(57)【要約】【課題】汎用の機材を活用できるのに加えて、近傍周波数の妨害波による抑圧を低減し、強電界でも常に安定した受信が可能で、伝送距離も格段に向上させることができるアンテナ回路及びアンテナ装置を提供すること。【解決手段】マイクロ波帯の電波を受信するアンテナ１に接続された受信回路部を備え、受信回路部は、受信信号を増幅する低雑音増幅回路３と、目的周波数を通過させるバンドパスフィルタ２とを含み、バンドパスフィルタ２は、アンテナ１と低雑音増幅回路３との間に配置され、アンテナ１に対してコネクタＣにより直接接続されている構成とした。【選択図】図４
2005079831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波帯の電波を受信するアンテナに接続された受信回路部を備え、
前記受信回路部は、受信信号を増幅する低雑音増幅回路と、目的周波数を通過させるバンドパスフィルタとを含み、
前記バンドパスフィルタは、前記アンテナと前記低雑音増幅回路との間に配置され、アンテナに対してコネクタにより直接接続されている、アンテナ回路。
【請求項２】
マイクロ波帯の電波を受信するアンテナに接続された受信回路部と、前記アンテナに接続された送信回路部とを備え、
前記受信回路部は、前記アンテナの受信信号を増幅する低雑音増幅回路と、目的周波数を通過させるバンドパスフィルタとを含み、
前記バンドパスフィルタは、前記アンテナと前記低雑音増幅回路との間に配置され、アンテナに対してコネクタにより直接接続されている、アンテナ回路。
【請求項３】
前記バンドパスフィルタと前記低雑音増幅回路とがコネクタにより直接接続されている、請求項１又は２記載のアンテナ回路。
【請求項４】
前記コネクタは金属製であって、ジャックとジャックの結合を含む、請求項３記載のアンテナ回路。
【請求項５】
前記低雑音増幅回路の直後に、受信機との整合を図る減衰器が接続されている、請求項１又は２記載のアンテナ回路。
【請求項６】
前記アンテナは平面アンテナであり、その平面アンテナに直交する一軸延長上に、前記コネクタ、前記バンドパスフィルタ、前記低雑音増幅回路及び減衰器がそれぞれ配置されている、請求項１〜５の何れかに記載のアンテナ回路。
【請求項７】
前記バンドパスフィルタの直後に、前記受信回路部と送信回路部とを切り替えるスイッチング回路が接続されている、請求項２記載のアンテナ回路。
【請求項８】
前記受信回路部及び送信回路部のうちの少なくとも受信回路部とアンテナがケースに収容され、そのケースには、ケースの姿勢保持用の三脚を取り付ける取付部が設けられている、アンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にマイクロ波帯の電波の送受信に際して近傍周波数における強電界の影響を低減するための技術として有効なアンテナ回路及びアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信衛星等からのマイクロ波帯や準マイクロ波帯の電波のように、約−１００ｄＢ以下の微弱な電波を受信するアンテナ回路では、アンテナで受信した信号を増幅回路で増幅した後、誘電体フィルタ等からなるバンドパスフィルタを通して目的周波数の信号を得るようにしている。
【０００３】
このようなアンテナ回路では、近傍周波数の妨害波による抑圧レベルが大きく、強電界域では安定した受信が難しいという問題があった。
【０００４】
この点の対策として、特許文献１に示すアンテナ回路の技術が知られている。このアンテナ回路は、マイクロ波帯や準マイクロ波帯の電波を受信するアンテナと、受信信号を増幅する低雑音増幅回路との間のアンテナの直後位置で目的周波数を通過させるバンドパスフィルタを挿入し接続したものである。
【０００５】
これにより、増幅回路の後ろにバンドパスフィルタを挿入した場合に比べて、近傍周波数の妨害波による抑圧を低減し、強電界でも比較的安定した受信が可能となり、しかも、低雑音増幅回路を使用するため、バンドパスフィルタをアンテナの直後に入れても雑音指数を抑えることができる利点が得られている。
