JPH11289291A

JPH11289291A - ブースタ装置

Info

Publication number: JPH11289291A
Application number: JP10414698A
Authority: JP
Inventors: Tomio Soga; 登美雄曽我
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 1999-10-19

Abstract

(57)【要約】【課題】多回線でＰＨＳを主とし、単一周波数使用のト
ランシーバ等の中継装置としても応用できるもので、現
段階では、本機から２０ｍ〜３０ｍ以内を通信エリアと
する。【解決手段】アンテナ１は、受信信号Ｆ_Rを受信し、送
信信号Ｆ_Tを送信する。Ｆ_RとＦ_Tの周波数は同じで、
位相が９０度異なる。サーキュレータ３は、受信信号
を、第１の抽出手段４に出力する。検出手段６は、受信
信号のレベルを検出する。可変増幅器７は受信信号を増
幅し、制御手段８はその検出レベルに応じて可変増幅器
７の増幅度を可変する。増幅された受信信号は、送信信
号としてサーキュレータ３の送信側に入力され、アンテ
ナ１から送信される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動体通信、特に
ＰＨＳにおいて電波の微弱なエリアの信号の送受信の条
件を改善するためのブースタ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在ＰＨＳ（ＰｅｒｓｏｎａｌＨａｎ
ｄｙｐｈｏｎｅＳｙｓｔｅｍ）の基地局も増加し、サ
ービスエリアも拡大している。しかし、ビルの影、車
中、屋内、地下街等での通話品質は極度に低下する。ま
た、郊外での家屋内、地下に至っては、ほとんど通話エ
リア外となっている。

【０００３】ブースタ装置は上記のような通話エリア外
でのサービスを簡易に行うためのものである。この基本
的な機能は、基地局からの下り信号を直接増幅し再放射
し、移動局（ＰＨＳ）からの上り信号を直接増幅して基
地局に再放射することである。

【０００４】また、図７に示す携帯電話用のブースタ装
置が開示されている（ＷＯ９７／１５９９１）。このブ
ースタ装置は、受信アンテナ部３４と、キャリア合成部
３１と、送信部３２と、送信アンテナ部３５と、パラメ
ータ制御部３３とから構成されている。キャリア合成部
３１はキャンセル用信号にキャンセルパラメータｗ(t)
を乗算してレプリカ信号を生成する。レプリカ信号と受
信信号ｙ(t) とを無線周波帯等で合成する。その合成信
号よりベースバンド合成信号ｙ_c(t) を得、送信部３２
はそのベースバンド合成信号の復調処理を行って復調さ
れた信号を用いて送信信号ｕ(t) とキャンセル用信号ｕ
(t) とを生成する。パラメータ制御部３３は、ベースバ
ンド合成信号とキャンセル用信号とから、ベースバンド
合成信号のパワーが小さくなるようにキャンセルパラメ
ータを決定し、そのキャンセルパラメータをキャリア合
成部３１に与える。つまり、廻り込みを防止するため
に、演算処理を行い、アンテナは、受信用と送信用の２
本用いている。

【０００５】ＰＨＳでは１回線型のブースタ装置が知ら
れている。そのＰＨＳ用のブースタ装置は、ＰＨＳ端末
（移動局）と同様に、アンテナから受信信号を復調し、
ＴＤＭを組み直して再度変調器を通して、同じアンテナ
から再送信するものである。その、ブースタ装置の動作
概要図を図８に、動作タイムスロットを図９に示す。ブ
ースタ装置は、Ｂ波を受信し、ベースバンド内で１を２
に、２を１へ入替え、Ａ波として送信する。ＰＨＳ端末
（ＰＳ）には、基地局（ＣＳ）と直接、信号の送受信を
行う通常モードと、中継装置（ＲＥＰ）を介して、信号
の送受信を行う中継モードとを自動的に切り換える機能
が有る。

【０００６】ここで、Ａ波とは、ＲＥＰが送信時のＴＤ
Ｍ波であり、スロット１はＣＳへ、スロット２はＰＳへ
のデータが乗っている。Ｂ波とは、ＲＥＰが受信時のＴ
ＤＭ波であり、スロット１はＣＳへ、スロット２はＰＳ
へのデータを乗っている。また、ＴＤＭ波とは、時分割
多重（ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌ
ｅ）の波である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、携帯電
話用のブースタ装置は、２本のアンテナ間の結合損失を
大きくするために大がかりな構成となる。さらに、携帯
電話等の中継局は、通信業者によって、整備されるもの
であり、ＰＨＳ用には高価すぎて向かない。また、従来
のＰＨＳの１回線型中継器は、回路構成が大きくなり、
しかも中継のため２回線使用する。その結果、３回線基
地局ではあと１回線しか収容できない。つまり、回線数
有効利用の点から、改善の余地がある。

