JP2020197380A

JP2020197380A - 電力測定装置

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Publication number: JP2020197380A
Application number: JP2019101657A
Authority: JP
Inventors: 久筋誡; Hisashi Sujikai; 真介横澤; Shinsuke Yokozawa; 雅亀井; Masa Kamei
Original assignee: Nippon Hoso Kyokai NHK; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2019-05-30
Filing date: 2019-05-30
Publication date: 2020-12-10
Anticipated expiration: 2039-05-30
Also published as: JP7236937B2

Abstract

【課題】基準ＩＦ信号及び漏洩ＩＦ信号の伝搬路長の差が大きい場合であっても、簡易に漏洩電力を測定する。【解決手段】電力測定装置１のアンテナ受信電力算出部１２３は、同軸ケーブル２を挿入する前の接続状態において、漏洩信号の電力Ｐ１を算出し、これをメモリ１０に格納する。次に、アンテナ受信電力算出部１２３は、当該電力測定装置１と同軸ケーブル１０３との間に同軸ケーブル２を挿入した状態において、漏洩信号の電力Ｐ２を測定してメモリ１０に格納する。漏洩電力算出部１１は、メモリ１０から電力Ｐ１，Ｐ２を読み出し、電力Ｐ１，Ｐ２、予め設定された同軸ケーブル２の長さｄｔ及びシンボル長ｓに基づき、漏洩電力Ｐｍを算出する。【選択図】図１

Description

本発明は、衛星放送用の受信設備等から漏洩する電力を測定する電力測定装置に関する。

４Ｋ／８Ｋ衛星放送の開始に伴い、従来の右旋円偏波の帯域に加え、新たに左旋円偏波の帯域が追加された。衛星放送には１２ＧＨｚ帯の電波が割り当てられており、パラボラアンテナで受信された電波は、ＩＦ（Intermediate Frequency：中間周波数）信号に変換される。従来の右旋円偏波の帯域は１．０〜２．１ＧＨｚのＩＦ信号に周波数変換され、新たに追加された左旋円偏波の帯域は２．２〜３．３ＧＨｚのＩＦ信号に周波数変換され、受信機へと入力される。

この新たに追加された左旋円偏波における２．２〜３．３ＧＨｚのＩＦ信号の帯域は、以前より移動体通信事業者等に割り当てられている。このため、受信設備等の不備によりＩＦ信号が漏洩することで、移動体通信事業者等のサービスに妨害を与えることが懸念される。このことから、ＩＦ信号の漏洩について基準が設けられている（例えば、非特許文献１を参照）。

受信設備等から漏洩したＩＦ信号は微弱であり、衛星放送の変調波は広帯域である。このため、従来の測定器では、受信設備等がＩＦ信号の漏洩基準を満たしているか否かを簡易に判断することができない。

そこで、衛星放送の受信設備から得た基準となるＩＦ信号と、漏洩したＩＦ信号をアンテナで受信した信号とを混合し、広帯域の信号を狭帯域の信号に変換する手法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

図３は、特許文献１に記載の従来の電力測定装置を用いて、漏洩電波の電力を測定する様子を表したイメージ図である。

受信設備１００は、衛星放送の受信信号を得るための設備であり、具体的には衛星放送を受信するために使用されるブースター、分配器等の機器である。同軸ケーブル１０４，１０５は、受信設備１００の前後に設けられ、衛星放送の信号を入力する入力系統にて使用される。

受信設備１００は、受信した衛星放送のＢＳ／ＣＳ波が変換されたＢＳ／ＣＳ−ＩＦ信号を、入力系統の同軸ケーブル（入力系統用同軸ケーブル）１０４を介して入力する。

受信設備１００は、ＢＳ／ＣＳ−ＩＦ信号に対して増幅及び分配（分岐）等の処理を行い、受信設備信号として、入力系統の同軸ケーブル（入力系統用同軸ケーブル）１０５を介して後段の装置へ出力する。また、受信設備１００は、分配した受信設備信号を、後述する同軸ケーブル１０３を介して電力測定装置１０１へ出力する。

ここで、受信設備１００の内部のシールドが不十分である場合、または受信設備１００の上流側及び下流側に設けられた同軸ケーブル１０４，１０５がコネクタではなく手ひねりで接続されている場合には、漏洩電波が発生する可能性がある。つまり、衛星放送のＢＳ／ＣＳ−ＩＦ信号が漏洩電波となり、同じ周波数に割り当てられている移動体通信事業者等のサービスの妨害となる可能性がある。

この漏洩電波が基準を満たしているか否かを確認するために用いる測定器が、電力測定装置１０１である。ユーザは、電力測定装置１０１を用いて漏洩電力を測定する際に、同軸ケーブル１０３を受信設備１００と電力測定装置１０１との間に挿入して接続する。

これにより、受信設備１００からの受信設備信号が、同軸ケーブル１０３を介して電力測定装置１０１へ入力され、受信設備１００から放射された漏洩電波が、電力測定装置１０１に備えたアンテナ１０２にて受信される。

つまり、電力測定装置１０１は、受信設備１００から同軸ケーブル１０３を介して、受信設備信号である基準ＩＦ信号を入力すると共に、受信設備１００から放射された漏洩電波を、アンテナ１０２を介して受信し、漏洩ＩＦ信号として入力する。

図４は、図３に示した従来の電力測定装置１０１の構成例を示すブロック図である。この電力測定装置１０１は、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）１１０，１１７、ＡＭＰ（増幅器）１１１，１１８、発振器１１２、混合器１１３，１２０、ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）１１４、電力測定部１１５、受信アンテナ部１１６、可変移相器１１９、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）１２１、電力比測定部１２２及びアンテナ受信電力算出部１２３を備えている。尚、図４にはアンテナ１０２が記載されていないが、受信アンテナ部１１６は、図示しないアンテナ１０２を介して漏洩電波を受信する。

