JP2012151671A - 無線通信システムおよび基地局装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基地局及び中継局で発生する偏波形成誤差要因となる偏波間の利得・位相誤差を補償する。
【解決手段】受信用の水平偏波アンテナおよび垂直偏波アンテナで受信した各信号をそれぞれ送信用の水平偏波アンテナおよび垂直偏波アンテナから送信する中継局装置に対して、水平偏波成分および垂直偏波成分を有する信号を送信し、中継局装置から円偏波を送信させる基地局装置において、中継局装置から送信される円偏波と直交する円偏波を受信する円偏波アンテナで受信する干渉成分の受信レベルが最小になるように、中継局装置に対して送信する信号の水平偏波成分および垂直偏波成分の振幅および位相を制御する振幅位相制御手段を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、中継局を介する無線通信システムにおいて、アンテナの偏波追尾を不要とする無線通信システムおよび基地局装置に関する。

無線通信システムにおけるアンテナは、一般的に通信の相手方との指向性および偏波を調整する必要があり、特に静止軌道に複数の通信衛星を配置する衛星通信においては、高精度な指向方向調整を要求される。無線通信システムでは、一般的に直線偏波と円偏波が使用されており、円偏波を使用する場合は偏波調整を不要とする特徴がある。一方、直線偏波を使用する場合は偏波の調整が必要であり、さらに周波数有効利用の観点から直交する２つの偏波を使用する無線通信システムでは、より高精度な偏波調整も要求される。

衛星通信システムにおける偏波の選択は、通信衛星に依存しており、特にＫｕ帯、Ｃ帯等を用いる衛星通信システムでは、直線偏波が広く用いられているため、偏波追尾が必須であった。

直線偏波使用の衛星通信システムで、偏波追尾を不要とするための報告例が特許文献１に記載されている。本方式では、移動局における信号の送受信に円偏波アンテナを用いることで、偏波追尾を不要としている。なお、基地局では垂直および水平偏波を送受信することが可能であるとともに、基地局のアンテナは中継局（ここでは衛星局）のアンテナに対し偏波調整されている。基地局から中継局を介して移動局へ通信する場合、図１３に示すように中継局から円偏波を形成するように、直交する２つの偏波（垂直・水平偏波）アンテナのそれぞれから90度の位相差をつけて出力する。基地局による位相制御手段は、円偏波形成のための90度移相を行う。移動局は、直交する２つの偏波（垂直・水平偏波）アンテナで中継局からの各偏波の信号を受信し、位相差検出回路で各偏波の受信信号の位相差を検出し、これを基地局の位相制御回路にフィードバックし、各偏波の位相差が90度になるように位相制御を行っている。

US20090061760A1

社団法人電子情報通信学会編、アンテナ工学ハンドブック、４章６節：開口面アンテナのビーム走査・追尾技術

直線偏波のアンテナから円偏波を形成するためには、直交する２つの偏波（垂直・水平偏波）アンテナのそれぞれから、等振幅の信号を90度の位相差をつけて送信する必要があり、送信信号の振幅差と位相誤差がそのまま形成偏波の誤差となる。

従来技術では、基地局から送信する直交する２つの直線偏波を中継局で中継して円偏波を形成するために、移動局で各偏波の受信信号の位相差を検出し、これを基地局の位相制御手段にフィードバックしている。このとき、移動局の位相差検出回路では各偏波の位相差を正確に検出することができる。しかし、基地局、中継局、移動局における各経路の通過利得に差が生じていると振幅誤差となり、また基地局、中継局、移動局における各偏波のアンテナおよび送受信回路等の位相差は位相誤差となる。そのため、中継局で形成される円偏波は、これらの振幅・位相誤差を含んだものであることが容易に想像できる。

偏波形成にこれらの振幅・位相誤差が存在すると、直交する偏波面への漏洩が生じるため、直交する２つの偏波を同時に使用することができなく、周波数有効利用の点で課題となる。

