JP2005079831A - Antenna circuit and antenna system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特にマイクロ波帯の電波の送受信に際して近傍周波数における強電界の影響を低減するための技術として有効なアンテナ回路及びアンテナ装置に関する。 The present invention relates to an antenna circuit and an antenna device that are effective as a technique for reducing the influence of a strong electric field at a nearby frequency, particularly when transmitting / receiving microwave radio waves.
通信衛星等からのマイクロ波帯や準マイクロ波帯の電波のように、約−100dB以下の微弱な電波を受信するアンテナ回路では、アンテナで受信した信号を増幅回路で増幅した後、誘電体フィルタ等からなるバンドパスフィルタを通して目的周波数の信号を得るようにしている。 In an antenna circuit that receives weak radio waves of about −100 dB or less, such as radio waves from a communication satellite or the like in a microwave band or a quasi-microwave band, the signal received by the antenna is amplified by an amplifier circuit, and then a dielectric filter A signal having a target frequency is obtained through a band-pass filter composed of the like.
このようなアンテナ回路では、近傍周波数の妨害波による抑圧レベルが大きく、強電界域では安定した受信が難しいという問題があった。 In such an antenna circuit, there is a problem that a suppression level due to an interference wave of a nearby frequency is large, and stable reception is difficult in a strong electric field region.
この点の対策として、特許文献1に示すアンテナ回路の技術が知られている。このアンテナ回路は、マイクロ波帯や準マイクロ波帯の電波を受信するアンテナと、受信信号を増幅する低雑音増幅回路との間のアンテナの直後位置で目的周波数を通過させるバンドパスフィルタを挿入し接続したものである。
As a countermeasure against this point, an antenna circuit technique disclosed in
これにより、増幅回路の後ろにバンドパスフィルタを挿入した場合に比べて、近傍周波数の妨害波による抑圧を低減し、強電界でも比較的安定した受信が可能となり、しかも、低雑音増幅回路を使用するため、バンドパスフィルタをアンテナの直後に入れても雑音指数を抑えることができる利点が得られている。
本出願の発明者等は、無線従事者免許の不要なこの無線画像伝送システムにおける伝送距離の向上対策について種々検討し、実験を重ねた結果、アンテナ回路で使用する同軸ケーブルに主な原因があることが判った。即ち、この同軸ケーブルはシールド層を有しているものの、使用周波数帯域によっては外来ノイズの遮蔽能力が充分ではなく、特に、強電界域ではその影響が顕著になることが判明した。 The inventors of the present application have studied various measures for improving the transmission distance in this wireless image transmission system that does not require a radio operator license, and as a result of repeated experiments, the main cause is the coaxial cable used in the antenna circuit. I found out. That is, although this coaxial cable has a shield layer, it has been found that the ability to shield external noise is not sufficient depending on the frequency band used, and the influence is particularly remarkable in a strong electric field region.
本発明の課題は、汎用の機材を活用できるのに加えて、近傍周波数の妨害波による抑圧を低減し、強電界でも常に安定した受信が可能で、伝送距離も格段に向上させることができるアンテナ回路及びアンテナ装置を提供しようとするものである。 An object of the present invention is to provide a general-purpose equipment that can be used, an antenna capable of reducing the suppression by interference waves in the vicinity of the frequency, enabling stable reception even in a strong electric field, and greatly improving the transmission distance. An object is to provide a circuit and an antenna device.
本発明のアンテナ回路は、マイクロ波帯の電波を受信するアンテナに接続された受信回路部を備え、受信回路部は、受信信号を増幅する低雑音増幅回路と、目的周波数を通過させるバンドパスフィルタとを含み、バンドパスフィルタは、アンテナと低雑音増幅回路と
の間に配置され、アンテナに対してコネクタにより直接接続されている構成とした。
An antenna circuit of the present invention includes a receiving circuit unit connected to an antenna that receives microwave waves, and the receiving circuit unit includes a low-noise amplifier circuit that amplifies a received signal, and a band-pass filter that passes a target frequency. The band-pass filter is arranged between the antenna and the low-noise amplifier circuit and is directly connected to the antenna by a connector.
