(57)【要約】【課題】各アンテナの送受信信号間の相対的な位相変動を除去する分散アレーアンテナシステムにおいて、アンテナ側と分散アレー制御装置側との間の距離制限を緩和する。【解決手段】アンテナ側に中間周波数の送信信号の周波数アップコンバートを行う複数の周波数Ｕ／Ｃと、無線周波数の受信信号の周波数ダウンコンバートを行う複数の周波数Ｄ／Ｃとを備え、分散アレー制御装置側に、複数の周波数Ｕ／Ｃおよび複数の周波数Ｄ／Ｃに供給する中間周波数帯のローカル信号を生成する局部発振器を備え、複数の周波数Ｕ／Ｃおよび複数の周波数Ｄ／Ｃに対して局部発振器で生成したローカル信号を供給し、複数の周波数Ｕ／Ｃおよび複数の周波数Ｄ／Ｃで、このローカル信号の高調波を用いて中間周波数の送信信号の周波数アップコンバートおよび無線周波数の受信信号の周波数ダウンコンバートを行う構成である。【選択図】  図１
2014138197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナと、該複数のアンテナで送受信する送信信号および受信信号の分配・合成および位相制御を行う分散アレー制御装置とを離れた位置に備え、該分散アレー制御装置と該複数のアンテナとの間で、中間周波数の送信信号および受信信号を伝送する分散アレーアンテナシステムにおいて、
前記アンテナ側に前記中間周波数の送信信号の周波数アップコンバートを行う複数の周波数Ｕ／Ｃと、無線周波数の受信信号の周波数ダウンコンバートを行う複数の周波数Ｄ／Ｃとを備え、
前記分散アレー制御装置側に、前記複数の周波数Ｕ／Ｃおよび前記複数の周波数Ｄ／Ｃに供給する中間周波数帯のローカル信号を生成する局部発振器を備え、
前記複数の周波数Ｕ／Ｃおよび前記複数の周波数Ｄ／Ｃに対して前記局部発振器で生成したローカル信号を供給し、前記複数の周波数Ｕ／Ｃおよび前記複数の周波数Ｄ／Ｃで、このローカル信号の高調波を用いて前記中間周波数の送信信号の周波数アップコンバートおよび前記無線周波数の受信信号の周波数ダウンコンバートを行う構成である
ことを特徴とする分散アレーアンテナシステム。
【請求項２】
請求項１に記載の分散アレーアンテナシステムにおいて、
前記分散アレー制御装置と前記複数の周波数Ｕ／Ｃおよび前記複数の周波数Ｄ／Ｃとの間で、前記中間周波数の送信信号および受信信号と前記中間周波数帯のローカル信号を個別の伝送ケーブルを介して伝送する構成である
ことを特徴とする分散アレーアンテナシステム。
【請求項３】
請求項１に記載の分散アレーアンテナシステムにおいて、
前記分散アレー制御装置と前記複数の周波数Ｕ／Ｃおよび前記複数の周波数Ｄ／Ｃとの間で、前記中間周波数の送信信号と該送信信号の周波数アップコンバートに用いる前記中間周波数帯のローカル信号とを同一の伝送ケーブルを介して伝送し、前記中間周波数の受信信号と前記無線周波数の受信信号の周波数ダウンコンバートに用いる前記中間周波数帯のローカル信号とを同一の伝送ケーブルを介して双方向に伝送する構成である
ことを特徴とする分散アレーアンテナシステム。
【請求項４】
請求項１に記載の分散アレーアンテナシステムにおいて、
前記分散アレー制御装置と前記複数の周波数Ｕ／Ｃおよび前記複数の周波数Ｄ／Ｃとの間で、前記中間周波数の送信信号と、該送信信号の周波数アップコンバートに用いる前記中間周波数帯のローカル信号と、前記中間周波数の受信信号と、前記無線周波数の受信信号の周波数ダウンコンバートに用いる前記中間周波数帯のローカル信号とを同一の伝送ケーブルを介して双方向に伝送する構成である
ことを特徴とする分散アレーアンテナシステム。
【請求項５】
請求項１に記載の分散アレーアンテナシステムにおいて、
