JP2012178624A - シグナルジェネレータ - Google Patents

Abstract

【課題】 出力端子から高周波信号が入力されても、正常な電力制御を行うことができ、更に消費電力の増大を抑えて、発熱及び回路の規模の増大を抑えることができるシグナルジェネレータを提供する。
【解決手段】 方向性結合器２１３で分岐された信号の電力を電力検出部２０３が検出して第１の検出電力値を得て、方向性結合器２１０で分岐された信号の電力を電力検出部２０６が検出して第２の検出電力値を得て、ＣＰＵ２０８が、第１の検出電力値が境界値以上である場合は、第２の検出電力を基に可変ＡＴＴ２０２の減衰量を制御し、第２の検出電力値が第２の設定電力値より大きく、第１の検出電力値が境界値より小さくなると、第１の検出電力値に基づいて可変ＡＴＴ２０２の減衰量を制御するシグナルジェネレータである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、高周波信号を生成するシグナルジェネレータに係り、特に、出力端子に高周波信号が入力されても、消費電力を増大させることなく、正常な電力制御を行うことができるシグナルジェネレータに関する。

［従来の技術］
高周波信号送信機は、測定器のシグナルジェネレータのように、出力端子に高周波が外部から入力される場合があり、かつ、送信周波数が広帯域でアイソレータの採用が困難なものがある。

［２信号特性試験システム：図９］
例えば、図９に示すように、シグナルジェネレータを２信号特性試験に使用する場合がある。図９は、従来の２信号特性試験システムの構成ブロック図である。
従来の２信号特性試験システムは、図９に示すように、２つのシグナルジェネレータ１０１，１０２を２信号結合器１０３に接続し、２つのシグナルジェネレータ１０１，１０２からの信号を合成して被測定物１０４に入力する。この合成された信号によって被測定物１０４の測定が為される。

この場合、シグナルジェネレータ１０１から出力された信号１０５は、被測定物１０４に入力されるだけでなく、２信号結合器１０３を経由してもう一つのシグナルジェネレータ１０２にも入力される。
その時、シグナルジェネレータ１０２は、自ら発生する信号に加えて、２信号結合器１０３を経由して入力される信号１０５が機器内部に存在することになり、送信機の送信電力検出部に信号１０５が混入した場合、正常な電力制御ができなくなるものである。

また、同様に、シグナルジェネレータ１０２の出力信号がシグナルジェネレータ１０１に混入した場合も、シグナルジェネレータ１０１で同様の問題がある。

［従来のシグナルジェネレータ：図１０］
次に、従来のシグナルジェネレータについて図１０を参照しながら説明する。図１０は、従来のシグナルジェネレータの構成ブロック図である。
従来のシグナルジェネレータは、図１０に示すように、信号発生部３０１と、可変減衰器（可変ＡＴＴ）３０２と、増幅器（ＡＭＰ）３０３，３０４と、電力検出部３０５と、固定減衰器（固定ＡＴＴ）３０６と、可変ＡＴＴ３０７と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０８と、メモリ３０９と、方向性結合器３１０と、ＡＤ変換器３１１とを備えている。

［従来のシグナルジェネレータの動作］
信号発生部３０１が高周波信号を可変ＡＴＴ３０２に出力し、可変ＡＴＴ３０２で電力を減衰し、ＡＭＰ３０３，３０４で信号の増幅を行い、方向性結合器３１０で信号を分岐させて固定ＡＴＴ３０６と電力検出部３０５に出力する。
固定ＡＴＴ３０６で固定の減衰を行い、可変ＡＴＴ３０７で電力を減衰させて装置出力を得る。

電力検出部３０５は、方向性結合器３１０から入力された信号の電力を検出し、ＡＤ変換器３１１でアナログ信号をデジタル信号に変換してＣＰＵ３０８に出力する。
ＣＰＵ３０８は、ＡＤ変換器３１１から入力された検出電力のデジタル値を基にメモリ３０９を参照し、可変ＡＴＴ３０２と可変ＡＴＴ３０７に対する減衰量を制御するゲインを設定する。

［関連技術］
尚、関連する先行技術として、特開平１１−２０５１６５号公報「送信電力制御装置」（松下電器産業株式会社）［特許文献１］、特開２００５−２３６７６６号公報「送信信号生成装置、無線基地局、自動利得制御方法および無線信号送信方法」（埼玉日本電気株式会社）［特許文献２］がある。

特許文献１には、送信周波数信号の所定出力レベルが最大レベルになるとき、最適な歪み量及び信号対雑音比を有する中間周波数信号が周波数混合手段に入力されるように、変調手段にて生成された中間周波数信号の利得量を調整する第１利得調整手段を周波数混合手段の前段に配置し、送信周波数信号の出力レベルが所定出力レベルとなるように送信周波数信号の利得量を調整する第２利得調整手段を周波数混合手段の後段に配置することが示されている。

特許文献２には、比較制御部が送信電力データとベースバンド振幅データとに基づき可変減衰器の利得を制御し、送信号がベースバンド信号であるか否かを判定し、送信信号がベースバンド信号である場合には可変減衰器の利得を固定することが示されている。

特開平１１−２０５１６５号公報 特開２００５−２３６７６６号公報

しかしながら、上記従来のシグナルジェネレータを用いた２信号特性試験システムでは、一方のシグナルジェネレータからの出力信号が２信号結合器を介して他方のシグナルジェネレータに入力されることがあり、シグナルジェネレータで正常な電力制御を行うことができないという問題点があった。

