JPS6124339A - 交差偏波補償方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明の交差偏波補償方式は、同一周波数の直交する二
つの偏波（垂直偏波と水平偏波または左旋円偏波と右旋
円偏波）を用いて別々の情報を伝送する直交偏波無線通
信方式において、降雨などによって伝搬路で発生する交
差偏波干渉を受信局で除去する交差偏波補償方式に関す
る。

〔従来技術〕

近年、マイクロ波無線通４Ｍ方式では、同一周波数の互
いに１復交した二つの偏波を用いて別々の通信情報を伝
送し、同一周波数を二重に使用する直交偏波無線通信方
式が注目されている。直交する二つの偏波１ハ、伝搬路
中の雨滴などによる異方性のため交差偏波成分を発生し
、直交する二個波間で交差偏波干渉が発生することが知
られている。

このような交差偏波干渉を除去するだめの方法として、
すでに種々の交差偏波補償方式が、例えば特公昭５４−
３４６４７号、特開昭５５−１３３１５４号、特公昭５
８−４０３８０号などに提案されている、しかしながら
、特公昭５４−３４６４７号公報記載の方法は、パイロ
ット信号波を使用して交差偏波干渉の検出を行うもので
、通信用信号波以外にパイロ・ット信号波を各偏波で送
信する必要があシ、各通信用信号波ごとに細かい補償を
行うには不適当で、特四昭５５−１３３１５４号公報記
載の方法は復調したディジタル・ベースバンド信号と誤
差４６号の相関を検出して交差偏波干渉の検出を行う方
法で、ディジタル変調方式の場合に限定されるという欠
点がある。又、特公昭５８−４０３０８号公報記載の方
法は、ファラデー回転により直交偏波信号に低周波の変
調を加え、この低周波成分を検出する摂動法によるもの
で、ファラデー変調器など特殊な導波管回路を必要とし
構成が複雑となる欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上述した従来方式の欠点を除去し、パ
イロット信号波を必要とせず、ＦＭ専のアナログ変調方
式に適用でき、構成が簡単で各通信用信号波ごとの補償
が容易な交差偏波補償方式を提供することである。

〔発明の構成〕

本発明の交差偏波補償方式は、送信局と受信局との開で
同一周波数の互いに直交する二つの偏波を用いて異なっ
た情報を伝送する直交偏波無線通信方式に用いられ伝送
中に発生した交差偏波干渉を受信局側で除去する交差偏
波補償方式において前記送信局が第１の偏波で第１の搬
送周波数の第１の信号を送信する送信機と、前記第１の
偏波と直交する第２の偏波で前記第１の搬送周波数と僅
かに異なる第２の搬送周波の第２の信号を送信する送信
機とを備え、前記受信局が前記第１の偏波で第１の信号
を受信する第１の受信機と、前記第２の偏波で第２の信
号を受信する第２の受信機と、前記第１の受信機の受信
信号から前記第１の信号と第２の信号のピート周数数成
分を検出するビート検出手段と、前記第２の受信機の受
信信号を分　・岐して少なくともその大きさを制御信号
によ多制御し前記第１の受信機の受信信号に結合する補
償信号結合手段と、前記第１の受信機と前記第２の受信
機の受信信号から前記第１の信号と前記第２の信号との
ビート周波数を発生する基準ビート発生手段と、この基
準ビート発生手段および前記ビート検出手段の出力から
前記補償信号結合手段の制御信号を発生する制御信号発
生手段とを備え、前記ビート検出手段の出力が最小とな
るよう制御するようにして構成される。

〔実施例〕

次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の第１の実施側のブロック図で、周波数
変調方式の無線通信回線において、受信局の中間周波数
帯で補償を行う場合を示している。

第１図において、送信局は垂直側波（第１の個数）で第
１の搬送周波数Ｆ、の第１の１ａ号■を送信１゛る送信
機１と、水平偏波（第２の偏波）で）、とほぼ同じ周波
数でΔＦだけ異なるん２の光１送周波数Ｆ！の２８’、
　２の１３号Ｈを送信する送信様１゛とを備え、受信局
は垂直および水平偏波でそれぞれ第１の信号■及び第２
の信号Ｈを受信する弔１及び第２の受信機−２及び２°
と、復脚器３，３゛で伽幅制限を受ける前の中間周波数
帯の受信信号を振幅検波し周波数ΔＦの振幅変調成分を
検出する振幅検波器４，４′と、各受信ａ２．，２°の
中間周波数帯に挿入され、それぞれ干渉を与える側の偏
波の受信信号を分岐し、その振幅と位相を制御信号で制
御できる可変結合器５，５°を通して干渉を受ける側の
受信信号に加算回路２１，２１°て結合する補償信号結
合手段と、各受信ｉｈｚ、　２゜のＩＦ帯受信信号を混
合し９０°位相の異なるΔＦの基準ビート信号１０１，
１０２を発生する基準ビート信号発生器６と、振幅検波
器４及び４′の出力１０３，１０３’をそれぞれ基準ビ
ート信号１０１，１０２で同期検波して可変結合器５゜
５゛の制御信号を発生する制御器７，７°とから構成さ
れている。送信機１及び１°のＦＭ変調器１１及び１１
°は、ＩＰ帯の搬送周波数ｆｌｔｆ！が搬送周波数に対
して小さい周波数差ΔＦ（例えば数Ｋ　Ｈｚ　）を持つ
よう構成され、変調された信号は共通の局部発振器１２
の出力によって周波数変換された後、増幅されて垂直お
よび水平の各偏波でそれぞれ送信される。受信局の垂直
偏波用受信機２には、送信機１から送信された信号Ｖ（
Ｆ、）と、送信機１゛から送信され伝搬路で発生した交
差偏波干渉成分ｈ（ｔ’ｔ）とが受信され、受信出力釦
は■とｈとのビートによる周波数ΔＦの振幅変調成分が
発生し、その振幅および位相は交差偏波干渉成分りに依
存する。受信機２と２゛とは共通局部発振器２２により
中間周波数に変換されているので、受信機２°の中間周
波信号を分岐し可変結合器５でその振幅および位相を制
御すれば、交差偏波干渉成分りと逆相同振幅の信号を得
ることができ交差偏波干渉を補償することができる。基
準ビート信号発生器６及び制御器７はこの２、だめの制
御信号を発生する回路で勘って、受信機２及び２°のＩ
Ｆ帯から分岐された受信信号１０４と１０４°はミクサ
６１，６２により混合され、互いに９０°位相の異なる
二つの基準ビート信号１０１と１０２が得られ、制御器
７で制御信号を発生するよう構成されている。基準ビー
ト信号１０１と１０２との位相差はＩＰ帯の９０”位相
器６３により発生されるので、ビート周波数ΔＦが変動
しても常に９０＠の位相差を保つようになっている。こ
の基準ビート信号は水平偏波信号Ｈの位相に依存するか
ら、ビート周波数信号１０３をこの基準ビート信号で直
交検波することによ、９Ｈとｈの位相および振幅関係を
検出してｈと逆相同振幅の信号を発生させることができ
る。水平偏波についても同様で、受信機２９の出力から
ビート周波数信号１０３°を振幅検波器４°で検出し可
変結合器５′、制御器７°により交差偏波千渉成分■を
補償するよう構成されている。。この方法によれは、パ
イロット信号波を使用せずに簡単な回路で通信用信号波
間のビート周波数を検出し、各通信用信号波（無線チャ
ンネル）ごとに交差偏波干渉を補償することができる。

なお、振幅検波器４．４°はＩＰ′ｊＶＩ幅器２３．２
３′の出力側に設けられているが、ＩＰ増幅器がＡＧＣ
増幅器の場合は振幅変調成分はＡＧＣ電圧から検出する
ことができる。

第２図は第１図の可変結合器５及び制御器７の−実施側
を示すブロック図で、可変結合器５は信号人力１０４°
を二分割するハイブリッド（ＨＹＢ）５１と、分割され
た信号の一方を９０°位相シフトさせる位相器−５２と
、分割された各成分の大きさと符七とを制御する振幅調
整器５３．５４と、直交二成分を合成するハイブリッド
（）ＩＹＢ）５５とから構成されている。振幅調整器５
４，５５は位相を変化させずに正および負（位相が１８
０°反転した信号）の任意の振幅の信号を発生できる回
路で、例えばリング変調器によって構成することができ
る。制御器７は振幅検波器４の出力１０３をハイブリッ
ド（ＨＹＢ）７１で二分し、同期検波器７２．７３によ
り基準ビート信号１０２゜１０１で同期検波し、それぞ
れ１０４′と同相および直交の各成分の大きさと符号を
検出し、１０３が最小となるような制御が行われるよう
に構成されている。

第３図は本発明の第２の実施例のブロック図で、受信局
側でビート周波数ΔＦの位相変調成分を検出するよう構
成された実施例である。第３図において、各復調器３，
３°の復調出力のうちΔＦのビート周波数成分は狭帯域
フィルタ８，８°で分離され、制御器７ａ、７ａ”に送
られる。基準ビート信号発生器６ａは一つのミクサ６４
及び周波数ΔＦの９０°位相器６５とにより９０°位相
の異なる二つの基準ビート信号を発生するように構成さ
れている。図中、第１図と同一構成の回路は同じ参照番
号で示してあシ、検出したビート周波数信号は第１図の
振幅変調成分を検出する場合とは９０＠の位相差がある
が、・桔１図と同様に交差偏波干渉を補償することがで
きる。第１図の方法は、ビートによる振幅変調成分を検
出しているためビート周波数が多少変動しても情報信号
との分離に支障がないが、この実施例のビート検出手段
は、ビート周波数成分を狭帯域フィルタにより情報信号
から分離しているためΔＦを一定に保つ必要があシ、送
信＆ｌａ’は周波数ΔＦの低周波発振器１３と位相検波
器１４を用いてＶＣ’０１５を制御しｓ’２＝１１＋Δ
Ｆを得るよう構成されている。

なお、ΔＦは伝送する情報のベースバンド信号によって
占有されない周波数に選定することが望ましいが、ベー
スバンド信号の占有帯域内であってもビート周波数を検
出することは不可能でない。

第４図は本発明の弔３の実施例の受信側の構成を示すブ
ロック図で、可変結合器５ａ、５ａ’が可変位相器５６
，５６°と可変減衰器５７．５７”とで構成された実施
例である。第４図において、受信（ｊｄ２ａ（２ａ’）
の振幅変調成分はＩＰ増幅器２４（２４゛）のＡＧＣ用
振幅検波器４ａ（４ａ　ｅ　）から検出され、検出され
たビート周波数信号１０３（１０３°）は同期検波器７
４　（７４”）で基準ビート信号１０５（１０５°）に
よって同期検波され、その出力信号で可変減其器５７（
５７′）を制御する。基準ビート信号１０５（１０５°
）は％”（Ｈ）偏波から分岐した信号１０６（１０６°
）と、可変結合器５ａ（５ａ’）の中間タップから取シ
出されたＨ（Ｖ）偏波の信号１０７°（１０７）とを、
ミクサ６６　（６６’　）で混合して発生される。位相
検波器７５（７５°）は振幅検波器９（９°）の出力信
号を暴悪ビート信号１０５（１０５゛）で位相検波し、
その出力により可変位相器５６（５６°）を制御するよ
う構成されている。この構成によれば受信機２　ａｌか
ら結合される補償信号の位相（可変結合器５ａの中間タ
ップ信号１０７°と同相）は可変位相器５６によって干
渉信号りの位相（振幅検波器９の出力の位相）と逆相と
なるよう制御され、次いで可変減衰器５７により同振幅
となるよう制御され補償が行われる。

上述の第１．第２及び第３の各実施例は、いずれも受信
機のＩＰ帯で干渉を補償するよう構成されているが、補
償信号結合手段はＩＰ帯でなくＲＦ帯に設けることも可
能である。又、いずれも垂直、水平の両偏波に交差偏波
干渉を除去するだめのビート横出千削、補償信号結合手
段および制御（１発生手段を４７４えているが、衛星通
信や多方向多重無線通信方式のような多元接続を行なう
１は交偏波無線通信方式の受信局では、一方の偏波の信
号のみしか使用しない場合も考えられ、このような受信
局では使用する偏波に対する交差偏波干渉のみを除去す
れはよく、一方の偏波にのみ検出および結合・制御手段
を設ければよい。又、第１図の実施例では送信機］及び
１′は共通の局部発振器１２を用いているが、第１図お
よび第３図の実施例のように撮部変調成分を検出する場
合には周波数の安定な独立の局部発幾器を用いてもよい
。