前記分散アレー制御装置と前記複数の周波数Ｕ／Ｃおよび前記複数の周波数Ｄ／Ｃとの間で、前記中間周波数の送信信号と該送信信号の周波数アップコンバートに用いる前記中間周波数帯のローカル信号と前記無線周波数の受信信号の周波数ダウンコンバートに用いる前記中間周波数帯のローカル信号とを合波し、光信号に変換して光ファイバ伝送路を介して伝送し、前記アンテナ側で該光信号を電気信号に変換して分波し、前記中間周波数の送信信号と該送信信号の周波数アップコンバートに用いる前記中間周波数帯のローカル信号を前記周波数Ｕ／Ｃに入力し、前記無線周波数の受信信号の周波数ダウンコンバートに用いる前記中間周波数帯のローカル信号を前記周波数Ｄ／Ｃに入力し、周波数ダウンコンバートされた前記中間周波数の受信信号を光信号に変換して前記光ファイバ伝送路を介して伝送する構成である
ことを特徴とする分散アレーアンテナシステム。
【請求項６】
複数のアンテナと、該複数のアンテナで送受信する送信信号および受信信号の分配・合成および位相制御を行う分散アレー制御装置とを離れた位置に備え、該分散アレー制御装置と該複数のアンテナとの間で、送信信号および受信信号を伝送する分散アレーアンテナシステムにおいて、
前記アンテナ側に無線周波数の受信信号の周波数ダウンコンバートを行う複数の周波数Ｄ／Ｃを備え、
前記分散アレー制御装置は、デジタル信号で中間周波数の無線信号を無線周波数の送信信号に変換し、前記複数の周波数Ｄ／Ｃに供給するデジタル信号のローカル信号と多重して伝送する構成であり、
前記アンテナ側で前記デジタル信号の送信信号およびローカル信号を分離し、該送信信号をアナログ信号に変換して前記アンテナに供給するとともに、前記周波数Ｄ／Ｃに対して前記デジタル信号のローカル信号をアナログ信号に変換して供給し、このローカル信号を用いて前記無線周波数の受信信号の周波数ダウンコンバートを行い、中間周波数の受信信号を前記分散アレー制御装置に伝送する構成である
ことを特徴とする分散アレーアンテナシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衛星通信用地球局装置として用いられる分散アレーアンテナシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
衛星通信は広範なサービスエリアをもつため、地上回線の使用が困難な海上の船舶、航空機などの移動体の通信手段として、またルーラルエリアなどのディジタルディバイド領域や災害時の通信環境構築に広く利用されている。衛星通信では、衛星局と地球局との間が 36000ｋｍ以上離れていて伝搬損失が大きく、伝送速度や伝送容量を向上させるために地球局の性能を向上させる必要がある。また、地球局装置のアンテナは、衛星局との間で見通しを確保する場所に設置する必要があるため必然的に屋外に置かれる。一方、モデムなどのその他の通信機器は、運用面や温度、湿度特性などの動作環境への対応の関係上、屋内に置かれることが多く、アンテナと通信機器との間を同軸ケーブルなどを介して数ｍから数百ｍ伝送する必要がある。
【０００３】
現在この衛星通信の地球局を高性能化する方法として、図６に示すように、複数のアンテナ１１−１〜１１−Ｎ（Ｎは２以上の整数）を連携して同時に送受信を行う分散アレーアンテナシステム（非特許文献１）が提案されている。モデム１２から出力される送信信号は、分散アレー制御装置１３、送信装置の周波数アップコンバータ（Ｕ／Ｃ）１４−１〜１４−Ｎを介してアンテナ１１−１〜１１−Ｎから送信される。アンテナ１１−１〜１１−Ｎの受信信号は、受信装置の周波数ダウンコンバータ（Ｄ／Ｃ）１５−１〜１５−Ｎ、分散アレー制御装置１３を介してモデム１２で受信処理される。
【０００４】
