JPH02291731A - 無線通信方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 童叉上列程凪分立 この発明は、短波あるいはそれ以下の短い波長帯（高い
周波数帯）を使用した無線送受信による通信方式の改良
に係り、特に，フエージングの影響を除去して、高品質
の信号の送受が行えるようにした無線通信方式に関する
。

丈米勿致肯 一般に、短波帯の無線通信では、フエージング現象が発
生して一時的に受信が不能になる、ということは，従来
から広く知られている。

このようなフエージング現象による受信不能を回避する
ために，従来の短波通信では、受信機側にＡＧＣ回路を
設けることによって，その影響を軽減させるようにした
受信方式が現用されている。

しかしながら、実際の短波通信においては，このＡＧＣ
回路によっても除去できない深いフエージング現象があ
るので、短波回線の品質は大きく損なわれ、信頼性を失
なう結果となっている。

また、短波帯の無線通信におけるフエージング対策の他
の方法として，いわゆるダイバシティー受信方式も提案
されている。

この受信方式は、偏波ダイバシティー・アンテナと二台
の受信機を使用し、水平および垂直に展張した二本のア
ンテナを各受信機へ別々に接続して、その受信出力を合
成することにより，特に偏波性フエージングの影響を軽
減するものである。

しかしながら、全ての受信機が偏波ダイバシティー・ア
ンテナを設置しなければならず，また、受信機を二台必
要とする，等の不都合がある。

このように、短波帯の無線通信では、フエージング現象
によって通信の信頼性が損われるため、現在では、その
利用範囲が限定されている。

しかしながら、その通達範囲の広さから有用な波長帯で
あり、フエージング呪象さえなければ、テレストリアル
（地上の）リンクとして，これに優るものはない。

が　決しようとする この発明の無線通信方式では、従来の短波帯の無線通信
において、フエージング現象によって通信の信頼性が損
われるという不都合、すなわち交信中に周期的に受信不
能状態になり、短波無線の利用範囲が制約される，とい
う不都合を解決し５簡単な構成の手段を用いるだけで、
フエージングの影響を除去して、高品質の信号の送受が
行えるようにした無線通信方式を提供することを目的と
する。

この　日の　　占 ここで、この発明の発明者が解析したフエージング現象
と，この発明の無線通信方式の原理について説明する。

フエージング現象が生じる原因については、従来から、
種々論じられているが，大別して次の四種類に分類され
る。

第１は干渉性フエージング、第２は吸収性フエージング
、第３は跳躍性フエージング，第４は偏波性フエージン
グ、の四種類である。

これら四種類のフエージングの内、ＡＧＣ機能を有する
受信機が周期的に受信不能になるという深いフエージン
グの原因と考えられるものは、偏波性フエージングだけ
である。

その理由は，無線通信用の受信機で、短波帯において、
受信出力５０ｍＷをＳＮ比２０ｄＢで得るために必要な
入力電圧は、ＯｄＢμｖ程度である。

そして、フエージング現象によって受信出力が聞えなく
なる人力レベルは、例えばＳＮ比で６ｄＢ程度に低下す
るときであると考えられるから、受信機の入力で−１４
ｒ｛ＢμＶになったとき、ということができる。

ここで、受信アンテナがダイポールであるとすれば、周
波数レこよって多少は異なるが，平均的に考えて、利得
を１２ｄＢ８度とした場合に、−２６ｄＢμＶ　／　ｍ
の電界強度まで低下したときに、はじめて聞えなくなる
，という現象が発生することになる。

偏波性フエージング以外の原因によって、例えば平均的
に５０ｄＢμＶ　／　ｍ程度であった電界が、急激に−
２６ｄＢμＶ／ｍまで、７６ｄＢも低下し、しかも、こ
のような大幅なレベル変動が周期的に発生する、という
理由は考えられない。

ところで、問題の偏波性フエージングは、電界強度に変
化がなくても、電界のベクトルが回転し続けることによ
って、周期的に発生することは容易に推測できることで
あり、また、そのレベル変動も急激であり、しかも、そ
の深さも可成り深くなると予想できる。

なお、ここで説明する偏波性フエージングは、電離層を
通過する際に地球磁場の影響を受け、電界のベクトルが
約数秒ないし１分間に一回程度のゆっくりとした速度で
回転することによって、受信アンテナの偏波指向性に関
連して発生すると考えられるフエージングを意味する。

すなわち、いわゆる偏波面の回転に起因するフエージン
グ、換言すれば、受信点に異径路を伝鍛してきた二つの
電波が偏波面と位相を異１こして到達するために，電界
のベクトルが搬送波の１サイクルにつき一回の割合いで
回転する現象である円偏波、楕円偏波と称されるもので
はない。

以上のような解析結果を得たので、この発明の発明者は
、次のような受信実験を行った。

この実験の受信方式では、偏波ダイバシティー・アンテ
ナの出力を二信号合成パッドによって合成し、これを一
台のファクシミリ受信機の入力端子へ供給する方法を採
用することによって、フ工−ジングの影響の軽減を計っ
た。

