(57)【要約】【課題】　無線ゾーン内の移動体通信端末から送信された無線信号を受信する受信装置において、経済的かつ高信頼性のシステムにする。【解決手段】　　受信装置１００は、無線ゾーンを領域分割した複数のセクタ毎に設けられ、移動体通信端末から送信された無線信号を受信するアンテナ部と、アンテナ部毎に設けられ、アンテナ部が受信した無線信号に所定の処理を行う受信ユニットとを備え、更に、受信装置１００は、それぞれ２つの受信ユニット２０内の受信フィルタ２２およびＬＮＡ３０を冷却する４つの冷却部４１１、４２１、４１２、４２２を備える。各冷却部のそれぞれは、同じ数の受信フィルタ２２およびＬＮＡ３０を冷却する。【選択図】　図６
2004112828.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　無線基地局が担う無線ゾーン内の移動体通信端末から送信された無線信号を受信する受信装置であって、
　前記無線ゾーンを領域分割した複数のセクタ毎に設けられ、前記移動体通信端末から送信された無線信号を受信するアンテナ部と、
　前記アンテナ部毎に設けられ、前記アンテナ部が受信した前記無線信号に所定の処理を行う受信ユニットと、
　２以上の前記受信ユニットを冷却する冷却部と
を備えたことを特徴とする受信装置。
【請求項２】
　前記冷却部は、受信ユニットを収容するチャンバ（筐体）と前記チャンバを冷却する冷却器からなることを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【請求項３】
　前記受信ユニットは、前記無線信号をフィルタリングする受信フィルタと、
　前記受信フィルタの出力信号を増幅させる増幅器と
を有することを特徴とする請求項２記載の受信装置。
【請求項４】
　前記冷却部は、少なくとも前記受信ユニットが有する前記受信フィルタを冷却することを特徴とする請求項３記載の受信装置。
【請求項５】
　前記受信フィルタの少なくとも一部は、超伝導素材で構成されることを特徴とする請求項３又は４記載の受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、移動体通信端末から送信された無線信号を受信する受信装置に関する。特に本発明は、前記無線信号に所定の処理を行う受信ユニットを冷却する冷却部を備えた受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
　近年、従来からの一般加入電話（固定電話、宅内電話）の他に、例えば自動車
電話、ＰＤＣ（Personal Digital Cellular ）方式などの携帯電話、あるいはＰ
ＨＳ（Personal Handy Phone System ；簡易型携帯電話）などの移動体通信端末
が広く普及している。
【０００３】
　これらの移動体通信端末は、無線基地局との間で無線信号の送受信を行なう。前記移動体通信端末用の無線基地局の受信系として設けられる受信装置は、無線信号を受けるアンテナ部、アンテナ部で受けられた無線信号に増幅等の処理を施す受信ユニット、および受信ユニットで増幅等された無線信号に対して予め定められた信号処理を施す受信処理回路を備える。アンテナ部には、ダイバーシチ用に複数のアンテナが設けられ、これに応じて、受信ユニットおよび受信処理回路がそれぞれ複数設けられることもある。
【０００４】
　受信ユニットは、妨害除去用などのために設けられる受信フィルタと、アンテナから受信処理回路までのケーブル損失や受信処理回路への分配損失による雑音指数低下を補償するための増幅器を備え、アンテナの近傍に設置される。増幅器は、例えば、低雑音型の増幅器（low noise amp；ＬＮＡ)である。
【０００５】
　一方、移動体通信端末を取り扱う場合、１つの無線基地局が担う無線ゾーンを複数の領域（以下各領域をセクタという）に分割し、この分割されたそれぞれのセクタ内に、アンテナ部、受信ユニット、および受信処理回路を設置することで、各セクタ毎に１つの無線システムを構築する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
　ところが、受信フィルタは損失があり、また増幅器は雑音があり、受信ユニットとしての雑音指数は３ｄＢ程度が限度である。
【０００７】
　このため、受信ユニット全体を冷却器で冷却することにより、受信ユニット（特に増幅器）の雑音を低減したり、また高温超伝導素材を使用した受信フィルタを使用することにより、受信ユニット全体としての雑音指数を０．５ｄＢ程度改善する方法が考えられる。
【０００８】
　しかしながら、冷却器は、価格が高く、また信頼性が充分でない。このため、冷却器を使用すると、受信装置は、コストがアップしたり信頼性が低下する。無線ゾーンを複数のセクタに分割したり、ダイバーシチ用に対応すると、その分だけ冷却器の数が多くなり、コストアップや信頼性低下がより大きくなる。