この分散アレーアンテナシステムの構成において、送信側では衛星アンテナの入力端で、受信側では屋内のモデムの入力端で、それぞれの送受信信号の位相が同相となるように分散アレー制御装置１３が送受信信号の分配・合成および位相制御を行い、合成後のＥＩＲＰ（実効放射電力）およびＧ／Ｔ（受信性能）を向上させている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】須崎  他，“複数アンテナを用いた船上地球局用追尾アンテナの検討”，2010年電子情報通信学会ソサイエティ大会，B-3-19
【非特許文献２】山本  他，“携帯電話の不感地帯を解消するＲＯＦリモート基地局”，東芝レビュー，Vol.59，No.11(2004)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
分散アレーアンテナシステムは、複数のアンテナ１１−１〜１１−Ｎに対して、それぞれ個々に周波数Ｕ／Ｃ１４−１〜１４−Ｎおよび周波数Ｄ／Ｃ１５−１〜１５−Ｎを備えている。例えばＫｕ帯の送信系では、周波数Ｕ／Ｃ１４−１〜１４−Ｎで 13.05ＧHzのローカル信号を用いて送信信号を0.95ＧHzから14ＧHzに周波数変換する。同様にＫｕ帯の受信系では、周波数Ｄ／Ｃ１５−１〜１５−Ｎで11.3ＧHzのローカル信号を用いて受信信号を 12.25ＧHzから0.95ＧHzに周波数変換している。この周波数 13.05ＧHz、11.3ＧHzのローカル信号は、各周波数Ｕ／Ｃおよび各周波数Ｄ／Ｃにそれぞれ接続される局部発振器において、共通の参照信号（例えば10ＭHz Ref信号）から生成される。
【０００７】
ここで、参照信号とローカル信号の周波数差が1000倍超であるため、各局部発振器間の分周等によるわずかな位相変動が蓄積されて、図７に示すように、時間経過とともに相対的な位相が変動してしまい、合成信号電力の低下や指向方向誤差の要因となってしまう。
【０００８】
一方、図８に示すように、複数のアンテナ１１−１〜１１−Ｎに対して、モデム側に配置した共通の周波数Ｕ／Ｃ１４および周波数Ｄ／Ｃ１５を用い、一括して周波数変換する構成がある。ただし、屋外のアンテナと屋内のモデムなどの通信機器の間を同軸ケーブルで接続する場合、この同軸ケーブルでＫｕ帯やＫａ帯などの高周波信号を伝送する必要が生じる。しかし、伝送による減衰量は高い周波数ほど大きくなるため、高周波信号の伝送距離が限られてしまい、置局設計の自由度が低下する。
【０００９】
また、減衰の少ない光ファイバを介して無線周波数信号を伝送するＲＯＦシステムを使用した場合でも、市販のものは５ＧHz程度までしか対応しておらず（非特許文献２）、Ｋｕ帯やＫａ帯などの高周波信号を伝送することは困難である。
【００１０】
本発明は、各アンテナの送受信信号間の相対的な位相変動を除去する分散アレーアンテナシステムにおいて、アンテナ側と分散アレー制御装置側との間の距離制限を緩和することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の発明は、複数のアンテナと、該複数のアンテナで送受信する送信信号および受信信号の分配・合成および位相制御を行う分散アレー制御装置とを離れた位置に備え、該分散アレー制御装置と該複数のアンテナとの間で、中間周波数の送信信号および受信信号を伝送する分散アレーアンテナシステムにおいて、アンテナ側に中間周波数の送信信号の周波数アップコンバートを行う複数の周波数Ｕ／Ｃと、無線周波数の受信信号の周波数ダウンコンバートを行う複数の周波数Ｄ／Ｃとを備え、分散アレー制御装置側に、複数の周波数Ｕ／Ｃおよび複数の周波数Ｄ／Ｃに供給する中間周波数帯のローカル信号を生成する局部発振器を備え、複数の周波数Ｕ／Ｃおよび複数の周波数Ｄ／Ｃに対して局部発振器で生成したローカル信号を供給し、複数の周波数Ｕ／Ｃおよび複数の周波数Ｄ／Ｃで、このローカル信号の高調波を用いて中間周波数の送信信号の周波数アップコンバートおよび無線周波数の受信信号の周波数ダウンコンバートを行う構成である。
【００１２】
