JP2010010733A - ディジタルｆｐｕ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】同軸ケーブルを伝送して高周波部に入力されるディジタル変調波の周波数特性の劣化に関わらず、また、特別な基準信号などを用いることなく、ディジタル変調波そのものを利用して自動的にディジタル変調波の周波数特性を補正する。
【解決手段】ＩＦ信号周波数特性補償部７は、高域減衰波形である入力ＩＦ信号に対し、特別な基準信号などを利用せず、ディジタル変調波そのものを利用して自動的に平坦な波形に補正する。ＩＦ信号周波数特性補償部７により平坦な波形に戻されたＩＦ信号は、ＩＦ増幅器８で一定のレベルに増幅された後、周波数変換部９に供給され、ここで所定の送信周波数帯域（例えば、ＳＨＦ帯）に周波数変換される。周波数変換部９により所定の送信周波数帯域に周波数変換されたＩＦ信号は、電力増幅器１０において所定の電力まで電力増幅された後、アンテナ部１１から電波として送信される。
【選択図】図１

Description

本発明はディジタルＦＰＵ装置に係り、特に制御部と高周波部を同軸ケーブルで接続して使用するディジタルＦＰＵ装置に関する。

映像・音声情報の中継伝送に使用するディジタルＦＰＵ(Field Pickup Unit)装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このディジタルＦＰＵ装置は、中継すべき映像・音声情報で変調されたディジタル変調波であるマイクロ波帯の中間周波信号（ＩＦ信号）を制御部で生成し、それを同軸ケーブルを通して高周波部に伝送し、その高周波部で波形整形した後、所定の送信周波数帯に変換して送信する構成である。

ここで、同軸ケーブルの種類が変わったり、同軸ケーブルの接続長が例えば、１ｍ〜４００ｍと変わった場合に、制御部から高周波部に同軸ケーブルを通して伝送されるディジタル変調波であるＩＦ信号の周波数特性が高域になる程減衰した波形となって劣化する。

そこで、上記の特許文献１記載のディジタルＦＰＵ装置では、制御部内のＩＦ信号の周波数特性を制御して同軸ケーブルへ送出する補償回路を、同軸ケーブルのケーブル長に応じて周波数特性が設定される可変イコライザ回路とすることで、上記のＩＦ信号の波形劣化を補償するようにしている。

特許第３５９５２７５号公報

ディジタルＦＰＵ装置は、同軸ケーブルが一定の条件で使用されるわけではなく、同軸ケーブルの種類例えば、３Ｄ、５Ｄ、１０Ｄと太さが変わったり、接続長も変わったりすることがある。しかしながら、上記の特許文献１記載のディジタルＦＰＵ装置では、可変イコライザ回路が、予め想定される複数のケーブル長のそれぞれについて周波数特性劣化を補償する構成であり、想定外のケーブル長の同軸ケーブルを使用する場合は、どのような波形でＩＦ信号が高周波部に到達するかが分からないため、特許文献１記載のディジタルＦＰＵ装置のような事前に固定された補償方法は適用できない。

また、同軸ケーブルで劣化した信号の波形がそのまま、高周波部で周波数変換された後電波として送信されてしまうので、同軸ケーブルに周波数特性の良いケーブルを用いなくてはならない。

なお、ＩＦ信号の帯域外の低周波数帯域と高周波数帯域のそれぞれに１つずつ、計２つの基準信号を多重して高周波部へ伝送し、高周波部に入力される時点のＩＦ信号に多重されている上記の２つの基準信号のレベル差で同軸ケーブルの周波数特性を検出する構成をとることも考えられる。この場合は、どのような種類やケーブル長の同軸ケーブルを使用した場合でも、周波数特性の補償は可能であるが、回路規模が大きくなり、また、基準信号が取り除けない場合は、それがスプリアスとして送信されてしまうという問題がある。

本発明は以上の点に鑑みなされたもので、使用する同軸ケーブルの種類やケーブル長がどのように変わっても、同軸ケーブルを伝送して高周波部に入力されるディジタル変調波の周波数特性の劣化に関わらず、また、特別な基準信号などを用いることなく、ディジタル変調波そのものを利用して自動的にディジタル変調波の周波数特性を補正し得るディジタルＦＰＵ装置を提供することを目的とする。

