JP6868462B2 - 無線中継装置 - Google Patents

Description

本発明は、無線中継装置に関する。

無線通信における通信距離を延長させるために、送信元（例えば基地局）から送信された電波を、送信元から見通しが悪い（又は見通すことができない）場所に存在する受信先（例えば端末）でも受信可能にするための無線中継装置が、例えば、特許文献１，２に開示されている。

特許文献１の図１には、電波を透過しない障壁によって隔てられた基地局と端末（特許文献に記載の端末機）との間で無線通信を実現するための無線中継装置が記載されている。この無線中継器は、結合アンテナと中継アンテナとをメタルケーブル（同軸ケーブル及びリボン型フィーダ）を用いて接続した構成である。この無線中継装置では、障壁の両側にまたがるようにメタルケーブルを配置し、障壁によって隔てられた２つの空間のうち基地局側の空間に結合アンテナを配置し、これらの２つの空間のうち端末側の空間に中継アンテナを配置する。結合アンテナを基地局が備えている基地アンテナと結合可能な位置に配置し、且つ、中継アンテナを端末と結合可能な位置に配置することによって、この無線中継装置は、障壁によって隔てられた基地局と端末との間における無線送信を実現する。

特許文献２の例えば図１には、屋外に存在する基地局と、屋内に存在する端末（特許文献２に記載の端末局）との間で無線通信を実現するための無線中継装置が記載されている。この無線中継装置は、２つのアンテナと、２つの無線回路と、２つのベースバンド回路と、２つの制御部と、１つのＤＰＲＡＭとを備えている。この無線中継装置は、一方のアンテナが基地局から電波を受信した場合に、まず、その電波に重畳している無線信号を一方の無線回路を用いてベースバンド信号に変換し、このベースバンド信号を一方のベースバンド回路を用いてデータ信号へ復号化する。その後、このデータ信号を他方のベースバンド回路を用いてベースバンド信号に符号化し、このベースバンド信号を他方の無線回路を用いて無線信号へ変換し、この無線信号を重畳させた電波を他方のアンテナから端末へ送信する。このように、この無線中継器は、基地局と端末との間における無線通信を中継することができる。

特開２００２−１８５３８１号公報（２００２年６月２８日公開） 特開２００５−１０１９８６号公報（２００５年４月１４日公開）

特許文献１に開示されている無線中継装置においては、中継する電波の周波数が高いほど、メタルケーブルにおける電波の伝送損失が大きくなる。このため、特許文献１に開示されている無線中継装置を、マイクロ波又はミリ波を用いた無線通信に適用した場合、電波の中継効率が大幅に下がったり、基地局と端末機との通信が困難になったりする虞がある。

特許文献２に開示されている無線中継装置においては、ベースバンド信号をデータ信号に復号化する処理、及び、このデータ信号をベースバンド信号に符号化する処理が必要となる。この復号化及び符号化の処理は、負荷が大きな処理であるため、特許文献２に開示されている無線中継装置は、無線通信の中継に伴い長い時間遅延が生じるという課題を有する。また、この復号化及び符号化の処理は、負荷が大きな処理であるため、無線中継装置を構成する回路（ＩＣ）のコストの増加にもつながる。

本発明の一態様は、上記の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、マイクロ波又はミリ波を用いた無線通信における無線中継装置において、電波の伝送損失を抑制しつつ、無線通信の中継に伴い生じ得る時間遅延を短縮することである。また、その副次的な目的は、無線中継装置を構成する回路（ＩＣ）のコスト増加を抑制することである。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る無線中継装置は、基板と、前記基板上に形成された受信アンテナであって、第１電磁波を第１ＲＦ（Radio Frequency：無線周波数）信号に変換する受信アンテナと、前記基板上に形成された第１無線ＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）であって、前記受信アンテナにて得られた前記第１ＲＦ信号をベースバンド信号に変換する第１無線ＩＣと、前記基板上に形成された第２無線ＩＣであって、前記第１無線ＩＣにて得られた前記ベースバンド信号を第２ＲＦ信号に変換する第２無線ＩＣと、前記基板上に形成された送信アンテナであって、前記第２無線ＩＣにて得られた前記第２ＲＦ信号を第２電磁波に変換する送信アンテナと、を備えており、前記第１無線ＩＣと前記第２無線ＩＣとは、前記基板上に形成された配線であって、前記ベースバンド信号を伝送するための配線で接続されている、ことを特徴としている。