第１の発明の分散アレーアンテナシステムにおいて、分散アレー制御装置と複数の周波数Ｕ／Ｃおよび複数の周波数Ｄ／Ｃとの間で、中間周波数の送信信号および受信信号と中間周波数帯のローカル信号を個別の伝送ケーブルを介して伝送する構成である。
【００１３】
第１の発明の分散アレーアンテナシステムにおいて、分散アレー制御装置と複数の周波数Ｕ／Ｃおよび複数の周波数Ｄ／Ｃとの間で、中間周波数の送信信号と該送信信号の周波数アップコンバートに用いる中間周波数帯のローカル信号とを同一の伝送ケーブルを介して伝送し、中間周波数の受信信号と無線周波数の受信信号の周波数ダウンコンバートに用いる中間周波数帯のローカル信号とを同一の伝送ケーブルを介して双方向に伝送する構成である。
【００１４】
第１の発明の分散アレーアンテナシステムにおいて、分散アレー制御装置と複数の周波数Ｕ／Ｃおよび複数の周波数Ｄ／Ｃとの間で、中間周波数の送信信号と、該送信信号の周波数アップコンバートに用いる中間周波数帯のローカル信号と、中間周波数の受信信号と、無線周波数の受信信号の周波数ダウンコンバートに用いる中間周波数帯のローカル信号とを同一の伝送ケーブルを介して双方向に伝送する構成である。
【００１５】
第１の発明の分散アレーアンテナシステムにおいて、分散アレー制御装置と複数の周波数Ｕ／Ｃおよび複数の周波数Ｄ／Ｃとの間で、中間周波数の送信信号と該送信信号の周波数アップコンバートに用いる中間周波数帯のローカル信号と無線周波数の受信信号の周波数ダウンコンバートに用いる中間周波数帯のローカル信号とを合波し、光信号に変換して光ファイバ伝送路を介して伝送し、アンテナ側で該光信号を電気信号に変換して分波し、中間周波数の送信信号と該送信信号の周波数アップコンバートに用いる中間周波数帯のローカル信号を周波数Ｕ／Ｃに入力し、無線周波数の受信信号の周波数ダウンコンバートに用いる中間周波数帯のローカル信号を周波数Ｄ／Ｃに入力し、周波数ダウンコンバートされた中間周波数の受信信号を光信号に変換して光ファイバ伝送路を介して伝送する構成である。
【００１６】
第２の発明は、複数のアンテナと、該複数のアンテナで送受信する送信信号および受信信号の分配・合成および位相制御を行う分散アレー制御装置とを離れた位置に備え、該分散アレー制御装置と該複数のアンテナとの間で、送信信号および受信信号を伝送する分散アレーアンテナシステムにおいて、アンテナ側に無線周波数の受信信号の周波数ダウンコンバートを行う複数の周波数Ｄ／Ｃを備え、分散アレー制御装置は、デジタル信号で中間周波数の無線信号を無線周波数の送信信号に変換し、複数の周波数Ｄ／Ｃに供給するデジタル信号のローカル信号と多重して伝送する構成であり、アンテナ側でデジタル信号の送信信号およびローカル信号を分離し、該送信信号をアナログ信号に変換してアンテナに供給するとともに、周波数Ｄ／Ｃに対してデジタル信号のローカル信号をアナログ信号に変換して供給し、このローカル信号を用いて無線周波数の受信信号の周波数ダウンコンバートを行い、中間周波数の受信信号を分散アレー制御装置に伝送する構成である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、中間周波数帯のローカル信号を分散アレー制御装置側から複数のアンテナ側に共通に分配することにより、各アンテナの送受信信号間の相対的な位相変動を除去して合成信号電力の低下や指向方向のずれを防ぐとともに、アンテナ側と分散アレー制御装置側との間の距離制限を緩和し、置局設計の自由度を向上させることができる。
【００１８】
また、中間周波数の受信信号をデジタル信号に変換する構成では、低い周波数のサンプリングレートのＡ／Ｄ変換器を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の分散アレーアンテナシステムの実施例１の構成を示す図である。
【図２】本発明の分散アレーアンテナシステムの実施例２の構成を示す図である。