本発明によれば、アンテナに対するバンドパスフィルタの接続に、同軸ケーブルを用いずに、コネクタにより直接接続する構成を採用したので、近傍周波数における強電界の妨害を受けやすい原因を初めから除くことができる。これにより、近傍周波数の妨害波による抑圧を著しく低減し、強電界でも常に安定した受信が可能となり、伝送距離も格段に向上させることができる。また、コネクタは市販されているものを採用できるので、全体としても汎用の機材を活用してアンテナ回路を構成することができる。 According to the present invention, the connection of the band-pass filter to the antenna is directly connected by a connector without using a coaxial cable, so that it is possible to eliminate the cause of being easily disturbed by a strong electric field at a nearby frequency. it can. As a result, suppression by interference waves in the near frequency is remarkably reduced, stable reception is always possible even with a strong electric field, and the transmission distance can be significantly improved. In addition, since a commercially available connector can be adopted, the antenna circuit can be configured using general-purpose equipment as a whole.
また、本発明のアンテナ回路は、マイクロ波帯の電波を受信するアンテナに接続された受信回路部と、アンテナに接続された送信回路部とを備え、受信回路部は、アンテナの受信信号を増幅する低雑音増幅回路と、目的周波数を通過させるバンドパスフィルタとを含み、バンドパスフィルタは、アンテナと低雑音増幅回路との間に配置され、アンテナに対してコネクタにより直接接続されている構成とした。 The antenna circuit of the present invention includes a receiving circuit unit connected to an antenna that receives microwave radio waves and a transmitting circuit unit connected to the antenna, and the receiving circuit unit amplifies the received signal of the antenna. And a band-pass filter that passes the target frequency, and the band-pass filter is disposed between the antenna and the low-noise amplifier circuit and is directly connected to the antenna by a connector; did.
このアンテナ回路によれば、上述の作用効果に加えて、送受信用のアンテナ回路として利用することができる。 According to this antenna circuit, in addition to the above-described effects, it can be used as an antenna circuit for transmission and reception.
ここで、前記バンドパスフィルタと低雑音増幅回路とはコネクタにより直接接続されていることが望ましい。そうすれば、アンテナとバンドパスフィルタとを接続するコネクタと同様に、近傍周波数における強電界の妨害を受ける原因を初めから除くことができる。 Here, it is desirable that the bandpass filter and the low noise amplifier circuit are directly connected by a connector. By doing so, it is possible to eliminate the cause of strong electric field interference in the vicinity of the frequency as in the case of the connector connecting the antenna and the bandpass filter.
前記コネクタは金属製であって、ジャックとジャックの結合を含む構成とすることが望ましい。なぜなら、市販のアンテナ、バンドパスフィルタ及び低雑音増幅回路側の端子は共にプラグであることが多く、これらの機材の交換や変更時にも容易に対応できるからである。 The connector is preferably made of metal and includes a jack-to-jack combination. This is because commercially available antennas, band-pass filters, and terminals on the low-noise amplifier circuit side are often plugs, and can easily cope with replacement or change of these equipments.
前記低雑音増幅回路の直後に、受信機との整合を図る減衰器が接続されている構成とすることが望ましい。このように、低雑音増幅回路の直後に、受信機との整合を図る減衰器を接続した場合、受信状態の安定性をさらに向上させることができる。 It is desirable that an attenuator for matching with the receiver is connected immediately after the low noise amplifier circuit. As described above, when an attenuator for matching with the receiver is connected immediately after the low noise amplifier circuit, the stability of the reception state can be further improved.
前記アンテナは平面アンテナであり、その平面アンテナに直交する一軸延長上に、前記コネクタ、前記バンドパスフィルタ、前記低雑音増幅回路及び減衰器がそれぞれ配置されていることが望ましい。このように配置すれば、同軸における減衰が低減されるので、微弱電波を安定的に受信することができるだけでなく、回路システムが直線的に配置されることにより、周辺の強力電界をできるだけ混入させない構成とすることできる。 The antenna is a planar antenna, and the connector, the bandpass filter, the low-noise amplifier circuit, and the attenuator are preferably arranged on a uniaxial extension orthogonal to the planar antenna. If arranged in this way, attenuation in the coaxial is reduced, so not only weak radio waves can be received stably, but the surrounding strong electric field is not mixed in as much as possible by arranging the circuit system linearly. It can be configured.
