JP2003168986A - ミリ波帯無線送信装置およびミリ波帯無線受信装置およびミリ波帯無線通信システム - Google Patents
ミリ波帯無線送信装置およびミリ波帯無線受信装置およびミリ波帯無線通信システムInfo
- Publication number
- JP2003168986A JP2003168986A JP2001364056A JP2001364056A JP2003168986A JP 2003168986 A JP2003168986 A JP 2003168986A JP 2001364056 A JP2001364056 A JP 2001364056A JP 2001364056 A JP2001364056 A JP 2001364056A JP 2003168986 A JP2003168986 A JP 2003168986A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- millimeter
- wave band
- wave
- frequency
- millimeter wave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)
- Transmitters (AREA)
- Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)
Abstract
れ、低損失でかつ十分な伝送距離が確保できるミリ波帯
無線送信装置およびミリ波帯無線受信装置およびミリ波
帯無線通信システムを提供する。 【解決手段】 送信アンテナ104と送信部(ミリ波帯
アップコンバータ30を含む)が一体化された複数のミ
リ波帯送信機35a,35b,35cを備える。上記複数の
ミリ波帯送信機35a,35b,35cの各送信アンテナ1
04の方位角または仰角の少なくとも一方が異なるよう
に配置して、各送信アンテナ104による無線信号波1
11の放射パターンを広げる。上記複数のミリ波帯送信
機35a,35b,35cから送信されたミリ波帯の無線信
号波11を、受信アンテナ11と受信部(周波数ダウン
コンバータ40を含む)が一体化されたミリ波帯受信器
45a,45b,45cにより夫々受信する。
Description
(以下、TVという)信号受信システムおよびLAN(ロ
ーカル・エリア・ネットワーク)システム等に使用され
るミリ波帯無線送信装置およびミリ波帯無線受信装置お
よびミリ波帯無線通信システムに関する。
としては、特開平11−313020号公報に記載され
たTV信号受信システムに用いられるものがある。この
TV信号受信システムは、図7に示すように、ミリ波帯
送信器735と、複数のミリ波帯受信器745と、上記
複数のミリ波帯受信器745に接続された複数のTV等
の携帯機器750とを備えている。上記ミリ波帯送信器
735と複数のミリ波帯受信器745でミリ波帯無線通
信システムを構成している。
て、屋内のアンテナ端子700からTV信号がミリ波帯
送信機735に入力され、ミリ波帯に周波数アップコン
バートされてアンテナ704から無線信号波711が送
信される。上記送信された無線信号波711は、ミリ波
帯受信機745のアンテナ112により受信され、周波
数ダウンコンバートされて、屋内にある複数の携帯機器
750に入力される。このTV信号受信システムでは、
地上波TV放送や衛星放送等の複数の放送波を取り扱
う。上記TV受信システムでは、1つの屋内や部屋で
は、基本的には1つのTV信号線700には、1つのミ
リ波帯送信機735が配置され、複数のミリ波帯受信機
745で受信する構成となっている。
テムとしては、1998年7月にリアライズ社から出版
された「ミリ波技術の基礎と応用」の269頁〜272
頁に記載されたものがある。図8はこのミリ波帯無線通
信システムの基地局用/端末局用のアンテナの構成を示
す平面図である。図8に示すように、アンテナ801は
4角錐状のピラミッド形状部802を有し、ピラミッド
形状部802の各面のアンテナ部分は、マイクロストリ
ップパッチアンテナを用いたアレーアンテナ803で構
成されている。上記アレーアンテナ803の低仰角方向
のアンテナ利得方向を改善するために、各面を鉛直軸か
ら30度傾斜させたピラミッド構造となっている。上記
アンテナ801の給電線路804は、各MMIC(Monol
ithic Microwave Integrated Circuit:モノリシック・
マイクロ波・集積回路)増幅器805に接続された後、
上記給電線路804は、最終的には分配器806を介し
て一本の給電線路804cにまとめられダウンコンバー
タ(D/C)840または(アップコンバータ(U/C)8
30)に接続される構成となっている。図8では図示し
てはいないが、使用方法として、送信器,受信器夫々に
上記アンテナ801が用いられ、アンテナ制御部があ
り、送信・受信各々最適なアンテナの組み合わせになる
ようにCPUにより制御され、送信アンテナ4面、受信
アンテナ4面の16通りの組み合わせの中から最適な組
み合わせが選択される。
第1のミリ波帯無線通信システムでは、ミリ波帯におけ
るアンテナ指向性が強く、そのアンテナ指向性を生かし
て、十分な無線伝送距離を確保することが一般的であ
る。しかしながら、アンテナ指向性が強すぎると、部屋
のどの場所でも受信できるとは限らず、ミリ波帯送信機
735のアンテナ104とミリ波帯受信機745のアン
テナ112とが、直線上に配置されるようにアンテナの
方向を調整することが必要となる。
システムでは、アンテナ801は、4面のピラミッド形
状となっており、各アレーアンテナ803の方位角や仰
角の制御はできず、かつ、上記4面のアレーアンテナ8