本発明は、直線偏波アンテナを使用する中継局から高精度に円偏波を出力するために、基地局および中継局で発生する偏波形成誤差要因となる偏波間の利得・位相誤差を補償することができる無線通信システムおよび基地局装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、受信用の水平偏波アンテナおよび垂直偏波アンテナで受信した各信号をそれぞれ送信用の水平偏波アンテナおよび垂直偏波アンテナから送信する中継局装置に対して、水平偏波成分および垂直偏波成分を有する信号を送信し、中継局装置から円偏波を送信させる基地局装置において、中継局装置から送信される円偏波と直交する円偏波を受信する円偏波アンテナで受信する干渉成分の受信レベルが最小になるように、中継局装置に対して送信する信号の水平偏波成分および垂直偏波成分の振幅および位相を制御する振幅位相制御手段を備える。

第１の発明の基地局装置において、中継局装置に対して送信する信号の水平偏波成分および垂直偏波成分の周波数に対して位相傾斜を付与し、位相の周波数偏差を補償する手段を備える。

第１の発明の基地局装置において、右旋円偏波アンテナおよび左旋円偏波アンテナを用いて、中継局装置に対して水平偏波成分および垂直偏波成分を有する直線偏波の信号を送信するための信号処理を行う手段と、右旋円偏波アンテナおよび左旋円偏波アンテナを送信および受信に用いる手段とを備え、振幅位相制御手段は、中継局装置から送信された右旋円偏波および左旋円偏波の信号を右旋円偏波アンテナおよび左旋円偏波アンテナで受信し、各アンテナにおける干渉成分の受信レベルが最小になるように、中継局装置に対して送信する信号の水平偏波成分および垂直偏波成分の振幅および位相を制御する構成である。

第２の発明の無線通信システムは、第１の発明における基地局装置および中継局装置と、中継局装置から送信される円偏波と直交する円偏波を受信する円偏波アンテナおよびその円偏波アンテナで受信する干渉成分の受信レベルを検出する受信回路とを備えたモニタ局装置とを備え、モニタ局装置の受信回路の検出出力を基地局装置の振幅位相制御手段にフィードバックし、当該検出出力が最小になるように中継局装置に対して送信する信号の水平偏波成分および垂直偏波成分の振幅および位相を制御する構成である。

本発明の無線通信システムおよび基地局装置は、直線偏波を使用する中継局アンテナから高精度に円偏波を送信することができる。これにより、移動局の偏波追尾を不要とするとともに、移動局において特別な信号処理を行うことなく信号電力の損失なく通信を実現することができる。さらに、高精度な偏波形成が実現できるため、同一周波数において右旋円偏波および左旋円偏波を共用することができ、周波数有効利用を実現することができる。

本発明の無線通信システムおよび基地局装置の実施例１を示す図である。 本発明の無線通信システムおよび基地局装置の実施例２を示す図である。 本発明の無線通信システムの実施例３を示す図である。 室内試験系における円偏波形成結果の例を示す図である。 室内試験系における円偏波形成結果の例を示す図である。 本発明の無線通信システムおよび基地局装置の実施例４を示す図である。 位相傾斜付与による結果の例を示す図である。 基地局装置１０における円偏波受信方法の例を示す図である。 円偏波アンテナから直線偏波を形成する原理を説明する図である。 本発明の無線通信システムおよび基地局装置の実施例５を示す図である。 手順(5) における各係数に対する干渉信号の受信振幅を示す図である。 手順(6) における各係数に対する干渉信号の受信振幅を示す図である。 従来の無線通信システムの構成例を示す図である。

図１は、本発明の無線通信システムおよび基地局装置の実施例１を示す。
図１において、基地局装置１０は、入力信号を変調する変調回路１１、変調回路１１の出力から２つの直線偏波のアンテナを用いて円偏波を形成するための信号処理を行う円偏波−直線偏波変換回路１２、円偏波−直線偏波変換回路１２の一方の出力の振幅および位相を制御する振幅位相制御回路１３、円偏波−直線偏波変換回路１２の他方の出力および振幅位相制御回路１３の出力をそれぞれ周波数変換および増幅して送信信号を出力する送信回路１４−１，１４−２、送信回路１４−１に接続される水平偏波アンテナ１５、送信回路１４−２に接続される垂直偏波アンテナ１６により構成される。なお、振幅位相制御回路１３は、ここでは垂直偏波アンテナ１６に接続される経路に挿入しているが、２つの経路の相対的な振幅および位相を調整するためのものであるので、水平偏波アンテナ１５に接続される経路または両方の経路にそれぞれ挿入してもよい。