【図３】本発明の分散アレーアンテナシステムの実施例３の構成を示す図である。
【図４】本発明の分散アレーアンテナシステムの実施例４の構成を示す図である。
【図５】本発明の分散アレーアンテナシステムの実施例５の構成を示す図である。
【図６】従来の分散アレーアンテナシステムの構成例を示す図である。
【図７】周波数アップ／ダウンコンバータで発生する位相差を示す図である。
【図８】従来の分散アレーアンテナシステムの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２０】
図１は、本発明の分散アレーアンテナシステムの実施例１の構成を示す。
図１において、モデム１２から出力される中間周波数の送信信号は、分散アレー制御装置１３を介して、アンテナ数Ｎ（Ｎは２以上の整数）に応じた送信装置の周波数Ｕ／Ｃ１４−１〜１４−Ｎに分配され、それぞれ周波数変換された送信信号がアンテナ１１−１〜１１−Ｎから送信される。アンテナ１１−１〜１１−Ｎの受信信号は、アンテナ数Ｎに応じた受信装置の周波数Ｄ／Ｃ１５−１〜１５−Ｎでそれぞれ無線周波数から中間周波数に周波数変換されて分散アレー制御装置１３に伝送され、合成された受信信号がモデム１２に入力して受信処理される。ここで、モデム１２および分散アレー制御装置１３と、アンテナ１１−１〜１１−Ｎ、周波数Ｕ／Ｃ１４−１〜１４−Ｎおよび周波数Ｄ／Ｃ１５−１〜１５−Ｎは、離れた位置にあって伝送ケーブルを介して接続される。
【００２１】
実施例１は以下に示す特徴を有する。ここでは、アンテナ１１−１〜１１−Ｎの送受信信号をＫｕ帯の14ＧHz、 12.25ＧHzとし、モデム１２で処理する送受信信号を１ＧHz帯の0.95ＧHzとする。モデム１２および分散アレー制御装置１３が設置される側には、発振周波数 1.305ＧHzの局部発振器１６および発振周波数 1.130ＧHzの局部発振器１７が備えられる。局部発振器１６は、伝送ケーブルを介して周波数Ｕ／Ｃ１４−１〜１４−Ｎに共通のローカル信号(1.305ＧHz）を供給する。局部発振器１７は、伝送ケーブルを介して周波数Ｄ／Ｃ１５−１〜１５−Ｎに共通のローカル信号(1.130ＧHz）を供給する。
【００２２】
周波数Ｕ／Ｃ１４−１〜１４−Ｎは、ハーモニックミキシングまたは逓倍器を用いてローカル信号(1.305ＧHz）の10倍高調波(13.05ＧHz）を生成し、送信信号を0.95ＧHzから14ＧHzに周波数アップコンバートする。ここで、周波数Ｕ／Ｃ１４−１〜１４−Ｎの出力部に14ＧHz帯のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１８を配置してもよい。
【００２３】
周波数Ｄ／Ｃ１５−１〜１５−Ｎは、ハーモニックミキシングまたは逓倍器を用いてローカル信号(1.130ＧHz）の10倍高調波(11.30ＧHz）を生成し、受信信号を 12.25ＧHzから0.95ＧHzに周波数ダウンコンバートする。ここで、周波数Ｄ／Ｃ１５−１〜１５−Ｎの出力部に１ＧHz帯のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１９を配置してもよい。
【００２４】
本実施例では、各ローカル信号がアンテナ１１−１〜１１−Ｎに対して共通であるため、アンテナ１１−１〜１１−Ｎの送受信信号間の相対的な位相変動を除去することができ、合成信号電力の低下や指向方向のずれを防ぎ、安定した通信が可能になる。
【００２５】
なお、実施例１では、送信装置として周波数Ｕ／Ｃ１４−１〜１４−ＮとＢＰＦ１８以外の構成、例えば増幅器などは省略し、受信装置として周波数Ｄ／Ｃ１５−１〜１５−ＮとＢＰＦ１９以外の構成、例えば増幅器などは省略している。
【実施例２】
【００２６】
図２は、本発明の分散アレーアンテナシステムの実施例２の構成を示す。