前記バンドパスフィルタの直後に、受信回路部と送信回路部とを切り替えるスイッチング回路が接続されている構成とすることが望ましい。スイッチング回路をバンドパスフィルタの直後に接続することで、アンテナとバンドパスフィルタをコネクタで直接接続する構成を変更せずに実現することができる。 It is desirable that a switching circuit for switching between the receiving circuit unit and the transmitting circuit unit is connected immediately after the band pass filter. By connecting the switching circuit immediately after the band-pass filter, the configuration in which the antenna and the band-pass filter are directly connected by the connector can be realized without changing.
本発明のアンテナ装置では、受信回路部及び送信回路部のうちの少なくとも受信回路部とアンテナがケースに収容され、そのケースには、ケースの姿勢保持用の三脚を取り付ける取付部が設けられている構成とすることができる。ケースに三脚用の取付部を設けることで、市販の三脚をそのまま利用することができるだけでなく、このアンテナ装置を可搬して移動することも容易になる。 In the antenna device of the present invention, at least the receiving circuit unit and the antenna of the receiving circuit unit and the transmitting circuit unit are accommodated in the case, and the case is provided with a mounting part for attaching a tripod for maintaining the posture of the case. It can be configured. By providing a tripod mounting portion on the case, it is possible not only to use a commercially available tripod as it is, but also to easily carry and move the antenna device.
本発明のアンテナ回路は、同軸ケーブルに代えてコネクタで直接接続する構成を採用し
ているので、近傍周波数の妨害波による抑圧を低減し、強電界でも常に安定した受信が可能で、伝送距離も格段に向上させることができ、しかも汎用の機材を活用することができる。また、本発明のアンテナ装置では、ケースに三脚用の取付部を設けることで、市販の三脚をそのまま利用することができるだけでなく、このアンテナ装置を可搬して移動することも容易になる。
Since the antenna circuit of the present invention adopts a configuration in which a connector is directly connected instead of a coaxial cable, suppression by interference waves in the vicinity frequency is reduced, stable reception is always possible even in a strong electric field, and a transmission distance is also increased. It can be improved dramatically and general-purpose equipment can be used. Further, in the antenna device of the present invention, by providing a tripod mounting portion on the case, not only a commercially available tripod can be used as it is, but also the antenna device can be easily carried and moved.
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1〜図8は本発明の第1の実施形態に係るアンテナ回路及びアンテナ装置を示す図である。これらの図において、図1はアンテナ回路の構成図であり、図2はその部品配置図を示している。図3〜図7はそのアンテナ回路を採用したアンテナ装置の具体的構成図を示している。図8は実験結果を示す図である。
(First embodiment)
FIGS. 1-8 is a figure which shows the antenna circuit and antenna apparatus which concern on the 1st Embodiment of this invention. In these drawings, FIG. 1 is a configuration diagram of an antenna circuit, and FIG. 2 is a component layout diagram thereof. 3 to 7 show specific configuration diagrams of an antenna apparatus employing the antenna circuit. FIG. 8 is a diagram showing experimental results.
