JP2000349659A - Ｒｆトランスミッタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 周波数特性を改善した安価なＲＦトランスミ
ッタを提供することを目的とする。 【解決手段】 中間周波信号を入力し、該中間周波信号
を逓倍または周波数混合することによって高周波信号を
得る周波数変換手段と、前記高周波信号の電力を増幅し
て送信する手段とを有するＲＦトランスミッタにおい
て、前記中間周波信号の周波数を検出する検出手段５
と、検出手段５の出力信号に応じて前記中間周波信号ま
たは前記高周波信号の送信電力を制御する制御手段７を
設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、衛星通信用の地上局ま
たは地上通信用のマイクロ波送信機等で用いられるＲＦ
トランスミッタに関し、特に簡単な構成で周波数特性を
改善したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】図６には、従来におけるマイクロ波衛星
通信の地上局の構成が示されており、図示されるよう
に、屋外のパラボラアンテナ１７にフィードホーン１８
を有する送信機室外ユニット（以下ＯＤＵと呼ぶ）１４
が取り付けられる。このＯＤＵ１４に、同軸ケーブル１
５を介して送信機室内ユニット（以下ＩＤＵと呼ぶ）１
６が接続される。このＩＤＵ１６からは数１０ＭＨｚ〜
数１００ＭＨｚの帯域をもつ中間周波信号（以下ＩＦ信
号と呼ぶ）が出力され、そのＩＦ信号をＯＤＵ１４内で
約５００ＭＨｚの帯域幅を持つ高周波信号（以下ＲＦ信
号と呼ぶ）に変換して送信している。

【０００３】図７には、上記ＯＤＵ１４内のＩＦ信号を
ＲＦ信号に変換するＲＦトランスミッタ部分の回路構成
例が示されており、（ａ）は局部発振器の周波数を混合
してＲＦ信号を得る構成、（ｂ）は逓倍器で周波数を逓
倍してＲＦ信号を得る構成がそれぞれ示されている。本
図において、１はＩＦ信号入力端子、２はＩＦ増幅器、
８は周波数混合器、９は局部発振器、１０は周波数逓倍
器、１２はＲＦ増幅器、１３はＲＦ信号出力端子を示
す。

【０００４】ところで、この衛星通信用ＲＦトランスミ
ッタで扱うマイクロ波の周波数帯として、例えばＣバン
ドでは５．９〜６．４ＧＨｚ、Ｋｕバンドでは１４〜１
４．５ＧＨｚというように、ＲＦ信号が５００ＭＨｚ程
度の帯域をもつのが一般的である。

【０００５】ＲＦ信号に５００ＭＨｚの帯域をもたせる
には、上記図７（ａ）の局部発振器９を周波数シンセサ
イザにして、５００ＭＨｚの可変幅を持たせたり、図７
（ｂ）で５００／ｎ（ｎは自然数、例えば８）ＭＨｚの
帯域をもつＩＦ信号を周波数逓倍器１０でｎ逓倍すれば
よい。その他、図７（ａ）のＩＦ増幅器２を広帯域化し
て、ＩＦ信号に５００ＭＨｚの帯域をもたせることなど
が考えられ、これらは商品化されている。

【０００６】なお、上記の周波数シンセサイザを使用し
たものは、局部発振器のチャネル設定を必要とするた
め、ＩＤＵとの間で通信する手段を備えているのが一般
的である。即ち、高機能なものであり、送信しようとす
るＲＦ周波数に応じてその出力を制御することが容易と
なっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た周波数シンセサイザを使用したものは高価であり、製
品コストの面で問題がある。

【０００８】一方、ＩＦ信号に５００ＭＨｚの帯域をも
たせて局部発振器を単周波数にしたものや局部発振器を
使用せずに逓倍器を使用したものは安価ではあるが、入
力するＩＦ周波数と送信すべきＲＦ周波数との相関情報
をＩＤＵから得ることができない低機能なものである。
即ち、ＲＦ送信電力の平坦度を周波数変換器や増幅器の
素子自体の平坦度に依存することになる。

