JP2009027572A

JP2009027572A - 信号レベル測定装置

Info

Publication number: JP2009027572A
Application number: JP2007190336A
Authority: JP
Inventors: Tsukasa Ishii; 司石井
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2007-07-23
Filing date: 2007-07-23
Publication date: 2009-02-05

Abstract

【課題】無線受信機における信号レベルを容易に測定できるようにする。
【解決手段】レベル検出器２００は、ＩＦ信号の信号レベルを検出し、乗算器２０２は、正弦波信号発生器２０４からの正弦波信号と、検出された信号レベルとを乗算し、正弦波信号のレベルを、ＩＦ信号の信号レベルに対応させて、切替回路２０６の入力端子に対して出力する。切替回路２０６は、通常通信のときには、復調回路１０８からの復調信号を選択し、信号レベル測定時には、乗算器２０２からの乗算信号を選択して、音声フィルタ１１０に対して出力する。音声フィルタ１１０は、入力された信号をフィルタリングし、低周波増幅器１１２およびレベル測定器２２０に対して出力する。レベル測定器２２０は、入力された乗算信号のレベルを、ＩＦ信号のレベルとして測定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、無線受信機の信号のレベルを測定する信号レベル測定装置に関する。

例えば、特許文献１は、受信した高周波無線信号を、中間周波数信号に変換し、復調する無線受信装置を開示する。
特開平１０−２０９９０４号公報

本発明は、上述した背景からなされたものであって、無線受信機における信号レベルを容易に測定できるように改良された信号レベル測定装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明にかかる信号レベル測定装置は、入力される信号の内、所定の周波数帯域成分のみを通過させるフィルタ手段と、被搬送信号により変調された所定の第１の周波数の第１の信号のレベルを検出するレベル検出手段と、前記第１の周波数の信号から、前記被搬送信号を復調して、前記フィルタ手段により通過されうる周波数帯域成分を含む復調信号を生成する復調手段と、前記フィルタ手段を通過しうる周波数帯域に含まれる所定の第２の周波数の第２の信号を生成する信号生成手段と、前記生成された第２の信号のレベルを、前記検出された第１の信号のレベルに対応するレベルとしたレベル測定用信号を生成するレベル変更手段と、前記生成された復調信号またはレベル測定用信号を選択して、前記フィルタ手段に入力する信号とする選択手段と、前記フィルタ手段を通過したレベル測定用信号のレベルを測定するレベル測定手段とを有する。

本発明にかかる信号レベル測定装置によれば、無線受信機における信号レベルを容易に測定できる。

［第１の信号レベル測定装置１］
以下、第１の信号レベル測定装置１を説明する。
図１は、第１の信号レベル測定装置１の構成を示す図である。
図１に示すように、信号レベル測定装置１は、アンテナ１２、高周波増幅器１００、周波数変換器１０２、局部発信器１０４、無線受信機１０、低周波増幅器１１２およびレベル測定器１４から構成される。
無線受信機１０は、帯域制限フィルタ１０６、復調回路１０８および音声フィルタ１１０から構成される。

なお、以下、各図において、実質的に同じ構成部分には、同じ符号が付される。
また、以下、各図において、無線受信機１０の無線受信機１０の中間周波数（ＩＦ）増幅器など、本願発明の説明に、直接の関係がない構成部分は、適宜、省略されている。
また、ここでは、特記なき限り、信号レベル測定装置１の各構成部分が、それぞれ専用のハードウエアにより構成される場合が具体例とされる。
信号レベル測定装置１は、これらの構成部分により、帯域制限フィルタ１０６から出力された例えば７０ＭＨｚ帯のＩＦ信号の信号レベルを測定する。

