JP2004320669A - データ通信装置、電源供給回路及び信号伝送回路 - Google Patents
データ通信装置、電源供給回路及び信号伝送回路 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】本発明は、データ通信装置、電源供給回路及び信号伝送回路に関し、例えば無線通信によるデータ通信の基地局に適用して、従来に比して挿入損失を低減し、簡易な構成により伝送路を共用することができるようにする。
【解決手段】本発明は、定インピーダンス線路２５を分岐するスタブ２６を容量性リアクタンスＣ１により接地してショートスタブを構成すると共に、この容量性リアクタンスＣ１を利用して並列共振回路（Ｃ１、Ｃ２、Ｌ１）を構成し、この並列共振回路（Ｃ１、Ｃ２、Ｌ１）を介して電源ＤＣ、制御信号ＳＣ等を供給し、またこの並列共振回路（Ｃ１、Ｃ２、Ｌ１）を介して電源ＤＣ、制御信号ＳＣ等の供給を受ける。
【選択図】 図１
【解決手段】本発明は、定インピーダンス線路２５を分岐するスタブ２６を容量性リアクタンスＣ１により接地してショートスタブを構成すると共に、この容量性リアクタンスＣ１を利用して並列共振回路（Ｃ１、Ｃ２、Ｌ１）を構成し、この並列共振回路（Ｃ１、Ｃ２、Ｌ１）を介して電源ＤＣ、制御信号ＳＣ等を供給し、またこの並列共振回路（Ｃ１、Ｃ２、Ｌ１）を介して電源ＤＣ、制御信号ＳＣ等の供給を受ける。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ通信装置、電源供給回路及び信号伝送回路に関し、例えば無線通信によるデータ通信の基地局に適用することができる。本発明は、定インピーダンス線路を分岐するスタブを容量性リアクタンスにより接地してショートスタブを形成すると共に、この容量性リアクタンスを利用して並列共振回路を構成し、この並列共振回路を介して電源、制御信号等を供給し、またこの並列共振回路を介して電源、制御信号等の供給を受けることにより、従来に比して挿入損失を低減し、簡易な構成により伝送路を共用することができるようにする。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＩＳＤＮ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ ）、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）等のデータ通信においては、伝送路を帯域分割してデータの伝送に割り当てることにより、音声信号による電話回線の伝送路をデータの伝送に共用するようになされている。
【０００３】
すなわちこの種のデータ伝送においては、図７に示すように、同軸ケーブル等による伝送路１の一端に、音声信号の周波数帯域を通過帯域に設定してなるローパスフィルタ回路２と、このローパスフィルタ回路２の通過帯域を遮断周波数帯域に設定してなるハイパスフィルタ回路３とが設けられる。また伝送路１の他端に、同様のローパスフィルタ回路４及びハイパスフィルタ回路５が設けられ、これらローパスフィルタ回路２、４及びハイパスフィルタ回路３、５により伝送路１を帯域分割するようになされている。ＩＳＤＮ等においては、このようなローパスフィルタ回路及びハイパスフィルタ回路がディスクリート部品により構成されるようになされている。
【０００４】
これに対して無線通信の分野においては、例えば特開２００１−１４８６４７号公報において、周波数特性評価法により通信状態の良好なアンテナを検出してアンテナを切り換えることにより、スペースダイバーシティの手法を適用して安定な受信状態を確保する方法が提案されるようになされている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１４８６４７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところでこのようなスペースダイバーシティによるデータ通信においては、アンテナを切り換える制御信号をアンテナ側に伝送することが必要であり、このようにアンテナで受信した無線通信波と制御信号との伝送においては、いわゆるマルチラインケーブルを使用する方法がある。しかしながらこのようなマルチラインケーブルにあっては、同軸ケーブル等に比して汎用性に欠ける欠点がある。
【０００７】
これによりこのような無線通信波の伝送に供する伝送路を帯域分割して、制御信号の伝送に共用することが考えられる。すなわち図７について上述したローパスフィルタ回路２、４及びハイパスフィルタ回路３、５を用いて伝送路を帯域分割することにより、無線通信波と制御信号との伝送を１つの伝送路で共用する方法である。しかしてこのような伝送路の帯域分割においては、信号間の相互干渉を防止するためにローパスフィルタ回路による帯域とハイパスフィルタ回路による帯域とでアイソレーションを高くすることが必要であり、このためにはローパスフィルタ回路及びハイパスフィルタ回路を多段により構成して帯域制限減衰特性を急峻にすることが必要になる。しかしながらこのようにすると従来のディスクリート部品による構成によっては、構成が煩雑になり、さらには挿入損失が増大する問題がある。
【０００８】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、従来に比して挿入損失を低減し、簡易な構成により伝送路を共用することができるデータ通信装置、電源供給回路及び信号伝送回路を提案しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため請求項１の発明においては、伝送路により接続されたアンテナを介して少なくとも無線通信波を受信して処理するデータ通信装置に適用して、伝送路に接続された定インピーダンス線路と、定インピーダンス線路を分岐する１／４波長線路と、１／４波長線路を終端して、１／４波長線路によるショートスタブを形成する容量性リアクタンスと、容量性リアクタンスとで並列共振回路を形成する誘導性リアクタンスとを備え、定インピーダンス線路を介して、アンテナで受信した無線通信波を受信して処理し、並列共振回路を介して、アンテナの駆動に必要な電源を供給する。
【００１０】
また請求項４の発明においては、伝送路を介してアンテナで受信した無線通信波を本体装置に送出するデータ通信装置に適用して、アンテナ及び伝送路間に介挿された定インピーダンス線路と、定インピーダンス線路を分岐する１／４波長線路と、１／４波長線路を終端して、１／４波長線路によるショートスタブを形成する容量性リアクタンスと、容量性リアクタンスとで並列共振回路を形成する誘導性リアクタンスとを備え、定インピーダンス線路を介して、アンテナで受信した無線通信波を伝送路に送出し、並列共振回路を介して、アンテナの駆動に必要な電源の供給を受ける。
【００１１】
また請求項７の発明においては、高周波信号を伝送する伝送路を介して電源を伝送する電源供給回路に適用して、伝送路に接続された定インピーダンス線路と、定インピーダンス線路を分岐する１／４波長線路と、１／４波長線路を終端して、１／４波長線路によるショートスタブを形成する容量性リアクタンスと、容量性リアクタンスとで並列共振回路を形成する誘導性リアクタンスとを備え、並列共振回路を介して、電源を供給する。
【００１２】
また請求項８の発明においては、高周波信号を伝送する伝送路を介して電源の供給を受ける電源供給回路に適用して、伝送路に接続された定インピーダンス線路と、定インピーダンス線路を分岐する１／４波長線路と、１／４波長線路を終端して、１／４波長線路によるショートスタブを形成する容量性リアクタンスと、容量性リアクタンスとで並列共振回路を形成する誘導性リアクタンスとを備え、並列共振回路を介して、電源の供給を受ける。
【００１３】
また請求項９の発明においては、高周波信号を伝送する伝送路を介して高周波信号に比して周波数の低い低周波信号を伝送する信号伝送回路に適用して、伝送路に接続された定インピーダンス線路と、定インピーダンス線路を分岐する１／４波長線路と、１／４波長線路を終端して、１／４波長線路によるショートスタブを形成する容量性リアクタンスと、容量性リアクタンスとで並列共振回路を形成する誘導性リアクタンスとを備え、並列共振回路を介して、低周波信号を伝送する。
【００１４】
