JPH09219606A - 送受共用器 - Google Patents

送受共用器

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JPH09219606A
JPH09219606A JP2655096A JP2655096A JPH09219606A JP H09219606 A JPH09219606 A JP H09219606A JP 2655096 A JP2655096 A JP 2655096A JP 2655096 A JP2655096 A JP 2655096A JP H09219606 A JPH09219606 A JP H09219606A
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JP
Japan
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distortion signal
intermodulation distortion
transmission
reception
filter
Prior art date
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Pending
Application number
JP2655096A
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English (en)
Inventor
Jun Hattori
準 服部
Hiroyuki Kubo
浩行 久保
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 送信フィルタに2波以上の送信波が入力され
て生じる相互変調歪信号が受信フィルタに入力されるこ
とによる相互変調妨害を抑圧して、受信レベルの悪化を
改善した送受共用器を提供する。 【解決手段】 送信信号を出力する信号出力部に相互変
調歪信号生成部5を設け、送信フィルタ部内の相互変調
歪信号発生部と相互変調歪信号生成部5の非線形性部材
との距離が(2n−1)/4波長(n:1,2,3 …) となる
ようにする。これにより送信フィルタ部内の相互変調歪
信号発生部で発生された相互変調歪信号と相互変調歪信
号生成部5で生成された相互変調歪信号とが受信フィル
タの入力部において打ち消される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、送信フィルタと
受信フィルタを備えるアンテナ共用器などの送受共用器
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、例えば移動体通信システムに
おける基地局には、高誘電率セラミック誘電体を用いた
帯域通過フィルタによる送信フィルタと受信フィルタが
一体化されたアンテナ共用器が設置されている。
【0003】ここで従来のアンテナ共用器の構成を図7
に示す。図7において(A)は上部カバーを取り外した
状態における上面図、(B)は同じく上部カバーを取り
外した状態での左側面図である。図7において39は底
面板であり、その上部に30a〜30fで示す6つの誘
電体共振器を配置している。これらのうち誘電体共振器
30d〜30fは、それぞれ角柱状の誘電体柱を交差さ
せた形状からなる複合誘電体柱を内部に備えるTM2重
モード誘電体共振器であり、この3つの誘電体共振器3
0d〜30fによって6段の帯域通過特性を有する受信
フィルタを構成している。また誘電体共振器30a,3
0cはそれぞれ1つの角柱状誘電体柱を内部に備えたT
Mモード誘電体共振器、30bは30d〜30fと同様
の構成から成るTM2重モード誘電体共振器であり、こ
の3つの共振器30a〜30cによって4段の帯域通過
特性を有する送信フィルタを構成している。前面板37
にはTXコネクタ11とRXコネクタ12を取り付けて
いて、それぞれの中心導体と前面板37との間に、誘電
体共振器30a,30fと結合する結合ループ31,3
2をそれぞれ設けている。また後面板38にはANTコ
ネクタ13を取り付けていて、その中心導体と後面板3
8との間に、誘電体共振器30c,30dとそれぞれ結
合する結合ループ33,34を設けている。また後面板