03が1つの給電線路805bに対して、ダウンコンバ
ータ840(またはアップコンバータ830)が接続され
る構成となっている。このため、アンテナ給電線路80
4,804a,804b,804cは長い経路長(マイクロス
トリップ線路)と線路を分配する分配器806を有して
おり、その結果、ミリ波帯での給電線路の損失は大きく
なってしまうと共に、給電線路自体がアンテナとして動
作し、著しく性能が劣化するという問題がある。
は、例えば、送信だけを考えても4面の中から、最適な
送信電力,受信電力を選択するため、別にPHS(Person
al Handiphone System:パーソナル・ハンディホン・シ
ステム)を用いた制御回線が必要であり、ミリ波アンテ
ナ部分を含めて複雑な制御が必要になるという問題があ
る。
ミッドの1面(台形状)中に形成されるために、アレー化
するための素子数が制限され(高々4素子程度)、アレー
アンテナ803の利得を大きくすることができないた
め、156Mbpsの伝送レートでカバーエリアが最大1
0m程度であり、実用上、屋内(ビル内、オフィス等)で
十分な伝送距離がとれないという問題がある。
いて広い無線伝送エリアが得られ、低損失でかつ十分な
伝送距離が確保できるミリ波帯無線送信装置およびミリ
波帯無線受信装置およびミリ波帯無線通信システムを提
供することにある。
め、この発明のミリ波帯無線送信装置は、アンテナと送
信部が一体化された複数のミリ波送信手段を備えたミリ
波帯無線送信装置であって、上記複数のミリ波送信手段
の各アンテナの方位角または仰角の少なくとも一方が異
なるように配置されていることを特徴としている。
ば、アンテナ指向性が強くかつ伝送損失の大きいミリ波
帯の無線伝送では、アンテナと送信部が一体化された複
数のミリ波送信手段の各アンテナの方位角または仰角の
少なくとも一方をそのアンテナの放射パターンが広い範
囲をカバーするように設定することにより、ミリ波帯で
の無線伝送エリアを広くすることができる。例えば、各
アンテナの方位角が異なるように配置することによっ
て、水平方向に無線伝送エリアを広げる一方、各アンテ
ナの仰角が異なるように配置することによって、上下方
向に無線伝送エリアを広げる。なお、各アンテナの方位
角と仰角を適宜設定することによって、水平方向かつ上
下方向に無線伝送エリアを広げてもよい。また、上記複
数のミリ波送信手段においてアンテナと送信部が一体化
されているので、アンテナと送信部との間を接続する給
電線路を短くして伝送損失を小さくできると共に、給電
線路部からの放射を無くすことができ、送信電力を向上
できる。
は、上記ミリ波送信手段が屋内または移動体内に配置さ
れたことを特徴としている。
れば、TV放送用の電波が遮蔽される場所でかつ多人数
が集まる公共空間である屋内や移動体(自動車,電車等)
内で上記ミリ波送信手段を配置することによって、例え
ば、上記ミリ波帯送信手段によりTV信号波をミリ波帯
の無線信号波として送信して、TV受信手段を有するノ
ートパソコン、情報携帯機器、携帯電話、ビデオカメ
ラ、カーナビゲーション、DVDプレーヤとの携帯機器
により、無線でTV情報等を選局・受信することができ
る。
は、上記ミリ波送信手段から送信されるミリ波帯の無線
信号波は、周波数分割された複数の周波数帯に夫々異な
るチャンネルが割り当てられていることを特徴としてい
る。
れば、周波数分割された複数の周波数帯に異なるチャン
ネルが夫々割り当てられたミリ波帯の無線信号波を上記
ミリ波送信手段から送信することによって、例えば、多
チャンネルのTV放送波や複数の無線LAN信号波を、
各個人の携帯機器に配信することが可能となり、多くの
利用者が1度に多くチャンネルの中から所望のTV映像
・音声情報、データ放送等およびインターネットからの
情報を受信することが可能となる。
は、上記ミリ波送信手段が、ビデオ映像信号と音声信号
を変調して、テレビジョン放送波の空チャンネルに多重
化したテレビジョン信号波を周波数変換することにより
ミリ波帯の無線信号波として送信することを特徴とする
ミリ波帯無線送信装置。ことを特徴としている。
れば、ビデオ映像信号と音声信号を変調して、その地域
のテレビジョン放送波の空チャンネルに多重化したテレ
ビジョン信号波を上記ミリ波送信手段が周波数変換して
ミリ波帯の無線信号波として送信することによって、例
えばその空チャンネルを用いて、このミリ波帯無線送信
装置が設置された病院や駅の案内情報等をミリ波無線伝
送するような利用も可能である。
は、上記ミリ波送信手段に用いられる周波数アップコン
バータが、アンチパラレルダイオード型の周波数変換器
であることを特徴としている。
れば、上記ミリ波送信手段に用いられる周波数アップコ
ンバータにアンチパラレルダイオード型の周波数変換器
を用いることによって、周波数アップコンバータからの
漏れ信号(局部発振波)を抑圧できる。
は、上記周波数アップコンバータ用の局部発振器の基準
信号源として温度補償型水晶発振器を用いたことを特徴
としている。
れば、上記周波数アップコンバータ用の局部発振器の基
準信号源として温度補償型水晶発振器を用いることによ
って、受信側の周波数アップコンバータ用の局部発振器
の基準信号源として、この送信側の温度補償型水晶発振
器の周波数安定度のレベルと実質的に同等の温度補償型
水晶発振器を用いた場合、送信側と受信側で局部発振周
波数の安定した同期がとれるので、周波数安定度の優れ
た受信映像特性を得ることが可能となる。
は、上記ミリ波帯無線送信装置から送信された無線信号
波を受信するミリ波帯無線受信装置であって、アンテナ
と受信部が一体化されたミリ波受信手段を備えたことを
特徴としている。
ば、アンテナと受信部が一体化されたミリ波受信手段で