また請求項１０の発明においては、高周波信号の伝送路を介して伝送される高周波信号に比して周波数の低い低周波信号を受信する信号伝送回路に適用して、伝送路に接続された定インピーダンス線路と、定インピーダンス線路を分岐する１／４波長線路と、１／４波長線路を終端して、１／４波長線路によるショートスタブを形成する容量性リアクタンスと、容量性リアクタンスとで並列共振回路を形成する誘導性リアクタンスとを備え、並列共振回路を介して、低周波信号を受信する。
【００１５】
請求項１の構成によれば、伝送路により接続されたアンテナを介して少なくとも無線通信波を受信して処理するデータ通信装置に適用して、伝送路に接続された定インピーダンス線路と、定インピーダンス線路を分岐する１／４波長線路と、１／４波長線路を終端して、１／４波長線路によるショートスタブを形成する容量性リアクタンスと、容量性リアクタンスとで並列共振回路を形成する誘導性リアクタンスとを備え、定インピーダンス線路を介して、アンテナで受信した無線通信波を受信して処理し、並列共振回路を介して、アンテナの駆動に必要な電源を供給することにより、ショートスタブ、並列共振回路により十分なアイソレーションを確保して無線通信波を効率良く伝送し、また電源を効率良く伝送し得、これらにより従来に比して挿入損失を低減し、簡易な構成により無線通信波の伝送と電源の伝送とで伝送路を共用することができる。
【００１６】
これにより請求項４の構成によれば、伝送路を介してアンテナで受信した無線通信波を本体装置に送出するデータ通信装置に適用して、従来に比して挿入損失を低減し、簡易な構成により無線通信波の伝送と電源の伝送とで伝送路を共用することができる。
【００１７】
また請求項７、請求項８の構成によれば、高周波信号を伝送する伝送路を介して電源を伝送する電源供給回路、高周波信号を伝送する伝送路を介して電源の供給を受ける電源供給回路に適用して、従来に比して挿入損失を低減し、簡易な構成により高周波信号の伝送と電源の伝送とで伝送路を共用することができる。
【００１８】
また請求項９、請求項１０の構成によれば、高周波信号を伝送する伝送路を介して高周波信号に比して周波数の低い低周波信号を伝送する信号伝送回路に適用して、高周波信号の伝送路を介して伝送される高周波信号に比して周波数の低い低周波信号を受信する信号伝送回路に適用して、従来に比して挿入損失を低減し、簡易な構成により高周波信号の伝送と低周波信号の伝送とで伝送路を共用することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳述する。
【００２０】
（１）実施の形態の構成
図２は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムの基地局を示すブロック図である。この基地局１１は、２．４〔ＧＨｚ〕の周波数帯域を用いた無線通信によるデータ通信システムである無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）の基地局であり、図示しないパソコン等の情報端末装置からのデータを受信してインターネット等のネットワークに送出する。
【００２１】
このためこの基地局１１は、このような情報端末装置の集中する部屋の天井等の、無線通信による障害物の少ない箇所にアンテナ装置１２が設けられ、このアンテナ装置１２により高周波信号である無線通信波ＲＦを用いて情報端末装置からのデータを受信する。またネットワークへの接続に好適な箇所に本体装置１３が設けられ、この本体装置１３とアンテナ装置１２とが同軸ケーブルによる伝送路１４により接続され、この本体装置１３がネットワークに接続される。基地局１１は、この本体装置１３によりネットワークとの間でデータを送受し、またこの本体装置１３により伝送路１４、アンテナ装置１２を介して情報端末装置から取得したデータを送出する。
【００２２】
ここでアンテナ装置１２は、異なる方向に指向性を有する複数のアンテナ１２Ａ〜１２Ｎが設けられ、アンテナ切換部１６は、帯域分割回路１７から供給される電源ＤＣにより動作して、同様に帯域分割回路１７から出力される制御信号ＳＣにより、これら複数のアンテナ１２Ａ〜１２Ｎを選択的に帯域分割回路１７に接続する。ここで帯域分割回路１７は、伝送路１４を帯域分割する回路であり、伝送路１４を介して本体装置１３から供給される電源ＤＣ、制御信号ＳＣをアンテナ切換部１６に出力する。またアンテナ切換部１６により選択されたアンテナ１２Ａ〜１２Ｎで受信される無線通信波ＲＦを伝送路１４に出力する。これによりこの基地局１１では、本体装置１３による制御により、所望のアンテナ１２Ａ〜１２Ｎを選択的に使用してデータ通信するようになされている。
【００２３】
本体装置１３において、帯域分割回路１８は、伝送路１４を帯域分割する回路であり、この伝送路１４を介してアンテナ装置１２に電源ＤＣ、制御信号ＳＣを出力する。また伝送路１４から入力される無線通信波ＲＦを受信部１９に出力する。
【００２４】
受信部１９は、帯域分割回路１８から入力される無線通信波ＲＦを処理して各情報端末装置から送出されたデータを復調し、このデータをネットワークに送出する。
【００２５】
アンテナ選択回路２０は、この受信部１９における受信結果により、アンテナ装置１２においてデータの受信に適したアンテナを検出し、この検出結果に基づいて制御回路２１にアンテナの切り換えを指示する。具体的に、アンテナ選択回路２０は、アンテナ装置１２で順次アンテナ１２Ａ〜１２Ｎを選択するように、所定のタイミングで、制御回路２１にアンテナの切り換えを指示し、これにより各情報端末装置毎に各アンテナ１２Ａ〜１２Ｎによる受信電力を検出する。アンテナ選択回路２０は、このようにして検出した検出結果に基づいて、各情報端末装置とのデータ通信の際に、最も受信電力の大きなアンテナを選択するように、制御回路２１にアンテナの切り換えを指示する。
【００２６】
これにより制御回路２１は、このアンテナ選択回路２０の指示に基づいて制御信号ＳＣを生成し、この制御信号ＳＣをアンテナ切換部１６の電源ＤＣと共に帯域分割回路１８に出力する。
【００２７】
これらによりこの基地局１１では、無線通信波ＲＦの送受と、電源ＤＣ及び制御信号ＳＣの伝送とで１つの伝送路１４を共用して、データ通信するようになされている。
【００２８】
図１は、この本体装置１３側の帯域分割回路１８を示す接続図である。帯域分割回路１８は、所定誘電率による基板の裏面がアース面に設定され、この基板の表面に所定幅Ｗによりマイクロストリップライン２５が形成される。これにより帯域分割回路１８は、このマイクロストリップライン２５により伝送路１４にインピーダンス整合してなる定インピーダンス線路が形成され、このマイクロストリップライン２５の両端がそれぞれ伝送路１４、受信部１９に接続されるようになされている。
【００２９】
帯域分割回路１８は、このマイクロストリップライン２５の途中に、無線通信波ＲＦの波長による１／４波長のスタブ２６が作成され、これによりこのマイクロストリップライン２５による定インピーダンス線路を分岐する１／４波長線路が形成されるようになされている。
【００３０】
また帯域分割回路１８は、このスタブ２６が、コンデンサＣ１による容量性リアクタンスにより終端され、これにより１／４波長のスタブ２６によりショートスタブを形成し、１／４波長のスタブ２６側には無線通信波が漏出しないようになされている。
【００３１】
すなわち図３に示すように、このようなマイクロストリップライン２５にスタブ２６を形成した場合、マイクロストリップライン２５側からスタブ２６を見たインピーダンスＺｉｎにおいては、次式により表すことができる。なおここでＺはスタブ終端側から見たインピーダンス、Ｚｏ は特性インピーダンス、βは位相定数であり、２π／λである。またｌｅはスタブ２６の長さである。
【００３２】
【数１】
【００３３】
ここでこの場合、スタブ２６においては、終端されていることにより、Ｚ＝０であり、これを（１）式に代入すると、次式を得ることができる。
【００３４】
【数２】
【００３５】
またスタブ２６においては、ｌｅ＝λ／４であることから、ｌｅ＝λ／４、位相定数β＝２π／λを（２）式に代入すると、次式を得ることができ、これによりマイクロストリップライン２５側からスタブ２６を見たインピーダンスＺｉｎにあっては、極めて大きな値に設定することができ、スタブ２６側への無線通信波の漏出を防止できることが判る。
【００３６】
【数３】
【００３７】
帯域分割回路１８は、このスタブ２６の終端側にコイルＬ１が設けられ、このコイルＬ１による並列共振回路を介して電源ＤＣ及び制御信号ＳＣが入力される。具体的に、帯域分割回路１８は、コイルＬ１の他端がコンデンサＣ２により接地され、このコイルＬ１の他端に、コイルＬ２を介して電源ＤＣが供給され、またコンデンサＣ３を介して制御信号ＳＣが供給される。