【０００８】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、多回線でＰＨＳを主とし、単一周波数使用
のトランシーバ等の中継装置としても応用できるもの
で、現段階では、本機から２０ｍ〜３０ｍ以内を通信エ
リアとし、かつ安価なブースタ装置を提供することを課
題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】発明者は、レーダ装置で
は、送受信信号を分離するサーキュレータを用いて１本
の送受信兼用アンテナで構成されていることに着目し
た。ただし、レーダ装置は、単一のパルス信号を送信
し、そのパルス信号が船舶等による反射波を受信信号と
している。つまり、送信信号と受信信号とでは時間差が
ある。また、サーキュレータは、送信信号の廻り込みに
よる受信回路の破損を防止するために使用されている
（特開昭５３−１２６８９７号公報）。

【００１０】本発明は、受信アンテナと送信アンテナと
の間のカップリングを無くするため、基地局と、移動局
との間を中継するブースタ装置において、レーダ装置の
アンテナとサーキュレータの構成に加え、回路ループ内
で異常発振現象を検出する手段と、その異常発振現象を
検出したときは回路ループ内の利得を下げる手段を備え
たことを最も主要な特徴とする。具体的には、

【００１１】請求項１で、前記基地局および移動局から
の信号を送受信するアンテナ（１）と、該信号の周波数
（Ｆ_R、Ｆ_T）以外の周波数を除去するためのＢＰＦ
（２）と、該ＢＰＦが出力する受信した信号と、送信す
る信号とを分離するためのサーキュレータ（３）と、該
サーキュレータで分離された受信信号を抽出する第１の
抽出手段（４）と、該第１の抽出手段された受信信号を
増幅するローノイズアンプ（５）と、該ローノイズアン
プで増幅された受信信号のレベルを検出する検出手段
（６）と、前記ローノイズアンプで増幅した受信信号の
レベルを可変し、前記サーキュレータの送信側に出力す
る可変増幅器（７）と、該可変増幅器の増幅度を前記検
出手段の出力する受信信号の状態に応じて制御する制御
手段（８）とを備えた。

【００１２】請求項２では、前記基地局および移動局か
らの信号を送受信するアンテナ（１）と、該信号の周波
数（Ｆ_R）以外の周波数を除去するためのＢＰＦ（２）
と、該ＢＰＦが出力する受信した信号と、送信する信号
とを分離するためのサーキュレータ（３）と、該サーキ
ュレータで分離された受信信号を抽出する第１の抽出手
段（４）と、該第１の抽出手段された受信信号を増幅す
るローノイズアンプ（５）と、該ローノイズアンプで増
幅された受信信号のレベルを検出する検出手段（６）
と、前記ローノイズアンプで増幅した受信信号のレベル
を可変する可変増幅器（７）と、該可変増幅器の増幅度
を前記検出手段の出力する受信信号の状態に応じて制御
する制御手段（８）と、前記可変増幅器で増幅された受
信信号を抽出し、前記送信する信号として前記サーキュ
レータの送信側に出力する第２の抽出手段（９）とを備
えた。

【００１３】請求項３では、請求項１または請求項２記
載のブースタ装置に加え、前記アンテナが無指向性アン
テナでなり、ＳＷＲ保護用ケース（１０）を備えた。

【００１４】そのため、従来の技術と比較し、構成が簡
単で、例えば２３ｄＢの総合利得で、中継器から４〜５
ｍ以内で５〜１０ｄＢの受信利得の増加となる。また、
３回線以上の使用も可能となる。さらに中継時間のロス
も小さく、アナログからデジタル、また準ミリ波帯まで
応用でき、空間ダイバーシチ効果もある。また、移動局
（ＰＳ）が基地局（ＣＳ）のサービスエリアの境界を移
動しても、通常モード／中継モードの自動切り換えがな
いため、回線が保持できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】請求項に係る発明について、その
実施の形態を図面を用いて説明する。図１は本発明のブ
ースタ装置のブロック図、図２は本発明のブースタ中継
動作概要図、図３は本発明のサービスエリアを示す図、
図４は本発明のブースタ装置の入出力レベル特性を示す
図である。

【００１６】図３において、黒丸は装置の場所、白丸は
そのサービスエリアを示す。本発明のブースタ装置ＢＳ
は、基地局ＣＳのサビースエリアの境界に置き、移動局
ＰＳまでの通話エリアを拡大することができる。また、
図２に示すように、基地局ＣＳから移動局ＰＳ、基地局
ＣＳからブースタ装置ＢＳ、およびブースタ装置ＢＳか
ら移動局ＰＳへの下り信号はＡ波である。また、その逆
に上り信号もＡ波となる。つまり、ブースタ装置ＢＳは
基地局ＣＳからのＴＤＭ波を受信し、増幅したＴＤＭ波
を移動局ＰＳへ送信する。同様に、ブースタ装置ＢＳは
移動局ＰＳからのＴＤＭ波を受信し、増幅したＴＤＭ波
を基地局ＣＳへ送信するので、中継用の別スロットは使
用する必要はない。

