マイクロ波帯無線送信装置およびマイクロ波帯無線受信装置およびマイクロ波帯無線送受信システム
【課題】マイクロ波帯で無線伝送する２つの変調信号が同じ周波数帯であっても、混信の少ない良好な伝送特性を容易に実現できるマイクロ波帯無線送信装置およびマイクロ波帯無線受信装置およびマイクロ波帯無線送受信システムを提供する。
【解決手段】第１の変調信号を周波数ミキサ２０１a,３０１aによりマイクロ波帯に周波数アップコンバートするとき、第１の変調信号に第１の基準信号を電力合成器２０２aにより付加して、第１の無線多重信号を送信アンプ３０３a,送信アンテナ４aにより送信する。第２の変調信号を周波数ミキサ２０１b,３０１bによりマイクロ波帯に周波数アップコンバートするとき、第２の変調信号に第１の基準信号と周波数が異なる第２の基準信号を電力合成器２０２bにより付加して、第２の無線多重信号を、第１の無線多重信号と異なる偏波で送信アンプ３０３b,送信アンテナ４bにより送信する。
【解決手段】第１の変調信号を周波数ミキサ２０１a,３０１aによりマイクロ波帯に周波数アップコンバートするとき、第１の変調信号に第１の基準信号を電力合成器２０２aにより付加して、第１の無線多重信号を送信アンプ３０３a,送信アンテナ４aにより送信する。第２の変調信号を周波数ミキサ２０１b,３０１bによりマイクロ波帯に周波数アップコンバートするとき、第２の変調信号に第１の基準信号と周波数が異なる第２の基準信号を電力合成器２０２bにより付加して、第２の無線多重信号を、第１の無線多重信号と異なる偏波で送信アンプ３０３b,送信アンテナ４bにより送信する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、マイクロ波帯無線送信装置およびマイクロ波帯無線受信装置およびマイクロ波帯無線送受信システムに関し、詳しくは、複数の放送波をマイクロ波帯で無線伝送するマイクロ波帯無線送信装置およびマイクロ波帯無線受信装置およびマイクロ波帯無線送受信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マイクロ波帯無線送信システムとしては、２系統のＴＶ信号を無線伝送するマイクロ波帯無線送信装置と、そのマイクロ波帯無線送信装置から無線伝送された２系統のＴＶ信号を受信するマイクロ波帯無線受信装置とを備えたものがある(例えば、特開２００４−３２８３３１号公報(特許文献１)参照)。ここでマイクロ波帯とは、ミリ波帯を含む周波数帯域をいう。
【０００３】
このようなマイクロ波帯無線送信システムのブロック図を図７に示している。このマイクロ波帯無線送信システムは、マイクロ波帯無線送信装置９-3とマイクロ波帯無線受信装置１０-3とを備え、第１の衛星放送波と第２の衛星放送波の２種の放送波をマイクロ波帯無線送信装置９-3で同時受信してマイクロ波帯無線受信装置１０-3に無線伝送する。なお、図８Ａは上記マイクロ波帯無線送受信システムの無線周波数帯での周波数配置を示しており、図８Ｂは上記マイクロ波帯無線送受信システムの受信側の出力の周波数スペクトラムを示している。
【０００４】
まず、上記マイクロ波帯無線送信装置９-3において、第１の衛星放送用受信アンテナ１aからの第１の変調信号５aと、第２の衛星放送用受信アンテナ１bから受信された第２の変調信号(中間周波数信号)５bは、基準信号付加回路２a,２bに入力される。
【０００５】
上記基準信号付加回路２aは、可変アンプ２０３a、周波ミキサ２０１a、電力合成器２０２aにより構成され、基準信号付加回路２bは、可変アンプ２０３b、周波ミキサ２０１b、電力合成器２０２bにより構成されている。この基準信号付加回路２a,２bでは、周波数変換器２０１a,２０１bで基準信号源２cを局部発振器として、第１,第２の変調信号５a,５bを第２の中間周波数多重信号７１a,７１bに周波数変換(アップコンバート)する。このとき、同時に電力合成器２０２a,２０２bにより基準信号源２cからの基準信号が付加され、第２の中間周波数多重信号７１a,７１bが生成され、周波数変換・送信回路３a,３bに入力される。
【０００６】
ここで、局部発振器７からの信号が周波数変換回路３a,３bに供給され、上記第２の中間周波数多重信号７１a,７１bは、ミリ波帯にアップコンバートされて無線多重信号７２a,７２bが生成される。
【０００７】
上記周波数変換回路３aは、周波数ミキサ３０１a、フィルタ３０２a、送信アンプ３０３aで構成され、周波数変換回路３bは、周波数ミキサ３０１b、フィルタ３０２b、送信アンプ３０３bで構成されている。無線多重信号７２a,７２bは、夫々送信アンプ３０１a,３０１bで増幅される。上記送信アンプ３０１aにより増幅された無線多重信号７２aは、垂直偏波を発生する垂直偏波用の送信アンテナ４aから送信されると共に、送信アンプ３０１bにより増幅された無線多重信号７２bは、水平偏波を発生する水平偏波用の送信アンテナ４bから送信される。ここで、垂直偏波の無線多重信号７２aは、無線基準信号７７１aと無線変調信号７７２aで構成される一方、水平偏波の無線多重信号７２bは、無線基準信号７７１bと無線変調信号７７２bで構成されている。
【０００８】
一方、マイクロ波帯無線受信装置１０-3側では、垂直偏波の無線多重信号７２aは垂直偏波用の受信アンテナ１４aにより受信される一方、水平偏波の無線多重信号７２bは水平偏波用の受信アンテナ１４bにより受信され、夫々受信された無線多重信号７２a,７２bは、周波数変換回路１２c,１２dに入力される。この周波数変換回路１２c,１２dでは、夫々受信された無線多重信号７２a,７２bが、増幅器１１０a,１１０bにより一旦増幅され、バンドパスフィルタ１１１a,１１１bで、送信側の局部発振器７に対するイメージ信号が除去される。
【０００９】
その後、上記周波数変換回路１２cでは、周波数ミキサ１２２aにより、正弦波信号である無線基準信号７７１aに基づいて無線変調信号７７２aは周波数変換(乗積され)、周波数fIF1aの送信側の入力信号が生成される。このマイクロ波帯無線送信システムでは、第１の衛星放送の第１の変調信号５aが再生される。さらにここでは、周波数ミキサ１２２aによる周波数変換過程で生じる不要波は、フィルタ７７aにより抑圧される。そして、不要波が抑圧された第１の変調信号５aは、増幅器７６aで増幅された後、出力端子１５aから出力信号７５aとして出力される。
【００１０】
同様に、上記周波数変換路１２dでは、周波数ミキサ１２２bにより、正弦波信号である無線基準信号７７１bで無線変調信号７７２bは周波数変換(乗積され)、周波数fIF1bの送信側の入力信号が生成される。このマイクロ波帯無線送信システムでは、第２の衛星放送波信号５bが再生される。さらにここでは、周波数ミキサ１２２bによる周波数変換過程で生じる不要波は、フィルタ７７bにより抑圧される。そして、不要波が抑圧された第１の変調信号５bは、増幅器７bで増幅された後、出力端子１５bから出力信号７５bとして出力される。
【００１１】
そして、上記出力端子１５a,１５bから出力された出力信号７５a,７５bは、信号切替器３１を介して、衛星放送用チューナ３０に接続される。
【００１２】
ところで、上記マイクロ波帯無線送信システムでは、次のような課題を有している。
【００１３】
マイクロ波帯無線送信装置９-3では、水平・垂直偏波で、無線基準信号の周波数が等しいため、送信側で入力される第１,第２の変調信号５a,５bが、完全に異なる周波数帯域の場合は大きな問題は生じないが、第１の衛星放送の第１の変調信号と第２の衛星放送の第２の変調信号のような場合、マイクロ波帯無線送信装置９-3に入力される第１,第２の変調信号(周波数fIF1a,fIF1b)が、周波数帯域が略同等である。このとき、水平・垂直偏波の信号とも無線基準信号自体は、１波で同等な周波数であるため、伝送信号である無線信号(元々マイクロ波帯無線送信装置９-3の入力変調信号)は、アンテナ交差偏波成分の不完全から主偏波成分の漏洩成分となり、マイクロ波帯無線受信装置１０-3で上記漏洩成分が周波数ダウンコンバートされて、同等な周波数帯域fIF1b,fIF1aに落ち込んで混信の原因となっていた。
【００１４】
そのため、マイクロ波帯無線送信装置９-3とマイクロ波帯無線受信装置１０-3の回路構成が、２系列の並列の回路構成(送信側は入力部である５a,５bから出力部である４a,４b、受信側は入力部である１４a,１４bから出力部である１５a,１５b)であり、同等な部品を使用し、同等な回路構成としているにもかかわらず、両系統の第１,第２の変調信号の帯域幅を同等にすることが困難であった。
【００１５】
例えば、送信側の第１の変調信号５a−受信側の出力信号７５aでは、周波数帯域幅が３００ＭＨz〜１０００ＭＨzであり、送信側の第２の変調信号５b−受信側の出力信号７５bの周波数帯域幅が１０００ＭＨz〜２５００ＭＨzであり、両系統で扱う信号は異なった周波数帯域幅となっていた。つまり、送信側の第１の変調信号５a−受信側の出力信号１５aも同時に１０００ＭＨz〜２５００ＭＨzの周波数帯域幅にすると、上記のような混信が起こりやすくなっていた。
【００１６】
このような混信の影響を軽減するためには、アンテナの交差偏波特性を十分に確保し、かつ、送信側の２つの入力変調信号パワーレベルを略同等にすることが必要であった。そのため、マイクロ波帯無線送信装置への入力変調信号レベルの厳密なコントロールや、アンテナの交差偏波特性確保するためアンテナの取り付け配置には厳しい精度が要求されていた。
【特許文献１】特開２００４−３２８３３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
そこで、この発明の課題は、マイクロ波帯で無線伝送する２つの変調信号が同じ周波数帯であっても、混信の少ない良好な伝送特性を容易に実現できるマイクロ波帯無線送信装置およびマイクロ波帯無線受信装置およびマイクロ波帯無線送受信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するため、この発明のマイクロ波帯無線送信装置は、
入力された第１の変調信号をマイクロ波帯に周波数アップコンバートする第１の送信側周波数変換部と、
入力された第２の変調信号をマイクロ波帯に周波数アップコンバートする第２の送信側周波数変換部と、
上記第１の送信側周波数変換部によりマイクロ波帯に周波数アップコンバートされる上記第１の変調信号に第１の基準信号を付加する第１の基準信号付加部と、
上記第２の送信側周波数変換部によりマイクロ波帯に周波数アップコンバートされる上記第２の変調信号に上記第１の基準信号と周波数が異なる第２の基準信号を付加する第２の基準信号付加部と、
上記第１の送信側周波数変換部によりマイクロ波帯に周波数アップコンバートされる上記第１の変調信号に上記第１の基準信号付加部により上記第１の基準信号が付加された第１の無線多重信号を送信する第１の送信部と
上記第２の送信側周波数変換部によりマイクロ波帯に周波数アップコンバートされる上記第２の変調信号に上記第２の基準信号付加部により上記第２の基準信号が付加された第２の無線多重信号を、上記第１の無線多重信号と異なる偏波で送信する第２の送信部と
を備えたことを特徴とする。
【００１９】
上記構成のマイクロ波帯無線送信装置によれば、入力される上記第１,第２の変調信号が同じ周波数帯であっても、送信側において、限られた無線周波数帯で第１の無線基準信号および第２の無線基準信号の周波数が異なるため、受信側において、夫々の第１,第２の基準信号を用いて夫々の第１,第２の変調信号を周波数アップコンバートすることできる。そのため、上記第１,第２の変調信号は、独立した周波数変換と、基準信号の付加が可能となり、夫々の第１,第２の送信部からの漏洩成分である一方の周波数の無線基準信号は、異なった周波数帯に周波数変換することにより、混信・干渉特性を向上できる。その結果、夫々の第１,第２の変調信号間の独立性を高めることができる。したがって、マイクロ波帯で無線伝送する２つの変調信号が同じ周波数帯であっても、混信の少ない良好な伝送特性を容易に実現できる。
【００２０】
また、一実施形態のマイクロ波帯無線送信装置では、
上記第１の基準信号または上記第２の基準信号の一方を周波数分周して、上記第１の基準信号または上記第２の基準信号の他方を生成する周波数分周器を備える。
【００２１】
上記実施形態のマイクロ波帯無線送信装置によれば、上記第１の基準信号または第２の基準信号の一方を周波数分周することにより、第１の基準信号または第２の基準信号の他方を生成することによって、基準信号源は一つでよく、周波数制御が著しく容易になる。また、各回路中で、発振源が複数であることによって発生する混信・干渉の影響も発生しない。加えて、このマイクロ波帯無線送信装置をより簡略化でき、低コスト化が図れる。
【００２２】
また、一実施形態のマイクロ波帯無線送信装置では、
上記第１の送信側周波数変換部は、上記第１の変調信号を上記第１の基準信号に対して下側波帯になるように周波数アップコンバートし、
上記第２の送信側周波数変換部は、上記第２の変調信号を上記第２の基準信号に対して上側波帯になるように周波数アップコンバートする。
【００２３】
上記実施形態のマイクロ波帯無線送信装置によれば、入力される２つの変調信号が同じ周波数帯であっても、第１の変調信号は、下側波帯の変調信号としてマイクロ波帯に周波数アップコンバートされ、第２の変調信号は、上側波帯の変調信号としてマイクロ波帯に周波数アップコンバートされて、上記夫々の周波数変換により、上記下側波帯の変調信号に第１の基準信号が付加され、上記上側波帯の変調信号に第２の基準信号が付加される。その結果、第１の無線多重信号と第２の無線多重信号が構成され、第１,第２の基準信号は、無線周波数軸上で、周波数の上限と下限に配置される。そのため、周波数間隔が最も大きくなり、受信側で、上記第１,第２の基準信号を用いて周波数変換したとき、漏洩波成分は、上記復調された変調信号周波数帯が大きく異なってくるため、より混信・干渉特性を向上させることができ、その結果、夫々の変調信号間の独立性をより高めることができる。
【００２４】
また、一実施形態のマイクロ波帯無線送信装置では、
上記第１の送信側周波数変換部は、
上記第１の変調信号を中間周波数帯に周波数アップコンバートする第１の送信側中間周波数変換部と、
上記第１の送信側中間周波数変換部により中間周波数帯に周波数アップコンバートされた上記第１の変調信号をマイクロ波帯に周波数アップコンバートする第１の送信側マイクロ波周波数変換部と
を有し、
上記第２の送信側周波数変換部は、
上記第２の変調信号を中間周波数帯に周波数アップコンバートする第２の送信側中間周波数変換部と、
上記第２の送信側中間周波数変換部により中間周波数帯に周波数アップコンバートされた上記第２の変調信号をマイクロ波帯に周波数アップコンバートする第２の送信側マイクロ波周波数変換部とを有し、
上記第１の基準信号付加部は、上記第１の送信側中間周波数変換部により中間周波数帯に周波数アップコンバートされた上記第１の変調信号に上記第１の基準信号を付加すると共に、
上記第２の基準信号付加部は、上記第２の送信側中間周波数変換部により中間周波数帯に周波数アップコンバートされた上記第２の変調信号に上記第２の基準信号を付加する。
【００２５】
上記実施形態のマイクロ波帯無線送信装置によれば、上記第１の送信側中間周波数変換部と第１の基準信号付加部により、第１の基準信号と周波数変換された第１の変調信号からなる第１の中間周波数多重信号として生成する。また、上記第２の送信側中間周波数変換部と第２の基準信号付加部により、第２の基準信号と周波数変換された第２の変調信号からなる第２の中間周波数多重信号として生成する。そして、上記第１の中間周波数多重信号を、第１の送信側マイクロ波周波数変換部によりマイクロ波帯に周波数アップコンバートすると共に、上記第２の中間周波数多重信号を、第２の送信側マイクロ波周波数変換部によりマイクロ波帯に周波数アップコンバートする。それによって、上記無線周波数への周波数変換においては、偶高調波ミキサ等のハーモニックミキサを用いることが可能となり、局部発振周波数は、無線信号の略１／２の周波数である例えば２７ＧＨz〜３０ＧＨzとすることができ、直接６０ＧＨz帯の局部発振周波数で発振させる必要がなくなり、局部発振器の構成が容易となる。加えて、多重信号中の変調信号と基準信号のパワー比率を、周波数の低い中間周波数段で制御することができるため、無線周波数帯での、本比率を一定に制御することが容易となる。
【００２６】
また、一実施形態のマイクロ波帯無線送信装置では、
上記第１の基準信号または上記第２の基準信号の少なくとも一方を周波数逓倍することにより局部発振信号を生成する周波数マルチプライアを備え、
上記第１,第２の送信側マイクロ波周波数変換部は、上記周波数マルチプライアにより生成された上記局部発振信号に基づいて周波数アップコンバートを行う。
【００２７】
上記実施形態のマイクロ波帯無線送信装置によれば、両偏波の無線信号を生成するための２つの第１,第２の送信側マイクロ波周波数変換部には、２つの局部発振器が必要となり、上記発振周波数と発振パワーを制御することが必要であるが、この実施形態では、上記第１の基準信号または第２の基準信号のいずれか一方で、２つの周波数逓倍器を励振することにより、局部発振信号を生成する。そのため、２つの局部発振周波数は同一になり、２つの発振周波数を生成する必要がない。これにより、上記局部発振周波数を簡易に構成することができ、しかも周波数制御が低周波数帯の基準信号で制御できるため、安定した無線送信装置を構成できる。
【００２８】
また、この発明のマイクロ波帯無線受信装置では、
送信側から夫々異なる偏波で送信された第１,第２の無線多重信号を受信するマイクロ波帯無線受信装置であって、
上記第１の無線多重信号は、第１の無線変調信号と、上記第１の無線変調信号よりも上の周波数帯に配置された第１の無線基準信号で構成され、
上記第２の無線多重信号は、第２の無線変調信号と、上記第２の無線変調信号よりも下の周波数帯に配置された第２の無線基準信号で構成されており、
上記第１の無線多重信号を受信する第１の受信部と、
上記第２の無線多重信号を受信する第２の受信部と、
上記第１の受信部により受信された上記第１の無線多重信号に含まれる上記第２の無線基準信号の漏洩成分を抑圧する第１のフィルタと、
上記第２の受信部により受信された上記第２の無線多重信号に含まれる上記第１の無線基準信号の漏洩成分を抑圧する第２のフィルタと、
上記第１のフィルタにより上記第２の無線基準信号の漏洩成分が抑圧された上記第１の無線多重信号に含まれる上記第１の無線基準信号に基づいて、上記第１の無線多重信号に含まれる上記第１の無線変調信号を周波数ダウンコンバートすることにより第１の変調信号を生成する第１の受信側周波数変換部と、
上記第２のフィルタにより上記第１の無線基準信号の漏洩成分が抑圧された上記第２の無線多重信号に含まれる上記第２の無線基準信号に基づいて、上記第２の無線多重信号に含まれる上記第２の無線変調信号を周波数ダウンコンバートすることにより第２の変調信号を生成する第２の受信側周波数変換部と
を備えることを特徴とする。
【００２９】
上記構成のマイクロ波帯無線受信装置によれば、各偏波の第１,第２の無線基準信号と第１,第２の無線変調信号から構成される第１,第２の無線多重信号は、第１,第２の受信部で受信され、受信された信号においては、主偏波成分と交差偏波成分が存在し、４種の信号が第１,第２の受信部のアンテナで受信されることになる。通常、交差偏波成分はアンテナの漏洩成分であり、アンテナの交差偏波比性能で決定される。通常のマイクロ波帯アンテナであれば、上記交差偏波比は２０dB〜３０dB確保することができ、つまり交差偏波成分は、主偏波比成分に比較して、２０dB〜３０dB、電力レベルが小さい(１／１００〜１／１０００の電力レベル)である。しかしながら、上記第１,第２の無線多重信号は、第１,第２の無線基準信号が正弦波信号であるため、帯域当たりのピークパワーは、変調信号に比べて２０dB〜３０dB大きな信号となる。従って、夫々のアンテナの漏洩成分である交差偏波成分中の基準信号は帯域当たりのピークパワーが、大きくなり、夫々の主偏波成分の第１,第２の無線基準信号による第１,第２の無線変調信号の周波数変換プロセスに影響を与えてしまい、不要波信号を生成してしまい、周波数ダウンコンバートされ変調信号が混信・干渉を生じてしまう。それ故に、上記受信側の第１,第２の受信部のアンテナで受信された信号中の漏洩成分である夫々の交差偏波成分中の基準信号、つまり、第１の無線多重信号に含まれる第２の無線基準信号の漏洩成分を第１のフィルタで抑圧し、第２の無線多重信号に含まれる第１の無線基準信号の漏洩成分を第２のフィルタで抑圧することにより、次段での第１の周波数ミキサによる漏洩成分の２の無線基準信号と第１の無線変調信号による周波数変換プロセス、一方、第２の周波数ミキサによる漏洩成分の第１の無線基準信号と第２の無線変調信号による周波数変換プロセスで発生する不要波の発生を、夫々低減することが可能となる。その結果、本来の主偏波成分が周波数ダウンコンバートされ、変調信号が生成・再生された信号は、不要波、干渉波の少ない良好な信号品質特性を得ることが可能となる。