【００３８】
帯域分割回路１８は、このようにコイルＬ１の両端を接地するコンデンサＣ１、Ｃ２と、コイルＬ１とが、無線通信波ＲＦに対して並列共振回路を構成し、かつ制御信号ＳＣを効率良くアンテナ装置１２側に伝送し得るように、これらコイルＬ１、コンデンサＣ１、Ｃ２の値が選定される。帯域分割回路１８は、この並列共振回路によっても、さらに一段と無線通信波の漏出を防止するようになされている。
【００３９】
すなわちコンデンサＣ１、Ｃ２の合成容量Ｃ０、並列共振回路の共振周波数ｆ０においては、次式により表される。
【００４０】
【数４】
【数５】
【００４１】
ここでＣ１＜Ｃ２の条件により制御信号ＳＣの減衰を防止して、無線通信波ＲＦが周波数２．４〔ＧＨｚ〕であることにより（この場合、波長λは、０．１２５〔ｍ〕（＝３×１０８ 〔ｍ／ｓｅｃ〕／２．４×１０９ 〔Ｈｚ〕）である）、Ｃ１＝２．２〔ｐＦ〕、Ｃ２＝２０〔ｐＦ〕として、合成容量Ｃｏを２．０〔ｐＦ〕に設定すると、（５）式によりコイルＬ１のインダクタンス約２．２〔ｎＨ〕を求めることができる。
【００４２】
なおこの場合、制御信号ＳＣのクロック周波数を５〔ＭＨｚ〕とすると、コンデンサＣ１、Ｃ２によるリアクタンスにおいては、次式により表し得、これにより制御信号ＳＣの伝送には殆ど影響を及ぼさないことが判る。
【００４３】
【数６】
【００４４】
帯域分割回路１８は、このようにして共振回路に電源ＤＣ及び制御信号ＳＣを供給して、相互に影響を与えないように、また効率良く電源ＤＣ及び制御信号ＳＣを伝送し得るように、コンデンサＣ３、コイルＬ２が選定される。すなわちコイルＬ２においては、制御信号ＳＣによる制御回路２１への影響を有効に回避し得るように、この実施の形態では、インダクタンスが４７〔μＨ〕に設定される。なおこの場合、リアクタンスＸＬ は、２πｆＬ２により表し得、制御信号ＳＣのクロック周波数５〔ＭＨｚ〕においては、１．５〔ｋΩ〕となり、これによりコイルＬ２を介した制御回路２１側への制御信号ＳＣの流入については、十分に防止できることが判る。
【００４５】
さらに帯域分割回路１８は、マイクロストリップライン２５において、スタブ２６による分岐点にＰＩＮダイオードＤ１が接続され、このＰＩＮダイオードＤ１が抵抗Ｒ１、コンデンサＣ４により接地される。これにより帯域分割回路１８は、電源ＤＣの供給によりバイアスされた状態で、制御信号ＳＣの信号レベルが立ち上がってマイクロストリップライン２５における電位が上昇すると、無線通信波ＲＦの周波数帯域において、スタブ２６による分岐点を接地するようになされている。
【００４６】
しかしてこのようにスタブ２６による分岐点側を接地すると、コンデンサＣ１側から見てスタブ２６はショートスタブとなり、コンデンサＣ１側から見たインピーダンスは極めて高い値となる。これにより制御信号ＳＣの伝送においては、効率良く伝送することができる。またマイクロストリップライン２５自体においては、無線通信波の周波数帯域において線路が接地状態となることにより、無線通信波を伝送し得なくなる。
【００４７】
これにより図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、この実施の形態では、制御回路２１からの制御信号ＳＣの出力により、マイクロストリップライン２５の電位が上昇している期間の間、マイクロストリップライン２５における無線通信波ＲＦの伝送を停止し、また制御信号ＳＣを効率良く伝送し、この制御信号ＳＣの出力によりアンテナ切換部１６によるアンテナ１２Ａ〜１２Ｎを切り換えた後において、効率良く無線通信波ＲＦを伝送するようになされている。
【００４８】
これに対して図５は、アンテナ１２Ａ〜１２Ｎ側の帯域分割回路１７を示す接続図である。この帯域分割回路１７においては、コンデンサＣ３、コイルＬ２を介して制御信号ＳＣ、電源ＤＣをアンテナ切換部１６に出力する点、スタブ２６による分岐点を接地する構成が省略されている点、マイクロストリップライン２５の入出力が異なる点を除いて、本体装置１３側の帯域分割回路１８と同一に構成される。
【００４９】
これによりこの実施の形態において、本体装置１３は、伝送路１４により接続されたアンテナ１２Ａ〜１２Ｎを介して少なくとも無線通信波を受信して処理するデータ通信装置を構成し、この伝送路に接続された定インピーダンス線路２５と、定インピーダンス線路２５を分岐する１／４波長線路２６と、１／４波長線路２６を終端して、１／４波長線路２６によるショートスタブを形成する容量性リアクタンスＣ１と、容量性リアクタンスＣ１とで並列共振回路を形成する誘導性リアクタンスＬ１とを備え、この定インピーダンス線路２５を介して、アンテナ１２Ａ〜１２Ｎで受信した無線通信波を受信して処理し、並列共振回路を介して、アンテナ１２Ａ〜１２Ｎの駆動に必要な電源ＤＣを供給するようになされている。
【００５０】
またアンテナ装置１２においては、伝送路１４を介してアンテナ１２Ａ〜１２Ｎで受信した無線通信波を本体装置１３に送出するデータ通信装置を構成し、アンテナ１２Ａ〜１２Ｎ及び伝送路１４間に介挿された定インピーダンス線路２５と、定インピーダンス線路２５を分岐する１／４波長線路２６と、１／４波長線路２６を終端して、１／４波長線路２６によるショートスタブを形成する容量性リアクタンスＣ１と、容量性リアクタンスＣ１とで並列共振回路を形成する誘導性リアクタンスＬ１とを備え、定インピーダンス線路２５を介して、アンテナ１２Ａ〜１２Ｎで受信した無線通信波を伝送路１４に送出し、並列共振回路を介して、アンテナ１２Ａ〜１２Ｎの駆動に必要な電源ＤＣの供給を受けるようになされている。
【００５１】
また本体装置１３側の帯域分割回路１８は、高周波信号である無線通信波を伝送する伝送路１４を介して電源ＤＣ、無線通信波に比して周波数の低い低周波信号である制御信号ＳＣを伝送する電源供給回路、信号伝送回路を構成し、並列共振回路を介して電源ＤＣ、制御信号ＳＣを伝送する。これに対して、アンテナ装置１２側の帯域分割回路は、高周波信号伝送路１４を介して受信される電源ＤＣ、無線通信波に比して周波数の低い低周波信号である制御信号ＳＣを受ける電源供給回路、信号伝送回路を構成し、並列共振回路を介して電源ＤＣ、制御信号ＳＣの供給を受けるようになされている。
【００５２】
（２）実施の形態の動作
以上の構成において、この基地局１１（図２）では、アンテナ装置１２が設置されてなる箇所の情報端末装置から送信された無線通信波ＲＦがアンテナ装置１２側で受信され、この無線通信波ＲＦが伝送路１４を介して本体装置１３に伝送される。またこの本体装置１３でこの無線通信波ＲＦが処理されて情報端末装置から無線通信波ＲＦにより送出されたデータが復調され、このデータがネットワークに送出される。
【００５３】
基地局１１では、このようにして無線通信波を伝送路１４で伝送する際に、本体装置１３の制御回路２１で電源ＤＣ、制御信号ＳＣが生成され、これら電源ＤＣ、制御信号ＳＣが伝送路１４によりアンテナ装置１２に伝送され、このアンテナ装置１２のアンテナ切換部１６がこの伝送された電源ＤＣにより動作して、制御信号ＳＣに応じて伝送路１４に接続するアンテナ１２Ａ〜１２Ｎを切り換える。基地局１１では、この制御信号ＳＣによる遠隔制御によるアンテナの切り換えが、アンテナ選択回路２０の制御により、所定のタイミングで順次循環的に実行されて、各情報端末装置で最も受信電力が大きくなるアンテナ１２Ａ〜１２Ｎが検出される。またこのようにして検出したアンテナ１２Ａ〜１２Ｎにより対応する情報端末装置との間でデータ通信するように、アンテナ１２Ａ〜１２Ｎが切り換えられる。これによりこの基地局１１では、スペースダイバーシティーの手法を適用して確実にデータ通信できるようになされている。
【００５４】
このようにして伝送路１４を無線通信波ＲＦ、電源ＤＣ、制御信号ＳＣの伝送に共用するにつき、基地局１１では（図１）、伝送路１４とインピーダンス整合してなる定インピーダンス線路であるマイクロストリップライン２５を介して無線通信波が伝送される。またこのマイクロストリップライン２５に設けられた１／４波長線路であるスタブ２６によりマイクロストリップライン２５が分岐され、このスタブ２６が容量性リアクタンスであるコンデンサＣ１により接地され、これにより無線通信波ＲＦのスタブ２６側への漏出が低減される。またコイルＬ１、コンデンサＣ２によりこのコンデンサＣ１との間で並列共振回路が構成され、この並列共振回路を介して電源ＤＣ、制御信号ＳＣが定インピーダンス線路に供給される。
【００５５】
