JP4708470B2 - ミリ波送受信システム - Google Patents
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Description
本発明は、放送波をミリ波帯で無線送受信するミリ波送受信システムに関するものである。
従来の無線通信システムとして、特許文献１のような室内無線通信システムや、特許文献２のような光空間伝送システムが開示されている。
図１２は、第１の従来例である特許文献１の室内無線通信システムの構成を表す概略図である。
図１２に示すように、天井付近の壁面に設置された親機８１０及び親機アンテナ８２０からの信号は、伝搬経路８９０のように天井面にほぼ一様に伝搬し、副反射鏡８５０で反射し、床面方向に、伝搬経路９００を通って伝搬する。この信号は、天井面を指向するように設置された子機アンテナ８４０で受信され、子機８３０へ導かれる。この例では、反射鏡は水平面に対し約４５度下方に傾きを持たせて設置される。
また、図１３は、第２の従来例である特許文献２の光空間伝送システムで用いられている反射鏡の構成を表す概略図である。
図１３に示すように、特許文献２の光空間伝送システムも、上記第１の従来例に示すように、反射鏡を使う構成である。第２の従来例での反射鏡は、図１３に示すように、天井に固定される台座部３１０と、この台座部３１０から垂設された軸部３２０に回転自在に取り付けられた反射鏡３３０とから構成される。この反射鏡３３０は、光を全反射し、水平面内、垂直面内で回転自在に、軸部３２０に取り付けられている。
特開平９−５１２９３号公報（１９９７年２月１８日公開）
特開平５−２０６９４６号公報（１９９３年８月１３日公開）
しかしながら、上述の従来例の構成では、反射鏡が用いられるゆえに下記のような問題があった。（１）反射鏡は鏡であるためガラス等で構成され、そのため重量が重く、天井自体には取り付け困難である。（２）精度の高い角度調整が困難であり、望ましくは、２軸の回転機構が必要である。
上記（１）に関し、近年、一戸建て、マンション含めて、石膏ボードやベニヤ等でつくられた天井が多い。これらの材質で構成された天井板自体は、強度が低く、鏡等の重量物を支えるには、骨組部分の板柱に、ネジで取り付ける等の工夫が必要である。そのため、取り付け場所が限定されたり、落下等には十分注意する必要があった。加えて、素人では取り付け困難で、業者等に工事を依頼する必要があった。
上記（２）については、上記反射鏡では、重量が大きいこともあり、角度調整できるような回転機構の一例として、カメラの三脚等で使用されている回転球を使用した回転機構が、考えられる。しかしながら、この回転機構では角度１度レベルの回転精度が伴わないという問題がある。加えて、３次元での角度調整機能、例えば水平面内の角度と仰角との２軸の回転機能を用いる必要があった。このような作業は高所での作業ということもあり、精度の高い角度調整は非常に困難である。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、設置が容易なミリ波送受信システムを実現することにある。
本発明に係るミリ波送受信システムは、上記課題を解決するために、ミリ波の送受信を行うミリ波送受信システムにおいて、上記ミリ波を送信する送信装置と、上記送信装置が送信したミリ波を反射する反射板と、上記反射板が反射したミリ波を受信する受信装置とを備え、上記反射板は、上記ミリ波を反射する反射面として金属板、金属シートまたは金属膜を有し、上記受信装置は、回転軸を有する表示装置の上記回転軸上であり、上記反射板が反射したミリ波を受信するように配置されており、上記回転軸は、上記表示装置の水平軸と直交する方向に延び、上記表示装置の表示画面を水平方向に回転させることを特徴とする。
上記構成によると、上記送信装置から送信されたミリ波（マイクロ波に属する）は、上記反射板により反射される。そして、上記反射板により反射されたミリ波は、上記受信装置に受信される。ここで、上記反射板は、ミリ波を反射するので、上記反射板の反射面が金属板、金属箔又は金属膜であれば、十分に、ミリ波を反射することが可能である。このため、上記反射板を、鏡などからなる反射鏡で構成する必要がなく、反射板を軽量化することができる。
上記反射面は、マイクロ波帯で反射係数の高いものであれば使用可能である。具体的には、一例として、反射係数が、１に近い導伝性（半導伝性）のシート／塗料／薄膜／薄板／テープであっても構わない。
つまり、上記反射面を構成する金属板、金属シートまたは金属膜は、膜厚が薄くてもよく、例えば、厚さ０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度のアルミ板で構成してもよい。さらに、反射板全体を金属で構成する必要はなく、例えば、厚さ数ｍｍの発泡ポリスチレンシートや、厚さ１ｍｍ以下のポリプロピレンシート等に、アルミテープを張り付けることにより反射板として構成することも可能である。
上記構成により、反射板を著しく軽量化（文房具の下敷き程度）とすることが可能となり、石膏ボードやベニヤ板等で構成された天井板に、ネジやテープ等で容易に取り付けることができる。このため、天井の負荷も小さく、落下したり天井がはげたりすることは、ほとんど無い。仮に落下したとしても、人が怪我をしたり、物が破損したりすることは無く、反射鏡を取り付けつける場合と比較して、取り付けやすさ・取り付け精度が向上しかつ安全性は著しく向上する。つまり上記構成によると、上記反射板は、反射鏡を用いていないので、小型軽量化でき、素人でも取り付けることができる。
このように、上記構成によると、設置が容易なミリ波送受信システムを実現することができる。
さらに、上記構成によれば、上記受信装置は、回転軸を有する表示装置の上記回転軸上であり、上記反射板が反射したミリ波を受信するように配置されており、上記回転軸は、上記表示装置の水平軸と直交する方向に延び、上記表示装置の表示画面を水平方向に回転させるために、表示装置が水平面方向に回転する機構備えていたしても、つまり上記回転軸を中心に回転したとしても、上記反射板と、上記受信装置との相対的な位置関係が殆どズレることは無く、安定した受信が可能になる。
上記ミリ波送受信システムの上記反射板は、上記反射面を有する第１の面と、当該第１の面に対して傾斜して配される第２の面とを有することが好ましい。
上記構成によると、上記第１の面と、上記第２の面とは傾斜して配されているので、上記反射板を天井に配置した場合、仰角方向の角度合わせは不要となり、水平方向の角度合わせのみで、反射板の調整が、著しく容易となる。
さらに、上記構成によると、例えば、天井などに上記反射板を固定する場合、上記第２の面を固定すればよい。このように、上記反射板を固定するための第２の面を有するため、天井などの設置箇所との設置面積が広くなる。
一例として、第２面は第１の面である反射板のサイズと同等寸法にすること、具体的には、第１の面の大きさは、約１５ｃｍ角とし、第２の面も、１５ｃｍ角とすることによって、天井に接する第２の面は、１５ｃｍ×１５ｃｍの大きさとなる。そして、この面接触によって、ネジまたはテープ等によって、反射板を天井に取り付けることができる。このように安定した取り付けができ、第１の面と第２の面とが成す傾斜角（例えば４５度）の精度の確保が容易で、取り付けたあとの経時変化も小さく安定した取り付けと、安定無線伝送路を確保することができる。
設置方法として、上記反射板を固定する場合は、第１の面へのミリ波（電波）の入射方向が水平で正面方向となるように、水平方向のみ回転して、上記受信装置のミリ波の受信レベルまたは受信Ｃ／Ｎ比が最大となるように、上記反射板の回転角を調整し固定するだけで取り付け可能である。これまでの反射鏡のように２軸の回転機能は不要である。
さらに、反射板自体も、厚さ数ｍｍの発泡ポリスチレンシートや、厚さ１ｍｍ以下のポリプロピレンシート等で構成することができるので、加工性が良く、接着剤等で、上記第１の面及び第２の面を容易に構成することができる。
また、厚さ０．３ｍｍ〜１ｍｍ程度のアルミ板等の金属板であれば、１５ｃｍ×３０ｃｍのアルミ平板を、例えば４５度に折曲げるだけで、第１の面及び第２の面を製作できる。さらに、上記アルミ板に、薄い紙やプラスチック製のシートによりデザイン等を施し、第１の面に接着しても構わない。ミリ波は、概ね本シートを透過し、アルミ板で反射する。このようなデザインにより、反射板の及ぼす部屋の景観の影響も少なくなる。
なお、上記第１の面と、上記第２の面との傾斜角度は、約４５度であることが好ましい。これにより、上記反射板の第２の面が水平となるように、反射板を例えば天井などに取り付けた場合に、反射板の水平方向の角度を調整したとしても、反射板が反射するミリ波の反射方向が鉛直下方から大きくずれることを抑制することができる。
さらに、第１の面と第２の面との傾斜角を約４５度で構成する場合、近年は、取り付け工具として、水平器・鉛直器に４５度の傾斜器も付加され、格安で入手可能であり、水平器と４５度傾斜器とを用いて、上記反射板を容易に取り付けることが可能である。
上記ミリ波送受信システムの上記反射板は、上記第１の面と上記第２の面との間隔を一定に維持するスペーサを備えることが好ましい。上記構成により、上記反射板を、例えば天井に設置する場合、上記スペーサを設けた分だけ、上記第１の面が天井から離れて配されることになり、天井で反射されるミリ波が、上記受信装置で受信される確率は、非常に低くなる。従って、マルチパスフェージングの影響が小さくなり、良好な品質の受信特性を実現することができ、その結果、良好な受信品質、つまりより高いＭＥＲ（Measurement Error Rate）やＣ／Ｎ(Carrier to Noise Ratio)特性を得ることができる。加えて、反射板の内側に手が入りやすくなり、設置作業やネジ止め作業が容易になるというメリットも生ずる。
上記ミリ波送受信システムの上記送信装置は、上記ミリ波を送信するための指向性を有する送信アンテナを備え、上記受信装置は、上記反射板が反射したミリ波を受信するための指向性を有する受信アンテナを備えることが好ましい。
上記構成により、上記送信装置は、上記送信アンテナが有する指向性の方向に、正確に上記ミリ波を送信することができる。また、上記受信装置は、上記受信アンテナが有する指向性の方向からのミリ波を、正確に受信することができる。
上記ミリ波送受信システムの上記反射板が配置される面と、上記受信装置との距離をｈとし、上記受信アンテナの半値幅をθとした場合、上記反射板の反射面の面積は、１／２波長の平方より大きく、√２・（２ｈ・ｔａｎθ）・（２ｈ・ｔａｎθ）より小さいことが好ましい。
上記構成によると、距離ｈでの上記反射面の面積を、上記受信アンテナの照射面積（ミリ波の受信面積）以下としていることから、反射効率も確保することができ、反射板として、大きすぎることもなく、天井など、上記反射板を設置するための設置スペースを省スペース化することができ、部屋の美観への影響も小さくなる。
ここで、天井における受信装置の受信アンテナの照射エリアは、縦が（２ｈ・tanθ）であり、横が（２ｈ・tanθ）となる。縦を４５度傾けることによって、縦の長さは、√２・（２ｈ・tanθ）となり、反射板の面積は、√２・（２ｈ・tanθ）・（２ｈ・tanθ）となる。また、上記反射面の最低の面積は、動作周波数の１／２波長の平方となり、これ以下の面積では、反射面として動作することは困難であり、反射板の面積としては、１／２波長の平方より充分大きいことが必要である。
上記ミリ波送受信システムの上記送信アンテナの指向角は、上記受信アンテナの指向角以上であることが好ましい。上記構成によると、前述したように受信アンテナ側の指向角は、上記反射板の反射面の大きさとの関係から決めることができる。一方、送信アンテナ側の指向角を、受信アンテナ側以上に広い指向角とすることによって、反射板への全面照射を確実にすることとなり、送信装置、反射板、及び受信装置の３者の配置関係に余裕が出てくるため、設置等が容易になる。
