JPH08512448A - マイクロ波伝送システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 マイクロ波伝送システムにおいて、マイクロ波信号は、アンテナ（３）を用いている受信機（４）に向けてアンテナ（２）を使用して送信機（１）によって送信される。受信された信号は、局部発振器ユニット（１８）によって発生された信号の周波数より高いカットオフ周波数を有する導波管部分（１５）を介してミキサ（１７）に結合される。この方法で、局部発振器信号の望ましくない放射が避けられる。さらに、付加的なイメージを退けるフィルタが必要でなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】 マイクロ波伝送システム 本発明は、伝送リンクを介して少なくとも１個のマイクロ波受信機に結合され たマイクロ波送信機を含んでいるマイクロ波伝送システムに関し、マイクロ波受 信機の入力端子は伝送ラインを介してミキサの第１の入力端子に接続され、局部 発振器はミキサの第２の入力端子に接続されている。 本発明はまた、そのような伝送システムにおける使用のための受信機と周波数 変換ユニットに関する。 序言による伝送システムは、Wiley Interscienceから発行された書籍“Microw ave devices”by M.J．Howes and D.V．MorganのISBN 0 471 41729 7．pp．344- 345.から既知である。 近来、マイクロ波の領域に２つの新しい周波数帯域が放送目的のために割り当 てられた。これらは、ＣＥＰＴ（欧州電気通信主管庁会議）の国々における４０ ．５ＧＨｚから４２．５ＧＨｚまでと、他の国々における２７．５ＧＨｚから２ ９．５ＧＨｚまでの帯域である。そこでは、申込者の家庭にＴＶプログラムを直 接分配するためにこの周波数帯域を使用する幾つかの計画がある。また、他のマ イクロ波の周波数も、もし当局によって放送目的のために利用できるとされたな らば、使用され得る。 従来技術のシステムにおいて、マイクロ波信号は送信機によって送信され、そ して、そのマイクロ波信号はマイクロ波受信機によって受信される。マイクロ波 受信機は、アンテナに接続された１個の入力端子を有し、そして局部発振器に接 続された１個の入力端子を有しているミキサを含んでいる。７５０ＭＨｚの周波 数を有しているＩＦ信号を出力するミクサの出力端子は、受信した信号を復調す るために、フィルタを介して復調器に接続されている。そのような伝送システム の広く行きわたった使用に関しては、そのようなシステムによる混信の発生を防 ぐための注意が払われなければならない。混信の１つの有り得る原因は、局部発 振器信号の放射である。この局部発振器信号は、ミキサを介してそれが自由空間 に送信されるアンテナにリークする。従来技術のシステムにおいては、この望ま しくない放射を防ぐために複雑な帯域通過フィルタが必要とされるであろう。 本発明の目的は、局部発振器の望ましくない放射が容易な、そして廉価な方法 で防止されるマイクロ波伝送システムを提供することにある。 そのために、本発明は、伝送ラインがあらかじめ定められたカットオフ周波数 を有する高域通過の伝達関数をもち、そして局部発振器の周波数が上記あらかじ め定められたカットオフ周波数よりも低いことを特徴としている。 高域通過の伝達関数をもっている伝送ラインを使用し、そして局部発振器の周 波数がこのカットオフ周波数以下の周波数を有していることによって、ミキサを 通してリークする局部発振器信号は、局部発振器信号がアンテナに達する以前に 伝送ラインによって強力に減衰させられる。 受信されるべき信号に局部発振器信号を混合することによって行われる受信さ れるべき信号のダウンコンバージョンを使用するすべての受信機において、受信 されるべき信号の周波数は値｜ｆ_Lo＋ｆ_if｜および｜ｆ_Lo−ｆ_if｜を有し得て、 ここに、ｆ_Loは局部発振周波数、そしてｆ_ifは中間周波周波数である。もし、受 信されるべき信号の周波数が｜ｆ_Lo＋ｆ_if｜に等しい（それが、本発明による伝 送システムにおけるように）ならば、いわゆるミラー周波数は｜ｆ_Lo＋ｆ_if｜に 等しい。いわゆるミラー抑圧フィルタがアンテナとミクサーの間に存在すること は、その技術において慣習的になっている。本発明の付加的な利点は、独立した ミラー抑圧フィルタが付加されなくてよいということであり、その理由は、局部 発振器信号より周波数において低いミラー周波数信号は、広域通過の伝達関数を もっている伝送ラインによって効果的に抑圧されるからである。 