在列方向(x轴方向)上向x轴的负方向每偏移1行，传输线路48的线路长度变长ΔL。关于同一行内的贴片33与贴片34的组，传输线路48的线路长度相等。
接下来，对第五实施例的电波中继器20的动作进行说明。
若电波从相对于正面方向向x轴方向倾斜的方向到达第一天线31，则在多个贴片33产生高频电流。用虚线表示到来电波的等相位面38。在x轴方向上相邻的贴片33中产生的高频电流中产生相位差ΔP1。具有该相位差ΔP1的高频电流通过线路长度不同的传输线路48传输到第二天线32的贴片34，在第二天线32的贴片34产生高频电流。
在第二天线32的贴片34产生的高频电流中，产生对在第一天线31的多个贴片33产生的高频电流的相位差ΔP1加上或者减去取决于传输线路48的线路长度的差ΔL的相位差而得的相位差ΔP2。从第二天线32向基于该相位差ΔP2的方向辐射电波。用虚线表示从第二天线32辐射的电波的等相位面39。在电波入射到第二天线32的情况下，也同样地，从第一天线31向根据电波的到来方向和传输线路48的线路长度的差ΔL而决定的方向辐射电波。
在第一实施例中，第一天线31的主波束31A和第二天线32的主波束32A(图3)的方向固定。与此相对，在第五实施例的电波中继器20中，改变到来电波向第一天线31和第二天线32中的一个天线的传播方向，从另一个天线辐射电波。这样，第一天线31的辐射能量最大的方向与第一面21的法线所成的角度与第二天线32的辐射能量最大的方向与第二面22的法线所成的角度不同。在该情况下，在广义上，能够称为第一天线31的指向性与第二天线32的指向性不同。
[第六实施例]
接下来，参照图13对第六实施例的电波中继器进行说明。以下，关于与第一实施例的电波中继器20(图1A、图1B、图2)共同的结构，省略说明。
图13是表示第六实施例的电波中继器20的第一天线31的贴片33与第二天线32的贴片34的连接结构的示意图。在第一实施例中，第一天线31的贴片33的供电点35(图2)从贴片33的几何中心沿x轴方向偏移，第二天线32的贴片34的供电点36(图2)也从贴片34的几何中心沿x轴方向偏移。因此，从第一天线31辐射的电波的E面和从第二天线32辐射的电波的E面都与y轴垂直。
与此相对，在第六实施例中，第一天线31的贴片33的供电点35从贴片33的几何中心沿y轴方向偏移。因此，从第一天线31辐射的电波的E面与x轴垂直。因此，从第一天线31辐射的电波的E面与从第二天线32辐射的电波的E面相互正交。
接下来，对第六实施例的优异的效果进行说明。
在第六实施例中，到来电波中继器20的电波的E面与从电波中继器20辐射的电波的E面相互正交，因此能够减少两者的干扰。
接下来，对第六实施例的变形例进行说明。
在第六实施例中，从第一天线31辐射的电波的E面与从第二天线32辐射的电波的E面相互正交，但也可以为两者不平行的结构。另外，也可以为从第一天线31辐射的电波的极化方向与从第二天线32辐射的电波的极化方向不平行的结构。在该结构中，与两者平行的结构相比，也能够抑制到来电波与辐射电波的干扰。
[第七实施例]
接下来，参照图14A、图14B和图14C对第七实施例的电波中继器20进行说明。以下，关于与第一实施例的电波中继器20(图1A、图1B、图2)共同的结构，省略说明。在第一实施例中，第一天线31和第二天线32由贴片阵列天线构成，但在第七实施例中，由缝隙阵列天线构成。
图14A是表示从第一面21侧观察第七实施例的电波中继器20的平板状的支承体25时的结构要素的布局的图，图14B是表示从第二面22侧观察第七实施例的电波中继器20的平板状的支承体25时的结构要素的布局的图。图14C是表示第七实施例的电波中继器20的剖面构造的图。此外，图14C并不是表示以某个平面切断电波中继器20的剖视图，而是表示在支承体25的厚度方向上的构成要素的位置关系。支承体25例如能够使用金属、在树脂表面进行了金属电镀的复合材料等。