受信するので、アンテナと受信部との間を接続する給電
線路を短くでき、伝送損失を小さくできる。したがっ
て、ミリ波帯において無線伝送エリアが広くかつ送信電
力の大きい上記ミリ波無線送信装置から送信された無線
信号波を、受信性能の良好なミリ波帯無線受信装置で受
信することができる。
は、上記アンテナに受信されるミリ波帯の無線信号波
が、周波数分割された複数の周波数帯に夫々異なるチャ
ンネルが割り当てられているとき、上記ミリ波受信手段
により上記無線信号波を周波数変換して得られた信号波
の複数の周波数帯に割り当てられたチャネルの少なくと
も1つを選択することを特徴としている。
れば、上記アンテナに受信されるミリ波帯の無線信号波
が、周波数分割された複数の周波数帯に夫々異なるチャ
ンネルが割り当てられているとき、上記ミリ波受信手段
により上記無線信号波を周波数変換して得られた信号波
の複数の周波数帯に割り当てられたチャネルの少なくと
も1つを選択する。したがって、例えば、多チャンネル
のTV放送波や複数の無線LAN信号波を、各個人の携
帯機器に配信することが可能となり、多くの利用者が1
度に多くチャンネルの中から所望のTV映像・音声情
報、データ放送等およびインターネットからの情報を受
信することが可能となる。
は、上記ミリ波受信手段に用いられる周波数ダウンコン
バータが、アンチパラレルダイオード型の周波数変換器
であることを特徴としている。
れば、上記ミリ波受信手段に用いられるミリ波帯の周波
数ダウンコンバータにアンチパラレルダイオード型の周
波数変換器を用いることによって、周波数ダウンコンバ
ータからの漏れ信号(局部発振波)を抑圧できる。
は、上記周波数ダウンコンバータ用の局部発振器の基準
信号源として温度補償型水晶発振器を用いたことを特徴
としている。
れば、上記周波数ダウンコンバータ用の局部発振器の基
準信号源として温度補償型水晶発振器を用いることによ
って、送信側の周波数アップコンバータ用の局部発振器
の基準信号源として、この受信側の温度補償型水晶発振
器の周波数安定度のレベルと実質的に同等の温度補償型
水晶発振器を用いた場合、送信側と受信側で局部発振周
波数の安定した同期がとれるので、周波数安定度の優れ
た受信映像特性を得ることが可能となる。
ムは、上記ミリ波帯無線送信装置と、上記ミリ波帯無線
受信装置を夫々備えた複数の電子機器とを備えたことを
特徴としている。
れば、ミリ波帯において広い無線伝送エリアが得られ、
低損失でかつ十分な伝送距離が確保できる。
信装置およびミリ波帯無線受信装置およびミリ波帯無線
通信システムを図示の実施の形態により詳細に説明す
る。
形態のミリ波帯無線通信システムとしてのTV信号無線
システムの構成図であり、20はTVアンテナ、100
は屋内アンテナ端子、35a,35b,35cはミリ波送信
手段としてのミリ波帯送信機、45a,45b,45cはミ
リ波受信手段としてのミリ波帯受信機、50a,50b,5
0cはTV受信機能を有する携帯機器である。上記ミリ
波帯送信機35a,35b,35cは、ミリ波帯アップコン
バータ30と送信アンテナ104を有し、ミリ波帯送信
機35a,35b,35cでミリ波帯無線送信装置を構成し
ている。また、上記ミリ波帯受信機45a,45b,45c
は、受信アンテナ112とミリ波帯ダウンコンバータ4
0を有し、ミリ波帯受信機45a,45b,45c夫々がミ
リ波帯無線受信装置である。
り受信されたUHF帯・VHF帯のTV信号波である入
力信号波108aは、アンテナ端子100を介してミリ
波帯送信機35a,35b,35cのミリ波帯アップコンバ
ータ30に夫々入力される。そして、その入力信号波1
08aは、ミリ波帯アップコンバータ30によりミリ波
帯に周波数アップコンバートされた後、各送信アンテナ
104から無線信号波111が送信される。
5cの各送信アンテナ104より送信されたミリ波帯の
無線信号波111は、ミリ波帯受信機45a,45b,45
cの各受信アンテナ112により受信される。そして、
上記ミリ波帯受信機45a,45b,45cのミリ波帯ダウ
ンコンバータ40によりミリ波帯信号から通常の入力信
号波(UHF帯・VHF帯の信号波)108bに周波数ダ
ウンコンバートされる。そうして、上記周波数ダウンコ
ンバートされた入力信号波108bは通常のTV信号波
に変換され、携帯機器50a,50b,50cのTV受信器
(図示せず)のチューナにより必要とするTV放送波を選
局し、TV映像をディスプレイにより表示すると共に、
TV音声をスピーカにより再生する。
室等の屋内空間90において、この発明のTV信号無線
システムを用いた場合の平面図である。なお、図2にお
いて、91は格子状に配置された複数の椅子である。
35a,35b,35c(以下まとめて送信ブロック36とい
う)が部屋の上部(壁面)に配置されている。一方、受信
側は、ミリ波帯受信機45(図1では45a,45b,45
c)とTV受信機能を有する携帯機器50(図1では50
a,50b,50c)とを備えた電子機器60で受信する構成
である。
HF帯のTV放送波をそのままミリ波帯に周波数アップ
コンバージョンし、各ミリ波帯受信機45に配信してい
るため、各端末中のTVチューナにより、その地域で使
われている放送波と同じチャンネルを選局して受像する
ことが可能となる。ここで、指向性アンテナと一体化さ
れた3台のミリ波帯送信機35a,35b,35cは、夫々
異なった方位・仰角で無線信号波111が放射され、ミ
リ波帯受信機45と携帯機器50とを備えた複数の電子
機器60で受信される。これにより、3台のアンテナ一
体化されたミリ波帯送信機35a,35b,35c(送信ブロ
ック36)により、より多くのミリ波帯受信機45と携
帯機器50とを備えた電子機器60に対して無線伝送す
ることが可能となる。
