JPH0477126A - 同一周波無線中継装置 - 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】 （発明の属する分野） 本発明は無線中継装置に関し、詳細には同一周波数信号
を周波数変換することなく直接中継する同一無線中継装
置に関する。

（従来技術） 移動通信システムにおいて基地局等から直接電波が到達
しない領域、所謂不感地帯を救済する方法として各種無
線中継装置が設置される。

無線中継方式としては、中継すべき情報を含んだ電波を
受信して一旦復調した後、再びこの信号で搬送波電波を
変調して、所要レベルに増幅した後再放射するものが一
般的であった。

無線中継の際には当該通信系統に割り当てられたチャネ
ル信号のみを抽出して中継し、そわ以外の信号の中継を
行わないように構成することを要求されることが多く、
そのためには希望波とそうでない信号の弁別を十分に行
う必要がある、例えば、我が国でＭＣＡ　（マルチチャ
ネルアクセス）方式の一般業務無線通信系と自動車電話
用公衆通信系のチャネルは比較的近接して配列されてお
り、いずれか−力の連部系を中継する場合は、他方系の
チャネル信号を排除して中継されないようにする必要が
ある。

この点、前記周波数変換手段を含んだ方法では、中間周
波数増幅段階に於いて容易に１−分な周波数弁別か＋ｉ
Ｊ能であって取りηてで問題となることはない。

しかし、再放射する電波の周波数は受信する電波の周波
数と異なるのが通常であって、−１の復信チャネルを中
継するには異なる４波が必要となって周波数の有効利用
上問題がある、もし受信波と再送信波を同一・にする場
合は、再放射した電波と基地局からの電波とが混在する
領域では受信機にて両者の周波数の差の信号が復調され
て極めて聞きずらく正常な通信が不可能となる。

そこで従来から同一周波数の中継方法が種々提案されて
いるがいずれも複雑な構成とならざるを得す、装置の：
］ストアツブにつながっていた。

例えば、８００　Ｍ　）Ｉ　ｚに於いて希望波の近傍に
数百ＭＨｚと比較的近接して別系統のチャネルが配列さ
れている場合、無線周波の段階でイ分に１ｒ別するため
には一般に水晶フィルタを使用する必要があるが、通過
帯域幅が広い場合は一つのフィルタでは対応不可能であ
り、所要帯域の仝でをカバーするように複数の水晶フィ
ルタを並列接続したものが必要となる。

しかし、この場合その入出力インピーダンスのマツチン
グ或は通過域の挿入損失のリップルを小さくする等の解
決すべき問題が多く、実用ではなかった。

また、再放射電波の発振周波数を受信波に同期させて同
一周波数にする手段もあるが、装置が複雑化することに
は違いがなかった。

（目的） 本発明は上述したような問題点を解決するためになされ
たものであって、極めて高い周波数帯域に於いて従来Ｓ
ＡＷフィルタと水晶フィルタとの中間的な特性をもった
フィルタであって、しかも通過帯域幅を任意自在に設定
し得るフィルタを使用することによって、周波数変換手
段を用いることなく無線周波数漬しを直接中継すること
が出来る同一周波無線中継装置を提供することを１］的
とする。

（発明の概要） この目的を達成するために本発明に於いては、互いに指
向性方向を異ならせ且高低差をもって設置した二基の指
向性アンテナと、該二基のアンテナ間にバンドパスフィ
ルタと直線増幅器とを直列に接続した中継増幅部とを具
えた無線中継装置に於いて、前記バンドパスフィルタが
通過域周波数の一部が同一の複数のＳＡＷフィルタを直
列又は並列に接続したものであるように、更には前記中
継増幅部が、前記二基のアンテナに接続された二つのア
ンテナ共用器間に１通過帯域周波数が一部同一の複数の
ＳＡＷフィルタと直線増幅器とを直列接続した二組の回
路を、互いに逆向きに挿入するように構成する。

（実施例） 以下、図示した実施例に基づいて本発明の詳細な説明す
る。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。

同図に於いて、１は例えば地上高３０ｍの鉄塔であって
、該鉄塔に一つの指向性アンテナ２と３とを夫々指向性
方向を異なる方向に向け、かつ、１０λ以−ヒの高低差
をもって取り付ける。

この例では基地局向はアンテナとしてパラボラ型を、ま
た不感地帯向はアンテナとしてコーナリフレクタ型を夫
々使用する。なお、基地局と不感地帯との位置関係によ
っては両アンテナの指向性方向を逆に設定できないこと
があるが、極力両者の成す角が大きくなるように中継局
の位置を設定することが肝要である。

その理由は、両アンテナの指向性が成す角が大きい程、
一方のアンテナから放射する電波が他方のアンテナに回
り込む量が小さくなるから、即ち、両アンテナ間の回り
込み減衰量が大きくなって再放射する電波の出力を大き
くすることができ、その分当該中継局による不感救済範
囲を広くすることができるからである。

