JP3492225B2 - 送受信装置 - Google Patents

送受信装置

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JP3492225B2
JP3492225B2 JP01060099A JP1060099A JP3492225B2 JP 3492225 B2 JP3492225 B2 JP 3492225B2 JP 01060099 A JP01060099 A JP 01060099A JP 1060099 A JP1060099 A JP 1060099A JP 3492225 B2 JP3492225 B2 JP 3492225B2
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frequency synthesizer
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Panasonic Holdings Corp
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  • Transmitters (AREA)
  • Transceivers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、航空機などの移動
体に搭載する送受信装置に関し、特に映像や音声をディ
ジタル伝送する送受信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＭＰＥＧを用いたディジタル映像
音声システムが衛星放送やＣＡＴＶ等で実用化されてい
る。一方、航空機内の映像音声サービスは、現時点にお
いてアナログ放送システムが主流であり、このシステム
をＭＰＥＧ等の画像圧縮技術と、ディジタル変調技術を
組み合わせたディジタル放送システムに置き換えて、伝
送チャネル数を増加させ、全座席に個別にサービスを提
供することが望まれている（例えば、特開平７−２５５
０４３号公報）。
【０００３】以下図面を参照しながら、上記した従来の
送受信装置の一例について説明する。
【０００４】図６は、従来の送受信装置の構成を示すも
のである。図６において、６１は変調手段、６２は第１
の周波数変換手段、６３は増幅／分岐手段、６４は第２
の周波数変換手段、６５は復調手段である。また、図７
は、図６における第１の周波数変換手段６２と第２の周
波数変換手段６４に含まれるＰＬＬ周波数シンセサイザ
の構成を示すものである。図７において、７１はＰＬＬ
シンセサイザＩＣ、７２はループフィルタ、７３は電圧
制御発振器、７４は水晶振動子である。
【０００５】以上のように構成された送受信装置につい
て、以下その動作について説明する。
【０００６】まず、ディジタル化された映像データや音
声データが変調手段６１に入力される。変調手段６１
は、ＣＡＴＶ等で用いられている直交振幅変調（以下、
ＱＡＭ変調と略す）や、或いは残留側波帯変調（以下、
ＶＳＢ変調と略す）を行い、中心周波数ｆ１の信号を生
成する。中心周波数ｆ１としては、日米においては４４
ＭＨｚや４３．７５ＭＨｚが、欧州においては３６．１
２５ＭＨｚがよく用いられている。変調手段６１が出力
する信号は、第１の周波数変換手段６２に入力される。
第１の周波数変換手段６２は、入力される信号の中心周
波数をｆ１からｆ２に変換する。航空機内では、複数の
チャネルに対応するため、中心周波数ｆ２として数十Ｍ
Ｈｚから数百ＭＨｚまでの周波数帯が一般に用いられて
いる。第１の周波数変換手段６２が出力する信号は、増
幅／分岐手段６３に入力される。増幅／分岐手段６３
は、機内の各エリアへ信号を分配するために、入力され
る信号を増幅し、分岐して出力する。増幅／分岐手段６
３が出力する信号は、第２の周波数変換手段６４に入力
される。第２の周波数変換手段６４は、入力される信号
の中心周波数をｆ２からｆ３に変換する。中心周波数ｆ
３としては、ｆ１と同じ周波数が用いられている。第２
の周波数変換手段６４が出力する信号は、復調手段６５
に入力される。復調手段６５は、入力された信号を復調
