(57)【要約】【課題】基地局との距離の近い加入者局が送信あるいは受信する際に、基地局あるいは加入者局の受信側回路に過大な入力信号が到来するのを防ぐための簡単な回路で価格の安いアンテナ用スイッチの制御装置を提供する。【解決手段】スイッチ内の接触していない接点間の伝播で生ずる信号の損失により、アンテナから送信する信号レベルまたはアンテナから受信する信号レベルの少なくとも一方を低減するようにスイッチを制御するスイッチ制御手段を備える。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチ内の接触していない接点間の伝播で生ずる信号の損失により、アンテナから送信する信号レベルまたはアンテナから受信する信号レベルの少なくとも一方を低減するように前記スイッチを制御するスイッチ制御手段を備えることを特徴とするアンテナ用スイッチの制御装置。
【請求項２】
前記スイッチ制御手段は、送信時にアンテナとの接続端子を受信回路の接続端子に接続するように前記スイッチを制御することを特徴とする請求項１記載のアンテナ用スイッチの制御装置。
【請求項３】
前記スイッチ制御手段は、受信時にアンテナとの接続端子を送信回路の接続端子に接続するように前記スイッチを制御することを特徴とする請求項１記載のアンテナ用スイッチの制御装置。
【請求項４】
前記スイッチ制御手段は、受信回路の接続端子と送信回路の接続端子の何れもと異なる端子にアンテナとの接続端子を接続するように前記スイッチを制御することを特徴とする請求項１記載のアンテナ用スイッチの制御装置。
【請求項５】
前記スイッチ制御手段は、前記アンテナの受信レベルの検出結果に応じて前記スイッチの接続を制御することを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３または請求項４記載のアンテナ用スイッチの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアンテナの送受信を切り替えるアンテナ用スイッチの制御装置に係り、特にアンテナより送信する信号レベルまたはアンテナから受信する信号レベルを低減させるアンテナ用スイッチの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のインターネットサービスの爆発的な普及に伴い、安価で高速かつ大容量の伝送を実現するアクセス網が要望されている。有線系のアクセス網は、集合住宅や過疎地での設置条件による制約のために敷設できないことがあり、無線で超高速通信を行う加入者系無線アクセスが注目されている。
【０００３】
加入者系無線アクセスでは、基地局を中心に半径数ｋｍ以内の通信エリア内に複数の加入者局をほぼ固定的に配置し、基地局と加入者局との間で通信が行われる。この場合の基地局と加入者局との間の距離は、加入者局の設置条件により様々となり、基地局と加入者局との間の距離が近い場合には、基地局あるいは加入者局の受信側回路に過大な入力信号が到来し、受信回路における不具合を生ずることがある。
【０００４】
図８は基地局と加入者局の配置位置の説明図である。基地局１００から送信された電波１０１は、通信エリア１０２内の加入者局１１０と加入者局１２０とに到達する。加入者局１１０と加入者局１２０とに到達するそれぞれの電波の信号レベルは、基地局１００とそれぞれの加入者局との間の距離により定まり、数１で表される空間伝播損失分だけ減衰する。
【０００５】
空間伝播損失（ｄＢ）＝２０ｌｏｇ（４πｄｆ／ｃ）・・・（数１）
ただし、ｄは距離（ｍ）、ｆは電波の周波数（Ｈｚ）、ｃは光速（ｍ／ｓ）
【０００６】
基地局１００との距離が近い加入者局１１０では、基地局１００からの電波１０１の空間伝播損失が小さいために強電界の電波を受信することとなる。このことにより、加入者局１１０の受信側回路に過大な入力信号が到来し、受信回路における回路素子の飽和により信号歪が生じ、線形性を保つことができなくなり、受信障害を引き起こす。
【０００７】
