(57)【要約】【課題】  既定の周波数帯域を利用する従来の無線ＬＡＮ送受信モジュールに手を加えることなく、その送受信周波数を所望の周波数帯域に変換する周波数変換装置を得る。【解決手段】  既定の周波数帯域を利用する無線ＬＡＮ送受信モジュールの周波数帯域をこれと異なる所望の周波数帯域に変換する際に、送信信号の周波数変換系と受信信号の周波数変換系とを有する周波数変換装置を、この無線ＬＡＮ送受信モジュールの外部に設けて相互に接続し、両者間で、この無線ＬＡＮ送受信モジュールの利用する周波数帯域の送受信信号をそのまま授受する。加えて、周波数変換装置の内部においては、方向性結合器を用いてこれら送信信号の周波数変換系、及び受信信号の周波数変換系への信号経路の切換を行なう。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の周波数帯域の高周波信号を送受する無線ＬＡＮ送受信モジュールの高周波信号端子に接続し、前記第１の周波数帯域の高周波信号の周波数をこれと異なる第２の周波数帯域に変換する周波数変換装置であって、
前記第１の周波数帯域の高周波信号を授受する第１の共通端子、ならびに第１の送信信号端子、及び第１の受信信号端子を有し、前記第１の共通端子に印加された前記第１の周波数帯域の高周波信号を前記第１の送信信号端子に通過させるとともに、前記第１の受信信号端子に印加された前記第１の周波数帯域の受信信号を前記第１の共通端子に通過させる第１の送受信切換部と、
前記第２の周波数帯域の電波を送受信する第１の空中線部と、
この第１の空中線部に接続された第２の共通端子、ならびに第２の送信信号端子、及び第２の受信信号端子を有し、前記第２の共通端子に印加された前記第１の空中線部からの前記第２の周波数帯域の受信信号を前記第２の受信信号端子に通過させるとともに、前記第２の送信信号端子に印加された前記第２の周波数帯域の送信信号を前記第２の共通端子に通過させる第２の送受信切換部と、
前記第１の送受信切換部の送信信号端子からの前記第１の周波数帯域の高周波信号を前記第２の周波数帯域に周波数変換する送信周波数変換部と、
この送信周波数変換部からの信号を所定のレベルに増幅し、送信信号として前記第２の送受信切換部の送信信号端子に出力する送信信号増幅部と、
前記第２の送受信切換部の受信信号端子からの前記第２の周波数帯域の受信信号を前記第１の周波数帯域の受信信号に周波数変換し前記第１の送受信切換部の受信信号端子に出力する第１の受信周波数変換部とを有することを特徴とする周波数変換装置。
【請求項２】
前記第１の送受信切換部、及び前記第２の送受信切換部を、いずれも方向性結合器により構成したことを特徴とする請求項１に記載の周波数変換装置。
【請求項３】
前記送信信号増幅部からの送信信号の出力レベルは可変できることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の周波数変換装置。
【請求項４】
さらに、前記第２の周波数帯域の電波を受信する第２の空中線部と、
この第２の空中線部で受信した受信信号を前記第１の周波数帯域の受信信号に周波数変換する第２の受信周波数変換部と
を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の周波数変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数変換装置に係り、特に、例えば無線ＬＡＮアクセスポイントや無線ＬＡＮモデムといった、有線ＬＡＮと所定の周波数帯域を利用する無線ＬＡＮとをインターフェースする無線ＬＡＮ送受信モジュールの無線ＬＡＮ側に接続し、その送受信周波数を他の周波数帯域に変換する周波数変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複数の端末機器やノード局間において、電波による無線ネットワークを構築してデータ通信を行なう無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）が普及しつつある。これら無線ＬＡＮには、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズに代表される規格が用いられることが多い。
