JPH10322257A - 無線中継増幅装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 双方向の無線中継増幅装置において、下り回
線から上り回線への回り込み量を低減し、他回線からの
信号混入を阻止するための各種フィルタの要求条件を緩
和し、各種フィルタの小型化、低価格化を図る。 【解決手段】 対移動局送信アンテナ３と対移動局受信
アンテナ４とを個別に設ける。対移動局送信アンテナ３
は送信周波数帯域でアンテナ利得が最大になり、それ以
外の周波数帯域ではアンテナ利得が低下するよう周波数
特性を持たせる。対移動局受信アンテナ４は、受信周波
数帯域でアンテナ利得が最大になり、送信周波数帯域で
アンテナ利得が低下するよう周波数特性を持たせる。送
信アンテナ３から受信アンテナ４へ至る伝搬損失Ｌとア
ンテナ利得の差Ｇ３との和（Ｌ＋Ｇ３）の分だけ、回り
込む経路１３の回り込み量が低減される。下り回線入力
用フィルタ５Ａ，下り回線出力用フィルタ８，上り回線
入力用フィルタ９，上り回線出力用フィルタ５Ｂに要求
される減衰量を、回り込みの低減分だけ緩和できるの
で、フィルタ次数の低減やフィルタの小型化を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、携帯電話等の移
動通信システムで用いられる無線中継増幅装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来の無線中継増幅装置のブロッ
ク構成図である。従来の無線中継増幅装置１０１は、基
地局に対して電波を送信するとともに基地局からの電波
を受信するための対基地局送受信アンテナ１０２と、移
動局に対して電波を送信するとともに移動局からの電波
を受信する対移動局送受信アンテナ１０３と、対基地局
送受信アンテナ１０２を送受信で共用するための対基地
局共用器１０４と、対移動局送受信アンテナ１０３を送
受信で共用するための対移動局共用器１０５と、下り回
線増幅部１０６と、上り回線増幅部１０７とから構成さ
れている。対基地局共用器１０４は、下り回線入力用フ
ィルタ１０４Ａと上り回線出力用フィルタ１０４Ｂとを
備えている。対移動局共用器１０５は、下り回線出力用
フィルタ１０５Ａと上り回線入力用フィルタ１０５Ｂと
を備えている。符号１０８は対基地局送受信アンテナ接
続端子、符号１０９は対移動局送受信アンテナ接続端子
である。

【０００３】基地局から移動局への下り回線の電波は、
対基地局送受信アンテナ１０２で受信される。対基地局
送受信アンテナ１０２で受信された下り回線の信号は、
対基地局共用器１０４内の下り回線入力用フィルタ１０
４Ａを通り、下り回線増幅部１０６へ供給される。下り
回線増幅部１０６で増幅された下り回線の信号は、対移
動局共用器１０５内の下り回線出力用フィルタ１０５Ａ
を通して対移動局送受信アンテナ１０３へ供給され、対
移動局送受信アンテナ１０３から送信される。

【０００４】移動局から基地局への上り回線の電波は、
対移動局送受信アンテナ１０３で受信される。対移動局
送受信アンテナ１０３で受信された上り回線の信号は、
対移動局共用器１０５内の上り回線入力用フィルタ１０
５Ｂを通り、上り回線増幅部１０７へ供給される。上り
回線増幅部１０７で増幅された上り回線の信号は、対基
地局共用器１０４内の上り回線出力用フィルタ１０４Ｂ
を通して対基地局送受信アンテナ１０２へ供給され、対
基地局送受信アンテナ１０２から送信される。

【０００５】このような双方向の無線中継増幅装置１０
１では、図３中に符号１１０で示す回り込み経路によっ
て、下り回線と上り回線との間で信号の回り込みが生じ
ると、中継増幅装置１０１の動作が不安定となる。回り
込みが大きいと発振を起こして移動通信システムに妨害
を与えることがある。このため、従来の無線中継増幅装
置１０１では、それぞれのフィルタ１０４Ａ，１０４
Ｂ，１０５Ａ，１０５Ｂの減衰量を確保し、回り込みを
抑えるように構成されている。