図２において、アンテナ１１−１〜１１−Ｎ、モデム１２、分散アレー制御装置１３、周波数Ｕ／Ｃ１４−１〜１４−Ｎ、周波数Ｄ／Ｃ１５−１〜１５−Ｎは、実施例１と同様である。
【００２７】
実施例２は以下に示す特徴を有する。ここでは、アンテナ１１−１〜１１−Ｎの送受信信号をＫｕ帯の14ＧHz、 12.25ＧHzとし、モデム１２で処理する送受信信号を１ＧHz帯の0.95ＧHzとする。モデム１２および分散アレー制御装置１３が設置される側には、発振周波数2.61ＧHzの局部発振器２１および発振周波数2.26ＧHzの局部発振器２２が備えられる。ここでは、実施例１の局部発振器１６，１７の２倍の発振周波数とするが、その他の発振周波数であってもよい。
【００２８】
局部発振器２１が周波数Ｕ／Ｃ１４−１〜１４−Ｎに共通に供給するローカル信号（2.61ＧHz）は、合波器２３で分散アレー制御装置１３から出力される送信信号（0.95ＧHz）と合波され、Ｎ本の伝送ケーブルを介して伝送される。伝送ケーブルの他端に配置される分波器２４は、ローカル信号と送信信号を分波して周波数Ｕ／Ｃ１４−１〜１４−Ｎに入力する。なお、分波器２４に代えて、ローカル信号を選択する２ＧHz帯ＢＰＦおよび送信信号を選択する１ＧHz帯ＢＰＦを用いてもよい。
【００２９】
局部発振器２２が周波数Ｄ／Ｃ１５−１〜１５−Ｎに共通に供給するローカル信号（2.26ＧHz）は、合分波器２５で分散アレー制御装置１３に入力する受信信号（0.95ＧHz）と合波され、Ｎ本の伝送ケーブルを介して伝送される。伝送ケーブルの他端に配置される合分波器２６は、周波数Ｄ／Ｃ１５−１〜１５−Ｎから出力される受信信号を伝送ケーブルに出力するとともに、ローカル信号を分波して周波数Ｄ／Ｃ１５−１〜１５−Ｎに入力する。なお、合分波器２６に代えて、ローカル信号を選択する２ＧHz帯ＢＰＦおよび送信信号を選択する１ＧHz帯ＢＰＦを用いてもよい。
【００３０】
周波数Ｕ／Ｃ１４−１〜１４−Ｎは、ハーモニックミキシングまたは逓倍器を用いてローカル信号（2.61ＧHz）の５倍高調波(13.05ＧHz）を生成し、送信信号を0.95ＧHzから14ＧHzに周波数アップコンバートする。ここで、周波数Ｕ／Ｃ１４−１〜１４−Ｎの出力部に14ＧHz帯のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１８を配置してもよい。
【００３１】
周波数Ｄ／Ｃ１５−１〜１５−Ｎは、ハーモニックミキシングまたは逓倍器を用いてローカル信号（2.26ＧHz）の５倍高調波(11.30ＧHz）を生成し、受信信号を 12.25ＧHzから0.95ＧHzに周波数ダウンコンバートする。
【実施例３】
【００３２】
図３は、本発明の分散アレーアンテナシステムの実施例３の構成を示す。
図３において、アンテナ１１−１〜１１−Ｎ、モデム１２、分散アレー制御装置１３、周波数Ｕ／Ｃ１４−１〜１４−Ｎ、周波数Ｄ／Ｃ１５−１〜１５−Ｎは、実施例１と同様である。
【００３３】
実施例３は以下に示す特徴を有する。ここでは、アンテナ１１−１〜１１−Ｎの送受信信号をＫｕ帯の14ＧHz、 12.25ＧHzとし、モデム１２で処理する送受信信号を１ＧHz帯の0.95ＧHz、0.75ＧHzとする。モデム１２および分散アレー制御装置１３が設置される側には、発振周波数 2.175ＧHzの局部発振器３１および発振周波数 2.875ＧHzの局部発振器３２が備えられる。
【００３４】
局部発振器３１が周波数Ｕ／Ｃ１４−１〜１４−Ｎに共通に供給するローカル信号(2.175ＧHz）と、局部発振器３２が周波数Ｄ／Ｃ１５−１〜１５−Ｎに共通に供給するローカル信号(2.875ＧHz）は、合分波器３３で分散アレー制御装置１３に入出力する送信信号（0.95ＧHz）および受信信号（0.75ＧHz）と合分波され、Ｎ本の伝送ケーブルを介して伝送される。伝送ケーブルの他端に配置される合分波器３４は、ローカル信号(2.175ＧHz）と送信信号を分波して周波数Ｕ／Ｃ１４−１〜１４−Ｎに入力し、周波数Ｄ／Ｃ１５−１〜１５−Ｎから出力される受信信号を伝送ケーブルに出力するとともに、ローカル信号(2.875ＧHz）を分波して周波数Ｄ／Ｃ１５−１〜１５−Ｎに入力する。