【０００３】
例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂでは、２．４ＧＨｚ帯においてスペクトラム拡散方式を使用し、数１０メートル程度の範囲で１０Ｍｂｐｓ程度の転送速度を有する無線ＬＡＮネットワークを構築できる。また、ＩＥＥＥ８０２．１１ａでは、５ＧＨｚ帯においてＯＦＤＭ変調方式を採用し、最大５４Ｍｂｐｓの転送速度を得ている。そして、構築された無線ＬＡＮネットワークは、さらに、例えば有線ＬＡＮと相互に接続されるなどして、全体でより広域なネットワークが構成される。
【０００４】
このように、無線ＬＡＮネットワークと有線ＬＡＮネットワークを相互接続する機器の事例が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に開示された事例は、無線ＬＡＮアクセスポイントと呼ばれるものであり、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ方式による２．４ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮを備えた無線ＬＡＮ端末と、有線ＬＡＮ端末に接続された機器との接続互換を保つように、その内部は、マイクロ波帯の無線信号を扱う無線ＬＡＮインターフェースと、データ信号を扱う有線ＬＡＮインターフェースとを中心に、各種の制御機能も備えた構成としている。
【０００５】
近年では、これら無線及び有線ＬＡＮインターフェース部分は、さらに制御機能などを含めて集積化、一体化されつつある。すなわち、上記規格の無線ＬＡＮと有線ＬＡＮとを接続する回路部分をまとめて無線ＬＡＮモデムチップ、あるいは無線ＬＡＮ送受信モジュールといった専用部品としてモジュール化が進められている。さらには、低価格で量産化し、脱専用部品化も試みられている。
【特許文献１】特開２００３−１１０５７２号公報（第７ページ、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、無線ＬＡＮシステムにおいて使用される電波の周波数は、準拠すべき規格により規定される。現状では、上記したような規格が採用されることが多く、例えば、２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯等のマイクロ波帯が利用される。一方、ミリ波帯の周波数の割り当ても開始されており、将来的には、より多くのチャンネル数を確保できるミリ波帯も同時に活用されることが見込まれる。また、マイクロ波帯の中においても、特定用途に割り当てられた、上記した周波数帯以外の周波数帯域を利用することも望まれる。
【０００７】
しかしながら、従来の無線ＬＡＮ送受信モジュールを当初の周波数帯域と異なる周波数帯域で利用する場合には、モジュール内のマイクロ波帯の無線信号を扱う無線ＬＡＮインターフェース部分を入れ替え、対応する周波数帯域毎に無線ＬＡＮ送受信モジュールを再構成する必要がある。従って、普及しつつある従来のモジュールに手を加えることなく、そのまま活用することはできなかった。
【０００８】
また、従来の無線ＬＡＮ送受信モジュールを活かし、その外部で周波数変換を行なうことにより所望の周波数帯域に対応させることも考えられる。しかし、この場合にも、例えば、モジュール内にクローズされた送受切換制御信号等を取り出す必要がある。このため、やはりモジュールに手を加えることが必要となり、そのままでの活用は困難であった。
【０００９】