【０００９】ところがこれらの素子は、その周波数特性
が平坦ではなく、帯域の中央部分の利得が大きく、帯域
の両端で利得が小さい場合や、帯域の端、特に高周波に
なるほど利得が小さくなる場合が多い。加えて、局発漏
洩、スプリアス、帯域外雑音などを除去する目的で各種
フィルタを多用しなければならないため、平坦度は益々
悪化する。

【００１０】上記のような低機能なＲＦトランスミッタ
では、ＲＦ送信電力の平坦度を改善するために、調整に
多大な時間を費やすという、生産上の問題があった。

【００１１】本発明は上記問題点を解消し、ＩＤＵから
の周波数情報が得られない低機能ＲＦトランスミッタに
おいても、周波数に応じた利得に自動的に設定し、周波
数特性を改善した安価なＲＦトランスミッタを提供する
ことを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１の発明は、屋内ユニットと屋外ユニットからな
るマイクロ波送信機の前記屋外ユニットに内蔵され、前
記屋内ユニットから送信される中間周波信号を入力し、
該中間周波信号を逓倍または周波数混合することによっ
て高周波信号を得る周波数変換手段と、前記高周波信号
の電力を増幅して送信する手段とを有するＲＦトランス
ミッタにおいて、前記中間周波信号の周波数を検出する
検出手段と、該検出手段の出力信号に応じて前記中間周
波信号または該中間周波信号に基づく前記高周波信号の
送信電力のいずれかを制御する制御手段とを具備したこ
とを特徴とする。

【００１３】前記検出手段は、中間周波信号を２分配す
る電力分配器と、該電力分配器の一方の出力に接続され
た高域通過フィルタまたは低域通過フィルタと、該高域
通過フィルタまたは低域通過フィルタに接続された検波
器を有し、中間周波信号の周波数に比例して電圧が単調
に増加または減少する検波特性となる検波器を備えた構
成として好適である。

【００１４】または、前記検出手段を、中間周波信号を
３つ以上の数に分配する電力分配器と、該電力分配器の
前記制御手段や前記周波数変換手段を介して最終的に高
周波信号出力端子に繋がる１つの出力を除いて、他の全
ての出力に接続された複数の帯域通過フィルタまたは高
域通過フィルタまたは低域通過フィルタと、該帯域通過
フィルタまたは高域通過フィルタまたは低域通過フィル
タの各々に接続された複数の検波器を有するものとし、
中間周波信号の周波数に応じて各々の検波器が異なる検
出電圧を出力し、前記制御手段は、前記各々の検波器出
力の異なる検出電圧の内、最高の検出電圧に基づく制御
をする構成として好適である。

【００１５】これら好適な２つの構成において、前記制
御手段を前記検波器の出力電圧に比例して減衰量が増減
する電圧制御可変減衰器とすれば、さらに優れたＲＦト
ランスミッタを構成することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に沿って説明する。なお、複数の図面にわたって同一ま
たは相当するものには同一の符号を付した。

【００１７】図１は、本発明の実施の形態を示すブロッ
ク図で、３は電力分配器、４ａはＩＦ帯高域通過フィル
タ（以下ＨＰＦと呼ぶ）、５は検波器、６は制御電圧発
生器、７は電圧制御可変減衰器（以下ＶＶＡと呼ぶ）、
１１はＲＦ帯帯域通過フィルタ（以下ＢＰＦと呼ぶ）で
ある。

【００１８】本図において、ＩＦ入力端子１から入力し
たＩＦ信号は、ＩＦ増幅器２に入力し、電力分配器３に
てその一部がＨＰＦ４ａを通過する。その後検波器５へ
入力したＩＦ信号は、直流電圧に変換されて制御電圧発
生器６に入り、検波器５の出力に応じてＶＶＡ７の減衰
特性を変化させるための制御電圧に変換される。なお、
検波器５には、ＨＰＦ４ａを通過したＩＦ信号が入力す
るから、その検波電圧はＩＦ信号の周波数に比例して電
圧が単調に増加する検波特性となる。したがって検波電
圧から、ＩＦ信号の周波数を検出することができる。ま
た、制御電圧発生器６はオペアンプ（演算増幅器）で構
成され、微弱な検波電圧をＶＶＡを駆動するに十分な電
圧に変換するほか、ＶＶＡの電圧対減衰量特性を直線化
するための補正回路を付加することもある。