これによりこの基地局１１では、ショートスタブと並列共振回路との２段の構成により、定インピーダンス線路を伝送する無線通信波ＲＦと、電源ＤＣ、制御信号ＳＣとを帯域分離し、これにより少ない挿入損失で高いアイソレーションを確保することができる。また１段目の構成がショートスタブであり、このようなショートスタブと並列共振回路との２段の構成において、定インピーダンス線路を分岐するスタブを容量性リアクタンスにより接地してショートスタブが作成され、この容量性リアクタンスを利用して並列共振回路が作成されることにより、簡易な構成で帯域分離することができ、これらにより従来に比して挿入損失を低減し、簡易な構成により伝送路を共用することができる。
【００５６】
基地局１１では、このようにして構成されるショートスタブ２６による分岐点にＰＩＮダイオードＤ１が接続され、電源ＤＣが供給された状態で、制御信号ＳＣの信号レベルが立ち上がって、定インピーダンス線路２５の電位が立ち上がると、このＰＩＮダイオードＤ１がオン状態に切り換わり、この分岐点がコンデンサＣ４により接地される。これによりこの基地局１１では（図４）、制御信号ＳＣの出力によりアンテナ１２Ａ〜１２Ｎを切り換えている期間の間、無線通信波ＲＦの伝送が一時停止され、制御信号ＳＣを確実にアンテナ装置１２に伝送してアンテナが切り換えられる。
【００５７】
これに対してアンテナ装置１２側においては（図５）、同様の定インピーダンス線路をスタブにより分岐し、このスタブを容量性リアクタンスにより接地してショートスタブを形成すると共に、この容量性リアクタンスを用いて並列共振回路を形成し、この並列共振回路を介して本体装置１３から伝送された電源ＤＣ、制御信号ＳＣをアンテナ切換部１６に供給することにより、本体装置１３側と同様に、従来に比して挿入損失を低減し、簡易な構成により伝送路を共用することができる。
【００５８】
（３）実施の形態の効果
以上の構成によれば、定インピーダンス線路を分岐するスタブを容量性リアクタンスにより接地してショートスタブを構成すると共に、この容量性リアクタンスを利用して並列共振回路を構成し、この並列共振回路を介して電源、制御信号を供給し、またこの並列共振回路を介して電源、制御信号の供給を受けることにより、従来に比して挿入損失を低減し、簡易な構成により伝送路を共用することができる。
【００５９】
（４）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、アンテナで受信した無線通信波を伝送して処理する場合について述べたが、無線通信波をアンテナに伝送して送信する場合、無線通信波を送受する場合に広く適用することができる。
【００６０】
また上述の実施の形態においては、本体装置側の帯域分割回路についてのみＰＩＮダイオードＤ１に係る構成を設ける場合について述べたが、本発明はこれに限らず、アンテナ装置側に設けるようにしてもよく、アンテナ装置側、本体装置側の双方に設けるようにしてもよい。
【００６１】
また上述の実施の形態においては、マイクロストリップラインにより定インピーダンス線路、スタブを構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば図６に示すように、同軸ケーブルにより定インピーダンス線路、スタブを構成するようにしてもよい。
【００６２】
また上述の実施の形態においては、制御信号によりアンテナを切り換えて指向性を切り換える場合について述べたが、本発明はこれに限らず、偏波面の切り換え等にも広く適用することができる。
【００６３】
また上述の実施の形態においては、電源及び制御信号を無線通信波と共に伝送する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、電源のみ、制御信号のみを無線通信波と共に伝送する場合、さらには伝送路を伝送する高周波信号に対して、周波数の低い低周波信号の伝送に伝送路を共用する場合に広く適用することができる。なおこのような電源のみの共用化にあっては、例えば衛生放送受信システムにおいて、アンテナ直下に配置したダウンコンバータへの電源の供給に適用することができる。またこのような低周波信号の伝送にあっては、例えばベースバンドによる映像信号、音声信号等の伝送に適用することができる。
【００６４】
また上述の実施の形態においては、アンテナ装置と本体装置との間で無線通信波を伝送する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、無線通信波のみならず、種々の機器間で高周波信号を伝送する場合に広く適用することができる。
【００６５】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、定インピーダンス線路を分岐するスタブを容量性リアクタンスにより接地してショートスタブを構成すると共に、この容量性リアクタンスを利用して並列共振回路を構成し、この並列共振回路を介して電源、制御信号等を供給し、またこの並列共振回路を介して電源、制御信号等の供給を受けることにより、従来に比して挿入損失を低減し、簡易な構成により伝送路を共用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る通信システムに適用される帯域分割回路を示す接続図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る通信システムを示すブロック図である。
【図３】図１の帯域分割回路におけるスタブの説明に供する略線図である。
【図４】図１の帯域分割回路による動作の説明に供するタイムチャートである。
【図５】図２の通信システムのアンテナ装置側の帯域分割回路を示す接続図である。
【図６】他の実施の形態に係る定インピーダンス線路及びスタブを示す斜視図である。
【図７】従来の帯域分割の説明に供する略線図である。
【符号の説明】
１、１４……伝送路、１１……無線通信システム、１２……アンテナ装置、１３……本体装置、１７、１８……帯域分割回路、２５……マイクロストリップライン、２６……スタブ、Ｃ１〜Ｃ４……コンデンサ、Ｌ１、Ｌ２……コイル、Ｄ１……ＰＩＮダイオード、Ｒ１……抵抗
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ通信装置、電源供給回路及び信号伝送回路に関し、例えば無線通信によるデータ通信の基地局に適用することができる。本発明は、定インピーダンス線路を分岐するスタブを容量性リアクタンスにより接地してショートスタブを形成すると共に、この容量性リアクタンスを利用して並列共振回路を構成し、この並列共振回路を介して電源、制御信号等を供給し、またこの並列共振回路を介して電源、制御信号等の供給を受けることにより、従来に比して挿入損失を低減し、簡易な構成により伝送路を共用することができるようにする。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＩＳＤＮ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ ）、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）等のデータ通信においては、伝送路を帯域分割してデータの伝送に割り当てることにより、音声信号による電話回線の伝送路をデータの伝送に共用するようになされている。
【０００３】
すなわちこの種のデータ伝送においては、図７に示すように、同軸ケーブル等による伝送路１の一端に、音声信号の周波数帯域を通過帯域に設定してなるローパスフィルタ回路２と、このローパスフィルタ回路２の通過帯域を遮断周波数帯域に設定してなるハイパスフィルタ回路３とが設けられる。また伝送路１の他端に、同様のローパスフィルタ回路４及びハイパスフィルタ回路５が設けられ、これらローパスフィルタ回路２、４及びハイパスフィルタ回路３、５により伝送路１を帯域分割するようになされている。ＩＳＤＮ等においては、このようなローパスフィルタ回路及びハイパスフィルタ回路がディスクリート部品により構成されるようになされている。
【０００４】