特に、図１０に示したシグナルジェネレータでは、装置出力から信号が入力された場合を考慮して、可変ＡＴＴ３０７の減衰量を大きくするか、若しくは可変ＡＴＴ３０７の前段に固定ＡＴＴ３０６を挿入する必要があるが、その場合、ＡＭＰ３０２，３０４は高利得、大電力出力が要求され、そうなると、消費電力が増大し、それに伴う発熱、電源回路の規模が大きくなるという問題点があった。

本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、出力端子から高周波信号が入力されても、正常な電力制御を行うことができ、更に消費電力の増大を抑えて、発熱及び回路の規模の増大を抑えることができるシグナルジェネレータを提供することを目的とする。

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、信号発生部と増幅器を備えるシグナルジェネレータであって、信号発生部の後段に設けられた第１の可変減衰器と、第１の可変減衰器と増幅器との間に設けられた第１の方向性結合器と、第１の方向性結合器から分岐された信号の電力を検出して第１の検出電力値を出力する第１の電力検出部と、増幅器の後段であって出力側に設けられた第２の方向性結合器と、第２の方向性結合器から分岐された信号の電力を検出して第２の検出電力値を出力する第２の電力検出部と、外部から信号の入力がある場合に、第１の検出電力値が特定の境界値以上であると、第２の検出電力値を基に第１の可変減衰器の減衰量を制御し、第１の検出電力値が特定の境界値より小さくなると、第１の検出電力値を基に第１の可変減衰器の減衰量を制御する制御部とを有することを特徴とする。

本発明は、上記シグナルジェネレータにおいて、制御部が、第１の検出電力値を基に第１の可変減衰器の減衰量を制御している場合で、第２の検出電力値が、外部からの信号が入力されない状態で第２の方向性結合器からの出力が正常時に第２の電力検出部で検出される電力値以下になると、第２の検出電力値を基に第１の可変減衰器の減衰量を制御することに切り替えることを特徴とする。

本発明は、上記シグナルジェネレータにおいて、第１の電力検出部で検出された第１の検出電力値に対して、周波数と送信電力のレベルに対応した電力目標値を第１のテーブルとして記憶するメモリを備え、制御部による第１の検出電力値に基づく第１の可変減衰器の制御は、第１の検出電力値が特定の周波数と特定の送信電力のレベルに対応した目標電力値に近づくよう第１の可変減衰器での減衰制御を行うことを特徴とする。

本発明は、上記シグナルジェネレータにおいて、第２の電力検出部で検出された第２の検出電力値に対して、周波数と送信電力のレベルに対応した電力目標値を第２のテーブルとして記憶するメモリを備え、制御部による第２の検出電力値に基づく第１の可変減衰器の制御は、第２の検出電力値が特定の周波数と特定の送信電力のレベルに対応した目標電力値に近づくよう第１の可変減衰器での減衰制御を行うことを特徴とする。

本発明は、上記シグナルジェネレータにおいて、増幅器の周辺の温度を測定し、温度情報を出力する温度センサーを備え、第１の電力検出部で検出された第１の検出電力値を温度情報で補正することを特徴とする。

本発明は、上記シグナルジェネレータにおいて、増幅器の周辺の温度を測定し、温度情報を出力する温度センサーを備え、第２の電力検出部で検出された第２の検出電力値を温度情報で補正することを特徴とする。

本発明は、上記シグナルジェネレータにおいて、メモリに、第２の電力検出部で検出された第２の検出電力値に対して、低温における周波数と送信電力レベルに対する電力補正値を第３のテーブルとして記憶し、高温における周波数と送信電力レベルに対する電力補正値を第４のテーブルとして記憶しておき、制御部が、特定の周波数と特定の電力送信レベルに対する電力補正値を第３のテーブル及び第４のテーブルから求め、温度センサーの温度情報に対応する電力補正値を演算し、当該演算される電力補正値を第２のテーブルから得られた目標電力値に加算して温度補正を行い、当該温度補正された目標電力値に第２の検出電力値が近くなるよう第１の可変減衰器での減衰制御を行うことを特徴とする。

本発明は、上記シグナルジェネレータにおいて、メモリに、第１の電力検出部で検出された第１の検出電力値に対して、低温における周波数と送信電力レベルに対する電力補正値を第５のテーブルとして記憶し、高温における周波数と送信電力レベルに対する電力補正値を第６のテーブルとして記憶しておき、制御部が、特定の周波数と特定の電力送信レベルに対する電力補正値を第５のテーブル及び第６のテーブルから求め、温度センサーの温度情報に対応する電力補正値を演算し、当該演算された電力補正値を第１のテーブルから得られた目標電力値に加算して温度補正を行い、当該温度補正された目標電力値に第１の検出電力値が近くなるよう第１の可変減衰器での減衰制御を行うことを特徴とする。