して再生データを出力する。
【０００７】ここで、前述の第１の周波数変換手段６２
や第２の周波数変換手段６４には、ＰＬＬ周波数シンセ
サイザが用いられる。以下、図７を用いてＰＬＬ周波数
シンセサイザの動作について説明する。
【０００８】ＰＬＬシンセサイザＩＣ７１には、水晶振
動子７４が接続され、内部の発振回路を用いて信号Ｓxt
alが生成される。この信号Ｓxtalは、同じく内部のプロ
グラマブル分周器（以下、Ｒカウンタと略す）によって
信号Ｓref に変換される。例えば、水晶振動子７４の周
波数を４ＭＨｚ、Ｒカウンタを１６に設定すると、信号
は、Ｓref ＝４ＭＨｚ／１６＝２５０ｋＨｚとなる。他
方、ＰＬＬシンセサイザＩＣ７１には、電圧制御発振器
７３から信号Ｓvco が入力される。この信号Ｓvco も、
内部に含まれる別のプログラマブル分周器（以下、ＭＡ
カウンタと略す）によって信号Ｓdiv に変換される。例
えば、ＭＡカウンタを２８００に設定すると、信号Ｓdi
v＝Ｓvco／２８００なる関係が成立する。ＰＬＬシンセ
サイザ７１の内部に含まれる位相比較器は、上述の信号
Ｓrefと信号Ｓdivの位相を比較し、位相差に比例した信
号Ｓerrを生成する。例えば、信号Ｓdivの位相が信号Ｓ
ref の位相よりも進んでいる場合はＳerr＝正電圧を、
逆に信号Ｓdivの位相が信号Ｓref の位相よりも遅れて
いる場合はＳerr＝負電圧を、信号Ｓdivの位相と信号Ｓ
refの位相が一致している場合はＳerr＝零電圧を出力す
る。
【０００９】ＰＬＬシンセサイザＩＣ７１が出力する信
号Ｓerr は、ループフィルタ７２に入力される。ループ
フィルタ７２は、低域信号のみを通過させる周波数特性
を備えており、入力される信号を平滑化して雑音成分を
除去する。ループフィルタ７２が出力する信号は、電圧
制御発振器７３に入力される。電圧制御発振器７３は、
入力される信号のレベルによって発振周波数が変化する
発振器である。例えば、入力される信号の電圧レベルが
高いほど、出力される信号の周波数も高くなる。以上の
ようにＰＬＬ周波数シンセサイザを構成すると、信号Ｓ
div の位相は、信号Ｓref の位相に一致するように制御
される。したがって、電圧制御発振器７３から出力され
る信号は、Ｓvco＝Ｓref＊２８００＝２５０ｋＨｚ＊２
８００＝７００ＭＨｚとなる。ここで、ＭＡカウンタの
設定を変えると、電圧制御発振器７３からは、異なった
発振周波数を得ることができる（例えば、ＰＬＬ周波数
シンセサイザ回路設計法、１９９４年、総合電子出版
社）。
【００１０】以上のことから、第１の周波数変換手段６
２や第２の周波数変換手段６４に含まれる発振器にＰＬ
Ｌ周波数シンセサイザを用いることで、周波数ｆ２を数
十ＭＨｚから数百ＭＨｚの範囲で可変することができ
る。
【００１１】さて、航空機内に装着された上述の送受信
装置には、大きな機械的な衝撃や振動が加わることにな
る。この機械的な衝撃や振動は、復調手段６５から出力
される再生データの誤りを増加させる。データ誤りの主
たる原因は、第１の周波数変換手段６２や第２の周波数
変換手段６４に用いられるＰＬＬ周波数シンセサイザに
おいて、ループフィルタ７２に含まれるコンデンサや、
電圧制御発振器７３に含まれるコンデンサ、或いはコイ
ルが、外部から加わる機械的な衝撃や振動によって雑音
を発生すためである。このためＰＬＬ周波数シンセサイ
ザから出力される信号の位相雑音特性が劣化することに
なる。
【００１２】機械的な衝撃や振動によって、ＰＬＬ周波
数シンセサイザから発生する雑音を抑圧する方法として
は、以下のような方法が提案されている。
【００１３】第１の提案は、ＰＬＬ周波数シンセサイザ
をミニモジュール基板に実装し、これを親基板に植設す
る方法（特開平第６−８５７００号公報）である。この
方法は、加振時の振動を、まず親基板で吸収し、ＰＬＬ
周波数シンセサイザが実装されているミニモジュール基
板への振動伝達を抑圧するものであって、ＰＬＬ周波数
シンセサイザに用いられるデバイスや、ＰＬＬの回路定
数については何ら考慮するものではない。第２の提案
は、ＰＬＬ周波数シンセサイザのループフィルタに使用