【００３５】
周波数Ｕ／Ｃ１４−１〜１４−Ｎは、ハーモニックミキシングまたは逓倍器を用いてローカル信号(2.175ＧHz）の６倍高調波(13.05ＧHz）を生成し、送信信号を0.95ＧHzから14ＧHzに周波数アップコンバートする。ここで、周波数Ｕ／Ｃ１４−１〜１４−Ｎの出力部に14ＧHz帯のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１８を配置してもよい。
【００３６】
周波数Ｄ／Ｃ１５−１〜１５−Ｎは、ハーモニックミキシングまたは逓倍器を用いてローカル信号(2.875ＧHz）の４倍高調波(11.50ＧHz）を生成し、受信信号を 12.25ＧHzから0.75ＧHzに周波数ダウンコンバートする。
【実施例４】
【００３７】
図４は、本発明の分散アレーアンテナシステムの実施例４の構成を示す。実施例４は、実施例３における伝送ケーブルを光ファイバ伝送路に置き換えた構成である。ただし、受信信号の周波数変換に用いるローカル信号(2.825ＧHz）を生成する局部発振器３５を用いる。本実施例の局部発振器３１，３５の発振周波数 2.175ＧHz、 2.825ＧHzは、実施例１の局部発振器１６，１７の５／３倍、５／２倍の発振周波数となる。
【００３８】
図４において、Ｎ個のアンテナに対応する送信信号（0.95ＧHz）とローカル信号(2.175ＧHz）とローカル信号(2.825ＧHz）をＮ個の合波器４１で合波し、Ｅ／Ｏ変換器４２で光信号に変換し、光スプリッタ４３を介して光ファイバ伝送路４４に入力する。光ファイバ伝送路４４を伝送された光信号は、光スプリッタ４５を介してＯ／Ｅ変換器４６で電気信号に変換し、分波器４７で送信信号（0.95ＧHz）とローカル信号(2.175ＧHz）とローカル信号(2.825ＧHz）を分波し、送信信号（0.95ＧHz）とローカル信号(2.175ＧHz）を周波数Ｕ／Ｃ１４−１〜１４−Ｎに入力し、ローカル信号(2.825ＧHz）を周波数Ｄ／Ｃ１５−１〜１５−Ｎに入力する。
【００３９】
周波数Ｕ／Ｃ１４−１〜１４−Ｎは、ハーモニックミキシングまたは逓倍器を用いてローカル信号(2.175ＧHz）の６倍高調波(13.05ＧHz）を生成し、送信信号を0.95ＧHzから14ＧHzに周波数アップコンバートする。
【００４０】
周波数Ｄ／Ｃ１５−１〜１５−Ｎは、ハーモニックミキシングまたは逓倍器を用いてローカル信号(2.825ＧHz）の４倍高調波(11.30ＧHz）を生成し、受信信号を 12.25ＧHzから0.95ＧHzに周波数ダウンコンバートする。
【００４１】
周波数Ｄ／Ｃ１５−１〜１５−Ｎから出力される受信信号（0.95ＧHz）は、１ＧHz帯ＢＰＦ１９を介してＥ／Ｏ変換器４８に入力して光信号に変換し、光スプリッタ４５を介して光ファイバ伝送路４４に入力する。光ファイバ伝送路４４を伝送された光信号は、モデム側の光スプリッタ４３を介してＯ／Ｅ変換器４９で電気信号に変換し、分散アレー制御装置１３に入力する。
【実施例５】
【００４２】
図５は、本発明の分散アレーアンテナシステムの実施例５の構成を示す。実施例５は、送受信信号およびローカル信号をデジタル信号として伝送する構成である。
【００４３】