中継局装置２０は、基地局装置１０の送信信号を受信する水平偏波アンテナ２１および垂直偏波アンテナ２２、水平偏波アンテナ２１の受信信号を水平偏波アンテナ２４から送信する中継回路２３−１、垂直偏波アンテナ２２の受信信号を垂直偏波アンテナ２５から送信する中継処理を行う中継回路２３−２により構成される。

２つの直線偏波のアンテナから円偏波を形成するためには、直交する２つの偏波（垂直・水平偏波）アンテナのそれぞれから、等振幅の信号を90度の位相差をつけて送信する必要がある。そのため、基地局装置１０の円偏波−直線偏波変換回路１２では、中継局装置２０の出力側で空間合成によって円偏波を形成するための信号処理、すなわち中継局装置２０の水平偏波アンテナ２４および垂直偏波アンテナ２５の各経路に対して、送信信号を90度位相差をつけて等分配する処理を実行する。なお、円偏波−直線偏波変換回路１２は、90度ハイブリッドにより容易に実現することも可能である。

ここで、基地局装置１０と中継局装置２０のアンテナの指向方向と偏波は、高精度に調整されて正対しているため、基地局装置１０の水平偏波アンテナ１５と中継局装置２０の水平偏波アンテナ２１、基地局装置１０の垂直偏波アンテナ１６と中継局装置２０の垂直偏波アンテナ２２は、それぞれ等価的に直接接続されているとみなすことができる。したがって、基地局装置１０の円偏波−直線偏波変換回路１２により、中継局装置２０の水平偏波アンテナ２４および垂直偏波アンテナ２５から送信信号を等振幅で90度の位相差をつけて送信することが可能となる。このとき、基地局装置１０の送信回路１４−１，１４−２および中継装置２０の中継回路２３−１，２３−２の偏波間利得差および位相差を揃えるため、基地局装置１０の振幅位相制御回路１３で振幅および位相を調整する。

図２は、本発明の無線通信システムおよび基地局装置の実施例２を示す。
図２において、実施例２の無線通信システムは、２つの直線偏波のアンテナから右旋円偏波と左旋円偏波を形成し、それぞれに異なる信号をのせる構成例を示す。本実施例で用いる基地局装置１０の円偏波−直線偏波変換回路１２は２入力２出力とし、２入力のそれぞれに接続される変調回路１１−１，１１−２から、右旋円偏波用の変調信号と左旋円偏波用の変調信号を入力する構成をとる。円偏波−直線偏波変換回路１２は、変調回路１１−１，１１−２から入力する変調信号（In１，In２）に対し、＋90度と−90度の位相差をつけて信号を等分配し、（Out1，Out2）に出力させるために下記の演算を実施する、もしくは90度ハイブリッドを適用する。

図３は、本発明の無線通信システムの実施例３を示す。
図３において、実施例２の無線通信システムは、実施例１の中継局装置２０において高精度に円偏波を形成するために、基地局装置１０の振幅位相制御回路１３で制御する振幅および位相係数を決定するための構成例を示す。

中継局装置２０の水平偏波アンテナ２４および垂直偏波アンテナ２５の送信信号は、空間合成によって円偏波の信号として伝搬する。この円偏波の信号は、モニタ局装置３０の円偏波アンテナ３１に受信され、受信回路３２に入力する。ここでは、中継局装置２０で形成する偏波を右旋円偏波とすると、モニタ局装置３０の円偏波アンテナ３１は左旋円偏波アンテナとする。受信回路３２は、円偏波アンテナ３１の受信信号レベルを検出し、当該受信信号レベルが最小になるように基地局装置１０の振幅位相制御回路１３にフィードバックする制御信号を生成する。右旋円偏波と左旋円偏波は直交関係にあるため、本実施例の構成においてモニタ局装置３０の円偏波アンテナ（左旋円偏波アンテナ）３１の受信信号レベルが零の場合、中継局装置２０で形成される偏波は右旋円偏波となり、そのレベルが最大となる。

ところで、基地局装置１０の送信回路１４−１，１４−２を構成する周波数変換手段および増幅手段、中継局装置２０の中継回路２３−１，２３−２は高周波のアナログ信号を扱うため、時々刻々と通過利得・位相に変動が生じ、これに伴い形成偏波の誤差が発生する。したがって、想定されている右旋円偏波と直交する左旋円偏波を受信するモニタ局装置３０の受信レベル（偏波間干渉）が増大する。