上記ミリ波送受信システムの上記反射面は、凹形状であることが好ましい。
上記構成によると、上記反射面を凹面状にすることによって、反射面で反射するミリ波の反射方向が集束するため、受信装置へ集束したミリ波を送信できる。それゆえ、より感度の高いミリ波送受信システムを構築できる。具体的には、一例として、上記凹面状の反射板の焦点を床から４５ｃｍ程度（ＴＶラックの高さ）（天井から約２ｍ）に設定することにより、受信装置の受信アンテナにミリ波を集束することができる。この結果、感度特性に優れた送受信システムを構築することができる。この場合、凹面の曲率の直径は４ｍとなり、なだらかな曲面となる。
上記ミリ波送受信システムの上記受信装置は、回転軸を有する表示装置の表面かつ上記回転軸上に配置されていることが好ましい。
上記構成によれば、回転軸を有する表示装置の表面かつ上記回転軸上に取り付けられているために、表示装置が水平面方向に回転する機構備えていたしても、つまり上記回転軸を中心に回転したとしても、上記反射板と、上記受信装置との相対的な位置関係が殆どズレることは無く、安定した受信が可能になる。
上記ミリ波送受信システムの上記受信アンテナの指向方向は、鉛直方向であることが好ましい。上記構成によると、受信アンテナの前を人が横切ってもミリ波は遮断されることが無く、受信アンテナの近傍に什器などがあっても、上記什器によってミリ波が遮られることはなく、安定したミリ波の送受信が可能となる。
上記ミリ波送受信システムの上記受信装置は、表示装置の表示画面に対する背面側に配置されていることが好ましい。上記構成によると、上記受信装置は表示装置の表示画面に対する背面側のラック等上または表示装置の表示画面に対する背面側の中央部等に設置されるため、表示装置の表示画面が配されている側からは目立つことがなく、すっきりとした景観を保つことが可能となる。
上記ミリ波送受信システムの上記受信アンテナは、誘電体からなるレンズアンテナであることが好ましい。上記構成によると、受信装置を表示装置のラックの上に置くような設置の場合、レンズアンテナは半円球状であるので、受信アンテナ上に物を置いたりすることが困難となり、ミリ波が遮断される頻度を低減することができる。
上記ミリ波送受信システムにおいて、上記送信装置は、放送用の無線信号を取得し、取得した無線信号を、無線信号を変調するための基準信号によって変調することにより変調信号を生成する変調手段を備え、上記変調手段が生成した変調信号と上記基準信号とをアップコンバートした送信信号を上記ミリ波に重畳して、上記送信アンテナから送信し、上記受信装置は、上記送信アンテナから送信された送信信号を上記受信アンテナで受信し、受信した送信信号を増幅する増幅手段と、上記増幅手段によって増幅された上記送信信号に含まれる基準信号に基づいて、上記変調信号をダウンコンバートすることにより上記変調信号を復調するダウンコンバート手段とを備えることが好ましい。
上記構成によると、上記送信装置は、放送用の無線信号を取得すると、当該取得した無線信号を上記基準信号により変調した変調信号を、上記基準信号と共に、アップコンバートする。そして、当該アップコンバートしたものを送信信号として、上記送信アンテナからミリ波に重畳して、上記受信装置に対して送信する。
すなわち、上記基準信号と、上記変調信号とが、指向性を有した上記送信アンテナからの送信信号（送信電波）として送信され、指向性を有した上記受信アンテナにて受信されるため、上記基準信号と上記変調信号との信号レベル（強度）の低下が小さく、かつ複数回の反射波も伴わない。このため、上記無線信号及び上記基準信号の位相の変化による信号成分のレベルの落ち込みは（広帯域にわたって)小さい。つまり、送信装置から、無線信号及び上記基準信号の信号レベルの低下を抑制して、受信装置に対して送信信号を送信することができる。
そして、上記受信装置では、上記受信アンテナで受信した上記送信信号を、上記増幅手段により増幅し、上記ダウンコンバート手段により、上記増幅された送信信号の基準信号から、上記変調信号をダウンコンバートし、当該ダウンコンバートされた変調信号を復調することができる。これにより、上記変調信号は、上記送信装置が取得した上記無線信号と同等の信号が再現することができる。
また、上記ダウンバート手段で、上記基準信号により上記変調信号をダウンコンバートをダウンコンバートすることにより、上記受信装置側では、局部発振器が不要となり、かつ、送信装置側のアップコンバートで用いた局部発振器等の周波数安定性や位相雑音は、受信装置側でのダウンコンバートによりキャンセルすることができる。これにより、ミリ波送受信システムの雑音特性、受信特性に優れた性能を発揮することができるのみならず、特に受信装置側は小型・低コスト性を実現することができる。
上記ミリ波送受信システムにおいて、上記送信装置は、放送用の無線信号を取得し、取得した無線信号を、無線信号を変調するための基準信号によって変調することにより変調信号を生成する変調手段を備え、上記変調手段が生成した変調信号と上記基準信号とをアップコンバートした送信信号を上記ミリ波に重畳して、上記送信アンテナから送信し、上記受信装置は、上記送信アンテナから送信された送信信号を上記受信アンテナで受信し、受信した送信信号を増幅する増幅手段と、上記増幅手段によって増幅された送信信号をダウンコンバートする第１ダウンコンバート手段と、上記第１ダウンコンバート手段によってダウンコンバートされた送信信号に含まれる基準信号に基づいて、上記送信信号に含まれる変調信号をダウンコンバートすることにより、上記変調信号を復調する第２ダウンコンバート手段とを備えることが好ましい。
上記構成によると、上記送信装置は、放送用の無線信号を取得すると、当該取得した無線信号を上記基準信号により変調した変調信号を、上記基準信号と共に、アップコンバートする。そして、当該アップコンバートしたものを送信信号として、上記送信アンテナからミリ波に重畳して、上記受信装置に対して送信する。
すなわち、上記基準信号と、上記変調信号とが、指向性を有した上記送信アンテナからの送信信号（送信電波）として送信され、指向性を有した上記受信アンテナにて受信されるため、上記基準信号と上記変調信号との信号レベル（強度）の低下が小さく、かつ複数回の反射波も伴わない。このため、上記無線信号及び上記基準信号の位相の変化による信号成分のレベルの落ち込みは（広帯域にわたって)小さい。つまり、送信装置から、無線信号及び上記基準信号の信号レベルの低下を抑制して、受信装置に対して送信信号を送信することができる。
そして、受信装置では、上記受信アンテナで受信した上記送信信号を、上記増幅手段により増幅し、上記第１ダウンコンバート手段によりダウンコンバートすることにより、一旦、中間周波数帯に変換される。
このため、上記送信信号（多重波信号）に対する中心周波数の比帯域幅は大きくなる。従って、中間周波数帯の上記送信信号から、通常のマイクロ波平面回路等のフィル手段で基準信号の成分のみを通過させることができる。
そして、上記増幅手段によって上記基準信号を増幅することで、疑似的な局部発振信号とみなすことができる。このため、上記疑似的な局部発振信号を用いて、上記第２ダウンコンバート手段により、再度、ダウンコンバートすることができる。その結果、上記受信装置側で、上記送信装置が取得した上記無線信号と同等の信号を復元（復調）することができる。
上記構成では、送信装置の局部発振器及び受信装置の局部発振器ともに周波数変動や位相雑音が生ずるが、上記受信装置の中間周波数帯への上記送信信号のダウンコンバートにより、上記送信装置と上記受信装置との局部発振器の周波数安定性や位相雑音はキャンセルすることができ、受信感度を高くすることができる。また、送信信号に対して、送信装置側で厳密な基準信号のパワーコントロールを必要としないので、送信装置の製造コストの低減や、送信装置への入力レベルの許容範囲が広くなるというメリットが生ずる。
上記ミリ波送受信システムにおいて、上記受信装置は、上記送信信号から受信した上記送信信号の一部を取得し、当該取得した送信信号の信号レベルを検出し、当該検出した信号レベルに応じた音量または音調を有する音を発する検知手段をさらに備えることが好ましい。
ここで、上記送信装置、上記反射板、及び上記受信装置の設置取り付け作業の際、上記送信装置、上記反射板、及び上記受信装置の位置調整、方向調整が必要である。また、例えばテレビなどには、アンテナレベル表示機能などが付加されている場合があるが、送信装置や反射板の位置調整・方向調整時に、テレビの表示画面が必ず見えるとは限らない。
そこで、上記構成により、上記検出手段によるブザー音の大小・または高低で送信信号の信号レベルを、ユーザに対して知らせることにより、上記送信装置の方向調整や、反射板の位置や方向の調整を容易に行うことができる。
さらに、掃除等で上記送信装置、上記反射板、または上記受信装置がずれた場合でも、上記検出手段のブザー機能で、送信装置、反射板、受信装置が正常かどうかを確認することも可能となる。
上記ミリ波送受信システムにおいて、上記送信装置は、複数の放送用信号を多重化して受信し、当該受信した放送用信号を上記送信アンテナから、上記ミリ波に重畳して送信信号として送信することが好ましい。
上記構成によると、人の横切り等によるミリ波の遮断や什器等による電波の遮りの影響が少ない安定した送信装置を構成することが可能なので、上記送信装置が受信する複数の放送用信号（放送波信号）を正確に、表示装置や電子機器などに送信することができる。例えば、上記構成により、テレビの視聴とレコーダ等による録画とを同時に行うことが可能となる。
上記反射面の縦×横の長さは、１５ｃｍ×１５ｃｍであることが好ましい。
ここで、上記天井における上記受信装置の上記受信アンテナの照射エリアは、縦が（２ｈ・tanθ）であり、横が（２ｈ・tanθ）となる。縦を４５度傾けることによって、縦の長さは、√２・（２ｈ・tanθ）となり、反射板の面積は、√２・（２ｈ・tanθ）・（２ｈ・tanθ）となる。一例として、ｈ＝２ｍ、θ＝３度とすると、反射板４１の望ましい設置エリアは、約２１ｃｍ×３０ｃｍとなる。
しかしながら、２１ｃｍ×３０ｃｍの上記反射板を上記天井に取り付けるには幾分大きすぎであり、実験的には１５ｃｍ×１５ｃｍで良好な特性を得ることができる。これは上記反射板の上記反射面での反射が全反射（反射係数１）とすると、１５ｃｍ×１５ｃｍの場合は、２１ｃｍ×３０ｃｍの場合の約３６％であり、受信エネルギーは約１／３となり又、ｄＢ表示では、−４．８ｄＢの減衰となり、これらの値は通常通信回線設計からは十分余力がある為である。
以上のように、本発明に係るミリ波送受信システムは、ミリ波の送受信を行うミリ波送受信システムにおいて、上記ミリ波を送信する送信装置と、上記送信装置が送信したミリ波を反射する反射板と、上記反射板が反射したミリ波を受信する受信装置とを備え、上記反射板は、上記ミリ波を反射する反射面として金属板、金属シートまたは金属膜を有し、上記受信装置は、回転軸を有する表示装置の上記回転軸上であり、上記反射板が反射したミリ波を受信するように配置されており、上記回転軸は、上記表示装置の水平軸と直交する方向に延び、上記表示装置の表示画面を水平方向に回転させる。
それゆえ、設置が容易なミリ波送受信システムを実現することができるという効果を奏する。
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
〔実施の形態１〕
（ミリ波送受信システム１００の概略）
図１は、ミリ波送受信システム１００の概略を表す構成例である。
（ミリ波送受信システム１００の概略）