本発明は、上記シグナルジェネレータにおいて、増幅器と第２の方向性結合器との間に第２の可変減衰器を設けたことを特徴とする。

本発明は、上記シグナルジェネレータにおいて、第１の可変減衰器を第１の利得可変増幅器に、第２の可変減衰器を第２の利得可変増幅器にし、第１の利得可変増幅器の後段に第１の減衰器を設け、第２の利得可変増幅器の後段に第２の減衰器を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、第１の可変減衰器が信号発生部の後段に設けられ、第１の方向性結合器が第１の可変減衰器と増幅器との間に設けられ、第１の電力検出部が第１の方向性結合器から分岐された信号の電力を検出して第１の検出電力値を出力し、第２の方向性結合器が増幅器の後段であって出力側に設けられ、第２の電力検出部が第２の方向性結合器から分岐された信号の電力を検出して第２の検出電力値を出力し、制御部が、外部から信号の入力がある場合に、第１の検出電力値が特定の境界値以上であると、第２の検出電力値を基に第１の可変減衰器の減衰量を制御し、第１の検出電力値が特定の境界値より小さくなると、第１の検出電力値を基に第１の可変減衰器の減衰量を制御するシグナルジェネレータとしているので、出力端子から高周波信号の入力に対して減衰して正常な電力制御を行うことができ、更に消費電力の増大を抑えて、発熱及び回路の規模の増大を抑えることができる効果がある。

本発明の実施の形態に係るシグナルジェネレータの構成ブロック図である。 本シグナルジェネレータの動作を示すフローチャートである。 可変ＡＴＴ２０２設定テーブルの概略図である。 電力検出部２０６検出値テーブルの概略図である。 低温用の電力検出部２０６温度補正テーブルの概略図である。 高温用の電力検出部２０６温度補正テーブルの概略図である。 境界値テーブルの概略図である。 別の実施の形態に係るシグナルジェネレータの構成ブロック図である。 従来の２信号特性試験システムの構成ブロック図である。 従来のシグナルジェネレータの構成ブロック図である。

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。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係るシグナルジェネレータは、信号発生部の後段に可変減衰器を設け、当該可変減衰器の後段であって増幅器の前段に第１の方向性結合器を設け、増幅器の後段で出力端子側に第２の方向性結合器を設け、第１の方向性結合器で分岐された信号の電力を第１の電力検出部が検出して第１の検出電力値を得て、第２の方向性結合器で分岐された信号の電力を第２の電力検出部が検出して第２の検出電力値を得て、制御部が、第１の検出電力値が境界値以上である場合は、第２の検出電力を基に可変減衰器の減衰量を制御し、出力端子から高周波信号が入力され、第１の検出電力値が境界値より小さくなると、出力端子から入力された高周波信号が大きく減衰された第１の検出電力値に基づいて可変減衰器の減衰量を制御するものであり、出力端子から高周波信号の入力がある状態でも正常な電力制御を行うことができ、装置出力への減衰器の追加と増幅器の高利得、大電力出力が不要となるため、消費電力の増大を抑えて、発熱及び回路の規模の増大を抑えることができるものである。

［本シグナルジェネレータ：図１］
本発明の実施の形態に係るシグナルジェネレータについて図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るシグナルジェネレータの構成ブロック図である。
本発明の実施の形態に係るシグナルジェネレータ（本シグナルジェネレータ）は、図１に示すように、信号発生部２０１と、可変減衰器（可変ＡＴＴ）２０２と、電力検出部２０３と、増幅器（ＡＭＰ）２０４，２０５と、電力検出部２０６と、可変ＡＴＴ２０７と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０８と、メモリ２０９と、方向性結合器２１０と、ＡＤ変換器２１１と、ＡＤ変換器２１２と、方向性結合器２１３と、温度センサー２１４と、ＡＤ変換器２１５とを備えている。

［本シグナルジェネレータの各部］
本シグナルジェネレータの各部について具体的に説明する。
信号発生部２０１は、高周波信号を生成し、可変ＡＴＴ２０２に出力する。
可変ＡＴＴ２０２は、ＣＰＵ２０８からの制御信号によりゲインを調整し、信号発生部２０１からの高周波信号の減衰量を制御して方向性結合器２１３に出力する。減衰量のゲインの初期値が、後述する可変ＡＴＴ２０２設定テーブルで決定され、設定される。

方向性結合器２１３は、可変ＡＴＴ２０２からの高周波信号を入力し、分岐してＡＭＰ２０４に出力すると共に、電力検出部２０３にも出力する。
電力検出部２０３は、方向性結合器２１３から入力される高周波信号について電力を検出し、その検出した電力値をＡＤ変換器２１１に直流電圧で出力する。
ＡＤ変換器２１１は、電力検出部２０３からの直流電圧をアナログ／デジタル変換してＣＰＵ２０８に出力する。

増幅器（ＡＭＰ）２０４，２０５は、方向性結合器２１３からの高周波信号を入力し、増幅して可変ＡＴＴ２０７に出力する。
ここで、ＡＭＰが多段になっているのは、本シグナルジェネレータにおける減衰量が多いため、増幅率を上げるためである。

可変ＡＴＴ２０７は、ＡＭＰ２０４，２０５で増幅された高周波信号を入力し、ＣＰＵ２０８からの制御信号によりゲインが設定され、ＡＭＰ２０５からの高周波信号の減衰量を制御して方向性結合器２１０に出力する。減衰量の初期値のゲインは、後述する可変ＡＴＴ２０７設定テーブルで決定され、設定される。
方向性結合器２１０は、可変ＡＴＴ２０７で減衰された信号を分岐して出力端子に出力すると共に、電力検出部２０６に出力する。