帯送信機35a,35b,35c(送信ブロック36)の配線
と配置について示している。図3に示すように、TVア
ンテナ20(図1に示す)からの入力信号波108aは、
アンテナ端子100で3分配され、夫々のミリ波帯送信
機35a,35b,35cに入力される。上記ミリ波帯送信
機35a,35b,35cからの無線信号波のアンテナ面か
らの放射方向を矢印200で示している。ここで、ミリ
波帯送信機35aの平面アンテナ面の2軸方向を夫々X
a,Ya(Xaは水平軸、Yaは垂直軸)とし、法線方向をZa
とすると共に、ミリ波帯送信機35bの平面アンテナ面
の2軸方向を夫々Xb,Ybとし、法線方向をZbとする。
このとき、上記ミリ波帯送信機35aにおけるXa−Ya
平面面とミリ波帯送信機35bにおけるXb−Ya平面と
のなす角つまり方位角の差をθとし、ミリ波帯送信機3
5bにおけるYa軸とYb軸とのなす角つまり仰角をφと
したとき、夫々のアンテナ402(図4に示す)の放射パ
ターンが、各方向に均等に広がるように上記方位角θと
仰角φに適当な角度をもたせて、各ミリ波帯送信機35
a,35bが配置される(ミリ波帯送信機35cについても
同様)。上記方位角θと仰角φに適当な角度の値は、ア
ンテナ一体化されたミリ波帯送信機35a,35b,35c
のアンテナ放射パターンや、無線伝送エリア(サービス
エリア)に依存し、上記ミリ波帯送信機35a,35b,3
5cの配置に関しては、主に定性的、場合によっては定
量的に決定される。上記のように、ミリ波帯送信機にお
いては、複数のアンテナ一体化された送信機を配置する
ことにより、無線伝送エリアが広く、かつ、小型・軽量
の送信機の配置が可能となる。
帯送信機35a,35b,35c(送信ブロック36)の詳細
配置図を示している。アンテナ一体化されたミリ波帯送
信機35a,35b,35cは支柱401で支えられ、か
つ、回転体400を有しており、夫々のミリ波帯送信機
35a,35b,35cは、φ方向(φa,φb,φc)およびθ方
向(θa,θb,θc)に回転させることが可能である。
は、送信アンテナ104と送信部(ミリ波帯アップコン
バータ30を含む)が一体化された複数のミリ波帯送信
機35a.35b,35cにおいて送信アンテナ104が異
なった方位角(θa,θb,θ)または異なった仰角(φa,φ
b,φc)で夫々配置することによって、ミリ波帯において
広い無線伝送エリアが得られ、低損失でかつ十分な伝送
距離が確保することができる。
を夫々変えた複数のミリ波帯送信機35a.35b,35c
を屋内空間の一点に配置しているため、1つの送信部か
ら複数のアンテナを介して送信するよりも送信パワーを
大きくすることができる。
5cは、送信アンテナ104と送信部(ミリ波帯アップコ
ンバータ30を含む)が一体化されているため、送信ア
ンテナ104とミリ波帯アップコンバータ30との間の
給電線路の損失を小さくできると共に、給電線路部から
の放射を無くすことができる。また、アンテナ一体化さ
れたミリ波帯送信機35a.35b,35c自体が、図3,図
4に示すように、独立に2軸方向(φ方向,θ方向)に回
転可能なため、自由に伝送エリアを設定することが可能
である。
5cは、受信アンテナ112と受信部(ミリ波帯ダウンコ
ンバータ40を含む)が一体化されているため、受信ア
ンテナ112とミリ波帯ダウンコンバータ40との間の
給電線路の損失を小さくできる。
信機35a.35b,35cは、図4に示すように、長方形
面にマイクロストリップパッチアンテナ402が形成さ
れるため、平面上に効率良く多くのパッチアンテナを配
置することが可能となり、アンテナ自体の利得を大きく
とることができ、伝送距離を大きくすることができる。
TVアンテナ線が接続された複数のミリ波帯送信機35
a.35b,35cと、ミリ波帯ダウンコンバート機能を有
するミリ波帯受信機45a.45b,45cを用いてTV信
号無線システムを構築することによって、ミリ波帯送信
機35a.35b,35cとミリ波帯受信機45a.45b,4
5cとの間のアンテナの位置合わせをする必要がなくな
る。
信手段を有するノートパソコン、情報携帯機器、携帯電
話、ビデオカメラ、カーナビゲーション、DVDプレー
ヤ等を用いることによって、ディスプレイ動画表示機能
を利用して、TV映像・音声を受像することが可能とな
る。
35cがビルディング内や地下街等の屋内または自動車,
電車等の移動体内部に配置されることによって、これま
で電波が遮蔽される屋内や移動体内部でも、各個人が携
帯機器によりTV情報を選局・受信することができる。
ルTV、FM放送等の信号波をミリ波帯に周波数アップ
コンバートすることにより広帯域を有するミリ波帯を利
用して無線伝送するため、多くの情報の中から、個人に
合ったTV映像・音声情報、データ放送等を携帯機器で
選局・受信することが可能となる。
しての3台のミリ波帯送信機35a,35b,35cを用い
たが、ミリ波送信手段は3台に限らず、2台または4台
以上でもよい。
ールやドーム球場等の広い空間である場合は、複数の送
信ブロック36が、屋内空間90の天井や高所に配置さ
れても構わない。ただし、この場合は、送信ブロック3
6同士の干渉等の影響が無視できるように、伝送エリア
を考慮する必要がある。上記送信ブロック36において
は、使用するアンテナ一体化送信機の数と配置方向によ
り、円形〜楕円形の受信エリア(1つのセル)となるた
め、上記屋内空間90において、円形または楕円形のセ
ル配置(図示せず)としても構わない。
のTVアンテナも有しており、屋外では、TV放送用ア
ンテナで受信可能なことは言うまでもない。
aがVHF・UHF帯のTV放送波で示したが、衛星放
送波の中間信号(IF)波、ケーブルTV信号波、FM放
