JPS63280501A - 異偏波共用アンテナシステム - 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 本発明は異偏波共用アンテナシステムに関し、特にマイ
クロ波通信システムにおける異偏波共用アンテナシステ
ムに関するものである。

従来技術 賃偏波共用アナンテナシステムを用いた分波回路の一例
のブロック図が第３図に示されている。

図において、アンテナ１に設けられた偏分波器２からは
、一つの偏波信号伝送路３と、他の偏波信号伝送路４と
が導出されている。偏波信号伝送路３には一つの偏波の
信号のための送信機５及び受信機６が接続されており、
偏波信号伝送路４には他の偏波の信号のための送信様７
及び受信機８が接続されている。

この種のアンテナシステムでは、一方の偏波信号伝送路
から使方の偏波信号伝送路へ偏分波器２を介して回り込
む不要波が生じるが、この不要波を打洲すための回路が
設けられていないために、異偏波同士の伝送路３及び４
の間の相互干渉但は偏分波器２のアイソレーション特性
により決定されることになる。この場合、偏分波器２の
アイソレーションの代表的な値は略４０ｄＢであるが、
伝送帯域の広帯域化等に起因して、当該偏分波器のアイ
ソレーション特性や分波フィルタを用いるだけでは異偏
波同士の自局的相互干渉を除去することができない場合
がある。

発明の目的 そこで、本発明は従来のもののかかる欠点を解決すべく
なされたものであって、その目的とするところは、異偏
波同士の自局的相互干渉りを著しく低減可能な異偏波共
用アンテナシステムを提供することにある。

及ｑａと１メ 本発明による異偏波共用アンテナシステムは、偏分波器
と、この偏分波器に夫々接続された第１及び第２の偏波
信号伝送路と、前記第１の偏波信号伝送路に挿入され主
信号出力の他に第１及び第２分岐出力を有する分岐手段
と、前記第２の偏波信号伝送路に挿入され主信号入力の
他に第１及び第２合成入力を有する合成手段と、前記分
岐手段の第１及び第２分岐出力から前記合成手段の第１
及び第２合成入力に夫々直接接続された第１及び第２の
側路とを有し、前記分岐手段から前記偏分波器を経て前
記合成手段へ達する経路長に対して前記第２の側路の経
路長を信号中心周波数の波長に応じて大に選定し、前記
分岐手段から前記偏分波器を経て前記合成手段へ達する
経路長に対して前記第１の側路の経路長を信号中心周波
数の波長に応じて小に選定してなることを特徴としてい
る。

１凰３ 以下に図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の実施例のブロック図であり、第２図と
同等部分は同一符号により示している。

偏分波器２から導出されている１対の異偏波信号の伝送
路３及び４の途中に合成回路９及び分岐回路１０が夫々
挿入されている。分岐回路１０による分岐出力はハイブ
リッド１２により２つの分岐出力として導出されている
。一方の分岐出力は側路１３を介して信号合成用のハイ
ブリッド１１の１合成入力となり、また、他方の分岐出
力は側路１４を介してハイブリッド１１の他の合成入力
となる。このハイブリッド１１による合成出力は合成回
路９の合成入力とされ、伝送路３の主信号に合成される
ことになる。

第１の側路１３の経路長は、分岐回路１０→信号伝送路
４→偏分波器２→信号伝送路３→合成回路９からなる伝
送路の経路長に対してλ／２（λは信号中心周波数の波
長を示す）だけ長く選定されている。第２の側路１４の
経路長は上記伝送路の経路長に対してλ／２だけ短く選
定されいる。

尚、これ等合成回路９及び分岐回路１０のいずれも主信
号の減衰を最小限とするために、例えば方向性結合器を
用いるのが良い。

かかる構成において、分岐回路１０における分岐点Ａで
の信号電圧をＥ　ＣＯ８ωｔとすると、この信号が伝送
路４．偏分波器２及び伝送路３を経て合成回路９の合成
点Ｂに現われた場合の信号電圧は、 ｐＥ　ｃｏｓ　　ωｔ　　　　　　　　・・・・・・　
（１）で表わされる。尚、ｐは偏分波器２のアイソレー
ションを示す。

第１の側路１３を通った信号の合成回路９における合成
点Ｂでの電圧は次式となる。

ｑ（１／ｆｆ）（１／、／’Ｎ）ｒＥｃｏｓ　ωｘ（ｔ
−λ／２Ｖ（１） ＝　（Ｏｒ／２）　Ｅｃｏｓ　ω（ｔ−１／２ｆｏ　）
・・・・・・（２） （２）式において、ｑ、ｒは夫々分岐回路１０および合
成回路９の方向性結合度、λは中心周波数ｆＯにおける
波長、Ｖｇは群速度、１ｍはハイブリッド１１及び１２
の電圧降下である。

第２の側路１４を通った信号の合成回路９における合成
点Ｂでの電圧は次式となる。

ｑ（１／ｆｆ）（ＩＡ／ｒ）ｒＥｃｏｓ　（１）ｘ（ｔ
＋λ／２Ｖ！ＩＩ） ＝　（ｑｒ／２）Ｅｃｏｓ　ω（ｔ＋１／２ｆｏ　）・
・・・・・（３） 上記（１）、（２）及び（３）式で示される各信号は合
成回路９の合成点Ｂにおいて合成出力とされ、この合成
電圧ＥＯを求めると次式となる。