混合器１１３は、ＢＰＦ１１０及びＡＭＰ１１１を通過した受信設備信号と、発振器１１２の出力信号を乗算することで、受信設備信号の周波数を変換する。

受信設備信号、発振器１１２の出力信号、及び混合器１１３の出力信号は、それぞれ次式となる。
［数１］
（受信設備信号）＝ＡＧ₁cos（ωt＋φ）・・・（１）
［数２］
（発振器１１２の出力信号）＝ＡＲ’cos（ω’t）・・・（２）
［数３］
（混合器１１３の出力信号）
＝ＡＧ₁cos（ωt＋φ）×ＡＲ’cos（ω’t）
＝（ＡＧ₁Ｒ’／２）｛cos(ωt+φ+ω’t)+cos(ωt+φ-ω’t)｝
・・・（３）

ここで、Ａ及びφは、それぞれ衛星放送の変調波の振幅成分及び位相成分である。Ｇ₁はＡＭＰ１１１の利得、ωは受信設備信号の搬送波の角周波数、ｔは時刻をそれぞれ示す。また、Ｒ’は、受信設備信号及び発振器１１２の出力信号の振幅比、ω’は、発振器１１２の出力信号の角周波数をそれぞれ示す。

混合器１１３の出力信号をＨＰＦ１１４に通過させることで、低域成分が除去される。
［数４］
（ＨＰＦ１１４の出力信号）＝（Ａ²Ｇ₁Ｒ’／２）cos(ωt+φ+ω’t)
・・・（４）

また、可変移相器１１９の出力信号である漏洩信号は、次式で表される。
［数５］
（漏洩信号）＝（ＡＧ₂Ｒ）cos(ωt+φ) ・・・（５）

ここで、Ｇ₂はＡＭＰ１１８の利得、Ｒは受信設備信号と漏洩信号の振幅比である。尚、可変移相器１１９は、受信設備信号と漏洩信号との間の時間差を補償するために使用されるが、ここでは調整済みとして扱う。

混合器１２０の出力信号は、次式で表される。
［数６］
（混合器１２０の出力信号）
＝（Ａ²Ｇ₁Ｒ’／２）cos(ωt+φ+ω’t)×（ＡＧ₂Ｒ）cos(ωt+φ)
＝（Ａ³Ｇ₁Ｇ₂ＲＲ’／４）｛cos(2ωt+ω’t+2φ)+cos(ω’t)｝
・・・（６）

混合器１２０の出力信号をＬＰＦ１２１に通過させることで、高域成分が除去される。
［数７］
（ＬＰＦ１２１の出力信号)＝（Ａ³Ｇ₁Ｇ₂ＲＲ’／４）cos(ω’t)
・・・（７）

このようにして生成されたＬＰＦ１２１の出力信号は、電力比測定部１２２に入力される。電力比測定部１２２は、可変移相器１１９に出力する位相情報に含まれる位相を変化させながら、ＬＰＦ１２１の出力信号（狭帯域信号）である低周波成分の混合信号（狭帯域信号）を入力してその電力を測定し、電力の最大値を特定する。そして、電力比測定部１２２は、低周波成分の混合信号における電力の最大値及び予め設定されたパラメータに基づいて、電力比Ｒを測定する。

電力測定部１１５は、ＨＰＦ１１４の出力信号を入力し、ＨＰＦ１１４の出力信号に基づいて、設備側信号の電力を測定する。

アンテナ受信電力算出部１２３は、電力比測定部１２２により測定された電力比Ｒ及び電力測定部１１５により測定された設備側信号の電力に基づいて、漏洩信号の電力を算出し、これを受信アンテナ部１１６にて受信した漏洩電波のアンテナ受信電力として出力する。

特開２０１９−３９８４３号公報

"中間周波数の漏洩 −新４Ｋ８Ｋ衛星放送開始に向けたＢＳ・１１０度ＣＳの左旋偏波の中間周波数の漏洩について−"、［online］、総務省、［平成３１年４月２７日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.soumu.go.jp/menu_seisaku/ictseisaku/housou_suishin/4k8k_suishin/radio-frequency-interference.html＞

図４に示した従来の電力測定装置１０１において、漏洩電波から得られる漏洩ＩＦ信号は、受信設備１００からの漏洩電波をアンテナ１０２にて受信することで入力される。また、受信設備信号である基準ＩＦ信号は、受信設備１００から同軸ケーブル１０３を介して入力される。

一般に、同軸ケーブル１０３を伝搬する信号は、自由空間を飛んでくる無線信号に比べて伝搬速度が遅いため、電力測定装置１０１に入力される信号に遅延差が生じる。

電力測定装置１０１では、受信設備信号である基準ＩＦ信号と漏洩電波とが入力される時間差は、変調波のシンボルレートより十分に小さいことを前提としている。すなわち、混合器１２０において基準ＩＦ信号と漏洩ＩＦ信号とを混合する際に、それぞれの信号がほぼ等距離を伝搬して入力される（１シンボル継続時間よりも伝搬時間差が十分に小さい）ことを想定している。

一方、前述の時間差が変調波のシンボルレートより十分に小さくない場合は、異なる距離を伝搬して電力測定装置１０１に入力されたことを意味し、両信号は同一シンボルとなる時間にずれを生じる。

図５（１）は、漏洩ＩＦ信号及び基準ＩＦ信号（受信設備１００からの信号）に遅延差がない場合を説明する図であり、図５（２）は、遅延差がある場合を説明する図である。

図５（１）に示すように、漏洩ＩＦ信号及び基準ＩＦ信号に遅延差がないのは、両信号がほぼ等距離を伝搬して電力測定装置１０１に入力されたからである。シンボル長（１シンボルの時間長）が一定である場合、両信号において、シンボルｓ１のタイミングは同じであり、シンボルｓ２，ｓ３も同様である。