本発明は、上述の事情を考慮してなされたものであり、既定の周波数帯域を利用する従来の無線ＬＡＮ送受信モジュールに手を加えることなく、その送受信周波数を所望の周波数帯域に変換する周波数変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の周波数変換装置は、第１の周波数帯域の高周波信号を送受する無線ＬＡＮ送受信モジュールの高周波信号端子に接続し、前記第１の周波数帯域の高周波信号の周波数をこれと異なる第２の周波数帯域に変換する周波数変換装置であって、前記第１の周波数帯域の高周波信号を授受する第１の共通端子、ならびに第１の送信信号端子、及び第１の受信信号端子を有し、前記第１の共通端子に印加された前記第１の周波数帯域の高周波信号を前記第１の送信信号端子に通過させるとともに、前記第１の受信信号端子に印加された前記第１の周波数帯域の受信信号を前記第１の共通端子に通過させる第１の送受信切換部と、前記第２の周波数帯域の電波を送受信する第１の空中線部と、この第１の空中線部に接続された第２の共通端子、ならびに第２の送信信号端子、及び第２の受信信号端子を有し、前記第２の共通端子に印加された前記第１の空中線部からの前記第２の周波数帯域の受信信号を前記第２の受信信号端子に通過させるとともに、前記第２の送信信号端子に印加された前記第２の周波数帯域の送信信号を前記第２の共通端子に通過させる第２の送受信切換部と、前記第１の送受信切換部の送信信号端子からの前記第１の周波数帯域の高周波信号を前記第２の周波数帯域に周波数変換する送信周波数変換部と、この送信周波数変換部からの信号を所定のレベルに増幅し、送信信号として前記第２の送受信切換部の送信信号端子に出力する送信信号増幅部と、前記第２の送受信切換部の受信信号端子からの前記第２の周波数帯域の受信信号を前記第１の周波数帯域の受信信号に周波数変換し前記第１の送受信切換部の受信信号端子に出力する第１の受信周波数変換部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、既定の周波数帯域を利用する従来の無線ＬＡＮ送受信モジュールに手を加えることなく、その送受信周波数を所望の周波数帯域に変換する周波数変換装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る周波数変換装置を実施するための最良の形態について、図１及び図２を参照して説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明に係る周波数変換装置の第１の実施例を示すブロック図である。この周波数変換装置１は、第１の送受信切換部としての方向性結合器１１、第１の空中線部としての空中線１２、第２の送受信切換部としての方向性結合器１３、送信ミキサ部１４、送信増幅部１５、受信増幅部１６、受信ミキサ部１７、及び発振部１８から構成されている。
【００１４】
ここに、送信周波数変換部は、送信ミキサ部１４及び発振部１８により構成される。また、受信周波数変換部は、受信増幅部１６、受信ミキサ部１７、及び発振部１８により構成される。
【００１５】
方向性結合器１１は、共通端子１１ａ、送信信号端子１１ｂ、及び受信信号端子１１ｃを有し、共通端子１１ａは、第１の周波数帯域としての周波数帯域Ｆ１の高周波信号を送受する、例えば無線ＬＡＮ送受信モジュール（図示せず）に接続されている。そして、共通端子１１ａに印加された周波数帯域Ｆ１の高周波信号を送信信号端子１１ｂに通過させるとともに、後述する受信ミキサ部１７からの周波数帯域Ｆ１の受信信号を受信信号端子１１ｃから共通端子に通過させる。
【００１６】
空中線１２は、周波数帯域Ｆ１と異なる第２の周波数帯域としての周波数帯域Ｆ２の電波を送受信するアンテナである。方向結合器１３は、共通端子１３ａ、送信信号端子１３ｂ、及び受信信号端子１３ｃを有し、共通端子１３ａは空中線１２に接続されている。そして、空中線１２で受信した周波数帯域Ｆ２の受信信号を共通端子１３ａから受信信号端子１３ｃに通過させるとともに、後述する送信増幅部１５からの周波数帯域Ｆ２の送信信号を送信信号端子１３ｂから共通端子１３ａに通過させる。
