JPH08195696A - 送受信器 - Google Patents
送受信器Info
- Publication number
- JPH08195696A JPH08195696A JP7005215A JP521595A JPH08195696A JP H08195696 A JPH08195696 A JP H08195696A JP 7005215 A JP7005215 A JP 7005215A JP 521595 A JP521595 A JP 521595A JP H08195696 A JPH08195696 A JP H08195696A
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- JP
- Japan
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- input
- signals
- reception
- transmission
- signal
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アレーアンテナを用いた送受信器において、
給電系の損失に起因する性能劣化を改善し、低雑音の受
信性能と高効率の送信性能とを得る。 【構成】 個々のアンテナ素子のそれぞれに接続した等
分配方向性結合器の互いに結合しない端子に送信増幅器
および受信増幅器を直接接続し、増幅器を各アンテナ素
子に分散して配置する。
給電系の損失に起因する性能劣化を改善し、低雑音の受
信性能と高効率の送信性能とを得る。 【構成】 個々のアンテナ素子のそれぞれに接続した等
分配方向性結合器の互いに結合しない端子に送信増幅器
および受信増幅器を直接接続し、増幅器を各アンテナ素
子に分散して配置する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は無線通信に利用する。特
に、平面アレーアンテナを用いた送受信器に関する。
に、平面アレーアンテナを用いた送受信器に関する。
【０００２】
【従来の技術】無線通信用の送受信アンテナを薄い形状
にするため、複数の平面状のアンテナ素子をアレー状に
並べ、適当な分配回路網を介してこれらを励振する平面
アレーアンテナが従来から用いられている。
にするため、複数の平面状のアンテナ素子をアレー状に
並べ、適当な分配回路網を介してこれらを励振する平面
アレーアンテナが従来から用いられている。
【０００３】図３はアレーアンテナを用いた従来例の送
受信器を示すブロック構成図である。この送受信器は、
電力増幅を行う送信増幅器１、受信信号を低雑音で増幅
する受信増幅器２、および複数のアンテナ素子４ａ〜４
ｎを備え、さらに、送信増幅器１および受信増幅器２と
アンテナ素子４ａ〜４ｎとを接続するため、伝送線路５
ａ〜５ｎ、分配合成器７および送受共用器１０を備え
る。送信増幅器１で増幅された高周波信号は、送受共用
器１０を経て分配合成器７により適当な位相と振幅をも
つ複数の信号に分割され、伝送線路５ａ〜５ｎによりそ
れぞれアンテナ素子４ａ〜４ｎに給電される。この複数
のアンテナ素子４ａ〜４ｎが所定の振幅と位相で励振さ
れることにより、送信ビームが所定の方向に絞られ、送
信器として機能する。受信の場合には、アンテナ素子４
ａ〜４ｎで受けた受信信号を分配合成器７で合成し、送
受共用器１０を経て受信増幅器２により増幅する。
受信器を示すブロック構成図である。この送受信器は、
電力増幅を行う送信増幅器１、受信信号を低雑音で増幅
する受信増幅器２、および複数のアンテナ素子４ａ〜４
ｎを備え、さらに、送信増幅器１および受信増幅器２と
アンテナ素子４ａ〜４ｎとを接続するため、伝送線路５
ａ〜５ｎ、分配合成器７および送受共用器１０を備え
る。送信増幅器１で増幅された高周波信号は、送受共用
器１０を経て分配合成器７により適当な位相と振幅をも
つ複数の信号に分割され、伝送線路５ａ〜５ｎによりそ
れぞれアンテナ素子４ａ〜４ｎに給電される。この複数
のアンテナ素子４ａ〜４ｎが所定の振幅と位相で励振さ