これに対して無線通信の分野においては、例えば特開２００１−１４８６４７号公報において、周波数特性評価法により通信状態の良好なアンテナを検出してアンテナを切り換えることにより、スペースダイバーシティの手法を適用して安定な受信状態を確保する方法が提案されるようになされている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１４８６４７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところでこのようなスペースダイバーシティによるデータ通信においては、アンテナを切り換える制御信号をアンテナ側に伝送することが必要であり、このようにアンテナで受信した無線通信波と制御信号との伝送においては、いわゆるマルチラインケーブルを使用する方法がある。しかしながらこのようなマルチラインケーブルにあっては、同軸ケーブル等に比して汎用性に欠ける欠点がある。
【０００７】
これによりこのような無線通信波の伝送に供する伝送路を帯域分割して、制御信号の伝送に共用することが考えられる。すなわち図７について上述したローパスフィルタ回路２、４及びハイパスフィルタ回路３、５を用いて伝送路を帯域分割することにより、無線通信波と制御信号との伝送を１つの伝送路で共用する方法である。しかしてこのような伝送路の帯域分割においては、信号間の相互干渉を防止するためにローパスフィルタ回路による帯域とハイパスフィルタ回路による帯域とでアイソレーションを高くすることが必要であり、このためにはローパスフィルタ回路及びハイパスフィルタ回路を多段により構成して帯域制限減衰特性を急峻にすることが必要になる。しかしながらこのようにすると従来のディスクリート部品による構成によっては、構成が煩雑になり、さらには挿入損失が増大する問題がある。
【０００８】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、従来に比して挿入損失を低減し、簡易な構成により伝送路を共用することができるデータ通信装置、電源供給回路及び信号伝送回路を提案しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため請求項１の発明においては、伝送路により接続されたアンテナを介して少なくとも無線通信波を受信して処理するデータ通信装置に適用して、伝送路に接続された定インピーダンス線路と、定インピーダンス線路を分岐する１／４波長線路と、１／４波長線路を終端して、１／４波長線路によるショートスタブを形成する容量性リアクタンスと、容量性リアクタンスとで並列共振回路を形成する誘導性リアクタンスとを備え、定インピーダンス線路を介して、アンテナで受信した無線通信波を受信して処理し、並列共振回路を介して、アンテナの駆動に必要な電源を供給する。
【００１０】
また請求項４の発明においては、伝送路を介してアンテナで受信した無線通信波を本体装置に送出するデータ通信装置に適用して、アンテナ及び伝送路間に介挿された定インピーダンス線路と、定インピーダンス線路を分岐する１／４波長線路と、１／４波長線路を終端して、１／４波長線路によるショートスタブを形成する容量性リアクタンスと、容量性リアクタンスとで並列共振回路を形成する誘導性リアクタンスとを備え、定インピーダンス線路を介して、アンテナで受信した無線通信波を伝送路に送出し、並列共振回路を介して、アンテナの駆動に必要な電源の供給を受ける。
【００１１】
また請求項７の発明においては、高周波信号を伝送する伝送路を介して電源を伝送する電源供給回路に適用して、伝送路に接続された定インピーダンス線路と、定インピーダンス線路を分岐する１／４波長線路と、１／４波長線路を終端して、１／４波長線路によるショートスタブを形成する容量性リアクタンスと、容量性リアクタンスとで並列共振回路を形成する誘導性リアクタンスとを備え、並列共振回路を介して、電源を供給する。
【００１２】
また請求項８の発明においては、高周波信号を伝送する伝送路を介して電源の供給を受ける電源供給回路に適用して、伝送路に接続された定インピーダンス線路と、定インピーダンス線路を分岐する１／４波長線路と、１／４波長線路を終端して、１／４波長線路によるショートスタブを形成する容量性リアクタンスと、容量性リアクタンスとで並列共振回路を形成する誘導性リアクタンスとを備え、並列共振回路を介して、電源の供給を受ける。
【００１３】
また請求項９の発明においては、高周波信号を伝送する伝送路を介して高周波信号に比して周波数の低い低周波信号を伝送する信号伝送回路に適用して、伝送路に接続された定インピーダンス線路と、定インピーダンス線路を分岐する１／４波長線路と、１／４波長線路を終端して、１／４波長線路によるショートスタブを形成する容量性リアクタンスと、容量性リアクタンスとで並列共振回路を形成する誘導性リアクタンスとを備え、並列共振回路を介して、低周波信号を伝送する。
【００１４】
また請求項１０の発明においては、高周波信号の伝送路を介して伝送される高周波信号に比して周波数の低い低周波信号を受信する信号伝送回路に適用して、伝送路に接続された定インピーダンス線路と、定インピーダンス線路を分岐する１／４波長線路と、１／４波長線路を終端して、１／４波長線路によるショートスタブを形成する容量性リアクタンスと、容量性リアクタンスとで並列共振回路を形成する誘導性リアクタンスとを備え、並列共振回路を介して、低周波信号を受信する。
【００１５】
請求項１の構成によれば、伝送路により接続されたアンテナを介して少なくとも無線通信波を受信して処理するデータ通信装置に適用して、伝送路に接続された定インピーダンス線路と、定インピーダンス線路を分岐する１／４波長線路と、１／４波長線路を終端して、１／４波長線路によるショートスタブを形成する容量性リアクタンスと、容量性リアクタンスとで並列共振回路を形成する誘導性リアクタンスとを備え、定インピーダンス線路を介して、アンテナで受信した無線通信波を受信して処理し、並列共振回路を介して、アンテナの駆動に必要な電源を供給することにより、ショートスタブ、並列共振回路により十分なアイソレーションを確保して無線通信波を効率良く伝送し、また電源を効率良く伝送し得、これらにより従来に比して挿入損失を低減し、簡易な構成により無線通信波の伝送と電源の伝送とで伝送路を共用することができる。
【００１６】
これにより請求項４の構成によれば、伝送路を介してアンテナで受信した無線通信波を本体装置に送出するデータ通信装置に適用して、従来に比して挿入損失を低減し、簡易な構成により無線通信波の伝送と電源の伝送とで伝送路を共用することができる。
【００１７】
また請求項７、請求項８の構成によれば、高周波信号を伝送する伝送路を介して電源を伝送する電源供給回路、高周波信号を伝送する伝送路を介して電源の供給を受ける電源供給回路に適用して、従来に比して挿入損失を低減し、簡易な構成により高周波信号の伝送と電源の伝送とで伝送路を共用することができる。
【００１８】
また請求項９、請求項１０の構成によれば、高周波信号を伝送する伝送路を介して高周波信号に比して周波数の低い低周波信号を伝送する信号伝送回路に適用して、高周波信号の伝送路を介して伝送される高周波信号に比して周波数の低い低周波信号を受信する信号伝送回路に適用して、従来に比して挿入損失を低減し、簡易な構成により高周波信号の伝送と低周波信号の伝送とで伝送路を共用することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳述する。
【００２０】
（１）実施の形態の構成
図２は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムの基地局を示すブロック図である。この基地局１１は、２．４〔ＧＨｚ〕の周波数帯域を用いた無線通信によるデータ通信システムである無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）の基地局であり、図示しないパソコン等の情報端末装置からのデータを受信してインターネット等のネットワークに送出する。
【００２１】
このためこの基地局１１は、このような情報端末装置の集中する部屋の天井等の、無線通信による障害物の少ない箇所にアンテナ装置１２が設けられ、このアンテナ装置１２により高周波信号である無線通信波ＲＦを用いて情報端末装置からのデータを受信する。またネットワークへの接続に好適な箇所に本体装置１３が設けられ、この本体装置１３とアンテナ装置１２とが同軸ケーブルによる伝送路１４により接続され、この本体装置１３がネットワークに接続される。基地局１１は、この本体装置１３によりネットワークとの間でデータを送受し、またこの本体装置１３により伝送路１４、アンテナ装置１２を介して情報端末装置から取得したデータを送出する。
【００２２】
