JPH0573576U - アンテナ監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 温度が変化しても常に正確に入射波および反
射波の検出が行えるアンテナ監視装置を提供することを
目的とする。 【構成】 アンテナ監視装置１０１においては、方向性
結合器１２と入射波をダイオード検波するダイオード検
波回路１４との間には可変減衰器２０が挿入され、方向
性結合器１２と反射波をダイオード検波するダイオード
検波回路１５との間には可変減衰器２１が挿入される。
各可変減衰器２０および２１は、それぞれ温度センサ２
４および２５で検出された温度に対応する制御電圧によ
ってそれぞれの減衰量が制御される。これによって、温
度変化に伴うダイオード検波回路１４および１５の各検
波出力の変動が抑制され、常に正確に入射波および反射
波の検出が行える。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、アンテナ監視装置に関し、より特定的には、たとえば移動体通信 方式等において送信機からアンテナ系に供給される搬送波の入射波と反射波を検 出して送信機とアンテナとのインピーダンス・マッチングの状態を監視するアン テナ監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

近年、無線通信技術の進歩に伴って、自動車電話等の移動体通信システムが実 用化されている。この種の移動体通信システムの一例として、セルラー方式と呼 ばれるシステムを図３に示す。

【０００３】 図３に示したセルラー方式の移動体通信システムにおいては、サービスエリア を分割する各小ゾーン１内に基地局２が配置され、その小ゾーン１内の移動局３ と基地局２との間で、通信チャネル４および制御チャネル（呼出信号等を含む） ５を介して通信が行われる。各基地局２は、交換制御局６および交換制御サブシ ステム７を介して、固定電話網９に接続されている。固定電話網９には、固定電 話機８が接続されている。上記のようなセルラー方式の移動体通信システムでは 、ユーザの増加等に伴い、セルが細分化される。

【０００４】 ところで、上記基地局２は、図４に示すように、互いに異なる周波数ｆ１〜ｆ ｎ（以下、ｎは自然数である）の搬送波をそれぞれ出力する複数の送信機Ｔｘ１ ，…，Ｔｘｉ，…，Ｔｘｎ（以下、ｉは１以上ｎ以下の自然数である）を備える 。これら送信機Ｔｘ１，…，Ｔｘｉ，…，Ｔｘｎの各出力は、コンバイナ１１に 与えられる。コンバイナ１１では、送信機Ｔｘ１，…，Ｔｘｉ，…，Ｔｘｎの各 出力は、一端が終端された３端子型サーキュレータからなるアイソレータＩ１， …，Ｉｉ，…，Ｉｎを介して、帯域通過フィルタＦ１，…，Ｆｉ，…，Ｆｎに入 力されて帯域ろ波され、これら帯域通過フィルタＦ１，…，Ｆｉ，…，Ｆｎの各 出力が互いに周波数多重化される。この周波数多重化後の上記各搬送波からなる 多重波は、アンテナ系への入射波およびアンテナ系からの反射波を取り出す方向 性結合器１２を介してアンテナ１３に給電され、空間に電波として放射される。

【０００５】 ところで、基地局２では、通信の信頼性を確保するとともに、電波障害の発生 等を防止するために、常時、アンテナ１３から空間に放射される高周波電力や、 送信回路系とアンテナ回路系とのインピーダンス・マッチングの状態を監視して いる。従来、この種の監視を行うアンテナ監視装置としては、図４に示すような 構成のアンテナ監視装置１００が周知である。

【０００６】 図４に示すように、アンテナ監視装置１００では、方向性結合器１２により、 アンテナ１３への入射波およびアンテナ１３からの反射波を検出する。方向性結 合器１２によって検出された入射波および反射波は、それぞれ、ダイオード検波 回路１４および１５によって検波された後、低域通過フィルタ１６および１７に よって低域ろ波されることにより、入射波および反射波のレベルに比例する直流 電圧に変換される。このようにして得られた入射波および反射波のレベルに比例 する直流電圧は、演算回路１８に与えられる。演算回路１８は、アンテナ１３か ら空間に放射される高周波電力や、方向性結合器１２からアンテナ１３までの伝 送線路とアンテナ１３とからなるアンテナ系の反射係数または電圧定在波比（Ｖ ＳＷＲ）を演算する。演算回路１８の演算結果は、表示装置１９に表示される。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