図４は、室内試験系における円偏波形成結果の例を示す。ここでは、振幅位相制御回路１３の振幅および位相係数を最適化後、係数を固定した後の時間経過に対するＸＰＤ（信号と干渉成分の電力比、25ｄＢ以上が一般的な要求値）をプロットしたものを示す。これよりＸＰＤの変動が確認できる。

ここでは、非特許文献１に記載のアンテナ指向方向追尾のためのステップトラック制御を応用し、振幅位相制御回路１３の振幅および位相係数を交互に微小量変化させて、モニタ局装置３０の受信信号レベルの減少の方向を判断する方式（以下「電子式ステップトラック方式」という）等を実施する。そして、受信信号レベルが小さくなるように振幅位相制御回路１３の振幅および位相係数をフィードバック制御することで、形成偏波精度の維持を行う。本手法を適用した結果を図５に示す。図５において、振幅位相制御回路１３の振幅および位相係数を最適化していない状態から、電子式ステップトラック方式により振幅および位相係数の最適化および特性維持を適用し、最適係数を探索した後に高精度にＸＰＤを確保していることが確認できる。

実施例１〜実施例３の構成において、複数のユーザで異なる周波数を使用する場合、基地局装置１０の送信回路１４−１，１４−２、中継局装置２０の中継回路２３−１，２３−２における振幅・位相の周波数特性を考慮する必要がある。使用する帯域は数10ＭHzであり、搬送波周波数（Ｋｕ帯の場合12／14ＧHz）に対する比帯域は数％のため、利得の周波数偏差は小さい。しかし、位相の周波数偏差は、経路間の波長差に比例するためＸＰＤの要求を逸脱するような誤差となる。これに対処する構成例として、実施例１に対応する実施例４を示すが、実施例２および実施例３にも同様に適用できる。

図６は、本発明の無線通信システムおよび基地局装置の実施例４を示す。
図６において、円偏波−直線偏波変換回路１２と送信回路１４−１との間に、周波数に対して位相傾斜を付与し、位相の周波数偏差を補償する位相傾斜付与回路１７を挿入する。これにより、振幅位相制御回路１３に設定する振幅および位相係数の広帯域化を図る。位相傾斜付与回路１７で付与する位相傾斜の決定は、特定の周波数で振幅位相制御回路１３の振幅および位相係数を決定した後、異なる周波数の信号を送信し、干渉レベルが最小になる位相傾斜を与える。

図７は、位相傾斜付与による結果の例を示す。ここでは、振幅位相制御回路１３に設定する振幅および位相係数が最適となる周波数から、±3.2 ＭHz離れた各周波数対応の信号レベルと干渉レベルを示す。ＸＰＤを評価すると低周波側のレベル差は25.2ｄＢから30.4ｄＢに改善され、高周波側のレベル差は21.2ｄＢから30.1ｄＢに改善することが確認できる。

上記の実施例の無線通信システムでは、干渉の評価のため円偏波アンテナを有するモニタ局装置３０を用意する必要がある。そこで、図８に示すように基地局装置１０の水平偏波アンテナ１５および垂直偏波アンテナ１６を送受で共用する方法が考えられる。ここでは、水平偏波アンテナ１５に送受信周波数成分を分離するダイプレクサ１０１−１を介して送信回路１４−１と受信回路１０２−１を接続し、垂直偏波アンテナ１６に同様のダイプレクサ１０１−２を介して送信回路１４−２と受信回路１０２−２を接続する。そして、受信回路１０２−１，１０２−２の各偏波対応の受信信号を直線偏波−円偏波変換回路（90度ハイブリッド）１０３で90度の位相差をつけて合成することにより、その２つの出力端子に右旋円偏波成分および左旋円偏波成分が出力される。

ここで、図３に示す実施例３のモニタ局装置３０と同様の機能を実現するには、直線偏波−円偏波変換回路１０３の左旋円偏波成分のレベルが零になるように振幅位相制御回路１３をフィードバック制御する構成をとる。しかし、直線偏波−円偏波変換回路１０３として用いる90度ハイブリッドの特性誤差や、水平偏波アンテナ１５および垂直偏波アンテナ１６から直線偏波−円偏波変換回路１０３間の通過特性に差があると、円偏波の成分が正しく抽出できないため、結果として形成偏波の誤差となる。