図５において、モデム５１はデジタル信号の送受信信号を処理する。分散アレー制御装置５２は、内部のＤＤＳ（ダイレクト・デジタル・シンセサイザ）により送受信信号の分配・合成・位相制御を行う。ここでは、モデム５１から分散アレー制御装置５２に入力する中間周波数の送信信号（0.95ＧHz）から直接、無線周波数の送信信号（14ＧHz）を生成し、送信信号の振幅、位相の情報を含めて例えば多ビットのデジタル信号としてアンテナ側に伝送する。なお、実施例５では当該デジタル信号をＥ／Ｏ変換器、光ファイバ伝送路、Ｏ／Ｅ変換器を介して光信号として伝送する。デジタル信号の伝送であるので、アナログ信号のＥ／Ｏ変換、Ｏ／Ｅ変換と比べて線形性の低い光源から生成することが可能である。
【００４４】
また、分散アレー制御装置５２は、ＤＤＳによりアンテナ側で周波数ダウンコンバートに用いるデジタル信号のローカル信号 (11.3ＧHz）を生成し、デジタル信号の送信信号（14ＧHz）に多重化する。多重化伝送されたデジタル信号の送信信号（14ＧHz）とローカル信号 (11.3ＧHz）は、アンテナ側のデマルチプレクサ５３で分離され、デジタル信号の送信信号はＤ／Ａ変換器５４でアナログ信号の送信信号（14ＧHz）に変換されてアンテナ１１−１〜１１−Ｎに供給される。
【００４５】
デジタル信号のローカル信号 (11.3ＧHz）は、Ｄ／Ａ変換器５５でアナログ信号のローカル信号 (11.3ＧHz）に変換され、周波数Ｄ／Ｃ１５−１〜１５−Ｎに入力する。周波数Ｄ／Ｃ１５−１〜１５−Ｎは、受信信号を 12.25ＧHzから0.95ＧHzに周波数ダウンコンバートする。この受信信号（0.95ＧHz）は、１ＧHz帯ＢＰＦ１９を介してＡ／Ｄ変換器５６に入力してデジタル信号に変換され、伝送ケーブルを介して分散アレー制御装置５２に伝送され、所定の処理を行ってモデム５１に入力される。なお、実施例５では、中間周波数の受信信号（0.95ＧHz）を電気信号として伝送しているが、光信号に変換して伝送してもよい。その場合には、１本の光ファイバ伝送路で双方向の伝送が可能である。また、Ａ／Ｄ変換器５６を分散アレー制御装置５２に配置し、中間周波数の受信信号（0.95ＧHz）をアナログ信号のまま、電気信号または光信号として伝送する構成でもよい。
【００４６】
また、１ＧHz帯の中間周波数の受信信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器５６は、ナイキスト定理を満たす２ＧHz程度のサンプリングレートのものを用いることができ、無線周波数の受信信号(12.25ＧHz）をデジタル信号に変換する場合に比べて安価なものを用いることができる。
【符号の説明】
【００４７】
１１  アンテナ
１２  モデム
１３  分散アレー制御装置
１４  周波数アップコンバータ（Ｕ／Ｃ）
１５  周波数ダウンコンバータ（Ｄ／Ｃ）
１６  局部発振器（1.305 ＧHz）
１７  局部発振器（1.130 ＧHz）
１８  １４ＧHz帯のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
１９  １ＧHz帯のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
２１  局部発振器（2.61ＧHz）
２２  局部発振器（2.26ＧHz）
２３  合波器
２４  分波器
２５，２６  合分波器
３１  局部発振器（2.175 ＧHz）
３２  局部発振器（2.875 ＧHz）
３３，３４  合分波器
３５  局部発振器（2.825 ＧHz）
４１  合波器
４２，４８  Ｅ／Ｏ変換器
４３，４５  光スプリッタ
４４  光ファイバ伝送路
４６，４９  Ｏ／Ｅ変換器
４７  分波器
５１  モデム
５２  分散アレー制御装置
５３  デマルチプレクサ
５４，５５  Ｄ／Ａ変換器
５６  Ａ／Ｄ変換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図７】
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