JP2778261B2 - 交差偏波補償回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、同一の周波数領域に
あって、互いに直交する二つの偏波を、それぞれ個別の
信号伝送路として用いる信号伝送方式に関するものであ
り、さらに詳しくは、かかる信号伝達方式において、前
記二つの偏波間において生じる干渉を補償するための干
渉補償回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は、従来この種の交差偏波補償回路
を示す図である。図において、１ａは第１の方向性結合
器、１ｂは第２の方向性結合器、２ａは第３の方向性結
合器、２ｂは第４の方向性結合器、３は可変減衰器、４
は移相器、６は無反射終端器、ａは第１の偏波（例えば
垂直偏波）の入力端子、ｂは第２の偏波（例えば水平偏
波）の入力端子、ｃは第１の偏波の出力端子、ｄは第２
の偏波の出力端子、ｅ及びｇは第１、第２の方向性結合
器１ａ、１ｂの結合端子、ｆ及びｈは第３、第４の方向
性結合器２ａ、２ｂの結合端子である。また可変減衰器
３ａと移相器４ａは第１の振幅・移相制御手段を、可変
減衰器３ｂと移相器４ｂは第２の振幅・移相制御手段を
それぞれ構成する。

【０００３】従来の交差偏波補償回路は上記のように構
成され、入力端子ａに一方の主偏波信号（例えば垂直偏
波）を、入力端子ｂに他の主偏波信号（例えば水平偏
波）がそれぞれ入力される。なお、それぞれの主偏波信
号には、干渉の原因となる主偏波に直交する交差偏波成
分が送信信号の空間伝送路における降雨等の影響を受け
て発生したものが含まれている。

【０００４】各入力端子ａ及びｂに入力された主偏波成
分は、それぞれ第１、第２の方向性結合器１ａ、１ｂに
よりそれぞれ結合端子ｅ及びｇに取り出される。結合端
子ｅ及びｇにて取り出された信号は、それぞれ可変減衰
器３ａ、３ｂ及び移相器４ａ、４ｂを経て、それぞれの
主偏波信号の一部が振幅及び位相制御されてた後、それ
ぞれの相対する主偏波信号に設けられた第３、４の方向
性結合器２ａ、２ｂの結合端子、ｆ及びｈに入力され
る。第３、４の方向性結合器２ａ、２ｂでは入力端子ａ
に入力される交差偏波分を含む一方の偏波成分と入力端
子ｂに入力される他方の主偏波成分をもとに、一方に主
偏波成分に含まれる交差偏波成分と等振幅・逆位相とな
るように振幅及び位相制御されているため、第３の方向
性結合器２ａで混合され、結果として出力端子ｃに現わ
れる信号は、交差偏波成分が打消され、一方の主偏波成
分のみとなる。端子ｂに入力される他方の主偏波信号も
前述の動作を経て出力端子ｄに現われる信号は、他方の
主偏波成分のみとなる。なお、方向性結合器１及び２の
使用しない残りの端子は無反射終端で終端されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の交
差偏波補償回路では、それぞれの主偏波信号に含まれる
交差偏波成分を打ち消すのに必要な、それぞれ他方の主
偏波信号を方向性結合器により取り出しているため、交
差偏波成分が大きい場合には、前記交差偏波成分を打ち
消すことが出来ないという問題点があった。さらに方向
性結合器の結合量を大きくし、交差偏波成分を打ち消す
信号を大きくすると、主偏波信号の伝送損失が増加する
という問題点があった。

【０００６】また、従来の交差偏波補償回路では、減衰
器及び移相器を制御する制御信号をつくることが困難で
あったため、半固定方式が用いられ、交差偏波の伝送系
による増減に対応することができない問題点があった。

【０００７】また移相器は位相量を０度から３６０度連
続的に可変させるため、減衰器が大きくなる問題点があ
った。

【０００８】そして交差偏波補償回路の小型化を図る必
要があり、可変減衰器と増幅器の機能を一体化しなけれ
ばならない問題点があった。

【０００９】この発明はかかる課題を解決するためにな
されたものであり、同一周波数領域にあって、互いに直
交する二つの偏波信号をそれぞれ別個の伝送路として伝
送する系において、それぞれの偏波成分に含まれる交差
偏波成分の除去範囲を拡大することを目的としたもので
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る交差偏波
補償装置においては第１、第２の結合器により取り出さ
れる信号を増幅し、第３、４の結合器に加えられる振幅
を大きくし交差偏波成分の除去範囲を大きくしたもので
ある。

