JP3919713B2

JP3919713B2 - 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

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Publication number: JP3919713B2
Application number: JP2003278455A
Authority: JP
Inventors: 英治末松; 浩哉佐藤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1998-02-27
Filing date: 2003-07-23
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2018-08-19
Also published as: JP2004007798A

Description

本発明は、ＶＨＦ、ＵＨＦ等の地上放送やＢＳ、ＣＳ等の衛星放送などの複数の放送波を屋内においてミリ波で無線伝送するためのミリ波送信装置、ミリ波受信装置、ミリ波送受信システム及び電子機器に関する。

地上放送（ＶＨＦ、ＵＨＦ）、衛星放送（ＢＳ、ＣＳ）等の複数の放送が実現されている。今までの個人住宅におけるＴＶ放送受信システムを図１３に示す。衛星放送の場合、１２ＧＨｚ帯の信号をＢＳアンテナ１、ＣＳアンテナ２で夫々受信し、夫々のアンテナの直近に低雑音コンバータ３が取り付けられ、１〜２ＧＨｚ帯の中間周波数帯に変換された後、それぞれ同軸ケーブル４、５で屋外から室内のＴＶ受信機６（ＢＳ・ＣＳチューナ又はＢＳ・ＣＳチューナ内蔵のＴＶ）に配線されていた。また、地上放送は、ＵＨＦアンテナ７、ＶＨＦアンテナ８の無線周波数帯の信号を混合した後（またはそれぞれ独立に）、同軸ケーブル９で各室内のＴＶ受信機６まで有線で配線されていた。

一方、集合住宅等でのＴＶ放送受信システムを図１４示す。図１４に示すように、衛星放送は、共同受信用ＢＳアンテナ１１、共同受信用ＣＳアンテナ１２で夫々受信し、１〜２ＧＨｚ帯の中間周波数帯に変換された後、ブロックコンバータ１３で、ＣＳ信号を周波数変換した後、地上波放送のＶＨＦ・ＵＨＦ信号と衛星放送ＢＳ・ＣＳ信号とは混合され、一本の同軸ケーブル１４で配線され、分配器１５、増幅器１６を経由して、各家庭、各室内まで有線で配線されていた（例えば、「総合カタログ」，ＤＸアンテナ株式会社，１９９７年１月，ｐ．２３５，ｐ．２４１（［非特許文献１］）および特許第２５９３０２０号公報（［特許文献１］）参照。）。

しかしながら、個人住宅においては、複数のＴＶ受信機に伝送する場合には配線が複雑になっていた。一方、集合住宅の場合においては、各家庭まで一本の同軸ケーブル１４にすべての放送波が乗せられているものの、予め分配器を設定するため取り付けられるＴＶ受信機の台数には限りがあり、ＴＶ受信機の増設の場合には、別途新たな分配器を設置するなどの工事が必要になっていた。
「総合カタログ」，ＤＸアンテナ株式会社，１９９７年１月，ｐ．２３５，ｐ．２４１特許第２５９３０２０号公報

本発明の目的は、複雑な配線を無くし、衛星放送（ＢＳ、ＣＳ）、及び地上波放送（ＶＨＦ、ＵＨＦ）を屋内でミリ波無線伝送するためのミリ波送受信システムを実現するためのミリ波信号分配中継器を提供することにある。

本発明のミリ波信号分配中継器は、
ミリ波信号を受信する受信アンテナと、
前記受信アンテナで受信したミリ波信号を増幅する増幅器と、
前記増幅器で増幅された信号を分配する分配器と、
前記分配器で分配された信号を送信すると共に、前記受信アンテナの受信方向と反対方向およびその受信方向と直交する方向を含む方向に送信する複数の送信アンテナとを備え、
照明器具に取り付け可能であり、該増幅器の電源が前記照明器具または天井から供給されることを特徴としている。

本発明のミリ波送受信システムは、前記ミリ波信号分配中継器と、複数の放送波をミリ波にアップコンバートして送信するミリ波送信装置と、前記ミリ波を受信して放送波の周波数帯にダウンコンバートするミリ波受信装置とを備えたことを特徴としている。

本発明の電子機器は、前記ミリ波信号分配中継器と、複数の放送波をミリ波にアップコンバートして送信するミリ波送信装置と、前記ミリ波を受信して放送波の周波数帯にダウンコンバートするミリ波受信装置とのうち少なくともいずれか１つを備えたことを特徴としている。