れることにより、送信ビームが所定の方向に絞られ、送
信器として機能する。受信の場合には、アンテナ素子４
ａ〜４ｎで受けた受信信号を分配合成器７で合成し、送
受共用器１０を経て受信増幅器２により増幅する。
【０００４】図４は円偏波の送受信を行うための構成例
をひとつのアンテナ素子について示すブロック構成図で
ある。円偏波の送受信を行う必要がある場合には、直交
する二つの励振モードに対応する二つの入出力端子４
１、４２が設けられたアンテナ素子４を用い、位相が互
いに９０度異なる信号で励振する。このため図４に示し
た例では、端子３１または３２から入力された信号を端
子３３および３４に等振幅で９０度の位相差をもって分
配する等分配の方向性結合器３を用い、端子３１に送信
信号を入力して端子３３、３４の出力をアンテナ４の入
出力端子４１、４２に入力する。端子３２については無
反射終端器１１で終端しておく。
をひとつのアンテナ素子について示すブロック構成図で
ある。円偏波の送受信を行う必要がある場合には、直交
する二つの励振モードに対応する二つの入出力端子４
１、４２が設けられたアンテナ素子４を用い、位相が互
いに９０度異なる信号で励振する。このため図４に示し
た例では、端子３１または３２から入力された信号を端
子３３および３４に等振幅で９０度の位相差をもって分
配する等分配の方向性結合器３を用い、端子３１に送信
信号を入力して端子３３、３４の出力をアンテナ４の入
出力端子４１、４２に入力する。端子３２については無
反射終端器１１で終端しておく。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、十分なアンテ
ナ指向性を得るためには複数のアンテナ素子を互いに離
して配置する必要があるため、分配器を含む給電系の損
失が大きいという欠点があった。特にミリ波のように高
い周波数帯においては損失が顕著であり、受信器の雑音
特性を著しく劣化させるとともに、送信電力が無駄にな
るという欠点があった。
ナ指向性を得るためには複数のアンテナ素子を互いに離
して配置する必要があるため、分配器を含む給電系の損
失が大きいという欠点があった。特にミリ波のように高
い周波数帯においては損失が顕著であり、受信器の雑音
特性を著しく劣化させるとともに、送信電力が無駄にな
るという欠点があった。
【０００６】本発明はこのような課題を解決するもので
あり、給電系の損失に起因する性能劣化を改善し、低雑
音の受信性能と高効率の送信性能とが得られるアレーア
ンテナを用いた送受信器を提供することを目的とする。
あり、給電系の損失に起因する性能劣化を改善し、低雑
音の受信性能と高効率の送信性能とが得られるアレーア
ンテナを用いた送受信器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の送受信器は、直
交する二つの励振モードに対応する二つの入出力端子が
設けられた円偏波アンテナ素子と、送信信号を位相が互
いに実質的に直交する二つの信号に分配して円偏波アン
テナ素子の二つの入出力端子に供給する信号分配手段
と、送信信号を増幅して信号分配手段に供給する送信増
幅器と、円偏波アンテナ素子の受信信号を増幅する受信
増幅器とを備えた送受信器において、信号分配手段は、
第一または第二の入出力端子に入力された信号を位相が
互いに実質的に直交する二つの信号に分配して第三およ
び第四の入出力端子に出力し、この第三および第四の入
出力端子に入力された位相が互いに実質的に直交する信
号を結合して第一または第二の入出力端子に出力する方
向性結合器を含み、信号分配手段は、互いに結合してい
ない第一または第二の入出力端子に入力された信号を位
相が互いに実質的に直交する二つの信号に分配して第三
および第四の入出力端子に出力し、この第三および第四
の入出力端子に入力された位相が互いに実質的に直交す
る信号を第一または第二の入出力端子に出力する方向性
結合器を含み、この方向性結合器の第三および第四の入
出力端子が円偏波アンテナ素子の二つの入出力端子に接
