JP2011166272A - Transceiver - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、マイクロ波またはミリ波の高周波信号を送信または受信する送受信機に関する。 The present invention relates to a transceiver that transmits or receives microwave or millimeter-wave high-frequency signals.
従来、受信機の入力端子とサーキュレータ間に、さらに別のサーキュレータを設け、送信機から受信機への戻り電力をダイオードリミッタによってモニターすることで、送信機の動作を制御して、受信機への過大な入力を抑制する受信機保護回路が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, another circulator is provided between the input terminal of the receiver and the circulator, and the return power from the transmitter to the receiver is monitored by a diode limiter to control the operation of the transmitter and to the receiver. A receiver protection circuit that suppresses excessive input is known (see, for example, Patent Document 1).
送信機からアンテナへ出力される電力の一部は、アンテナで反射してサーキュレータへ入力され、受信機へ戻る。アンテナが可動するなどしてサーキュレータとアンテナ間の電気長が変化する場合、このサーキュレータを介在したアンテナから受信機への戻り電力の大きさが変化する。また、送信機からサーキュレータへ入力された電力の一部は、漏れ電力として受信機へ入力される。この受信機へ入力される戻り電力および漏れ電力は、送信機出力が大電力になるに従い増加し、受信機の性能や寿命に影響を及ぼす。このため、受信機の耐電力性を高めるとともに、アンテナから受信機への過大な戻り電力および漏れ電力を抑制する必要がある。 Part of the power output from the transmitter to the antenna is reflected by the antenna, input to the circulator, and returns to the receiver. When the electrical length between the circulator and the antenna changes due to movement of the antenna or the like, the magnitude of the return power from the antenna via the circulator to the receiver changes. A part of the power input from the transmitter to the circulator is input to the receiver as leakage power. The return power and leakage power input to the receiver increase as the power of the transmitter increases, which affects the performance and life of the receiver. For this reason, it is necessary to increase the power durability of the receiver and to suppress excessive return power and leakage power from the antenna to the receiver.
特許文献1に示される従来の受信機保護回路は、多段に設けたサーキュレータを必要とすることから部品コストがかかり、回路サイズも大きくなるという問題がある。また、受信機の入力端子前段に設けられたサーキュレータでの信号損失により、NF(Noise Figure;雑音指数)が劣化するという問題がある。 The conventional receiver protection circuit disclosed in Patent Document 1 requires a circulator provided in multiple stages, so that there is a problem that the parts cost is increased and the circuit size is increased. Further, there is a problem that NF (Noise Figure) is deteriorated due to signal loss in a circulator provided in front of the input terminal of the receiver.
この発明は、係る課題を解決するためになされたものであり、サーキュレータを多段に設けることなく、サーキュレータを介した受信機への戻り電力および漏れ電力を抑制することのできる、送受信機を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and to obtain a transceiver capable of suppressing return power and leakage power to a receiver via a circulator without providing circulators in multiple stages. With the goal.
この発明による送受信機は、送信機と、受信機と、上記送信機の出力端および上記受信機の入力端にそれぞれ接続され、送信出力と受信電力を分離するサーキュレータと、上記送信機の出力端と上記サーキュレータの間に接続された送信系方向性結合器と、上記受信機の入力端と上記サーキュレータの間に接続された受信系方向性結合器と、上記送信系方向性結合器の結合端子と上記受信系方向性結合器の結合端子間に接続された移相器とを備えたものである。 A transceiver according to the present invention includes a transmitter, a receiver, a circulator connected to an output end of the transmitter and an input end of the receiver, respectively, for separating transmission output and received power, and an output end of the transmitter And a transmission system directional coupler connected between the circulator, a receiving system directional coupler connected between the input end of the receiver and the circulator, and a coupling terminal of the transmission system directional coupler And a phase shifter connected between the coupling terminals of the receiving system directional coupler.
この発明によれば、送信機と受信機の間に方向性結合器および移相器を設け、送信機から受信機に逆位相電力を供給することで、送信時における、サーキュレータを介した受信機への戻り電力および漏れ電力を抑制することができる。 According to the present invention, a directional coupler and a phase shifter are provided between a transmitter and a receiver, and by supplying antiphase power from the transmitter to the receiver, the receiver via the circulator at the time of transmission is provided. Return power and leakage power can be suppressed.