図１は、ミリ波送受信システム１００の概略を表す構成例である。
図１に示すように、ミリ波送受信システム１００は、屋内に配置されており、ミリ波帯の電波（以下、ミリ波と称する）を送信する送信装置１と、送信装置１が送信した送信信号（ミリ波）を反射する反射板４１と、反射板４１が反射した送信信号（ミリ波）を受信する受信装置２とを備えている。
本実施の形態では、ミリ波送受信システム１００は、例えば、室内のリビングルームなどに配置されており、送信信号として、デジタル放送等の放送電波を６０ＧＨｚ帯にアップコンバートして伝送するミリ波映像多重伝送システムを一例として説明する。
ミリ波送受信システム１００は、送信装置１から送信されたミリ波帯の送信信号が、伝送経路８２を通過し、鉛直下方向に上記送信信号を反射するように、反射面が天井８９に対して約４５度傾斜して配された反射板４１によって、垂直方向に送信信号の角度が変えられ、伝送経路８１を通過し、ＴＶ（テレビ）３１の裏面で、ＴＶラック（テレビ台）３２上に設置された受信装置２に入射するものである。
送信装置１は、天井８９近傍の壁に配置され、屋内の放送アンテナ端子に接続されたレベル調整器・電源５と同軸ケーブル６２で接続されている。レベル調整器・電源５は、屋内の放送アンテナ端子を介して、屋外に設けられた地上波放送受信アンテナや、衛星放送受信アンテナなどと接続されている。レベル調整器・電源５は、屋内の放送アンテナ端子から入力される信号を、送信装置１が必要なレベルまで適度に増幅し、さらに、送信装置１が必要とする１５ＶのＤＣ（直流電圧）も重畳し、同軸ケーブル６２を介して、送信装置１に出力する。
送信装置１は、屋内の天井８９に近い高所に、例えば、固定金具などによって吊り下げられている。なお、送信装置１は、天井８９を支持する壁に取り付けられていてもよい。送信装置１は、同軸ケーブル６２を通ってレベル調整器・電源５から出力される信号を取得し、取得した信号を送信信号に変換し、伝送経路８２を通して反射板４１に出力する。
反射板４１は、伝送経路８２の軌跡上であって、天井８９に配置されている。反射板４１は、送信装置１から送信される送信信号を反射するための反射面を有している。反射板４１は、伝送経路８２を通って送信されてきた送信装置１からの送信信号を、上記反射面により、伝送経路８１を通して受信装置２に対して反射する。
受信装置２は、例えばＴＶ３１（表示装置）の近傍や、ＴＶラック３２上などに配置され、反射板４１から反射されてきた送信信号を受信し、当該受信した送信信号をＴＶ３１に出力する。
（送信装置１）
次に、送信装置１の具体的な設置方法について説明する。
次に、送信装置１の具体的な設置方法について説明する。
送信装置１は、ミリ波を送信するための指向性を有する送信アンテナを備えている。
送信装置１は、一例として、天井から約１５ｃｍ程度離れた位置に設置され、ミリ波を送信する送信機のビーム出射方向（ミリ波の送信方向、伝送経路８２）と、天井８９とが略平行になるように取り付けられる。
ここで、上記送信アンテナの指向角は、受信装置２が有する受信アンテナの指向角以上であることが好ましい。送信アンテナ側の指向角を、受信アンテナ側以上に広い指向角とすることによって、反射板４１への全面照射を確実にすることとなり、送信装置１、反射板４１、及び受信装置２の３者の配置関係に余裕が出てくるため、設置等が容易になるためである。なお、受信アンテナ側の指向角は、反射板４１の反射面４３の大きさとの関係から決めることができる。
具体的には、送信装置１の送信アンテナの指向角は、一例として±１５度とする。このため、送信装置１と、天井８９との距離は、約５ｃｍ〜１５ｃｍ程度が望ましく、これにより、天井８９そのものからの反射の影響を大幅に軽減することができる。
つまり、送信装置１が天井８９に近接していると、送信装置１が送信したミリ波帯の送信信号のうち、一部が天井８９で反射されることになり、天井８９で反射されたミリ波帯の信号（天井での反射波）と、送信装置１から反射板４１に直接送信されるミリ波帯の送信信号（直接波）との両方が、反射板４１で反射され、当該反射された両者（天井での反射波及び直接波）を含む送信信号（マルチパス信号）が受信装置２に入力してしまう場合が発生する。
送信装置１が送信した送信信号のうち、天井８９で反射された反射波は、天井８９での反射によって、直接波と比較して、位相が１８０度反転してしまう。そのため、反射板４１に入射される送信信号の入射角度は大きく変わらなくても、位相は一様ではなく、大きく異なってしまう。従って、反射板４１によって反射された送信信号によって、受信装置２で受信される電波は、マルチパスフェージングの影響を受けてしまい、受信品質ＭＥＲ（Measurement Error Rate）やＣ／Ｎ(Carrier to Noise Ratio)が低下する要因となってしまう。
このように、送信装置１を天井８９から５ｃｍ〜１５ｃｍ離すことにより、所望する信号でない、すなわちノイズとなるマルチパス信号は、反射板４１から別の角度に反射され、受信装置２では受信されないことから、マルチパス信号を抑圧することができる。
（反射板４１）
次に、図２（ａ）（ｂ）、図３（ａ）（ｂ）を用い、反射板４１の具体的な構成、及び設置方法について説明する。
次に、図２（ａ）（ｂ）、図３（ａ）（ｂ）を用い、反射板４１の具体的な構成、及び設置方法について説明する。
図２（ａ）は、反射板４１の天井８９への取り付けの一例を表す説明図であり、図２（ｂ）は、反射板４１の構成を表す概略図である。図３（ａ）は、反射板の反射面を金属箔または金属膜で構成する場合の反射板を表す断面図であり、図３（ｂ）は、反射板の反射面を金属板で構成する場合の反射板を表す断面図である。
図２（ａ）に示すように、反射板４１は、反射面４３を有する第１の面４７と、第１の面４７に対して傾斜して配される第２の面４６とを有する。そして、第２の面４６が天井８９に固定されることにより、反射板４１は、天井８９に設置される。
さらに、図２（ｂ）に示すように、第１の面４７と、第２の面４６とが成す角度を固定するための直角２等辺三角形の支持板４８を用いてもよい。
第１の面４７及び第２の面４６に対して、垂直となるように支持板４８を配置することにより、第１の面４７と第２の面４６とが成す角度の精度の確保が容易で、反射板４１を天井８９に取り付けたあとの経時変化も小さく安定した取り付けと、安定した無線伝送路を確保することができる。
また、反射板４１は、図３（ａ）の反射板４１ａのように、第１の面４７と、第２の面４６とを発泡ポリスチレンシートや、ポリプロピレンシート等を用いて、接着剤等で接着し、反射面４３にアルミテープを貼り付けることにより、形成してもよい。
第１の面４７と、第２の面４６とは例えば、厚さ数ｍｍの発泡ポリスチレンシートや、厚さ１ｍｍ以下のポリプロピレンシートを接着剤などで接着することにより、容易に構成できる。そして、第１の面４７にアルミテープを貼り付けることにより、反射面４３が構成される。また、第１の面４７の裏面側（反射面４３が配される側と反対側）には、導電性シート４２が設けられている。そして、第２の面４６をテープやネジ４４などで天井８９に固定するだけで、反射板４１ａを天井８９に取り付けることが可能である。
また、第１の面４７と、第２の面４６とがなす角度は、約４５度であることが好ましい。これにより、反射板４１の第２の面４６が水平となるように、反射板４１を例えば天井８９などに取り付けた場合に、反射板４１の水平方向の角度を調整したとしても、反射板４１が反射するミリ波の反射方向が鉛直下方から大きくずれることを抑制することができる。
さらに、反射板４１は、図３（ｂ）の反射板４１ｂのように、第１の面４７と、第２の面４６とを、例えばアルミ板などの１枚の金属板を折り曲げて構成してもよい。厚さ０．３ｍｍ〜１ｍｍ程度のアルミ板等の金属板であれば、１５ｃｍ×３０ｃｍのアルミ平板を、２つ折りの１５ｃｍ×１５ｃｍに、例えば４５度に折曲げるだけで反射板４１ｂを構成できる。さらに、アルミ板で構成される反射板４１ｂに、薄い紙やプラスチック製のシートにより、デザイン等を施し、第１の面４７に接着しても構わない。ミリ波は、概ね上記シートを透過し、アルミ板で反射する。このようなデザインにより、反射板４１の及ぼす部屋の景観の影響も少なくなること、またはインテリアとしても活用することもできる。
また、反射板４１（４１ａ、４１ｂ）は、送信信号の伝送経路８２の伝送方向に対して、第２の面４６が平行であり、第１の面４７が伝送経路８２を遮るように設置される。
上述したように、第１の面４７と、第２の面４６とは傾斜して接続されているので、反射板４１の水平方向のみ回転して、受信装置２で受信される送信信号の信号レベル、または受信Ｃ／Ｎが最大となるように、反射板４１の回転角を調整し、テープやネジ４４等で固定するだけで取り付け可能である。ここで、通常、送信信号の信号レベルまたは、受信Ｃ／Ｎの評価機能は、アンテナレベルとして、デジタル放送対応のＴＶの中に内蔵されている。この機能を利用して、反射板４１の回転角を調整を行うことができる。
このように、反射板４１によると、従来の反射鏡のように２軸の回転機能は不要であり、難しい回転角の調整をする必要がなくなる。
（受信装置２）
次に、図４（ａ）（ｂ）を用い、受信装置２の設置方法について説明する。
次に、図４（ａ）（ｂ）を用い、受信装置２の設置方法について説明する。
図４（ａ）は、受信装置２をＴＶラック３２上に設置した状態を表す図であり、図４（ｂ）は、受信装置２をＴＶ３１の表面に配置した状態を表す図である。
図４（ａ）に示すように、受信装置２は、ＴＶ３１の表示画面（不図示）に対する背面側に配置されており、ＴＶラック３２の水平面上に設置される。ここで、反射板４１の位置は、受信装置２の鉛直線上に、反射板４１の第１の面４７の略中心部がくることが好ましい。
また、受信装置２は、図４（ｂ）に示すように、ＴＶ３１の台３３に対して垂直に配される支持軸３４上に配置されていてもよい。
ＴＶ３１が、例えば、中小型の液晶ＴＶである場合、鉛直方向に延びる支持軸３４を回転軸としてＴＶ３１の表示画面が回転することによる表示画面の首振り機能を有する。一般的な中小型の液晶ＴＶの場合、支持３４は、液晶ＴＶ自体の水平軸方向に略±２０度程度、回転することが可能である。このため、受信装置２を、ＴＶ３１の表面かつＴＶ３１の回転軸である支持軸３４上に設置することで、ＴＶ３１の表示画面を回転しても、受信装置２と、反射板４１との相対的な位置関係は、ずれることがない。
なお、首振り機能のない（回転軸を有さない）大型薄型ＴＶでは、ＴＶの表示画面に対する背面側で、反射板４１の見通し確保ができる場所であれば、どこでも構わない。また、旧来のブラウン管ＴＶであれば、ブラウン管ＴＶの上部は幾分スペースがあるため、ブラウン管ＴＶ上部に設置することができる（図示なし）。
さらに、図４（ａ）（ｂ）に示すように、受信装置２の受信アンテナ１４は、誘電体からなるレンズアンテナであることが好ましい。
受信装置２をＴＶ３１のＴＶラック３２の上に置くような設置の場合、レンズアンテナは半円球状であるので、受信アンテナ１４上に物を置いたりすることが困難となり、ミリ波が遮断される頻度を低減することができる。
（反射面の面積）
次に、反射板４１の反射面４３の面積について説明する。
次に、反射板４１の反射面４３の面積について説明する。
反射板４１が配置される面を天井８９とした場合、受信装置２との距離（高さ）をｈとし、受信アンテナ１４の半値幅をθとした場合、反射板４１の反射面４３の面積は、１／２ 波長の平方より大きく√２・（２ｈ・ｔａｎθ）・（２ｈ・ｔａｎθ）より小さいことが好ましい。
反射板４１では、高さ（距離）ｈでの受信アンテナ１４の照射面積以下としている、すなわち、送信信号の受信面積以下としていることから、反射効率も確保することができ、かつ、反射板４１として、大きすぎることもなく、天井８９のスペースを省スペース化することができ、部屋の美観の影響も小さくなる。