在支承体25的第一面21设置有多个辐射缝隙71(图14A、图14C)。多个辐射缝隙71例如配置成4行4列的矩阵状。针对4个辐射缝隙71设置有一个空腔73。在比空腔73深的位置设置有波导75。在图14A中，对波导75标注阴影。波导75从中心的耦合孔79分支成竞赛表(系统图)形，经由耦合孔77与空腔73耦合。
在支承体25的第二面22设置有多个辐射缝隙72(图14B、图14C)。多个辐射缝隙72例如配置成8行8列的矩阵状。针对4个辐射缝隙72设置有一个空腔74。在比空腔74深的位置设置有波导76。在图14B中，对波导76标注阴影。波导76从中心的耦合孔79分支成竞赛表(系统图)形，经由耦合孔78与空腔74耦合。
辐射缝隙71、72分别与第一实施例的贴片33、34(图2)对应。由多个辐射缝隙71构成第一天线31，由多个辐射缝隙72构成第二天线32。空腔73、波导75和耦合孔77与第一实施例的传输线路41(图2)对应。空腔74、波导76和耦合孔78与第一实施例的传输线路42(图2)对应。中心的耦合孔79与第一实施例的传输线路40(图2)对应。这样，在第七实施例中，作为将第一天线31与第二天线32连接的传输线路，使用波导。
在第七实施例中，也与第一实施例同样地，第一天线31的指向性与第二天线32的指向性不同。因此，能够得到与第一实施例相同的优异的效果。
[第八实施例]
接下来，参照图15A和图15B，对第八实施例的电波中继器20进行说明。以下，关于与第一实施例的电波中继器20(图1A、图1B、图2)共同的结构，省略说明。
图15A是第八实施例的电波中继器20的立体图，图15B是第八实施例的电波中继器20的俯视图。在图15B中示意性地示出传输线路49。在第一实施例中，电波中继器20的支承体25(图1A、图1B)具有板状的形状。与此相对，在第八实施例中，支承体25具有三棱柱状的形状。支承体25的3个侧面中的一个侧面相当于第一面21，另一个侧面相当于第二面22。第一面21的朝向外侧的法线矢量与第二面22的朝向外侧的法线矢量所成的角度大于0度且小于180度。
在第一面21配置有第一天线31的多个贴片33，在第二面22配置有第二天线32的多个贴片34。在支承体25中设置有传输线路49。传输线路49将第一天线31的多个贴片33与第二天线32的多个贴片34连接。作为基于传输线路49的连接方式，采用与第一实施例的电波中继器20的传输线路40、41(图2)的连接方式相同的连接方式。因此，第一天线31的主波束朝向第一面21的法线方向，第二天线32的主波束朝向第二面22的法线方向。
接下来，对第八实施例的优异的效果进行说明。
在第八实施例中，也与第一实施例的情况同样地，能够使由第一天线31接收到的电波从第二天线32辐射，相反地，能够使由第二天线32接收到的电波从第一天线31辐射。另外，能够得到第二天线32的指向性比第一天线31的指向性尖锐这样的效果。在第一实施例中，第一面21的朝向外侧的法线矢量与第二面22的朝向外侧的法线矢量相互朝向相反方向，因此所中继的电波的传播方向不变化。与此相对，在第八实施例中，第一面21的朝向外侧的法线矢量与第二面22的朝向外侧的法线矢量所成的角度小于180度，因此能够改变所中继的电波的传播方向。
接下来，对第八实施例的变形例进行说明。
在第八实施例中，将支承体25的形状设为三棱柱，但也可以为其他形状。例如也可以为中空的三棱筒，也可以为四棱柱以上的多棱柱或者多棱筒。并且，也可以为具有朝向外侧的法线矢量所成的角度大于0度且小于180度的第一面21和第二面22的不定形的形状。