送等の信号波または無線LAN等の信号波(例えば2.4
GHz帯や5GHz帯の無線信号波または中間[IF]信号
波)であっても構わない。
である入力信号波108aを3分配して、3台のミリ波
帯送信機35a,35b,35cとも同じTV放送波を入力
したが、ミリ波帯送信機35aはTV放送波、ミリ波帯
送信機35bは衛星放送波、ミリ波帯送信機35cは無線
LANの信号波(無線信号波,中間周波数信号波)を、夫
々の入力信号波としてもよい。
形態のミリ波帯無線通信システムとしての無線LANシ
ステムの構成図であり、301はLAN回線、302は
リピータ/ハブ、303a,303b,…,303zは無線L
AN装置、304は周波数配列器、35a,35b,35c
はミリ波送信手段としてのミリ波帯送信機、45a,45
b,45cはミリ波受信手段としてのミリ波帯受信機、3
05a,305b,305cは周波数逆配列器、306a,3
06b,306cは無線LAN装置、50a,50b,50cは
TV受信機能を有する携帯機器である。上記ミリ波帯送
信機35a,35b,35cは、ミリ波帯アップコンバータ
30と送信アンテナ104を有し、ミリ波帯送信機35
a,35b,35cと周波数配列器304でミリ波帯無線送
信装置を構成している。また、上記ミリ波帯受信機45
a,45b,45cは、受信アンテナ112とミリ波帯ダウ
ンコンバータ40を有している。上記ミリ波帯受信機4
5aと周波数逆配列器305aでミリ波帯無線受信装置を
構成し、ミリ波帯受信機45bと周波数逆配列器305b
でミリ波帯無線受信装置を構成し、ミリ波帯受信機45
cと周波数逆配列器305cでミリ波帯無線受信装置を構
成している。
は、無線LAN回線の信号を入力信号波108aとして
使用する場合について述べる。下り回線をミリ波帯で受
信し、とくに長い時間占有するストリーム系の連続デー
タは、チャンネル不足しやすい。とくに、2.4GHz帯
や5GHz帯の周波数帯の場合、多くの人数で使用する
ことが困難であるが、ミリ波帯を用いることによってチ
ャンネル数を増加させることが可能であり、多くの利用
者が夫々チャンネルを占有することが可能となる。ただ
し、この場合は、入力信号側108aで、予めミリ波帯
に周波数アップコンバートして利用できるように、複数
の無線LAN装置303a,303b,…,303zからの信
号(無線信号または中間周波信号)を、周波数再配列器3
04により、周波数配列しておく必要がある。上記周波
数配列された入力信号波108aは、3分配され、夫々
アンテナ一体化されたミリ波帯送信機35a,35b,35
cによりミリ波帯に周波数アップコンバートして無線伝
送する。
ミリ波帯受信機45a,45b,45cにより受信され、周
波数アップコンバートされた入力信号波108bは夫
々、周波数逆配列器305により、もとの無線LAN周
波数の信号(無線周波信号またはIF信号)に周波数逆配
列され、夫々無線LAN装置306a,306b,…,30
6zに接続されて、信号処理されて携帯機器50a,50
b,50cに接続される。ここでは、夫々、3つのミリ波
帯受信機45a,45b,45cおよび、3つの周波数逆配
列器305a,305b.305cと3つの無線LAN装置
306a,306b,306cを独立に用いたが、1つのミ
リ波帯受信機45aと周波数逆配列器306aにより無線
LAN信号を生成し、一台からの周波数逆配列信号を各
無線LAN装置306a,306b,306cに接続しても
構わない。
により、多チャンネルのTV放送波や複数の無線LAN
信号波を、各個人の携帯機器に配信することが可能とな
り、多くの利用者が1度に多くチャンネルの中から、個
人に合ったTV映像・音声情報、データ放送等、インタ
ーネットからの情報を携帯機器で選局・受信することが
可能となる。
は、第1実施形態のTV信号無線システムと同様に、送
信アンテナ104と送信部(ミリ波帯アップコンバータ
30を含む)が一体化された複数のミリ波帯送信機35
a.35b,35cの送信アンテナ104が異なった方位角
(θa,θb,θ)または異なった仰角(φa,φb,φc)で夫々
配置されたTV信号無線システムを構成することによっ
て、ミリ波帯において広い無線伝送エリアが得られ、低
損失でかつ十分な伝送距離が確保することができる。
を夫々変えた複数のミリ波帯送信機35a.35b,35c
を屋内空間の一点に配置しているため、1つの送信部か
ら複数のアンテナを介して送信するよりも送信パワーを
大きくすることができる。
5cが送信アンテナ104と送信部(ミリ波帯アップコン
バータ30を含む)が一体化されているため、送信アン
テナ104とミリ波帯アップコンバータ30との間の給
電線路の損失を小さくできると共に、給電線路部からの
放射を無くすことが可能である。また、アンテナ一体化
されたミリ波帯送信機35a.35b,35c自体が、図3,
図4に示すように、独立に2軸方向(φ方向,θ方向)に
回転可能なため、自由に伝送エリアを設定することが可
能である。
5cが受信アンテナ112と受信部(ミリ波帯ダウンコン
バータ40を含む)が一体化されているため、受信アン
テナ112とミリ波帯ダウンコンバータ40との間の給
電線路の損失を小さくできる。
信機35a.35b,35cは、図4に示すように、長方形
面にマイクロストリップパッチアンテナ402が形成さ
れるため、平面上に効率良く多くのパッチアンテナを配
置することが可能となり、アンテナ自体の利得を大きく
とることができ、伝送距離を大きくすることができる。
送信機35a.35b,35cと、ミリ波帯ダウンコンバー
ト機能を有するミリ波帯受信機45a.45b,45cを用
いて無線LANシステムを構築することによって、ミリ
波帯送信機35a.35b,35cとミリ波帯受信機45a.
