(57)【要約】【課題】  評価対象の耐妨害波性能を正確に測定可能であり、かつ部品の入手性がよい信号結合装置を提供する。【解決手段】  デュプレクサ１０７は、受信端子に入力された第１の信号を共用端子から出力する。方向性結合器１０６は、第１のポート（ｐｏｒｔ１）を結合出力ポートとする第２のポート（ｐｏｒｔ４）に第２の信号が入力されている。デュプレクサ１０７は、共用端子からの第２の信号の通過周波数帯域内の成分を送信端子に通過させ、通過周波数帯域外の成分を反射する。方向性結合器１０６は、デュプレクサ１０７を通って第１のポート（ｐｏｒｔ１）に入力した第１の信号と、デュプレクサ１０７で反射して不要な周波数帯域の成分が除去され、第１のポート（ｐｏｒｔ１）に入力した第２の信号とを結合して第３のポート（ｐｏｒｔ２）から出力する。【選択図】      図１
2005094627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信端子に入力された第１の信号を共用端子から出力するデュプレクサと、
前記デュプレクサの前記共用端子に第１のポートが接続されており、該第１のポートを結合出力ポートとする第２のポートに第２の信号が入力され、前記第１のポートに入力または反射した信号を第３のポートから出力する方向性結合器とを有する信号結合装置。
【請求項２】
前記デュプレクサは、前記共用端子からの前記第２の信号の通過周波数帯域内の成分を送信端子に通過させ、該通過周波数帯域外の成分を反射する、請求項１記載の信号結合装置。
【請求項３】
前記通過周波数帯域は、前記第２の信号における不要な周波数帯域の成分である、請求項２記載の信号結合装置。
【請求項４】
前記方向性結合器は、前記デュプレクサを通って前記第１のポートに入力した前記第１の信号と、前記デュプレクサで反射して不要な周波数帯域の成分が除去され、前記第１のポートに入力した前記第２の信号とを結合して前記第３のポートから出力する、請求項２記載の信号結合装置。
【請求項５】
前記第２の信号の前記不要な周波数帯域の成分の除去が必要な場合に前記第２のポートに入力し、除去が不要な場合に前記第３のポートを結合出力ポートとする第４のポートに入力するように前記第２の信号の入力先を選択する制御手段をさらに有する、請求項４記載の信号結合装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記第２の信号を前記第２のポートに入力したとき前記第４のポートを終端し、前記第４のポートに入力したとき前記第２のポートを終端する、請求項５記載の信号結合装置。
【請求項７】
前記方向性結合器の前記第３のポートに評価対象装置が接続され、前記デュプレクサの前記送信端子に信号の性質を測定する測定器が接続され、該評価対象装置の送受信性能の評価に用いられる、請求項１〜６のいずれか１項に記載の信号結合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の信号を結合する信号結合装置に関し、特に、無線機評価用のテスト信号の結合に用いられる信号結合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯端末のような無線機は評価システムを用いて無線の受信、送信性能が評価することができ、携帯電話の規格では評価項目や内容が規定されている。携帯端末の性能を評価するための評価システムは従来より様々なものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
携帯端末における受信性能の重要な評価項目の１つとして耐妨害波性能がある。例えば、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の無線規格３ＧＰＰ  ＴＳ  ２５−１０１では、耐妨害波性能の評価としてブロッキング特性試験が規定されている。ブロッキング特性試験では、受信周波数帯域内の希望波と、受信周波数帯域内あるいは帯域外の妨害波の２波を携帯端末に入力される。帯域外ブロッキング特性試験では、妨害波は受信周波数帯域外である。
【０００４】
帯域外ブロッキング特性試験では、妨害波を発生する信号発生器から受信周波数帯に不要なノイズが発生すると、正しい測定結果が得られない。そのため、可能な限りＣ／Ｎ特性を良好にすることが必要とされる。
