JPH0884106A - Microwave repeater - Google Patents
Microwave repeaterInfo
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- JPH0884106A JPH0884106A JP21913694A JP21913694A JPH0884106A JP H0884106 A JPH0884106 A JP H0884106A JP 21913694 A JP21913694 A JP 21913694A JP 21913694 A JP21913694 A JP 21913694A JP H0884106 A JPH0884106 A JP H0884106A
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- microwave
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- transmission
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-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/14—Relay systems
- H04B7/15—Active relay systems
- H04B7/155—Ground-based stations
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波（ミリ波を
含む）中継器に関し、例えば、屋内無線通信、マイクロ
波（ミリ波）無線ＬＡＮ、無線高速データ通信に適用さ
れるものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microwave (including millimeter wave) repeater, and is applied to, for example, indoor wireless communication, microwave (millimeter wave) wireless LAN, and wireless high speed data communication.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、携帯電話に代表されるように通信
の無線化が急速に進んでいる。このような状況で、屋内
におけるＯＡ機器のネットワーク化においても無線が使
用され始めている。しかしながら、ＯＡ機器の有線系ネ
ットワークにおいては、１０Ｍbpsクラスの伝送速度が
普通であり、携帯電話とは比較にならないほど高速なデ
ータ伝送を要求される。今後、機器の性能向上に伴い、
１Ｇbpsクラスまでの伝送速度が要求されるようになる
であろう。2. Description of the Related Art In recent years, wireless communication has been rapidly advancing, as typified by mobile phones. In such a situation, wireless is also beginning to be used for networking OA devices indoors. However, in a wired network of OA equipment, a transmission speed of 10 Mbps class is common, and high-speed data transmission that is incomparable to a mobile phone is required. In the future, as the performance of the equipment improves,
Transmission rates up to 1 Gbps class will be required.
【０００３】このような高速データ伝送を無線で行なう
には、伝送容量に見合った電波の帯域が必要になるが、
携帯電話のように準マイクロ波帯（３ＧＨｚまで）以下
の周波数帯にはこのような高速データを載せられるだけ
の帯域がない。そこで、周波数帯にまだ余裕のあるマイ
クロ波やミリ波を用いての高速無線データ伝送が最近注
目されている。In order to perform such high-speed data transmission wirelessly, a radio wave band corresponding to the transmission capacity is required.
There is no band for loading such high-speed data in the frequency band below the quasi-microwave band (up to 3 GHz) like a mobile phone. Therefore, high-speed wireless data transmission using microwaves and millimeter waves, which still have a margin in the frequency band, has recently attracted attention.
【０００４】従来のマイクロ波通信方式について記載し
た公知文献としては、例えば、特開昭６３−２４６０４
０号公報がある。この公報のものは、フェージング（電
波の異常減衰時）による回線断を防止するために、送信
側アンテナと、受信側アンテナと、この両アンテナの中
間に設置されたパッシブ中継器を設けたものである。ま
た、特開平２−１７１６７６号公報のものは、マイクロ
波を用いた移動体識別装置において、質問器と応答器と
の交信距離を延長できるようにするために、２つのマイ
クロ波アンテナの給電点同士を接続したマイクロ波中継
器を質問器と応答器の間に設置して通信距離を延長した
ものである。As a known document describing the conventional microwave communication system, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-24604.
There is No. 0 publication. In this publication, in order to prevent line disconnection due to fading (at the time of abnormal attenuation of radio waves), a transmitting side antenna, a receiving side antenna, and a passive repeater installed between these two antennas are provided. is there. Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-171676, a feeding point of two microwave antennas is provided in order to extend a communication distance between an interrogator and a responder in a moving body identifying apparatus using microwaves. A microwave repeater connected to each other is installed between the interrogator and the responder to extend the communication distance.
【０００５】図８は、従来のマイクロ波通信方式の説明
図で、図中、２１は基地局、２１ａはアンテナ、２２は
中継器、２２ａ，２２ｂはアンテナ、２３は端末、２３
ａはアンテナである。２つのマイクロ波アンテナ２２
ａ，２２ｂから成り、その給電部同士を接続したマイク
ロ波中継器２２を、マイクロ波を用いた基地局２１と端
末２３の間に設置し、一方のアンテナ２２ａ（又は２２
ｂ）で受信した電波を他方のアンテナ２２ｂ（又は２２
ａ）で放射する構成となっている。FIG. 8 is an explanatory view of a conventional microwave communication system. In the figure, 21 is a base station, 21a is an antenna, 22 is a repeater, 22a and 22b are antennas, 23 is a terminal, and 23.
a is an antenna. Two microwave antennas 22
A microwave repeater 22 composed of a and 22b and having their power feeding parts connected to each other is installed between the base station 21 and the terminal 23 using microwaves, and the one antenna 22a (or 22
The radio wave received in b) is transmitted to the other antenna 22b (or 22
It is configured to radiate in a).
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
マイクロ波中継器においては、マイクロ波やミリ波によ
る通信の特徴としては非常に高速な通信が無線で出来る
という長所がある半面、空間伝送損が準マイクロ波等に
比べて大きく、極近距離した届かないという問題があ
る。これを解決するためには、屋内を幾つかの領域に分
けて各々に無線基地局を配し、各無線端末と接続すると
いう形態が考えられている。しかしながら、この方法で
は多数の基地局が必要になり、コスト的にも工事の手間
を考えてもあまり良策とは言えない。As described above, in the conventional microwave repeater, one of the characteristics of communication using microwaves and millimeter waves is that extremely high-speed communication can be performed wirelessly, but space is not available. There is a problem that the transmission loss is larger than that of quasi-microwave and cannot reach within a very short distance. In order to solve this, it is considered that indoors are divided into several areas, wireless base stations are arranged in each area, and each area is connected to each wireless terminal. However, this method requires a large number of base stations, and is not a good solution in terms of cost and construction work.