【００３０】
尚、上記周波数変換プロセスでは、送信された第１,第２の無線基準信号で、無線所望信号をダウンコンバートする構成とすることで、このマイクロ波帯無線受信装置中の発振器の周波数制御や位相雑音を厳密に制御する必要がなく、受信装置の構成を容易・低コストに構成することができる。
【００３１】
また、この発明のマイクロ波帯無線受信装置では、
送信側から夫々異なる偏波で送信された第１,第２の無線多重信号を受信するマイクロ波帯無線受信装置であって、
上記第１の無線多重信号は、第１の無線変調信号と、上記第１の無線変調信号よりも上の周波数帯に配置された第１の無線基準信号で構成され、
上記第２の無線多重信号は、第２の無線変調信号と、上記第２の無線変調信号よりも下の周波数帯に配置された第２の無線基準信号で構成されており、
上記第１の無線多重信号を受信する第１の受信部と、
上記第２の無線多重信号を受信する第２の受信部と、
上記第１の受信部により受信された上記第１の無線多重信号を中間周波数帯に周波数ダウンコンバートする第１の受信側中間周波数変換部と、
上記第２の受信部により受信された上記第２の無線多重信号を中間周波数帯に周波数ダウンコンバートする第２の受信側中間周波数変換部と、
上記第１の受信側中間周波数変換部により中間周波数帯に周波数ダウンコンバートされた第１の中間周波数多重信号に含まれる上記第２の無線基準信号の中間周波数漏洩成分を抑圧する第３のフィルタと、
上記第２の受信側中間周波数変換部により中間周波数帯に周波数ダウンコンバートされた第２の中間周波数多重信号に含まれる上記第１の無線基準信号の中間周波数漏洩成分を抑圧する第４のフィルタと、
上記第３のフィルタにより上記第２の無線基準信号の中間周波数漏洩成分が抑圧された上記第１の中間周波数多重信号に含まれる上記第１の無線基準信号に対応する第１の中間周波数基準信号に基づいて、上記第１の中間周波数多重信号に含まれる上記第１の無線変調信号に対応する第１の中間周波数変調信号を周波数ダウンコンバートすることにより第１の変調信号を生成する第１の受信側周波数変換部と、
上記第４のフィルタにより上記第１の無線基準信号の中間周波数漏洩成分が抑圧された上記第２の中間周波数多重信号に含まれる上記第２の無線基準信号に対応する第２の中間周波数基準信号に基づいて、上記第２の中間周波数多重信号に含まれる上記第２の無線変調信号に対応する第２の中間周波数変調信号を周波数ダウンコンバートすることにより第２の変調信号を生成する第２の受信側周波数変換部と
を備えることを特徴とする。
【００３２】
上記構成のマイクロ波帯無線受信装置によれば、第１,第２の受信部で受信された第１,第２の無線多重信号は、夫々、第１,第２の受信側中間周波数変換部により、異なる周波数の局部発振器により、異なったより低い周波数の中間周波数帯に周波数ダウンコンバートされ、周波数が低いことによる第３,第４のフィルタの回路の減衰・抑圧特性を急峻にすることが可能となる。このため、夫々漏洩成分の基準信号を、第３のフィルタおよび第４のフィルタにより容易に抑圧・低減することができ、周波数変換後、混信が少ない良好な信号品質特性を得ることが可能となる。
【００３３】
また、この発明のマイクロ波帯無線送受信システムでは、上記のいずれか１つのマイクロ波帯無線送信装置と、上記のマイクロ波帯無線受信装置とを備えたことを特徴とする。
【００３４】
上記実施形態のマイクロ波帯無線送受信システムによれば、マイクロ波帯無線送信装置に入力される２種類の変調信号が同じ周波数帯であっても、マイクロ波帯無線受信装置で夫々の復元生成される変調信号は、混信の少ない良好な受信信号特性を実現することができる。
【発明の効果】
【００３５】
以上より明らかなように、この発明のマイクロ波帯無線送信装置およびマイクロ波帯無線受信装置およびマイクロ波帯無線送受信システムによれば、マイクロ波帯無線送信装置に入力される２種の変調信号が同じ周波数帯であっても、干渉や不要波の少ない良質な２種の変調信号特性を得ることができると共に、簡易な構成で、帯域幅が広くかつ周波数が安定した低コストのマイクロ波帯無線送信装置およびマイクロ波帯無線受信装置およびマイクロ波帯無線送受信システムを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、この発明のマイクロ波帯無線送信装置およびマイクロ波帯無線受信装置およびマイクロ波帯無線送受信システムを図示の実施の形態により詳細に説明する。なお、ここで、マイクロ波帯とは、マイクロ波帯とミリ波帯とを含む周波数帯域をいう。
【００３７】
(第１実施形態)
図１はこの発明の第１実施形態のマイクロ波帯無線送受信システムの構成を示している。尚、従来の図７および図８Ａ,８Ｂに示すマイクロ波帯無線送受信システムと同一の構成部は、同一参照番号を付している。また、この第１実施形態では、無線周波数帯をミリ波帯として説明する。
【００３８】
図１に示すように、上記マイクロ波帯無線送受信システムにおいて、第１の衛星放送波(第１の変調信号５a)と、第２の衛星放送波(第２の変調信号５b)の２種の放送波を同時に受信し、無線伝送する場合の構成図を示している。このマイクロ波帯無線送受信システムは、マイクロ波帯無線送信装置の一例としてのミリ波帯無線送信装置９-1とマイクロ波帯無線受信装置の一例としてのミリ波帯無線受信装置１０-1とを備えている。
【００３９】
上記ミリ波帯無線送信装置９-1は、第１の衛星放送アンテナ１aからの第１の変調信号５aを中間周波数に変換して第１の基準信号を付与する基準信号付加回路２aと、第２の衛星放送アンテナ１bからの第１の変調信号５bを中間周波数に変換して第２の基準信号を付与する基準信号付加回路２bと、上記基準信号付加回路２aに第１の基準信号を供給する基準信号源２cと、上記基準信号源２cからの第１の基準信号を分周して基準信号付加回路２aに第２の基準信号を供給する周波数分周器２１０(図１では分周器)と、上記基準信号付加回路２aからの第１の基準信号が付与された多重信号を周波数アップコンバートして送信する周波数変換・送信回路３aと、上記基準信号付加回路２bからの第２の基準信号が付与された多重信号を周波数アップコンバートして送信する周波数変換・送信回路３bと、上記基準信号源２cからの第１の基準信号を基づいて周波数変換・送信回路３aに局部発振信号を供給する周波数マルチプライア７a(図１ではマルチプライア)と、上記基準信号源２cからの第１の基準信号を基づいて周波数変換・送信回路３bに局部発振信号を供給する周波数マルチプライア７b(図１ではマルチプライア)と、上記周波数変換・送信回路３aからの垂直偏波の無線信号を送信する垂直偏波用の送信アンテナ４aと、上記周波数変換・送信回路３bからの水平偏波の無線信号を送信する水平偏波用の送信アンテナ４bとを備えている。
【００４０】
上記基準信号付加回路２aは、送信アンテナ４aの出力側が入力に接続された増幅器２０３aと、上記増幅器２０３aの出力に入力が接続された第１の送信側中間周波数変換部の一例としての周波数ミキサ２０１aと、上記周波数ミキサ２０１aの出力に入力が接続されたフィルタ２０５aと、上記フィルタ２０５aの出力に入力が接続された増幅器２０６aと、上記増幅器２０６aの出力が一方の入力に接続された電力合成器２０２aと、基準信号源２cからの第１の基準信号が入力された分配器２００aと、上記分配器２００aの一方の出力に入力が接続され、電力合成器２０２aの他方の入力に出力が接続された増幅器２０７aとを有している。上記電力合成器２０２aと増幅器２０７aで第１の基準信号付加部を構成している。
【００４１】
上記基準信号付加回路２bは、送信アンテナ４bの出力側が入力に接続された増幅器２０３bと、上記増幅器２０３bの出力に入力が接続されたの第２の送信側中間周波数変換部の一例としての周波数ミキサ２０１bと、上記周波数ミキサ２０１bの出力に入力が接続されたフィルタ２０５bと、上記フィルタ２０５bの出力に入力が接続された増幅器２０６bと、上記増幅器２０６bの出力が一方の入力に接続された電力合成器２０２bと、周波数分周器２１０からの第２の基準信号が入力されたフィルタ２０８と、上記フィルタ２０８の出力に入力が接続された増幅器２０９と、上記増幅器２０９の出力に入力が接続された分配器２００bと、上記分配器２００bの一方の出力に入力が接続され、電力合成器２０２bの他方の入力に出力が接続された増幅器２０７bとを有している。上記電力合成器２０２bと増幅器２０７bで第２の基準信号付加部を構成している。
【００４２】
また、上記周波数変換・送信回路３aは、基準信号付加回路２aの電力合成器２０２aの出力に入力が接続された第１の送信側マイクロ波周波数変換部の一例としての周波数ミキサ３０１aと、上記周波数ミキサ３０１aの出力に入力が接続されたフィルタ３０２aと、上記フィルタ３０２aの出力が接続された送信アンプ３０３aとを有している。上記周波数ミキサ３０１aは、周波数マルチプライア７aからの局部発振信号に基づいて周波数アップコンバートする。また、上記送信アンプ３０３aと送信アンテナ４aで第１の送信部を構成している。
【００４３】
一方、上記周波数変換・送信回路３bは、基準信号付加回路２bの電力合成器２０２bの出力に入力が接続された周波数ミキサ３０１bと、上記周波数ミキサ３０１bの出力に入力が接続されたフィルタ３０２bと、上記フィルタ３０２bの出力が接続された送信アンプ３０３bとを有している。上記周波数ミキサ３０１bは、周波数マルチプライア７bからの局部発振信号に基づいて周波数アップコンバートする。また、上記送信アンプ３０３bと送信アンテナ４bで第２の送信部を構成している。
【００４４】
上記基準信号付加回路２aの第１の送信側中間周波数変換部の一例としての周波数ミキサ２０１aと、周波数変換・送信回路３aの第１の送信側マイクロ波周波数変換部の一例としての周波数ミキサ３０１aで第１の送信側周波数変換部を構成している。また、上記基準信号付加回路２bの第２の送信側中間周波数変換部の一例としての周波数ミキサ２０１bと、周波数変換・送信回路３bの第２の送信側マイクロ波周波数変換部の一例としての周波数ミキサ３０１bで第２の送信側周波数変換部を構成している。
【００４５】
また、上記ミリ波帯無線受信装置１０-1は、送信側からの垂直偏波の無線信号を受信する垂直偏波用の受信アンテナ１４aと、送信側からの水平偏波の無線信号を受信する水平偏波用の受信アンテナ１４bと、上記受信アンテナ１４aからの垂直偏波の第１の無線多重信号７２aを受信して周波数ダウンコンバートするマイクロ波受信回路部１２cと、上記受信アンテナ１４bからの水平偏波の第２の無線多重信号７２bを受信して周波数ダウンコンバートするマイクロ波受信回路部１２dと、上記マイクロ波受信回路部１２cからの信号の不要波を除去するフィルタ７７aと、上記マイクロ波受信回路部１２dからの信号の不要波を除去するフィルタ７７bと、上記フィルタ７７aからの第１の変調信号を増幅する増幅器７６aと、上記フィルタ７７bからの第２の変調信号を増幅する増幅器７６bとを有している。
【００４６】
上記マイクロ波受信回路部１２cは、受信アンテナ１４aの出力に入力が接続された低雑音増幅器１１０aと、上記低雑音増幅器１１０aの出力に入力が接続されたフィルタ１１１aと、上記フィルタ１１１aの出力に入力が接続された第１の受信側周波数変換部の一例としての第１の周波数ミキサ１２２aとを有している。上記受信アンテナ１４aと低雑音増幅器１１０aで第１の受信部を構成している。
【００４７】
上記マイクロ波受信回路部１２dは、受信アンテナ１４bの出力に入力が接続された低雑音増幅器１１０bと、上記低雑音増幅器１１０bの出力に入力が接続されたフィルタ１１１bと、上記フィルタ１１１bの出力に入力が接続された第２の受信側周波数変換部の一例としての第２の周波数ミキサ１２２bとを有している。上記受信アンテナ１４bと低雑音増幅器１１０bで第２の受信部を構成している。
【００４８】
次に、図１を参照して、マイクロ波帯無線送信装置９-1とマイクロ波帯無線受信装置１０-1の動作を説明する。
【００４９】
まず、マイクロ波帯無線送信装置９-1において、第１の衛星放送アンテナ１aからの第１の変調信号５a(fIF1a)と、第２の衛星放送アンテナ１bから受信された第２の変調信号５b(fIF1b)が基準信号付加回路２a,２bに入力される。
【００５０】
ここで、第１の変調信号５aは、増幅器２０３aで増幅されてレベル調整された後、周波数ミキサ２０１aに入力される。また、第２の変調信号５bは、増幅器２０３bで増幅されてレベル調整された後、周波数ミキサ２０１bに入力される。基準信号付加回路２aでは、基準信号源２cから分配器２００aにより分配された正弦波の第１の基準信号(fLO1)で周波数アップコンバートされ、フィルタ２０５aで下側波帯信号(LSB)が選択された後、増幅器２０６aで増幅されてレベル調整される。さらに、上記基準信号源２cから分配器２００aにより分配された正弦波の第１の基準信号(fLO1)が増幅器２０７aでレベル調整され、電力合成器２０２aで第１の基準信号(fLO1)が付加されて、第１の基準信号(fLO1)と第１の変調信号(fLO1−fIF1a)からなる中間周波数多重信号７１aが生成される。尚、以下の説明では、基準信号と変調信号として、周波数がどのような状態であるかを“(基準信号、変調信号)＝( , )”の表現形式を用いて示す。
【００５１】
(１) 基準信号付加回路２aの動作：中間周波数多重信号７１aの生成
(第１の基準信号,第１の変調信号)＝(fLO1, fLO1−fIF1a)
この第１実施形態では、fLO1＝５.６２ＧＨzとし、第１の変調信号５aの周波数を、
fIF1a＝１.０〜２.１ＧＨz
とすると、
fLO1−fIF1a＝４.６２ＧＨz〜３.５２ＧＨz
となる。
【００５２】
一方、基準信号付加回路２bでは、基準信号源信号２cからの正弦波の第２の基準信号(fLO1)を周波数分周した信号(この第１実施形態の場合は１／２分周した信号)を用いて周波数アップコンバートされる。上記アップコンバートにおいては、上記１／２分周された信号は、フィルタ２０８で１／２分周の基本波信号のみ((１／２)・fLO1成分)を得る。その後、上記フィルタ２０８からの基本波信号は、増幅器２０９でレベル調整され、分配器２００bにより２分配されて、一方は周波数変換器２０１bの局部発振信号として用い、もう一方は、第２の基準信号の付加として、電力合成器２０２で１／２分周波の基準信号( (１／２)・fLO1)が付加される。ここで、上記局部発振信号により周波数アップコンバートされた信号は、フィルタ２０５bで上側波帯信号(USB)が選択され、増幅器２０６bで増幅されてレベル調整される。これにより、第２の基準信号((１／２)・fLO1)と、第２の変調信号((１／２)・fLO1＋fIF1b)からなる中間周波数多重信号７１bが生成される。周波数関係は以下のようになる。
【００５３】
(２) 基準信号付加回路２bの動作：中間周波数多重信号７１bの生成
(第２の基準信号,第２の変調信号)＝((１／２)・fLO1, (１／２)・fLO1＋fIF1b)
＝(fLO1B, fLO1B＋ fIF1b)
ここで、fLO1B＝(１／２)・fLO1とする。
この第１実施形態では、fLO1B＝２.８１ＧＨzとし、第２の変調信号周波数を、
fIF1b＝１.０ＧＨz〜２.１ＧＨz
とすると、
fLO1B＋fIF1b＝３.８１ＧＨz〜４.９１ＧＨz
となる。
【００５４】
次に、中間周波数多重信号７１aは、周波数変換・送信回路３aに入力されると共に、中間周波数多重信号７１bは、周波数変換・送信回路３bに入力される。
【００５５】
無線周波数への周波数変換は、周波数ミキサ３０１a,３０１bにより周波数アップコンバートされる。この第１実施形態では、上記周波数ミキサ３０１a,３０１bには、１／２高調波ミキサであるアンチパラレルダイオードペアによる偶高調波ミキサを用いているため、局部発振器に入力する周波数(fLO2’)は、アップコンバートされる無線周波数の略１／２の周波数となる。例えば、無線周波数を６０ＧＨz帯とすると局部発振周波数は２７ＧＨz〜３０ＧＨz(この第１実施形態では２８.１ＧＨz)の周波数となり、さらには周波数マルチプライア７a,７bに５逓倍型の周波数マルチプライアを用いる場合は、周波数マルチプライア７a,７bに入力される周波数は５.６２ＧＨzの信号となる。これは基準信号源２cからの第１の基準信号で、直接、上記周波数マルチプライア７a,７bを励振することが可能となる。
【００５６】
つまり、無線周波数帯に基本波周波数変換器でアップコンバートするために必要な局部発振周波数をfLO2とすると、局部発振周波数fLO2と上記周波数ミキサ３０１a,３０１bに用いられる偶高調波ミキサに入力される局部発振周波数fLO2’とは次の関係となる。
fLO2＝２・fLO2’
さらに、５逓倍型周波数マルチプライアによる入力される周波数は、第１の基準信号の周波数fLO1であることから、次のような関係となる。
fLO2’＝５・fLO1
従って、
fLO2＝１０・fLO1
この第１実施形態では、
fLO2＝１０×５.６２ＧＨz＝５６.２ＧＨz
となる。
【００５７】
上記周波数ミキサ３０１bで無線周波数にアップコンバートされた信号は、フィルタ３０２aで上側波帯(USB)の信号を選択通過させ、送信アンプ３０３aで適当なレベルまで増幅され、垂直偏波用の送信アンテナ４aから出力される。また、上記周波数ミキサ３０１bで無線周波数にアップコンバートされた信号は、フィルタ３０２bで上側波帯(USB)の信号を選択通過させ、送信アンプ３０３bで適当なレベルまで増幅され、水平偏波用の送信アンテナ４bから出力される。
ここで、上記垂直偏波用の送信アンテナ４a,水平偏波用の送信アンテナ４bから、夫々、垂直偏波、水平偏波の信号として空間に放出される。
【００５８】
具体的には、上記垂直偏波用の送信アンテナ４aからは、第１の無線基準信号７７１aと第１の無線変調信号７７２aからなる垂直偏波として第１の無線多重信号７２aが空間に放出される。このときの周波数関係は次のようになる(図２Ａ(a)に示す)。
【００５９】
(３) 垂直偏波として送信アンテナ４aからの第１の無線多重信号７２aの放出：
(第１の無線基準信号,第１の無線変調信号)＝(fLO1＋fLO2, fLO1−fIF1a＋fLO2)
この第１実施形態では、第１の無線基準信号の周波数は、
fLO1＋fLO2＝６１.８２ＧＨz
であり、第１の無線変調信号の周波数は、
fLO1−fIF1a＋fLO2＝６０.８２ＧＨz〜５９.７２ＧＨz
である。
【００６０】
一方、上記水平偏波用の送信アンテナ４bからは、第２の無線基準信号７７１bと第２の無線変調信号７７２bからなる水平偏波として第２の無線多重信号７２bが空間に放出される。周波数関係は次のようになる(図２Ａ(b)に示す)。
【００６１】
(４) 水平偏波として送信アンテナ４bからの第２の無線多重信号７２bの放出：
(第２の無線基準信号,第２の無線変調信号)＝(fLO1B＋fLO2, fLO1B＋fIF1b＋fLO2)
この第１実施形態では、第２の無線基準信号の周波数は、
fLO1B＋fLO2＝５９.０１ＧＨz
であり、第２の無線変調信号の周波数は、
fLO1B＋fIF1b＋fLO2＝６０.０１ＧＨz〜６１.１１ＧＨz
である。
【００６２】
上記のような信号で、マイクロ波帯無線送信装置９-1から空間に放出される。
【００６３】
次に、受信側のマイクロ波帯無線受信装置１０-1では、第１,第２の無線多重信号７２a,７２bは、夫々送信側と同偏波の受信アンテナ１４a,１４bで受信される。上記受信アンテナ１４a,１４bで受信したあと、第１,第２の無線多重信号７２a,７２bは、一旦、低雑音増幅器１１０a,１１０bで増幅される。その後、フィルタ１１１a,１１１bで所望波を通過させるが、２つのフィルタ特性は異なっている。
【００６４】
上記フィルタ１１１a,１１１bのフィルタ特性について、図３(a),(b)を参照しつつ説明する。
【００６５】