【００１７】アンテナ１は、基地局ＣＳからのＴＤＭ
波、および移動局ＰＳからのＴＤＭ波を受信する。帯域
通過フィルタ（ＢＰＦ）２は、その受信信号の周波数Ｆ
_R帯、および送信信号の周波数Ｆ_T帯以外の周波数を除
去する。本発明では、受信信号と送信信号の周波数は同
じであり、位相が１８０度異なる信号となる。ＢＰＦ２
の通過周波数帯は、１８９２．１５ＭＨｚ〜１９２０．
９５ＭＨｚとする。また、ＢＰＦ２は、アンテナマッチ
ングが取りやすいため必要となる。サーキュレータ３
は、ＢＰＦ２が出力する受信信号と、以後説明する回路
で受信信号を増幅し、ブースタ装置から送信される信号
となる送信信号とを分離する。このサーキュレータ３の
挿入損失は約０．９ｄＢであり、受信信号と、送信信号
とのアイソレーションは約２０ｄＢとした。

【００１８】第１の抽出手段４は、サーキュレータ３と
の整合を良くし、サーキュレータ３で分離された受信信
号を最良状態で抽出するものであり、帯域通過フィルタ
またはアイソレータで構成することができる。第１の抽
出手段４の出力はハイブリッド回路１１に接続され、そ
の出力は以下説明する検出回路６と可変増幅器７に分岐
される。検出手段６は、第１の抽出手段４の出力した受
信信号を、受信信号のＮＦの劣化を少なくしたローノイ
ズアンプ（ＬＮＡ）５で増幅し、その受信信号の状態を
検出する。

【００１９】可変増幅器７は、可変増幅部７ａと、ＲＦ
増幅部（ＲＦＡＭＰ）７ｂとで構成される。可変増幅部
７ａは、送信発振防止用であり、ＲＦＡＭＰ７ｂは、総
合増幅利得を２０ｄＢを得るためのものである。可変増
幅部７ａは、抽出した受信信号のレベルを、制御手段８
の制御信号により可変する。制御手段８は、可変増幅部
７ａの増幅度を検出手段６の出力する受信信号の状態に
応じて制御する。

【００２０】第２の抽出手段９は、サーキュレータ３と
の整合を良くし、可変増幅器７で増幅された受信信号を
抽出するものであり、帯域通過フィルタまたはアイソレ
ータで構成することができる。第２の抽出手段９の出力
は送信信号としてサーキュレータ３に出力する。

【００２１】図４の入出力レベル特性でわかるように、
アンテナ入力レベルの増加に対して、アンテナ出力レベ
ルは、最大＋１３ｄＢｍ（２０ｍＷ）としている。この
出力レベルの最大値は、サーキュレータ３のアイソレー
ションの実力値に応じ、制御手段８の設定を切り換える
ことにより、任意に設定できる。

【００２２】ここで、説明した第１の抽出手段４、およ
び第２の抽出手段９は、サーキュレータ３の特性（アイ
ソレーションの実力値）により必ずしも必要ではない。
また、ブースタ装置で拡大したいエリアの距離（出力レ
ベルの最大値）によっても同様であり、アイソレーショ
ンを大きくすれば、ブースタ装置の利得も２３ｄＢより
大きくすることができる。

【００２３】図５は、ブースタ装置の中継動作時の使用
送信波を説明するための図である。ＰＨＳ割当周波数帯
域は、１８９２．１５ＭＨｚ〜１９２０．９５ＭＨｚの
２８．８ＭＨｚであり、９７ＣＨ使用できる。その中の
任意のＣＨ、ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４の４波程度をブー
スタ装置で中継することができる。

【００２４】（アンテナ防護ケースの説明）アンテナ１
は、ブラウンアンテナ、またはスリーブアンテナ等を使
用し、λ／４＝３９．３４ｍｍ、５０Ω、定在波比（Ｓ
ＷＲ：ＳｔａｎｄｉｎｇＷａｖｅＲａｔｉｏ）＝１．
２以下となっている。図６（Ａ）はスリーブアンテナの
例、図６（Ｂ）はグランドプレーンアンテナの例を示
す。図６に示すように、保護ケース１０は、プラッスチ
ックで成るカバー１０ａ、底に設けられた支持部材１０
ｂから構成される。支持部材１０ｂは、アンテナ１のグ
ランド１ａに接続され、保護カバー１０ａを支持してい
る。つまり、保護カバー１０は、アンテナ１全体を包む
ように、アンテナ１の中心導体１ｂからＬ＝λ／８（約
１．９７ｃｍ：往復でλ／４）離れて構成されており、
周囲環境によるＳＷＲの低下を防止している。