ここでアンテナ装置１２は、異なる方向に指向性を有する複数のアンテナ１２Ａ〜１２Ｎが設けられ、アンテナ切換部１６は、帯域分割回路１７から供給される電源ＤＣにより動作して、同様に帯域分割回路１７から出力される制御信号ＳＣにより、これら複数のアンテナ１２Ａ〜１２Ｎを選択的に帯域分割回路１７に接続する。ここで帯域分割回路１７は、伝送路１４を帯域分割する回路であり、伝送路１４を介して本体装置１３から供給される電源ＤＣ、制御信号ＳＣをアンテナ切換部１６に出力する。またアンテナ切換部１６により選択されたアンテナ１２Ａ〜１２Ｎで受信される無線通信波ＲＦを伝送路１４に出力する。これによりこの基地局１１では、本体装置１３による制御により、所望のアンテナ１２Ａ〜１２Ｎを選択的に使用してデータ通信するようになされている。
【００２３】
本体装置１３において、帯域分割回路１８は、伝送路１４を帯域分割する回路であり、この伝送路１４を介してアンテナ装置１２に電源ＤＣ、制御信号ＳＣを出力する。また伝送路１４から入力される無線通信波ＲＦを受信部１９に出力する。
【００２４】
受信部１９は、帯域分割回路１８から入力される無線通信波ＲＦを処理して各情報端末装置から送出されたデータを復調し、このデータをネットワークに送出する。
【００２５】
アンテナ選択回路２０は、この受信部１９における受信結果により、アンテナ装置１２においてデータの受信に適したアンテナを検出し、この検出結果に基づいて制御回路２１にアンテナの切り換えを指示する。具体的に、アンテナ選択回路２０は、アンテナ装置１２で順次アンテナ１２Ａ〜１２Ｎを選択するように、所定のタイミングで、制御回路２１にアンテナの切り換えを指示し、これにより各情報端末装置毎に各アンテナ１２Ａ〜１２Ｎによる受信電力を検出する。アンテナ選択回路２０は、このようにして検出した検出結果に基づいて、各情報端末装置とのデータ通信の際に、最も受信電力の大きなアンテナを選択するように、制御回路２１にアンテナの切り換えを指示する。
【００２６】
これにより制御回路２１は、このアンテナ選択回路２０の指示に基づいて制御信号ＳＣを生成し、この制御信号ＳＣをアンテナ切換部１６の電源ＤＣと共に帯域分割回路１８に出力する。
【００２７】
これらによりこの基地局１１では、無線通信波ＲＦの送受と、電源ＤＣ及び制御信号ＳＣの伝送とで１つの伝送路１４を共用して、データ通信するようになされている。
【００２８】
図１は、この本体装置１３側の帯域分割回路１８を示す接続図である。帯域分割回路１８は、所定誘電率による基板の裏面がアース面に設定され、この基板の表面に所定幅Ｗによりマイクロストリップライン２５が形成される。これにより帯域分割回路１８は、このマイクロストリップライン２５により伝送路１４にインピーダンス整合してなる定インピーダンス線路が形成され、このマイクロストリップライン２５の両端がそれぞれ伝送路１４、受信部１９に接続されるようになされている。
【００２９】
帯域分割回路１８は、このマイクロストリップライン２５の途中に、無線通信波ＲＦの波長による１／４波長のスタブ２６が作成され、これによりこのマイクロストリップライン２５による定インピーダンス線路を分岐する１／４波長線路が形成されるようになされている。
【００３０】
また帯域分割回路１８は、このスタブ２６が、コンデンサＣ１による容量性リアクタンスにより終端され、これにより１／４波長のスタブ２６によりショートスタブを形成し、１／４波長のスタブ２６側には無線通信波が漏出しないようになされている。
【００３１】
すなわち図３に示すように、このようなマイクロストリップライン２５にスタブ２６を形成した場合、マイクロストリップライン２５側からスタブ２６を見たインピーダンスＺｉｎにおいては、次式により表すことができる。なおここでＺはスタブ終端側から見たインピーダンス、Ｚｏ は特性インピーダンス、βは位相定数であり、２π／λである。またｌｅはスタブ２６の長さである。
【００３２】
【数１】
ここでこの場合、スタブ２６においては、終端されていることにより、Ｚ＝０であり、これを（１）式に代入すると、次式を得ることができる。
【００３４】
【数２】
またスタブ２６においては、ｌｅ＝λ／４であることから、ｌｅ＝λ／４、位相定数β＝２π／λを（２）式に代入すると、次式を得ることができ、これによりマイクロストリップライン２５側からスタブ２６を見たインピーダンスＺｉｎにあっては、極めて大きな値に設定することができ、スタブ２６側への無線通信波の漏出を防止できることが判る。
【００３６】
【数３】
帯域分割回路１８は、このスタブ２６の終端側にコイルＬ１が設けられ、このコイルＬ１による並列共振回路を介して電源ＤＣ及び制御信号ＳＣが入力される。具体的に、帯域分割回路１８は、コイルＬ１の他端がコンデンサＣ２により接地され、このコイルＬ１の他端に、コイルＬ２を介して電源ＤＣが供給され、またコンデンサＣ３を介して制御信号ＳＣが供給される。
【００３８】
帯域分割回路１８は、このようにコイルＬ１の両端を接地するコンデンサＣ１、Ｃ２と、コイルＬ１とが、無線通信波ＲＦに対して並列共振回路を構成し、かつ制御信号ＳＣを効率良くアンテナ装置１２側に伝送し得るように、これらコイルＬ１、コンデンサＣ１、Ｃ２の値が選定される。帯域分割回路１８は、この並列共振回路によっても、さらに一段と無線通信波の漏出を防止するようになされている。
【００３９】
すなわちコンデンサＣ１、Ｃ２の合成容量Ｃ０、並列共振回路の共振周波数ｆ０においては、次式により表される。
【００４０】
【数４】
ここでＣ１＜Ｃ２の条件により制御信号ＳＣの減衰を防止して、無線通信波ＲＦが周波数２．４〔ＧＨｚ〕であることにより（この場合、波長λは、０．１２５〔ｍ〕（＝３×１０８ 〔ｍ／ｓｅｃ〕／２．４×１０９ 〔Ｈｚ〕）である）、Ｃ１＝２．２〔ｐＦ〕、Ｃ２＝２０〔ｐＦ〕として、合成容量Ｃｏを２．０〔ｐＦ〕に設定すると、（５）式によりコイルＬ１のインダクタンス約２．２〔ｎＨ〕を求めることができる。
【００４２】
なおこの場合、制御信号ＳＣのクロック周波数を５〔ＭＨｚ〕とすると、コンデンサＣ１、Ｃ２によるリアクタンスにおいては、次式により表し得、これにより制御信号ＳＣの伝送には殆ど影響を及ぼさないことが判る。
【００４３】
【数６】
帯域分割回路１８は、このようにして共振回路に電源ＤＣ及び制御信号ＳＣを供給して、相互に影響を与えないように、また効率良く電源ＤＣ及び制御信号ＳＣを伝送し得るように、コンデンサＣ３、コイルＬ２が選定される。すなわちコイルＬ２においては、制御信号ＳＣによる制御回路２１への影響を有効に回避し得るように、この実施の形態では、インダクタンスが４７〔μＨ〕に設定される。なおこの場合、リアクタンスＸＬ は、２πｆＬ２により表し得、制御信号ＳＣのクロック周波数５〔ＭＨｚ〕においては、１．５〔ｋΩ〕となり、これによりコイルＬ２を介した制御回路２１側への制御信号ＳＣの流入については、十分に防止できることが判る。
【００４５】
さらに帯域分割回路１８は、マイクロストリップライン２５において、スタブ２６による分岐点にＰＩＮダイオードＤ１が接続され、このＰＩＮダイオードＤ１が抵抗Ｒ１、コンデンサＣ４により接地される。これにより帯域分割回路１８は、電源ＤＣの供給によりバイアスされた状態で、制御信号ＳＣの信号レベルが立ち上がってマイクロストリップライン２５における電位が上昇すると、無線通信波ＲＦの周波数帯域において、スタブ２６による分岐点を接地するようになされている。
【００４６】
しかしてこのようにスタブ２６による分岐点側を接地すると、コンデンサＣ１側から見てスタブ２６はショートスタブとなり、コンデンサＣ１側から見たインピーダンスは極めて高い値となる。これにより制御信号ＳＣの伝送においては、効率良く伝送することができる。またマイクロストリップライン２５自体においては、無線通信波の周波数帯域において線路が接地状態となることにより、無線通信波を伝送し得なくなる。
【００４７】
これにより図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、この実施の形態では、制御回路２１からの制御信号ＳＣの出力により、マイクロストリップライン２５の電位が上昇している期間の間、マイクロストリップライン２５における無線通信波ＲＦの伝送を停止し、また制御信号ＳＣを効率良く伝送し、この制御信号ＳＣの出力によりアンテナ切換部１６によるアンテナ１２Ａ〜１２Ｎを切り換えた後において、効率良く無線通信波ＲＦを伝送するようになされている。
【００４８】
これに対して図５は、アンテナ１２Ａ〜１２Ｎ側の帯域分割回路１７を示す接続図である。この帯域分割回路１７においては、コンデンサＣ３、コイルＬ２を介して制御信号ＳＣ、電源ＤＣをアンテナ切換部１６に出力する点、スタブ２６による分岐点を接地する構成が省略されている点、マイクロストリップライン２５の入出力が異なる点を除いて、本体装置１３側の帯域分割回路１８と同一に構成される。