一方、図５（２）に示すように、漏洩ＩＦ信号及び基準ＩＦ信号に遅延差があるのは、両信号が異なる距離を伝搬して電力測定装置１０１に入力されたからである。図５（２）では、基準ＩＦ信号が漏洩ＩＦ信号よりも遅れている。両信号において、シンボルｓ１のタイミングは異なり、シンボルｓ２，ｓ３も同様である。これは、基準ＩＦ信号の伝搬路長が漏洩ＩＦ信号の伝搬路長よりも長く、伝搬路差があるからである。

このため、基準ＩＦ信号及び漏洩ＩＦ信号の伝搬路差が大きい場合には、電力の最大値を特定する必要がある。図４に示した電力測定装置１０１において、電力比測定部１２２は、位相情報を可変移相器１１９に出力することで漏洩ＩＦ信号の位相を変更し、両信号の位相差を変えることで、位相情報に対する電力値を測定及び保持し、電力の最大値を特定する。そして、アンテナ受信電力算出部１２３は、電力比測定部１２２により電力の最大値から測定された電力比Ｒを用いて、漏洩電力を算出する。

また、漏洩箇所までの距離を測定する場合は、特許文献１の図５及び図８のように、漏洩箇所を特定した上で、レーザー光を用いて距離を求めることとなっている。

このように、従来の電力測定装置１０１では、漏洩電力を測定する際に、位相差を変更することで電力の最大値を特定したり、レーザー光を用いて距離を求めたりする必要があり、手間がかかり簡易でないという問題があった。このため、従来の電力測定装置１０１の構成及び処理を簡易化し、その性能を向上させることが所望されていた。

そこで、本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、基準ＩＦ信号及び漏洩ＩＦ信号の伝搬路長の差が大きい場合であっても、簡易に漏洩電力を測定可能な電力測定装置を提供することにある。

前記課題を解決するために、請求項１の電力測定装置は、衛星放送の受信用の設備から出力された前記衛星放送の電波のＩＦ信号を、同軸ケーブルを介して受信設備信号として入力すると共に、前記設備から放射された漏洩電波を受信し、当該漏洩電波の電力を漏洩電力として測定する電力測定装置において、前記受信設備信号における所定周波数の信号の電力を測定する電力測定部と、前記受信設備信号における所定周波数の信号と、前記漏洩電波の信号における所定周波数の信号とを混合し、混合信号を出力する混合器と、前記混合器により出力された前記混合信号に対し、所定の高周波成分を除去するためのフィルタ処理を行い、低周波成分の混合信号を出力するＬＰＦ（ローパスフィルタ）と、前記設備から出力された前記受信設備信号が前記同軸ケーブルを介して入力される状態において、前記ＬＰＦにより出力された前記低周波成分の混合信号、及び前記電力測定部により測定された前記電力に基づいて、前記漏洩電波の電力を算出し、当該電力を第１電力としてメモリに格納し、ユーザにより新たな同軸ケーブルが追加同軸ケーブルとして挿入され、前記設備から出力された前記受信設備信号が前記同軸ケーブル及び前記追加同軸ケーブルを介して入力される状態において、前記ＬＰＦにより出力された前記低周波成分の混合信号、及び前記電力測定部により測定された前記電力に基づいて、前記漏洩電波の電力を算出し、当該電力を第２電力として前記メモリに格納する電力算出部と、前記メモリから前記第１電力及び前記第２電力を読み出し、前記第１電力、前記第２電力、並びに前記追加同軸ケーブルの予め設定された長さ及びシンボル長に基づき、前記漏洩電力を算出する漏洩電力算出部と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項２の電力測定装置は、請求項１に記載の電力測定装置において、さらに、前記メモリから前記第１電力及び前記第２電力を読み出し、前記第１電力、前記第２電力、前記漏洩電力算出部により算出された前記漏洩電力、及び前記追加同軸ケーブルの予め設定された前記長さに基づき、当該電力測定装置から前記漏洩電波の漏洩箇所までの距離を算出する距離算出部、を備えたことを特徴とする。

また、請求項３の電力測定装置は、請求項１に記載の電力測定装置において、前記漏洩電力算出部が、前記メモリから前記第１電力及び前記第２電力を読み出し、前記第１電力、前記第２電力、並びに前記追加同軸ケーブルの予め設定された前記長さ、前記シンボル長及び伝搬損失に基づき、前記漏洩電力を算出する、ことを特徴とする。

また、請求項４の電力測定装置は、請求項２に記載の電力測定装置において、前記距離算出部が、前記メモリから前記第１電力及び前記第２電力を読み出し、前記第１電力、前記第２電力、前記漏洩電力算出部により算出された前記漏洩電力、及び前記追加同軸ケーブルの予め設定された前記長さ及び伝搬損失に基づき、前記距離を算出する、ことを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、基準ＩＦ信号及び漏洩ＩＦ信号の伝搬路長の差が大きい場合であっても、簡易に漏洩電力を測定することができる。

本発明の実施形態による電力測定装置の構成例を示すブロック図である。電力測定装置が漏洩電力Ｐｍを測定する際の全体の手順を説明する図である。従来の電力測定装置を用いて、漏洩電波の電力を測定する様子を表したイメージ図である。従来の電力測定装置の構成例を示すブロック図である。（１）は、漏洩ＩＦ信号及び基準ＩＦ信号（受信設備からの信号）に遅延差がない場合を説明する図である。（２）は、遅延差がある場合を説明する図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。本発明は、基準ＩＦ信号の系統に所定長の同軸ケーブルを挿入することで、漏洩電力を測定するものである。具体的には、本発明は、同軸ケーブルの挿入前後の電力差に基づいて、所定式により漏洩ＩＦ信号の電力の最大値を求めることで、漏洩電力を測定することを特徴とする。また、本発明は、漏洩電力の測定と同時に、所定式により当該電力測定装置から漏洩箇所までの間の距離を算出することを特徴とする。

