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Title:
PASSIVE ANTENNA SYSTEM FOR RELAY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/119739
Kind Code:
A1
Abstract:
Provided is a passive antenna system for relaying a radio wave transmitted and received between a base station and a mobile station. The passive antenna system includes: a base station side antenna installed in an area where a radio wave can be transmitted and received to/from the base station; a terminal side antenna for transmitting and receiving a radio wave to/from the mobile terminal in an area where a radio wave from the base station cannot be received; and a transmission line which connects the respective antennas. The base station side antenna has a higher antenna gain and a sharper directivity than the terminal side antenna.

Inventors:
SAKAMOTO TORU (JP)
Application Number:
PCT/JP2009/056122
Publication Date:
October 01, 2009
Filing Date:
March 26, 2009
Export Citation:
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Assignee:
MASPRO DENKO KK (JP)
SAKAMOTO TORU (JP)
International Classes:
H04B7/145; H01Q21/06; H04W16/26
Foreign References:
JPH0884106A1996-03-26
JPH11163773A1999-06-18
JPH11251820A1999-09-17
Attorney, Agent or Firm:
NAGOYA INTERNATIONAL PATENT FIRM (JP)
Nagoya international patent business corporation (JP)
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Claims:
 基地局との間で電波を送受信可能なエリアに設置された基地局側アンテナと、
 基地局からの電波が届かないエリア内の移動端末との間で電波を送受信するための端末側アンテナと、
 これら各アンテナを接続する伝送線とからなり、
 前記基地局と前記移動端末との間で送受信される電波を中継する中継用パッシブアンテナシステムであって、
 前記基地局側アンテナを、前記端末側アンテナよりもアンテナ利得が高く、指向性の鋭いアンテナにて構成したことを特徴とする中継用パッシブアンテナシステム。
 前記基地局側アンテナを、一対のアンテナを間隔を空けて水平に配置したスタックアンテナにて構成したことを特徴とする請求項1に記載の中継用パッシブアンテナシステム。
 前記伝送線には、中継対象外の不要な信号の通過を阻止するフィルタが設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の中継用パッシブアンテナシステム。
Description:
中継用パッシブアンテナシステ

 本発明は、基地局と移動端末との間で行 れる無線通信を中継するのに好適な中継用 ッシブアンテナシステムに関する。

 従来、基地局と、基地局からの電波が届 ない不感エリア内の移動端末との間の無線 信を中継する中継システムとして、基地局 の間で電波を送受信する基地局側アンテナ 、不感エリア内の移動端末との間で電波を 受信する端末側アンテナとの2種類のアンテ ナを設置し、これらを同軸ケーブル等で単に 接続することにより中継を行う中継用パッシ ブアンテナシステムが知られている。

 この中継用パッシブアンテナシステムは 信号を増幅する増幅装置やチャンネル変換 置を設ける必要がなく、構成、メンテナン 等が簡単になるため、送受信する電波の強 が低くなっても通信が可能なデジタル通信 の中継システムとして利用することが考え れている。

 また、中継用パッシブアンテナシステムで 、システム全体のアンテナ利得(中継利得) 低いと、中継可能エリアが狭くなるため、 地局側アンテナと端末側アンテナとからな 一対の中継用アンテナを複数組設置し、各 毎に中継用の信号を異なる遅延量で遅延さ ることで、疑似的なマルチパス信号を発生 せ、受信側では受信信号を合成することで 中継利得を見かけ上大きくすることが提案 れている(例えば、特許文献1等参照)。

特開2005-12608号公報

 上記提案の中継用パッシブアンテナシス ムは、受信側で所謂レイク受信を行うこと よって、中継利得を見かけ上大きくして、 信側の受信電力を確保しているが、このレ ク受信を実現するには、上記のように基地 側アンテナと端末側アンテナとを複数組設 しなければならず、これら複数のアンテナ 設置場所を確保するのが難しいという問題 あった。

 一方、アンテナの数を増加させることな 中継利得を高めるためには、基地局側アン ナ及び端末側アンテナに、高利得のアンテ を使用すればよいが、これら各アンテナの 得を単に上げただけでは、中継可能な不感 リアが狭くなるとか、中継すべき基地局と 異なる基地局からの電波も中継してしまい 良好な中継を実現できなくなる、という問 があった。

 本発明は、こうした問題に鑑みなされた のであり、基地局と移動端末との間で行わ る無線通信を中継する中継用パッシブアン ナシステムにおいて、中継に用いるアンテ の数を必要最小限に抑えつつ良好な中継を 現できるようにすることを目的とする。

 かかる目的を達成するためになされた本 明の第1局面は、基地局との間で電波を送受 信可能なエリアに設置された基地局側アンテ ナと、基地局からの電波が届かないエリア内 の移動端末との間で電波を送受信するための 端末側アンテナと、これら各アンテナを接続 する伝送線とからなり、前記基地局と前記移 動端末との間で送受信される電波を中継する 中継用パッシブアンテナシステムであって、 前記基地局側アンテナを、前記端末側アンテ ナよりもアンテナ利得が高く、指向性の鋭い アンテナにて構成したことを特徴とする。