続され、送信増幅器の出力が方向性結合器の第一の入出
力端子に接続され、受信増幅器の入力が方向性結合器の
第二の入出力端子に接続されたことを特徴とする。
交する二つの励振モードに対応する二つの入出力端子が
設けられた円偏波アンテナ素子と、送信信号を位相が互
いに実質的に直交する二つの信号に分配して円偏波アン
テナ素子の二つの入出力端子に供給する信号分配手段
と、送信信号を増幅して信号分配手段に供給する送信増
幅器と、円偏波アンテナ素子の受信信号を増幅する受信
増幅器とを備えた送受信器において、信号分配手段は、
第一または第二の入出力端子に入力された信号を位相が
互いに実質的に直交する二つの信号に分配して第三およ
び第四の入出力端子に出力し、この第三および第四の入
出力端子に入力された位相が互いに実質的に直交する信
号を結合して第一または第二の入出力端子に出力する方
向性結合器を含み、信号分配手段は、互いに結合してい
ない第一または第二の入出力端子に入力された信号を位
相が互いに実質的に直交する二つの信号に分配して第三
および第四の入出力端子に出力し、この第三および第四
の入出力端子に入力された位相が互いに実質的に直交す
る信号を第一または第二の入出力端子に出力する方向性
結合器を含み、この方向性結合器の第三および第四の入
出力端子が円偏波アンテナ素子の二つの入出力端子に接
続され、送信増幅器の出力が方向性結合器の第一の入出
力端子に接続され、受信増幅器の入力が方向性結合器の
第二の入出力端子に接続されたことを特徴とする。
【０００８】このような送受信器を複数備え、この複数
の送受信器のそれぞれの円偏波アンテナ素子がアレーア
ンテナに配置され、この複数の送受信器のそれぞれの送
信増幅器入力と受信増幅器出力とが分配合成回路網によ
り接続されることがよい。
の送受信器のそれぞれの円偏波アンテナ素子がアレーア
ンテナに配置され、この複数の送受信器のそれぞれの送
信増幅器入力と受信増幅器出力とが分配合成回路網によ
り接続されることがよい。
【０００９】
【作用】個々のアンテナ素子に接続した等分配の方向性
結合器の互いに結合しない端子に、送信増幅器および受
信受信器を直接接続する。すなわち、増幅器を各アンテ
ナ素子に分散して配置する。
結合器の互いに結合しない端子に、送信増幅器および受
信受信器を直接接続する。すなわち、増幅器を各アンテ
ナ素子に分散して配置する。
【００１０】増幅器をアンテナ素子に直接接続すること
により、受信信号がアンテナの直近で増幅され、給電系
の損失による受信性能の劣化を大きく低減させることが
できる。また、送信信号の最終段の増幅もアンテナの直
近で行われるため、送信出力の低下は最小限に抑えるこ
とができる。送信信号と受信信号とは、円偏波を生成す
るための方向性結合器によって分離される。
により、受信信号がアンテナの直近で増幅され、給電系
の損失による受信性能の劣化を大きく低減させることが
できる。また、送信信号の最終段の増幅もアンテナの直
近で行われるため、送信出力の低下は最小限に抑えるこ
とができる。送信信号と受信信号とは、円偏波を生成す
るための方向性結合器によって分離される。
【００１１】
【実施例】図１は本発明第一実施例の送受信器を示すブ
ロック構成図である。この送受信器は、直交する二つの
励振モードに対応する二つの入出力端子が設けられ円偏
波を送受信するアンテナ素子４ａ〜４ｎと、送信信号を
位相が互いに実質的に直交する二つの信号に分配して対
応するアンテナ素子４ａ〜４ｎの二つの入出力端子に供
給する方向性結合器３ａ〜３ｎと、送信信号を分配して
方向性結合器３ａ〜３ｎに供給する分配合成器７および
伝送線路５ａ〜５ｎと、受信信号を合成する伝送線路６
ａ〜６ｎおよび分配合成器８とを備える。方向性結合器
３ａ〜３ｎはそれぞれ、第一または第二の入出力端子に
入力された信号を位相が互いに実質的に直交する二つの
信号に分配して第三および第四の入出力端子に出力し、
この第三および第四の入出力端子に入力された位相が互
いに実質的に直交する信号を結合して第一または第二の
入出力端子に出力する構成であり、この方向性結合器３