【０００７】これを解決する一つの手段として、基地局
と端末との間に簡易な中継器を置くことが考えられる。
このような従来例として、屋内無線高速通信を想定した
ものではないが、前述した特開昭６３−２４６０４０号
公報のマイクロ波通信方式と、特開平２−１７１６７６
号公報の移動体識別装置の交信距離延長装置があげられ
る。これらは、図８に示すように２つのアンテナの給電
点同士を接続したものを中継器として用いており、電源
不要の受動型中継器を実現している。これにより、通信
距離を伸ばしたり、伝送信号の信頼性を向上させてい
る。但し、いずれも使用するアンテナの特性（利得等）
についての記述がない。As one means for solving this, it is conceivable to place a simple repeater between the base station and the terminal.
As such a conventional example, indoor wireless high-speed communication is not assumed, but the above-mentioned microwave communication system of JP-A-63-246040 and JP-A-2-171676.
An example is the communication distance extension device of the moving body identification device disclosed in Japanese Patent Publication No. These use, as shown in FIG. 8, the feed points of two antennas connected to each other as a repeater, thereby realizing a passive repeater that does not require a power supply. This extends the communication distance and improves the reliability of the transmission signal. However, the characteristics of each antenna (gain, etc.)
There is no description about.
【０００８】また、図８は、基地局と端末の間の通信距
離を伸ばすために、２つのアンテナの給電点同士を接続
した受動型の中継器の例である。中継器は基地局と端末
局を結ぶ直線の近傍に設置されている。伝送距離を伸ば
すのが目的であるから、中継器に用いるアンテナはある
程度の高指向性を要求されると考えられる。さらに、中
継器の２つのアンテナは各々基地局と端末局に対向して
いる必要がある。従って、この方式では端末が移動した
場合アンテナの向きも変える必要があり、端末の移動が
前提となる屋内での適用には難点がある。FIG. 8 shows an example of a passive type repeater in which the feeding points of two antennas are connected to each other in order to extend the communication distance between the base station and the terminal. The repeater is installed near the straight line connecting the base station and the terminal station. Since the purpose is to extend the transmission distance, it is considered that the antenna used for the repeater is required to have high directivity to some extent. Furthermore, the two antennas of the repeater must face the base station and the terminal station, respectively. Therefore, in this method, when the terminal moves, it is necessary to change the direction of the antenna, which is difficult to apply indoors when the terminal moves.
【０００９】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たもので、受動型中継器のアンテナに特定の指向性を持
たせることで屋内無線高速データ伝送に適した中継器を
提供すること、また、通信距離を伸ばして１つの基地局
当たりのサービス範囲を拡大し、基地局数を減らし、ネ
ットワーク全体のコストを減らすこと、さらに、基地局
からは壁等により影になって見えない領域にも中継によ
って良好なデータ伝送品質を得るようにしたマイクロ波
中継器を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a repeater suitable for indoor wireless high-speed data transmission by allowing the antenna of the passive repeater to have a specific directivity. In addition, the communication range is extended to expand the service range per base station, the number of base stations is reduced, the cost of the entire network is reduced, and the area where the base station cannot be seen due to a wall or the like Another object of the present invention is to provide a microwave repeater capable of obtaining good data transmission quality by repeating.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、（１）基地局との通信に用いられる高利
得のマイクロ波アンテナと、無線端末との通信に用いら
れる低利得のマイクロ波アンテナと、前記高利得のマイ
クロ波アンテナとの前記低利得のマイクロ波アンテナと
の給電部同士を接続する伝送線路とを有すること、或い
は、（２）請求項１における中継器を２つ用意して、一
方を往路に用い、他方を復路に用いたこと、更には、
（３）前記（２）において、２つの高利得アンテナの偏
波を互いに直交させる垂直偏波と水平偏波、又は左旋偏
波と右旋偏波とともに、２つの低利得アンテナの偏波を
互いに直交させたこと、更には、（４）前記（２）又は
（３）において、２つの伝送線路の途中に、アイソレー
タ（往路と復路で逆向きに配置）と伝送信号周波数帯域
に応じたフィルタを配置したこと、或いは、（５）送受
共用の高利得アンテナと低利得アンテナの双方にサーキ
ュレータを接続し、２つのサーキュレータ間を往路と復
路の伝送信号が通過できるように残りのポート間を伝送
線路で接続し、伝送信号周波数帯域に応じたフィルタを
配置したこと、更には、（６）前記（１）〜（５）のい
ずれかにおいて、前記低利得アンテナとしてマイクロス
トリップパッチアンテナを用い、高利得アンテナとして
マイクロストリップパッチアレイアンテナを用い、伝送
路として平面伝送路（マイクロストリップ線路、ストリ
ップ線路、コプレーナ線路、スロット線路等）を使用し
たこと、更には、（７）前記（１）〜（５）のいずれか
において、前記アンテナとしてホーンアンテナ（又はホ
ーンリフレクタアンテナ）を用い、伝送線路として導波
管又は誘電体線路を用いたこと、更には、（８）前記
（１）〜（５）のいずれかにおいて、前記高利得アンテ
ナとして八木アンテナやヘリカルアンテナを用い、低利
得アンテナとしてダイポールアンテナやモノポールアン
テナを用いたことを特徴としたものである。In order to solve the above problems, the present invention provides (1) a high gain microwave antenna used for communication with a base station and a low gain microwave antenna used for communication with a wireless terminal. Or a transmission line connecting the feeding parts of the high-gain microwave antenna and the low-gain microwave antenna to each other, or (2) the repeater according to claim 1. Prepared one and used one for the forward path and the other for the return path,
(3) In the above (2), the polarizations of the two low-gain antennas are mutually made together with the vertical polarization and the horizontal polarization or the left-handed polarization and the right-handed polarization which make the polarizations of the two high-gain antennas orthogonal to each other. Furthermore, (4) In (2) or (3) above, an isolator (arranged in opposite directions on the forward and backward paths) and a filter corresponding to the transmission signal frequency band are provided in the middle of the two transmission lines. Or (5) connect circulators to both high-gain antennas and low-gain antennas that are commonly used for transmission and reception, and transmit transmission lines between the two circulators so that the forward and backward transmission signals can pass between them. And connecting a filter according to the transmission signal frequency band, and (6) In any one of (1) to (5) above, a microstrip patcher is used as the low gain antenna. A tena is used, a microstrip patch array antenna is used as a high gain antenna, and a planar transmission line (microstrip line, strip line, coplanar line, slot line, etc.) is used as a transmission line, and (7) above ( In any one of 1) to 5), a horn antenna (or a horn reflector antenna) is used as the antenna, and a waveguide or a dielectric line is used as the transmission line, and further, (8) above (1) In any one of (5) to (5), a Yagi antenna or a helical antenna is used as the high gain antenna, and a dipole antenna or a monopole antenna is used as the low gain antenna.