さらに、最悪の場合には大入力の信号により回路素子の損傷などを招く虞もある。また、加入者局１１０から送信される電波１１１を基地局１００が受信する際の基地局１００の受信回路においても、同様な現象を生ずる虞がある。
【０００８】
以上の説明における線形性を確保するためには受信側のダイナミックレンジを狭めることが必要であり、加入者局では、基地局との距離に応じて可変増幅器あるいは可変減衰器を用い、送信出力レベル制御あるいは受信利得制御を行うように構成したものが従来から知られている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の送信出力レベル制御あるいは受信利得制御において必要なダイナミックレンジを確保するためには、可変増幅器あるいは可変減衰器を用いて制御する必要があり、回路が複雑化して装置のコストアップを招くという課題がある。
【００１０】
この発明はこの課題を解決するためになされたもので、その目的は簡単な回路で価格の安いアンテナ用スイッチの制御装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するためにこの発明に係るアンテナ用スイッチの制御装置は、スイッチ内の接触していない接点間の伝播で生ずる信号の損失により、アンテナから送信する信号レベルまたはアンテナから受信する信号レベルの少なくとも一方を低減するようにスイッチを制御するスイッチ制御手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
この発明に係るアンテナ用スイッチの制御装置は、アンテナから送信する信号レベルまたはアンテナから受信する信号レベルの少なくとも一方を低減するようにスイッチを制御するので、受信側のダイナミックレンジを狭める装置を簡単な回路で安価に実現することができる。
【００１３】
また、この発明に係るスイッチ制御手段は、送信時にアンテナとの接続端子を受信回路の接続端子に接続するようにスイッチを制御することを特徴とする。
【００１４】
さらに、この発明に係るスイッチ制御手段は、受信時にアンテナとの接続端子を送信回路の接続端子に接続するようにスイッチを制御することを特徴とする。
【００１５】
また、この発明に係るスイッチ制御手段は、受信回路の接続端子と送信回路の接続端子の何れもと異なる端子にアンテナとの接続端子を接続するようにスイッチを制御することを特徴とする。
【００１６】
この発明に係るスイッチ制御手段は、送信時にアンテナとの接続端子を受信回路の接続端子に接続、受信時にアンテナとの接続端子を送信回路の接続端子に接続または受信回路の接続端子と送信回路の接続端子の何れもと異なる端子にアンテナとの接続端子を接続するようにスイッチを制御するので、送信時および受信時の信号をスイッチ内の接点間アイソレーションにより減衰させることができ、基地局との距離の近い加入者局が送信あるいは受信する際に、基地局あるいは加入者局の受信側回路に過大な入力信号が到来するのを防ぐことができる。
【００１７】
さらに、この発明に係るスイッチ制御手段は、アンテナの受信レベルの検出結果に応じてスイッチの接続を制御することを特徴とする。
【００１８】
この発明に係るスイッチ制御手段は、アンテナの受信レベルの検出結果に応じてスイッチの接続を制御するので、マニュアルスイッチあるいは外部よりの設定動作などに基づいて距離に対応したスイッチ制御手段を設定する必要がなく、スイッチ制御手段の設定が簡便になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。なお、基地局と加入者局とは、図８を参照する。図１はこの発明に係るアンテナ用スイッチの制御装置の第一実施の形態構成図である。（ａ）図に基地局１００との距離が近い加入者局１１０における送信時の回路を示す。スイッチ制御手段１の出力２は、スイッチ３ａ内の可動片５を動作させ、スイッチ３ａの内部の接点４を接点６に接触させる。送信回路８からの送信信号９は、経路１１ａに示すスイッチ３ａの接続端子７０と接続端子４０とを経由してアンテナ１０から電波として送信される。接点７と接点４は、可動片５により接続されてはいないが、信号は経路１１ａにおいて接点間アイソレーション分だけ減衰して伝達される。この接点間アイソレーションは、スイッチ３ａの内部構造や材質、送信信号９の周波数などによって定まる。