【００１９】一方、電力分配器３によって分配された他
方のＩＦ信号は、直接ＶＶＡ７に入力し、上記の制御電
圧発生器６からの制御電圧で制御された減衰量で減衰さ
れ、周波数混合器８に入力し、局部発振器９のマイクロ
波信号と混合される。

【００２０】その後、ＢＰＦ１１にて例えば５００ＭＨ
ｚの帯域幅に制限されてＲＦ増幅器１２に入力し、送信
に堪える大きさに増幅されてＲＦ出力端子１３から出力
される。なお、ＨＰＦ４ａは、ＩＦ周波数に比例した検
波電圧を出力し、ＩＦ周波数を自ら検出しようとするも
のであるから、ＲＦ増幅器の周波数特性が右肩上がりの
（高周波側の利得が大きい）ときには、ＨＰＦに変わっ
て低域通過フィルタ（ＬＰＦ）を使用してもよい。

【００２１】本実施の形態は、このような構成であるた
め、ＩＤＵからの情報が入力されずとも、自らＩＦ信号
を検波してその周波数を認識し、これに応じて減衰量を
加減することができ、簡単で安価な構成で周波数特性の
良好なＲＦトランスミッタを提供することができる。

【００２２】図２は、本発明の他の実施の形態を示すブ
ロック図であり、逓倍方式により周波数変換する構成を
示したものである。本実施の形態では、図１の周波数混
合器８と局部発振器９に代わって周波数逓倍器１０が配
置されている。本実施の形態でも、図１に示した実施の
形態と同様な効果をもたらすことができる。

【００２３】図３は図１または図２に示した実施の形態
の各部波形を示す。本図においてＡはＨＰＦ４ａを通過
したＩＦ信号が検波器５により検波されて制御電圧発生
器６に入力するときの電圧を示し、Ｂは制御電圧発生器
６の出力で制御されたＶＶＡ７を通過したときのＩＦ信
号の透過電力を示し、Ｃは本発明により改善される前の
ＲＦ送信電力と改善後のＲＦ送信電力をそれぞれ破線と
実線で示している。

【００２４】ＲＦ増幅器に使用される素子は一般に周波
数が高くなるほど利得が低下するから、Ｃに破線で示す
ように「右肩下がり」の周波数特性になることがある。
本発明のように、ＶＶＡ透過電力を「右肩上がり」にす
れば、これを解消することができる。

【００２５】図４は、本発明の第３の実施の形態を示す
ブロック図で、４ｂはＩＦ帯ＢＰＦである。本図では４
ｂと５を３段並列接続した例を示すが、段数に制限はな
く、多ければ多いほど複雑な「うねり」を補正する微妙
なＶＶＡ制御電圧をつくりだすことができる。また、周
波数混合器８と局部発振器９で周波数混合する代わりに
図２の逓倍器１０で逓倍することとしても可能である。
また、この際の制御電圧発生器６はオペアンプを用いた
加算回路やアナログスイッチを応用して、複数の検波器
から出力された電圧を加算または選択し、ＩＦ周波数に
応じた制御電圧が発せられる。

【００２６】図５は図４に示す実施の形態の各部波形を
示し、Ａ、Ｂ、Ｃはそれぞれ図３に示した検波電圧、Ｉ
Ｆ信号のＶＶＡ透過電力、ＲＦ送信電力に相当する。Ｒ
Ｆトランスミッタは局発漏洩、スプリアス、帯域外雑音
などを除去する目的でフィルタを多用するため、ＲＦ送
信電力の周波数特性がうねることが多い。Ａで検出した
検波電圧からうねりを補正する特性となる電圧を作り出
してＶＶＡ制御電圧とすれば、Ｂに示すＶＶＡ透過電力
が得られ、結果としてＣに示すようにうねりを解消した
ＲＦ送信電力が得られる。