【００１１】[0011]
【作用】前記構成を有する本発明のマイクロ波中継器
は、 （１）高利得のマイクロ波（ミリ波）アンテナと低利得
のマイクロ波（ミリ波）アンテナの給電部同士を伝送路
で接続した構造をしているので、基地局との間は鋭い指
向性を持ち、空間伝送損が小さく、中継器を用いない場
合よりずっと遠距離まで通信が可能である。 （２）往路と復路各々に専用の中継器を用意し、２つの
中継器を一体化したものなので、往復路間の相互干渉の
影響を低減できる。 （３）前記（２）の中継器において、２つの高利得アン
テナの偏波を互いに直交させることで、前記（２）の場
合以上に往復路間の相互干渉を有効に低減できる。According to the microwave repeater of the present invention having the above-mentioned structure, (1) the high-gain microwave (millimeter wave) antenna and the low-gain microwave (millimeter wave) antenna are connected to each other through a transmission line. Since it has a structure, it has a sharp directivity with the base station, has a small spatial transmission loss, and can communicate over a far distance as compared with the case where no repeater is used. (2) Since a dedicated repeater is prepared for each of the outward path and the return path and the two repeaters are integrated, the influence of mutual interference between the round trip paths can be reduced. (3) In the repeater of (2), by mutually orthogonalizing the polarized waves of the two high-gain antennas, the mutual interference between the round trip paths can be effectively reduced more than in the case of (2).
【００１２】（４）前記（２），（３）の中継器におい
て、２つの伝送線路の途中に、アイソレータ（往路と復
路で逆向きに配置）と必要に応じて伝送信号周波数帯域
に応じたフィルタを配置しているので、アイソレータを
入れることで、アンテナの不整合による往復路間の相互
干渉を低減できる。 （５）前記（４）の特徴を生かしながらアンテナの数を
減らしたものなので、往復路間の信号の相互干渉を低く
押えながら、アンテナの数を１つずつに減らすことが出
来、コストを下げられる。 （６）低利得アンテナとしてマイクロストリップパッチ
アンテナを用い、高利得アンテナとしてマイクロストリ
ップパッチアンテナを用い、伝送路として平面伝送路
（マイクロストリップ線路、ストリップ線路、コプレー
ナ線路、スロット線路等）を使用しているので、すべて
平面回路で出来ているため、プリント基板を製作する技
術で中継器を実現することが出来、非常に安価で、変形
自在な中継器を実現することが出来る。(4) In the repeater of the above (2) and (3), an isolator (opposite route and reverse route are arranged in the middle) of the two transmission lines and a transmission signal frequency band as required. Since the filter is arranged, by inserting the isolator, mutual interference between the round trip paths due to the mismatch of the antennas can be reduced. (5) Since the number of antennas is reduced while making use of the characteristics of (4) above, the number of antennas can be reduced to one by one while keeping the mutual interference of signals between round trips low, which reduces the cost. To be (6) Using a microstrip patch antenna as a low-gain antenna, a microstrip patch antenna as a high-gain antenna, and a planar transmission line (microstrip line, strip line, coplanar line, slot line, etc.) as a transmission line. Since it is made of a planar circuit, it is possible to realize a repeater with the technology of manufacturing a printed circuit board, and it is possible to realize a very inexpensive and deformable repeater.
【００１３】（７）アンテナとしてホーンアンテナ（又
はホーンリフレクタアンテナ）を用い、伝送線路として
導波管又は誘電体線路を用いているので、平面アンテナ
ではまだ難しいミリ波帯においても本発明を適用でき
る。 （８）高利得アンテナとしてヘリカルアンテナを用い、
低利得アンテナとしてモノポールアンテナを用い、伝送
線路としては同軸ケーブルを用いているので、非常に安
価な中継器を実現できる。(7) Since the horn antenna (or horn reflector antenna) is used as the antenna and the waveguide or the dielectric line is used as the transmission line, the present invention can be applied to the millimeter wave band which is still difficult for the planar antenna. . (8) A helical antenna is used as the high gain antenna,
Since a monopole antenna is used as the low gain antenna and a coaxial cable is used as the transmission line, a very inexpensive repeater can be realized.