本発明は上記の目的を達成するため、予め定められた一定周波数帯域で平坦なレベルの周波数スペクトラムを有するディジタル変調波を出力する制御部と、ディジタル変調波を伝送する同軸ケーブルと、同軸ケーブルにより伝送されたディジタル変調波を入力として受け、そのディジタル変調波の予め定められた複数の帯域の信号成分のレベルをそれぞれ検出し、その検出した複数の帯域の各信号成分のレベルが略等しくなるようにレベル制御を行うことで周波数特性を補償する周波数特性補償手段と、周波数特性補償手段により周波数特性が補償されたディジタル変調波を送信する送信手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、同軸ケーブルの種類や接続長が想定外のものに変わった場合でも、制御部から高周波部に伝送されるディジタル変調波である中間周波信号の周波数特性が高域になる程減衰した波形となる劣化の程度に関わらず、かつ、特別な基準信号などを利用せず、ディジタル変調波そのものを利用して自動的に平坦な波形に補正することができる。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明になるディジタルＦＰＵ装置の一実施形態のブロック図を示す。同図に示すように、本実施形態のディジタルＦＰＵ装置は、制御部１と、同軸ケーブル４と、高周波部５とから構成されている。制御部１は、中継すべき映像・音声信号で搬送波を所定の変調方式でディジタル変調して得たＩＦ信号周波数帯域のディジタル変調波を出力するディジタル変調器２を有する。ディジタル変調器２から出力されたディジタル変調波のＩＦ信号は、制御部１の出力端３から出力され、同軸ケーブル４を通して高周波部５の入力端６に入力される。

高周波部５は、入力端６に入力されたＩＦ信号の周波数特性を補償するＩＦ信号周波数特性補償部７と、周波数特性が補償されたＩＦ信号を一定レベルに増幅するＩＦ増幅器８と、ＩＦ増幅器８から出力されたＩＦ信号を所定の送信周波数帯域（例えば、ＳＨＦ帯）に周波数変換する周波数変換部９と、周波数変換されたＩＦ信号を所定の電力まで電力増幅する電力増幅器１０とからなる。高周波部５は、ディジタル変調波を送信するアンテナ部１１に接続されている。

次に、本実施形態の動作について説明する。制御部１のディジタル変調器２において、中継すべき映像・音声信号で搬送波を所定の変調方式でディジタル変調して得たＩＦ信号周波数帯域のディジタル変調波（ＩＦ信号）は、制御部２の出力端３では、図２に示すスペクトラム波形となっている。すなわち、図２に示すように、出力端３におけるＩＦ信号は、所定のＩＦ信号周波数帯域で一定の高レベルとなっている信号である。

このＩＦ信号は、同軸ケーブル４により伝送されて高周波部５の入力端６に入力される。ここで、同軸ケーブル４が例えば３００ｍと長いケーブル長であった場合は、高周波部５の入力端６でのＩＦ信号のスペクトラム波形は図３に示すように、高域になる程レベルが下がるような高域減衰波形となる。

ＩＦ信号周波数特性補償部７は、図３に示すように高域減衰波形である入力ＩＦ信号に対し、図２に示した所定のＩＦ信号周波数帯域で一定レベルの波形になるような周波数特性の補償処理を行う。ＩＦ信号周波数特性補償部７により図２に示した平坦な波形に戻されたＩＦ信号は、ＩＦ増幅器８で一定のレベルに増幅された後、周波数変換部９に供給され、ここで所定の送信周波数帯域（例えば、ＳＨＦ帯）に周波数変換される。周波数変換部９により所定の送信周波数帯域に周波数変換されたＩＦ信号は、電力増幅器１０において所定の電力まで電力増幅された後、アンテナ部１１から電波として送信される。

次に、ＩＦ信号周波数特性補償部７の構成及び動作について図４を用いて更に詳細に説明する。

図４は、ＩＦ信号周波数特性補償部７の一実施形態のブロック図を示す。同図に示すように、ＩＦ信号周波数特性補償部７は、周波数特性補正部１０１と、帯域Ｌ用バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１０２と、帯域Ｈ用バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１０３と、レベル検波器１０４及び１０５と、レベル比較器１０６とよりなる。

周波数特性補正部１０１は、入力ＩＦ信号の周波数特性を、レベル比較器１０６からの制御信号に応じて可変制御される特性で補正する。帯域Ｌ用ＢＰＦ１０２は、ＩＦ信号の所定の低周波数帯域の信号を濾波する。帯域Ｈ用ＢＰＦ１０３は、ＩＦ信号の所定の高周波数帯域の信号を濾波する。レベル検波器１０４及び１０５は、上記のＢＰＦ１０２及び１０３の各出力信号のレベルをそれぞれ検出する。レベル比較器１０６は、レベル検波器１０４及び１０５から出力されたレベル検出信号をレベル比較して、それらの差信号に応じた制御信号を生成して周波数特性補正回路１０１に供給し、差信号が０レベルとなるように周波数特性補正回路１０１の周波数特性を可変制御する。