受信アンテナ１４aで受信した第１の無線多重信号７２aにおいては、本来の垂直偏波(主偏波)成分(第１の無線基準信号７７１a、第１の無線変調信号７７２a)と、アンテナの交差偏波の不完全性により、わずかながら水平偏波成分の漏洩成分７２b(第２の無線基準信号７７１b、第２の無線変調信号７７２b)が含まれる。周波数軸上においては、この漏洩成分の第２の基準信号である第２の無線基準信号７７１bと、本来の主偏波成分の第１の無線基準信号７７１aでは、周波数が(１／２)・fLO1(この第１実施形態では、２.８１ＧＨz)だけ離れているため、第１のフィルタ１１１aで、漏洩成分の第２の基準信号である第２の無線基準信号７７１bを抑圧することができる。
【００６６】
例えば、ＭＭＩＣチップ上に、能動素子と一体形成された分布定数フィルタでも、６dB以上は抑圧することができる。本漏洩成分の基準信号７７１bを抑圧することによって、第１の無線基準信号７７１a(正弦波)を除いては、他の正弦波信号が存在しない(レベルが十分小さい)ため、次段の第１の周波数ミキサ１２２aでは、本来の主偏波成分の第１の無線基準信号７７１aを用いて、第１の無線変調信号７７２aを周波数ダウンコンバート(乗積)することが可能となる。その結果、送信側の入力信号である第１の変調信号５a(fIF1a)を得ることができる(この第１実施形態の場合、第１の変調信号は第１の衛星放送の信号)。ここで、漏洩成分の第２の無線多重信号(無線基準信号７７１b、無線変調信号７７２b)は、アンテナの交差偏波比特性で、２０dB〜３０dB抑圧されていること、かつ、第１のフィルタ１１１aにより無線基準信号７７１bはさらに抑圧されているため、漏洩成分の第２の基準信号である第２の無線基準信号７７１bで漏洩成分の第２の無線変調信号７７２bが、周波数変換(乗積)されても、極めて微小信号を生成するだけであり、第１の周波数ミキサ１２２aによる周波数ダウンコンバートで、本来の信号との混信・干渉は殆ど生じない。また、漏洩成分の第２の無線変調信号７７２bが、本来の第１の基準信号である第１の無線基準信号７７１aで周波数ダウンコンバートされる可能性も生ずるが、漏洩成分である第２の変調信号成分は、主偏波成分である第１の変調信号成分に比べて、上記アンテナの交差偏波比から２０dB〜３０dB低レベルの信号となっているため、周波数ダウンコンバートされる出力は極めて小さく、混信・干渉の影響は小さい。本漏洩成分の第２の無線変調信号７７２bが、もしも、本来の第１の基準信号である第１の無線基準信号７７１aで周波数ダウンコンバートされたとしても、主偏波の第１の変調信号とは異なった周波数帯にダウンコンバートされるため、受信出力の全帯域で直接・混信干渉の影響になることは少ない。
【００６７】
上記第１の周波数ミキサ１２２aは、マイクロ波トランジスタによる２端子ミキサ(局部発振ポートとＲＦポートを共通にしたミキサ)であれば、トランジスタのもつ利得により効率よく周波数ダウンコンバートすることが可能となる。
【００６８】
この周波数ダウンコンバートの周波数関係は以下のようになる。ダウンコンバート後のスペクトラム配置の１例を図２Ｂ(a),(b)に示す。
【００６９】
(５) 受信アンテナ１４a側の周波数ダウンコンバート：
第１の無線基準信号の周波数―第１の無線変調信号の周波数
＝(fLO1＋fLO2)−(fLO1−fIF1a＋fLO2)
＝fIF1a
この第１実施形態では、マイクロ波帯無線送信装置９-1に入力した第１の変調信号５a(fIFa＝１.０ＧＨz〜２.１ＧＨz)を生成(再生)することができる。
【００７０】
一方、受信アンテナ１４bで受信した第２の無線多重信号７２bにおいては、本来の主偏波である水平偏波成分(第２の無線基準信号７７１b、第２の無線変調信号７７２b)と、アンテナの交差偏波の不完全性により、わずかながら垂直偏波成分の漏洩成分７２a(第１の無線基準信号７７１a、第１の無線変調信号７７２a)が含まれる。周波数軸上においては、この漏洩成分の第１の基準信号である第１の無線基準信号７７１aと、本来の主偏波成分の第２の無線基準信号７７１bでは、周波数が(１／２)・fLO1(この第１実施形態では、２.８１ＧＨz)だけ離れているため、第２のフィルタ１１１bで、漏洩成分である第１の基準信号である第１の無線基準信号７７１aを抑圧することができる。例えば、ＭＭＩＣチップ上に、能動素子と一体形成された分布定数フィルタでも、６dB以上は抑圧することができる。本漏洩成分の第１の基準信号である第１の無線基準信号７７１aを抑圧することによって、次段の第２の周波数ミキサ１２２bでは、本来の主偏波成分である正弦波である第２の無線基準信号７７１bを用いて、第２の無線変調信号７７２bを周波数ダウンコンバート(乗積)することが可能となる。その結果、送信側の入力信号である第２の変調信号(fIF1b)を得ることができる。この第１実施形態の場合、第２の変調信号は第２の衛星放送の信号である。
【００７１】
ここで、漏洩成分の第１の無線多重信号(無線基準信号７７１a、無線変調信号７７２a)は、アンテナの交差偏波比特性で、２０dB〜３０dB抑圧され、さらに、第２のフィルタ１１１bにより無線基準信号７７１aは抑圧されている。このため、漏洩成分の第１の基準信号である第１の無線基準信号７７１aで漏洩成分の第１の無線変調信号７７２aが、周波数変換(乗積)されても、極めて微小信号を生成するだけであり、第２の周波数ミキサ１２２bによる周波数ダウンコンバートで、本来の信号との混信・干渉は殆ど生じない。
【００７２】
また、漏洩成分の第１の無線変調信号７７２aが、本来の第２の基準信号である第２の無線基準信号７７１bで周波数ダウンコンバートされる可能性も生ずるが、漏洩成分である第１の無線変調信号成分は、主偏波成分である第２の無線変調信号成分に比べて、上記アンテナの交差偏波比から２０dB〜３０dB低レベルの信号となっているため、周波数ダウンコンバートされる出力は極めて小さく、混信・干渉の影響は小さい。上記漏洩成分の第１の無線変調信号７７２aが、もしも、本来の第２の基準信号である第２の無線基準信号７７１bで周波数ダウンコンバートされたとしても、主偏波の第２の無線変調信号とは異なった周波数帯にダウンコンバートされるため、受信出力の全帯域で直接・混信干渉の影響になることは少ない。
【００７３】
上記第２の周波数ミキサ１２２bは、マイクロ波トランジスタによる２端子ミキサ(局部発振ポートとＲＦポートを共通にしたミキサ)であれば、トランジスタのもつ利得により効率よく周波数ダウンコンバートすることが可能となる。このダウンコンバートの周波数関係は以下のようになる。
【００７４】
(６) 受信アンテナ１４b側の周波数ダウンコンバート：
第２の無線変調信号の周波数―第２の無線基準信号の周波数
＝ (１／２)・fLO1＋fIF1b＋fLO2)−(１／２)・fLO1＋fLO2
＝ fIF1b
この第１実施形態では、マイクロ波帯無線送信装置９-1に入力した第２の変調信号(fIFb＝１.０ＧＨz〜２.１ＧＨz)を生成(再生)することができる。
【００７５】
以上、第１,第２の周波数ミキサ１２２aと１２２bのダウンコンバートおよびフィルタ７７a,７７bによる不要波除去で得られ信号は適宜、増幅器７６a,７６bで増幅されて出力端子１５a,１５bから出力され、信号切替器３１を介して衛星放送用チューナ３０に接続される。上記衛星放送用チューナ３０からの信号がＴＶ受像機３１に入力される。
【００７６】
以上のような構成により、マイクロ波帯無線送信装置９-1で、入力される２種の第１,第２の変調信号の周波数帯が同じであっても、ピークパワーレベルの大きい第１の無線基準信号および第２の無線基準信号の周波数配置を第１,第２無線変調信号に対して反対にすることにより、マイクロ波帯無線受信装置１０-1で周波数ダウンコンバートした後、漏洩成分による信号が、本来の復元生成(復調)されるように、周波数帯とは異なった周波数にもってくることができ、復調周波数帯の全体域で影響受けないこと、かつ、互いの漏洩成分の影響を、受信側の無線周波数(この第１実施形態では、ミリ波周波数)段階で、漏洩成分側のとくに、帯域当たりのピークパワーの大きい基準信号成分を抑圧できるため、漏洩成分の第２および第１の無線基準信号により、第１および第２の無線変調信号を周波数ダウンコンバートされることを防ぐことができ、復調される第１,第２の変調信号は、混信の少ない良好な受信特性を実現することができる。
【００７７】
以上説明したように本構成では、マイクロ波帯無線送信装置９-1は、周波数の低い基準信号源一つで、すべての周波数関係が一意的にきまってしまうため、マイクロ波帯無線送信装置９-1の周波数制御が著しく容易であり、発振源が一つであることにより、発振源同士の干渉の影響もなく、簡易で安定したマイクロ波帯無線送信装置９-1を構成することができる。さらに受信側では、マイクロ波受信回路部１２c,１２dには、局部発振器等の発振源を必要としないため、低消費電流でかつ簡易で１チップＩＣ化が容易な回路構成とすることができる。
【００７８】
以上のような構成により、２種の入力信号が同じ周波数帯であっても、受信側で復調(再生)される放送波信号は、混信の少ない良好な受信特性を実現することができる。
【００７９】
尚、図４に示すように、第１の変調信号５aが衛星放送信号(１０００ＭＨz〜２１００ＭＨz)、第２の変調信号５bが地上放送信号(４７０ＭＨz〜７７０ＭＨz)のように異なった周波数帯では、さらに、混信・干渉波等の不要波の少なく、良質な変調信号を再生(復調)することでき、良好な受信特性が得られる。
【００８０】
上記第１実施形態のマイクロ波帯無線送受信システムによれば、マイクロ波帯で無線伝送する２つの変調信号が同じ周波数帯であっても、混信の少ない良好な伝送特性を容易に実現することができる。
【００８１】
また、上記周波数分周器２１０により第１の基準信号を周波数分周して第２の基準信号を生成することによって、基準信号源は一つでよく、周波数制御が著しく容易になると共に、発振源が複数であることによって発生する混信・干渉の影響も発生しない。さらに、このマイクロ波帯無線送信装置をより簡略化でき、低コスト化が図れる。
【００８２】
また、入力される２つの第１,第２の変調信号５a,５bが同じ周波数帯であっても、第１の変調信号５aを、下側波帯の変調信号としてマイクロ波帯に周波数アップコンバートし、第２の変調信号５bを、上側波帯の変調信号としてマイクロ波帯に周波数アップコンバートすることによって、下側波帯の第１の無線変調信号７７２aに第１の無線基準信号７７１aが付加された第１の無線多重信号７２aが構成され、上側波帯の第１の無線変調信号７７２bに第２の無線基準信号７７１bが付加された第２の無線多重信号７２bが構成される。これによって、受信側で周波数変換したときに漏洩波成分は、上記復調された第１,第２の変調信号の周波数帯と大きく異なるため、より混信・干渉特性を向上させることができ、第１,第２の変調信号間の独立性をより高めることができる。
【００８３】
また、上記ミリ波帯無線送信装置９-1によれば、第１の送信側中間周波数変換部(２０１a)と第１の基準信号付加部(２０２a)により、第１の基準信号と周波数変換された第１の変調信号からなる第１の中間周波数多重信号７１aして生成し、上記第２の送信側中間周波数変換部(２０１b)と第２の基準信号付加部(２０２b)により、第２の基準信号と周波数変換された第２の変調信号からなる第２の中間周波数多重信号７１bとして生成して、第１の中間周波数多重信号７１aを、第１の送信側マイクロ波周波数変換部(３０１a)によりミリ波帯に周波数アップコンバートすると共に、第２の中間周波数多重信号７１bを、第２の送信側マイクロ波周波数変換部(３０１b)によりミリ波帯に周波数アップコンバートする。それによって、無線周波数への周波数変換においては、偶高調波ミキサ等のハーモニックミキサを用いることが可能となり、局部発振器の構成が容易となる。さらに、第１,第２の中間周波数多重信号７１a,７１b中の変調信号と基準信号のパワー比率を、周波数の低い中間周波数段で制御することができるため、無線周波数帯での変調信号と基準信号のパワー比率を一定に制御することが容易にできる。
【００８４】
また、第１の基準信号を周波数逓倍することにより局部発振信号を生成する周波数マルチプライア７a,７bを備えることによって、局部発振周波数を簡易に構成することができると共に、周波数制御が低周波数帯の基準信号で制御できるため、安定した無線送信ができる。
【００８５】
上記ミリ波帯無線受信装置１０-1よれば、受信アンテナ１４a,１４bで受信された信号中の漏洩成分である夫々の交差偏波成分のうち、第１の無線多重信号に含まれる第２の無線基準信号の漏洩成分を第１のフィルタ１１１aにより抑圧し、第２の無線多重信号に含まれる第１の無線基準信号の漏洩成分を第２のフィルタ１１１bにより抑圧することにより、周波数変換プロセスで発生する不要波の発生を低減して、本来の主偏波成分が周波数ダウンコンバートされ、変調信号が生成・再生された信号は、不要波、干渉波の少ない良好な信号品質特性を得ることができる。
【００８６】
(第２実施形態)
図５はこの発明の第２実施形態のマイクロ波帯無線送受信システムの構成を示している。尚、第１実施形態のマイクロ波帯無線送受信システムと同一の構成部は、同一参照番号を付している。また、この第１２実施形態でも、無線周波数帯をミリ波帯として説明する。
【００８７】
図５に示すように、上記マイクロ波帯無線送受信システムにおいて、第１の衛星放送波(第１の変調信号５a)と、第２の衛星放送波(第２の変調信号５b)の２種の放送波を同時に受信し、無線伝送する場合の構成図を示している。このマイクロ波帯無線送受信システムは、マイクロ波帯無線送信装置の一例としてのミリ波帯無線送信装置９-2とマイクロ波帯無線受信装置の一例としてのミリ波帯無線受信装置１０-2とを備えている。上記ミリ波帯無線送信装置９-2は、第１実施形態のミリ波帯無線送信装置９-1と同一の構成をしている。
【００８８】
また、上記ミリ波帯無線受信装置１０-2は、周波数変換部１１２aと、第１の受信側周波数変換部との一例としての基準信号再生/周波数変換回路１２Ｕaと、第２の受信側中間周波数変換部の一例としての周波数変換部１１２bと、第２の受信側周波数変換部との一例としての基準信号再生/周波数変換回路１２Ｕbとを有している。
【００８９】
上記周波数変換部１１２aは、受信アンテナ１４aの出力に入力が接続された低雑音増幅器１１０aと、上記低雑音増幅器１１０aの出力に入力が接続されたフィルタ１１１aと、上記フィルタ１１１aの出力に入力が接続された第１の受信側中間周波数変換部の一例としての周波数ミキサ１１９aと、上記周波数ミキサ１１９aに局部発振信号を出力する局部発振器８aとを有している。上記受信アンテナ１４aと低雑音増幅器１１０aで第１の受信部を構成している。
【００９０】
一方、上記周波数変換部１１２bは、受信アンテナ１４bの出力に入力が接続された低雑音増幅器１１０bと、上記低雑音増幅器１１０bの出力に入力が接続されたフィルタ１１１bと、上記フィルタ１１１bの出力に入力が接続された第２の受信側中間周波数変換部の一例としての周波数ミキサ１１９bと、上記周波数ミキサ１１９bに局部発振信号を出力する局部発振器８bとを有している。上記受信アンテナ１４bと低雑音増幅器１１０bで第２の受信部を構成している。
【００９１】
また、上記基準信号再生/周波数変換回路１２Ｕaは、周波数変換部１１２aの周波数ミキサ１１９aからの信号が入力された第３のフィルタ１７２aと、上記第３のフィルタ１７２aの出力に入力が接続された信号分配回路１６１aと、上記信号分配回路１６１aの一方の出力に入力が接続された中間周波数アンプ１５９aと、上記中間周波数アンプ１５９aの出力に一端が接続された伝送線路１６２aと、上記伝送線路１６２aの他端が一方の入力に接続された第１の受信側周波数変換部一例としての周波数ミキサ１２ａと、上記信号分配回路１６１aの他方の出力に入力が接続されたバンドパスフィルタ１７１aと、上記バンドパスフィルタ１７１aの出力に入力が接続された増幅器１８０aと、上記増幅器１８０aの出力に入力が接続されたバンドパスフィルタ１７１aと、上記バンドパスフィルタ１７１aの出力に入力が接続された増幅器１８０aと、上記増幅器１８０aの出力に一端が接続され、周波数ミキサ１２ａの他方の入力に他端が接続された伝送線路１６３aと、上記周波数ミキサ１２ａの出力に入力が接続されたフィルタ１７５aと、上記フィルタ１７５aの出力に入力が接続され、出力端子１５aに出力が接続された増幅器１９５aと
を有している。
【００９２】
一方、上記基準信号再生/周波数変換回路１２Ｕbは、周波数変換部１１２bの周波数ミキサ１１９bからの信号が入力された第４のフィルタ１７２bと、上記第４のフィルタ１７２bの出力に入力が接続された信号分配回路１６１bと、上記信号分配回路１６１bの一方の出力に入力が接続された中間周波数アンプ１５９bと、上記中間周波数アンプ１５９bの出力に一端が接続された伝送線路１６２bと、上記伝送線路１６２bの他端が一方の入力に接続された第２の受信側周波数変換部一例としての周波数ミキサ１２bと、上記信号分配回路１６１bの他方の出力に入力が接続されたバンドパスフィルタ１７１bと、上記バンドパスフィルタ１７１bの出力に入力が接続された増幅器１８０bと、上記増幅器１８０bの出力に入力が接続されたバンドパスフィルタ１７１bと、上記バンドパスフィルタ１７１bの出力に入力が接続された増幅器１８０bと、上記増幅器１８０bの出力に一端が接続され、周波数ミキサ１２bの他方の入力に他端が接続された伝送線路１６３bと、上記周波数ミキサ１２bの出力に入力が接続されたフィルタ１７５bと、上記フィルタ１７５bの出力に入力が接続され、出力端子１５bに出力が接続された増幅器１９５bと
を有している。
【００９３】
周波数ミキサ１２a,１２bへの第１の経路(伝送線路１６２a,１６２b側)中に、増幅器１５９a,１５９bを有しているので、第１の経路と第２の経路(伝送線路１６３a,１６３b側)とで構成されるループＬ１(１６９a,１６９b)は、増幅器１５９a,１５９bのアイソレーション作用によって、負帰還ループとなり安定したループを得ることができる。さらに、上記増幅器１５９a,１５９bの増幅度と、可変減衰器をなす伝送線路１６２a,１６２bおよび増幅器１８０a,１８０bの増幅度でもって、第１の変調信号と第１の基準信号とのパワーバランスおよび第２の変調信号と第２の基準信号とのパワーバランスを調整可能である。
【００９４】
また、図６Ａ(a),(b)は、上記マイクロ波帯無線送受信システムにおける無線周波数帯での周波数配置を示しており、図６Ｂ(a),(b)は、受信側での中間周波数帯での周波数配置を示している。
【００９５】
この第２実施形態のマイクロ波帯無線送信装置９-2においては、第１実施形態と全く同等であり、(７)、(８)に示すような信号が空間に放射される。
【００９６】
(７) 垂直偏波として送信アンテナ４aからの第１の無線多重信号７２aの放出：
(第１の無線基準信号,第１の無線変調信号)＝(fLO1＋fLO2, fLO1−fIF1a＋fLO2)
この第２実施形態では、第１の無線基準信号は、
fLO1＋fLO2＝６１.８２ＧＨz
であり、第１の無線変調信号は、
fLO1−fIF1a＋fLO2＝６０.８２ＧＨz〜５９.７２ＧＨz
である。
【００９７】
(８) 水平偏波として送信アンテナ４bからの第２の無線多重信号７２bの放出：
(第２の無線基準信号,第２の無線変調信号)＝(fLO1B＋fLO2,fLO1B＋fIF1b＋fLO2)
この第２実施形態では、第２の無線基準信号は、
fLO1B＋fLO2＝５９.０１ＧＨz
であり、第２の無線変調信号は、
fLO1B＋fIF1b＋fLO2＝６０.０１ＧＨz〜６１.１１ＧＨz
である。
【００９８】
マイクロ波帯無線受信装置１０-2おいては、第１,第２の無線多重信号７２a,７２bは、夫々、送信側と同偏波の受信アンテナ１４a,１４bで受信される。上記受信アンテナ１４a,１４bで受信された第１,第２の無線多重信号７２a,７２bは、一旦、低雑音増幅器１１０a,１１０bで増幅され、フィルタ１１１a,１１１bで、無線多重信号のイメージ信号を除去し、周波数ミキサ１１９a,１１９bで中間周波数帯(ＩＦ帯)に周波数ダウンコンバートされる。
【００９９】
この第２実施形態では、一例として、ｆLO３＝５３.２ＧＨz、fLO４＝５５.６ＧＨzを用いた。 尚、受信側でも、周波数ミキサ１１９a,１１９bに、高調波ミキサであるアンチパラレルダイオードペアによる２倍波偶高調波ミキサを用いていれば、局部発振器に入力する周波数は、ｆLO３に対して２６.６ＧＨzとなり、ｆLO４に対して２７.８ＧＨzとなる。
【０１００】
