JP2008193289A - 電波増幅器および無線ｌａｎアクセスポイント - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＡＮ送受信機と送受信の同期を図るための制御信号線を必要とすることなく、かつ、伝送損失を増加させることなく、無線ＬＡＮネットワークの送受信の電波を改善する。
【解決手段】受信アンテナ２５に受信された電波を増幅する低雑音増幅器２３と、送信アンテナ２４に送信信号を供給する電力増幅器２２と、低雑音増幅器２３の出力端子および電力増幅器２２の入力端子に選択的に無線ＬＡＮ送受信機を接続する単極双投スイッチ２６と、この単極双投スイッチ２６を通常、低雑音増幅器２３側に接続し、無線ＬＡＮ送受信機からの送信信号を検出したとき電力増幅器２２側に切り替える送受信切り替え装置とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、無線ＬＡＮに関し、特に無線ＬＡＮアクセスポイントおよびその電波増幅器に関する。

従来、無線通信でデータの送受信を行う無線ＬＡＮにおいて、受信動作時におけるケーブル損失を補正でき、長距離伝送を可能とする無線ＬＡＮ用ブースタが提案されている（特許文献１参照）。この無線ＬＡＮ用ブースタは、ＬＡＮ送受信機にケーブルを介して接続されるアンテナの給電点側に挿入される無線ＬＡＮ用ブースタであって、受信経路に配置される高周波増幅器と、受信経路をアンテナに接続あるいは開放する高周波切り替えスイッチとを備え、ＬＡＮ送受信機による送信信号の有無を検出し、送信信号がある場合には受信経路をアンテナから切り離し、送信信号がない場合には受信経路をアンテナに接続するように高周波切り換えスイッチを切り換え制御する。ＬＡＮ送受信機による送信信号の有無検出のために、検波器と、この検波出力を増幅して高周波切り換えスイッチを制御する直流増幅器とを用いている。
特開２０００−１３２７７号公報

上記特許文献１に記載の従来技術によれば、ＬＡＮ送受信機による送信信号の有無を検出して受信経路の切替を行うことにより、無線ＬＡＮアクセスポイントとしてのＬＡＮ送受信機と送受信の同期を図るための制御信号線を必要とすることなく、受信動作時における雑音指数の劣化を改善することができる。

しかし、上記従来技術の構成では、送受信用のアンテナからの受信信号を取り出す第１のサーキュレータと低雑音増幅器の入力端との間に高周波切り替えスイッチが配置され、さらに、低雑音増幅器の出力端とＬＡＮ送受信機との間に第２のサーキュレータが配置されており、アンテナとＬＡＮ送受信機との間に２個のサーキュレータおよび切り替えスイッチが介挿されるため、伝送損失が大きいという問題がある。

本発明はこのような背景においてなされたものであり、ＬＡＮ送受信機と送受信の同期を図るための制御信号線を必要とすることなく、かつ、伝送損失を増加させることなく、無線ＬＡＮネットワークの送受信の電波を改善することを企図する。

本発明による電波増幅器は、受信アンテナに受信された信号を増幅する低雑音増幅器と、送信アンテナに送信信号を供給する電力増幅器と、前記低雑音増幅器の出力端子および前記電力増幅器の入力端子に選択的に無線ＬＡＮ送受信機を接続する単極双投スイッチ手段と、前記単極双投スイッチ手段を、通常、前記低雑音増幅器側に接続し、前記無線ＬＡＮ送受信機からの送信信号を検出したとき前記電力増幅器側に切り替える送受信切り替え装置とを備えたことを特徴とする。

送受信切り替え装置は、無線ＬＡＮ送受信機からの送信信号を検出したとき、前記単極双投スイッチ手段を前記電力増幅器側に切り替える。これにより、無線ＬＡＮ送受信機から単極双投スイッチ手段を介して電力増幅器を経由し、送信アンテナにつながる送信経路が形成される。無線ＬＡＮ送受信機からの送信信号を検出しない状態では、受信アンテナから低雑音増幅器を経由し単極双投スイッチ手段を介して無線ＬＡＮ送受信機につながる受信経路が形成される。