その結果、受信画像の品質が著しく向上されることを確
認した（この実験による受信画像については、参考資料
として添付した。この参考図によれば、受信画像の品質
が著しく高くなったことが確認できる）。

なお、この受信方式においても、すでに述べたように，
全ての受信機が偏波ダイバシティー・アンテナを設置し
なければならない、という不都合は残る。

しかしながら，その受信記録画像の対比がら、偏波性フ
エージングが，このように大きな影響を与えるものであ
り、この影響を除去するだけで，他の原因によって発生
しているであろうフェージングの影響は、殆ど無視する
程度のものに過ぎない、という重要な示唆が得られた。

以上の実験結果を数式的に考祭すると、次のようになる
。

到来する電波の振幅をＡ、角周波数をω、偏波面の回転
の角周波数をθとすれば、この電波が受信アンテナ（例
えば一条のダイポールアンテナ）に対して直角の方向か
ら到来したときに，アンテナに誘起される電流ｉは、 ｉ　＝　　ｋ　−Ａ　（ｓｉｒ＋ｃ．＋　ｔ）　＃（ｃ
ｏｓθ１．　）・・・・・（１） となる。ただし、ｋはアンテナ能率等で決定される定数
である。

この式（１）を展開すれば、 ｉ　＝　　　　　　・３ｉｎ　（（Ｌｌ＋　Ｏ）　　ｔ
Ｚ ・・・・・・（２） となる。

この数式（２）から、受信アンテナには、僅かに角周波
数を異にする等振幅の二つの高周波電流、すなわち、角
周波数（ω＋θ），（ω一θ）の等振幅の二つの高周波
電流が誘起され，この両者がアンテナ上で干渉すること
が理解できる。

第６図は、アンテナに誘起される電流の干渉波形の一例
を示す図である。図面において、ａ，ｂ，Ｃは位相変化
点を示す。

この干渉波形は、到来波（ｋ−Ａｓｉｎωし〕を（ｃｏ
ｓ（ｌｔ）で平衡変調した波形と同じである。

この各点ａ，ｂ，ｃでは，エンベロープがＸ軸と交差し
、その点では位相が１８０゜変化する。

位相変化点での電流の振幅は″Ｏ′″であり、その近傍
での振１福は殆ど″１０″に近い。

このような位相変化点は、０につき二回ずつ発生し、偏
波面の回転が１分間に一回というような低速度の場合に
は、時間的に数秒というような長い不感期間となる。

以上の計算は、到来波を直線偏波であると仮定して行っ
たものであるから、楕円偏波の場合には、交羞点が“０
ボルト″とならず、極端に深いフ工一ジングにはならな
いと考えられる。

以上のように、短波通信において実害となるフ工一ジン
グは、空間において電波が相互干渉して電界強度が−２
６ｄＢμＶ　／　ｍ以下に低下するのではなく、受信地
点では、可成りの電界強度がありながら，電界ベクトル
がゆっくりと回転するために、受信アンテナの特性との
相互関係によって発生するものである，という結論が得
られる。

もし，直線偏波であれば、送信電力がどんなに大きく、
受信電界がいかに強くても，完全に不感状態となるよう
な深いフエージングが発生する、と結論づけることがで
きる。

そして、このような現象は、実際の無線通信の受信時に
おける経験とも一致する。

この発明の発明者は、多数の実験によって、以上のよう
な結論を得たので、この実験結果から、後で詳しく説明
するように、フエージングを防止した無線通信方式につ
いて発明した。

災団夏基本流臭 まず，この発明の無線通信方式の基礎となる原理、すな
わち、フエージングを防止するための基本原理について
説明する。

先に述べたように、短波受信の際に、偏波面が回転して
いれば、受信アンテナの誘起電流中に波節（ｎｏｄｅ）
が生じる。

その理由は、受信アンテナに電波の回転の影響で平衡変
調波が発生し、この平衡変調波の位相変化部が波節（ｎ
　ｏ　ｄ　ｅ）となるからである。すなわち、平衡変調
波とは，周波数を異にする二つの高周波電流の干渉波形
である。

そして、これら二つの周波数の差の１／２の周波数が、
平衡変調における信号周波数であり、また、平衡変調波
のエンベロープの山の二つが１サイクルに相当する。

ここで、偏波性フエージングにおける偏波面の回転数は
、これを七で表現すれば、平衡変調における信号周波数
と同じ意味を有する。

したがって，到来する短波の偏波面が、３０秒で一回転
したとすれば，このときの信号に相当する周波数は１／
３ｏ臣と考えられるので、受信アンテナに現われる二つ
の周波数の差は，この二倍の１７１５抛となる。