するコンデンサを非積層型コンデンサにする方法（特開
平第７−２８８４８３号公報）である。この方法は、非
積層型コンデンサを用いて圧電効果を減少させるもので
あって、これもＰＬＬの回路定数については何ら考慮す
るものではない。第３の提案は、ＰＬＬ周波数シンセサ
イザのループフィルタに使用するコンデンサを基板の表
裏に実装し、且つ電気的には、並列に接続する方法（特
開平第９−２１９５７６号公報）である。この方法は、
コンデンサを基板の表裏に実装することで、基板が曲げ
られても、互いに補償されて容量変化を減少させるもの
であって、これもＰＬＬ周波数シンセサイザに用いられ
るデバイスや、ＰＬＬの回路定数については何ら考慮す
るものではない。加えて、上述の第１から第３の提案
は、機械的な衝撃や振動によって、ＰＬＬ周波数シンセ
サイザから発生する雑音を抑圧する方法であって、送受
信装置のＰＬＬ周波数シンセサイザ以外の部分について
は何ら考慮するものでもない。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、ディジ
タル化された映像データや音声データを伝送する送受信
装置において、機械的な衝撃や振動が加わった場合に発
生するデータの誤りを抑圧するために、ＰＬＬ周波数シ
ンセサイザのループフィルタや実装基板に対して、上述
に示した耐振対策を行うだけでは、航空機の厳しい衝撃
や振動の環境下においては、その効果は不十分であり、
データ誤りが抑圧されないという課題を有していた。
【００１５】本発明は、従来のこのような課題を考慮
し、航空機の厳しい機械的な衝撃や振動の環境下におい
て、データ誤りを抑圧できる送受信装置を提供すること
を目的とするものである。
【００１６】 本発明は、入力されるディジタルデータ
を変調する変調手段と、ＰＬＬ周波数シンセサイザを有
し、前記変調手段が出力する信号を複数の異なる周波数
に変換する第１の周波数変換手段と、その第１の周波数
変換手段が出力する信号を増幅及び分岐する増幅／分岐
手段と、ＰＬＬ周波数シンセサイザを有し、前記増幅／
分岐手段が出力する信号を所定の周波数に変換する第２
の周波数変換手段と、キャリア再生部を有し、前記第２
の周波数変換手段が出力する信号からディジタルデータ
を復調する復調手段とを備える、航空機用の送受信機で
あって、前記各ＰＬＬ周波数シンセサイザの自然角周波
数及び前記キャリア再生部のループフィルタ帯域幅が、
航空機の航行中に外部から加わる機械的な振動の最高周
波数よりも大きい値に設定されており、前記ＰＬＬ周波
数シンセサイザに含まれる電圧制御発振器の共振部に使
用するコイルをマイクロストリップラインとし、前記マ
イクロストリップラインが設置されるプリント基板の上
部や下部に、前記マイクロストリップラインを覆って補
強板が貼り付けられている、送受信装置である。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に、本発明をその実施の形態
を示す図面に基づいて説明する。
【００１８】図１は、本発明の実施の形態１における送
受信装置の構成を示す図である。図１において、１ａか
ら１ｘは変調手段としてのＱＡＭ変調器（１ｃから１ｗ
までは図示省略、以下同じ）、２ａから２ｘは第１の周
波数変換手段としての周波数変換器、３は増幅／分岐
器、４ａから４ｘは第２の周波数変換手段としてのチュ
ーナ、５ａから５ｘは復調手段としてのＱＡＭ復調器で
ある。
【００１９】以上のように構成された送受信装置につい
て、以下、図１を用いてその動作を説明する。
【００２０】まず、速度４１．３４ＭｂｐｓのＭＰＥＧ
トランスポートストリームＴＳａからＴＳｘがＱＡＭ変
調器１ａから１ｘにそれぞれ入力される。ここで、ＭＰ
ＥＧトランスポート・ストリームとは、通信用に考慮さ
れたデータ列で、伝送誤りに対する耐性強化やプログラ
ム多重機能をもち、１８８バイトの固定長のパケットを
単位としている。パケット構造の詳細については、例え
ば、最新ＭＰＥＧ教科書（１９９４、アスキー出版局）
の２３１頁の「マルチメディアを多重化するＭＰＥＧシ
ステムとは」に見られる。ＱＡＭ変調器１ａから１ｘ