【０００９】
　そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる受信装置を供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明のさらなる有利な具体例を規定する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
　すなわち、本発明の第１の形態に係る受信装置は、無線ゾーンを領域分割した複数のセクタ毎に設けられ、移動体通信端末から送信された無線信号を受信するアンテナ部と、アンテナ部毎に設けられ、アンテナ部が受信した無線信号に所定の処理を行う受信ユニットと、２以上の前記受信ユニットを冷却する冷却部とを備える。
【００１１】
　冷却部は、受信ユニットを収容するチャンバ（筐体）と前記チャンバを冷却する冷却器からなることを特徴とする。
【００１２】
　また、受信ユニットは、無線信号をフィルタリングする受信フィルタと、受信フィルタの出力信号を増幅させる増幅器とを有することを特徴とする。
【００１３】
　また、冷却部は、少なくとも受信ユニットが有する受信フィルタを冷却することを特徴とする。
【００１４】
　更に、受信フィルタの少なくとも一部は、超伝導素材で構成されることを特徴とする。
【００１５】
　なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。
【発明の効果】
【００１６】
　本発明の受信装置によれば、１つの冷却部により１つの受信フィルタを冷却するのに比べて、冷却部（つまり冷却器）の数を低減することができ、この分だけ、コスト低減を図ることができる。また、冷却器がブランチ別に実装された場合は、所定のブランチの冷却器が故障しても、他のブランチの冷却器が作動しているため、システムダウンを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
　以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態はクレームにかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【実施例１】
【００１８】
　図１は、本発明の第１実施形態による受信装置を示すブロック図である。受信装置１００は、一例として、１つの無線基地局が担う無線ゾーンを４つに領域分割したそれぞれのセクタ内に、ダイバーシチ用のアンテナを有するアンテナ部１０と、アンテナ部１０の近傍に設置される受信ユニット２０とを備える。受信ユニット２０は、妨害除去用の受信フィルタ２２、およびアンテナ部１０から受信処理回路までのケーブル損失や受信処理回路への分配損失による雑音指数低下を補償するためのＬＮＡ（低雑音型の増幅器；low noise amp)３０を有する。本例では、各受信フィルタ２２は、超伝導素材で構成されている。この受信ユニット２０は、各セクタに属する図示しない移動体通信端末から送信された無線信号をアンテナ部１０を介して受信する。アンテナ部１０、受信ユニット２０、および受信処理回路によって、各セクタ毎に１つの無線システムが構築される。それぞれの受信ユニット２０の後段には、複数の受信ユニット２０からの出力信号を処理する処理部５０（不図示）が設けられる。この処理部５０は、受信処理回路等を有し、所定の処理を行うことによりダイバーシチ効果を実現させる。ダイバーシチ用の各アンテナの系統をブランチという。本例では、ブランチ１、ブランチ２のアンテナ部１０を用いた２ブランチダイバーシチ方式について説明する。
【００１９】
　アンテナ部１０、受信ユニット２０、および受信処理回路によって、各セクタ毎に１つの無線システムが構築される。それぞれ１つのアンテナ部１０、受信ユニット２０、および受信処理回路からなる１つの受信系統を受信ブロックとした場合に、受信装置１００は、各セクタ毎に、複数の受信ブロックを有する。図示するように、第１実施形態の受信装置１００は、ダイバーシチ用の２つのアンテナに対応して、２つの受信ブロックを有する。
【００２０】
　図中、受信フィルタ２２に付した参照番号ｘ−ｙ−ｆとＬＮＡ３０に付した参照番号ｘ−ｙ−ａとにおいて、ｘは無線ゾーンを領域分割したセクタの番号を示し、ｙは各アンテナのブランチの番号を示す。またｆは受信フィルタ２２であることを示し、ａはＬＮＡ３０であることを示す。
【００２１】