【００４９】
これによりこの実施の形態において、本体装置１３は、伝送路１４により接続されたアンテナ１２Ａ〜１２Ｎを介して少なくとも無線通信波を受信して処理するデータ通信装置を構成し、この伝送路に接続された定インピーダンス線路２５と、定インピーダンス線路２５を分岐する１／４波長線路２６と、１／４波長線路２６を終端して、１／４波長線路２６によるショートスタブを形成する容量性リアクタンスＣ１と、容量性リアクタンスＣ１とで並列共振回路を形成する誘導性リアクタンスＬ１とを備え、この定インピーダンス線路２５を介して、アンテナ１２Ａ〜１２Ｎで受信した無線通信波を受信して処理し、並列共振回路を介して、アンテナ１２Ａ〜１２Ｎの駆動に必要な電源ＤＣを供給するようになされている。
【００５０】
またアンテナ装置１２においては、伝送路１４を介してアンテナ１２Ａ〜１２Ｎで受信した無線通信波を本体装置１３に送出するデータ通信装置を構成し、アンテナ１２Ａ〜１２Ｎ及び伝送路１４間に介挿された定インピーダンス線路２５と、定インピーダンス線路２５を分岐する１／４波長線路２６と、１／４波長線路２６を終端して、１／４波長線路２６によるショートスタブを形成する容量性リアクタンスＣ１と、容量性リアクタンスＣ１とで並列共振回路を形成する誘導性リアクタンスＬ１とを備え、定インピーダンス線路２５を介して、アンテナ１２Ａ〜１２Ｎで受信した無線通信波を伝送路１４に送出し、並列共振回路を介して、アンテナ１２Ａ〜１２Ｎの駆動に必要な電源ＤＣの供給を受けるようになされている。
【００５１】
また本体装置１３側の帯域分割回路１８は、高周波信号である無線通信波を伝送する伝送路１４を介して電源ＤＣ、無線通信波に比して周波数の低い低周波信号である制御信号ＳＣを伝送する電源供給回路、信号伝送回路を構成し、並列共振回路を介して電源ＤＣ、制御信号ＳＣを伝送する。これに対して、アンテナ装置１２側の帯域分割回路は、高周波信号伝送路１４を介して受信される電源ＤＣ、無線通信波に比して周波数の低い低周波信号である制御信号ＳＣを受ける電源供給回路、信号伝送回路を構成し、並列共振回路を介して電源ＤＣ、制御信号ＳＣの供給を受けるようになされている。
【００５２】
（２）実施の形態の動作
以上の構成において、この基地局１１（図２）では、アンテナ装置１２が設置されてなる箇所の情報端末装置から送信された無線通信波ＲＦがアンテナ装置１２側で受信され、この無線通信波ＲＦが伝送路１４を介して本体装置１３に伝送される。またこの本体装置１３でこの無線通信波ＲＦが処理されて情報端末装置から無線通信波ＲＦにより送出されたデータが復調され、このデータがネットワークに送出される。
【００５３】
基地局１１では、このようにして無線通信波を伝送路１４で伝送する際に、本体装置１３の制御回路２１で電源ＤＣ、制御信号ＳＣが生成され、これら電源ＤＣ、制御信号ＳＣが伝送路１４によりアンテナ装置１２に伝送され、このアンテナ装置１２のアンテナ切換部１６がこの伝送された電源ＤＣにより動作して、制御信号ＳＣに応じて伝送路１４に接続するアンテナ１２Ａ〜１２Ｎを切り換える。基地局１１では、この制御信号ＳＣによる遠隔制御によるアンテナの切り換えが、アンテナ選択回路２０の制御により、所定のタイミングで順次循環的に実行されて、各情報端末装置で最も受信電力が大きくなるアンテナ１２Ａ〜１２Ｎが検出される。またこのようにして検出したアンテナ１２Ａ〜１２Ｎにより対応する情報端末装置との間でデータ通信するように、アンテナ１２Ａ〜１２Ｎが切り換えられる。これによりこの基地局１１では、スペースダイバーシティーの手法を適用して確実にデータ通信できるようになされている。
【００５４】
このようにして伝送路１４を無線通信波ＲＦ、電源ＤＣ、制御信号ＳＣの伝送に共用するにつき、基地局１１では（図１）、伝送路１４とインピーダンス整合してなる定インピーダンス線路であるマイクロストリップライン２５を介して無線通信波が伝送される。またこのマイクロストリップライン２５に設けられた１／４波長線路であるスタブ２６によりマイクロストリップライン２５が分岐され、このスタブ２６が容量性リアクタンスであるコンデンサＣ１により接地され、これにより無線通信波ＲＦのスタブ２６側への漏出が低減される。またコイルＬ１、コンデンサＣ２によりこのコンデンサＣ１との間で並列共振回路が構成され、この並列共振回路を介して電源ＤＣ、制御信号ＳＣが定インピーダンス線路に供給される。
【００５５】
これによりこの基地局１１では、ショートスタブと並列共振回路との２段の構成により、定インピーダンス線路を伝送する無線通信波ＲＦと、電源ＤＣ、制御信号ＳＣとを帯域分離し、これにより少ない挿入損失で高いアイソレーションを確保することができる。また１段目の構成がショートスタブであり、このようなショートスタブと並列共振回路との２段の構成において、定インピーダンス線路を分岐するスタブを容量性リアクタンスにより接地してショートスタブが作成され、この容量性リアクタンスを利用して並列共振回路が作成されることにより、簡易な構成で帯域分離することができ、これらにより従来に比して挿入損失を低減し、簡易な構成により伝送路を共用することができる。
【００５６】
基地局１１では、このようにして構成されるショートスタブ２６による分岐点にＰＩＮダイオードＤ１が接続され、電源ＤＣが供給された状態で、制御信号ＳＣの信号レベルが立ち上がって、定インピーダンス線路２５の電位が立ち上がると、このＰＩＮダイオードＤ１がオン状態に切り換わり、この分岐点がコンデンサＣ４により接地される。これによりこの基地局１１では（図４）、制御信号ＳＣの出力によりアンテナ１２Ａ〜１２Ｎを切り換えている期間の間、無線通信波ＲＦの伝送が一時停止され、制御信号ＳＣを確実にアンテナ装置１２に伝送してアンテナが切り換えられる。
【００５７】
これに対してアンテナ装置１２側においては（図５）、同様の定インピーダンス線路をスタブにより分岐し、このスタブを容量性リアクタンスにより接地してショートスタブを形成すると共に、この容量性リアクタンスを用いて並列共振回路を形成し、この並列共振回路を介して本体装置１３から伝送された電源ＤＣ、制御信号ＳＣをアンテナ切換部１６に供給することにより、本体装置１３側と同様に、従来に比して挿入損失を低減し、簡易な構成により伝送路を共用することができる。
【００５８】
（３）実施の形態の効果
以上の構成によれば、定インピーダンス線路を分岐するスタブを容量性リアクタンスにより接地してショートスタブを構成すると共に、この容量性リアクタンスを利用して並列共振回路を構成し、この並列共振回路を介して電源、制御信号を供給し、またこの並列共振回路を介して電源、制御信号の供給を受けることにより、従来に比して挿入損失を低減し、簡易な構成により伝送路を共用することができる。
【００５９】
（４）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、アンテナで受信した無線通信波を伝送して処理する場合について述べたが、無線通信波をアンテナに伝送して送信する場合、無線通信波を送受する場合に広く適用することができる。
【００６０】
また上述の実施の形態においては、本体装置側の帯域分割回路についてのみＰＩＮダイオードＤ１に係る構成を設ける場合について述べたが、本発明はこれに限らず、アンテナ装置側に設けるようにしてもよく、アンテナ装置側、本体装置側の双方に設けるようにしてもよい。
【００６１】
また上述の実施の形態においては、マイクロストリップラインにより定インピーダンス線路、スタブを構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば図６に示すように、同軸ケーブルにより定インピーダンス線路、スタブを構成するようにしてもよい。
【００６２】
また上述の実施の形態においては、制御信号によりアンテナを切り換えて指向性を切り換える場合について述べたが、本発明はこれに限らず、偏波面の切り換え等にも広く適用することができる。
【００６３】
また上述の実施の形態においては、電源及び制御信号を無線通信波と共に伝送する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、電源のみ、制御信号のみを無線通信波と共に伝送する場合、さらには伝送路を伝送する高周波信号に対して、周波数の低い低周波信号の伝送に伝送路を共用する場合に広く適用することができる。なおこのような電源のみの共用化にあっては、例えば衛生放送受信システムにおいて、アンテナ直下に配置したダウンコンバータへの電源の供給に適用することができる。またこのような低周波信号の伝送にあっては、例えばベースバンドによる映像信号、音声信号等の伝送に適用することができる。