これにより、同軸ケーブルを用いることで、漏洩ＩＦ信号の電力の最大値を算出することができるから、漏洩ＩＦ信号の位相を変化させる等の処理が必要ない。つまり、基準ＩＦ信号及び漏洩ＩＦ信号の伝搬路長の差が大きい場合であっても、簡易に漏洩電力を測定することができる。

〔電力測定装置〕
以下、本発明の実施形態による電力測定装置について説明する。図１は、本発明の実施形態による電力測定装置の構成例を示すブロック図である。

この電力測定装置１は、図３に示した構成において、従来の電力測定装置１０１の代わりに用いる装置である。電力測定装置１は、ＢＰＦ１１０，１１７、ＡＭＰ１１１，１１８、発振器１１２、混合器１１３，１２０、ＨＰＦ１１４、電力測定部１１５、受信アンテナ部１１６、ＬＰＦ１２１、アンテナ受信電力算出部１２３、メモリ１０、漏洩電力算出部１１及び距離算出部１２を備えている。

図４に示した従来の電力測定装置１０１とこの電力測定装置１とを比較すると、両電力測定装置１，１０１は、ＢＰＦ１１０，１１７、ＡＭＰ１１１，１１８、発振器１１２、混合器１１３，１２０、ＨＰＦ１１４、電力測定部１１５、受信アンテナ部１１６、ＬＰＦ１２１及びアンテナ受信電力算出部１２３を備えている点で共通する。

一方、電力測定装置１は、電力測定装置１０１に備えた可変移相器１１９及び電力比測定部１２２を備えておらず、メモリ１０、漏洩電力算出部１１及び距離算出部１２を備えている点で、電力測定装置１０１と相違する。

電力測定装置１は、受信設備信号である基準ＩＦ信号を入力すると共に、受信設備１００から放射された漏洩電波をアンテナ１０２にて受信する。

ＢＰＦ１１０は、受信設備１００から受信設備信号を入力し、受信設備信号に対し、所定の測定周波数を選択するためのフィルタ処理を行い、フィルタ処理後の周波数帯域の信号をＡＭＰ１１１に出力する。これにより、受信設備信号から、測定周波数の信号が選択される。

ＡＭＰ１１１は、ＢＰＦ１１０からフィルタ処理後の周波数帯域の信号を入力し、フィルタ処理後の周波数帯域の信号を増幅し、増幅後の信号を設備側信号として混合器１１３に出力する。

発振器１１２は、ＡＭＰ１１１により出力された設備側信号の周波数をシフトするために、所定の発振器信号を混合器１１３に出力する。混合器１１３は、ＡＭＰ１１１から設備側信号を入力すると共に、発振器１１２から発振器信号を入力し、設備側信号及び発振器信号を混合し、混合後の設備側信号（周波数がシフトした設備側信号）をＨＰＦ１１４に出力する。

ＨＰＦ１１４は、混合器１１３から混合後の設備側信号を入力し、混合後の設備側信号に対し、所定の低周波成分を除去するためのフィルタ処理を行い、高周波成分の設備側信号を電力測定部１１５及び混合器１２０に出力する。

電力測定部１１５は、ＨＰＦ１１４から高周波成分の設備側信号を入力し、設備側信号の電力を測定する。そして、電力測定部１１５は、設備側信号の電力をアンテナ受信電力算出部１２３に出力する。

受信アンテナ部１１６は、受信設備１００から放射された漏洩電波を、図示しないアンテナ１０２を介して受信する。ＢＰＦ１１７は、受信アンテナ部１１６から漏洩電波の信号を漏洩ＩＦ信号として入力し、漏洩ＩＦ信号に対し、所定の測定周波数を選択するためのフィルタ処理を行い、フィルタ処理後の周波数帯域における漏洩ＩＦ信号をＡＭＰ１１８に出力する。これにより、漏洩ＩＦ信号から、測定周波数の信号が選択される。

ＡＭＰ１１８は、ＢＰＦ１１７からフィルタ処理後の周波数帯域における漏洩ＩＦ信号を入力し、フィルタ処理後の周波数帯域における漏洩ＩＦ信号を増幅し、増幅後の漏洩ＩＦ信号を漏洩信号として混合器１２０に出力する。

混合器１２０は、ＨＰＦ１１４から高周波成分の設備側信号を入力すると共に、ＡＭＰ１１８から漏洩信号を入力し、これらの信号を混合し、混合信号をＬＰＦ１２１に出力する。

ＬＰＦ１２１は、混合器１２０から混合信号を入力し、混合信号に対し、所定の高周波成分を除去するためのフィルタ処理を行う。そして、ＬＰＦ１２１は、（所定の周波数にて振幅の大きい直流成分を有する）低周波成分の混合信号（狭帯域信号）をアンテナ受信電力算出部１２３に出力する。

アンテナ受信電力算出部１２３は、電力測定部１１５から設備側信号の電力を入力すると共に、ＬＰＦ１２１から低周波成分の混合信号を入力する。そして、アンテナ受信電力算出部１２３は、低周波成分の混合信号及び予め設定されたパラメータに基づいて、ＡＭＰ１１１による増幅処理の前の設備側信号とＡＭＰ１１８による増幅処理の前の漏洩信号との間の電力比Ｒを算出する。

アンテナ受信電力算出部１２３は、電力比Ｒ及び設備側信号の電力に基づいて、漏洩信号の電力を算出し、漏洩信号の電力をメモリ１０に格納する。

ここで、電力測定装置１は、漏洩電力Ｐｍを測定するために、漏洩信号の電力について、２つの電力Ｐ１，Ｐ２を算出し、メモリ１０に格納する。具体的には、電力測定装置１は、後述する図２のＪ１の接続状態において、漏洩信号の電力Ｐ１を測定してメモリ１０に格納する。そして、電力測定装置１は、後述する図２のＪ２に示すように、当該電力測定装置１と同軸ケーブル１０３との間に同軸ケーブル（追加同軸ケーブル）２を挿入した状態において、漏洩信号の電力Ｐ２を測定してメモリ１０に格納する。