実施の形態1.
図1は、この発明に係る実施の形態1による送受信機の構成を示す図である。
図において、送受信機は、サーキュレータ2と、送信系の方向性結合器3と、送信機4と、移相器5と、受信系の方向性結合器6と、スイッチ7と、受信機8を備えている。サーキュレータ2は3端子を有している。サーキュレータ2の第1の端子は、アンテナ1の給電点に接続される。サーキュレータ2の第2の端子は、送信機4の出力端側に接続される。サーキュレータ2の第3の端子は、受信機8の入力端側に接続される。
Embodiment 1 FIG.
1 is a diagram showing a configuration of a transceiver according to Embodiment 1 of the present invention.
In the figure, the transceiver includes a circulator 2, a transmission directional coupler 3, a transmitter 4, a
また、サーキュレータ2の第2の端子と送信機4の出力端の間には、方向性結合器3が接続される。サーキュレータ2の第3の端子と受信機8の出力端の間には、方向性結合器6が接続される。また、方向性結合器6と受信機8の出力端の間には、スイッチ7が接続される。方向性結合器3と受信系の方向性結合器6の間には、移相器5が接続される。方向性結合器3は、入力電力を主端子と結合端子に2分配して出力する。方向性結合器6は、主端子と結合端子からそれぞれ入力される信号を合成して出力する。スイッチ7は、高耐電力性を有した高周波スイッチ回路から構成される。スイッチ7は、図示しない外部制御装置によって制御され、受信機8の入力端とグランドとの接続を切り換えることができる。通常時は、スイッチ7は受信機8に接続される。なお、スイッチ7の耐電力を高くする程、スイッチ7における電力損失が大きくなる。
A directional coupler 3 is connected between the second terminal of the circulator 2 and the output terminal of the transmitter 4. A
次に、実施の形態1による送受信機の動作について説明する。
送受信機は、図示しない外部制御装置によって送信と受信とが時分割で切り換えられる。
送信時に、送信機4から出力された高周波信号は、方向性結合器3に入力される。方向性結合器3は、入力された高周波信号を、主端子から出力される主信号と、結合端子に結合する副信号とに2分配する。方向性結合器3の主端子に分配された主信号は、サーキュレータ2の第2の端子へ入力される。サーキュレータ2の第2の端子へ入力された主信号は、送信信号として第1の端子からアンテナ1へ伝送され、この送信信号の大部分はアンテナ1から電波として空間に放射される。
また、受信時に、アンテナ1が空間から受信した受信電力は、高周波の受信信号としてサーキュレータ2の第1の端子に入力され、サーキュレータ2および方向性結合器6を通過し、スイッチ7を経て受信機8に受信される。受信機8の受信電力が許容電力を超えた場合、または超えることが想定される場合などの異常時には、図示しない外部制御装置からの指示によってスイッチ7の接続が切り換えられ、スイッチ7がグランドに接続される。
Next, the operation of the transceiver according to the first embodiment will be described.
The transceiver is switched between transmission and reception in a time division manner by an external control device (not shown).
At the time of transmission, the high-frequency signal output from the transmitter 4 is input to the directional coupler 3. The directional coupler 3 divides the input high-frequency signal into two parts: a main signal output from the main terminal and a sub signal coupled to the coupling terminal. The main signal distributed to the main terminal of the directional coupler 3 is input to the second terminal of the circulator 2. The main signal input to the second terminal of the circulator 2 is transmitted as a transmission signal from the first terminal to the antenna 1, and most of the transmission signal is radiated from the antenna 1 to the space as a radio wave.