【００６４】
また上述の実施の形態においては、アンテナ装置と本体装置との間で無線通信波を伝送する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、無線通信波のみならず、種々の機器間で高周波信号を伝送する場合に広く適用することができる。
【００６５】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、定インピーダンス線路を分岐するスタブを容量性リアクタンスにより接地してショートスタブを構成すると共に、この容量性リアクタンスを利用して並列共振回路を構成し、この並列共振回路を介して電源、制御信号等を供給し、またこの並列共振回路を介して電源、制御信号等の供給を受けることにより、従来に比して挿入損失を低減し、簡易な構成により伝送路を共用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る通信システムに適用される帯域分割回路を示す接続図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る通信システムを示すブロック図である。
【図３】図１の帯域分割回路におけるスタブの説明に供する略線図である。
【図４】図１の帯域分割回路による動作の説明に供するタイムチャートである。
【図５】図２の通信システムのアンテナ装置側の帯域分割回路を示す接続図である。
【図６】他の実施の形態に係る定インピーダンス線路及びスタブを示す斜視図である。
【図７】従来の帯域分割の説明に供する略線図である。
【符号の説明】
１、１４……伝送路、１１……無線通信システム、１２……アンテナ装置、１３……本体装置、１７、１８……帯域分割回路、２５……マイクロストリップライン、２６……スタブ、Ｃ１〜Ｃ４……コンデンサ、Ｌ１、Ｌ２……コイル、Ｄ１……ＰＩＮダイオード、Ｒ１……抵抗
Claims (10)
- 伝送路により接続されたアンテナを介して少なくとも無線通信波を受信して処理するデータ通信装置であって、
前記伝送路に接続された定インピーダンス線路と、
前記定インピーダンス線路を分岐する１／４波長線路と、
前記１／４波長線路を終端して、前記１／４波長線路によるショートスタブを形成する容量性リアクタンスと、
前記容量性リアクタンスとで並列共振回路を形成する誘導性リアクタンスとを備え、
前記定インピーダンス線路を介して、前記アンテナで受信した無線通信波を受信して処理し、
前記並列共振回路を介して、前記アンテナの駆動に必要な電源を供給する
ことを特徴とするデータ通信装置。 - 前記並列共振回路を介して、前記アンテナの動作を制御する制御信号を供給する
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ通信装置。 - 前記定インピーダンス線路における電位の変化により、前記無線通信波の周波数帯域において、前記１／４波長線路による前記定インピーダンス線路の分岐点を接地するダイオードを有する
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ通信装置。 - 伝送路を介してアンテナで受信した無線通信波を本体装置に送出するデータ通信装置であって、
前記アンテナ及び伝送路間に介挿された定インピーダンス線路と、
前記定インピーダンス線路を分岐する１／４波長線路と、
前記１／４波長線路を終端して、前記１／４波長線路によるショートスタブを形成する容量性リアクタンスと、
前記容量性リアクタンスとで並列共振回路を形成する誘導性リアクタンスとを備え、
前記定インピーダンス線路を介して、前記アンテナで受信した無線通信波を前記伝送路に送出し、
前記並列共振回路を介して、前記アンテナの駆動に必要な電源の供給を受ける
ことを特徴とするデータ通信装置。 - 前記並列共振回路を介して、前記アンテナの動作を制御する制御信号の供給を受ける
ことを特徴とする請求項４に記載のデータ通信装置。 - 前記定インピーダンス線路における電位の変化により、前記無線通信波の周波数帯域において、前記１／４波長線路による前記定インピーダンス線路の分岐点を接地するダイオードを有する
ことを特徴とする請求項４に記載のデータ通信装置。 - 高周波信号を伝送する伝送路を介して電源を伝送する電源供給回路であって、
前記伝送路に接続された定インピーダンス線路と、
前記定インピーダンス線路を分岐する１／４波長線路と、
前記１／４波長線路を終端して、前記１／４波長線路によるショートスタブを形成する容量性リアクタンスと、
前記容量性リアクタンスとで並列共振回路を形成する誘導性リアクタンスとを備え、
前記並列共振回路を介して、前記電源を供給する
ことを特徴とする電源供給回路。 - 高周波信号を伝送する伝送路を介して電源の供給を受ける電源供給回路であって、
前記伝送路に接続された定インピーダンス線路と、
前記定インピーダンス線路を分岐する１／４波長線路と、
前記１／４波長線路を終端して、前記１／４波長線路によるショートスタブを形成する容量性リアクタンスと、
前記容量性リアクタンスとで並列共振回路を形成する誘導性リアクタンスとを備え、
前記並列共振回路を介して、前記電源の供給を受ける
ことを特徴とする電源供給回路。 - 高周波信号を伝送する伝送路を介して前記高周波信号に比して周波数の低い低周波信号を伝送する信号伝送回路であって、
前記伝送路に接続された定インピーダンス線路と、
前記定インピーダンス線路を分岐する１／４波長線路と、
前記１／４波長線路を終端して、前記１／４波長線路によるショートスタブを形成する容量性リアクタンスと、
前記容量性リアクタンスとで並列共振回路を形成する誘導性リアクタンスとを備え、
前記並列共振回路を介して、前記低周波信号を送出する
ことを特徴とする信号伝送回路。 - 高周波信号の伝送路を介して伝送される前記高周波信号に比して周波数の低い低周波信号を受信する信号伝送回路であって、
前記伝送路に接続された定インピーダンス線路と、
前記定インピーダンス線路を分岐する１／４波長線路と、
前記１／４波長線路を終端して、前記１／４波長線路によるショートスタブを形成する容量性リアクタンスと、
前記容量性リアクタンスとで並列共振回路を形成する誘導性リアクタンスとを備え、
前記並列共振回路を介して、前記低周波信号を受信する
ことを特徴とする信号伝送回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003115173A JP2004320669A (ja) | 2003-04-21 | 2003-04-21 | データ通信装置、電源供給回路及び信号伝送回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2003115173A JP2004320669A (ja) | 2003-04-21 | 2003-04-21 | データ通信装置、電源供給回路及び信号伝送回路 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003115173A Pending JP2004320669A (ja) | 2003-04-21 | 2003-04-21 | データ通信装置、電源供給回路及び信号伝送回路 |
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| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010517361A (ja) * | 2007-01-17 | 2010-05-20 | テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン（パブル） | 通信システムにおけるアンテナシステムを制御するための装置及び方法 |
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-
2003
- 2003-04-21 JP JP2003115173A patent/JP2004320669A/ja active Pending
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