【００２０】
（ｂ）図に基地局１００との距離が近い加入者局１１０における受信時の回路を示す。スイッチ制御手段１の出力２は、スイッチ３ａ内の可動片５を動作させ、スイッチ３ａの内部の接点４を接点７に接触させる。アンテナ１０からの受信信号は、経路１２ａに示すスイッチ３ａの接続端子４０と接続端子６０とを経由して受信回路１４の受信信号１３となる。接点４と接点６は、可動片５により接続されてはいないが、信号は経路１２ａにおいて接点間アイソレーション分だけ減衰して伝達される。この接点間アイソレーションは、スイッチ３ａの内部構造や材質、受信信号１３の周波数などによって定まる。
【００２１】
以上説明したように、この発明に係るアンテナ用スイッチの制御装置は、基地局１００との距離が近い加入者局１１０における送信時および受信時の信号をスイッチ内の接点間アイソレーションにより減衰させるように動作する。したがって、基地局あるいは加入者局の受信側回路に過大な入力信号が到来するのを防ぐことができる。
【００２２】
図２はこの発明に係るアンテナ用スイッチの制御装置の第二実施の形態構成図である。（ａ）図に基地局１００との距離が遠い加入者局１２０における送信時の回路を示す。スイッチ制御手段１の出力２は、スイッチ３ａ内の可動片５を動作させ、スイッチ３ａの内部の接点４を接点７に接触させる。送信回路８からの送信信号９は、経路１１ｂに示すスイッチ３ａの接続端子７０と接続端子４０とを経由してアンテナ１０から電波として送信される。接点７と接点４は、可動片５により接続されており、信号は経路１１ｂにおいて減衰することなく伝達される。
【００２３】
（ｂ）図に基地局１００との距離が遠い加入者局１２０における受信時の回路を示す。スイッチ制御手段１の出力２は、スイッチ３ａ内の可動片５を動作させ、スイッチ３ａの内部の接点４を接点６に接触させる。アンテナ１０からの受信信号は、経路１２ｂに示すスイッチ３ａの接続端子４０と接続端子６０とを経由して受信回路１４の受信信号１３となる。接点４と接点６は、可動片５により接続されており、信号は経路１２ｂにおいて減衰することなく伝達される。
【００２４】
以上説明したように、この発明に係るアンテナ用スイッチの制御装置は、基地局１００との距離が遠い加入者局１２０における送信時および受信時の信号を減衰させることなく動作する。
【００２５】
図３はこの発明に係るアンテナ用スイッチの制御装置の第三実施の形態構成図である。（ａ）図に基地局１００との距離が近い加入者局１１０における送信時の回路を示す。スイッチ制御手段１の出力２は、スイッチ３ｂ内の可動片５を動作させ、スイッチ３ｂの内部の接点４を孤立した接点１５に接触させる。送信回路８からの送信信号９は、経路１１ｃに示すスイッチ３ｂの接続端子７０と接続端子４０とを経由してアンテナ１０から電波として送信される。接点７と接点４は、可動片５により接続されてはいないが、信号は経路１１ｃにおいて接点間アイソレーション分だけ減衰して伝達される。この接点間アイソレーションは、スイッチ３ｂの内部構造や材質、送信信号９の周波数などによって定まる。
【００２６】
（ｂ）図に基地局１００との距離が近い加入者局１１０における受信時の回路を示す。スイッチ制御手段１の出力２は、スイッチ３ｂ内の可動片５を動作させ、スイッチ３ｂの内部の接点４を孤立した接点１５に接触させる。アンテナ１０からの受信信号は、経路１２ｃに示すスイッチ３ｂの接続端子４０と接続端子６０とを経由して受信回路１４の受信信号１３となる。接点６と接点４は、可動片５により接続されてはいないが、信号は経路１２ｃにおいて接点間アイソレーション分だけ減衰して伝達される。この接点間アイソレーションは、スイッチ３ｂの内部構造や材質、受信信号１３の周波数などによって定まる。
【００２７】