ここで、天井８９における受信装置２の受信アンテナ１４の照射エリアは、縦が（２ｈ・tanθ）であり、横が（２ｈ・tanθ）となる。縦を４５度傾けることによって、縦の長さは、√２・（２ｈ・tanθ）となり、反射板の面積は、√２・（２ｈ・tanθ）・（２ｈ・tanθ）となる。一例として、ｈ＝２ｍ、θ＝３度とすると、反射板４１の望ましい設置エリアは、約２１ｃｍ×３０ｃｍとなる。
しかしながら、２１ｃｍ×３０ｃｍの反射板４１を天井８９に取り付けるには幾分大きすぎであり、実験的には１５ｃｍ×１５ｃｍで良好な特性を得ることができる。これは反射板４１の反射面４３での反射が全反射（反射係数１）とすると、１５ｃｍ×１５ｃｍの場合は、２１ｃｍ×３０ｃｍの場合の約３６％であり、受信エネルギーは約１／３となり又、ｄＢ表示では、−４．８ｄＢの減衰となり、これらの値は通常通信回線設計からは十分余力がある為である。
なお、反射面４３の最低の面積は、動作周波数の１／２波長の平方となり、これ以下の面積では、反射面として動作することは困難であり、反射板４３の面積としては、１／２波長の平方より充分大きいことが必要である。
（ミリ波送受信システム１００の詳細構成例１）
次に、図５を用い、送信装置１、受信装置２の構成例について説明する。
次に、図５を用い、送信装置１、受信装置２の構成例について説明する。
図５は、ミリ波送受信システム１００の詳細な構成を表す回路図である。
図５に示すように、レベル調整器・電源５は、屋内の放送アンテナ端子を介して、屋外に配置されている地上波放送受信アンテナ１０ａ、衛星放送波受信アンテナ１０ｂと接続されている。そして、レベル調整器・電源５は、入力信号として、地上波放送受信アンテナ１０ａから地上波放送の信号ｆｓａ（放送用の無線信号）を取得し、また、衛星放送波受信アンテナ１０ｂからは、衛星放送波の信号ｆｓｂ（放送用の無線信号）を取得する。
そして、レベル調整器・電源５は、信号ｆｓａ、信号ｆｓｂをそれぞれ、ブースターアンプ５１、５２で適当なレベルに増幅する。そして、レベル調整器・電源５は、当該増幅した信号ｆｓａ、信号ｆｓｂを合成し、一系列の信号ｆｓｅ（周波数：ｆｓｅ）として、同軸ケーブル６２（図５には不図示）を介して、送信装置１に出力する。
送信装置１は、レベル調整器・電源５から、入力信号として、一系列の信号ｆｓｅが入力される。送信装置１に入力された信号ｆｓｅは、増幅器２０３によってレベル調整され、当該レベル調整された信号ｆｓｅは、周波数ミキサ２０１に出力される。
また、基準信号源２０から、基準信号７１ｃ（周波数：ｆＬＯ１）が出力され、接続端子２０４ｂで分岐され、当該分岐された一方が周波数ミキサ２０１（変調手段、変調器）に入力される。
そして、周波数ミキサ２０１で、増幅器２０３から出力された、上記レベル調整された信号ｆｓｅは、接続端子２０４ｂから出力された基準信号７１ｃと合成されることにより、中間周波数である無線信号７１ａ（周波数：ｆＩＦ１）としてアップコンバートされる。さらに、当該アップコンバートされた無線信号７１ａ（変調信号）は、フィルタ２０２ａ、増幅器２０３を介して接続端子２０４ａに入力される。
また、接続端子２０４ｂで分岐された他方の基準信号７１ｃは、可変減衰器９５を介して、接続端子２０４ａに入力される。
これにより、接続端子２０４ａで、無線信号７１ａと、基準信号７１ｃとが合成され、中間周波数多重信号７１ｄ（周波数：ｆＩＦ１、ｆＬＯ１）が接続端子２０４ａから出力され、送信変換器３ａに出力される。
ここで、接続端子２０４ａから出力される中間周波数多重信号７１ｄの信号と周波数との関係を整理すると以下のようになる。つまり、送信装置１に入力した信号ｆｓｅは、接続端子２０４ａからの出力として以下のように変換される。
基準信号〔信号〕：ｆＬＯ１〔周波数〕
無線信号〔信号〕：ｆＬＯ１−ｆｓｅ＝ｆＩＦ１〔周波数〕
次に、送信変換器３ａ（アップコンバート手段、アップコンバータ）に入力された中間周波数多重信号７１ｄは、周波数ミキサ３０１に入力されると共に、ｍ次（ｍ：２以上の整数）のマルチプライア７によって生成された局部発振信号７１ｅ（周波数：ｆＬＯ２）も周波数ミキサ３０１に入力されることにより、アップコンバートされる。そして、アップコンバートされた中間周波数多重信号７１ｄは、フィルタ３０２により、上側波帯のみが通過され、ミリ波パワーアンプ３０３によって増幅され、無線多重信号７２として、送信アンテナ４によって、送信装置１から送信される。
無線信号〔信号〕：ｆＬＯ１−ｆｓｅ＝ｆＩＦ１〔周波数〕
次に、送信変換器３ａ（アップコンバート手段、アップコンバータ）に入力された中間周波数多重信号７１ｄは、周波数ミキサ３０１に入力されると共に、ｍ次（ｍ：２以上の整数）のマルチプライア７によって生成された局部発振信号７１ｅ（周波数：ｆＬＯ２）も周波数ミキサ３０１に入力されることにより、アップコンバートされる。そして、アップコンバートされた中間周波数多重信号７１ｄは、フィルタ３０２により、上側波帯のみが通過され、ミリ波パワーアンプ３０３によって増幅され、無線多重信号７２として、送信アンテナ４によって、送信装置１から送信される。
つまり、送信変換器３ａは、周波数ミキサ２０１によって変調された無線信号７１ａと、基準信号７１ｃとを含む中間周波数多重信号７１ｄをアップコンバートし、無線多重信号７２として、ミリ波に重畳して、送信アンテナ４から送信させる。
ここで、送信アンテナ４から送信されるの無線多重信号７２の信号と周波数との関係とを整理すると以下のようになる。つまり、送信変換器３ａに入力された中間周波数多重信号７１ｄは、送信変換器３ａによって、以下のように変換される。
基準信号〔信号〕：ｆＬＯ２＋ｆＬＯ１＝（２ｍ＋１）ｆＬＯ１〔周波数〕
無線信号〔信号〕：ｆＬＯ２＋ｆＩＦ１＝ｆＬＯ２＋（ｆＬＯ１−ｆｓｅ）
＝（２ｍ＋１）ｆＬＯ１−ｆｓｅ〔周波数〕
なお、本実施の形態では、ｍ＝５（２ｍ＋１＝１１）とする。
無線信号〔信号〕：ｆＬＯ２＋ｆＩＦ１＝ｆＬＯ２＋（ｆＬＯ１−ｆｓｅ）
＝（２ｍ＋１）ｆＬＯ１−ｆｓｅ〔周波数〕
なお、本実施の形態では、ｍ＝５（２ｍ＋１＝１１）とする。
このように、送信装置１に入力された信号ｆｓｅは、結果的には、基準信号７１ｃの周波数であるｆＬＯ１の（２ｍ＋１）倍、つまり１１倍波の基準信号と、信号ｆｓｅに対して（２ｍ＋１）倍、つまり１１倍波でアップコンバートされた信号が無線多重信号７２となり、送信アンテナ４で放射される。
一方、受信装置２においては、送信装置１の指向性を有する送信アンテナ４から送信された無線多重信号７２は、指向性を有する受信アンテナ１４で無線多重信号７３（送信信号）として受信される。
そして、受信された無線多重信号７３は、受信変換器１１に入力される。
受信変換器１１に入力された無線多重信号７３は、低雑音増幅器１１０（増幅手段）で増幅され、バンドパスフィルタ１１１でイメージ信号が抑圧され、さらに、２端子型ミキサ１２０（ダウンコンバート手段）で、無線多重信号７３に含まれる基準信号〔（２ｍ＋１）ｆＬＯ１〕により、無線信号〔(２ｍ＋１)ｆＬＯ１−ｆｓｅ〕が、ダウンコンバートされ、出力として信号７４ａが出力される構成である。
ここで、受信変換器１１でのダウンコンバートの過程は、以下のように表現できる。つまり、受信変換器１１に入力された無線多重信号７３は、受信変換器１１によって信号７４ａとして以下のように変換される。
無線信号を、基準信号でダウンコンバート：
［（２ｍ＋１）ｆＬＯ１‐ｆｓｅ］−［（２ｍ＋１）ｆＬＯ１］
＝ｆｓｅ
このように、受信変換器１１から出力される信号７４ａとして、信号ｆｓｅを得ることができる。
［（２ｍ＋１）ｆＬＯ１‐ｆｓｅ］−［（２ｍ＋１）ｆＬＯ１］
＝ｆｓｅ
このように、受信変換器１１から出力される信号７４ａとして、信号ｆｓｅを得ることができる。
つまり、ダウンコンバートされた信号７４ａは、送信装置１に入力された一系列の信号ｆｓｅが復元（復調）され、該復元された信号ｆｓｅには、送信装置１中の基準信号７１ｃ（ｆＬＯ１）の周波数偏差、位相雑音特性には全く関係しない。
そして、受信変換器１１から出力された信号７４ａは、可変減衰器で適宜レベル調整され、フィルタを通過し、増幅器１９５で適当な出力レベルまで増幅され、接続端子１９６を介して、出力端子５００より受信装置２から信号７５（信号ｆｓｅ）として出力される。そして、信号７５は、受信装置２と接続されているＴＶ３１や録画装置の電子機器などへと出力される。
また、送信装置１、受信装置２は、地上波放送の信号ｆｓａ、及び、衛星放送波の信号ｆｓｂの信号レベル（強度）に応じた音量または音調を有する音を発するレベル検出器１８（検知手段）を具備している。
本実施の形態では、受信装置２にレベル検出器１８を設ける場合について説明する。
レベル検出器１８のスイッチ１９は、接続端子１９６と接続されている。そして、スイッチ１９がオンの状態である場合、接続端子１９６を介して、出力端子５００に出力する信号７５の一部がスイッチ１９に分岐される。スイッチ１９に入力された信号７５は、スイッチ１９に、適宜接続された、フィルタ、増幅器等を介して、ブザー９に入力される。これにより、ブザー９は、信号７５のレベルに応じた大きさでブザーを鳴らす。
ミリ波送受信システム１００の設置取り付けにおいて、送信装置１、反射板４１、受信装置２の位置調整、方向調整が必要である。ＴＶ３１には、アンテナレベル表示機能が付加されている場合があるが、当該機能だけでは、送信装置１や反射板４１の位置調整・方向調整を行う際に、ＴＶ画面が必ず見えるとは限らず、位置調整・方向調整が適性であるかをリアルタイムで判断できない場合がある。
そのため、受信装置２や送信装置１にレベル検出器１８を設けることにより、レベル検出器１８のブザー９の音の大小・または高低で受信信号の強度を知らせる機能により、送信装置１の方向調整や、反射板４１の位置や方向の調整を行うことができる。
なお、ブザー９の機能を使用しないときは、スイッチ１９をオフ（ＯＦＦ）にすればよい。掃除等で送信装置１、反射板４１や受信装置２がずれた場合でも、本ブザー機能で、送信装置１、反射板４１、受信装置２が正常かどうかを確認・メンテナンスすることも可能となる。
（ミリ波送受信システム１００の詳細構成例２）
次に、送信装置１及び受信装置２の別の回路例を示す。
次に、送信装置１及び受信装置２の別の回路例を示す。
図６に、ミリ波送受信システム１００の構成図を示す。
送信装置１は、上述したミリ波送受信システム１００の詳細構成例１と同様である。受信装置２ｂの構成のみが異なる。受信装置２ｂでは、受信アンテナ１４から入力された無線多重信号７３を一旦、局部発振器８の出力である局部発振信号７３ｂ（周波数ｆＬＯ３）でダウンコンバートすることにより第２の中間周波数多重信号７４ｂを生成する点と、第２のダウンコンバータとしての基準信号再生/周波数変換回路１２（第２ダウンコンバート手段）とを備えている点とが受信装置２と異なる。
受信変換器１１ｂは、受信変換器１１の２端子型ミキサ１２０に替えて、周波数ミキサ１１９（第１ダウンコンバート手段）がバンドパスフィルタ１１１と接続されており、さらに、周波数ミキサ１１９は、局部発振器８と接続されている。
受信アンテナ１４から受信変換器１１ｂに入力される無線多重信号７３は、低雑音増幅器１１０（増幅手段）で増幅され、バンドパスフィルタ１１１でイメージ信号が除去され、局部発振器８から出力される局部発振信号７３ｂ（周波数：ｆＬＯ３）を用いて、周波数ミキサ１１９でダウンコンバートされる。そして、周波数ミキサ１１９から第２の中間周波数多重信号７４ｂとして出力される。
ここで、無線多重信号７３から第２の中間周波数多重信号７４ｂへのダウンコンバートの過程は下記のように表現できる。つまり、受信変換器１１ｂに入力された無線多重信号７３の基準信号及び無線信号は、受信変換器１１ｂによって、以下のように変換される。
