(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半二重通信を行なうＬＡＮ送受信機にケーブルを介して接続されるアンテナの給電点側に挿入される無線ＬＡＮ用ブースタにおいて、
一方向化素子により送信経路と受信経路を構成する手段と、
上記受信経路に配置され、上記ケーブルによる受信信号の損失を補償する高周波増幅器と、
上記受信経路を上記アンテナに接続あるいは開放する高周波切換スイッチと、上記ＬＡＮ送受信機による送信信号の有無を検出し、送信信号が有る場合は上記受信経路をアンテナから切離し、送信信号が無い場合には上記受信経路をアンテナに接続するように上記高周波切換スイッチを切換え制御する手段と
を具備したことを特徴とする無線ＬＡＮ用ブースタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、長距離伝送用の無線ＬＡＮ用ブースタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来における長距離伝送用の無線ＬＡＮシステムは、図４に示すように構成されている。図４において、１は例えば指向性アンテナ、２はＬＡＮ送受信機で、上記指向性アンテナ１とＬＡＮ送受信機２との間は、ケーブル３により接続される。
【０００３】
上記の構成において、指向性アンテナ１で受信された信号は、矢印Ｂで示すようにケーブル３を介してＬＡＮ送受信機２へ送られる。また、ＬＡＮ送受信機２から出力される送信信号は、矢印Ａで示すようにケーブル３を介して指向性アンテナ１へ送られ、この指向性アンテナ１より空間へ放射される。
【０００４】
この場合、ケーブル３が長くなると、伝送損失が大きくなるので、従来では上り信号（送信信号）については、指向性アンテナ１の給電端で所定のレベルが得られるようにＬＡＮ送受信機２の出力信号レベルを設定している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように従来では、上り信号については、指向性アンテナ１の給電端で所定のレベルが得られるようにＬＡＮ送受信機２の出力信号レベルを上げてケーブル３の損失を補正しているが、下り信号については特に損失補正は行なっていない。
【０００６】
この場合、ケーブル３の損失をＬ０  、下り信号に対するＬＡＮ送受信機２の雑音指数をＦ０  とすると、指向性アンテナ１からＬＡＮ送受信機２方向を見た雑音指数Ｆは、
Ｆ＝Ｆ０  ／Ｌ０
に劣化する。上記のように従来の無線ＬＡＮでは、送信信号についてはケーブル損失を補正できるが、受信信号については補正手段がなく、ケーブル損失の影響を受けて雑音指数が劣化するという問題があった。上記雑音指数の劣化は、伝送可能距離を縮めることになり、長距離伝送を行なう場合に問題となる。
【０００７】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、受信動作時におけるケーブル損失を補正でき、長距離伝送を可能とする無線ＬＡＮ用ブースタを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、半二重通信を行なうＬＡＮ送受信機にケーブルを介して接続されるアンテナの給電点側に挿入される無線ＬＡＮ用ブースタにおいて、一方向化素子により送信経路と受信経路を構成する手段と、上記受信経路に配置され、上記ケーブルによる受信信号の損失を補償する高周波増幅器と、上記受信経路を上記アンテナに接続あるいは開放する高周波切換スイッチと、上記ＬＡＮ送受信機による送信信号の有無を検出し、送信信号が有る場合は上記受信経路をアンテナから切離し、送信信号が無い場合には上記受信経路をアンテナに接続するように上記高周波切換スイッチを切換え制御する手段とを具備したことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態に係る無線ＬＡＮ用ブースタの構成図である。図１に示すように例えば指向性を持つアンテナ１とＬＡＮ送受信機２を接続するケーブル３に無線ＬＡＮ用ブースタ１０が挿入される。この場合、無線ＬＡＮ用ブースタ１０は、指向性アンテナ１の給電点側に設けられる。