【特許文献１】特開平７−５８６５７号公報  ところで、この種のアンテナ回路では、アンテナとバンドパスフィルタ、あるいはアンテナと増幅回路は同軸ケーブルで接続されることが多い。この同軸ケーブルを用いた、例えば、使用周波数２．４ＧＨｚ、送信電力１０ｍＷ／ＭＨｚの、無線画像伝送システムにおける伝送距離は、１〜３Ｋｍであり、それ以上では安定した受信が得られない。
【０００６】
本出願の発明者等は、無線従事者免許の不要なこの無線画像伝送システムにおける伝送距離の向上対策について種々検討し、実験を重ねた結果、アンテナ回路で使用する同軸ケーブルに主な原因があることが判った。即ち、この同軸ケーブルはシールド層を有しているものの、使用周波数帯域によっては外来ノイズの遮蔽能力が充分ではなく、特に、強電界域ではその影響が顕著になることが判明した。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、汎用の機材を活用できるのに加えて、近傍周波数の妨害波による抑圧を低減し、強電界でも常に安定した受信が可能で、伝送距離も格段に向上させることができるアンテナ回路及びアンテナ装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のアンテナ回路は、マイクロ波帯の電波を受信するアンテナに接続された受信回路部を備え、受信回路部は、受信信号を増幅する低雑音増幅回路と、目的周波数を通過させるバンドパスフィルタとを含み、バンドパスフィルタは、アンテナと低雑音増幅回路と
の間に配置され、アンテナに対してコネクタにより直接接続されている構成とした。
【０００９】
本発明によれば、アンテナに対するバンドパスフィルタの接続に、同軸ケーブルを用いずに、コネクタにより直接接続する構成を採用したので、近傍周波数における強電界の妨害を受けやすい原因を初めから除くことができる。これにより、近傍周波数の妨害波による抑圧を著しく低減し、強電界でも常に安定した受信が可能となり、伝送距離も格段に向上させることができる。また、コネクタは市販されているものを採用できるので、全体としても汎用の機材を活用してアンテナ回路を構成することができる。
【００１０】
また、本発明のアンテナ回路は、マイクロ波帯の電波を受信するアンテナに接続された受信回路部と、アンテナに接続された送信回路部とを備え、受信回路部は、アンテナの受信信号を増幅する低雑音増幅回路と、目的周波数を通過させるバンドパスフィルタとを含み、バンドパスフィルタは、アンテナと低雑音増幅回路との間に配置され、アンテナに対してコネクタにより直接接続されている構成とした。
【００１１】
このアンテナ回路によれば、上述の作用効果に加えて、送受信用のアンテナ回路として利用することができる。
【００１２】
ここで、前記バンドパスフィルタと低雑音増幅回路とはコネクタにより直接接続されていることが望ましい。そうすれば、アンテナとバンドパスフィルタとを接続するコネクタと同様に、近傍周波数における強電界の妨害を受ける原因を初めから除くことができる。
【００１３】
前記コネクタは金属製であって、ジャックとジャックの結合を含む構成とすることが望ましい。なぜなら、市販のアンテナ、バンドパスフィルタ及び低雑音増幅回路側の端子は共にプラグであることが多く、これらの機材の交換や変更時にも容易に対応できるからである。
【００１４】
前記低雑音増幅回路の直後に、受信機との整合を図る減衰器が接続されている構成とすることが望ましい。このように、低雑音増幅回路の直後に、受信機との整合を図る減衰器を接続した場合、受信状態の安定性をさらに向上させることができる。
【００１５】
前記アンテナは平面アンテナであり、その平面アンテナに直交する一軸延長上に、前記コネクタ、前記バンドパスフィルタ、前記低雑音増幅回路及び減衰器がそれぞれ配置されていることが望ましい。このように配置すれば、同軸における減衰が低減されるので、微弱電波を安定的に受信することができるだけでなく、回路システムが直線的に配置されることにより、周辺の強力電界をできるだけ混入させない構成とすることできる。
【００１６】
前記バンドパスフィルタの直後に、受信回路部と送信回路部とを切り替えるスイッチング回路が接続されている構成とすることが望ましい。スイッチング回路をバンドパスフィルタの直後に接続することで、アンテナとバンドパスフィルタをコネクタで直接接続する構成を変更せずに実現することができる。
