JP2004096232A - 可変移相器およびこれを用いた無線中継装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡易な構成で、３６０°を越える大きな位相を高速に得ることができること。
【解決手段】入力端子Ｔ１から入力された高周波信号を複数の高周波信号に電力分配して出力する電力分配器１と、電力分配器によって分配された複数の高周波信号Ｓ２〜Ｓ４にそれぞれλ／４、λ／２、（３／４）・λ分、遅延を付与する複数の遅延線２〜４と、高周波信号Ｓ１および各遅延線２〜４から出力された各高周波信号の振幅値を可変に減衰する複数の可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４と、複数の可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４から出力された複数の高周波信号を電力合成して出力する電力合成器５と、電力合成器５から出力される高周波信号の位相が、指示された位相となるように複数の可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４の減衰量を制御するコントローラＣ１とを備える。
【選択図】 図１
【解決手段】入力端子Ｔ１から入力された高周波信号を複数の高周波信号に電力分配して出力する電力分配器１と、電力分配器によって分配された複数の高周波信号Ｓ２〜Ｓ４にそれぞれλ／４、λ／２、（３／４）・λ分、遅延を付与する複数の遅延線２〜４と、高周波信号Ｓ１および各遅延線２〜４から出力された各高周波信号の振幅値を可変に減衰する複数の可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４と、複数の可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４から出力された複数の高周波信号を電力合成して出力する電力合成器５と、電力合成器５から出力される高周波信号の位相が、指示された位相となるように複数の可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４の減衰量を制御するコントローラＣ１とを備える。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、通信装置、レーダ装置、各種高周波測定装置などの高周波信号を取り扱い、この高周波信号の位相の制御、さらには振幅の制御をも可能とする可変移相器およびこれを用いた無線中継装置に関し、特に干渉波抑圧機能が搭載された無線中継装置の干渉抑圧信号生成部に好適な可変移相器およびこれを用いた無線中継装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、高周波信号の位相を直接的に変化させる方式には、この高周波信号が伝搬する線路の物理的な長さを変えることによって位相を変化させる方式があり、たとえばトロンボーン型移相器が知られている。また、短時間に高周波信号の位相を変化させる方式としては、ＰＩＮダイオードや可変容量ダイオードなどの半導体素子を用いた移相器がある。この半導体素子を用いた移相器は、ダイオードのバイアス電圧やバイアス電流を急速に変化させ、ダイオードのインピーダンスの変化を利用して位相を変化させるものであるが、具体的には、ローデッドライン型移相器が知られている。なお、大きな位相を得る場合には、上述した二つの方式、すなわち物理的な線路長を変化させる方式と半導体素子を用いた方式とを組み合わせて構成するハイブリッド型移相器が用いられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したトロンボーン型移相器などの物理的な線路長を変える方式では、可変位相範囲が物理長で限定されるため、任意の位相点から連続して３６０度以上の位相に変化させることが困難であるという問題点があった。さらに、この方式では、物理的な線路長を変えるので、位相変化に時間がかかり、高速な位相変化を必要とする装置あるいはシステムに用いることができないという問題点があった。
【０００４】
また、上述したローデッドライン型移相器などの半導体素子を用いる方式では、ダイオードなどの半導体回路の構成上、大きな位相を得ようとすると帯域幅が狭くなり、実用上、４５度以下の移相に限られて用いられるという問題点があった。
【０００５】
さらに、上述したハイブリッド型移相器では、大きな位相を得ることができるものの、回路が複雑になるという問題点があった。
【０００６】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、簡易な構成で、３６０°を越える大きな位相を高速に得ることができる可変移相器およびこれを用いた無線中継装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１にかかる可変移相器は、入力された高周波信号を複数の高周波信号に電力分配して出力する電力分配器と、前記電力分配器によって分配された複数の高周波信号にそれぞれ異なる遅延を付与する複数の遅延器と、各遅延器から出力された各高周波信号の振幅値を可変に減衰する複数の可変減衰器と、前記複数の可変減衰器から出力された複数の高周波信号を電力合成して出力する電力合成器と、前記電力合成器から出力される高周波信号の位相が、指示された位相となるように前記複数の可変減衰器の減衰量を制御するコントローラとを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項１の発明によれば、電力分配器が、入力された高周波信号を複数の高周波信号に電力分配して出力し、複数の遅延器が、前記電力分配器によって分配された複数の高周波信号にそれぞれ異なる遅延を付与し、該複数の遅延器の後段にそれぞれ接続された複数の可変減衰器に対して、コントローラの制御のもとに、該複数の可変減衰器の後段の電力合成器によって電力合成出力される高周波信号の位相が、指示された位相となるように前記複数の可変減衰器の減衰量を制御するようにしている。
【０００９】
また、請求項２にかかる可変移相器は、上記の発明において、前記電力合成器から出力された高周波信号の振幅値を調整する電力調整用可変減衰器をさらに備え、前記コントローラは、前記電力調整用可変減衰器の減衰量を制御することを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明によれば、前記電力合成器から出力された高周波信号の振幅値を調整する電力調整用可変減衰器をさらに設け、前記コントローラが、前記電力調整用可変減衰器の減衰量をさらに制御するようにしている。
【００１１】
また、請求項３にかかる可変移相器は、上記の発明において、前記複数の可変減衰器および前記電力調整用可変減衰器のそれぞれは、複数の部分可変減衰器を直列接続して形成されることを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明によれば、前記複数の可変減衰器および前記電力調整用可変減衰器のそれぞれを、複数の部分可変減衰器を直列接続して構成し、減衰量が小さい領域では減衰に伴う高周波信号の移相が小さいという位相特性を用い、小さな減衰量の小さな移相の加算によって最終的に加算された移相が、一つの可変減衰器の大きな移相に比して小さくすることができる。
【００１３】
また、請求項４にかかる可変移相器は、上記の発明において、前記電力分配器は、少なくとも３つの高周波信号に分配し、前記複数の遅延器は、異なる遅延量が付与される少なくとも３つの遅延素子を有し、前記コントローラは、前記電力合成器による各高周波信号のベクトル合成後の位相が、指示された位相となるように前記複数の可変減衰器の減衰量を制御することを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明によれば、前記電力分配器が、少なくとも３つの高周波信号に分配し、前記複数の遅延器が、異なる遅延量が付与される少なくとも３つの遅延素子によって構成され、前記コントローラが、前記電力合成器による各高周波信号のベクトル合成後の位相が、指示された位相となるように前記複数の可変減衰器の減衰量を制御し、最低限の構成によって高周波信号の位相制御を高速に行うことができる。
【００１５】
また、請求項５にかかる可変移相器は、上記の発明において、前記コントローラは、前記複数の可変減衰器のうち、２つ以上の可変減衰器の減衰量を制御することを特徴とする。
【００１６】
請求項５の発明によれば、前記コントローラが、前記複数の可変減衰器のうち、２つ以上の可変減衰器の減衰量を制御し、２つの可変減衰器の減衰量の制御すなわち２つの位相軸の振幅値制御のみによっても、指示された位相が得られるようにしている。
【００１７】
また、請求項６にかかる可変移相器は、上記の発明において、前記電力分配器は、３つの高周波信号に分配し、前記複数の遅延器は、３つの高周波信号がそれぞれ形成する各位相軸間の角度が９０度を超えるように位相調整され、前記コントローラは、ベクトル合成後の位相が指示された位相となるように、３つの高周波信号に対応する各可変減衰器の減衰量を制御することを特徴とする。
【００１８】
請求項６の発明によれば、前記電力分配器が、３つの高周波信号に分配し、前記複数の遅延器が、３つの高周波信号がそれぞれ形成する各位相軸間の角度が９０度を超えるように位相調整し、前記コントローラが、ベクトル合成後の位相が指示された位相となるように、３つの高周波信号に対応する各可変減衰器の減衰量を制御するように、制御する位相軸の増大によって可変減衰器のダイナミックレンジを小さくし、可変減衰器自体による位相特性変化を最小限に抑えるようにしている。
【００１９】
また、請求項７にかかる可変移相器は、上記の発明において、前記電力分配器は、４つの高周波信号に分配し、前記複数の遅延器は、４つの高周波信号のうち、２つの高周波信号が形成する各位相軸間の角度が１８０度未満となるように位相調整され、前記コントローラは、ベクトル合成後の位相が指示された位相となるように、４つの高周波信号に対応する各可変減衰器の減衰量を制御することを特徴とする。
【００２０】
請求項７の発明によれば、前記電力分配器が、４つの高周波信号に分配し、前記複数の遅延器が、４つの高周波信号のうち、２つの高周波信号が形成する各位相軸間の角度が１８０度未満となるように位相調整し、前記コントローラが、ベクトル合成後の位相が指示された位相となるように、４つの高周波信号に対応する各可変減衰器の減衰量を制御するようにし、制御する位相軸の増大によって可変減衰器のダイナミックレンジを一層小さくし、可変減衰器自体による位相特性変化を最小限に抑えるようにしている。
【００２１】
また、請求項８にかかる可変移相器は、上記の発明において、前記電力分配器によって分配された高周波信号の出力をスイッチングする複数のスイッチング素子をさらに備え、前記コントローラは、指示された位相が、前記複数の遅延器から出力された各高周波信号が示す位相に挟まれる領域のいずれの領域であるかを判断し、該判断された領域を挟む２つの高周波信号のみをオンさせるスイッチングを行って前記複数の可変減衰器の減衰量制御を行うことを特徴とする。
【００２２】
請求項８の発明によれば、前記電力分配器によって分配された高周波信号の出力をスイッチングする複数のスイッチング素子をさらに設け、前記コントローラは、指示された位相が、前記複数の遅延器から出力された各高周波信号が示す位相に挟まれる領域のいずれの領域であるかを判断し、該判断された領域を挟む２つの高周波信号のみをオンさせるスイッチングを行って前記複数の可変減衰器の減衰量制御を行うようにしているので、可変減衰器の制御に伴う負荷を軽減できる。
【００２３】
また、請求項９にかかる可変移相器は、上記の発明において、前記コントローラは、指示された位相が、前記複数の遅延器から出力された各高周波信号が示す位相に挟まれる領域のいずれの領域であるかを判断し、該判断された領域を挟む２つの高周波信号以外の高周波信号が流れる前記複数の遅延器の減衰量を最大にし、該２つの高周波信号以外の高周波信号をオフするスイッチングを行って前記複数の可変減衰器の減衰量制御を行うことを特徴とする。
【００２４】
請求項９の発明によれば、前記コントローラは、指示された位相が、前記複数の遅延器から出力された各高周波信号が示す位相に挟まれる領域のいずれの領域であるかを判断し、該判断された領域を挟む２つの高周波信号以外の高周波信号が流れる前記複数の遅延器の減衰量を最大にし、該２つの高周波信号以外の高周波信号をオフするスイッチングを行って前記複数の可変減衰器の減衰量制御を行うようにしているので、可変減衰器がスイッチング素子の機能を兼ねるため、簡易な構成によって可変減衰器の制御に伴う負荷を軽減できる。
【００２５】
また、請求項１０にかかる可変移相器は、上記の発明において、前記複数の遅延器は、各遅延器の隣接間位相が９０度である互いに直交した４つの遅延素子であり、該４つの遅延素子のうち、１つの遅延素子は遅延量が零であり、前記コントローラは、前記複数の可変減衰器の値を、所望の位相の正弦値および余弦値にそれぞれ対応した値を用いて前記複数の可変減衰器の減衰量制御を行うことを特徴とする。
【００２６】