基準信号のダウンコンバート：（２m＋１）ｆＬＯ１−ｆＬＯ３
無線信号のダウンコンバート：（ｆＬＯ2＋ｆＩＦ１）−ｆＬＯ３
＝ｆＬＯ２−ｆＬＯ３＋（ｆＬＯ１−ｆｓｅ）
＝（２ｍ＋１）ｆＬＯ１−ｆＬＯ３−ｆｓｅ
次に、受信装置２ｂは、第２のダウンコンバータとしての基準信号再生/周波数変換回路１２とを備えている。つまり、受信変換器１１ｂから出力された第２の中間周波数多重信号７４ｂは、基準信号再生/周波数変換回路１２に入力される。
無線信号のダウンコンバート：（ｆＬＯ2＋ｆＩＦ１）−ｆＬＯ３
＝ｆＬＯ２−ｆＬＯ３＋（ｆＬＯ１−ｆｓｅ）
＝（２ｍ＋１）ｆＬＯ１−ｆＬＯ３−ｆｓｅ
次に、受信装置２ｂは、第２のダウンコンバータとしての基準信号再生/周波数変換回路１２とを備えている。つまり、受信変換器１１ｂから出力された第２の中間周波数多重信号７４ｂは、基準信号再生/周波数変換回路１２に入力される。
そして、基準信号再生/周波数変換回路１２に入力された第２の中間周波数多重信号７４ｂは、一旦、フィルタ１７２を通過し、中間周波数増幅器１５９で増幅・レベル調整され、接続端子１６１によって２分配される。一方は、バンドパスフィルタ１７１、増幅器１８０により、基準信号が抽出・増幅されることにより、基準信号が再生される。この、増幅器１８０により再生された基準信号は、第２のダウンコンバートの局部発振周波数となる。つまり、第２のダウンコンバートを行うための疑似的な局部発振信号とみなすことができる。そして、上記再生された基準信号は、接続端子１８１を介して、周波数ミキサ２０１へと入力される。
一方、接続端子１６１で２分配された、他方の信号は、数ｄＢ程度、可変減衰器１６４でレベル調整され、周波数ミキサ２０１で、上記再生された基準信号によりダウンコンバートされることにより、一系列の信号ｆｓｅが復元（復調）される。そして、当該復元された一系列の信号ｆｓｅは、周波数ミキサ２０１に適宜接続された、フィルタ１７５で適宜レベル調整され、増幅器１９５で適当な出力レベルまで増幅され、出力端子５００より受信装置２ｂから信号７５ｂ（信号ｆｓｅ）として出力される。そして、信号７５ｂは、受信装置２ｂと接続されているＴＶ３１や録画装置の電子機器などへと出力される。
このように、上記中間周波数帯から、一系列の信号ｆｓｅの周波数帯ｆｓｅに周波数変換されて、送信装置１へ入力される信号が、受信装置２ｂ側で一復元される。
本周波数変換によって、送信装置１側へ入力される元信号である信号ｆｓｅへの周波数変換過程は下記のように表現することができる。つまり、基準信号再生/周波数変換回路１２に入力された第２の中間周波数多重信号７４ｂは、基準信号再生/周波数変換回路１２によって信号７５ｂとして以下のように変換される。
第２の中間周波数多重信号の元信号（信号ｆｓｅ）へのダウンコンバート：
［（２ｍ＋１）ｆＬＯ１−ｆＬＯ３］−［(２ｍ＋１)ｆＬＯ１−ｆＬＯ３−ｆｓｅ］
＝ｆｓｅ
受信装置２と同様に、受信装置２ｂでダウンコンバートされた信号は、送信装置１に入力される一系列の信号ｆｓｅが復元され、送信装置１中の基準信号である周波数ｆＬＯ１の周波数偏差、位相雑音特性には全く関係しない。
［（２ｍ＋１）ｆＬＯ１−ｆＬＯ３］−［(２ｍ＋１)ｆＬＯ１−ｆＬＯ３−ｆｓｅ］
＝ｆｓｅ
受信装置２と同様に、受信装置２ｂでダウンコンバートされた信号は、送信装置１に入力される一系列の信号ｆｓｅが復元され、送信装置１中の基準信号である周波数ｆＬＯ１の周波数偏差、位相雑音特性には全く関係しない。
受信装置２ｂを用いることにより、受信装置２を用いる場合と比較して、（１）受信装置２ｂ側で、中間周波数増幅器１５９で増幅され、（２）バンドパスフィルタ１７１・増幅器１８０で基準信号を再生し、（３）周波数ミキサ２０１でダウンコンバートする構成であるため、受信装置としての変換利得が高く、さらに、基準信号を再生増幅する構成のため、高い受信ＣＮ（キャリア対ノイズ）特性を得ることでき、伝送距離を長くすることができる。
加えて、送信装置１側で厳密な基準信号のパワーコントロールを必要としないので、送信装置１の製造コストの低減や、送信装置１への入力レベルの許容範囲が広くなるというメリットが生ずる。
さらに、接続端子１８１には、レベル検出器１８が接続されている。バンドパスフィルタ１７１と増幅器１８０で再生される基準信号の一部が、接続端子１８１から分岐し、レベル検出器１８のスイッチ１９に入力される。これにより、基準信号のレベルに応じて、ブザー９によるブザー音の大小または高低で、送信装置１の方向調整や、反射板４１の位置や方向の調整の適否を報知する機能を具備する。
また、受信装置２ｂでは、送信装置１に放送波の入力信号が入力されなくても、送信装置１がオン（ＯＮ）である限り常時、送信装置１は、基準信号である周波数（２ｍ＋１）ｆＬＯ１の信号を送信している。このため、この信号のみを局部発振器８からの出力である周波数ｆＬＯ３の信号（局部発振信号７３ｂ）により、周波数ミキサ１１９でダウンコンバートし、抽出、レベル検出することで、送信装置１、反射板４１、受信装置２ｂの伝送損失を検出し、送信装置１、反射板４１、受信装置２ｂの位置と、水平面内角度とを調整し、さらに、無線伝送損失を最小にすることが可能となる。
このように、受信装置２ｂでは、放送波が入力される前に、無線系の損失を最小にすることができるため効率よく無線系の設置を行うことができる。つまり、効率よく送信装置１、反射板４１、及び受信装置２ｂの設置を行うことができる。
〔実施の形態２〕
次に、図７、図８を用い、第２の実施形態について説明する。
次に、図７、図８を用い、第２の実施形態について説明する。
図７は、第２の実施の形態に係るミリ波送受信システム２００の構成を表す概略図である。また、図８は、図７の反射板の構成を表す側面図である。
実施の形態１と同様の部材については、同じ部材番号を付し、説明を省略する。
第１の実施形態と異なる部分について説明する。第１の実施形態は、反射板４１（反射板４１ａ、反射板４１ｂ）の反射面４３は、平面であるものとして説明したが、本実施の形態の反射板４１ｃの反射面４３ｃは凹面状である点で相違する。
また、送信装置１は、例えば箪笥などの什器１０２の上面に、三脚１０１で固定されて配置されている。
また、レベル調整器・電源５は、屋内の放送アンテナ端子と同軸ケーブル６２で接続されており、什器１０２の上面であって、三脚１０１が設置されている同一面に配置されている。なお、レベル調整器・電源５と、送信装置１とも、同軸ケーブル６２で接続されている。
送信装置１は、実施の形態１と同様に、天井８９からは１５ｃｍ程度離して設置されている。なお、什器１０２は、箪笥のみならず、本棚なラック等であっても構わない。また、２ｍ程度のポール（棒）を有したスタンド（スタンド照明等に使われるようなポールを有したスタンド）の先端に送信装置１が取り付けられても構わない、この場合は、同軸ケーブル６２の配線をポールの中に隠せるというメリットや、取り付け作業が容易というメリットも生ずる(図示無し)。
図８に示すように、反射板４１ｃの反射面４３ｃは、凹面状となっている。
反射板４１ｃの反射面４３ｃを、凹面状にすることによって、反射したミリ波は、受信装置２にビームの方向（反射方向）が集束するため、より感度の高いミリ波送受信システム２００を構築できる。具体的には、一例として、凹面状の焦点距離を、受信装置２までの距離、すなわちＴＶラック３２の高さ４５ｃｍ程度（天井８９から約２ｍ）に設定することにより、受信装置２の受信アンテナ１４に、反射板４１と比べて、ミリ波を集束することができる。この結果、感度特性に優れたミリ波送受信システム２００を構築することができる。なお、この場合、反射面４３ｃの凹面の曲率の直径は４ｍであり、凹面の焦点距離は２ｍと長く、なだらかな凹面鏡となる。
〔実施の形態３〕
次に、図９、図１０（ａ）（ｂ）、図１１（ａ）（ｂ）を用い、第３の実施形態について、図１の第１の実施形態と比較し異なるところについて説明する。
次に、図９、図１０（ａ）（ｂ）、図１１（ａ）（ｂ）を用い、第３の実施形態について、図１の第１の実施形態と比較し異なるところについて説明する。
図９は、第３の実施の形態に係るミリ波送受信システム３００の構成を表す概略図である。
図１０（ａ）は、図９の反射板の構成を表す側面図であり、図１０（ｂ）は、図９の反射板の構成の変形例を表す側面図である。
実施の形態１、２と同様の部材については、同じ部材番号を付し、説明を省略する。
実施の形態３は、実施の形態１、２と反射板の形状と個数が相違する。
図９に示すように、レベル調整器・電源５は、屋内の放送アンテナ端子と接続されており、さらに、送信装置１は、レベル調整器・電源５と直接接続されている。そして、天井８９には２箇所、反射板４１０（反射板４１０ａ、反射板４１０ｂ）が設置されている。
反射板４１０ａは天井８９面上であって、送信装置１の鉛直上方向に配置されており、反射板４１０ｂは、天井８９面上であって、反射板４１０ａが配置されている側と対向する側に配置されている。そして、受信装置２は、実施の形態１と同様に、反射板４１０ｂの鉛直下方向であって、例えばＴＶ３１の裏面側のＴＶラック３２の水平面上に配置されている。
反射板４１０（反射板４１０ａ、４１０ｂ）は図１０（ａ）（ｂ）に示すように、第３の面４００（スペーサ）が存在する。第３の面４００は、第１の面４７と、第２の面４６との間に配置されており、両者の間隔を一定に維持するものである。第３の面４００は、第２の面４６とは直行して接続され、第１の面４７とは、４５度に交わるように接続されている構成である。つまり、第２の面４６が天井８９と平行になることから、第３の面４００は、天井８９と垂直に接する面となっている。このため、第２の面４００により、反射板４１０の反射面４３と、天井８９との間には、ギャップ４４２が設けられることになる。
第３の面４００のサイズは、横約１５ｃｍ程度で、縦５ｃｍ〜１５ｃｍ程度であることが好ましい。第３の面４００を設けることによって、４５度に傾斜している第１の面４７が天井８９から約５ｃｍ〜１５ｃｍ程度、天井８９から下方へシフトする。
つまり、第１の面４７は、ギャップ４４２の分だけ天井８９から下方へシフトする。これによって、天井８９に沿って、ミリ波の伝送経路８２も、同様に下方へシフトすることになる。このため、ミリ波にとって障害・散乱の影響となる蛍光灯（シーリングライト）１２９（図９参照）等の影響を低減することができる。
天井８９に取り付ける蛍光灯１２９の厚さは、ライトを覆うプラスチックのカバーを含めて、概ね１０ｃｍ程度であり、蛍光灯１２９を取り付ける金具の部分は、概ね、厚さ５ｃｍ〜１０ｃｍ弱程度である。
送信装置１の送信アンテナ４は、指向性（ビーム幅）による広がりがあるため、実施形態１または実施形態２に示すような１段反射、つまり、送信装置１が天井８９近くに設置されたときは、反射板４１の４５度傾斜面（反射面４３）が天井８９の直近にあっても、上記のような蛍光灯１２９よる電波の進路妨害の影響は比較的小さい。
しかしながら、本実施形態のように２段の反射板４１０ａ、４１０ｂを用いる場合は、送信装置１からの送信信号を反射板４１０ａが反射板４１０ｂに対して反射する場合、４５度に傾斜した反射面４３によって反射されるため、天井８９に略平行な成分のみが、伝送経路８２となる。
従って、蛍光灯１２９の影響を受けやすく、実施形態１や２のような反射板４１、４１ｂでは、蛍光灯１２９に電波（ミリ波）がぶつかってしまい、遮断されたり散乱したりすることによって、伝送経路８２は乱され、伝送状態が悪化してしまう。
このため、反射板４１０のように、第３の面４００を設けることによって、２段反射のみならず１段反射も含めて、蛍光灯１２９等により、送信信号の遮断・散乱の影響を軽減することができる。