次に、図４の構成のＩＦ信号周波数特性補償部７の動作について、図５のスペクトラム波形を参照して説明する。図１の制御部１から出力され、同軸ケーブル４により伝送されて高周波部５の入力端６に入力されたディジタル変調波のＩＦ信号は、図４の周波数特性補正回路１０１で周波数特性が補正された後、帯域Ｌ用ＢＰＦ１０２と帯域Ｈ用ＢＰＦ１０３にそれぞれ供給される。

帯域Ｌ用ＢＰＦ１０２は、図５に示すスペクトラム波形の入力ＩＦ信号の、図５に帯域Ｌで示す所定の低周波数帯域の信号成分を濾波してレベル検波器１０４へ出力する。一方、帯域Ｈ用ＢＰＦ１０３は、図５に示すスペクトラム波形の入力ＩＦ信号の、図５に帯域Ｈで示す所定の高周波数帯域の信号成分を濾波してレベル検波器１０５へ出力する。

レベル検波器１０４は、入力された低周波数帯域の信号成分の信号レベルを検出する。一方、レベル検波器１０５は、入力された高周波数帯域の信号成分の信号レベルを検出する。レベル比較器１０６は、レベル検波器１０４で検出された低周波数帯域の信号成分の信号レベルと、レベル検波器１０５で検出された高周波数帯域の信号成分の信号レベルとを減算するレベル比較処理を行い、得られた差信号の値に応じた制御信号を生成して、例えば電圧値として周波数特性補正回路１０１へ供給する。

周波数特性補正回路１０１は、レベル比較器１０６から供給された制御信号に基づいて、レベル比較器１０６における差信号の値が０となるように、すなわち、帯域Ｌの信号レベルと、帯域Ｈの信号レベルとが等しくなるような周波数特性で動作する。これにより、周波数特性補正回路１０１からは、図２に示したようなＩＦ信号周波数帯域で略平坦な波形のＩＦ信号が取り出される。この周波数特性補正回路１０１から出力された周波数特性補正後のＩＦ信号は、帯域Ｌ用ＢＰＦ１０２及び帯域Ｈ用ＢＰＦ１０３にそれぞれ供給される一方、図１に示したＩＦ増幅器８へ出力される。

このように、本実施形態によれば、制御部１と高周波部５とを接続する同軸ケーブル４の種類や接続長が例えば１ｍ〜４００ｍと変わったために、制御部１から高周波部５に伝送されるディジタル変調波であるＩＦ信号の周波数特性が高域になる程減衰した波形となっても、その波形の劣化の程度（減衰の程度）に関わらず、かつ、特別な基準信号などを利用せず、ＩＦ信号周波数特性補償部７によりディジタル変調波そのものを利用して自動的に平坦な波形に補正した後電波として送信するようにしたため、安定な伝送ができる。

また、ＩＦ信号周波数特性補償部７は、入力されたデジタル変調波そのものを利用することで、検出用として特別に基準信号を設けることなく、小規模な回路構成により実現できると共に、基準信号が取り除けない場合のスプリアスの発生を未然に防止することができる。更に、本実施形態では、ディジタル変調波は、ＯＦＤＭ方式、ＱＡＭ方式のどちらのディジタル変調方式にも適用可能であり、更に、ＩＦ信号の周波数特性を補償できるので、同軸ケーブル４に周波数特性の良いケーブルを用いなくてもよい。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、例えば、上記の実施形態では、ＩＦ信号の高域端側の帯域Ｈと、低域端側の帯域Ｌの２つの帯域のＩＦ信号周波数成分のレベルが等しくなるように周波数特性の補償を行うようにしたが、回路規模が大きくなるが、３つ以上の周波数帯域のＩＦ信号周波数成分のレベルが等しくなるように周波数特性の補償を行うことも可能である。この場合はより正確な補償ができる。

本発明のディジタルＦＰＵ装置の一実施形態のブロック図である。 図１中の制御部から出力されるＩＦ信号の周波数スペクトラム波形の一例である。 図１中の高周波部に入力されるＩＦ信号の周波数スペクトラム波形の一例である。 図１中のＩＦ信号周波数特性補償部の一実施形態のブロック図である。 図１中のＩＦ信号周波数特性補償部内の２つのバンドパスフィルタで得る２つの帯域を示す図である。

