(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の周波数帯域と第二の周波数帯域とで動作する第一の導波路と、
該第一の導波路と結合した、第一の信号および第二の信号のそれぞれの周波数変換用の、第一の周波数変換回路および第二の周波数変換回路と、
該第一の周波数変換回路および該第二の周波数変換回路のうちの一方に接続された周波数変換で用いられる局部発振器とを有する、信号を送信及び受信する装置であって、
該第一の周波数変換回路および該第二の周波数変換回路のうちの他方への該局部発振器の信号の送信用の第二の導波路を含むことを特徴とする装置。
【請求項２】
該第一と第二の導波路は同一の支持体で支持されていることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
該第一の周波数変換回路および該第二の周波数変換回路はそれぞれ第一と第二のマイクロストリップ回路板上に配置されることを特徴とする請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】
該第二の導波路と該第一の周波数変換回路および該第二の周波数変換回路の一方に接続された局部発振器との結合は第一のプローブによって実現され、該第一の周波数変換回路および該第二の周波数変換回路の他方と該第二の導波路との結合は第二のプローブにより実現されることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
該第一の周波数帯域と該第二の周波数帯域の一方は信号の送信に用いられ、該第一の周波数帯域と該第二の周波数帯域の他方は信号の受信に用いられることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項記載の装置。
【請求項６】
該第一と第二のマイクロストリップ回路板は該第一の導波路の断面で該第一の導波路に割り込むことを特徴とする請求項３記載の装置。
【請求項７】
送信に用いられる該第一と第二のマイクロストリップ回路板の一方は、受信に用いられる該第一と第二のマイクロストリップ回路板の他方と比較して、受信信号の上流側に配置されることを特徴とする請求項６記載の装置。
【請求項８】
該第二の導波路は送信信号の導波された波長（λLO）の１／４に等しい長さの１／４波長（λLO／４）空洞によりその端を閉じられていることを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項記載の装置。
【請求項９】
該第一の導波路は絞り空洞を有するフィルタ、スクリュー空洞を有するフィルタ、又は絞りと結合されることにより該第一の導波路の本体に横方向に接続された少なくとも２つの共鳴空洞からなるフィルタを含む型のフィルタ手段を有し、該フィルタ手段は該第一の導波路において第三のプローブにより送信された波が第四のプローブで受信された波と干渉しないように第四のプローブ側で充分減衰されるように配置されることを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は信号の送信及び／又は受信用の装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線対話型の通信サービスは急速に開発されている。これらのサービスは電話、ファクシミリ通信、テレビジョン、特にデジタルテレビジョン、いわゆる「マルチメディア」セクター、インターネットネットワークに関する。これらの大規模市場サービス用の装置は妥当なコストで利用可能でなければならない。特に最もしばしば通信衛星を経由してサーバーと通信しなければならないユーザーの受信機／送信機に関して、又はＭＭＤＳ（マルチポイントマルチチャンネル分配システム），ＬＭＤＳ（ローカルマルチポイント分配システム）、又はＭＶＤＳ（マルチポイントビデオ分配システム）で、そうでなければならない。これらの通信方法は通常、マイクロ波帯域を用いる。例えばＭＭＤＳ周波数帯域は４０ＧＨｚのオーダーが用いられる。
【０００３】
これらの周波数帯域に対して、導波路受信機及び波長送信機が用いられ、２つの導波路は分離されている。