ミリ波送信装置は、屋内でミリ波無線伝送を行い、複数の放送波を入力する手段と、前記放送波をミリ波にアップコンバートする手段と、前記ミリ波を送信する手段と、から構成される。本構成により地上放送、衛星放送などの放送波を配線を引くことなく、各部屋に送信することができる。

屋内の無線伝送として６０ＧＨｚ帯（通常５９ＧＨｚ〜６４ＧＨｚ）のミリ波を用いた。６０ＧＨｚ帯のミリ波は、現在の衛星、地上ＴＶ放送波に比較して、著しく周波数が高く、使用できる帯域幅が広いため、地上放送、衛星放送をまとめて一度に無線伝送すること可能である。加えて、酸素・水分による吸収が大きいため、隣接した家との間での遮蔽が容易という特徴が有り、各家庭の屋内での無線伝送には適している。

前記ミリ波送信装置は、前記ミリ波にアップコンバートする手段の前に、前記放送波の出力レベルを一定にするための増幅器を有する。

前記ミリ波送信装置は、前記ミリ波にアップコンバートする手段の前に、周波数高域側の前記放送波の出力レベルを周波数低域側よりも大きくするための増幅器を有する。

前記ミリ波送信装置は、前記ミリ波にアップコンバートする手段の前に、前記放送波のうち他の放送波と比較してＣ／Ｎを必要とする放送波の出力レベルを選択的に高めるための増幅器を有する。

また、前記ミリ波送信装置には、ＴＶ受信機の偏波制御信号を変換した赤外線信号を受信し、偏波制御信号に再生する手段を備える。

また、前記ミリ波送信装置には、ＴＶ受信機の偏波制御信号を変換したＵＨＦ無線信号を受信・復調し、偏波制御信号に再生する手段を有する。

また、前記ミリ波送信装置には、ＵＨＦ帯無線部の局部発振部を用いて、前記アップコンバートする手段に用いる局部発振部の同期をとる手段を備える。

ミリ波受信装置は、ミリ波受信装置屋内でミリ波無線伝送を行うためのものであって、複数の放送波をアップコンバートしたミリ波を受信する手段と、前記ミリ波を放送波の周波数帯にダウンコンバートする手段と、から構成される。

また、前記ミリ波受信装置には、ＴＶ受信機の偏波制御信号を赤外線信号として送信する手段を備える。

また、前記ミリ波受信装置には、ＴＶ受信機の偏波制御信号をＵＨＦ無線信号に変調・送信する手段を有する。

また、前記ミリ波受信装置には、ＵＨＦ帯無線部の局部発振部を用いて、前記ダウンコンバートする手段に用いる局部発振部の同期をとる手段を備える。

さらに、前記ミリ波受信装置と前記ミリ波送信装置を有したミリ波送受信システムを提供する。また、前記ミリ波送受信システムは、受信アンテナと、分配器と、送信アンテナから構成されるミリ波信号分配中継器を備えてもよい。また、受信アンテナと、増幅器と、分配器と、送信アンテナから構成されるミリ波信号分配中継器を備えてもよい。さらに、受信アンテナ、送信アンテナが、それぞれ誘電体基板又は誘電体膜上に平面アンテナで構成され、前記受信アンテナと前記送信アンテナが、相対抗するように遮蔽物にとりつけられたミリ波信号中継器を備えてもよい。

また、前記ミリ波送信装置と、前記ミリ波受信装置と、前記ミリ波信号中継器との少なくともいずれか１つを備えた電子機器を提供する。

本発明によれば、屋内において同軸ケーブルなど配線を用いずに、ミリ波無線で放送波を無線伝送することができるので、ＴＶ増設ごとにアンテナ工事をする必要なく、また、複雑な配線が不要とすることができる。このことによって、屋内であれば自由に小型ＴＶやＴＶチューナー付きのパソコンやビデオカメラなど自由に、どこでも使用できる。

また、それぞれのミリ波受信装置に赤外線信号、ＵＨＦ信号を送信する手段、あるいはミリ波送信装置に赤外線信号、ＵＨＦ信号を受信する手段を設けることによって、偏波制御信号を行うことができるので個人住宅などブロックコンバータを用いない場合においてもミリ波無線伝送を可能とする。特にＵＨＦ信号を用いた場合には、遮蔽物がある場合にも偏波制御信号の送受信が可能であり、従って、個人住宅においても屋内であればどこでも無線伝送を可能となる。また、偏波制御信号のみでなく、データ伝送を可能とすることができるので、双方向の通信が可能となる。

また、偏波信号制御に用いられるＵＨＦ信号を発生させるＵＨＦ帯無線部の局部発振器の基準信号と位相同期させることによって、雑音成分が少なく、安定したミリ波送受信システムとすることができる。

