JP2001053542A - アンテナ装置 - Google Patents

アンテナ装置

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JP2001053542A
JP2001053542A JP22751099A JP22751099A JP2001053542A JP 2001053542 A JP2001053542 A JP 2001053542A JP 22751099 A JP22751099 A JP 22751099A JP 22751099 A JP22751099 A JP 22751099A JP 2001053542 A JP2001053542 A JP 2001053542A
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Tetsuya Kawanishi
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アレイアンテナで受信した高周波信号を光信
号に変換して伝送すると共に、送信情報を含む光信号を
電気信号に変換してアレイアンテナで送信するアンテナ
装置を、簡易な構造で廉価に提供する。 【解決手段】 アレイアンテナ2を構成する第1〜第n
アンテナエレメント31〜3n と第1〜第n光電・電光
変換器51 〜5n とを各々接続する第1〜第n電気回路
1 〜4n の各回路特性が、互いに隣接する2つの電気
回路間で「ΔφE+ΔφP −2π・d・sinθ/λ=
2πN(ΔφE :隣接する電気回路間で生ずる高周波信
号の位相遅れの差,ΔφP :隣接する光電・電光変換手
段間の光伝送路を光が通過する通過時間差を補償するた
めに必要な高周波信号の位相差,d:アンテナエレメン
トの間隔,θ:受信波もしくは送信波の波面とアンテナ
面とがなす角,N:任意の整数)」を満たすように設定
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電波信号を光信号
に変換して受信、または光信号を電波信号に変換して送
信するアンテナ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ファイバーラジオシステムとして提案さ
れている通信網では、無線通信にミリ波帯などの非常に
高い周波数の電波信号を用い、この電波信号をアレイア
ンテナで受信した後に光信号へ変換して光ファイバ等の
光伝送媒体により基地局間の通信を行い、光伝送媒体で
送信されて来た光信号を各基地局が電波信号に変換して
アレイアンテナで送信するものとなっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アレイ
アンテナで電波を送受信する場合には、アレイアンテナ
を構成する各アンテナエレメントでの高周波信号に位相
差が生ずるため、この位相差をキャンセルするために複
雑な機構を必要としていた。また、光信号と電気信号の
相互変換を行う光電・電光変換手段において、変換効率
の向上を図るために相互作用長を大きくすると、電気信
号と光信号の位相差が問題となり、その差を補償するた
めに電気信号と光信号の伝搬速度を一致させたり、各光
電・電光変換手段への電気信号の位相を調整するなどの
機能が必要であった。
【0004】このため、アレイアンテナで受信した高周
波信号を光信号に変換して伝送すると共に、送信情報を
含む光信号を電気信号に変換してアレイアンテナで送信
するアンテナ装置においては、位相調整のための構造が
複雑となって、コンパクトな構造で低コスト化を期せる
ものではなかった。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1に記載のアンテナ装置(1)は、n個(n
は2以上の正の整数)のアンテナエレメント(例えば、
第1アンテナエレメント31 〜第nアンテナエレメント
n )を直線上に均等配置してなるアレイアンテナ
(2)と、上記アレイアンテナにおける第1番目から第
n番目までのアンテナエレメントと各々電気回路(例え
ば、第1電気回路41 〜第n電気回路4n )を介して接
続されるn個の光電・電光変換手段(例えば、第1光電
・電光変換器51 〜第n光電・電光変換器5n )と、上
記各光電電光変換手段の第1番目から第n番目までを等
間隔で通過する光伝送路(6)と、を備え、隣接する第
x番目(xは任意の整数で、2≦x≦n)の光電・電光
変換手段とアンテナエレメントを接続する電気回路の回