そこで、基地局装置１０において円偏波アンテナを用いて円偏波信号の受信を行い、かつ基地局装置１０のアンテナを送受信で共用するため、直線偏波送信信号を円偏波アンテナから出力するための構成を実施例５として以下に示す。

図１０は、本発明の無線通信システムおよび基地局装置の実施例５を示す。
図１０において、基地局装置１０は、変調回路１１−１，１１−２、円偏波−直線偏波形成回路１２、振幅位相制御回路１３−１、直線偏波−円偏波変換回路１０３、振幅位相制御回路１３−２、送信回路１４−１，１４−２、受信回路１０２−１，１０２−２、ダイプレクサ１０１−１，１０１−２、右旋円偏波アンテナ１８および左旋円偏波アンテナ１９で構成される。

本実施例構成では、変調回路１１−１，１１−２の出力は円偏波−直線偏波変換回路１２に入力し、直線偏波アンテナを用いて円偏波を形成するための信号処理がなされ、振幅位相制御回路１３−１で振幅位相調整される。この振幅位相制御回路１３−１の作用は図１に示す実施例１の振幅位相制御回路１３と同様であり、中継局装置２０の偏波間特性差を補償する。その後、直線偏波−円偏波変換回路１０３により、右旋円偏波アンテナ１８および左旋円偏波アンテナ１９を用いて直線偏波を形成するための信号処理を行い、振幅位相制御回路１３−２で基地局装置１０の送信回路１４−１，１４−２とアンテナの経路間特性補償を行い、中継局装置２０の水平偏波アンテナ２１および垂直偏波アンテナ２２と正対する直線偏波を形成する。

ここで、円偏波アンテナを用いて直線偏波を形成する場合の動作原理を図９を参照して説明する。右旋円偏波アンテナ１８と左旋円偏波アンテナ１９のそれぞれから等振幅で出力された信号は空間合成された結果、直線偏波となる。また、右旋円偏波アンテナ１８と左旋円偏波アンテナ１９の出力信号の位相差によって、形成される直線偏波の偏波角度が制御できる。この性質により、振幅位相制御回路１３−２によって中継局アンテナと形成する直線偏波の偏波角を一致させることができる。なお、振幅のずれが生じると、楕円偏波が形成される。直線偏波−円偏波変換回路１０３の動作は、入力信号（In１，In２）に対して下記の演算を実施すればよい。

中継局装置２０の水平偏波アンテナ２１および垂直偏波アンテナ２２に受信し、中継回路２３−１，２３−２を介して水平偏波アンテナ２４および垂直偏波アンテナ２５から送信される直線偏波の信号は、空間合成によって右旋円偏波および左旋円偏波の信号となり、基地局装置１０の右旋円偏波アンテナ１８および左旋円偏波アンテナ１９に受信される。右旋円偏波アンテナ１８に受信した信号はダイプレクサ１０１−１を介して受信回路１０２−１に入力し、左旋円偏波アンテナ１９に受信した信号はダイプレクサ１０１−２を介して受信回路１０２−２に入力し、それぞれ受信信号レベルが検出される。ここで、図３に示す実施例３のモニタ局装置３０と同様の機能を実現するには、例えば左旋円偏波に対応する変調回路１１−２を停止し、右旋円偏波に対応する変調回路１１−１から信号を出力し、受信回路１０２−２の左旋円偏波の受信信号レベルが零になるように振幅位相制御回路１３−１，１３−２をフィードバック制御する構成をとる。

以下、本実施例の振幅位相制御回路１３−１，１３−２の振幅および位相係数の決定手順の一例を示す。なお、以下の手順は、右旋円偏波信号入力および左旋円偏波信号入力に対応する変調回路１１−１，１１−２の信号出力の一方を停止して行う。