さらに、本発明に係るミリ波信号中継器を屋内に備えることによって、１つの送信装置から複数の受信装置に送受信が可能となり、特に、壁や襖などの遮蔽物があっても送受信を可能とすることができる。

本発明の実施の形態を説明する前に、まず本発明をより理解し易くするために参考例を説明する。

（参考例１）
屋内の無線システムとして６０ＧＨｚ帯のミリ波を用いた。６０ＧＨｚ帯のミリ波は、現在の衛星、地上ＴＶ放送波に比較して、著しく周波数が高く、送受信機の無線帯域幅が広くとれるため、地上放送、衛星放送をまとめて一度に無線伝送すること可能である。加えて、この周波数帯では、酸素・水分による吸収が大きいため、隣接した家との間での遮蔽が容易である。さらにこの周波数帯では、１／２波長が、空気中で２．５ｍｍで、ＩＣのチップサイズの大きさと同程度であり、アンテナを含めてＩＣと一体化できる。そのため、機器が小さくなるという特徴が有り、軽量で小型の無線モジュールが電子機器に組み込めることから、家庭内での屋内無線伝送には適した周波数帯である。

図１は、集合住宅の場合の本発明の屋内ミリ波無線伝送ＴＶ受信システムを説明する図である。従来例を示す図１３、図１４と同一・同義の部分は、同じ記号を用いた。符号２０はミリ波送信装置、２１はミリ波受信装置である。一つのミリ波送信装置２０から、複数のミリ波受信装置２１（本参考例では３台のミリ波受信装置２１）で受信する構成について示している。ミリ波送信装置２０には、複数のＴＶ放送波を周波数軸上に並べる周波数変換器（以下、周波数配列器２２と呼ぶ）、中間周波数帯からミリ波帯の無線信号に変換するアップコンバータ２３、アンテナ２５から構成される。一方ミリ波受信装置２１は、アンテナ２５、ミリ波帯無線信号から中間周波数帯へ変換するダウンコンバータ２４、周波数軸上に並んだ中間周波数帯から通常のＴＶ放送波へ変換する周波数変器（以下、周波数逆配列器２６と呼ぶ）から構成される。

図２に、ミリ波無線伝送ＴＶ受信システム中の周波数配列器の構成を示す。図３に、本参考例におけるミリ波無線伝送ＴＶ受信システムを用いた場合の周波数配列を示す。図３（ａ）に示すように、周波数配列器２２に入力された入力信号におけるＣＳ及びＢＳの中間周波数は、すでにブロックコンバータ１３により、中間周波数１０３５ＭＨｚ〜１８９５ＭＨｚの周波数軸上に配列されている。このような入力信号を図２（ａ）に示す周波数配列器２２により、地上波放送のみを、周波数ミキサ３１と局部発振器３２により、周波数変換し、周波数軸上に配列させる。この時出力される信号の周波数配列では図３（ｂ）に示すように地上波放送を周波数変換している。これは、地上波放送の周波数が低いので、６０ＧＨｚ帯へアップコンバートされた信号は、局部発振波の近傍にくるが、本来この局部発振波は、アンテナ２５からは放射されることなく除去されなければならない不要波であるため、地上波放送は、そのままアップコンバートすると局部発振波とともに、除去されてしまう。そのため、地上放送波は、一旦中間周波数段階で、他の周波数帯（例えば、２ＧＨｚ帯）へ周波数配列器２２で周波数変換される。

このように周波数軸上に配列された放送波は、ミリ波送信装置２０中のアップコンバータ２３で６０ＧＨｚ帯にアップコンバートされ、図３（ｃ）に示すような無線周波数となり、ミリ波送信装置２０のアンテナ２５からミリ波無線信号として出力される。

一方、ミリ波受信装置２１のアンテナ２５でミリ波無線信号を受信し、ダウンコンバートされた放送波は、周波数逆配列器２６へ入力される。周波数逆配列器２６は、図２（ｂ）に示すように、周波数配列器２２とは、逆の過程であり、周波数ミキサ３１と局部発振器３２により、周波数軸上に並んだ中間周波数から本来の地上波周波数へ周波数変換する機能を有している。この周波数逆配列器２６の出力の周波数関係を図３（ｄ）に示している。このようにして得られた放送波をＴＶ受信機６に入力してＴＶ受信を可能とした。