このように近接した周波数同志であっても，相互干渉に
よって，１５秒に一回ずつ必ず波節（ｎｏｄｅ）を生じ
る。

実際の通信において，この二つの周波数（変調されてい
る場合でも同様）は、殆ど相異のないものである。

そのため、その一方を単独に分離することができれば，
少しもフエージングは発生していないことになる。

しかし，これら両周波数は極めて近接しているので，フ
ィルタ等によって分離することはできない。

もし、偏波面の回転が１　０　０　ｋＨｚ程度であれば
，上記の周波数は、２００ｋＨｚのセパレーションを有
することになるので、短波帯においても容易に分離して
受信することができる。

この発明の無線通信方式では、フエージングを防止する
ために、このような現象に注目し、これを利用している
。

具体的にいえば、例えば１０ＭＨｚの搬送波の偏波面を
１００ｋＨｚで回転させれば，一条の受信アンテナに誘
起する高周波電流の周波数は、１０．１Ｍ七と９．９Ｍ
七になる。

そして、この程度に離れた二つの周波数を分離すること
は，通常の受信機で容易に実現できる。

この点が，この発明の無線通信方式の基本原理であり，
短波帯の搬送波の偏波面を、地球磁場の影響を受けてフ
エージングの原因となる回転、すなわち、電離層を通過
する際に電界のベクトルが約３秒ないし１分間に一回程
度のゆっくりとした速度（１／３〜１／６０１｛ｚ）に
比較して、極めて速い、例えば１　０　０　ｋ　ｌ｛ｚ
のような高速度で回転させることによって、地球磁場に
よる偏波の影響を除去し、フエージングに起因する受信
不能を回避するものである。

この場合に、回転数の基準となる１　０　０　ｋ　ｌ＆
を送信すべき信号によって±Ｘ　Ｉｈだけ周波数シフト
させておけば、二つの受信周波数は、それぞれ１０．１
Ｍ｝Ｉｚ，９．９Ｍ｝Ｉｚを中心として士ＸＩＬｚシフ
トすることになる。

例えば、ファクシミリの画像信号の場合には、±４００
セシフトさせることによって、二つの周波数を中心とし
て±４００Ｈｚシフトすることになり、どちらか一方の
電波を受信すれば、通常のファクシミリ電波として、従
来の受信設備に何らの変更を加えることなく受信が可能
となる。

この電波が、地球磁場の影響を受けて、電離層中で偏波
面に回転を生じたとしても，その回転数は，　ｌｌｚで
表現して最大でも１／３程度の増減であり、１００ｋＨ
ｚの回転数と比較すれば、誤差範囲の値に過ぎない。

実際上は、この回転数とは無関係に，信号による±４０
０土の周波数シフトが、±１／３Ｈｚだけ不正確になる
だけである。

これは一種の変調歪であるが、偏波性フエージングによ
る歪の増加は、最大でも−７０ｄＢであり、受信には何
らの悪影響も与えない。

なお，この発明の無線通信方式では、二つの電波，すな
わち，周波数（Ｆ、十Ｆ２）と（Ｆ、一Ｆ２）の二つの
電波が発生される。

しかし、現行法規上でも，ファクシミリ放送では、数波
を同時に送信しているので、その内の二つの周波数を組
合せれば，実用化が可能である。

？の場合、搬送周波数Ｆ■は発射されず、上記の（Ｆ１
＋ＦＺ）と（ＦエーＦ２）の二つの周波数の電波として
送信すればよい。

この発明の無線通信方式は、以上のような基本原理によ
って、従来、短波帯で不可避といわれているフエージン
グを、実質的に除去し、高品質の無線通信を可能にする
ものである。

を解ゞするための手 この発明では、第１に、 搬送波を発生する搬送波発生手段と、 該搬送波発生手段から発生される搬送波を伝送したい信
号によって変調する搬送波変調手段と、位相の異なる２
つの信号波を発生する信号波発生手段と． ２個の平衡変調器と、 直交させた２個のダイポールアンテナ、とからなる送信
装置を備え、 前記搬送波変調手段から発生される変調された搬送波と
、前記信号波発生手段から発生される位相の異なる２つ
の信号波を、前記２個の平衡変調器へそれぞれ入力して
平衡変調を行った後、該平衡変調された２つの被変調波
を前記直交ダイポールアンテナへ送出し、偏波面を回転
させて発射させるようにしている。

また、第２に、 搬送波を発生する搬送波発生手段と、 位相の異なる２つの信号波を発生する信号波発生手段と
、 該信号波発生手段から発生される位相の異なる２つの信
号波を伝送したい信号によって変調する信号波変調手段
と、 前記搬送波発生手段から発生される被変調波と、前記信
号波変調手段から発生され、かつ位相の異なる２つの変
調された信号波を、前記２個の平衡変調器へそれぞれ入
力して平衡変調を行った後，該平衡変調された２つの搬
送波を前記直交ダイポールアンテナへ送出し、偏波面を
回転させて発射させるようにしている。