は、中心周波数３６．１２５ＭＨｚの６４ＱＡＭ変調波
を出力する。ＱＡＭ変調器１ａから１ｘが出力する信号
は、周波数変換器２ａから２ｘにそれぞれ入力される。
周波数変換器２ａから２ｘは、内部にＰＬＬ周波数シン
セサイザを備え、入力される信号の中心周波数を変換し
て出力する。ここでは、周波数変換器１ａからは１４１
ＭＨｚ、周波数変換器１ｂからは１４９ＭＨｚ、以下同
様にして周波数変換器１ｘからは３２５ＭＨｚの信号が
それぞれ出力されるものとし、全ての信号が周波数軸上
で重ならないように８ＭＨｚ間隔で配置される。周波数
変換器２ａから２ｘが出力する信号は増幅／分岐器３に
入力される。増幅／分岐器３は、入力される信号を増幅
し、分岐して出力する。増幅／分岐器３が出力する信号
は、チューナ４ａから４ｘに入力される。チューナ４ａ
から４ｘは、内部にＰＬＬ周波数シンセサイザを備え、
入力される信号の１つを選択し、中心周波数を３６．１
２５ＭＨｚに変換する。ここでは、チューナ４ａは１４
１ＭＨｚ、チューナ４ｂは１４９ＭＨｚ、以下同様にチ
ューナ４ｘは３２５ＭＨｚの信号をそれぞれ選択し、３
６．１２５ＭＨｚに周波数変換する。チューナ４ａから
４ｘが出力する信号は、ＱＡＭ復調器５ａから５ｘにそ
れぞれ入力される。ＱＡＭ復調器５ａから５ｘは、入力
された信号を復調して速度４１．３４Ｍｂｐｓの再生デ
ータを出力する。
【００２１】図２は、周波数変換器２ａから２ｘ及び、
チューナ４ａから４ｘにそれぞれ含まれるＰＬＬ周波数
シンセサイザの構成を示すものである。図２において、
２１はＰＬＬシンセサイザＩＣ、２２はループフィル
タ、２３は電圧制御発振器、２４は増幅ＩＣ、２５は分
岐コイル、Ｒ１からＲ１０は抵抗、Ｃ１からＣ１１はコ
ンデンサ、Ｌはコイル、Ｔｒ１からＴｒ３はトランジス
タ、Ｘは水晶振動子である。
【００２２】以下、図２を用いてその動作を説明する。
図２において、ＰＬＬシンセサイザＩＣ２１が出力する
信号は、ループフィルタ２２に入力される。ループフィ
ルタ２２は、コンデンサＣ１とコンデンサＣ２と抵抗Ｒ
１からなる第１の積分部と、抵抗Ｒ２とトランジスタＴ
ｒ１からなる電圧レベルシフト部と、抵抗Ｒ３とコンデ
ンサＣ３からなる第２の積分部により構成される。ルー
プフィルタ２２は、ＰＬＬシンセサイザＩＣ２１が出力
する信号の平滑化と、直流電圧Ｖｂによるレベルシフト
を行う。ループフィルタ２２が出力する信号は、抵抗Ｒ
４を介して電圧制御発振器２３に入力される。電圧制御
発振器２３は、抵抗Ｒ５からＲ７とコンデンサＣ４から
Ｃ６とバリキャップＣｖとコイルＬとトランジスタＴｒ
２からなる発振部と、抵抗Ｒ８からＲ１０とトランジス
タＴｒ３からなるバッファ部により構成される。電圧制
御発振器２３は、ループフィルタ２２が出力する信号の
電圧によってバリキャップＣｖの容量が変化し、この容
量変化に応じた発振周波数の信号を出力する。電圧制御
発振器２３が出力する信号は、コンデンサＣ８を介して
増幅ＩＣ２４に入力される。増幅ＩＣ２４は、入力され
た信号を一定量増幅する。増幅ＩＣ２４が出力する信号
は、分岐コイル２５に入力される。分岐コイル２５は、
増幅ＩＣ２４が出力する信号を２つに分岐して、一方は
コンデンサＣ９を介してＰＬＬシンセサイザＩＣ２１へ
出力し、他方はコンデンサＣ１０を介してＰＬＬ周波数
シンセサイザの出力信号Ｖｏとして出力する。
【００２３】また、図３はＱＡＭ復調器のキャリア再生
部の構成を示すものである。図３において、３１はＡ／
Ｄ変換部、３２は直交検波部、３３は変調成分除去部、
３４はディジタルフィルタ部、３５は発振部である。
【００２４】以下、図３を用いてその動作を説明する。
図３において、Ａ／Ｄ変換部３１は、ＱＡＭ復調器に入
力されるアナログ信号をディジタルデータに変換する。
Ａ／Ｄ変換部３１が出力するデータは、直交検波部３２
に入力される。直交検波部３２は、Ａ／Ｄ変換部３１が
出力するデータを発振部３５が出力するデータを用いて
直交検波し、Ｉ軸データとＱ軸データを生成する。直交
検波部３２が出力する２つのデータは、変調成分除去部
３３に入力される。変調成分除去部３３は、Ｉ軸データ