図１は通常筐体（ｄｗｅｌｌｉｎｇ）（図示せず）の外側に配置された信号の送信／受信用の装置１の図を示す。この装置１は一方で、受信アンテナ２を含み、中間周波数に変換するためにユニット４への受信路３により接続され、他方で送信アンテナ５はより高い周波数に変換するためにユニット７への送信路６により接続される。２つのユニット４、７は同軸ケーブル８０により筐体内のセットに接続される。各ユニット４、７はそれぞれ局部発振器４2 、７2 に接続された混合器４1 、７1 を含む。送信アンテナは送信機への戻りの路を用いることを可能にする。
【０００４】
上記の装置は特に、外側のセットの変換ユニット４、７の２つの局部発振器、一つは送信用で、もう一つは受信用である、を必要とするという欠点を有する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は上記従来技術の欠点を克服することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば
第一の周波数帯域と第二の周波数帯域とで動作する第一の導波路と、
第一の信号と第二の信号の周波数変換それぞれに対して第一の導波路と結合する第一の周波数変換回路と第二の周波数変換回路と、
２つの回路の一つに接続された局部発振器とからなる
信号を送信及び／又は受信する装置であって、
該装置は更に：
局部発振器の第二の回路に対する周波数変換で用いられる２つの回路の他への信号の送信用の第二の導波路を含むことを特徴とする装置が提供される。
【０００７】
このようにして、本発明は局部発振器の場合のように、ある部品の重複を少なくとも回避する。製造コストはこれにより減少される。更にまた局部発振器を対向する回路と接続するマイクロストリップリンクは注入損失を発生し、これらのラインに沿って搬送される信号の劣化を引き起こすが、一方で、信号の導かれた伝搬は導波路の波長にわたりこれらの損失を最小化し、更に増幅器の使用を経済的にする。
【０００８】
信号の偏波が送信される場合には該第一の路は平行六面体型である。本発明の変形例によれば、路は円柱状である。
第二の導波路とマイクロストリップラインとの間の接合で配送されるエネルギーを最大化するために、該第二の路は送信信号の導波された波長の１／４に等しい長さの１／４波長空洞によりその端を閉じられている。これらの１／４波長空洞は配送される波長に対する送信及び受信回路の面で開放端として機能する。
【０００９】
一実施例により、該第一と第二の導波路は同一の支持体で相互依存する。
一実施例により、該第一と第二の回路は第一と第二のマイクロストリップ板上に配置される。
一実施例により、第二の導波路で２つの回路の１つに接続された局部発振器の結合と、２つの回路の他のもので第二の導波路を結合することはプローブ手段により実現される。
【００１０】
一実施例により、周波数帯域の一つは信号の送信用に用いられ、第二の周波数帯域は信号の受信に用いられる。
一実施例により、マイクロストリップ回路板は該第一の路の断面で第一の導波路を切断する。
一実施例により、送信に用いられる回路板は装置の信号受信方向で、受信用に用いられる該回路板の上流に配置される。
【００１１】
一実施例により、第一の導波路は絞り空洞、スクリュー空洞を有するフィルタ、又は絞りと結合されることにより路の本体に横方向に接続された少なくとも２つの共鳴空洞からなるフィルタを含む型のフィルタ手段からなり、該フィルタ手段は第一のプローブにより送信された波が第二のプローブで受信された波と干渉しないように第二のプローブ側で充分減衰されるように配置される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の他の特徴及び利点は以下に図面を参照した詳細な説明により明らかとなる。
簡潔さのために、同一の符号が同一の機能を満たす要素を示すために種々の図で用いられる。
【００１３】
