本開示は、無線トランシーバ、アンテナデバイス、およびアンテナコネクタ装置を備える無線システムに関する。無線トランシーバは、アンテナデバイスを介して無線信号の送信および受信をそれぞれ行うための送信機分岐部および受信機分岐部を備える。
ワイヤレス通信ネットワークには、通信ノード、例えば、マイクロ波リンクノードがある。マイクロ波リンクノードは通常、マイクロ波リンクアンテナデバイスを備え、この場合、マイクロ波リンクアンテナ装置は通常、アンテナデバイスを介した送信用の無線分岐部である送信分岐部、および、アンテナデバイスを介した受信用の無線分岐部である受信分岐部に接続される。
マイクロ波リンクアンテナデバイスは通例、ダイプレクサ装置を介して送信分岐部および受信分岐部に接続され、このダイプレクサ装置は、受信分岐部に接続される第1の帯域フィルタ、および送信分岐部に接続される第2の帯域フィルタを備える。3ポート接合部は、送信分岐部および受信分岐部をアンテナデバイスに接続する。
かかるダイプレクサは、製造するのが比較的高価であり、コンポーネントの構成にかなり場所を取る。さらに、マイクロ波リンクは、多くの異なる周波数帯域に対して製造されかつ売られ、コンポーネントの周波数依存性によって、周波数帯域ごとに1つの固有のダイプレクサを有する必要がある。
よって、特に、一方では送信分岐部と受信分岐部との間の遷移に関して、他方ではアンテナデバイスに関して、複雑ではないより小型のダイプレクサ装置および無線システムが必要とされている。
本開示の目的は、特に、一方では送信分岐部と受信分岐部との間の遷移に関して、他方ではアンテナデバイスに関して、先行技術において説明されているものより、複雑ではなくより小型のダイプレクサ装置を提供することである。
上記の目的は、無線トランシーバ、アンテナデバイス、およびアンテナコネクタ装置を備える無線システムによって達成される。無線トランシーバは、アンテナデバイスを介して無線信号の送信および受信をそれぞれ行うための送信機分岐部および受信機分岐部を備え、アンテナコネクタ装置はアンテナデバイスを送信機分岐部および受信機分岐部に接続する。アンテナコネクタ装置は、第1の可同調帯域除去フィルタ、第2の可同調帯域除去フィルタ、および3方向接合部を備える。第1の可同調帯域除去フィルタは、無線信号をフィルタリングするために、送信機分岐部、および3方向接合部の送信機入力ポートに接続され、第2の可同調帯域除去フィルタは、無線信号をフィルタリングするために、受信機分岐部、および3方向接合部の受信機出力ポートに接続される。3方向接合部は、アンテナデバイスに接続される第1のアンテナポートを備える。
上記の目的はまた、アンテナデバイスを、無線トランシーバの送信機分岐部および受信機分岐部に接続するように適合されたアンテナコネクタ装置によって達成される。送信機分岐部および受信機分岐部は、アンテナデバイスを介して無線信号の送信および受信をそれぞれ行うように適合される。アンテナコネクタ装置は、第1の可同調帯域除去フィルタ、第2の可同調帯域除去フィルタ、および3方向接合部を備える。第1の可同調帯域除去フィルタは、無線信号をフィルタリングするために、送信機分岐部、および3方向接合部の送信機入力ポートに接続され、第2の可同調帯域除去フィルタは、無線信号をフィルタリングするために、受信機分岐部、および3方向接合部の受信機出力ポートに接続される。3方向接合部は、アンテナデバイスに接続される第1のアンテナポートを備える。
上記の目的はまた、アンテナデバイスおよびアンテナコネクタ装置を備えるアンテナ装置によって達成され、この場合、アンテナコネクタ装置は、アンテナデバイスを、無線トランシーバの送信機分岐部および受信機分岐部に接続するように適合される。送信機分岐部および受信機分岐部は、アンテナデバイスを介して無線信号の送信および受信をそれぞれ行うように適合される。アンテナコネクタ装置は、第1の可同調帯域除去フィルタ、第2の可同調帯域除去フィルタ、および3方向接合部を備える。第1の可同調帯域除去フィルタは、無線信号をフィルタリングするために、送信機分岐部、および3方向接合部の送信機入力ポートに接続され、第2の可同調帯域除去フィルタは、無線信号をフィルタリングするために、受信機分岐部、および3方向接合部の受信機出力ポートに接続される。3方向接合部は、アンテナデバイスに接続される第1のアンテナポートを備える。
一例によると、第1の可同調帯域除去フィルタおよび第2の可同調帯域除去フィルタのそれぞれは1つのフィルタ極のみを備える。
別の例によると、第1の可同調帯域除去フィルタは、無線信号を、受信機分岐部を介して受信される無線信号の周波数帯域に対応する第1の周波数帯域内に抑制するように適合される。さらに、第2の可同調帯域除去フィルタは、無線信号を、送信機分岐部を介して送信される無線信号の周波数帯域に対応する第4の周波数帯域内に抑制するように適合される。
別の例によると、第1の可同調帯域除去フィルタおよび第2の可同調帯域除去フィルタは、電気的に同調可能な帯域除去フィルタによって構成される。
別の例によると、3方向接合部はサーキュレータによって構成される。
別の例によると、受信機分岐部は、第1の増幅器装置、第2の発振器、第2のミクサ、受信機フィルタ、およびアナログデジタル変換器(ADC)を備える。第1の増幅器装置は、第2の可同調帯域除去フィルタから入力される第1の周波数帯域における受信された第1のアナログ信号を増幅するために配置され、第2のミクサは、増幅された第1のアナログ信号の周波数を第2の周波数帯域内の第2のアナログ信号の周波数へと下方にシフトするために配置される。第1のADCは、第2のアナログ信号を受信された第1のデジタル信号に変換するために配置され、この場合、受信機分岐部は第1のADCに接続される信号減算器をさらに備える。信号減算器は干渉キャンセルのために使用される。
別の例によると、送信機分岐部は、デジタルアナログ変換器(DAC)、第1のミクサに接続される第1の発振器、および、ひいてはカプラに接続される第2の増幅器装置を備える。DACは、入力された第2のデジタル信号を第3の周波数帯域内の第3のアナログ信号に変換するために配置され、第1のミクサは、第3のアナログ信号の周波数を、第4の周波数帯域内の第4のアナログ信号の周波数へと上方にシフトするために配置される。
別の例によると、無線トランシーバはホモダイン無線トランシーバの形態である。
本開示の目的はまた、上記による可同調帯域除去フィルタとして適している電気的に同調可能な導波管帯域除去フィルタ装置を提供することである。
この目的は、縦伸張方向に沿って延びる第1の導波管部、および、導波管接続部において第1の導波管部に縦伸張方向に沿って接続される少なくとも1つの第2の導波管部を備える電気的に同調可能な導波管帯域除去フィルタ装置によって達成される。上記の第2の導波管部は、第1の導波管部の電界の伸張方向に平行に及び、導波管接続部からある特定の距離の短絡部で終止する。上記の第2の導波管部はアパーチャを備え、帯域除去フィルタ装置は誘電部分および電動機をさらに備える。誘電部分はアパーチャを介して上記の第2の導波管部に進入するように配置され、電動機はアパーチャを介して上記の第2の導波管部内で誘電部分を移動させるために配置される。
一例によると、電動機は、帯域除去フィルタ装置のフィルタ特性の同調を可能にするように適合された制御接続部を備える。
別の例によると、電動機は、調節軸に沿って延びるスクリューロッドによって調節軸に沿って上記の第2の導波管部内で誘電部分を移動させるために配置されるステップモータによって構成される。
より多くの例が従属請求項に開示されている。
本開示によって多数の利点が得られる。主に、先行技術において説明されているものより、複雑ではなくより小型の無線システムが提供される。これは、特に、一方では送信分岐部と受信分岐部との間の遷移に関し、他方ではアンテナデバイスに関するものである。
複雑ではないフィルタが使用可能であり、当然ながら、これによってコンポーネントは高価ではなくなる。帯域除去フィルタが同調可能であるため、上記による1つのタイプのアンテナコネクタ装置はいくつかの無線周波数帯域に使用されてよい。
さらに、これによって場合によりダイプレクサの統合が可能になる。種々のアンテナコネクタ装置として種々の変形体が提供されてよいが、本開示によってまた、種々の変形体を、アンテナデバイスを含む種々のアンテナ装置として提供できる。
本開示についてここで、添付の図面を参照してより詳細に説明する。
無線システムの第1の例の簡略図である。
