JP2016506120A5

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Publication number: JP2016506120A5
Application number: JP2015544368A
Authority: JP
Filing date: 2013-09-25
Publication date: 2016-10-20
Anticipated expiration: 2033-09-25

Description

第２のブロック１６“ｆ_２ｍｏｄ．”において、所定の一定の周波数ｆ_２を有する第２のＨＦ信号１８が発生する。ここでも、信号、特にＬＦ信号又は雑音が、この第２のＨＦ信号１８上に、所定の変調方式で変調され、ここで、変調信号及び選択される変調方式は第１のＨＦ信号１４での変調信号及び変調方式と同一である。変調信号の位相位置も、第１のＨＦ信号１４と第２のＨＦ信号１８では同一である。各場合の変調信号はＨＦ信号ｆ_１とｆ_２より周波数が小さい。変調信号は例えば、２０Ｈｚから２０ｋＨｚの範囲内にある周波数成分を有する低周波数ＬＦ信号である。変調信号は、例えば周期的に繰り返す波形を有している。

第３のブロック“ＰＡ１”２０において第１のＨＦ信号１４が増幅され、第４のブロック“ＰＡ２”２２において第２のＨＦ信号１８が増幅される。ブロック２０及び２２で増幅された後、２つのＨＦ信号１４、１８は結合器（combiner）２４に送られる。結合器２４は、ＨＦ信号１４、１８を１つのケーブルに結合して第５のブロック２６に送り、第５のブロック２６はデュプレックスフィルタを含み、第１と第２の信号１４、１８を、カプラ２８を介して信号伝送路に導入位置１０において供給する。これら２つのＨＦ信号１４、１８は、信号伝送路を通る間に、例えば、故障があるＨＦプラグコネクタ、はんだ付けが悪い位置、ケーブルの破断等の、非線形伝送機能がある位置に遭遇することがあり、そのため、例えば３次相互変調積ＩＭ３等の望ましくない相互変調積が２つのＨＦ信号１４、１８から発生する。これらの相互変調積は、信号伝送路で発生した信号、又は相互変調積、或いは相互変調積信号として導入位置１０に戻る。

カプラ２８において、入力された第１と第２のＨＦ信号１４、１８は結合し、第７のブロック４０“ＩＭ３Ｒｅｆ”において、周波数がｆ_{ＩＭ−ＧＥＮＥＲＡＴＥＤ}（ｔ）である３次相互変調積ＩＭ３４２が、これら２つのＨＦ信号１４、１８から発生する。発生したＩＭ３４２も、増幅器（「ＬＮＡ−Low noise amplifier」）４４及びＡ／Ｄコンバータ４６を介して第６のブロック３８に送られる。

このように発生した３次相互変調積ＩＭ３４２の周波数ｆ_{ＩＭ−ＧＥＮＥＲＡＴＥＤ}は、こうして第１のＨＦ信号１４の周波数ｆ_１と、第２のＨＦ信号１８の周波数ｆ_２から、以下の数式に従って導出される。

例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）として設計されているブロック３８において、受信した相互変調積３０と発生した相互変調積４２とは互いに比較される。これは相互相関によって行われる。異なるランタイム差ｔに対する、受信したＩＭ３３０と発生したＩＭ３４２の相互相関関数（cross-correlation function）の値が測定される。この相互相関関数は、ランタイム差ｔｘの最大値を有する。このランタイム差ｔｘは、これら２つのＩＭ３３０、４２のランタイム差に相当する。これは図２に示されている。これは、変調されて発生したＩＭ３４２と、受信されたＩＭ３３０の経時的推移を表している。時間ｔはｘ軸４８に入力され、発生したＩＭ３４２の振幅が第１のｙ軸５０に入力されて、受信したＩＭ３３０の振幅が第２のｙ軸５２に入力される。

上述した式において、Ｃは信号伝送路におけるＨＦ信号の伝送速度である。この距離Ｌは、導入位置１０から、信号伝送路において、第１及び第２のＨＦ信号１４、１８から３次相互変調積ＩＭ３３０が発生した位置までの距離である。