【００１４】[0014]
【実施例】実施例について、図面を参照して以下に説明
する。図１は、本発明によるマイクロ波中継器の一実施
例（請求項１）を説明するための構成図で、図中、１は
基地局、２，３は高利得アンテナ、４は中継器、５は伝
送線路、６は低利得アンテナ、７ａ，７ｂはパーティシ
ョン、８ａ〜８ｃは端末、９ａ〜９ｃは低利得又は高利
得アンテナである。なお、以下の説明でマイクロ波とい
うのはミリ波も含んでいる。Embodiments will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram for explaining an embodiment (claim 1) of a microwave repeater according to the present invention, in which 1 is a base station, 2 and 3 are high gain antennas, 4 is a repeater, Reference numeral 5 is a transmission line, 6 is a low gain antenna, 7a and 7b are partitions, 8a to 8c are terminals, and 9a to 9c are low gain or high gain antennas. In addition, the microwave in the following description includes a millimeter wave.
【００１５】高利得のマイクロ波（ミリ波）アンテナ３
と低利得のマイクロ波（ミリ波）アンテナ６の給電部同
士を伝送路で接続したマイクロ波（ミリ波）中継器４を
設ける。なお、目安としては１０ｄＢｉ以下のアンテナ
を低利得アンテナ、それ以上の利得アンテナを高利得ア
ンテナと想定している。動作を説明すると、中継器４の
高利得アンテナ３は、高利得アンテナ２を備えた基地局
１との通信に用いる。基地局１と中継局４間は鋭い指向
性を持たせているので空間伝送損を小さくでき、中継器
４を用いない場合よりずっと遠距離まで通信が可能であ
る。また、中継局４と基地局１は固定されているからア
ンテナの向きを変える必要はない。High gain microwave (millimeter wave) antenna 3
And a microwave (millimeter wave) repeater 4 in which the feeding parts of the low gain microwave (millimeter wave) antenna 6 are connected by a transmission path. As a guide, it is assumed that an antenna of 10 dBi or less is a low gain antenna and a gain antenna of 10 dBi or more is a high gain antenna. To explain the operation, the high gain antenna 3 of the repeater 4 is used for communication with the base station 1 equipped with the high gain antenna 2. Since the base station 1 and the relay station 4 have sharp directivity, the spatial transmission loss can be reduced, and communication can be performed at a far distance as compared with the case where the relay device 4 is not used. Further, since the relay station 4 and the base station 1 are fixed, it is not necessary to change the direction of the antenna.
【００１６】一方、中継器４の低利得アンテナ６は、低
利得又は高利得のアンテナ９ａ〜９ｃを備えた無線端末
８ａ〜８Ｃとの通信に用いる。中継器４と端末８ａ〜８
ｃ間は指向性が鋭くないので、空間伝送損が大きく、中
継器４は出来るだけ端末８ａ〜８ｃのそばに置く必要が
ある。しかし、中継器側の指向性が緩いので端末との間
でアンテナを対向させる必要がなく、端末がある程度移
動しても支障なく通信が可能である。On the other hand, the low gain antenna 6 of the repeater 4 is used for communication with the wireless terminals 8a to 8C having the low gain or high gain antennas 9a to 9c. Repeater 4 and terminals 8a-8
Since the directivity is not sharp between c, the spatial transmission loss is large, and the repeater 4 needs to be placed as close to the terminals 8a to 8c as possible. However, since the directivity on the repeater side is loose, it is not necessary to face the antenna with the terminal, and communication is possible without any trouble even if the terminal moves to some extent.
【００１７】また、図１にあるように、基地局１と端末
８ａ〜８ｃを結ぶ線上に中継器４を置く必要はないの
で、直達波ではパーティション等の影に入って通信でき
ないような領域に対しても、この中継器を使用すること
により干渉の少ない通信ができるようになる。また、図
１にあるように、パーティションで区切られた領域の中
央の天井部に、基地局の代わりにこのような中継器を設
けることで、比較的安価に無線によるネットワークを構
築できる。Further, as shown in FIG. 1, since it is not necessary to place the repeater 4 on the line connecting the base station 1 and the terminals 8a to 8c, it is possible to communicate in an area where a direct wave enters the shadow of a partition or the like and cannot communicate. On the other hand, the use of this repeater enables communication with less interference. Further, as shown in FIG. 1, by providing such a repeater in place of the base station in the central ceiling part of the area divided by the partition, it is possible to construct a wireless network relatively inexpensively.
【００１８】図２は、本発明によるマイクロ波中継器の
他の実施例（請求項２，３）を説明するための構成図
で、３ａ，３ｂは高利得アンテナ、５ａ，５ｂは伝送線
路、６ａ，６ｂは低利得アンテナである。請求項２に記
載の発明は、往路と復路各々に専用の中継器を用意し、
２つの中継器を一体化したもので、往復路のアンテナ間
を空間的にある程度離すことにより、往復路間の相互干
渉の影響を低減している。FIG. 2 is a block diagram for explaining another embodiment (claims 2 and 3) of the microwave repeater according to the present invention. 3a and 3b are high gain antennas, 5a and 5b are transmission lines, and FIG. 6a and 6b are low gain antennas. In the invention according to claim 2, a dedicated repeater is provided for each of the outward path and the return path,
The two repeaters are integrated, and the influence of mutual interference between the round trip paths is reduced by spatially separating the antennas of the round trip path to some extent.