図２は本発明による装置８の一実施例を示し、一方で図３は図２の装置８の断面を示す。この装置は開放端が放物面（図示せず）の焦点１０に配置される円筒形キャップ９を含む。キャップ９の開放端は円錐台部分又はホーン１１内に延在し、信号の良好な受信／送信を許容する不連続又は溝を有し、この不連続はそれ自体知られており、図示されていない。路（ｇｕｉｄｅ）のキャップ９は３つの部分９1 、９2 、９3 に別れている。部分９1 はホーン１１に接続され、部分９2 は円筒キャップ９の中心部分であり、９3 は共鳴空洞からなる路９の端部分である。第一と第二の部分９1 、９2 の間に、送信される信号の送信用のマイクロストリップ回路板１３が路９の主軸１２に関して横断方向に配置され、第二と第三の部分９2 、９3 の間に、該信号を受信するマイクロストリップ回路板１４が軸１２に関して横断方向に配置される。これら２つの板１３、１４はそれぞれ基板を形成し、その材料は所定の誘電率を有し、それ自体知られている。該板１３、１４はそれぞれエネルギーが制御され、ピックアップされる空間に向いている上面１３1 、１４1 と、基板の他の面に対応する下面１３2 、１４2 を有する。上面１３1 、１４1 は鍍金され、設置面を形成し、路９の導電壁と接触する。板１３、１４はそれぞれプローブ１５、１６により給電され、これらはそれぞれ板１３、１４の下面１３2 、１４2 上でエッチングされ、それらは路９の壁に触れることなく開口を通して路９の周辺の内部に貫通する。
【００１４】
直交する偏波の送受信を許容するために本発明の変形例では（図示せず）、２つのプローブが該基板のそれぞれでエッチングされ、相互に直角に配置される。路９を閉じる路の９3 部分は１／４波長λGR／４路部分であり、これは共鳴空洞を形成し、受信波の導波路の波長を表す受信波λGRに対して基板１４の面で開回路として動作する。それに対して、路部分９2 は電磁フィルタでありプローブ１６をプローブ１５により放送される電磁波により漏れるエネルギーから隔離することを可能にする。このフィルタ９2 の種々の実施例は図５から９に記載されている。
【００１５】
これら２つのプローブ１５、１６は板１３、１４上でマイクロストリップライン１７、１８により接続され、その技術は送信ユニット１９と称される高周波数への変換用のユニット及び中間周波数又は受信ユニット２０に変換するためのユニットに対してそれぞれ、それ自体知られている。図４に詳細に示される送信１９及び受信２０ユニットは図４に示される同軸ケーブル２００により、図１０に示される筐体（ドエリング）（図示せず）内部に配置された内側のセットに接続される。ユニット１９、２０はまたそれぞれプローブ２１、２２に接続され、それらは基板１３、１４の長方形の開口の周辺の内側を貫通する。２つの板１３、１４はプローブとそれに対応する長方形の開口のいずれの側かで、長方形の断面を有し、平行六面体型の導波路を形成するキャップ２３の３つの部分２３1 、２３2 、２３3 の境界を定める。送信波を導くキャップ２３2 と送信１３及び受信１４板のマイクロストリッププローブとの間の接合に供給されるエネルギーを最大にするために、キャップ２３2 は２３1 、２３3 によりその端で閉鎖され、それらはそれぞれ以下に詳細に説明する局部発振器２４により発生された周波数ＦLOの信号ＳOLに対応する導かれた波長（λLO）の１／４に等しい長さの１／４波長（λLO／４）形成する。これらの部分２３1 、２３3 はそれぞれ該局部発振器２４の周波数で送信された波長に対する基板１３、１４の平面に開回路としてそれぞれ機能する。
【００１６】
図４ではプローブ１６が［４１．５ＧＨＺ，４２．４５ＧＨＺ］帯域の信号を受信し、その出力が混合器２６の第一の入力に接続される低ノイズ増幅器２５に接続される。この混合器２６の第二の入力は発振器２４の周波数の帯域中心を増幅する増幅器２７を介して周波数２０．２６２５ＧＨｚの発振器２４により駆動される。高調波Ｎ＝２の分数調波混合器２６の出力は中間周波数増幅器２８により増幅される信号を提供する。この中間周波数増幅器２８の出力は、次に［９７５ＭＨｚ−１９２５ＭＨｚ］帯域の信号を提供する。
【００１７】
同様にプローブ１５は電力増幅器２９に接続され、その入力はＮ＝２の分数調波混合器３０の出力に接続される。この混合器３０の第一の入力は増幅器３１により提供される信号により駆動され、第二の入力は増幅器３２の出力に接続され、その入力は帯域通過フィルタ３３の出力に接続され、その通過帯域は［０；２５ＭＨｚ］である。増幅器３１の入力はプローブ２１に接続される。同様にして、プローブ２２は発振器２４の第二の出力に接続される。局部発振器２４により発生された信号は次にプローブ２２により導波路２３に送信され、高周波変換ユニット１９で回復されるようプローブ２１でピックアップされる。