以上説明したように、この発明に係るアンテナ用スイッチの制御装置は、基地局１００との距離が近い加入者局１１０における送信時および受信時の信号をスイッチ内の接点間アイソレーションにより減衰させるように動作する。したがって、基地局あるいは加入者局の受信側回路に過大な入力信号が到来するのを防ぐことができる。
【００２８】
図４はこの発明に係るアンテナ用スイッチの制御装置の第四実施の形態構成図である。
（ａ）図に基地局１００との距離が遠い加入者局１２０における送信時の回路を示す。スイッチ制御手段１の出力２は、スイッチ３ｂ内の可動片５を動作させ、スイッチ３ｂの内部の接点４を接点７に接触させる。送信回路８からの送信信号９は、経路１１ｄに示すスイッチ３ｂの接続端子７０と接続端子４０とを経由してアンテナ１０から電波として送信される。接点７と接点４は、可動片５により接続されており、信号は経路１１ｄにおいて減衰することなく伝達される。
【００２９】
（ｂ）図に基地局１００との距離が遠い加入者局１２０における受信時の回路を示す。スイッチ制御手段１の出力２は、スイッチ３ｂ内の可動片５を動作させ、スイッチ３ｂの内部の接点４を接点６に接触させる。アンテナ１０からの受信信号は、経路１２ｄに示すスイッチ３ｂの接続端子４０と接続端子６０とを経由して受信回路１４の受信信号１３となる。接点４と接点６は、可動片５により接続されており、信号は経路１２ｄにおいて減衰することなく伝達される。
【００３０】
以上説明したように、この発明に係るアンテナ用スイッチの制御装置は、基地局１００との距離が遠い加入者局１２０における送信時および受信時の信号を減衰させることなく動作する。
【００３１】
次に、スイッチ制御手段１について説明する。図１〜図４で説明したようにスイッチ制御手段１は、基地局１００と加入者局１１０（加入者局１２０）との距離に応じてスイッチ３ａまたはスイッチ３ｂの動作を制御する。ここには明示しないスイッチ制御手段１内のマニュアルスイッチあるいは外部よりの設定動作などに基づいて距離に対応したスイッチ制御手段１の設定を行う。あるいは、以下に説明するように受信信号レベルを検出し、この結果に基づいてスイッチ制御手段１の設定を行う。
【００３２】
図５はこの発明に係る受信回路の一実施の形態ブロック構成図である。受信回路１４内の受信電界検出部１６により受信信号１３の信号レベル１８を検出する。信号レベル１８は基地局１００と加入者局１１０（加入者局１２０）との距離に応じた信号レベルなので、信号レベル１８を受信電界判定部１７により判定し、判定結果１９を得る。判定結果１９は、スイッチ制御手段１に対して基地局１００と加入者局１１０（加入者局１２０）との距離情報を与えることになる。スイッチ制御手段１は、判定結果１９に応じてスイッチ３ａを図１（ａ）または（ｂ）のように動作させるか、図２（ａ）または（ｂ）のように動作させるかを定める。あるいは、スイッチ制御手段１は、判定結果１９に応じてスイッチ３ｂを図３（ａ）または（ｂ）のように動作させるか、図４（ａ）または（ｂ）のように動作させるかを定める。
【００３３】
図６はこの発明に係る受信回路の別実施の形態構成図である。受信電界検出部１６の入力をアンテナ１０からの受信信号２０とする構成であり、動作は図５の説明と同じである。
【００３４】
以上の説明から分かるように図５または図６の構成では、受信信号の信号レベルを検出するので、マニュアルスイッチあるいは外部よりの設定動作などに基づいて距離に対応したスイッチ制御手段１の設定を行う必要がない。
【００３５】
なお、以上の構成では受信電界検出部１６および受信電界判定部１７を受信回路１４内に設ける構成としたが、受信回路１４の外部に設けてもよい。
【００３６】
次に、具体的な数値例を使って、信号レベルの変化を説明する。図７はこの発明に係る送信信号のレベルダイヤグラムである。基地局１００と加入者局１１０との間の距離を５０ｍ、基地局１００と加入者局１２０との間の距離を３ｋｍ、使用周波数を２６ＧＨｚとすると、空間伝播損失はそれぞれ約９５ｄＢ、約１３０ｄＢとなる。なお、基地局１００のアンテナ利得を２０ｄＢ、加入者局１１０、１２０のアンテナ利得を３５ｄＢとする。