【０００６】従来の無線中継増幅装置１０１が発振しな
いための各フィルタ１０４Ａ，１０４Ｂ，１０５Ａ，１
０５Ｂの減衰量の条件は、対基地局送受信アンテナ接続
端子１０８と対移動局送受信アンテナ１０９を入出力端
子とした場合の下り回線増幅部利得をＧ１１、上り回線
増幅部利得をＧ１２、下り回線入力用フィルタ１０４Ａ
の減衰量をＦ１１、下り回線出力用フィルタ１０５Ａの
減衰量をＦ１２、上り回線入力用フィルタ１０５Ｂの減
衰量をＦ１３、上り回線出力用フィルタ１０４Ｂの減衰
量をＦ１４とすると、すべての周波数に亘って、次式を
満足しなければならない。各増幅部利得Ｇ１１，Ｇ１
２、各減衰量Ｆ１１〜Ｆ１４の単位はｄＢ（デシベル）
である。 Ｆ１１＋Ｆ１２＋Ｆ１３＋Ｆ１４≧Ｇ１１＋Ｇ１２ …… （１）

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】（１）式により要求さ
れるフィルタの減衰量は、通常、各フィルタに均等に配
分されるが、個々のフィルタの減衰量を大きくすればす
るほど、フィルタの次数が多くなり（高次数のフィルタ
が必要となり）、フィルタのコストが増加する。また、
高次のフィルタを用いるとフィルタの挿入損失が増加す
るため、無線中継増幅装置の雑音指数特性や線形特性を
劣化させることになる。雑音指数特性や線形特性の劣化
を回線増幅部で改善しようとすると、低雑音特性で飽和
出力の大きい増幅器を構成する必要が生じ、装置の大型
化、消費電力の増加、コストの増加につながる。さら
に、通過帯域以外では十分な減衰量を確保し、通過帯域
では低損失のフィルタを実現するためには、Ｑ（選択
度）の高い素子を用いてフィルタを構成することにな
り、フィルタが大型化しコストが増加するので、無線中
継増幅装置自体が大型化し、コストアップとなる。

【０００８】この発明はこのような課題を解決するため
なされたもので、回り込み量を低減することで各フィル
タならびに各増幅部に要求される条件を緩和し、小形・
低価格のフィルタならびに増幅部の使用を可能にして、
装置全体の小型化、経済化、低消費電力化を図ることの
できる無線中継増幅装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明に係る無線中継増幅装置は、１つの対基地局送
受信アンテナと、対基地局送受信アンテナに接続され受
信信号を抽出する下り回線入力用フィルタと送信信号を
供給する上り回線出力用フィルタとからなる対基地局共
用器と、下り回線入力用フィルタの出力を増幅する下り
回線増幅部と、下り回線増幅部の出力を通過させる下り
回線出力用フィルタと、下り回線出力用フィルタの出力
を移動局に対して送出する対移動局送信アンテナと、移
動局からの電波を受信する対移動局受信アンテナと、対
移動局受信アンテナからの上り回線信号を抽出する上り
回線入力用フィルタと、上り回線入力用フィルタの出力
を増幅して上り回線出力用フィルタへ供給する上り回線
増幅部とを備えるとともに、対移動局送信アンテナと対
移動局受信アンテナとにそれぞれ異なる周波数特性を持
たせたことを特徴とする。

【００１０】この発明に係る無線中継増幅装置は、移動
局に対して電波を送出するための対移動局送信アンテナ
と、移動局からの電波を受信するための対移動局受信ア
ンテナとをそれぞれ個別に設けるとともに、対移動局送
信アンテナの周波数特性と対移動局受信アンテナの周波
数特性を異ならしめたので、送信アンテナから送信され
る電波が受信アンテナに回り込む量を低減することがで
きる。よって、各フィルタならびに各増幅部に要求され
る条件を緩和することができ、無線中継増幅装置の小型
化、経済化、低消費電力化が図れる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて添付図面に基づいて説明する。図１はこの発明に係
る無線中継増幅装置のブロック構成図である。この発明
に係る無線中継増幅装置１は、基地局に対して電波を送
信するとともに基地局からの電波を受信するための対基
地局送受信アンテナ２と、移動局に対して電波を送信す
るための対移動局送信アンテナ３と、移動局からの電波
を受信する対移動局受信アンテナ４と、対基地局送受信
アンテナ２を送受信で共用するための対基地局共用器５
と、下り回線増幅部６と、上り回線増幅部７と、下り回
線出力用フィルタ８と、上り回線入力用フィルタ９とか
らなる。