ここでは、受信アンテナ１４a側では、局部発振器ｆLO３により、下記のＩＦ帯に周波数変換される。主偏波成分は(９)に示す周波数帯に周波数ダウンコンバートされ、漏洩成分である交差偏波成分は(１０)に示す周波数帯に周波数ダウンコンバートされる。
【０１０１】
(９) 受信アンテナ１４aから受信した主偏波信号の第１の周波数ダウンコンバート
(第１のＩＦ基準信号,第１のＩＦ変調信号)
＝(fLO1＋(fLO2−ｆLO３),fLO1−fIF1a＋(fLO2−ｆLO３))
この第２実施形態では、
(fLO1＋(fLO2−ｆLO３))＝８.６２ＧＨz
fLO1−fIF1a＋(fLO2−ｆLO３)＝７.６２ＧＨz〜６.５２ＧＨz
となる。
【０１０２】
(１０) 受信アンテナ１４aから受信した交差偏波信号の第１の周波数ダウンコンバート
(第２の漏洩ＩＦ基準信号,第２の漏洩ＩＦ変調信号)
＝(fLO1B＋(fLO2−ｆLO３),fLO1B＋fIF1b＋(fLO３−ｆLO３))
この第２実施形態では、
fLO1B＋(fLO2−ｆLO３)＝５.８１ＧＨz
fLO1B＋fIF1b＋(fLO３−ｆLO３))＝６.８１ＧＨz〜７.９１ＧＨz
となる。
【０１０３】
一方、受信アンテナ１４b側では、局部発振器ｆLO４により、下記のＩＦ帯に周波数ダウンコンバートされる。
【０１０４】
(１１) 受信アンテナ１４bから受信した主偏波信号の第１の周波数ダウンコンバート
(第２のＩＦ基準信号,第２のＩＦ変調信号)
＝(fLO1B＋(fLO2−ｆLO４),fLO1B＋fIF1b＋(fLO2−ｆLO４))
この第２実施形態では、
(fLO1B＋(fLO2−ｆLO４))＝３.４１ＧＨz
fLO1B＋fIF1b＋(fLO2−ｆLO４)＝４.４１ＧＨz〜５.５１ＧＨz
となる。
【０１０５】
(１２) 受信アンテナ１４bから受信した交差偏波信号の第１の周波数ダウンコンバート
(第１の漏洩ＩＦ基準信号,第１の漏洩ＩＦ変調信号)
＝(fLO1＋(fLO2−ｆLO４),fLO1−fIF1a＋(fLO2−ｆLO４))
この第２実施形態では、
fLO1＋(fLO2−ｆLO４)＝６.２２ＧＨz
fLO1−fIF1a＋(fLO2−ｆLO４)＝５.２２ＧＨz〜４.１２ＧＨz
となる。
【０１０６】
図６Ｂに、上記夫々の受信アンテナ１４a,１４bからの信号を周波数変換後の中間周波数帯での周波数配置関係の一例を示している。
【０１０７】
受信アンテナ１４a側において、主偏波信号の方の第１のＩＦ基準信号７４１aと、漏洩成分である第２のＩＦ基準信号７４１bとは、１／２fLO1＝fLO1Bだけ離れている。この第２実施形態では、２.８１ＧＨzほど離れている。従って、漏洩成分である第２のＩＦ基準信号７４１bである(fLO1B＋(fLO2−fLO３))は、この第２実施形態で５.８１ＧＨzとなり、第３のフィルタ１７２aで抑圧することができる。
【０１０８】
ここでは、第１実施形態とは異なり、図５に示すように周波数の低い中間周波数帯で、第３のフィルタ１７２aで抑圧する構成のため、より低周波では材料特性の高周波特性から、急峻度の高い良好な抑圧特性を有したフィルタを実現することができる。そのため、不要波のＩＦ基準信号Ｂ成分が大きく抑圧・除去できる。その結果、第３のフィルタ(一例としてハイパスフィルタ)１７２aで第２のＩＦ基準信号を除去し、主偏波成分である第１のＩＦ基準信号と第１のＩＦ変調信号を選択・通過させる。ここで、信号漏洩成分である第２のＩＦ変調信号７４２bの方は、主信号の第１のＩＦ変調信号７４２aに比較し、２０dB〜３０dB小さくなるため、次段で周波数ダウンコンバートされる出力は極めて小さく、混信・干渉の影響は小さい。この漏洩成分の第２のＩＦ変調信号７４２bが、もしも、本来の第１の基準信号である第１のＩＦ基準信号７４１aで周波数ダウンコンバートされたとしても、主偏波の第１の変調信号５aとは異なった周波数帯にダウンコンバートされるため、受信出力の全帯域で直接・混信干渉の影響になることは少ない。
【０１０９】
一方、同様に、受信アンテナ１４b側では、局部発振信号(ｆLO４)で一旦ダウンコンバートした後、主偏波信号の方の第２のＩＦ基準信号７４１bと、漏洩成分である第１のＩＦ基準信号７４１aとは、１／２fLO1＝fLO1B、この第２実施形態では２.８１ＧＨzほど離れてくる。従って、漏洩成分である第１のＩＦ基準信号７４１aである(fLO1＋(fLO2−fLO４))は、この第２実施形態で６.２２ＧＨzとなり、第４のフィルタ１７２bで抑圧することができる。
【０１１０】
ここでも第１実施形態とは異なり、図５に示すように周波数の低い中間周波数帯で、第４のフィルタ１７２bで抑圧する構成のため、より低周波では材料特性の高周波特性から、急峻度の高い良好な抑圧特性を有したフィルタを実現することができる。そのため、不要波のＩＦ基準信号Ａ成分が大きく抑圧・除去できる。その結果、第４のフィルタ(一例としてローパスフィルタ)１７２bで、第１のＩＦ基準信号７４１aを除去し、主偏波成分である第２のＩＦ基準信号７４１bと第２のＩＦ変調信号７４２bを選択・通過させる。ここで、信号漏洩成分である第１のＩＦ変調信号７４２aは、主信号(第２のＩＦ変調信号７４２b)に比較し、２０dB〜３０dB小さくなるため、周波数ダウンコンバートされる出力は極めて小さく、混信・干渉の影響は小さく、この漏洩成分の第１のＩＦ変調信号７４２aが、もしも、本来の第２の基準信号である第２のＩＦ基準信号７４１bで周波数ダウンコンバートされたとしても、主偏波の第２の変調信号とは異なった周波数帯にダウンコンバートされるため、受信出力の全帯域で、直接・混信干渉の影響になることは少ない。
【０１１１】
以上、この第３,第４のフィルタ１７２a,１７２bの後段では、夫々の受信アンテナ１４a,１４bの漏洩成分となる交差偏波成分のうち、電力レベルの大きい第１の基準信号および第２の基準信号をほぼ完全に除去することができる。そのため、周波数変換回路１２c,１２dで良好な周波数変換が可能となる。以下、この周波数変換のプロセスを簡単に説明する。
【０１１２】
受信アンテナ１４a側においては、第３のフィルタ１７２aを通過した第１のＩＦ基準信号,第１のＩＦ変調信号は、電力分配器１６１aで２分配され、バンドパスフィルタ１７１aにより、第１の基準信号であるfLO1＋(fLO2−ｆLO３)成分を抽出し、増幅器１８０aで適当なレベルまで増幅された信号は、周波数ミキサ１２aの局部発振信号となる。上記電力分配器１６１aにより２分配されたもう一方の中間周波数信号(第１の基準信号と第１の変調信号)は、増幅器１５９aと減衰器１６２aで適当なレベルに調整され、周波数ミキサ１２aの入力信号となる。上記周波数ミキサ１２aでは、上記抽出した局部発振信号fLO1＋(fLO2−ｆLO３)を用いて、この入力信号が周波数ダウンコンバートされる。
【０１１３】
受信アンテナ１４a側でのＩＦ帯における周波数変換プロセスは次のようになる。
【０１１４】
(１３) 第１のＩＦ変調信号の周波数変換プロセス(受信アンテナ１４a側)
第１のＩＦ基準信号−第１のＩＦ変調信号
＝fLO1＋(fLO2−ｆLO３)−(fLO1−fIF1a＋(fLO2−ｆLO３))
＝fIF1a
一方、同様に、受信アンテナ１４b側でも、第２の基準信号抽出プロセスにより周波数ダウンコンバートされる(動作は同様であるため詳細な説明は省略する)。受信アンテナ１４ｂ側での、ＩＦ帯における周波数変換プロセスは次のようになる。
【０１１５】
(１４) 第２のＩＦ変調信号の周波数変換プロセス(受信アンテナ１４b側)
第２のＩＦ変調信号−第２のＩＦ基準信号
＝fLO1B＋fIF1b＋(fLO2−ｆLO４))−(fLO1B＋(fLO2−ｆLO４)
＝fIF1b
一例として、図２Ｂに示すような信号を復調生成(再生)することができる。
【０１１６】
この第２実施形態では、２種の１.０ＧＨz〜２.１ＧＨzの信号を復調生成(再生)することでき、良好な受信特性が得られる。
【０１１７】
以上のようなプロセスで、本来のマイクロ波帯無線送信装置９-2に入力された２種の変調信号は、受信側で復調、再生された信号は、フィルタ１７５a,１７５bにより不要波が除去され、適宜、増幅器１９５a,１９５bで増幅された後、出力端子１５a,１５bから出力され、信号切替器３１を介して衛星放送用チューナ３０に入力される。
【０１１８】
上記第２実施形態のミリ波帯無線送受信システムは、第１実施形態のミリ波帯無線送受信システムと同様の効果を有すると共に、ミリ波帯無線受信装置１０-2によれば、第１及び第２の基準信号抽出プロセスにより第１,第２のＩＦ変調信号周波数ダウンコンバートプロセスにより、夫々の出力される信号の周波数帯域特性が改善され、広帯域の信号をダウンコンバートすることが可能である。そのため入力される２系統の変調信号が、２００ＭＨｚ〜２.１００ＭＨｚの広帯域信号でかつ同じ周波数帯であっても、受信側の中間周波数段階で、夫々の受信アンテナ１４a,１４bからの漏洩成分の基準信号が抑圧・除去されるため、復元再生される変調信号は、混信の少ない良好な受信信号特性を実現することができる。
【０１１９】
また、上記ミリ波帯無線受信装置１０-2によれば、受信アンテナ１４a,１４bにより受信された第１,第２の無線多重信号７２a,７２bは、第１,第２の受信側中間周波数変換部(１１１a,１１１b)より異なる周波数の局部発振器８a,８bにより、異なった中間周波数帯に周波数ダウンコンバートされるため、漏洩成分の基準信号を第３のフィルタ１７２aおよび第４のフィルタ１７２bにより容易に抑圧・低減することができる。
【０１２０】
なお、上記第１,第２実施形態では、ミリ波帯の無線信号を送受信するミリ波帯無線送信装置９-1,９-2とミリ波帯無線受信装置１０-1,１０-2とを備えたマイクロ波帯無線送受信システムについて説明したが、無線信号はミリ波帯に限るものではなく、ミリ波帯を含むマイクロ波の周波数帯域についてこの発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】図１はこの発明の第１実施形態のマイクロ波帯無線送受信システムの回路構図である。
【図２Ａ】図２Ａは上記マイクロ波帯無線送受信システムの無線周波数帯での周波数配置を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは上記マイクロ波帯無線送受信システムの受信側の出力の周波数スペクトラムを示す図である。
【図３】図３は受信装置の第１,第２のフィルタ機能を説明する図である。
【図４】図４は上記マイクロ波帯無線送受信システムのマイクロ波帯無線送信装置に入力される２種の変調信号が異なった場合の回路構成図である。
【図５】図５はこの発明の第２実施形態のマイクロ波帯無線送受信システムを示す回路構成図である。
【図６Ａ】図６Ａは上記マイクロ波帯無線送受信システムにおける無線周波数帯での周波数配置を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは受信側での中間周波数帯での周波数配置を示す図である。
【図７】図７は従来のマイクロ波帯無線送受信システムの回路構成図である。
【図８Ａ】図８Ａは上記マイクロ波帯無線送受信システムの無線周波数帯での周波数配置を示す図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは上記マイクロ波帯無線送受信システムの受信側の出力の周波数スペクトラムを示す図である。
【符号の説明】
【０１２２】
１a…第１の衛星放送用受信アンテナ
１b…第２の衛星放送用受信アンテナ
２a,２b…基準信号付加回路
２c…基準信号源
３a,３b…周波数変換・送信回路
４a…垂直偏波用の送信アンテナ
４b…水平偏波用の送信アンテナ
５a…第１の変調信号
５b…第２の変調信号
７a,７b…周波数マルチプライア
８a…局部発振器(ｆLO３)
８b…局部発振器(ｆLO４)
９-1,９-2…マイクロ波帯無線送信装置
１０-1,１０-2…マイクロ波帯無線受信装置
１１a,１１ｂ…マイクロ波周波数変換回路
１２a,１２b…周波数ミキサ
１２c,１２d…マイクロ波受信回路部
１４a…垂直偏波用の受信アンテナ
１４b…水平偏波用の受信アンテナ
１５a,１５b…出力端子
２９…放送切替器
３０…衛星放送用チューナ
３１…ＴＶ受像機
７１a…第１の中間周波数多重信号
７１b…第２の中間周波数多重信号
７２a…第１の無線多重信号
７２b…第２の無線多重信号
７４a…第１の中間周波数多重信号
７４b…第２の中間周波数多重信号
７５a…出力信号
７５b…出力信号
１１１a…第１のフィルタ
１１１b…第２のフィルタ
１２２a…第１の周波ミキサ
１２２b…第２の周波ミキサ
１７２a…第３のフィルタ
１７２b…第４のフィルタ
１１９a,１１９b…周波ミキサ
２１０…周波数分周器
２０１a,２０１b…周波ミキサ
２０２a,２０２b…電力合成器
３０１a,３０１b…周波ミキサ
３０３a,３０３b…送信アンプ
７４１a…第１のＩＦ基準信号
７４１b…第２のＩＦ基準信号
７４２a…第１のＩＦ変調信号
７４２b…第２のＩＦ変調信号
７７１a…第１の無線基準信号
７７１b…第２の無線基準信号
７７２a…第１の無線変調信号
７７２b…第２の無線変調信号
【技術分野】
【０００１】
この発明は、マイクロ波帯無線送信装置およびマイクロ波帯無線受信装置およびマイクロ波帯無線送受信システムに関し、詳しくは、複数の放送波をマイクロ波帯で無線伝送するマイクロ波帯無線送信装置およびマイクロ波帯無線受信装置およびマイクロ波帯無線送受信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マイクロ波帯無線送信システムとしては、２系統のＴＶ信号を無線伝送するマイクロ波帯無線送信装置と、そのマイクロ波帯無線送信装置から無線伝送された２系統のＴＶ信号を受信するマイクロ波帯無線受信装置とを備えたものがある(例えば、特開２００４−３２８３３１号公報(特許文献１)参照)。ここでマイクロ波帯とは、ミリ波帯を含む周波数帯域をいう。
【０００３】
このようなマイクロ波帯無線送信システムのブロック図を図７に示している。このマイクロ波帯無線送信システムは、マイクロ波帯無線送信装置９-3とマイクロ波帯無線受信装置１０-3とを備え、第１の衛星放送波と第２の衛星放送波の２種の放送波をマイクロ波帯無線送信装置９-3で同時受信してマイクロ波帯無線受信装置１０-3に無線伝送する。なお、図８Ａは上記マイクロ波帯無線送受信システムの無線周波数帯での周波数配置を示しており、図８Ｂは上記マイクロ波帯無線送受信システムの受信側の出力の周波数スペクトラムを示している。
【０００４】
まず、上記マイクロ波帯無線送信装置９-3において、第１の衛星放送用受信アンテナ１aからの第１の変調信号５aと、第２の衛星放送用受信アンテナ１bから受信された第２の変調信号(中間周波数信号)５bは、基準信号付加回路２a,２bに入力される。
【０００５】
上記基準信号付加回路２aは、可変アンプ２０３a、周波ミキサ２０１a、電力合成器２０２aにより構成され、基準信号付加回路２bは、可変アンプ２０３b、周波ミキサ２０１b、電力合成器２０２bにより構成されている。この基準信号付加回路２a,２bでは、周波数変換器２０１a,２０１bで基準信号源２cを局部発振器として、第１,第２の変調信号５a,５bを第２の中間周波数多重信号７１a,７１bに周波数変換(アップコンバート)する。このとき、同時に電力合成器２０２a,２０２bにより基準信号源２cからの基準信号が付加され、第２の中間周波数多重信号７１a,７１bが生成され、周波数変換・送信回路３a,３bに入力される。
【０００６】
ここで、局部発振器７からの信号が周波数変換回路３a,３bに供給され、上記第２の中間周波数多重信号７１a,７１bは、ミリ波帯にアップコンバートされて無線多重信号７２a,７２bが生成される。
【０００７】
上記周波数変換回路３aは、周波数ミキサ３０１a、フィルタ３０２a、送信アンプ３０３aで構成され、周波数変換回路３bは、周波数ミキサ３０１b、フィルタ３０２b、送信アンプ３０３bで構成されている。無線多重信号７２a,７２bは、夫々送信アンプ３０１a,３０１bで増幅される。上記送信アンプ３０１aにより増幅された無線多重信号７２aは、垂直偏波を発生する垂直偏波用の送信アンテナ４aから送信されると共に、送信アンプ３０１bにより増幅された無線多重信号７２bは、水平偏波を発生する水平偏波用の送信アンテナ４bから送信される。ここで、垂直偏波の無線多重信号７２aは、無線基準信号７７１aと無線変調信号７７２aで構成される一方、水平偏波の無線多重信号７２bは、無線基準信号７７１bと無線変調信号７７２bで構成されている。
【０００８】
一方、マイクロ波帯無線受信装置１０-3側では、垂直偏波の無線多重信号７２aは垂直偏波用の受信アンテナ１４aにより受信される一方、水平偏波の無線多重信号７２bは水平偏波用の受信アンテナ１４bにより受信され、夫々受信された無線多重信号７２a,７２bは、周波数変換回路１２c,１２dに入力される。この周波数変換回路１２c,１２dでは、夫々受信された無線多重信号７２a,７２bが、増幅器１１０a,１１０bにより一旦増幅され、バンドパスフィルタ１１１a,１１１bで、送信側の局部発振器７に対するイメージ信号が除去される。
【０００９】
その後、上記周波数変換回路１２cでは、周波数ミキサ１２２aにより、正弦波信号である無線基準信号７７１aに基づいて無線変調信号７７２aは周波数変換(乗積され)、周波数fIF1aの送信側の入力信号が生成される。このマイクロ波帯無線送信システムでは、第１の衛星放送の第１の変調信号５aが再生される。さらにここでは、周波数ミキサ１２２aによる周波数変換過程で生じる不要波は、フィルタ７７aにより抑圧される。そして、不要波が抑圧された第１の変調信号５aは、増幅器７６aで増幅された後、出力端子１５aから出力信号７５aとして出力される。
【００１０】
同様に、上記周波数変換路１２dでは、周波数ミキサ１２２bにより、正弦波信号である無線基準信号７７１bで無線変調信号７７２bは周波数変換(乗積され)、周波数fIF1bの送信側の入力信号が生成される。このマイクロ波帯無線送信システムでは、第２の衛星放送波信号５bが再生される。さらにここでは、周波数ミキサ１２２bによる周波数変換過程で生じる不要波は、フィルタ７７bにより抑圧される。そして、不要波が抑圧された第１の変調信号５bは、増幅器７bで増幅された後、出力端子１５bから出力信号７５bとして出力される。
【００１１】
そして、上記出力端子１５a,１５bから出力された出力信号７５a,７５bは、信号切替器３１を介して、衛星放送用チューナ３０に接続される。
【００１２】
ところで、上記マイクロ波帯無線送信システムでは、次のような課題を有している。
【００１３】
マイクロ波帯無線送信装置９-3では、水平・垂直偏波で、無線基準信号の周波数が等しいため、送信側で入力される第１,第２の変調信号５a,５bが、完全に異なる周波数帯域の場合は大きな問題は生じないが、第１の衛星放送の第１の変調信号と第２の衛星放送の第２の変調信号のような場合、マイクロ波帯無線送信装置９-3に入力される第１,第２の変調信号(周波数fIF1a,fIF1b)が、周波数帯域が略同等である。このとき、水平・垂直偏波の信号とも無線基準信号自体は、１波で同等な周波数であるため、伝送信号である無線信号(元々マイクロ波帯無線送信装置９-3の入力変調信号)は、アンテナ交差偏波成分の不完全から主偏波成分の漏洩成分となり、マイクロ波帯無線受信装置１０-3で上記漏洩成分が周波数ダウンコンバートされて、同等な周波数帯域fIF1b,fIF1aに落ち込んで混信の原因となっていた。
【００１４】
そのため、マイクロ波帯無線送信装置９-3とマイクロ波帯無線受信装置１０-3の回路構成が、２系列の並列の回路構成(送信側は入力部である５a,５bから出力部である４a,４b、受信側は入力部である１４a,１４bから出力部である１５a,１５b)であり、同等な部品を使用し、同等な回路構成としているにもかかわらず、両系統の第１,第２の変調信号の帯域幅を同等にすることが困難であった。
【００１５】
例えば、送信側の第１の変調信号５a−受信側の出力信号７５aでは、周波数帯域幅が３００ＭＨz〜１０００ＭＨzであり、送信側の第２の変調信号５b−受信側の出力信号７５bの周波数帯域幅が１０００ＭＨz〜２５００ＭＨzであり、両系統で扱う信号は異なった周波数帯域幅となっていた。つまり、送信側の第１の変調信号５a−受信側の出力信号１５aも同時に１０００ＭＨz〜２５００ＭＨzの周波数帯域幅にすると、上記のような混信が起こりやすくなっていた。
【００１６】