失−」Ｌ一但 次に、この発明の無線通信方式について，図面を参照し
ながら，その実施例を詳細に説明する。

この発明の無線通信方式は、特に、送信側で、電波の偏
波面（電界ベクトル）を回転させることによって、フエ
ージング、特に無線通信に有害な偏波性フエージングの
影響を除去することを、第１の特徴としている。

そして、受信側では、従来と同様の受信装置と通常のア
ンテナで，受信することができることを，第２の特徴と
する。

しかし、受信側でも、送信側と同様の直交ダイポールア
ンテナを使用して，電波の偏波面回転に対応する二つの
受信波（９０゜の位相差を有する電波）を受信すれば、
さらに高品質の受信が可能になる。したがって、受信側
でも、直交ダイポールアンテナを使用することを、第３
の特徴としている。

最初に、この発明の無線通信方式が、最大の特徴として
いる電波の偏波面を回転させる手段について述べる． 第１図は，この発明の無線通信方式を実施する？めに使
用する通信装置について，その要部構成の一実施例を示
す機能ブロック図であり、電波の偏波面を回転させるた
めの手段を示す図である。

図面において，１は搬送波発振回路および緩衝回路、２
は矩形パルス波発生回路、３Ｘと３Ｙは１／４分周回路
（ＪＫフリツブフロツプ）、４Ｘと４Ｙは共振器、５Ｘ
と５Ｙは平衡変調器．６Ｘと６Ｙは空中線整合器を示し
、また，Ｆ１は基準となる（短波帯の）周波数，Ｆ２は
偏波面の毎秒の回転数となる周波数、Ｆ，は偏波面の毎
秒の回転数の４倍の周波数、Ｆ２．とＦ２■はそれぞれ
共振器４Ｘと４Ｙの出力、ｉｘとｉｙはそれぞれ空中線
整合器６Ｘと６Ｙの出力（平衡変調器５Ｘと５Ｙの出力
電流）を示す。

搬送波発振回路および緩衝回路１は、基準となる周波数
Ｆエを発生する。

矩形パルス波発生回路２は、偏波面回転の基僧となる矩
形パルス波の発生回路である。発生される矩形パルス波
は、偏波面（電界ベクトル）の毎秒の回転数（周波数Ｆ
２）の４倍に相当する繰返し周期（周波数Ｆ，＝４Ｆ２
）を有している。

１／４分周回路３Ｘと３Ｙは、例えば、ＪＫフリツプフ
ロツプで構成される。

共振器４Ｘと４Ｙは、共振周波数Ｆ２　を有する共振器
である。

平衡変調器５ｘと５Ｙは、それぞれ特性の等しい平衡変
調器である。

空中線整合器６Ｘと６Ｙは、平衡変調器５Ｘ，５Ｙの出
力を図示されないＸアンテナ，Ｙアンテナへ出力するた
めの整合器である。

この第１図の回路の動作は次のとおりである。

まず、搬送波発振回路および緩衝回路１の出力端子は、
平衡変調器５Ｘと５Ｙとへ接続されており、基準周波数
Ｆ１の信号が与えられる。

また、矩形パルス波発生回路２の出力端子は、それぞれ
１７４分周回路３Ｘ，３Ｙに接続されており，入力され
た繰返し周期（周波数Ｆ，＝４　Ｆ２）の矩形パルス波
は、各１／４分周回路３Ｘ，３Ｙによって、１／４分周
されて基本周波数Ｆ２　に変換されると共に，その一周
期に対して１７４波長？相がずらされた矩形パルスに変
換される。

したがって、一方の１７４分周回路３Ｘから得られる出
力（周波数Ｆ，）に対して，他方の１７４分周回路３Ｙ
から得られる出力（同じく周波数Ｆ２）は、例えば位相
が９０゜だけ遅れた信号とされる。

これら２つの１７４分周回路３Ｘ，３Ｙの出力は、それ
ぞれ共振周波数Ｆ２　を有する共振器４Ｘ，４Ｙへ与え
られて、その基本波だけが取出される。

この場合に、一方の共振器４Ｘからは出力信号Ｆ２、が
、また、他方の共振器４Ｙからは出力信号Ｆ２２が、そ
れぞれ発生されて、平衡変調器５Ｘ，５Ｙへ与えられる
。

そのため，平衡変調器５Ｘ，５Ｙには、搬送波発振回路
および緩衝回路１から出力される基準周波数Ｆ１の信号
と、共振器４．Ｘ，４Ｙからそれぞれ出力される信号Ｆ
２■，Ｆ２■とが入力されて、それぞれ平衡変調される
。

この関係を数式を用いて説明する。

ここでは，三角関数によって表現するので、？＝２πＦ
■　　　　　　　　　　　　　　　・・・・・・（３）
θ＝２πＦ２　　　　　　　　　　　　　　　・・・・
・（４）とする。