【００１７】
本発明のアンテナ装置では、受信回路部及び送信回路部のうちの少なくとも受信回路部とアンテナがケースに収容され、そのケースには、ケースの姿勢保持用の三脚を取り付ける取付部が設けられている構成とすることができる。ケースに三脚用の取付部を設けることで、市販の三脚をそのまま利用することができるだけでなく、このアンテナ装置を可搬して移動することも容易になる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のアンテナ回路は、同軸ケーブルに代えてコネクタで直接接続する構成を採用し
ているので、近傍周波数の妨害波による抑圧を低減し、強電界でも常に安定した受信が可能で、伝送距離も格段に向上させることができ、しかも汎用の機材を活用することができる。また、本発明のアンテナ装置では、ケースに三脚用の取付部を設けることで、市販の三脚をそのまま利用することができるだけでなく、このアンテナ装置を可搬して移動することも容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２０】
（第１の実施形態）
図１〜図８は本発明の第１の実施形態に係るアンテナ回路及びアンテナ装置を示す図である。これらの図において、図１はアンテナ回路の構成図であり、図２はその部品配置図を示している。図３〜図７はそのアンテナ回路を採用したアンテナ装置の具体的構成図を示している。図８は実験結果を示す図である。
【００２１】
この実施の形態に係るアンテナ回路は、図１に示すように、マイクロ波帯の電波を受信するアンテナ１と、そのアンテナ１に接続された受信回路部を備えている。受信回路部は、受信信号を増幅する低雑音増幅回路３と、目的周波数を通過させるバンドパスフィルタ２と、受信機との整合を図る目的で接続された減衰器（アッテネーター）４とを含む。
【００２２】
バンドパスフィルタ２は、アンテナ１と低雑音増幅回路３との間に配置され、アンテナ１に対して図４示すコネクタＣにより直接接続されている。さらに、バンドパスフィルタ２と低雑音増幅回路３もコネクタＣにより直接接続されている。
【００２３】
図３にアンテナ装置の外観図を示している。この図３及び図２に示すように、アンテナ１は平面アンテナであり、アンテナ回路を収容するケース５の蓋を兼ねる構成としている。ケース５は概略長方形の箱形で、その内部にアンテナ回路が収容されている。ケース５の一端側は開放されていて、その開放部をアンテナ１が覆う構成である。
【００２４】
ケース５は、複数（４本）の骨組み５１、その骨組み５１に固定された底板５２、骨組み５１の一端側に固定された背面板５３を有するケース本体５４と、そのケース本体５４を覆う着脱可能なカバー５５とにより構成されている。カバー５５は、天板５６と、左右の側板５７とを有する逆Ｕ形状に形成されている。
【００２５】
図４に示すように、アンテナ１にはその端子としてプラグ１１が設けられ、アンテナ１の内面からケース５内へ突出している。ケース５の底板５２上には、バンドパスフィルタ２がビス６にて固定され、その後段に低雑音増幅回路３が固定されている。
【００２６】
コネクタＣは金属製であって、ジャックとジャックの結合を含む構成としている。これは、市販のアンテナ１、バンドパスフィルタ２及び低雑音増幅回路３側の端子は共にプラグであることが多く、これらの機材（部品）の交換や変更時にも容易に対応できるようにするためである。
【００２７】
この実施の形態において、コネクタＣには、両端にジャックを有する、いわゆるジャックｔｏジャック（雌コネクタ）１０と、各部品に設けられているプラグ（雄コネクタ）１１、２１、２２、３１との組合せでそれぞれ結合する方式が採用されている。即ち、ジャックｔｏジャックを二つ用いて、アンテナ１、バンドパスフィルタ２、低雑音増幅回路３を直線的に接続している。
【００２８】
具体的には、アンテナ１のプラグ１１と、バンドパスフィルタ２の入力側のプラグ２１とが、ジャックｔｏジャック（雌コネクタ）１０により直接接続されている。また、バン