このような混信の影響を軽減するためには、アンテナの交差偏波特性を十分に確保し、かつ、送信側の２つの入力変調信号パワーレベルを略同等にすることが必要であった。そのため、マイクロ波帯無線送信装置への入力変調信号レベルの厳密なコントロールや、アンテナの交差偏波特性確保するためアンテナの取り付け配置には厳しい精度が要求されていた。
【特許文献１】特開２００４−３２８３３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
そこで、この発明の課題は、マイクロ波帯で無線伝送する２つの変調信号が同じ周波数帯であっても、混信の少ない良好な伝送特性を容易に実現できるマイクロ波帯無線送信装置およびマイクロ波帯無線受信装置およびマイクロ波帯無線送受信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するため、この発明のマイクロ波帯無線送信装置は、
入力された第１の変調信号をマイクロ波帯に周波数アップコンバートする第１の送信側周波数変換部と、
入力された第２の変調信号をマイクロ波帯に周波数アップコンバートする第２の送信側周波数変換部と、
上記第１の送信側周波数変換部によりマイクロ波帯に周波数アップコンバートされる上記第１の変調信号に第１の基準信号を付加する第１の基準信号付加部と、
上記第２の送信側周波数変換部によりマイクロ波帯に周波数アップコンバートされる上記第２の変調信号に上記第１の基準信号と周波数が異なる第２の基準信号を付加する第２の基準信号付加部と、
上記第１の送信側周波数変換部によりマイクロ波帯に周波数アップコンバートされる上記第１の変調信号に上記第１の基準信号付加部により上記第１の基準信号が付加された第１の無線多重信号を送信する第１の送信部と
上記第２の送信側周波数変換部によりマイクロ波帯に周波数アップコンバートされる上記第２の変調信号に上記第２の基準信号付加部により上記第２の基準信号が付加された第２の無線多重信号を、上記第１の無線多重信号と異なる偏波で送信する第２の送信部と
を備えたことを特徴とする。
【００１９】
上記構成のマイクロ波帯無線送信装置によれば、入力される上記第１,第２の変調信号が同じ周波数帯であっても、送信側において、限られた無線周波数帯で第１の無線基準信号および第２の無線基準信号の周波数が異なるため、受信側において、夫々の第１,第２の基準信号を用いて夫々の第１,第２の変調信号を周波数アップコンバートすることできる。そのため、上記第１,第２の変調信号は、独立した周波数変換と、基準信号の付加が可能となり、夫々の第１,第２の送信部からの漏洩成分である一方の周波数の無線基準信号は、異なった周波数帯に周波数変換することにより、混信・干渉特性を向上できる。その結果、夫々の第１,第２の変調信号間の独立性を高めることができる。したがって、マイクロ波帯で無線伝送する２つの変調信号が同じ周波数帯であっても、混信の少ない良好な伝送特性を容易に実現できる。
【００２０】
また、一実施形態のマイクロ波帯無線送信装置では、
上記第１の基準信号または上記第２の基準信号の一方を周波数分周して、上記第１の基準信号または上記第２の基準信号の他方を生成する周波数分周器を備える。
【００２１】
上記実施形態のマイクロ波帯無線送信装置によれば、上記第１の基準信号または第２の基準信号の一方を周波数分周することにより、第１の基準信号または第２の基準信号の他方を生成することによって、基準信号源は一つでよく、周波数制御が著しく容易になる。また、各回路中で、発振源が複数であることによって発生する混信・干渉の影響も発生しない。加えて、このマイクロ波帯無線送信装置をより簡略化でき、低コスト化が図れる。
【００２２】
また、一実施形態のマイクロ波帯無線送信装置では、
上記第１の送信側周波数変換部は、上記第１の変調信号を上記第１の基準信号に対して下側波帯になるように周波数アップコンバートし、
上記第２の送信側周波数変換部は、上記第２の変調信号を上記第２の基準信号に対して上側波帯になるように周波数アップコンバートする。
【００２３】
上記実施形態のマイクロ波帯無線送信装置によれば、入力される２つの変調信号が同じ周波数帯であっても、第１の変調信号は、下側波帯の変調信号としてマイクロ波帯に周波数アップコンバートされ、第２の変調信号は、上側波帯の変調信号としてマイクロ波帯に周波数アップコンバートされて、上記夫々の周波数変換により、上記下側波帯の変調信号に第１の基準信号が付加され、上記上側波帯の変調信号に第２の基準信号が付加される。その結果、第１の無線多重信号と第２の無線多重信号が構成され、第１,第２の基準信号は、無線周波数軸上で、周波数の上限と下限に配置される。そのため、周波数間隔が最も大きくなり、受信側で、上記第１,第２の基準信号を用いて周波数変換したとき、漏洩波成分は、上記復調された変調信号周波数帯が大きく異なってくるため、より混信・干渉特性を向上させることができ、その結果、夫々の変調信号間の独立性をより高めることができる。
【００２４】
また、一実施形態のマイクロ波帯無線送信装置では、
上記第１の送信側周波数変換部は、
上記第１の変調信号を中間周波数帯に周波数アップコンバートする第１の送信側中間周波数変換部と、
上記第１の送信側中間周波数変換部により中間周波数帯に周波数アップコンバートされた上記第１の変調信号をマイクロ波帯に周波数アップコンバートする第１の送信側マイクロ波周波数変換部と
を有し、
上記第２の送信側周波数変換部は、
上記第２の変調信号を中間周波数帯に周波数アップコンバートする第２の送信側中間周波数変換部と、
上記第２の送信側中間周波数変換部により中間周波数帯に周波数アップコンバートされた上記第２の変調信号をマイクロ波帯に周波数アップコンバートする第２の送信側マイクロ波周波数変換部とを有し、
上記第１の基準信号付加部は、上記第１の送信側中間周波数変換部により中間周波数帯に周波数アップコンバートされた上記第１の変調信号に上記第１の基準信号を付加すると共に、
上記第２の基準信号付加部は、上記第２の送信側中間周波数変換部により中間周波数帯に周波数アップコンバートされた上記第２の変調信号に上記第２の基準信号を付加する。
【００２５】
上記実施形態のマイクロ波帯無線送信装置によれば、上記第１の送信側中間周波数変換部と第１の基準信号付加部により、第１の基準信号と周波数変換された第１の変調信号からなる第１の中間周波数多重信号として生成する。また、上記第２の送信側中間周波数変換部と第２の基準信号付加部により、第２の基準信号と周波数変換された第２の変調信号からなる第２の中間周波数多重信号として生成する。そして、上記第１の中間周波数多重信号を、第１の送信側マイクロ波周波数変換部によりマイクロ波帯に周波数アップコンバートすると共に、上記第２の中間周波数多重信号を、第２の送信側マイクロ波周波数変換部によりマイクロ波帯に周波数アップコンバートする。それによって、上記無線周波数への周波数変換においては、偶高調波ミキサ等のハーモニックミキサを用いることが可能となり、局部発振周波数は、無線信号の略１／２の周波数である例えば２７ＧＨz〜３０ＧＨzとすることができ、直接６０ＧＨz帯の局部発振周波数で発振させる必要がなくなり、局部発振器の構成が容易となる。加えて、多重信号中の変調信号と基準信号のパワー比率を、周波数の低い中間周波数段で制御することができるため、無線周波数帯での、本比率を一定に制御することが容易となる。
【００２６】
また、一実施形態のマイクロ波帯無線送信装置では、
上記第１の基準信号または上記第２の基準信号の少なくとも一方を周波数逓倍することにより局部発振信号を生成する周波数マルチプライアを備え、
上記第１,第２の送信側マイクロ波周波数変換部は、上記周波数マルチプライアにより生成された上記局部発振信号に基づいて周波数アップコンバートを行う。
【００２７】
上記実施形態のマイクロ波帯無線送信装置によれば、両偏波の無線信号を生成するための２つの第１,第２の送信側マイクロ波周波数変換部には、２つの局部発振器が必要となり、上記発振周波数と発振パワーを制御することが必要であるが、この実施形態では、上記第１の基準信号または第２の基準信号のいずれか一方で、２つの周波数逓倍器を励振することにより、局部発振信号を生成する。そのため、２つの局部発振周波数は同一になり、２つの発振周波数を生成する必要がない。これにより、上記局部発振周波数を簡易に構成することができ、しかも周波数制御が低周波数帯の基準信号で制御できるため、安定した無線送信装置を構成できる。
【００２８】
また、この発明のマイクロ波帯無線受信装置では、
送信側から夫々異なる偏波で送信された第１,第２の無線多重信号を受信するマイクロ波帯無線受信装置であって、
上記第１の無線多重信号は、第１の無線変調信号と、上記第１の無線変調信号よりも上の周波数帯に配置された第１の無線基準信号で構成され、
上記第２の無線多重信号は、第２の無線変調信号と、上記第２の無線変調信号よりも下の周波数帯に配置された第２の無線基準信号で構成されており、
上記第１の無線多重信号を受信する第１の受信部と、
上記第２の無線多重信号を受信する第２の受信部と、
上記第１の受信部により受信された上記第１の無線多重信号に含まれる上記第２の無線基準信号の漏洩成分を抑圧する第１のフィルタと、
上記第２の受信部により受信された上記第２の無線多重信号に含まれる上記第１の無線基準信号の漏洩成分を抑圧する第２のフィルタと、
上記第１のフィルタにより上記第２の無線基準信号の漏洩成分が抑圧された上記第１の無線多重信号に含まれる上記第１の無線基準信号に基づいて、上記第１の無線多重信号に含まれる上記第１の無線変調信号を周波数ダウンコンバートすることにより第１の変調信号を生成する第１の受信側周波数変換部と、
上記第２のフィルタにより上記第１の無線基準信号の漏洩成分が抑圧された上記第２の無線多重信号に含まれる上記第２の無線基準信号に基づいて、上記第２の無線多重信号に含まれる上記第２の無線変調信号を周波数ダウンコンバートすることにより第２の変調信号を生成する第２の受信側周波数変換部と
を備えることを特徴とする。
【００２９】
上記構成のマイクロ波帯無線受信装置によれば、各偏波の第１,第２の無線基準信号と第１,第２の無線変調信号から構成される第１,第２の無線多重信号は、第１,第２の受信部で受信され、受信された信号においては、主偏波成分と交差偏波成分が存在し、４種の信号が第１,第２の受信部のアンテナで受信されることになる。通常、交差偏波成分はアンテナの漏洩成分であり、アンテナの交差偏波比性能で決定される。通常のマイクロ波帯アンテナであれば、上記交差偏波比は２０dB〜３０dB確保することができ、つまり交差偏波成分は、主偏波比成分に比較して、２０dB〜３０dB、電力レベルが小さい(１／１００〜１／１０００の電力レベル)である。しかしながら、上記第１,第２の無線多重信号は、第１,第２の無線基準信号が正弦波信号であるため、帯域当たりのピークパワーは、変調信号に比べて２０dB〜３０dB大きな信号となる。従って、夫々のアンテナの漏洩成分である交差偏波成分中の基準信号は帯域当たりのピークパワーが、大きくなり、夫々の主偏波成分の第１,第２の無線基準信号による第１,第２の無線変調信号の周波数変換プロセスに影響を与えてしまい、不要波信号を生成してしまい、周波数ダウンコンバートされ変調信号が混信・干渉を生じてしまう。それ故に、上記受信側の第１,第２の受信部のアンテナで受信された信号中の漏洩成分である夫々の交差偏波成分中の基準信号、つまり、第１の無線多重信号に含まれる第２の無線基準信号の漏洩成分を第１のフィルタで抑圧し、第２の無線多重信号に含まれる第１の無線基準信号の漏洩成分を第２のフィルタで抑圧することにより、次段での第１の周波数ミキサによる漏洩成分の２の無線基準信号と第１の無線変調信号による周波数変換プロセス、一方、第２の周波数ミキサによる漏洩成分の第１の無線基準信号と第２の無線変調信号による周波数変換プロセスで発生する不要波の発生を、夫々低減することが可能となる。その結果、本来の主偏波成分が周波数ダウンコンバートされ、変調信号が生成・再生された信号は、不要波、干渉波の少ない良好な信号品質特性を得ることが可能となる。
【００３０】
尚、上記周波数変換プロセスでは、送信された第１,第２の無線基準信号で、無線所望信号をダウンコンバートする構成とすることで、このマイクロ波帯無線受信装置中の発振器の周波数制御や位相雑音を厳密に制御する必要がなく、受信装置の構成を容易・低コストに構成することができる。
【００３１】
また、この発明のマイクロ波帯無線受信装置では、
送信側から夫々異なる偏波で送信された第１,第２の無線多重信号を受信するマイクロ波帯無線受信装置であって、
上記第１の無線多重信号は、第１の無線変調信号と、上記第１の無線変調信号よりも上の周波数帯に配置された第１の無線基準信号で構成され、
上記第２の無線多重信号は、第２の無線変調信号と、上記第２の無線変調信号よりも下の周波数帯に配置された第２の無線基準信号で構成されており、
上記第１の無線多重信号を受信する第１の受信部と、
上記第２の無線多重信号を受信する第２の受信部と、
上記第１の受信部により受信された上記第１の無線多重信号を中間周波数帯に周波数ダウンコンバートする第１の受信側中間周波数変換部と、
上記第２の受信部により受信された上記第２の無線多重信号を中間周波数帯に周波数ダウンコンバートする第２の受信側中間周波数変換部と、
上記第１の受信側中間周波数変換部により中間周波数帯に周波数ダウンコンバートされた第１の中間周波数多重信号に含まれる上記第２の無線基準信号の中間周波数漏洩成分を抑圧する第３のフィルタと、
上記第２の受信側中間周波数変換部により中間周波数帯に周波数ダウンコンバートされた第２の中間周波数多重信号に含まれる上記第１の無線基準信号の中間周波数漏洩成分を抑圧する第４のフィルタと、
上記第３のフィルタにより上記第２の無線基準信号の中間周波数漏洩成分が抑圧された上記第１の中間周波数多重信号に含まれる上記第１の無線基準信号に対応する第１の中間周波数基準信号に基づいて、上記第１の中間周波数多重信号に含まれる上記第１の無線変調信号に対応する第１の中間周波数変調信号を周波数ダウンコンバートすることにより第１の変調信号を生成する第１の受信側周波数変換部と、
上記第４のフィルタにより上記第１の無線基準信号の中間周波数漏洩成分が抑圧された上記第２の中間周波数多重信号に含まれる上記第２の無線基準信号に対応する第２の中間周波数基準信号に基づいて、上記第２の中間周波数多重信号に含まれる上記第２の無線変調信号に対応する第２の中間周波数変調信号を周波数ダウンコンバートすることにより第２の変調信号を生成する第２の受信側周波数変換部と
を備えることを特徴とする。
【００３２】
上記構成のマイクロ波帯無線受信装置によれば、第１,第２の受信部で受信された第１,第２の無線多重信号は、夫々、第１,第２の受信側中間周波数変換部により、異なる周波数の局部発振器により、異なったより低い周波数の中間周波数帯に周波数ダウンコンバートされ、周波数が低いことによる第３,第４のフィルタの回路の減衰・抑圧特性を急峻にすることが可能となる。このため、夫々漏洩成分の基準信号を、第３のフィルタおよび第４のフィルタにより容易に抑圧・低減することができ、周波数変換後、混信が少ない良好な信号品質特性を得ることが可能となる。
【００３３】
また、この発明のマイクロ波帯無線送受信システムでは、上記のいずれか１つのマイクロ波帯無線送信装置と、上記のマイクロ波帯無線受信装置とを備えたことを特徴とする。
【００３４】
上記実施形態のマイクロ波帯無線送受信システムによれば、マイクロ波帯無線送信装置に入力される２種類の変調信号が同じ周波数帯であっても、マイクロ波帯無線受信装置で夫々の復元生成される変調信号は、混信の少ない良好な受信信号特性を実現することができる。
【発明の効果】
【００３５】
以上より明らかなように、この発明のマイクロ波帯無線送信装置およびマイクロ波帯無線受信装置およびマイクロ波帯無線送受信システムによれば、マイクロ波帯無線送信装置に入力される２種の変調信号が同じ周波数帯であっても、干渉や不要波の少ない良質な２種の変調信号特性を得ることができると共に、簡易な構成で、帯域幅が広くかつ周波数が安定した低コストのマイクロ波帯無線送信装置およびマイクロ波帯無線受信装置およびマイクロ波帯無線送受信システムを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、この発明のマイクロ波帯無線送信装置およびマイクロ波帯無線受信装置およびマイクロ波帯無線送受信システムを図示の実施の形態により詳細に説明する。なお、ここで、マイクロ波帯とは、マイクロ波帯とミリ波帯とを含む周波数帯域をいう。
【００３７】
(第１実施形態)
図１はこの発明の第１実施形態のマイクロ波帯無線送受信システムの構成を示している。尚、従来の図７および図８Ａ,８Ｂに示すマイクロ波帯無線送受信システムと同一の構成部は、同一参照番号を付している。また、この第１実施形態では、無線周波数帯をミリ波帯として説明する。
【００３８】
図１に示すように、上記マイクロ波帯無線送受信システムにおいて、第１の衛星放送波(第１の変調信号５a)と、第２の衛星放送波(第２の変調信号５b)の２種の放送波を同時に受信し、無線伝送する場合の構成図を示している。このマイクロ波帯無線送受信システムは、マイクロ波帯無線送信装置の一例としてのミリ波帯無線送信装置９-1とマイクロ波帯無線受信装置の一例としてのミリ波帯無線受信装置１０-1とを備えている。
【００３９】
上記ミリ波帯無線送信装置９-1は、第１の衛星放送アンテナ１aからの第１の変調信号５aを中間周波数に変換して第１の基準信号を付与する基準信号付加回路２aと、第２の衛星放送アンテナ１bからの第１の変調信号５bを中間周波数に変換して第２の基準信号を付与する基準信号付加回路２bと、上記基準信号付加回路２aに第１の基準信号を供給する基準信号源２cと、上記基準信号源２cからの第１の基準信号を分周して基準信号付加回路２aに第２の基準信号を供給する周波数分周器２１０(図１では分周器)と、上記基準信号付加回路２aからの第１の基準信号が付与された多重信号を周波数アップコンバートして送信する周波数変換・送信回路３aと、上記基準信号付加回路２bからの第２の基準信号が付与された多重信号を周波数アップコンバートして送信する周波数変換・送信回路３bと、上記基準信号源２cからの第１の基準信号を基づいて周波数変換・送信回路３aに局部発振信号を供給する周波数マルチプライア７a(図１ではマルチプライア)と、上記基準信号源２cからの第１の基準信号を基づいて周波数変換・送信回路３bに局部発振信号を供給する周波数マルチプライア７b(図１ではマルチプライア)と、上記周波数変換・送信回路３aからの垂直偏波の無線信号を送信する垂直偏波用の送信アンテナ４aと、上記周波数変換・送信回路３bからの水平偏波の無線信号を送信する水平偏波用の送信アンテナ４bとを備えている。
【００４０】
上記基準信号付加回路２aは、送信アンテナ４aの出力側が入力に接続された増幅器２０３aと、上記増幅器２０３aの出力に入力が接続された第１の送信側中間周波数変換部の一例としての周波数ミキサ２０１aと、上記周波数ミキサ２０１aの出力に入力が接続されたフィルタ２０５aと、上記フィルタ２０５aの出力に入力が接続された増幅器２０６aと、上記増幅器２０６aの出力が一方の入力に接続された電力合成器２０２aと、基準信号源２cからの第１の基準信号が入力された分配器２００aと、上記分配器２００aの一方の出力に入力が接続され、電力合成器２０２aの他方の入力に出力が接続された増幅器２０７aとを有している。上記電力合成器２０２aと増幅器２０７aで第１の基準信号付加部を構成している。
【００４１】
上記基準信号付加回路２bは、送信アンテナ４bの出力側が入力に接続された増幅器２０３bと、上記増幅器２０３bの出力に入力が接続されたの第２の送信側中間周波数変換部の一例としての周波数ミキサ２０１bと、上記周波数ミキサ２０１bの出力に入力が接続されたフィルタ２０５bと、上記フィルタ２０５bの出力に入力が接続された増幅器２０６bと、上記増幅器２０６bの出力が一方の入力に接続された電力合成器２０２bと、周波数分周器２１０からの第２の基準信号が入力されたフィルタ２０８と、上記フィルタ２０８の出力に入力が接続された増幅器２０９と、上記増幅器２０９の出力に入力が接続された分配器２００bと、上記分配器２００bの一方の出力に入力が接続され、電力合成器２０２bの他方の入力に出力が接続された増幅器２０７bとを有している。上記電力合成器２０２bと増幅器２０７bで第２の基準信号付加部を構成している。
【００４２】