好ましくは、前記送受信切り替え装置は前記無線ＬＡＮ送受信機からの送信信号を検出したときのみ前記電力増幅器へ動作電力を供給する手段を有する。これにより、送信時以外は電力増幅器への動作電力が遮断され、消費電力が抑えられる。

本発明による無線ＬＡＮアクセスポイントは、無線ＬＡＮ送受信機と、電波増幅器とを備え、前記電波増幅器は、受信アンテナに受信された信号を増幅する低雑音増幅器と、送信アンテナに送信信号を供給する電力増幅器と、前記低雑音増幅器の出力端子および前記電力増幅器の入力端子に選択的に無線ＬＡＮ送受信機を接続する単極双投スイッチ手段と、前記単極双投スイッチ手段を、通常、前記低雑音増幅器側に接続し、前記無線ＬＡＮ送受信機からの送信信号を検出したとき前記電力増幅器側に切り替える送受信切り替え装置とを備えたことを特徴とする。

本発明の電波増幅器では、送受信の切り替えに単一の単極双投スイッチ手段を用い、無線ＬＡＮ送受信機からの送信信号の検出結果に応じて単極双投スイッチ手段を切り替える構成としたので、送受信の切り替えのための特別な制御信号を必要とすることなく、また、従来技術のような複数のサーキュレータを用いる例のように伝送損失を増加させることなく、無線ＬＡＮネットワークの送受信の電波を改善することができる。

また、電波増幅器内の電力増幅器は、送信時のみ電力を供給することによりその電力消費を抑えることができる。

以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本実施の形態における無線ＬＡＮアクセスポイントの利用例を示す概略のシステム構成を示している。無線ＬＡＮアクセスポイントとは、ノートＰＣなどの無線ＬＡＮクライアント（無線端末）を相互に接続したり、他のネットワークに接続したりするための無線装置であり、ここでは、異なるネットワーク間の中継・接続を行うルータ機能を兼ね備えている。

無線ＬＡＮアクセスポイント１０は、無線ＬＡＮ移動局機能としての無線ＬＡＮ機能を内蔵したノートＰＣ１２、同じく無線ＬＡＮ機能を内蔵した携帯電話端末１３等の無線端末と、無線インタフェースにより接続される。他方、モデム１５を介してインターネット１６などの通信ネットワークに接続される。

図１に示した無線ＬＡＮアクセスポイント１０は、ルータ内蔵無線ＬＡＮ送受信機１４に本発明に係る電波増幅器１１を接続したものである。このルータ内蔵無線ＬＡＮ送受信機１４は、既存のルータ内蔵無線ＬＡＮアクセスポイントのアンテナを除去した構成に相当する。

図２に、本実施の形態における電波増幅器１１の内部の回路構成例を示す。

無線ＬＡＮ送受信機接続コネクタ２０は、無線ＬＡＮ送受信機１４のＲＦ入出力端子とＲＦ単極双投（ＳＰＤＴ：Single Pole Double Throw）スイッチ２６の端子２６ａに接続される。受信アンテナ２５はローノイズアンプ（低雑音増幅器）２３の入力端子に接続される。ローノイズアンプ２３の出力端子はスイッチ２６の一方の接点２６ｂに接続される。スイッチ２６の他方の接点２６ｃはパワーアンプ（電力増幅器）２２の入力端子に接続される。パワーアンプ２２の出力端子は送信アンテナ２４に接続される。

送受信切り替え装置３２は、接続コネクタ２０の信号を抵抗２１を介して受け、スイッチ２６およびパワーアンプ２２に対する制御信号を生成する。抵抗２１は、送信電力の一部（例えば５％程度）を抽出するための手段として機能している。