【００１１】さらに、記可変減衰器及び移相器を、第
３、第４の結合器の他の出力端子に現われる信号をもと
に生成した信号で制御する機能を持たせ、従来の交差偏
波補償回路を改良したものである。

【００１２】また、前記移相器を０〜１８０度可変移相
器と１８０度移相器に分け、前記１８０度移相器にＰＩ
Ｎダイオードを用いたハイブリッド結合型移相器を用
い、可変減衰器の機能を補完させるととも小型化を図っ
たものである。

【００１３】さらに可変減衰器と増幅器の機能をデュア
ルゲートＦＥＴを用いた可変利得増幅器で構成し、小型
化を図ったものである。

【００１４】

【作用】この発明における交差偏波補償回路は、第１と
第４の結合器の間及び第２と第３の結合器の間にそれぞ
れ増幅器を設け、第１、第２の結合器より取り出させる
信号を増幅し、第３、第４の結合器に加えられる振幅を
大きくし、伝送系によって大きく変化する主偏波信号に
含まれる交差偏波成分の除去範囲を大きくするととも
に、第１と第４の結合器、及び第２と第４の結合器の結
合量を小さくし、主偏波信号の損失を低減する。

【００１５】第３、４の結合器に入力される振幅、位相
制御された信号は、結合量に従ったレベルのみ、主偏波
信号に供給され、残りの信号の大部分を有効活用し、こ
の信号をもとに他の手段で入力した搬送波信号とで直交
検波し、この出力信号をもとに、減衰器及び移相器の制
御信号を生成し、交差偏波補償回路の自動制御化するこ
とができる。

【００１６】

【実施例】実施例１． 図１はこの発明の一実施例を示す構成図であり、５は増
幅器であり、他は、図５に示すものと全く同一である。

【００１７】前記のように構成された交差偏波補償回路
は、従来例と同様入力端子ａ及び入力端子ｂにそれぞれ
の主偏波信号が入力され、それぞれの第１、第２の方向
性結合器１ａ及び１ｂの結合端子ｅ及びｇに、それぞれ
の入力主偏波信号の一部を取り出し、他の大部分の主偏
波信号は、それぞれ第３、第４の方向性結合器２ａ及び
２ｂに入力される。

【００１８】第１、第２の方向性結合器１ａ、１ｂから
取り出された、それぞれの主偏波信号は、それぞれ可変
減衰器３ａ、３ｂ、移相器４ａ、４ｂにより、所要の振
幅及び位相に制御された後、増幅器５ａ、５ｂに入力さ
れ、一定の増幅をされた後、第３、第４の方向性結合器
２ａ及び２ｂに入力される。この第３、第４の方向性結
合器２ａ、２ｂにおいて、前記入力端子ａ及びｂから入
力されるそれぞれの主偏波成分に含まれる交差偏波成分
と、互に他方の入力端子に接続された第３、第４の方向
性結合器２ａ、２ｂの結合端子ｆ，ｈに入力された振幅
及び位相制御された信号とで合成、打ち消して出力端子
ｃ及びｄに、交差偏波成分を含まないそれぞれの主偏波
成分信号のみを出力される。

【００１９】入力端子ａ及びｂに入力される、それぞれ
の主偏波信号に含まれる交差偏波成分は、入力レベル比
でおよそ−１０ｄＢから−５０ｄＢ程度であり、特にこ
の成分が大きい場合には、方向性結合器１及び２の結合
量を大きくし、方向性結合器２で合成される交差偏波成
分のレベルを大きくする必要があるが一方、結合量を大
きくすると主偏波信号の伝送損失が増大するため、回線
品質上好ましくない。このため、この伝送損失を小さ
く、すなわち方向性結合器の結合を粗結合とし、第１と
第４の方向性結合器及び１ａ、１ｂの結合端子ｅ、ｆ
間、第２と第３の方向性結合器１ｂ、２ａの結合端子
ｇ、ｈ間に一定利得を持つ増幅器５ａ、５ｂを挿入し、
第３、４の方向性結合器２ａ、２ｂに現われる信号成分
を大きくしたものである。

