JP2011049709A - Ｆｍ復調器及びそれを用いるコマンド受信機 - Google Patents

Abstract

【課題】 隣接チャンネルの復調信号成分の主信号成分への漏洩を除去ないし軽減することが可能なＦＭ復調器を提供する。
【解決手段】 ＦＭ復調器は、復調の際に所望の主チャンネルと共に隣接するチャンネルも復調する復調手段（１２〜１４）と、復調手段による復調後の主信号成分に隣接チャンネルの復調信号成分が漏洩する場合においてディジタル信号処理技術を利用して位相検波後の信号に対して所望のチャンネル帯域の信号を取り除くディジタルフィルタ処理手段（１５）と、ディジタルフィルタ処理手段と同一の処理遅延時間を発生する遅延器（１６）と、ディジタルフィルタ処理手段の出力信号と遅延器による遅延処理を行った信号とを逆相で合成する合成手段（１７）と、合成手段による合成後の信号から周波数変調成分を取り出す微分器（１８）とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明はＦＭ復調器及びそれを用いるコマンド受信機に関し、特に帯域選別ディジタル処理型のＦＭ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）復調器に関する。

衛星搭載用のコマンド受信機において、最近では、静止軌道上での衛星配置が隣接しており、目的とする衛星へのコマンド送信時に、隣接する衛星に対して妨害波となり、隣接衛星の通信の障害となってしまう。

また、逆に、隣接衛星への通信が、目的とする衛星との通信の妨害波となり、通信の障害となる。顧客からは、この隣接チャンネルによる影響を受けないコマンド受信機の需要が高まってきている。

本発明に関連するコマンド受信機では、ＦＭ復調の前段のアナログ信号処理部にて、アナログ型狭帯域フィルタによる帯域制限による対策を採っているが、コマンド受信機の総合性能やフィルタの実現性から、妨害波に対する性能が、顧客の要求を満たせないでいる。

本発明に関連するディジタル処理型のＦＭ復調器の構成例を図２に示す。図２において、本発明に関連するディジタル処理型のＦＭ復調器は、Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換器１１と、バンドパスフィルタ１２と、搬送波信号発生器１３と、位相比較器１４と、微分器（周波数検出）１８とから構成されている。

上記のＦＭ復調器は、入力されるＦＭ変調波をバンドパスフィルタ１２にて抽出した主チャンネル成分と、搬送波信号発生器１３から出力される変調波の搬送波周波数とほぼ同一の周波数の信号とを、位相比較器１４にて位相比較を行って位相検波信号を抽出した後、後段の微分器１８にて周波数変調成分を取り出し、復調信号として出力する。

上述した衛星搭載用のコマンド受信機としては、下記の特許文献１，２に記載のコマンド受信器がある。

特開平６−３２６６３９号公報 特開平８−２８８８９７号公報

上述したＦＭ復調器では、復調信号として出力する際、隣接チャンネルの復調信号が、主チャンネル復調信号へ漏洩するのを防ぐため、ＦＭ復調器の前段に隣接チャンネル成分を抑圧するバンドパスフィルタを接続する等して、ＦＭ復調前の変調波に含まれる隣接チャンネル成分を抑圧し、復調時の主チャンネルへの漏洩を軽減している。上記の特許文献１，２に記載のコマンド受信機でも、これと同様の処理が行われている。

このバンドパスフィルタには、狭帯域特性や、急峻な帯域外減衰特性が求められるが、多ビット量子化による演算が必要とされるため、信号処理プロセッサの実時間における演算処理時間の制約から、ビット長が制約され、必要とされる特性が得られなくなり、隣接チャンネル成分の減衰量が小さくなり、漏洩の軽減が不十分である。

そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、隣接チャンネルの復調信号成分の主信号成分への漏洩を除去ないし軽減することができるＦＭ復調器及びそれを用いるコマンド受信機を提供することにある。

本発明によるＦＭ復調器は、ＦＭ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調波のディジタル処理による復調を行うＦＭ復調器であって、
前記復調の際に所望の主チャンネルと共に隣接するチャンネルも復調する復調手段と、前記復調手段による復調後の主信号成分に前記隣接チャンネルの復調信号成分が漏洩する場合においてディジタル信号処理技術を利用して位相検波後の信号に対して所望のチャンネル帯域の信号を取り除くディジタルフィルタ処理手段と、前記ディジタルフィルタ処理手段と同一の処理遅延時間を発生する遅延器と、前記ディジタルフィルタ処理手段の出力信号と前記遅延器による遅延処理を行った信号とを逆相で合成する合成手段と、前記合成手段による合成後の信号から周波数変調成分を取り出す微分器とを備えている。

本発明によるコマンド受信機は、上記のＦＭ復調器を含むことを特徴とする。

本発明は、上記のような構成及び動作とすることで、隣接チャンネルの復調信号成分の主信号成分への漏洩を除去ないし軽減することができるという効果が得られる。

本発明の実施の形態によるＦＭ復調器の構成例を示すブロック図である。 本発明に関連するディジタル処理型のＦＭ復調器の構成例を示すブロック図である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。まず、本発明によるＦＭ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）復調器の概略について説明する。

本発明によるＦＭ復調器は、ＦＭ変調波のディジタル処理における復調の際、所望の主チャンネルと共に、隣接するチャンネルも復調し、復調後の主信号成分に、隣接チャンネルの復調信号成分が漏洩する場合において、ディジタル信号処理技術を利用し、位相検波後の信号に対して、所望のチャンネル帯域の信号を取り除くディジタルフィルタ処理と、遅延器による遅延処理とを行った信号を逆相で合成して、その後の周波数変調成分出力時に、隣接チャンネルの復調信号成分の主信号成分への漏洩を除去ないし軽減することを特徴としている。