電力検出部２０６は、方向性結合器２１０から入力される高周波信号について電力を検出し、その検出した電力値をＡＤ変換器２１２に直流電圧で出力する。
電力検出部２０６は、周囲温度変化によるＡＭＰ２０４，２０５の特性変化による出力電力の変動を最小限にするために、装置出力に近いブロック（場所）に配置されている。
ＡＤ変換器２１２は、電力検出部２０６からの直流電圧をアナログ／デジタル変換してＣＰＵ２０８に出力する。

温度センサー２１４は、ＡＭＰ２０４，２０５の周辺の温度を測定し、温度値のデータをＡＤ変換器２１５に出力する。
ＡＤ変換器２１５は、温度センサー２１４からの温度値のデータをアナログ／デジタル変換してＣＰＵ２０８に出力する。

［メモリ２０９］
メモリ２０９は、可変ＡＴＴ２０２設定テーブル、可変ＡＴＴ２０７設定テーブル、電力検出部２０６検出値テーブル（検出テーブル）、電力検出部２０３検出値テーブル（検出テーブル）、電力検出部２０６温度補正テーブル（低温用）、電力検出部２０３温度補正テーブル（低温用）、電力検出部２０６温度補正テーブル（高温用）、電力検出部２０３温度補正テーブル（高温用）、境界値テーブルを記憶している。

［可変ＡＴＴ２０２設定テーブル：図３］
図３は、可変ＡＴＴ２０２設定テーブルの概略図である。
可変ＡＴＴ２０２設定テーブルは、図３に示すように、装置の送信電力値と周波数に対応した可変ＡＴＴ２０２での減衰量を制御するためのゲインが記憶されている。
装置の送信電力値と周波数が特定されると、それに対応した可変ＡＴＴ２０２での減衰量を制御するためのゲインが可変ＡＴＴ２０２設定テーブルから初期値として選択され、これに基づいて可変ＡＴＴ２０２での減衰が制御される。
また、可変ＡＴＴ２０７設定テーブルも同様に構成され、選択された初期値によって可変ＡＴＴ２０７での減衰が制御される。

［電力検出部２０６検出値テーブル：図４］
図４は、電力検出部２０６検出値テーブルの概略図である。
電力検出部２０６検出値テーブルは、図４に示すように、出力端子に外部から信号が入力されない状態で、出力端子から出力される周波数と送信電力のレベルに対応して正常時に電力検出部２０６で検出されてＡＤ変換された電力値（第２の目標電力値）を記憶するテーブル（第２のテーブル）である。

また、電力検出部２０３検出値テーブルも同様に、出力端子に外部から信号が入力されない状態で、出力端子から出力される周波数と送信電力のレベルに対応して正常時に電力検出部２０３で検出されてＡＤ変換された電力値（第１の目標電力値）を記憶するテーブル（第１のテーブル）である。

ここで、第１のテーブルと第２のテーブルを別々にしているのは、第１のテーブルに比べて第２のテーブルの変化幅が大きく、電力の絶対値が異なるためである。
そのため、以下に説明する低温用と高温用の温度補正テーブルを電力検出部２０６用と電力検出部２０３用で切り替えるのは、各々のポイントにおける電力の絶対値が異なるので、分解能を適正化すると補正値も異なってしまうために設けた機能である。

［電力検出部２０６温度補正テーブル（低温用）：図５］
図５は、低温用の電力検出部２０６温度補正テーブルの概略図である。
低温用の電力検出部２０６温度補正テーブルは、図４の電力検出部２０６検出値テーブルが常温時に記憶されたものであれば、それより低い温度の場合に設定されるものであり、図５に示すように、当該低温時における周波数と送信電力のレベルに対応して正常時に電力検出部２０６で検出されてＡＤ変換された電力値の補正値を記憶するテーブル（第３のテーブル）である。

また、電力検出部２０３温度補正テーブル（低温用）も同様に、電力検出部２０３検出値テーブルが常温時に記憶されたものであれば、それより低い温度の場合に設定されるものであり、当該低温時における周波数と送信電力のレベルに対応して正常時に電力検出部２０３で検出されてＡＤ変換された電力値の補正値を記憶するテーブル（第５のテーブル）である。

［電力検出部２０６温度補正テーブル（高温用）：図６］
図６は、高温用の電力検出部２０６温度補正テーブルの概略図である。
高温用の電力検出部２０６温度補正テーブルは、図６の電力検出部２０６検出値テーブルが常温時に記憶されたものであれば、それより高い温度の場合に設定されるものであり、図６に示すように、当該高温時における周波数と送信電力のレベルに対応して正常時に電力検出部２０６で検出されてＡＤ変換された電力値の補正値を記憶するテーブル（第４のテーブル）である。

また、電力検出部２０３温度補正テーブル（高温用）も同様に、電力検出部２０３検出値テーブルが常温時に記憶されたものであれば、それより高い温度の場合に設定されるものであり、当該高温時における周波数と送信電力のレベルに対応して正常時に電力検出部２０３で検出されてＡＤ変換された電力値の補正値を記憶するテーブル（第６のテーブル）である。

［境界値テーブル：図７］
図７は、境界値テーブルの概略図である。
境界値テーブルは、図７に示すように、周波数と送信電力のレベルに対応して境界値を記憶するテーブルである。
当該境界値は、外部から入力される高周波信号が方向性結合器２１０を介して電力検出部２０６で検出される周波数特性と自装置の送信電力によって決まるものである。