また、基本波Ｆ１の振幅をＡ，共振器４Ｘ，４Ｙの共振
周波数Ｆ２　の振幅をＢとして、Ａ−Ｂ＝Ｃ、 さらに、変調器５Ｘ，５Ｙの効率をＫとすれば、搬送波
（Ｆ２）　＝Ａｓｉｎωｔ　　　　　−・・（５）信号
波（Ｆ，１）　＝ＢｃｏｓＯｔ　　　　−（６）信号波
（Ｆ．，）　＝Ｂｃｏｓ　（θ一π／２）ｔ・・・・・
・（７） と表記することができる。

この場合には、平衡変調器５Ｘの出力電流ｉｘは、 ｉｘ＝Ｋ●Ｃ（ｓｉｎωＬ）＋１（ｃｏｓθＬ）Ｋ−Ｃ ＝　　　　　　　ｓｉｎ　（ω十〇）　ｔＫ−Ｃ ＋　　　　　　　　ｓｉｎ　　（ω−　０）　　ｔ　　
・・・・・・（８）となる。

また，平衡変調器５Ｙの出力電流ｉｙは、ｉｙ　＝Ｋ−
Ｃｓｉｎω・ｃｏｓ　（θ一π／２）ｔＫ−Ｃ ＝　　　　　ｓｉｎ　（ω＋（０−π／２）　）ｔＫ−
Ｃ ＋　　　　　　ｓｉｎ　（ω一　（０−π／２）　）ｔ
・・・・・・（９） となる。

この平衡変調器５Ｘの出力電流Ｌｘを、次段の空中線整
合器６Ｘ，同軸ケーブルを介して、直交するダイポール
アンテナの一方（アンテナＸ）へ，平衡変調器５Ｙの出
力電流ｉｙを、次段の空中線整合器６Ｙ，等長の同軸ケ
ーブルを介して他方のダイポールアンテナ（アンテナＹ
）へ出力する。

第２図は、この発明の無線通信方式によって、ダイポー
ルアンテナから発射される信号波形の一例を示すタイム
チャートである。

ダイポールアンテナからは，この第２図に示すような波
形の電波が発射され、その合成偏波面は，毎秒θ／２π
＝Ｆ，の速さで回転されることにな？。

第３図は、偏波面の回転状態をコンピュータによって描
画した図である。

この電波の回転は、この第３図から明らかなように，出
力電流ｉｘとｉｙとの合成ベク１・ルとして回転し、Ｚ
方向に伝搬する。

通常は、偏波面の回転数は数秒から１分間に一回である
が、この発明の無線通信方式の場合には、毎秒θ／２π
＝Ｆ２のような地球磁場の影響が実用上無視できる程度
の高速度で回転される。

また、回転している電波の周波数はＦ■であり、その振
幅は一定である。

このような電波を２軸と直交する受信アンテナで受信す
れば．上記の式（８）の波形（ただし、θの位相は異な
る）が得られる。

以上のように、この発明の無線通信方式では、地球磁場
の影響が実用上無視できるような高速度で、発射する電
波の偏波面（電界ベクトル）を積極的に回転させること
によって、フエージングに起因する受信不能を回避する
ことを特徴としてい？。

次に、この発明の無線通信方式によって、所望の信号を
伝送する方法（変調方式）について、詳しく説明する。

すでに述べたように，この発明の無線通信方式では、偏
波面の標準の回転速度を信号によって変化させて情報の
伝送を行うものであり、基本的には、送信すべき信号（
伝送したい情報）によって、偏波面が回転する電波を変
調する。

例えば、ファクシミリ通信（電波型弐Ｆ２Ｃ）の場合に
、第１図に関連して説明した偏波面の毎秒の回転数とな
る周波数Ｆ２を、伝一送したい情報に対応して偏移させ
る第１の変調方式と、基準となる周波数（搬送波）Ｆ■
を、伝送したい情報に対応して偏移させる第２の変調方
式，との２つの方式が可能である。

第４図は、この発明の無線通信方式を実施するために使
用される変調回路の一例を示す機能ブロックである。図
面において、２１は光電変換振幅制限増幅器，２２は電
圧制御発振器，２３は帯域フィルタ、２４は矩形パルス
成形回路を示す。

この第４図は、第１の変調方式、すなわち偏波面の毎秒
の回転数となる周波数Ｆ２　を偏移させる方式を実施す
る場合の回路である。

光電変換振幅制限増幅器２１は、画像信号に対応する直
流電圧を出力する。

電圧制御発振器２２は、周波数Ｆ，を中心とする発振回
路で．光電変換振幅制限増幅器２１からの直流電圧によ
って制御されるので、その周波数はＦ，±４００（Ｉｈ
）のように変化する。