【００１９】請求項３に記載の発明は、図２に示した請
求項２の中継器において、２つの高利得アンテナの偏波
を互いに直交させたものである。偏波を直交させる方法
としては、直交する２つの直線偏波を用いる方法と、左
旋円偏波と右旋円偏波を用いる方法がある。往復路間の
偏波を直交させることで、請求項２の場合以上に往復路
間の相互干渉を有効に低減できる。According to a third aspect of the present invention, in the repeater according to the second aspect shown in FIG. 2, the polarized waves of the two high gain antennas are orthogonal to each other. As a method of making polarized waves orthogonal, there are a method of using two orthogonal linear polarized waves and a method of using left-handed circular polarization and right-handed circular polarization. By orthogonalizing the polarized waves between the round trips, mutual interference between the round trips can be effectively reduced more than in the case of claim 2.
【００２０】図３（ａ）,（ｂ）は、本発明によるマイ
クロ波中継器の更に他の実施例（請求項４）を説明する
ための構成図で、図３（ａ）はアイソレータを往路と復
路で逆向きに配置したもので、図３（ｂ）はフィルタを
配置したものである。図中、１０ａ，１０ｂはアイソレ
ータ、１１ａ，１１ｂ，１３ａ，１３ｂはアイソレー
タ、１２ａ，１２ｂはバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
で、その他、図２と同じ作用をする部分は同一の符号を
付している。FIGS. 3 (a) and 3 (b) are configuration diagrams for explaining still another embodiment (claim 4) of the microwave repeater according to the present invention. FIG. 3 (a) shows an isolator as a forward path. And the filter is arranged in the reverse direction on the return path, and FIG. 3B shows the filter arranged. In the figure, 10a and 10b are isolators, 11a, 11b, 13a and 13b are isolators, and 12a and 12b are bandpass filters (BPF).
In addition, the same reference numerals are given to other parts that have the same functions as those in FIG.
【００２１】請求項４に記載の中継器は、請求項２，３
の中継器において、２つの伝送線路の途中に各々、アイ
ソレータ（往路と復路で配向きに配置、図３（ａ））１
０ａ，１０ｂとさらに必要に応じて伝送信号周波数帯域
に応じたフィルタ１２ａ，１２ｂを配置（図３（ｂ））
したものである。動作を簡単に述べると、往路信号は、
図３（ａ）,（ｂ）の上側の高利得アンテナ３ａから入
り、アイソレータ（さらにフィルタ）を通って低利得ア
ンテナ６ａから拡散されて放射される。図３（ｂ）にお
いてアイソレータ１１ａ，１１ｂ，１３ａ，１３ｂがフ
ィルタ１２ａ，１２ｂの前後にあるのは、該フィルタ１
２ａ，１２ｂによる帯域外の不整合を軽減するためであ
る。The repeater according to claim 4 is the repeater according to claim 2,
In the repeater of FIG. 1, each of the isolators (arranged in the forward path and the backward path in an orientation, FIG.
0a, 10b and, if necessary, filters 12a, 12b corresponding to the transmission signal frequency band are arranged (FIG. 3 (b)).
It was done. To describe the operation briefly, the forward signal is
It enters from the high gain antenna 3a on the upper side of FIGS. 3A and 3B, passes through the isolator (further filter), and is diffused and radiated from the low gain antenna 6a. In FIG. 3 (b), the isolators 11a, 11b, 13a, 13b are located before and after the filters 12a, 12b.
This is to reduce the out-of-band mismatch due to 2a and 12b.
【００２２】一方、復路信号は、図３（ａ）,（ｂ）の
下側の低利得アンテナ６ｂから入り、往路と同様にアイ
ソレータ（さらにフィルタ）を通って高利得アンテナ３
ｂからスポットビーム状に基地局目がけて放射される。
アイソレータを入れることで、アンテナの不整合による
往復路間の相互干渉を低減できる。これは、単一周波ま
たは２周波による双方向中継をする場合に有効である。
また、２周波による双方向中継の場合は、往路と復路を
伝わる信号の周波数特性にあったフィルタを各伝送線路
の途中に入れることで、さらに往復路間の相互干渉を有
効に低減できる。On the other hand, the return path signal enters from the low gain antenna 6b on the lower side of FIGS. 3 (a) and 3 (b), passes through the isolator (further filter) in the same manner as in the outward path, and the high gain antenna 3 is supplied.
It is radiated as a spot beam from b toward the base station.
By inserting the isolator, mutual interference between the round trip paths due to the mismatch of the antennas can be reduced. This is effective for bidirectional relay using a single frequency or two frequencies.
Further, in the case of bidirectional relay using two frequencies, mutual interference between round trip paths can be further effectively reduced by inserting a filter suitable for the frequency characteristics of signals traveling on the outward path and the return path in the middle of each transmission line.
【００２３】図４（ａ）,（ｂ）は、本発明によるマイ
クロ波中継器の更に他の実施例（請求項５）を説明する
ための構成図で、図４（ｂ）は、図４（ａ）にフィルタ
を設けたものである。図中、１４ａ，１４ｂはサーキュ
レータで、その他、図３と同じ作用をする部分は同一の
符号を付してある。請求項５に記載の中継器は、請求項
４の中継器の特徴を生かしながらアンテナの数を減らし
たものである。送受共用の高利得アンテナ３と低利得ア
ンテナ６の双方のサーキュレータ１４ａ，１４ｂを接続
し、２つのサーキュレータ間を往路と復路の伝送信号が
通過できるように残りのポート間を伝送線路で接続し
（図４（ａ））、さらに必要に応じて伝送信号周波数帯
域に応じたフィルタ１２ａ，１２ｂを配置している（図
４（ｂ））。この方式では往復路間の信号の相互干渉を
低く押えながら、アンテナの数を１つずつに減らすこと
が出来る。4 (a) and 4 (b) are configuration diagrams for explaining still another embodiment (claim 5) of the microwave repeater according to the present invention, and FIG. 4 (b) is FIG. A filter is provided in (a). In the figure, 14a and 14b are circulators, and other parts having the same functions as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals. A repeater according to a fifth aspect of the present invention is the one in which the number of antennas is reduced while taking advantage of the features of the repeater of the fourth aspect. The circulators 14a and 14b of both the high-gain antenna 3 and the low-gain antenna 6 for both transmission and reception are connected, and the remaining ports are connected by a transmission line so that the forward and backward transmission signals can pass between the two circulators ( 4 (a)), and filters 12a and 12b corresponding to the transmission signal frequency band are arranged as needed (FIG. 4 (b)). In this method, the number of antennas can be reduced to one while suppressing the mutual interference of signals between the round trips.