［ＣＰＵ２０８］
ＣＰＵ２０８は、本シグナルジェネレータの各部を制御する制御部であり、ＡＤ変換器２１２から入力される電力検出部２０６で検出された電力値（第２の検出電力値）が第２のテーブルにおける対応する周波数と送信電力のレベルにおける目標電力値（第２の目標電力値）より小さいか否かを判定し、小さくない場合（外部からの入力信号の影響がある場合）、且つ前回の処理で第１の設定電力値（第１の目標電力値）に対して可変ＡＴＴ２０２の減衰量を調整する制御をしていない場合は、ＡＤ変換器２１１から入力される電力検出部２０３で検出された電力値（第１の検出電力値）について、境界値テーブルを参照し、周波数と送信電力のレベルに対応した境界値より小さいか否かを判定する。

ＣＰＵ２０８は、判定結果によって第１の検出電力値が境界値以上であれば、ＡＤ変換器２１２から入力される電力検出部２０６で検出された電力値（第２の検出電力値）に対して、第２のテーブルを参照して設定された出力周波数に対応する電力値（第２の設定電力値）を読み込み、第２の検出電力値と比較する。
そして、ＣＰＵ２０８は、第２の設定電力値（第２の目標電力値）より第２の検出電力値が大きい場合は、可変ＡＴＴ２０２での減衰量を大きくするよう可変ＡＴＴ２０２のゲインを制御する制御信号を出力する。

また、ＣＰＵ２０８は、第１の検出電力値が境界値未満であると判定した場合、ＡＤ変換器２１１から入力される電力検出部２０３で検出された電力値（第１の検出電力値）について、メモリ２０９内の第１のテーブルを参照して設定された出力周波数に対応する電力値（第１の設定電力値）を読み込み、第１の検出電力値と比較する。
そして、ＣＰＵ２０８は、第１の設定電力値（第１の目標電力値）より第１の検出電力値が大きい場合は、可変ＡＴＴ２０２での減衰量を大きくするよう可変ＡＴＴ２０２のゲインを制御する制御信号を出力する。

つまり、ＣＰＵ２０８は、第１の検出電力値が境界値以上であれれば、第２の検出電力値に基づいて可変ＡＴＴ２０２の減衰量を制御し、第２の検出電力値が第２の設定電力値（第２の目標電力値）より大きく、第１の検出電力値が境界値未満の場合、第１の検出電力値に基づいて可変ＡＴＴ２０２の減衰量を制御する。

そして、ＣＰＵ２０８は、第１の検出電力値が境界値未満の場合で、第１の検出電力値に基づいて可変ＡＴＴ２０２の減衰量を制御している間も、第２の検出電力値と第２の目標電力値との比較・判定処理を行っており、第２の検出電力値が第２の目標電力値以下となれば、第１の検出電力値に基づく可変ＡＴＴ２０２への制御から、第２の検出電力値に基づく可変ＡＴＴ２０２の制御に移行する。

更に、ＣＰＵ２０８は、送信出力電力の変動を抑えるために、温度補正を行う場合は、第２のテーブルに基づく可変ＡＴＴ２０２の制御が為されているときは、第３のテーブル（低温用の電力検出部２０６温度補正テーブル）と第４のテーブル（高温用の電力検出部２０６温度補正テーブル）とから、特定の周波数と特定の送信電力のレベルにおける電力値の補正値（低温用の電力補正値と高温用の電力補正値）を各々読み取り、温度センサー２１４で検出された温度値に対応した電力補正値を演算し、演算した電力補正値を第２のテーブルで得られた第２の目標電力値に加算して目標電力値の補正を行い、補正された目標電力値となるよう可変ＡＴＴ２０２を制御する。

上記演算処理は、低温用の電力補正値と高温用の電力補正値を２つの点とし、縦軸に電力補正値、横軸に温度のグラフを描画した場合に、その２つの点を結ぶ線上での温度センサー２１４での検出温度の位置を特定し、当該位置における電力補正値を求めるものである。

また、ＣＰＵ２０８は、送信出力電力の変動を抑えるために、温度補正を行う場合は、第１のテーブルに基づく可変ＡＴＴ２０２の制御が為されているときは、第５のテーブル（低温用の電力検出部２０３温度補正テーブル）と第６のテーブル（高温用の電力検出部２０３温度補正テーブル）とから、特定の周波数と特定の送信電力のレベルにおける電力値の補正値（低温用の電力補正値と高温用の電力補正値）を各々読み取り、温度センサー２１４で検出された温度値に対応した電力補正値を演算し、演算した電力補正値を第１のテーブルで得られた第１の目標電力値に加算して目標電力値の補正を行い、補正された目標電力値となるよう可変ＡＴＴ２０２を制御する。

以上では、目標電力値を温度補正することを示したが、温度センサー２１４の温度情報によって電力検出部２０３，２０６の検出電力値に電力補正値を加算して温度補正してもよい。

［動作概要］
本シグナルジェネレータでは、外部から出力端子を介して信号が入力された場合、可変ＡＴＴ２０２での減衰量は大きくなり、電力検出部２０３の検出値は変動する。
この時、ＣＰＵ２０８が電力検出部２０３の検出値が境界値を下回って変動したと判定した場合は、電力検出部２０６の検出値で出力電力制御をしているところを、電力検出部２０３の検出値を用いて可変ＡＴＴ２０２での減衰量を制御して装置の出力電力制御を行う。