この実施の形態に係るアンテナ回路は、図1に示すように、マイクロ波帯の電波を受信するアンテナ1と、そのアンテナ1に接続された受信回路部を備えている。受信回路部は、受信信号を増幅する低雑音増幅回路3と、目的周波数を通過させるバンドパスフィルタ2と、受信機との整合を図る目的で接続された減衰器(アッテネーター)4とを含む。
As shown in FIG. 1, the antenna circuit according to this embodiment includes an
バンドパスフィルタ2は、アンテナ1と低雑音増幅回路3との間に配置され、アンテナ1に対して図4示すコネクタCにより直接接続されている。さらに、バンドパスフィルタ2と低雑音増幅回路3もコネクタCにより直接接続されている。
The band-
図3にアンテナ装置の外観図を示している。この図3及び図2に示すように、アンテナ1は平面アンテナであり、アンテナ回路を収容するケース5の蓋を兼ねる構成としている。ケース5は概略長方形の箱形で、その内部にアンテナ回路が収容されている。ケース5の一端側は開放されていて、その開放部をアンテナ1が覆う構成である。
FIG. 3 shows an external view of the antenna device. As shown in FIGS. 3 and 2, the
ケース5は、複数(4本)の骨組み51、その骨組み51に固定された底板52、骨組み51の一端側に固定された背面板53を有するケース本体54と、そのケース本体54を覆う着脱可能なカバー55とにより構成されている。カバー55は、天板56と、左右の側板57とを有する逆U形状に形成されている。
The
図4に示すように、アンテナ1にはその端子としてプラグ11が設けられ、アンテナ1の内面からケース5内へ突出している。ケース5の底板52上には、バンドパスフィルタ2がビス6にて固定され、その後段に低雑音増幅回路3が固定されている。
As shown in FIG. 4, the
コネクタCは金属製であって、ジャックとジャックの結合を含む構成としている。これは、市販のアンテナ1、バンドパスフィルタ2及び低雑音増幅回路3側の端子は共にプラグであることが多く、これらの機材(部品)の交換や変更時にも容易に対応できるようにするためである。
The connector C is made of metal and includes a connection between the jack and the jack. This is because the commercially
この実施の形態において、コネクタCには、両端にジャックを有する、いわゆるジャックtoジャック(雌コネクタ)10と、各部品に設けられているプラグ(雄コネクタ)11、21、22、31との組合せでそれぞれ結合する方式が採用されている。即ち、ジャックtoジャックを二つ用いて、アンテナ1、バンドパスフィルタ2、低雑音増幅回路3を直線的に接続している。
In this embodiment, the connector C is a combination of a so-called jack-to-jack (female connector) 10 having jacks at both ends and plugs (male connectors) 11, 21, 22, 31 provided on each component. The method of combining with each other is adopted. That is, the
具体的には、アンテナ1のプラグ11と、バンドパスフィルタ2の入力側のプラグ21とが、ジャックtoジャック(雌コネクタ)10により直接接続されている。また、バン
ドパスフィルタ2の出力側のプラグ22と、低雑音減衰器3の入力側のプラグ31とがジャックtoジャック(雌コネクタ)10により直接接続されている。
Specifically, the plug 11 of the
このように各部品を直線的に接続することで、周辺の強力電界をできるだけ混入させないようにすると共に、ジャックtoジャックのような接続具を用いることでコネクタ部分の接続長さを短くすることが可能になる。 By connecting the parts linearly in this way, the surrounding strong electric field is prevented from being mixed as much as possible, and the connection length of the connector part can be shortened by using a connector such as a jack-to-jack. It becomes possible.
即ち、アンテナ1は平面アンテナであり、その平面アンテナに直交する一軸延長上に、コネクタC、バンドパスフィルタ2、低雑音増幅回路3及び減衰器4がそれぞれ配置されている。このように配置することで、同軸における減衰が低減され、微弱電波を安定的に受信することができるだけでなく、回路システムが直線的に配置されることにより、周辺の強力電界をできるだけ混入させない構成とすることできる。
That is, the
また、このアンテナ装置では、受信回路部及び送信回路部のうちの少なくとも受信回路部とアンテナ1がケース5に収容され、そのケース5には、図6に示すようにケース5の姿勢保持用の三脚を取り付ける取付部8が設けられている。ケース5に三脚用の取付部8を設けることで、市販の三脚をそのまま利用することができるだけでなく、このアンテナ装置を可搬して移動することも容易になる。
Further, in this antenna device, at least the receiving circuit unit and the
この実施形態によれば、アンテナ1に対するバンドパスフィルタ2の接続に、同軸ケーブルを用いずに、コネクタCにより直接接続する構成を採用したので、近傍周波数における強電界の妨害を受けやすい原因を初めから除くことができる。これにより、近傍周波数の妨害波による抑圧を著しく低減し、強電界でも常に安定した受信が可能となり、伝送距離も格段に向上させることができる。
According to this embodiment, the
また、コネクタは市販されているものを採用できるので、全体としても汎用の機材を活用してアンテナ回路を構成することができる。さらに、図3に示すように、アンテナ装置を全体的に小型化することができる。 In addition, since a commercially available connector can be adopted, the antenna circuit can be configured using general-purpose equipment as a whole. Furthermore, as shown in FIG. 3, the antenna device can be downsized as a whole.