望ましくは、図１０（ａ）に示すように、反射板４１０は、ポリスチレンやアクリル等のプラスチック系の材料で構成し、第１の面４７のみに導電性シート４２を形成することによって、不要の反射成分を軽減しうることができる。
さらに、１段反射システムのような場合には、第３の面４００は、透過面とすることができ、電波を反射成分と透過成分とに容易に分離することができる。反射板４１０を従属接続することもできる。また、反射板４１０は、図１０（ｂ）に示す反射板４１０ｃのように、１枚もののアルミ板を折り曲げて作成することもでき、より簡易に構成することができる。
さらに、反射板４１０は、第３の面４００を設けたことによって、反射板４１０の内側に手が入りやすくなり設置作業やネジ止め作業が容易になるというメリットも生ずる。
加えて、第３の面４００を設けることによって、天井８９と反射板４１０の間に、略５ｃｍ〜１５ｃｍ程度のギャップ４４２ができる。そのため、ミリ波が天井８９で反射された該反射波が、直接、反射板４１０に再度反射されても、本来の伝送経路８２の送信信号と、上記反射波との反射板４１０への入射角が異なってくる。そのため、反射板４１０によるそれぞれの反射波は、反射後の反射経路は、伝送経路８１ｂとなり、本来の伝送経路８１とは異なってくる。
その結果、本来の伝送経路８２を除く天井８９等からの反射波が、受信装置２の受信アンテナ１４で受信される確率は、非常に低くなる。従って、マルチパスフェージングの影響が小さくなり、良好な品質の受信特性を実現することができ、その結果、良好な受信品質、つまりより高いＭＥＲ（Measurement Error Rate）やＣ／Ｎ(Carrier to Noise Ratio) 特性を得ることができる。
（付記事項）
また、図１１（ａ）（ｂ）に示すように、第２の面４６に支持柱４２１を設け、支持柱４２１によって、第２の面４６と天井８９とを接続してもよい。
また、図１１（ａ）（ｂ）に示すように、第２の面４６に支持柱４２１を設け、支持柱４２１によって、第２の面４６と天井８９とを接続してもよい。
図１１（ａ）は、反射板を支持柱を介して天井に設置する場合の側面図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の斜視図である。
図１１（ａ）（ｂ）に示すように、実施形態１〜３と同様な反射板４１、４１０に、支持柱４２１を第２の面４６に設け、支持柱４２１によって、第２の面４６と、天井８９とを接続してもよい。これにより、反射板４１、４１０と、天井８９との間でギャップ４４２を略５ｃｍ〜１５ｃｍ確保することができ、同様な結果が得られる。
尚、実施形態１〜３で説明した反射板４１、４１０は、天井８９だけではなく、適宜、第２の面を側壁に取り付けて、鉛直下方向きの４５度反射面を構成しても構わない。
以上のように、上述したミリ波送受信システム１００によれば、天井８９周辺の反射板４１の第１の面４７と、第２の面４６とは、すでに仰角方向に４５度の傾きを有しているため、仰角方向の角度合わせは不要となり、水平方向の角度合わせのみとなり、反射板４１の調整が著しく容易になる。
加えて、反射板４１は、厚さ０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度のアルミ板で構成したり、厚さ数ｍｍの発泡ポリスチレンシートや、厚さ１ｍｍ以下のポリプロピレンシート等に、アルミテープを張り付けることにより構成することが可能である。
このような構成により、著しく軽量（文房具の下敷き程度）になり、石膏ボードやベニヤ板等で構成された天井８９に、ネジやテープ等で容易に取り付けることができる。天井８９の負荷も小さく、落下したり天井がはげたりすることは、ほとんど無い。
また、仮に落下したとしても、人が怪我したり、物が破損したりすることは無く、反射鏡を取り付けつける場合に比較して、取り付けやすさ・取り付け精度が向上しかつ安全性は著しく向上するというメリットがある。加えて、送信装置１は、幾分高所の取り付けとなるが、天井８９面の近くで、送信装置１自体も傾けることなく、送信装置１の上面と天井８９とを略平行にして設置すれば良いことから、送信装置１の位置合わせは水平器・鉛直器等を用いて簡単に設置することができる。
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
また、本発明のミリ波送受信システム１００は以下のようにも表現できる。
屋内の高所に取り付けられ、指向性アンテナを有するミリ波送信装置と、天井周辺の水平面から、仰角方向に鉛直下方向きの４５度の角度を有する金属板または、金属シートを有した反射板と、天井上面方向を向いた指向性アンテナを有するミリ波受信装置を備えることを特徴するミリ波送受信システム。
前記反射板は、少なくとも４５度の角度をなす第１の面と第２の面から構成され、第２の面は天井面に設置され、第1の面が上記反射板であることを特徴とするミリ波送受信システム。
前記反射板は、前記第２の面と直交し、反射板である第１の面と１３５度で交差する第３の面を有することを特徴とするミリ波送受信システム。
前記反射板は、受信アンテナの半値幅θと受信装置から天井までの高さｈとしたとき、反射板の面積は√２・（２ｈ・tanθ）・（２ｈ・tanθ）以下であることを特徴とするミリ波送受信システム。
前記指向性アンテナは送信装置のアンテナの指向角は、受信装置のアンテナ指向角より、同じか、それよりも大きいことを特徴するミリ波送受信システム。
前記反射板は、凹面板であることを特徴とする反射板、及び該反射板を用いたミリ波送受信システム。
前記受信装置は、薄型ＴＶの中央に取り付けられたことを特徴とするミリ波送受信システム。
前記受信装置は、ＴＶ台や、ラックに該受信装置の指向性アンテナの指向方向が鉛直方向を向いて設置されることを特徴とするミリ波送受信システム。
前記受信装置は、ＴＶの裏側に設置されることを特徴とするミリ波送受信システム。
前記に記載のミリ波信送受信システムにおいて、受信側のアンテナは誘電体によるレンズアンテナで構成されることを特徴とするミリ波送受信システム。
前記に記載のミリ波送受信システムにおいて、基準信号と変調信号が、前記指向性アンテナからの送信電波として送信され、ミリ波受信アンテナにて受信され、ミリ波増幅器により増幅されたあと、２端子型のミキサ手段により、前記基準信号によって該変調信号をダウンコンバートし、受信信号を、前記放送信号を復元し、該復元した放送信号を受信端末に伝送することを特徴とするミリ波送受信システム。
前記に記載のミリ波送受信システムにおいて、基準信号と変調信号が、前記指向性アンテナからの送信電波として送信され、ミリ波受信アンテナにて受信され、ミリ波増幅器により増幅され、ミリ波ミキサと局部発振器によりダウンコンバートされたあと、ミキサ手段により、前記基準信号によって該変調信号をダウンコンバートし、受信信号を、前記放送信号を復元し、該復元した放送信号を受信端末に伝送することを特徴とするミリ波送受信システム。
前記に記載のミリ波送受信システムにおいて、受信側出力信号の一部を取り出し、受信レベル検出を行い受信レベルに応じた大小音または高低音でブザーを鳴らす検知手段を具備したことを特徴とするミリ波送受信システム。
前記に記載のミリ波送受信システムにおいて、送信装置の入力信号に、複数の放送波信号を多重化して、送信アンテナからの送信電波として送信することを特徴とするミリ波送受信システム。
ミリ波の送受信を行うミリ波送受信システムにおいて、上記ミリ波を送信する送信装置と、上記送信装置が送信したミリ波を反射する反射板と、上記反射板が反射したミリ波を受信する受信装置とを備え、上記反射板は、上記ミリ波を反射する反射面として金属板、金属シートまたは金属膜を有することを特徴とするミリ波送受信システム。
上記反射板は、上記反射面を有する第１の面と、当該第１の面に対して傾斜して配される第２の面とを有する。
上記反射板は、上記第１の面と上記第２の面との間隔を一定に維持するスペーサを備える。
上記送信装置は、上記ミリ波を送信するための指向性を有する送信アンテナを備え、上記受信装置は、上記反射板が反射したミリ波を受信するための指向性を有する受信アンテナを備える。
上記反射板が配置される面と、上記受信装置との距離をｈとし、上記受信アンテナの半値幅をθとした場合、上記反射板の反射面の面積は、１／２ 波長の平方より大きく√２・（２ｈ・ｔａｎθ）・（２ｈ・ｔａｎθ）より小さい。
上記送信アンテナの指向角は、上記受信アンテナの指向角以上である。
上記反射面は、凹形状である。
上記受信装置は、回転軸を有する表示装置の表面かつ上記回転軸上に配置されている。
上記受信アンテナの指向方向は、鉛直方向である。
上記受信装置は、表示装置の表示画面に対する背面側に配置されている。
上記受信アンテナは、誘電体からなるレンズアンテナである。
上記送信装置は、放送用の無線信号を取得し、取得した無線信号を、無線信号を変調するための基準信号によって変調することにより変調信号を生成する変調手段を備え、上記変調手段が生成した変調信号と上記基準信号とをアップコンバートした送信信号を上記ミリ波に重畳して、上記送信アンテナから送信し、上記受信装置は、上記送信アンテナから送信された送信信号を上記受信アンテナで受信し、受信した送信信号を増幅する増幅手段と、上記増幅手段によって増幅された上記送信信号に含まれる基準信号に基づいて、上記変調信号をダウンコンバートすることにより上記変調信号を復調するダウンコンバート手段とを備える。
上記送信装置は、放送用の無線信号を取得し、取得した無線信号を、無線信号を変調するための基準信号によって変調することにより変調信号を生成する変調手段を備え、上記変調手段が生成した変調信号と上記基準信号とをアップコンバートした送信信号を上記ミリ波に重畳して、上記送信アンテナから送信し、上記受信装置は、上記送信アンテナから送信された送信信号を上記受信アンテナで受信し、受信した送信信号を増幅する増幅手段と、上記増幅手段によって増幅された送信信号をダウンコンバートする第１ダウンコンバート手段と、上記第１ダウンコンバート手段によってダウンコンバートされた送信信号に含まれる基準信号に基づいて、上記送信信号に含まれる変調信号をダウンコンバートすることにより、上記変調信号を復調する第２ダウンコンバート手段とを備える。
上記受信装置は、上記送信信号から受信した上記送信信号の一部を取得し、当該取得した送信信号の信号レベルを検出し、当該検出した信号レベルに応じた音量または音調を有する音を発する検知手段をさらに備える。
上記送信装置は、複数の放送用信号を多重化して受信し、当該受信した放送用信号を上記送信アンテナから、上記ミリ波に重畳して送信信号として送信する。
ミリ波を送信する送信装置と、当該送信装置が送信したミリ波を反射する反射板と、当該反射板が反射したミリ波を受信する受信装置とを含むミリ波送受信システムに含まれる上記反射板であって、上記ミリ波を反射する反射面として金属板、金属シートまたは金属膜を有している反射板。
本発明に係るミリ波送受信システムは、上記課題を解決するために、ミリ波の送受信を行うミリ波送受信システムにおいて、上記ミリ波を送信する送信装置と、上記送信装置が送信したミリ波を反射する反射板と、上記反射板が反射したミリ波を受信する受信装置とを備え、上記反射板は、上記ミリ波を反射する反射面として金属板、金属シートまたは金属膜を有することを特徴とする。
本発明に係る反射板は、ミリ波を送信する送信装置と、当該送信装置が送信したミリ波を反射する反射板と、当該反射板が反射したミリ波を受信する受信装置とを含むミリ波送受信システムに含まれる上記反射板であって、上記ミリ波を反射する反射面として金属板、金属箔、または金属膜を有していることを特徴とする。