信号レベル測定装置１において、アンテナ１２は、ＦＭ方式などにより、搬送波信号を、音声などの被搬送信号で変調することにより生成され、無線通信回線を介して伝送されてきた無線信号を受け、高周波信号として高周波増幅器１００に対して出力する。
高周波増幅器１００は、アンテナ１２からの高周波信号を増幅し、周波数変換器１０２に対して出力する。
局部発信器１０４は、高周波増幅器１００が出力する高周波信号を、ＩＦ帯域（例えば７０ＭＨｚ）の信号（ＩＦ信号）に変化するために用いられる局部発信信号を生成し、周波数変換器１０２に対して出力する。
周波数変換器１０２は、高周波増幅器１００から入力された高周波信号を、局部発信器１０４から入力された局部発信信号を用いて、ＩＦ信号に変換し、帯域制限フィルタ１０６に対して出力する。

帯域制限フィルタ１０６は、周波数変換器１０２から入力されるＩＦ信号の内、必要な信号帯域成分のみを通過させ、復調回路１０８に対して出力する。
また、帯域制限フィルタ１０６から出力されるＩＦ信号は、レベル測定器１４のために特に設けられた測定用端子（図示せず）、あるいは、無線受信機１０と、無線機筐体内で、無線受信機１０のコネクタを受け入れるバックパネルとの間に、信号を引き出すために挿入される延長基板（いずれも図示せず）により外部に引き出され、レベル測定器１４に対して出力される。
レベル測定器１４は、引き出されたＩＦ信号のレベルを測定する。

復調回路１０８は、帯域制限フィルタ１０６から入力されたＩＦ信号を復調し、音声などの被搬送信号を得て、復調信号として音声フィルタ１１０に対して出力する。
音声フィルタ１１０は、例えば、音声帯域のフィルタであって、復調信号の内、無線通信に必要な周波数帯域（例えば、３００Ｈｚ〜３ｋＨｚ）の低周波信号成分のみを選択的に通過させて、低周波増幅器１１２に対して出力する。
低周波増幅器１１２は、音声フィルタ１１０から入力された復調信号を増幅し、スピーカ（図示せず）などから出力する。

［第２の信号レベル測定装置２］
以上説明した信号レベル測定装置１の性能の評価のためには、帯域制限フィルタ１０６（図１）の通過帯域特性および通過帯域外減衰特性などを測定しなければならず、このためには、ＩＦ信号の信号レベルの測定が必要とされる。
しかしながら、信号レベル測定装置１の受信系（信号レベル測定装置１のレベル測定器１４以外の部分）は、ＦＭ変調された無線信号を受信し、復調して復調信号とし、帯域制限して出力するように構成されているので、音声フィルタ１１０から出力された復調信号のレベルは、ＩＦ信号のレベルに対応しない。

従って、上述のように、無線受信機１０のＩＦ信号を、延長基板を用いるなどの方法により、外部に引き出す必要があり、測定に手間がかかったり、測定のために特別の端子を設ける必要があったりする。
以下に示す本発明にかかる第２の信号レベル測定装置２は、このような問題を解消するためになされ、音声フィルタ１１０から出力された復調信号のレベルを測定することにより、ＩＦ信号のレベルを測定可能なように構成されている。

図２は、本発明にかかる第２の信号レベル測定装置２の構成を示す図である。
図２に示すように、信号レベル測定装置２は、高周波増幅器１００、周波数変換器１０２、局部発信器１０４、無線受信機２０、低周波増幅器１１２、および、音声フィルタ１１０の出力に接続されたレベル測定器２２０から構成されている。
無線受信機２０は、無線受信機１０の構成部分に、レベル検出器２００、乗算器２０２、正弦波信号発生器２０４および切替回路２０６を追加した構成をとる。