ここではこの距離又は長さＬは、信号伝送路に沿って測定されるためにのみ必要であり、信号伝送路内で、信号伝送路のＨＦ伝送特性に影響する非線形伝送機能を持つ欠陥が特定される位置に、正確に到達する。これはＨＦケーブルの破断、又はアンテナの故障又は欠陥のあるＨＦプラグコネクタ、もしくは、欠陥のあるはんだ付け接合であり得る。必要な場合、電気的長さＬを数学的長さに変換してもよい。当然、信号伝送路内に同時にいくつかの欠陥位置が存在し得る。この場合、いくつかの時間シフトされた受信した相互変調積ＩＭ３３０が取得され、それらは、いくつかのランタイム差ｔｘといくつかの長さＬが算出され得るように、全て同時に解析され得る。新たに発生した相互変調積が、想定される受信信号として使用されるという事実は、長さＬが非線形伝送機能を持つ欠陥位置にのみ関連し、それと別の理由又は別のソースのＨＦ信号の任意の他の反射には関連しないということを確実にする。

図１及び図２に示された本発明による方法の好ましい実施形態においては、３次相互変調積ＩＭ３が使用される。しかし、これは純粋に例として使用されており、例えば、２次相互変調積（２^＊ｆ_１、２^＊ｆ_２、ｆ_１＋ｆ_２、ｆ_２−ｆ_１）、又は、４次或いはそれ以上の相互変調積等の、他の相互変調積も使用され得る。重要なのは、発生した相互変調積ｆ_{ＩＭ−ＧＥＮＥＲＡＴＥＤ}（ｔ）と受信した相互変調積ｆ_{ＩＭ−ＲＥＣＥＩＶＥＤ}（ｔ）が同一であり、両者が特に同位相で変調されるということのみである。

任意選択的に、変調信号は第２のＨＦ信号１８では省かれてもよい。変調信号は、第１のＨＦ信号１４によって、既に評価された相互変調積３０及び４２に含まれている。

Claims

高周波数（ＨＦ）信号の信号伝送路内において、前記信号伝送路の高周波数伝送特性に関して欠陥がある位置を特定する方法であって、以下のステップを含む方法。
（ａ）一定の所定周波数ｆ_１を有する第１のＨＦ信号と、所定方式の変調により変調された信号と、を発生するステップで、前記所定方式の変調は振幅変調又はデジタル変調であり、前記変調された信号はノイズであること、
（ｂ）一定の所定周波数ｆ_２を有する第２のＨＦ信号を発生するステップ、
（ｃ）前記第１及び前記第２のＨＦ信号から、周波数ｆ_{ＩＭ−ＧＥＮＥＲＡＴＥＤ}を有する相互変調積信号の形で所定の相互変調積を発生するステップ、
（ｄ）所定の導入位置において、前記第１のＨＦ信号と前記第２のＨＦ信号とを前記信号伝送路へ導入するステップ、
（ｅ）相互変調積信号を前記所定の導入位置において受信するステップで、前記相互変調積信号は、欠陥位置で、前記第１のＨＦ信号及び前記第２のＨＦ信号から前記信号伝送路で発生され、前記所定の導入位置に反射して戻るとともに、ステップ（ｃ）で発生した相互変調積に対応し、周波数ｆ _{ＩＭ−ＲＥＣＥＩＶＥＤ} を有する、
（ｆ）周波数ｆ _{ＩＭ−ＧＥＮＥＲＡＴＥＤ} を有する、発生した所定の相互変調積信号と、周波数ｆ _{ＩＭ−ＲＥＣＥＩＶＥＤ} を有する、受信した相互変調積信号との間のタイムラグｔ_ｘを、相互相関により測定するステップ、
（ｇ）前記所定の導入位置と、ステップ（ｅ）で受信した前記信号が反射した前記信号伝送路内の前記位置との間の長さＬを、ステップ（ｆ）で測定したタイムラグｔ_ｘから算出するステップで、Ｌは整数又は小数で、ｔ _ｘは整数であること。
請求項１に記載の方法において、
前記ステップ（ｂ）において、前記第２のＨＦ信号は第２の所定方式の変調で変調された信号を伴って発生することを特徴とする方法。
請求項２に記載の方法において、
前記変調された信号及び前記第２の所定方式の変調は、前記ステップ（ａ）と同一であることを特徴とする方法。
請求項１に記載の方法において、
前記ステップ（ｇ）において、前記長さＬは、以下の数式によって算出され、