ａ〜３ｎの第三および第四の入出力端子がそれぞれ対応
するアンテナ素子４ａ〜４ｎの二つの入出力端子に接続
され、アンテナ素子４ａ〜４ｎのそれぞれに対応して送
信増幅器１ａ〜１ｎおよび受信増幅器２ａ〜２ｎを備え
る。送信増幅器１ｉ（ｉ＝１、２、…、ｎ）は、その入
力が伝送線路５ｉに接続され、その出力が方向性結合器
３ｉの第二の入出力端子に接続される。受信増幅器２ｉ
は、その入力が方向性結合器３ｉの第二の入出力端子に
接続され、その出力が伝送線路６ｉに接続される。
ロック構成図である。この送受信器は、直交する二つの
励振モードに対応する二つの入出力端子が設けられ円偏
波を送受信するアンテナ素子４ａ〜４ｎと、送信信号を
位相が互いに実質的に直交する二つの信号に分配して対
応するアンテナ素子４ａ〜４ｎの二つの入出力端子に供
給する方向性結合器３ａ〜３ｎと、送信信号を分配して
方向性結合器３ａ〜３ｎに供給する分配合成器７および
伝送線路５ａ〜５ｎと、受信信号を合成する伝送線路６
ａ〜６ｎおよび分配合成器８とを備える。方向性結合器
３ａ〜３ｎはそれぞれ、第一または第二の入出力端子に
入力された信号を位相が互いに実質的に直交する二つの
信号に分配して第三および第四の入出力端子に出力し、
この第三および第四の入出力端子に入力された位相が互
いに実質的に直交する信号を結合して第一または第二の
入出力端子に出力する構成であり、この方向性結合器３
ａ〜３ｎの第三および第四の入出力端子がそれぞれ対応
するアンテナ素子４ａ〜４ｎの二つの入出力端子に接続
され、アンテナ素子４ａ〜４ｎのそれぞれに対応して送
信増幅器１ａ〜１ｎおよび受信増幅器２ａ〜２ｎを備え
る。送信増幅器１ｉ（ｉ＝１、２、…、ｎ）は、その入
力が伝送線路５ｉに接続され、その出力が方向性結合器
３ｉの第二の入出力端子に接続される。受信増幅器２ｉ
は、その入力が方向性結合器３ｉの第二の入出力端子に
接続され、その出力が伝送線路６ｉに接続される。
【００１２】送信信号は分配合成器７によって所定の振
幅と位相をもつ複数の信号に分割される。これらは給電
用の伝送線路５ａ〜５ｎによりアンテナ素子３ａ〜３ｎ
の近傍へ伝送され、送信増幅器１ａ〜１ｎにより増幅さ
れた後に、方向性結合器３ａ〜３ｎによりそれぞれ等振
幅で互いに９０度位相の異なる二つの信号に分割され
る。これらの信号はアンテナ素子４ａ〜４ｎのそれぞれ
の互いに直交するモードをそれぞれ励振し、送信信号が
アンテナ素子４ａ〜４ｎから円偏波で放射される。この
とき、最終段の電力増幅が給電線の後段で行われるた
め、給電系の損失が送信器の電力効率に与える影響はわ
ずかである。また、送信電力は個々の送信増幅器の出力
が合成されたものとなるため、一個の増幅器の出力電力
が小さい場合でも大きな送信電力が得られる。
幅と位相をもつ複数の信号に分割される。これらは給電
用の伝送線路５ａ〜５ｎによりアンテナ素子３ａ〜３ｎ
の近傍へ伝送され、送信増幅器１ａ〜１ｎにより増幅さ
れた後に、方向性結合器３ａ〜３ｎによりそれぞれ等振
幅で互いに９０度位相の異なる二つの信号に分割され
る。これらの信号はアンテナ素子４ａ〜４ｎのそれぞれ
の互いに直交するモードをそれぞれ励振し、送信信号が
アンテナ素子４ａ〜４ｎから円偏波で放射される。この
とき、最終段の電力増幅が給電線の後段で行われるた
め、給電系の損失が送信器の電力効率に与える影響はわ
ずかである。また、送信電力は個々の送信増幅器の出力
が合成されたものとなるため、一個の増幅器の出力電力
が小さい場合でも大きな送信電力が得られる。
【００１３】一方、受信信号はアンテナ素子４ａ〜４ｎ
で受信され、方向性結合器３ａ〜３ｎにより９０度の位
相差で合成された後、受信増幅器２ａ〜２ｎで増幅され
る。この受信信号は伝送線路６ａ〜６ｎにより分配合成
器８へ導かれ、所望の位相差で合成される。ここで、受
信信号は一旦増幅された後に給電系へ送られるため、給
電系の損失による受信性能の劣化を小さく抑えることが
できる。
で受信され、方向性結合器３ａ〜３ｎにより９０度の位
相差で合成された後、受信増幅器２ａ〜２ｎで増幅され