（参考例２）
図４は、個人住宅の場合の屋内ミリ波無線伝送ＴＶ受信システムを説明する図である。また、図５に、本参考例におけるミリ波無線伝送ＴＶ受信システム中の周波数配列器の構成を示す。図６に、本参考例におけるミリ波無線伝送ＴＶ受信システムを用いた場合の周波数配列を示す。図１と同一・同義の部分は同じ記号を用いた。異なる部分についてのみ説明する。一つのミリ波送信装置２０から、複数のミリ波受信装置２１（本参考例では２台のミリ波受信装置２１）で受信する構成について示しており、ミリ波送信装置２０、ミリ波受信装置２１の基本構成は前記参考例１を示す図１と同様であるが、前記参考例１と比較して、ミリ波送信装置、ミリ波受信装置は、周波数配列器２２と周波数逆配列器２６の構成と、赤外線送信装置４０、赤外線受信装置４１を有している点が異なる。

これは、ブロックコンバータ１３を用いないような個人住宅用の場合には、周波数配列器２２への入力信号は、ＢＳ信号、ＣＳ信号、地上波信号は独立の３本同軸ケーブルから入力される構成になり、ＢＳの中間周波数成分（１０３５ＭＨｚ〜１３３５ＭＨｚ）とＣＳの中間周波数成分（１２９３ＭＨｚ〜１５４８ＭＨｚ）は、一部重なっており、かつ、ＣＳ信号は、垂直偏波成分と水平偏波成分を有し、ＣＳアンテナ２で、ＣＳチューナから出力されるＤＣ制御バイアスで、番組選局に応じて切り替えられる。

図６（ａ）に示すように、ブロックコンバータを用いていない場合のＣＳ放送波の周波数成分は重なった周波数成分となっている。具体的には、ＴＶ受信機６のＣＳチューナからの選局により、ＤＣ制御バイアス１１Ｖまたは１５Ｖを発生し、ＣＳアンテナ２から、受信偏波成分（垂直偏波１１Ｖ、水平偏波１５Ｖ）を切り替えることで、所望の偏波成分を取り出し構成になっている。従って、個人住宅用のミリ波送信装置２０中の周波数配列器２２の構成は、図５（ａ）に示すようであり、周波数配列器２２は、地上波放送の中間周波数とＣＳ放送の中間周波数を、周波数ミキサ４２と局部発振器４３により周波数変換し、周波数軸上に配列させる。周波数変換した周波数配列を図６（ｂ）に示す。図６（ｂ）に示すように、ＢＳ放送の中間周波数と変換後のＣＳ放送の周波数との重なりをなくし、地上波放送の中間周波数を他の周波数帯（例えば２ＧＨｚ帯）に一旦変換している。

一方、ミリ波受信装置２１中の周波数逆配列器２６は、この逆の過程であり、周波数ミキサ４２と局部発振器４３により、周波数軸上に並んだ中間周波数から本来の地上波周波数、ＣＳ放送波の中間周波数帯へ周波数変換する機能を有している。このようにして変換した周波数配列を図６（ｃ）に示す。周波数逆配列器２６を用いることによって、放送波は元の周波数配列に戻している。

加えて、個人住宅用のＣＳアンテナ２から入力されるＣＳ放送の垂直・水平偏波成分は、選局によって垂直偏波（１１Ｖ）／垂直偏波（１５Ｖ）とを選択した偏波制御信号であるＤＣ制御バイアス４４によって切り替える必要がある。従って、ＴＶ受信機６のＣＳチューナからのＤＣ制御バイアス４４が赤外線送信装置４０に入力され、入力されたＤＣ制御バイアス４４を信号処理部４５により変調信号を生成し、電気／光変換器４６により赤外線信号がワイアレスで赤外線送信装置４０から送信される。ミリ波送信装置２０中の赤外線受信装置４１で、電気／光変換器４６により、電気信号を取り出し、信号処理部４５で、再び、垂直・水平偏波制御のためのＤＣ制御バイアス４４を生成する。このようにして、ＣＳ放送の垂直／水平偏波の切り替えを行う。

（参考例３）
図７は、個人住宅の場合の第２の屋内ミリ波無線伝送ＴＶ受信システムを説明する図である。前記参考例２を示す図４と同一・同義の部分は同じ記号を用いた。異なる部分についてのみ説明する。一つのミリ波送信装置２０から、複数のミリ波受信装置２１（本参考例では２台のミリ波受信装置２１）で受信する構成について図７には示している。ミリ波送信装置、ミリ波受信装置の基本構成は前記参考例２を示す図４と同様であるが、垂直・水平偏波成分切り替えのための偏波制御信号であるＤＣ制御バイアスを変換した赤外線信号のかわりにＵＨＦ帯の電波信号を使用し、ミリ波送信装置２０にはＵＨＦ帯無線受信装置５１、ミリ波受信装置２１にはＵＨＦ帯無線送信装置５０を備えている点である。このＵＨＦ帯の電波信号は、現在のＩＳＭ帯（２．４ＧＨｚ帯）の周波数帯や、ＰＨＳ等のコードレス電話の周波数帯として使われており、部品等、小型かつ安価であるため、ＵＨＦ帯を利用するのが望ましい。またこれは、ＶＨＦ帯の微弱電波を用いても構わない。