このようにすることにより、外部から信号が入力されていても、装置の出力電力に大きな変動が発生することを防ぐことができる。
更に、外部からの信号入力がなくなった場合、電力検出部２０６の検出値は、本来制御されるべき検出テーブル値（第２のテーブルの目標電力値）以下になる。
ＣＰＵ２０８は、その判定をトリガとして、電力検出部２０６の検出値での送信電力制御へ切り替える。

［境界値の設定］
次に、外部から信号が入力された際に、電力検出部２０６の検出値を異常と判断する境界値の設定方法を説明する。
装置の出力電力誤差が許容される範囲外になる前に、異常と判断して制御を行うため、電力検出部２０３とＡＤ変換器２１１による検出値は、装置出力電力許容誤差の１／２以下が検出可能な分解能を持つように構成する。

装置出力電力許容誤差の範囲内にて異常と判断する境界値を設定することにより、装置出力電力は出力電力誤差範囲内にて制御されることになる。
また、図７に示した境界値テーブルは、周波数と装置出力電力毎に設定することにより、電力検出部２０３の周波数特性や直線性を考慮した値に設定することができる。

［動作フロー：図２］
次に、本シグナルジェネレータの動作フローについて図２を参照しながら説明する。図２は、本シグナルジェネレータの動作を示すフローチャートである。
ＣＰＵ２０８は、送信電力制御がスタートすると、メモリ２０９に記憶された可変ＡＴＴ２０２設定テーブル、可変ＡＴＴ２０７設定テーブルより可変ＡＴＴ２０２の初期値、可変ＡＴＴ２０７の初期値を読み込み、可変ＡＴＴ２０２と可変ＡＴＴ２０７に設定する。また、電力検出部２０６と電力検出部２０３のどちらを元に可変ＡＴＴ２０２を制御しているかを記憶しておくが、初期値は電力検出部２０６を元にしている（「ＭＯＤＥ＿ＦＬＡＧ＝２」に設定する）こととする（Ｓ１）。

次に、電力検出部２０３と電力検出部２０６からの検出値（第１の検出電力値、第２の検出電力値）を取り込み（Ｓ２）。
そして、温度補正は、電力検出部２０６温度補正テーブルを用いて補正する（Ｓ３）。具体的には、温度センサー２１４で検出された温度値に基づき、当該温度値に対応する補正値を電力検出部２０６温度補正テーブルから取得し、電力検出部２０６からの検出値（第２の検出電力値）に加減算して補正を行う。

次に、温度補正された電力検出部２０６の検出値が電力検出部２０６検出値テーブル（検出テーブル：第２のテーブル）の対応する周波数と送信電力のレベルの目標電力値とを比較し（Ｓ４）、温度補正された検出電力値が目標電力値より大きければ（Ｙｅｓの場合）、電力検出部２０３で検出された電力値を、電力検出部２０３温度補正テーブルを用いて補正する（Ｓ５）。

具体的には、温度センサー２１４で検出された温度値に基づき、当該温度値に対応する補正値を電力検出部２０３温度補正テーブルから取得し、電力検出部２０３からの検出値（第１の検出電力値）に加減算して補正を行う。

次に、前回電力検出部２０６の検出値を元に可変ＡＴＴ２０２を制御したか否か（「ＭＯＤＥ＿ＦＬＡＧ＝２？」）を判定し（Ｓ６）、前回電力検出部２０６の検出値を元に可変ＡＴＴ２０２を制御した場合（Ｙｅｓの場合）、温度補正された電力検出部２０３の検出値と、境界値テーブルの対応する周波数と送信電力のレベルの境界値とを比較する（Ｓ７）。
また、前回電力検出部２０６の検出値を元に可変ＡＴＴ２０２を制御しなかった場合（Ｎｏの場合）、判定処理Ｓ１０に移行する。

判定処理Ｓ７で温度補正された検出電力値が境界値以上である場合（Ｎｏの場合）、及び判定処理Ｓ４で温度補正された検出電力値が目標電力値以下であれば（Ｎｏの場合）、電力検出部２０６の温度補正された検出値が電力検出部２０６検出値テーブルの対応する周波数と送信電力のレベルの目標電力値に近くなるよう可変ＡＴＴ２０２を制御する（Ｓ８）。
また、電力検出部２０６を元に可変ＡＴＴ２０２を制御した状態を記憶しておくため、「ＭＯＤＥ＿ＦＬＡＧ＝２」を設定する（Ｓ９）。

更に、判定処理Ｓ７で、温度補正された検出電力値が境界値より小さい場合（Ｙｅｓの場合）、電力検出部２０３の温度補正された検出値が電力検出部２０３検出値テーブル（検出テーブル：第１のテーブル）の対応する周波数と送信電力のレベルの目標電力値とを比較する（Ｓ１０）。

電力検出部２０３の温度補正された検出値と電力検出部２０３検出値テーブルの目標電力値とが等しい場合（Ｙｅｓの場合）は、電力検出部２０３を元に可変ＡＴＴ２０２を制御した状態を記憶しておくため、「ＭＯＤＥ＿ＦＬＡＧ＝１」を設定して（Ｓ１２）、処理Ｓ２に戻り、等しくない場合（Ｎｏの場合）、電力検出部２０３の温度補正された検出値が電力検出部２０３検出値テーブルの対応する周波数と送信電力のレベルの目標電力値に近くなるよう可変ＡＴＴ２０２を制御し（Ｓ１１）、処理Ｓ１２に移行する。