なお、ヘリコプターを使用して、東京湾岸上空から撮影した画像の伝送実験結果を図8に表形式で示した。使用機材規格は次の通りである。 In addition, the transmission experiment result of the image image | photographed from the Tokyo bay coast sky using a helicopter was shown by the table form in FIG. The equipment standards used are as follows.
バンドパスフィルター:通過帯域 2.2GHz〜2.6GHz
:遮断減衰量 −40dBm
低雑音プリアンプ :増幅幅 400MHz〜3GHz
:増幅量 31dBm
アッテネーター :減衰量 −3dBm
この図8から理解できるように、正常に受信できる距離が従来型のものに比べて8倍前後に向上している。
Bandpass filter: Passband 2.2 GHz to 2.6 GHz
: Cutoff attenuation -40dBm
Low noise preamplifier: Amplification width 400 MHz to 3 GHz
: Amplification amount 31dBm
Attenuator: Attenuation -3dBm
As can be understood from FIG. 8, the distance that can be normally received is improved to about 8 times that of the conventional type.
(第2の実施形態)
図9〜図11は本発明の第2の実施形態を示す。図9はアンテナ回路の構成図であり、図10及び図11はその部品配置を示す構成図である。
(Second Embodiment)
9 to 11 show a second embodiment of the present invention. FIG. 9 is a configuration diagram of the antenna circuit, and FIGS. 10 and 11 are configuration diagrams showing the component arrangement.
この実施形態のアンテナ回路は、受信回路部の他に送信回路部を装備している点で、第1の実施形態と相違している。即ち、このアンテナ回路は、図9に示すように、マイクロ波帯の電波を受信するアンテナ1に接続された受信回路部と、アンテナ1に接続された送信回路部とを備えている。
The antenna circuit of this embodiment is different from the first embodiment in that a transmission circuit unit is provided in addition to the reception circuit unit. That is, as shown in FIG. 9, the antenna circuit includes a receiving circuit unit connected to the
受信回路部は、アンテナ1の受信信号を増幅する低雑音増幅回路(受信アンプ)3と、目的周波数を通過させるバンドパスフィルタ2と、アッテネータ4とを含み、バンドパス
フィルタ2は、アンテナ1と低雑音増幅回路3との間に配置され、アンテナ1に対してコネクタCにより直接接続されている。
The reception circuit unit includes a low noise amplification circuit (reception amplifier) 3 that amplifies a reception signal of the
前記送信回路部は、アンテナ1と、バンドパスフィルタ2と、送信アンプ3aと、可変アッテネータ4aとを含む。なお、送信回路部を装備した関係で、受信時又は送信時に、受信アンプ3又は送信アンプ3aに切り替えると共に、受信回路側のアッテネータ4又は送信回路側の可変アッテネータ4aに切り替えるためのダイオードスイッチング回路3bが挿入されている。3cは可変アッテネータ4aのALC(オートレンジコントローラ)である。これは、送信側としての規定出力を最大限にアンテナ1に供給させるために、可変アッテネータ4aとオートレンジコントローラ3cとを組み合わせたものである。3dは送受スイッチャーを示す。
The transmission circuit unit includes an
この実施の形態のアンテナ回路では、図10及び図11に示すように、同軸ケーブルを介さずに、アンテナ1の直後に、ダイオードスイッチング回路3bとバンドパスフィルター2とを挿入している。なお、バンドパスフィルター2と低雑音増幅回路(ローノイズ受信プリアンプ)3との接続については、第1の実施形態と同様にコネクタCを用いて直接接続されている。
In the antenna circuit of this embodiment, as shown in FIGS. 10 and 11, a
また、このアンテナ回路を装備したアンテナ装置については、アンテナシステム全体をケースに格納して簡易に取付可能とするため、三脚取付ボルト穴を装備し(図6参照)、その穴を活用して手で持てるようにグリップ(図示せず)も取付可能に配慮している。 In addition, an antenna device equipped with this antenna circuit is equipped with a tripod mounting bolt hole (see FIG. 6) so that the entire antenna system can be stored in a case and mounted easily. A grip (not shown) can be attached so that it can be held in
この実施形態のアンテナ回路によれば、第1の実施形態の作用効果に加えて、送受信用のアンテナ回路として利用することができ、特に、送信側の規定出力を十分にアンテナに供給することができるので、双方の相乗効果を含め、画像の品質を向上させることができる。 According to the antenna circuit of this embodiment, in addition to the function and effect of the first embodiment, it can be used as a transmission / reception antenna circuit, and in particular, the specified output on the transmission side can be sufficiently supplied to the antenna. Therefore, the image quality can be improved including the synergistic effect of both.