【００２５】ブースタ装置は簡単な回路で構成すること
ができ、低消費電力化を図ることができるので、バッテ
リ（１．５Ｖ×３）で動作可能となる。その結果、携帯
性に優れたブースタ装置となる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように請求項１、２のブー
スタ装置においては、１本の送受信兼用アンテナと、送
受信信号を分離するサーキュレータと、回路ループ内で
異常発振現象を検出する手段と、その異常発振現象を検
出したときは回路ループ内の利得を下げる手段とで構成
した。そのため、従来の技術と比較し、構成が簡単で、
２３ｄＢの総合利得とした場合は、中継器から４〜５ｍ
以内で５〜１０ｄＢの受信利得の増加となる。また、３
回線以上の使用も可能となる。さらに中継時間のロスも
小さく、アナログからデジタル、また準ミリ波帯まで応
用でき、急患ダイバーシチ効果もある。また、請求項３
のブースタ装置では、ＳＷＲ保護用ケースでアンテナを
覆うため、操作者の手等が触れても、異常発振等が発生
せず、良好な通信を継続できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態におけるブースタ装置の
ブロック図、

【図２】本発明のブースタ中継動作概要図、

【図３】本発明のサービスエリアを示す図、

【図４】本発明のブースタ装置の入出力レベル特性を示
す図、

【図５】本発明のブースタ装置の中継動作時の使用送信
波を説明するための図、

【図６】本発明のアンテナ保護ケースを示す図、

【図７】従来例のブースタ装置の基本構成例を示すブロ
ック図、

【図８】従来例のリピータの中継動作概要図、

【図９】従来例のリピータの中継動作タイムチャート。

【符号の説明】

１…アンテナ、２…ＢＰＦ、３…サーキュレータ、４…
第１の抽出手段、５…ローノイズアンプ、６…検出手
段、７…可変増幅器、８…制御手段、９…第２の抽出手
段、１０…保護カバー。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基地局と、移動局との間を中継するブース
タ装置において、前記基地局および移動局からの信号を送受信するアンテ
ナ（１）と、該信号の周波数（Ｆ_R、Ｆ_T）以外の周波
数を除去するためのＢＰＦ（２）と、該ＢＰＦが出力す
る受信した信号と、送信する信号とを分離するためのサ
ーキュレータ（３）と、該サーキュレータで分離された
受信信号を抽出する第１の抽出手段（４）と、該第１の
抽出手段された受信信号を増幅するローノイズアンプ
（５）と、該ローノイズアンプで増幅された受信信号の
レベルを検出する検出手段（６）と、前記ローノイズア
ンプで増幅した受信信号のレベルを可変し、前記サーキ
ュレータの送信側に出力する可変増幅器（７）と、該可
変増幅器の増幅度を前記検出手段の出力する受信信号の
状態に応じて制御する制御手段（８）とを備え、前記受信信号を増幅した送信信号が，廻り込むのを抑
え、かつ、前記検出手段が回路ループ内の異常発振を検
出したときの前記可変増幅器の増幅利得を下げ、ること
を特徴としたブースタ装置。
【請求項２】基地局と、移動局との間を中継するブース
タ装置において、前記基地局および移動局からの信号を送受信するアンテ
ナ（１）と、該信号の周波数（Ｆ_R）以外の周波数を除
去するためのＢＰＦ（２）と、該ＢＰＦが出力する受信
した信号と、送信する信号とを分離するためのサーキュ
レータ（３）と、該サーキュレータで分離された受信信
号を抽出する第１の抽出手段（４）と、該第１の抽出手
段された受信信号を増幅するローノイズアンプ（５）
と、該ローノイズアンプで増幅された受信信号のレベル
を検出する検出手段（６）と、前記ローノイズアンプで
増幅した受信信号のレベルを可変する可変増幅器（７）
と、該可変増幅器の増幅度を前記検出手段の出力する受
信信号の状態に応じて制御する制御手段（８）と、前記
可変増幅器で増幅された受信信号を抽出し、前記送信す
る信号として前記サーキュレータの送信側に出力する第
２の抽出手段（９）とを備え、前記受信信号を増幅した送信信号が，廻り込むのを抑
え、かつ、前記検出手段が回路ループ内の異常発振を検
出したときの前記可変増幅器の増幅利得を下げ、ること
を特徴としたブースタ装置。
【請求項３】前記アンテナが無指向性アンテナでなり、
ＳＷＲ保護用ケース（１０）を備えたことを特徴とする
請求項１、または請求項２記載のブースタ装置。