JP2007019737A - ミリ波通信方式 - Google Patents

Abstract

【課題】直進性の強いミリ波を使用するミリ波通信方式において、１台の送信機から複数の受信機に対して確実に信号を伝送できるようにする。
【解決手段】ミリ波送信機１４に対して複数のミリ波受信機２１ａ、２１ｂ、…を設置する場合、受信機２１ａ、２１ｂ、…を送信機１４の指向性のピーク方向２５からずらして設置し、各受信機２１ａ、２１ｂ、…の指向性のピーク方向２６ａ、２６ｂ、…を送信機１４に合わせる。この場合、送信機１４の指向性のピーク方向２５と各受信機２１ａ、２１ｂ、…の指向性のピーク方向２６ａ、２６ｂ、…との角度θが所定の範囲内に入るように、すなわち、送信機１４から送信されるビームの放射角度の範囲内に入るように、且つ各受信機２１ａ、２１ｂ、…同士が重ならないように位置を設定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、直進性の強いミリ波を使用したミリ波通信方式に係り、特に１台の送信機に対して複数台の受信機を設置して同一内容の信号を伝送するミリ波通信方式に関する。

従来、例えばＢＳ（Broadcasting Satellite）放送やＣＳ（Communication Satellite）放送等の衛星放送を受信するテレビ共同受信設備は、マンション等の集合住宅の屋上に衛星放送受信用のアンテナを設置し、このアンテナにより受信した衛星放送をコンバータにより中間周波信号に変換した後、集合住宅内に敷設した同軸ケーブル及び複数の分配器等を介してテレビ共同受信システムの加入者宅に分配している。

しかし、従来のテレビ共同受信設備では、上記したようにアンテナやコンバータ等により受信したテレビ信号をテレビ共同受信システムの各加入者宅へ分配するための分配器や、コンバータで中間周波信号に変換したテレビ信号を分配器まで導いたり、分配器で分配した信号を各システム加入者宅まで導くための非常に長い同軸ケーブルを敷設しなければならず、システム構成が非常に複雑となり、設置作業が非常に面倒であるという問題があった。

このように問題を解決するため、最近では図３及び図４に示すようにテレビ共同受信設備により衛星放送を受信し、直進性の強いミリ波に変換して共同受信システムの各加入者宅へ伝送するようにしたミリ波通信方式が考えられている（例えば、特許文献１参照。）。

図３は、上記従来のミリ波通信方式の全体の概略構成図、図４は同通信方式における各機器の配置例を示す図である。
図３において、１はＢＳ衛星、ＣＳ衛星等のテレビ放送を行なっている衛星で、例えば１２ＧＨｚ帯等の電波を使用して複数チャンネルのテレビ放送信号を送信している。

一方、例えばマンション等の集合住宅に設けられるテレビ共同受信設備側には、衛星１から送信されるＢＳ放送、ＣＳ放送等の電波を受信する衛星受信用アンテナ１１が例えば集合住宅の屋上に設置される。上記衛星受信用アンテナ１１は、衛星１からの送信電波を受信してコンバータ１２により中間周波信号（以下、ＩＦ信号という）に変換し、同軸ケーブル１３を介してミリ波送信用の送信機１４に出力する。上記送信機１４は、送信部と送信用アンテナが一体に設けられている。

上記送信機１４は、上記コンバータ１２から出力されるＩＦ信号を例えば６０ＧＨｚ前後のミリ波帯の信号に変換して送信する。

また、送信機１４は、図４に示すように集合住宅１５の屋上からアーム１６によりベランダ側に突出して設けられ、送信アンテナから下方に向けて電波を送信する。

一方、システムの加入者側には、それぞれミリ波受信用の受信機２１ａ、２１ｂ、…を設置する。上記受信機２１ａ、２１ｂ、…は、図４に示すように各加入者宅のベランダ等において、アーム１７を介して送信機１４に対向するように設置される。上記受信機２１ａ、２１ｂ、…は、それぞれ受信部と受信用アンテナが一体に設けられている。