 次に、本発明の第2局面は、本発明の第1 面の中継用パッシブアンテナシステムにお て、前記基地局側アンテナを、一対のアン ナを間隔を空けて水平に配置したスタック ンテナにて構成したことを特徴とする。

 また、本発明の第3局面は、本発明の第1 面又は第2局面の中継用パッシブアンテナシ テムにおいて、前記伝送線には、中継対象 の不要な信号の通過を阻止するフィルタが けられていることを特徴とする。

 本発明の第1局面の中継用パッシブアンテ ナシステムにおいては、基地局側アンテナと 端末側アンテナとのアンテナ特性が異なり、 基地局側アンテナには、端末側アンテナに比 べて、アンテナ利得が高く、指向性の鋭いア ンテナが使用される。

 このため、本発明によれば、基地局側ア テナのアンテナ利得によって、中継利得を めることができると共に、基地局側アンテ の指向性を鋭くすることにより、基地局側 ンテナが、中継すべき基地局とは異なる基 局からの電波を受信して中継してしまい、 動端末側で混信が発生するのを防止できる

 また、本発明によれば、端末側アンテナ アンテナ利得を低くして、その指向性を広 することができるので、端末側アンテナが 動端末と送受信可能なエリアを広くして、 該システムによる中継可能エリアを広げる とができる。

 よって、本発明によれば、中継に用いるア テナの数を必要最小限に抑えつつ、良好な 継を実現できるようになる。
 ここで、基地局側アンテナは、一つのアン ナにて構成してもよいが、アンテナ単体で 得を高め、指向特性を鋭くするには限界が るため、本発明の第2局面のように、一対の アンテナを間隔を空けて水平に配置したスタ ックアンテナにて構成してもよい。

 また、本発明の中継用パッシブアンテナ ステムは、基地局側アンテナと端末側アン ナとを単に接続して、各アンテナで受信し 電波を他方のアンテナから送信するもので るため、中継対象外の通信システムで送受 される電波が各アンテナで送受信可能な周 数であれば、その電波についても中継して まうことになり、他の通信システムに悪影 を与えることも考えられる。

 このため、このような問題が生じる虞が る場合には、基地局側アンテナと端末側ア テナと接続する伝送線に、中継対象外の不 な信号の通過を阻止するフィルタを設ける うにしてもよい。

 なお、このフィルタは、他の通信システ で双方向に送受信される2種類の信号のうち 、一方の信号のみを遮断するようにすれば、 他の通信システムでの無線通信に影響を与え るのを防止できる。

実施形態の中継アンテナシステムの構 を表す説明図である。 基地局側アンテナの構成を表す説明 図である。 端末側アンテナの構成を表す説明図 である。 基地局側アンテナ及び端末側アンテナ 構成するアンテナ装置の構成を表す分解斜 図である。

符号の説明

 2…中継アンテナシステム、4…基地局、6 携帯端末、8…分配・合成器、9…フィルタ 10…基地局側アンテナ、20…端末側アンテナ 12,22…アンテナ装置、14,24…固定部材、16… タックブーム、18…固定部材、32…放射器、 34…導波器、36,37…保持体、38,39…ケース部材 、40…端子。

 以下に本発明の一実施形態を図面と共に説 する
 図1は、本発明が適用された実施形態の中継 用パッシブアンテナシステム(以下、単に中 アンテナシステムという)2の概略構成を表す 説明図である。

 図1に示すように、本実施形態の中継アン テナシステム2は、デジタル通信方式の携帯 話の基地局4と、この基地局4からの電波が届 かない不感エリア(図に点線で示す)内の携帯 末(携帯電話、携帯型情報端末等)6との間で デジタル通信用の無線電波を中継するため ものであり、基地局4との間で電波を送受信 する基地局側アンテナ10と、不感エリア内の 帯端末6との間で電波を送受信する端末側ア ンテナ20と、これら両アンテナ間を接続する 送線(同軸ケーブル)とから構成されている

 また、本実施形態の基地局側アンテナ10 、図2A-2Cに示すように、2つのアンテナ装置12 を、所定間隔を開けて水平に配置したスタッ クアンテナから構成されており、端末側アン テナ20は、図3A-3Cに示すように、一つのアン ナ装置22にて構成されている。

 このため、基地局側アンテナ10と端末側 ンテナ20とを接続する伝送線には、基地局側 アンテナ10を構成する2つのアンテナ装置12か の受信信号を混合して、端末側アンテナ20 構成するアンテナ装置22に出力する分配・合 成器8が設けられている。なお、この分配・ 成器8は、端末側アンテナ20を構成するアン ナ装置22からの受信信号を2分配して、基地 側アンテナ10を構成する2つのアンテナ装置12 に出力する分配器としても機能する。

 次に、基地局側アンテナ10及び端末側アン ナ20を構成するアンテナ装置12、22は、図4に すように構成されている。
 すなわち、上記各アンテナ装置12、22は、ス リーブアンテナからなる放射器32と、送受信 る電波の波長に対し略1/2の長さ(2分の1波長) を有する導体棒を所定間隔で平行に並べた導 波器34とからなり、これらを、発泡スチロー で形成した半円柱形の保持体36、37で挟み、 半円筒形のケース部材38、39の開口部を互い 嵌合することで円筒形に形成されるケース に収納することにより構成されている。