【００２０】なお、図１では増幅器５は、移相器４及び
第３、４の方向性結合器２の間に挿入したが、方向性結
合器１、２の結合端子間ｅ〜ｆ及びｇ〜ｈ間の間に挿入
することは、機能性能上何ら問題はない。

【００２１】実施例２． 上記実施例１では、可変減衰器３及び移相器４の制御を
する制御信号を外部から印加することにしていた。本実
施例は、この制御信号を発生させるためのものである。

【００２２】図２は交差偏波補償回路の制御信号を発生
させるための自動制御回路を示す構成である。図におい
て１０は直交検波回路、１１は演算回路、１２は振幅比
較回路、１３は振幅制御信号発生回路、１４は位相比較
回路、１５は位相制御信号発生回路、１６は自動制御回
路である。１は外部搬送波信号入力端子、ｍ及びｎはそ
れぞれ振幅及び位相制御信号出力端子である。

【００２３】図２に示す実施例２では、第３の方向性結
合器２ａに接続された自動制御回路を示したものであ
り、入力端子ｂから入力された信号は、実施例１に示す
通り第２の方向性結合器１ｂ、可変減衰器３ｂ、移相器
４ｂ、増幅器５ｂを経て図２に示す第３の方向性結合器
２ａの結合端子ｈに入力され、一部は、交差偏波補償信
号として利用されるが残りの大部分は端子ｉに出力され
る。この信号と、入力端子ｉに入力される搬送波信号た
とえばこの発明の交差偏波補償回路を取りつけた受信装
置に併設される送信搬送波信号または受信装置に内蔵さ
れる局発信号等他の手段で生成される信号とを直交検波
回路により、同相（Ｉ相）及び９０度相（Ｑ相）成分を
それぞれ検波し、演算回路１１に出力する。この演算回
路１１において、角度成分及び絶対値成分に演算・分離
してそれぞれの成分を出力する。絶対値成分は振幅比較
回路１２で初期設定された値と比較し、その差分を制御
信号として振幅制御信号発生回路１３に入力され、可変
減衰器３ｂの制御信号として出力される。一方角度成分
は、位相比較回路１５で初期設定された値と比較し、そ
の差分を制御信号として位相制御信号発生回路１５に入
力され移相器４ｂの制御信号として出力される。この自
動制御回路１６を設けることにより、可変減衰器３及び
移相器４の制御が自動化できる。

【００２４】なお図２では第３の方向性結合器２ａのｉ
端子を用いたが可変減衰器３の前に増幅器５を設け、こ
の増幅器５の出力側に第５の方向性結合器を設け、その
結合端子の出力を自動制御回路１６に入力しても何ら機
能性能を損ねるものではない。また、本実施例では、そ
れぞれの主偏波信号系に自動制御回路を設けているが、
１台の自動制御回路を交互に切替え制御信号を発生させ
ても何ら機能を損ねるものではない。

【００２５】実施例３． 図３は、この発明の他の実施例による移相器の構成を示
したものである。本実施例は０度から１８０度までのア
ナログ移相器と０度及び１８０度切替移相器で構成した
ものである。

【００２６】図３において、２０はハイブリッド、２１
は可変容量素子、２２はＰＩＮダイオード、２３は０度
から１８０度のアナログ移相器、２４は０度及び１８０
度移相器である。

【００２７】可変容量素子２２を用いたハイブリッド結
合型移相器２３は、可変容量素子２２の容量変化量の制
限を受け、一度に３６０度連続可変ができないため、こ
のハイブリッド結合型移相器２３で１８０度までのアナ
ログ移相器を構成し、０度、１８０度切替移相器を可変
減衰器３と全く同一構成の減衰器３に置換したものであ
る。本交差偏波補償回路の可変減衰器３は、減衰量制御
時に移相変化が存在したように設計すなわち、ハイブリ
ッド結合型減衰器２４の減衰特性がＰＩＮダイオード２
２を零バイアスから順次順バイアスに増加させても位相
変化が無いように設計されているため、ＰＩＮダイオー
ドのインピーダンスが減衰器の特性インピーダンスに下
がるまでは位相変化零、特性インピーダンスより小さく
なると１８０度位相反逆するように設計されているため
（スミスチャート上で中心を通る直線になる）この性質
を利用して零バイアス及び順バイアスの２値による１８
０度位相変化を得るようにしたものであり、可変容量素
子数の半減、回路構成の簡素化及びハイブリッド結合型
移相器２４の順バイアス電流制御により可変減衰器３の
機能を補助させることができる。