帯域フィルタ２３は，Ｆ，±１．　５　（Ｋｌｌｚ）程
度の特性を有している。

矩形パルス成形回路２４は、帯域フィルタ２３を介して
入力される周波数Ｆ３　±４００（Ｈｙ．）の信号を、
パルス成形して出力する。

この第４図に示すように、偏波面の毎秒の回転数となる
周波数Ｆ２を偏移させる方式（第１の変調方式）では、
１／４分周して周波数Ｆ２　を発生させるための周波数
Ｆ，を、信号（情報）によって±４００（ｌｌｚ）の偏
移させ、偏波面の回転数を変化させる。

偏波面の回転数がファクシミリの画像信号によって偏移
されると、受信側では、受信周波数が±４００（Ｉｋ）
偏移するので、従来のファクシミリ通信（電波型弐Ｆ２
Ｃ）と同様の受信装置で受信可能であり、何らの変更も
必要でない。

なお、この第４図のブロック図は、先の第１図に示した
矩形パルス波発生回路２に相当する。したがって、第１
の変調方式の場合には、この第１図に示した矩形パルス
波発生回路２を、第４図のように構成すればよい。

次に、第２の変調方式、すなわち、基準周波数Ｆ１を偏
移させる方式の場合について説明する。

第５図は、この発明の無線通信方式を実施するために使
用される変調回路の他の一例を示す機能ブロックである
。図面において、１１は水晶発掘器、１２は光電変換振
幅制限増幅器、１３は電圧制御発振器、１４は平衡変調
器、１５は低域フィルタを示す。

水晶発振器１１は、周波数Ｆ１＋Ｆ４の信号を発？する
発振器で，短波の場合には、Ｆ，＝１００ＫＨｚ〜ＩＭ
Ｈｚ程度が好ましい。

光電変換振幅制限増幅器１２は、先の第４図の光電変換
振幅制限増幅器２１と同様に、画像信号に対応する直流
電圧を出力する。

電圧制御発振器１３も、先の第４図の電圧制御発振器２
２と同様で，画像信号によって、周波数Ｆ４±４００（
ｌ｛ｚ）を発振する。

平衡変調器１４は，二つの変調出力、すなわち、周波数
（　ｐ　■＋　Ｆ，，　）　＋　Ｆ　４　±４　０　０
　（Ｉｌｚ）　．および（　Ｆ　ｘ　十Ｆ　４　）　　
Ｆ　４　±４００　（七）＝Ｆ１±４００（土）、の信
号を発生する。

低域フィルタ１５は，Ｆ１　±４００（ｌ｛ｚ）のみを
通過される特性を有している。

なお、この第５図のブロック図は、先の第１図に示した
搬送波発振回路および緩衝回路１の内、その搬送波発振
回路に相当する。したがって、第１の変調方式の場合に
は、この第１図に示した搬送波発振回路および緩衝回路
１の内、その搬送波発振回路を、第５図のように構成す
ればよい。

この第５図に示したように、第２の変調方式の場合には
、搬送波を信号（情報信号）でシフトさせればよい。フ
ァクシミリ通信の場合には、画像信号によって周波数偏
移されている搬送波が一定速度で回転されるだけである
。

その結果、この第２の変調方式の場合にも、従来の受信
装置で受信可能である。

特に、短波帯のファクシミリ通信では、周波数偏移は±
４００＆であるから、いずれの変調方式も採用すること
ができる。この場合の電波型式はＸ２Ｃとなる。

そして、いずれの変調方式の場合にも、偏波性フエージ
ングの影響を受けることがない。

さらに、伝送したい情報の種類は、必ずしも、画像のよ
うなファクシミリ通信に限定されず，デイジタルデータ
のような信号の送受信も可能である。

このデイジタルデータの送受信の場合に、搬送波（Ｆ１
）に位相偏移を与える変調方式を採用すれば、電波型式
は，従来と同様のＧ２Ｄとなる。

また、搬送波（Ｆ１）に周波数偏移を与える変調方式す
れば、従来のＦ２Ｄとなる。

なお，これらのデイジタルデータを送信する変調方式の
場合には、電波型式はＸ２Ｄとなる。

要するに、この発明の無線通信方式は、従来のどのよう
な変調方式の電波についても、これを例えば１００ｋＨ
ｚのような適切な速度で、強制的に偏波面を回転させて
おけばよい。

したがって、この発明の無線通信方式は，従来の変調方
式、すなわち．　ＡＭ　（振幅）変調，　ＦＭ（周波数
）変調，ＰＭ（位相）変調等の変調方式の範躊には属さ
ない、全く新らしい変調方式である。

応一用一匹−１ すでに述べたように、この発明の無線通信方式では、地
球磁場の影響が実用上無視できるような高速度で、アン
テナから発射させる電波の偏波面（電界ベクトル）を回
転させることによって、偏波性フエージングを除去する
ようにしている。

そこで、短波の国際放送がフエージングによつて障害を
受けることは従来から広く知られているが、この場合に
は、搬送波または副搬送波（前記の説明の１００ｋＨｚ
のような）を振幅変調しておくことによって，偏波性フ
エージングを実質的に除去することができる。