また、上記周波数変換・送信回路３aは、基準信号付加回路２aの電力合成器２０２aの出力に入力が接続された第１の送信側マイクロ波周波数変換部の一例としての周波数ミキサ３０１aと、上記周波数ミキサ３０１aの出力に入力が接続されたフィルタ３０２aと、上記フィルタ３０２aの出力が接続された送信アンプ３０３aとを有している。上記周波数ミキサ３０１aは、周波数マルチプライア７aからの局部発振信号に基づいて周波数アップコンバートする。また、上記送信アンプ３０３aと送信アンテナ４aで第１の送信部を構成している。
【００４３】
一方、上記周波数変換・送信回路３bは、基準信号付加回路２bの電力合成器２０２bの出力に入力が接続された周波数ミキサ３０１bと、上記周波数ミキサ３０１bの出力に入力が接続されたフィルタ３０２bと、上記フィルタ３０２bの出力が接続された送信アンプ３０３bとを有している。上記周波数ミキサ３０１bは、周波数マルチプライア７bからの局部発振信号に基づいて周波数アップコンバートする。また、上記送信アンプ３０３bと送信アンテナ４bで第２の送信部を構成している。
【００４４】
上記基準信号付加回路２aの第１の送信側中間周波数変換部の一例としての周波数ミキサ２０１aと、周波数変換・送信回路３aの第１の送信側マイクロ波周波数変換部の一例としての周波数ミキサ３０１aで第１の送信側周波数変換部を構成している。また、上記基準信号付加回路２bの第２の送信側中間周波数変換部の一例としての周波数ミキサ２０１bと、周波数変換・送信回路３bの第２の送信側マイクロ波周波数変換部の一例としての周波数ミキサ３０１bで第２の送信側周波数変換部を構成している。
【００４５】
また、上記ミリ波帯無線受信装置１０-1は、送信側からの垂直偏波の無線信号を受信する垂直偏波用の受信アンテナ１４aと、送信側からの水平偏波の無線信号を受信する水平偏波用の受信アンテナ１４bと、上記受信アンテナ１４aからの垂直偏波の第１の無線多重信号７２aを受信して周波数ダウンコンバートするマイクロ波受信回路部１２cと、上記受信アンテナ１４bからの水平偏波の第２の無線多重信号７２bを受信して周波数ダウンコンバートするマイクロ波受信回路部１２dと、上記マイクロ波受信回路部１２cからの信号の不要波を除去するフィルタ７７aと、上記マイクロ波受信回路部１２dからの信号の不要波を除去するフィルタ７７bと、上記フィルタ７７aからの第１の変調信号を増幅する増幅器７６aと、上記フィルタ７７bからの第２の変調信号を増幅する増幅器７６bとを有している。
【００４６】
上記マイクロ波受信回路部１２cは、受信アンテナ１４aの出力に入力が接続された低雑音増幅器１１０aと、上記低雑音増幅器１１０aの出力に入力が接続されたフィルタ１１１aと、上記フィルタ１１１aの出力に入力が接続された第１の受信側周波数変換部の一例としての第１の周波数ミキサ１２２aとを有している。上記受信アンテナ１４aと低雑音増幅器１１０aで第１の受信部を構成している。
【００４７】
上記マイクロ波受信回路部１２dは、受信アンテナ１４bの出力に入力が接続された低雑音増幅器１１０bと、上記低雑音増幅器１１０bの出力に入力が接続されたフィルタ１１１bと、上記フィルタ１１１bの出力に入力が接続された第２の受信側周波数変換部の一例としての第２の周波数ミキサ１２２bとを有している。上記受信アンテナ１４bと低雑音増幅器１１０bで第２の受信部を構成している。
【００４８】
次に、図１を参照して、マイクロ波帯無線送信装置９-1とマイクロ波帯無線受信装置１０-1の動作を説明する。
【００４９】
まず、マイクロ波帯無線送信装置９-1において、第１の衛星放送アンテナ１aからの第１の変調信号５a(fIF1a)と、第２の衛星放送アンテナ１bから受信された第２の変調信号５b(fIF1b)が基準信号付加回路２a,２bに入力される。
【００５０】
ここで、第１の変調信号５aは、増幅器２０３aで増幅されてレベル調整された後、周波数ミキサ２０１aに入力される。また、第２の変調信号５bは、増幅器２０３bで増幅されてレベル調整された後、周波数ミキサ２０１bに入力される。基準信号付加回路２aでは、基準信号源２cから分配器２００aにより分配された正弦波の第１の基準信号(fLO1)で周波数アップコンバートされ、フィルタ２０５aで下側波帯信号(LSB)が選択された後、増幅器２０６aで増幅されてレベル調整される。さらに、上記基準信号源２cから分配器２００aにより分配された正弦波の第１の基準信号(fLO1)が増幅器２０７aでレベル調整され、電力合成器２０２aで第１の基準信号(fLO1)が付加されて、第１の基準信号(fLO1)と第１の変調信号(fLO1−fIF1a)からなる中間周波数多重信号７１aが生成される。尚、以下の説明では、基準信号と変調信号として、周波数がどのような状態であるかを“(基準信号、変調信号)＝( , )”の表現形式を用いて示す。
【００５１】
(１) 基準信号付加回路２aの動作：中間周波数多重信号７１aの生成
(第１の基準信号,第１の変調信号)＝(fLO1, fLO1−fIF1a)
この第１実施形態では、fLO1＝５.６２ＧＨzとし、第１の変調信号５aの周波数を、
fIF1a＝１.０〜２.１ＧＨz
とすると、
fLO1−fIF1a＝４.６２ＧＨz〜３.５２ＧＨz
となる。
【００５２】
一方、基準信号付加回路２bでは、基準信号源信号２cからの正弦波の第２の基準信号(fLO1)を周波数分周した信号(この第１実施形態の場合は１／２分周した信号)を用いて周波数アップコンバートされる。上記アップコンバートにおいては、上記１／２分周された信号は、フィルタ２０８で１／２分周の基本波信号のみ((１／２)・fLO1成分)を得る。その後、上記フィルタ２０８からの基本波信号は、増幅器２０９でレベル調整され、分配器２００bにより２分配されて、一方は周波数変換器２０１bの局部発振信号として用い、もう一方は、第２の基準信号の付加として、電力合成器２０２で１／２分周波の基準信号( (１／２)・fLO1)が付加される。ここで、上記局部発振信号により周波数アップコンバートされた信号は、フィルタ２０５bで上側波帯信号(USB)が選択され、増幅器２０６bで増幅されてレベル調整される。これにより、第２の基準信号((１／２)・fLO1)と、第２の変調信号((１／２)・fLO1＋fIF1b)からなる中間周波数多重信号７１bが生成される。周波数関係は以下のようになる。
【００５３】
(２) 基準信号付加回路２bの動作：中間周波数多重信号７１bの生成
(第２の基準信号,第２の変調信号)＝((１／２)・fLO1, (１／２)・fLO1＋fIF1b)
＝(fLO1B, fLO1B＋ fIF1b)
ここで、fLO1B＝(１／２)・fLO1とする。
この第１実施形態では、fLO1B＝２.８１ＧＨzとし、第２の変調信号周波数を、
fIF1b＝１.０ＧＨz〜２.１ＧＨz
とすると、
fLO1B＋fIF1b＝３.８１ＧＨz〜４.９１ＧＨz
となる。
【００５４】
次に、中間周波数多重信号７１aは、周波数変換・送信回路３aに入力されると共に、中間周波数多重信号７１bは、周波数変換・送信回路３bに入力される。
【００５５】
無線周波数への周波数変換は、周波数ミキサ３０１a,３０１bにより周波数アップコンバートされる。この第１実施形態では、上記周波数ミキサ３０１a,３０１bには、１／２高調波ミキサであるアンチパラレルダイオードペアによる偶高調波ミキサを用いているため、局部発振器に入力する周波数(fLO2’)は、アップコンバートされる無線周波数の略１／２の周波数となる。例えば、無線周波数を６０ＧＨz帯とすると局部発振周波数は２７ＧＨz〜３０ＧＨz(この第１実施形態では２８.１ＧＨz)の周波数となり、さらには周波数マルチプライア７a,７bに５逓倍型の周波数マルチプライアを用いる場合は、周波数マルチプライア７a,７bに入力される周波数は５.６２ＧＨzの信号となる。これは基準信号源２cからの第１の基準信号で、直接、上記周波数マルチプライア７a,７bを励振することが可能となる。
【００５６】
つまり、無線周波数帯に基本波周波数変換器でアップコンバートするために必要な局部発振周波数をfLO2とすると、局部発振周波数fLO2と上記周波数ミキサ３０１a,３０１bに用いられる偶高調波ミキサに入力される局部発振周波数fLO2’とは次の関係となる。
fLO2＝２・fLO2’
さらに、５逓倍型周波数マルチプライアによる入力される周波数は、第１の基準信号の周波数fLO1であることから、次のような関係となる。
fLO2’＝５・fLO1
従って、
fLO2＝１０・fLO1
この第１実施形態では、
fLO2＝１０×５.６２ＧＨz＝５６.２ＧＨz
となる。
【００５７】
上記周波数ミキサ３０１bで無線周波数にアップコンバートされた信号は、フィルタ３０２aで上側波帯(USB)の信号を選択通過させ、送信アンプ３０３aで適当なレベルまで増幅され、垂直偏波用の送信アンテナ４aから出力される。また、上記周波数ミキサ３０１bで無線周波数にアップコンバートされた信号は、フィルタ３０２bで上側波帯(USB)の信号を選択通過させ、送信アンプ３０３bで適当なレベルまで増幅され、水平偏波用の送信アンテナ４bから出力される。
ここで、上記垂直偏波用の送信アンテナ４a,水平偏波用の送信アンテナ４bから、夫々、垂直偏波、水平偏波の信号として空間に放出される。
【００５８】
具体的には、上記垂直偏波用の送信アンテナ４aからは、第１の無線基準信号７７１aと第１の無線変調信号７７２aからなる垂直偏波として第１の無線多重信号７２aが空間に放出される。このときの周波数関係は次のようになる(図２Ａ(a)に示す)。
【００５９】
(３) 垂直偏波として送信アンテナ４aからの第１の無線多重信号７２aの放出：
(第１の無線基準信号,第１の無線変調信号)＝(fLO1＋fLO2, fLO1−fIF1a＋fLO2)
この第１実施形態では、第１の無線基準信号の周波数は、
fLO1＋fLO2＝６１.８２ＧＨz
であり、第１の無線変調信号の周波数は、
fLO1−fIF1a＋fLO2＝６０.８２ＧＨz〜５９.７２ＧＨz
である。
【００６０】
一方、上記水平偏波用の送信アンテナ４bからは、第２の無線基準信号７７１bと第２の無線変調信号７７２bからなる水平偏波として第２の無線多重信号７２bが空間に放出される。周波数関係は次のようになる(図２Ａ(b)に示す)。
【００６１】
(４) 水平偏波として送信アンテナ４bからの第２の無線多重信号７２bの放出：
(第２の無線基準信号,第２の無線変調信号)＝(fLO1B＋fLO2, fLO1B＋fIF1b＋fLO2)
この第１実施形態では、第２の無線基準信号の周波数は、
fLO1B＋fLO2＝５９.０１ＧＨz
であり、第２の無線変調信号の周波数は、
fLO1B＋fIF1b＋fLO2＝６０.０１ＧＨz〜６１.１１ＧＨz
である。
【００６２】
上記のような信号で、マイクロ波帯無線送信装置９-1から空間に放出される。
【００６３】
次に、受信側のマイクロ波帯無線受信装置１０-1では、第１,第２の無線多重信号７２a,７２bは、夫々送信側と同偏波の受信アンテナ１４a,１４bで受信される。上記受信アンテナ１４a,１４bで受信したあと、第１,第２の無線多重信号７２a,７２bは、一旦、低雑音増幅器１１０a,１１０bで増幅される。その後、フィルタ１１１a,１１１bで所望波を通過させるが、２つのフィルタ特性は異なっている。
【００６４】
上記フィルタ１１１a,１１１bのフィルタ特性について、図３(a),(b)を参照しつつ説明する。
【００６５】
受信アンテナ１４aで受信した第１の無線多重信号７２aにおいては、本来の垂直偏波(主偏波)成分(第１の無線基準信号７７１a、第１の無線変調信号７７２a)と、アンテナの交差偏波の不完全性により、わずかながら水平偏波成分の漏洩成分７２b(第２の無線基準信号７７１b、第２の無線変調信号７７２b)が含まれる。周波数軸上においては、この漏洩成分の第２の基準信号である第２の無線基準信号７７１bと、本来の主偏波成分の第１の無線基準信号７７１aでは、周波数が(１／２)・fLO1(この第１実施形態では、２.８１ＧＨz)だけ離れているため、第１のフィルタ１１１aで、漏洩成分の第２の基準信号である第２の無線基準信号７７１bを抑圧することができる。
【００６６】
例えば、ＭＭＩＣチップ上に、能動素子と一体形成された分布定数フィルタでも、６dB以上は抑圧することができる。本漏洩成分の基準信号７７１bを抑圧することによって、第１の無線基準信号７７１a(正弦波)を除いては、他の正弦波信号が存在しない(レベルが十分小さい)ため、次段の第１の周波数ミキサ１２２aでは、本来の主偏波成分の第１の無線基準信号７７１aを用いて、第１の無線変調信号７７２aを周波数ダウンコンバート(乗積)することが可能となる。その結果、送信側の入力信号である第１の変調信号５a(fIF1a)を得ることができる(この第１実施形態の場合、第１の変調信号は第１の衛星放送の信号)。ここで、漏洩成分の第２の無線多重信号(無線基準信号７７１b、無線変調信号７７２b)は、アンテナの交差偏波比特性で、２０dB〜３０dB抑圧されていること、かつ、第１のフィルタ１１１aにより無線基準信号７７１bはさらに抑圧されているため、漏洩成分の第２の基準信号である第２の無線基準信号７７１bで漏洩成分の第２の無線変調信号７７２bが、周波数変換(乗積)されても、極めて微小信号を生成するだけであり、第１の周波数ミキサ１２２aによる周波数ダウンコンバートで、本来の信号との混信・干渉は殆ど生じない。また、漏洩成分の第２の無線変調信号７７２bが、本来の第１の基準信号である第１の無線基準信号７７１aで周波数ダウンコンバートされる可能性も生ずるが、漏洩成分である第２の変調信号成分は、主偏波成分である第１の変調信号成分に比べて、上記アンテナの交差偏波比から２０dB〜３０dB低レベルの信号となっているため、周波数ダウンコンバートされる出力は極めて小さく、混信・干渉の影響は小さい。本漏洩成分の第２の無線変調信号７７２bが、もしも、本来の第１の基準信号である第１の無線基準信号７７１aで周波数ダウンコンバートされたとしても、主偏波の第１の変調信号とは異なった周波数帯にダウンコンバートされるため、受信出力の全帯域で直接・混信干渉の影響になることは少ない。
【００６７】
上記第１の周波数ミキサ１２２aは、マイクロ波トランジスタによる２端子ミキサ(局部発振ポートとＲＦポートを共通にしたミキサ)であれば、トランジスタのもつ利得により効率よく周波数ダウンコンバートすることが可能となる。
【００６８】
この周波数ダウンコンバートの周波数関係は以下のようになる。ダウンコンバート後のスペクトラム配置の１例を図２Ｂ(a),(b)に示す。
【００６９】
(５) 受信アンテナ１４a側の周波数ダウンコンバート：
第１の無線基準信号の周波数―第１の無線変調信号の周波数
＝(fLO1＋fLO2)−(fLO1−fIF1a＋fLO2)
＝fIF1a
この第１実施形態では、マイクロ波帯無線送信装置９-1に入力した第１の変調信号５a(fIFa＝１.０ＧＨz〜２.１ＧＨz)を生成(再生)することができる。
【００７０】
一方、受信アンテナ１４bで受信した第２の無線多重信号７２bにおいては、本来の主偏波である水平偏波成分(第２の無線基準信号７７１b、第２の無線変調信号７７２b)と、アンテナの交差偏波の不完全性により、わずかながら垂直偏波成分の漏洩成分７２a(第１の無線基準信号７７１a、第１の無線変調信号７７２a)が含まれる。周波数軸上においては、この漏洩成分の第１の基準信号である第１の無線基準信号７７１aと、本来の主偏波成分の第２の無線基準信号７７１bでは、周波数が(１／２)・fLO1(この第１実施形態では、２.８１ＧＨz)だけ離れているため、第２のフィルタ１１１bで、漏洩成分である第１の基準信号である第１の無線基準信号７７１aを抑圧することができる。例えば、ＭＭＩＣチップ上に、能動素子と一体形成された分布定数フィルタでも、６dB以上は抑圧することができる。本漏洩成分の第１の基準信号である第１の無線基準信号７７１aを抑圧することによって、次段の第２の周波数ミキサ１２２bでは、本来の主偏波成分である正弦波である第２の無線基準信号７７１bを用いて、第２の無線変調信号７７２bを周波数ダウンコンバート(乗積)することが可能となる。その結果、送信側の入力信号である第２の変調信号(fIF1b)を得ることができる。この第１実施形態の場合、第２の変調信号は第２の衛星放送の信号である。
【００７１】
ここで、漏洩成分の第１の無線多重信号(無線基準信号７７１a、無線変調信号７７２a)は、アンテナの交差偏波比特性で、２０dB〜３０dB抑圧され、さらに、第２のフィルタ１１１bにより無線基準信号７７１aは抑圧されている。このため、漏洩成分の第１の基準信号である第１の無線基準信号７７１aで漏洩成分の第１の無線変調信号７７２aが、周波数変換(乗積)されても、極めて微小信号を生成するだけであり、第２の周波数ミキサ１２２bによる周波数ダウンコンバートで、本来の信号との混信・干渉は殆ど生じない。
【００７２】
また、漏洩成分の第１の無線変調信号７７２aが、本来の第２の基準信号である第２の無線基準信号７７１bで周波数ダウンコンバートされる可能性も生ずるが、漏洩成分である第１の無線変調信号成分は、主偏波成分である第２の無線変調信号成分に比べて、上記アンテナの交差偏波比から２０dB〜３０dB低レベルの信号となっているため、周波数ダウンコンバートされる出力は極めて小さく、混信・干渉の影響は小さい。上記漏洩成分の第１の無線変調信号７７２aが、もしも、本来の第２の基準信号である第２の無線基準信号７７１bで周波数ダウンコンバートされたとしても、主偏波の第２の無線変調信号とは異なった周波数帯にダウンコンバートされるため、受信出力の全帯域で直接・混信干渉の影響になることは少ない。
【００７３】
上記第２の周波数ミキサ１２２bは、マイクロ波トランジスタによる２端子ミキサ(局部発振ポートとＲＦポートを共通にしたミキサ)であれば、トランジスタのもつ利得により効率よく周波数ダウンコンバートすることが可能となる。このダウンコンバートの周波数関係は以下のようになる。
【００７４】
(６) 受信アンテナ１４b側の周波数ダウンコンバート：
第２の無線変調信号の周波数―第２の無線基準信号の周波数
＝ (１／２)・fLO1＋fIF1b＋fLO2)−(１／２)・fLO1＋fLO2
＝ fIF1b
この第１実施形態では、マイクロ波帯無線送信装置９-1に入力した第２の変調信号(fIFb＝１.０ＧＨz〜２.１ＧＨz)を生成(再生)することができる。
【００７５】
以上、第１,第２の周波数ミキサ１２２aと１２２bのダウンコンバートおよびフィルタ７７a,７７bによる不要波除去で得られ信号は適宜、増幅器７６a,７６bで増幅されて出力端子１５a,１５bから出力され、信号切替器３１を介して衛星放送用チューナ３０に接続される。上記衛星放送用チューナ３０からの信号がＴＶ受像機３１に入力される。
【００７６】
以上のような構成により、マイクロ波帯無線送信装置９-1で、入力される２種の第１,第２の変調信号の周波数帯が同じであっても、ピークパワーレベルの大きい第１の無線基準信号および第２の無線基準信号の周波数配置を第１,第２無線変調信号に対して反対にすることにより、マイクロ波帯無線受信装置１０-1で周波数ダウンコンバートした後、漏洩成分による信号が、本来の復元生成(復調)されるように、周波数帯とは異なった周波数にもってくることができ、復調周波数帯の全体域で影響受けないこと、かつ、互いの漏洩成分の影響を、受信側の無線周波数(この第１実施形態では、ミリ波周波数)段階で、漏洩成分側のとくに、帯域当たりのピークパワーの大きい基準信号成分を抑圧できるため、漏洩成分の第２および第１の無線基準信号により、第１および第２の無線変調信号を周波数ダウンコンバートされることを防ぐことができ、復調される第１,第２の変調信号は、混信の少ない良好な受信特性を実現することができる。
【００７７】
以上説明したように本構成では、マイクロ波帯無線送信装置９-1は、周波数の低い基準信号源一つで、すべての周波数関係が一意的にきまってしまうため、マイクロ波帯無線送信装置９-1の周波数制御が著しく容易であり、発振源が一つであることにより、発振源同士の干渉の影響もなく、簡易で安定したマイクロ波帯無線送信装置９-1を構成することができる。さらに受信側では、マイクロ波受信回路部１２c,１２dには、局部発振器等の発振源を必要としないため、低消費電流でかつ簡易で１チップＩＣ化が容易な回路構成とすることができる。
【００７８】
以上のような構成により、２種の入力信号が同じ周波数帯であっても、受信側で復調(再生)される放送波信号は、混信の少ない良好な受信特性を実現することができる。
【００７９】
尚、図４に示すように、第１の変調信号５aが衛星放送信号(１０００ＭＨz〜２１００ＭＨz)、第２の変調信号５bが地上放送信号(４７０ＭＨz〜７７０ＭＨz)のように異なった周波数帯では、さらに、混信・干渉波等の不要波の少なく、良質な変調信号を再生(復調)することでき、良好な受信特性が得られる。