【００２８】実施例４． 図４に示す実施例は、上記実施例１に示した可変減衰器
３及び増幅器５の機能を合わせ持つ、デュアルゲートＦ
ＥＴを用いた可変利得増幅器７に置換したものであり、
回路構成の簡素化ができるものである。

【００２９】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に記載するような効果を持つ。

【００３０】増幅器を設けることにより、主伝送線路の
損失を抑えるとともに交差偏波補償のダイナミックレン
ジを拡大することができる。

【００３１】自動制御回路を設けることにより、可変減
衰器及び移相器を自動的に制御できる効果を持たすこと
ができる。

【００３２】１８０度ハイブリッド結合型移相器にハイ
ブリッド結合型可変減衰器と同一構成を採用し、制御を
零バイアス順バイアスの２値で行うことにより部品数の
削減及び可変減衰器の機能を補助させることができる。

【００３３】可変利得増幅器を採用することにより、可
変減衰器と増幅器の機能を一体化でき、回路の簡素化が
図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明による交差偏波補償回路を示す図で
ある。

【図２】 この発明による交差偏波補償回路の自動制御
回路を示す図である。

【図３】 この発明による可変減衰機能を持つ１８０度
移相器を示す図である。

【図４】 この発明による可変利得機能を増幅器を設け
た交差偏波補償回路を示す図である。

【図５】 従来の交差偏波補償回路を説明するための図
である。

【符号の説明】

１ 方向性結合器、２ 方向性結合器、３ 可変減衰
器、４ 移相器、５ 増幅器、７ 可変利得増幅器、１
０ 直交検波回路、１１ 演算回路、１２ 振幅比較回
路、１３ 振幅制御信号発生回路、１４ 位相比較回
路、１５ 位相制御信号発生回路、１６ 自動制御回
路、２０ ハイブリッド、２１ 可変容量素子、２２
ＰＩＮダイオード、２３ アナログ移相器、２４ ０度
及び１８０度移相器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−122110（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−117351（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−212239（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−140945（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−229439（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−212928（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−150427（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−81528（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04J 11/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主偏波成分とこの主偏波成分に直交する
   交差偏波成分を含む、互いに直交する第１、第２の偏波
   信号をそれぞれ入力し、当該偏波信号を２分岐出力する
   第１、第２の結合器と、前記第１の結合器により２分岐
   出力された一方の第１の偏波信号を当該偏波信号に含ま
   れる交差偏波成分に対し等振幅、逆位相になるように制
   御する減衰器及び移相器を有する第１の振幅・移相制御
   手段と、前記第２の結合器により２分岐出力された一方
   の第２の偏波信号を当該偏波信号に含まれる交差偏波成
   分に対し等振幅、逆位相になるように制御する減衰器及
   び移相器を有する第２の振幅・移相制御手段と、前記第
   １の結合器により２分岐出力された他方の第１の偏波信
   号と前記第２の振幅・移相制御手段により制御された第
   ２の偏波信号とを結合する第３の結合器と、前記第２の
   結合器により２分岐出力された他方の第２の偏波信号と
   上記第１の振幅・移相制御手段により制御された第１の
   偏波信号とを結合する第４の結合器とを具備した交差偏
   波補償回路において、前記第１の結合器と前記第４の結
   合器との間を接続する前記第１の振幅・移相制御手段の
   接続経路、前記第２の結合器と前記第３の結合器との間
   を接続する第２の振幅・移相制御手段の接続経路にそれ
   ぞれ増幅器を設けたことを特徴とする交差偏波補償回
   路。
2. 【請求項２】 前記第３、第４の結合器によりそれぞれ
   結合されて出力される信号の一部と、他の手段で生成さ
   れる搬送波信号とにより直交検波し、検波された角度成
   分及び振幅成分信号が零もしくは、所定の値以下となる
   ように前記移相器及び減衰器の制御信号を生成する制御
   回路を設けたことを特徴とする請求項１記載の交差偏波
   補償回路。
3. 【請求項３】 前記移相器として０度から１８０度まで
   を可変容量素子によるハイブリッド結合形アナログ移相
   器を用い、１８０度用移相器に、ＰＩＮダイオードによ
   るハイブリッド結合形移相器を用いたことを特徴とする
   請求項１記載の交差偏波補償回路。