上記の数式において、ｃは前記信号伝送路における前記第１のＨＦ信号及び前記第２のＨＦ信号の伝送速度であり、ｃは整数であることを特徴とする方法。
請求項１に記載の方法において、
前記ステップ（ｆ）において、受信した相互変調信号の位相位置と、発生した相互変調信号の位相位置とは、発生した周波数ｆ _{ＩＭ−ＧＥＮＥＲＡＴＥＤ} の相互変調積信号と、受信した周波数ｆ _{ＩＭ−ＲＥＣＥＩＶＥＤ} の相互変調積信号とが一致するまで、また、位相シフトのために相互にシフトされ、それにより、タイムラグｔ_ｘは、一致を達成するために必要な位相シフトから測定されることを特徴とする方法。
請求項１に記載の方法において、
前記ステップ（ｃ）において、周波数ｆ _{ＩＭ３−ＧＥＮＥＲＡＴＥＤ}＝２×ｆ_１−ｆ_２又はｆ_{ＩＭ３−ＧＥＮＥＲＡＴＥＤ}＝２×ｆ_２−ｆ_１を有する３次相互変調積ＩＭ３が発生され、前記ステップ（ｅ）において、周波数ｆ _{ＩＭ３−ＲＥＣＥＩＶＥＤ} ＝２×ｆ _１ −ｆ _２又はｆ _{ＩＭ３−ＲＥＣＥＩＶＥＤ} ＝２×ｆ _２ −ｆ _１を有する、対応する３次相互変調積が受信されることを特徴とする方法。
請求項１に記載の方法において、
前記信号伝送路の前記ＨＦ伝送特性に欠陥がある位置は、ＨＦ特性インピーダンスにおいて、変化、突然の増加が存在する少なくとも１つの位置、所定値を超える接触抵抗が存在するときに電気的接触に欠陥がある少なくとも１つの位置、及び／又はＨＦ信号の非線形伝送機能が存在する少なくとも１つの位置を含むことを特徴とする方法。
請求項３に記載の方法において、
前記ステップ（ｇ）において、前記長さＬは、下記の数式によって算出され、

上記の数式において、ｃは前記信号伝送路における前記第１のＨＦ信号及び前記第２のＨＦ信号の伝送速度で、ｃは整数であることを特徴とする方法。
請求項８に記載の方法において、
前記ステップ（ｆ）において、受信した相互変調信号の位相位置と生成した相互変調信号の位相位置とは、受信した相互変調信号と生成した相互変調積信号とが一致し、位相シフトを形成するまで、相互にシフトされ、それにより、タイムラグｔ _ｘが、一致を達成するために必要な位相シフトから測定されることを特徴とする方法。
請求項９の方法において、
前記ステップ（ｃ）において、周波数ｆ _{ＩＭ３−ＧＥＮＥＲＡＴＥＤ} ＝２×ｆ _１ −ｆ _２又はｆ _{ＩＭ３−ＧＥＮＥＲＡＴＥＤ} ＝２×ｆ _２ −ｆ _１を有する３次相互変調積ＩＭ３が発生され、前記ステップ（ｅ）において、周波数ｆ _{ＩＭ３−ＲＥＣＥＩＶＥＤ} ＝２×ｆ _１ −ｆ _２又はｆ _{ＩＭ３−ＲＥＣＥＩＶＥＤ} ＝２×ｆ _２ −ｆ _１を有する、対応する３次相互変調積が受信されることを特徴とする方法。