電気的に同調可能な導波管帯域除去フィルタ装置の第1の概略図である。
電気的に同調可能な導波管帯域除去フィルタ装置の第2の概略図である。
無線システムの第2の例の簡略図である。
無線システムの第1の例の簡略図を示す図1を参照すると、無線システム1は、ホモダイン無線トランシーバ2およびアンテナデバイス3を備え、この場合、無線トランシーバ2は、アンテナデバイス3を介して無線信号の送信および受信をそれぞれ行うための送信機分岐部5および受信機分岐部6を備える。
受信機分岐部6は、第1の増幅器装置13、第2の発振器14、第2のミクサ15、受信機フィルタ45、およびアナログデジタル変換器(ADC)16を備える。第1の増幅器装置13は、受信周波数帯域を構成する第1の周波数帯域f1における受信された第1のアナログ信号22を増幅するために配置され、第2のミクサ15は、増幅された第1のアナログ信号の周波数を、第2の周波数帯域f2内の第2のアナログ信号23の周波数へと下方にシフトするために配置され、第1のADC16は、受信機フィルタ45でフィルタリングされた後で第2のアナログ信号23を受信された第1のデジタル信号24に変換するために配置される。第2の発振器14は、第2のミクサ15に、適した混合周波数を与えるように接続される。受信機フィルタ45は、望ましくない調波など、第2のミクサ15からの望ましくない信号を抑制するように適合される。いくつかの態様によると、受信機フィルタ45はまた、ADCをサポートするアンチエイリアシング機能を提供する。受信機分岐部6はまた、第1のADC16に接続される信号減算器34を備え、ここに第1のデジタル信号24が送り込まれる。信号減算器34については、以下でより詳細に論述される。
送信機分岐部5は、デジタルアナログ変換器(DAC)17、第1のミクサ19に接続される第1の発振器18、および、ひいてはカプラ21に接続される第2の増幅器装置20を備える。DAC17は、入力端子51において入力される入力された第2のデジタル信号25を第3の周波数帯域f3内の第3のアナログ信号26に変換するために配置される。第1のミクサ19は、第3のアナログ信号26の周波数を、送信周波数帯域を構成する第4の周波数帯域f4内の第4のアナログ信号27の周波数へと上方にシフトするために配置される。第1の発振器18は、第1のミクサ19に、適した混合周波数を与えるように接続される。
受信周波数帯域と送信周波数帯域との間の空間はデュプレックス距離と呼ばれる。送信周波数帯域f4内の信号は受信周波数帯域f1内の信号であることは望まれないが、これは、これらが望ましくない干渉を構成するからである。この例においてこれがどのように妨げられるのかは後述される。
カプラ21は、第4のアナログ信号27の一部分によって構成される第4の周波数帯域f4内の第1の結合信号28を、無線トランシーバ2に含まれる干渉キャンセル装置29に送るために配置される。干渉キャンセル装置29は、第1の結合信号28の周波数を、第3の周波数帯域f3内の第2の結合信号46の周波数へと下方にシフトするために配置される第3のミクサ30、アンチエイリアシングフィルタ31、第2のADC32、およびデジタル信号プロセッサ(DSP)33を備える。ADC32は、フィルタリングされた第2の結合信号47を結合デジタル信号35に変換するために配置され、DSP33および信号減算器34は、結合デジタル信号35を受信された第1のデジタル信号24から減算するために配置される。結果として生じる出力デジタル信号52は、出力端子53において出力される。
DSP33は結合デジタル信号35を準備するように配置され、信号減算器34は、DSP33からの出力を第1のデジタル信号24から減算することによって、結果として生じる出力デジタル信号52を生成するように配置される。代替的には、DSP33は、信号減算器34が、DSP33からの出力を第1のデジタル信号24に加算することによって、生じる出力デジタル信号52を生成するように配置されるように180度の移相をさらに生じさせるために配置されてもよい。そのため、「信号減算器」という用語は所望の全機能性に関し、コンポーネント自体は、上記のように信号を加算するために配置されてよい。
よって、干渉キャンセル装置29は、主に、受信機分岐部6内に漏れた第4のアナログ信号27の成分を除去するために使用される。換言すれば、第4の周波数帯域f4内にあり、かつ第2のミクサ15および第1のADC16を介して処理された、第4のアナログ信号27の成分は、第1のデジタル信号24から除去される。
本開示によると、無線システム1は、アンテナデバイス3を送信機分岐部5および受信機分岐部6に接続するアンテナコネクタ装置4を備える。アンテナコネクタ装置4は、第1の可同調帯域除去フィルタ7、第2の可同調帯域除去フィルタ8、および、サーキュレータ9を備え、このサーキュレータ9は、さらにまた、アンテナデバイス3に接続される第1のアンテナポート12を備える。第1の可同調帯域除去フィルタ7は、無線信号をフィルタリングするために、送信機分岐部5、およびサーキュレータ9の送信機入力ポート10に接続され、第2の可同調帯域除去フィルタ8は、無線信号をフィルタリングするために、受信機分岐部6、およびサーキュレータ9の受信機出力ポート11に接続される。
増幅されかつカプラ21を通過した第4のアナログ信号27は、第1のアンテナコネクタポート54を介して第1の可同調帯域除去フィルタ7に入力される。受信された第1のアナログ信号22は、第1のアンテナコネクタポート55を介して第2の可同調帯域除去フィルタ8から第1の増幅器装置13に入力される。
いくつかの態様による、第1の可同調帯域除去フィルタ7および第2の可同調帯域除去フィルタ8のそれぞれは、1つのフィルタ極のみを備える。第1の可同調帯域除去フィルタ7は、無線信号を、受信機分岐部6を介して受信される無線信号の周波数帯域に対応する第1の周波数帯域f1内に抑制するように適合され、第2の可同調帯域除去フィルタ8は、無線信号を、送信機分岐部5を介して送信される無線信号の周波数帯域に対応する第4の周波数帯域f4内に抑制するように適合される。
いくつかの態様によると、第1の可同調帯域除去フィルタ7は、15dB〜25dBの第1の抑制範囲における抑制によって第1の周波数帯域f1内に無線信号を抑制するように適合され、第2の可同調帯域除去フィルタ8は、15dB〜25dBの第2の抑制範囲における抑制によって第4の周波数帯域f4内に無線信号を抑制するように適合される。
本明細書において、抑制によるということは、信号振幅または電力の低減を意味する。15dBでの抑制は、入力信号が、電力dBmを単位として、出力信号より15dB強力であることを意味する。
アンテナデバイス3は、いくつかの態様によると、マイクロ波無線リンクアンテナなどの指向性アンテナを備える。アンテナデバイス3は、いくつかの態様によると、1つまたは複数の別個のアンテナを備え、それぞれのアンテナは、反射鏡アンテナまたはアレーアンテナの形態である。
アンテナコネクタ装置4は、第2のアンテナポート56を介してアンテナデバイスに接続され、第1のアンテナポート12は第2のアンテナポート56に接続される。いくつかの態様によると、アンテナコネクタ装置4およびアンテナデバイス3は、アンテナ装置36に含まれる。
図2および図3を参照して、第1の可同調帯域除去フィルタ7および第2の可同調帯域除去フィルタ8のうちの少なくとも1つに使用可能である電気的に同調可能な導波管帯域除去フィルタ装置42について説明する。
電気的に同調可能な導波管帯域除去フィルタ装置42は、縦伸張方向Lに沿って延びる第1の導波管部37、および、導波管接続部39において第1の導波管部37に縦伸張方向Lに沿って接続される第2の導波管部38を備える。第2の導波管部38は、第1の導波管部37の電界Eの伸張方向に平行に及び、導波管接続部39からある特定の距離の短絡部40で終止する。
第2の導波管部38はアパーチャ41を備え、帯域除去フィルタ装置42は誘電部分43および電動機44をさらに備え、この場合、誘電部分43はアパーチャ41を介して第2の導波管部38に進入するように配置される。電動機44はアパーチャ41を介して第2の導波管部38内で誘電部分43を移動させるために配置される。
図2において、誘電部分43および電動機44は、良く見えるように提示するために、第2の導波管部38から取り外して示されている。図3では、誘電部分43および電動機44は、第2の導波管部38に取り付けられて示されている。