【０００５】
帯域外ブロッキング特性試験では、受信周波数帯域外の妨害波がブロッキング信号となるが、そのブロッキング信号の高調波が受信周波数帯となる場合がある。その場合、受信周波数帯域内で高調波が希望信号に対するノイズとなり正しい測定を妨げることとなる。この受信周波数帯ノイズを低減させるために、従来、妨害波を発生する信号発生器と測定対象の間に受信周波数帯をカットするバンドエリミネートフィルタが用いられることがあった。
【０００６】
図３は、従来の無線受信特性評価システムの構成を示すブロック図である。図３を参照すると、従来の無線受信特性評価システムは、信号結合装置３０１、電力測定器３０２、変調波信号発生器３０３、３０４、および連続波信号発生器３０５を有している。電力測定器３０２、変調波信号発生器３０３、３０４、および連続波信号発生器３０５が信号結合装置３０１に接続される。携帯端末３００は評価対象である。
【０００７】
電力測定器３０２は、携帯端末３００の送信電力を測定するのに用いられる。変調波信号発生器３０３は希望波のテスト信号を発生する。変調波信号発生器３０４は、例えば隣接チャネル選択度の評価において、隣接チャネルの妨害波を発生する。連続波信号発生器３０５は、主に受信周波数帯域外の妨害波を発生する。
【０００８】
信号結合装置３０１は各信号発生器で発生した信号を結合して携帯端末３００に送る。また、信号結合装置３０１は携帯端末３００から送出された送信波信号を電力測定器３０２に送る。
【０００９】
そのために、信号結合装置３０１は、結合器３０６、３０８、デュプレクサ３０７、制御回路３０９、バンドエリミネートフィルタ３１０、およびスイッチ３１１、３１２を有している。送信系信号は、携帯端末３００から結合器３０６およびデュプレクサ３０７を経由して電力測定器３０２に送られる。受信系信号としては、変調波信号発生器３０３、３０４で発生した信号が結合器３０８で結合され、デュプレクサを３０７を経由して結合器３０６に至り、また連続波信号発生器３０５で発生した信号がバンドエリミネートフィルタ３１０を経由あるいはバイパスして結合器３０６に至り、結合器３０６で結合された信号が携帯端末３００に送られる。なお、ここでは携帯端末３００から見て、送信方向の信号を送信系信号とし、受信方向の信号を受信系信号としている。
【００１０】
結合器３０６は、変調波信号発生器３０３、３０４から発生してデュプレクサ３０７を経由した信号と、連続波信号発生器３０５から発生してバンドエリミネートフィルタ３１０を経由あるいはバイパスした信号とを結合する。また、携帯端末３００から送信された送信波信号は結合器３０６に与えられ、さらにデュプレクサ３０７を介して電力測定器３０２に送られるが、送信波信号から各信号発生器を保護するために、結合器３０６は適当な結合度で各信号を結合する。
【００１１】
連続波信号発生器３０５から結合器３０６までの経路は、２つのスイッチ３１１、３１２によって選択可能な２つの経路がある。一方の経路はバンドエリミネートフィルタ３１０を経由する経路であり、他方の経路はバンドエリミネートフィルタ３１０をバイパスする経路である。
【００１２】
スイッチ３１１、３１２は、単極／双投のスイッチであり、制御回路３０９によりオン／オフ制御される。これにより、連続波信号発生器３０５からの信号がバンドエリミメートフィルタ３１０を経由するか否かを選択される。結合器３０６から変調波信号発生器３０３、３０４および電力測定器３０２への接続方法としては様々な実施形態が可能であるが、図３はその一例を示している。
【００１３】
本従来例の評価システムによれば、連続波信号発生器３０５で発生した信号の受信周波数帯をバンドエリミネートフィルタ３１０でカットした後に、変調波信号発生回路３０３、３０４で発生した受信周波数帯の信号と結合して携帯端末３００に送ることができるので、受信周波数帯域外の妨害波に対する耐妨害波性能の評価を正確に行うことができる。
【特許文献１】特表２００３−５０２９２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
図３に示された従来の信号結合装置はバンドエリミネートフィルタを用いているが、このバンドエリミネートフィルタは汎用的な部品でなく、入手性が良くない。そのため信号結合装置の製造に不都合が生じることがあった。