上記各受信機２１ａ、２１ｂ、…は、送信機１４から送られてくるミリ波の信号を受信し、受信したミリ波を元のＩＦ信号に変換し、ＢＳ／ＣＳチューナ２２ａ、２２ｂ、…に出力する。このＢＳ／ＣＳチューナ２２ａ、２２ｂ、…は、受信機２１ａ、２１ｂ、…から出力されるＩＦ信号の中から所望チャンネルのテレビ信号を選択し、テレビ受信機（ＴＶ）２３ａ、２３ｂ、…に出力する。
特開２００４−３５７１９６号公報

上記ミリ波通信方式を使用することにより、テレビ共同受信設備で受信したテレビ信号をテレビ共同受信システムの加入者宅に伝送する際、テレビ信号を各システム加入者宅へ分配するための分配器や長い同軸ケーブルを敷設する必要が無く、テレビ共同受信設備を容易に設置することができる。

この場合、直進性の強いミリ波等の電波を使用する無線通信においては、図５（ａ）に示すように送信機１４の指向性の最も高い方向、すなわち指向性のピーク方向２５と受信機２１の指向性のピーク方向２６を向き合わせてシステムを構築するのが一般的である。

しかし、テレビ共同受信システムのように１台の送信機１４に対して複数台の受信機２１ａ、２１ｂ、…を設置し、伝送媒体にミリ波などの直進性の強い電波を使用した場合において、図５（ｂ）に示すように送信機１４の指向性の最も高い方向、すなわちピーク方向２５と受信機２１ａ、２１ｂ、…の指向性のピーク方向２６ａ、２６ｂ、…を向き合わせてシステムを構築すると、受信機２１ａに対して後方に位置する受信機２１ｂは、受信機２１ａの陰になり、送信機１４からの送信信号を良好に受信できなくなるという問題がある。例えばマンション等の集合住宅において、図４に示したように集合住宅１５の屋上に送信機１４を設置し、その下層の各階に受信機２１ａ、２１ｂ、…を設置した場合、下層階に設置される受信機は上層階に設置される受信機の陰になり、屋上に設置された送信機１４からの送信信号を良好に受信することが困難になる。

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、１台の送信機に対して複数の受信機を設置する場合で、直進性の強いミリ波を使用する場合であっても、送信機から複数の受信機に対して確実に信号を伝送することができるミリ波通信方式を提供することを目的とする。

本発明に係るミリ波通信方式は、ミリ波を送信するミリ波送信機と、前記ミリ波送信機から送信されるミリ波を受信する複数のミリ波受信機とを具備し、前記ミリ波送信機の指向性のピーク方向から所定角度範囲内でずらして前記複数のミリ波受信機を設置し、且つ該各ミリ波受信機の指向性のピーク方向を前記ミリ波送信機に合わせることを特徴とする。

本発明によれば、１台のミリ波送信機に対して複数のミリ波受信機を設置する際、送信機の指向性のピーク方向から所定角度範囲内でずらして各受信機を設置し、且つ各受信機の指向性のピーク方向を送信機に合わせることにより、各受信機は前方に位置する受信機の陰になることはなく、直進性の強いミリ波を使用する場合であっても、送信機から複数の受信機に対して確実に信号を伝送することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るミリ波通信方式の基本的な構成図である。本実施形態では、図１に示すようにミリ波送信機１４に対して複数のミリ波受信機２１ａ、２１ｂ、…を設置する場合、受信機２１ａ、２１ｂ、…を送信機１４の指向性のピーク方向２５からずらして設置し、各受信機２１ａ、２１ｂ、…の指向性のピーク方向２６ａ、２６ｂ、…を送信機１４に合わせる。この場合、送信機１４の指向性のピーク方向２５と各受信機２１ａ、２１ｂ、…の指向性のピーク方向２６ａ、２６ｂ、…との角度θが所定の範囲内に入るように、すなわち、送信機１４から送信されるビームの放射角度の範囲内に入るように、且つ各受信機２１ａ、２１ｂ、…同士が重ならないように位置を設定する。上記送信機１４から送信されるビームの放射角度は、通常約７°程度あるので、その放射角度内に入るように各受信機２１ａ、２１ｂ、…の方向、位置等を設定する。