適当には、電動機44は、帯域除去フィルタ装置42のフィルタ特性の同調を可能にするように適合された制御接続部48を備える。そして、電動機44は、調節軸49に沿って延びるスクリューロッド50によって調節軸49に沿って第2の導波管部38内で誘電部分43を移動させるために配置されるステップモータによって構成されてよい。
この例では、説明される電気的に同調可能な導波管帯域除去フィルタ装置42が1つのフィルタ極のみを備えるため、第2の導波管部38が1つだけある。電気的に同調可能な導波管帯域除去フィルタ装置が複数のフィルタ極を備える場合について、電気的に同調可能な導波管帯域除去フィルタ装置は複数の第2の導波管部38を備えることになる。よって、電気的に同調可能な導波管帯域除去フィルタ装置42は、少なくとも1つの第2の導波管部38を備える。
第2の導波管部38は、導波管接続部39において第1の導波管部37に縦伸張方向Lに沿って電気的に接続される。これに関連して、電気的に接続されるという用語は、第1の導波管部37において伝搬する電磁エネルギーの少なくとも一部分が第2の導波管部38において伝搬可能にされることを意味する。
電気接続は、2つの異なる導体の信号導体および接地導体が直流的に相互に接続されることを意味することが多い。金属壁を有する管の形態の導波管について、電磁エネルギーは、大部分は導波管内で伝搬し、高周波数での表皮効果によって、壁に沿った電流は典型的には数マイクロメートル分だけ金属壁内を通り抜ける。電気接続部として機能する導波管接続部は、通常、第1の導波管と第2の導波管との間の開口部の形態であり、この開口部を通って、電磁エネルギーは第1の導波管と第2の導波管との間で伝搬してよい。第1の導波管および第2の導波管は、次いで、好ましくは、電磁エネルギーが導波管接続部において漏れ出さないように、これらの壁が互いに電気的に接触するように互いに対して取り付けられることになる。そのため、「〜に接続される」および「接続」という用語は、いくつかの態様によると、「〜に電気的に接続される」および「電気接続」という用語と同等である。
このような導波管接続部は、例えば、サーキュレータ9と第1の可同調帯域除去フィルタ7との間、サーキュレータ9と第2の可同調帯域除去フィルタ8との間、および、サーキュレータ9とアンテナデバイス3との間で、説明される例におけるいくつかの位置で明らかである。これは、第1の可同調帯域除去フィルタ7がサーキュレータ9の送信機入力ポート10に接続されること、第2の可同調帯域除去フィルタ8がサーキュレータ9の受信機出力ポート11に接続されること、および、サーキュレータ9がアンテナデバイス3に接続される第1のアンテナポート12を備えることから導かれる。
述べられた表皮効果によって、使用される導波管部は全体的に導電性材料から作られる必要はないが、例えば、少なくとも部分的に導電性被覆で覆われるプラスチック材料で作られてよい。
本開示は、上記に限定されず、添付の特許請求の範囲内で変えられてよい。例えば、無線トランシーバ2がホモダインタイプではなく、ヘテロダインタイプであり、既に知られているように、1つのIF(中間周波数)またはいくつかのIFを有することが考えられる。
一般的に、任意のタイプの適した3方向接合部は、第1の可同調帯域除去フィルタ7および第2の可同調帯域除去フィルタ8をアンテナデバイス3に接続するために使用されてよい。例えば、図1に対応し、かつ無線システム1’の第2の例の簡略図を示す図4を参照すると、第1の可同調帯域除去フィルタ7’、第2の可同調帯域除去フィルタ8、および、アンテナコネクタ装置4’に含まれる3方向接合部9’がある。
第1の可同調帯域除去フィルタ7’は、無線信号をフィルタリングするために、送信機分岐部5、および3方向接合部9’の送信機入力ポート10’に接続され、第2の可同調帯域除去フィルタ8’は、受信機分岐部6、および3方向接合部9’の受信機出力ポート11’に接続される。3方向接合部9’は、アンテナデバイス3に接続される第1のアンテナポート12’を備える。
いくつかの態様によると、アンテナコネクタ装置4’およびアンテナデバイス3は、第1の例にあるようにアンテナ装置36’に含まれる。
一般的な3方向接合部9’は、当然ながら、先に論述したサーキュレータ9によって構成可能であるが、多くの他の代替策が可能である。例えば、3ポート導波管T字形接合部または120度接合部がある。
いくつかの態様によると、サーキュレータが3方向接合部として使用されない場合、第1の可同調帯域除去フィルタ7’および第2の可同調帯域除去フィルタ8’のそれぞれは、複数のフィルタ極を備える。2つ以上のフィルタ極を備える可同調帯域除去フィルタの可能な構成は、図2および図3に関する例において上で述べられている。
第1の可同調帯域除去フィルタ7および第2の可同調帯域除去フィルタ8に対して述べられた抑制範囲は単なる例であり、任意の適した範囲が使用されてよい。
第1の可同調帯域除去フィルタ7および第2の可同調帯域除去フィルタ8は、少なくとも同調可能とされるものとする。一態様によると、第1の可同調帯域除去フィルタ7および第2の可同調帯域除去フィルタ8は、電気的に同調可能である。別の態様によると、第1の可同調帯域除去フィルタ7および第2の可同調帯域除去フィルタ8は手動で同調可能である。
誘電部分43は円筒形の外観を有するように示されている。当然ながら多くの他の形状が考えられ、誘電部分43は、2つ以上の異なる誘電材料によって構成されてよい。電動機44は、多くの他のやり方で誘電部分43の位置を制御するように適合されてよく、例えば、電動機44はリニアモータの形態であってよい。
示される無線システム1は、本開示の説明を簡単にできるように簡略化されたものとして見なされるべきであり、通常は、無線システムは、例えば干渉キャンセル装置29においていくつかの追加のコンポーネントを備える。このような可能な追加のコンポーネント全ては、当然ながら、当技術分野において非常に良く知られているものである。
平行といった用語が使用される時、これらの用語は数学的に正確であると解釈されるべきではなく、実際的に達成可能であるものの範囲内と解釈されるべきである。
一般的に、本開示は、無線トランシーバ2、アンテナデバイス3、およびアンテナコネクタ装置4を備える無線システム1に関し、この場合、無線トランシーバ2は、アンテナデバイス3を介して無線信号の送信および受信をそれぞれ行うための送信機分岐部5および受信機分岐部6を備え、アンテナコネクタ装置4はアンテナデバイス3を送信機分岐部5および受信機分岐部6に接続する。アンテナコネクタ装置4は、第1の可同調帯域除去フィルタ7、7’、第2の可同調帯域除去フィルタ8、8’、および3方向接合部9、9’を備え、ここで、第1の可同調帯域除去フィルタ7、7’は、無線信号をフィルタリングするために、送信機分岐部5、および3方向接合部9、9’の送信機入力ポート10、10’に接続され、第2の可同調帯域除去フィルタ8、8’は、無線信号をフィルタリングするために、受信機分岐部6、および3方向接合部9、9’の受信機出力ポート11、11’に接続され、3方向接合部9、9’は、アンテナデバイス3に接続される第1のアンテナポート12、12’を備える。
一例によると、第1の可同調帯域除去フィルタ7および第2の可同調帯域除去フィルタ8のそれぞれは1つのフィルタ極のみを備える。
一例によると、第1の可同調帯域除去フィルタ7は、無線信号を、受信機分岐部6を介して受信される無線信号の周波数帯域に対応する第1の周波数帯域f1内に抑制するように適合され、第2の可同調帯域除去フィルタ8は、無線信号を、送信機分岐部5を介して送信される無線信号の周波数帯域に対応する第4の周波数帯域f4内に抑制するように適合される。
一例によると、第1の可同調帯域除去フィルタ7は、15dB〜25dBの第1の抑制範囲における抑制によって第1の周波数帯域f1内に無線信号を抑制するように適合され、第2の可同調帯域除去フィルタ8は、15dB〜25dBの第2の抑制範囲における抑制によって第4の周波数帯域f4内に無線信号を抑制するように適合される。
一例によると、受信機分岐部6は、第1の増幅器装置13、第2の発振器14、第2のミクサ15、受信機フィルタ45、およびアナログデジタル変換器(ADC)16を備え、この場合、第1の増幅器装置13は、第2の可同調帯域除去フィルタ8から入力される第1の周波数帯域f1における受信された第1のアナログ信号22を増幅するために配置され、第2のミクサ15は、増幅された第1のアナログ信号の周波数を第2の周波数帯域f2内の第2のアナログ信号23の周波数へと下方にシフトするために配置され、第1のADC16は、第2のアナログ信号23を受信された第1のデジタル信号24に変換するために配置され、この場合、受信機分岐部6は第1のADC16に接続される信号減算器34をさらに備える。