 このケースは、放射器32及び導波器34を保 護するためのものであり、アンテナ特性に影 響を与えることのないよう、耐久性に優れた 合成樹脂にて構成されている。そして、この ケースにおいて、放射器32が設けられた後端 には、放射器32に同軸ケーブルを接続する めの端子40が突設されている。

 また、携帯電話では、2GHz帯の電波が利用 されるので、放射器32を構成するスリーブア テナの長さや、導波器34を構成する導体棒 長さ、或いは、基地局側アンテナ10を構成す る一対のアンテナ装置22の間隔等は、この電 の波長に応じて設定されている。

 次に、上記のように円柱形に構成された ンテナ装置12、22の後端側(つまり、放射器32 の導波器34とは反対側)には、夫々、支柱50,52 固定するための固定部材14、24が設けられて いる(図2A-2C、図3A-3C参照)。

 そして、図3A-3Cに示すように、1つのアン ナ装置22で構成される端末側アンテナ20は、 アンテナ装置22に設けられた固定部材24を介 て、設置点の支柱52に取り付けられる。

 また、図2A-2Cに示すように、一対のアン ナ装置12にてスタックアンテナとして構成さ れる基地局側アンテナ10には、これら一対の ンテナ装置12を、所定間隔を開けて平行に 置するためのスタックブーム16が設けられて いる。

 このスタックブーム16は、支柱として使 されるパイプをコの字状に曲げたものであ 、一対のアンテナ装置12は、後端に設けられ た固定部材14を介してスタックブーム16の両 に固定することで、間隔を開けて平行に配 される。

 そして、基地局側アンテナ10は、設置点に いて、このスタックブーム16の中央を、固定 部材18を介して支柱50に固定することで、基 局に向くよう配置される。
 なお、図2A-2C及び図3A-3Cにおいて、図2A,図3A 各アンテナ10、20の平面図、図2B,図3Bは各ア テナ10、20の正面図、図2C,図3Cは各アンテナ1 0、20の側面図である。

 以上説明したように、本実施形態の中継 ンテナシステム2においては、基地局側アン テナ10が、端末側アンテナ20と同一構成のア テナ装置12を、一対、水平に配置したスタッ クアンテナにて構成されている。このため、 基地局側アンテナ10は、端末側アンテナ20に べて、アンテナ利得が高く、指向性の鋭い ンテナとなる。

 従って、本実施形態によれば、基地局側 ンテナ10のアンテナ利得によって、中継ア テナシステム2全体の中継利得を高めること できると共に、基地局側アンテナ10の指向 を鋭くすることにより、基地局側アンテナ10 が、中継すべき基地局とは異なる基地局から の電波を受信して中継してしまうのを防止で きる。

 また、本実施形態によれば、端末側アン ナ20のアンテナ利得を低くして、その指向 を鈍くすることができるので、端末側アン ナ20が携帯端末6と送受信可能なエリアを広 して、当該システムによる中継可能エリア 広げることができる。

 よって、本実施形態によれば、中継に用い アンテナ装置の数を必要最小限に抑えつつ 良好な中継を実現できるようになる。
 以上、本発明の一実施形態について説明し が、本発明は、上記実施形態に限定される のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範 内にて種々の態様をとることができる。

 例えば、上記実施形態では、基地局側ア テナ10と端末側アンテナ20とは、受信信号を 合成/分配する分配・合成器8を介して接続さ るものとして説明したが、図1に点線で示す ように、分配・合成器8と端末側アンテナ20と の間の伝送線(若しくは分配・合成器8内)に、 中継対象となる信号のみを通過させ、中継対 象外の不要な信号の通過を阻止するフィルタ 9を設けるようにしてもよい。

 つまり、当該中継アンテナシステム2で中 継する携帯電話の電波は、電話会社毎に周波 数が異なるものの、現在、その電波の周波数 帯は、全て2GHz帯となっているので、当該中 アンテナシステム2では、中継対象となる電 会社とは異なる電話会社の電波をも中継し しまい、その電話会社の通信網に悪影響を えることも考えられるが、上記のようにフ ルタ9を設けて、中継対象となる信号以外は 中継しないようにすれば、こうした問題を防 止できる。

 なお、このようにフィルタ9を設けて、他 の電話会社で使用される電波を中継するのを 防止する際には、必ずしも、携帯端末から基 地局側への上り方向の信号と基地局側から携 帯端末への下り方向の信号との両方を遮断す る必要はなく、何れか一方の信号を遮断する ようにすればよい。つまり、このようにすれ ば、携帯電話による通話ができなくなるので 、他の電話会社の通信に悪影響を与えるのを 防止できる。

 また次に、上記実施形態では、本発明を 携帯電話用の中継アンテナシステム2に適用 した場合について説明したが、本発明は、携 帯電話用に限らず、移動する端末(移動端末) 基地局との間で双方向の無線通信を行うシ テムであれば、上記実施形態と同様に適用 て、同様の効果を得ることができる。