このＵＨＦ帯無線送信装置５０は、ＴＶ受信機６中のＣＳチューナからのＤＣ制御バイアス４４を、信号処理し変調波を生成する信号処理部４５、変調波をＵＨＦ帯無線信号に変換するＵＨＦ帯無線部５２から構成される。一方、ＵＨＦ帯無線受信装置５１は、ＵＨＦ帯無線信号を復調波変換するＵＨＦ帯無線部５３、及び、復調波からＴＶ受信機６中のＣＳチューナのＤＣ制御バイアス４４を再生成する信号処理部４５から構成される。

特に、ＵＨＦ帯の電波を用いることによって、赤外線での通信とは異なり、襖、壁等の遮蔽物を透過できるため、ミリ波送信装置、ミリ波受信装置は仕切られた部屋と部屋間でも使うことができる。さらに、ＰＨＳ等のコードレス電話を組み込むことにより、水平・垂直偏波制御のための信号だけでなく、データ伝送も可能となり、双方向の通信が可能となるメリットがある。

（参考例４）
図８は、個人住宅の場合の第３の屋内ミリ波無線伝送ＴＶ受信システムを説明する図である。前記参考例３を示す図７と同一・同義の部分は同じ記号を用いた。異なる部分についてのみ説明する。ミリ波送信装置、ミリ波受信装置の基本構成は前記参考例３を示す図７と同様であり、垂直・水平偏波成分を切り替えのための制御信号を、ＵＨＦ帯のＵＨＦ帯無線送信装置５０、ＵＨＦ帯無線受信装置５１を使用する点までは同じである。本参考例においては、ミリ波送信装置２０及びミリ波受信装置２１を安定動作させるために、ＵＨＦ帯無線部５２、５３の基準信号を利用して、ミリ波送信装置２０及びミリ波受信装置２１の局部発振信号の安定化と低雑音化する点にある。

図９に本参考例で用いたミリ波送信装置２０及びミリ波受信装置２１の構成の一部を示す。図５と同一・同義の部分は同じ記号を用いた。ミリ波送信装置のＵＨＦ帯無線部５２、５３のＵＨＦ帯局部発振器６１は水晶発振器６２で駆動される位相同期発振器回路から構成される。ＵＨＦ帯局部発振器６１からの信号をアップコンバータ２３中の高調波増幅器６３ヘ導き、高調波増幅器６３はＵＨＦ帯局部発振器６１からの信号の高調波成分を生成し、ミリ波局部発振器６４へ注入することによって、ミリ波局部発振器６４を同期する構成である。ミリ波受信装置においても同様の構成である。

本参考例の構成例では、ミリ波局部発振器６４への注入同期方式を用いたが、ＵＨＦ帯局部発振器６１（またはＵＨＦ帯局部発振器６１中の水晶発振器６２）とミリ波ハーモニックミキサ、位相比較器、周波数分周器、ループフィルタ等を用いて、ミリ波局部発振器６４に位相同期をかけても良い。ミリ波局部発振器６４から生成されるミリ波信号は、雑音成分が少なく、水晶発振器のレベルと同等の周波数安定性が得ることが可能となる。

（参考例５）
図１５は、ミリ波送信装置の別の実施の形態を示す図である。図１５（ａ）は、集合住宅の場合におけるブロックコンバータを利用した時の構成図である。一方、図１５（ｂ）は、個人住宅の場合における構成図である。その構成は、ＩＦ出力レベル調整用アンプ９０、周波数配列器９１、周波数補償用ＩＦアンプ９２、ミリ波アップコンバータ９３からなる。尚、図１５ではＩＦ出力レベル側調整用アンプ９０の入力部にａ、周波数配列器の入力部にｂ、ミリ波アップコンバータの入力部にｃの記号を付す。集合住宅の場合におけるブロックコンバータを使用した時には、一本の同軸ケーブル上に信号があるため、直列に各周波数帯域毎に増幅を行い、出力信号レベルを調整するようにしたものであり、個人住宅の場合では、複数本のケーブル上に各放送波信号が分配されているので、並列に各周波数毎に増幅される構成である。