【００１５】
本発明の目的は、評価対象の耐妨害波性能を正確に測定可能であり、かつ部品の入手性がよい信号結合装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明の信号結合装置は、受信端子に入力された第１の信号を共用端子から出力するデュプレクサと、
デュプレクサの共用端子に第１のポートが接続されており、第１のポートを結合出力ポートとする第２のポートに第２の信号が入力され、第１のポートに入力または反射された信号を第３のポートから出力する方向性結合器とを有している。
【００１７】
したがって、本発明の信号結合装置によれば、受信端子からデュプレクサを通って方向性結合器の第１のポートに入力される第１の信号と、方向性結合器の第１のポートから出力された第２の信号のうち反射してきた成分とを結合して第３のポートから出力することができる。
【００１８】
また、デュプレクサは、共用端子からの第２の信号の通過周波数帯域内の成分を送信端子に通過させ、通過周波数帯域外の成分を反射することとしてもよい。また、通過周波数帯域は、第２の信号における不要な周波数帯域の成分であってもよい。
【００１９】
したがって、第２の信号の除去すべき不要な周波数帯域をデュプレクサのバンドパスで通過させることにより除去することができる。
【００２０】
また、方向性結合器は、デュプレクサを通って第１のポートに入力した第１の信号と、デュプレクサで反射して不要な周波数帯域の成分が除去され、第１のポートに入力した第２の信号とを結合して第３のポートから出力することとしてもよい。
【００２１】
また、第２の信号の不要な周波数帯域の成分の除去が必要な場合に第２のポートに入力し、除去が不要な場合に第３のポートを結合出力ポートとする第４のポートに入力するように第２の信号の入力先を選択する制御手段をさらに有することとしてもよい。また、制御手段は、第２の信号を第２のポートに入力したとき第４のポートを終端し、第４のポートに入力したとき第２のポートを終端することとしてもよい。
【００２２】
したがって、所定の周波数帯域の成分を除去するか否かを制御手段により切り替えることができる。
【００２３】
また、方向性結合器の第３のポートに評価対象装置が接続され、デュプレクサの送信端子に信号の性質を測定する測定器が接続され、その評価対象装置の送受信性能の評価に用いられることとしてもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の信号結合装置によれば、受信端子からデュプレクサを通って方向性結合器の第１のポートに入力される第１の信号と、方向性結合器の第１のポートから出力された第２の信号のうち反射してきた成分とを結合して第３のポートから出力することができるので、入手性の悪いバンドエリミネートフィルタを用いることなく、入手容易な汎用性の高い部品によるバンドパスに伴う反射を利用して第２の信号の所定の周波数帯域を除去して複数の信号を結合することができる。また、デュプレクサと方向性結合器によって信号が信号生成源に直接流入するのが防止されるので、信号生成源を保護するための手段を別途備える必要がない。
【００２５】
また、第２の信号の除去すべき不要な周波数帯域をデュプレクサのバンドパスで通過させることにより除去することができるので他の部品が不要である。
【００２６】
また、所定の周波数帯域の成分を除去するか否かを制御手段により切り替えることができるので、所定の周波数帯域の成分を除去する場合と除去しない場合とで信号結合装置を共用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明の一実施形態による無線受信性能評価システムの構成を示すブロック図である。図１を参照すると、本実施形態の評価システムは、信号結合装置１０１、電力測定器１０２、変調波信号発生器１０３、１０４、および連続波信号発生器１０５を有している。電力測定器１０２、変調波信号発生器１０３、１０４、および連続波信号発生器１０５は全て信号結合装置１０１に接続される。携帯端末１００は評価対象であり、その外部アンテナ端子に信号結合装置１０１を接続して評価を行う。
【００２９】