The received power received from the space by the antenna 1 during reception is input to the first terminal of the circulator 2 as a high-frequency received signal, passes through the circulator 2 and the
このとき、アンテナ1とサーキュレータ2との間の電気長に応じて、送信時にアンテナ1へ伝送される送信信号の一部はアンテナ1で反射し、アンテナ1からの反射波はサーキュレータ2の第1の端子へ戻り、サーキュレータ2の戻り電力9としてサーキュレータ2の第3の端子から出力される。このサーキュレータ2への戻り電力9は、方向性結合器6およびスイッチ7を通過して受信機8に入力される。
また、送信時に、送信機4からサーキュレータ2の第2の端子に入力される送信信号の一部は、漏れ信号10としてサーキュレータ2の第3の端子から受信機8側に漏れ出る。
At this time, according to the electrical length between the antenna 1 and the circulator 2, a part of the transmission signal transmitted to the antenna 1 during transmission is reflected by the antenna 1, and the reflected wave from the antenna 1 is the first of the circulator 2. , And is output from the third terminal of the circulator 2 as the return power 9 of the circulator 2. The return power 9 to the circulator 2 passes through the
Further, at the time of transmission, a part of the transmission signal input from the transmitter 4 to the second terminal of the circulator 2 leaks from the third terminal of the circulator 2 to the
このサーキュレータ2の第1端子に入力された戻り電力9と、サーキュレータ2の送信側の第2端子から受信側の第3端子へ漏れ出る漏れ信号10とが合成され、その合成信号が方向性結合器6の主端子に入力される。
一方、方向性結合器3の結合端子から分配された副信号は、移相器5によって位相が調整された後、調整信号11として方向性結合器6の結合端子に入力される。
方向性結合器6は、主端子から入力される戻り電力9および漏れ信号10の合成信号と結合端子から入力される調整信号11を、合成信号12として合成してスイッチ7へ出力する。合成信号12は、スイッチ7を介して受信機8へ入力される。
The return power 9 input to the first terminal of the circulator 2 and the
On the other hand, the phase of the sub-signal distributed from the coupling terminal of the directional coupler 3 is adjusted by the
The
このとき、移相器5は、送信側からの戻り電力9と受信側への漏れ信号10の合成信号の位相に対して、逆相になるように調整信号11の位相を設定する。この設定位相は、図示しない外部制御装置によって予め設定される。
なお、アンテナ1が可動するなどしてサーキュレータとアンテナ間の電気長が変化する場合は、電気長変化に応じて戻り電力9が変化するので、アンテナ1の可動角に応じて設定位相を可変するようにしても良い。
At this time, the
When the electrical length between the circulator and the antenna changes due to the movement of the antenna 1 or the like, the return power 9 changes according to the change in the electrical length, so the setting phase is varied according to the movable angle of the antenna 1. You may do it.
かくして、方向性結合器6において、戻り電力9と漏れ信号10の合成信号と、逆相の調整信号11とが合成されることによって、送信機4から受信機8への戻り電力9を抑制することができる。また、送信機4から出力され受信機8へ戻る戻り電力9を、送信機4の出力電力の一部を分離した調整信号11を用いて相殺するので、送信機4の出力の温度特性による特性変動を低減することができる。
Thus, in the
次に、実施の形態1による送受信機の実施効果について説明する。ここでは、図1の送受信機の動作周波数をX帯(例えば10GHz帯)とし、100Wの送信機4と、アイソレーション量20dBのサーキュレータ2と、結合量20dBの方向性結合器3と、結合量10dBの方向性結合器6と、移相器5およびVSWR(電圧定在波比)が2となるアンテナ1とを用いて、送受信機を構成した実施例について説明する。図2は、実施の形態1による、サーキュレータを介したアンテナから受信機への戻り電力の抑制効果を示す図である。図2の計算結果グラフ13は、図1に示す方向性結合器3、方向性結合器6、および移相器5を設けない場合の効果を示し、図2の計算結果グラフ14は、図1に示す方向性結合器3、方向性結合器6、および移相器5を設けた場合の効果を示す。
Next, the effect of the transceiver according to the first embodiment will be described. Here, the operating frequency of the transmitter / receiver in FIG. 1 is an X band (for example, 10 GHz band), a 100 W transmitter 4, a circulator 2 with an isolation amount of 20 dB, a directional coupler 3 with a coupling amount of 20 dB, and a coupling amount. An embodiment in which a transceiver is configured using a 10 dB
ここで、結合量20dBの方向性結合器3と、結合量10dBの方向性結合器6と、移相器5からなる経路を設けない場合、アンテナ1とサーキュレータ2間の電気長により送信機4から受信機8への戻り電力9は、戻り電力9と送信側から受信側への漏れ信号10との合成により、図2の計算結果グラフ13に示すように、6W〜19Wと変化する。
Here, in the case where a path composed of the directional coupler 3 having a coupling amount of 20 dB, the
一方、アンテナ1とサーキュレータ2間の電気長が固定されれば、送信側からの戻り電力9が決まるので、これと送信側から受信側へ漏れた信号10の合成成分を相殺するように、移相器5で位相を設定することで、受信機4への戻り電力は、図2の計算結果グラフ14に示すように約4Wまで抑制することができる。
なお、アンテナ1が可動する場合であっても、アンテナ1の可動角に応じてアンテナ1とサーキュレータ2間の電気長は既知の値に固定されるので、アンテナ1の可動角に応じて設定位相を調整すれば良い。
On the other hand, if the electrical length between the antenna 1 and the circulator 2 is fixed, the return power 9 from the transmission side is determined, so that this and the combined component of the
Even when the antenna 1 is movable, the electrical length between the antenna 1 and the circulator 2 is fixed to a known value according to the movable angle of the antenna 1, so that the set phase according to the movable angle of the antenna 1 is set. You can adjust.