路特性と、第x−1番目の光電・電光変換手段とアンテ
ナエレメントを接続する電気回路の回路特性とが、Δφ
E +ΔφP −2π・d・sinθ/λ=2πNの関係
(ΔφE :x番目の電気回路とx−1番目の電気回路で
生ずる高周波信号の位相遅れの差,ΔφP :x番目の光
電・電光変換手段とx−1番目の光電・電光変換手段と
の間の光伝送路を光が通過する通過時間差ΔTを補償す
るために必要な高周波信号の位相差,d:x番目のアン
テナエレメントとx−1番目のアンテナエレメントとの
間隔,θ:受信波もしくは送信波の波面とアンテナ面と
がなす角,N:任意の整数)を満たすように、第1番目
〜第n番目の電気回路の回路特性を設定したことを特徴
とする。
【0006】従って、請求項1に記載のアンテナ装置に
おいては、光電・電光変換手段によりアレイアンテナの
各アンテナエレメントが受信した電気信号で光信号を変
調する際には、第1番〜第n番目までの各光電・電光変
換手段により変調される光信号の位相が一致すること
で、その変換効率はn2 倍となる。また、光電・電光変
換手段により送信情報を含む光信号を電気信号に変換し
て各アンテナエレメントより送信する際には、光信号を
受けた第1番〜第n番目までの各光電・電光変換手段か
ら各アンテナエレメントへ給電することにより隣接する
アンテナエレメントへ給電される信号の位相差が一致す
るので、アレイアンテナにより単方向へ効率よく送信で
きる。
【0007】
【発明の実施の形態】次に、添付図面に基づいて、本発
明に係るアンテナ装置の実施形態を詳細に説明する。
【0008】図1に示すのは、第1実施形態に係るアン
テナ装置1であり、アレイアンテナ2を構成するn個の
アンテナエレメント3(例えば、第1アンテナエレメン
ト3 1 ,第2アンテナエレメント32 ,第3アンテナエ
レメント33 ,…,第n−1アンテナエレメント
n-1 ,第nアンテナエレメント3n )と、第1〜第n
アンテナエレメント31 〜3n に各々接続された高周波
信号の伝送路である電気回路4(例えば、第1電気回路
1 ,第2電気回路42 ,第3電気回路43 ,…,第n
−1電気回路4n-1 ,第n電気回路4n )と、第1〜第
n電気回路41 〜4nに各々接続された光電・電光変換
器5(例えば、第1光電・電光変換器51 ,第2光電・
電光変換器52 ,第3光電・電光変換器53 ,…,第n
−1光電・電光変換器5n-1 ,第n光電・電光変換器5
n )と、第1光電・電光変換器51 から第n光電・電光
変換器5n までを等間隔で通過する光伝送路6とからな
る。
【0009】なお、本実施形態における第1〜第n光電
・電光変換器51 〜5n は、「光伝送路6を通る光を強
度変調もしくは位相変調するための光変調器の機能」と
「光伝送路6を通る光の強度もしくは位相を検出する光
検出器の機能」とを併せ持つもので、各光電・電光変換
器51 〜5n 毎に光変調もしくは光検出を行えるものと
してある。また、本実施形態におけるアンテナ装置1に
おいては、第1〜第n電気回路41 〜4n の各々に、移
相器7(例えば、第1移相器71 ,第2移相器72 ,第
3移相器73 ,…,第n−1移相器7n-1 ,第n移相器
n )を介挿して有り、各電気回路41 〜4n 毎に通過
信号の位相を変えられるようにしてある。
【0010】ここで、本実施形態に係るアンテナ装置1
においては、第1〜第n電気回路4 1 〜4n のうち、x
番目の電気回路4x とx−1番目の電気回路4x-1 (x
は、2≦nの任意の整数であり、隣接する2つの電気回
路を意味する)の各回路特性が、以下に示す式1の関係
を満たすように設定してある。
【0011】 ΔφE +ΔφP −2π・d・sinθ/λ=2πN …式1
【0012】上記の式1において、ΔφE は「電気回路
x と電気回路4x-1 で生ずる高周波信号の位相遅れの
差」であり、ΔφP は「電気回路4x に接続された光電
・電光変換器5x と電気回路4x-1 に接続された光電・
電光変換器5x-1 との間の光伝送路6を光が通過する通
過時間差ΔTを補償するために必要な高周波信号の位相
差」で、ΔφP =2π・f・ΔT+2πM(f:高周波
信号の周波数,M:任意の整数)と表せるものであり、
dは「x番目のアンテナエレメント3x とx−1番目の
アンテナエレメント3x-1 との間隔」であり、θは「受
信波もしくは送信波の波面とアンテナ面とがなす角」で
あり、Nは「任意の整数(望ましくは、−1,0,
1)」であり、λは「受信波もしくは送信波の波長」