これにより、メモリ１０には、同軸ケーブル２が挿入されていない状態で測定された漏洩信号の電力Ｐ１、及び、同軸ケーブル２が挿入された状態で測定された漏洩信号の電力Ｐ２が格納される。

漏洩電力算出部１１は、メモリ１０から電力Ｐ１，Ｐ２を読み出す。そして、漏洩電力算出部１１は、電力Ｐ１，Ｐ２、予め設定された同軸ケーブル２の長さｄｔ及びシンボル長ｓに基づき、後述する式（１１）にて漏洩電力Ｐｍを算出する。そして、漏洩電力算出部１１は、漏洩電波の漏洩電力Ｐｍを距離算出部１２及び外部に出力する。同軸ケーブル２の長さｄｔ及びシンボル長ｓ、並びに式（１１）及び漏洩電力Ｐｍの詳細については後述する。

距離算出部１２は、メモリ１０から電力Ｐ１，Ｐ２を読み出すと共に、漏洩電力算出部１１から漏洩電力Ｐｍを入力する。そして、距離算出部１２は、電力Ｐ１，Ｐ２、漏洩電力Ｐｍ、及び予め設定された同軸ケーブル２の長さｄｔに基づき、後述する式（１４）にて当該電力測定装置１から漏洩箇所までの距離Ｌを算出し、外部へ出力する。式（１４）及び距離Ｌの詳細については後述する。

図２は、図１に示した電力測定装置１が漏洩電力Ｐｍを測定する際の全体の手順を説明する図である。電力測定装置１を操作するユーザは、予め２本の同軸ケーブル２，１０３を用意しているものとする。同軸ケーブル２，１０３は、同じ特性（例えば同じ波長短縮率ｋ）を有するケーブルであることが望ましい。

まず、ユーザは、予め用紙しておいた同軸ケーブル１０３を、受信設備１００と電力測定装置１との間に挿入して接続する（Ｊ１）。これにより、受信設備１００からの受信設備信号は、当該受信設備１００から同軸ケーブル１０３を介して電力測定装置１に入力される。

電力測定装置１は、Ｊ１の状態において、電力Ｐ１を測定する（ステップＳ２０１）。具体的には、電力測定装置１のアンテナ受信電力算出部１２３は、Ｊ１の状態において、漏洩信号の電力Ｐ１を算出し、電力Ｐ１をメモリ１０に格納する。

次に、ユーザは、電力測定装置１（のコネクタ）に接続されている同軸ケーブル１０３（のコネクタ）を外し、予め用意しておいた同軸ケーブル２を、同軸ケーブル１０３と電力測定装置１との間に挿入して接続する（Ｊ２）。これにより、受信設備１００と電力測定装置１との間に、同軸ケーブル１０３及び同軸ケーブル２が挿入され接続された状態となる。受信設備１００からの受信設備信号は、当該受信設備１００から同軸ケーブル１０３及び同軸ケーブル２を介して電力測定装置１に入力される。

尚、図２のＪ２では、受信設備１００のコネクタに同軸ケーブル１０３の一方のコネクタが接続され、同軸ケーブル１０３の他方のコネクタに同軸ケーブル２の一方のコネクタが接続され、同軸ケーブル２の他方のコネクタに電力測定装置１のコネクタが接続された構成となっている。これに対し、受信設備１００のコネクタに同軸ケーブル２の一方のコネクタが接続され、同軸ケーブル２の他方のコネクタに同軸ケーブル１０３の一方のコネクタが接続され、同軸ケーブル１０３の他方のコネクタに電力測定装置１のコネクタが接続される構成としてもよい。

電力測定装置１は、Ｊ２の状態において、電力Ｐ２を測定する（ステップＳ２０２）。具体的には、電力測定装置１のアンテナ受信電力算出部１２３は、Ｊ２の状態において、漏洩信号の電力Ｐ２を算出し、電力Ｐ２をメモリ１０に格納する。

これにより、メモリ１０には、同軸ケーブル２が挿入されていないＪ１の状態で測定された漏洩信号の電力Ｐ１、及び、同軸ケーブル２が挿入されたＪ２の状態で測定された漏洩信号の電力Ｐ２が格納されることとなる。

そして、電力測定装置１は、漏洩電力Ｐｍ及び距離Ｌを算出して出力する（ステップＳ２０３）。具体的には、電力測定装置１の漏洩電力算出部１１は、メモリ１０から電力Ｐ１，Ｐ２を読み出し、電力Ｐ１，Ｐ２、予め設定された同軸ケーブル２の長さｄｔ及びシンボル長ｓに基づき、後述する式（１１）にて漏洩電力Ｐｍを算出する。

これにより、同軸ケーブル２を用いることで、漏洩電力Ｐｍを、簡易な構成及び処理にて算出することができる。

また、電力測定装置１の距離算出部１２は、メモリ１０から電力Ｐ１，Ｐ２を読み出し、電力Ｐ１，Ｐ２、漏洩電力算出部１１により算出された漏洩電力Ｐｍ、及び予め設定された同軸ケーブル２の長さｄｔに基づき、後述する式（１４）にて距離Ｌを算出する。

これにより、同軸ケーブル２を用いることで、漏洩電力Ｐｍを算出するのと同時に距離Ｌを、簡易な構成及び処理にて算出することができる。そして、ユーザは、距離Ｌ及びアンテナ１０２の指向性から、漏洩箇所を特定することができる。

〔漏洩電力Ｐｍ〕
次に、漏洩電力算出部１１による処理、すなわち電力Ｐ１，Ｐ２、予め設定された同軸ケーブル２の長さｄｔ及びシンボル長ｓに基づいて、漏洩電力Ｐｍを算出する処理について説明する。