【００２４】図５は、本発明によるマイクロ波中継器の
更に他の実施例（請求項６）を説明するための構成図
で、図中、１５はストリップラインベース、１６はパッ
チアレイアンテナ、１７はマイクロストリップ線路、１
８はパッチアンテナである。請求項６に記載の中継器
は、低利得アンテナとしてマイクロストリップパッチア
ンテナを用い、高利得アンテナとしてマイクロストリッ
プパッチアレイアンテナを用い、伝送路として平面伝送
路（マイクロストリップ線路、ストリップ線路、コプレ
ーナ線路、スロット線等等）を使用した中継器である。
すべて平面回路で出来ているため、プリント基板を製作
する技術で中継器を実現することが出来、非常に安価で
変形自在な中継器を実現することが出来る。FIG. 5 is a block diagram for explaining still another embodiment (claim 6) of the microwave repeater according to the present invention. In the figure, 15 is a stripline base, 16 is a patch array antenna, and 17 is a patch array antenna. Is a microstrip line, 1
8 is a patch antenna. The repeater according to claim 6 uses a microstrip patch antenna as the low gain antenna, uses a microstrip patch array antenna as the high gain antenna, and uses a planar transmission path (microstrip line, strip line, coplanar line, It is a repeater that uses slot lines, etc.).
Since it is made entirely of planar circuits, it is possible to realize a repeater with the technology of manufacturing a printed circuit board, and it is possible to realize a very inexpensive and flexible repeater.
【００２５】図６は、本発明によるマイクロ波中継器の
更に他の実施例（請求項７）を説明するための構成図
で、図中、１９はホーンアンテナである。請求項７に記
載の中継器は、導波管部品を用いた場合の実施例で、ア
ンテナとしてはホーンアンテナ（又はホーンリフレクタ
アンテナ）１９を用い、伝送線路として導波管又は誘電
体線路を用いた中継器で、平面アンテナではまだ難しい
ミリ波帯においても本発明を適用できる。FIG. 6 is a block diagram for explaining still another embodiment (claim 7) of the microwave repeater according to the present invention, in which 19 is a horn antenna. The repeater according to claim 7 is an embodiment in which a waveguide component is used, and a horn antenna (or a horn reflector antenna) 19 is used as an antenna, and a waveguide or a dielectric line is used as a transmission line. The present invention can be applied to the millimeter wave band, which is still difficult with a planar antenna.
【００２６】図７は、本発明によるマイクロ波中継器の
更に他の実施例（請求項８）を説明するための構成図
で、図中、２０ａはヘリカルアンテナ、２０ｂはλ／４
モノポールアンテナである。請求項８に記載の中継器
は、線状アンテナを用いた場合の実施例で、高利得アン
テナとしてヘリカルアンテナ２０ａを用い、低利得アン
テナとしてモノポールアンテナ２０ｂを用い、伝送線路
５として同軸ケーブルを用いた中継器である。これ以外
にも高利得アンテナとしては八木アンテナ等が考えられ
る。また、低利得アンテナとしてはほかにダイポールア
ンテナがあげられる。FIG. 7 is a block diagram for explaining still another embodiment (claim 8) of the microwave repeater according to the present invention, in which 20a is a helical antenna and 20b is λ / 4.
It is a monopole antenna. The repeater according to claim 8 is an embodiment in which a linear antenna is used, in which the helical antenna 20a is used as the high gain antenna, the monopole antenna 20b is used as the low gain antenna, and the coaxial cable is used as the transmission line 5. It is the repeater used. Besides this, a Yagi antenna or the like can be considered as a high gain antenna. Another example of the low gain antenna is a dipole antenna.