したがって、実施の形態1による送受信機は、送信側からの戻り電力9を低減することができるので、受信機8に入力する電力をより抑えることができ、スイッチ7の耐電力をより低くすることができる。この結果、スイッチ7の低損失化を図ることができるため、送受信機の受信NFを低減できる。
Therefore, since the transmitter / receiver according to Embodiment 1 can reduce the return power 9 from the transmission side, the power input to the
以上説明した通り、実施の形態1による送受信機は、送信出力と受信電力を分離するサーキュレータを有したマイクロ波送受信機の構成において、送信機の出力端子とサーキュレータ間および受信機に前置したスイッチの入力端子とサーキュレータ間に、各々方向性結合器を設け、各々の方向性結合器の結合端子間に移相器を接続し、その移相量を適切に設定することで、サーキュレータのアイソレーション量に応じた送信時のアンテナからの受信機への戻り電力を抑制することができる。 As described above, the transmitter / receiver according to the first embodiment has a microwave transmitter / receiver configuration having a circulator that separates transmission output and received power, and a switch provided between the output terminal of the transmitter and the circulator and in front of the receiver. By providing a directional coupler between each input terminal and the circulator, connecting a phase shifter between the coupling terminals of each directional coupler, and setting the amount of phase shift appropriately, the circulator is isolated. The return power from the antenna to the receiver during transmission according to the amount can be suppressed.
1 アンテナ、2 サーキュレータ、3 (送信系)方向性結合器、4 送信機、5 移相器、6 (受信系)方向性結合器、7 スイッチ、8 受信機。 1 antenna, 2 circulator, 3 (transmission system) directional coupler, 4 transmitter, 5 phase shifter, 6 (reception system) directional coupler, 7 switch, 8 receiver.
Claims (3)
受信機と、
上記送信機の出力端および上記受信機の入力端にそれぞれ接続され、送信出力と受信電力を分離するサーキュレータと、
上記送信機の出力端と上記サーキュレータの間に接続された送信系方向性結合器と、
上記受信機の入力端と上記サーキュレータの間に接続された受信系方向性結合器と、
上記送信系方向性結合器の結合端子と上記受信系方向性結合器の結合端子間に接続された移相器と、
を備えた送受信機。 A transmitter,
A receiver,
A circulator connected to the output end of the transmitter and the input end of the receiver, respectively, for separating the transmission output and the received power;
A transmission system directional coupler connected between the output end of the transmitter and the circulator;
A receiving system directional coupler connected between the input end of the receiver and the circulator;
A phase shifter connected between a coupling terminal of the transmission system directional coupler and a coupling terminal of the reception system directional coupler;
A transceiver equipped with.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010024190A JP2011166272A (en) | 2010-02-05 | 2010-02-05 | Transceiver |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010024190A JP2011166272A (en) | 2010-02-05 | 2010-02-05 | Transceiver |
Publications (1)
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JP2011166272A true JP2011166272A (en) | 2011-08-25 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010024190A Pending JP2011166272A (en) | 2010-02-05 | 2010-02-05 | Transceiver |
Country Status (1)
Country | Link |
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2010
- 2010-02-05 JP JP2010024190A patent/JP2011166272A/en active Pending
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