無線受信機２０において、レベル検出器２００は、例えば、ＩＦ信号を整流して、その平均値を求めることにより、帯域制限フィルタ１０６から入力されるＩＦ信号のレベルを検出し、乗算器２０２に対して出力する。
正弦波信号発生器２０４は、音声フィルタ１１０の通過帯域内の周波数（例えば、１ｋＨｚ）の正弦波信号を発生し、乗算器２０２に対して出力する。
乗算器２０２は、レベル検出器２００から入力されたＩＦ信号のレベルと、正弦波信号発生器２０４から入力される正弦波信号とを乗算し、乗算信号として、切替回路２０６の入力端子の一方に対して出力する。
乗算器２０２が、ＩＦ信号のレベルと、正弦波信号とを乗算すると、出力される乗算信号は、ＩＦ信号のレベルに対応したレベルの正弦波信号となり、好ましくは、ＩＦ信号のレベルと同じレベルの正弦波信号となる。

切替回路２０６は、信号レベルの測定のときには、乗算器２０２から入力される乗算信号を選択し、これ以外のときには、復調回路１０８から入力される復調信号を選択して、音声フィルタ１１０に対して出力する。
レベル測定器２２０は、音声フィルタ１１０により帯域制限された乗算信号のレベルを測定する。

［第２の信号レベル測定装置２の全体動作］
図２に示した第２の信号レベル測定装置２において、高周波増幅器１００は、アンテナ１２から入力される高周波信号を増幅し、周波数変換器１０２に対して出力する。
周波数変換器１０２は、局部発信器１０４から入力される局部発信信号と、高周波増幅器１００から入力される高周波信号とを混合し、ＩＦ信号に変換して、帯域制限フィルタ１０６に対して出力する。
帯域制限フィルタ１０６は、周波数変換器１０２から入力されたＩＦ信号の内、必要な周波数帯域のみを通過させ、その他の周波数帯域を減衰させ、復調回路１０８およびレベル検出器２００に対して出力する。

復調回路１０８は、ＩＦ信号を復調して、復調信号を得て、切替回路２０６の一方の入力端子に対して出力する。
レベル検出器２００は、ＩＦ信号の信号レベルを検出し、乗算器２０２に対して出力する。
乗算器２０２は、正弦波信号発生器２０４から入力される正弦波信号と、ＩＦ信号の信号レベルとを乗算し、ＩＦ信号の信号レベルに対応した信号レベルの正弦波信号（乗算信号）を、切替回路２０６の他方の入力端子に対して出力する。

切替回路２０６は、例えば、信号レベル測定装置２のユーザの操作に従って、通常通信のときには、復調回路１０８から入力された復調信号を選択し、あるいは、信号レベル測定時には、乗算器２０２から入力された乗算信号を選択して、音声フィルタ１１０に対して出力する。
音声フィルタ１１０は、切替回路２０６から入力された信号をフィルタリングし、低周波増幅器１１２およびレベル測定器２２０に対して出力する。
低周波増幅器１１２は、入力された復調信号を増幅して出力する。
レベル測定器２２０は、入力された乗算信号のレベルを、無線受信機２０のＩＦ信号のレベルとして測定する。

例えば、信号レベル測定装置２のアンテナ１２に入力される無線信号の周波数を、連続的に変化させ、音声フィルタ１１０から出力される乗算信号のレベルを測定することにより、帯域制限フィルタ１０６の通過周波数帯域および帯域外減衰量などの測定が可能である。
また、乗算信号の周波数は、音声フィルタ１１０の通過帯域内なので、音声フィルタ１１０が、直流カット用のコンデンサあるいはローパスフィルタを含んでいても、これらの影響を受けずに、音声フィルタ１１０から出力される。
従って、第２の信号レベル測定装置２によれば、第１の信号レベル測定装置１におけるレベル測定のために必要とされたＩＦ信号レベルの測定用端子、あるいは、引き出し用基板が必要とされない。
従って、第２の信号レベル測定装置２の使用により、第１の信号レベル測定装置１が必要としていたＩＦ信号測定用端子および引き出し基板などを削減できるので、第２の信号レベル測定装置２は、コンパクトで安価に製造できる。