図１６では、各入力部（ａ，ｂ，ｃ）での信号レベルを示す。図１６を用いて本参考例に示すミリ波送信装置の構成の動作について説明する。入力された地上波、ＢＳ波、ＣＳ波などの放送波はＩＦ出力レベル側調整用アンプに入力される。入力部ａでの信号レベルは図１６（ａ）のようであり、放送波の種類ごとに出力レベルが異なっている。ＩＦ出力レベル側調整用アンプでは、各種の放送波によって、または、受信地域や使用するアンテナの利得によって異なるため、それぞれの放送波の受信帯域で異なった利得を有する増幅を行い、出力レベルを一定にする。このようにして一定の出力レベルにされた入力部ｂでの信号レベルを図１６（ｂ）に示す。さらに、ミリ波アップコンバータの入力部前段では周波数補償用ＩＦアンプが設けられている。周波数補償用ＩＦアンプは、ミリ波帯にアップコンバートした際、ミリ波帯の高域側ではミリ波帯アップコンバートの利得やミリ波受信機の利得が、低域側に比較して小さいので、予めＩＦ周波数の時点で高域側の信号レベルを強調（高出力）にすることによって、ミリ波無線伝送時の周波数高域側の伝送損失を補償することができ、安定した広帯域のミリ波無線伝送を確保することができる。このようにして周波数広域側の出力レベルを高出力とした入力部ｃでの信号レベルを図１６（ｃ）に示す。

尚、本参考例では、周波数補償用ＩＦアンプを有する構成としたが、周波数補償用ＩＦアンプは必ずしも必要なものではなく、出力レベル側調整用アンプの出力をミリ波アップコンバータに入力しても効果は十分に発揮するものである。

（参考例６）
図１７は、ミリ波送信装置の別の参考例を示す図である。図１７（ａ）は、集合住宅の場合におけるブロックコンバータを利用した時の構成図である。一方、図１７（ｂ）は、個人住宅の場合における構成図である。

その構成は、ＩＦ出力レベル調整用アンプ１００、Ｃ／Ｎ（Carrier-to-Noise ratio)補償用ＩＦアンプ１０１、周波数配列器１０２、ミリ波アップコンバータ１０３とからなる。集合住宅の場合におけるブロックコンバータを使用した時には、一本の同軸ケーブル上に信号があるため、直列に各周波数帯域毎に増幅を行い、出力信号レベルを調整するようにしたものであり、個人住宅の場合では、複数本のケーブル上に各放送波信号が分配されているので、並列に各周波数毎に増幅される構成である。

図１８では、各入力部（ａ，ｂ，ｃ）での信号レベルを示す。図１６を用いて本参考例に示すミリ波送信装置の構成の動作について説明する。入力された放送波はＩＦ出力レベル側調整用アンプに入力される。入力部ａでの信号レベルは図１８（ａ）のようであり、放送波の種類ごとに信号レベルが異なっている。ＩＦ出力レベル側調整用アンプでは、各種の放送波によって、または、受信地域や使用するアンテナの利得によって異なるため、それぞれの放送波の受信帯域で異なった利得を有する増幅を行い、信号レベルを一定にする。このようにして一定の出力レベルにされた信号レベルを図１８（ｂ）に示す。

さらに、ミリ波アップコンバータの入力部前段ではＣ／Ｎ補償用ＩＦアンプが設けられている。Ｃ／Ｎ補償用ＩＦアンプは、各放送波によって変調方式が異なっているため、復調の際、高いＣ／Ｎを必要とする種類の放送波に対しては、優先的に強く増幅してミリ波アップコンバータに入力して、ミリ波無線区間での伝送品質を高くすることが可能になる。例えば、ＣＳ信号は、ＢＳ信号に比較して、衛星から出力が小さく、ＱＰＳＫデジタル変調のために広い帯域幅と高いＣ／Ｎを必要とする。そのため、ＣＳ信号をＢＳ信号レベルに比較して線形増幅器で優先的に強く増幅して、ミリ波帯にアップコンバータへ入力することによって、広帯域の安定したミリ波無線伝送が行うことが可能となる。このようにして周波数広域側の出力レベルを高出力とした入力部ｃでの信号レベルを図１８（ｃ）に示す。