【００１１】
上記無線ＬＡＮ用ブースタ１０には、一方向化素子、例えばサーキュレータ１１、方向性結合器１２、サーキュレータ１３が直列に設けられる。上記サーキュレータ１１は、入出力端子ａがケーブル３に接続され、入出力端子ｂが方向性結合器１２を介してサーキュレータ１３の入出力端子ａに接続される。このサーキュレータ１３は、入出力端子ｂが指向性アンテナ１の給電点に接続され、入出力端子ｃが高周波切換スイッチ１４の入力端子ｏに接続される。
【００１２】
また、上記方向性結合器１２の結合端子には、検波器１５が接続され、その検波出力が直流増幅器１６により増幅されて上記高周波切換スイッチ１４の制御端子ｃに入力される。
【００１３】
上記高周波切換スイッチ１４は、サーキュレータ１３から入力端子ｏに入力された信号を制御端子ｃに与えられる制御信号に応じて出力端子ａとｂに切換えて出力する。すなわち、高周波切換スイッチ１４は、制御信号が“Ｌ”レベルのときは入力信号を出力端子ａ側に出力し、制御信号が“Ｈ”レベルのときは入力信号を出力端子ｂに出力する。この出力端子ｂは、終端抵抗１７を介して接地される。また、出力端子ａから取り出される信号は、高周波増幅器、例えば低雑音増幅器（ＬＮＡ）１８で増幅されてサーキュレータ１１の入出力端子ｃに入力される。上記直流増幅器１６及び低雑音増幅器１８には、直流電源１９より例えば３Ｖ、１５ｍＡ程度の動作電力が供給される。
【００１４】
上記直流電源１９は、一般的には図２に示すように商用交流電源を整流回路２１で整流して直流電源を得る構成となっている。
【００１５】
また、上記直流電源１９としては、その他、例えば図３に示すようにバッテリ２２と太陽電池２３を併用する構成としても良い。この場合、太陽電池２３の出力を逆流阻止用のダイオード２４を介してバッテリ２２に供給している。すなわち、太陽電池２３から充分な電力が得られる場合に、太陽電池２３の出力電力によりバッテリ２２を充電し、バッテリ２２の寿命特性を良好なものにしている。
【００１６】
次に上記実施形態の動作を説明する。ＬＡＮ送受信機２から送信信号が出力されると、この信号は矢印Ａで示すようにケーブル３を介して無線ＬＡＮ用ブースタ１０のサーキュレータ１１に入力される。このサーキュレータ１１に入力された信号は、方向性結合器１２及びサーキュレータ１３を介して指向性アンテナ１へ送られ、この指向性アンテナ１から外部へ送信される。
【００１７】
また、上記サーキュレータ１１から出力される信号は、方向性結合器１２に結合している検波器１５に入力され、その検波出力が直流増幅器１６で増幅されて“Ｈ”レベルの信号が高周波切換スイッチ１４の制御端子ｃに入力される。この結果、高周波切換スイッチ１４の入力端子ｏが出力端子ｂ側に切換えられ、サーキュレータ１３の入出力端子ｃが終端抵抗１７を介して接地される。
【００１８】
上記サーキュレータ１３の入出力端子ｃを終端抵抗１７にて接地することにより、指向性アンテナ１の給電点におけるアンテナ不整合時の反射電力を吸収すると共に、送信時のサーキュレータ１３自体の端子間逆結合信号を終端消費する作用を有する。また、サーキュレータ１３と低雑音増幅器１８との間を高周波切換スイッチ１４により切り離すことにより、サーキュレータ１３における端子間逆結合信号が低雑音増幅器１８に印加されるのを阻止する。
【００１９】
上記のようにしてＬＡＮ送受信機２が信号を出力した場合には、ＬＡＮ送受信機２から指向性アンテナ１への一方向の送信経路が形成される。従って、この送信モードにおいて、指向性アンテナ１の給電点における信号レベルが所定のレベルとなるように、すなわち、ケーブル３の損失及び無線ＬＡＮ用ブースタ１０のサーキュレータ１１、方向性結合器１２、サーキュレータ１３の損失を補償するようにＬＡＮ送受信機２の出力レベルを設定する。