45b,45cとの間のアンテナの位置合わせをする必要
がなくなる。
信手段を有するノートパソコン、情報携帯機器、携帯電
話、ビデオカメラ、カーナビゲーション、DVDプレー
ヤ等を用いることによって、ディスプレイ動画表示機能
を利用して、TV映像・音声を受像することが可能とな
る。
35cがビルディング内や地下街等の屋内または自動車,
電車等の移動体内部に配置されることによって、これま
で電波が遮蔽される屋内や移動体内部でも、各個人が携
帯機器によりTV映像・音声情報、データ放送等の情報
を選局・受信することができる。
信号をミリ波帯に周波数アップコンバートすることによ
り広帯域を有するミリ波帯を利用して無線伝送するた
め、多くの情報の中から、個人に合ったTV映像・音声
情報、データ放送等の情報を携帯機器で選局・受信する
ことが可能となる。
に、送信ブロック36を屋内空間90の上部に配置した
が、天井や照明器具に配置しても構わない。
待合室の例に無線LANシステムを構築することで説明
したが、自動車や電車等の移動体内部でもシステム構築
可能であることは言うまでもない。
には、TV放送のみならず、その地域で使われていない
空チャンネルにその場所オリジナルのビデオ映像をTV
信号用変調器で変調し、上記送信ブロック36に多重化
して、ミリ波帯受信機45で受信し、携帯機器50a,5
0b,50cで、空チャンネルを用いて、その場用のオリ
ジナルな情報を受信するような構成も可能である。例え
ば病院や駅の待合室等で使用するのであれば、その病院
や駅の案内情報等をビデオ映像化し、図5に示すミリ波
帯無線通信システムの構成でミリ波無線伝送するような
利用も可能である。
無線通信システムに用いられるミリ波帯送信機35とミ
リ波帯受信器45の構成を示している。ここでは、第1
実施形態のTV信号無線システム(図1に示す)における
動作について説明する。
ナ20(図1に示す)により受信された入力信号波108
aが屋内のアンテナ端子100(図1に示す)を介して入
力端子11に入力され、バンドパスフィルタ12により
入力信号波108aのみが濾波され、増幅器13により
所定のレベルに増幅する。そうして、増幅された入力信
号波108aを第1の周波数ミキサ14により周波数ア
ップコンバートし、バンドパスフィルタ15により所望
波のみを取り出し、取り出された上記所望波は、増幅器
16により増幅され、リミッタ17によりレベルが制限
された後、第2の周波数ミキサ28により周波数アップ
コンバートされる。そして、フィルタ26により所望波
のみを取り出し、送信用増幅器27により増幅した後、
アンテナ104より無線信号波111を送信する。
アンテナ112により受信された無線信号波111は、
受信用増幅器47により増幅された後、所望の信号波の
みをフィルタ46により取り出す。そして、取り出され
た所望の信号波を周波数ミキサ48により周波数ダウン
コンバートし、ダウンコンバートされた信号波をローパ
スフィルタ51に通過させた後、増幅器51により増幅
する。そうして、増幅された入力信号波108bは、通
常のアンテナ線からのTV信号波と同じ形式となってお
り、携帯機器50a,50b,50c中のTV受信機能によ
り選局・受像する。
明するために、送信側の周波数アップコンバートと受信
側の周波数ダウンコンバートによる周波数の関係につい
て説明する。図7において、ミリ波帯送信機35に入力
されるTV信号波の周波数をfTVとし、第1の局部発振
信号波の周波数をfLO1とすれば、第1の周波数変換に
おける中間周波数fIFは、第1のフィルタ19で上側側
波帯を選択すれば、 fIF = fTV+fLO1 …………………… (式1) となる。さらに第2の周波数変換におけるミリ波周波数
fRFとし、第2の局部発振信号波fLO2とし、第2のフ
ィルタ26で上側側波帯を選択すれば fRF = fIF+fLO2 = fTV+(fLO1+fLO2) ……………… (式2) となる。
波(周波数fRF)に対して、フィルタ46で上側側波帯を
帯域通過させて、ダウンコンバートされた周波数はfTV
であることから、無線信号波の周波数fRFは、 fRF = fLO3+fTV …………………… (式3) となる。したがって、受信側の局部発振周波数fLO3
は、 fLO3 = fLO1+fLO2 ………………… (式4) となる。これから受信側の局部発振周波数fLO3は、送
信側の局部発振周波数fLO1とfLO2の和として設定する
ことになり、周波数安定度をΔとして表現すれば、 ΔfLO3 = ΔfLO1+ΔfLO2 …………… (式5) となる。受信側の局部発振器の周波数安定度ΔfLO3に
対して、送信側では、周波数安定度2つの局部発振器の
周波数安定度の和となるため、受信側の局部発振器の周
波数安定度ΔfLO3と送信側の2つの局部発振器の周波
数安定度の和(ΔfLO1+ΔfLO2)が同等になることが必
要である。そのためには、送信側の局部発振器を位相同
期発振器(PLO(Phase Locked Oscillator)発振器)と
し、PLOの基準信号源の温度補償型水晶発振器TCX
O(Temperature Compensated Crystal Oscillator)19
aで第1の局部発振器18と第2の局部発振器25を動
作させることにより2つの局部発振器は同期するため、
送信側の周波数安定度のレベルを実質的に受信側局部発
振器の周波数安定度ΔfLO3のレベルと同等にすること
が可能となる。
帯・UHF帯)は、周波数範囲がfTV=90MHz〜77
0MHzの範囲にあるため、送信側を2段階で周波数ア
ップコンバートし、この第1,第2実施形態では、不要
波となる下側側波帯信号波(周波数fLO2−fTV)と局部
発振信号(周波数fLO2)の漏れを除去するために、送信
側で中間周波数帯に一旦周波数アップコンバートし、中
間周波数信号(周波数fIF=fLO1+fTV)を生成し、バ
ンドパスフィルタ15で除去したあと、もう一度周波数
アップコンバートして、ミリ波帯に上昇させる。これに
よって、周波数ミキサ28で周波数変換時に生ずる下側
側波帯の周波数fLO2−fIFと局部発振周波数fLO2が、
上側側波帯周波数帯の周波数fRFと大きく離れてくるた
め、バンドパスフィルタ26で、これら不要波を除去す
ることが容易にできる。さらに、周波数アップコンバー
ト・周波数ダウンコンバート時に生ずる送信側周波数ミ
キサ28,受信側周波数ミキサ48には、局部発振波の
もれをさらに小さくするためにアンチパラレルダイオー
ド型のバランスド型周波数ミキサを使用し、局部発振周
波数fLO2,fLO3のRF側への漏れ信号を抑圧している。
トおよび周波数ダウンコンバートするときに用いる局部
発振器の周波数安定度を高めるために、送信側,受信側
ともに局部発振器を位相同期発振器(PLO)とし、送信
側の第1,第2の発振器15,25および受信側の第3の
局部発振器55の基準発振器として温度補償型水晶発振
器(TCXO)19a,19bを使用する。
完全に除去できなかった微少な下側側波帯の信号波[周
波数fLO2−(fLO1±fTV)]が雑音成分となるが、受信
側では、無線信号波の周波数fRFからTV信号波の周波
数fTVに1回で周波数変換しているため、受信側の周波
数変換時の下側側波帯周波数[周波数fLO3−(±fTV)]
と重なることがなく、最終的に周波数ダウンコンバート
された入力信号波108bのfTV成分には、下側側波帯
[周波数fLO2−(fLO1±fTV)]の雑音成分は含まれず、
良好な受信映像特性を得ることができる。
によりTV信号波からミリ波帯信号波に周波数変換し、
受信側で1回の周波数変換でミリ波帯信号波からTV信
号波に周波数変換することと、周波数変換器にアンチパ
ラレルダイオードペア型のバランスドミキサを使用する
ことによって、雑音の少ないクリアな受信映像特性を得
