JP2001244899A - 反射影響度検出器 - Google Patents
反射影響度検出器Info
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Abstract
いられて当該信号のレベルにかかわらずに反射の影響度
を正確に検出する反射影響度検出器を提供する。 【解決手段】 一例として、進行波信号取得手段11が
線路を介して負荷4方向へ伝送する信号を進行波信号と
して取得し、反射波信号取得手段11が線路を介して負
荷4方向とは逆方向へ伝送する信号を反射波信号として
取得し、対数変換回路から構成された進行波電圧検出手
段13が進行波信号のレベルに比例する値の対数値から
進行波電圧を検出し、対数変換回路から構成された反射
波電圧検出手段15が反射波信号のレベルに比例する値
の対数値から反射波電圧を検出し、比較手段16が反射
波電圧と進行波電圧との差と所定の閾値との大小を比較
し、当該比較結果に基づいて負荷4から線路への反射の
影響度を検出する。
Description
て負荷へ伝送する経路において負荷から線路への反射の
影響度を検出する反射影響度検出器に関し、特に、当該
信号のレベルにかかわらずに反射の影響度を正確に検出
する反射影響度検出器に関する。
普及は目覚しく、その公共性も高まっている。このた
め、このようなシステムに備えられる基地局装置や無線
中継増幅装置等のインフラ設備にはますます高い信頼性
が必要となり、例えば万が一の故障時でも迅速に対応す
ることができるように監視機能の充実が望まれている。
特に、屋外に設置されるアンテナ系の故障はシステムに
対する影響が大きく、また、その改修にも多くの時間を
要する。
早く検出するために、基地局装置等に備えられたアンテ
ナ共用部の後段や或いは送信増幅部の後段に、当該異常
を検出するための反射影響度検出器を設けることが主流
として検討等されている。この反射影響度検出器は、例
えば信号を線路を介してアンテナ等の負荷へ伝送する経
路に用いられて、負荷から線路への反射の影響度を検出
する機能を有している。ここで、負荷から線路への反射
の影響度が変化することは例えば負荷であるアンテナ等
に異常が発生したことを示し、具体的には、例えば当該
反射が大きくなった場合には、当該反射による進行波方
向の信号(線路から負荷へ出力される信号)の損失(リ
ターンロス)が大きくなって、定在波比が大きくなった
とみなすことができる。なお、反射係数の絶対値をρで
示すと、一般に定在波比SはS=(1+ρ)/(1−
ρ)で示される。
た反射影響度検出器41の構成例を示すとともに、当該
反射影響度検出器41に接続された送信機42及びフィ
ルタ43や、当該フィルタ43に接続されたアンテナ4
4を示してある。ここで、送信機42は送信対象となる
高周波信号をアンテナ44へ向けて出力する機能を有し
ており、当該信号は反射影響度検出器41及びフィルタ
43を介してアンテナ44から無線送信される。
例を示す。すなわち、送信機42から出力される信号は
方向性結合器51の入力端子S1から当該方向性結合器
51に入力されて当該方向性結合器51を通過し、当該
信号が当該方向性結合器51の出力端子S2からフィル
タ43へ出力される。これに際して、方向性結合器51
を介してアンテナ44方向へ伝送する信号の一部が進行
波信号として進行波出力端子S3から取り出されるとと
もに、方向性結合器51を介してアンテナ44方向とは
逆方向(すなわち、送信機42方向)へ伝送する信号の
一部が反射波信号として反射波出力端子S4から取り出
される。ここで、反射波信号は、負荷を構成するアンテ
ナ44により進行波信号の一部が反射されたものであ
る。
信号(当該信号の電力レベルをPtとする)は高周波減
衰器52により所定の減衰量Ltで減衰させられ、当該
減衰後の信号(当該信号の電力レベルをPt1とする)
が例えばダイオードから構成された検波素子53により
検波されて直流電圧(進行波電圧)Vtへ変換され、当
該進行波電圧Vtが比較器55へ出力される。ここで、
高周波減衰器52の減衰量Ltは可変であり、当該減衰
量Ltは例えば検出しようとするリターンロスに基づい
た値に設定される。
反射波信号(当該信号の電力レベルをPrとする)は例
えばダイオードから構成された検波素子54により検波
されて直流電圧(反射波電圧)Vrへ変換され、当該反
射波電圧Vrが比較器55へ出力される。そして、比較
器55では、反射波電圧Vrから進行波電圧Vtを減算
した値(Vr−Vt)と予め設定された所定の閾値(閾
値電圧)Vthとの大小が比較され、当該比較の結果、
当該減算値(Vr−Vt)が当該閾値電圧Vth以上で
あった場合には、異常を検出して警報(アラーム:AL
M)が動作させられる。
ば送信機42から出力される信号の電力レベルがほぼ一
定である場合には比較的良好に動作する。しかしなが
ら、このような反射影響度検出器41では、例えば送信
機42から出力される信号の電力レベルが通信状況等に
応じて変動してしまうような場合には、アラームが動作
させられる条件が当該電力レベルに依存して変化してし
まうといった不具合があった。
られるCDMA方式を採用したシステムにおいては、基
地局装置等から無線送信される信号の電力レベルはトラ
フィックの状態(例えば収容する移動局装置の数や送信
電力制御の仕方等)に応じて種々なレベルに変動するこ
とが生じ、例えばW−CDMA方式を採用した場合には
一般に37[dB]ものダイナミックレンジが要求され
る。そして、このようにダイナミックレンジの大きい基
地局装置等に上記した反射影響度検出器41を適用する
と、上述したように、送信信号のレベル変動によって反
射の影響度を正確に検出することができなくなってしま
うといった不具合があった。
な不具合を更に詳しく説明する。なお、この例では、方
向性結合器51の出力端子S2から出力される送信信号
の電力レベルPoが26[dBm]から46[dBm]
までの範囲で変動する場合を示す。また、説明の便宜上
から簡単な例とするために、方向性結合器51の結合量
Cが20[dB]であり、各検波素子53、54を構成
するダイオードの検波効率ηが0.02[V/mW]で
あり、比較器55に設定された閾値電圧Vthが10
[mV]であり、アラームを動作させるためのリターン
ロスRLの条件が−5[dB]以上である場合を示す。
(Zは電力レベルを表す任意の符号)を示す場合に、当
該電力レベルZの単位として[mW]と[dBm]とを
使い分けており、以下では、或る電力レベルZに対して
“Z”と表記した場合には[mW]の単位を用いたとき
の値(真値)であることを示し、“Z'”と表記した場
合には[dBm]の単位を用いたときの値(デシベル
値)であることを示す。なお、一般に、10・Log10
(Z[mW])=Z'[dBm]である。
リターンロスRLや結合量Cを示す場合に、上記と同様
に真値とデシベル値とを使い分けており、以下では、
“Lt”や“Lr”や“RL”や“C”と表記した場合
には減衰の割合を表す値(真値)であることを示し、
“Lt'”や“Lr'”や“RL'”や“C'”と表記した
場合には[dB]の単位を用いたときの値(デシベル
値)であることを示す。
量L(Lt或いはLr)で減衰させられるとその電力レベ
ルが(Z/L)になるとし、また、或る電力レベルZ'
が減衰量L'(Lt'或いはLr')で減衰させられると
その電力レベルが(Z'−L')になるとする。また、以
下では、或る電力レベルZがリターンロスRLを受ける
とその電力レベルが(Z/RL)になるとし、また、或
る電力レベルZ'がリターンロスRL'を受けるとその電
力レベルが(Z'+RL')になるとする。また、以下で
は、或る電力レベルZの信号から結合量Cで取り出され
た信号の電力レベルが(Z/C)になるとし、或る電力
レベルZ'の信号から結合量C'で取り出された信号の電
力レベルが(Z'−C')になるとする。
号の電力レベルPo'が26[dBm]であり、リター
ンロスRL'が−5[dB]であるときを考える。この
とき、方向性結合器51から取り出される進行波信号の
電力レベルPt'は6[dBm](Pt'=Po'−C')
となり、方向性結合器51から取り出される反射波信号
の電力レベルPr'は1[dBm](Pr'=Po'−C'
+RL')となり、ダイオード54で検出される反射波
電圧Vrは25.2[mV](Vr=η・Pr=η・1
0Pr'/10)となる。
めには、Vr−Vt≧Vthであることが必要であり、
すなわち、Vt≦Vr−Vth=15.2[mV]であ
ることが必要である。そして、Vt=15.2[mV]
となるときにダイオード53に入力される進行波信号の
電力レベルPt1は0.76[mW]となって、つまり
当該電力レベルPt1'は−1.2[dBm](Pt1
[mW]=Vt/η、Pt1'[dBm]=10・Lo
g10(Vt/η))となり、高周波減衰器52の減衰量
Lt'としては7.2[dB](Lt'=Pt'−Pt
1')であることが必要となる。
を7.2[dB]に設定すると、方向性結合器41から
出力される信号の電力レベルPo'が26[dBm]で
あるときには、リターンロスRL'が−5[dB]以上
である場合にアラームを動作させることができる。
7.2dBに設定した場合に、方向性結合器51から出
力される信号の電力レベルPo'が46[dBm]に変
動したときを考える。このとき、ダイオード53に入力
される進行波信号の電力レベルPt1'は18.8[d
Bm](Pt1'=Po'−C'−Lt')となり、ダイオ
ード53で検出される進行波電圧Vtは1517[m
V](Vt=η・Pt1=η・10Pt1' /10)となる。
また、アラームが動作させられる反射波電圧Vrは15
27[mV](=Vt+Vth)となり、このとき、方
向性結合器51から取り出される反射波信号の電力レベ
ルPrは76.4[mW]となり、つまり当該電力レベ
ルPr'は18.8[dBm](Pr[mW]=Vr/
η、Pr'[dBm]=10・Log10(Vr/η))
となる。
−7.2[dB](RL'=Pr'−Po'+C')とな
る。従って、例えば方向性結合器51から出力される信
号の電力レベルPo'が26[dBm]であるときには
リターンロスRL'が−5[dB]以上である場合にア
ラームを動作させるように設定しても、当該電力レベル
Po'が46[dBm]に変動してしまったときにはリ
ターンロスRL'が−7.2[dB]以上である場合に
アラームが動作されてしまい、つまり、リターンロスR
L'の検出値に2.2[dB]もの誤差が生じてしまっ
て、反射の影響度を正確に検出することができなくなっ
てしまう。
で構成した場合には、例えばダイオードの検波効率ηが
当該ダイオードに入力される信号の電力の大きさにより
変化してしまうことが生じ得るため、更に大きな誤差が
生じてしまう可能性もある。こうしたことから、上記図
4に示したような反射影響度検出器41では、例えばC
DMA方式を採用した基地局装置等で要求される広いダ
イナミックレンジでの反射影響度の検出を正確に行うこ
とが困難である。
うに、従来の反射影響度検出器では、例えば負荷へ伝送
される信号のレベルが変動するような場合には反射の影
響度を正確に検出することができないといった不具合が
あり、このため、例えばCDMA方式を採用する基地局
装置等のように広いダイナミックレンジを有する装置の
経路に適用することが困難であるといった不具合があっ
た。
るためになされたもので、信号を線路を介して負荷へ伝
送する経路に用いられて、例えば当該信号のレベルが変
動してしまうような場合であっても、負荷から線路への
反射の影響度を正確に検出することができる反射影響度
検出器を提供することを目的とする。
め、本発明に係る反射影響度検出器では、信号を線路を
介して負荷へ伝送する経路に用いられて、次のようにし
て、負荷から線路への反射の影響度を検出する。すなわ
ち、進行波信号取得手段が線路を介して負荷方向へ伝送
する信号を進行波信号として取得し、反射波信号取得手
段が線路を介して負荷方向とは逆方向へ伝送する信号を
反射波信号として取得し、進行波電圧検出手段が取得さ
れた進行波信号のレベルに比例する値の対数値から進行
波電圧を検出し、反射波電圧検出手段が取得された反射
波信号のレベルに比例する値の対数値から反射波電圧を
検出し、比較手段が反射波電圧と進行波電圧との差と所
定の閾値との大小を比較し、これにより、当該比較結果
に基づいて負荷から線路への反射の影響度を検出する。
に比例する値の対数値から進行波電圧を検出するととも
に反射波信号のレベルに比例する値の対数値から反射波
電圧を検出すると、反射波電圧と進行波電圧との差が線
路を介して負荷へ伝送される信号のレベルに依存しなく
なるため、例えば当該信号のレベルが変動するような場
合であっても、負荷から線路への反射の影響度を正確に
検出することができる。
は、信号を線路を介して負荷へ伝送する経路に用いられ
て、次のようにして、負荷から線路への反射の影響度を
検出する。すなわち、進行波信号取得手段が線路を介し
て負荷方向へ伝送する信号を進行波信号として取得し、
反射波信号取得手段が線路を介して負荷方向とは逆方向
へ伝送する信号を反射波信号として取得し、進行波電圧
検出手段が取得された進行波信号のレベルに比例する値
から進行波電圧を検出し、反射波電圧検出手段が取得さ
れた反射波信号のレベルに比例する値から反射波電圧を
検出し、比較手段が反射波電圧と進行波電圧との比と所
定の閾値との大小を比較し、これにより、当該比較結果
に基づいて負荷から線路への反射の影響度を検出する。
に比例する値から進行波電圧を検出するとともに反射波
信号のレベルに比例する値から反射波電圧を検出する
と、反射波電圧と進行波電圧との比が線路を介して負荷
へ伝送される信号のレベルに依存しなくなるため、例え
ば当該信号のレベルが変動するような場合であっても、
負荷から線路への反射の影響度を正確に検出することが
できる。
は、信号を線路を介して負荷へ伝送する経路に用いられ
て、次のようにして、負荷から線路への反射の影響度を
検出する。すなわち、進行波信号取得手段が線路を介し
て負荷方向へ伝送する信号を進行波信号として取得し、
反射波信号取得手段が線路を介して負荷方向とは逆方向
へ伝送する信号を反射波信号として取得し、進行波レベ
ル変換手段が取得された進行波信号のレベルを所定の第
1定数倍し、進行波電圧検出手段が進行波レベル変換手
段によりレベル変換された進行波信号のレベルに比例す
る値から進行波電圧を検出し、反射波レベル変換手段が
取得された反射波信号のレベルを所定の第2定数倍し、
反射波電圧検出手段が反射波レベル変換手段によりレベ
ル変換された反射波信号のレベルに比例する値から反射
波電圧を検出し、レベル変換制御手段が進行波電圧検出
手段により検出される進行波電圧を所定の一定値に保持
するとともに前記第1定数と前記第2定数との比を所定
の一定値に保持するように前記第1定数と前記第2定数
とを制御し、比較手段が反射波電圧と進行波電圧との差
と所定の閾値との大小を比較し、これにより、当該比較
結果に基づいて負荷から線路への反射の影響度を検出す
る。
を所定の第1定数倍等して進行波電圧を検出するととも
に反射波信号のレベルを所定の第2定数倍等して反射波
電圧を検出するようにして、検出される進行波電圧を所
定の一定値に保持するとともに当該第1定数と当該第2
定数との比を所定の一定値に保持すると、反射波電圧と
進行波電圧との差が線路を介して負荷へ伝送される信号
のレベルに依存しなくなるため、例えば当該信号のレベ
ルが変動するような場合であっても、負荷から線路への
反射の影響度を正確に検出することができる。
して説明する。なお、本明細書では、説明の便宜上か
ら、上記従来例や以下に示す第1実施例〜第3実施例に
おいて、結合量を表すのに同一の符号Cを用い、信号の
電力レベルを表すのに同一の符号Po、Pt、Pt1、
Pr、Pr1を用い、減衰量を表すのに同一の符号L
t、Lrを用い、電圧を表すのに同一の符号Vt、V
r、Vth、Vrefを用い、リターンロスを表すのに
同一の符号RLを用い、ダイオードの検波効率を表すの
に同一の符号ηを用いるが、同一の符号が付されていて
も、従来例及び各実施例毎にその値が異なっていてもよ
い。
書では、或る電力レベルZに対して“Z”と表記した場
合には[mW]の単位を用いたときの値(真値)である
ことを示し、“Z'”と表記した場合には[dBm]の
単位を用いたときの値(デシベル値)であることを示
す。また、本明細書では、減衰量Lt、Lrやリターン
ロスRLや結合量Cに対して“Lt”や“Lr”や“R
L”や“C”と表記した場合には減衰の割合を表す値
(真値)であることを示し、“Lt'”や“Lr'”や
“RL'”や“C'”と表記した場合には[dB]の単位
を用いたときの値(デシベル値)であることを示す。
度検出器を図1を参照して説明する。同図には、例えば
基地局装置等の送信経路に設けられた本例の反射影響度
検出器1の構成例を示すとともに、当該反射影響度検出
器1に接続された送信機2及びフィルタ3や、当該フィ
ルタ3に接続されたアンテナ4を示してある。ここで、
送信機2は送信対象となる高周波信号をアンテナ4へ向
けて出力する機能を有しており、当該信号は反射影響度
検出器1及びフィルタ3を介してアンテナ4から無線送
信される。
構成例及び動作例を示す。本例の反射影響度検出器1に
は、方向性結合器11と、2つの高周波減衰器12、1
4と、2つの対数変換回路13、15と、比較器16と
が備えられている。ここで、方向性結合器11の入力端
子T1は送信機2と接続されており、出力端子T2はフ
ィルタ3と接続されており、進行波出力端子T3は高周
波減衰器12と接続されており、反射波出力端子T4は
高周波減衰器14と接続されている。
れる信号を入力端子T1から入力し、入力した信号を内
部の線路を介して出力端子T2へ伝送し、当該信号を出
力端子T2からフィルタ3へ出力する機能を有してお
り、また、線路を介してフィルタ3方向へ伝送する信号
の一部を進行波信号として進行波出力端子T3から高周
波減衰器12へ出力するとともに、線路を介してフィル
タ3方向とは逆方向(すなわち、送信機2方向)へ伝送
する信号の一部を反射波信号として反射波出力端子T4
から高周波減衰器14へ出力する機能を有している。な
お、方向性結合器11の出力端子T2から出力される信
号の電力レベルをPoとし、負荷であるアンテナ4から
の反射による当該信号の損失(リターンロス)をRLと
し、方向性結合器11の進行波信号出力及び反射波信号
出力に係る結合量をCとする。
可変な可変減衰器であり、方向性結合器11の進行波出
力端子T3から入力される進行波信号(当該信号の電力
をPtとする)を所定の減衰量Ltで減衰させて、当該
減衰後の進行波信号(当該信号の電力レベルをPt1と
する)を対数変換回路13へ出力する機能を有してい
る。
ら入力される進行波信号の電力レベルPt1に応じた直
流電圧値を進行波電圧Vtとして比較器16へ出力する
機能を有している。ここで、対数変換回路13に入力さ
れる進行波信号の電力レベルPt1[mW]と当該対数
変換回路13から出力される進行波電圧Vt[V]との
関係は式1で示される。
基づいて決定される比例定数であり、Prefは使用さ
れる対数変換回路13に基づいて決定される基準レベル
である。また、対数変換回路13は、例えば入力される
高周波信号の電力レベルが−70[dBm]から−10
[dBm]の範囲で、検波電圧出力(進行波電圧Vt)
の直線性が保たれる。
力される高周波信号の電力レベルを−10[dBm]以
下にして上記した範囲の値とするために、方向性結合器
11の結合量C'を30[dB]に設定してあり、高周
波減衰器12の減衰量Lt'が30[dB]以上となる
ように設定してある。また、本例では、同様な理由か
ら、後述する方向性結合器11の反射波出力端子T4側
にも高周波減衰器14を備えてあり、当該高周波減衰器
14の減衰量Lr'を30[dB]に設定してある。な
お、方向性結合器11の結合量Cは、進行波出力端子T
3から進行波信号が取り出される割合や、反射波出力端
子T4から反射波信号が取り出される割合を決定する。
Lrが固定的に設定された減衰器であり、方向性結合器
11の反射波出力端子T4から入力される反射波信号
(当該信号の電力をPrとする)を所定の減衰量Lrで
減衰させて、当該減衰後の反射波信号(当該信号の電力
レベルをPr1とする)を対数変換回路15へ出力する
機能を有している。
変換回路13と同様な機能を有しており、すなわち、高
周波減衰器14から入力される反射波信号の電力レベル
Pr1に応じた直流電圧値を反射波電圧Vrとして比較
器16へ出力する機能を有している。ここで、対数変換
回路15に入力される進行波信号の電力レベルPr1
[mW]と当該対数変換回路15から出力される進行波
電圧Vr[V]との関係は、上記した対数変換回路13
と同様に、式2で示される。なお、本例では、αやPr
efの値としては、2つの対数変換回路13、15につ
いて同一の値が設定されている。
れる反射波電圧Vrと対数変換器13から出力される進
行波電圧Vtとを入力して、当該反射波電圧Vrから当
該進行波電圧Vtを減算した結果である差動電圧値(V
r−Vt)と所定の閾値(閾値電圧)Vthとの大小を
比較し、当該差動電圧値(Vr−Vt)が当該閾値電圧
Vth以上である場合にはアラームを動作させるための
信号(例えば“High”信号)を出力する機能を有し
ている。ここで、上記した差動電圧値(Vr−Vt)は
式3で示される。
減衰器12、14の減衰量Lt、Lrをそれぞれ一定の
値に設定することで、例えばリターンロスRLが同一の
値であれば、方向性結合器11の出力端子T2から出力
される信号の電力レベルPoにかかわらずに、差動電圧
値(Vr−Vt)が同一の値となることが実現される。
なお、本例では、高周波減衰器12の減衰量Ltを調整
することで、検出しようとするリターンロスRLの値で
Vr−Vt=Vthとなるように設定されている。
送信機2から方向性結合器11を介して出力される送信
信号の電力レベルが変動する場合であっても、当該変動
にかかわらずに、アンテナ4から方向性結合器11の線
路への反射の影響度を正確に検出することができ、これ
により、アンテナ系の監視機能の信頼性を高めることが
できる。
述のように送信信号の電力レベルにかかわらずに反射の
影響度を正確に検出することができるため、例えばCD
MA方式を採用する基地局装置等のように広いダイナミ
ックレンジを有する装置の経路に適用することにも適し
ている。なお、具体的には、本例の反射影響度検出器1
により反射の影響度を正確に検出することができる送信
電圧レベル(送信信号の電圧レベル)の範囲は、例えば
対数変換回路13、15のダイナミックレンジに基づい
て決定され、通常、最大で約70[dB]のダイナミッ
クレンジを得ることができる。このため、本例の反射影
響度検出器1は、例えば一般に37[dB]のダイナミ
ックレンジが要求されるW−CDMA方式を採用するシ
ステムにも十分に対応することが可能なものである。
器12の減衰量Ltを調整して検出されるリターンロス
RLの大きさを設定したが、他の仕方で当該設定が行わ
れてもよく、具体的には、例えば比較器16の利得を可
変にして閾値電圧Vthの影響度を変化させる仕方や、
例えば対数変換回路13、15の後段に直流増幅器を設
けて比較器16に入力される信号の電圧レベルを可変に
する仕方等を用いることも可能である。
路を介して負荷であるアンテナ4方向へ伝送する信号の
一部を進行波信号として取得する機能により、本発明に
言う進行波信号取得手段が構成されており、また、方向
性結合器11が線路を介して負荷であるアンテナ4方向
とは逆方向へ伝送する信号の一部を反射波信号として取
得する機能により、本発明に言う反射波信号取得手段が
構成されている。
記式1に示したように、取得された進行波信号のレベル
に比例する値の対数値から進行波電圧Vtを検出する機
能により、本発明に言う進行波電圧検出手段が構成され
ており、また、対数変換回路15が、上記式2に示した
ように、取得された反射波信号のレベルに比例する値の
対数値から反射波電圧Vrを検出する機能により、本発
明に言う反射波電圧検出手段が構成されている。
Vrと進行波電圧Vtとの差と所定の閾値Vthとの大
小を比較する機能により、本発明に言う比較手段が構成
されている。ここで、所定の閾値としては、特に限定は
なく、使用状況等に応じて種々な値が設定されてもよ
い。そして、本例の反射影響度検出器1では、上記のよ
うな比較結果に基づいてアンテナ4から方向性結合器1
1の線路への反射の影響度を検出している。なお、本例
では、反射影響度検出器1が基地局装置や無線中継増幅
装置等に適用されて、このような装置の送信機2から出
力される信号を方向性結合器11の線路を介して負荷で
あるアンテナ4へ伝送する送信経路に用いられた場合を
示した。
度検出器を図2を参照して説明する。同図には、例えば
基地局装置等の送信経路に設けられた本例の反射影響度
検出器5の構成例を示すとともに、当該反射影響度検出
器5に接続された送信機2及びフィルタ3や、当該フィ
ルタ3に接続されたアンテナ4を示してある。ここで、
送信機2は送信対象となる高周波信号をアンテナ4へ向
けて出力する機能を有しており、当該信号は反射影響度
検出器5及びフィルタ3を介してアンテナ4から無線送
信される。なお、送信機2やフィルタ3やアンテナ4に
ついては、例えば上記第1実施例の図1で示したものと
同様なものが用いられているため、同一の符号を用いて
示してある。
5の構成例及び動作例を示す。本例の反射影響度検出器
5には、方向性結合器21と、高周波減衰器22と、例
えばダイオードから構成された2つの検波素子23、2
4と、除算回路25と、比較器26とが備えられてい
る。ここで、方向性結合器21の入力端子X1は送信機
2と接続されており、出力端子X2はフィルタ3と接続
されており、進行波出力端子X3は高周波減衰器22と
接続されており、反射波出力端子X4は検波素子24と
接続されている。
れる信号を入力端子X1から入力し、入力した信号を内
部の線路を介して出力端子X2へ伝送し、当該信号を出
力端子X2からフィルタ3へ出力する機能を有してお
り、また、線路を介してフィルタ3方向へ伝送する信号
の一部を進行波信号として進行波出力端子X3から高周
波減衰器22へ出力するとともに、線路を介してフィル
タ3方向とは逆方向(すなわち、送信機2方向)へ伝送
する信号の一部を反射波信号として反射波出力端子X4
から検波素子24へ出力する機能を有している。なお、
方向性結合器21の出力端子X2から出力される信号の
電力レベルをPoとし、負荷であるアンテナ4からの反
射による当該信号の損失(リターンロス)をRLとし、
方向性結合器21の進行波信号出力及び反射波信号出力
に係る結合量をCとする。
可変な可変減衰器であり、方向性結合器21の進行波出
力端子X3から入力される進行波信号(当該信号の電力
レベルをPtとする)を所定の減衰量Ltで減衰させ
て、当該減衰後の進行波信号(当該信号の電力レベルを
Pt1とする)を検波素子23へ出力する機能を有して
いる。
[V/mW]であるダイオードから構成されており、高
周波減衰器22から入力される進行波信号を検波して、
当該進行波信号の電力レベルPt1に応じた直流電圧値
を進行波電圧Vtとして除算回路25へ出力する機能を
有している。ここで、検波素子23に入力される進行波
信号の電力レベルPt1[mW](Pt1'[dB
m])と当該検波素子23から出力される進行波電圧V
t[V]との関係は式4で示される。
子23と同様に検波効率がη[V/mW]であるダイオ
ードから構成されており、方向性結合器21の反射波出
力端子X4から入力される反射波信号を検波して、当該
反射波信号の電力レベルPrに応じた直流電圧値を反射
波電圧Vrとして除算回路25へ出力する機能を有して
いる。ここで、検波素子24に入力される反射波信号の
電力レベルPr[mW](Pr'[dBm])と当該検
波素子24から出力される反射波電圧Vr[V]との関
係は式5で示される。
電圧Vrを入力するとともに検波素子23から進行波電
圧Vtを入力し、反射波電圧Vrを進行波電圧Vtで除
算した結果(Vr/Vt)を比較器26へ出力する機能
を有している。ここで、比較器26へ出力される除算結
果(Vr/Vt)は式6で示される。
る除算結果(Vr/Vt)と所定の参照電圧Vrefと
を入力して、当該除算結果(Vr/Vt)から当該参照
電圧Vrefを減算した結果である差動電圧値(Vr/
Vt−Vref)と所定の閾値(閾値電圧)Vthとの
大小を比較し、当該差動電圧値(Vr/Vt−Vre
f)が当該閾値電圧Vth以上である場合にはアラーム
を動作させるための信号(例えば“High”信号)を
出力する機能を有している。
22の減衰量Ltを一定の値に設定することで、例えば
リターンロスRLが同一の値であれば、方向性結合器2
1の出力端子X2から出力される信号の電力レベルPo
にかかわらずに、差動電圧値(Vr/Vt−Vref)
が同一の値となることが実現される。なお、本例では、
高周波減衰器22の減衰量Ltを調整することで、検出
しようとするリターンロスRLの値で(Vr/Vt−V
ref)=Vthとなるように設定されている。
送信機2から方向性結合器21を介して出力される送信
信号の電力レベルが変動する場合であっても、当該変動
にかかわらずに、アンテナ4から方向性結合器21の線
路への反射の影響度を正確に検出することができ、これ
により、アンテナ系の監視機能の信頼性を高めることが
できる。
述のように送信信号の電力レベルにかかわらずに反射の
影響度を正確に検出することができるため、例えばCD
MA方式を採用する基地局装置等のように広いダイナミ
ックレンジを有する装置に適用することにも適してい
る。なお、本例の反射影響度検出器5では、検波素子2
3、24としてダイオードを用いているため、通常、上
記第1実施例に示したように対数変換回路を用いた場合
と比べればダイナミックレンジは狭くなるが、従来のも
のと比べれば広いダイナミックレンジを得ることができ
て効果が大きい。
器22の減衰量Ltを調整して検出されるリターンロス
RLの大きさを設定したが、上記第1実施例で述べたの
と同様に、他の仕方で当該設定が行われてもよく、具体
的には、例えば比較器26の利得を可変にして閾値電圧
Vthの影響度を変化させる仕方や、例えば検波素子2
3、24の後段に直流増幅器を設けて比較器26に入力
される信号の電圧レベルを可変にする仕方等を用いるこ
とも可能である。
路を介して負荷であるアンテナ4方向へ伝送する信号の
一部を進行波信号として取得する機能により、本発明に
言う進行波信号取得手段が構成されており、また、方向
性結合器21が線路を介して負荷であるアンテナ4方向
とは逆方向へ伝送する信号の一部を反射波信号として取
得する機能により、本発明に言う反射波信号取得手段が
構成されている。
た検波素子23が、上記式4に示したように、取得され
た進行波信号のレベルに比例する値(η・Pt1)から
進行波電圧Vtを検出する機能により、本発明に言う進
行波電圧検出手段が構成されており、また、ダイオード
から構成された検波素子24が、上記式5に示したよう
に、取得された反射波信号のレベルに比例する値(η・
Pr)から反射波電圧Vrを検出する機能により、本発
明に言う反射波電圧検出手段が構成されている。
圧Vrと進行波電圧Vtとの比Vr/Vtを算出して、
比較器26が当該比と所定の閾値Vrefとの大小を比
較する機能により、本発明に言う比較手段が構成されて
いる。ここで、所定の閾値としては、特に限定はなく、
使用状況等に応じて種々な値が設定されてもよい。そし
て、本例の反射影響度検出器5では、上記のような比較
結果に基づいてアンテナ4から方向性結合器21の線路
への反射の影響度を検出している。なお、本例では、反
射影響度検出器5が基地局装置や無線中継増幅装置等に
適用されて、このような装置の送信機2から出力される
信号を方向性結合器21の線路を介して負荷であるアン
テナ4へ伝送する送信経路に用いられた場合を示した。
度検出器を図3を参照して説明する。同図には、例えば
基地局装置等の送信経路に設けられた本例の反射影響度
検出器6の構成例を示すとともに、当該反射影響度検出
器6に接続された送信機2及びフィルタ3や、当該フィ
ルタ3に接続されたアンテナ4を示してある。ここで、
送信機2は送信対象となる高周波信号をアンテナ4へ向
けて出力する機能を有しており、当該信号は反射影響度
検出器6及びフィルタ3を介してアンテナ4から無線送
信される。なお、送信機2やフィルタ3やアンテナ4に
ついては、例えば上記第1実施例の図1で示したものと
同様なものが用いられているため、同一の符号を用いて
示してある。
6の構成例及び動作例を示す。本例の反射影響度検出器
6には、方向性結合器31と、2つの高周波減衰器3
2、34と、例えばダイオードから構成された2つの検
波素子33、35と、比較制御器36と、比較器37と
が備えられている。ここで、方向性結合器31の入力端
子Y1は送信機2と接続されており、出力端子Y2はフ
ィルタ3と接続されており、進行波出力端子Y3は高周
波減衰器32と接続されており、反射波出力端子Y4は
高周波減衰器34と接続されている。
れる信号を入力端子Y1から入力し、入力した信号を内
部の線路を介して出力端子Y2へ伝送し、当該信号を出
力端子Y2からフィルタ3へ出力する機能を有してお
り、また、線路を介してフィルタ3方向へ伝送する信号
の一部を進行波信号として進行波出力端子Y3から高周
波減衰器32へ出力するとともに、線路を介してフィル
タ3方向とは逆方向(すなわち、送信機2方向)へ伝送
する信号の一部を反射波信号として反射波出力端子Y4
から高周波減衰器34へ出力する機能を有している。な
お、方向性結合器31の出力端子Y2から出力される信
号の電力レベルをPoとし、負荷であるアンテナ4から
の反射による当該信号の損失(リターンロス)をRLと
し、方向性結合器31の進行波信号出力及び反射波信号
出力に係る結合量をCとする。
制御器36からの制御により減衰量Ltが可変な可変減
衰器であり、方向性結合器31の進行波出力端子Y3か
ら入力される進行波信号(当該信号の電力レベルをPt
とする)を所定の減衰量Ltで減衰させて、当該減衰後
の進行波信号(当該信号の電力レベルをPt1とする)
を検波素子33へ出力する機能を有している。
[V/mW]であるダイオードから構成されており、高
周波減衰器32から入力される進行波信号を検波して、
当該進行波信号の電力レベルPt1に応じた直流電圧値
を進行波電圧Vtとして比較制御器36及び比較器37
へ出力する機能を有している。ここで、検波素子33に
入力される進行波信号の電力レベルPt1[mW]と当
該検波素子33から出力される進行波電圧Vt[V]と
の関係は式7で示される。
制御器36からの制御により減衰量Lrが可変な可変減
衰器であり、方向性結合器31の反射波出力端子Y4か
ら入力される反射波信号(当該信号の電力レベルをPr
とする)を所定の減衰量Lrで減衰させて、当該減衰後
の反射波信号(当該信号の電力レベルをPr1とする)
を検波素子35へ出力する機能を有している。
子33と同様に検波効率がη[V/mW]であるダイオ
ードから構成されており、高周波減衰器34から入力さ
れる反射波信号を検波して、当該反射波信号の電力レベ
ルPr1に応じた直流電圧値を反射波電圧Vrとして比
較器37へ出力する機能を有している。ここで、検波素
子35に入力される反射波信号の電力レベルPr[m
W]と当該検波素子35から出力される反射波電圧Vr
[V]との関係は式8で示される。
される進行波電圧Vtを入力するとともに所定の基準電
圧Vrefを入力して、これら両電圧Vt、Vrefの
比較結果に基づいて2つの高周波減衰器32、34へ制
御電圧を出力することにより、これら2つの高周波減衰
器32、34の減衰量Lt、Lrを制御する機能を有し
ている。具体的には、比較制御器36は、検波素子33
から入力される進行波電圧Vtが所定の一定値β(例え
ば上記した参照電圧Vref)に保持されるとともに2
つの減衰量の比(Lt/Lr)が所定の一定値に保持さ
れるような仕方で、2つの高周波減衰器32、34の減
衰量Lt、Lrを制御する。
る進行波電圧Vtと検波素子35から出力される反射波
電圧Vrとを入力して、当該反射波電圧Vrから当該進
行波電圧Vtを減算した結果である差動電圧値(Vr−
Vt)と所定の閾値(閾値電圧)Vthとの大小を比較
し、当該差動電圧値(Vr−Vt)が当該閾値電圧Vt
h以上である場合にはアラームを動作させるための信号
(例えば“High”信号)を出力する機能を有してい
る。ここで、上記した差動電圧値(Vr−Vt)は式9
で示される。なお、式9中では、η・Po/C=β・L
tであることを用いている。
tを一定の値βに制御するとともに2つの高周波減衰器
33、35の減衰量の比(Lt/Lr)を一定の値に制
御することで、例えばリターンロスRLが同一の値であ
れば、方向性結合器31の出力端子Y2から出力される
信号の電力レベルPoにかかわらずに、差動電圧値(V
r−Vt)が同一の値となることが実現される。
送信機2から方向性結合器31を介して出力される送信
信号の電力レベルが変動する場合であっても、当該変動
にかかわらずに、アンテナ4から方向性結合器31の線
路への反射の影響度を正確に検出することができ、これ
により、アンテナ系の監視機能の信頼性を高めることが
できる。
述のように送信信号の電力レベルにかかわらずに反射の
影響度を正確に検出することができるため、例えばCD
MA方式を採用する基地局装置等のように広いダイナミ
ックレンジを有する装置に適用することにも適してい
る。なお、本例の反射影響度検出器6では、検波素子3
3、35としてダイオードを用いているため、通常、上
記第1実施例に示したように対数変換回路を用いた場合
と比べればダイナミックレンジは狭くなるが、従来のも
のと比べれば広いダイナミックレンジを得ることができ
て効果が大きい。
路を介して負荷であるアンテナ4方向へ伝送する信号の
一部を進行波信号として取得する機能により、本発明に
言う進行波信号取得手段が構成されており、また、方向
性結合器31が線路を介して負荷であるアンテナ4方向
とは逆方向へ伝送する信号の一部を反射波信号として取
得する機能により、本発明に言う反射波信号取得手段が
構成されている。
された進行波信号のレベルPtを所定の第1定数(本例
では、1/Lt)倍する機能により、本発明に言う進行
波レベル変換手段が構成されており、また、高周波減衰
器34が取得された反射波信号のレベルPrを所定の第
2定数(本例では、1/Lr)倍する機能により、本発
明に言う反射波レベル変換手段が構成されている。
た検波素子33が、上記式7に示したように、高周波減
衰器32によりレベル変換された進行波信号のレベルに
比例する値(η・Pt1)から進行波電圧Vtを検出す
る機能により、本発明に言う進行波電圧検出手段が構成
されており、また、ダイオードから構成された検波素子
35が、上記式8に示したように、高周波減衰器34に
よりレベル変換された反射波信号のレベルに比例する値
(η・Pr1)から反射波電圧Vrを検出する機能によ
り、本発明に言う反射波電圧検出手段が構成されてい
る。
子33により検出される進行波電圧Vtを所定の一定値
βに保持するとともに前記第1定数と前記第2定数との
比(Lt/Lr)を所定の一定値に保持するように前記
第1定数と前記第2定数とを制御する機能により、本発
明に言うレベル変換制御手段が構成されている。ここ
で、2つの所定の一定値としては、特に限定はなく、そ
れぞれ種々な値が設定されてもよい。
Vrと進行波電圧Vtとの差と所定の閾値Vthとの大
小を比較する機能により、本発明に言う比較手段が構成
されている。ここで、所定の閾値としては、特に限定は
なく、使用状況等に応じて種々な値が設定されてもよ
い。そして、本例の反射影響度検出器6では、上記のよ
うな比較結果に基づいてアンテナ4から方向性結合器3
1の線路への反射の影響度を検出している。なお、本例
では、反射影響度検出器6が基地局装置や無線中継増幅
装置等に適用されて、このような装置の送信機2から出
力される信号を方向性結合器31の線路を介して負荷で
あるアンテナ4へ伝送する送信経路に用いられた場合を
示した。
構成としては、必ずしも以上に示した構成に限られず、
種々な構成が用いられてもよい。例えば、以上の実施例
では、送信機から出力される送信信号を方向性結合器の
線路を介して負荷であるアンテナへ伝送する送信経路に
反射影響度検出器が用いられた場合を示したが、本発明
の適用分野としては特に限定はなく、本発明は、例えば
基地局装置や無線中継増幅装置の送信経路ばかりでな
く、他の装置や他の経路に適用することも可能なもので
ある。具体例として、本発明に言う信号としても必ずし
も送信信号が用いられなくともよく、信号のレベルとし
ても必ずしも電力レベルが用いられなくともよく、ま
た、負荷としても必ずしもアンテナが用いられなくとも
よい。
り行われる反射影響度の検出処理としては、例えばプロ
セッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプ
ロセッサがROMに格納された制御プログラムを実行す
ることにより制御される構成が用いられてもよく、ま
た、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立
したハードウエア回路として構成されてもよい。また、
本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピーデ
ィスクやCD−ROM等のコンピュータにより読み取り
可能な記録媒体として把握することもでき、当該制御プ
ログラムを記録媒体からコンピュータに入力してプロセ
ッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行
させることができる。
影響度検出器によると、線路を介して負荷方向へ伝送す
る信号を進行波信号として取得するとともに線路を介し
て負荷方向とは逆方向へ伝送する信号を反射波信号とし
て取得し、進行波信号のレベルに比例する値の対数値か
ら進行波電圧を検出するとともに反射波信号のレベルに
比例する値の対数値から反射波電圧を検出し、反射波電
圧と進行波電圧との差と所定の閾値との大小を比較した
結果に基づいて負荷から線路への反射の影響度を検出す
るようにしたため、例えば線路を介して負荷へ伝送され
る信号のレベルが変動するような場合であっても、負荷
から線路への反射の影響度を正確に検出することができ
る。
は、線路を介して負荷方向へ伝送する信号を進行波信号
として取得するとともに線路を介して負荷方向とは逆方
向へ伝送する信号を反射波信号として取得し、進行波信
号のレベルに比例する値から進行波電圧を検出するとと
もに反射波信号のレベルに比例する値から反射波電圧を
検出し、反射波電圧と進行波電圧との比と所定の閾値と
の大小を比較した結果に基づいて負荷から線路への反射
の影響度を検出するようにしたため、例えば線路を介し
て負荷へ伝送される信号のレベルが変動するような場合
であっても、負荷から線路への反射の影響度を正確に検
出することができる。
は、線路を介して負荷方向へ伝送する信号を進行波信号
として取得するとともに線路を介して負荷方向とは逆方
向へ伝送する信号を反射波信号として取得し、進行波信
号のレベルを所定の第1定数倍して当該進行波信号のレ
ベルに比例する値から進行波電圧を検出するとともに、
反射波信号のレベルを所定の第2定数倍して当該反射波
信号のレベルに比例する値から反射波電圧を検出し、反
射波電圧と進行波電圧との差と所定の閾値との大小を比
較した結果に基づいて負荷から線路への反射の影響度を
検出するようにして、この場合に、進行波電圧を所定の
一定値に保持するとともに前記第1定数と前記第2定数
との比を所定の一定値に保持するように前記第1定数と
前記第2定数とを制御するようにしたため、線路を介し
て負荷へ伝送される信号のレベルが変動するような場合
であっても、負荷から線路への反射の影響度を正確に検
出することができる。
構成例を示す図である。
構成例を示す図である。
構成例を示す図である。
図である。
3・・フィルタ、4・・アンテナ、 11、21、31
・・方向性結合器、T1、X1、Y1・・入力端子、
T2、X2、Y2・・出力端子、T3、X3、Y3・・
進行波出力端子、T4、X4、Y4・・反射波出力端
子、12、14、22、32、34・・高周波減衰器、
13、15・・対数変換回路、 16、26、37・・
比較器、23、24、33、35・・検波素子、 25
・・除算回路、36・・比較制御器、
Claims (3)
- 【請求項1】 信号を線路を介して負荷へ伝送する経路
に用いられて、負荷から線路への反射の影響度を検出す
る反射影響度検出器において、 線路を介して負荷方向へ伝送する信号を進行波信号とし
て取得する進行波信号取得手段と、 線路を介して負荷方向とは逆方向へ伝送する信号を反射
波信号として取得する反射波信号取得手段と、 取得された進行波信号のレベルに比例する値の対数値か
ら進行波電圧を検出する進行波電圧検出手段と、 取得された反射波信号のレベルに比例する値の対数値か
ら反射波電圧を検出する反射波電圧検出手段と、 反射波電圧と進行波電圧との差と所定の閾値との大小を
比較する比較手段と、を備え、 当該比較結果に基づいて負荷から線路への反射の影響度
を検出することを特徴とする反射影響度検出器。 - 【請求項2】 信号を線路を介して負荷へ伝送する経路
に用いられて、負荷から線路への反射の影響度を検出す
る反射影響度検出器において、 線路を介して負荷方向へ伝送する信号を進行波信号とし
て取得する進行波信号取得手段と、 線路を介して負荷方向とは逆方向へ伝送する信号を反射
波信号として取得する反射波信号取得手段と、 取得された進行波信号のレベルに比例する値から進行波
電圧を検出する進行波電圧検出手段と、 取得された反射波信号のレベルに比例する値から反射波
電圧を検出する反射波電圧検出手段と、 反射波電圧と進行波電圧との比と所定の閾値との大小を
比較する比較手段と、を備え、 当該比較結果に基づいて負荷から線路への反射の影響度
を検出することを特徴とする反射影響度検出器。 - 【請求項3】 信号を線路を介して負荷へ伝送する経路
に用いられて、負荷から線路への反射の影響度を検出す
る反射影響度検出器において、 線路を介して負荷方向へ伝送する信号を進行波信号とし
て取得する進行波信号取得手段と、 線路を介して負荷方向とは逆方向へ伝送する信号を反射
波信号として取得する反射波信号取得手段と、 取得された進行波信号のレベルを所定の第1定数倍する
進行波レベル変換手段と、 進行波レベル変換手段によりレベル変換された進行波信
号のレベルに比例する値から進行波電圧を検出する進行
波電圧検出手段と、 取得された反射波信号のレベルを所定の第2定数倍する
反射波レベル変換手段と、 反射波レベル変換手段によりレベル変換された反射波信
号のレベルに比例する値から反射波電圧を検出する反射
波電圧検出手段と、 進行波電圧検出手段により検出される進行波電圧を所定
の一定値に保持するとともに前記第1定数と前記第2定
数との比を所定の一定値に保持するように前記第1定数
と前記第2定数とを制御するレベル変換制御手段と、 反射波電圧と進行波電圧との差と所定の閾値との大小を
比較する比較手段と、を備え、 当該比較結果に基づいて負荷から線路への反射の影響度
を検出することを特徴とする反射影響度検出器。
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