そして、短波の国際放送にこの方式を採用すれば、現在
のような大電力の短波送信は不要となり，しかも、安定
した受信が可能となる。

この発明の無線通信方式では，地球磁場の影響を除去す
るために、偏波面の回転を逆に利用している。

したがって、単に地球磁場の影響によって、数秒ないし
１分間に一回程度の比較的遅い速度で回転しているに過
ぎない他の電波や雑音を，確実に分離することができ、
高品質の無線通信が可能になる。

特に、送信側だけでなく、受信側にも、同様な直交アン
テナを使用し、偏波面の回転による位相差の９０゜との
相関関係を利用することによって，他の電波や雑音を容
易に排除することができる。

応−■一例−｛ 次に、音声信号を伝送する場合について説明する。

音声信号の伝送に際しては、先の搬送波（Ｆエ）を振幅
変調する方式と、偏波面の回転数となる周波数（Ｆ−２
）を振幅変調する方式、とを採用することが可能である
。

そして、この音声信号の場合には、搬送波を振幅変調（
ＡＭ）Ｌ，ておけば，回路構成が簡単で済む。

また、受信側では、二つの周波数、すなわち，（　Ｆ　
１　＋　Ｆ　ｘ　）と（Ｆよーｐ　２　）の周波数の振
幅変調波が受信できるが、いずれの周波数も、従来の通
常の受信Ｊａ（ラジオ受信機）で受信が可能である。

この音声信号を伝送する無線通信は、偏波性フエージン
グの影響を強く受ける国際放送等に実施すれば、特に有
効である。

痘Ｊ［劃１ｙ 別の応用例として、短波によるデイシタル信号の伝送が
可能である。

？来は、誤字訂正機能（　Ａ　Ｒ　Ｑ　：　Ａｕｔｏｍ
ａｔｉｃ　Ｒｅ−ｐｅａｔ　Ｒｅｑｕｅｓｔ　）のよう
な特殊な機能なしでは実用することができず，印刷電信
等では、多くの誤字が発生していた。

しかし、この発明の無線通信方式では、偏波性フエージ
ングの影響を除去できるので、容易かつ正確に、デイジ
タル信号を伝送することができる。

放送のように多数の局を相手とする送信ではなく、特定
の相手局との間だけ、換言すれば、二つの位置間での通
信（ポイント・ツウ・ポイントの通信：　ｐｏｉｎｔ　
ｔｏ　ｐｏｉｎｔ　）では，前述の二つの周波数（Ｆエ
＋Ｆ２）と（Ｆ■一Ｆｇ）のうち，一方の周波数がスプ
リアスとなるが、特定の帯域をスプリアス帯として使用
すれば、帯域内のスプリアスを一点に集中することがで
きる。

このような二つの位置間での通信では、同時に２つの電
波を送信することはない。２つの電波を送信すること自
体は禁止されていないが，スプリアス（不要輻射）の規
定に抵触するからである。

以上の理由から、現行法について，多少の法規的措置は
必要であるが、技術的には、何らの問題もなく、その効
果は著しく大である。

夏訓」（± 同じく短波帯の応用例として、衛星やミサイル等の制御
も可能である。

また、飛行中の航空機との無線電話にも、実施すること
ができる。

いずれの場合にも，受信側では、従来の受信装置で受信
可能であるから、ミサイルや航空機側には，何ら負担増
は生じない。

すなわち、送信側で、発射する電波について、その偏波
面を回転させる変調を行うだけでよい。

なお、地上での受信に際しては、直交したダイポールア
ンテナを使用すれば、一層の効果を生じることはいうま
でもない。

苺一里一但一ジ 短波帯以外の応用例として、少なくとも直線偏波を発生
させるアンテナ素子を使用する周波数帯（約３Ｇｌｌｚ
以下程度）以下の周波数で送受信を行う無線通信に利用
可能である。

このような高い周波数帯について利用した場合の利点と
しては、強雑音環境下での小電力（低電界）データ伝送
が可能となる。自然界で発生している電気的雑音（電波
雑音）や、人為的に発生させている電波や雑音において
，正確に偏波面が高速回転しているものは存在しないの
で、積極的に偏波面の回転を捕らえる受信方式を採用す
ることによりＳ／Ｎ比を向上させることが可能となる。

また、海面などによる自己の反射電波を除去し、通信を
安定化させるように作用する。

この場合には、従来の変調方式の殆どすべてについて利
用することができる。

痘づ［漬Ｌ旦 他の応用例として、小さい（短い）アンテナによる長い
波長の送信、逆に，大きい（長い）アンテナによる短い
波長の送信が可能になる。

この発明の無線通信方式は、偏波面の回転周波数が、搬
送波周波数に加算／ｉｌ算されるものであるから、短い
アンテナ（搬送波の１／２波長）で低い周波数を発生さ
せることができる。