【００８０】
上記第１実施形態のマイクロ波帯無線送受信システムによれば、マイクロ波帯で無線伝送する２つの変調信号が同じ周波数帯であっても、混信の少ない良好な伝送特性を容易に実現することができる。
【００８１】
また、上記周波数分周器２１０により第１の基準信号を周波数分周して第２の基準信号を生成することによって、基準信号源は一つでよく、周波数制御が著しく容易になると共に、発振源が複数であることによって発生する混信・干渉の影響も発生しない。さらに、このマイクロ波帯無線送信装置をより簡略化でき、低コスト化が図れる。
【００８２】
また、入力される２つの第１,第２の変調信号５a,５bが同じ周波数帯であっても、第１の変調信号５aを、下側波帯の変調信号としてマイクロ波帯に周波数アップコンバートし、第２の変調信号５bを、上側波帯の変調信号としてマイクロ波帯に周波数アップコンバートすることによって、下側波帯の第１の無線変調信号７７２aに第１の無線基準信号７７１aが付加された第１の無線多重信号７２aが構成され、上側波帯の第１の無線変調信号７７２bに第２の無線基準信号７７１bが付加された第２の無線多重信号７２bが構成される。これによって、受信側で周波数変換したときに漏洩波成分は、上記復調された第１,第２の変調信号の周波数帯と大きく異なるため、より混信・干渉特性を向上させることができ、第１,第２の変調信号間の独立性をより高めることができる。
【００８３】
また、上記ミリ波帯無線送信装置９-1によれば、第１の送信側中間周波数変換部(２０１a)と第１の基準信号付加部(２０２a)により、第１の基準信号と周波数変換された第１の変調信号からなる第１の中間周波数多重信号７１aして生成し、上記第２の送信側中間周波数変換部(２０１b)と第２の基準信号付加部(２０２b)により、第２の基準信号と周波数変換された第２の変調信号からなる第２の中間周波数多重信号７１bとして生成して、第１の中間周波数多重信号７１aを、第１の送信側マイクロ波周波数変換部(３０１a)によりミリ波帯に周波数アップコンバートすると共に、第２の中間周波数多重信号７１bを、第２の送信側マイクロ波周波数変換部(３０１b)によりミリ波帯に周波数アップコンバートする。それによって、無線周波数への周波数変換においては、偶高調波ミキサ等のハーモニックミキサを用いることが可能となり、局部発振器の構成が容易となる。さらに、第１,第２の中間周波数多重信号７１a,７１b中の変調信号と基準信号のパワー比率を、周波数の低い中間周波数段で制御することができるため、無線周波数帯での変調信号と基準信号のパワー比率を一定に制御することが容易にできる。
【００８４】
また、第１の基準信号を周波数逓倍することにより局部発振信号を生成する周波数マルチプライア７a,７bを備えることによって、局部発振周波数を簡易に構成することができると共に、周波数制御が低周波数帯の基準信号で制御できるため、安定した無線送信ができる。
【００８５】
上記ミリ波帯無線受信装置１０-1よれば、受信アンテナ１４a,１４bで受信された信号中の漏洩成分である夫々の交差偏波成分のうち、第１の無線多重信号に含まれる第２の無線基準信号の漏洩成分を第１のフィルタ１１１aにより抑圧し、第２の無線多重信号に含まれる第１の無線基準信号の漏洩成分を第２のフィルタ１１１bにより抑圧することにより、周波数変換プロセスで発生する不要波の発生を低減して、本来の主偏波成分が周波数ダウンコンバートされ、変調信号が生成・再生された信号は、不要波、干渉波の少ない良好な信号品質特性を得ることができる。
【００８６】
(第２実施形態)
図５はこの発明の第２実施形態のマイクロ波帯無線送受信システムの構成を示している。尚、第１実施形態のマイクロ波帯無線送受信システムと同一の構成部は、同一参照番号を付している。また、この第１２実施形態でも、無線周波数帯をミリ波帯として説明する。
【００８７】
図５に示すように、上記マイクロ波帯無線送受信システムにおいて、第１の衛星放送波(第１の変調信号５a)と、第２の衛星放送波(第２の変調信号５b)の２種の放送波を同時に受信し、無線伝送する場合の構成図を示している。このマイクロ波帯無線送受信システムは、マイクロ波帯無線送信装置の一例としてのミリ波帯無線送信装置９-2とマイクロ波帯無線受信装置の一例としてのミリ波帯無線受信装置１０-2とを備えている。上記ミリ波帯無線送信装置９-2は、第１実施形態のミリ波帯無線送信装置９-1と同一の構成をしている。
【００８８】
また、上記ミリ波帯無線受信装置１０-2は、周波数変換部１１２aと、第１の受信側周波数変換部との一例としての基準信号再生/周波数変換回路１２Ｕaと、第２の受信側中間周波数変換部の一例としての周波数変換部１１２bと、第２の受信側周波数変換部との一例としての基準信号再生/周波数変換回路１２Ｕbとを有している。
【００８９】
上記周波数変換部１１２aは、受信アンテナ１４aの出力に入力が接続された低雑音増幅器１１０aと、上記低雑音増幅器１１０aの出力に入力が接続されたフィルタ１１１aと、上記フィルタ１１１aの出力に入力が接続された第１の受信側中間周波数変換部の一例としての周波数ミキサ１１９aと、上記周波数ミキサ１１９aに局部発振信号を出力する局部発振器８aとを有している。上記受信アンテナ１４aと低雑音増幅器１１０aで第１の受信部を構成している。
【００９０】
一方、上記周波数変換部１１２bは、受信アンテナ１４bの出力に入力が接続された低雑音増幅器１１０bと、上記低雑音増幅器１１０bの出力に入力が接続されたフィルタ１１１bと、上記フィルタ１１１bの出力に入力が接続された第２の受信側中間周波数変換部の一例としての周波数ミキサ１１９bと、上記周波数ミキサ１１９bに局部発振信号を出力する局部発振器８bとを有している。上記受信アンテナ１４bと低雑音増幅器１１０bで第２の受信部を構成している。
【００９１】
また、上記基準信号再生/周波数変換回路１２Ｕaは、周波数変換部１１２aの周波数ミキサ１１９aからの信号が入力された第３のフィルタ１７２aと、上記第３のフィルタ１７２aの出力に入力が接続された信号分配回路１６１aと、上記信号分配回路１６１aの一方の出力に入力が接続された中間周波数アンプ１５９aと、上記中間周波数アンプ１５９aの出力に一端が接続された伝送線路１６２aと、上記伝送線路１６２aの他端が一方の入力に接続された第１の受信側周波数変換部一例としての周波数ミキサ１２ａと、上記信号分配回路１６１aの他方の出力に入力が接続されたバンドパスフィルタ１７１aと、上記バンドパスフィルタ１７１aの出力に入力が接続された増幅器１８０aと、上記増幅器１８０aの出力に入力が接続されたバンドパスフィルタ１７１aと、上記バンドパスフィルタ１７１aの出力に入力が接続された増幅器１８０aと、上記増幅器１８０aの出力に一端が接続され、周波数ミキサ１２ａの他方の入力に他端が接続された伝送線路１６３aと、上記周波数ミキサ１２ａの出力に入力が接続されたフィルタ１７５aと、上記フィルタ１７５aの出力に入力が接続され、出力端子１５aに出力が接続された増幅器１９５aと
を有している。
【００９２】
一方、上記基準信号再生/周波数変換回路１２Ｕbは、周波数変換部１１２bの周波数ミキサ１１９bからの信号が入力された第４のフィルタ１７２bと、上記第４のフィルタ１７２bの出力に入力が接続された信号分配回路１６１bと、上記信号分配回路１６１bの一方の出力に入力が接続された中間周波数アンプ１５９bと、上記中間周波数アンプ１５９bの出力に一端が接続された伝送線路１６２bと、上記伝送線路１６２bの他端が一方の入力に接続された第２の受信側周波数変換部一例としての周波数ミキサ１２bと、上記信号分配回路１６１bの他方の出力に入力が接続されたバンドパスフィルタ１７１bと、上記バンドパスフィルタ１７１bの出力に入力が接続された増幅器１８０bと、上記増幅器１８０bの出力に入力が接続されたバンドパスフィルタ１７１bと、上記バンドパスフィルタ１７１bの出力に入力が接続された増幅器１８０bと、上記増幅器１８０bの出力に一端が接続され、周波数ミキサ１２bの他方の入力に他端が接続された伝送線路１６３bと、上記周波数ミキサ１２bの出力に入力が接続されたフィルタ１７５bと、上記フィルタ１７５bの出力に入力が接続され、出力端子１５bに出力が接続された増幅器１９５bと
を有している。
【００９３】
周波数ミキサ１２a,１２bへの第１の経路(伝送線路１６２a,１６２b側)中に、増幅器１５９a,１５９bを有しているので、第１の経路と第２の経路(伝送線路１６３a,１６３b側)とで構成されるループＬ１(１６９a,１６９b)は、増幅器１５９a,１５９bのアイソレーション作用によって、負帰還ループとなり安定したループを得ることができる。さらに、上記増幅器１５９a,１５９bの増幅度と、可変減衰器をなす伝送線路１６２a,１６２bおよび増幅器１８０a,１８０bの増幅度でもって、第１の変調信号と第１の基準信号とのパワーバランスおよび第２の変調信号と第２の基準信号とのパワーバランスを調整可能である。
【００９４】
また、図６Ａ(a),(b)は、上記マイクロ波帯無線送受信システムにおける無線周波数帯での周波数配置を示しており、図６Ｂ(a),(b)は、受信側での中間周波数帯での周波数配置を示している。
【００９５】
この第２実施形態のマイクロ波帯無線送信装置９-2においては、第１実施形態と全く同等であり、(７)、(８)に示すような信号が空間に放射される。
【００９６】
(７) 垂直偏波として送信アンテナ４aからの第１の無線多重信号７２aの放出：
(第１の無線基準信号,第１の無線変調信号)＝(fLO1＋fLO2, fLO1−fIF1a＋fLO2)
この第２実施形態では、第１の無線基準信号は、
fLO1＋fLO2＝６１.８２ＧＨz
であり、第１の無線変調信号は、
fLO1−fIF1a＋fLO2＝６０.８２ＧＨz〜５９.７２ＧＨz
である。
【００９７】
(８) 水平偏波として送信アンテナ４bからの第２の無線多重信号７２bの放出：
(第２の無線基準信号,第２の無線変調信号)＝(fLO1B＋fLO2,fLO1B＋fIF1b＋fLO2)
この第２実施形態では、第２の無線基準信号は、
fLO1B＋fLO2＝５９.０１ＧＨz
であり、第２の無線変調信号は、
fLO1B＋fIF1b＋fLO2＝６０.０１ＧＨz〜６１.１１ＧＨz
である。
【００９８】
マイクロ波帯無線受信装置１０-2おいては、第１,第２の無線多重信号７２a,７２bは、夫々、送信側と同偏波の受信アンテナ１４a,１４bで受信される。上記受信アンテナ１４a,１４bで受信された第１,第２の無線多重信号７２a,７２bは、一旦、低雑音増幅器１１０a,１１０bで増幅され、フィルタ１１１a,１１１bで、無線多重信号のイメージ信号を除去し、周波数ミキサ１１９a,１１９bで中間周波数帯(ＩＦ帯)に周波数ダウンコンバートされる。
【００９９】
この第２実施形態では、一例として、ｆLO３＝５３.２ＧＨz、fLO４＝５５.６ＧＨzを用いた。 尚、受信側でも、周波数ミキサ１１９a,１１９bに、高調波ミキサであるアンチパラレルダイオードペアによる２倍波偶高調波ミキサを用いていれば、局部発振器に入力する周波数は、ｆLO３に対して２６.６ＧＨzとなり、ｆLO４に対して２７.８ＧＨzとなる。
【０１００】
ここでは、受信アンテナ１４a側では、局部発振器ｆLO３により、下記のＩＦ帯に周波数変換される。主偏波成分は(９)に示す周波数帯に周波数ダウンコンバートされ、漏洩成分である交差偏波成分は(１０)に示す周波数帯に周波数ダウンコンバートされる。
【０１０１】
(９) 受信アンテナ１４aから受信した主偏波信号の第１の周波数ダウンコンバート
(第１のＩＦ基準信号,第１のＩＦ変調信号)
＝(fLO1＋(fLO2−ｆLO３),fLO1−fIF1a＋(fLO2−ｆLO３))
この第２実施形態では、
(fLO1＋(fLO2−ｆLO３))＝８.６２ＧＨz
fLO1−fIF1a＋(fLO2−ｆLO３)＝７.６２ＧＨz〜６.５２ＧＨz
となる。
【０１０２】
(１０) 受信アンテナ１４aから受信した交差偏波信号の第１の周波数ダウンコンバート
(第２の漏洩ＩＦ基準信号,第２の漏洩ＩＦ変調信号)
＝(fLO1B＋(fLO2−ｆLO３),fLO1B＋fIF1b＋(fLO３−ｆLO３))
この第２実施形態では、
fLO1B＋(fLO2−ｆLO３)＝５.８１ＧＨz
fLO1B＋fIF1b＋(fLO３−ｆLO３))＝６.８１ＧＨz〜７.９１ＧＨz
となる。
【０１０３】
一方、受信アンテナ１４b側では、局部発振器ｆLO４により、下記のＩＦ帯に周波数ダウンコンバートされる。
【０１０４】
(１１) 受信アンテナ１４bから受信した主偏波信号の第１の周波数ダウンコンバート
(第２のＩＦ基準信号,第２のＩＦ変調信号)
＝(fLO1B＋(fLO2−ｆLO４),fLO1B＋fIF1b＋(fLO2−ｆLO４))
この第２実施形態では、
(fLO1B＋(fLO2−ｆLO４))＝３.４１ＧＨz
fLO1B＋fIF1b＋(fLO2−ｆLO４)＝４.４１ＧＨz〜５.５１ＧＨz
となる。
【０１０５】
(１２) 受信アンテナ１４bから受信した交差偏波信号の第１の周波数ダウンコンバート
(第１の漏洩ＩＦ基準信号,第１の漏洩ＩＦ変調信号)
＝(fLO1＋(fLO2−ｆLO４),fLO1−fIF1a＋(fLO2−ｆLO４))
この第２実施形態では、
fLO1＋(fLO2−ｆLO４)＝６.２２ＧＨz
fLO1−fIF1a＋(fLO2−ｆLO４)＝５.２２ＧＨz〜４.１２ＧＨz
となる。
【０１０６】
図６Ｂに、上記夫々の受信アンテナ１４a,１４bからの信号を周波数変換後の中間周波数帯での周波数配置関係の一例を示している。
【０１０７】
受信アンテナ１４a側において、主偏波信号の方の第１のＩＦ基準信号７４１aと、漏洩成分である第２のＩＦ基準信号７４１bとは、１／２fLO1＝fLO1Bだけ離れている。この第２実施形態では、２.８１ＧＨzほど離れている。従って、漏洩成分である第２のＩＦ基準信号７４１bである(fLO1B＋(fLO2−fLO３))は、この第２実施形態で５.８１ＧＨzとなり、第３のフィルタ１７２aで抑圧することができる。
【０１０８】
ここでは、第１実施形態とは異なり、図５に示すように周波数の低い中間周波数帯で、第３のフィルタ１７２aで抑圧する構成のため、より低周波では材料特性の高周波特性から、急峻度の高い良好な抑圧特性を有したフィルタを実現することができる。そのため、不要波のＩＦ基準信号Ｂ成分が大きく抑圧・除去できる。その結果、第３のフィルタ(一例としてハイパスフィルタ)１７２aで第２のＩＦ基準信号を除去し、主偏波成分である第１のＩＦ基準信号と第１のＩＦ変調信号を選択・通過させる。ここで、信号漏洩成分である第２のＩＦ変調信号７４２bの方は、主信号の第１のＩＦ変調信号７４２aに比較し、２０dB〜３０dB小さくなるため、次段で周波数ダウンコンバートされる出力は極めて小さく、混信・干渉の影響は小さい。この漏洩成分の第２のＩＦ変調信号７４２bが、もしも、本来の第１の基準信号である第１のＩＦ基準信号７４１aで周波数ダウンコンバートされたとしても、主偏波の第１の変調信号５aとは異なった周波数帯にダウンコンバートされるため、受信出力の全帯域で直接・混信干渉の影響になることは少ない。
【０１０９】
一方、同様に、受信アンテナ１４b側では、局部発振信号(ｆLO４)で一旦ダウンコンバートした後、主偏波信号の方の第２のＩＦ基準信号７４１bと、漏洩成分である第１のＩＦ基準信号７４１aとは、１／２fLO1＝fLO1B、この第２実施形態では２.８１ＧＨzほど離れてくる。従って、漏洩成分である第１のＩＦ基準信号７４１aである(fLO1＋(fLO2−fLO４))は、この第２実施形態で６.２２ＧＨzとなり、第４のフィルタ１７２bで抑圧することができる。
【０１１０】
ここでも第１実施形態とは異なり、図５に示すように周波数の低い中間周波数帯で、第４のフィルタ１７２bで抑圧する構成のため、より低周波では材料特性の高周波特性から、急峻度の高い良好な抑圧特性を有したフィルタを実現することができる。そのため、不要波のＩＦ基準信号Ａ成分が大きく抑圧・除去できる。その結果、第４のフィルタ(一例としてローパスフィルタ)１７２bで、第１のＩＦ基準信号７４１aを除去し、主偏波成分である第２のＩＦ基準信号７４１bと第２のＩＦ変調信号７４２bを選択・通過させる。ここで、信号漏洩成分である第１のＩＦ変調信号７４２aは、主信号(第２のＩＦ変調信号７４２b)に比較し、２０dB〜３０dB小さくなるため、周波数ダウンコンバートされる出力は極めて小さく、混信・干渉の影響は小さく、この漏洩成分の第１のＩＦ変調信号７４２aが、もしも、本来の第２の基準信号である第２のＩＦ基準信号７４１bで周波数ダウンコンバートされたとしても、主偏波の第２の変調信号とは異なった周波数帯にダウンコンバートされるため、受信出力の全帯域で、直接・混信干渉の影響になることは少ない。
【０１１１】
以上、この第３,第４のフィルタ１７２a,１７２bの後段では、夫々の受信アンテナ１４a,１４bの漏洩成分となる交差偏波成分のうち、電力レベルの大きい第１の基準信号および第２の基準信号をほぼ完全に除去することができる。そのため、周波数変換回路１２c,１２dで良好な周波数変換が可能となる。以下、この周波数変換のプロセスを簡単に説明する。
【０１１２】
受信アンテナ１４a側においては、第３のフィルタ１７２aを通過した第１のＩＦ基準信号,第１のＩＦ変調信号は、電力分配器１６１aで２分配され、バンドパスフィルタ１７１aにより、第１の基準信号であるfLO1＋(fLO2−ｆLO３)成分を抽出し、増幅器１８０aで適当なレベルまで増幅された信号は、周波数ミキサ１２aの局部発振信号となる。上記電力分配器１６１aにより２分配されたもう一方の中間周波数信号(第１の基準信号と第１の変調信号)は、増幅器１５９aと減衰器１６２aで適当なレベルに調整され、周波数ミキサ１２aの入力信号となる。上記周波数ミキサ１２aでは、上記抽出した局部発振信号fLO1＋(fLO2−ｆLO３)を用いて、この入力信号が周波数ダウンコンバートされる。
【０１１３】
受信アンテナ１４a側でのＩＦ帯における周波数変換プロセスは次のようになる。
【０１１４】
(１３) 第１のＩＦ変調信号の周波数変換プロセス(受信アンテナ１４a側)
第１のＩＦ基準信号−第１のＩＦ変調信号
＝fLO1＋(fLO2−ｆLO３)−(fLO1−fIF1a＋(fLO2−ｆLO３))
＝fIF1a
一方、同様に、受信アンテナ１４b側でも、第２の基準信号抽出プロセスにより周波数ダウンコンバートされる(動作は同様であるため詳細な説明は省略する)。受信アンテナ１４ｂ側での、ＩＦ帯における周波数変換プロセスは次のようになる。
【０１１５】
(１４) 第２のＩＦ変調信号の周波数変換プロセス(受信アンテナ１４b側)
第２のＩＦ変調信号−第２のＩＦ基準信号
＝fLO1B＋fIF1b＋(fLO2−ｆLO４))−(fLO1B＋(fLO2−ｆLO４)
＝fIF1b
一例として、図２Ｂに示すような信号を復調生成(再生)することができる。
【０１１６】
この第２実施形態では、２種の１.０ＧＨz〜２.１ＧＨzの信号を復調生成(再生)することでき、良好な受信特性が得られる。
【０１１７】
以上のようなプロセスで、本来のマイクロ波帯無線送信装置９-2に入力された２種の変調信号は、受信側で復調、再生された信号は、フィルタ１７５a,１７５bにより不要波が除去され、適宜、増幅器１９５a,１９５bで増幅された後、出力端子１５a,１５bから出力され、信号切替器３１を介して衛星放送用チューナ３０に入力される。
【０１１８】
上記第２実施形態のミリ波帯無線送受信システムは、第１実施形態のミリ波帯無線送受信システムと同様の効果を有すると共に、ミリ波帯無線受信装置１０-2によれば、第１及び第２の基準信号抽出プロセスにより第１,第２のＩＦ変調信号周波数ダウンコンバートプロセスにより、夫々の出力される信号の周波数帯域特性が改善され、広帯域の信号をダウンコンバートすることが可能である。そのため入力される２系統の変調信号が、２００ＭＨｚ〜２.１００ＭＨｚの広帯域信号でかつ同じ周波数帯であっても、受信側の中間周波数段階で、夫々の受信アンテナ１４a,１４bからの漏洩成分の基準信号が抑圧・除去されるため、復元再生される変調信号は、混信の少ない良好な受信信号特性を実現することができる。
【０１１９】
また、上記ミリ波帯無線受信装置１０-2によれば、受信アンテナ１４a,１４bにより受信された第１,第２の無線多重信号７２a,７２bは、第１,第２の受信側中間周波数変換部(１１１a,１１１b)より異なる周波数の局部発振器８a,８bにより、異なった中間周波数帯に周波数ダウンコンバートされるため、漏洩成分の基準信号を第３のフィルタ１７２aおよび第４のフィルタ１７２bにより容易に抑圧・低減することができる。