（参考例７）
図１０は、第１のミリ波信号分配中継器の構成を説明する図である。図１０（ａ）にミリ波信号分配中継器の平面図を示し、図１０（ｂ）にミリ波信号分配中継器の断面図を示す。本実施の形態に示すミリ波信号分配中継器は、天井から吊り下げられた装飾物または照明器具７０中に取り付けられ、受信アンテナ７１、信号線路７２、分配器７３、及び複数の送信アンテナ７４で構成される。送信アンテナ７４及び受信アンテナ７１は、ホーンアンテナまたは、平面アンテナである。また、信号線路７２と分配器７３は、導波管や同軸線路またマイクロストリップ線路等のプレーナ線路で構成してもよい。

次に動作について説明する。ＴＶ放送波が乗ったミリ波信号を受信アンテナ７１で受信し、信号線路７２を経て分配器７３で分配されて、複数の送信アンテナ７４で放射される。複数の送信アンテナ７４の向きを数方向に向けることによって、効率よくミリ波信号を部屋から各部屋へ中継分配することができる。本実施の形態では、装飾物または照明器具７０にとりつけた例で説明したが、ミリ波受信装置２１とともにＴＶ受信機６にまたは冷蔵庫、エアコン等の電子機器の内部や上部・下部に取り付けられてもよい。

また、ミリ波受信装置やミリ波分配中継器のみではなく、参考例に記載した様々なミリ波受信装置やミリ波送信装置の少なくとも一方を電子機器に取り付けても構わない。

以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
（実施の形態）
図１１は、第２のミリ波信号分配中継器の構成を説明する図である。図１１（ａ）にミリ波信号分配中継器の平面図を示し、図１１（ｂ）にミリ波信号分配中継器の断面図を示す。本実施の形態の分配中継器は、前記参考例７を示す図１０と比較して、増幅器７５を有する点のみが異なっている。

次に動作について説明する。ＴＶ放送波が乗ったミリ波信号が受信アンテナ７１で受信し、増幅器７５で増幅された後、分配器７３で分配されて、複数の送信アンテナ７４で放射される。複数の送信アンテナ７４の向きを数方向に向けることによって、効率よくミリ波信号を部屋から各部屋へ中継分配することができかつ、一旦減衰した信号を増幅するため、無線区間を広げることが可能となる。ここで、増幅器の電源は天井や照明器具からとることができる。本実施の形態では、装飾物または照明器具７０にとりつけた例で説明したが、ミリ波受信装置２１とともにＴＶ受信機６にまたは冷蔵庫、エアコン等の電子機器の内部や上部・下部に取り付けられてもよい。

（参考例８）
図１２は、ミリ波信号中継器の構成を説明する図である。図１２（ａ）にミリ波信号中継器の平面図を示し、図１２（ｂ）にミリ波信号中継器の断面図を示す。実施の形態のミリ波信号中継器は、６０ＧＨｚ帯の２枚の平面アンテナ８０（送信アンテナ、受信アンテナ）が、相対抗するように、室内の壁や、ドアなどの遮蔽物８１に接触または貼り付けられる。平面アンテナ８０は、裏面に接地導体８２とスロット結合孔８３を有し、誘電体基板又は誘電体膜８４上に形成されてなる。図１２（ｂ）に示されるパッチ導体８５の裏面にはスロット結合孔８３が構成され、２枚の平面アンテナ８０が相対抗するように配置される。本実施の形態では複数のスロット結合孔８３を設けたが、各パッチ導体８５をマイクロストリップ線路で構成し、マイクロストリップ線路とスロット線路の変換を行ない、シングルのスロット結合孔同士で結合させても可能である。または、平面アンテナにスロットアンテナを用いても良い。

次に動作について説明する。ＴＶ放送波が乗ったミリ波信号が平面アンテナ８０で受信し、信号はスロット結合孔８３に導かれる。これら複数スロット結合孔８３は、スロットアンテナとなり、壁などの遮蔽物８１の内部へ放射される。

ミリ波信号は、壁が水分を多く含んでいなければ、透過する（水分含んでいれば、水分に吸収される）。透過したミリ波信号は、平面アンテナ８０のスロット結合孔８３のスロットアンテナで信号を受け、平面アンテナ８０のパッチ導体８５側へ導かれ、ここから、再度放射される。

ミリ波帯とくに６０ＧＨｚ帯のアンテナは１／２波長２．５ｍｍであり、パッチ導体８５の幅は、夫々略２．５ｍｍとなり、略３ｃｍ角の誘電体基板又は誘電体膜８４で構成することが可能である。このよう中継器を構成することによって、壁で仕切られた部屋間でも、安定した無線伝送が可能となる。