【００１８】
図５は絞り３５により誘導性結合されたいくつかの共鳴空洞を用いる帯域通過フィルタ３４を示す。路９の長さ方向の２つの連続する絞り３５の間の距離は２つの絞りの間の反射が空洞の共鳴周波数で互いに打ち消し合うように選択される。この距離はλGR／２のオーダーであり、λGRはプローブ１６により受信された周波数の導かれた波長である。このように形成された帯域通過フィルタ３４は更にその入力で、１／４波長λGR／４路区域を有し、λGRはプローブ１５により放送された周波数の波長であり、該フィルタは基板１３の面でプローブ１５によりエネルギー放射された開回路として考えられ、受信された周波数帯域に対して濾波しない。絞り３５により分離されたいくつかの連続する空洞を導入することは得策であり、これによりフィルタ３４の周波数応答を改善することが可能となり、より鋭いカットオフが得られる。説明のために、絞り３５の数が増加すると、フィルタ３４の周波数応答がより鋭くなる。絞り３５の数の増加により得られる性能とこれにより発生する複雑さとの間の兼ね合いにより、１０以下の絞り３５を含むフィルタ３４を用いることが好ましい。最後の絞りと板１４を分離する距離ｌは任意であり、これは下記のフィルタに対しても当てはまる。
【００１９】
図６は断面Ａ−Ａで帯域通過フィルタ３４の変形例の長手方向断面である。
図７は連続するネジ３７を用いて形成された帯域通過フィルタ３６を示す。
形成される各空洞の共鳴周波数の微調整を許容するために、挿入を変更可能であり、容量性サスセプタンスとして振舞うこれらのネジ３７はフィルタ３６の設定を最適化することが可能であるように配置される。
【００２０】
図８はノッチフィルタ３８を示す。このフィルタ３８は絞り４０と結合することにより路９2 の本体に対して横方向に接続される。これらの空洞間の距離はプローブ１５により放送される波の導かれる波長の１／４のオーダーである。
図９はフィンラインと称される帯域通過フィルタ４１を示す。これらのフィルタ４１は鍍金された基板４２を挿入することにより容易に製造され、これは導波路９のＥ平面にウインドウ４３を有する。金属板は該基板４２と同一の幾何形状を有する金属板がまた用いられ得る。
【００２１】
図２の実施例で、４０ＧＨｚ周辺の帯域での信号の送受信用のデバイス８に対して、路９の断面の直径は４．８ｍｍである。２０ＧＨｚ周辺の信号を搬送することを可能にするために、送信１３と受信１４との間で共有された局部発振器２４の周波数に対応して、長方形の路２３の短い辺の寸法は４．３ｍｍであり、他方で長い辺の寸法は１０．７ｍｍである。送信１３と受信１４回路との間の長さは８ｃｍである。
【００２２】
これらの数値はいかなる制限も意味しないことは無論である。
図１０は本発明による周波数ドリフト補償器からなる信号の送受信装置５０を示す。この装置５０は筐体内に配置された内部セット５１に含まれる。この装置５０は発振器が受信路上で被る周波数ドリフトを検知することを可能にし、戻りのチャンネル上でそれを中心化するよう戻りのチャンネルのオフセットを可能にする。
【００２３】
図１０は該内部セット５１の入出力が受信路５２に接続され、その概略の役割は就中低周波への変換を実施し、従来の内部セットと同様に、外部セットから発生し、同軸ケーブル２００に送られるエンクリプトされたビデオ信号をデコードすることである。この内部セット５１の出力で利用可能なデコードされた信号はその出力の一つに送られ、そこに組立体５２が接続される。組立体５２の入力はテレビジョン受信機５３及び、変調器５５にユーザーにより発生された命令を送ることを可能にするための能動的なインターフェイスの役割を有するリモコン５４に接続される。
【００２４】
受信路５２の入力はそれ自体知られている周波数変換器回路５６（以下に「変換器」と称する）からなる受信周波数同調器に接続される。変換器５６は混合器５７、受信路５２の入力から発生する信号を受信する第一の入力、以下にＰＬＬと称する位相ロックループ回路５９により制御される局部発振器５８により駆動される第二の入力からなる。変換器５６の出力である混合器５７の出力は通過帯域が復調器、デコーダー６１の受信帯域の公称値の実質的な中心である帯域通過フィルタ６０の入力に接続される。復調器、デコーダー６１の出力はテレビジョン受信機５３に送られるテレビジョン信号ＳRFを発生する。