一例によると、送信機分岐部5は、デジタルアナログ変換器(DAC)17、第1のミクサ19に接続される第1の発振器18、および、ひいてはカプラ21に接続される第2の増幅器装置20を備え、ここで、DAC17は、入力された第2のデジタル信号25を第3の周波数帯域f3内の第3のアナログ信号26に変換するために配置され、第1のミクサ19は、第3のアナログ信号26の周波数を、第4の周波数帯域f4内の第4のアナログ信号27の周波数へと上方にシフトするために配置される。
一例によると、カプラ21は、第4のアナログ信号27の一部分によって構成される第4の周波数帯域f4内の第1の結合信号28を、無線トランシーバ2に含まれる干渉キャンセル装置29に送るために配置される。
一例によると、干渉キャンセル装置29は、第1の結合信号28の周波数を、第3の周波数帯域f3内の第2の結合信号46の周波数へと下方にシフトするために配置される第3のミクサ30、アンチエイリアシングフィルタ31、第2のアナログデジタル変換器(ADC)32、およびデジタル信号プロセッサ(DSP)33を備え、ADC32は、フィルタリングされた第2の結合信号47を結合デジタル信号35に変換するために配置され、DSP33および信号減算器34は、結合デジタル信号35を受信された第1のデジタル信号24から減算するために配置される。
一例によると、無線トランシーバ2はホモダイン無線トランシーバの形態である。
一例によると、第1の可同調帯域除去フィルタ7および第2の可同調帯域除去フィルタ8は、電気的に同調可能な帯域除去フィルタ7、8によって構成される。
一例によると、アンテナデバイス3は指向性アンテナを備える。
一例によると、アンテナデバイス3はマイクロ波無線リンクアンテナを備える。
一例によると、3方向接合部はサーキュレータ9によって構成される。
本開示はまた、アンテナデバイス3を、無線トランシーバ2の送信機分岐部5および受信機分岐部6に接続するように適合されたアンテナコネクタ装置4に関し、この場合、送信機分岐部5および受信機分岐部6は、アンテナデバイス3を介して無線信号の送信および受信をそれぞれ行うように適合される。アンテナコネクタ装置4は、第1の可同調帯域除去フィルタ7、7’、第2の可同調帯域除去フィルタ8、8’、および3方向接合部9、9’を備え、ここで、第1の可同調帯域除去フィルタ7、7’は、無線信号をフィルタリングするために、送信機分岐部5、および3方向接合部9、9’の送信機入力ポート10、10’に接続され、第2の可同調帯域除去フィルタ8、8’は、無線信号をフィルタリングするために、受信機分岐部6、および3方向接合部9、9’の受信機出力ポート11、11’に接続され、3方向接合部9、9’は、アンテナデバイス3に接続される第1のアンテナポート12、12’を備える。
一例によると、第1の可同調帯域除去フィルタ7および第2の可同調帯域除去フィルタ8のそれぞれは、1つのフィルタ極のみを備える。
一例によると、第1の可同調帯域除去フィルタ7は、無線信号を、受信機分岐部6を介して受信される無線信号の周波数帯域に対応する第1の周波数帯域f1内に抑制するように適合され、第2の可同調帯域除去フィルタ8は、無線信号を、送信機分岐部5を介して送信される無線信号の周波数帯域に対応する第4の周波数帯域f4内に抑制するように適合される。
一例によると、第1の可同調帯域除去フィルタ7は、15dB〜25dBの第1の抑制範囲における抑制によって第1の周波数帯域f1内に無線信号を抑制するように適合され、第2の可同調帯域除去フィルタ8は、15dB〜25dBの第2の抑制範囲における抑制によって第4の周波数帯域f4内に無線信号を抑制するように適合される。
一例によると、第1の周波数帯域f1内の信号は、3方向接合部9、9’から第2の可同調帯域除去フィルタ8に入力されるように配置され、第4の周波数帯域f4内の信号は、第1の可同調帯域除去フィルタ7から3方向接合部9、9’に入力されるように配置される。
一例によると、第1の可同調帯域除去フィルタ7および第2の可同調帯域除去フィルタ8は、電気的に同調可能な帯域除去フィルタ7、8によって構成される。
一例によると、3方向接合部はサーキュレータ9によって構成される。
本開示はまた、アンテナデバイス3およびアンテナコネクタ装置4を備えるアンテナ装置36に関し、この場合、アンテナコネクタ装置は、アンテナデバイス3を、無線トランシーバ2の送信機分岐部5および受信機分岐部6に接続するように適合され、送信機分岐部5および受信機分岐部6は、アンテナデバイス3を介して無線信号の送信および受信をそれぞれ行うように適合される。アンテナコネクタ装置4は、第1の可同調帯域除去フィルタ7、7’、第2の可同調帯域除去フィルタ8、8’、および3方向接合部9、9’を備え、ここで、第1の可同調帯域除去フィルタ7、7’は、無線信号をフィルタリングするために、送信機分岐部5、および3方向接合部9、9’の送信機入力ポート10、10’に接続され、第2の可同調帯域除去フィルタ8は、無線信号をフィルタリングするために、受信機分岐部6、および3方向接合部9、9’の受信機出力ポート11、11’に接続され、3方向接合部9、9’は、上記のアンテナデバイス3に接続される第1のアンテナポート12、12’を備える。
一例によると、第1の可同調帯域除去フィルタ7および第2の可同調帯域除去フィルタ8のそれぞれは1つのフィルタ極のみを備える。
一例によると、第1の可同調帯域除去フィルタ7は、無線信号を、受信機分岐部6を介して受信される無線信号の周波数帯域に対応する第1の周波数帯域f1内に抑制するように適合され、第2の可同調帯域除去フィルタ8は、無線信号を、送信機分岐部5を介して送信される無線信号の周波数帯域に対応する第4の周波数帯域f4内に抑制するように適合される。
一例によると、第1の可同調帯域除去フィルタ7は、15dB〜25dBの第1の抑制範囲における抑制によって第1の周波数帯域f1内に無線信号を抑制するように適合され、第2の可同調帯域除去フィルタ8は、15dB〜25dBの第2の抑制範囲における抑制によって第4の周波数帯域f4内に無線信号を抑制するように適合される。
一例によると、第1の周波数帯域f1内の信号は、サーキュレータ9から第2の可同調帯域除去フィルタ8に入力されるように配置され、第4の周波数帯域f4内の信号は、第1の可同調帯域除去フィルタ7からサーキュレータ9に入力されるように配置される。
一例によると、第1の可同調帯域除去フィルタ7および第2の可同調帯域除去フィルタ8は、電気的に同調可能な帯域除去フィルタ7、8によって構成される。
一例によると、アンテナデバイス3は指向性アンテナを備える。
一例によると、アンテナデバイス3はマイクロ波無線リンクアンテナを備える。
一例によると、3方向接合部はサーキュレータ9によって構成される。
本開示はまた、縦伸張方向Lに沿って延びる第1の導波管部37、および、導波管接続部39において第1の導波管部37に縦伸張方向Lに沿って接続される少なくとも1つの第2の導波管部38を備える電気的に同調可能な導波管帯域除去フィルタ装置42に関し、この場合、上記の第2の導波管部38は、第1の導波管部37の電界Eの伸張方向に平行に及び、導波管接続部39からある特定の距離dの短絡部40で終止する。上記の第2の導波管部38はアパーチャ41を備え、ここで、帯域除去フィルタ装置42は誘電部分43および電動機44をさらに備え、誘電部分43はアパーチャ41を介して上記の第2の導波管部38に進入するように配置され、電動機44はアパーチャ41を介して上記の第2の導波管部38内で誘電部分43を移動させるために配置される。
一例によると、上記の第2の導波管部38は、導波管接続部39において第1の導波管部37に縦伸張方向Lに沿って電気的に接続される。
一例によると、電動機44は、帯域除去フィルタ装置42のフィルタ特性の同調を可能にするように適合された制御接続部48を備える。
一例によると、電動機44は、調節軸49に沿って延びるスクリューロッド50によって調節軸49に沿って上記の第2の導波管部38内で誘電部分43を移動させるために配置されるステップモータによって構成される。
本開示は、無線トランシーバ、アンテナデバイス、およびアンテナコネクタ装置を備える無線システムに関する。無線トランシーバは、アンテナデバイスを介して無線信号の送信および受信をそれぞれ行うための送信機分岐部および受信機分岐部を備える。