より具体的には、送受信切り替え装置３２は、無線ＬＡＮ送受信機１４のＲＦ出力を直流電圧に変換する検波器としてのショットキーダイオード２７、このショットキーダイオード２７の出力と基準電圧（基準信号）とを比較する比較器としてのコンパレータ３０、当該基準電圧を発生する直流電源２８、コンパレータ３０の出力信号によりゲート電圧が制御される、ソース接地されたトランジスタスイッチ２９（ここではＦＥＴ）、このトランジスタスイッチ２９等の動作電力を供給する直流電源３１、トランジスタスイッチ２９のドレイン端子に接続された抵抗３４を有している。スイッチ２６は、コンパレータ３０の出力とトランジスタスイッチ２９の出力とにより相補的に制御され、端子２６ａを受信側接点２６ｂまたは送信側接点２６ｃに選択的に接続する。

以下、図２に示した電波増幅器１１の動作を説明する。

電波増幅器１１が接続される無線ＬＡＮ送受信機１４は半二重通信を行うものとする。送受信切り替え装置３２は、接続コネクタ２０の信号線から抵抗２１を介して抽出した信号をショットキーダイオード２７で検波し、コンパレータ３０でその信号の強度を判定する。受信アンテナ２５からの受信信号を増幅するローノイズアンプ２３の出力の信号強度は、無線ＬＡＮ送受信機１４から送信アンテナ２４に対する出力の信号強度に比べて十分小さく、ショットキーダイオード２７の出力は送信時のみ直流電源２８の基準電圧のレベルを超えるように、基準電圧が設定されている。

したがって、送信アンテナ２４から送信すべき送信信号がある場合には、コンパレータ３０の出力が高レベルとなる。このコンパレータ３０の出力はスイッチ２６の制御信号として用いられるとともに、パワーアンプ２２の電源として供給される。

また、コンパレータ３０の高レベル出力によりトランジスタスイッチ２９はＯＮし、トランジスタスイッチ２９によるスイッチ２６の制御信号が低レベルとなる。

送信アンテナ２４からの送信信号がない場合には、コンパレータ３０の出力は低レベルとなり、トランジスタスイッチ２９はＯＦＦし、トランジスタスイッチ２９によるスイッチ２６の制御信号が高レベルとなる。このとき、コンパレータ３０の出力によるパワーアンプ２２への動作電力は供給されない。「送信信号がない場合」とは、本実施の形態では待機時（受信時も含む）を意味する。

なお、図２において、無線ＬＡＮ送受信機１４に対する電波増幅器１１の接続は無線ＬＡＮ送受信機接続コネクタ２０を介して行う構成を示したが、ケーブル、配線、素子等の相互の直付けにより行ってもよい。

次に図３により、図１に示した無線ＬＡＮアクセスポイント１０のインターネット接続時の動作と手順を説明する。

＜電波増幅器待機状態＞
電波増幅器における待機状態（３０１）では、ノートＰＣ１２、携帯電話端末１３等の無線端末からの電波を待ち受けている状態である。ショットキーダイオード２７には無線ＬＡＮ受信機１４のＲＦ出力は入力されないので、コンパレータ３０の出力は低レベルのままであり、スイッチ２６の端子２６ａを受信側接点２６ｂに接続する。また、この状態で、無線端末からの電波を受信アンテナ２５から受信したときには、スイッチ２６はそのままの状態で、ローノイズアンプ２３で増幅し、スイッチ２６を介して無線ＬＡＮ送受信機にその電波を送り届けることができる。

＜インターネットへのアップロード時＞
インターネットへのアップロード開始（３０２）は、電波増幅器の受信状態に相当する。但し、スイッチ２６は電波増幅器待機状態と同じである。この状態で、電波増幅器１１は、無線端末からの電波を無線ＬＡＮ送受信機１４に増幅して送り届け、無線ＬＡＮアクセスポイント１０はインターネット１６へのアップロード動作を行う。このアップロード動作が終了（３０３）すると、電波増幅器１１は待機状態（３０１）に戻る。

＜インターネットからのダウンロード時＞
インターネットからのダウンロード開始（３０４）時には、電波増幅器１１の無線ＬＡＮ送受信機接続コネクタ２０に無線ＬＡＮ送受信機からのＲＦ出力が発生する。これに応じて、送受信切り替え装置３２がスイッチ２６を送信側に切り替えることにより、電波増幅器１１は送信状態になる。同時にコンパレータ３０の出力によりパワーアンプ２２の電源がオンにされる。その結果、無線ＬＡＮ送受信機１４からの電波はスイッチ２６を介してパワーアンプ２２で増幅され、送信アンテナ２４から無線端末に電波を送り届ける。