【００２５】
対話的インターフェイス５４はＱＰＳＫ型の変調をなす変調器５５を通して内部セット５１の戻り路６２上にパケットを供給する。変調器５５の出力はインターフェイス５４の送信周波数上に中心化された帯域通過フィルタ６３の入力に接続される。フィルタ６３の出力は周波数変換器回路６４によりなる装置の送信周波数チューナーに接続される。変換器６４は混合器６５からなり、その入力の一つはフィルタ６３から発生する信号を受け、その第二の入力はＰＬＬ回路６７により制御された局部発振器６６により駆動される。混合器６５の出力である変換器回路６４の出力は同軸ケーブル２００を介して外部セットの装置８へ送信された信号を送る役割を有する。局部発振器６６は所望の周波数又は送信チャンネルで正弦波信号を供給する。
【００２６】
装置５０は本出願人が１９９７年１０月３１日に出願した第９７１３７０８号の特許の対象である。これは示された実施例のマイクロ制御器６８からなる自動周波数補正用のデジタルモジュールからなる補償器からなる。マイクロ制御器６８は受信路５２に導入された全周波数ドリフトδＦIOを記録可能であり、送信チャンネルの搬送波の公称値周波数に該信号の搬送波の周波数を適合するために値（−δＦIO）だけ送信信号のスペクトルをオフセット可能である。このマイクロ制御器６８は図１０に示されるように、第一の制御、駆動バス６９を介してダウンリンクされたＰＬＬ回路５９でデジタル信号を受信し、送信し、第二の制御、駆動バス７０を介して復調、デコーダーユニット６１からデジタル信号を受信し、第三の制御、駆動バス７１を介してそれからアップリンクされたＰＬＬ回路６７に、及び第四の制御、駆動バス７２を介して変調器エンコーダー５５に対して、デジタル信号を送信するよう意図されている。
【００２７】
図１０に示された実施例で、マイクロ制御器６８はメモリ７３からなり、これはアップリンクチャンネルの搬送波の公称周波数に関する送信路で送信された信号の搬送波を制御するために用いられる２つのデジタル値を記録する。内部セット５１及び、特に周波数ドリフト補償モジュールの働きは本明細書に記載されておらず、本出願人による１９９７年１０月３１日出願の上記の特許出願第９７１３７０８号に記載されている。
【００２８】
本発明による装置８は以下のように動作する。
本発明による送受信システムの反射器（図示せず）上に到来した電磁波は路９に沿って案内されるよう、その焦点１０に合焦される。これらの波はフィルタ９2 を通過し、これは受信周波数帯域のみを透過することを許容する帯域通過フィルタ、送信周波数帯域をカットオフするノッチフィルタ、又は高域通過フィルタ、又は低域通過フィルタであり、送信帯域が周波数面で選択された時にそれぞれ選択され、それにより送信周波数は受信周波数よりそれぞれ低い又は高い。該波は次に受信され、プローブ１６によりピックアップされ、これはあ変換ユニット２０に受信された信号を供給し、これは中間周波数に変換された後に筐体内の内部ユニット５１に送られる。この信号は次に受信機５３で用いられるよう装置５０で処理される。
【００２９】
同時に、装置５０から由来し、フランス国特許出願第９７１３７０８号で説明されている方法を用いて周波数補正された戻り信号は、高周波に変換するためにユニット１９を通過し、これはプローブ１５にホーン１１に放送する波を供給する。フィルタ９2 側でプローブ１５により放射されたエネルギーはフィルタで減衰され、それにより送信波の漏れは受信ボード１４に対する干渉を引き起こさないだけ充分小さくなる。例により干渉は、プローブ１５により放送された波が受信ボード１４2 側で送信中にその最初のレベルより７０ｄＢ以下に減衰された場合に無視できると考えられる。
【００３０】