ワイヤレス通信ネットワークには、通信ノード、例えば、マイクロ波リンクノードがある。マイクロ波リンクノードは通常、マイクロ波リンクアンテナデバイスを備え、この場合、マイクロ波リンクアンテナ装置は通常、アンテナデバイスを介した送信用の無線分岐部である送信分岐部、および、アンテナデバイスを介した受信用の無線分岐部である受信分岐部に接続される。
マイクロ波リンクアンテナデバイスは通例、ダイプレクサ装置を介して送信分岐部および受信分岐部に接続され、このダイプレクサ装置は、受信分岐部に接続される第1の帯域フィルタ、および送信分岐部に接続される第2の帯域フィルタを備える。3ポート接合部は、送信分岐部および受信分岐部をアンテナデバイスに接続する。
かかるダイプレクサは、製造するのが比較的高価であり、コンポーネントの構成にかなり場所を取る。さらに、マイクロ波リンクは、多くの異なる周波数帯域に対して製造されかつ売られ、コンポーネントの周波数依存性によって、周波数帯域ごとに1つの固有のダイプレクサを有する必要がある。
米国特許出願公開第2006/229030号は、共通ノードを介してアンテナポートに接続される帯域フィルタおよび帯域阻止フィルタを備える可同調デュプレクサシステムを開示している。
米国特許出願公開第2014/194074号は、アナログキャンセル装置を使用するマルチバンドトランシーバを開示している。
米国特許出願公開第2015/171903号は、帯域フィルタおよびデジタル自己干渉キャンセラを備えるトランシーバを開示している。
国際公開WO第2008/048534号パンフレットは、干渉キャンセラおよび帯域フィルタを有するトランシーバに関する。
よって、特に、一方では送信分岐部と受信分岐部との間の遷移に関して、他方ではアンテナデバイスに関して、複雑ではないより小型のダイプレクサ装置および無線システムが必要とされている。
本開示の目的は、特に、一方では送信分岐部と受信分岐部との間の遷移に関して、他方ではアンテナデバイスに関して、先行技術において説明されているものより、複雑ではなくより小型のダイプレクサ装置を提供することである。
上記の目的は、無線トランシーバ、アンテナデバイス、およびアンテナコネクタ装置を備える無線システムによって達成される。無線トランシーバは、アンテナデバイスを介して無線信号の送信および受信をそれぞれ行うための送信機分岐部および受信機分岐部を備え、アンテナコネクタ装置はアンテナデバイスを送信機分岐部および受信機分岐部に接続する。アンテナコネクタ装置は、第1の可同調帯域除去フィルタ、第2の可同調帯域除去フィルタ、および3方向接合部を備える。第1の可同調帯域除去フィルタは、無線信号をフィルタリングするために、送信機分岐部、および3方向接合部の送信機入力ポートに接続され、第2の可同調帯域除去フィルタは、無線信号をフィルタリングするために、受信機分岐部、および3方向接合部の受信機出力ポートに接続される。3方向接合部は、アンテナデバイスに接続される第1のアンテナポートを備える。
上記の目的はまた、アンテナデバイスを、無線トランシーバの送信機分岐部および受信機分岐部に接続するように適合されたアンテナコネクタ装置によって達成される。送信機分岐部および受信機分岐部は、アンテナデバイスを介して無線信号の送信および受信をそれぞれ行うように適合される。アンテナコネクタ装置は、第1の可同調帯域除去フィルタ、第2の可同調帯域除去フィルタ、および3方向接合部を備える。第1の可同調帯域除去フィルタは、無線信号をフィルタリングするために、送信機分岐部、および3方向接合部の送信機入力ポートに接続され、第2の可同調帯域除去フィルタは、無線信号をフィルタリングするために、受信機分岐部、および3方向接合部の受信機出力ポートに接続される。3方向接合部は、アンテナデバイスに接続される第1のアンテナポートを備える。
上記の目的はまた、アンテナデバイスおよびアンテナコネクタ装置を備えるアンテナ装置によって達成され、この場合、アンテナコネクタ装置は、アンテナデバイスを、無線トランシーバの送信機分岐部および受信機分岐部に接続するように適合される。送信機分岐部および受信機分岐部は、アンテナデバイスを介して無線信号の送信および受信をそれぞれ行うように適合される。アンテナコネクタ装置は、第1の可同調帯域除去フィルタ、第2の可同調帯域除去フィルタ、および3方向接合部を備える。第1の可同調帯域除去フィルタは、無線信号をフィルタリングするために、送信機分岐部、および3方向接合部の送信機入力ポートに接続され、第2の可同調帯域除去フィルタは、無線信号をフィルタリングするために、受信機分岐部、および3方向接合部の受信機出力ポートに接続される。3方向接合部は、アンテナデバイスに接続される第1のアンテナポートを備える。
一例によると、第1の可同調帯域除去フィルタおよび第2の可同調帯域除去フィルタのそれぞれは1つのフィルタ極のみを備える。
別の例によると、第1の可同調帯域除去フィルタは、無線信号を、受信機分岐部を介して受信される無線信号の周波数帯域に対応する第1の周波数帯域内に抑制するように適合される。さらに、第2の可同調帯域除去フィルタは、無線信号を、送信機分岐部を介して送信される無線信号の周波数帯域に対応する第4の周波数帯域内に抑制するように適合される。
別の例によると、第1の可同調帯域除去フィルタおよび第2の可同調帯域除去フィルタは、電気的に同調可能な帯域除去フィルタによって構成される。
別の例によると、3方向接合部はサーキュレータによって構成される。
別の例によると、受信機分岐部は、第1の増幅器装置、第2の発振器、第2のミクサ、受信機フィルタ、およびアナログデジタル変換器(ADC)を備える。第1の増幅器装置は、第2の可同調帯域除去フィルタから入力される第1の周波数帯域における受信された第1のアナログ信号を増幅するために配置され、第2のミクサは、増幅された第1のアナログ信号の周波数を第2の周波数帯域内の第2のアナログ信号の周波数へと下方にシフトするために配置される。第1のADCは、第2のアナログ信号を受信された第1のデジタル信号に変換するために配置され、この場合、受信機分岐部は第1のADCに接続される信号減算器をさらに備える。信号減算器は干渉キャンセルのために使用される。
別の例によると、送信機分岐部は、デジタルアナログ変換器(DAC)、第1のミクサに接続される第1の発振器、および、ひいてはカプラに接続される第2の増幅器装置を備える。DACは、入力された第2のデジタル信号を第3の周波数帯域内の第3のアナログ信号に変換するために配置され、第1のミクサは、第3のアナログ信号の周波数を、第4の周波数帯域内の第4のアナログ信号の周波数へと上方にシフトするために配置される。
別の例によると、無線トランシーバはホモダイン無線トランシーバの形態である。
本開示の目的はまた、上記による可同調帯域除去フィルタとして適している電気的に同調可能な導波管帯域除去フィルタ装置を提供することである。
この目的は、縦伸張方向に沿って延びる第1の導波管部、および、導波管接続部において第1の導波管部に縦伸張方向に沿って接続される少なくとも1つの第2の導波管部を備える電気的に同調可能な導波管帯域除去フィルタ装置によって達成される。上記の第2の導波管部は、第1の導波管部の電界の伸張方向に平行に及び、導波管接続部からある特定の距離の短絡部で終止する。上記の第2の導波管部はアパーチャを備え、帯域除去フィルタ装置は誘電部分および電動機をさらに備える。誘電部分はアパーチャを介して上記の第2の導波管部に進入するように配置され、電動機はアパーチャを介して上記の第2の導波管部内で誘電部分を移動させるために配置される。
一例によると、電動機は、帯域除去フィルタ装置のフィルタ特性の同調を可能にするように適合された制御接続部を備える。
別の例によると、電動機は、調節軸に沿って延びるスクリューロッドによって調節軸に沿って上記の第2の導波管部内で誘電部分を移動させるために配置されるステップモータによって構成される。
より多くの例が従属請求項に開示されている。
本開示によって多数の利点が得られる。主に、先行技術において説明されているものより、複雑ではなくより小型の無線システムが提供される。これは、特に、一方では送信分岐部と受信分岐部との間の遷移に関し、他方ではアンテナデバイスに関するものである。
複雑ではないフィルタが使用可能であり、当然ながら、これによってコンポーネントは高価ではなくなる。帯域除去フィルタが同調可能であるため、上記による1つのタイプのアンテナコネクタ装置はいくつかの無線周波数帯域に使用されてよい。