本発明の実施例は、ミキサの出力端子が、１０から１４ＧＨｚまでの範囲の入 力周波数を有している標準のダウンコンバータの入力端子に接続されていること を特徴としている。 １０から１４ＧＨｚまでの範囲の入力周波数を有している標準のダウンコンバ ータの使用は、その使用が、家庭内衛星受信のために共通に使用されているダウ ンコンバータについてなされるという利点を有している。これらのダウンコンバ ータは大量に製造され、従って比較的廉価になり得る。さらに、これらの標準の ダウンコンバータは卓越したノイズフィギュアを有し、そしてそれは完成した受 信機にとって良好なノイスフィギュアに帰着する。 本発明の別の実施例は、伝送ラインが導波管を含んでいることを特徴としてい る。 導波管は、高域通過の伝達関数を有している廉価なタイプの伝送ラインである 。そのカットオフ周波数は適切な大きさの導波管を選択することによって望まし い値にセットされ得る。局部発振器信号の実際の望ましい減衰値は適切な長さの 導波管を選択することによって得られる。 本発明の別の実施例は、受信機が受信したマイクロ波を伝送ラインの入力端子 に反射させるための反射器を含み、そして受信機がその反射器の実効面積を修正 する修正手段を含んでいることを特徴としている。 実効面積が修正できる反射器を使用することによって、強力な信号が受信され たとき、受信機の感度を減少させることが可能である。これは、受信信号の許容 できない歪を引き起すミキサの過負荷を防ぐために有用であり得る。 本発明は、以下に図面を参照して、実施例によって説明される。 図１ 本発明による伝送システム 図２ 本発明による伝送システムに使用されるべき受信機のブロック図 図３ 図２によるミキサ１７の実施例 図４ 図２によるミキサ内の第２の実施例 図５ 図４によるミキサの断面図 図６ 図５中のミキサダイオード６２および６４の接続の詳細な表示 図７ 屋外ユニットの実施例 図１による伝送システムにおいて、送信されるべきＴＶ信号は送信機１の入力 端子に印加される。アナログフォーマット（例えば、ＰＡＬ，ＮＴＳＣまたはＳ ＥＣＡＭ）またはディジタルフォーマット（例えば、ＭＰＥＧ）を有し得るＴＶ 信号は変調され、そして望ましい周波数帯域のＲＦ信号にアップコンバートされ る。この周波数帯域は、ＣＥＰＴの国々においては４０．５ＧＨｚから４２．５ ＧＨｚまでの帯域で、そして他の国々においては２７．５ＧＨｚから２９．５Ｇ Ｈｚまでの帯域であり得る。また、他のマイクロ波の周波数が、もし当局によっ て放送目的のために利用できるとされたならば、使用され得る。 送信機１によって発生されたＲＦ信号は、アンテナ２によって放射される。ア ンテナ２は、ホーンアンテナであり得、または対応する給電を有する小型のパラ ボラ反射器であり得る。 アンテナ１によって送信された信号は、ＴＶ信号が供給される申込者の敷地に おいて各々存在する多数の受信機によって受信される。各申込者の敷地において 、送信機１によって送信された信号は相当するアンテナ３，６，９または１２に よって受信される。アンテナ３，６，９，１２からの信号は、相当するテレビジ ョンセット５，８，１１または１４に引き渡されるＴＶ信号を得るために相当す る受信機４，７，１０または１３によって処理される。図１による伝送システム の使用はＴＶ信号に限られず、それはまた例えばデータ信号など他のタイプの信 号のためにも使用されるということが認められる。 図２による受信機４において、入力信号は、ここでは導波管１５の伝送ライン を介して屋外ユニット１６の入力端子に結合されている。上記屋外ユニット１６ の入力端子はミキサ１７の第１の入力端子によって形成されている。局部発振器 ユニット１８の出力端子はミキサ１７の第２の入力端子に接続されている。局部 発振器ユニット１８は、増幅器２０の入力端子に接続された出力端子を有してい る局部発振器２１を含んでいる。増幅器２０の出力端子はトリプラ１９の入力端 子に接続されている。トリプラ１９の出力端子は局部発振器ユニット１８の出力 端子を構成している。 ミキサ１７の出力端子はダウンコンバータ２２の入力端子に接続されている。 ダウンコンバータ２２の入力端子は低雑音増幅器２３の入力端子に接続されてい る。低雑音増幅器２３の出力端子はミキサ２４の第１の入力端子に接続されてい る。発振器３５の出力端子はミキサ２４の第２の入力端子に接続されている。ミ キサ２４の出力端子は増幅器２５の入力端子に接続されている。増幅器２５の出 力端子は屋外ユニット１６の出力端子を構成している。