［変形例］
図３は、図１，図２に示した信号レベル測定装置１，２の無線受信機１０，２０の機能が、ディジタル処理により実現されるときのハードウエア構成を例示する図である。
図３に示すように、例えば、ＩＦ周波数が、ＤＳＰにより処理可能な範囲内の周波数（例えば、現在の所、数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ）であれば、信号レベル測定装置１，２の構成部分の内、無線受信機１０，２０は、専用のハードウエアではなく、ＦＰＧＡあるいはＤＳＰを用いて構成されうる。
なお、図３には、無線受信機１０，２０が、ＤＳＰを用いて構成される場合が示されている。

図３に示すように、このような場合には、無線受信機１０，２０は、アナログ／ディジタル変換器（Ａ／Ｄ）１６０、ディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）１６２、メモリ１６４およびディジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ）１６６などから構成される。
Ａ／Ｄ１６０は、周波数変換器１０２から入力されたアナログ形式のＩＦ信号を、ディジタル形式に変換し、ＤＳＰ１６２に対して出力する。
ＤＳＰ１６２は、メモリ１６４に記憶された信号処理用プログラムを実行し、無線受信機１０，２０の各構成部分の機能を実現する。
Ｄ／Ａ１６６は、ＤＳＰ１６２から出力されるディジタル形式の復調信号を、アナログ形式の復調信号に変換し、低周波増幅器１１２およびレベル測定器２２０に対して出力する。

このように、図１，図２に示した無線受信機１０，２０が、図３に示したようにＤＳＰなどにより構成されているときには、無線受信機１０の信号処理用プログラムを、適宜、変更することにより、レベル検出器２００、正弦波信号発生器２０４、乗算器２０２および切替回路２０６の機能を実現できる。
従って、この場合には、無線受信機１０から無線受信機２０への変更に際して、新たなハードウエア構成部分の追加は不要である。
また、第２の信号レベル測定装置２によれば、第１の信号レベル測定装置１において、帯域制限フィルタ１０６とレベル測定器１４との間に必要とされていたＤＡコンバータなどの測定のための構成部分（図１において省略）が不要となる。

本発明は、無線受信機などの信号レベルの測定に利用可能である。

第１の信号レベル測定装置の構成を示す図である。本発明にかかる第２の信号レベル測定装置の構成を示す図である。図１，図２に示した信号レベル測定装置の無線受信機の機能が、ディジタル処理により実現されるときのハードウエア構成を例示する図である。

符号の説明

１，２・・・信号レベル測定装置，
１２・・・アンテナ，
１００・・・高周波増幅器，
１０２・・・周波数変換器，
１０４・・・局部発信器，
１１２・・・低周波増幅器，
１０，２０・・・無線受信機，
１０６・・・帯域制限フィルタ，
１０８・・・復調回路，
１１０・・・音声フィルタ，
２００・・・レベル検出器，
２０２・・・乗算器，
２０４・・・正弦波信号発生器，
２０６・・・切替回路，
１６０・・・Ａ／Ｄ，
１６２・・・ＤＳＰ，
１６４・・・メモリ，
１６６・・・Ｄ／Ａ，
１４，２２０・・・レベル測定器，

Claims

入力される信号の内、所定の周波数帯域成分のみを通過させるフィルタ手段と、
被搬送信号により変調された所定の第１の周波数の第１の信号のレベルを検出するレベル検出手段と、
前記第１の周波数の信号から、前記被搬送信号を復調して、前記フィルタ手段により通過されうる周波数帯域成分を含む復調信号を生成する復調手段と、
前記フィルタ手段を通過しうる周波数帯域に含まれる所定の第２の周波数の第２の信号を生成する信号生成手段と、
前記生成された第２の信号のレベルを、前記検出された第１の信号のレベルに対応するレベルとしたレベル測定用信号を生成するレベル変更手段と、
前記生成された復調信号またはレベル測定用信号を選択して、前記フィルタ手段に入力する信号とする選択手段と、
前記フィルタ手段を通過したレベル測定用信号のレベルを測定するレベル測定手段と
を有する信号レベル測定装置。