さらに、これによって場合によりダイプレクサの統合が可能になる。種々のアンテナコネクタ装置として種々の変形体が提供されてよいが、本開示によってまた、種々の変形体を、アンテナデバイスを含む種々のアンテナ装置として提供できる。
本開示についてここで、添付の図面を参照してより詳細に説明する。
無線システムの第1の例の簡略図である。
電気的に同調可能な導波管帯域除去フィルタ装置の第1の概略図である。
電気的に同調可能な導波管帯域除去フィルタ装置の第2の概略図である。
無線システムの第2の例の簡略図である。
無線システムの第1の例の簡略図を示す図1を参照すると、無線システム1は、ホモダイン無線トランシーバ2およびアンテナデバイス3を備え、この場合、無線トランシーバ2は、アンテナデバイス3を介して無線信号の送信および受信をそれぞれ行うための送信機分岐部5および受信機分岐部6を備える。
受信機分岐部6は、第1の増幅器装置13、第2の発振器14、第2のミクサ15、受信機フィルタ45、およびアナログデジタル変換器(ADC)16を備える。第1の増幅器装置13は、受信周波数帯域を構成する第1の周波数帯域f1における受信された第1のアナログ信号22を増幅するために配置され、第2のミクサ15は、増幅された第1のアナログ信号の周波数を、第2の周波数帯域f2内の第2のアナログ信号23の周波数へと下方にシフトするために配置され、第1のADC16は、受信機フィルタ45でフィルタリングされた後で第2のアナログ信号23を受信された第1のデジタル信号24に変換するために配置される。第2の発振器14は、第2のミクサ15に、適した混合周波数を与えるように接続される。受信機フィルタ45は、望ましくない調波など、第2のミクサ15からの望ましくない信号を抑制するように適合される。いくつかの態様によると、受信機フィルタ45はまた、ADCをサポートするアンチエイリアシング機能を提供する。受信機分岐部6はまた、第1のADC16に接続される信号減算器34を備え、ここに第1のデジタル信号24が送り込まれる。信号減算器34については、以下でより詳細に論述される。
送信機分岐部5は、デジタルアナログ変換器(DAC)17、第1のミクサ19に接続される第1の発振器18、および、ひいてはカプラ21に接続される第2の増幅器装置20を備える。DAC17は、入力端子51において入力される入力された第2のデジタル信号25を第3の周波数帯域f3内の第3のアナログ信号26に変換するために配置される。第1のミクサ19は、第3のアナログ信号26の周波数を、送信周波数帯域を構成する第4の周波数帯域f4内の第4のアナログ信号27の周波数へと上方にシフトするために配置される。第1の発振器18は、第1のミクサ19に、適した混合周波数を与えるように接続される。
受信周波数帯域と送信周波数帯域との間の空間はデュプレックス距離と呼ばれる。送信周波数帯域f4内の信号は受信周波数帯域f1内の信号であることは望まれないが、これは、これらが望ましくない干渉を構成するからである。この例においてこれがどのように妨げられるのかは後述される。
カプラ21は、第4のアナログ信号27の一部分によって構成される第4の周波数帯域f4内の第1の結合信号28を、無線トランシーバ2に含まれる干渉キャンセル装置29に送るために配置される。干渉キャンセル装置29は、第1の結合信号28の周波数を、第3の周波数帯域f3内の第2の結合信号46の周波数へと下方にシフトするために配置される第3のミクサ30、アンチエイリアシングフィルタ31、第2のADC32、およびデジタル信号プロセッサ(DSP)33を備える。ADC32は、フィルタリングされた第2の結合信号47を結合デジタル信号35に変換するために配置され、DSP33および信号減算器34は、結合デジタル信号35を受信された第1のデジタル信号24から減算するために配置される。結果として生じる出力デジタル信号52は、出力端子53において出力される。
DSP33は結合デジタル信号35を準備するように配置され、信号減算器34は、DSP33からの出力を第1のデジタル信号24から減算することによって、結果として生じる出力デジタル信号52を生成するように配置される。代替的には、DSP33は、信号減算器34が、DSP33からの出力を第1のデジタル信号24に加算することによって、生じる出力デジタル信号52を生成するように配置されるように180度の移相をさらに生じさせるために配置されてもよい。そのため、「信号減算器」という用語は所望の全機能性に関し、コンポーネント自体は、上記のように信号を加算するために配置されてよい。
よって、干渉キャンセル装置29は、主に、受信機分岐部6内に漏れた第4のアナログ信号27の成分を除去するために使用される。換言すれば、第4の周波数帯域f4内にあり、かつ第2のミクサ15および第1のADC16を介して処理された、第4のアナログ信号27の成分は、第1のデジタル信号24から除去される。
本開示によると、無線システム1は、アンテナデバイス3を送信機分岐部5および受信機分岐部6に接続するアンテナコネクタ装置4を備える。アンテナコネクタ装置4は、第1の可同調帯域除去フィルタ7、第2の可同調帯域除去フィルタ8、および、サーキュレータ9を備え、このサーキュレータ9は、さらにまた、アンテナデバイス3に接続される第1のアンテナポート12を備える。第1の可同調帯域除去フィルタ7は、無線信号をフィルタリングするために、送信機分岐部5、およびサーキュレータ9の送信機入力ポート10に接続され、第2の可同調帯域除去フィルタ8は、無線信号をフィルタリングするために、受信機分岐部6、およびサーキュレータ9の受信機出力ポート11に接続される。
増幅されかつカプラ21を通過した第4のアナログ信号27は、第1のアンテナコネクタポート54を介して第1の可同調帯域除去フィルタ7に入力される。受信された第1のアナログ信号22は、第1のアンテナコネクタポート55を介して第2の可同調帯域除去フィルタ8から第1の増幅器装置13に入力される。
いくつかの態様による、第1の可同調帯域除去フィルタ7および第2の可同調帯域除去フィルタ8のそれぞれは、1つのフィルタ極のみを備える。第1の可同調帯域除去フィルタ7は、無線信号を、受信機分岐部6を介して受信される無線信号の周波数帯域に対応する第1の周波数帯域f1内に抑制するように適合され、第2の可同調帯域除去フィルタ8は、無線信号を、送信機分岐部5を介して送信される無線信号の周波数帯域に対応する第4の周波数帯域f4内に抑制するように適合される。
いくつかの態様によると、第1の可同調帯域除去フィルタ7は、15dB〜25dBの第1の抑制範囲における抑制によって第1の周波数帯域f1内に無線信号を抑制するように適合され、第2の可同調帯域除去フィルタ8は、15dB〜25dBの第2の抑制範囲における抑制によって第4の周波数帯域f4内に無線信号を抑制するように適合される。
本明細書において、抑制によるということは、信号振幅または電力の低減を意味する。15dBでの抑制は、入力信号が、電力dBmを単位として、出力信号より15dB強力であることを意味する。
アンテナデバイス3は、いくつかの態様によると、マイクロ波無線リンクアンテナなどの指向性アンテナを備える。アンテナデバイス3は、いくつかの態様によると、1つまたは複数の別個のアンテナを備え、それぞれのアンテナは、反射鏡アンテナまたはアレーアンテナの形態である。
アンテナコネクタ装置4は、第2のアンテナポート56を介してアンテナデバイスに接続され、第1のアンテナポート12は第2のアンテナポート56に接続される。いくつかの態様によると、アンテナコネクタ装置4およびアンテナデバイス3は、アンテナ装置36に含まれる。
図2および図3を参照して、第1の可同調帯域除去フィルタ7および第2の可同調帯域除去フィルタ8のうちの少なくとも1つに使用可能である電気的に同調可能な導波管帯域除去フィルタ装置42について説明する。
電気的に同調可能な導波管帯域除去フィルタ装置42は、縦伸張方向Lに沿って延びる第1の導波管部37、および、導波管接続部39において第1の導波管部37に縦伸張方向Lに沿って接続される第2の導波管部38を備える。第2の導波管部38は、第1の導波管部37の電界Eの伸張方向に平行に及び、導波管接続部39からある特定の距離の短絡部40で終止する。
第2の導波管部38はアパーチャ41を備え、帯域除去フィルタ装置42は誘電部分43および電動機44をさらに備え、この場合、誘電部分43はアパーチャ41を介して第2の導波管部38に進入するように配置される。電動機44はアパーチャ41を介して第2の導波管部38内で誘電部分43を移動させるために配置される。