【００３７】
（ａ）にこの発明によるスイッチ制御を用いない場合のレベルダイヤグラムを示す。加入者局１１０の送信信号のレベル変化１１２ａと加入者局１２０の送信信号のレベル変化１２２をそれぞれ実線と破線で表す。加入者局１１０、１２０の送信出力を２０ｄＢｍとすると、基地局１００において、それぞれ約−２０ｄＢｍ、約−５５ｄＢｍの受信電力となる。感度点が約−８０ｄＢｍであるため、加入者局１１０が支障なく通信するためには、約６０ｄＢ以上のダイナミックレンジが必要となる。
【００３８】
（ｂ）にこの発明によるスイッチ制御を用いた場合のレベルダイヤグラムを示す。加入者局１１０の送信信号のレベル変化１１２ｂと加入者局１２０の送信信号のレベル変化１２２をそれぞれ実線と破線で表す。接点間アイソレーションによる減衰が３０ｄＢであるようなスイッチ３ａまたはスイッチ３ｂを加入者局１１０に用いると、加入者局１１０の送信出力は−１０ｄＢｍとなり、その結果、基地局１００において、約−５０ｄＢｍの受信電力となる。（ｂ）図に示すように（ａ）図に比べてダイナミックレンジを約３０ｄＢ低減することができ、通信障害を防止することができるようになる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係るアンテナ用スイッチの制御装置は、アンテナから送信する信号レベルまたはアンテナから受信する信号レベルの少なくとも一方を低減するようにスイッチを制御するので、受信側のダイナミックレンジを狭める装置を簡単な回路で安価に実現することができる。
【００４０】
また、この発明に係るスイッチ制御手段は、送信時にアンテナとの接続端子を受信回路の接続端子に接続、受信時にアンテナとの接続端子を送信回路の接続端子に接続または受信回路の接続端子と送信回路の接続端子の何れもと異なる端子にアンテナとの接続端子を接続するようにスイッチを制御するので、送信時および受信時の信号をスイッチ内の接点間アイソレーションにより減衰させることができ、基地局との距離の近い加入者局が送信あるいは受信する際に、基地局あるいは加入者局の受信側回路に過大な入力信号が到来するのを防ぐことができる。
【００４１】
さらに、この発明に係るスイッチ制御手段は、アンテナの受信レベルの検出結果に応じてスイッチの接続を制御するので、マニュアルスイッチあるいは外部よりの設定動作などに基づいて距離に対応したスイッチ制御手段を設定する必要がなく、スイッチ制御手段の設定が簡便になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るアンテナ用スイッチの制御装置の第一実施の形態構成図
【図２】この発明に係るアンテナ用スイッチの制御装置の第二実施の形態構成図
【図３】この発明に係るアンテナ用スイッチの制御装置の第三実施の形態構成図
【図４】この発明に係るアンテナ用スイッチの制御装置の第四実施の形態構成図
【図５】この発明に係る受信回路の一実施の形態ブロック構成図
【図６】この発明に係る受信回路の別実施の形態構成図
【図７】この発明に係る送信信号のレベルダイヤグラム
【図８】基地局と加入者局の配置位置の説明図
【符号の説明】
１　スイッチ制御手段
２　出力
３ａ、３ｂ　スイッチ
４、６、７、１５　接点
５　可動片
８　送信回路
９　送信信号
１０　アンテナ
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ　経路
１３　受信信号
１４　受信回路
１６　受信電界検出部
１７　受信電界判定部
４０、６０、７０　接続端子
１００　基地局
１１０、１２０　加入者局
１０１、１１１　電波
１０２　通信エリア
【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７】
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【図８】
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