電力測定器１０２は、携帯端末１００の送信電力を測定するのに用いられる。変調波信号発生器１０３は、携帯端末１００の受信周波数帯のテスト用の希望波を発生する。変調波信号発生器１０４は、例えば隣接チャネル選択度の評価において、受信周波数帯の隣接チャネルの妨害波を発生する。連続波信号発生器１０５は、主に受信周波数帯域外の妨害波を発生する。
【００３０】
信号結合装置１０１は各信号発生器で発生した信号を結合して携帯端末１００に送る。また、信号結合装置１０１は携帯端末１００から送出された送信波信号を電力測定器１０２に送る。
【００３１】
そのために、信号結合装置１０１は、方向性結合器１０６、デュプレクサ１０７、結合器１０８、制御回路１０９、スイッチ１１０〜１１２、および終端器１１３、１１４を有する構成である。
【００３２】
方向性結合器１０６は、ｐｏｒｔ１〜４の４つのポートを有している。そして、方向性結合器１０６は、例えばｐｏｒｔ１を入力ポートとするとｐｏｒｔ２が出力ポートとなり、ｐｏｒｔ４が結合出力ポートとなる。このときｐｏｒｔ３はアイソレーションポートとなり、そこから信号は出力されない。同様に、ｐｏｒｔ４を入力ポートとするとｐｏｒｔ３が出力ポートとなり、ｐｏｒｔ１が結合出力ポートとなる。このときｐｏｒｔ２はアイソレーションポートとなる。同様に、ｐｏｒｔ３を入力ポートとするとｐｏｒｔ４が出力ポートとなり、ｐｏｒｔ２が結合出力ポートとなる。このときｐｏｒｔ１はアイソレーションポートとなる。結合度は、携帯端末１００からの送信波の流入から連続波信号発生器１０５を保護し、かつ連続波信号発生器１０５から十分なレベルの信号を得られるように、バランスを取った値とされ、例えば１５ｄＢ程度が適当である。
【００３３】
方向性結合器１０６のｐｏｒｔ１はデュプレクサ１０７の共用端子に接続されている。デュプレクサ１０７の送信端子は電力測定器１０２に接続され、受信端子は結合器１０８に接続されている。デュプレクサ１０７の周波数特性は、携帯端末１００の受信周波数帯域の信号を通過させ、受信周波数帯域外の信号を反射するものであり、受信周波数帯域外のＳ１１（反射）特性が平坦かつほぼ０であることが望ましい。これによりデュプレクサ１０７は、共用端子からの受信周波数帯の信号を送信端子に通過させるが、共用端子からの受信周波数帯域外の信号を全反射する。
【００３４】
結合器１０８は、さらに変調波信号発生器１０３および変調波信号発生器１０４に接続されている。
【００３５】
連続波信号発生器１０５は、単極／双投のスイッチ１１０を介し、方向性結合器１０６のｐｏｒｔ３またはｐｏｒｔ４のいずれか一方と選択的に接続される。スイッチ１１０とｐｏｒｔ３を結ぶ経路を第１の経路、スイッチ１１０とｐｏｒｔ４を結ぶ経路を第２の経路と称することとする。スイッチ１１０によって第１の経路か第２の経路のいずれか一方が選択されることとなる。
【００３６】
方向性結合器１０６のｐｏｒｔ３は、さらに単極／単投のスイッチ１１１を介して終端器１１３に接続可能となっている。スイッチ１１１が閉となると方向性結合器１０６のｐｏｒｔ３は終端器１１３で終端される。また、方向性結合器１０６のｐｏｒｔ４は、さらに単極／単投のスイッチ１１２を介して終端器１１４に接続可能となっている。スイッチ１１２が閉となると方向性結合器１０６のｐｏｒｔ４は終端器１１２で終端される。
【００３７】
スイッチ１１０〜１１２の論理は、制御回路１０９により制御される。スイッチ１１０がｐｏｒｔ４に切り替わり第２の経路を選択すると、連続波信号発生器１０５がｐｏｒｔ４に接続され、スイッチ１１２は開となる。また、このときスイッチ１１１は閉となり、ｐｏｒｔ３は終端される。
【００３８】
また、スイッチ１１０がｐｏｒｔ３に切り替わり第１の経路を選択すると、連続波信号発生器１０５がｐｏｒｔ３に接続され、スイッチ１１１は開となる。また、このときスイッチ１１２は閉となり、ｐｏｒｔ４は終端される。
【００３９】
なお、図１では、受信特性評価に必要な各装置を統括した制御を行うコンピュータや、ＢＥＲ測定器など、本発明と直接関係のない部分は省略されている。
【００４０】
次に、本実施形態の評価システムを用いて帯域外ブロッキング特性を測定する際の信号結合装置１０１の動作について説明する。
【００４１】
帯域外ブロッキング特性の測定には、テスト信号として希望信号とブロッキング信号の２波が用いられる。そのため、希望信号の発生に変調波信号発生器１０３を用い、ブロッキング信号の発生に連続波信号発生器１０５を用い、変調波信号発生器１０４は用いないこととする。