ドパスフィルタ２の出力側のプラグ２２と、低雑音減衰器３の入力側のプラグ３１とがジャックｔｏジャック（雌コネクタ）１０により直接接続されている。
【００２９】
このように各部品を直線的に接続することで、周辺の強力電界をできるだけ混入させないようにすると共に、ジャックｔｏジャックのような接続具を用いることでコネクタ部分の接続長さを短くすることが可能になる。
【００３０】
即ち、アンテナ１は平面アンテナであり、その平面アンテナに直交する一軸延長上に、コネクタＣ、バンドパスフィルタ２、低雑音増幅回路３及び減衰器４がそれぞれ配置されている。このように配置することで、同軸における減衰が低減され、微弱電波を安定的に受信することができるだけでなく、回路システムが直線的に配置されることにより、周辺の強力電界をできるだけ混入させない構成とすることできる。
【００３１】
また、このアンテナ装置では、受信回路部及び送信回路部のうちの少なくとも受信回路部とアンテナ１がケース５に収容され、そのケース５には、図６に示すようにケース５の姿勢保持用の三脚を取り付ける取付部８が設けられている。ケース５に三脚用の取付部８を設けることで、市販の三脚をそのまま利用することができるだけでなく、このアンテナ装置を可搬して移動することも容易になる。
【００３２】
この実施形態によれば、アンテナ１に対するバンドパスフィルタ２の接続に、同軸ケーブルを用いずに、コネクタＣにより直接接続する構成を採用したので、近傍周波数における強電界の妨害を受けやすい原因を初めから除くことができる。これにより、近傍周波数の妨害波による抑圧を著しく低減し、強電界でも常に安定した受信が可能となり、伝送距離も格段に向上させることができる。
【００３３】
また、コネクタは市販されているものを採用できるので、全体としても汎用の機材を活用してアンテナ回路を構成することができる。さらに、図３に示すように、アンテナ装置を全体的に小型化することができる。
【００３４】
なお、ヘリコプターを使用して、東京湾岸上空から撮影した画像の伝送実験結果を図８に表形式で示した。使用機材規格は次の通りである。
【００３５】
バンドパスフィルター：通過帯域    ２．２ＧＨｚ〜２．６ＧＨｚ
：遮断減衰量  −４０ｄＢｍ
低雑音プリアンプ    ：増幅幅      ４００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ
：増幅量      ３１ｄＢｍ
アッテネーター      ：減衰量      −３ｄＢｍ
この図８から理解できるように、正常に受信できる距離が従来型のものに比べて８倍前後に向上している。
【００３６】
（第２の実施形態）
図９〜図１１は本発明の第２の実施形態を示す。図９はアンテナ回路の構成図であり、図１０及び図１１はその部品配置を示す構成図である。
【００３７】
この実施形態のアンテナ回路は、受信回路部の他に送信回路部を装備している点で、第１の実施形態と相違している。即ち、このアンテナ回路は、図９に示すように、マイクロ波帯の電波を受信するアンテナ１に接続された受信回路部と、アンテナ１に接続された送信回路部とを備えている。
【００３８】
受信回路部は、アンテナ１の受信信号を増幅する低雑音増幅回路（受信アンプ）３と、目的周波数を通過させるバンドパスフィルタ２と、アッテネータ４とを含み、バンドパス
フィルタ２は、アンテナ１と低雑音増幅回路３との間に配置され、アンテナ１に対してコネクタＣにより直接接続されている。
【００３９】
前記送信回路部は、アンテナ１と、バンドパスフィルタ２と、送信アンプ３ａと、可変アッテネータ４ａとを含む。なお、送信回路部を装備した関係で、受信時又は送信時に、受信アンプ３又は送信アンプ３ａに切り替えると共に、受信回路側のアッテネータ４又は送信回路側の可変アッテネータ４ａに切り替えるためのダイオードスイッチング回路３ｂが挿入されている。３ｃは可変アッテネータ４ａのＡＬＣ（オートレンジコントローラ）である。これは、送信側としての規定出力を最大限にアンテナ１に供給させるために、可変アッテネータ４ａとオートレンジコントローラ３ｃとを組み合わせたものである。３ｄは送受スイッチャーを示す。
【００４０】