上記構成によると、上記送信装置から送信されたミリ波（マイクロ波に属する）は、上記反射板により反射される。そして、上記反射板により反射されたミリ波は、上記受信装置に受信される。ここで、上記反射板は、ミリ波を反射するので、上記反射板の反射面が金属板、金属箔又は金属膜であれば、十分に、ミリ波を反射することが可能である。このため、上記反射板を、鏡などからなる反射鏡で構成する必要がなく、反射板を軽量化することができる。
上記反射面は、マイクロ波帯で反射係数の高いものであれば使用可能である。具体的には、一例として、反射係数が、１に近い導伝性（半導伝性）のシート／塗料／薄膜／薄板／テープであっても構わない。
つまり、上記反射面を構成する金属板、金属シートまたは金属膜は、膜厚が薄くてもよく、例えば、厚さ０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度のアルミ板で構成してもよい。さらに、反射板全体を金属で構成する必要はなく、例えば、厚さ数ｍｍの発泡ポリスチレンシートや、厚さ１ｍｍ以下のポリプロピレンシート等に、アルミテープを張り付けることにより反射板として構成することも可能である。
上記構成により、反射板を著しく軽量化（文房具の下敷き程度）とすることが可能となり、石膏ボードやベニヤ板等で構成された天井板に、ネジやテープ等で容易に取り付けることができる。このため、天井の負荷も小さく、落下したり天井がはげたりすることは、ほとんど無い。仮に落下したとしても、人が怪我をしたり、物が破損したりすることは無く、反射鏡を取り付けつける場合と比較して、取り付けやすさ・取り付け精度が向上しかつ安全性は著しく向上する。つまり上記構成によると、上記反射板は、反射鏡を用いていないので、小型軽量化でき、素人でも取り付けることができる。
このように、上記構成によると、設置が容易なミリ波送受信システムを実現することができる。
上記ミリ波送受信システムの上記反射板は、上記反射面を有する第１の面と、当該第１の面に対して傾斜して配される第２の面とを有することが好ましい。
上記構成によると、上記第１の面と、上記第２の面とは傾斜して配されているので、上記反射板を天井に配置した場合、仰角方向の角度合わせは不要となり、水平方向の角度合わせのみで、反射板の調整が、著しく容易となる。
さらに、上記構成によると、例えば、天井などに上記反射板を固定する場合、上記第２の面を固定すればよい。このように、上記反射板を固定するための第２の面を有するため、天井などの設置箇所との設置面積が広くなる。
一例として、第２面は第１の面である反射板のサイズと同等寸法にすること、具体的には、第１の面の大きさは、約１５ｃｍ角とし、第２の面も、１５ｃｍ角とすることによって、天井に接する第２の面は、１５ｃｍ×１５ｃｍの大きさとなる。そして、この面接触によって、ネジまたはテープ等によって、反射板を天井に取り付けることができる。このように安定した取り付けができ、第１の面と第２の面とが成す傾斜角（例えば４５度）の精度の確保が容易で、取り付けたあとの経時変化も小さく安定した取り付けと、安定無線伝送路を確保することができる。
設置方法として、上記反射板を固定する場合は、第１の面へのミリ波（電波）の入射方向が水平で正面方向となるように、水平方向のみ回転して、上記受信装置のミリ波の受信レベルまたは受信Ｃ／Ｎ比が最大となるように、上記反射板の回転角を調整し固定するだけで取り付け可能である。これまでの反射鏡のように２軸の回転機能は不要である。
さらに、反射板自体も、厚さ数ｍｍの発泡ポリスチレンシートや、厚さ１ｍｍ以下のポリプロピレンシート等で構成することができるので、加工性が良く、接着剤等で、上記第１の面及び第２の面を容易に構成することができる。
また、厚さ０．３ｍｍ〜１ｍｍ程度のアルミ板等の金属板であれば、１５ｃｍ×３０ｃｍのアルミ平板を、例えば４５度に折曲げるだけで、第１の面及び第２の面を製作できる。さらに、上記アルミ板に、薄い紙やプラスチック製のシートによりデザイン等を施し、第１の面に接着しても構わない。ミリ波は、概ね本シートを透過し、アルミ板で反射する。このようなデザインにより、反射板の及ぼす部屋の景観の影響も少なくなる。
なお、上記第１の面と、上記第２の面との傾斜角度は、約４５度であることが好ましい。これにより、上記反射板の第２の面が水平となるように、反射板を例えば天井などに取り付けた場合に、反射板の水平方向の角度を調整したとしても、反射板が反射するミリ波の反射方向が鉛直下方から大きくずれることを抑制することができる。
さらに、第１の面と第２の面との傾斜角を約４５度で構成する場合、近年は、取り付け工具として、水平器・鉛直器に４５度の傾斜器も付加され、格安で入手可能であり、水平器と４５度傾斜器とを用いて、上記反射板を容易に取り付けることが可能である。
上記ミリ波送受信システムの上記反射板は、上記第１の面と上記第２の面との間隔を一定に維持するスペーサを備えることが好ましい。上記構成により、上記反射板を、例えば天井に設置する場合、上記スペーサを設けた分だけ、上記第１の面が天井から離れて配されることになり、天井で反射されるミリ波が、上記受信装置で受信される確率は、非常に低くなる。従って、マルチパスフェージングの影響が小さくなり、良好な品質の受信特性を実現することができ、その結果、良好な受信品質、つまりより高いＭＥＲ（Measurement Error Rate）やＣ／Ｎ(Carrier to Noise Ratio)特性を得ることができる。加えて、反射板の内側に手が入りやすくなり、設置作業やネジ止め作業が容易になるというメリットも生ずる。
上記ミリ波送受信システムの上記送信装置は、上記ミリ波を送信するための指向性を有する送信アンテナを備え、上記受信装置は、上記反射板が反射したミリ波を受信するための指向性を有する受信アンテナを備えることが好ましい。
上記構成により、上記送信装置は、上記送信アンテナが有する指向性の方向に、正確に上記ミリ波を送信することができる。また、上記受信装置は、上記受信アンテナが有する指向性の方向からのミリ波を、正確に受信することができる。
上記ミリ波送受信システムの上記反射板が配置される面と、上記受信装置との距離をｈとし、上記受信アンテナの半値幅をθとした場合、上記反射板の反射面の面積は、１／２波長の平方より大きく、√２・（２ｈ・ｔａｎθ）・（２ｈ・ｔａｎθ）より小さいことが好ましい。
上記構成によると、距離ｈでの上記反射面の面積を、上記受信アンテナの照射面積（ミリ波の受信面積）以下としていることから、反射効率も確保することができ、反射板として、大きすぎることもなく、天井など、上記反射板を設置するための設置スペースを省スペース化することができ、部屋の美観への影響も小さくなる。
ここで、天井における受信装置の受信アンテナの照射エリアは、縦が（２ｈ・tanθ）であり、横が（２ｈ・tanθ）となる。縦を４５度傾けることによって、縦の長さは、√２・（２ｈ・tanθ）となり、反射板の面積は、√２・（２ｈ・tanθ）・（２ｈ・tanθ）となる。また、上記反射面の最低の面積は、動作周波数の１／２波長の平方となり、これ以下の面積では、反射面として動作することは困難であり、反射板の面積としては、１／２波長の平方より充分大きいことが必要である。
上記ミリ波送受信システムの上記送信アンテナの指向角は、上記受信アンテナの指向角以上であることが好ましい。上記構成によると、前述したように受信アンテナ側の指向角は、上記反射板の反射面の大きさとの関係から決めることができる。一方、送信アンテナ側の指向角を、受信アンテナ側以上に広い指向角とすることによって、反射板への全面照射を確実にすることとなり、送信装置、反射板、及び受信装置の３者の配置関係に余裕が出てくるため、設置等が容易になる。
上記ミリ波送受信システムの上記反射面は、凹形状であることが好ましい。
上記構成によると、上記反射面を凹面状にすることによって、反射面で反射するミリ波の反射方向が集束するため、受信装置へ集束したミリ波を送信できる。それゆえ、より感度の高いミリ波送受信システムを構築できる。具体的には、一例として、上記凹面状の反射板の焦点を床から４５ｃｍ程度（ＴＶラックの高さ）（天井から約２ｍ）に設定することにより、受信装置の受信アンテナにミリ波を集束することができる。この結果、感度特性に優れた送受信システムを構築することができる。この場合、凹面の曲率の直径は４ｍとなり、なだらかな曲面となる。
上記ミリ波送受信システムの上記受信装置は、回転軸を有する表示装置の表面かつ上記回転軸上に配置されていることが好ましい。
上記構成によれば、回転軸を有する表示装置の表面かつ上記回転軸上に取り付けられているために、表示装置が水平面方向に回転する機構備えていたしても、つまり上記回転軸を中心に回転したとしても、上記反射板と、上記受信装置との相対的な位置関係が殆どズレることは無く、安定した受信が可能になる。
上記ミリ波送受信システムの上記受信アンテナの指向方向は、鉛直方向であることが好ましい。上記構成によると、受信アンテナの前を人が横切ってもミリ波は遮断されることが無く、受信アンテナの近傍に什器などがあっても、上記什器によってミリ波が遮られることはなく、安定したミリ波の送受信が可能となる。
上記ミリ波送受信システムの上記受信装置は、表示装置の表示画面に対する背面側に配置されていることが好ましい。上記構成によると、上記受信装置は表示装置の表示画面に対する背面側のラック等上または表示装置の表示画面に対する背面側の中央部等に設置されるため、表示装置の表示画面が配されている側からは目立つことがなく、すっきりとした景観を保つことが可能となる。
上記ミリ波送受信システムの上記受信アンテナは、誘電体からなるレンズアンテナであることが好ましい。上記構成によると、受信装置を表示装置のラックの上に置くような設置の場合、レンズアンテナは半円球状であるので、受信アンテナ上に物を置いたりすることが困難となり、ミリ波が遮断される頻度を低減することができる。
上記ミリ波送受信システムにおいて、上記送信装置は、放送用の無線信号を取得し、取得した無線信号を、無線信号を変調するための基準信号によって変調することにより変調信号を生成する変調手段を備え、上記変調手段が生成した変調信号と上記基準信号とをアップコンバートした送信信号を上記ミリ波に重畳して、上記送信アンテナから送信し、上記受信装置は、上記送信アンテナから送信された送信信号を上記受信アンテナで受信し、受信した送信信号を増幅する増幅手段と、上記増幅手段によって増幅された上記送信信号に含まれる基準信号に基づいて、上記変調信号をダウンコンバートすることにより上記変調信号を復調するダウンコンバート手段とを備えることが好ましい。
上記構成によると、上記送信装置は、放送用の無線信号を取得すると、当該取得した無線信号を上記基準信号により変調した変調信号を、上記基準信号と共に、アップコンバートする。そして、当該アップコンバートしたものを送信信号として、上記送信アンテナからミリ波に重畳して、上記受信装置に対して送信する。
すなわち、上記基準信号と、上記変調信号とが、指向性を有した上記送信アンテナからの送信信号（送信電波）として送信され、指向性を有した上記受信アンテナにて受信されるため、上記基準信号と上記変調信号との信号レベル（強度）の低下が小さく、かつ複数回の反射波も伴わない。このため、上記無線信号及び上記基準信号の位相の変化による信号成分のレベルの落ち込みは（広帯域にわたって)小さい。つまり、送信装置から、無線信号及び上記基準信号の信号レベルの低下を抑制して、受信装置に対して送信信号を送信することができる。
そして、上記受信装置では、上記受信アンテナで受信した上記送信信号を、上記増幅手段により増幅し、上記ダウンコンバート手段により、上記増幅された送信信号の基準信号から、上記変調信号をダウンコンバートし、当該ダウンコンバートされた変調信号を復調することができる。これにより、上記変調信号は、上記送信装置が取得した上記無線信号と同等の信号が再現することができる。