另外，在第八实施例中，使基于传输线路49的连接方式与第一实施例(图2)的情况相同，但作为基于传输线路49的连接方式，也可以采用第二实施例(图6)、第四实施例(图10)、第五实施例(图12)中的任意一个实施例的连接方式。
[第九实施例]
接下来，参照图16A和图16B对第九实施例的电波中继器20进行说明。以下，关于与第一实施例的电波中继器20(图1A、图1B)共同的结构，省略说明。
图16A是第九实施例的电波中继器20的立体图，图16B是第九实施例的电波中继器20的侧视图。在图16B中，示意性地示出传输线路49。在第一实施例中，在1张板状的支承体25的第一面21设置有第一天线31，在相反侧的第二面22设置有第二天线32。与此相对，在第九实施例中，在支承体25A的第一面21设置有第一天线31的多个贴片33，在与支承体25A不同的支承体25B的第二面22设置有第二天线32的多个贴片34。支承体25A的第一面21的朝向外侧的法线矢量与支承体25B的第二面22的朝向外侧的法线矢量所成的角度为90度。
第一天线31的多个贴片33和第二天线32的多个贴片34的个数和配置不同。
支承体25A与支承体25B通过柔性基板28连接。第一天线31的多个贴片33与第二天线32的多个贴片34通过设置于柔性基板28的传输线路49连接。基于传输线路49的连接方式与第一实施例的电波中继器20的情况相同。
第一天线31的主波束朝向第一面21的法线方向，第二天线32的主波束朝向第二面22的法线方向。即，两者的主波束朝向的方向交叉成直角。
接下来，对第九实施例的优异的效果进行说明。
在第九实施例的电波中继器20中，能够使由第一天线31接收到的电波偏转并从第二天线32辐射，相反地，能够使由第二天线32接收到的电波偏转并从第一天线31辐射。偏转角为直角。另外，能够通过指向特性具有相对较广角度的天线，与分布在较宽的范围的发送接收节点进行电波的发送接收。另外，能够通过指向特性相对尖锐的天线，实现较高的增益。
接下来，对第九实施例的变形例进行说明。
在第九实施例中，第一面21的朝向外侧的法线矢量与第二面22的朝向外侧的法线矢量所成的角度为直角，但也可以使两者所成的角度为其他的角度。另外，在第九实施例中，第一天线31和第二天线32由贴片阵列天线构成，但也可以像第七实施例(图14A、图14B)那样由缝隙阵列天线构成。此时，只要取代柔性基板28而利用导波管将支承体25A和25B连接即可。
上述的各实施例是例示，当然能够进行不同的实施例所示的结构的部分的置换或者组合。关于多个实施例的基于相同的结构的相同的作用效果，不在每个实施例中依次提及。并且，本发明不限于上述的实施例。例如，能够进行各种变更、改进、组合等，这对于本领域技术人员来说是显而易见的。
附图标记说明：20…电波中继器；21…第一面；22…第二面；25、25A、25B…支承体；26、27…无线传输路；28…柔性基板；31…第一天线；31A…第一天线的主波束；32…第二天线；32A…第二天线的主波束；33…第一天线的贴片；34…第二天线的贴片；35、36…供电点；38、39…等相位面；40、41、42…传输线路；45、46…分支点；48、49…传输线路；50…屋内天线；50A…屋内天线的主波束；51…阳台；52…通信设备；53…电缆；55…建筑物；56…窗玻璃；60…无线传输节点；61…发送接收天线；71、72…辐射缝隙；73、74…空腔；75、76…波导；77、78、79…耦合孔。

Claims (11)

1.一种电波中继器，设置在建筑物外，不用在所述建筑物的外壁开设孔就与设置在所述建筑物内的屋内天线进行信号的发送接收，所述电波中继器具有：
第一天线，设置于支承体的第一面，所述支承体具备朝向外侧的法线矢量的朝向不同的所述第一面和第二面；