［減衰の効果］
方向性結合器２１０から電力検出部２０６へ結合される装置出力信号の結合電力をＰｄｃ、外部からの入力電力をＰｕｄ、方向性結合器の方向性減衰量をＧｄとすると、外部から信号が入力されたとき、電力検出部２０６では、
Ｐｄｃ＋（Ｐｕｄ−Ｇｄ）
の電力が検出される。
Ｐｄｃが小さく、（Ｐｕｄ−Ｇｄ）が大きいほど検出値への影響が大きくなる。
Ｇｄを大きくすることによっても影響は小さくなるが、通常は１５〜３０ｄＢ程度であり、例えば、１０Ｍ〜３ＧＨｚの広帯域な方向性結合器において方向性を更に改善するのは困難である。つまり、一つの方向性結合器では広帯域にＧｄを大きく対応できないものである。

次に、電力検出部２０３に着目すると、外部入力電力が最も大きく電力検出部２０３に影響する条件として、可変ＡＴＴ２０７の減衰量が最小（０ｄＢ）であった場合、電力検出部２０３では、方向性結合器２１３から電力検出部２０３へ結合される可変ＡＴＴ２０２の出力信号の結合電力をＰｄｃ´とすると、
Ｐｄｃ´＋（Ｐｕｄ−Ｇｄ−Ｇｒ１−Ｇｒ２）
の電力が検出される。
ここで、ＡＭＰの逆方向減衰量Ｇｒ１，Ｇｒ２は通常２０〜３０ｄＢ程度あり、ＡＭＰが２段であれば、４０〜６０ｄＢの改善が得られ、減衰量は、
Ｇｄ＋Ｇｒ１＋Ｇｒ２＝５５〜９０ｄＢ
を見込むことことができる。

消費電力は増加するが、ＡＭＰを追加することにより更に２０〜３０ｄＢの改善も可能であり、方向性結合器の方向性減衰量を改善するより容易に改善が実現できる。
また、方向性結合器２１３を簡易な構成とするために、単なる結合器としても、電力検出部２０３には
Ｐｄｃ´＋（Ｐｕｄ−Ｇｒ１−Ｇｒ２）
の電力が検出され、電力検出部２０６では、Ｇｄ＝１５〜３０ｄＢの減衰量がＡＭＰ２段分のＧｒ１＋Ｇｒ２＝４０〜６０ｄＢに改善される。

［別の実施の形態：図８］
次に、別の実施の形態に係るシグナルジェネレータについて図８を参照しながら説明する。図８は、別の実施の形態に係るシグナルジェネレータの構成ブロック図である。
図８のシグナルジェネレータは、図１のシグナルジェネレータと基本的に同様の構成と動作を行うものであるが、相違点として、図１の可変ＡＴＴ２０２、可変ＡＴＴ２０７の代わりに、利得可変増幅器（利得可変ＡＭＰ）４０２と利得可変増幅器（利得可変ＡＭＰ）４０７を用いている。

図８では、利得可変ＡＭＰ４０２，４０７を用いているため、ゲインが増加することになる。そこで、その増加分を減衰するためにＡＴＴ４１４とＡＴＴ４１５を利得可変ＡＭＰ４０２，４０７の各々の後段に設けている。

また、電力検出部４０３に混入する外部から入力された電力は、可変利得ＡＭＰ４０７の逆方向減衰量の分さらに減衰させることができる。
尚、図８では、温度センサー、ＡＤ変換器を記述していないが、図１のシグナルジェネレータと同様に温度センサー等を備え、温度補正の処理を行うようにしてもよい。

［実施の形態の効果］
本シグナルジェネレータによれば、方向性結合器２１３で分岐された信号の電力を電力検出部２０３が検出して第１の検出電力値を得て、方向性結合器２１０で分岐された信号の電力を電力検出部２０６が検出して第２の検出電力値を得て、ＣＰＵ２０８が、第１の検出電力値が境界値以上である場合は、第２の検出電力を基に可変ＡＴＴ２０２の減衰量を制御し、出力端子から高周波信号が入力され、第１の検出電力値が境界値より小さくなると、出力端子から入力された高周波信号が大きく減衰された第１の検出電力値に基づいて可変ＡＴＴ２０２の減衰量を制御するようにしているので、出力端子から高周波信号の入力がある状態でも正常な電力制御を行うことができ、装置出力へのＡＴＴ３０６の追加とＡＭＰ２０４，２０５（従来のシグナルジェネレータのＡＭＰ３０３，３０４）の高利得、大電力出力が不要となるため、消費電力の増大を抑えて、発熱及び回路の規模の増大を抑えることができる効果がある。

本発明は、出力端子から高周波信号が入力されても、正常な電力制御を行うことができ、更に消費電力の増大を抑えて、発熱及び回路の規模の増大を抑えることができるシグナルジェネレータに好適である。

１０１，１０２...シグナルジェネレータ、 １０３...２信号結合器、 １０４...被測定物、 ２０１，４０１...信号発生部、 ２０２...可変減衰器（可変ＡＴＴ）、 ２０３...電力検出部、 ２０４，２０５，４０４，４０５...増幅器（ＡＭＰ）、 ２０６...電力検出部、 ２０７...可変ＡＴＴ、 ２０８...ＣＰＵ、 ２０９...メモリ、 ２１０，４１０...方向性結合器、 ２１１，４１１...ＡＤ変換器、 ２１２，４１２...ＡＤ変換器、 ２１３，４１３...方向性結合器、 ２１４...温度センサー、 ２１５...ＡＤ変換器、 ３０１...信号発生部、 ３０２...可変減衰器（可変ＡＴＴ）、 ３０３，３０４...増幅器（ＡＭＰ）、 ３０５...電力検出部、 ３０６...固定ＡＴＴ、 ３０７...可変ＡＴＴ、 ３０８...ＣＰＵ、 ３０９...メモリ、 ３１０...方向性結合器、 ３１１...ＡＤ変換器、 ４０２...利得可変増幅器（利得可変ＡＭＰ）、 ４１７...利得可変ＡＭＰ、 ４１４...ＡＴＴ、 ４１５...ＡＴＴ

