JP2001223515A - 高感度無線受信機 - Google Patents
高感度無線受信機Info
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- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
の飽和レベルを低減でき、また、移相器が発生する雑音
を低減し、受信感度を改善する。 【解決手段】複数のアンテナ素子の並列で構成されるア
ンテナ1と、熱遮蔽函8に封入され冷却手段で冷却され
る複数の移相器3と受信帯域フィルタ5と低雑音増幅器
6と合成器4から構成される受信機であって、各アンテ
ナ素子毎の出力信号は各移相器で移相調整され、各受信
帯域フィルタでフィルタリングされ、各低雑音増幅器で
増幅を行なった後に合成器で合成する。
Description
衛星通信や固定マイクロ波通信システムに用いられる高
感度無線受信機に関し、特に高周波受信部を冷却するこ
とによって受信感度の向上を図った、高感度無線受信機
に関するものである。
に示す。この従来の高感度無線受信機は、n個(図10
ではn=4)のアンテナ素子1a、1b,1c、1dか
らなるアンテナ1と各アンテナ素子に接続された素子給
電線(各々2a、2b、2c、2d)と各々の素子給電
線からの出力の位相を調整するn個(図10ではn=
4)の受信用移相回路(各々3a、3b、3c、3d)
からなる受信用移相器3と受信用移相器3からの入力を
合成する合成器4と合成器4の出力された信号から所望
の受信帯域の信号を選択して通過させる受信帯域フィル
タ5と、受信帯域フィルタ5の出力を所望のレベルまで
低雑音で増幅する受信低雑音増幅器6と、受信低雑音増
幅器6からの出力信号を出力する受信出力端子7とを備
えている。また、受信用移相器3と合成器4と受信帯域
フィルタ5と受信低雑音増幅器6は熱遮蔽函8に封入さ
れ、冷却手段9により冷却部材9aを介して冷却され
る。さらに、受信低雑音増幅器6に電力を供給するため
の第1電源端子10と、冷却手段9に電力を供給するた
めの第2電源端子11がそれぞれ設けられる。熱遮蔽函
8と冷却手段9は筐体12内に収容されている。
ような構成になっている。アンテナ1に対して俯角θの
方向から入射した波長λの受信信号は、間隔dで隣り合
うアンテナ素子間で、 2πd sinθ/λ の位相差をもって到達する(上側のアンテナ素子ほど位
相が遅れる)。したがって受信用移相器3で△φ=2π
d sinθ/λずつ位相を遅らせて合成することにより、
俯角θの方向から信号が入射した場合に同相で合成され
るため最も強く受信され、アンテナビームの中心を俯角
θ方向に向けることができる。移動通信基地局システム
ではこのようにアンテナビームの中心を地表方向に傾け
ることにより、エリア内の移動機の出力に対する感度が
高くなるように設計する場合もある。また、図11には
示されていないがアンテナを送信にも共用する構成で
は、他の隣接エリアへの電波干渉を低減するためにアン
テナビームの中心を地表方向に傾ける場合もある。
フィルタ5及び受信低雑音増幅器6は、例えば真空断熱
により外部からの熱進入を遮断する熱遮断函8に封入さ
れ、冷却手段9により、例えば数10Kといった極めて
低い温度を長時間安定して維持できる極低温冷凍機で構
成され、これらは市販の製品を利用することができる。
このように受信用移相器3及び合成器4及び受信帯域フ
ィルタ5及び受信低雑音増幅器6を長時間安定して極低
温に冷却することにより、受信用移相器3及び合成器4
及び受信帯域フィルタ5及び受信低雑音増幅器6で発生
する熱雑音を極限的に低減するとともに、受信用移相器
3及び合成器4及び受信帯域フィルタ5の挿入損失を小
さくすることができる。その結果、図10に示した受信
機の雑音指数は大幅に改善され、受信感度が大幅に改善
される。したがって、図10に示した高感度無線受信機
を用いることにより、低いレベルの受信信号に対しても
例えば規定されたC/N(搬送波電力/雑音電力)の受
信出力を得ることができる。規定されたC/Nの受信出
力を得るのに必要な送信側の送信電力が小さくて済む、
等の効果を得ることができる。
機では、所望の受信帯域の信号を選択して通過させる受
信帯域フィルタ5と、受信帯域フィルタ5の出力を所望
のレベルまで低雑音で増幅する受信低雑音増幅器6が各
々1個ずつ設けられているが、各アンテナ素子1a、1
b、1c、1dから入力された受信信号が合成された
後、受信帯域フィルタ5及び受信低雑音増幅器6に入力
されるため、耐電力の高い受信帯域フィルタ5及び受信
低雑音増幅器6を設計する必要があった。また、受信用
移相器3で発生する熱雑音が受信機の受信感度を劣化さ
せる。更に、アンテナを送信にも共用する構成では、n
個のアンテナ素子に対してn個の共用器が必要となるた
め、受信機が大きくなるという問題があった。この発明
は、アンテナビームの方向を調節するために移相器を用
いた場合でも、小形かつ高い受信感度をもった高感度無
線受信機を提供することを目的とする。
個(nは2以上の整数)のアンテナ素子の配列で構成さ
れ、各々のアンテナ素子からの受信信号は、各アンテナ
素子に接続された素子給電線を介して受信用移相器に入
力され、その出力が合成器にて合成され、その出力信号
は受信帯域フィルタに通され、その受信帯域フィルタの
出力が受信低雑音増幅器で増幅されて出力端子へ出力さ
れ、上記受信用移相器及び合成器及び受信帯域フィルタ
及び受信低雑音増幅器は熱遮蔽函に封入されて冷却手段
で冷却されている高感度無線受信機を前提とする。
と合成器の間の経路内に、n個の受信用移相回路とn個
の受信帯域フィルタ及びn個の受信低雑音増幅器を挿入
し、n個の受信用移相回路から出力された信号はそのn
個の受信帯域フィルタ及びn個の受信低雑音増幅器を通
過後に、合成器に入力され合成される。請求項2及び請
求項3の発明では、上記n個のアンテナ素子と合成器の
間の経路内に、n個の受信帯域フィルタとn個の受信低
雑音増幅器及びn個の受信用移相回路を挿入し、受信低
雑音増幅器で増幅された信号が各々n個の受信用移相回
路で位相が調整された後、合成器で合成される。
に接続された素子給電線の経路内に、n個の共用器が挿
入され、送信機からの送信信号は分配器でn分配された
後、送信用移相器に入力されて位相が調整され、その送
信用移相器の出力信号は上記n個の共用器を通って上記
アンテナ側に出力される。請求項5の発明では、送信機
と送信用移相器の間の経路に送信帯域フィルタが挿入さ
れ、送信機からの送信信号は送信帯域フィルタを通り、
その送信帯域フィルタの出力信号は分配器でn分配され
た後、送信用移相回路に入力され位相が調整され、その
送信用移相回路の出力信号は上記n個の共用器を通って
上記アンテナ素子側に出力される。
示し、図10と対応する部分に同一番号を付けてある。
この実施例では、それぞれn個(図1の場合はn=4)
の受信帯域フィルタ5a、5b、5c、5d及び受信低
雑音増幅器6a,6b、6c、6dがn個の受信移相回
路3a、3b、3c、3dの後段に挿入されている点が
図10と異なる。受信帯域フィルタ5及び受信低雑音増
幅器6を一定温度に冷却することから、受信信号がこれ
らを通過する際、周囲温度の変化によって位相量が変動
しない。したがって、このような構成を取ることが可能
となるが、このように、各々n個の受信帯域フィルタ5
a、5b、5c、5d及び受信低雑音増幅器6a,6
b、6c、6dを挿入することで、受信帯域フィルタ5
の耐電力は小さくて済み、また、各々の受信低雑音増幅
器6の飽和電力レベルを低減できるため、設計が容易に
なる。また、アンテナ素子毎に受信低雑音増幅器を有す
ることで、アンテナ素子に入力される受信信号の振幅レ
ベルを各受信低雑音増幅器で調整することが可能とな
る。
信帯域フィルタ5及び受信低雑音増幅器6の位相量が変
動しないことから、このように、受信用移相器3も受信
低雑音増幅器6の後に配置することもできる。図2に示
すように受信用移相器3及び合成器4を熱遮蔽函8の外
部に設けてもよい。この実施例においては、受信用移相
器3及び合成器4を熱遮蔽函8の外部に設けることによ
り、熱負荷を低減できるため、受信帯域フィルタ5及び
受信低雑音増幅器6の冷却時間を削減できる。また、熱
遮蔽函8の小型化を図ることができる。
の実施例では受信用移相器3及び合成器4が熱遮蔽函8
に封入されているので受信用移相器3で発生する熱雑音
を低減できるため、受信機の更なる高感度化を図ること
ができる。図4に請求項4の発明の第1実施例を示す。
ここではn=4の場合を示している。この実施例では、
4本の素子給電線2a、2b、2c、2dと受信用移相
回路3a、3b、3c、3dとの間の各経路に4個の共
用器31a、31b、31c、31dが個別に設けられ
る。送信機32から入力された送信信号は分配器33で
4経路に分配された後、4個の送信用移相回路34a、
34b、34c、34dに各々の信号が入力され、そこ
でアンテナビームの中心方向が所望の方向となるように
各々の位相が調整された後、各々の共用器31a、31
b、31c、31dに入力されて各々のアンテナ素子1
a、1b、1c、1dに出力される。ここで共用器31
は例えば送信帯域通過フィルタ、受信帯域通過フィルタ
及びこれらをアンテナ側に結合するための結合回路で構
成され、アンテナから入力された受信信号は受信側にの
み伝達し、送信信号はアンテナ1側にのみ伝達するよう
に機能する。このようにこの発明の高感度無線受信機を
用いてアンテナ1を送信と受信で共用することもでき
る。
の高感度無線受信機に対しても送信と受信を共用しても
よい。これが請求項4の発明の第2及び第3実施例であ
る。図7及び図8及び図9では、送信のための送信帯域
フィルタ41が屋内に個別に設けられているため、共用
器31における送信帯域通過フィルタを小さくすること
ができ、屋外設置が前提となる高感度無線受信機を小型
化できる。また、共用器31における送信帯域通過フィ
ルタの耐電力を小さくすることができる。これが請求項
5の発明の第1、第2及び第3実施例である。
域通過フィルタと受信用低雑音増幅器の所要耐電力を低
減することができる。さらに、熱雑音を小さくすること
ができるので高い受信感度を実現できる。また、複数の
アンテナ素子の配列で構成されたアンテナで各素子を結
合するための移相器を受信帯域フィルタ及び受信低雑音
増幅器の後段に配置することにより、そこで発生する熱
雑音を低減し、高い受信感度を実現できる。さらに、共
用器を用いて送信と受信でアンテナを共用する場合でも
同様の効果が得られる。また、1つのアンテナを送信と
受信で共用しつつ、位相調整により送信用アンテナビー
ムの方向と受信用アンテナビームの方向を変えることに
より、例えば他のエリアの電波干渉を低く抑えながらエ
リア端への感度を高くすることができ、移動機の所要出
力を低減できる。また、送信帯域フィルタを個別に設け
ることにより、装置を小型化できる。
図。
図。
図。
図。
図。
図。
Claims (5)
- 【請求項1】アンテナがn個(nは2以上の整数)のア
ンテナ素子の配列で構成され、各々のアンテナ素子に接
続される素子給電線を介して、各々のアンテナ素子から
の受信信号はn個の受信用移相回路に入力され、上記n
個の受信用移相回路から出力された受信信号がn個の受
信帯域フィルタに各々通されその受信帯域フィルタの出
力がn個の受信低雑音増幅器で増幅された後、合成器で
合成されて出力され、上記受信用移相回路と受信帯域フ
ィルタと受信低雑音増幅器及び合成器は熱遮蔽函に封入
されて冷却手段で冷却されていることを特徴とする高感
度無線受信機。 - 【請求項2】アンテナがn個(nは2以上の整数)のア
ンテナ素子の配列で構成され、各々のアンテナ素子に接
続される素子給電線を介して、各々のアンテナ素子から
の受信信号はn個の受信帯域フィルタに各々通され、そ
の受信帯域フィルタの出力がn個の受信低雑音増幅器で
増幅され、増幅された信号が各々n個の受信用移相回路
に入力され、その出力が合成器で合成されて出力され、
上記受信帯域フィルタと受信低雑音増幅器は熱遮蔽函に
封入されて冷却手段で冷却されていることを特徴とする
高感度無線受信機。 - 【請求項3】請求項2に記載の高感度無線受信機におい
て、 上記受信用移相回路及び合成器が上記熱遮蔽函に封入さ
れていることを特徴とする高感度無線受信機。 - 【請求項4】請求項1乃至3のいずれか1項に記載の高
感度無線受信機において、 上記n個のアンテナ素子に接続される上記素子給電線の
経路内に共用器が挿入され、送信機からの送信信号は分
配器でn分配された後、各々n個の送信用移相回路で位
相が調整され、その送信用移相回路の出力信号は上記n
個の共用器を通って上記アンテナ素子側に伝送されるこ
とを特徴とする高感度無線受信機。 - 【請求項5】請求項4に記載の高感度無線受信機におい
て、 上記送信機と上記分配器の間の経路内に送信帯域フィル
タが挿入され、送信機からの送信信号は送信帯域フィル
タを通り、その送信帯域フィルタの出力信号は上記分配
器でn分配された後、各々n個の送信用移相回路で位相
が調整され、その送信用移相回路の出力信号は上記n個
の共用器を通って上記アンテナ素子側に伝送されること
を特徴とする高感度無線受信機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000030179A JP2001223515A (ja) | 2000-02-08 | 2000-02-08 | 高感度無線受信機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000030179A JP2001223515A (ja) | 2000-02-08 | 2000-02-08 | 高感度無線受信機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001223515A true JP2001223515A (ja) | 2001-08-17 |
Family
ID=18555223
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000030179A Pending JP2001223515A (ja) | 2000-02-08 | 2000-02-08 | 高感度無線受信機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001223515A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003101431A (ja) * | 2001-09-26 | 2003-04-04 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 無線受信機 |
JP2014017598A (ja) * | 2012-07-06 | 2014-01-30 | Toshiba Corp | アンテナ装置 |
JP2016046573A (ja) * | 2014-08-20 | 2016-04-04 | 株式会社東芝 | アンテナ装置 |
-
2000
- 2000-02-08 JP JP2000030179A patent/JP2001223515A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003101431A (ja) * | 2001-09-26 | 2003-04-04 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 無線受信機 |
JP2014017598A (ja) * | 2012-07-06 | 2014-01-30 | Toshiba Corp | アンテナ装置 |
JP2016046573A (ja) * | 2014-08-20 | 2016-04-04 | 株式会社東芝 | アンテナ装置 |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050125 |
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RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
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