第二天线，设置于所述支承体的所述第二面；以及
传输线路，使由所述第一天线接收到的高频信号传输到所述第二天线，使由所述第二天线接收到的高频信号传输到所述第一天线，
所述第一天线、所述第二天线和所述传输线路构成为所述第一天线的指向性与所述第二天线的指向性不同，
所述第二天线与所述屋内天线进行电波的发送接收，
从所述第一天线辐射的电波的极化方向与从所述第二天线辐射的电波的极化方向不平行，
所述支承体是所述电波中继器中的由所述第一天线和所述第二天线共用的单一结构。
2.根据权利要求1所述的电波中继器，其中，
所述第一天线和所述第二天线中的一方的指向性比另一方的指向性尖锐。
3.根据权利要求1或2所述的电波中继器，其中，
所述第一天线的辐射能量最大的方向与所述第一面的朝向外侧的法线矢量所成的角度同所述第二天线的辐射能量最大的方向与所述第二面的朝向外侧的法线矢量所成的角度不同。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的电波中继器，其中，
从所述第一天线辐射的电波的E面与从所述第二天线辐射的电波的E面正交。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的电波中继器，其中，
所述支承体具有板状的形状，所述第一面和所述第二面为所述支承体的朝向相互相反侧的两个面。
6.根据权利要求1至4中的任一项所述的电波中继器，其中，
所述第一面的朝向外侧的法线矢量与所述第二面的朝向外侧的法线矢量所成的角度大于0度且小于180度。
7.根据权利要求6所述的电波中继器，其中，
所述支承体具有三棱柱状的形状。
8.根据权利要求6所述的电波中继器，其中，
所述支承体包括第一支承体、第二支承体以及将所述第一支承体和所述第二支承体连接的柔性基板，
所述第一支承体具有所述第一面，所述第二支承体具有所述第二面，
所述第一支承体的所述第一面的朝向外侧的法线矢量与所述第二支承体的所述第二面的朝向外侧的法线矢量所成的角度为90度。
9.一种通信系统，具有：
屋内天线，与建筑物内的通信设备连接，设置在所述建筑物内；以及
电波中继器，设置在所述建筑物外，不用在所述建筑物的外壁开设孔就与所述屋内天线进行信号的发送接收，接收从所述屋内天线辐射的电波并朝向所述建筑物外辐射接收到的电波，或者接收从所述建筑物外到来的电波并朝向所述屋内天线辐射接收到的电波，
所述电波中继器具有：
第一天线，设置在板状的支承体的一个面亦即第一面；
第二天线，设置在所述支承体的与所述第一面相反侧的第二面；以及
传输线路，使由所述第一天线接收到的高频信号传输到所述第二天线，使由所述第二天线接收到的高频信号传输到所述第一天线，
所述第一天线、所述第二天线和所述传输线路构成为所述第一天线的指向性与所述第二天线的指向性不同，所述第一天线进行从所述建筑物外到来的电波的接收以及向所述建筑物外的电波的辐射，所述第二天线与所述屋内天线进行电波的发送接收，
从所述第一天线辐射的电波的极化方向与从所述第二天线辐射的电波的极化方向不平行，
所述支承体是所述电波中继器中的由所述第一天线和所述第二天线共用的单一结构。
10.根据权利要求9所述的通信系统，其中，
所述屋内天线与所述电波中继器分别安装于所述建筑物的窗玻璃的内侧的面和外侧的面，所述电波中继器的所述第二面与所述屋内天线夹着所述窗玻璃而对置。
11.根据权利要求9或10所述的通信系统，其中，
所述通信系统还具有无线传输节点，所述无线传输节点设置在所述建筑物外，与所述电波中继器的所述第一天线进行电波的发送接收。
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