ることができる。さらに、局部発振器18,25および
55に位相同期発振器(PLO)と温度補償型水晶発振器
19a,19bを使用し、送信側では、2つの局部発振器
18,25で1つの温度補償型水晶発振器19aを共有化
して同期させているために、周波数安定度の優れた受信
映像特性を得ることが可能となる。
リ波帯無線送信装置およびミリ波帯無線受信装置および
ミリ波帯無線通信システムによれば、例えば、屋内のT
Vアンテナ線または無線LANが接続される回線(また
は無線LANが接続されているネットワーク回線)は、
各TV受信手段を有する端末と接続するところで無線化
され、ミリ波帯送信機/ミリ波帯受信器間のアンテナの
精密な位置合わせをしなければならないという課題を解
決することができ、かつ広い範囲で無線伝送を行うこと
ができる。したがって、屋内等のTV放送用の電波が遮
蔽される場所で、かつ、多人数が集まる公共空間では、
TV受信手段を有するノートパソコン、情報携帯機器、
携帯電話、ビデオカメラ、カーナビゲーション、DVD
プレーヤ等によって、多チャンネルの中から、無線でT
V情報等を選局・受信することができる。また、これま
でチャンネル数に制限のあった無線LAN信号も、ミリ
波帯を用いることによりチャンネル数を大幅に増やすこ
とができる。
ブルTV、FM放送等の信号波の無線伝送に、広い帯域
を利用できるミリ波帯を使用して無線伝送するため、多
くの情報中から複数の人がTV映像,音声情報およびデ
ータ放送等の情報を電子機器を用いて選局・受信するこ
とができる。
に位相同期発振器と温度補償型水晶発振器を使用し、送
信側では2つの局部発振器で1つの温度補償型水晶発振
器を共有化して同期させているために、周波数安定度の
優れた受信映像特性を得ることが可能となる。
線送信装置を用いたTV信号無線システムの構成図であ
る。
で用いた場合の平面図である。
送信機の配線と配置を説明する概略図である。
送信機の配線と配置を説明する詳細配置図である。
線送信装置を用いた無線LANシステムの構成図であ
る。
信機とミリ波帯受信器の構成図である。
である。
面図である。
無線LAN装置、 304…周波数配列器、 305a,305b,305c…周波数逆配列器、 400…回転体、 401…支柱、 402…マイクロストリップパッチアンテナ。
Claims (11)
- 【請求項1】 アンテナと送信部が一体化された複数の
ミリ波送信手段を備えたミリ波帯無線送信装置であっ
て、 上記複数のミリ波送信手段の各アンテナの方位角または
仰角の少なくとも一方が異なるように配置されているこ
とを特徴とするミリ波帯無線送信装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載のミリ波帯無線送信装置
において、 上記ミリ波送信手段が屋内または移動体内に配置された
ことを特徴とするミリ波帯無線送信装置。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載のミリ波帯無線
送信装置において、 上記ミリ波送信手段から送信されるミリ波帯の無線信号
波は、周波数分割された複数の周波数帯に夫々異なるチ
ャンネルが割り当てられていることを特徴とするミリ波
帯無線送信装置。 - 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれか1つに記載の
ミリ波帯無線送信装置において、 上記ミリ波送信手段は、ビデオ映像信号と音声信号を変
調して、テレビジョン放送波の空チャンネルに多重化し
たテレビジョン信号波を周波数変換することによりミリ
波帯の無線信号波として送信することを特徴とするミリ
波帯無線送信装置。 - 【請求項5】 請求項1乃至4のいずれか1つに記載の
ミリ波帯無線送信装置において、 上記ミリ波送信手段に用いられる周波数アップコンバー
タは、アンチパラレルダイオード型の周波数変換器であ
ることを特徴とするミリ波帯無線送信装置。 - 【請求項6】 請求項5に記載のミリ波帯無線送信装置
において、 上記周波数アップコンバータ用の局部発振器の基準信号
源として温度補償型水晶発振器を用いたことを特徴とす
るミリ波帯無線送信装置。 - 【請求項7】 請求項1乃至6のいずれか1つに記載の
ミリ波帯無線送信装置から送信された無線信号波を受信
するミリ波帯無線受信装置であって、 アンテナと受信部が一体化されたミリ波受信手段を備え
たことを特徴とするミリ波帯無線受信装置。 - 【請求項8】 請求項7に記載のミリ波帯無線受信装置
において、 上記アンテナに受信されるミリ波帯の無線信号波が、周
波数分割された複数の周波数帯に夫々異なるチャンネル
が割り当てられているとき、上記ミリ波受信手段により
上記無線信号波を周波数変換して得られた信号波の複数
の周波数帯に割り当てられたチャネルの少なくとも1つ
を選択することを特徴とするミリ波帯無線受信装置。 - 【請求項9】 請求項7または8に記載のミリ波帯無線
受信装置において、 上記ミリ波受信手段に用いられる周波数ダウンコンバー
タは、アンチパラレルダイオード型の周波数変換器であ
ることを特徴とするミリ波帯無線受信装置。 - 【請求項10】 請求項9に記載のミリ波帯無線受信装
置において、 上記周波数ダウンコンバータ用の局部発振器の基準信号
源として温度補償型水晶発振器を用いたことを特徴とす
るミリ波帯無線受信装置。 - 【請求項11】 請求項1乃至6に記載のいずれか1つ
のミリ波帯無線送信装置と、請求項7乃至10に記載の
いずれか1つのミリ波帯無線受信装置を夫々備えた複数
の電子機器とを備えたことを特徴とするミリ波帯無線通
信システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001364056A JP3883424B2 (ja) | 2001-11-29 | 2001-11-29 | ミリ波帯無線送信装置およびミリ波帯無線受信装置およびミリ波帯無線通信システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001364056A JP3883424B2 (ja) | 2001-11-29 | 2001-11-29 | ミリ波帯無線送信装置およびミリ波帯無線受信装置およびミリ波帯無線通信システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003168986A true JP2003168986A (ja) | 2003-06-13 |
JP3883424B2 JP3883424B2 (ja) | 2007-02-21 |
Family
ID=19174297
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001364056A Expired - Fee Related JP3883424B2 (ja) | 2001-11-29 | 2001-11-29 | ミリ波帯無線送信装置およびミリ波帯無線受信装置およびミリ波帯無線通信システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3883424B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005253044A (ja) * | 2003-11-27 | 2005-09-15 | Kobe Steel Ltd | 無線通信装置 |
JP2007028303A (ja) * | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Univ Of Tokyo | 周波数変換装置 |
JP2007043476A (ja) * | 2005-08-03 | 2007-02-15 | Sharp Corp | 無線送信装置および無線送受信システム |