降雨による交差偏波干渉の発生量社周波数によって異ｊ
（、るが、マイクロ波帯の周波数では位相伝搬定数の異
方性によるものが減衰量の異方性によるものに比べて支
配的でラシ、干渉信号ｈ（ｖ）と直交偏波信号１−１　
（Ｖ　）との位相関係はほぼ９０゜（橢円偏波成分が大
きい）であることが昶られておシ、退局な初期調整を行
えば補償信号の伽幅のみを変化させればよく、構成が者
しく簡略化され豪雨の場合を除いては十分改善効果をあ
げることができる。

゛　　〔発明の効果〕 以上詳細に説明したように、本発明の交差偏波補償方式
によれば、パイロット信号波を用いることなく、通信用
信号波のビート周波数成分を恢出して交差偏波干渉を補
償することができ、アナログ変調方式の場合でも簡単な
構成で無線チャンネルごとの細かい補償が行える効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例のブロック図、第２図は
第１図の可変結合器および制御器の一実施例のブロック
図、第３図は本発明の第２の実施例のブロック図、第４
図は本発明の第３の実施例の受信側のブロック図であ木
。 １．１°、ｌａ、ｌａ”・・・・・・送信機、２．２’
。 ２ａ、２ａ’・・・・・・受信機、３，３’・・・・・
・復調器、４．４’４ａ、４ａ’、９，９°・・・・・
・振幅検波器、５．５°、５ａ、５ａ’・・・・・・可
変結合器、６，６・・・・・・基準ビート信号発生器、
７，７°、７ａ、７ａ゛・・・・・・制御器、８．８’
・・・・・・狭帯域フィルタ、１１．１１’・・・・・
・変調器、１２．２２・・・・・・局部発振器、１３・
・・・・・低周波発振器、１４，７５，７５・・・・・
・位相検波器、１５・・・・・・ＶＣＯ１２１，２１’
・・・・−・加算回路、２３，２３　ｔ、２４，２４′
・・・・・・ＩＰ増幅器、５１，５５，７１・・・・・
・ハイブリッド（ＨＹＢ）、５２，６３．６５・・・・
・・位相器、５３゜５４・・・・・・振幅調整器、５６
．５６’・・・・・・可変位相器、５７．５７’・−・
・・・可変減衰器、６１，６２゜６６．６６’・・・・
・・ミクサ、７２．７３，７４，７４゛・・・・・・同
期検波器、 代理人　弁理士　　内　原　　　晋 察　Ｚ　侶

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 送信局と受信局との間で同一周波数の互いに直交する二
   つの偏波を用いて異なった情報を伝送する直交偏波無線
   通信方式に用いられ伝送中に発生した交差偏波干渉を受
   信局側で除去する交差偏波補償方式において、前記送信
   局が第１の偏波で第１の搬送周波数の第１の信号を送信
   する送信機と、前記第１の偏波と直交する第２の偏波で
   前記第１の搬送周波数と僅かに異なる第２の搬送周波数
   の第２の信号を送信する送信機とを備え、前記受信局が
   前記第１の偏波で第１の信号を受信する第１の受信機と
   、前記第２の偏波で第２の信号を受信する第２の受信機
   と、前記第１の受信機の受信信号から前記第１の信号と
   第２の信号とのビート周波数成分を検出するビート検出
   手段と、前記第２の受信機の受信信号を分岐して少なく
   ともその大きたを制御信号により制御し前記第１の受信
   機の受信信号に結合する補償信号結合手段と、前記第１
   の受信機と前記第２の受信機の受信信号から前記第１の
   信号と前記第２の信号とのビート周波数を発生する基準
   ビート発生手段と、この基準ビート発生手段および前記
   ビート検出手段の出力から前記補償信号結合手段の制御
   信号を発生する制御信号発生手段とを備え、前記ビート
   検出手段の出力が最小となるよう制御することを特徴と
   する交差偏波補償方式。