この実施の形態のアンテナ回路では、図１０及び図１１に示すように、同軸ケーブルを介さずに、アンテナ１の直後に、ダイオードスイッチング回路３ｂとバンドパスフィルター２とを挿入している。なお、バンドパスフィルター２と低雑音増幅回路（ローノイズ受信プリアンプ）３との接続については、第１の実施形態と同様にコネクタＣを用いて直接接続されている。
【００４１】
また、このアンテナ回路を装備したアンテナ装置については、アンテナシステム全体をケースに格納して簡易に取付可能とするため、三脚取付ボルト穴を装備し（図６参照）、その穴を活用して手で持てるようにグリップ（図示せず）も取付可能に配慮している。
【００４２】
この実施形態のアンテナ回路によれば、第１の実施形態の作用効果に加えて、送受信用のアンテナ回路として利用することができ、特に、送信側の規定出力を十分にアンテナに供給することができるので、双方の相乗効果を含め、画像の品質を向上させることができる。
【００４３】
また、バンドパスフィルタ２の直後に、受信回路部と送信回路部とを切り替えるスイッチング回路３ｂを接続することで、アンテナ１とバンドパスフィルタ２をコネクタＣで直接接続する構成を変更せずに実現することができる。
【００４４】
なお、この実施形態における使用機材規格を以下に例示する。
【００４５】
バンドパスフィルター：通過帯域    ２．２ＧＨｚ〜２．６ＧＨｚ
：遮断減衰量  −４０ｄＢｍ
低雑音プリアンプ    ：増幅幅      ４００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ
：増幅量      ３１ｄＢｍ
アッテネーター      ：減衰量      −３ｄＢｍ
送信アンプ          ：最大出力    ７０ｍｍＷ
：最低出力    ５ｍｍＷ
可変アッテネータ    ：減衰量      −１ｄＢｍ〜−６ｄＢｍ
なお、本発明は、上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るアンテナ回路の構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るアンテナ回路の部品配置図である。
【図３】第１の実施形態に係るアンテナ装置の外観図である。
【図４】第１の実施形態に係るアンテナ装置の内部の斜視図である。
【図５】第１の実施形態に係るアンテナ装置の内部の斜視図である。
【図６】第１の実施形態に係るアンテナ装置の底面図である。
【図７】第１の実施形態に係るアンテナ装置の背面から見た斜視図である。
【図８】第１の実施形態に係る実験結果を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るアンテナ回路の構成図である。
【図１０】第２の実施形態のンテナ回路の部品配置を示す側面図である。
【図１１】第２の実施形態のアンテナ回路の部品配置を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  アンテナ（平面アンテナ）
２  バンドパスフィルタ
３  低雑音増幅回路（ローノイズ受信アンプ）
３ａ  送信アンプ
３ｂ  ダイオードスイッチング回路
３ｃ  ＡＬＣ（オートレンジコントローラ）
４  減衰器（アッテネータ）
４ａ  可変アッテネータ
５  ケース
１０  雌コネクタ（ジャックｔｏジャック）
１１、２１、２２、３１  プラグ（雄コネクタ）
Ｃ  コネクタ
【図１】
2005079831.tif 000003
【図２】
2005079831.tif 000004
【図３】
2005079831.tif 000005
【図４】
2005079831.tif 000006
【図５】
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【図６】
2005079831.tif 000008
【図７】
2005079831.tif 000009
【図８】
2005079831.tif 000010
【図９】
2005079831.tif 000011
【図１０】
2005079831.tif 000012
【図１１】
2005079831.tif 000013