本発明の参考例１での集合住宅におけるミリ波無線伝送ＴＶ受信システムを示す図である。本発明の参考例１での集合住宅におけるミリ波無線伝送ＴＶ受信システム中の周波数配列器の構成を示す図である。本発明の参考例１での集合住宅におけるミリ波無線伝送ＴＶ受信システムを用いた場合の周波数配列を示す図である。本発明の参考例２での個人住宅におけるミリ波無線伝送ＴＶ受信システムを示す図である。本発明の参考例２での個人住宅におけるミリ波無線伝送ＴＶ受信システム中の周波数配列器の構成を示す図である。本発明の参考例２での個人住宅におけるミリ波無線伝送ＴＶ受信システムを用いた場合の周波数配列を示す図である。本発明の参考例３での個人住宅におけるミリ波無線伝送ＴＶ受信システムを示す図である。本発明の参考例４での個人住宅におけるミリ波無線伝送ＴＶ受信システムを示す図である。本発明の参考例４での個人住宅におけるミリ波無線伝送ＴＶ受信システム中の周波数配列器の構成を示す図である。本発明の参考例７でのミリ波信号分配中継器を示す図である。本発明の実施の形態でのミリ波信号分配中継器を示す図である。本発明の参考例８でのミリ波信号中継器を示す図である。従来の個人住宅におけるＴＶ放送受信システムを示す図である。従来の集合住宅におけるＴＶ放送受信システムを示す図である。本発明の参考例５でのミリ波送信装置の構成を示す図である。本発明の参考例５での各入力部における信号レベルを示す図である。本発明の参考例６でのミリ波送信装置の構成を示す図である。本発明の参考例６での各入力部における信号レベルを示す図である。

符号の説明

１ＢＳアンテナ
２ＣＳアンテナ
３低雑音コンバータ
４、５、９、１４同軸ケーブル
６ＴＶ受信機
７ＵＨＦアンテナ
８ＶＨＦアンテナ
１１共同受信用ＢＳアンテナ
１２共同受信用ＣＳアンテナ
１３ブロックコンバータ
１５分配器
１６増幅器
２０ミリ波送信装置
２１ミリ波受信装置
２２周波数配列器
２３アップコンバータ
２４ダウンコンバータ
２５アンテナ
２６周波数逆配列器
３１、４２周波数ミキサ
３２、４３局部発振器
４０赤外線送信装置
４１赤外線受信装置
４４ＤＣ制御バイアス
４５信号処理部
４６電気／光変換器
５０ＵＨＦ帯無線送信装置
５１ＵＨＦ帯無線受信装置
５２、５３ＵＨＦ帯無線部
６１局部発振器
６２水晶発振器
６３高調波増幅器
６４ミリ波局部発振器
７０装飾物又は照明器具
７１受信アンテナ
７２信号線路
７３分配器
７４送信アンテナ
８０平面アンテナ
８１遮蔽物
８２接地導体
８３スロット結合孔
８４誘電体基板または誘電体膜
８５パッチ導体
９０、１００レベル調整用アンプ
９１、１０２周波数配列器
９２周波数補償用ＩＦアンプ
９３、１０３ミリ波アップコンバータ
１０１Ｃ／Ｎ補償用ＩＦアンプ

Claims

ミリ波信号を受信する受信アンテナと、
前記受信アンテナで受信したミリ波信号を増幅する増幅器と、
前記増幅器で増幅された信号を分配する分配器と、
前記分配器で分配された信号を送信すると共に、前記受信アンテナの受信方向と反対方向およびその受信方向と直交する方向を含む方向に送信する複数の送信アンテナとを備え、
照明器具に取り付け可能であり、該増幅器の電源が前記照明器具または天井から供給されることを特徴とするミリ波信号分配中継器。
前記ミリ波受信アンテナで受信したミリ波信号を、受信した信号方向に対して９０度、１８０度、２７０度のそれぞれに分配して送信することを特徴とする請求項１のミリ波信号分配中継器。
請求項１若しくは２に記載のミリ波信号分配中継器と、
複数の放送波をミリ波にアップコンバートして送信するミリ波送信装置と、
前記ミリ波を受信して放送波の周波数帯にダウンコンバートするミリ波受信装置とを備えたことを特徴とするミリ波送受信システム。
請求項１若しくは２に記載のミリ波信号分配中継器と、
複数の放送波をミリ波にアップコンバートして送信するミリ波送信装置と、
前記ミリ波を受信して放送波の周波数帯にダウンコンバートするミリ波受信装置とのうち少なくともいずれか１つを備えたことを特徴とする電子機器。