38とANTコネクタ13の中心導体との間には位相調
整用ループ35,36をそれぞれ設けている。尚、図7
では省略しているが、誘電体共振器30dと30eとの
間および30eと30fとの間には、複合誘電体柱によ
り生じる2重モードの共振モードのうち所定方向のモー
ドで隣接する誘電体共振器間を結合させるための結合窓
を設けている。また、隣接する誘電体共振器の外導体同
士をシールド板で接続している。
【0004】以上のようにして、TXコネクタ11から
入力された信号は誘電体共振器30a〜30cによる送
信フィルタによって送信周波数帯域のみが通過してAN
Tコネクタ13を介してアンテナ側へ出力される。また
ANTコネクタ13から入力されたアンテナからの受信
信号は誘電体共振器30d〜30fから成る受信フィル
タによって受信周波数帯域のみが通過してRXコネクタ
12から受信機へ出力される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このようなアンテナ共
用器はセルラー方式の移動体通信システムにおける基地
局に設けられる場合、送信周波数は例えば16波存在す
るが、同時に2波以上の送信信号が入力された場合、ア
ンテナ共用器を構成している各部の非線形性により送信
信号が歪んで相互変調積が生じ、その周波数が受信周波
数帯域に入ると相互変調妨害となって受信レベルの悪化
などの障害を引き起こす。例えば送信波としてf1 とf
2 の2波が入力された場合、その3次相互変調積として
(2f1 −f2 ),(2f2 −f1 )が発生し、また例
えばf1 ,f2 ,f3 の3波が入力された場合、(f1
+f2 −f3 ),(f1 +f3 −f2 ),(f2 +f3
−f1 )等が発生する。
【0006】ここで、送信波と相互変調積との関係を図
8に示す。図8においてTXは送信周波数帯域、RTは
受信周波数帯域であり、f1 ,f2 ,f3 ・・・f16は
送信波、(3f1 −2f2 ),(2f1 −f2 ),(2
f2 −f1 )は上記相互変調積による歪み信号(以下
「相互変調歪信号」という。)である。このような相互
変調歪信号の周波数が受信周波数帯域内の使用周波数に
重なると相互変調妨害が生じることになる。そこで、従
来より受信周波数帯域内の使用チャンネルに妨害信号が
発生しても、実用上差し支えないレベルとなるように、
回路およびシステムが設計されている。しかし、セルの
縮小化に伴って移動局側送信電力が低電力化されたり、
基地局からの同時送信される送信波の数が増せば、上記
相互変調妨害に対する対策は今後更に重要となる。
【0007】図7に示した例では、特に結合ループ3
1,33および位相調整用ループ35の導電体材料の非
線形性によって、これらのループに結合した信号が歪
み、相互変調歪信号が発生する。これらのうち送信フィ
ルタの入力側で発生した受信周波数帯域に入る相互変調
歪信号は送信フィルタによって減衰されるため、ほとん
ど問題とはならないが、例えば図7における結合ループ
33や位相調整用ループ35によって生じた相互変調歪
信号は受信フィルタ側の結合ループ34または位相調整
用ループ36を介して受信フィルタ側へ入力され、受信
フィルタを通過して受信機側へ与えられることになる。
【0008】上述の例ではアンテナ共用器として用いる
場合について述べたが、上記相互変調妨害は、送信信号
を例えばケーブルへ出力する装置等、送受共用器に共通
する問題である。
【0009】この発明の目的は、上記相互変調妨害を抑
圧して、受信レベルの悪化等を改善した送受共用器を提
供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明は、送信フィル
タ部で発生されて受信フィルタ部へ入力される相互変調
歪信号による影響を回避するために、請求項1に記載の
通り、送信フィルタ部から出力された2波以上の送信信
号を非線形で合成し、前記相互変調歪信号発生部で発生
されて前記受信フィルタ部へ入力される相互変調歪信号
と略同一電力の相互変調歪信号を生成して前記受信フィ
ルタ部へ与える相互変調歪信号生成部を、前記相互変調
歪信号発生部から前記信号出力部側に(2n−1)/4
波長(n:1,2,3 …) 離れた位置に設ける。
【0011】上記相互変調歪信号生成部としては、請求