【００２７】以上、実施の形態について述べたが、本発
明はこれに限らず種々の変更が可能である。例えば、上
記実施の形態におけるＶＶＡはいずれもＩＦ信号入力端
子から周波数変換手段（周波数混合器と局部発振器、ま
たは逓倍器）との間に配置したが、周波数変換手段とＲ
Ｆ信号出力端子との間に配置してもよい。但し、この
際、高周波で作動し、しかも広帯域に平坦な特性を有す
るＶＶＡを選択することが肝要である。

【００２８】また、上記実施の形態では、ＩＦ増幅器や
ＲＦ増幅器がそれぞれ１つずつ配置された構成を示した
が、ＶＶＡにおける減衰量とＲＦ出力電力を加味して、
必要なだけ増幅器を多段構成にしてもよいことは言うま
でもない。

【００２９】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明はＩＤＵ
からＩＦ周波数に関する情報を得ることなく、自らＩＦ
周波数を検出し、その周波数に応じて利得を制御してＲ
Ｆ送信電力の周波数特性を改善できるから、ＩＤＵとの
通信を目的とした複雑な手段を必要とせず、安価に、し
かも高性能なＲＦトランスミッタを供給できる利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示すブロック図で
ある。

【図２】本発明の第１の実施の形態を示すブロック図で
ある。

【図３】図１、図２で示す実施の形態の各部電圧または
電力の周波数特性を示す図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態を示すブロック図で
ある。

【図５】図４で示す実施の形態の各部電圧または電力の
周波数特性を示す図である。

【図６】衛星放送用送信機の概略を示した説明図であ
る。

【図７】従来の回路構成例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１：ＩＦ入力端子、２：ＩＦ増幅器、３：電力分配器、
４：ＩＦ帯フィルター、５：検波器、６：ＶＶＡ制御電
圧発生器、７：ＶＶＡ、８：周波数混合器、９：局部発
振器、１０：周波数逓倍器、１１：ＲＦ帯フィルター、
１２：ＲＦ増幅器、１３：ＲＦ出力端子、１４：ＯＤ
Ｕ、１５：同軸ケーブル、１６：ＩＤＵ、１７：パラボ
ラアンテナ、１８：フィードホーン

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 屋内ユニットと屋外ユニットからなるマ
   イクロ波送信機の前記屋外ユニットに内蔵され、前記屋
   内ユニットから送信される中間周波信号を入力し、該中
   間周波信号を逓倍または周波数混合することによって高
   周波信号を得る周波数変換手段と、前記高周波信号の電
   力を増幅して送信する手段とを有するＲＦトランスミッ
   タにおいて、 前記中間周波信号の周波数を検出する検出手段と、該検
   出手段の出力信号に応じて前記中間周波信号または該中
   間周波信号に基づく前記高周波信号の送信電力のいずれ
   かを制御する制御手段とを具備したことを特徴とするＲ
   Ｆトランスミッタ。
2. 【請求項２】 前記検出手段は、前記中間周波信号を２
   分配する電力分配器と、該電力分配器の一方の出力に接
   続された高域通過フィルタまたは低域通過フィルタと、
   該高域通過フィルタまたは低域通過フィルタに接続され
   た検波器を有し、前記中間周波信号の周波数に比例して
   電圧が単調に増加または減少する検波特性となる検波器
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載のＲＦトラン
   スミッタ。
3. 【請求項３】 前記検出手段は、前記中間周波信号を３
   つ以上の数に分配する電力分配器と、該電力分配器の１
   つの出力を除く出力全てに接続された複数の帯域通過フ
   ィルタまたは高域通過フィルタまたは低域通過フィルタ
   と、該帯域通過フィルタまたは高域通過フィルタまたは
   低域通過フィルタの各々に接続された複数の検波器を有
   し、中間周波信号の周波数に応じて各々の該検波器が異
   なる検出電圧を出力し、前記制御手段は、前記各々の検
   波器出力の異なる検出電圧を加算または選択し、ＩＦ周
   波数に応じてＲＦ出力を制御することを特徴とする請求
   項１に記載のＲＦトランスミッタ。
4. 【請求項４】 前記制御手段は、前記検波器の出力電圧
   に比例して減衰量が増減する電圧制御可変減衰器である
   ことを特徴とする請求項２または３に記載のＲＦトラン
   スミッタ。