図2において、誘電部分43および電動機44は、良く見えるように提示するために、第2の導波管部38から取り外して示されている。図3では、誘電部分43および電動機44は、第2の導波管部38に取り付けられて示されている。
適当には、電動機44は、帯域除去フィルタ装置42のフィルタ特性の同調を可能にするように適合された制御接続部48を備える。そして、電動機44は、調節軸49に沿って延びるスクリューロッド50によって調節軸49に沿って第2の導波管部38内で誘電部分43を移動させるために配置されるステップモータによって構成されてよい。
この例では、説明される電気的に同調可能な導波管帯域除去フィルタ装置42が1つのフィルタ極のみを備えるため、第2の導波管部38が1つだけある。電気的に同調可能な導波管帯域除去フィルタ装置が複数のフィルタ極を備える場合について、電気的に同調可能な導波管帯域除去フィルタ装置は複数の第2の導波管部38を備えることになる。よって、電気的に同調可能な導波管帯域除去フィルタ装置42は、少なくとも1つの第2の導波管部38を備える。
第2の導波管部38は、導波管接続部39において第1の導波管部37に縦伸張方向Lに沿って電気的に接続される。これに関連して、電気的に接続されるという用語は、第1の導波管部37において伝搬する電磁エネルギーの少なくとも一部分が第2の導波管部38において伝搬可能にされることを意味する。
電気接続は、2つの異なる導体の信号導体および接地導体が直流的に相互に接続されることを意味することが多い。金属壁を有する管の形態の導波管について、電磁エネルギーは、大部分は導波管内で伝搬し、高周波数での表皮効果によって、壁に沿った電流は典型的には数マイクロメートル分だけ金属壁内を通り抜ける。電気接続部として機能する導波管接続部は、通常、第1の導波管と第2の導波管との間の開口部の形態であり、この開口部を通って、電磁エネルギーは第1の導波管と第2の導波管との間で伝搬してよい。第1の導波管および第2の導波管は、次いで、好ましくは、電磁エネルギーが導波管接続部において漏れ出さないように、これらの壁が互いに電気的に接触するように互いに対して取り付けられることになる。そのため、「〜に接続される」および「接続」という用語は、いくつかの態様によると、「〜に電気的に接続される」および「電気接続」という用語と同等である。
このような導波管接続部は、例えば、サーキュレータ9と第1の可同調帯域除去フィルタ7との間、サーキュレータ9と第2の可同調帯域除去フィルタ8との間、および、サーキュレータ9とアンテナデバイス3との間で、説明される例におけるいくつかの位置で明らかである。これは、第1の可同調帯域除去フィルタ7がサーキュレータ9の送信機入力ポート10に接続されること、第2の可同調帯域除去フィルタ8がサーキュレータ9の受信機出力ポート11に接続されること、および、サーキュレータ9がアンテナデバイス3に接続される第1のアンテナポート12を備えることから導かれる。
述べられた表皮効果によって、使用される導波管部は全体的に導電性材料から作られる必要はないが、例えば、少なくとも部分的に導電性被覆で覆われるプラスチック材料で作られてよい。
本開示は、上記に限定されず、添付の特許請求の範囲内で変えられてよい。例えば、無線トランシーバ2がホモダインタイプではなく、ヘテロダインタイプであり、既に知られているように、1つのIF(中間周波数)またはいくつかのIFを有することが考えられる。
一般的に、任意のタイプの適した3方向接合部は、第1の可同調帯域除去フィルタ7および第2の可同調帯域除去フィルタ8をアンテナデバイス3に接続するために使用されてよい。例えば、図1に対応し、かつ無線システム1’の第2の例の簡略図を示す図4を参照すると、第1の可同調帯域除去フィルタ7’、第2の可同調帯域除去フィルタ8、および、アンテナコネクタ装置4’に含まれる3方向接合部9’がある。
第1の可同調帯域除去フィルタ7’は、無線信号をフィルタリングするために、送信機分岐部5、および3方向接合部9’の送信機入力ポート10’に接続され、第2の可同調帯域除去フィルタ8’は、受信機分岐部6、および3方向接合部9’の受信機出力ポート11’に接続される。3方向接合部9’は、アンテナデバイス3に接続される第1のアンテナポート12’を備える。
いくつかの態様によると、アンテナコネクタ装置4’およびアンテナデバイス3は、第1の例にあるようにアンテナ装置36’に含まれる。
一般的な3方向接合部9’は、当然ながら、先に論述したサーキュレータ9によって構成可能であるが、多くの他の代替策が可能である。例えば、3ポート導波管T字形接合部または120度接合部がある。
いくつかの態様によると、サーキュレータが3方向接合部として使用されない場合、第1の可同調帯域除去フィルタ7’および第2の可同調帯域除去フィルタ8’のそれぞれは、複数のフィルタ極を備える。2つ以上のフィルタ極を備える可同調帯域除去フィルタの可能な構成は、図2および図3に関する例において上で述べられている。
第1の可同調帯域除去フィルタ7および第2の可同調帯域除去フィルタ8に対して述べられた抑制範囲は単なる例であり、任意の適した範囲が使用されてよい。
第1の可同調帯域除去フィルタ7および第2の可同調帯域除去フィルタ8は、少なくとも同調可能とされるものとする。一態様によると、第1の可同調帯域除去フィルタ7および第2の可同調帯域除去フィルタ8は、電気的に同調可能である。別の態様によると、第1の可同調帯域除去フィルタ7および第2の可同調帯域除去フィルタ8は手動で同調可能である。
誘電部分43は円筒形の外観を有するように示されている。当然ながら多くの他の形状が考えられ、誘電部分43は、2つ以上の異なる誘電材料によって構成されてよい。電動機44は、多くの他のやり方で誘電部分43の位置を制御するように適合されてよく、例えば、電動機44はリニアモータの形態であってよい。
示される無線システム1は、本開示の説明を簡単にできるように簡略化されたものとして見なされるべきであり、通常は、無線システムは、例えば干渉キャンセル装置29においていくつかの追加のコンポーネントを備える。このような可能な追加のコンポーネント全ては、当然ながら、当技術分野において非常に良く知られているものである。
平行といった用語が使用される時、これらの用語は数学的に正確であると解釈されるべきではなく、実際的に達成可能であるものの範囲内と解釈されるべきである。
一般的に、本開示は、無線トランシーバ2、アンテナデバイス3、およびアンテナコネクタ装置4を備える無線システム1に関し、この場合、無線トランシーバ2は、アンテナデバイス3を介して無線信号の送信および受信をそれぞれ行うための送信機分岐部5および受信機分岐部6を備え、アンテナコネクタ装置4はアンテナデバイス3を送信機分岐部5および受信機分岐部6に接続する。アンテナコネクタ装置4は、第1の可同調帯域除去フィルタ7、7’、第2の可同調帯域除去フィルタ8、8’、および3方向接合部9、9’を備え、ここで、第1の可同調帯域除去フィルタ7、7’は、無線信号をフィルタリングするために、送信機分岐部5、および3方向接合部9、9’の送信機入力ポート10、10’に接続され、第2の可同調帯域除去フィルタ8、8’は、無線信号をフィルタリングするために、受信機分岐部6、および3方向接合部9、9’の受信機出力ポート11、11’に接続され、3方向接合部9、9’は、アンテナデバイス3に接続される第1のアンテナポート12、12’を備える。
一例によると、第1の可同調帯域除去フィルタ7および第2の可同調帯域除去フィルタ8のそれぞれは1つのフィルタ極のみを備える。
一例によると、第1の可同調帯域除去フィルタ7は、無線信号を、受信機分岐部6を介して受信される無線信号の周波数帯域に対応する第1の周波数帯域f1内に抑制するように適合され、第2の可同調帯域除去フィルタ8は、無線信号を、送信機分岐部5を介して送信される無線信号の周波数帯域に対応する第4の周波数帯域f4内に抑制するように適合される。
一例によると、第1の可同調帯域除去フィルタ7は、15dB〜25dBの第1の抑制範囲における抑制によって第1の周波数帯域f1内に無線信号を抑制するように適合され、第2の可同調帯域除去フィルタ8は、15dB〜25dBの第2の抑制範囲における抑制によって第4の周波数帯域f4内に無線信号を抑制するように適合される。