ユニット２０により受信された信号の変換中に、ユニット２０に含まれる発振器２５は該信号が中間帯域に交差（ｔｒａｎｓｐｏｓｅ）されることを許容する周波数ＦLOの発振信号ＳOLを発生する。同じ発振器２４はプローブ２２に供給される同じ周波数ＦLOの第二の信号ＳOLを発生する。後者は導波路２３2 を介してプローブ２１でピックアップされた信号を送信する。プローブ２１は高周波数にアップリンク路内の送信信号を交差するためにそれを増幅器３１の入力に配送するタスクを有する。
【００３１】
発振器２４により発生された発振信号ＳOLの伝搬は送受信路に対する単一の共通な局部発振器２４を用いることを可能にする。
以下のような種々の他の構成が確立された周波数平面でなされうることは明らかである：
−  受信帯域［４０．５５ＧＨｚ；４１．５ＧＨｚ］及び送信帯域［４２．４５ＧＨｚ；４２．５ＧＨｚ］、
−  受信帯域［４１．５ＧＨｚ；４２．４５ＧＨｚ］及び送信帯域［４０．５ＧＨｚ；４０．５５ＧＨｚ］、
これらの高い送受信周波数で、現在のフィルタ９2 は受信帯域と送信帯域との間で約一ギガヘルツの周波数空間を提供される必要がある。上記以外の他のものと同様に、種々の周波数平面構成はこの条件を満たす必要がある。
【００３２】
２つの導波路が本発明による装置を小さくし、小型の構造にする、同一の支持体１００に対して相互依存することが特徴である。
勿論、本発明は上記の実施例により限定されない。故に、路９、２３は電磁波の良好な送受信を許容するいかなる形状でもありうる。例としては、それは一の偏波が頼り好ましい場合には長方形である。ホーン１１は更にまた例えば溝を有するホーンのようないかなる種類でも良い。
【００３３】
発振信号以外の信号を送る導波された伝搬手段を用いることがまた可能である。
信号の放射のみ又は受信のみ用の２つの回路ボードを用いることもまた可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】送信／受信装置の概略を示す。
【図２】本発明の一実施例を示す概略図である。
【図３】図２の実施例の断面を示す。
【図４】受信回路に配置された中間周波数変換ユニット及び送信回路に配置された高周波変換ユニットを示す図である。
【図５】本発明によるフィルタ手段の実施例の概略を示す。
【図６】本発明によるフィルタ手段の実施例の概略を示す。
【図７】本発明によるフィルタ手段の実施例の概略を示す。
【図８】本発明によるフィルタ手段の実施例の概略を示す。
【図９】本発明によるフィルタ手段の実施例の概略を示す。
【図１０】本発明による周波数ドリフト補償器の信号の送信／受信の概略を示す。
【符号の説明】
１  送受信装置
２  受信アンテナ
３  受信路
４、７  ユニット
４2 、７2   局部発振器
４1 、７1   混合器
５  送信アンテナ
６  送信路
９  円筒形キャップ
９1 、９2 、９3   部分
１０  焦点
１１  ホーン１１
１２  主軸
１３、１４  マイクロストリップ回路板
１３1 、１４1   上面
１３2 、１４2   下面
１５、１６  プローブ
１７、１８  マイクロストリップライン
１９  送信ユニット
２０  受信ユニット
２１、２２  プローブ
２３1 、２３2 、２３3   部分
２４  局部発振器
２８  中間周波数増幅器
２９  電力増幅器
３０  混合器
３１、３２  増幅器
３５、４０  絞り
３４、３６、３８、４１、６０、６３  フィルタ
３７  ネジ
４２  基板
４３  ウインドウ４３
５０  装置
５１  内部セット
５２  受信路
５３  テレビジョン受信機
５４  リモコン
５５  変調器
５６、６４  変換器
５７、６５  混合器
５９、６７  位相ロックループ回路
６１  デコーダー
６２  戻り路
６８  マイクロ制御器
６９、７０、７２  駆動バス
７０  駆動バス
７１  制御、駆動バス
７３  メモリ
８０、２００  同軸ケーブル
【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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【図９】
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【図１０】
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