(1) 振幅位相制御回路１３−１，１３−２の振幅係数：1 、位相係数：0 と設定し、変調回路１１−１，１１−２の一方から信号を入力する。
(2) 振幅位相制御回路１３−１の位相係数を０度〜360 度と制御して、変調回路１１−１，１１−２の一方からの干渉成分の受信振幅が最小になる位相値をそれぞれ探索し、その値の平均値を設定するとともに、位相係数１として記憶する。
(3) 手順(2) の状態で、振幅位相制御回路１３−１の振幅係数を制御し、変調回路１１−１，１１−２の一方からの干渉成分の受信振幅が最小になる振幅値をそれぞれ探索し、その値の平均値を設定するとともに、振幅係数１として記憶する。
(4) 手順(2) および手順(3) を振幅位相制御回路１３−２において実施する。

(5) 手順(4) にて決定した設定状態における受信振幅を測定し、所定の値（ここでは0.01）以下の場合は終了、その他の場合は手順(2) および(3) を実施する。
(6) 手順(5) にて決定した設定状態における受信振幅を測定し、所定の値（ここでは0.01）以下の場合は終了、その他の場合は手順(4) を実施する。
(7) 手順(5) および(6) を繰り返す。

中継局装置２０の偏波間利得および位相偏差として1.25ｄＢおよび10度が存在し、基地局装置１０の偏波間利得および位相偏差として0.45ｄＢおよび20度が存在した場合における手順(5) および(6) を実施した時の各変調回路１１−１，１１−２の一方からの出力に応じた干渉信号の受信振幅を図１１および図１２に示す。この結果、干渉信号を所定の値以下に抑えることができることが確認できる。

なお、本手順において、変調信号のそれぞれに予めユニークワードを基に以下の４つの伝搬路成分を推定し、
右旋円偏波成分→右旋円偏波成分
右旋円偏波成分→左旋円偏波成分（干渉成分）
左旋円偏波成分→左旋円偏波成分
左旋円偏波成分→右旋円偏波成分（干渉成分）
各干渉成分をモニタすることにより、変調回路１１−１，１１−２の特定のための停波を不要とする方法でもよい。

また、モニタ用に、中継局装置２０のアンテナと正対する直線偏波アンテナ（垂直・水平偏波）と円偏波アンテナを用いることがてきる場合には、上記の手順よりも係数の決定が容易になる。このときの手順の一例を下記に示す。

(1) 振幅位相制御回路１３−１，１３−２の振幅係数：1 、位相係数：0 と設定し、変調回路１１−１から信号を入力する。
(2) 振幅位相制御回路１３−２の位相係数を０度〜360 度と制御して、垂直偏波アンテナまたは水平偏波アンテナの受信振幅が最小になる位相値をそれぞれ探索し、その値を設定するとともに、位相係数２として記憶する。
(3) 手順(2) の状態で、振幅位相制御回路１３−２の振幅係数を制御し、手順(2) で受信振幅が最小になる振幅値を探索し、その値を設定するとともに、振幅係数２として記憶する。
(4) 振幅位相制御回路１３−１の位相係数を０度〜360 度と制御して、左旋円偏波アンテナの受信振幅が最小になる位相値をそれぞれ探索し、その値を設定するとともに、位相係数１として記憶する。
(5) 手順(4) の状態で、振幅位相制御回路１３−１の振幅係数を制御し、手順(4) での受信振幅が最小になる振幅値を探索し、その値を設定するとともに、振幅係数１として記憶する。

この例は、手順(1) から手順(3) において、基地局装置１０から直線偏波を出力するための校正を実施し、その後の手順において、中継局装置２０から円偏波を出力するための校正を実施している。

なお、上記のとおり、基地局装置１０の送信回路１４−１，１４−２を構成する周波数変換手段および増幅手段、中継局装置２０の中継回路２３−１，２３−２は高周波のアナログ信号を扱うため、時々刻々と通過利得・位相に変動が生じ、これに伴い形成偏波の誤差が発生し、偏波間干渉が増大する。これに対処するために、振幅位相制御回路１３−１，１３−２の各係数を交互に微小量変化させて、干渉信号レベルの減少の方向を判断する電子式ステップトラック方式等により、干渉信号レベルが小さくなるように制御を行うことにより形成偏波精度の維持を行う。