【００４２】
図２は、通常の帯域外ブロッキング特性の測定時のスイッチ設定を示す図である。通常の帯域外ブロッキング特性の測定では、図２に示すように、制御回路１０９は第１の経路を選択するようにスイッチ１１０〜１１２を設定する。
【００４３】
この場合、連続波信号発生器１０５からのブロッキング信号は方向性結合器１０６のｐｏｒｔ３に入力され、結合出力ポートであるｐｏｒｔ２から出力される。変調波信号発生器１０３からの希望信号は結合器１０８およびデュプレクサ１０６を介して方向性結合器１０６のｐｏｒｔ１に入力され、出力ポートであるｐｏｒｔ２から出力される。このようにして、携帯端末１００に希望信号とブロッキング信号の２波が送られる。
【００４４】
しかし、ブロッキング信号の周波数が受信周波数の１／２以下では、ブロッキング信号の高調波が受信周波数にあたる場合がある。その場合、図２のようにスイッチを設定すると、受信周波数帯の高調波が希望信号と共に携帯端末１００に送られることとなり、正しい測定を妨げることとなる。
【００４５】
この場合、制御回路１０９は、図１に示したように第２の経路を選択するようにスイッチ１１０〜１１２を設定する。連続波信号発生器１０５からのブロッキング信号は方向性結合器１０６のｐｏｒｔ４に入力され、結合出力ポートであるｐｏｒｔ１から一旦出力される。ｐｏｒｔ１から出力されたブロッキング信号はデュプレクサ１０７の共用端子に向かう。
【００４６】
デュプレクサ１０７は、上述したように、共用端子からの受信周波数帯の信号を送信端子に通過させ、受信周波数帯域外の信号を全反射する。受信周波数帯にある高調波は通過してしまい、不要なノイズが除去された受信周波数帯域外のブロッキング信号のみが全反射して再び方向性結合器１０１のｐｏｒｔ１に入力される。
【００４７】
一方、変調波信号発生器１０３からの希望信号は、結合器１０８およびデュプレクサ１０７を介して方向性結合器１０６のｐｏｒｔ１に入力され、ブロッキング信号とともに携帯端末１００へ送られる。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態の信号結合装置によれば、帯域外のブロッキング信号を方向性結合器１０６のｐｏｒｔ４に入力してｐｏｒｔ１からデュプレクサ１０７に出力し、デュプレクサ１０７にて、帯域内の高調波を電力測定器１０２側に通過させ、ノイズが除去された帯域外のブロッキング信号のみを方向性結合器１０６に全反射し、方向性結合器１０６のｐｏｒｔ２から携帯端末１００に送るので、バンドエリミネートフィルタを用ることなく、受信周波数帯ノイズをカットすることができ、帯域外ブロッキング特性を正確に測定することができる。
【００４９】
また、方向性結合器１０６およびデュプレクサ１０７は、携帯端末１００の送信信号が各信号発生器に直接流入するのを防止するので、それを防止するための手段を別途備える必要が無く、無駄のない構成の信号結合装置を実現できる。
【００５０】
なお、本実施形態の評価システムを用いて帯域内ブロッキング特性、隣接チャネル選択度特性、相互変調特性などを測定するときには、図２に示したように、制御回路１０９は第１の経路を選択すればよい。また、各測定項目のテスト条件に応じて変調波信号発生器１０３、１０４、連続波信号発生器１０５を適宜選択して用いればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態による無線受信性能評価システムの構成を示すブロック図である。
【図２】通常の帯域外ブロッキング特性の測定時のスイッチ設定を示す図である。
【図３】従来の無線受信特性評価システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５２】
１００    携帯端末
１０１    信号結合装置
１０２    電力測定器
１０３、１０４    変調波信号発生器
１０５    連続波信号発生器
１０６    方向性結合器
１０７    デュプレクサ
１０８    結合器
１０９    制御回路
１１０〜１１２    スイッチ
１１３、１１４    終端器
【図１】
2005094627.tif 000003
【図２】
2005094627.tif 000004
【図３】
2005094627.tif 000005