前述のとおり、電力測定装置１において、受信設備信号である基準ＩＦ信号は、受信設備１００から同軸ケーブル１０３を介して入力されるのに対し、漏洩ＩＦ信号は、受信設備１００からの漏洩電波をアンテナ１０２にて受信することで入力される。

図５（２）に示したとおり、基準ＩＦ信号及び漏洩ＩＦ信号に遅延差がある場合、両信号は同一シンボルとなる時間にずれを生じる。このため、基準ＩＦ信号及び漏洩ＩＦ信号の混合信号の電力は、時間差が大きくなればなるほど小さくなる。つまり、混合信号の電力は、遅延差（時間差）に反比例して小さくなる。

基準ＩＦ信号の伝搬時間と漏洩ＩＦ信号の伝搬時間との間の差は、伝搬路長の差に比例するため、伝搬路長の差が大きくなるほど伝搬時間の差も大きくなる。つまり、混合信号の電力は、伝搬路差に反比例して小さくなる。

つまり、遅延差は、挿入する同軸ケーブル２の長さｄｔに比例するため、この長さｄｔと混合信号の電力とは、反比例の関係にある。

例えば、衛星伝送方式を規定するＩＳＤＢ−Ｓ３の規格では、シンボルレートが33.7561［Mbaud］である。このため、同軸ケーブル２におけるシンボル長ｓ（１シンボル時間あたりに信号が進む距離）は、光速ｃ×波長短縮率ｋ÷シンボルレートＲｓ＝約6.84［ｍ］となる（ｋ＝0.77の場合）。

基準ＩＦ信号と漏洩ＩＦ信号のシンボルが完全に一致した場合、電力測定装置１により測定される漏洩信号の電力は最大値となる。この電力が電力測定装置１にて求めたい（測定対象）の漏洩電力Ｐｍ［Ｗ］であり、真値である。

基準ＩＦ信号と漏洩ＩＦ信号の距離差、すなわち受信設備１００からの受信設備信号の伝搬距離と漏洩電波の伝搬距離との間の距離差をｄ１［ｍ］とすると、図２に示したＪ１の状態における漏洩信号の電力Ｐ１は、以下の式で表される。
［数８］
Ｐ１＝Ｐｍ×（１−ｄ１／ｓ）・・・（８）
基準ＩＦ信号と漏洩ＩＦ信号の距離差ｄ１が大きいほど電力Ｐ１は小さくなり、距離差ｄ１が小さいほど電力Ｐ１は大きくなり、漏洩電力Ｐｍに近くなる。

ここで、ユーザは、同軸ケーブル２を同軸ケーブル１０３に延長して接続する。具体的には、ユーザは、長さｄｔ［ｍ］の同軸ケーブル２を、図２に示したＪ２の状態のように、同軸ケーブル１０３と電力測定装置１との間に挿入して接続する。

図２に示したＪ２の状態における漏洩信号の電力Ｐ２は、以下の式で表される。
［数９］
Ｐ２＝Ｐｍ×（１−（ｄ１−ｄｔ）／ｓ）・・・（９）

尚、ユーザは、図３に示した同軸ケーブル１０４，１０５と同じ特性を有する同軸ケーブル２を用いることが望ましい。例えばユーザは、同軸ケーブル１０４，１０５と同じ特性（例えば同じ波長短縮率ｋ）を有する長さｄｔ［ｍ］の同軸ケーブル２を、図２に示したＪ２の状態のように、同軸ケーブル１０３と電力測定装置１との間に挿入して接続する。これにより、精度の高い漏洩信号の電力Ｐ２を算出し、結果として精度の高い漏洩電力Ｐｍを算出することができる。

電力Ｐ１，Ｐ２の差は、以下の式で表される。
［数１０］
Ｐ１−Ｐ２＝Ｐｍ×（１−ｄ１／ｓ）−Ｐｍ×（１−（ｄ１−ｄｔ）／ｓ）
＝（Ｐｍ×ｄｔ）／ｓ・・・（１０）

したがって、以下の式が導出され、漏洩電力Ｐｍが求められる。
［数１１］
Ｐｍ＝ｓ×（Ｐ１−Ｐ２）／ｄｔ・・・（１１）

つまり、漏洩電力算出部１１は、電力Ｐ１から電力Ｐ２を減算し、シンボル長ｓにその減算結果を乗算し、その乗算結果を長さｄｔで除算し、漏洩電力Ｐｍを求める。

このように、漏洩電力算出部１１において、メモリ１０から読み出された電力Ｐ１，Ｐ２（電力Ｐ１から電力Ｐ２を減算して得られた結果）、予め設定された同軸ケーブル２の長さｄｔ及びシンボル長ｓに基づいて、漏洩電力Ｐｍを算出することができる。

尚、同軸ケーブル２における測定周波数の伝搬損失ｘ［ｄＢ／ｍ］が無視できない場合、以下の式にて漏洩電力Ｐｍが算出される。
［数１２］
Ｐｍ＝ｓ×（Ｐ１−Ｐ２’−１０^-x・dt/10）／ｄｔ・・・（１２）
電力Ｐ２’は、同軸ケーブル２の伝搬損失ｘを含めて算出された電力である。伝搬損失ｘは、同軸ケーブル２における測定周波数に応じて予め設定される。

つまり、漏洩電力算出部１１は、電力Ｐ１から電力Ｐ２’及び電力１０^-x・dt/10を減算し、シンボル長ｓにその減算結果を乗算し、その乗算結果を長さｄｔで除算し、漏洩電力Ｐｍを求める。

例えば、４Ｋ８Ｋ衛星放送のパラメータを使用して、波長短縮率ｋ＝0.77の同軸ケーブル２を用いた場合、シンボル長ｓ＝6.84［ｍ］となる。伝搬損失ｘを0.5［ｄＢ／ｍ］、長さｄｔ＝１［ｍ］の同軸ケーブル２を用いた場合を想定すると、漏洩電力Ｐｍは、以下の式で表される。
［数１３］
Ｐｍ＝6.84×（Ｐ１−Ｐ２’−0.89）・・・（１３）