上記のごとく、従来のアンテナ監視装置１００では、方向性結合器１２によっ て検出された入射波および反射波を、ダイオード検波回路１４および１５を用い て検波するようにしている。しかしながら、ダイオード検波回路は、温度特性が 不安定であり、動作点が温度により大きく左右されるという欠点を有する。すな わち、図５に示すように、ダイオード検波回路の入力電力Ｐ（横軸）に対する出 力電圧Ｖ（縦軸）の値は、温度によって大きく変化する。したがって、従来のア ンテナ監視装置１００において正確に入射波と反射波のレベル検出を行うために は、常に温度を一定にしておかなければならないという問題点があった。

【０００８】 それゆえに、この考案の目的は、温度変化による影響を受けることなく常に正 確に入射波および反射波を検出することのできるアンテナ監視装置を提供するこ とである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

この考案に係るアンテナ監視装置は、複数の送信機からそれぞれ出力される複 数の搬送波を周波数多重化して得られた多重波をアンテナに給電し、このアンテ ナから空間に多重波を放射する無線送信システムにおいて、多重波の伝送線路に おける反射係数または電圧定在波比を測定する装置であって、 多重波の伝送線路に設けられ、多重波のアンテナへの入射波とアンテナからの 反射波とをそれぞれ検出する結合手段と、 結合手段によって検出された入射波と反射波をそれぞれダイオード検波して各 検波信号を出力するダイオード検波手段と、 ダイオード検波手段から出力された各検波信号に基づいて伝送線路における反 射係数または電圧定在波比を演算する演算手段と、 温度変化に応じて、結合手段からダイオード検波手段に与えられる入射波の検 出出力と反射波の検出出力との減衰度または増幅度を変化させる可変手段とを備 えている。

【００１０】

【作用】

この考案においては、結合手段からダイオード検波手段に与えられる入射波の 検出出力と反射波の検出出力との減衰度または増幅度を、温度変化に応じて変化 させることにより、温度変動に伴うダイオード検波手段の検波出力の変動を抑制 するようにしている。これによって、温度が変化しても常に正確に入射波と反射 波とを検出でき、その結果アンテナ監視装置の監視精度が向上する。

【００１１】

【実施例】 図１は、この考案の一実施例に係るアンテナ監視装置１０１を備えたセルラー 方式の通信システムにおける基地局の構成を示すブロック図である。なお、図１ に示す実施例は、図４に示す従来例と以下の点を除いて同様の構成であり、相当 する部分には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。

【００１２】 本実施例におけるアンテナ監視装置１０１においては、方向性結合器１２と入 射波を検波するダイオード検波回路１４との間に可変減衰器２０が挿入され、方 向性結合器１２と反射波を検波するダイオード検波回路１５との間に可変減衰器 ２１が挿入されている。これら可変減衰器２０および２１は、たとえばＰＩＮダ イオードを用いて構成され、それぞれ方向性結合器１２から与えられる入射波お よび反射波を減衰させる。可変減衰器２０および２１における減衰量は、非線形 増幅器２２および２３から与えられる制御電圧に応じて制御される。非線形増幅 器２２および２３は、それぞれ、温度センサ２４および２５から与えられる出力 電圧に応じて上記制御電圧を発生する。温度センサ２４および２５は、サーミス タ等の感温素子を用いて構成され、温度変化を電圧に変換して出力する。なお、 ＰＩＮダイオードを用いた可変減衰器２０および２１としては、たとえば特開昭 ６２−６４１１１号公報に示されたような構成の可変減衰器が知られている。

【００１３】 上記のように構成された本実施例のアンテナ監視装置１０１では、可変減衰器 ２０および２１が、それぞれダイオード検波回路１４および１５への入力信号の 減衰量を温度変化に応じて制御することにより、温度の変動に伴うダイオード検 波回路１４および１５の検波出力の変動分を相殺するようにしている。たとえば 、温度が上昇していったとき、各温度センサ２４および２５に含まれるサーミス タの抵抗値が下がり、各可変減衰器２０および２１に与えられる制御電圧が低く なる。これにより、可変減衰器２０および２１における減衰量が大きくなり、各 ダイオード検波回路１４および１５への入力電力が低下する。このとき、各ダイ オード検波回路１４および１５は温度上昇のため動作点が上昇しているが、各可 変減衰器２０および２１からの入力電力の低下により、各ダイオード検波回路１ ４および１５の検波出力の上昇が抑えられる。したがって、ダイオード検波回路 １４および１５の各検波出力は温度変化による影響を受けず、常に正確な入射波 および反射波の検波出力を得ることができる。その結果、アンテナ監視装置１０ １は、たとえ温度が変化しても、常に正確な監視を行うことができる。