【００１７】
送信ミキサ部１４は、後述する発振部１８からの局発信号を用いて、周波数帯域Ｆ１の高周波信号を周波数帯域Ｆ２に変換する。ここに、この送信ミキサ部１４は、周波数帯域Ｆ１の高周波信号に局発信号を混合して周波数帯域Ｆ３に変換する第１のミキサ１４１、周波数帯域Ｆ３の高周波信号を通過させるバンドパスフィルタ１４２、通過した周波数帯域Ｆ３の高周波信号を増幅する第１の増幅器１４３、この周波数帯域Ｆ３の高周波信号に局発信号を混合して周波数帯域Ｆ２に変換する第２のミキサ１４４、及び変換後の周波数帯域Ｆ２の高周波信号を増幅する第２の増幅器１４５から構成されている。
【００１８】
送信増幅部１５は、送信ミキサ部１４からの周波数帯域Ｆ２の高周波信号を所定のレベルに増幅し、送信信号として方向性結合器１３の送信信号端子に送出する。ここに、この送信増幅器１５は、増幅利得を設定する利得設定器１５３の設定に従って周波数帯域Ｆ２の高周波信号を所定のレベルに増幅する増幅器１５１、及び周波数帯域Ｆ２の送信信号を通過させるバンドパスフィルタ１５２から構成されている。
【００１９】
受信増幅部１６は、周波数帯域Ｆ２の受信信号を増幅し、後述する受信ミキサ部１７に送出する。ここに、この受信増幅器１６は、周波数帯域Ｆ２の受信信号を通過させるバンドパスフィルタ１６１、及び所定の利得で受信信号を低雑音増幅する増幅器１６２から構成されている。
【００２０】
受信ミキサ部１７は、後述する発振部１８からの局発信号を用いて、周波数帯域Ｆ２の受信信号を周波数帯域Ｆ１に変換する。ここに、この受信ミキサ部１７は、受信増幅器１６からの周波数帯域Ｆ２の受信信号に局発信号を混合して周波数帯域Ｆ３に変換する第１のミキサ１７１、周波数帯域Ｆ３の受信信号を通過させる第１のバンドパスフィルタ１７２、通過した周波数帯域Ｆ３の受信信号を増幅する増幅器１７３、この周波数帯域Ｆ３の受信信号に局発信号を混合して周波数帯域Ｆ１に変換する第２のミキサ１７４、及び変換後の周波数帯域Ｆ１の受信信号を通過させる第２のバンドパスフィルタ１７５から構成されている。
【００２１】
発振部１８は、送信ミキサ部１４及び受信ミキサ部１７に必要な局発信号を供給する。この発振部１８は、それぞれのミキサ部において、周波数帯域Ｆ１からＦ３へ、またはその逆のＦ３からＦ１への周波数変換に必要な局発信号ｆＬ１を供給する発振器１８１、及び周波数帯域Ｆ２からＦ３へ、またはその逆のＦ３からＦ２への周波数変換に必要な局発信号ｆＬ２を供給する発振器１８２から構成されている。
【００２２】
次に、前述の図１を参照して、上述のように構成された本発明に係る周波数変換装置１の動作について説明する。なお、以下の説明においては、周波数変換装置１内の方向性結合器１１の共通端子１１ａには、例えば、周波数帯域Ｆ１の高周波信号を送受する無線ＬＡＮ送受信モジュール（図示せず）が接続されているものとし、この周波数帯域Ｆ１の高周波信号を、本周波数変換器１により周波数帯域Ｆ２に変換して送受信する場合を取りあげている。
【００２３】
まず、送信時の動作について説明する。無線ＬＡＮ送受信モジュールが送信状態になると、周波数帯域Ｆ１の高周波信号が方向性結合器１１の共通端子１１ａに印加される。方向性結合器１１では、その共通端子１１ａに印加された信号は、送信信号端子１１ｂに現れる。従って、この周波数帯域Ｆ１の高周波信号は、方向性結合器１１の共通端子１１ａから送信信号端子１１ｂを経由して、送信ミキサ部１４に加えられる。
【００２４】
送信ミキサ部１４では、第１のミキサ１４１において、周波数帯域Ｆ１の高周波信号が発振器１８１からの局発信号ｆＬ１と混合され、いったん周波数帯域Ｆ３の高周波信号に変換される。このときの変換動作は、本実施例においてはアップコンバージョンとしている。すなわち、周波数関係は、Ｆ３＝Ｆ１＋ｆＬ１として変換される。変換後の信号は、バンドパスフィルタ１４２で周波数帯域Ｆ３以外の不要な周波数成分が除去され、さらに第１の増幅器１４３で増幅されて信号レベルが整えられた後、第２のミキサ１４４に送られる。