　図２は、第１実施形態による受信装置１００において、受信ユニット２０を冷却する冷却部の配置構成の第１例を示す。第１例では、１つの無線基地局が担う無線ゾーンを４つのセクタに領域分割している。受信装置１００は、それぞれのＬＮＡ３０の後段に、セクタ毎に、無線信号をそれぞれ受信した２つのブランチの受信ユニット２０からの出力信号を処理する処理部５０を有する。処理部５０は、受信処理回路を有し、例えば、ダイバーシチ効果を得るための処理を行う。また、受信装置１００は、各ブランチ毎に、２つの受信ユニット２０内の受信フィルタ２２を冷却する２つの冷却部４０１、４０２を備える。冷却部４０１及び４０２は、受信フィルタ２２を囲むチェンバ（筐体）と、チェンバ内に収容された冷却器とを有する。チェンバ内は略真空に保たれる。図中、受信フィルタ２２およびＬＮＡ３０に付した各参照番号は、図１と同様である。後述する各例についても同様である。
【００２２】
　冷却器は、例えば、ヘリウムガス等の圧縮、膨張による熱交換サイクルを利用することにより、数１０Ｋといった極めて低い温度を長時間安定して維持できる極低温冷却器である。
【００２３】
　第１例では、１つの冷却部４０１又は４０２が、各受信ユニット２０のうちの、番号１−１−ｆおよび２−１−ｆの２つの受信フィルタ２２を冷却する。その他の受信フィルタ２２（たとえば番号３−１−ｆなど）や各ＬＮＡ３０を冷却するものは設けられていない。つまり、ここでは全てのＬＮＡ３０は、常温又は冷却部の中の温度より高い温度で使用されてもよい。
【００２４】
　第１例は、１つの冷却部４０１又は４０２が２つの受信フィルタ２２を冷却するので、受信の雑音指数を改善することができるとともに、１つの冷却部により１つの受信フィルタ２２を冷却するのに比べて、冷却部の数を低減することができ、この分だけ、コスト低減を図ることができる。
【００２５】
　また冷却部がブランチ別に設けられており、通常は、両ブランチの冷却部が同時に故障することはないので、片方のブランチ用の冷却部が故障しても、もう片方のブランチ用の冷却部が正常であるため、各セクタの無線システムの動作が大幅に低下することはない（以下第１実施形態特有の効果という）。
【実施例２】
【００２６】
　図３は、第１実施形態による受信装置１００における冷却部の配置構成の第２例を示す。受信装置１００は、それぞれ２つの受信ユニット２０内の受信フィルタ２２を冷却する冷却部を備える。すなわち、各ブランチ毎に、複数のセクタに属する全ての受信フィルタ２２を冷却するだけの数（本例では各ブランチ毎に２つ）の冷却部が設けられている。各冷却部４１１、４１２、４２１、４２２のそれぞれは、同じ数の受信フィルタ２２を冷却する。一方、各ＬＮＡ３０を冷却するものは設けられていない。つまり、ここでは全てのＬＮＡ３０は、常温又は冷却部の中の温度より高い温度で使用されてもよい。
【００２７】
　第２例においても、１つの冷却部により１つの受信フィルタ２２を冷却するのに比べて冷却部の数を低減することができるから、コスト低減を図ることができる点で、上記各例と共通する。また第２例は、ブランチ別に冷却部が設けられているから、上記第１実施形態特有の効果を享受することもできる。
【実施例３】
【００２８】
　図４は、第１実施形態による受信装置１００における冷却部の配置構成の第３例を示す。受信装置１００は、一方のセクタに属する２つの受信ユニット２０内の受信フィルタ２２を冷却するとともに、他方（前記一方以外）のセクタに属する受信ユニット内の受信フィルタ２２をも冷却する２つの冷却部４５１、４５２を備える。すなわち、複数のブランチおよびセクタに属する全ての受信フィルタ２２を冷却するだけの数（本例では２つ）の冷却部が設けられている。各冷却部４５１、４５２のそれぞれは、同じ数の受信フィルタ２２を冷却する。
【００２９】
　第３例は、上記第２例と同様の効果を享受することができる。ただし、第３例は、１つの冷却部がセクタ内の全ブランチの受信フィルタ２２を同時に冷却するので、上記第１実施形態特有の効果を享受することはできない。しかし、冷却部の数を低減することができる。
【実施例４】
【００３０】
　図５は、第１実施形態による受信装置１００における冷却部の配置構成の第４例を示す。受信装置１００は、各ブランチ毎に、２つの受信ユニット２０内の受信フィルタ２２およびＬＮＡ３０を冷却する冷却部４０１、４０２を備える。第４例では、たとえば冷却部４０１は、各受信ユニット２０のうちの、番号１−１−ｆおよび２−１−ｆの受信フィルタ２２と、番号１−１−ａおよび２−１−ａのＬＮＡ３０とを冷却する。その他の受信フィルタ２２（番号３−１−ｆなど）やＬＮＡ３０（番号３−１−ａなど）を冷却するものは設けられていない。
【００３１】
　第４例は、１つの冷却部４０１がそれぞれ２つの受信フィルタ２２およびＬＮＡ３０を冷却する、すなわち冷却部が受信フィルタだけでなくＬＮＡをも冷却するので、第１例〜第３例に比べて受信の雑音指数をより改善することができる。　また第４例は、ブランチ別に冷却部が設けられているので、上記第１実施形態特有の効果を享受することもできる。
【実施例５】
【００３２】