で、λ=c/f(c:自由空間中の電波の伝搬速度,
f:電波の周波数)と表されるものである。
【0013】すなわち、第1電気回路41 と第2電気回
路42 が上記の式1の関係を満たし、第2電気回路42
と第3電気回路43 とが上記の式1の関係を満たし、第
3電気回路43 と第4電気回路44 とが上記の式1の関
係を満たし、…、第n−1電気回路4n-1 と第n電気回
路4n-1 が上記の式1の関係を満たすように、第1〜第
n電気回路41 〜4n の回路特性を設定するのである。
なお、このような回路特性を得るには、電気回路の回路
長を調整することが最も簡易であるが、その他、回路の
線材を変えて物性値を変えたりする方法もある。
【0014】上記のように構成したアンテナ装置1にお
いて、図1に示すように、アレイアンテナ2のアンテナ
面となす角がθの波面を有する電波を受信する場合、第
nアンテナエレメント3n から第1アンテナエレメント
1 へ順次遅れて電波を受信することとなり、この受信
した電気信号を光信号に変換する際には、搬送用の光信
号が光伝送路6を通る順番で第1光電・電光変換器51
から第n光電・電光変換器5n へ順次遅れることとなる
ため、上述したように、式1を満たすように第1〜第n
電気回路41 〜4n の回路特性が設定されていれば、そ
の位相差をキャンセルして、電気信号を光信号に変換す
ることができるのである。従って、第1〜第n光電・電
光変換器51 〜5n による光変調の位相整合が保たれる
ことで、その変換効率はn2 倍となる。
【0015】また、逆に、アンテナ装置1のアレイアン
テナ2から電波を送信する場合は、送信情報が含まれる
電気信号が光伝送路6を通る順番で第1光電・電光変換
器5 1 から第n光電・電光変換器5n へ順次遅れること
となり、更に、各電気回路4 1 〜4n の回路特性に応じ
た位相差が生じ、結果的には、第1〜第nアンテナエレ
メント31 〜3n の送信波の合成として、アレイアンテ
ナ2のアンテナ面から角θだけ傾いた波面を有する送信
波が得られる。
【0016】このように、第1実施形態に係るアンテナ
装置1においては、隣り合った電気回路4x と電気回路
x-1 の回路特性を、式1を満たすように設定しておく
だけで、光電変換および電光変換で問題となる位相差を
適正なものにできるので、位相調整のための回路等を別
途設ける必要が無い。よって、光電変換および電光変換
の機能を簡易且つ廉価に提供できるので、ファイバラジ
オシステムの通信網における無線基地局用のアンテナ装
置に好適である。
【0017】上記した第1実施形態に係るアンテナ装置
1は、光検出機能と光変調機能を電気回路毎に設けるも
のとしたが、これに限定されるものではない。例えば、
図2に示す第2実施形態に係るアンテナ装置1′は、光
電・電光変換手段8としてマッハツェンダ型の強度変調
器を用いたものであり、第1光電・電光変換部81 ,第
2光電・電光変換部82 ,第3光電・電光変換部83
…,第n−1光電・電光変換部8n-1 ,第n光電・電光
変換部8n において、各電気回路41 〜4n からの高周
波信号の電界中を通過して行き、最終的に強度変調され
た出力光を取り出せるものである。なお、図2中、図1
と同様の構成は、同一符号を付して説明を省略する。
【0018】また、上記のようなアンテナ装置1または
アンテナ装置1′においては、電気回路の回路特性が式
1を満たすように設定することで、アンテナの指向性を
一定するものとして示したが、例えば、光の変調周波数
または電波の周波数を掃引することで、アンテナの指向
性をコントロールするような使い方もできる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本願請求項1に係
るアンテナ装置によれば、光電・電光変換手段によりア
レイアンテナの各アンテナエレメントが受信した電気信
号で光信号を変調する際には、第1番〜第n番目までの
各光電・電光変換手段により変調される光信号の位相が
一致することで、その変換効率はn2 倍に等しくなるた
め、電気信号と光信号の位相差を補償するために電気信
号と光信号の伝搬速度を一致させたり、各光電・電光変
換手段への電気信号の位相を調整するなどの位相調整手
段等を別途設ける必要があった従来技術に比べて、簡易
な構成で高い受信効率を達成できる。
【0020】また、光電・電光変換手段により送信情報
を含む光信号を電気信号に変換して各アンテナエレメン
トより送信する際には、光信号を受けた第1番〜第n番