また、＋ｉｉ＋記両アンテナ間に挿入したＢ　Ｐ　Ｉ’
　４は以下に詳述する特殊なフィルタであり、５はバン
トパスフィルタ４の出力を所定レベルまで増幅するため
の高周波電力増幅器であり、複数のチャネルイ；、弓を
歪みなく増幅するために直線性に優れたリニアアンプと
する。また、６は前記高周波電力増幅器等に電力を供給
するための電源である。

この中継装置の動作を説明すると、図示を省略した基地
局無線機から到来する電波をアンテナ３で受信し、バン
トパスフィルタ４と高周波電力増幅器５を介して不感地
帯向はアンテナ２から再放射するもので、再放射する電
波の最大電力レベルは二つのアンテナ２と３間の回り込
み減衰量との兼ね合いで決定される。

即ち、アンテナ２から再放射した電波が大きいレベルで
他方のアンテナ３に到達すると、高周波電力増幅器５が
発振し、正常な中継が不可能となる。

いま、前記二つのアンテナ間の回り込み減衰量をγ、前
記高周波電力増幅器の増幅度をａとするとき、当該中継
装置が安定に動作するためには次の関係を満たす必要が
ある。

ａ〈γ・・・・・・・・・・・　（１）（但し、アンテ
ナの利得とバンドパスフィルタ等の損失は説明を簡単に
するために無視する。以上の説明に於いても回様である
） 更に、前記高周波電力増幅器の増幅度ａおよび回り込み
減衰量γ等の変動に対する安全度を考慮し、て、マージ
ンをΔとすれば、 Δ＋α≦γ・・・・・・・・・　（２）とする。

なお、上記高周波増幅器はＡ級増幅器であり、人力信号
が無いときも動作するので所要の電力を消費して不経済
であるから、例えば第２図に示すように所定レベル以上
の着信があるときのみ動作するように構成しても良く、
この場合は図示は省略するが前記第１図のバントパスフ
ィルタ４の出力の一部を整流し、その出力の６無によっ
て前記電源回路を制御して着信があるときのみ、高周波
増幅器に電力を供給するように構成する。

なお、第２図は高周波増幅器の動作状態を示したもので
、増幅特性がノＬ直線性をもっていることを示唆するも
のでは無い。

次に…ｊｋ第１図において使用するバンドパスフィルタ
について説明する。

例えば８００ＭＨｚ程度の高周波において、所定の間隔
をもって配列された無線チャネル信号のうち所要部分だ
けを抽出して増幅中継するためには、高い周波数におい
て急峻な減衰特性ををもったフィルタが必要となるが、
従来のフィルタ技術では希望する特性のフィルタを実現
するのが困難であった。

そこで、本発明では以下に示すように特殊な構成のフィ
ルタを使用することによって第１図に示した同一周波数
無線中継を可能にしている。

即ち、第３図（ａｌは本発明の実施に使用するフィルタ
の一実施例を示す構成図であって、通過域周波数の中心
が所要値ずれ、かつその一部が同一・な二つの弾性表面
波フィルタＳＡＷ、　、ＳＡＷ。

を直列に接続したもので、その通過帯域特性は第：３図
（ｂｌ　に示すように両フィルタの通過域周波数が重な
った部分となる。

このフィルタによれば、８００　Ｍ　Ｈ７，程度の高周
波において、従来得られなかった急峻な減衰特性をもっ
たフィルタが実現可能となる。さらに、同第３図ｆｂｌ
からも明らかなように、通過域の挿入損失は若干増加す
るものの、減衰特性は大幅に改善される。

したがって、このように構成したフィルタを使用すれば
第１図に示した直接無線中継装置が８００　Ｍ　Ｈｚ程
度の高い周波数域に於いて実現可能となる。しかも、前
記フィルタの通過域は二つの一８ＡＷの通過域周波数の
共通部分となるから、該共通部分を適宜設定すれば、任
意の周波数範囲を通過域とするフィルタを自在に実現す
ることが出来るから、中継すべきチャネル周波数と、排
除すべきチャネル周波数との関係に応じて適宜両フィル
タの通過域周波数を決定すればよい。

第４図（ａｌ　、　（ｂ）は実際に二つのＳＡＷフィル
タを接続した特性を示したもので、（ａｌは夫々のＳＡ
Ｗフィルタの特性を、また（ｂｌ　は総合の特性を記載
したものであり、両者を比較すればフィルタの特性が大
幅に改善されていることが明確であろう。

また第５図は萌記二つのＳＡＷフィルタが共に同一の通
過域周波数をもった場合を示したもので、この場合は通
過域周波数は同一・であるが減衰特性が第４図と同様に
急峻になることが分かる。

したがって、通過域周波数幅が単一のＳＡＷフィルタと
同様でよく、減衰特性改善を目的とする場合も上記方法
は有効である。

また、もし逆に広い通過域バンドが必要な場合は前記同
様の二、つのＳＡＷフィルタを並列接続すれば１両者の
和の帯域が通過域となる新たなフィルタを実現すること
が出来る。