　図６は、第１実施形態による受信装置１００における冷却部の配置構成の第５例を示す。受信装置１００は、それぞれ２つの受信ユニット２０内の受信フィルタ２２およびＬＮＡ３０を冷却する４つの冷却部４１１、４２１、４１２、４２２を備える。すなわち、複数のセクタに属する全ての受信フィルタ２２およびＬＮＡ３０を冷却するだけの数の冷却部が設けられている。各冷却部のそれぞれは、同じ数の受信フィルタ２２およびＬＮＡ３０を冷却する。
【００３３】
　第５例は、１つの冷却部により１つの受信ユニット２０を冷却するのに比べて冷却部の数を低減することができるから、コスト低減を図ることができる点で、上記各例と共通する。また第５例は、ブランチ別に冷却部が設けられているから、上記第１実施形態特有の効果を享受することができる。
【実施例６】
【００３４】
　図７は、第１実施形態による受信装置１００における冷却部の配置構成の第６例を示す。第６例は、上記第３例における冷却部４５１、４５２が受信フィルタ２２だけでなくＬＮＡ３０をも冷却するように変更した態様であり、上記第３例と同様の効果を享受することができる。
【００３５】
　上記第１実施形態では、冷却部が、それぞれ複数の受信フィルタ２２および／またはＬＮＡ３０を冷却するものとして説明したが、冷却部のそれぞれが２つ以上の受信ユニットを冷却する限り、他の形態であってもよい。たとえば、受信ユニットのそれぞれが受信フィルタと増幅器とを含む場合、冷却部は、それぞれの受信ユニットについて、受信フィルタおよび増幅器の少なくとも一方を冷却すればよい。
【００３６】
　以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることができる。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００３７】
　例えば、上記第１例、第２例、第４例、第５例、第６例においては、セクタ１及び２、セクタ３及び４という組合せが一つの冷却対象となっていたが、セクタ２及び３、セクタ１及び４という組合せを一つの冷却対象としてもよい。
【実施例７】
【００３８】
　また、上記各例において、受信ユニット２０は受信フィルタ２２及びＬＮＡ３０で構成されていたが、その他に、図８に例示するように受信フィルタ２２、アイソレータ２４（１−１−ａｉ等の符号を用いる）及び増幅器３０という順で直列に並んだ回路構成を含む形態であってもよい。また、図９に例示するように、受信フィルタ２２の後に分配器２６（１−１−ｂ等の符号を用いる）及び合成器２８（１−１−ｇ等の符号を用いる）をこの順に配置し、分配機２６及び合成器２８の間に増幅器３０を並列に複数（例えば２個）接続した回路構成を含む形態であってもよい。図８および図９では、一例として受信フィルタ２２のみを冷却器４０１、４０２で冷却する形態を記載しているが、更に増幅器３０を冷却してもよい。また、アイソレータ２４、分配器２６等を含む受信ユニット全体を冷却器４０１、４０２で冷却してもよい。
【００３９】
　以上のように本発明の受信装置によれば、１つの冷却部により１つの受信フィルタを冷却するのに比べて、冷却部（つまり冷却器）の数を低減することができ、この分だけ、コスト低減を図ることができる。また、冷却器がブランチ別に実装された場合は、所定のブランチの冷却器が故障しても、他のブランチの冷却器が作動しているため、システムダウンを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１実施形態による受信装置を示すブロック図
【図２】第１実施形態による受信装置における冷却部の配置構成の第１例を示す図
【図３】第１実施形態による受信装置における冷却部の配置構成の第２例を示す図
【図４】第１実施形態による受信装置における冷却部の配置構成の第３例を示す図
【図５】第１実施形態による受信装置における冷却部の配置構成の第４例を示す図
【図６】第１実施形態による受信装置における冷却部の配置構成の第５例を示す図
【図７】第１実施形態による受信装置における冷却部の配置構成の第６例を示す図
【図８】受信ユニット２０の他の形態を示す図
【図９】受信ユニット２０の他の形態を示す図
【符号の説明】
【００４１】
１０　　アンテナ部
２０　　受信ユニット
２２　　受信フィルタ
３０　　ＬＮＡ（低雑音型の増幅器）
５０　　処理部
１００　受信装置
４０１　冷却部
【図１】
2004112828.tif 000003
【図２】
2004112828.tif 000004
【図３】
2004112828.tif 000005
【図４】
2004112828.tif 000006
【図５】
2004112828.tif 000007
【図６】
2004112828.tif 000008
【図７】
2004112828.tif 000009
【図８】
2004112828.tif 000010
【図９】
2004112828.tif 000011