例えば、オメガ航法に使用されているように、１０Ｋ＋
Ｉｚという長い波長に対して、アンテナの長さが２〜３
割も短縮可能である、ということは、経済的に極めて有
益である。

反対に、高精度の工作が不可能な程度の短いアンテナに
対応する周波数の信号を、比較的大きなく長い）アンテ
ナによって送出することかできる。

この発明の無線通信方式は、以上の応用例１がら応用例
６に詳しく説明したように、極めて多くの新分野に利用
することができ、中波あるいはそれよりも高い周波数帯
について、有効な技術を提供するものである。

見肌見処米 この発明の無線通信方式によれば，中波帯あるいはそれ
よりも短い波長帯における無線通信において、フエージ
ングに起因する受信不能を回避することができる。

しかも、他の電波や雑音等との分離が容易であり、高品
質の送受信が可能であるから、ディジタルデータ等の短
波無線伝送の実用化にも、極めて有用である。

また、送信側や受信側の装置は、いずれも簡単に構成す
ることができるので、コスト面でも有利である。

さらに、従来は余り利用できなかった短波帯あるいはそ
れよりも短い波長帯における無線通信について、その利
用範囲が著しく拡大されるので、貴重な電波の有効利用
が実現される、等の多くの優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の無線通信方式を実施するために使
用する通信装置について，その要部構成の一実施例を示
す機能ブ，ロック図であり、電波の偏波面を回転させる
ための手段を示す図、第２図は、この発明の無線通信方
式によって、ダイポールアンテナから発射される信号波
形の一例を示すタイムチャート、 第３図は、偏波面の回転状態をコンピュータによって描
画した図、 第４図は，この発明の無線通信方式を実施するために使
用される変調回路の一例を示す機能ブロック、 第５図は、この発明の無線通信方式を実施するために使
用される変調回路の他の一例を示す機能ブロック、 第６図は、アンテナに誘起される電流の干渉波形の一例
を示す図。 図面において，１は搬送波発振回路および緩衝回路、２
は矩形パルス波発生回路．３Ｘと３Ｙは１７４分周回路
、４Ｘと４Ｙは共振器、５Ｘと５Ｙは平衡変調器．６Ｘ
と６Ｙは空中線整合器，１１は水晶発振器、１２は光電
変換振幅制限増幅器、１３は電圧制御発振器、１４は平
ｉ繋調器、１５は低域フィルタ、２１は光電変換振幅制
限増幅器、２２は電圧制御発振器、２３は帯域フィルタ
，２４は矩形パルス成形回路。 特許出願人　日本電子技術株式会社 オ 図 オ 図 手続補正書く自発〕 ｌ．事件の表示 平成１年　特許願　第１１３１９２号 ２．発明の名称 無線通信方式 ３．補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 神奈川県相模原市相模大野２丁目３番１号日本電子技術
株式会社 （ほか１名） ４．代理人 ５．補正の対象 ６．補正の内容 ｌ）明細書第２６頁第１０行のｒＦ，±４００（ＨＺ）
ＪをｒＦ，±１６００　（七）」と訂正する．２）同第
２６頁第１１行のｒＦ，±１　．　５　（ＫＩ＋ｚ）　
ＪをｒＦ，±５（Ｋ七）』と訂正する． ３）同第２６頁第２０行の『±４　０　０　（Ｈｚ）　
Ｊを「±１６００（七）」と訂正する． ４）図面の第４図を別紙の補正図面の第４図のとおり訂
正する． 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、搬送波を発生する搬送波発生手段と、 該搬送波発生手段から発生される搬送波を 伝送したい信号によつて変調する搬送波変調手段と、 位相の異なる２つの信号波を発生する信号 波発生手段と、 ２個の平衡変調器と、 直交させた２個のダイポールアンテナ、 とからなる送信装置を備え、 前記搬送波変調手段から発生される変調さ れた搬送波と、前記信号波発生手段から発生される位相
   の異なる２つの信号波を、前記２個の平衡変調器へそれ
   ぞれ入力して平衡変調を行つた後、該平衡変調された２
   つの被変調波を前記直交ダイポールアンテナへ送出し、
   偏波面を回転させて発射させることを特徴とする無線通
   信方式。 ２、搬送波を発生する搬送波発生手段と、 位相の異なる２つの信号波を発生する信号 波発生手段と、 該信号波発生手段から発生される位相の異 なる２つの信号波を伝送したい信号によつて変調する信
   号波変調手段と、 前記搬送波発生手段から発生される被変調 波と、前記信号波変調手段から発生され、かつ位相の異
   なる２つの変調された信号波を、前記２個の平衡変調器
   へそれぞれ入力して平衡変調を行つた後、該平衡変調さ
   れた２つの搬送波を前記直交ダイポールアンテナへ送出
   し、偏波面を回転させて発射させることを特徴とする無
   線通信方式。