Claims (10)

1. 信号発生部と増幅器を備えるシグナルジェネレータであって、
   前記信号発生部の後段に設けられた第１の可変減衰器と、
   前記第１の可変減衰器と前記増幅器との間に設けられた第１の方向性結合器と、
   前記第１の方向性結合器から分岐された信号の電力を検出して第１の検出電力値を出力する第１の電力検出部と、
   前記増幅器の後段であって出力側に設けられた第２の方向性結合器と、
   前記第２の方向性結合器から分岐された信号の電力を検出して第２の検出電力値を出力する第２の電力検出部と、
   外部から信号の入力がある場合に、前記第１の検出電力値が特定の境界値以上であると、前記第２の検出電力値を基に前記第１の可変減衰器の減衰量を制御し、前記第１の検出電力値が特定の境界値より小さくなると、前記第１の検出電力値を基に前記第１の可変減衰器の減衰量を制御する制御部とを有することを特徴とするシグナルジェネレータ。
2. 制御部が、第１の検出電力値を基に第１の可変減衰器の減衰量を制御している場合で、第２の検出電力値が、外部からの信号が入力されない状態で第２の方向性結合器からの出力が正常時に第２の電力検出部で検出される電力値以下になると、前記第２の検出電力値を基に前記第１の可変減衰器の減衰量を制御することに切り替えることを特徴とする請求項１記載のシグナルジェネレータ。
3. 第１の電力検出部で検出された第１の検出電力値に対して、周波数と送信電力のレベルに対応した電力目標値を第１のテーブルとして記憶するメモリを備え、制御部による前記第１の検出電力値に基づく第１の可変減衰器の制御は、前記第１の検出電力値が特定の周波数と特定の送信電力のレベルに対応した目標電力値に近づくよう前記第１の可変減衰器での減衰制御を行うことを特徴とする請求項１又は２記載のシグナルジェネレータ。
4. 第２の電力検出部で検出された第２の検出電力値に対して、周波数と送信電力のレベルに対応した電力目標値を第２のテーブルとして記憶するメモリを備え、制御部による前記第２の検出電力値に基づく第１の可変減衰器の制御は、前記第２の検出電力値が特定の周波数と特定の送信電力のレベルに対応した目標電力値に近づくよう前記第１の可変減衰器での減衰制御を行うことを特徴とする請求項１又は２記載のシグナルジェネレータ。
5. 増幅器の周辺の温度を測定し、温度情報を出力する温度センサーを備え、
   第１の電力検出部で検出された第１の検出電力値を前記温度情報で補正することを特徴とする請求項１又は２記載のシグナルジェネレータ。
6. 増幅器の周辺の温度を測定し、温度情報を出力する温度センサーを備え、
   第２の電力検出部で検出された第２の検出電力値を前記温度情報で補正することを特徴とする請求項１又は２記載のシグナルジェネレータ。
7. メモリに、第２の電力検出部で検出された第２の検出電力値に対して、低温における周波数と送信電力レベルに対する電力補正値を第３のテーブルとして記憶し、高温における周波数と送信電力レベルに対する電力補正値を第４のテーブルとして記憶しておき、
   制御部が、特定の周波数と特定の電力送信レベルに対する電力補正値を前記第３のテーブル及び前記第４のテーブルから求め、温度センサーの温度情報に対応する電力補正値を演算し、当該演算される電力補正値を前記第２のテーブルから得られた目標電力値に加算して温度補正を行い、当該温度補正された目標電力値に前記第２の検出電力値が近くなるよう第１の可変減衰器での減衰制御を行うことを特徴とする請求項４記載のシグナルジェネレータ。
8. メモリに、第１の電力検出部で検出された第１の検出電力値に対して、低温における周波数と送信電力レベルに対する電力補正値を第５のテーブルとして記憶し、高温における周波数と送信電力レベルに対する電力補正値を第６のテーブルとして記憶しておき、
   制御部が、特定の周波数と特定の電力送信レベルに対する電力補正値を前記第５のテーブル及び前記第６のテーブルから求め、温度センサーの温度情報に対応する電力補正値を演算し、当該演算された電力補正値を前記第１のテーブルから得られた目標電力値に加算して温度補正を行い、当該温度補正された目標電力値に前記第１の検出電力値が近くなるよう第１の可変減衰器での減衰制御を行うことを特徴とする請求項３記載のシグナルジェネレータ。
9. 増幅器と第２の方向性結合器との間に第２の可変減衰器を設けたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか記載のシグナルジェネレータ。
10. 第１の可変減衰器を第１の利得可変増幅器に、第２の可変減衰器を第２の利得可変増幅器にし、前記第１の利得可変増幅器の後段に第１の減衰器を設け、前記第２の利得可変増幅器の後段に第２の減衰器を設けたことを特徴とする請求項９記載のシグナルジェネレータ。

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