一例によると、受信機分岐部6は、第1の増幅器装置13、第2の発振器14、第2のミクサ15、受信機フィルタ45、およびアナログデジタル変換器(ADC)16を備え、この場合、第1の増幅器装置13は、第2の可同調帯域除去フィルタ8から入力される第1の周波数帯域f1における受信された第1のアナログ信号22を増幅するために配置され、第2のミクサ15は、増幅された第1のアナログ信号の周波数を第2の周波数帯域f2内の第2のアナログ信号23の周波数へと下方にシフトするために配置され、第1のADC16は、第2のアナログ信号23を受信された第1のデジタル信号24に変換するために配置され、この場合、受信機分岐部6は第1のADC16に接続される信号減算器34をさらに備える。
一例によると、送信機分岐部5は、デジタルアナログ変換器(DAC)17、第1のミクサ19に接続される第1の発振器18、および、ひいてはカプラ21に接続される第2の増幅器装置20を備え、ここで、DAC17は、入力された第2のデジタル信号25を第3の周波数帯域f3内の第3のアナログ信号26に変換するために配置され、第1のミクサ19は、第3のアナログ信号26の周波数を、第4の周波数帯域f4内の第4のアナログ信号27の周波数へと上方にシフトするために配置される。
一例によると、カプラ21は、第4のアナログ信号27の一部分によって構成される第4の周波数帯域f4内の第1の結合信号28を、無線トランシーバ2に含まれる干渉キャンセル装置29に送るために配置される。
一例によると、干渉キャンセル装置29は、第1の結合信号28の周波数を、第3の周波数帯域f3内の第2の結合信号46の周波数へと下方にシフトするために配置される第3のミクサ30、アンチエイリアシングフィルタ31、第2のアナログデジタル変換器(ADC)32、およびデジタル信号プロセッサ(DSP)33を備え、ADC32は、フィルタリングされた第2の結合信号47を結合デジタル信号35に変換するために配置され、DSP33および信号減算器34は、結合デジタル信号35を受信された第1のデジタル信号24から減算するために配置される。
一例によると、無線トランシーバ2はホモダイン無線トランシーバの形態である。
一例によると、第1の可同調帯域除去フィルタ7および第2の可同調帯域除去フィルタ8は、電気的に同調可能な帯域除去フィルタ7、8によって構成される。
一例によると、アンテナデバイス3は指向性アンテナを備える。
一例によると、アンテナデバイス3はマイクロ波無線リンクアンテナを備える。
一例によると、3方向接合部はサーキュレータ9によって構成される。
本開示はまた、アンテナデバイス3を、無線トランシーバ2の送信機分岐部5および受信機分岐部6に接続するように適合されたアンテナコネクタ装置4に関し、この場合、送信機分岐部5および受信機分岐部6は、アンテナデバイス3を介して無線信号の送信および受信をそれぞれ行うように適合される。アンテナコネクタ装置4は、第1の可同調帯域除去フィルタ7、7’、第2の可同調帯域除去フィルタ8、8’、および3方向接合部9、9’を備え、ここで、第1の可同調帯域除去フィルタ7、7’は、無線信号をフィルタリングするために、送信機分岐部5、および3方向接合部9、9’の送信機入力ポート10、10’に接続され、第2の可同調帯域除去フィルタ8、8’は、無線信号をフィルタリングするために、受信機分岐部6、および3方向接合部9、9’の受信機出力ポート11、11’に接続され、3方向接合部9、9’は、アンテナデバイス3に接続される第1のアンテナポート12、12’を備える。
一例によると、第1の可同調帯域除去フィルタ7および第2の可同調帯域除去フィルタ8のそれぞれは、1つのフィルタ極のみを備える。
一例によると、第1の可同調帯域除去フィルタ7は、無線信号を、受信機分岐部6を介して受信される無線信号の周波数帯域に対応する第1の周波数帯域f1内に抑制するように適合され、第2の可同調帯域除去フィルタ8は、無線信号を、送信機分岐部5を介して送信される無線信号の周波数帯域に対応する第4の周波数帯域f4内に抑制するように適合される。
一例によると、第1の可同調帯域除去フィルタ7は、15dB〜25dBの第1の抑制範囲における抑制によって第1の周波数帯域f1内に無線信号を抑制するように適合され、第2の可同調帯域除去フィルタ8は、15dB〜25dBの第2の抑制範囲における抑制によって第4の周波数帯域f4内に無線信号を抑制するように適合される。
一例によると、第1の周波数帯域f1内の信号は、3方向接合部9、9’から第2の可同調帯域除去フィルタ8に入力されるように配置され、第4の周波数帯域f4内の信号は、第1の可同調帯域除去フィルタ7から3方向接合部9、9’に入力されるように配置される。
一例によると、第1の可同調帯域除去フィルタ7および第2の可同調帯域除去フィルタ8は、電気的に同調可能な帯域除去フィルタ7、8によって構成される。
一例によると、3方向接合部はサーキュレータ9によって構成される。
本開示はまた、アンテナデバイス3およびアンテナコネクタ装置4を備えるアンテナ装置36に関し、この場合、アンテナコネクタ装置は、アンテナデバイス3を、無線トランシーバ2の送信機分岐部5および受信機分岐部6に接続するように適合され、送信機分岐部5および受信機分岐部6は、アンテナデバイス3を介して無線信号の送信および受信をそれぞれ行うように適合される。アンテナコネクタ装置4は、第1の可同調帯域除去フィルタ7、7’、第2の可同調帯域除去フィルタ8、8’、および3方向接合部9、9’を備え、ここで、第1の可同調帯域除去フィルタ7、7’は、無線信号をフィルタリングするために、送信機分岐部5、および3方向接合部9、9’の送信機入力ポート10、10’に接続され、第2の可同調帯域除去フィルタ8は、無線信号をフィルタリングするために、受信機分岐部6、および3方向接合部9、9’の受信機出力ポート11、11’に接続され、3方向接合部9、9’は、上記のアンテナデバイス3に接続される第1のアンテナポート12、12’を備える。
一例によると、第1の可同調帯域除去フィルタ7および第2の可同調帯域除去フィルタ8のそれぞれは1つのフィルタ極のみを備える。
一例によると、第1の可同調帯域除去フィルタ7は、無線信号を、受信機分岐部6を介して受信される無線信号の周波数帯域に対応する第1の周波数帯域f1内に抑制するように適合され、第2の可同調帯域除去フィルタ8は、無線信号を、送信機分岐部5を介して送信される無線信号の周波数帯域に対応する第4の周波数帯域f4内に抑制するように適合される。
一例によると、第1の可同調帯域除去フィルタ7は、15dB〜25dBの第1の抑制範囲における抑制によって第1の周波数帯域f1内に無線信号を抑制するように適合され、第2の可同調帯域除去フィルタ8は、15dB〜25dBの第2の抑制範囲における抑制によって第4の周波数帯域f4内に無線信号を抑制するように適合される。
一例によると、第1の周波数帯域f1内の信号は、サーキュレータ9から第2の可同調帯域除去フィルタ8に入力されるように配置され、第4の周波数帯域f4内の信号は、第1の可同調帯域除去フィルタ7からサーキュレータ9に入力されるように配置される。
一例によると、第1の可同調帯域除去フィルタ7および第2の可同調帯域除去フィルタ8は、電気的に同調可能な帯域除去フィルタ7、8によって構成される。
一例によると、アンテナデバイス3は指向性アンテナを備える。
一例によると、アンテナデバイス3はマイクロ波無線リンクアンテナを備える。
一例によると、3方向接合部はサーキュレータ9によって構成される。
本開示はまた、縦伸張方向Lに沿って延びる第1の導波管部37、および、導波管接続部39において第1の導波管部37に縦伸張方向Lに沿って接続される少なくとも1つの第2の導波管部38を備える電気的に同調可能な導波管帯域除去フィルタ装置42に関し、この場合、上記の第2の導波管部38は、第1の導波管部37の電界Eの伸張方向に平行に及び、導波管接続部39からある特定の距離dの短絡部40で終止する。上記の第2の導波管部38はアパーチャ41を備え、ここで、帯域除去フィルタ装置42は誘電部分43および電動機44をさらに備え、誘電部分43はアパーチャ41を介して上記の第2の導波管部38に進入するように配置され、電動機44はアパーチャ41を介して上記の第2の導波管部38内で誘電部分43を移動させるために配置される。
一例によると、上記の第2の導波管部38は、導波管接続部39において第1の導波管部37に縦伸張方向Lに沿って電気的に接続される。
一例によると、電動機44は、帯域除去フィルタ装置42のフィルタ特性の同調を可能にするように適合された制御接続部48を備える。
一例によると、電動機44は、調節軸49に沿って延びるスクリューロッド50によって調節軸49に沿って上記の第2の導波管部38内で誘電部分43を移動させるために配置されるステップモータによって構成される。