請求項１０の発明によれば、前記複数の遅延器は、各遅延器の隣接間位相が９０度である互いに直交した４つの遅延素子であり、該４つの遅延素子のうち、１つの遅延素子は遅延量が零であり、前記コントローラは、前記複数の可変減衰器の値を、所望の位相の正弦値および余弦値にそれぞれ対応した値を用いて前記複数の可変減衰器の減衰量制御を行うようにし、簡易な構成で実現され、かつ３６０度を越える位相であっても高速に位相制御を行うことができる。
【００２７】
また、請求項１１にかかる可変移相器は、上記の発明において、位相に対する正弦値および余弦値の値を格納する格納手段をさらに備え、前記コントローラは、指示された位相に対応する前記正弦値および前記余弦値を読み出し、この読み出した前記正弦値および前記余弦値を用いて前記複数の可変減衰器の減衰量制御を行うことを特徴とする。
【００２８】
請求項１１の発明によれば、格納手段が、位相に対する正弦値および余弦値の値を予め格納しておき、前記コントローラが、指示された位相に対応する前記正弦値および前記余弦値を読み出し、この読み出した前記正弦値および前記余弦値を用いて前記複数の可変減衰器の減衰量制御を行うようにしているので、さらに位相制御を高速に行うことができる。
【００２９】
また、請求項１２にかかる可変移相器は、上記の発明において、前記コントローラは、前記複数の可変減衰器および／または前記電力調整用可変減衰器が有する位相特性に対応した位相誤差を補正した位相を算出し、この算出した位相を用いて前記複数の可変減衰器および／または前記電力調整用可変減衰器の減衰量制御を行うことを特徴とする。
【００３０】
請求項１２の発明によれば、前記コントローラが、前記複数の可変減衰器および／または前記電力調整用可変減衰器が有する位相特性に対応した位相誤差を補正した位相を算出し、この算出した位相を用いて前記複数の可変減衰器および／または前記電力調整用可変減衰器の減衰量制御を行うようにしているので、精度の高い減衰量制御を行うことができる。
【００３１】
また、請求項１３にかかる無線中継装置は、請求項１〜１２に記載の可変移相器を、回り込み信号をキャンセルする干渉波抑圧信号の生成に用いることを特徴とする。
【００３２】
請求項１３の発明によれば、請求項１〜１２に記載の可変移相器を、回り込み信号をキャンセルする干渉波抑圧信号の生成に用いるようにしているので、干渉波抑圧信号の生成を簡易かつ高速に行うことができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる可変移相器およびこれを用いた無線中継装置について説明する。
【００３４】
（実施の形態１）
まず、この発明の実施の形態１について説明する。図１は、この発明の実施の形態１である可変移相器の構成を示す回路図である。図１において、この可変移相器１０は、電力分配器１を有し、電力分配器１は、入力端子Ｔ１から入力された高周波信号を４つに電力分配し、この電力分配した高周波信号Ｓ１〜Ｓ４として出力する。さらに、この４分配された高周波信号Ｓ１〜Ｓ４に対応した４つの可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４を有し、高周波信号Ｓ１は、そのまま可変減衰器Ｒ１に入力される。電力分配器１と各可変減衰器Ｒ２〜Ｒ４との間には遅延線２〜４がそれぞれ設けられ、各遅延線２〜４は、それぞれ高周波信号Ｓ２〜Ｓ４を遅延して各可変減衰器Ｒ２〜Ｒ４に出力する。
【００３５】
遅延線２は、高周波信号の波長を「λ」とすると、高周波信号Ｓ２をλ／４分遅延し、遅延線３は、高周波信号Ｓ３をλ／２分遅延し、遅延線４は、高周波信号Ｓ４を（３／４）λ分遅延する。すなわち、各遅延線２〜４は、同位相の高周波信号Ｓ２〜Ｓ４をそれぞれ９０度、１８０度、２７０度移相している。ここで、電力分配器１と可変減衰器Ｒ１との間は直接接続されるため、遅延が生じないが、遅延線２〜４との関係で言えば、高周波信号Ｓ２〜Ｓ４と同位相の高周波信号Ｓ１を０度移相していることになる。換言すれば、各高周波信号Ｓ１〜Ｓ４は、９０度単位で移相されることになる。そして、可変減衰器Ｒ１，Ｒ３に入力される高周波信号と可変減衰器Ｒ２，Ｒ４に入力される高周波信号とは、直交関係にある。
【００３６】
コントローラＣ１は、各可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値を可変制御する。電力合成器５は、各可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４から出力された高周波信号を電力合成し、出力端子Ｔ２から、所望の位相をもつ高周波信号として出力する。
【００３７】
ここで、図２を参照して、コントローラＣ１による可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４に対する可変制御について説明する。図２では、入力端子Ｔ１から入力された高周波信号を４００度移相する場合を示している。Ｉ軸のプラス側は可変減衰器Ｒ１の値に相当し、Ｉ軸のマイナス側は可変減衰器Ｒ３の値に相当し、Ｑ軸のプラス側は可変減衰器Ｒ２の値に相当し、Ｑ軸のマイナス側は可変減衰器Ｒ４の値に相当する。したがって、４００度移相する場合、コントローラＣ１は、可変抵抗値Ｒ１の値を可変抵抗値Ｒ３の値よりも小さな値にしてＩ軸のプラス側になる値Ｒ１１に設定し、可変抵抗値Ｒ２の値を可変抵抗値Ｒ４の値よりも小さな値にしてＱ軸のプラス側になる値Ｒ１２に設定し、値Ｒ１１と値Ｒ１２とのベクトル合成時における位相が４００度になるようにそれぞれ値Ｒ１１，Ｒ１２を調整する。
【００３８】
なお、上述した実施の形態１では、４つの可変抵抗値Ｒ１〜Ｒ４を用いているが、これに限らず、たとえば３つの可変抵抗値を用いてもよく、５つの可変抵抗値を用いてもよい。この場合、電力分配器１は、３つあるいは５つに電力分配することになる。さらに、遅延線によって与える位相の位相間隔は等しくてもよいし、異なっていてもよい。また、上述した実施の形態１に示したように、分配された高周波信号の一つをＩ軸と同じ位相を持たせることによって遅延線が不要となり、簡易な構成が実現できる。
【００３９】
この実施の形態１では、電力分配された高周波信号を、９０度毎に隣接する位相関係を持たせ、その後これらの高周波信号をそれぞれに調整して減衰させるようにしているので、可変抵抗値を調整するという簡易な構成でかつ迅速に所望の位相をもつ高周波信号を生成することができる。
【００４０】
（実施の形態２）
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、コントローラＣ１がすべての可変抵抗値Ｒ１〜Ｒ４を可変制御するようにしていたが、この実施の形態２では、実質的に最小限の可変抵抗値Ｒ１〜Ｒ４のみを可変制御するようにしている。
【００４１】
図３は、この発明の実施の形態２である可変移相器の構成を示す図である。図３において、この可変移相器１１は、電力分配器１の後段に４つのスイッチＳＷ１〜ＳＷ４を設け、このスイッチＳＷ１〜ＳＷ４によって、電力分配器１によって電力分配された４つの高周波信号が可変抵抗Ｒ１〜Ｒ４側に出力するスイッチングが行われる。コントローラＣ２は、各可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値制御のほか、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４の切替制御を行う。その他の構成は図１に示した可変減衰器１０と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００４２】
図４は、コントローラＣ２の制御による可変移相制御を示す図である。図４に示すように、コントローラＣ２は、指示された位相に対応して最終的に合成される高周波信号が存在するＩ，Ｑ軸の象限位置をもとに、４つの高周波信号のうち、２つの高周波信号のみを用いて減衰制御し、この減衰された２つの高周波信号を合成して所望の位相を有した高周波信号を出力するようにしている。
【００４３】
たとえば、位相が４００度のとき、最終的に合成される高周波信号は第１象限に存在することになる。このため、Ｉ軸のプラス側である可変減衰器Ｒ１とＱ軸のプラス側である可変減衰器Ｒ２とを調整することなる。その結果、コントローラＣ２は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をオンし、スイッチＳＷ３，ＳＷ４をオフするスイッチング制御を行う。
【００４４】
ここで、コントローラＣ２は、可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４の値を決定する場合に、正弦波関数および余弦波関数を用いる。すなわち、可変減衰器Ｒ１，Ｒ３の値は、余弦波関数（ｃｏｓ関数）の値によって決定され、可変減衰器Ｒ２，Ｒ４の値は、正弦波関数（ｓｉｎ関数）の値によって決定される。たとえば、所望の位相が４００度の場合、余弦波関数の値すなわちｃｏｓ（４００°）の値が可変減衰器Ｒ１に対する制御電圧として出力され、正弦波関数の値すなわちｓｉｎ（４００°）の値が可変減衰器Ｒ２に対する制御電圧として出力される。この場合、Ｉ軸のプラス、マイナス、あるいはＱ軸のプラス、マイナスに関係なく、換言すればスイッチングに関わらず、正弦波関数の値は、可変減衰器Ｒ２，Ｒ４に対する制御電圧として出力し、余弦波関数の値は、可変減衰器Ｒ１，Ｒ３に対する制御電圧として出力する。
【００４５】
なお、上述した実施の形態２では、コントローラＣ２がスイッチＳＷ１〜ＳＷ４をスイッチング制御するようにしているが、実施の形態１と同様にスイッチＳＷ１〜ＳＷ４を設けず、コントローラＣ２がスイッチＳＷ１〜ＳＷ２のオフ制御に対応する各可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値を最大、すなわち減衰量を最大にし、実質的に各可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４上を流れる高周波信号をオフするようにしてもよい。
【００４６】
この実施の形態２では、分配された４つの高周波信号の中から制御すべき２つの高周波信号をスイッチＳＷ１〜ＳＷ４によって選択し、実質的に制御すべき可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４を２つにしているとともに、可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４の可変制御を正弦波関数および余弦波関数を用いて位相に対応する可変抵抗値を直接出力しているので、簡易な構成でかつ迅速な位相制御を行うことができる。
【００４７】
（実施の形態３）
つぎに、この発明の実施の形態３について説明する。上述した実施の形態１，２では所望の位相をもった高周波信号を生成出力するようにしていたが、この実施の形態３では、この位相制御された高周波信号の振幅制御をも行うようにしている。
【００４８】
図５は、この発明の実施の形態３である可変移相器の構成を示す図である。図５において、この可変移相器１２は、図１に示した可変移相器１０の構成に、電力調整用可変減衰器Ｒ５をさらに設けている。電力調整用可変減衰器Ｒ５は、電力合成器５の後段に設けられ、コントローラＣ３によって可変制御される。その他の構成は図１に示した構成と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００４９】
コントローラＣ３は、実施の形態１と同様に可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値を制御して所望の位相を有した高周波信号を電力合成器５から出力させ、さらにこの所望の位相を有した高周波信号Ｓ１１に対して、電力調整用可変減衰器Ｒ５の減衰量を制御することによって、図６に示すように、所定の振幅値を有した高周波信号Ｓ１２を生成して出力端子Ｔ３から出力させる。
【００５０】
この実施の形態３では、位相の制御に引き続いて振幅値の制御をも行っているので、所望の振幅および位相となる高周波信号を迅速かつ簡易に得ることができる。なお、上述した実施の形態３では、実施の形態１に対応したものであったが、これに限らず、実施の形態２に対応させ、電力合成器５の後段に電力調整用可変減衰器Ｒ５を設ける構成にも適用できる。
【００５１】
（実施の形態４）
つぎに、この発明の実施の形態４について説明する。この実施の形態４では、上述した可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４および電力調整用可変減衰器Ｒ５を、それぞれ複数の可変減衰器を直列接続して構成するようにしている。
【００５２】
図７は、この発明の実施の形態４である可変移相器の構成を示す図である。図７は、図５に示した可変移相器１２の各可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４および電力調整用可変減衰器Ｒ５を、それぞれｎ個の可変減衰器Ｒ１−１〜Ｒ１−ｎ，Ｒ２−１〜Ｒ２−ｎ，Ｒ３−１〜Ｒ３−ｎ，Ｒ４−１〜Ｒ４−ｎ，Ｒ５−１〜Ｒ５−ｎで構成し、各ｎ個の可変減衰器は直列接続される。
【００５３】
一般に、可変減衰器は、減衰量に応じて位相特性を有している。可変減衰器の位相特性は、図８に示すように減衰量に応じて位相が増大するが、小さい減衰量の場合における位相は小さな値である。たとえば、図８に示した可変減衰器では、減衰量が約１０ｄＢまでほぼ一定で３°程度の位相であるのに対し、減衰量が約１０ｄＢを越え、たとえば２０ｄＢの場合に位相が１０°と大きくなる。この場合、２０ｄＢの減衰量を実現する場合、２０ｄＢの可変減衰器を用いると１０°の位相をもった高周波信号が生成されてしまうが、１０ｄＢの２つの可変減衰器を直列接続して構成する場合、出力される高周波信号には６°の位相が生成されるのみである。
【００５４】
したがって、図７に示すように各可変減衰器および電力調整用可変減衰器を、可変減衰領域における移相が小さな可変減衰器を直列に多段接続する構成に置き換える。たとえば、可変減衰器Ｒ１を、ｎ個の可変減衰器Ｒ１−１〜Ｒ１−ｎに置き換える。これによって、減衰量に対応する移相を小さくすることができる。
【００５５】
なお、上述した実施の形態４では、各可変減衰器および電力調整用可変減衰器が位相特性による位相誤差を少なくすることができるが、実際の制御に際し、この位相誤差を補正した位相制御を行うようにしてもよい。この位相制御は実施の形態４のみならず、実施の形態１〜４に適用することができる。たとえば、４００°の位相を与える場合に可変減衰器の減衰量が２０ｄＢ必要な場合、図８を参照すると１０°の位相誤差が発生する。この場合、そのまま４００°の位相制御を行うと実際には４１０°の位相制御を行ってしまうため、コントローラＣ１は、１０°の位相誤差を減算し、３９０°の位相制御を行うようにする。この結果、実際には４００°の位相制御がなされる。
【００５６】
（実施の形態５）
つぎに、この発明の実施の形態５について説明する。実施の形態２においてコントローラＣ２が正弦波関数および余弦波関数を用いて可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４の減衰量を制御するようにしていたが、この実施の形態５では、位相に対する正弦波の値および位相に対する余弦波の値を記憶させておき、位相に対する可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４への制御量を瞬時に読み出して制御しようとするものである。
【００５７】
図９は、この発明の実施の形態５である可変減衰器の構成を示す図である。図９において、この可変移相器１４は、図３に示した可変減衰器１１の構成に記憶部６を追加構成している。コントローラＣ５は、記憶部６に記憶されたデータをもとに可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４の減衰量制御を行う。その他の構成は、図３に示した可変減衰器１１の構成と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００５８】
上述したように、記憶部６には、位相に対応する正弦波値および余弦波値を予め記憶され、コントローラＣ５は、指示された所望の位相に対応する正弦波値および余弦波値を記憶部６から読み出し、この読み出した値を用いて可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４を制御する。これによって、所望の位相を有する高周波信号を瞬時に生成することができる。
【００５９】
（実施の形態６）
つぎに、この発明の実施の形態６について説明する。上述した実施の形態１〜５では、基本的に遅延線２〜４を介した高周波信号Ｓ１〜Ｓ４の位相の間隔が９０°であることを前提とし、２つの高周波信号あるいは４つの高周波信号の位相制御を行うようにしていたが、この実施の形態６では、３つの高周波信号に分配し、このうちの２以上の高周波信号の位相制御をしようとするものである。
【００６０】
図１０は、この発明の実施の形態６である可変位相器の構成を示す回路図である。図１０において、この可変位相器２０は、上述したように３つの高周波信号Ｓ２１〜Ｓ２３を生成し、２以上の高周波信号Ｓ２１〜Ｓ２３の位相を制御し、最終的に合成された高周波信号Ｓ２５の位相を制御する。すなわち、電力分配器２１は、入力端子Ｔ１から入力された高周波信号を３つに電力分配し、この電力分配した高周波信号Ｓ２１〜Ｓ２３として出力する。さらに、３分配された高周波信号Ｓ２１〜Ｓ２３のうち、高周波信号Ｓ２１は直接に、高周波信号Ｓ２２，Ｓ２３は、それぞれ遅延線２２，２３を介し、高周波信号Ｓ２２ａ，Ｓ２３ａとして、それぞれ可変減衰器Ｒ１〜Ｒ３に出力される。可変減衰器Ｒ１〜Ｒ３は、コントローラＣ２０によって抵抗が制御され、振幅制御された各高周波信号は、合波器５によって合成され、所望の位相角を有した高周波信号Ｓ２５として出力端子Ｔ２から出力される。ここで、遅延線２２，２３は、高周波信号Ｓ２２，Ｓ２３をそれぞれ（１／３）・λ，（２／３）・λ遅延し、それぞれ−１２０°，−２４０°移相する。
【００６１】
図１１は、高周波信号Ｓ２１，Ｓ２２ａ，Ｓ２３ａに対する位相制御を説明するベクトル図である。コントローラＣ２０は、所望位相θを有した高周波信号Ｓ２５を得るために、それぞれ
可変減衰器Ｒ１ ： ｃｏｓ（０°−θ）＋１
可変減衰器Ｒ２ ： ｃｏｓ（１２０°−θ）＋１
可変減衰器Ｒ３ ： ｃｏｓ（２４０°−θ）＋１
によって演算された値を制御電圧として各可変減衰器Ｒ１〜Ｒ３に対して出力する。なお、図１１では、所望位相θ＝−３０°の場合を示している。また、図１１では、遅延線２２，２３を介した各高周波信号Ｓ２１，Ｓ２２ａ，Ｓ２３ａの信号ペクトルの長さを「１」で規格化するために、「１／２」の係数を乗算している。
【００６２】
図１１に示すように、高周波信号Ｓ２１，Ｓ２２ａ，Ｓ２３ａに対応する信号ベクトルＡ１〜Ａ３はそれぞれ、コントローラＣ２０によって、
１／２｛ｃｏｓ（０°−（−３０°））＋１｝＝０．９３３０１３
１／２｛ｃｏｓ（１２０°−（−３０°））＋１｝＝０．５
１／２｛ｃｏｓ（２４０°−（−３０°））＋１｝＝０．０６６９８７
の長さに制御される。その結果、高周波信号Ｓ２５に対応する信号ベクトルＡは、各信号ベクトルＡ１〜Ａ３の合成によって、所望位相θ＝−３０°に制御され、長さ（振幅）は０．７５となる。
【００６３】
図８に示したように、一般に可変減衰器は、減衰量に対して位相特性を持ち、減衰量が大きくなると位相が大きく変わるが、この実施の形態６では、可変減衰器Ｒ１〜Ｒ３の可変減衰量が１０ｄＢ程度しか可変できない場合であっても、３軸すなわち３つの高周波信号Ｓ２１，Ｓ２２ａ，Ｓ２３ａのみを制御することよって、３６０°の全ての位相を得ることができる。
【００６４】
ところで、可変減衰器の減衰量が位相回転の少ない範囲、たとえば１０ｄＢの減衰量の範囲内で使用するという制限がある場合であって、所望位相θを挟む９０°以内の２軸によって移相制御する場合では、たとえば、９０°離れた２軸によって、３６０°の全ての位相を得ようとしても、軸近傍の位相すなわち軸に対して±６°の位相を得ることはできない（図１２参照）。これは、一方の軸の減衰量が１０ｄＢ以内と決まっているので、１０ｄＢよりも小さな長さを有した信号ベクトルを生成することができないからである。
【００６５】
ここで、この実施の形態６に示した３軸制御を用いると、１つの軸の長さが１０ｄＢよりも小さな長さのベクトルとなるときであっても、残りの２軸を調整することによって、３６０°の全ての位相を得ることができる。
【００６６】
図１３は、この発明の実施の形態６の変形例である可変減衰器の動作を説明するベクトル図である。図１３において、実施の形態６では、位相−２４０°の信号ベクトルＡ３の長さが０．０６６９８７であり、この減衰量は１０ｄＢを越えるため、１０ｄＢが最大減衰量である可変減衰器では、この信号ベクトルＡ３を生成することができない。しかし、この実施の形態６の変形例では、他の２軸の信号ベクトルの長さを調整することによって、最大減衰量が１０ｄＢ以内の可変減衰器を用いても、所望位相θに移相することができる。
【００６７】
すなわち、信号ベクトルＡ３の長さは、０．１（１０ｄＢ）までしか短くすることができないため、−２４０°の信号ベクトルＡ３を、長さ０．１の信号ベクトルＡ３´に修正し、他の０°，−１２０°の信号ベクトルＡ１，Ａ２に、信号ベクトルＡ３と信号ベクトルＡ３´との差分値ΔＡ３（＝Ａ３´−Ａ３＝０．０３３０１３）を加算した信号ベクトルＡ１´（＝Ａ１＋ΔＡ３），Ａ２´（＝Ａ２＋ΔＡ３）に補正する。これによって、実施の形態６に示した所望位相θを有した信号ベクトルＡを生成することができる。
【００６８】
図１４は、最大減衰量が１０ｄＢである可変減衰器を用いた場合において３６０°全範囲に対する所望位相θをもつ高周波信号を生成する各軸の減衰制御関係を示した図である。図１４に示すように、この実施の形態６の変形例では、各軸（０°，―１２０°，―２４０°）の最大減衰量が１０ｄＢ以内であっても、３６０°全ての所望位相をもった高周波信号を生成することができる。
【００６９】
ここで、上述した実施の形態６の変形例では、各軸が最大減衰量１０ｄＢであったが、最大減衰量が３ｄＢ、すなわち信号ベクトルの長さが０．５以上の場合であっても容易に適用することができる。図１５は、この発明の実施の形態６の第２変形例である可変減衰器の動作を示すベクトル図である。図１５に示すように、所望位相θ＝―３０°で長さ０．３の信号ベクトルは、０．５以上の各軸の信号ベクトルＢ１〜Ｂ３を合成することによって生成することができる。また、所望位相θ＝―１８０°で長さ０．３の信号ベクトルも、０．５以上の各軸の信号ベクトルＣ１〜Ｃ３を合成することによって生成することができる。
【００７０】
この実施の形態６の第２変形例では、０．５以上の各軸の信号ベクトルを合成することによって、３６０°全ての所望位相を生成することができる（図１６参照）。
【００７１】
なお、上述した実施の形態６，実施の形態６の変形例および第２変形例では、いずれも各軸が０°，―１２０°，−２４０°であり、各軸間の角度が均等に１２０°であったが、各軸間の角度が均等でなくても、所望位相を得ることができる。図１７は、０°の軸が２０°に軸ずれした場合、すなわち各軸間の角度が、１００°，１４０°，１２０°となった場合のベクトル図を示している。この場合、図１７に示すように、制御できる範囲が円形でなく、楕円形状となってしまうが、３６０°全ての所望位相を得ることができることに変わりはない。また、合成される所望位相の信号ベクトルの長さを同じくするために、同心円を描こうとすると、軸ずれがない場合に比して小さな円の範囲となるが、この小さくなった分は、この可変位相器の通過損失としてみなせばよい。
【００７２】
また、上述した実施の形態３〜５に示した構成も、上述した実施の形態６，実施の形態６の変形例および第２変形例に適用することができる。なお、振幅調整は、上述した同心円で示したように、各軸の合成時において調整するようにしてもよい。
【００７３】
（実施の形態７）
つぎに、この発明の実施の形態７について説明する。この実施の形態７では、上述した実施の形態１〜６に示した可変移相器を、無線中継装置に適用するものである。
【００７４】
一般に、移動体通信システムなどでは、基地局と移動局との間に、山岳地域や、平野部であってもビル内あるいはトンネル内などの比較的に電波の届きにくい場所が発生し、この場合、無線中継装置が用いられる。このほか、無線中継装置は、無線ゾーンのエリア拡大のためにも用いられる。
【００７５】
この無線中継装置には、符号分割多元接続方式や符号分割多重方式を用い、受信した信号をそのまま、すなわち高周波信号のまま中継するＲＦリピータ装置がある。このＲＦリピータ装置は、高周波信号のまま中継するために、コスト的に有利な装置である。
【００７６】
図１８は、不感地帯をカバーする無線中継装置が用いられた移動通信システムの概要構成を示す図である。図１８において、基地局１００と移動局１０１とは、移動局１０１が不感地帯１０３に位置するため、直接通信を行うことができない。無線中継装置２００は、基地局１００と移動局１０１との間の通信を中継する。無線中継装置２００は、基地局１００からの下り信号ｆＤをアンテナ２０１ａで受信し、この下り信号ｆＤを増幅してアンテナ２０１ｂから移動局１０１に送信する。一方、移動局１０１からの上り信号ｆＵは、アンテナ２０１ｂで受信し、この上り信号ｆＵを増幅してアンテナ２０１ａから基地局１００に送信する。
【００７７】
ここで、ＲＦリピータ装置としての無線中継装置２００は、同一周波数の高周波信号をそのまま増幅し輻射するため、アンテナ２０１ａ，２０１ｂ間のアイソレーションがリピータ利得よりも高く取るように設置される。しかし、送受信アンテナ間を十分離隔できないなど、ＲＦリピータ装置の設置制約上から、送受信アンテナ間のアイソレーションが十分とれない場合が発生し、送受信アンテナ間の回り込み信号によって伝送品質が劣化し、あるいはアンテナ間のアイソレーションに比してリピータ利得が高い場合、発振してしまうという不具合が発生する。
【００７８】
このため、無線中継装置２００は、図１９に示すように、回り込み信号Ｓａ，Ｓｂを抑圧する干渉抑圧回路２２０が設けられる。図１９は、無線中継装置２００の詳細構成を示すブロック図である。図１９において、この無線中継装置２００は、ＲＦリピータ装置であり、基地局１００からの下り受信信号は、アンテナ２０１ａで受信され、サーキュレータ２０２ａを介し、下り主線系信号ＳＤとして方向性結合器２０３ａに入力される。方向性結合器２０３ａは、後述する干渉抑圧信号である下り抑圧系信号ＳＤＸと合成され、下り主線系信号ＳＤ内の回り込み信号Ｓａ成分をキャンセルする。
【００７９】
下り主線系信号ＳＤは、その後、低雑音増幅器２０４ａに入力されて増幅され、方向性結合器２０５ａを介して遅延器２０６ａに入力される。遅延器２０６ａは１チップ以上、例えば８００ＭＨｚ帯の広帯域符号分割多元接続方式において７５０ｎｓｅｃ以上の遅延を与える。さらに、下り主線系信号ＳＤは、電力増幅器２０７ａによって電力増幅され、方向性結合器２０８ａを介して下り主線系信号ＳＤの一部を下り抑圧系信号ＳＤＸとして分岐する。下り主線系信号ＳＤは、サーキュレータ２０２ｂを介してアンテナ２０１ｂから下り主線系信号ＳＤを放射し、その一部が回り込み信号Ｓａとしてアンテナ２０１ａに回り込む。
【００８０】
方向性結合器２０８ａから分岐された下り抑圧系信号ＳＤＸは、方向性結合器２０９ａを介して遅延器２１０ａに入力され、回り込み信号Ｓａと下り抑圧系信号ＳＤＸの遅延差に相当する遅延量が付加される。その後、下り抑圧系信号ＳＤＸは、可変の移相器２１１ａおよび可変の減衰器２１２ａに入力される。ここで、方向性結合器２０５ａから下り主線系信号ＳＤの一部および方向性結合器２０９ａから下り抑圧系信号ＳＤＸの一部がデジタル信号処理部Ｃ２ａに入力される。デジタル信号処理部Ｃ２ａは、下り抑圧系信号ＳＤＸが、回り込み信号Ｓａと同振幅かつ逆位相とするべく、移相器２１１ａの位相および減衰器２１２ａの減衰量とを可変調整する。これによって、回り込み信号Ｓａをキャンセルする下り抑圧系信号ＳＤＸが生成され、方向性結合器２０３ａに出力され、回り込み信号Ｓａの干渉抑圧が実行される。なお、アンテナ２０１ｂから受信される上り主線系信号ＳＵについても上り抑圧系信号ＳＵＸが生成され、この上り抑圧系信号ＳＵＸによる干渉抑圧が実行される。
【００８１】
ここで、上述した移相器２１１ａ、移相器２１１ａと減衰器２１２ａとの組み合わせ、移相器２１１ｂ、移相器２１１ｂと減衰器２１２ｂとの組み合わせの各構成に、上述した実施の形態１〜５に示した可変移相器が適用される。
【００８２】
実施の形態１〜６に示した可変移相器を無線中継装置に適用することによって、簡易な構成で、大きな位相の高速処理が可能となる。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、電力分配器が、入力された高周波信号を複数の高周波信号に電力分配して出力し、複数の遅延器が、前記電力分配器によって分配された複数の高周波信号にそれぞれ異なる遅延を付与し、該複数の遅延器の後段にそれぞれ接続された複数の可変減衰器に対して、コントローラの制御のもとに、該複数の可変減衰器の後段の電力合成器によって電力合成出力される高周波信号の位相が、指示された位相となるように前記複数の可変減衰器の減衰量を制御するようにしているので、簡易な構成でかつ位相制御を高速に行うことができるという効果を奏する。
【００８４】
また、請求項２の発明によれば、前記電力合成器から出力された高周波信号の振幅値を調整する電力調整用可変減衰器をさらに設け、前記コントローラが、前記電力調整用可変減衰器の減衰量をさらに制御するようにしているので、位相制御のみならず、振幅制御をも簡易な構成で実現することができるという効果を奏する。
【００８５】
また、請求項３の発明によれば、前記複数の可変減衰器および前記電力調整用可変減衰器のそれぞれを、複数の部分可変減衰器を直列接続して構成し、減衰量が小さい領域では減衰に伴う高周波信号の移相が小さいという位相特性を用い、小さな減衰量の小さな移相の加算によって最終的に加算された移相が、一つの可変減衰器の大きな移相に比して小さくすることができるので、精度の高い位相制御を行うことができるという効果を奏する。
【００８６】
また、請求項４の発明によれば、前記電力分配器が、少なくとも３つの高周波信号に分配し、前記複数の遅延器が、異なる遅延量が付与される少なくとも３つの遅延素子によって構成され、前記コントローラが、前記電力合成器による各高周波信号のベクトル合成後の位相が、指示された位相となるように前記複数の可変減衰器の減衰量を制御し、最低限の構成によって高周波信号の位相制御を高速に行うことができるという効果を奏する。
【００８７】
また、請求項５の発明によれば、前記コントローラが、前記複数の可変減衰器のうち、２つ以上の可変減衰器の減衰量を制御し、２つの可変減衰器の減衰量の制御すなわち２つの位相軸の振幅値制御のみによっても、指示された位相が得られるようにしているので、簡易な構成によって高周波信号の位相制御を高速に行うことができるという効果を奏する。
【００８８】
また、請求項６の発明によれば、前記電力分配器が、３つの高周波信号に分配し、前記複数の遅延器が、３つの高周波信号がそれぞれ形成する各位相軸間の角度が９０度を超えるように位相調整し、前記コントローラが、ベクトル合成後の位相が指示された位相となるように、３つの高周波信号に対応する各可変減衰器の減衰量を制御するように、制御する位相軸の増大によって可変減衰器のダイナミックレンジを小さくし、可変減衰器自体による位相特性変化を最小限に抑えるようにしているので、簡易な構成で、高周波信号の位相制御を精度高く行うことができるという効果を奏する。
【００８９】
また、請求項７の発明によれば、前記電力分配器が、４つの高周波信号に分配し、前記複数の遅延器が、４つの高周波信号のうち、２つの高周波信号が形成する各位相軸間の角度が１８０度未満となるように位相調整し、前記コントローラが、ベクトル合成後の位相が指示された位相となるように、４つの高周波信号に対応する各可変減衰器の減衰量を制御するようにし、制御する位相軸の増大によって可変減衰器のダイナミックレンジを一層小さくし、可変減衰器自体による位相特性変化を最小限に抑えるようにしているので、簡易な構成で、高周波信号の位相制御を一層精度高く行うことができるという効果を奏する。
【００９０】
また、請求項８の発明によれば、前記電力分配器によって分配された高周波信号の出力をスイッチングする複数のスイッチング素子をさらに設け、前記コントローラは、指示された位相が、前記複数の遅延器から出力された各高周波信号が示す位相に挟まれる領域のいずれの領域であるかを判断し、該判断された領域を挟む２つの高周波信号のみをオンさせるスイッチングを行って前記複数の可変減衰器の減衰量制御を行うようにしているので、可変減衰器の制御に伴う負荷を軽減できるという効果を奏する。
【００９１】
また、請求項９の発明によれば、前記コントローラは、指示された位相が、前記複数の遅延器から出力された各高周波信号が示す位相に挟まれる領域のいずれの領域であるかを判断し、該判断された領域を挟む２つの高周波信号以外の高周波信号が流れる前記複数の遅延器の減衰量を最大にし、該２つの高周波信号以外の高周波信号をオフするスイッチングを行って前記複数の可変減衰器の減衰量制御を行うようにしているので、可変減衰器がスイッチング素子の機能を兼ねるため、簡易な構成によって可変減衰器の制御に伴う負荷を軽減できるという効果を奏する。
【００９２】
また、請求項１０の発明によれば、前記複数の遅延器は、各遅延器の隣接間位相が９０度である互いに直交した４つの遅延素子であり、該４つの遅延素子のうち、１つの遅延素子は遅延量が零であり、前記コントローラは、前記複数の可変減衰器の値を、所望の位相の正弦値および余弦値にそれぞれ対応した値を用いて前記複数の可変減衰器の減衰量制御を行うようにし、簡易な構成で実現され、かつ３６０°を越える位相であっても高速に位相制御を行うことができるという効果を奏する。
【００９３】
また、請求項１１の発明によれば、格納手段が、位相に対する正弦値および余弦値の値を予め格納しておき、前記コントローラが、指示された位相に対応する前記正弦値および前記余弦値を読み出し、この読み出した前記正弦値および前記余弦値を用いて前記複数の可変減衰器の減衰量制御を行うようにしているので、さらに位相制御を高速に行うことができるという効果を奏する。
【００９４】
また、請求項１２の発明によれば、前記コントローラが、前記複数の可変減衰器および／または前記電力調整用可変減衰器が有する位相特性に対応した位相誤差を補正した位相を算出し、この算出した位相を用いて前記複数の可変減衰器および／または前記電力調整用可変減衰器の減衰量制御を行うようにしているので、精度の高い減衰量制御を行うことができるという効果を奏する。
【００９５】
また、請求項１３の発明によれば、請求項１〜１２に記載の可変移相器を、回り込み信号をキャンセルする干渉波抑圧信号の生成に用いるようにしているので、干渉波抑圧信号の生成を簡易かつ高速に行うことができ、回り込み信号の移相が高速に変化する信号であっても、干渉抑圧を行うことができる無線中継装置を実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１である可変移相器の構成を示す図である。
【図２】図１に示したコントローラによる可変減衰器の制御を示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態２である可変移相器の構成を示す図である。
【図４】図３に示したコントローラによる可変減衰器の制御を示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態３である可変移相器の構成を示す図である。
【図６】図５に示したコントローラによる電力調整用可変減衰器の制御を示す説明図である。
【図７】この発明の実施の形態４である可変移相器の構成を示す図である。
【図８】図７に示した可変移相器に用いられる直列接続された可変減衰器の移相特性を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態５である可変移相器の構成を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態６である可変移相器の構成を示す図である。
【図１１】この発明の実施の形態６である可変移相器の動作を示すベクトル図である。
【図１２】３６０°全ての所望位相の生成が困難な場合を含む所望角度と各軸の減衰量との関係を示す図である。
【図１３】この発明の実施の形態６の変形例である可変移相器の動作を示すベクトル図である。
【図１４】１０ｄＢ以内の減衰量で３６０°全ての所望位相の生成を実現する所望角度と各軸の減衰量との関係を示す図である。
【図１５】この発明の実施の形態６の第２変形例である可変移相器の動作を示すベクトル図である。
【図１６】３ｄＢ以内の減衰量で３６０°全ての所望位相の生成を実現する所望角度と各軸の減衰量との関係を示す図である。
【図１７】各軸間の角度が均等でない場合における信号ベクトルの合成を示すベクトル図である。
【図１８】この発明の実施の形態１〜６が適用される無線中継装置の概要構成を示す図である。
【図１９】図１８に示した無線中継装置の詳細構成を示す図である。
【符号の説明】
１，２１ 電力分配器
２，３，４，２２，２３ 遅延線
５ 電力合成器
６ 記憶部
Ｓ１〜Ｓ４，Ｓ２１〜Ｓ２３，Ｓ２２ａ，Ｓ２３ａ，Ｓ２５ 高周波信号
Ｒ１〜Ｒ４ 可変減衰器
Ｒ５ 電力調整用可変減衰器
Ｃ１〜Ｃ４，Ｃ２０ コントローラ
ＳＷ１〜ＳＷ４ スイッチ
１００ 基地局
１０１ 移動局
２００ 無線中継装置
２１１ａ，２１１ｂ 移相器
２１２ａ，２１２ｂ 減衰器
【発明の属する技術分野】
この発明は、通信装置、レーダ装置、各種高周波測定装置などの高周波信号を取り扱い、この高周波信号の位相の制御、さらには振幅の制御をも可能とする可変移相器およびこれを用いた無線中継装置に関し、特に干渉波抑圧機能が搭載された無線中継装置の干渉抑圧信号生成部に好適な可変移相器およびこれを用いた無線中継装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、高周波信号の位相を直接的に変化させる方式には、この高周波信号が伝搬する線路の物理的な長さを変えることによって位相を変化させる方式があり、たとえばトロンボーン型移相器が知られている。また、短時間に高周波信号の位相を変化させる方式としては、ＰＩＮダイオードや可変容量ダイオードなどの半導体素子を用いた移相器がある。この半導体素子を用いた移相器は、ダイオードのバイアス電圧やバイアス電流を急速に変化させ、ダイオードのインピーダンスの変化を利用して位相を変化させるものであるが、具体的には、ローデッドライン型移相器が知られている。なお、大きな位相を得る場合には、上述した二つの方式、すなわち物理的な線路長を変化させる方式と半導体素子を用いた方式とを組み合わせて構成するハイブリッド型移相器が用いられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したトロンボーン型移相器などの物理的な線路長を変える方式では、可変位相範囲が物理長で限定されるため、任意の位相点から連続して３６０度以上の位相に変化させることが困難であるという問題点があった。さらに、この方式では、物理的な線路長を変えるので、位相変化に時間がかかり、高速な位相変化を必要とする装置あるいはシステムに用いることができないという問題点があった。
【０００４】
また、上述したローデッドライン型移相器などの半導体素子を用いる方式では、ダイオードなどの半導体回路の構成上、大きな位相を得ようとすると帯域幅が狭くなり、実用上、４５度以下の移相に限られて用いられるという問題点があった。
【０００５】
さらに、上述したハイブリッド型移相器では、大きな位相を得ることができるものの、回路が複雑になるという問題点があった。
【０００６】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、簡易な構成で、３６０°を越える大きな位相を高速に得ることができる可変移相器およびこれを用いた無線中継装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１にかかる可変移相器は、入力された高周波信号を複数の高周波信号に電力分配して出力する電力分配器と、前記電力分配器によって分配された複数の高周波信号にそれぞれ異なる遅延を付与する複数の遅延器と、各遅延器から出力された各高周波信号の振幅値を可変に減衰する複数の可変減衰器と、前記複数の可変減衰器から出力された複数の高周波信号を電力合成して出力する電力合成器と、前記電力合成器から出力される高周波信号の位相が、指示された位相となるように前記複数の可変減衰器の減衰量を制御するコントローラとを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項１の発明によれば、電力分配器が、入力された高周波信号を複数の高周波信号に電力分配して出力し、複数の遅延器が、前記電力分配器によって分配された複数の高周波信号にそれぞれ異なる遅延を付与し、該複数の遅延器の後段にそれぞれ接続された複数の可変減衰器に対して、コントローラの制御のもとに、該複数の可変減衰器の後段の電力合成器によって電力合成出力される高周波信号の位相が、指示された位相となるように前記複数の可変減衰器の減衰量を制御するようにしている。
【０００９】
また、請求項２にかかる可変移相器は、上記の発明において、前記電力合成器から出力された高周波信号の振幅値を調整する電力調整用可変減衰器をさらに備え、前記コントローラは、前記電力調整用可変減衰器の減衰量を制御することを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明によれば、前記電力合成器から出力された高周波信号の振幅値を調整する電力調整用可変減衰器をさらに設け、前記コントローラが、前記電力調整用可変減衰器の減衰量をさらに制御するようにしている。
【００１１】
また、請求項３にかかる可変移相器は、上記の発明において、前記複数の可変減衰器および前記電力調整用可変減衰器のそれぞれは、複数の部分可変減衰器を直列接続して形成されることを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明によれば、前記複数の可変減衰器および前記電力調整用可変減衰器のそれぞれを、複数の部分可変減衰器を直列接続して構成し、減衰量が小さい領域では減衰に伴う高周波信号の移相が小さいという位相特性を用い、小さな減衰量の小さな移相の加算によって最終的に加算された移相が、一つの可変減衰器の大きな移相に比して小さくすることができる。
【００１３】
また、請求項４にかかる可変移相器は、上記の発明において、前記電力分配器は、少なくとも３つの高周波信号に分配し、前記複数の遅延器は、異なる遅延量が付与される少なくとも３つの遅延素子を有し、前記コントローラは、前記電力合成器による各高周波信号のベクトル合成後の位相が、指示された位相となるように前記複数の可変減衰器の減衰量を制御することを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明によれば、前記電力分配器が、少なくとも３つの高周波信号に分配し、前記複数の遅延器が、異なる遅延量が付与される少なくとも３つの遅延素子によって構成され、前記コントローラが、前記電力合成器による各高周波信号のベクトル合成後の位相が、指示された位相となるように前記複数の可変減衰器の減衰量を制御し、最低限の構成によって高周波信号の位相制御を高速に行うことができる。
【００１５】
また、請求項５にかかる可変移相器は、上記の発明において、前記コントローラは、前記複数の可変減衰器のうち、２つ以上の可変減衰器の減衰量を制御することを特徴とする。
【００１６】
請求項５の発明によれば、前記コントローラが、前記複数の可変減衰器のうち、２つ以上の可変減衰器の減衰量を制御し、２つの可変減衰器の減衰量の制御すなわち２つの位相軸の振幅値制御のみによっても、指示された位相が得られるようにしている。
【００１７】
また、請求項６にかかる可変移相器は、上記の発明において、前記電力分配器は、３つの高周波信号に分配し、前記複数の遅延器は、３つの高周波信号がそれぞれ形成する各位相軸間の角度が９０度を超えるように位相調整され、前記コントローラは、ベクトル合成後の位相が指示された位相となるように、３つの高周波信号に対応する各可変減衰器の減衰量を制御することを特徴とする。
【００１８】
請求項６の発明によれば、前記電力分配器が、３つの高周波信号に分配し、前記複数の遅延器が、３つの高周波信号がそれぞれ形成する各位相軸間の角度が９０度を超えるように位相調整し、前記コントローラが、ベクトル合成後の位相が指示された位相となるように、３つの高周波信号に対応する各可変減衰器の減衰量を制御するように、制御する位相軸の増大によって可変減衰器のダイナミックレンジを小さくし、可変減衰器自体による位相特性変化を最小限に抑えるようにしている。
【００１９】
また、請求項７にかかる可変移相器は、上記の発明において、前記電力分配器は、４つの高周波信号に分配し、前記複数の遅延器は、４つの高周波信号のうち、２つの高周波信号が形成する各位相軸間の角度が１８０度未満となるように位相調整され、前記コントローラは、ベクトル合成後の位相が指示された位相となるように、４つの高周波信号に対応する各可変減衰器の減衰量を制御することを特徴とする。
【００２０】
請求項７の発明によれば、前記電力分配器が、４つの高周波信号に分配し、前記複数の遅延器が、４つの高周波信号のうち、２つの高周波信号が形成する各位相軸間の角度が１８０度未満となるように位相調整し、前記コントローラが、ベクトル合成後の位相が指示された位相となるように、４つの高周波信号に対応する各可変減衰器の減衰量を制御するようにし、制御する位相軸の増大によって可変減衰器のダイナミックレンジを一層小さくし、可変減衰器自体による位相特性変化を最小限に抑えるようにしている。
【００２１】
また、請求項８にかかる可変移相器は、上記の発明において、前記電力分配器によって分配された高周波信号の出力をスイッチングする複数のスイッチング素子をさらに備え、前記コントローラは、指示された位相が、前記複数の遅延器から出力された各高周波信号が示す位相に挟まれる領域のいずれの領域であるかを判断し、該判断された領域を挟む２つの高周波信号のみをオンさせるスイッチングを行って前記複数の可変減衰器の減衰量制御を行うことを特徴とする。
【００２２】
請求項８の発明によれば、前記電力分配器によって分配された高周波信号の出力をスイッチングする複数のスイッチング素子をさらに設け、前記コントローラは、指示された位相が、前記複数の遅延器から出力された各高周波信号が示す位相に挟まれる領域のいずれの領域であるかを判断し、該判断された領域を挟む２つの高周波信号のみをオンさせるスイッチングを行って前記複数の可変減衰器の減衰量制御を行うようにしているので、可変減衰器の制御に伴う負荷を軽減できる。
【００２３】
また、請求項９にかかる可変移相器は、上記の発明において、前記コントローラは、指示された位相が、前記複数の遅延器から出力された各高周波信号が示す位相に挟まれる領域のいずれの領域であるかを判断し、該判断された領域を挟む２つの高周波信号以外の高周波信号が流れる前記複数の遅延器の減衰量を最大にし、該２つの高周波信号以外の高周波信号をオフするスイッチングを行って前記複数の可変減衰器の減衰量制御を行うことを特徴とする。
【００２４】
請求項９の発明によれば、前記コントローラは、指示された位相が、前記複数の遅延器から出力された各高周波信号が示す位相に挟まれる領域のいずれの領域であるかを判断し、該判断された領域を挟む２つの高周波信号以外の高周波信号が流れる前記複数の遅延器の減衰量を最大にし、該２つの高周波信号以外の高周波信号をオフするスイッチングを行って前記複数の可変減衰器の減衰量制御を行うようにしているので、可変減衰器がスイッチング素子の機能を兼ねるため、簡易な構成によって可変減衰器の制御に伴う負荷を軽減できる。
【００２５】
また、請求項１０にかかる可変移相器は、上記の発明において、前記複数の遅延器は、各遅延器の隣接間位相が９０度である互いに直交した４つの遅延素子であり、該４つの遅延素子のうち、１つの遅延素子は遅延量が零であり、前記コントローラは、前記複数の可変減衰器の値を、所望の位相の正弦値および余弦値にそれぞれ対応した値を用いて前記複数の可変減衰器の減衰量制御を行うことを特徴とする。
【００２６】
請求項１０の発明によれば、前記複数の遅延器は、各遅延器の隣接間位相が９０度である互いに直交した４つの遅延素子であり、該４つの遅延素子のうち、１つの遅延素子は遅延量が零であり、前記コントローラは、前記複数の可変減衰器の値を、所望の位相の正弦値および余弦値にそれぞれ対応した値を用いて前記複数の可変減衰器の減衰量制御を行うようにし、簡易な構成で実現され、かつ３６０度を越える位相であっても高速に位相制御を行うことができる。
【００２７】
また、請求項１１にかかる可変移相器は、上記の発明において、位相に対する正弦値および余弦値の値を格納する格納手段をさらに備え、前記コントローラは、指示された位相に対応する前記正弦値および前記余弦値を読み出し、この読み出した前記正弦値および前記余弦値を用いて前記複数の可変減衰器の減衰量制御を行うことを特徴とする。
【００２８】
請求項１１の発明によれば、格納手段が、位相に対する正弦値および余弦値の値を予め格納しておき、前記コントローラが、指示された位相に対応する前記正弦値および前記余弦値を読み出し、この読み出した前記正弦値および前記余弦値を用いて前記複数の可変減衰器の減衰量制御を行うようにしているので、さらに位相制御を高速に行うことができる。
【００２９】
また、請求項１２にかかる可変移相器は、上記の発明において、前記コントローラは、前記複数の可変減衰器および／または前記電力調整用可変減衰器が有する位相特性に対応した位相誤差を補正した位相を算出し、この算出した位相を用いて前記複数の可変減衰器および／または前記電力調整用可変減衰器の減衰量制御を行うことを特徴とする。
【００３０】
請求項１２の発明によれば、前記コントローラが、前記複数の可変減衰器および／または前記電力調整用可変減衰器が有する位相特性に対応した位相誤差を補正した位相を算出し、この算出した位相を用いて前記複数の可変減衰器および／または前記電力調整用可変減衰器の減衰量制御を行うようにしているので、精度の高い減衰量制御を行うことができる。
【００３１】
また、請求項１３にかかる無線中継装置は、請求項１〜１２に記載の可変移相器を、回り込み信号をキャンセルする干渉波抑圧信号の生成に用いることを特徴とする。
【００３２】
請求項１３の発明によれば、請求項１〜１２に記載の可変移相器を、回り込み信号をキャンセルする干渉波抑圧信号の生成に用いるようにしているので、干渉波抑圧信号の生成を簡易かつ高速に行うことができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる可変移相器およびこれを用いた無線中継装置について説明する。
【００３４】
（実施の形態１）
まず、この発明の実施の形態１について説明する。図１は、この発明の実施の形態１である可変移相器の構成を示す回路図である。図１において、この可変移相器１０は、電力分配器１を有し、電力分配器１は、入力端子Ｔ１から入力された高周波信号を４つに電力分配し、この電力分配した高周波信号Ｓ１〜Ｓ４として出力する。さらに、この４分配された高周波信号Ｓ１〜Ｓ４に対応した４つの可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４を有し、高周波信号Ｓ１は、そのまま可変減衰器Ｒ１に入力される。電力分配器１と各可変減衰器Ｒ２〜Ｒ４との間には遅延線２〜４がそれぞれ設けられ、各遅延線２〜４は、それぞれ高周波信号Ｓ２〜Ｓ４を遅延して各可変減衰器Ｒ２〜Ｒ４に出力する。
【００３５】
遅延線２は、高周波信号の波長を「λ」とすると、高周波信号Ｓ２をλ／４分遅延し、遅延線３は、高周波信号Ｓ３をλ／２分遅延し、遅延線４は、高周波信号Ｓ４を（３／４）λ分遅延する。すなわち、各遅延線２〜４は、同位相の高周波信号Ｓ２〜Ｓ４をそれぞれ９０度、１８０度、２７０度移相している。ここで、電力分配器１と可変減衰器Ｒ１との間は直接接続されるため、遅延が生じないが、遅延線２〜４との関係で言えば、高周波信号Ｓ２〜Ｓ４と同位相の高周波信号Ｓ１を０度移相していることになる。換言すれば、各高周波信号Ｓ１〜Ｓ４は、９０度単位で移相されることになる。そして、可変減衰器Ｒ１，Ｒ３に入力される高周波信号と可変減衰器Ｒ２，Ｒ４に入力される高周波信号とは、直交関係にある。
【００３６】
コントローラＣ１は、各可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値を可変制御する。電力合成器５は、各可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４から出力された高周波信号を電力合成し、出力端子Ｔ２から、所望の位相をもつ高周波信号として出力する。
【００３７】
ここで、図２を参照して、コントローラＣ１による可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４に対する可変制御について説明する。図２では、入力端子Ｔ１から入力された高周波信号を４００度移相する場合を示している。Ｉ軸のプラス側は可変減衰器Ｒ１の値に相当し、Ｉ軸のマイナス側は可変減衰器Ｒ３の値に相当し、Ｑ軸のプラス側は可変減衰器Ｒ２の値に相当し、Ｑ軸のマイナス側は可変減衰器Ｒ４の値に相当する。したがって、４００度移相する場合、コントローラＣ１は、可変抵抗値Ｒ１の値を可変抵抗値Ｒ３の値よりも小さな値にしてＩ軸のプラス側になる値Ｒ１１に設定し、可変抵抗値Ｒ２の値を可変抵抗値Ｒ４の値よりも小さな値にしてＱ軸のプラス側になる値Ｒ１２に設定し、値Ｒ１１と値Ｒ１２とのベクトル合成時における位相が４００度になるようにそれぞれ値Ｒ１１，Ｒ１２を調整する。
【００３８】
なお、上述した実施の形態１では、４つの可変抵抗値Ｒ１〜Ｒ４を用いているが、これに限らず、たとえば３つの可変抵抗値を用いてもよく、５つの可変抵抗値を用いてもよい。この場合、電力分配器１は、３つあるいは５つに電力分配することになる。さらに、遅延線によって与える位相の位相間隔は等しくてもよいし、異なっていてもよい。また、上述した実施の形態１に示したように、分配された高周波信号の一つをＩ軸と同じ位相を持たせることによって遅延線が不要となり、簡易な構成が実現できる。
【００３９】
この実施の形態１では、電力分配された高周波信号を、９０度毎に隣接する位相関係を持たせ、その後これらの高周波信号をそれぞれに調整して減衰させるようにしているので、可変抵抗値を調整するという簡易な構成でかつ迅速に所望の位相をもつ高周波信号を生成することができる。
【００４０】
（実施の形態２）
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、コントローラＣ１がすべての可変抵抗値Ｒ１〜Ｒ４を可変制御するようにしていたが、この実施の形態２では、実質的に最小限の可変抵抗値Ｒ１〜Ｒ４のみを可変制御するようにしている。
【００４１】
図３は、この発明の実施の形態２である可変移相器の構成を示す図である。図３において、この可変移相器１１は、電力分配器１の後段に４つのスイッチＳＷ１〜ＳＷ４を設け、このスイッチＳＷ１〜ＳＷ４によって、電力分配器１によって電力分配された４つの高周波信号が可変抵抗Ｒ１〜Ｒ４側に出力するスイッチングが行われる。コントローラＣ２は、各可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値制御のほか、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４の切替制御を行う。その他の構成は図１に示した可変減衰器１０と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００４２】
図４は、コントローラＣ２の制御による可変移相制御を示す図である。図４に示すように、コントローラＣ２は、指示された位相に対応して最終的に合成される高周波信号が存在するＩ，Ｑ軸の象限位置をもとに、４つの高周波信号のうち、２つの高周波信号のみを用いて減衰制御し、この減衰された２つの高周波信号を合成して所望の位相を有した高周波信号を出力するようにしている。
【００４３】
たとえば、位相が４００度のとき、最終的に合成される高周波信号は第１象限に存在することになる。このため、Ｉ軸のプラス側である可変減衰器Ｒ１とＱ軸のプラス側である可変減衰器Ｒ２とを調整することなる。その結果、コントローラＣ２は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をオンし、スイッチＳＷ３，ＳＷ４をオフするスイッチング制御を行う。
【００４４】
ここで、コントローラＣ２は、可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４の値を決定する場合に、正弦波関数および余弦波関数を用いる。すなわち、可変減衰器Ｒ１，Ｒ３の値は、余弦波関数（ｃｏｓ関数）の値によって決定され、可変減衰器Ｒ２，Ｒ４の値は、正弦波関数（ｓｉｎ関数）の値によって決定される。たとえば、所望の位相が４００度の場合、余弦波関数の値すなわちｃｏｓ（４００°）の値が可変減衰器Ｒ１に対する制御電圧として出力され、正弦波関数の値すなわちｓｉｎ（４００°）の値が可変減衰器Ｒ２に対する制御電圧として出力される。この場合、Ｉ軸のプラス、マイナス、あるいはＱ軸のプラス、マイナスに関係なく、換言すればスイッチングに関わらず、正弦波関数の値は、可変減衰器Ｒ２，Ｒ４に対する制御電圧として出力し、余弦波関数の値は、可変減衰器Ｒ１，Ｒ３に対する制御電圧として出力する。
【００４５】
なお、上述した実施の形態２では、コントローラＣ２がスイッチＳＷ１〜ＳＷ４をスイッチング制御するようにしているが、実施の形態１と同様にスイッチＳＷ１〜ＳＷ４を設けず、コントローラＣ２がスイッチＳＷ１〜ＳＷ２のオフ制御に対応する各可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値を最大、すなわち減衰量を最大にし、実質的に各可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４上を流れる高周波信号をオフするようにしてもよい。
【００４６】
この実施の形態２では、分配された４つの高周波信号の中から制御すべき２つの高周波信号をスイッチＳＷ１〜ＳＷ４によって選択し、実質的に制御すべき可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４を２つにしているとともに、可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４の可変制御を正弦波関数および余弦波関数を用いて位相に対応する可変抵抗値を直接出力しているので、簡易な構成でかつ迅速な位相制御を行うことができる。
【００４７】
（実施の形態３）
つぎに、この発明の実施の形態３について説明する。上述した実施の形態１，２では所望の位相をもった高周波信号を生成出力するようにしていたが、この実施の形態３では、この位相制御された高周波信号の振幅制御をも行うようにしている。
【００４８】
図５は、この発明の実施の形態３である可変移相器の構成を示す図である。図５において、この可変移相器１２は、図１に示した可変移相器１０の構成に、電力調整用可変減衰器Ｒ５をさらに設けている。電力調整用可変減衰器Ｒ５は、電力合成器５の後段に設けられ、コントローラＣ３によって可変制御される。その他の構成は図１に示した構成と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００４９】
コントローラＣ３は、実施の形態１と同様に可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値を制御して所望の位相を有した高周波信号を電力合成器５から出力させ、さらにこの所望の位相を有した高周波信号Ｓ１１に対して、電力調整用可変減衰器Ｒ５の減衰量を制御することによって、図６に示すように、所定の振幅値を有した高周波信号Ｓ１２を生成して出力端子Ｔ３から出力させる。
【００５０】
この実施の形態３では、位相の制御に引き続いて振幅値の制御をも行っているので、所望の振幅および位相となる高周波信号を迅速かつ簡易に得ることができる。なお、上述した実施の形態３では、実施の形態１に対応したものであったが、これに限らず、実施の形態２に対応させ、電力合成器５の後段に電力調整用可変減衰器Ｒ５を設ける構成にも適用できる。
【００５１】
（実施の形態４）
つぎに、この発明の実施の形態４について説明する。この実施の形態４では、上述した可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４および電力調整用可変減衰器Ｒ５を、それぞれ複数の可変減衰器を直列接続して構成するようにしている。
【００５２】
図７は、この発明の実施の形態４である可変移相器の構成を示す図である。図７は、図５に示した可変移相器１２の各可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４および電力調整用可変減衰器Ｒ５を、それぞれｎ個の可変減衰器Ｒ１−１〜Ｒ１−ｎ，Ｒ２−１〜Ｒ２−ｎ，Ｒ３−１〜Ｒ３−ｎ，Ｒ４−１〜Ｒ４−ｎ，Ｒ５−１〜Ｒ５−ｎで構成し、各ｎ個の可変減衰器は直列接続される。
【００５３】
一般に、可変減衰器は、減衰量に応じて位相特性を有している。可変減衰器の位相特性は、図８に示すように減衰量に応じて位相が増大するが、小さい減衰量の場合における位相は小さな値である。たとえば、図８に示した可変減衰器では、減衰量が約１０ｄＢまでほぼ一定で３°程度の位相であるのに対し、減衰量が約１０ｄＢを越え、たとえば２０ｄＢの場合に位相が１０°と大きくなる。この場合、２０ｄＢの減衰量を実現する場合、２０ｄＢの可変減衰器を用いると１０°の位相をもった高周波信号が生成されてしまうが、１０ｄＢの２つの可変減衰器を直列接続して構成する場合、出力される高周波信号には６°の位相が生成されるのみである。
【００５４】
したがって、図７に示すように各可変減衰器および電力調整用可変減衰器を、可変減衰領域における移相が小さな可変減衰器を直列に多段接続する構成に置き換える。たとえば、可変減衰器Ｒ１を、ｎ個の可変減衰器Ｒ１−１〜Ｒ１−ｎに置き換える。これによって、減衰量に対応する移相を小さくすることができる。
【００５５】
なお、上述した実施の形態４では、各可変減衰器および電力調整用可変減衰器が位相特性による位相誤差を少なくすることができるが、実際の制御に際し、この位相誤差を補正した位相制御を行うようにしてもよい。この位相制御は実施の形態４のみならず、実施の形態１〜４に適用することができる。たとえば、４００°の位相を与える場合に可変減衰器の減衰量が２０ｄＢ必要な場合、図８を参照すると１０°の位相誤差が発生する。この場合、そのまま４００°の位相制御を行うと実際には４１０°の位相制御を行ってしまうため、コントローラＣ１は、１０°の位相誤差を減算し、３９０°の位相制御を行うようにする。この結果、実際には４００°の位相制御がなされる。
【００５６】
（実施の形態５）
つぎに、この発明の実施の形態５について説明する。実施の形態２においてコントローラＣ２が正弦波関数および余弦波関数を用いて可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４の減衰量を制御するようにしていたが、この実施の形態５では、位相に対する正弦波の値および位相に対する余弦波の値を記憶させておき、位相に対する可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４への制御量を瞬時に読み出して制御しようとするものである。
【００５７】
図９は、この発明の実施の形態５である可変減衰器の構成を示す図である。図９において、この可変移相器１４は、図３に示した可変減衰器１１の構成に記憶部６を追加構成している。コントローラＣ５は、記憶部６に記憶されたデータをもとに可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４の減衰量制御を行う。その他の構成は、図３に示した可変減衰器１１の構成と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００５８】
上述したように、記憶部６には、位相に対応する正弦波値および余弦波値を予め記憶され、コントローラＣ５は、指示された所望の位相に対応する正弦波値および余弦波値を記憶部６から読み出し、この読み出した値を用いて可変減衰器Ｒ１〜Ｒ４を制御する。これによって、所望の位相を有する高周波信号を瞬時に生成することができる。
【００５９】
（実施の形態６）
つぎに、この発明の実施の形態６について説明する。上述した実施の形態１〜５では、基本的に遅延線２〜４を介した高周波信号Ｓ１〜Ｓ４の位相の間隔が９０°であることを前提とし、２つの高周波信号あるいは４つの高周波信号の位相制御を行うようにしていたが、この実施の形態６では、３つの高周波信号に分配し、このうちの２以上の高周波信号の位相制御をしようとするものである。
【００６０】
図１０は、この発明の実施の形態６である可変位相器の構成を示す回路図である。図１０において、この可変位相器２０は、上述したように３つの高周波信号Ｓ２１〜Ｓ２３を生成し、２以上の高周波信号Ｓ２１〜Ｓ２３の位相を制御し、最終的に合成された高周波信号Ｓ２５の位相を制御する。すなわち、電力分配器２１は、入力端子Ｔ１から入力された高周波信号を３つに電力分配し、この電力分配した高周波信号Ｓ２１〜Ｓ２３として出力する。さらに、３分配された高周波信号Ｓ２１〜Ｓ２３のうち、高周波信号Ｓ２１は直接に、高周波信号Ｓ２２，Ｓ２３は、それぞれ遅延線２２，２３を介し、高周波信号Ｓ２２ａ，Ｓ２３ａとして、それぞれ可変減衰器Ｒ１〜Ｒ３に出力される。可変減衰器Ｒ１〜Ｒ３は、コントローラＣ２０によって抵抗が制御され、振幅制御された各高周波信号は、合波器５によって合成され、所望の位相角を有した高周波信号Ｓ２５として出力端子Ｔ２から出力される。ここで、遅延線２２，２３は、高周波信号Ｓ２２，Ｓ２３をそれぞれ（１／３）・λ，（２／３）・λ遅延し、それぞれ−１２０°，−２４０°移相する。
【００６１】
図１１は、高周波信号Ｓ２１，Ｓ２２ａ，Ｓ２３ａに対する位相制御を説明するベクトル図である。コントローラＣ２０は、所望位相θを有した高周波信号Ｓ２５を得るために、それぞれ
可変減衰器Ｒ１ ： ｃｏｓ（０°−θ）＋１
可変減衰器Ｒ２ ： ｃｏｓ（１２０°−θ）＋１
可変減衰器Ｒ３ ： ｃｏｓ（２４０°−θ）＋１
によって演算された値を制御電圧として各可変減衰器Ｒ１〜Ｒ３に対して出力する。なお、図１１では、所望位相θ＝−３０°の場合を示している。また、図１１では、遅延線２２，２３を介した各高周波信号Ｓ２１，Ｓ２２ａ，Ｓ２３ａの信号ペクトルの長さを「１」で規格化するために、「１／２」の係数を乗算している。
【００６２】
図１１に示すように、高周波信号Ｓ２１，Ｓ２２ａ，Ｓ２３ａに対応する信号ベクトルＡ１〜Ａ３はそれぞれ、コントローラＣ２０によって、
１／２｛ｃｏｓ（０°−（−３０°））＋１｝＝０．９３３０１３
１／２｛ｃｏｓ（１２０°−（−３０°））＋１｝＝０．５
１／２｛ｃｏｓ（２４０°−（−３０°））＋１｝＝０．０６６９８７
の長さに制御される。その結果、高周波信号Ｓ２５に対応する信号ベクトルＡは、各信号ベクトルＡ１〜Ａ３の合成によって、所望位相θ＝−３０°に制御され、長さ（振幅）は０．７５となる。
【００６３】
図８に示したように、一般に可変減衰器は、減衰量に対して位相特性を持ち、減衰量が大きくなると位相が大きく変わるが、この実施の形態６では、可変減衰器Ｒ１〜Ｒ３の可変減衰量が１０ｄＢ程度しか可変できない場合であっても、３軸すなわち３つの高周波信号Ｓ２１，Ｓ２２ａ，Ｓ２３ａのみを制御することよって、３６０°の全ての位相を得ることができる。
【００６４】
ところで、可変減衰器の減衰量が位相回転の少ない範囲、たとえば１０ｄＢの減衰量の範囲内で使用するという制限がある場合であって、所望位相θを挟む９０°以内の２軸によって移相制御する場合では、たとえば、９０°離れた２軸によって、３６０°の全ての位相を得ようとしても、軸近傍の位相すなわち軸に対して±６°の位相を得ることはできない（図１２参照）。これは、一方の軸の減衰量が１０ｄＢ以内と決まっているので、１０ｄＢよりも小さな長さを有した信号ベクトルを生成することができないからである。
【００６５】
ここで、この実施の形態６に示した３軸制御を用いると、１つの軸の長さが１０ｄＢよりも小さな長さのベクトルとなるときであっても、残りの２軸を調整することによって、３６０°の全ての位相を得ることができる。
【００６６】
図１３は、この発明の実施の形態６の変形例である可変減衰器の動作を説明するベクトル図である。図１３において、実施の形態６では、位相−２４０°の信号ベクトルＡ３の長さが０．０６６９８７であり、この減衰量は１０ｄＢを越えるため、１０ｄＢが最大減衰量である可変減衰器では、この信号ベクトルＡ３を生成することができない。しかし、この実施の形態６の変形例では、他の２軸の信号ベクトルの長さを調整することによって、最大減衰量が１０ｄＢ以内の可変減衰器を用いても、所望位相θに移相することができる。
【００６７】
すなわち、信号ベクトルＡ３の長さは、０．１（１０ｄＢ）までしか短くすることができないため、−２４０°の信号ベクトルＡ３を、長さ０．１の信号ベクトルＡ３´に修正し、他の０°，−１２０°の信号ベクトルＡ１，Ａ２に、信号ベクトルＡ３と信号ベクトルＡ３´との差分値ΔＡ３（＝Ａ３´−Ａ３＝０．０３３０１３）を加算した信号ベクトルＡ１´（＝Ａ１＋ΔＡ３），Ａ２´（＝Ａ２＋ΔＡ３）に補正する。これによって、実施の形態６に示した所望位相θを有した信号ベクトルＡを生成することができる。
【００６８】
図１４は、最大減衰量が１０ｄＢである可変減衰器を用いた場合において３６０°全範囲に対する所望位相θをもつ高周波信号を生成する各軸の減衰制御関係を示した図である。図１４に示すように、この実施の形態６の変形例では、各軸（０°，―１２０°，―２４０°）の最大減衰量が１０ｄＢ以内であっても、３６０°全ての所望位相をもった高周波信号を生成することができる。
【００６９】
ここで、上述した実施の形態６の変形例では、各軸が最大減衰量１０ｄＢであったが、最大減衰量が３ｄＢ、すなわち信号ベクトルの長さが０．５以上の場合であっても容易に適用することができる。図１５は、この発明の実施の形態６の第２変形例である可変減衰器の動作を示すベクトル図である。図１５に示すように、所望位相θ＝―３０°で長さ０．３の信号ベクトルは、０．５以上の各軸の信号ベクトルＢ１〜Ｂ３を合成することによって生成することができる。また、所望位相θ＝―１８０°で長さ０．３の信号ベクトルも、０．５以上の各軸の信号ベクトルＣ１〜Ｃ３を合成することによって生成することができる。
【００７０】
この実施の形態６の第２変形例では、０．５以上の各軸の信号ベクトルを合成することによって、３６０°全ての所望位相を生成することができる（図１６参照）。
【００７１】
なお、上述した実施の形態６，実施の形態６の変形例および第２変形例では、いずれも各軸が０°，―１２０°，−２４０°であり、各軸間の角度が均等に１２０°であったが、各軸間の角度が均等でなくても、所望位相を得ることができる。図１７は、０°の軸が２０°に軸ずれした場合、すなわち各軸間の角度が、１００°，１４０°，１２０°となった場合のベクトル図を示している。この場合、図１７に示すように、制御できる範囲が円形でなく、楕円形状となってしまうが、３６０°全ての所望位相を得ることができることに変わりはない。また、合成される所望位相の信号ベクトルの長さを同じくするために、同心円を描こうとすると、軸ずれがない場合に比して小さな円の範囲となるが、この小さくなった分は、この可変位相器の通過損失としてみなせばよい。
【００７２】
また、上述した実施の形態３〜５に示した構成も、上述した実施の形態６，実施の形態６の変形例および第２変形例に適用することができる。なお、振幅調整は、上述した同心円で示したように、各軸の合成時において調整するようにしてもよい。
【００７３】
（実施の形態７）
つぎに、この発明の実施の形態７について説明する。この実施の形態７では、上述した実施の形態１〜６に示した可変移相器を、無線中継装置に適用するものである。
【００７４】
一般に、移動体通信システムなどでは、基地局と移動局との間に、山岳地域や、平野部であってもビル内あるいはトンネル内などの比較的に電波の届きにくい場所が発生し、この場合、無線中継装置が用いられる。このほか、無線中継装置は、無線ゾーンのエリア拡大のためにも用いられる。
【００７５】
この無線中継装置には、符号分割多元接続方式や符号分割多重方式を用い、受信した信号をそのまま、すなわち高周波信号のまま中継するＲＦリピータ装置がある。このＲＦリピータ装置は、高周波信号のまま中継するために、コスト的に有利な装置である。
【００７６】
図１８は、不感地帯をカバーする無線中継装置が用いられた移動通信システムの概要構成を示す図である。図１８において、基地局１００と移動局１０１とは、移動局１０１が不感地帯１０３に位置するため、直接通信を行うことができない。無線中継装置２００は、基地局１００と移動局１０１との間の通信を中継する。無線中継装置２００は、基地局１００からの下り信号ｆＤをアンテナ２０１ａで受信し、この下り信号ｆＤを増幅してアンテナ２０１ｂから移動局１０１に送信する。一方、移動局１０１からの上り信号ｆＵは、アンテナ２０１ｂで受信し、この上り信号ｆＵを増幅してアンテナ２０１ａから基地局１００に送信する。
【００７７】
ここで、ＲＦリピータ装置としての無線中継装置２００は、同一周波数の高周波信号をそのまま増幅し輻射するため、アンテナ２０１ａ，２０１ｂ間のアイソレーションがリピータ利得よりも高く取るように設置される。しかし、送受信アンテナ間を十分離隔できないなど、ＲＦリピータ装置の設置制約上から、送受信アンテナ間のアイソレーションが十分とれない場合が発生し、送受信アンテナ間の回り込み信号によって伝送品質が劣化し、あるいはアンテナ間のアイソレーションに比してリピータ利得が高い場合、発振してしまうという不具合が発生する。
【００７８】
このため、無線中継装置２００は、図１９に示すように、回り込み信号Ｓａ，Ｓｂを抑圧する干渉抑圧回路２２０が設けられる。図１９は、無線中継装置２００の詳細構成を示すブロック図である。図１９において、この無線中継装置２００は、ＲＦリピータ装置であり、基地局１００からの下り受信信号は、アンテナ２０１ａで受信され、サーキュレータ２０２ａを介し、下り主線系信号ＳＤとして方向性結合器２０３ａに入力される。方向性結合器２０３ａは、後述する干渉抑圧信号である下り抑圧系信号ＳＤＸと合成され、下り主線系信号ＳＤ内の回り込み信号Ｓａ成分をキャンセルする。
【００７９】
下り主線系信号ＳＤは、その後、低雑音増幅器２０４ａに入力されて増幅され、方向性結合器２０５ａを介して遅延器２０６ａに入力される。遅延器２０６ａは１チップ以上、例えば８００ＭＨｚ帯の広帯域符号分割多元接続方式において７５０ｎｓｅｃ以上の遅延を与える。さらに、下り主線系信号ＳＤは、電力増幅器２０７ａによって電力増幅され、方向性結合器２０８ａを介して下り主線系信号ＳＤの一部を下り抑圧系信号ＳＤＸとして分岐する。下り主線系信号ＳＤは、サーキュレータ２０２ｂを介してアンテナ２０１ｂから下り主線系信号ＳＤを放射し、その一部が回り込み信号Ｓａとしてアンテナ２０１ａに回り込む。
【００８０】
方向性結合器２０８ａから分岐された下り抑圧系信号ＳＤＸは、方向性結合器２０９ａを介して遅延器２１０ａに入力され、回り込み信号Ｓａと下り抑圧系信号ＳＤＸの遅延差に相当する遅延量が付加される。その後、下り抑圧系信号ＳＤＸは、可変の移相器２１１ａおよび可変の減衰器２１２ａに入力される。ここで、方向性結合器２０５ａから下り主線系信号ＳＤの一部および方向性結合器２０９ａから下り抑圧系信号ＳＤＸの一部がデジタル信号処理部Ｃ２ａに入力される。デジタル信号処理部Ｃ２ａは、下り抑圧系信号ＳＤＸが、回り込み信号Ｓａと同振幅かつ逆位相とするべく、移相器２１１ａの位相および減衰器２１２ａの減衰量とを可変調整する。これによって、回り込み信号Ｓａをキャンセルする下り抑圧系信号ＳＤＸが生成され、方向性結合器２０３ａに出力され、回り込み信号Ｓａの干渉抑圧が実行される。なお、アンテナ２０１ｂから受信される上り主線系信号ＳＵについても上り抑圧系信号ＳＵＸが生成され、この上り抑圧系信号ＳＵＸによる干渉抑圧が実行される。
【００８１】
ここで、上述した移相器２１１ａ、移相器２１１ａと減衰器２１２ａとの組み合わせ、移相器２１１ｂ、移相器２１１ｂと減衰器２１２ｂとの組み合わせの各構成に、上述した実施の形態１〜５に示した可変移相器が適用される。
【００８２】
実施の形態１〜６に示した可変移相器を無線中継装置に適用することによって、簡易な構成で、大きな位相の高速処理が可能となる。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、電力分配器が、入力された高周波信号を複数の高周波信号に電力分配して出力し、複数の遅延器が、前記電力分配器によって分配された複数の高周波信号にそれぞれ異なる遅延を付与し、該複数の遅延器の後段にそれぞれ接続された複数の可変減衰器に対して、コントローラの制御のもとに、該複数の可変減衰器の後段の電力合成器によって電力合成出力される高周波信号の位相が、指示された位相となるように前記複数の可変減衰器の減衰量を制御するようにしているので、簡易な構成でかつ位相制御を高速に行うことができるという効果を奏する。
【００８４】
また、請求項２の発明によれば、前記電力合成器から出力された高周波信号の振幅値を調整する電力調整用可変減衰器をさらに設け、前記コントローラが、前記電力調整用可変減衰器の減衰量をさらに制御するようにしているので、位相制御のみならず、振幅制御をも簡易な構成で実現することができるという効果を奏する。
【００８５】
また、請求項３の発明によれば、前記複数の可変減衰器および前記電力調整用可変減衰器のそれぞれを、複数の部分可変減衰器を直列接続して構成し、減衰量が小さい領域では減衰に伴う高周波信号の移相が小さいという位相特性を用い、小さな減衰量の小さな移相の加算によって最終的に加算された移相が、一つの可変減衰器の大きな移相に比して小さくすることができるので、精度の高い位相制御を行うことができるという効果を奏する。
【００８６】
また、請求項４の発明によれば、前記電力分配器が、少なくとも３つの高周波信号に分配し、前記複数の遅延器が、異なる遅延量が付与される少なくとも３つの遅延素子によって構成され、前記コントローラが、前記電力合成器による各高周波信号のベクトル合成後の位相が、指示された位相となるように前記複数の可変減衰器の減衰量を制御し、最低限の構成によって高周波信号の位相制御を高速に行うことができるという効果を奏する。
【００８７】
また、請求項５の発明によれば、前記コントローラが、前記複数の可変減衰器のうち、２つ以上の可変減衰器の減衰量を制御し、２つの可変減衰器の減衰量の制御すなわち２つの位相軸の振幅値制御のみによっても、指示された位相が得られるようにしているので、簡易な構成によって高周波信号の位相制御を高速に行うことができるという効果を奏する。
【００８８】
また、請求項６の発明によれば、前記電力分配器が、３つの高周波信号に分配し、前記複数の遅延器が、３つの高周波信号がそれぞれ形成する各位相軸間の角度が９０度を超えるように位相調整し、前記コントローラが、ベクトル合成後の位相が指示された位相となるように、３つの高周波信号に対応する各可変減衰器の減衰量を制御するように、制御する位相軸の増大によって可変減衰器のダイナミックレンジを小さくし、可変減衰器自体による位相特性変化を最小限に抑えるようにしているので、簡易な構成で、高周波信号の位相制御を精度高く行うことができるという効果を奏する。
【００８９】
また、請求項７の発明によれば、前記電力分配器が、４つの高周波信号に分配し、前記複数の遅延器が、４つの高周波信号のうち、２つの高周波信号が形成する各位相軸間の角度が１８０度未満となるように位相調整し、前記コントローラが、ベクトル合成後の位相が指示された位相となるように、４つの高周波信号に対応する各可変減衰器の減衰量を制御するようにし、制御する位相軸の増大によって可変減衰器のダイナミックレンジを一層小さくし、可変減衰器自体による位相特性変化を最小限に抑えるようにしているので、簡易な構成で、高周波信号の位相制御を一層精度高く行うことができるという効果を奏する。
【００９０】
また、請求項８の発明によれば、前記電力分配器によって分配された高周波信号の出力をスイッチングする複数のスイッチング素子をさらに設け、前記コントローラは、指示された位相が、前記複数の遅延器から出力された各高周波信号が示す位相に挟まれる領域のいずれの領域であるかを判断し、該判断された領域を挟む２つの高周波信号のみをオンさせるスイッチングを行って前記複数の可変減衰器の減衰量制御を行うようにしているので、可変減衰器の制御に伴う負荷を軽減できるという効果を奏する。
【００９１】
また、請求項９の発明によれば、前記コントローラは、指示された位相が、前記複数の遅延器から出力された各高周波信号が示す位相に挟まれる領域のいずれの領域であるかを判断し、該判断された領域を挟む２つの高周波信号以外の高周波信号が流れる前記複数の遅延器の減衰量を最大にし、該２つの高周波信号以外の高周波信号をオフするスイッチングを行って前記複数の可変減衰器の減衰量制御を行うようにしているので、可変減衰器がスイッチング素子の機能を兼ねるため、簡易な構成によって可変減衰器の制御に伴う負荷を軽減できるという効果を奏する。
【００９２】
また、請求項１０の発明によれば、前記複数の遅延器は、各遅延器の隣接間位相が９０度である互いに直交した４つの遅延素子であり、該４つの遅延素子のうち、１つの遅延素子は遅延量が零であり、前記コントローラは、前記複数の可変減衰器の値を、所望の位相の正弦値および余弦値にそれぞれ対応した値を用いて前記複数の可変減衰器の減衰量制御を行うようにし、簡易な構成で実現され、かつ３６０°を越える位相であっても高速に位相制御を行うことができるという効果を奏する。
【００９３】
また、請求項１１の発明によれば、格納手段が、位相に対する正弦値および余弦値の値を予め格納しておき、前記コントローラが、指示された位相に対応する前記正弦値および前記余弦値を読み出し、この読み出した前記正弦値および前記余弦値を用いて前記複数の可変減衰器の減衰量制御を行うようにしているので、さらに位相制御を高速に行うことができるという効果を奏する。
【００９４】
また、請求項１２の発明によれば、前記コントローラが、前記複数の可変減衰器および／または前記電力調整用可変減衰器が有する位相特性に対応した位相誤差を補正した位相を算出し、この算出した位相を用いて前記複数の可変減衰器および／または前記電力調整用可変減衰器の減衰量制御を行うようにしているので、精度の高い減衰量制御を行うことができるという効果を奏する。
【００９５】
また、請求項１３の発明によれば、請求項１〜１２に記載の可変移相器を、回り込み信号をキャンセルする干渉波抑圧信号の生成に用いるようにしているので、干渉波抑圧信号の生成を簡易かつ高速に行うことができ、回り込み信号の移相が高速に変化する信号であっても、干渉抑圧を行うことができる無線中継装置を実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１である可変移相器の構成を示す図である。
【図２】図１に示したコントローラによる可変減衰器の制御を示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態２である可変移相器の構成を示す図である。
【図４】図３に示したコントローラによる可変減衰器の制御を示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態３である可変移相器の構成を示す図である。
【図６】図５に示したコントローラによる電力調整用可変減衰器の制御を示す説明図である。
【図７】この発明の実施の形態４である可変移相器の構成を示す図である。
【図８】図７に示した可変移相器に用いられる直列接続された可変減衰器の移相特性を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態５である可変移相器の構成を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態６である可変移相器の構成を示す図である。
【図１１】この発明の実施の形態６である可変移相器の動作を示すベクトル図である。
【図１２】３６０°全ての所望位相の生成が困難な場合を含む所望角度と各軸の減衰量との関係を示す図である。
【図１３】この発明の実施の形態６の変形例である可変移相器の動作を示すベクトル図である。
【図１４】１０ｄＢ以内の減衰量で３６０°全ての所望位相の生成を実現する所望角度と各軸の減衰量との関係を示す図である。
【図１５】この発明の実施の形態６の第２変形例である可変移相器の動作を示すベクトル図である。
【図１６】３ｄＢ以内の減衰量で３６０°全ての所望位相の生成を実現する所望角度と各軸の減衰量との関係を示す図である。
【図１７】各軸間の角度が均等でない場合における信号ベクトルの合成を示すベクトル図である。
【図１８】この発明の実施の形態１〜６が適用される無線中継装置の概要構成を示す図である。
【図１９】図１８に示した無線中継装置の詳細構成を示す図である。
【符号の説明】
１，２１ 電力分配器
２，３，４，２２，２３ 遅延線
５ 電力合成器
６ 記憶部
Ｓ１〜Ｓ４，Ｓ２１〜Ｓ２３，Ｓ２２ａ，Ｓ２３ａ，Ｓ２５ 高周波信号
Ｒ１〜Ｒ４ 可変減衰器
Ｒ５ 電力調整用可変減衰器
Ｃ１〜Ｃ４，Ｃ２０ コントローラ
ＳＷ１〜ＳＷ４ スイッチ
１００ 基地局
１０１ 移動局
２００ 無線中継装置
２１１ａ，２１１ｂ 移相器
２１２ａ，２１２ｂ 減衰器
Claims (13)
- 入力された高周波信号を複数の高周波信号に電力分配して出力する電力分配器と、
前記電力分配器によって分配された複数の高周波信号にそれぞれ異なる遅延を付与する複数の遅延器と、
各遅延器から出力された各高周波信号の振幅値を可変に減衰する複数の可変減衰器と、
前記複数の可変減衰器から出力された複数の高周波信号を電力合成して出力する電力合成器と、
前記電力合成器から出力される高周波信号の位相が、指示された位相となるように前記複数の可変減衰器の減衰量を制御するコントローラと、
を備えたことを特徴とする可変移相器。 - 前記電力合成器から出力された高周波信号の振幅値を調整する電力調整用可変減衰器をさらに備え、
前記コントローラは、前記電力調整用可変減衰器の減衰量を制御することを特徴とする請求項１に記載の可変移相器。 - 前記複数の可変減衰器および前記電力調整用可変減衰器のそれぞれは、複数の部分可変減衰器を直列接続して形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の可変移相器。
- 前記電力分配器は、少なくとも３つの高周波信号に分配し、前記複数の遅延器は、異なる遅延量が付与される少なくとも３つの遅延素子を有し、
前記コントローラは、前記電力合成器による各高周波信号のベクトル合成後の位相が、指示された位相となるように前記複数の可変減衰器の減衰量を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の可変移相器。 - 前記コントローラは、前記複数の可変減衰器のうち、２つ以上の可変減衰器の減衰量を制御することを特徴とする請求項４に記載の可変移相器。
- 前記電力分配器は、３つの高周波信号に分配し、
前記複数の遅延器は、３つの高周波信号がそれぞれ形成する各位相軸間の角度が９０度を超えるように位相調整され、
前記コントローラは、ベクトル合成後の位相が指示された位相となるように、３つの高周波信号に対応する各可変減衰器の減衰量を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の可変移相器。 - 前記電力分配器は、４つの高周波信号に分配し、
前記複数の遅延器は、４つの高周波信号のうち、２つの高周波信号が形成する各位相軸間の角度が１８０度未満となるように位相調整され、
前記コントローラは、ベクトル合成後の位相が指示された位相となるように、４つの高周波信号に対応する各可変減衰器の減衰量を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の可変移相器。 - 前記電力分配器によって分配された高周波信号の出力をスイッチングする複数のスイッチング素子をさらに備え、
前記コントローラは、指示された位相が、前記複数の遅延器から出力された各高周波信号が示す位相に挟まれる領域のいずれの領域であるかを判断し、該判断された領域を挟む２つの高周波信号のみをオンさせるスイッチングを行って前記複数の可変減衰器の減衰量制御を行うことを特徴とする請求項４に記載の可変移相器。 - 前記コントローラは、指示された位相が、前記複数の遅延器から出力された各高周波信号が示す位相に挟まれる領域のいずれの領域であるかを判断し、該判断された領域を挟む２つの高周波信号以外の高周波信号が流れる前記複数の遅延器の減衰量を最大にし、該２つの高周波信号以外の高周波信号をオフするスイッチングを行って前記複数の可変減衰器の減衰量制御を行うことを特徴とする請求項４に記載の可変移相器。
- 前記複数の遅延器は、各遅延器の隣接間位相が９０度である互いに直交した４つの遅延素子であり、該４つの遅延素子のうち、１つの遅延素子は遅延量が零であり、
前記コントローラは、前記複数の可変減衰器の値を、所望の位相の正弦値および余弦値にそれぞれ対応した値を用いて前記複数の可変減衰器の減衰量制御を行うことを特徴とする請求項８または９に記載の可変移相器。 - 位相に対する正弦値および余弦値の値を格納する格納手段をさらに備え、
前記コントローラは、指示された位相に対応する前記正弦値および前記余弦値を読み出し、この読み出した前記正弦値および前記余弦値を用いて前記複数の可変減衰器の減衰量制御を行うことを特徴とする請求項１０に記載の可変移相器。 - 前記コントローラは、前記複数の可変減衰器および／または前記電力調整用可変減衰器が有する位相特性に対応した位相誤差を補正した位相を算出し、この算出した位相を用いて前記複数の可変減衰器および／または前記電力調整用可変減衰器の減衰量制御を行うことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに記載の可変移相器。
- 請求項１〜１２に記載の可変移相器を、回り込み信号をキャンセルする干渉波抑圧信号の生成に用いることを特徴とする無線中継装置。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP2008085971A (ja) * | 2006-09-25 | 2008-04-10 | Alor Micro Corp | 同相信号及び直交信号のセットの調整方法 |
| WO2023112250A1 (ja) * | 2021-12-16 | 2023-06-22 | 日本電信電話株式会社 | 位相調整回路 |
-
2002
- 2002-08-29 JP JP2002251739A patent/JP2004096232A/ja active Pending
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|---|---|---|---|---|
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