項2に記載の通り、非線形性部材を装荷した伝送線路で
構成するか、請求項3に記載の通り、非線形性部材から
なる伝送線路で構成する。
【0012】ここで、請求項1〜3に係る送受共用器の
構成例を図1に示す。図1において1は送信フィルタ部
と受信フィルタ部を一体化したアンテナフィルタであ
り、その信号出力部に、非線形性部材を装荷した相互変
調歪信号生成部5を設けている。アンテナ7からの受信
信号は相互変調歪信号生成部5を通って受信フィルタ部
へ入力される。送信フィルタ部に入力された2波以上の
送信信号は送信フィルタ部および相互変調歪信号生成部
5を通ってアンテナ7へ給電されるが、2波以上の送信
信号が送信フィルタ部を通過する際、送信フィルタ部に
含まれる非線形性の構成部材が相互変調歪信号発生部と
なり、これにより発生された相互変調歪信号が受信フィ
ルタ部へ入力される。一方、送信フィルタ部から相互変
調歪信号生成部5へ与えられた送信信号は、この相互変
調歪信号生成部5に装荷されている非線形性部材によっ
て相互変調歪信号を生成し、反射信号として受信フィル
タ部へ入力される。このような構成で、送信フィルタ部
内の相互変調歪信号発生部から相互変調歪信号生成部5
の非線形性部材までの距離は(2n−1)/4波長(n:
1,2,3 …)であるため、送信フィルタ部内の相互変調歪
信号発生部と相互変調歪信号生成部5の非線形性部材ま
での電気長は90°、往復で180°となる。送信フィ
ルタ部内の相互変調歪信号発生部の位置は送信フィルタ
部の出力部すなわち受信フィルタの入力部の位置でもあ
るので、送信フィルタ部内の相互変調歪信号発生部で発
生された相互変調歪信号と相互変調歪信号生成部で生成
された相互変調歪信号とは受信フィルタの入力部へ逆位
相の関係で入力されることになる。また、相互変調歪信
号生成部で生成される相互変調歪信号の電力は送信フィ
ルタ部内の相互変調歪信号発生部で発生される相互変調
歪信号の電力とほぼ等しい。従って、受信フィルタの入
力部では両相互変調歪信号が打ち消される。これにより
相互変調妨害が抑制されることになる。
【0013】図2は、請求項1〜3に係る送受共用器の
他の構成例を示す図であり、図2に示すように、相互変
調歪信号生成部5には複数箇所に非線形性部材を設けて
いて、それぞれの非線形性部材の位置で相互変調歪信号
を生成するとともに受信フィルタ部へ反射させる。この
例では、送信フィルタ部内の複数箇所に相互変調歪信号
を発生する箇所(相互変調歪信号発生部)が存在し、そ
れぞれの相互変調歪信号発生部と相互変調歪信号生成部
5内の非線形性部材との間の電気長を90°、往復で1
80°としている。これにより送信フィルタ部内で発生
されたそれぞれの相互変調歪信号が受信フィルタの入力
部においてそれぞれ打ち消されて相互変調妨害が抑制さ
れる。
【0014】
【発明の実施の形態】この発明の第1の実施形態に係る
アンテナ共用器の構成を図3および図4を基に説明す
る。
【0015】図3はアンテナ共用器の平面図である。図
3において1は送信フィルタと受信フィルタを一体化し
たアンテナフィルタであり、送信機からの送信信号を入
力するTXコネクタ11、受信機へ受信信号を出力する
RXコネクタ12およびアンテナ側へ送信信号を出力
し、アンテナ側から受信信号を入力するANTコネクタ
13を設けている。このアンテナフィルタ1の内部構造
は図7に示したものと同様である。従って、アンテナフ
ィルタ1内の送信フィルタ部の出力部で、問題となる相
互変調歪信号が発生する。また、図3において20は相
互変調歪信号生成器であり、ANTコネクタ13にその
一端を接続し、他端にアンテナに対するコネクタ16を
取り付けている。
【0016】図4は、図3に示した相互変調歪信号生成
器20のケーブル部分の異なった3つの構成例を示す断
面図である。(A)において21は外導体、22は内導
体(中心導体)、23は外導体21と内導体22間に介
在する絶縁体であり、これによりいわゆるセミリジッド
同軸ケーブルを構成している。ただし、一般のセミリジ
ッド同軸ケーブルとは異なり、内導体22の途中にF
e,Niなどの強磁性体金属などの非線形性材料からな
る非線形性部材24を挿入している。(B)に示す例で
は、外導体21と内導体22との間に絶縁体23を介在
させて同軸ケーブルを構成するが、絶縁体部分の途中に
