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 - Google Patents
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Description
「総合カタログ」,DXアンテナ株式会社,1997年1月,p.235,p.241
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
2 CSアンテナ
3 低雑音コンバータ
4、5、9、14 同軸ケーブル
6 TV受信機
7 UHFアンテナ
8 VHF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
44 DC制御バイアス
45 信号処理部
46 電気/光変換器
50 UHF帯無線送信装置
51 UHF帯無線受信装置
52、53 UHF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
101 C/N補償用IFアンプ
Claims (4)
- 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。
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