また、送信機１４と受信機２１ａ、２１ｂ、…との間の最大通信可能距離は、約１００ｍ程度であるが、天候等の状態によって変化するので、送信機１４と受信機２１ａ、２１ｂ、…との設置距離は、通常数十ｍの範囲内に設定する。

上記のように受信機２１ａ、２１ｂ、…を送信機１４の指向性のピーク方向２５からずらして設置し、各受信機２１ａ、２１ｂ、…の指向性のピーク方向２６ａ、２６ｂ、…を送信機１４に合わせることにより、後方の受信機２１ｂが前方の受信機２１ａの陰にならず、送信機１４と通信することが可能になる。

次に本発明の一実施形態に係るミリ波通信方式の具体的な構成例について図２を参照して説明する。図２は、建物の向きや遮蔽物により、ベランダから放送衛星や通信衛星等の方角が開けておらず、通常の受信アンテナを用意しても衛星放送を受信できない集合住宅１５において、その受信障害対策としてミリ波通信方式を利用した中継システムの例を示したもので、（ａ）は集合住宅１５をベランダ側から見た図、（ｂ）は集合住宅１５を側面から見た図である。また、図２では、３階建ての集合住宅１５において、３階のシステム加入者宅３１ａ、３１ｂ、２階のシステム加入者宅３１ｃ、３１ｄ、１階のシステム加入者宅３１ｅ、３１ｆに受信機２１ａ、２１ｂ、…を設置する場合の例を示している。

図２に示すように、集合住宅１５の屋上には、衛星１から送信されるＢＳ放送、ＣＳ放送等の電波を受信する衛星受信用アンテナ１１が設置される。上記衛星受信用アンテナ１１は、衛星１からの送信電波を受信してコンバータ１２により中間周波信号（以下、ＩＦ信号という）に変換し、同軸ケーブル１３を介してミリ波用の送信機１４に出力する。

上記送信機１４は、送信部と送信用アンテナを一体に構成したもので、集合住宅１５の屋上からアーム３３によりベランダ側に所定距離例えば１ｍ程度突出させ、且つ送信用アンテナを下側にして設ける。この場合、送信機１４は、各システム加入者宅３１ａ、３１ｂ、…の間、すなわち、図２（ａ）に示すように集合住宅１５をベランダ側から見た場合において、左側に位置するシステム加入者宅３１ａ、３１ｃ、３１ｅと、右側に位置するシステム加入者宅３１ｂ、３１ｄ、３１ｆの間に位置するように設け、指向性のピーク方向２５が真下に向くように設定する。

そして、３階のシステム加入者宅３１ａ、３１ｂのベランダにそれぞれ受信機２１ａ、２１ｂを設置し、その位置を送信機１４の指向性のピーク方向２５からずらして設定し、且つ各受信機２１ａ、２１ｂの指向性のピーク方向２６ａ、２６ｂを送信機１４に合わせる。この場合、各受信機２１ａ、２１ｂは、送信機１４の指向性のピーク方向２５から所定の角度範囲内、すなわち送信機１４から送信されるビームの放射角度の範囲内に入るように設置する。図２の例では受信機２１ａ、２１ｂの位置を、（ａ）のベランダ側から見ても、また、（ｂ）の側面から見ても送信機１４の指向性のピーク方向２５からずれるように設定している。

また、２階のシステム加入者宅３１ｃ、３１ｄのベランダにそれぞれ受信機２１ｃ、２１ｄを設置し、その位置を送信機１４の指向性のピーク方向２５から所定の角度範囲内でずらして設定し、且つ各受信機２１ｃ、２１ｄの指向性のピーク方向２６ｃ、２６ｄを送信機１４に合わせる。

更に、１階のシステム加入者宅３１ｅ、３１ｆのベランダにそれぞれ受信機２１ｅ、２１ｆを設置し、その位置を送信機１４の指向性のピーク方向２５から所定の角度範囲内でずらして設定し、且つ各受信機２１ｅ、２１ｆの指向性のピーク方向２６ｅ、２６ｆを送信機１４に合わせる。