屋外ユニット１６は同軸 ケーブルを介して屋内ユニット２６に接続され、その出力端子はＴＶセットに接 続されている。 アンテナの信号は導波管１５を介してミキサ１７に供給されている。導波管１ ５の大きさは、局部発振器ユニット１８によって発生された信号の周波数より十 分に高いカットオフ周波数を得るために選択される。導波管１５の長さは、局部 発振器信号の十分な抑圧を得るために選択される。標準のダウンコンバータ２２ は、フィリップス コンポーネントからタイプNo．ＳＣ８１３およびＳＣ８１５ として商業的に入手される。ダウンコンバータ２２に対して１１．５ＧＨｚの入 力周波数および４０．５から４２．５ＧＨｚまでの受信帯域を仮定すると、局部 発振器ユニット１８からの周波数は、２９ＧＨｚから３１ＧＨｚまで調整されな ければならない。 局部発振器信号を発生させるために、局部発振器２１は１０ＧＨｚの領域の信 号を発生する。この信号は増幅器２０によって十分なレベルに増幅される。増幅 器２０の出力信号はトリプラ１９によって周波数に因数３が乗算され、その結果 、望ましい周波数を有する信号がミキサ１７の第２の入力端子において得られる 。トリプラ１９は導波管にマウントされたバララクタダイオードを用いて構築さ れ得る。適切なバラクタダイオードは、フィリップス コンポーネントからタイ プNo．ＣＸＹ１２／３８／０７３として商業的に入手される。 ミキサ１７からの出力信号は、ダウンコンバータ２２の低雑音増幅器２３によ って増幅される。低雑音増幅器の出力信号は、ミキサ２４により、発振器３５か らの１０ＧＨｚの信号に低雑音増幅器２３の出力信号を混合することによって０ ．９５ＧＨｚから１．７ＧＨｚまでの範囲の周波数に変換される。ミキサ２４の 出力信号は増幅器２５によって増幅され、そして屋内ユニット２６に伝送される 。屋内ユニット２６は、屋外ユニット１６から受信された信号を慣習的なＴＶセ ットのために適している信号に変換する。屋内ユニットは、直接放送衛星の受信 のために使用されるタイプのもので、そしてフィリップス コンシューマ エレ クトロニクスから商業的に入手される。 図３によるミキサ１７においては、受信された信号は導波管部分２７に印加さ れる。上記導波管部分の大きさは、局部発振器の周波数以上のカットオフ周波数 を得るために選択される。カットオフ周波数と導波管の大きさとの間の関係は、 当業者にとってよく知られていて、そして例えば、１９６３年にAcademic Press Inc.から発行された書籍“Microwave engineering”by A.F．Harveyのsection 1.4 pp．11−14．に記述されている。局部発振器信号の望ましい減衰を得るため に導波管部分２７の長さもまた、上述した書籍中に与えられた説明から容易に決 定され得る。 導波管部分２７の出力は、ほぼ１１．５ＧＨｚの周波数を有しているＩＦ信号 を導くために、遷移部分２８を介して充分に大きい導波管部分３１に導かれる。 さらに、局部発振器ユニット１８の出力信号が、導波管部分２９と遷移部分３０ を介して導波管部分３１に結合されている。導波管部分３１においては、入力信 号と局部発振器信号からの電界が加算される。ダイオード３２の非線形の伝送特 性のため、望ましい周波数を有するＩＦ信号が発生され、そして導波管部分３１ の出力端子において取り出される。 図４によるミキサ１７においては、キャリア５２が導波管５０に導かれる。こ のキャリアは、導波管５０中の場のＥ面と平行に位置される。 図４によるミキサ１７の図５による断面図においては、ＲＦ信号は、受信され た信号を細線導波管５４によって運ばれる信号に変成するテーパ５２内のミキサ に入力する。部分６３は、導波管５０のインピーダンスをミキシングダイオード ６２および６４のために必要とされるインピーダンスに適合されるインピーダン ス変成部分を形成する。ミキシングダイオード６２および６４において、受信さ れた信号は同相である２つの等しい部分に分離される。 局部発振器信号は、ストリップライン５５を介してミキサに供給される。この 局部発振器信号は高域通過フィルタ６５を介してストリップライン５７に伝送さ れる。ストリップライン５７によって運ばれた信号は逆相である２つの信号に変 成され、そして細線導波管５８および６０によって運ばれる。細線導波管５８に よって運ばれた信号はミキサダイオード６２に印加され、そして細線導波管６０ によって運ばれた信号はミキサダイオード６４に印加される。 ミキサダイオードは直列に接続され、そして１ｍＡのＤＣ電流でバイアスされ ている。