このように、同軸ケーブル２における測定周波数の伝搬損失ｘが無視できない場合、漏洩電力算出部１１において、メモリ１０から読み出された電力Ｐ１，Ｐ２’、予め設定された同軸ケーブル２の長さｄｔ、シンボル長ｓ及び伝搬損失ｘに基づいて、漏洩電力Ｐｍを算出することができる。

〔距離Ｌ〕
次に、距離算出部１２による処理、すなわち電力Ｐ１，Ｐ２、漏洩電力Ｐｍ、及び予め設定された同軸ケーブル２の長さｄｔに基づいて、当該電力測定装置１から漏洩箇所までの距離Ｌを算出する処理について説明する。

この距離Ｌは、当該電力測定装置１から漏洩箇所までの間に設けられた同軸ケーブル１０３等の長さに相当する。具体的には、漏洩箇所が受信設備１００の場合、距離Ｌは、当該電力測定装置１から漏洩箇所までの間に設けられた同軸ケーブル１０３の長さに相当する。また、漏洩箇所が受信設備１００以外の設備の場合、距離Ｌは、同軸ケーブル１０３の長さに、受信設備１００から漏洩箇所までの間に同軸ケーブルを設置したと仮定した場合の当該同軸ケーブルの長さを加算した長さに相当する。

漏洩電力Ｐｍは、基準ＩＦ信号及び漏洩ＩＦ信号のシンボル長の重なる割合に比例し、シンボル長の重なる割合は、同軸ケーブル１０３の長さに反比例する。

このため、漏洩電力算出部１１により算出された漏洩電力Ｐｍ［Ｗ］、同軸ケーブル２の長さｄｔ［ｍ］、同軸ケーブル２の挿入前の電力Ｐ１［Ｗ］及び挿入後の電力Ｐ２［Ｗ］から、距離Ｌ［ｍ］は、以下の式で表される。距離Ｌには、挿入された同軸ケーブル２の長さｄｔを含まない。
［数１４］
Ｌ＝（Ｐｍ−Ｐ１）×ｄｔ／（Ｐ１−Ｐ２）・・・（１４）

つまり、距離算出部１２は、漏洩電力Ｐｍから電力Ｐ１を減算して第１減算結果を求め、第１減算結果に長さｄｔを乗算し、電力Ｐ１から電力Ｐ２を減算して第２減算結果を求め、乗算結果を第２減算結果で除算し、距離Ｌを求める。

このように、距離算出部１２において、メモリ１０から読み出された電力Ｐ１，Ｐ２、漏洩電力Ｐｍ、及び予め設定された同軸ケーブル２の長さｄｔに基づいて、当該電力測定装置１から漏洩箇所までの距離Ｌを算出することができる。

したがって、例えばレーザー光を用いた外部の測定装置を使用することなく、所定長の同軸ケーブル２を用いることにより、当該電力測定装置１から漏洩箇所までの距離Ｌを算出することができる。

尚、同軸ケーブル２における測定周波数の伝搬損失ｘ［ｄＢ／ｍ］が無視できない場合、以下の式にて距離Ｌが算出される。
［数１５］
Ｌ＝（Ｐｍ−Ｐ１）×ｄｔ／（Ｐ１−Ｐ２’−１０^-x・dt/10）・・・（１５）
となる。

つまり、距離算出部１２は、漏洩電力Ｐｍから電力Ｐ１を減算して第１減算結果を求め、第１減算結果に長さｄｔを乗算する。そして、距離算出部１２は、電力Ｐ１から電力Ｐ２’及び電力１０^-x・dt/10を減算して第２減算結果を求め、乗算結果を第２減算結果で除算し、距離Ｌを求める。

このように、同軸ケーブル２における測定周波数の伝搬損失ｘが無視できない場合、距離算出部１２において、メモリ１０から読み出された電力Ｐ１，Ｐ２’、漏洩電力Ｐｍ、予め設定された同軸ケーブル２の長さｄｔ及び伝搬損失ｘに基づいて、距離Ｌを算出することができる。

以上のように、本発明の実施形態の電力測定装置１によれば、混合器１１３は、ＢＰＦ１１０及びＡＭＰ１１１を通過した受信設備信号と、発振器１１２の出力信号を乗算することで、基準ＩＦ信号の周波数を変換し、混合後の設備側信号を出力する。

混合器１２０は、ＨＰＦ１１４から高周波成分の設備側信号を入力すると共に、ＡＭＰ１１８から漏洩信号を入力し、これらの信号を混合し、混合信号を出力する。ＬＰＦ１２１は、混合器１２０により混合された混合信号に対し、所定の高周波成分を除去するためのフィルタ処理を行い、低周波成分の混合信号を出力する。

アンテナ受信電力算出部１２３は、低周波成分の混合信号及び予め設定されたパラメータに基づいて、増幅処理前の設備側信号と増幅処理前の漏洩信号との間の電力比Ｒを算出する。そして、アンテナ受信電力算出部１２３は、電力比Ｒ及び電力測定部１１５により測定された設備側信号の電力に基づいて、漏洩信号の電力を算出し、漏洩信号の電力をメモリ１０に格納する。

ここで、同軸ケーブル２を挿入する前の接続状態において、アンテナ受信電力算出部１２３は、漏洩信号の電力Ｐ１を算出し、これをメモリ１０に格納する。次に、当該電力測定装置１と同軸ケーブル１０３との間に同軸ケーブル２を挿入した状態において、アンテナ受信電力算出部１２３は、漏洩信号の電力Ｐ２を測定してメモリ１０に格納する。