上記の構成によれば、第１無線ＩＣと第２無線ＩＣとを接続する配線は、第１ＲＦ信号及び第２ＲＦ信号と比べて周波数の低いベースバンド信号を伝送する。したがって、マイクロ波又はミリ波を用いた無線通信に適用した場合に、特許文献１に記載された無線中継装置と比較して、当該配線における電磁波の伝送損失を抑制することができる。

そのうえで、上記の構成によれば、第１無線ＩＣ及び第２無線ＩＣにおいて、それぞれ第１ＲＦ信号をデータ信号に復号化する処理、及び、このデータ信号を第２ＲＦ信号に符号化する処理を行う必要がない。したがって、特許文献２に記載された無線中継装置と比較して無線通信の中継に伴い生じ得る時間遅延を短縮することができる。また、この復号化及び符号化の処理を行う必要がないため、第１無線ＩＣ及び第２無線ＩＣにかかる負荷を減らすことができ、結果として第１無線ＩＣ及び第２無線ＩＣのコストを抑えることができる。

以上のように、本無線中継装置は、マイクロ波又はミリ波を用いた無線通信における無線中継装置において、電波の伝送損失を抑制しつつ、無線通信の中継に伴い生じ得る時間遅延を短縮することができる。

また、本発明の一態様に係る無線中継装置において、前記基板は、フレキシブル基板であり、前記受信アンテナと前記送信アンテナとが互いに異なる方向を向くように折り曲げられていることが好ましい。

上記の構成によれば、受信アンテナの最大利得方向と送信アンテナの最大利得方向とを、互いに異なる方向を向かせることが可能となる。したがって、受信アンテナ及び送信アンテナの最大利得方向の各々を容易に任意の方向に調整可能である。

また、本発明の一態様に係る無線中継装置は、前記基板において前記受信アンテナ及び前記第１無線ＩＣが配置された領域を補強する第１補強板と、前記基板において前記送信アンテナ及び前記第２無線ＩＣが配置された領域を補強する第２補強板と、を更に備えており、前記基板は、前記第１補強板と前記第２補強板との間が稜線となるように折り曲げられていることが好ましい。

上記の構成によれば、基板における受信アンテナの直下、基板における第１無線ＩＣの直下、基板における送信アンテナの直下、及び基板における第２無線ＩＣの直下が折り曲げられることを防ぐことができる。したがって、受信アンテナの特性、第１無線ＩＣの特性、送信アンテナの特性、及び第２無線ＩＣの特性が、基板の折り曲げに伴い生じる応力よって不安定になることを防ぐことができる。

また、本発明の一態様に係る無線中継装置において、前記受信アンテナ及び前記送信アンテナのそれぞれは、互いに最大利得方向の異なる指向性アンテナであることが好ましい。

上記の構成によれば、予め、無線中継装置と基地局との相対的な位置関係と、無線中継装置と端末との相対的な位置関係とが定まっている場合に、受信アンテナの最大利得方向を基地局の方向に向くように、且つ、送信アンテナの最大利得方向を端末の方向に向くように無線中継装置を設置することによって、基地局と端末との無線通信をより効率的に行うことができる。

また、本発明の一態様に係る無線中継装置において、前記受信アンテナ及び前記送信アンテナのそれぞれは、最大利得方向が可変である指向性アンテナであることが好ましい。

上記の構成によれば、無線中継装置を設置したあとに、無線中継装置と基地局との相対的な位置関係、及び／又は、無線中継装置と端末との相対的な位置関係が変化した場合であっても、受信アンテナ及び送信アンテナの各々の最大利得方向を、基地局及び端末の各々の方向に、容易に調整することができる。

また、本発明の一態様に係る無線中継装置において、前記基板は、液晶ポリマーを基材とする基板であることが好ましい。

液晶ポリマーの表面上又は内層に形成した配線からなる伝送路は、周波数が数ＧＨｚから数十ＧＨｚの電気信号を伝送するときの伝送損失を樹脂材料の中では抑制することができる。また、無線中継装置を、ミリ波帯（例えば６０ＧＨｚ帯）を用いた無線通信に適用した場合、ベースバンド信号の周波数は、数ＧＨｚ程度であることが好ましい。したがって、上記の構成によれば、本発明の一態様に係る無線中継装置は、ミリ波帯（例えば６０ＧＨｚ帯）を用いた無線通信に好適に利用できる。

本発明の一態様によれば、マイクロ波又はミリ波を用いた無線通信における無線中継装置において、電気信号の伝送損失を抑制しつつ、無線通信の中継に伴い生じ得る時間遅延を短縮することができる。

本発明の第１の実施形態に係る無線中継装置の概略構成を示す平面図及び側面図である。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、図１に示した無線中継装置を折り曲げた状態を示す側面図である。 本発明の第２の実施形態に係る無線中継装置の概略構成を示す平面図である。 本発明に係る無線中継装置の使用例を示すイメージ図である。

本発明を実施するための形態について、図１〜図４を参照して説明する。

〔第１の実施形態〕
図１は、本発明の第１の実施形態に係る無線中継装置２０１の概略構成を示す平面図及び側面図（当該平面図の下側から上側に見た図）である。図１に示す無線中継装置２０１は、基板１１、受信アンテナ２１，２２、無線ＩＣ３１，３２、複数の配線４１、送信アンテナ５１，５２、制御ＩＣ６、エッジコネクタ７、並びに補強板８１〜８３を備えている。なお、図示していないが、無線中継装置２０１は、無線ＩＣ３１又は無線ＩＣ３２の周辺に、無線ＩＣ３１，３２を駆動させるために必要な電子部品である、コンデンサ、抵抗、及び水晶発振器などを備えていてもよい。

基板１１は、無線中継装置２０１を構成する各種部材が実装される基板である。基板１１は、ＬＣＰ（Liquid Crystal Polymer：液晶ポリマー）を基材とするフレキシブル基板である。基板１１の基材をＬＣＰとしているため、無線中継装置２０１を数ＧＨｚ〜数十（例えば６０）ＧＨｚ帯の無線通信に用いた場合に、基板１１に起因する電気信号やＲＦ信号の損失を抑制することができる。基板１１の表面（おもてめん）には、受信アンテナ２１，２２、無線ＩＣ３１，３２、複数の配線４１、送信アンテナ５１，５２、制御ＩＣ６、並びにエッジコネクタ７が形成されている。基板１１の裏面には、補強板８１〜８３が形成されている。ここでは、基板１１の長手方向の長さをＷ１としている。なお、図示していないが、基板１１は多層構造である。また、基板１１の基材の材質は、ＬＣＰに限定されず、例えばポリイミドであってもよい。さらに、図１において基板１１は１枚の板であるが、基板１１は複数の板が結合されたものであってもよい。

受信アンテナ２１，２２のそれぞれは、基板１１上に、金属からなるパターンとして形成されている。受信アンテナ２１，２２のそれぞれは、第１電磁波を受信し、受信した第１電磁波を第１ＲＦ信号に変換する。これらの第１ＲＦ信号は例えば、ミリ波帯に属する、周波数３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚの信号である。なお、図示を簡潔にするために、図１においては、受信アンテナ２１，２２のそれぞれを平面視矩形の部材としているが、受信アンテナ２１，２２のそれぞれの形状は特に限定されない。

無線ＩＣ３１，３２のそれぞれは、基板１１上に実装されている。無線ＩＣ３１は、受信アンテナ２１と電気的に接続されており、受信アンテナ２１にて得られた第１ＲＦ信号を復調してベースバンド信号に変換する。無線ＩＣ３２は、受信アンテナ２２と電気的に接続されており、受信アンテナ２２にて得られた第１ＲＦ信号を復調してベースバンド信号に変換する。各ベースバンド信号としては、例えば、周波数が数ＧＨｚ（例えば１〜３ＧＨｚ）のＩＱ変調された変調信号であって、差動の変調信号を採用できる。

複数の配線４１は、基板１１上に形成されている。複数の配線４１のそれぞれは、金属（例えば、銅、銅にニッケルメッキを施したもの、銅に金メッキを施したもの、及び、銅にニッケルメッキと金メッキとを施したもの）からなるパターンとして形成されている。複数の配線４１は、無線ＩＣ３１と無線ＩＣ３２とを電気的に接続するものであり、上記の両ベースバンド信号を伝送するものである。複数の配線４１の一例として、基板上あるいは基板内層にグランド、信号線、信号線、グランドの順に並んだ（いわゆるＧＳＳＧ方式の）コプレーナ線路が挙げられる。また、複数の配線４１の別の例として、複数の同軸ケーブルが挙げられる。複数の配線４１のそれぞれにおける、上記の何れかのベースバンド信号の伝送速度は例えば、毎秒数ＧＨｚである。複数の配線４１のそれぞれの特性インピーダンスは例えば、１００Ωや５０Ωである。ここでは、複数の配線４１の各々の長さ、換言すれば、無線ＩＣ３１と無線ＩＣ３２との離間距離をＷ２としている。

また、無線ＩＣ３２は、無線ＩＣ３１にて得られたベースバンド信号を変調して第２ＲＦ信号に変換する。無線ＩＣ３１は、無線ＩＣ３２にて得られたベースバンド信号を変調して第２ＲＦ信号に変換する。これらの第２ＲＦ信号の周波数は、変換元のベースバンド信号のさらに変換元の第１ＲＦ信号の周波数と同じであってもよいし、異なっていてもよい。第２ＲＦ信号の周波数を第１ＲＦ信号の周波数と異ならせることによって、第１ＲＦ信号と第２ＲＦ信号とが混信する恐れを軽減することができる。

送信アンテナ５１，５２のそれぞれは、基板１１上に、金属からなるパターンとして形成されている。送信アンテナ５１は、無線ＩＣ３２と電気的に接続されており、無線ＩＣ３２にて得られた第２ＲＦ信号を第２電磁波に変換（空間に放射）する。送信アンテナ５２は、無線ＩＣ３１と電気的に接続されており、無線ＩＣ３１にて得られた第２ＲＦ信号を第２電磁波に変換する。なお、図示を簡潔にするために、図１においては、送信アンテナ５１，５２のそれぞれを平面視矩形のパターンとしているが、送信アンテナ５１，５２のそれぞれの形状は特に限定されない。また、送信アンテナ５１，５２は、基板１１の表面（おもて面）だけでなく、基板１１の裏面にも形成可能であるし、基板１１の内層にも形成可能である。

受信アンテナ２１が第１電磁波を受信した場合の動作においては、無線ＩＣ３１が請求の範囲に記載の「第１無線ＩＣ」に対応し、無線ＩＣ３２が請求の範囲に記載の「第２無線ＩＣ」に対応する。一方、受信アンテナ２２が第１電磁波を受信した場合の動作においては、無線ＩＣ３２が請求の範囲に記載の「第１無線ＩＣ」に対応し、無線ＩＣ３１が請求の範囲に記載の「第２無線ＩＣ」に対応する。

受信アンテナ２１及び送信アンテナ５１のそれぞれは、互いに最大利得方向の異なる指向性アンテナであるか、又は、最大利得方向が可変である指向性アンテナであることが好ましい。これにより、受信アンテナ２１による電磁波の受信角度、及び送信アンテナ５１による電磁波の送信角度を明確に決定することが容易である。同様に、受信アンテナ２２及び送信アンテナ５２のそれぞれは、互いに最大利得方向の異なる指向性アンテナであるか、又は、最大利得方向が可変である指向性アンテナであることが好ましい。これにより、受信アンテナ２２による電磁波の受信角度、及び送信アンテナ５２による電磁波の送信角度を明確に決定することが容易である。なお、最大利得方向が可変である指向性アンテナの一例として、フェイズドアレイアンテナが挙げられる。アレイアンテナでは、各放射素子に入力するＲＦ信号に与える時間遅延を制御することによって、放射する電磁波（各放射素子から放射される電磁波を重ね合わせたもの）の主ビーム方向を変化させることが可能である。フェイズドアレイアンテナとは、このようなビームフォーミング機能を有するアレイアンテナである。

制御ＩＣ６は、基板１１上に形成されている。制御ＩＣ６は、無線ＩＣ３１，３２を制御するものであり、無線ＩＣ３１，３２のそれぞれにおける、各出力信号の周波数、及び各出力信号のレベル（電力）などを制御する。

エッジコネクタ７は、基板１１の長手方向の一端に形成されたコネクタである。エッジコネクタ７は、無線ＩＣ３１，３２、並びに制御ＩＣ６と接続されている。無線中継装置２０１の外部の電源（図示しない）から、エッジコネクタ７のうち無線ＩＣ３１と接続された端子を介して、無線ＩＣ３１に対して電源電圧を供給することが可能である。また、無線中継装置２０１の外部の電源（図示しない）から、エッジコネクタ７のうち無線ＩＣ３２と接続された端子を介して、無線ＩＣ３２に対して電源電圧を供給することが可能である。また、無線中継装置２０１の外部の電源（図示しない）から、エッジコネクタ７のうち制御ＩＣ６と接続された端子を介して、制御ＩＣ６に対して電源電圧を供給することが可能である。さらに、無線中継装置２０１の外部の信号源（図示しない）から、エッジコネクタ７のうち制御ＩＣ６と接続された端子を介して、制御ＩＣ６に対して信号を供給することが可能である。なお、エッジコネクタ７と無線ＩＣ３１，３２、並びに制御ＩＣ６との接続は、基板１１に形成された配線によって行われる。この配線は、基板１１における上述した多層構造におけるいずれかの層に形成されている。エッジコネクタ７を基板１１に対して形成する代わりに、コネクタを構成する複数の端子を基板１１に対して半田付けしてもよい。

補強板８１は、受信アンテナ２１の真裏、無線ＩＣ３１の真裏、送信アンテナ５２の真裏、及び制御ＩＣ６の真裏に亘って形成されており、基板１１において受信アンテナ２１、無線ＩＣ３１、送信アンテナ５２、及び制御ＩＣ６が配置された領域９１を補強している。

補強板８２は、受信アンテナ２２の真裏、無線ＩＣ３２の真裏、及び送信アンテナ５１の真裏に亘って形成されており、基板１１において受信アンテナ２２、無線ＩＣ３２、及び送信アンテナ５１が配置された領域９２を補強している。

補強板８３は、エッジコネクタ７の真裏に形成されており、エッジコネクタ７が配置された領域９３を補強している。

補強板８１〜８３のそれぞれは、折り曲げが困難な程度に硬いものである。補強板８１〜８３のそれぞれの材質の一例として、樹脂板、金属板、又は金属のベタパターンが挙げられる。

受信アンテナ２１が第１電磁波を受信した場合の動作においては、補強板８１が請求の範囲に記載の「第１補強板」に対応し、補強板８２が請求の範囲に記載の「第２補強板」に対応する。一方、受信アンテナ２２が第１電磁波を受信した場合の動作においては、補強板８２が請求の範囲に記載の「第１補強板」に対応し、補強板８１が請求の範囲に記載の「第２補強板」に対応する。

無線中継装置２０１において、無線ＩＣ３１と無線ＩＣ３２とを接続する複数の配線４１は、第１ＲＦ信号及び第２ＲＦ信号と比べて周波数の低いベースバンド信号を伝送する。したがって、当該複数の配線４１における電気信号の伝送損失を抑制することができる。すなわち、無線中継装置２０１は、特許文献１に記載された無線中継装置と比較して、電磁波の伝送損失の影響を抑制することができる。ベースバンド信号部分は電磁波を伝送しているわけではないので、電磁波を伝送する場合と比較して、見かけ上の電磁波の損失が抑制されている。

また、無線中継装置２０１では、無線ＩＣ３１において第１ＲＦ信号を無線信号に復号化する処理、及び、無線ＩＣ３２において復号化された無線信号を改めて第２ＲＦ信号に符号化する処理が不要である。したがって、無線中継装置２０１は、特許文献２に記載された無線中継装置と比較して無線通信の中継に伴い生じ得る時間遅延を短縮することができる。また、無線ＩＣ３１及び無線ＩＣ３２において復号化及び符号化の処理を行う必要がないため、無線ＩＣ３１及び無線ＩＣ３２にかかる負荷を減らすことができる。その結果として、無線中継装置２０１は、無線ＩＣ３１及び無線ＩＣ３２のコストを抑えることができる。

以上のように、無線中継装置２０１は、マイクロ波又はミリ波を用いて運用する場合に、電波の伝送損失を抑制しつつ、無線通信の中継に伴い生じ得る時間遅延を短縮することができる。

図２の（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、無線中継装置２０１を折り曲げた状態を示す側面図である。

上述したとおり、基板１１はフレキシブル基板である。このため、基板１１のうち、領域９１〜９３以外については、容易に折り曲げることが可能であり、領域９１〜９３については、折り曲げることが困難である。つまり、基板１１は、補強板８１（領域９１と対応）と補強板８２（領域９２と対応）との間の領域１０１、及び補強板８１と補強板８３（領域９３と対応）との間の領域１０２のそれぞれが稜線となるように、折り曲げることができる。

図２の（ａ）においては、領域１０１を稜線とした基板１１の折り曲げ角度を９０°としている。これにより、受信アンテナ２１及び送信アンテナ５２の向きと、受信アンテナ２２及び送信アンテナ５１の向きとは、互いに９０°異なっている。この場合、受信アンテナ２１が受信した第１電磁波は、無線中継装置２０１にて９０°曲げられて、第２電磁波として送信アンテナ５１から送信される。同様にこの場合、受信アンテナ２２が受信した第１電磁波は、無線中継装置２０１にて９０°曲げられて、第２電磁波として送信アンテナ５２から送信される。

図２の（ｂ）においては、領域１０１を稜線とした基板１１の折り曲げ角度を１８０°としている。これにより、受信アンテナ２１及び送信アンテナ５２の向きと、受信アンテナ２２及び送信アンテナ５１の向きとは、互いに１８０°異なっている。この場合、受信アンテナ２１が受信した第１電磁波は、無線中継装置２０１にて曲げられることなく、第２電磁波として送信アンテナ５１から送信される。同様にこの場合、受信アンテナ２２が受信した第１電磁波は、無線中継装置２０１にて曲げられることなく、第２電磁波として送信アンテナ５２から送信される。

無線中継装置２０１は、受信アンテナ２１が配置された領域９１の法線の向きと、送信アンテナ５１が配置された領域９２の法線の向きとを、容易に異ならせることがでる。したがって、無線中継装置２０１は、受信アンテナ２１及び送信アンテナ５１の最大利得方向の各々を容易に任意の方向に調整可能である。なお、領域１０１を稜線とした基板１１の折り曲げ角度は、９０°又は１８０°以外であってもよい。

また、補強板８１により、基板１１における受信アンテナ２１の直下、基板１１における無線ＩＣ３１の直下、基板１１における送信アンテナ５２の直下、及び基板１１における制御ＩＣ６の直下が折り曲げられることを防ぐことができる。また、補強板８２により、基板１１における受信アンテナ２２の直下、基板１１における無線ＩＣ３２の直下、及び基板１１における送信アンテナ５１の直下が折り曲げられることを防ぐことができる。したがって、受信アンテナ２１，２２の特性、無線ＩＣ３１，３２の特性、送信アンテナ５１，５２の特性、及び制御ＩＣ６の特性が、基板１１の折り曲げによって予期せぬ変動を起こすことを防ぐことができる。また、補強板８３により、エッジコネクタ７の直下が折り曲げられることを防ぐことができる。

また、領域１０２を稜線とした基板１１の折り曲げ角度についても、任意に設定することができる。これにより、エッジコネクタ７の向きを自由に変えることができるので、エッジコネクタ７に対する配線などの接続の自由度が向上する。

無線中継装置２０１を保護すると共に、上述した各折り曲げ後の形状の記憶が妨げられる虞を低減するために、無線中継装置２０１は、例えば樹脂製のクラムシェルタイプのケース（図示しない）に収められて使用されることが好ましい。この場合、当該ケースは、第１電磁波の経路において、開口が形成されているか、第１電磁波の波長の電磁波を透過させ易い材質によって構成されていることが好ましい。第２電磁波に関しても同様である。

また、無線中継装置２０１における上述した各折り曲げ後の形状を記憶させるために、例えば無線中継装置２０１の裏面に所望の形状を持たせた治具（図示しない）を貼り付けてもよい。

さらに、電磁的なシールド及び／又は機械的な補強を目的として、無線ＩＣ３１，３２、並びに制御ＩＣ６、さらにはこれらの周辺を、金属製のカバー（図示しない）によって覆ってもよい。

〔第２の実施形態〕
図３は、本発明の第２の実施形態に係る無線中継装置２０２の概略構成を示す平面図である。なお、説明の便宜上、先に説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

図３に示す無線中継装置２０２の構成は、基板１１の代わりに基板１２を備えており、複数の配線４１の代わりに複数の配線４２を備えている点が、図１に示した無線中継装置２０１の構成と異なっている。以下に説明する点を除けば、基板１２及び複数の配線４２は、それぞれ、基板１１及び複数の配線４１と同じ機能を有している。

基板１２の長手方向の長さＷ３は、基板１１の長手方向の長さＷ１と比べて長い。そして、基板１２における複数の配線４２の各々の長さＷ４は、基板１１における複数の配線４２の各々の長さＷ２と比べて長い。

無線中継装置２０２においては、無線中継装置２０１と比べて、受信アンテナ２１及び送信アンテナ５２と、受信アンテナ２２及び送信アンテナ５１とが離れて配置されている。

ところで、ミリ波帯の周波数を持つ電磁波は、壁及びドアを透過し難い。このため例えば、廊下に配置された基地局と、室内に配置された少なくとも１つの端末機とが、壁又はドア越しに、ミリ波帯の周波数を持つ電磁波によって通信するためには、当該電磁波の中継が必要となる。無線中継装置２０２を例えば、ドアの上の隙間を通して配置することによって、無線中継装置２０２は、基地局（廊下側）と少なくとも１つの端末機（室内側）との間の電磁波の中継を行うことができる。つまり、無線中継装置２０２は、基地局と、少なくとも１つの端末機とが、壁又はドア越しに通信することに有用である。また、当該少なくとも１つの端末機が、固定された１つの端末機である場合、無線中継装置２０２のうち当該端末機側に配置される各アンテナは、指向性の高いアンテナであり、当該端末機に向けられていることが好ましい。一方、当該少なくとも１つの端末機が、複数の端末機である場合、又は移動する端末機を含んでいる場合、無線中継装置２０２のうち当該端末機側に配置される各アンテナは、指向性を適度に抑えたアンテナであることが好ましい。

無線中継装置２０２においては、用途に応じて、長さＷ４を大きくすることができるが、長さＷ４が大き過ぎる場合、複数の配線４２の各々における電気信号の減衰が大きくなるため、注意が必要である。基板１２の基材の材質がポリイミドであり、例えばマイクロストリップラインで３ＧＨｚのベースバンド信号を伝送する場合、１０ｃｍで２〜３ｄＢの損失が生じる。この部分にＬＣＰを使う場合、ポリイミドを使う場合と比べて、誘電率や誘電正接が小さいことから、より損失の少ない配線とすることが可能となる。

〔使用例〕
図４は、本発明に係る無線中継装置２０の使用例を示すイメージ図である。

無線中継装置２０は、無線親機１１１と無線子機１１２との間の電磁波の中継を行うものである。無線中継装置２０として、図１に示した無線中継装置２０１、又は図３に示した無線中継装置２０２を用いることができる。

無線親機１１１と無線子機１１２とは、例えばミリ波帯の周波数を持つ電磁波によって、互いに通信することが可能な機能を有している。しかしながら、図４において、無線親機１１１及び無線子機１１２は、建物１２１〜１２４の存在、特に建物１２１の存在によって、無線中継装置２０を使用しない場合、これらの一方が発した電磁波が、これらの他方に届かない位置関係で配置されている。

無線中継装置２０は、無線親機１１１及び無線子機１１２の一方が発した電磁波を第１電磁波として、無線親機１１１及び無線子機１１２の他方に第２電磁波を導く。これによって、無線中継装置２０は、無線親機１１１と無線子機１１２との間の電磁波の中継を行うことができる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１１、１２ 基板
２１、２２ 受信アンテナ
３１、３２ 無線ＩＣ（第１無線ＩＣ、第２無線ＩＣ）
４１、４２ 配線
５１、５２ 送信アンテナ
８１〜８３ 補強板（第１補強板、第２補強板）
２０、２０１、２０２ 無線中継装置

Claims (5)

1. 基板と、
   上記基板上に形成された受信アンテナであって、第１電磁波を第１ＲＦ信号に変換する受信アンテナと、
   前記基板上に形成された第１無線ＩＣであって、前記受信アンテナにて得られた前記第１ＲＦ信号をベースバンド信号に変換する第１無線ＩＣと、
   前記基板上に形成された第２無線ＩＣであって、前記第１無線ＩＣにて得られた前記ベースバンド信号を第２ＲＦ信号に変換する第２無線ＩＣと、
   前記基板上に形成された送信アンテナであって、前記第２無線ＩＣにて得られた前記第２ＲＦ信号を第２電磁波に変換する送信アンテナと、を備えており、
   前記第１無線ＩＣと前記第２無線ＩＣとは、前記基板上に形成された配線であって、前記ベースバンド信号を伝送するための配線で接続されており、
   前記基板は、フレキシブル基板であり、前記受信アンテナと前記送信アンテナとが互いに異なる方向を向くように折り曲げられている、
   ことを特徴とする無線中継装置。
2. 前記基板において前記受信アンテナ及び前記第１無線ＩＣが配置された領域を補強する第１補強板と、前記基板において前記送信アンテナ及び前記第２無線ＩＣが配置された領域を補強する第２補強板と、を更に備えており、
   前記基板は、前記第１補強板と前記第２補強板との間が稜線となるように折り曲げられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線中継装置。
3. 前記受信アンテナ及び前記送信アンテナのそれぞれは、互いに最大利得方向の異なる指向性アンテナである、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の無線中継装置。
4. 前記受信アンテナ及び前記送信アンテナのそれぞれは、最大利得方向が可変である指向性アンテナである、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の無線中継装置。
5. 前記基板は、液晶ポリマーを基材とする基板である、
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の無線中継装置。

Images