JP2009017581A (ja) * | 2008-08-26 | 2009-01-22 | Yagi Antenna Co Ltd | ミリ波通信テレビ共同受信方式 |
JP2009088863A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Maspro Denkoh Corp | ミリ波送受信システム及び周波数変換装置 |
JP2017005580A (ja) * | 2015-06-12 | 2017-01-05 | 株式会社東芝 | 送信装置 |
-
2001
- 2001-11-29 JP JP2001364056A patent/JP3883424B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005253044A (ja) * | 2003-11-27 | 2005-09-15 | Kobe Steel Ltd | 無線通信装置 |
JP4544976B2 (ja) * | 2003-11-27 | 2010-09-15 | 株式会社神戸製鋼所 | 無線通信装置 |
JP2007028303A (ja) * | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Univ Of Tokyo | 周波数変換装置 |
JP2007043476A (ja) * | 2005-08-03 | 2007-02-15 | Sharp Corp | 無線送信装置および無線送受信システム |
JP2009088863A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Maspro Denkoh Corp | ミリ波送受信システム及び周波数変換装置 |
JP2009017581A (ja) * | 2008-08-26 | 2009-01-22 | Yagi Antenna Co Ltd | ミリ波通信テレビ共同受信方式 |
JP2017005580A (ja) * | 2015-06-12 | 2017-01-05 | 株式会社東芝 | 送信装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3883424B2 (ja) | 2007-02-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3889885B2 (ja) | ミリ波送信装置、ミリ波受信装置、ミリ波送受信システム及び電子機器 | |
US5835128A (en) | Wireless redistribution of television signals in a multiple dwelling unit | |
RU2196386C2 (ru) | Способ и устройство для повторного использования сетки частот спутникового вещания для сигналов наземного вещания | |
JPH10200473A (ja) | 通信システム | |
JP2000353971A (ja) | ミリ波送信装置、ミリ波受信装置、中継器及び電子機器 | |
JP2000078068A (ja) | 単一ケ―ブルライン上で別々の多数の衛星からの衛星信号を分配するシステム | |
US7308229B2 (en) | System, apparatus and method for single-channel or multi-channel terrestrial communication | |
JP3883424B2 (ja) | ミリ波帯無線送信装置およびミリ波帯無線受信装置およびミリ波帯無線通信システム | |
WO1995031070A2 (en) | Point-to-multipoint cellular television transmission system | |
JP3603995B2 (ja) | 高周波無線通信装置 | |
KR100502496B1 (ko) | 위성 방송 지상 중계 장치 | |
JP4181392B2 (ja) | 放送波受信と無線lanまたは無線アクセスによるインターネット接続サービスの送受信とを両立させたアンテナ装置 | |
JP4204387B2 (ja) | ミリ波通信方式 | |
JP4076958B2 (ja) | 放送波送信装置及び放送波受信システム | |
JP3919713B2 (ja) | ミリ波信号分配中継器、ミリ波送受信システム及び電子機器 | |
JP4845148B2 (ja) | ミリ波通信テレビ共同受信方式 | |
JPH11122131A (ja) | 混合装置 | |
JP4291657B2 (ja) | 受信システム | |
JP4107649B2 (ja) | 高周波無線通信装置 | |
JP3107548B1 (ja) | テレビ共同受信システム | |
Hamaguchi et al. | Development of millimeter-wave video transmission system-system design and performance for indoor BS signals transmission | |
JPH0113467Y2 (ja) | ||
JPS61281789A (ja) | 直接衛星放送共同受信システム | |
JPH0411490A (ja) | 衛星受信システム | |
JP2000232390A (ja) | 周波数変換器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040611 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060728 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060801 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060929 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20061107 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061114 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 3883424 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091124 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101124 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111124 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111124 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121124 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121124 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131124 Year of fee payment: 7 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |