JP2003289276A - 同一周波数中継装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数種の周波数を含んだ受信信号に対し、各
周波数の送信出力偏差が適正な範囲となるように送信レ
ベルを制御できる同一周波数中継装置を提供する。 【解決手段】 検波回路１５から出力された受信信号の
自乗検波結果に基づいて、波数検出回路１７で各周波数
の受信レベルを検出し、各受信レベルに基づいて規定の
レベルに達していない周波数を歪ませない範囲となるよ
うにＡＧＣ電圧を低減させるためのオフセット電圧を出
力し、減算回路１８でＡＧＣ電圧発生回路１６から出力
されたＡＧＣ電圧とオフセット電圧の減算処理を行い、
減算結果である制御電圧を可変ＡＴＴ１２に出力して受
信信号の減衰処理を行わせる同一周波数中継装置であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、複数の周波数を含
む受信信号を周波数を変えずに一定の割合で増幅して送
信する同一周波数中継装置に係り、特に送信出力偏差を
適性な範囲に維持できる同一周波数中継装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】ＴＶ放送等では、障害物により電波の受
信が困難な地域に対しては、親局から電波を受信して自
動的に送信する中継装置を設け中継送信を行わせること
で、当該地域における電波の受信を可能にしている。特
に受信した周波数のままで電波を送信する同一周波数中
継装置は構成が簡単であり、広く用いられている。 【０００３】従来の同一周波数中継装置の構成につい
て、図２を用いて説明する。図２は、従来の同一周波数
中継装置の構成ブロック図である。図２の同一周波数中
継装置は、受信した電波信号を電気信号である受信信号
に変換して、受信信号を増幅した後に送信するものであ
る。 【０００４】従来の同一周波数中継装置は、図２に示す
ように、低雑音増幅器（図ではＬＮＡ（Low Noise Ampl
ifier））２１と、可変ＡＴＴ（ATTnuator）２２と、増
幅器２３と、分配器２４と、検波回路２５と、ＡＧＣ
（Auto Gain Control）電圧発生回路２６とを備えてい
る。 【０００５】低雑音増幅器２１は、受信手段（図示せ
ず）で受信され電気信号に変換された受信信号を増幅
し、可変ＡＴＴ２２に出力する。低雑音増幅器２１は、
雑音指数が小さく、増幅の際に発生する雑音が低く抑え
られることを特徴としており、中継装置全体の総合雑音
指数を低減し、信号の品質を維持する目的で用いられ
る。 【０００６】可変ＡＴＴ２２は、後述するＡＧＣ電圧発
生回路２６から出力されるＡＧＣ電圧に基づいて、低雑
音増幅器２１で増幅された受信信号を減衰し、増幅器２
３に出力する。可変ＡＴＴ２２は、入力されたＡＧＣ電
圧に応じて抵抗を変化させることにより、受信信号を減
衰させる。可変ＡＴＴ２２は、受信信号の送信レベルを
規定値に保つため、ＡＧＣ電圧に応じた減衰処理を行う
ものである。 【０００７】増幅器２３は、可変ＡＴＴ２２から出力さ
れた受信信号を、一定の割合で増幅し、分配器２４に出
力する。分配器２４は、増幅器２３で増幅された受信信
号を、送信手段（図示せず）及び検波回路２５に分配し
て出力する。以下、送信手段に出力される受信信号を送
信出力信号と、検波回路２５に出力される受信信号をフ
ィードバック信号とそれぞれ呼称する。 【０００８】検波回路２５は、分配器２４から出力され
たフィードバック信号を自乗検波し、当該受信信号の有
無を検出すると共に、検波結果をＡＧＣ電圧発生回路２
６に出力する。ＡＧＣ電圧発生回路２６は、検波回路２
５から出力された検波結果に基づいて、検波結果に対応
したＡＧＣ電圧を可変ＡＴＴ２２に出力する。ＡＧＣ電
圧発生回路２６は、検波結果から受信信号の受信レベル
を検出して、送信時のレベルが規定値となるように制御
するためのＡＧＣ電圧を出力している。 【０００９】従来の同一周波数中継装置の動作につい
て、図２を用いて説明する。親局から送信された電波信
号は、受信手段において受信された後、電気信号である
受信信号に変換され、低雑音増幅器２２に出力される。
低雑音増幅器２２において増幅された受信信号は、可変
ＡＴＴ２２に出力される。可変ＡＴＴ２２において、Ａ
ＧＣ電圧発生回路２６からＡＧＣ電圧が入力されていな
い場合には、受信信号は何の処理もなされず増幅器２３
に出力される。 【００１０】増幅器２３に入力された受信信号は、一定
の割合で増幅され、分配器２４に出力される。分配器２
４は、入力された受信信号を送信手段及び検波回路２５
に分配して出力する。送信手段に出力された受信信号、
すなわち送信出力信号は、送信手段において無線信号に
変換された後、無線送信される。 【００１１】検波回路２５に出力された受信信号、すな
わちフィードバック信号は、検波回路２５において自乗
検波が行われる。検波結果はＡＧＣ電圧発生回路２６に
出力される。ＡＧＣ電圧発生回路２６は、検波回路２５
における検波結果に基づいて、受信信号の受信レベルを
検出し、受信レベルに対応したＡＧＣ電圧を可変ＡＴＴ
２２に出力する。 【００１２】ＡＧＣ電圧が入力されると、可変ＡＴＴ２
２は、受信信号に対して当該ＡＧＣ電圧に基づいた減衰
処理を行い、増幅器２３に出力する。すなわち図２の中
継装置では、ＡＧＣ電圧発生回路２６が受信信号の受信
レベルに対応したＡＧＣ電圧を可変ＡＴＴ２２に出力
し、可変ＡＴＴ２２はＡＧＣ電圧に基づいて受信信号の
減衰処理を行うことによって、受信信号の送信レベルを
規定値となるように保つことができる。 【００１３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の同一周波数中継装置では、複数種の周波数を含む電
波信号の中継を行う場合、各周波数の送信出力偏差が適
性な範囲に維持されないという問題点があった。つまり
複数種の周波数の電波信号を中継対象とする場合、図２
の同一周波数中継装置では、各電波信号を合成して受信
信号に変換し、増幅器２３において増幅するため、各周
波数の電波信号の受信レベルの総和に対して、送信レベ
ルの制御を行うことになる。 【００１４】例えば図２の同一周波数中継装置が周波数
ｆ１、ｆ２の電波信号を中継対象とするとき、各周波数
の受信レベルが等しい場合には、合成結果である受信信
号の受信レベルに基づいて送信レベルが規定値となる制
御を行うことで、制御の結果得られた送信レベルの１／
２ずつが各電波信号の送信レベルとなる。 【００１５】しかし一方の周波数、例えば周波数ｆ２の
電波信号が通信障害等で受信レベルが低下した場合、上
記制御が行われると、周波数ｆ２の受信レベルが低下し
た分だけ周波数ｆ１の送信レベルが増加することにな
る。特に一方の周波数の電波信号が停波となった場合に
は、他方の電波信号の送信レベルは３ｄＢ増加すること
が知られている。このように一方の周波数の電波信号の
送信レベルが過剰に増大することで、当該電波信号の送
信レベルは適正な送信出力偏差の範囲に収まらず、結果
として雑音並びに歪みの発生頻度が多くなり、中継送信
後の電波信号の品質が劣化することがあった。 【００１６】本発明は上記実情に鑑みて為されたもの
で、複数種の周波数の電波信号の中継送信において、各
周波数の送信出力偏差を適正な範囲に維持できる同一周
波数中継装置を提供することを目的とする。 【００１７】 【課題を解決するための手段】上記従来例の問題点を解
決するための本発明は、複数種の周波数が含まれた受信
信号を一定の割合で増幅して送信する同一周波数中継装
置であって、増幅後の信号を自乗検波する検波回路と、
自乗検波結果から送信信号のレベルが規定値となるよう
に制御するためのＡＧＣ電圧を出力するＡＧＣ回路と、
増幅後の信号に含まれる複数の周波数について周波数成
分を抽出し、周波数毎にレベルを検出し、規定のレベル
に達しない周波数がある場合、規定のレベルに達してい
る周波数を歪ませない範囲となるようＡＧＣ電圧との減
算処理によってＡＧＣ電圧を低減させるためのオフセッ
ト電圧を出力する波数検出回路と、ＡＧＣ電圧からオフ
セット電圧に従って減算処理し、減算結果を制御電圧と
して出力する減算回路と、制御電圧に応じて、増幅前の
信号に対して減衰を行う減衰回路を備えたものであり、
各周波数の送信出力偏差を適正な範囲に維持することが
できる。 【００１８】 【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照しながら説明する。本発明の実施の形態に係る同
一周波数中継装置は、複数種の周波数の電波信号が合成
された受信信号に対し、波数検出形ＡＰＣ回路において
各周波数の受信レベルを検出し、各受信レベルに基づい
て規定のレベルに達していない周波数を歪ませない範囲
となるようＡＧＣ電圧を低減させるためのオフセット電
圧を出力し、減算回路１８においてＡＧＣ電圧からオフ
セット電圧の減算処理を行い、可変ＡＴＴにおいて減算
結果である制御電圧に基づいて受信信号の減衰処理を行
うものであり、これにより各周波数の送信出力偏差を適
正な範囲に維持することができる。尚、請求項における
ＡＧＣ回路は、図のＡＧＣ電圧発生回路に相当し、波数
検出回路は波数検出形ＡＰＣ回路に、減衰回路は可変Ａ
ＴＴにそれぞれ相当する。 【００１９】本発明の実施の形態の同一周波数中継装置
の構成について、図１を用いて説明する。図１は、本発
明の実施の形態に係る同一周波数中継装置（以下、本中
継装置）の構成ブロック図である。本中継装置も従来と
同様、受信した電波信号を電気信号である受信信号に変
換して、受信信号を増幅した後に送信するものである。
本中継装置は、図１に示すように、低雑音増幅器１１
と、可変ＡＴＴ１２と、増幅器１３と、分配器１４と、
検波回路１５と、ＡＧＣ電圧発生回路１６と、波数検出
形ＡＰＣ（Auto Power Control）回路１７と、減算回路
１８とを備えている。 【００２０】次に、各部の構成について説明する。低雑
音増幅器１１は、受信手段（図示せず）で受信され電気
信号に変換された受信信号を増幅し、可変ＡＴＴ１２に
出力する。低雑音増幅器１１は、雑音指数が小さく、増
幅の際に発生する雑音が低く抑えられることを特徴とし
ており、中継装置全体の総合雑音指数を低減し、信号の
品質を維持する目的で用いられる。 【００２１】可変ＡＴＴ１２は、後述する減算回路１８
から出力される制御電圧に基づいて、低雑音増幅器２１
で増幅された受信信号を減衰し、増幅器１３に出力す
る。可変ＡＴＴ１２は、入力された制御電圧に応じて抵
抗を変化させることにより、受信信号を減衰させる。可
変ＡＴＴ１２は、受信信号の送信レベルを規定値に保つ
ため、制御電圧に応じた減衰処理を行うものである。 【００２２】増幅器１３は、可変ＡＴＴ１２から出力さ
れた受信信号を、一定の割合で増幅し、分配器１４に出
力する。分配器１４は、増幅器１３で増幅された受信信
号を、送信手段（図示せず）及び検波回路１５に分配し
て出力する。以下、従来技術と同様に、送信手段に出力
される受信信号を送信出力信号と、検波回路１５に出力
される受信信号をフィードバック信号とそれぞれ呼称す
る。 【００２３】検波回路１５は、分配器１４から出力され
たフィードバック信号を自乗検波し、当該受信信号の有
無を検出すると共に、検波結果をＡＧＣ電圧発生回路１
５及び波数検出形ＡＰＣ回路１７に出力する。ＡＧＣ電
圧発生回路１６は、検波回路１５から出力された検波結
果に基づいて、検波結果に対応したＡＧＣ電圧を減算回
路１８に出力する。ＡＧＣ電圧発生回路１６は、検波結
果から受信信号の受信レベルを検出して、送信時のレベ
ルが規定値となるように受信信号を制御するためのＡＧ
Ｃ電圧を出力している。 【００２４】波数検出形ＡＰＣ回路１７は、検波回路１
５における検波結果に基づいて、受信信号に含まれる各
周波数の受信信号の受信レベルを検出し、各周波数の受
信レベルが規定値に達しているか否かを判定し、当該規
定値に達している周波数の個数を検出し、検出結果に基
づいたオフセット電圧を減算回路１８に出力する。波数
検出形ＡＰＣ回路１７は、検波結果から受信レベルが規
定値に達している周波数の数を検出して、各周波数の送
信出力偏差が適正な範囲に収まるようにＡＧＣ電圧を制
御するためのオフセット電圧を検出結果に応じて出力し
ている。 【００２５】波数検出形ＡＰＣ回路１７では、各周波数
の受信レベルを検出するにあたり、合成された受信信号
に対しフーリエ変換処理を行って各周波数の周波数成分
を抽出して、当該周波数成分に基づいて各周波数の受信
レベルを検出する構成としている。 【００２６】減算回路１８は、ＡＧＣ電圧発生回路１６
から出力されたＡＧＣ電圧から、波数検出形ＡＰＣ回路
１７から出力されたオフセット電圧を減算し、減算結果
を制御電圧として可変ＡＴＴ１２に出力する。 【００２７】次に、複数種の周波数が含まれた電波信号
を中継送信する場合の本中継装置の動作について図１を
用いて説明する。動作の説明にあたり、本中継装置は、
周波数ｆ１及びｆ２の周波数の電波信号の中継送信を行
うものとする。 【００２８】親局から送信された周波数ｆ１及びｆ２の
電波信号は、受信手段において受信された後、合成され
た状態で電気信号である受信信号に変換され、低雑音増
幅器１２に出力される。低雑音増幅器１２において増幅
された受信信号は、可変ＡＴＴ１２に出力される。可変
ＡＴＴ１２において、減算回路１８から制御電圧が入力
されていない場合には、受信信号は何の処理もなされず
増幅器１３に出力される。 【００２９】増幅器１３に入力された受信信号は、一定
の割合で増幅され、分配器１４に出力される。分配器１
４は、入力された受信信号を送信手段及び検波回路１５
に分配して出力する。送信手段に出力された受信信号、
すなわち送信出力信号は、送信手段において無線信号に
変換された後、無線送信される。 【００３０】検波回路１５に出力された受信信号、すな
わちフィードバック信号は、検波回路１５において自乗
検波が行われる。検波結果はＡＧＣ電圧発生回路１６及
び波数検出形ＡＰＣ回路１７に出力される。ＡＧＣ電圧
発生回路１６は、検波回路１５における検波結果に基づ
いて、合成された受信信号の受信レベルを検出し、受信
レベルに対応したＡＧＣ電圧を減算回路１８に出力す
る。 【００３１】また、波数検出形ＡＰＣ回路１７は、検波
回路１５における検波結果に基づいて、合成された受信
信号に含まれる各周波数の受信レベルを検出する。さら
に波数検出形ＡＰＣ回路１７は、各周波数のうち、受信
レベルが規定値に達したものの個数を検出し、検出結果
に対応したオフセット電圧を減算回路１８に出力する。 【００３２】例えば周波数ｆ１及びｆ２の受信レベルが
いずれも規定値以上であった場合には、波数検出形ＡＰ
Ｃ回路１７は波数“２”を検出して基準電圧（０Ｖ）の
オフセット電圧を出力する。また一方の周波数の受信レ
ベルが停波であった場合には、波数検出形ＡＰＣ回路１
７は波数“１”を検出して、可変ＡＴＴ１２において、
合成された受信信号の受信レベルを３ｄＢ低下させるよ
うなオフセット電圧を出力する。 【００３３】減算回路１８は、ＡＧＣ電圧発生回路１６
から出力されたＡＧＣ電圧から、波数検出形ＡＰＣ回路
１７から出力されたオフセット電圧の減算を行い、減算
結果を制御電圧として、可変ＡＴＴ１２に出力する。減
算回路１８は、入力されたオフセット電圧分だけＡＧＣ
電圧を降下させることで減算を実現している。 【００３４】制御電圧が入力されると、可変ＡＴＴ１２
は、合成された受信信号に対して当該制御電圧に応じた
減衰処理を行い、増幅器１３に出力する。例えば波数検
出形ＡＰＣ回路１７において波数が“２”と検出された
場合、可変ＡＴＴ１２は従来の中継装置におけるＡＧＣ
電圧に応じた減衰処理と同様の操作を行い、同じくＡＰ
Ｃ回路１７において波数が“１”と検出された場合に
は、可変ＡＴＴ１２はＡＧＣ電圧に応じた減衰処理結果
よりさらに３ｄＢ減衰するような減衰処理を行う。 【００３５】本中継装置において、ＡＧＣ電圧発生回路
１６から出力されるＡＧＣ電圧は合成された受信信号に
対し、送信レベルを規定値に保つためのものである。課
題でも述べたように、ＡＧＣ電圧をそのまま可変ＡＴＴ
１２における減衰処理に適用すると、一方の周波数の送
信レベルが過剰に増大される恐れがあり、この結果電波
信号の品質が劣化する。一方、波数検出形ＡＰＣ回路１
７から出力されるオフセット電圧は、各周波数の受信レ
ベルに基づいて決定されるものである。ＡＧＣ電圧から
オフセット電圧を減算して得られた制御電圧を可変ＡＴ
Ｔ１２に出力することによって、各周波数の受信レベル
を反映した減衰処理が行われ、各周波数の送信出力偏差
を適正な範囲に維持することができる。 【００３６】本中継装置では、ｆ１及びｆ２の２種類の
周波数の電波信号を中継対象としているが、３種類以上
の周波数に対しても適用することができる。この場合、
本中継装置では波数検出形ＡＰＣ回路１７において各周
波数の受信レベルを検出し、検出結果に対応したオフセ
ット電圧を出力し、可変ＡＴＴ１２において制御信号に
基づき、送信出力偏差が適正な範囲となるような減衰処
理を行えるようにする必要がある。 【００３７】上述したように、本中継装置によれば、各
周波数の電波信号が合成された受信信号に対して、波数
検出形ＡＰＣ回路１６において各周波数の受信レベルを
検出し、各受信レベルに基づいて、規定のレベルに達し
ていない周波数を歪ませない範囲となるようにＡＧＣ電
圧を低減させるためのオフセット電圧を出力し、減算回
路１８においてＡＧＣ電圧からオフセット電圧の減算処
理を行い、減算結果を制御電圧として出力し、可変ＡＴ
Ｔ１２において制御電圧に基づいた受信信号の減衰処理
を行うことで、各周波数の受信レベルを考慮した送信レ
ベルの制御を行うことができ、各周波数の送信出力偏差
を適正な範囲に維持できる効果がある。 【００３８】 【発明の効果】本発明によれば、複数種の周波数が含ま
れた受信信号を一定の割合で増幅して送信する同一周波
数中継装置であって、増幅後の信号を自乗検波する検波
回路と、自乗検波結果から送信信号のレベルが規定値と
なるように制御するためのＡＧＣ電圧を出力するＡＧＣ
回路と、増幅後の信号に含まれる複数の周波数について
周波数成分を抽出し、周波数毎にレベルを検出し、規定
のレベルに達しない周波数がある場合、規定のレベルに
達している周波数を歪ませない範囲となるようＡＧＣ電
圧との減算処理によってＡＧＣ電圧を低減させるための
オフセット電圧を出力する波数検出回路と、ＡＧＣ電圧
からオフセット電圧に従って減算処理し、減算結果を制
御電圧として出力する減算回路と、制御電圧に応じて、
増幅前の信号に対して減衰を行う減衰回路を備えた同一
周波数中継装置としたことにより、各周波数の送信出力
偏差を適正な範囲に維持できる効果がある。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施の形態に係る同一周波数中継装置
の構成ブロック図である。 【図２】従来の同一周波数中継装置の構成ブロック図で
ある。 【符号の説明】 １１，２１…低雑音増幅器、 １２，２２…可変ＡＴ
Ｔ、 １３，２３…増幅器、 １４，２４…分配器、
１５，２５…検波回路、 １６，２６…ＡＧＣ電圧発生
回路、 １７…端数検出形ＡＰＣ回路、 １８…減算回
路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 勝 東京都中野区東中野三丁目14番20号 株式 会社日立国際電気内 (72)発明者 藤原 孝則 東京都中野区東中野三丁目14番20号 株式 会社日立国際電気内 Ｆターム(参考） 5K072 AA22 BB14 BB27 CC31 DD16 DD17 EE18 GG14 GG22 GG25

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 複数種の周波数が含まれた受信信号を一
   定の割合で増幅して送信する同一周波数中継装置であっ
   て、 増幅後の信号を自乗検波する検波回路と、 自乗検波結果から送信信号のレベルが規定値となるよう
   に制御するためのＡＧＣ電圧を出力するＡＧＣ回路と、 前記増幅後の信号に含まれる複数の周波数について周波
   数成分を抽出し、周波数毎にレベルを検出し、規定のレ
   ベルに達しない周波数がある場合、規定のレベルに達し
   ている周波数を歪ませない範囲となるよう前記ＡＧＣ電
   圧との減算処理によって前記ＡＧＣ電圧を低減させるた
   めのオフセット電圧を出力する波数検出回路と、 前記ＡＧＣ電圧から前記オフセット電圧に従って減算処
   理し、減算結果を制御電圧として出力する減算回路と、 前記制御電圧に応じて、増幅前の信号に対して減衰を行
   う減衰回路を備えたことを特徴とする同一周波数中継装
   置。