また、例えば図１に示す実施例１の構成において、中継局装置２０の２系統の中継回路２３−１，２３−２の位相特性および振幅特性が正確に一致するように校正されている場合には、基地局装置１０の２つの送信アンテナから中継局装置２０に対して送信される信号の空間合成が円偏波となるようにすればよい。しかし、一般には、中継局装置２０の２系統の中継回路２３−１，２３−２は校正されておらず、中継回路２３−１，２３−２の位相特性および振幅特性の経時変化も存在するため、中継局装置２０の２つの送信アンテナから送信される信号の空間合成が円偏波となるように制御されるとき、基地局装置１０の２つの送信アンテナから中継局装置２０に対して送信される信号の空間合成は楕円偏波となる。このことは、基地局装置１０の２つの送信アンテナが直線偏波アンテナである図１に示す実施例１においても、基地局装置１０の２つの送信アンテナが円偏波アンテナである図１０に示す実施例５においても、全く同様である。

また、図１０に示す実施例５は、図１の実施例１等における円偏波−直線偏波変換回路１２および振幅位相制御１３と同じ手段を流用した場合の構成例である。しかし、図１０に示す円偏波−直線偏波変換回路１２および直線偏波−円偏波変換回路１０３は、それぞれ式(1) および式(2) の行列演算を行っているだけである。したがって、この手法を流用しない場合には、円偏波−直線偏波変換回路１２と直線偏波−円偏波変換回路１０３とを１つの変換回路としてまとめ、かつ振幅位相制御回路１３−１，１３−２を１つの制御回路としてまとめた構成とすることも可能である。

１０ 基地局装置
１１ 変調回路
１２ 円偏波−直線偏波変換回路
１３ 振幅位相制御回路
１４ 送信回路
１５ 水平偏波アンテナ
１６ 垂直偏波アンテナ
１７ 位相傾斜付与回路
１８ 右旋円偏波アンテナ
１９ 左旋円偏波アンテナ
２０ 中継局装置
２１，２４ 水平偏波アンテナ
２２，２５ 垂直偏波アンテナ
２３ 中継回路
３０ モニタ局装置
３１ 円偏波アンテナ
３２ 受信回路
１０１ ダイプレクサ
１０２ 受信回路
１０３ 直線偏波−円偏波変換回路

Claims (4)

1. 受信用の水平偏波アンテナおよび垂直偏波アンテナで受信した各信号をそれぞれ送信用の水平偏波アンテナおよび垂直偏波アンテナから送信する中継局装置に対して、水平偏波成分および垂直偏波成分を有する信号を送信し、中継局装置から円偏波を送信させる基地局装置において、
   前記中継局装置から送信される円偏波と直交する円偏波を受信する円偏波アンテナで受信する干渉成分の受信レベルが最小になるように、前記中継局装置に対して送信する信号の水平偏波成分および垂直偏波成分の振幅および位相を制御する振幅位相制御手段を備えた
   ことを特徴とする基地局装置。
2. 請求項１に記載の基地局装置において、
   前記中継局装置に対して送信する信号の水平偏波成分および垂直偏波成分の周波数に対して位相傾斜を付与し、位相の周波数偏差を補償する手段を備えた
   ことを特徴とする基地局装置。
3. 請求項１に記載の基地局装置において、
   右旋円偏波アンテナおよび左旋円偏波アンテナを用いて、前記中継局装置に対して水平偏波成分および垂直偏波成分を有する直線偏波の信号を送信するための信号処理を行う手段と、
   前記右旋円偏波アンテナおよび左旋円偏波アンテナを送信および受信に用いる手段とを備え、
   前記振幅位相制御手段は、前記中継局装置から送信された右旋円偏波および左旋円偏波の信号を前記右旋円偏波アンテナおよび左旋円偏波アンテナで受信し、各アンテナにおける干渉成分の受信レベルが最小になるように、前記中継局装置に対して送信する信号の水平偏波成分および垂直偏波成分の振幅および位相を制御する構成である
   を備えたことを特徴とする基地局装置。
4. 請求項１または請求項２に記載の基地局装置および中継局装置と、
   前記中継局装置から送信される円偏波と直交する円偏波を受信する円偏波アンテナおよびその円偏波アンテナで受信する干渉成分の受信レベルを検出する受信回路とを備えたモニタ局装置とを備え、
   前記モニタ局装置の受信回路の検出出力を前記基地局装置の振幅位相制御手段にフィードバックし、当該検出出力が最小になるように前記中継局装置に対して送信する信号の水平偏波成分および垂直偏波成分の振幅および位相を制御する構成である
   ことを特徴とする無線通信システム。

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