る。この受信信号は伝送線路６ａ〜６ｎにより分配合成
器８へ導かれ、所望の位相差で合成される。ここで、受
信信号は一旦増幅された後に給電系へ送られるため、給
電系の損失による受信性能の劣化を小さく抑えることが
できる。
【００１４】以上の説明で明らかなように、方向性結合
器３ａ〜３ｎは、９０度の位相差で分配合成を行うこと
により円偏波の送受信を行う役割をもつと同時に、送信
回路と受信回路とを分離する送受共用器としても動作す
る。このため、アンテナ毎に特別な送受共用器を設ける
必要はない。なお、本実施例では、アンテナ素子として
一個の素子に給電点を二つもつものを用いているが、互
いに直交する偏波を励振する二つのアンテナ素子を対に
して用いてもよい。
器３ａ〜３ｎは、９０度の位相差で分配合成を行うこと
により円偏波の送受信を行う役割をもつと同時に、送信
回路と受信回路とを分離する送受共用器としても動作す
る。このため、アンテナ毎に特別な送受共用器を設ける
必要はない。なお、本実施例では、アンテナ素子として
一個の素子に給電点を二つもつものを用いているが、互
いに直交する偏波を励振する二つのアンテナ素子を対に
して用いてもよい。
【００１５】図２は本発明第二実施例の送受信器を示す
ブロック構成図である。この実施例は、給電用の伝送線
路５ａ〜５ｎと送信増幅器１ａ〜１ｎおよび受信増幅器
２ａ〜２ｎとの間にスイッチ回路９ａ〜９ｎが設けら
れ、送信と受信とを時間領域で分離して給電線と分配合
成器とを共用することが第一実施例と異なる。すなわ
ち、送信時にはスイッチ回路９ａ〜９ｎが伝送線路５ａ
〜５ｎと送信増幅器１ａ〜１ｎの入力端子とを接続し、
受信増幅器２ａ〜２ｎを切り離す。受信時には、スイッ
チ回路９ａ〜９ｎは受信増幅器２ａ〜２ｎの出力端子と
伝送線路５ａ〜５ｎとを接続し、送信増幅器１ａ〜１ｎ
を切り離す。これによって、一系統の給電系により送受
信が行われる。この実施例においても、送信信号、受信
信号ともにアンテナ素子の直近で増幅されるため、送受
信性能の劣化は少ない。
ブロック構成図である。この実施例は、給電用の伝送線
路５ａ〜５ｎと送信増幅器１ａ〜１ｎおよび受信増幅器
２ａ〜２ｎとの間にスイッチ回路９ａ〜９ｎが設けら
れ、送信と受信とを時間領域で分離して給電線と分配合
成器とを共用することが第一実施例と異なる。すなわ
ち、送信時にはスイッチ回路９ａ〜９ｎが伝送線路５ａ
〜５ｎと送信増幅器１ａ〜１ｎの入力端子とを接続し、
受信増幅器２ａ〜２ｎを切り離す。受信時には、スイッ
チ回路９ａ〜９ｎは受信増幅器２ａ〜２ｎの出力端子と
伝送線路５ａ〜５ｎとを接続し、送信増幅器１ａ〜１ｎ
を切り離す。これによって、一系統の給電系により送受
信が行われる。この実施例においても、送信信号、受信
信号ともにアンテナ素子の直近で増幅されるため、送受
信性能の劣化は少ない。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の送受信器
は、送信信号、受信信号ともにアンテナ素子の直近で増
幅されるため、給電系の損失が大きい場合においても受
信器の雑音性能を良好にでき、送信機き電力効率あるい
は送信電力レベルも高くすることができる。
は、送信信号、受信信号ともにアンテナ素子の直近で増
幅されるため、給電系の損失が大きい場合においても受
信器の雑音性能を良好にでき、送信機き電力効率あるい
は送信電力レベルも高くすることができる。
【図１】本発明第一実施例の送受信器を示すブロック構
成図。
成図。
【図２】本発明第二実施例の送受信器を示すブロック構
成図。
成図。
【図３】従来例の送受信器を示すブロック構成図。
【図４】円偏波の送受信を行うための構成例をひとつの
アンテナ素子について示すブロック構成図。
アンテナ素子について示すブロック構成図。
１ 送信増幅器 ２ 受信増幅器 ３ 方向性結合器 ４ アンテナ素子 ５、６ 伝送線路 ７、８、９ 分配合成器 １０ 送受共用器 １１ 無反射終端器
Claims (2)
- 【請求項１】 直交する二つの励振モードに対応する二