【００２５】
第２のミキサ１４４では、この周波数帯域Ｆ３の高周波信号は発振器１８２からの局発信号ｆＬ２と混合され、周波数帯域Ｆ２の高周波信号に変換される。このときの変換動作は、本実施例においてはダウンコンバージョンとしている。すなわち、周波数関係は、Ｆ２＝Ｆ３−ｆＬ２として変換される。そして、周波数帯域Ｆ２に変換された高周波信号は、増幅器１４５によりレベル調整された後、送信増幅部１５に送出される。
【００２６】
送信増幅部１５では、送信ミキサ部１４からの周波数帯域Ｆ２の高周波信号は、増幅器１５１において所定の増幅利得で増幅され、送信信号となる。本実施例においては、このときの増幅利得は、利得設定器１５３により可変できるものとしている。そして、所定のレベルまで増幅された周波数帯域Ｆ２の送信信号は、さらにバンドパスフィルタ１５２により不要な周波数成分が除去されて、方向性結合器１３の送信信号端子１３ｂに送出される。
【００２７】
方向性結合器１３では、その送信信号端子１３ｂに印加された信号は、共通端子１３ａに現れる。従って、この周波数帯域Ｆ２の送信信号は、方向性結合器１３の送信信号端子１３ｂから共通端子１３ａを経由して、空中線１２に送出される。そして、空中線１２から周波数帯域Ｆ２の送信波が放射される。
【００２８】
次に、受信時の動作について説明する。周波数帯域Ｆ２の受信波は、空中線１２で受信され、受信信号として方向性結合器１３の共通端子１３ａに送られる。方向性結合器１３では、その共通端子１３ａに加えられた信号は、受信信号端子１３ｃに現れる。従って、この周波数帯Ｆ２の受信信号は、方向性結合器１３の共通端子１３ａから受信信号端子１３ｃを経由して、受信増幅部１６に送られる。受信増幅部１６は、この受信信号を受けとって、不要な周波数成分をバンドパスフィルタ１６１で除去した後に増幅器１６２で低雑音増幅し、受信ミキサ部１７に送出する。
【００２９】
受信ミキサ部１７では、受信増幅部１６から送られてきたこの周波数帯域Ｆ２の受信信号は、第１のミキサ１７１において発振器１８２からの局発信号ｆＬ２と混合され、いったん周波数帯域Ｆ３に変換される。このときの変換動作は、本実施例においてはアップコンバージョンとしている。すなわち、周波数関係は、Ｆ３＝Ｆ２＋ｆＬ２として変換される。変換後の信号は、バンドパスフィルタ１７２により周波数帯域Ｆ３以外の不要な周波数成分が除去され、さらに増幅器１７３で増幅された後、第２のミキサ１７４に送られる。
【００３０】
第２のミキサ１７４では、この周波数帯域Ｆ３に変換された受信信号は、発振器１８からの局発信号１８１と混合され、周波数帯域Ｆ１の受信信号に変換される。このときの変換動作は、本実施例においては、ダウンコンバージョンとしている。すなわち、周波数関係は、Ｆ１＝Ｆ３−ｆＬ１として変換される。そして、周波数帯域Ｆ１に変換された受信信号は、さらにバンドパスフィルタ１７５により周波数帯域Ｆ１以外の不要な周波数成分が除去された後、方向性結合器１１の受信信号端子１１ｃに送出される。
【００３１】
方向性結合器１１では、その受信信号端子１１ｃに印加された信号は、共通端子１１ａに現れる。従って、この周波数帯域Ｆ１の受信信号は方向性結合器１１の共通端子１１ａに現れる。そして、この共通端子１１ａに接続された、受信状態の無線ＬＡＮ送受信モジュールに送出される。
【００３２】
以上説明したように、本実施例においては、既定の周波数帯域を利用する無線ＬＡＮ送受信モジュールの周波数帯域をこれと異なる所望の周波数帯域に変換する際に、送信信号の周波数変換系と受信信号の周波数変換系とを有する周波数変換装置を、この無線ＬＡＮ送受信モジュールの外部に設け、相互に接続している。そして、両者の間では、この無線ＬＡＮ送受信モジュールの利用する周波数帯域の送受信信号をそのまま授受している。
【００３３】