適切なダイオードは、ＣＡＹ１８またはＣＡＹ１９タイプのガリウムヒ 素Ｍottダイオードである。ＩＦ信号はストリップライン５７において取り出さ れ、そして低域通過フィルタ６０を介して取り出される。高域通過フィルタ６５ は、ストリップライン５５中に作られているＺ形のスペーシングによって形成さ れる。 図６においては、ミキサダイオード６２および６４が導電面間に直列に接続さ れていることが示されている。２個のミキサダイオード６２および６４間の接続 点は、ＩＦ信号を取り出すためのストリップライン５７に接続されている。 図７による受信機の配置においては、ホーンアンテナ２５が導波管部分１５を 介してミキサ１７の入力端子に取り付けられている。ホーンアンテナ２５上にパ ラボラ反射器３がマウントされている。パラボラ反射器３は箱３０の中に部分的 に滑り込まれ、上記反射器３の実効面積の適合を可能にしている。この方法で、 受信された信号レベルの強度が、非常に近い送信機からの信号が受信されたとき ミキサ１７の過負荷を避けるために調整され得る。この方法で、受動減衰器の適 用が避けられる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．マイクロ波受信機（４）の入力端子が伝送ライン（１５）を介してミキサ（ １７）の第１の入力端子に接続され、局部発振器（１８）がミキサ（１７）の第 ２の入力端子に接続されていて、伝送リンクを介して少なくとも１個のマイクロ 波受信機（４）に結合されたマイクロ波送信機（１）を含んでいるマイクロ波伝 送システムにおいて、伝送ランイ（１５）はあらかじめ定められたカットオフ周 波数を有する高域通過の伝達関数をもち、そして局部発振器（１８）の周波数は 上記あらかじめ定められたカットオフ周波数よりも低いことを特徴とするマイク ロ波伝送システム。 ２．請求項１記載のマイクロ波伝送システムにおいて、ミキサ（１７）の出力端 子は、１０から１４ＧＨｚまでの範囲の入力周波数を有している標準のダウンコ ンバータ（２２）の入力端子に接続されていることを特徴とするマイクロ波伝送 システム。 ３．請求項１または２記載のマイクロ波伝送システムにおいて、伝送ライン（１ ５）は導波管を含んでいることを特徴とするマイクロ波伝送システム。 ４．請求項１乃至３のいずれか１項記載のマイクロ波伝送システムにおいて、受 信機は受信したマイクロ波を伝送ライン（１５）の入力端子に反射させるための 反射器（３）を含み、そして受信機はその反射器の実効面積を修正する修正手段 （４０）を含んでいることを特徴とするマイクロ波伝送システム。 ５．請求項４記載のマイクロ波伝送システムにおいて、反射器（３）はパラボラ 型を有していることを特徴とするマイクロ波伝送システム。 ６．局部発振器（１８）がミキサ（１７）の第２の入力端子に接続され、伝送ラ イン（１５）を介してミキサ（１７）の第１の入力端子に接続された入力端子を 有するマイクロ波受信機（４）において、伝送ライ（１５）はあらかじめ定めら れたカットオフ周波数を有する高域通過の伝達関数をもち、そして局部発振器（ １８）の周波数は上記あらかじめ定められたカットオフ周波数よりも低いことを 特徴とするマイクロ波受信機。 ７．請求項６記載のマイクロ波受信機において、ミキサ（１７）の出力端子は、 １０から１４ＧＨｚまでの範囲の入力周波数を有する標準のダウンコンバータ（ ２２）の入力端子に接続されていることを特徴とするマイクロ波受信機。 ８．請求項６または７記載のマイクロ波受信機において、伝送ライン（１５）は 導波管を含んでいることを特徴とするマイクロ波受信機。 ９．請求項６乃至８のいずれか１項記載のマイクロ波受信機において、受信機は 受信したマイクロ波を伝送ライン（１５）の入力端子に反射させるための反射器 （３）を含み、そして受信機（４）はその反射器の実効面積を修正する修正段（ ４０）を含んでいることを特徴とするマイクロ波受信機。 10．請求項９記載のマイクロ波受信機において、反射器（３）はパラボラ型を有 していることを特徴とするマイクロ波受信機。 11．局部発振器（１８）がミキサ（１７）の第２の入力端子に接続され、伝送ラ イン（１５）を介してミキサ（１７）の第１の入力端子に接続された入力端子を 有するマイクロ波周波数変換ユニット（１７，１８）において、伝送ライン（１ ５）はあらかじめ定められたカットオフ周波数を有する高域通過の伝達関数をも ち、そして局部発振器（１８）の周波数は上記あらかじめ定められたカットオフ 周波数よりも低いことを特徴とするマイクロ波周波数変換ユニット。