なお、更に一般にＳＡＷフィルタは温度による共振周波
数の変動が大きく、また製造誤差による通過周波数域の
ずれを伴うことが多い。そこで、１記二つのＳＡＷフィ
ルタを別々の恒温槽に収納して個別に温度を設定するこ
とによって、上記製造誤差による周波数のずれや温度に
よる変化を補■「する丁段を併用することもイＪ効であ
る。

また、この考え方を発展し、４度設定によって積極的に
共振周波数を変化させ、両ＳＡＷフィルタの共通通過域
周波数帯域をずらずことにより、任意に通過域周波数を
可変可能なフィルタな実現することも出来る。

本発明は以上説明したフィルタを使用することによって
、極めて高い周波数帯域に於いて直接無線中継を可能に
するものであるか、実施にあたっては第１図の実施例に
限定する必要はない。

例えば、通常双方向同時通信が多いから、第６図に示す
ように前記バンドパスフィルタと高周波増幅器との直列
回路を、アンテナ共用器７−３゜７−２を介して互いに
逆向きに接続した構成とすればよい。なお、この場合の
バンドパスフィルタと高周波増幅器の対応周波数帯域は
夫々のチャネルに対応下ものとすべきことはいうまても
無い。

また、もし中継する通信系がブレストーク通信（申ｆ３
通信方式）の場合は第７図に示す様に一組の中継増幅部
（バントパスフィルタと高周波増幅器の絹）と、一つの
スイッチｓｗ、、ｓｗ、と。

夫々のアンテナに接続された受信機１１．１２と、前記
スイッチと受信機とをおＩｒａする制御器１３とを貝え
、何れかの受信機に着信があると、当該着信のあった受
信機から制御器１３に信号が出力され、一方のアンテナ
に人力されたチャネル信号を前記スイッチを切り替えて
バンドパスフィルタと高周波増幅器に入力し、これらを
経て他方のアンテナから再放射するように制御すれば、
高価な高周波増幅器が一つで済み経済的である。

なお、この動作において電力の受信機に着信があり、中
継動作を行う際他力の受信機の動作を停止して、当該受
信機に大電力の人力によって受信機が破壊されないよう
に制御しておく必要があろう。

本発明はｔ述したように、従来困難であった高周波帯域
での直接無線中継を可能ならしめたものであるが、発明
の実施にあたっては上記実施例に限定することなく種々
の変形が可能である。

例えばＳＡＷフィルタは二つに限らず：３つ以１であっ
てもよく、ＳＡＷフィルタの数が多くなれば減衰特性が
その分改善されるであろうことは容易に推察■米る。

（効果） 本発明は以り説明したように、極めて簡単な構成によっ
て高い周波数に於ける直接無線中継を可能とするもので
あるから、例えばＭＣＡ　（マルチチャネル通信方式）
と自動車電話通信系等のように比較的近接して配列され
たチャネルのうち所望もチャネルのみを中継する場合を
はじめとして、種々の通信系に於ける無線中継に有効で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の中継装置の概要構成図、第２図は中継
装置に使用する高周波電力増幅器の動作を説明する信号
入出力図、第３図（ａｌ　、　ｆｂ）は本発明に於いて
使用するバンドパスフィルタの例を示すブロシク図と特
性概要図、第４図（ａ）　、ｆｂ）及び第５図ｆａ）　
、　（ｂｌ　は本発明に使用するバンドパスフィルタの
具体例の特性を示す図、第６図及び第７図は本発明の変
形実施例を示すブロック図である。 １・・・鉄塔、　２．３・・・アンテナ、４．４−１．
４−２・・・バントパスフィルタ。 ５．５−、．５−２・・・高周波増幅器、７−１．７．
−２・・・アンブナ共用器、ｌＯ・・・　中継増幅部、 １１．１２・・・受信機、　　１３・・・制御器ｓｗ、
、ｓｗ２　・・・スイッチ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに指向性方向を異ならせ且高低差をもって設
   置した二基の指向性アンテナと、該二基のアンテナ間に
   バンドパスフィルタと直線増幅器を直列に接続した中継
   増幅部とを具えた無線中継装置に於いて、前記バンドパ
   スフィルタが通過域周波数の一部が同一の複数のＳＡＷ
   フィルタを直列又は並列に接続したものであることを特
   徴とする同一周波無線中継装置。
2. （２）前記中継増幅部が、前記二基のアンテナに接続さ
   れた二つのアンテナ共用器間に、通過帯域周波数が一部
   同一の複数のＳＡＷフィルタを直列または並列に接続し
   たフィルタと直線増幅器とを直列接続した二組の回路を
   、互いに逆向きに挿入したことを特徴とする特許請求の
   範囲（１）項記載の同一周波無線中継装置。