【００１２】対基地局共用器５は、下り回線入力用フィ
ルタ５Ａと上り回線出力用フィルタ５Ｂとを備えてい
る。符号１０は対基地局送受信アンテナ接続端子、符号
１１は対移動局送信アンテナ接続端子、符号１２は対移
動局受信アンテナ接続端子である。

【００１３】基地局から移動局への下り回線の電波は、
対基地局送受信アンテナ２で受信される。対基地局送受
信アンテナ２で受信された下り回線の信号は、対基地局
共用器５内の下り回線入力用フィルタ５Ａを通り、下り
回線増幅部６へ供給される。下り回線増幅部６で増幅さ
れた下り回線の信号は、下り回線出力用フィルタ８を通
して対移動局送信アンテナ３へ供給され、対移動局送信
アンテナ３から送信される。

【００１４】移動局から基地局への上り回線の電波は、
対移動局受信アンテナ４で受信される。対移動局受信ア
ンテナ４で受信された上り回線の信号は、上り回線入力
用フィルタ９を通り、上り回線増幅部７へ供給される。
上り回線増幅部７で増幅された上り回線の信号は、対基
地局共用器５内の上り回線出力用フィルタ５Ｂを通して
対基地局送受信アンテナ２へ供給され、対基地局送受信
アンテナ２から送信される。

【００１５】この発明に係る無線中継増幅装置１は、移
動局側のアンテナを送信用と受信用とでそれぞれ個別に
設けるとともに、対移動局送信アンテナ３の周波数特性
と対移動局受信アンテナ４の周波数特性とをそれぞれ異
ならしめている。

【００１６】図２は対移動局送信アンテナならびに対移
動局受信アンテナのアンテナ利得の周波数特性を示すグ
ラフである。受信または送信アンテナは、その使用周波
数帯域においてアンテナ利得が最大に、非使用周波数帯
域ではアンテナ利得が低下するよう構成している。送信
または受信アンテナは、その使用周波数帯域においてア
ンテナ利得が最大に、非使用周波数帯域ではアンテナ利
得が低下するよう構成している。図２中のＧ３，Ｇ４
は、各使用周波数帯域における各アンテナ間のアイソレ
ーション量（利得差）である。

【００１７】このように本発明に係る無線中継増幅装置
１では、図３に示した対移動局共用器１０５やサーキュ
レータ等を用いて、下り回線出力用フィルタ８の出力と
上り回線入力用フィルタ９の入力とを合成することで、
対移動局用のアンテナを送受信で共用せずに、対移動局
送信アンテナ３と対移動局受信アンテナ４とを個別に設
け、下り回線出力用フィルタ８の出力を対移動局送信ア
ンテナ３へ供給して送信し、対移動局受信アンテナ４で
受信した信号を上り回線入力用フィルタ９へ供給してい
る。

【００１８】したがって、この発明に係る無線中継増幅
装置１の回り込み経路１３は、図３に示した従来の無線
中継増幅装置１０１の回り込み経路１１０に対して、対
移動局送信アンテナ３から対移動局受信アンテナ４に至
る伝搬損失（伝播損失）Ｌ、ならびに、使用周波数帯域
における各アンテナ間のアイソレーション量（利得差）
Ｇ３（またはＧ４）が挿入された形となる。すなわち、
従来の無線中継増幅装置１０１の回り込み量よりも、伝
搬損失（伝播損失）Ｌとアイソレーション量（利得差）
Ｇ３（またはＧ４）との和（Ｌ＋Ｇ３）または（Ｌ＋Ｇ
４）の分だけ回り込む量が低減され、無線中継増幅装置
１が発振を起こしにくくなっている。

【００１９】回り込みによって発振しないためのそれぞ
れのフィルタ５Ａ，８，９，５Ｂの減衰量の条件は、対
基地局送受信アンテナ接続端子１０を入力端子とし対移
動局送信アンテナ接続端子１１とを出力端子としたとき
の下り回線増幅部利得をＧ１、対移動局受信アンテナ接
続端子１２を入力端子とし対基地局送受信アンテナ接続
端子１０を出力端子としてときの上り回線増幅部利得を
Ｇ２、下り回線入力用フィルタ５Ａの減衰量をＦ１、下
り回線出力用フィルタ８の減衰量をＦ２、上り回線入力
用フィルタ９の減衰量をＦ３、上り回線出力用フィルタ
５Ｂの減衰量をＦ４、対移動局送信アンテナ３から対移
動局受信アンテナ４へ回り込む電波の伝搬損失をＬ、使
用周波数帯域における各アンテナ間のアイソレーション
量（利得差）をＧ３とすると、全ての周波数に亘って次
式を満足すればよい。各増幅部利得Ｇ１，Ｇ２、各減衰
量Ｆ１〜Ｆ４、伝搬損失Ｌ、各アンテナ間のアイソレー
ション量Ｇ３（またはＧ４）の単位はｄＢ（デシベル）
である。 Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４≧Ｇ１＋Ｇ２−（Ｌ＋Ｇ３（またはＧ４））…（２）