つの入出力端子が設けられた円偏波アンテナ素子と、 送信信号を位相が互いに実質的に直交する二つの信号に
分配して前記二つの入出力端子に供給する信号分配手段
と、 送信信号を増幅して前記信号分配手段に供給する送信増
幅器と、 前記円偏波アンテナ素子の受信信号を増幅する受信増幅
器とを備えた送受信器において、 前記信号分配手段は、第一または第二の入出力端子に入
力された信号を位相が互いに実質的に直交する二つの信
号に分配して第三および第四の入出力端子に出力し、こ
の第三および第四の入出力端子に入力された位相が互い
に実質的に直交する信号を結合して前記第一または前記
第二の入出力端子に出力する方向性結合器を含み、 この方向性結合器の前記第三および第四の入出力端子が
前記円偏波アンテナ素子の二つの入出力端子に接続さ
れ、 前記送信増幅器の出力が前記方向性結合器の前記第一の
入出力端子に接続され、 前記受信増幅器の入力が前記方向性結合器の前記第二の
入出力端子に接続されたことを特徴とする送受信器。 - 【請求項２】 請求項１記載の送受信器を複数備え、 この複数の送受信器のそれぞれの円偏波アンテナ素子が
アレーアンテナに配置され、 この複数の送受信器のそれぞれの送信増幅器入力と受信
増幅器出力とが分配合成回路網により接続されたことを
特徴とする送受信器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7005215A JPH08195696A (ja) | 1995-01-17 | 1995-01-17 | 送受信器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7005215A JPH08195696A (ja) | 1995-01-17 | 1995-01-17 | 送受信器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08195696A true JPH08195696A (ja) | 1996-07-30 |
Family
ID=11604972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7005215A Pending JPH08195696A (ja) | 1995-01-17 | 1995-01-17 | 送受信器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08195696A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998021833A1 (en) * | 1996-11-14 | 1998-05-22 | Nokia Telecommunications Oy | Transmitter unit and base station |
| JP2008219175A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-18 | Furuno Electric Co Ltd | 電力合成／分配装置および多点給電円偏波アンテナ |
-
1995
- 1995-01-17 JP JP7005215A patent/JPH08195696A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998021833A1 (en) * | 1996-11-14 | 1998-05-22 | Nokia Telecommunications Oy | Transmitter unit and base station |
| JP2008219175A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-18 | Furuno Electric Co Ltd | 電力合成／分配装置および多点給電円偏波アンテナ |
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