【０１２０】
なお、上記第１,第２実施形態では、ミリ波帯の無線信号を送受信するミリ波帯無線送信装置９-1,９-2とミリ波帯無線受信装置１０-1,１０-2とを備えたマイクロ波帯無線送受信システムについて説明したが、無線信号はミリ波帯に限るものではなく、ミリ波帯を含むマイクロ波の周波数帯域についてこの発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】図１はこの発明の第１実施形態のマイクロ波帯無線送受信システムの回路構図である。
【図２Ａ】図２Ａは上記マイクロ波帯無線送受信システムの無線周波数帯での周波数配置を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは上記マイクロ波帯無線送受信システムの受信側の出力の周波数スペクトラムを示す図である。
【図３】図３は受信装置の第１,第２のフィルタ機能を説明する図である。
【図４】図４は上記マイクロ波帯無線送受信システムのマイクロ波帯無線送信装置に入力される２種の変調信号が異なった場合の回路構成図である。
【図５】図５はこの発明の第２実施形態のマイクロ波帯無線送受信システムを示す回路構成図である。
【図６Ａ】図６Ａは上記マイクロ波帯無線送受信システムにおける無線周波数帯での周波数配置を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは受信側での中間周波数帯での周波数配置を示す図である。
【図７】図７は従来のマイクロ波帯無線送受信システムの回路構成図である。
【図８Ａ】図８Ａは上記マイクロ波帯無線送受信システムの無線周波数帯での周波数配置を示す図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは上記マイクロ波帯無線送受信システムの受信側の出力の周波数スペクトラムを示す図である。
【符号の説明】
【０１２２】
１a…第１の衛星放送用受信アンテナ
１b…第２の衛星放送用受信アンテナ
２a,２b…基準信号付加回路
２c…基準信号源
３a,３b…周波数変換・送信回路
４a…垂直偏波用の送信アンテナ
４b…水平偏波用の送信アンテナ
５a…第１の変調信号
５b…第２の変調信号
７a,７b…周波数マルチプライア
８a…局部発振器(ｆLO３)
８b…局部発振器(ｆLO４)
９-1,９-2…マイクロ波帯無線送信装置
１０-1,１０-2…マイクロ波帯無線受信装置
１１a,１１ｂ…マイクロ波周波数変換回路
１２a,１２b…周波数ミキサ
１２c,１２d…マイクロ波受信回路部
１４a…垂直偏波用の受信アンテナ
１４b…水平偏波用の受信アンテナ
１５a,１５b…出力端子
２９…放送切替器
３０…衛星放送用チューナ
３１…ＴＶ受像機
７１a…第１の中間周波数多重信号
７１b…第２の中間周波数多重信号
７２a…第１の無線多重信号
７２b…第２の無線多重信号
７４a…第１の中間周波数多重信号
７４b…第２の中間周波数多重信号
７５a…出力信号
７５b…出力信号
１１１a…第１のフィルタ
１１１b…第２のフィルタ
１２２a…第１の周波ミキサ
１２２b…第２の周波ミキサ
１７２a…第３のフィルタ
１７２b…第４のフィルタ
１１９a,１１９b…周波ミキサ
２１０…周波数分周器
２０１a,２０１b…周波ミキサ
２０２a,２０２b…電力合成器
３０１a,３０１b…周波ミキサ
３０３a,３０３b…送信アンプ
７４１a…第１のＩＦ基準信号
７４１b…第２のＩＦ基準信号
７４２a…第１のＩＦ変調信号
７４２b…第２のＩＦ変調信号
７７１a…第１の無線基準信号
７７１b…第２の無線基準信号
７７２a…第１の無線変調信号
７７２b…第２の無線変調信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された第１の変調信号をマイクロ波帯に周波数アップコンバートする第１の送信側周波数変換部と、
入力された第２の変調信号をマイクロ波帯に周波数アップコンバートする第２の送信側周波数変換部と、
上記第１の送信側周波数変換部によりマイクロ波帯に周波数アップコンバートされる上記第１の変調信号に第１の基準信号を付加する第１の基準信号付加部と、
上記第２の送信側周波数変換部によりマイクロ波帯に周波数アップコンバートされる上記第２の変調信号に上記第１の基準信号と周波数が異なる第２の基準信号を付加する第２の基準信号付加部と、
上記第１の送信側周波数変換部によりマイクロ波帯に周波数アップコンバートされる上記第１の変調信号に上記第１の基準信号付加部により上記第１の基準信号が付加された第１の無線多重信号を送信する第１の送信部と
上記第２の送信側周波数変換部によりマイクロ波帯に周波数アップコンバートされる上記第２の変調信号に上記第２の基準信号付加部により上記第２の基準信号が付加された第２の無線多重信号を、上記第１の無線多重信号と異なる偏波で送信する第２の送信部と
を備えたことを特徴とするマイクロ波帯無線送信装置。
【請求項２】
請求項１に記載のマイクロ波帯無線送信装置において、
上記第１の基準信号または上記第２の基準信号の一方を周波数分周して、上記第１の基準信号または上記第２の基準信号の他方を生成する周波数分周器を備えたことを特徴とするマイクロ波帯無線送信装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のマイクロ波帯無線送信装置において、
上記第１の送信側周波数変換部は、上記第１の変調信号を上記第１の基準信号に対して下側波帯になるように周波数アップコンバートし、
上記第２の送信側周波数変換部は、上記第２の変調信号を上記第２の基準信号に対して上側波帯になるように周波数アップコンバートすることを特徴とするマイクロ波帯無線送信装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つに記載のマイクロ波帯無線送信装置において、
上記第１の送信側周波数変換部は、
上記第１の変調信号を中間周波数帯に周波数アップコンバートする第１の送信側中間周波数変換部と、
上記第１の送信側中間周波数変換部により中間周波数帯に周波数アップコンバートされた上記第１の変調信号をマイクロ波帯に周波数アップコンバートする第１の送信側マイクロ波周波数変換部と
を有し、
上記第２の送信側周波数変換部は、
上記第２の変調信号を中間周波数帯に周波数アップコンバートする第２の送信側中間周波数変換部と、
上記第２の送信側中間周波数変換部により中間周波数帯に周波数アップコンバートされた上記第２の変調信号をマイクロ波帯に周波数アップコンバートする第２の送信側マイクロ波周波数変換部とを有し、
上記第１の基準信号付加部は、上記第１の送信側中間周波数変換部により中間周波数帯に周波数アップコンバートされた上記第１の変調信号に上記第１の基準信号を付加すると共に、
上記第２の基準信号付加部は、上記第２の送信側中間周波数変換部により中間周波数帯に周波数アップコンバートされた上記第２の変調信号に上記第２の基準信号を付加することを特徴とするマイクロ波帯無線送信装置。
【請求項５】
請求項４に記載のマイクロ波帯無線送信装置において、
上記第１の基準信号または上記第２の基準信号の少なくとも一方を周波数逓倍することにより局部発振信号を生成する周波数マルチプライアを備え、
上記第１,第２の送信側マイクロ波周波数変換部は、上記周波数マルチプライアにより生成された上記局部発振信号に基づいて周波数アップコンバートを行うことを特徴とするマイクロ波帯無線送信装置。
【請求項６】
送信側から夫々異なる偏波で送信された第１,第２の無線多重信号を受信するマイクロ波帯無線受信装置であって、
上記第１の無線多重信号は、第１の無線変調信号と、上記第１の無線変調信号よりも上の周波数帯に配置された第１の無線基準信号で構成され、
上記第２の無線多重信号は、第２の無線変調信号と、上記第２の無線変調信号よりも下の周波数帯に配置された第２の無線基準信号で構成されており、
上記第１の無線多重信号を受信する第１の受信部と、
上記第２の無線多重信号を受信する第２の受信部と、
上記第１の受信部により受信された上記第１の無線多重信号に含まれる上記第２の無線基準信号の漏洩成分を抑圧する第１のフィルタと、
上記第２の受信部により受信された上記第２の無線多重信号に含まれる上記第１の無線基準信号の漏洩成分を抑圧する第２のフィルタと、
上記第１のフィルタにより上記第２の無線基準信号の漏洩成分が抑圧された上記第１の無線多重信号に含まれる上記第１の無線基準信号に基づいて、上記第１の無線多重信号に含まれる上記第１の無線変調信号を周波数ダウンコンバートすることにより第１の変調信号を生成する第１の受信側周波数変換部と、
上記第２のフィルタにより上記第１の無線基準信号の漏洩成分が抑圧された上記第２の無線多重信号に含まれる上記第２の無線基準信号に基づいて、上記第２の無線多重信号に含まれる上記第２の無線変調信号を周波数ダウンコンバートすることにより第２の変調信号を生成する第２の受信側周波数変換部と
を備えることを特徴とするマイクロ波帯無線受信装置。
【請求項７】
送信側から夫々異なる偏波で送信された第１,第２の無線多重信号を受信するマイクロ波帯無線受信装置であって、
上記第１の無線多重信号は、第１の無線変調信号と、上記第１の無線変調信号よりも上の周波数帯に配置された第１の無線基準信号で構成され、
上記第２の無線多重信号は、第２の無線変調信号と、上記第２の無線変調信号よりも下の周波数帯に配置された第２の無線基準信号で構成されており、
上記第１の無線多重信号を受信する第１の受信部と、
上記第２の無線多重信号を受信する第２の受信部と、
上記第１の受信部により受信された上記第１の無線多重信号を中間周波数帯に周波数ダウンコンバートする第１の受信側中間周波数変換部と、
上記第２の受信部により受信された上記第２の無線多重信号を中間周波数帯に周波数ダウンコンバートする第２の受信側中間周波数変換部と、
上記第１の受信側中間周波数変換部により中間周波数帯に周波数ダウンコンバートされた第１の中間周波数多重信号に含まれる上記第２の無線基準信号の中間周波数漏洩成分を抑圧する第３のフィルタと、
上記第２の受信側中間周波数変換部により中間周波数帯に周波数ダウンコンバートされた第２の中間周波数多重信号に含まれる上記第１の無線基準信号の中間周波数漏洩成分を抑圧する第４のフィルタと、
上記第３のフィルタにより上記第２の無線基準信号の中間周波数漏洩成分が抑圧された上記第１の中間周波数多重信号に含まれる上記第１の無線基準信号に対応する第１の中間周波数基準信号に基づいて、上記第１の中間周波数多重信号に含まれる上記第１の無線変調信号に対応する第１の中間周波数変調信号を周波数ダウンコンバートすることにより第１の変調信号を生成する第１の受信側周波数変換部と、
上記第４のフィルタにより上記第１の無線基準信号の中間周波数漏洩成分が抑圧された上記第２の中間周波数多重信号に含まれる上記第２の無線基準信号に対応する第２の中間周波数基準信号に基づいて、上記第２の中間周波数多重信号に含まれる上記第２の無線変調信号に対応する第２の中間周波数変調信号を周波数ダウンコンバートすることにより第２の変調信号を生成する第２の受信側周波数変換部と
を備えることを特徴とするマイクロ波帯無線受信装置。
【請求項８】
請求項１乃至５のいずれか１つに記載のマイクロ波帯無線送信装置と、請求項６または７に記載のマイクロ波帯無線受信装置とを備えたことを特徴とするマイクロ波帯無線送受信システム。
【請求項１】
入力された第１の変調信号をマイクロ波帯に周波数アップコンバートする第１の送信側周波数変換部と、
入力された第２の変調信号をマイクロ波帯に周波数アップコンバートする第２の送信側周波数変換部と、
上記第１の送信側周波数変換部によりマイクロ波帯に周波数アップコンバートされる上記第１の変調信号に第１の基準信号を付加する第１の基準信号付加部と、
上記第２の送信側周波数変換部によりマイクロ波帯に周波数アップコンバートされる上記第２の変調信号に上記第１の基準信号と周波数が異なる第２の基準信号を付加する第２の基準信号付加部と、
上記第１の送信側周波数変換部によりマイクロ波帯に周波数アップコンバートされる上記第１の変調信号に上記第１の基準信号付加部により上記第１の基準信号が付加された第１の無線多重信号を送信する第１の送信部と
上記第２の送信側周波数変換部によりマイクロ波帯に周波数アップコンバートされる上記第２の変調信号に上記第２の基準信号付加部により上記第２の基準信号が付加された第２の無線多重信号を、上記第１の無線多重信号と異なる偏波で送信する第２の送信部と
を備えたことを特徴とするマイクロ波帯無線送信装置。
【請求項２】
請求項１に記載のマイクロ波帯無線送信装置において、
上記第１の基準信号または上記第２の基準信号の一方を周波数分周して、上記第１の基準信号または上記第２の基準信号の他方を生成する周波数分周器を備えたことを特徴とするマイクロ波帯無線送信装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のマイクロ波帯無線送信装置において、
上記第１の送信側周波数変換部は、上記第１の変調信号を上記第１の基準信号に対して下側波帯になるように周波数アップコンバートし、
上記第２の送信側周波数変換部は、上記第２の変調信号を上記第２の基準信号に対して上側波帯になるように周波数アップコンバートすることを特徴とするマイクロ波帯無線送信装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つに記載のマイクロ波帯無線送信装置において、
上記第１の送信側周波数変換部は、
上記第１の変調信号を中間周波数帯に周波数アップコンバートする第１の送信側中間周波数変換部と、
上記第１の送信側中間周波数変換部により中間周波数帯に周波数アップコンバートされた上記第１の変調信号をマイクロ波帯に周波数アップコンバートする第１の送信側マイクロ波周波数変換部と
を有し、
上記第２の送信側周波数変換部は、
上記第２の変調信号を中間周波数帯に周波数アップコンバートする第２の送信側中間周波数変換部と、
上記第２の送信側中間周波数変換部により中間周波数帯に周波数アップコンバートされた上記第２の変調信号をマイクロ波帯に周波数アップコンバートする第２の送信側マイクロ波周波数変換部とを有し、
上記第１の基準信号付加部は、上記第１の送信側中間周波数変換部により中間周波数帯に周波数アップコンバートされた上記第１の変調信号に上記第１の基準信号を付加すると共に、
上記第２の基準信号付加部は、上記第２の送信側中間周波数変換部により中間周波数帯に周波数アップコンバートされた上記第２の変調信号に上記第２の基準信号を付加することを特徴とするマイクロ波帯無線送信装置。
【請求項５】
請求項４に記載のマイクロ波帯無線送信装置において、
上記第１の基準信号または上記第２の基準信号の少なくとも一方を周波数逓倍することにより局部発振信号を生成する周波数マルチプライアを備え、
上記第１,第２の送信側マイクロ波周波数変換部は、上記周波数マルチプライアにより生成された上記局部発振信号に基づいて周波数アップコンバートを行うことを特徴とするマイクロ波帯無線送信装置。
【請求項６】
送信側から夫々異なる偏波で送信された第１,第２の無線多重信号を受信するマイクロ波帯無線受信装置であって、
上記第１の無線多重信号は、第１の無線変調信号と、上記第１の無線変調信号よりも上の周波数帯に配置された第１の無線基準信号で構成され、
上記第２の無線多重信号は、第２の無線変調信号と、上記第２の無線変調信号よりも下の周波数帯に配置された第２の無線基準信号で構成されており、
上記第１の無線多重信号を受信する第１の受信部と、
上記第２の無線多重信号を受信する第２の受信部と、
上記第１の受信部により受信された上記第１の無線多重信号に含まれる上記第２の無線基準信号の漏洩成分を抑圧する第１のフィルタと、
上記第２の受信部により受信された上記第２の無線多重信号に含まれる上記第１の無線基準信号の漏洩成分を抑圧する第２のフィルタと、
上記第１のフィルタにより上記第２の無線基準信号の漏洩成分が抑圧された上記第１の無線多重信号に含まれる上記第１の無線基準信号に基づいて、上記第１の無線多重信号に含まれる上記第１の無線変調信号を周波数ダウンコンバートすることにより第１の変調信号を生成する第１の受信側周波数変換部と、
上記第２のフィルタにより上記第１の無線基準信号の漏洩成分が抑圧された上記第２の無線多重信号に含まれる上記第２の無線基準信号に基づいて、上記第２の無線多重信号に含まれる上記第２の無線変調信号を周波数ダウンコンバートすることにより第２の変調信号を生成する第２の受信側周波数変換部と
を備えることを特徴とするマイクロ波帯無線受信装置。
【請求項７】
送信側から夫々異なる偏波で送信された第１,第２の無線多重信号を受信するマイクロ波帯無線受信装置であって、
上記第１の無線多重信号は、第１の無線変調信号と、上記第１の無線変調信号よりも上の周波数帯に配置された第１の無線基準信号で構成され、
上記第２の無線多重信号は、第２の無線変調信号と、上記第２の無線変調信号よりも下の周波数帯に配置された第２の無線基準信号で構成されており、
上記第１の無線多重信号を受信する第１の受信部と、
上記第２の無線多重信号を受信する第２の受信部と、
上記第１の受信部により受信された上記第１の無線多重信号を中間周波数帯に周波数ダウンコンバートする第１の受信側中間周波数変換部と、
上記第２の受信部により受信された上記第２の無線多重信号を中間周波数帯に周波数ダウンコンバートする第２の受信側中間周波数変換部と、
上記第１の受信側中間周波数変換部により中間周波数帯に周波数ダウンコンバートされた第１の中間周波数多重信号に含まれる上記第２の無線基準信号の中間周波数漏洩成分を抑圧する第３のフィルタと、
上記第２の受信側中間周波数変換部により中間周波数帯に周波数ダウンコンバートされた第２の中間周波数多重信号に含まれる上記第１の無線基準信号の中間周波数漏洩成分を抑圧する第４のフィルタと、
上記第３のフィルタにより上記第２の無線基準信号の中間周波数漏洩成分が抑圧された上記第１の中間周波数多重信号に含まれる上記第１の無線基準信号に対応する第１の中間周波数基準信号に基づいて、上記第１の中間周波数多重信号に含まれる上記第１の無線変調信号に対応する第１の中間周波数変調信号を周波数ダウンコンバートすることにより第１の変調信号を生成する第１の受信側周波数変換部と、
上記第４のフィルタにより上記第１の無線基準信号の中間周波数漏洩成分が抑圧された上記第２の中間周波数多重信号に含まれる上記第２の無線基準信号に対応する第２の中間周波数基準信号に基づいて、上記第２の中間周波数多重信号に含まれる上記第２の無線変調信号に対応する第２の中間周波数変調信号を周波数ダウンコンバートすることにより第２の変調信号を生成する第２の受信側周波数変換部と
を備えることを特徴とするマイクロ波帯無線受信装置。
【請求項８】
請求項１乃至５のいずれか１つに記載のマイクロ波帯無線送信装置と、請求項６または７に記載のマイクロ波帯無線受信装置とを備えたことを特徴とするマイクロ波帯無線送受信システム。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【公開番号】特開２００７−２６６８０５（Ｐ２００７−２６６８０５Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−８６９７９（Ｐ２００６−８６９７９）
【出願日】平成１８年３月２８日（２００６．３．２８）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１７年度、総務省、「電波資源拡大のための研究開発」のうち、「ミリ波帯無線装置の低コスト化の小型ワンチップモジュール化技術の研究開発」委託研究、産業再生法第３０条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月２８日（２００６．３．２８）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１７年度、総務省、「電波資源拡大のための研究開発」のうち、「ミリ波帯無線装置の低コスト化の小型ワンチップモジュール化技術の研究開発」委託研究、産業再生法第３０条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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