【００２０】（１）式と（２）式とを比較すると、
（２）式で要求される各フィルタ５Ａ，８，９，５Ｂの
減衰量Ｆ１〜Ｆ４は、（１）式よりも伝搬損失Ｌと各ア
ンテナ３，４間のアイソレーション量（利得差）Ｇ３
（またはＧ４）との和（Ｌ＋Ｇ３（またはＧ４））の分
だけ少なくてよいので、仮にこれを各フィルタ５Ａ，
８，９，５Ｂに均等に配分すると、各フィルタ５Ａ，
８，９，５Ｂは、（Ｌ＋Ｇ３）／４だけ減衰量が緩和さ
れる。よって、この発明に係る無線中継増幅装置１で
は、各フィルタ５Ａ，８，９，５Ｂのフィルタ次数を少
なくすることができ、各フィルタ５Ａ，８，９，５Ｂの
小型化、経済化ができる。さらに、これらフィルタの減
衰量の緩和による挿入損失の低減分だけ、各増幅部６，
７に要求されるダイナミックレンジを狭くすることがで
きて、各増幅部６，７の線形特性が向上するので、その
分だけ飽和出力を低く、すなわち要求されるダイナミッ
クレンジを狭くでき、各増幅部６，７の小型化、経済
化、低消費電力化が可能となる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明に係る無線
中継増幅装置は、移動局に対して電波を送出するための
対移動局送信アンテナと、移動局からの電波を受信する
ための対移動局受信アンテナとをそれぞれ個別に設ける
とともに、対移動局送信アンテナの周波数特性と対移動
局受信アンテナの周波数特性を異ならしめたので、送信
アンテナから送信される電波が受信アンテナに回り込む
量を低減することができる。よって、各フィルタならび
に各増幅部に要求される条件を緩和することができ、無
線中継増幅装置の小型化、経済化、低消費電力化を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る無線中継増幅装置のブロック構
成図である。

【図２】対移動局送信用アンテナならびに対移動局受信
用アンテナのアンテナ利得の周波数特性を示すグラフで
ある。

【図３】従来の無線中継増幅装置のブロック構成図であ
る。

【符号の説明】

１ 無線中継増幅装置 ２ 対基地局送受信アンテナ ３ 対移動局送信アンテナ ４ 対移動局受信アンテナ ５ 対基地局共用器 ５Ａ 下り回線入力用フィルタ ５Ｂ 上り回線出力用フィルタ ６ 下り回線増幅部 ７ 上り回線増幅部 ８ 下り回線出力用フィルタ ９ 上り回線入力用フィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 貴 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基地局から移動局への下り回線信号を中
   継増幅するとともに、移動局から基地局への上り回線信
   号を中継する双方向の無線中継増幅装置において、 １つの対基地局送受信アンテナと、 前記対基地局送受信アンテナに接続され、受信信号を抽
   出する下り回線入力用フィルタと送信信号を供給する上
   り回線出力用フィルタとからなる対基地局共用器と、 前記対基地局共用器の下り回線入力用フィルタの出力を
   増幅する下り回線増幅部と、 前記下り回線増幅部の出力を通過させる下り回線出力用
   フィルタと、 前記下り回線出力用フィルタの出力を移動局に対して送
   出する対移動局送信アンテナと、 移動局からの電波を受信する対移動局受信アンテナと、 前記対移動局受信アンテナからの上り回線信号を抽出す
   る上り回線入力用フィルタと、 前記上り回線入力用フィルタの出力を増幅して前記上り
   回線出力用フィルタへ供給する上り回線増幅部とを備え
   るとともに、 前記対移動局送信アンテナと前記対移動局受信アンテナ
   とにそれぞれ異なる周波数特性を持たせることで、前記
   対移動局送信アンテナから送信された電波が前記対移動
   局受信アンテナに回り込む量を低減するよう構成したこ
   とを特徴とする無線中継増幅装置。