【００２７】[0027]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、以下のような効果がある。 （１）請求項１に対応する効果：請求項１の中継器は、
高利得のマイクロ波（ミリ波）アンテナと低利得のマイ
クロ波（ミリ波）アンテナの給電部同士を伝送路で接続
した構造をしているので、基地局との間は鋭い指向性を
持ち、空間伝送損が小さく、中継器を用いない場合より
ずっと遠距離まで通信が可能である。また、アンテナの
向きを変える必要がない。一方、端末との通信において
は、中継器と端末間は指向性が緩いので端末との間でア
ンテナを対向させる必要がなく、端末がある程度移動し
ても支障なく通信が可能である。また、基地局と端末を
結ぶ線上に中継器を置く必要はなく、直達波ではパーテ
ィション等の影に入って通信できないような領域に対し
ても干渉の少ない通信ができるようになる。 （２）請求項２に対応する効果：請求項２の中継器は往
路と復路各々に専用の中継器を用意し、２つの中継器を
一体化したものなので、往復路間の相互干渉の影響を低
減できる。 （３）請求項３に対応する効果：請求項３の中継器は、
請求項２の中継器において、２つの高利得アンテナの偏
波を互いに直交させることで、請求項２の場合以上に往
復路間の相互干渉を有効に低減できる。 （４）請求項４に対応する効果：請求項４の中継器は、
請求項２，３の中継器において、２つの伝送線路の途中
に各々、アイソレータ（往路と復路で逆向きに配置）と
さらに必要に応じて伝送信号周波数帯域に応じたフィル
タを配置しているので、アイソレータを入れることで、
アンテナの不整合による往復路間の相互干渉を低減でき
る。また、２周波による双方向中継の場合は、往路と復
路を伝わる信号の周波数特性にあったフィルタを各伝送
線路の途中に入れることでさらに往復路間の相互干渉を
有効に低減できる。 （５）請求項５に対応する効果：請求項５の中継器は、
請求項４の中継器の特徴を生かしながらアンテナの数を
減らしたものなので、往復路間の信号の相互干渉を低く
押えながら、アンテナの数を１つずつに減らすことが出
来、コストを下げられる。 （６）請求項６に対応する効果：請求項６の中継器は、
低利得アンテナとしてマイクロストリップパッチアンテ
ナを用い、高利得アンテナとしてマイクロストリップパ
ッチアンテナを用い、伝送路として平面伝送路（マイク
ロストリップ線路、ストリップ線路、コプレーナ線路、
スロット線路等）を使用しているので、すべて平面回路
で出来ているため、プリント基板を製作する技術で中継
器を実現することが出来、非常に安価で変形自在な中継
器を実現することが出来る。 （７）請求項７に対応する効果：請求項７の中継器はア
ンテナとしてホーンアンテナ（又はホーンリフレクタア
ンテナ）を用い、伝送線路として導波管又は誘電体線路
を用いているので、平面アンテナではまだ難しいミリ波
帯においても本発明を適用できる。 （８）請求項８に対応する効果：請求項８の中継器は高
利得アンテナとしてヘリカルアンテナを用い、低利得ア
ンテナとしてモノポールアンテナを用い、伝送線路とし
ては同軸ケーブルを用いているので、非常に安価な中継
器を実現できる。As is apparent from the above description, the present invention has the following effects. (1) Effect corresponding to claim 1: The repeater according to claim 1
Since it has a structure in which the power feeding parts of the high gain microwave (millimeter wave) antenna and the low gain microwave (millimeter wave) antenna are connected by a transmission line, it has a sharp directivity with the base station, Spatial transmission loss is small, and communication is possible over a far distance as compared with the case where no repeater is used. Also, there is no need to change the direction of the antenna. On the other hand, in the communication with the terminal, since the directivity between the repeater and the terminal is loose, it is not necessary to face the antenna with the terminal, and even if the terminal moves to some extent, the communication can be performed without any trouble. Further, it is not necessary to place a repeater on the line connecting the base station and the terminal, and it is possible to perform communication with less interference even in an area where direct waves do not allow communication due to the shadow of a partition or the like. (2) Effect corresponding to claim 2: Since the repeater of claim 2 has a dedicated repeater for each of the forward path and the return path and two relays are integrated, the influence of mutual interference between the round trip paths. Can be reduced. (3) Effect corresponding to claim 3: The repeater according to claim 3
In the repeater according to the second aspect, by making the polarized waves of the two high-gain antennas orthogonal to each other, mutual interference between the round trip paths can be effectively reduced more than in the case of the second aspect. (4) Effect corresponding to claim 4: The repeater according to claim 4
In the repeater according to claims 2 and 3, since an isolator (arranged in opposite directions on the forward path and the reverse path) and a filter according to the transmission signal frequency band are arranged in the middle of the two transmission lines, respectively. By inserting an isolator,
Mutual interference between round trips due to antenna mismatch can be reduced. Also, in the case of bidirectional relay using two frequencies, mutual interference between the round trip paths can be further effectively reduced by inserting a filter suitable for the frequency characteristics of the signals transmitted on the forward path and the backward path in the middle of each transmission line. (5) Effect corresponding to claim 5: The repeater according to claim 5
Since the number of antennas is reduced while making the most of the features of the repeater of claim 4, the number of antennas can be reduced to one by one while keeping the mutual interference of signals between the round trip paths low, thereby reducing the cost. . (6) Effect corresponding to claim 6: The repeater according to claim 6
A microstrip patch antenna is used as a low gain antenna, a microstrip patch antenna is used as a high gain antenna, and a planar transmission line (microstrip line, strip line, coplanar line,
Since it uses slot lines, etc., it is made entirely of planar circuits, so it is possible to realize a repeater with the technology of manufacturing printed circuit boards, and it is possible to realize a very inexpensive and deformable repeater. I can. (7) Effect corresponding to claim 7: Since the repeater of claim 7 uses the horn antenna (or horn reflector antenna) as the antenna and the waveguide or the dielectric line as the transmission line, The present invention can be applied to the still difficult millimeter wave band. (8) Effect corresponding to claim 8: The repeater according to claim 8 uses the helical antenna as the high gain antenna, the monopole antenna as the low gain antenna, and the coaxial cable as the transmission line. An inexpensive repeater can be realized.
【図１】 本発明によるマイクロ波中継器の一実施例を
説明するための構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an embodiment of a microwave repeater according to the present invention.
【図２】 本発明によるマイクロ波中継器の他の実施例
を説明するための構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram for explaining another embodiment of the microwave repeater according to the present invention.
【図３】 本発明によるマイクロ波中継器の更に他の実
施例を説明するための構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram for explaining still another embodiment of the microwave repeater according to the present invention.
【図４】 本発明によるマイクロ波中継器の更に他の実
施例を説明するための構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram for explaining still another embodiment of the microwave repeater according to the present invention.