目までの各光電・電光変換手段から各アンテナエレメン
トへ給電することにより隣接するアンテナエレメントへ
給電される信号の位相差が一致するので、アレイアンテ
ナにより単方向へ効率よく送信でき、電気信号と光信号
の位相差を補償するために電気信号と光信号の伝搬速度
を一致させたり、各光電・電光変換手段へから各アンテ
ナエレメントへの電気信号の位相を調整するなどの位相
調整手段等を別途設ける必要があった従来技術に比べ
て、簡易な構成で高い送信効率を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るアンテナ装置の第1実施形態の概
略構成を示す機能図である。
【図2】本発明に係るアンテナ装置の第2実施形態の概
略構成を示す機能図である。
【符号の説明】
1 アンテナ装置 2 アレイアンテナ 31 〜3n アンテナエレメント 41 〜4n 電気回路 51 〜5n 光電・電光変換手段 6 光伝送路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 n個(nは2以上の正の整数)のアンテ
    ナエレメントを直線上に均等配置してなるアレイアンテ
    ナと、 上記アレイアンテナにおける第1番目から第n番目まで
    のアンテナエレメントと各々電気回路を介して接続され
    るn個の光電・電光変換手段と、 上記各光電電光変換手段の第1番目から第n番目までを
    等間隔で通過する光伝送路と、 を備え、 隣接する第x番目(xは任意の整数で、2≦x≦n)の
    光電・電光変換手段とアンテナエレメントを接続する電
    気回路の回路特性と、第x−1番目の光電・電光変換手
    段とアンテナエレメントを接続する電気回路の回路特性
    とが、 ΔφE +ΔφP −2π・d・sinθ/λ=2πN の関係(ΔφE :x番目の電気回路とx−1番目の電気
    回路で生ずる高周波信号の位相遅れの差,ΔφP :x番
    目の光電・電光変換手段とx−1番目の光電・電光変換
    手段との間の光伝送路を光が通過する通過時間差ΔTを
    補償するために必要な高周波信号の位相差,d:x番目
    のアンテナエレメントとx−1番目のアンテナエレメン
    トとの間隔,θ:受信波もしくは送信波の波面とアンテ
    ナ面とがなす角,N:任意の整数)を満たすように、第
    1番目〜第n番目の電気回路の回路特性を設定したこと
    を特徴とするアンテナ装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2010001438A1 (ja) 2008-07-03 2010-01-07 独立行政法人情報通信研究機構 ファイバ無線用ユニット及びファイバ無線用システム
KR20150125401A (ko) * 2014-04-30 2015-11-09 삼성전자주식회사 빔 분할 다중 접속 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 패턴 조정 장치 및 방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010001438A1 (ja) 2008-07-03 2010-01-07 独立行政法人情報通信研究機構 ファイバ無線用ユニット及びファイバ無線用システム
JP5201640B2 (ja) * 2008-07-03 2013-06-05 独立行政法人情報通信研究機構 ファイバ無線用ユニット及びファイバ無線用システム
US8824895B2 (en) 2008-07-03 2014-09-02 National Institute Of Information And Communications Technology Radio-on-fiber unit and radio-on-fiber system
KR20150125401A (ko) * 2014-04-30 2015-11-09 삼성전자주식회사 빔 분할 다중 접속 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 패턴 조정 장치 및 방법
KR102112003B1 (ko) 2014-04-30 2020-05-18 삼성전자주식회사 빔 분할 다중 접속 방식을 지원하는 통신 시스템에서 빔 패턴 조정 장치 및 방법

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