本発明によるＦＭ復調器は、本発明に関連するディジタル処理型のＦＭ復調器において、位相比較器出力の位相検波信号に対して、ＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）型ハイパスフィルタ（またはバンドリジェクションフィルタ）と、遅延器とで構成されたディジタルフィルタ処理の追加により、隣接チャンネル成分を除去ないし軽減し、その後に微分器によるＦＭ復調を行う。

図１は本発明の実施の形態によるＦＭ復調器の構成例を示すブロック図である。図１において、本発明の実施の形態によるＦＭ復調器は、帯域選別ディジタル処理型のＦＭ復調器であり、Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換器１１と、バンドパスフィルタ１２と、搬送波信号発生器１３と、位相比較器１４と、ＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）型ハイパスフィルタ（またはバンドリジェクションフィルタ）１５と、遅延器１６と、合成器１７と、微分器（周波数検出）１８とから構成されている。

本発明の実施の形態によるＦＭ復調器では、バンドパスフィルタ１２を通ったＦＭ変調波と搬送波信号発生器１３の出力信号とから、位相比較器１４で抽出された位相変調成分を２分岐し、一方をＦＩＲ型ハイパスフィルタ１５に入力し、他方を上記のＦＩＲ型ハイパスフィルタ１５と同一の処理遅延時間を発生する遅延器１６に入力する。

このＦＩＲ型ハイパスフィルタ１５は、所望のチャンネル成分のみを減衰させる特性を持ち、隣接チャンネル等の主チャンネル帯域外周波数成分を無減衰で出力する機能を有する。また、本実施の形態では、ＦＩＲ型ハイパスフィルタ１５の採用により、群遅延特性が一定となるため、遮断周波数による位相回転は発生しない。

一方、遅延器１６では、無減衰で、指定した時間遅延する機能を有する。本実施の形態では、このＦＩＲ型ハイパスフィルタ１５でフィルタ処理された信号と、遅延器１６を通過した信号の反転信号とを合成器１７にて合成させることで、互いの信号が打ち消しあって、所望のチャンネル成分のみを抽出することができる。

信号処理プロセッサの実時間における演算処理時間の制約下でのディジタルフィルタ特性は、主チャンネル成分の十分な減衰が得られないため、合成器１７による合成後の信号では、主チャンネル成分の減衰も発生するが、急峻な帯域外減衰特性を持たなくとも、十分に隣接チャンネル成分を除去ないし軽減することが可能となる。

本実施の形態では、この合成器１７による合成後の信号から、後段の微分器１８で、周波数変調成分を取り出すことで、隣接チャンネルの漏洩を除去ないし軽減されたＦＭ復調信号を得ることが可能となる。

このように、本実施の形態では、隣接チャンネルとの分離が可能となる。すなわち、本実施の形態では、量子化された時間サンプル信号のディジタル信号処理のため、主チャンネルより振幅の大きな隣接チャンネル成分を演算にて除去することができる。また、除去性能は、温度等の環境条件に依存しない安定した性能が得られる。

さらに、本実施の形態では、主チャンネル外の雑音成分を含む外乱信号の除去することができる。すなわち、本実施の形態では、隣接チャンネルを含む、主チャンネル帯域外の雑音信号を含む信号成分を除去することができ、主チャンネルへの外乱を除去することができる。

本発明は、衛星搭載用のコマンド受信機の他、ＦＭ変調波を使用する通信における復調器への利用が考えられる。

１１ Ａ／Ｄ変換器
１２ バンドパスフィルタ
１３ 搬送波信号発生器
１４ 位相比較器
１５ ＦＩＲ型ハイパスフィルタ（またはバンドリジェクションフィルタ）
１６ 遅延器
１７ 合成器
１８ 微分器（周波数検出）

Claims (4)

1. ＦＭ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調波のディジタル処理による復調を行うＦＭ復調器であって、
   前記復調の際に所望の主チャンネルと共に隣接するチャンネルも復調する復調手段と、前記復調手段による復調後の主信号成分に前記隣接チャンネルの復調信号成分が漏洩する場合においてディジタル信号処理技術を利用して位相検波後の信号に対して所望のチャンネル帯域の信号を取り除くディジタルフィルタ処理手段と、前記ディジタルフィルタ処理手段と同一の処理遅延時間を発生する遅延器と、前記ディジタルフィルタ処理手段の出力信号と前記遅延器による遅延処理を行った信号とを逆相で合成する合成手段と、前記合成手段による合成後の信号から周波数変調成分を取り出す微分器とを有することを特徴とするＦＭ復調器。
2. 前記復調手段は、主チャンネル成分を抽出するバンドパスフィルタと、搬送波信号を発生する搬送波信号発生器と、前記バンドパスフィルタにて抽出された信号と前記搬送波信号発生器からの搬送波信号との位相比較を行って位相検波信号を抽出する位相比較器とを含むことを特徴とする請求項１記載のＦＭ復調器。
3. 前記ディジタルフィルタ処理手段は、ＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）型ハイパスフィルタまたはバンドリジェクションフィルタであることを特徴とする請求項１または請求項２記載のＦＭ復調器。
4. 上記の請求項１から請求項３のいずれか記載のＦＭ復調器を含むことを特徴とする衛星搭載用のコマンド受信機。

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