インターネットからのダウンロードを終了（３０５）すると、電波増幅器１１の無線ＬＡＮ送受信機接続コネクタ２０に無線ＬＡＮ送受信機からのＲＦ出力が発生しなくなる。これに応じて、送受信切り替え装置３２がスイッチ２６を受信側に切り替えることにより、電波増幅器１１は待機状態（３０１）に戻る。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、上記で言及した以外にも種々の変形、変更を行うことが可能である。

例えば、スイッチ２６の制御信号はコンパレータ３０とトランジスタスイッチ２９の両方の出力を利用したが、一方のみを利用する構成であってもよい。

本発明の実施の形態における無線ＬＡＮアクセスポイントの利用例を示す概略のシステム構成を示した図である。 本発明の実施の形態における電波増幅器の内部の回路構成例を示す図である。 図１に示した無線ＬＡＮアクセスポイントのインターネット接続時の動作と手順の説明図である。

符号の説明

１０…アクセスポイント、１１…電波増幅器、１３…携帯電話端末、１４…無線ＬＡＮ送受信機、１５…モデム、１６…インターネット、２０…無線ＬＡＮ送受信機接続コネクタ、２１…抵抗、２２…パワーアンプ、２３…ローノイズアンプ、２４…送信アンテナ、２５…受信アンテナ、２６…スイッチ、２６ａ…端子、２６ｂ…受信側接点、２６ｃ…送信側接点、２７…ショットキーダイオード、２８…直流電源、２９…トランジスタスイッチ、３０…コンパレータ、３１…直流電源、３２…送受信切り替え装置

Claims (6)

1. 受信アンテナに受信された電波を増幅する低雑音増幅器と、
   送信アンテナに送信信号を供給する電力増幅器と、
   前記低雑音増幅器の出力端子および前記電力増幅器の入力端子に選択的に無線ＬＡＮ送受信機を接続する単極双投スイッチ手段と、
   前記単極双投スイッチ手段を、通常、前記低雑音増幅器側に接続し、前記無線ＬＡＮ送受信機からの送信信号を検出したとき前記電力増幅器側に切り替える送受信切り替え装置と
   を備えたことを特徴とする電波増幅器。
2. 前記送受信切り替え装置は前記無線ＬＡＮ送受信機からの送信信号を検出したときのみ前記電力増幅器へ動作電力を供給する請求項１記載の電波増幅器。
3. 前記送受信切り替え装置は、無線ＬＡＮ送受信機のＲＦ出力を検波する検波器と、この検波器の出力を基準信号と比較する比較器とを有する請求項１または２記載の電波増幅器。
4. 無線ＬＡＮ送受信機と、
   電波増幅器とを備え、
   前記電波増幅器は、
   受信アンテナに受信された電波を増幅する低雑音増幅器と、
   送信アンテナに送信信号を供給する電力増幅器と、
   前記低雑音増幅器の出力端子および前記電力増幅器の入力端子に選択的に無線ＬＡＮ送受信機を接続する単極双投スイッチ手段と、
   前記単極双投スイッチ手段を、通常、前記低雑音増幅器側に接続し、前記無線ＬＡＮ送受信機からの送信信号を検出したとき前記電力増幅器側に切り替える送受信切り替え装置と
   を備えたことを特徴とする無線ＬＡＮアクセスポイント。
5. 前記電波増幅器は、前記送受信切り替え装置は前記無線ＬＡＮ送受信機からの送信信号を検出したときのみ前記電力増幅器へ動作電力を供給する手段を有する請求項３記載の無線ＬＡＮアクセスポイント。
6. 前記送受信切り替え装置は、無線ＬＡＮ送受信機のＲＦ出力を検波する検波器と、この検波器の出力を基準信号と比較する比較器とを有する請求項４または５記載の無線ＬＡＮアクセスポイント。

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