フェライトなどの電気絶縁性磁性体材料などからなる非
線形性部材24を設けている。(C)に示す例では、外
導体21と内導体22の間に絶縁体23を介在させて同
軸ケーブルを構成するとともに、その所定箇所の径を小
さくして非線形性部25を設けている。発生される相互
変調歪信号の電力は電流密度の6乗にほぼ比例するた
め、このように内導体22の径を小さくすることによっ
て、その部分の電流密度が増大し、例えばCuなどの非
磁性体金属材料を用いても、その部分が非線形性部材と
して作用する。なお、非線形性部25の内導体22の径
を小さくすることにともない、インピーダンスマッチン
グをとるために、その部分の外導体21の径も小さくし
ている。
【0017】このような構成で、送信フィルタ部内の相
互変調歪信号発生部と相互変調歪信号生成部20の非線
形性を示す箇所までの距離を(2n−1)/4波長(n:
1,2,3 …)の関係とし、送信フィルタ部内の相互変調歪
信号発生部と相互変調歪信号生成器20の非線形性部材
までの電気長が90°、往復で180°となるように、
非線形性を示す箇所を配置する。前述したように、送信
フィルタ部内の相互変調歪信号発生部の位置は送信フィ
ルタ部の出力部すなわち受信フィルタの入力部の位置で
もあるので、送信フィルタ部内の相互変調歪信号発生部
で発生された相互変調歪信号と相互変調歪信号生成部で
生成された相互変調歪信号とは受信フィルタの入力部へ
逆位相の関係で入力されることになる。また、その非線
形性を示す箇所で生成される相互変調歪信号の電力が送
信フィルタ部内の相互変調歪信号発生部で発生される相
互変調歪信号の電力とほぼ等しくなるように、図4
(A),(B)に示した非線形性部材24の材質、形
状、寸法、または(C)に示した非線形性部25の形状
および寸法を設定する。これにより、受信フィルタの入
力部で両相互変調歪信号が打ち消され、相互変調妨害が
抑制される。
【0018】次に、この発明の第2の実施形態に係るア
ンテナ共用器の構成を図5および図6を基に説明する。
【0019】図5はアンテナ共用器の平面図である。図
5において1は送信フィルタと受信フィルタを一体化し
たアンテナフィルタであり、送信機からの送信信号を入
力するTXコネクタ11、受信機へ受信信号を出力する
RXコネクタ12およびアンテナ側へ送信信号を出力
し、アンテナ側から受信信号を入力するANTコネクタ
13を設けている。このアンテナフィルタ1の内部構造
は図7に示したものと同様である。図3に示した例では
ケーブルタイプの相互変調歪信号生成器を設けたのに対
し、この図5に示す例では、コネクタタイプの相互変調
歪生成器20を設けている。すなわち相互変調歪信号生
成器20は、その一端にANTコネクタ13に接続する
接続部を備え、他端にアンテナに対するコネクタ16を
設けている。
【0020】図6は、図5に示した相互変調歪信号生成
器20内部の異なった3つの構成例を示す断面図であ
る。(A)において21は外導体、22は内導体、23
は外導体21と内導体22間に介在する絶縁体であり、
これにより同軸線路を構成している。ただし、内導体2
2の途中の複数の所定箇所にFe,Niなどの強磁性体
材料などの非線形性材料からなる非線形性部材24を挿
入している。(B)に示す例では、外導体21と内導体
22との間に絶縁体23を介在させて同軸線路を構成す
るが、絶縁体部分の途中の複数の所定箇所にフェライト
などの電気絶縁性磁性体材料などからなる非線形性部材
24を設けている。(C)に示す例では、外導体21と
内導体22の間に絶縁体23を介在させて同軸線路を構
成するとともに、複数の所定箇所の径を小さくして非線
形性部25を設けている。非線形性を示す箇所(相互変
調歪信号発生部)が送信フィルタ部内の複数箇所に存在
する場合、それぞれの相互変調歪信号発生部からの電気
長が90°、往復で180°となる位置に、上記非線形
性を示す箇所を設ける。また、その非線形性を示す箇所
で生成される相互変調歪信号の電力が送信フィルタ部内
の相互変調歪信号発生部で発生される相互変調歪信号の
電力とほぼ等しくなるように、図6(A),(B)に示
した非線形性部材24の材質、形状、寸法、または
(C)に示した非線形性部25の形状および寸法を設定
する。これにより、受信フィルタの入力部で両相互変調
歪信号が打ち消され、相互変調妨害が抑制される。