ＥＯ＝ＤＥＣＯ３ωｔ ＋　（ｑｒ／２）Ｅｃｏｓω（ｔ−１／２ｆｏ　）＋　
（ｑｒ／２）Ｅｃｏｓ　ω（ｔ＋１／２ｆｏ　）・・・
・・・（４） （４）式において、Ｑ　ｒ／ｐ＝ｓ、ω＝２πｆとおく
と、（４）式は次式に変形される。

ｌ　Ｅｏ　／　（＋）Ｅｃｏｓωｔｅ１−１ｌ＋５ＣＯ
３（πｆ／ｆｏ　）　　　　・・・・・・（５）この（
５）式の左辺は偏分波器２のアイソレーションによる信
号電圧に対する合成電圧の比であり、Ｓをパラメータと
して特性図を描くと第３図の如くなる。図から判る様に
、Ｓ＝１すなわちｑｘｒ＝ｐに選定すれば、中心周波数
ｆｏでは偏分波器２からの干渉はほぼ完全に除去される
（抑圧量は■となる）。ｑｘｒ＝ｐなる条件は、分岐回
路１０の結合度ｑと合成回路９の結合度ｒとの和（ｄＢ
表示）に等しいことを示しており、こうすることは理論
上容易である。この条件下においては、±０．０１ｆｏ
の帯域では６０ｄＢ程度の干渉圏抑圧が可能となるしの
である。

現実には、ｑｘｒとｐとの間にはある程度の誤差や変動
要素があり、０．１ｐ≦Ｑ　ｒ／２≦（π／２）Ｄの範
囲であっても、中心周波数ｆｏにおける干渉量抑圧効果
は期待できる。また、偏分波器２におけるアイソレーシ
ョンｐにはバラツキがあるので、方向性結合器の結合度
ｑ、ｒのみにより信号電圧レベルを調整して干渉量の抑
圧を良好とすることが困難であれば、側路１３１４にレ
ベル補正用の減衰器を挿入してレベル調整することがで
きる。更には、偏波器２を通る経路と側路１３．１４の
各経路との差をλ／２としたが、３λ／８〜５λ／８で
あっても干渉量抑圧効果があることは実験的にも実証可
能である。

尚、合成回路９の合成点Ｂにて打消された干渉波エネル
ギはこの合成点で反射され、偏分波器２を通してアンテ
ナへ導かれて本来の信号とは異なる偏波にて放射される
が、アンテナのＸＰＤ（異偏波弁別度）よりも低いレベ
ルであるので問題はない。

第２図は本発明の他の実施例のブロック図であり、第１
図と同等部分は同一符号により示している。合成回路９
及び分岐回路１０がそれぞれ主信号の他に２つの合成入
力及び分岐出力を有するものであり、共に２つの縦続接
続された方向性結合器により構成されている。本例にお
いても、側路１３に接続される２つの方向性結合器の結
合度の和（ｄＢ表示）及び側路１４に接続される２つの
方向性結合器の結合度の和（ｄＢ表示）を、いずれもｐ
／２に等しく選定すれば第１図の実施例の場合と同様な
効果が得られる。

上記実施例では、合成回路や分岐回路として方向性結合
器を用いた場合を説明したが、ハイブリッドやマジック
Ｔ等を用いても同様な効果が生じることは明らかである
。また、各伝送路３．４及び１１等は導波管に限らず、
同軸線路やストリップラインであっても良い。更にはま
た、偏分波器をアンテナに持つ場合のみならず、円形導
波管フィーダの無線機側の端に偏分波器を持つ場合にも
適用でき、本発明はかかる場合も包含するものである。

発明の効果 叙上の如く、本発明によれば、偏分波器からの干渉量を
側路からの信号により打消すようにしたので、本来の信
号伝送路内にフィルタ等の回路を挿入する必要がなく、
よって本来の伝送信号には何等の歪を与えることなく自
局内界偏波信号同士の干渉抑圧が可能となるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のブロック図、第２図は本発明
の他の実施例のブロック図、第３図は従来の異偏波共用
アンテナシステムを用いた分波回路の例を示す図、第４
図は第１図のブロックによる干渉同抑圧度を示す図であ
る。 主要部分の符号の説明 ２・・・・・・偏分波器 ３．４・・・・・・伝送路 ９・・・・・・合成回路 １０・・・・・・分岐回路 １３．１４・・・・・・側路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 偏分波器と、この偏分波器に夫々接続された第１及び第
   ２の偏波信号伝送路と、前記第１の偏波信号伝送路に挿
   入され主信号出力の他に第１及び第２分岐出力を有する
   分岐手段と、前記第２の偏波信号伝送路に挿入され主信
   号入力の他に第１及び第２合成入力を有する合成手段と
   、前記分岐手段の第１及び第２分岐出力から前記合成手
   段の第１及び第２合成入力に夫々直接接続された第１及
   び第２の側路とを有し、前記分岐手段から前記偏分波器
   を経て前記合成手段へ達する経路長に対して前記第１の
   側路の経路長を信号中心周波数の波長に応じて大に選定
   し、前記分岐手段から前記偏分波器を経て前記合成手段
   へ達する経路長に対して前記第２の側路の経路長を信号
   中心周波数の波長に応じて小に選定してなることを特徴
   とする異偏波共用アンテナシステム。