符号の説明

１ 制御部
２ ディジタル変調器
４ 同軸ケーブル
５ 高周波部
７ ＩＦ信号周波数特性補償部
８ ＩＦ増幅部
９ 周波数変換部
１０ 電力増幅器
１１ アンテナ部
１０１ 周波数特性補正回路
１０２ 帯域Ｌ用バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
１０３ 帯域Ｈ用バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
１０４、１０５ レベル検波器
１０６ レベル比較器

Claims (5)

1. 予め定められた一定周波数帯域で平坦なレベルの周波数スペクトラムを有するディジタル変調波を出力する制御部と、
   前記ディジタル変調波を伝送する同軸ケーブルと、
   前記同軸ケーブルにより伝送された前記ディジタル変調波を入力として受け、そのディジタル変調波の予め定められた複数の帯域の信号成分のレベルをそれぞれ検出し、その検出した複数の帯域の各信号成分のレベルが略等しくなるようにレベル制御を行うことで周波数特性を補償する周波数特性補償手段と、
   前記周波数特性補償手段により周波数特性が補償された前記ディジタル変調波を送信する送信手段と
   を有することを特徴とするディジタルＦＰＵ装置。
2. 予め定められた一定周波数帯域で平坦なレベルの周波数スペクトラムを有するディジタル変調波を出力する制御部と、
   前記ディジタル変調波を伝送する同軸ケーブルと、
   前記同軸ケーブルにより伝送された前記ディジタル変調波を入力として受け、そのディジタル変調波の予め定められた複数の帯域の信号成分のレベルをそれぞれ検出し、その検出した複数の帯域の各信号成分のレベルが略等しくなるようにレベル制御を行うことで周波数特性を補償する周波数特性補償手段と、
   前記周波数特性補償手段により周波数特性が補償された前記ディジタル変調波を所定の送信周波数帯域に周波数変換する周波数変換手段と、
   前記送信周波数帯域に周波数変換された前記ディジタル変調波を無線送信する出力手段と
   を有することを特徴とするディジタルＦＰＵ装置。
3. 映像・音声情報を所定のディジタル変調方式でディジタル変調して得た、予め定められた一定周波数帯域で平坦なレベルの周波数スペクトラムを有するディジタル変調波である中間周波信号を生成して出力する制御部と、
   前記中間周波信号を伝送する同軸ケーブルと、
   前記同軸ケーブルにより伝送された前記中間周波信号を入力として受け、その中間周波信号の予め定められた複数の帯域の信号成分のレベルをそれぞれ検出し、その検出した複数の帯域の各信号成分のレベルが略等しくなるようにレベル制御を行うことで周波数特性を補償する周波数特性補償手段と、
   前記周波数特性補償手段により周波数特性が補償された前記中間周波信号を所定の送信周波数帯域に周波数変換する周波数変換手段と、
   前記送信周波数帯域に周波数変換された前記中間周波信号を電力増幅する電力増幅手段と、
   前記電力増幅手段から出力された前記中間周波信号を無線送信するアンテナ手段と
   を有することを特徴とするディジタルＦＰＵ装置。
4. 前記周波数特性補償手段は、
   前記同軸ケーブルにより伝送された前記ディジタル変調波を入力として受け、そのディジタル変調波の前記複数の帯域のレベルを制御信号に応じて可変制御する周波数特性補正回路と、
   前記周波数特性補正回路から出力された前記ディジタル変調波を前記複数の帯域のうちの各帯域の信号成分にそれぞれ分離する複数のフィルタと、
   前記複数のフィルタからそれぞれ出力された各帯域の信号成分のレベルを、別々に検波する複数のレベル検波器と、
   前記複数のレベル検波器からそれぞれ出力されたレベル検波信号のレベル差に応じた前記制御信号を生成するレベル比較器と
   を有し、前記周波数特性補正回路は、前記レベル差が最小となるように前記ディジタル変調波の前記複数の帯域のレベルを可変制御することを特徴する請求項１乃至３のうちいずれか一項記載のディジタルＦＰＵ装置。
5. 前記複数のフィルタは、前記ディジタル変調波である前記中間周波信号の低域端側の低周波数帯域の信号成分を濾波する第１のバンドパスフィルタと、前記中間周波信号の高域端側の高周波数帯域の信号成分を濾波する第２のバンドパスフィルタとよりなり、
   前記レベル比較器は、前記低周波数帯域の信号成分のレベルと、前記高周波数帯域の信号成分のレベルとのレベル差を示す前記制御信号を生成することを特徴とする請求項４記載のディジタルＦＰＵ装置。

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