また、上記ダウンバート手段で、上記基準信号により上記変調信号をダウンコンバートをダウンコンバートすることにより、上記受信装置側では、局部発振器が不要となり、かつ、送信装置側のアップコンバートで用いた局部発振器等の周波数安定性や位相雑音は、受信装置側でのダウンコンバートによりキャンセルすることができる。これにより、ミリ波送受信システムの雑音特性、受信特性に優れた性能を発揮することができるのみならず、特に受信装置側は小型・低コスト性を実現することができる。
上記ミリ波送受信システムにおいて、上記送信装置は、放送用の無線信号を取得し、取得した無線信号を、無線信号を変調するための基準信号によって変調することにより変調信号を生成する変調手段を備え、上記変調手段が生成した変調信号と上記基準信号とをアップコンバートした送信信号を上記ミリ波に重畳して、上記送信アンテナから送信し、上記受信装置は、上記送信アンテナから送信された送信信号を上記受信アンテナで受信し、受信した送信信号を増幅する増幅手段と、上記増幅手段によって増幅された送信信号をダウンコンバートする第１ダウンコンバート手段と、上記第１ダウンコンバート手段によってダウンコンバートされた送信信号に含まれる基準信号に基づいて、上記送信信号に含まれる変調信号をダウンコンバートすることにより、上記変調信号を復調する第２ダウンコンバート手段とを備えることが好ましい。
上記構成によると、上記送信装置は、放送用の無線信号を取得すると、当該取得した無線信号を上記基準信号により変調した変調信号を、上記基準信号と共に、アップコンバートする。そして、当該アップコンバートしたものを送信信号として、上記送信アンテナからミリ波に重畳して、上記受信装置に対して送信する。
すなわち、上記基準信号と、上記変調信号とが、指向性を有した上記送信アンテナからの送信信号（送信電波）として送信され、指向性を有した上記受信アンテナにて受信されるため、上記基準信号と上記変調信号との信号レベル（強度）の低下が小さく、かつ複数回の反射波も伴わない。このため、上記無線信号及び上記基準信号の位相の変化による信号成分のレベルの落ち込みは（広帯域にわたって)小さい。つまり、送信装置から、無線信号及び上記基準信号の信号レベルの低下を抑制して、受信装置に対して送信信号を送信することができる。
そして、受信装置では、上記受信アンテナで受信した上記送信信号を、上記増幅手段により増幅し、上記第１ダウンコンバート手段によりダウンコンバートすることにより、一旦、中間周波数帯に変換される。
このため、上記送信信号（多重波信号）に対する中心周波数の比帯域幅は大きくなる。従って、中間周波数帯の上記送信信号から、通常のマイクロ波平面回路等のフィル手段で基準信号の成分のみを通過させることができる。
そして、上記増幅手段によって上記基準信号を増幅することで、疑似的な局部発振信号とみなすことができる。このため、上記疑似的な局部発振信号を用いて、上記第２ダウンコンバート手段により、再度、ダウンコンバートすることができる。その結果、上記受信装置側で、上記送信装置が取得した上記無線信号と同等の信号を復元（復調）することができる。
上記構成では、送信装置の局部発振器及び受信装置の局部発振器ともに周波数変動や位相雑音が生ずるが、上記受信装置の中間周波数帯への上記送信信号のダウンコンバートにより、上記送信装置と上記受信装置との局部発振器の周波数安定性や位相雑音はキャンセルすることができ、受信感度を高くすることができる。また、送信信号に対して、送信装置側で厳密な基準信号のパワーコントロールを必要としないので、送信装置の製造コストの低減や、送信装置への入力レベルの許容範囲が広くなるというメリットが生ずる。
上記ミリ波送受信システムにおいて、上記受信装置は、上記送信信号から受信した上記送信信号の一部を取得し、当該取得した送信信号の信号レベルを検出し、当該検出した信号レベルに応じた音量または音調を有する音を発する検知手段をさらに備えることが好ましい。
ここで、上記送信装置、上記反射板、及び上記受信装置の設置取り付け作業の際、上記送信装置、上記反射板、及び上記受信装置の位置調整、方向調整が必要である。また、例えばテレビなどには、アンテナレベル表示機能などが付加されている場合があるが、送信装置や反射板の位置調整・方向調整時に、テレビの表示画面が必ず見えるとは限らない。
そこで、上記構成により、上記検出手段によるブザー音の大小・または高低で送信信号の信号レベルを、ユーザに対して知らせることにより、上記送信装置の方向調整や、反射板の位置や方向の調整を容易に行うことができる。
さらに、掃除等で上記送信装置、上記反射板、または上記受信装置がずれた場合でも、上記検出手段のブザー機能で、送信装置、反射板、受信装置が正常かどうかを確認することも可能となる。
上記ミリ波送受信システムにおいて、上記送信装置は、複数の放送用信号を多重化して受信し、当該受信した放送用信号を上記送信アンテナから、上記ミリ波に重畳して送信信号として送信することが好ましい。
上記構成によると、人の横切り等によるミリ波の遮断や什器等による電波の遮りの影響が少ない安定した送信装置を構成することが可能なので、上記送信装置が受信する複数の放送用信号（放送波信号）を正確に、表示装置や電子機器などに送信することができる。例えば、上記構成により、テレビの視聴とレコーダ等による録画とを同時に行うことが可能となる。
ミリ波を送受信するミリ波送受信システムに使用される反射板の反射面は、金属板又は金属シートまたは金属膜を有するので、反射板を軽量化することができ、ミリ波送受信システムの設置が容易となるので、特に、屋内で使用されるミリ波送受信システムに好適に適用できる。
１ 送信装置
２、２ｂ 受信装置
４ 送信アンテナ
５ レベル調整器・電源
１２ 基準信号再生/周波数変換回路（第２ダウンコンバート手段）
１４ 受信アンテナ
１８ レベル検出器（検知手段）
３１ ＴＶ（表示装置）
３２ ＴＶラック
３４ 支持軸
４１、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ 反射板
４３、４３ｃ 反射面
８９ 天井
１００、２００、３００ ミリ波送受信システム
１１０ 低雑音増幅器（増幅手段）
１２０ ２端子型ミキサ（ダウンコンバート手段）
２０１ 周波数ミキサ（変調手段）
２、２ｂ 受信装置
４ 送信アンテナ
５ レベル調整器・電源
１２ 基準信号再生/周波数変換回路（第２ダウンコンバート手段）
１４ 受信アンテナ
１８ レベル検出器（検知手段）
３１ ＴＶ（表示装置）
３２ ＴＶラック
３４ 支持軸
４１、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ 反射板
４３、４３ｃ 反射面
８９ 天井
１００、２００、３００ ミリ波送受信システム
１１０ 低雑音増幅器（増幅手段）
１２０ ２端子型ミキサ（ダウンコンバート手段）
２０１ 周波数ミキサ（変調手段）
Claims (16)
- ミリ波の送受信を行うミリ波送受信システムにおいて、
上記ミリ波を送信する送信装置と、
上記送信装置が送信したミリ波を反射する反射板と、
上記反射板が反射したミリ波を受信する受信装置とを備え、
上記反射板は、上記ミリ波を反射する反射面として金属板、金属シートまたは金属膜を有し、
上記受信装置は、回転軸を有する表示装置の上記回転軸上であり、上記反射板が反射したミリ波を受信するように配置されており、
上記回転軸は、上記表示装置の水平軸と直交する方向に延び、上記表示装置の表示画面を水平方向に回転させることを特徴とするミリ波送受信システム。 - 上記反射板は、上記反射面を有する第１の面と、当該第１の面に対して傾斜して配される第２の面とを有することを特徴とする請求項１に記載のミリ波送受信システム。
- 上記反射板は、上記第１の面と上記第２の面との間隔を一定に維持するスペーサを備えることを特徴とする請求項２に記載のミリ波送受信システム。
- 上記送信装置は、上記ミリ波を送信するための指向性を有する送信アンテナを備え、
上記受信装置は、上記反射板が反射したミリ波を受信するための指向性を有する受信アンテナを備えることを特徴とする請求項１に記載のミリ波送受信システム。 - 上記反射板が配置される面と、上記受信装置との距離をｈとし、上記受信アンテナの半値幅をθとした場合、
上記反射板の反射面の面積は、１／２ 波長の平方より大きく√２・（２ｈ・ｔａｎθ）・（２ｈ・ｔａｎθ）より小さいことを特徴とする請求項４に記載のミリ波送受信システム。 - 上記送信アンテナの指向角は、上記受信アンテナの指向角以上であることを特徴とする請求項４又は５に記載のミリ波送受信システム。
- 上記反射面は、凹形状であることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のミリ波送受信システム。
- 上記受信装置は、回転軸を有する表示装置の表面かつ上記回転軸上に配置されていることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載のミリ波送受信システム。
- 上記受信アンテナの指向方向は、鉛直方向であることを特徴とする請求項４〜６の何れか１項に記載のミリ波送受信システム。
- 上記受信装置は、表示装置の表示画面に対する背面側に配置されていることを特徴とする請求項９に記載のミリ波送受信システム。
- 上記受信アンテナは、誘電体からなるレンズアンテナであることを特徴とする請求項４に記載のミリ波送受信システム。
- 上記送信装置は、
放送用の無線信号を取得し、取得した無線信号を、無線信号を変調するための基準信号によって変調することにより変調信号を生成する変調手段を備え、
上記変調手段が生成した変調信号と上記基準信号とをアップコンバートした送信信号を上記ミリ波に重畳して、上記送信アンテナから送信し、
上記受信装置は、
上記送信アンテナから送信された送信信号を上記受信アンテナで受信し、
受信した送信信号を増幅する増幅手段と、
上記増幅手段によって増幅された上記送信信号に含まれる基準信号に基づいて、上記変調信号をダウンコンバートすることにより上記変調信号を復調するダウンコンバート手段とを備えることを特徴とする請求項４に記載のミリ波送受信システム。 - 上記送信装置は、
放送用の無線信号を取得し、取得した無線信号を、無線信号を変調するための基準信号によって変調することにより変調信号を生成する変調手段を備え、
上記変調手段が生成した変調信号と上記基準信号とをアップコンバートした送信信号を上記ミリ波に重畳して、上記送信アンテナから送信し、
上記受信装置は、
上記送信アンテナから送信された送信信号を上記受信アンテナで受信し、
受信した送信信号を増幅する増幅手段と、
上記増幅手段によって増幅された送信信号をダウンコンバートする第１ダウンコンバート手段と、
上記第１ダウンコンバート手段によってダウンコンバートされた送信信号に含まれる基準信号に基づいて、上記送信信号に含まれる変調信号をダウンコンバートすることにより、上記変調信号を復調する第２ダウンコンバート手段とを備えることを特徴とする請求項４に記載のミリ波送受信システム。 - 上記受信装置は、上記送信信号から受信した上記送信信号の一部を取得し、当該取得した送信信号の信号レベルを検出し、当該検出した信号レベルに応じた音量または音調を有する音を発する検知手段をさらに備えることを特徴とする請求項１２または１３に記載のミリ波送受信システム。
- 上記送信装置は、複数の放送用信号を多重化して受信し、当該受信した放送用信号を上記送信アンテナから、上記ミリ波に重畳して送信信号として送信することを特徴する請求項４に記載のミリ波送受信システム。
- 上記反射面の縦×横の長さは、１５ｃｍ×１５ｃｍであることを特徴とする請求項１に記載のミリ波送受信システム。
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