漏洩電力算出部１１は、メモリ１０から電力Ｐ１，Ｐ２を読み出し、電力Ｐ１，Ｐ２、予め設定された同軸ケーブル２の長さｄｔ及びシンボル長ｓに基づき、前記式（１１）にて漏洩電力Ｐｍを算出する。

距離算出部１２は、メモリ１０から電力Ｐ１，Ｐ２を読み出し、電力Ｐ１，Ｐ２、漏洩電力Ｐｍ、及び予め設定された同軸ケーブル２の長さｄｔに基づき、前記式（１４）にて当該電力測定装置１から漏洩箇所までの距離Ｌを算出する。

従来技術では、漏洩電力Ｐｍを測定する際に、異なる位相毎の電力を測定して保持し、電力の最大値を求めるようにしたが、本発明の実施形態では、このような処理を行う必要がない。

本発明の実施形態では、所定長の同軸ケーブル２を一度だけ使用することで、基準ＩＦ信号と漏洩ＩＦ信号の伝搬路差による電力レベルの低下を補正することができ、漏洩電力Ｐｍを簡易に算出することができる。つまり、基準ＩＦ信号及び漏洩ＩＦ信号の伝搬路長の差が大きい場合であっても、簡易に漏洩電力Ｐｍを測定することができる。

また、所定長の同軸ケーブル２を使用して漏洩電力Ｐｍを測定すると同時に、当該電力測定装置１から漏洩箇所までの距離Ｌを算出するようにしたから、レーザー光を用いて距離を測定する等の外部の仕組みを用いる必要がない。つまり、簡易な手法にて、かつコストをかけることなく距離Ｌを測定することができ、ユーザは、当該電力測定装置１からの距離Ｌ及びアンテナ１０２の指向性にて、漏洩箇所を特定することができる。

以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば前記実施形態において、受信設備１００は、ＢＳ／ＣＳ波の衛星放送を受信する衛星放送用の機器であってもよいし、ＢＳ／ＣＳ波以外の電波を受信する機器であってもよい。

また、前記実施形態では、受信設備１００から放射される漏洩電波の電力を測定するようにしたが、受信設備１００以外の設備（受信機器等の様々な機器を含む）から放射される漏洩電波の電力を測定するようにしてもよい。

本発明による電力測定装置は、衛星放送の受信用の設備におけるＩＦ信号の漏洩電力の測定において有用である。

１，１０１電力測定装置
２同軸ケーブル（追加同軸ケーブル）
１０メモリ
１１漏洩電力算出部
１２距離算出部
１００受信設備
１０２アンテナ
１０３同軸ケーブル
１０４，１０５同軸ケーブル（入力系統用同軸ケーブル）
１１０，１１７ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）
１１１，１１８ＡＭＰ（増幅器）
１１２発振器
１１３，１２０混合器
１１４ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）
１１５電力測定部
１１６受信アンテナ部
１１９可変移相器
１２１ＬＰＦ（ローパスフィルタ）
１２２電力比測定部
１２３アンテナ受信電力算出部

Claims

衛星放送の受信用の設備から出力された前記衛星放送の電波のＩＦ信号を、同軸ケーブルを介して受信設備信号として入力すると共に、前記設備から放射された漏洩電波を受信し、当該漏洩電波の電力を漏洩電力として測定する電力測定装置において、
前記受信設備信号における所定周波数の信号の電力を測定する電力測定部と、
前記受信設備信号における所定周波数の信号と、前記漏洩電波の信号における所定周波数の信号とを混合し、混合信号を出力する混合器と、
前記混合器により出力された前記混合信号に対し、所定の高周波成分を除去するためのフィルタ処理を行い、低周波成分の混合信号を出力するＬＰＦ（ローパスフィルタ）と、
前記設備から出力された前記受信設備信号が前記同軸ケーブルを介して入力される状態において、前記ＬＰＦにより出力された前記低周波成分の混合信号、及び前記電力測定部により測定された前記電力に基づいて、前記漏洩電波の電力を算出し、当該電力を第１電力としてメモリに格納し、
ユーザにより新たな同軸ケーブルが追加同軸ケーブルとして挿入され、前記設備から出力された前記受信設備信号が前記同軸ケーブル及び前記追加同軸ケーブルを介して入力される状態において、前記ＬＰＦにより出力された前記低周波成分の混合信号、及び前記電力測定部により測定された前記電力に基づいて、前記漏洩電波の電力を算出し、当該電力を第２電力として前記メモリに格納する電力算出部と、
前記メモリから前記第１電力及び前記第２電力を読み出し、前記第１電力、前記第２電力、並びに前記追加同軸ケーブルの予め設定された長さ及びシンボル長に基づき、前記漏洩電力を算出する漏洩電力算出部と、
を備えたことを特徴とする電力測定装置。
請求項１に記載の電力測定装置において、
さらに、前記メモリから前記第１電力及び前記第２電力を読み出し、前記第１電力、前記第２電力、前記漏洩電力算出部により算出された前記漏洩電力、及び前記追加同軸ケーブルの予め設定された前記長さに基づき、当該電力測定装置から前記漏洩電波の漏洩箇所までの距離を算出する距離算出部、を備えたことを特徴とする電力測定装置。
請求項１に記載の電力測定装置において、
前記漏洩電力算出部は、
前記メモリから前記第１電力及び前記第２電力を読み出し、前記第１電力、前記第２電力、並びに前記追加同軸ケーブルの予め設定された前記長さ、前記シンボル長及び伝搬損失に基づき、前記漏洩電力を算出する、ことを特徴とする電力測定装置。
請求項２に記載の電力測定装置において、
前記距離算出部は、
前記メモリから前記第１電力及び前記第２電力を読み出し、前記第１電力、前記第２電力、前記漏洩電力算出部により算出された前記漏洩電力、及び前記追加同軸ケーブルの予め設定された前記長さ及び伝搬損失に基づき、前記距離を算出する、ことを特徴とする電力測定装置。