また、バンドパスフィルタ2の直後に、受信回路部と送信回路部とを切り替えるスイッチング回路3bを接続することで、アンテナ1とバンドパスフィルタ2をコネクタCで直接接続する構成を変更せずに実現することができる。
In addition, the switching
なお、この実施形態における使用機材規格を以下に例示する。 The equipment standards used in this embodiment are exemplified below.
バンドパスフィルター:通過帯域 2.2GHz〜2.6GHz
:遮断減衰量 −40dBm
低雑音プリアンプ :増幅幅 400MHz〜3GHz
:増幅量 31dBm
アッテネーター :減衰量 −3dBm
送信アンプ :最大出力 70mmW
:最低出力 5mmW
可変アッテネータ :減衰量 −1dBm〜−6dBm
なお、本発明は、上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
Bandpass filter: Passband 2.2 GHz to 2.6 GHz
: Cutoff attenuation -40dBm
Low noise preamplifier: Amplification width 400 MHz to 3 GHz
: Amplification amount 31dBm
Attenuator: Attenuation -3dBm
Transmitter amplifier: Maximum output 70mmW
: Minimum output 5mmW
Variable attenuator: Attenuation amount: -1 dBm to -6 dBm
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1 アンテナ(平面アンテナ)
2 バンドパスフィルタ
3 低雑音増幅回路(ローノイズ受信アンプ)
3a 送信アンプ
3b ダイオードスイッチング回路
3c ALC(オートレンジコントローラ)
4 減衰器(アッテネータ)
4a 可変アッテネータ
5 ケース
10 雌コネクタ(ジャックtoジャック)
11、21、22、31 プラグ(雄コネクタ)
C コネクタ
1 Antenna (planar antenna)
2
4 Attenuator
11, 21, 22, 31 Plug (male connector)
C connector
Claims (8)
前記受信回路部は、受信信号を増幅する低雑音増幅回路と、目的周波数を通過させるバンドパスフィルタとを含み、
前記バンドパスフィルタは、前記アンテナと前記低雑音増幅回路との間に配置され、アンテナに対してコネクタにより直接接続されている、アンテナ回路。 A receiving circuit unit connected to an antenna for receiving microwave radio waves,
The receiver circuit unit includes a low noise amplifier circuit that amplifies a received signal, and a bandpass filter that passes a target frequency,
The antenna circuit, wherein the band pass filter is disposed between the antenna and the low noise amplifier circuit and is directly connected to the antenna by a connector.
前記受信回路部は、前記アンテナの受信信号を増幅する低雑音増幅回路と、目的周波数を通過させるバンドパスフィルタとを含み、
前記バンドパスフィルタは、前記アンテナと前記低雑音増幅回路との間に配置され、アンテナに対してコネクタにより直接接続されている、アンテナ回路。 A receiving circuit unit connected to an antenna for receiving microwave radio waves, and a transmitting circuit unit connected to the antenna,
The reception circuit unit includes a low noise amplification circuit that amplifies a reception signal of the antenna, and a bandpass filter that passes a target frequency,
The antenna circuit, wherein the band pass filter is disposed between the antenna and the low noise amplifier circuit and is directly connected to the antenna by a connector.
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JP2009239763A (en) * | 2008-03-28 | 2009-10-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Rf front-end circuit |
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