【００１４】 図１に示すアンテナ監視装置１０１では、温度センサ２４および２５の出力電 圧を増幅するために非線形増幅器２２および２３を用いているが、これは以下の 理由による。すなわち、各温度センサ２４および２５に含まれるサーミスタの温 度と抵抗値との関係、および各可変減衰器２０および２１における制御電圧と減 衰量との関係は、それぞれ非線形であるので、温度センサ２４および２５の出力 電圧をそれぞれ線形増幅して可変減衰器２０および２１に与えても、可変減衰器 ２０および２１の減衰量を最適な値に制御することができない。そこで、非線形 増幅器２２および２３を用いて各温度センサ２４および２５の検出電圧を非線形 処理することにより、各可変減衰器２０および２１の減衰量を最適な値に制御す るようにしているのである。

【００１５】 なお、図１に示すアンテナ監視装置１０１では、温度センサおよび非線形増幅 器を可変減衰器２０および２１のそれぞれに対して個別に設けるようにしたが、 一組の温度センサと非線形増幅器を設け、この非線形増幅器から出力される制御 電圧を可変減衰器２０および２１に共通に与えるようにしてもよい。

【００１６】 図２は、この考案の他の実施例に係るアンテナ監視装置１０２を備えた基地局 の構成を示すブロック図である。図２に示すように、この実施例のアンテナ監視 装置１０２では、方向性結合器１２とダイオード検波回路１４との間に可変減衰 器２００が挿入され、方向性結合器１２とダイオード検波回路１５との間に可変 減衰器２０１が挿入されている。各可変減衰器２００および２０１は、それぞれ に含まれる抵抗素子の一部がサーミスタによって構成されている。その結果、各 可変減衰器２００および２０１は、外部からの制御電圧を受けることなく、温度 変化に応じて自動的に減衰量が変化する。したがって、アンテナ監視装置１０２ では、図１に示すような温度センサ２４，２５および非線形増幅器２２，２３は 設けられていない。図２に示す実施例のその他の構成は、図１に示す実施例の構 成と同様であり、相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明を省略する 。

【００１７】 なお、以下説明した実施例では、ダイオード検波回路１４および１５に入力さ れる入射波および反射波の減衰度を変化させるようにしたが、可変増幅器を設け 、入射波および反射波の増幅度を温度変化に応じて変化させるようにしてもよい 。

【００１８】

【考案の効果】

以上のように、この考案によれば、結合手段とダイオード検波手段との間に可 変手段を設け、ダイオード検波手段に入力される入射波と反射波の減衰度または 増幅度を温度変化に連動して変化させるようにしたので、温度変化に伴うダイオ ード検波手段の検波出力変動を抑えることができ、常に正確な入射波および反射 波の検出が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例に係るアンテナ監視装置を
備えた基地局の構成を示すブロック図である。

【図２】この考案の他の実施例に係るアンテナ監視装置
を備えた基地局の構成を示すブロック図である。

【図３】移動体通信方式の一例である従来例のセルラー
方式の通信システムを示すブロック図である。

【図４】図３に示すセルラー方式の通信システムにおけ
る基地局の構成を示すブロック図である。

【図５】温度変化に伴うダイオード検波回路の動作点の
変動を示すグラフである。

【符号の説明】

１２： 方向性結合器 １３： アンテナ １４，１５： ダイオード検波回路 １６，１７： 低域通過フィルタ １８： 演算回路 １９： 表示装置 ２０，２１，２００，２０１： 可変減衰器 ２２，２３： 非線形増幅器 ２４，２５： 温度センサ

フロントページの続き (72)考案者 正藤 義人 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の送信機からそれぞれ出力される複
   数の搬送波を周波数多重化して得られた多重波をアンテ
   ナに給電し、このアンテナから空間に前記多重波を放射
   する無線送信システムにおいて、前記多重波の伝送線路
   における反射係数または電圧定在波比を測定するアンテ
   ナ監視装置であって、 前記伝送線路に設けられ、前記多重波の前記アンテナへ
   の入射波と前記アンテナからの反射波とをそれぞれ検出
   する結合手段と、 前記結合手段によって検出された前記入射波と前記反射
   波をそれぞれダイオード検波して各検波信号を出力する
   ダイオード検波手段と、 前記ダイオード検波手段から出力された各検波信号に基
   づいて前記伝送線路における反射係数または電圧定在波
   比を演算する演算手段と、 温度変化に応じて、前記結合手段から前記ダイオード検
   波手段に与えられる前記入射波と前記反射波の減衰度ま
   たは増幅度を変化させる可変手段とを備える、アンテナ
   監視装置。