そして、上記受信機２１ａ、２１ｂ、…は、図３、図４で説明したように、送信機１４から送られてくるミリ波の信号を受信すると、受信したミリ波の信号を元のＩＦ信号に変換してＢＳ／ＣＳチューナ２２ａ、２２ｂ、…に出力する。このＢＳ／ＣＳチューナ２２ａ、２２ｂ、…は、受信機２１ａ、２１ｂ、…から出力されるＩＦ信号の中から所望チャンネルのテレビ信号を選択し、テレビ受信機２３ａ、２３ｂ、…に出力する。

上記のように各階のシステム加入者宅３１ａ、３１ｂ、…のベランダ等にそれぞれ受信機２１ａ、２１ｂ、…を設置し、その位置を送信機１４の指向性のピーク方向２５から所定の角度範囲内でずらして設定し、且つ各受信機２１ａ、２１ｂ、…の指向性のピーク方向２６ａ、２６ｂ、…を送信機１４に合わせることにより、３階に設置された受信機２１ａ、２１ｂに対し、２階に設置された受信機２１ｃ、２１ｄ及び１階に設置された受信機２１ｅ、２１ｆが陰になることはなく、送信機１４と通信することが可能になる。また、１階に設置された受信機２１ｅ、２１ｆは、２階に設置された受信機２１ｃ、２１ｄの陰になることもない。

また、上記集合住宅１５におけるその他の加入者宅に対しても、上記図２に示したシステムと同様のシステムを設けることにより、衛星１から送信されるＴＶ放送を受信して各加入者宅に中継することができる。

更に、集合住宅１５が高層ビルの場合であっても、上記図２に示したシステムを複数系統設けることにより、衛星１から送信されるＴＶ放送を各加入者宅に設けられる受信機２１ａ、２１ｂ、…に中継することができる。上記送信機１４は、通常は直線偏波を使用して電波を送信するが、複数系統のシステムを設ける場合は、隣接する系統間で異なる偏波、例えば右旋円偏波と左旋円偏波を用いて電波を送信することにより、異なる系統間における混信等を防止することができる。

なお、図２では受信機２１ａ、２１ｂ、…の位置を、ベランダ側から見ても、また、側面から見ても送信機１４の指向性のピーク方向２５からずれるように設定した場合について示したが、何れか一方において受信機２１ａ、２１ｂ、…の位置が送信機１４の指向性のピーク方向２５からずれるように設定しても良い。

また、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できるものである。

本発明に係るミリ波通信方式の基本的な構成図である。 本発明の一実施形態に係るミリ波通信方式を共同受信システムに利用した具体的な構成例を示し、（ａ）は集合住宅をベランダ側から見た図、（ｂ）は集合住宅を側面から見た図である。 従来のミリ波通信方式の全体の概略構成図である。 従来のミリ波通信方式における各機器の配置例を示す図である。 直進性の強い電波を使用する無線通信の一般的なシステム構築例を示す図である。

符号の説明

１…衛星、１１…衛星受信用アンテナ、１２…コンバータ、１３…同軸ケーブル、１４…送信機、１５…集合住宅、１６、１７…アーム、２１、２１ａ〜２１ｆ…受信機、２２ａ、２２ｂ、…、…ＢＳ／ＣＳチューナ、２３ａ、２３ｂ、…、…テレビ受信機、２５…送信機の指向性のピーク方向、２６ａ〜２６ｆ…受信機の指向性のピーク方向、３１ａ〜３１ｆ…システム加入者宅、３３…アーム。

Claims (1)

1. ミリ波を送信するミリ波送信機と、前記ミリ波送信機から送信されるミリ波を受信する複数のミリ波受信機とを具備し、
   前記ミリ波送信機の指向性のピーク方向から所定角度範囲内でずらして前記複数のミリ波受信機を設置し、且つ該各ミリ波受信機の指向性のピーク方向を前記ミリ波送信機に合わせることを特徴とするミリ波通信方式。

Images