【００２０】
また、ＬＡＮ送受信機２が受信モードとなった場合には、ＬＡＮ送受信機２から送信信号が出力されないので、送信経路に接続されている検波器１５の出力信号がなく、直流増幅器１６から“Ｌ”レベルの信号が高周波切換スイッチ１４の制御端子ｃに入力される。このため高周波切換スイッチ１４の入力端子ｏは、出力端子ａ側に切換えられ、指向性アンテナ１により受信された信号がサーキュレータ１３、高周波切換スイッチ１４を介して低雑音増幅器１８に入力される。そして、この低雑音増幅器１８で増幅された信号がサーキュレータ１１からケーブル３へ出力され、矢印Ｂで示すようにＬＡＮ送受信機２へ送られる。
【００２１】
上記のようにＬＡＮ送受信機２が受信モードとなったときには、指向性アンテナ１とＬＡＮ送受信機２との間に低雑音増幅器１８が挿入され、指向性アンテナ１の受信信号が低雑音増幅器１８で増幅されてケーブル３による損失分が補償される。
【００２２】
上記したように半二重通信時中の受信用に低雑音増幅器１８を動作させることにより、ケーブル損失Ｌ０  の影響を軽減し、雑音指数の劣化を抑えることができる。サーキュレータ１３と高周波切換スイッチ１４の損失をＬ１  とし、低雑音増幅器１８の雑音指数をＦａ  利得をＧａ  とすると、このときのアンテナ給電点からの総合雑音指数ＦＬＮＡ  は、
ＦＬＮＡ  ＝（Ｆａ  ／Ｌ１  ）＋｛（Ｆ０  −１）／（Ｌ１  ・Ｌ０  ・Ｇａ  ）｝
である。
【００２３】
ここで、従来におけるケーブル３のみで接続した場合のＦ＝Ｆ０  ／Ｌ０  と、本発明のように低雑音増幅器１８を介して接続した場合の総合雑音指数ＦＬＮＡ  とを比較してみる。
【００２４】
まず、Ｌ１  はサーキュレータ１３と高周波切換スイッチ１４の損失で、約１ｄＢ（≒０．７９）、また、ケーブル損失Ｌ０  は約１０ｍ程度で１０ｄＢ（０．１）とする。
【００２５】
ここで、低雑音増幅器１８の雑音指数を２０ｄＢ（約１００倍）に設定すると、雑音指数Ｆは、
0003587688.tif 000002
となる。従って、受信動作時に、低雑音増幅器１８を挿入して信号を増幅することにより、入力換算での雑音指数の劣化を改善でき、長距離伝送時のケーブル損失による距離短縮を最小にすることができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、ＬＡＮ送受信機とアンテナとをケーブルにより接続した無線ＬＡＮにおいて、一方向化素子により送信経路と受信経路を構成すると共に該受信経路に高周波増幅器を配置し、上記ＬＡＮ送受信機による送信信号の有無を検出して送信経路と受信経路とを切換え、上記ＬＡＮ送受信機の受信モード時にアンテナ受信信号を高周波増幅器で増幅してＬＡＮ送受信機に入力するようにしたので、受信動作時における雑音指数の劣化を改善でき、長距離伝送時のケーブル損失による距離短縮を最小にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線ＬＡＮ用ブースタの構成を示す図。
【図２】同実施形態における直流電源の構成例を示す図。
【図３】同実施形態における直流電源の他の構成例を示す図。
【図４】従来の無線ＬＡＮの概略構成を示す図。
【符号の説明】
１  指向性アンテナ
２  ＬＡＮ送受信機
３  ケーブル
１０  無線ＬＡＮ用ブースタ
１１  サーキュレータ
１２  方向性結合器
１３  サーキュレータ
１４  高周波切換スイッチ
１５  検波器
１６  直流増幅器
１７  終端抵抗
１８  低雑音増幅器
１９  直流電源
２１  整流回路
２２  バッテリ
２３  太陽電池
【図１】
0003587688.tif 000003
【図２】
0003587688.tif 000004
【図３】
0003587688.tif 000005
【図４】
0003587688.tif 000006