【図５】 本発明によるマイクロ波中継器の更に他の実
施例を説明するための構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram for explaining still another embodiment of the microwave repeater according to the present invention.
【図６】 本発明によるマイクロ波中継器の更に他の実
施例を説明するための構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram for explaining still another embodiment of the microwave repeater according to the present invention.
【図７】 本発明によるマイクロ波中継器の更に他の実
施例を説明するための構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram for explaining still another embodiment of the microwave repeater according to the present invention.
【図８】 従来のマイクロ波通信方式を説明するための
構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram for explaining a conventional microwave communication system.
１…基地局、２，３…高利得アンテナ、３ａ，３ｂ…高
利得アンテナ、４…中継器、５…伝送線路、５ａ，５ｂ
…伝送線路、６…低利得アンテナ、６ａ，６ｂ…低利得
アンテナ、７ａ，７ｂ…パーティション、８ａ〜８ｃ…
端末、９ａ〜９ｃ…低利得又は高利得アンテナ、１０
ａ，１０ｂ…アイソレータ、１１ａ，１１ｂ，１３ａ，
１３ｂ…アイソレータ、１２ａ，１２ｂ…バンドパスフ
ィルタ、１４ａ，１４ｂ…アイソレータ、１５…ストリ
ップラインベース、１６…パッチアレイアンテナ、１７
…マイクロストリップ線路、１８…パッチアンテナ、１
９…ホーンアンテナ、２０ａ…ヘリカルアンテナ、２０
ｂ…λ／４モノポールアンテナ。1 ... Base station, 2, 3 ... High gain antenna, 3a, 3b ... High gain antenna, 4 ... Repeater, 5 ... Transmission line, 5a, 5b
... transmission line, 6 ... low gain antenna, 6a, 6b ... low gain antenna, 7a, 7b ... partition, 8a-8c ...
Terminals 9a to 9c ... Low gain or high gain antenna, 10
a, 10b ... Isolator, 11a, 11b, 13a,
13b ... Isolator, 12a, 12b ... Band pass filter, 14a, 14b ... Isolator, 15 ... Stripline base, 16 ... Patch array antenna, 17
… Microstrip line, 18… Patch antenna, 1
9 ... Horn antenna, 20a ... Helical antenna, 20
b ... λ / 4 monopole antenna.
Claims (8)
イクロ波アンテナと、無線端末との通信に用いられる低
利得のマイクロ波アンテナと、前記高利得のマイクロ波
アンテナとの前記低利得のマイクロ波アンテナとの給電
部同士を接続する伝送線路とを有することを特徴とする
マイクロ波中継器。1. A high gain microwave antenna used for communication with a base station, a low gain microwave antenna used for communication with a wireless terminal, and the low gain microwave antenna for use with the high gain microwave antenna. A microwave repeater, comprising: a microwave antenna; and a transmission line that connects power feeding portions to each other.
て、一方を往路に用い、他方を復路に用いたことを特徴
とするマイクロ波中継器。2. A microwave repeater, characterized in that two repeaters according to claim 1 are prepared, one of which is used for a forward path and the other of which is used for a return path.
交させる垂直偏波と水平偏波、又は左旋偏波と右旋偏波
とともに、２つの低利得アンテナの偏波を互いに直交さ
せたことを特徴とする請求項２記載のマイクロ波中継
器。3. A vertical polarization and a horizontal polarization that make the polarizations of the two high-gain antennas orthogonal to each other, or a left-handed polarization and a right-handed polarization, and the polarizations of the two low-gain antennas make them orthogonal to each other. The microwave repeater according to claim 2, wherein
と伝送信号周波数帯域に応じたフィルタを配置したこと
を特徴とする請求項２又は３記載のマイクロ波中継器。4. The microwave repeater according to claim 2, wherein an isolator and a filter corresponding to a transmission signal frequency band are arranged in the middle of the two transmission lines.
テナの双方にサーキュレータを接続し、２つのサーキュ
レータ間を往路と復路の伝送信号が通過できるように残
りのポート間を伝送線路で接続し、伝送信号周波数帯域
に応じたフィルタを配置したことを特徴とするマイクロ
波中継器。5. A circulator is connected to both a high-gain antenna and a low-gain antenna commonly used for transmission and reception, and a transmission line is connected between the two circulators so as to allow a forward and backward transmission signal to pass therethrough, A microwave repeater having a filter arranged according to a transmission signal frequency band.
リップパッチアンテナを用い、高利得アンテナとしてマ
イクロストリップパッチアレイアンテナを用い、伝送路
として平面伝送路を使用したことを特徴とする請求項１
〜５いずれか１項に記載のマイクロ波中継器。6. The microstrip patch antenna is used as the low gain antenna, the microstrip patch array antenna is used as the high gain antenna, and the planar transmission line is used as the transmission line.
[5] The microwave repeater according to any one of [5] to [5].
い、伝送線路として導波管又は誘電体線路を用いたこと
を特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載のマイク
ロ波中継器。7. The microwave repeater according to claim 1, wherein a horn antenna is used as the antenna, and a waveguide or a dielectric line is used as the transmission line.
やヘリカルアンテナを用い、低利得アンテナとしてダイ
ポールアンテナやモノポールアンテナを用いたことを特
徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載のマイクロ波
中継器。8. The microwave according to claim 1, wherein a Yagi antenna or a helical antenna is used as the high gain antenna, and a dipole antenna or a monopole antenna is used as the low gain antenna. Repeater.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP21913694A JP3281193B2 (en) | 1994-09-13 | 1994-09-13 | Microwave repeater |
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| JPH0884106A true JPH0884106A (en) | 1996-03-26 |
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