【0021】
【発明の効果】請求項1〜3に記載の発明によれば、2
波以上の送信信号が送信フィルタを通過する際、その構
成部材の非線形性により相互変調歪信号が発生し、これ
が受信フィルタへ入力されるとともに、信号出力部側に
設けられている相互変調歪信号生成部で相互変調歪信号
が生成され、これが受信フィルタに入力されるが、送信
フィルタ部の相互変調歪信号発生部と信号出力部側の相
互変調歪信号生成部とは(2n−1)/4波長(n:1,2,
3 …)離れているため、その往復の電気長は180°と
なり、送信フィルタ部で発生される相互変調歪信号と信
号出力部側の相互変調歪信号生成部で生成される相互変
調歪信号とは受信フィルタの入力部において相殺され
て、相互変調妨害が抑制される。
【0022】請求項2および請求項3に記載の発明によ
れば、非線形性部材を装荷した伝送線路または非線形性
部材からなる伝送線路を送信信号を出力する信号出力部
側に設けるだけでよいため、全体の構成が簡略化され
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 請求項1〜3に係る送受共用器の構成例を示
す図である。
【図2】 請求項1〜3に係る送受共用器の他の構成例
を示す図である。
【図3】 第1の実施形態に係るアンテナ共用器の概略
平面図である。
【図4】 図3における相互変調歪信号生成部のケーブ
ル部分の断面図である。
【図5】 第2の実施形態に係るアンテナ共用器の概略
平面図である。
【図6】 図5における相互変調歪信号生成部の断面図
である。
【図7】 従来のアンテナ共用器および第1・第2の実
施形態に係るアンテナフィルタの構成を示す図である。
【図8】 複数の送信波と相互変調歪信号との関係を示
す図である。
【符号の説明】
1−アンテナフィルタ 5−相互変調歪信号生成部 7−アンテナ 11−TXコネクタ 12−RXコネクタ 13−ANTコネクタ 16−出力コネクタ 20−相互変調歪信号生成器 21−外導体 22−内導体 23−絶縁体 24−非線形性部材 25−非線形性部 30a〜30f−誘電体共振器 31〜34−結合ループ 35,36−位相調整用ループ 37−前面板 38−後面板 39−底面板

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力された2波以上の送信信号を非線形
    で合成して相互変調歪信号を発生し信号出力部へ出力す
    る相互変調歪信号発生部を出力部に有する送信フィルタ
    部と、前記信号出力部から受信信号を入力する受信フィ
    ルタ部とを備えた送受共用器において、 前記送信フィルタ部から出力された2波以上の送信信号
    を非線形で合成し、前記相互変調歪信号発生部で発生さ
    れて前記受信フィルタ部へ入力される相互変調歪信号と
    略同一電力の相互変調歪信号を生成して前記受信フィル
    タ部へ与える相互変調歪信号生成部を、前記相互変調歪
    信号発生部から前記信号出力部側に(2n−1)/4波
    長(n:1,2,3 …) 離れた位置に設けたことを特徴とする
    送受共用器。
  2. 【請求項2】 前記相互変調歪信号生成部を、非線形性
    部材を装荷した伝送線路で構成した請求項1に記載の送
    受共用器。
  3. 【請求項3】 前記相互変調歪信号生成部を、非線形性
    部材からなる伝送線路で構成した請求項1に記載の送受
    共用器。
JP2655096A 1996-02-14 1996-02-14 送受共用器 Pending JPH09219606A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001086026A (ja) * 1999-09-14 2001-03-30 Sony Corp アンテナ切り換え回路及びそれを用いた通信装置

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JP2001086026A (ja) * 1999-09-14 2001-03-30 Sony Corp アンテナ切り換え回路及びそれを用いた通信装置

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