加えて、周波数変換装置の内部においては、方向性結合器を用いてこれら送信信号の周波数変換系、及び受信信号の周波数変換系への信号経路の切換を行なっており、無線ＬＡＮ送受信モジュールの送受信切換に同期した信号経路切換のための制御信号等を必要としない。従って、既定の周波数帯域を利用する従来の無線ＬＡＮ送受信モジュールに手を加えることなくこれを有効に活用し、その送受信周波数を所望の周波数帯域に変換する周波数変換装置を得ることができる。
【００３４】
また、周波数変換装置から出力される送信波のレベルを可変できるので、運用環境に応じた適切な通信エリアを設定することができる。
【実施例２】
【００３５】
図２は、本発明に係る周波数変換装置の第２の実施例を示すブロック図である。この第２の実施例の各部について、図１に示す第１の実施例の各部と同一の部分は同一の符号で示し、その説明は省略する。第２の実施例が第１の実施例と異なる点は、第１の実施例に加え、さらに第２の受信周波数変換部を設け、受信信号の周波数変換系を２系統とした点である。以下、図２を参照して、その相違点のみを説明する。
【００３６】
図２に示すように、本実施例においては、この周波数変換装置２は、図１に例示した構成に加え、さらに第２の空中線部としての空中線１９、受信増幅部２０、及び受信ミキサ部２１を有している。空中線１９は、周波数帯域Ｆ２の電波を受信するアンテナである。
【００３７】
受信増幅部２０は、周波数帯域Ｆ２の受信信号を増幅し、受信ミキサ部２１に送出する。この受信増幅部２０は前出の受信増幅部１６と同一に構成され、バンドパスフィルタ１６１、及び増幅器１６２を備えている。受信ミキサ部２１は、発振部１８からの局発信号を用いて周波数帯域Ｆ２の受信信号を周波数帯域Ｆ１に変換する。この受信ミキサ部２１も前出の受信ミキサ部１７と同一に構成され、第１のミキサ１７１、第１のバンドパスフィルタ１７２、増幅器１７３、第２のミキサ１７４、及び第２のバンドパスフィルタ１７５を備えている。そして、受信増幅部２０、及び受信ミキサ部２１、ならびに前出の発振部１８により、第２の受信周波数変換部が構成されている。
【００３８】
次に、前述の図２を参照して、上述のように構成された周波数変換装置２の動作について説明する。なお、以下の説明においては、この周波数変換装置２に接続される無線ＬＡＮ送受信モジュールは、ダイバーシティ受信用の信号端子を有し、受信ミキサ部２１からの周波数帯域Ｆ１の受信信号は、このダイバーシティ受信用の信号端子に接続されるものとしている。
【００３９】
周波数帯域Ｆ２の受信波は、空中線１９で受信され、受信信号として受信増幅部２０に送られる。これ以降の受信信号に対する信号処理は、実施例１における受信時の動作に同じである。すなわち、周波数帯域Ｆ２の受信信号は、受信増幅部２０においてフィルタリング及び増幅され、さらに受信ミキサ部２１において、いったん周波数帯域Ｆ３に周波数変換された後に再び周波数変換され、周波数帯域Ｆ１の受信信号となる。そして、この周波数帯域Ｆ１の受信信号は、受信ミキサ部２１から無線ＬＡＮ送受信モジュールのダイバーシティ受信用の信号端子に送出される。
【００４０】
このように、本実施例においては、第２の受信周波数変換部を設け、無線ＬＡＮ送受信モジュールに対して２系統の受信信号を同時に送出している。これにより、前述した実施例１の効果に加え、ダイバーシティ受信用の信号端子を有する無線ＬＡＮ送受信モジュールに対しても、その機能を活かして有効活用を図ることのできる周波数変換装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る周波数変換装置の第１の実施例を示すブロック図。
【図２】本発明に係る周波数変換装置の第２の実施例を示すブロック図。
【符号の説明】
【００４２】
１、２  周波数変換装置
１１、１３  方向性結合器
１２、１９空中線
１４  送信ミキサ部
１５  送信増幅部
１６、２０  受信増幅部
１７、２１  受信ミキサ部
【図１】
2007214744.tif 000003
【図２】
2007214744.tif 000004