とＱ軸データから、変調成分を除去してキャリア成分を
生成する。変調成分除去部３３が出力するデータは、デ
ィジタルフィルタ部３４に入力される。ディジタルフィ
ルタ部３４は、低域信号のみを通過させる周波数特性を
備えており、入力されるデータを平滑化して雑音成分を
除去する。ディジタルフィルタ部３４が出力するデータ
は、発振部３５に入力される。発振部３５は、入力され
るデータから正弦波データと余弦波データを生成する。
このようにキャリア再生部を構成すると、発振部３５が
出力する正弦波データと余弦波データは、Ａ／Ｄ変換部
３１に入力されたＱＡＭ変調波に含まれるキャリア成分
と一致する。
【００２５】ここで、上述の送受信装置に、航空機内の
厳しい機械的な衝撃や振動が加わると、周波数変換器２
ａから２ｘや、チューナ４ａから４ｘに含まれるＰＬＬ
周波数シンセサイザの出力信号に含まれる雑音成分が増
加し、ＱＡＭ復調器５ａから５ｘが誤った再生データを
出力する。一般に、航空機内の送受信装置に加わる振動
は、天候や高度といった航空機の飛行状況と、装置の機
内設置場所によって様々であるが、地上における耐振動
試験の規格によると、その振動の周波数は１０Ｈｚから
２ｋＨｚまでの範囲である。例えば、「ＤＯ−１６０Ｄ
／Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ａ
ｎｄ Ｔｅｓｔ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓｆｏｒ Ａｉｒｂ
ｏｒｎｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ」（１９９７年、ＲＴＣ
Ａ社）、Ｓｅｃｔｉｏｎ８の「Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ」に
見られる。したがって、図２のＰＬＬ周波数シンセサイ
ザを構成する部品には、この周波数範囲の機械的な振動
が加わることになる。すなわち、ループフィルタ２２や
電圧制御発振器２３に含まれるコンデンサやコイルは、
この機械的な振動の周波数範囲内で特性が変化すること
になる。本実施の形態１では、以下のようにして、機械
的な振動によるＱＡＭ復調器のデータ誤りを防止する。
【００２６】まず、図２のＰＬＬ周波数シンセサイザに
おいて、自然角周波数ω0を機械的な振動の最高周波数
２ｋＨｚよりも高く設定する。自然角周波数ω0は、
「Ｍｅｄｉａ ＩＣ Ｈａｎｄｂｏｏｋ」（１９９５、Ｇ
ＥＣ ＰＬＥＳＳＥＹ）のＳｅｃｔｉｏｎ6の「ＴＶ／Ｓ
ａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓｅｒｓ −Ｂａｓ
ｉｃ Ｄｅｓｉｇｎ Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ」に見られる
ように、抵抗Ｒ１と、コンデンサＣ１と、コンデンサＣ
２と、位相比較器の利得Ｋｄと、電圧制御発振器の利得
Ｋｏと、プリスケーラ・ディバイダの分周比Ｐと、プロ
グラマブル・ディバイダの分周比Ｎと、ダンピングファ
クタξとから次式で示される。
【００２７】
【数１】Ｃ１＝Ｋｄ・Ｋｏ／（Ｐ・Ｎ・ω 0 2 ）
【００２８】
【数２】Ｒ１′＝２・ξ／（ω0・Ｃ１）
【００２９】
【数３】Ｒ１′＝（１＋Ｃ２／Ｃ１）・Ｒ１
【００３０】
【数４】Ｃ２＝Ｃ１／５ ここでは、Ｒ１＝３．９ｋΩ、Ｃ１＝４７ｎＦ、Ｃ２＝
１２ｎＦ、Ｋｄ＝１５０ｕＡ／２π、Ｋｏ＝１５ＭＨｚ
／Ｖ、Ｐ＝１、Ｎ＝６２１から８０５まで１ステップで
可変、ξ＝０．８として、自然角周波数をおよそ８ｋＨ
ｚに設定する。更に、ＰＬＬシンセサイザＩＣに４ＭＨ
ｚの水晶振動子Ｘを外付けし、位相比較周波数を１ＭＨ
ｚに設定する。このように自然角周波数と位相比較周波
数を機械的な振動の最高周波数２ｋＨｚよりも高く設定
すると、ループフィルタ２２や電圧制御発振器２３に含
まれるコンデンサやコイルが、機械的な振動周波数１０
Ｈｚから２ｋＨｚまでの範囲で特性変化を起こしても、
ＰＬＬ周波数シンセサイザが高速に追従して、雑音の発
生を抑圧することができる。
【００３１】次に、図３のキャリア再生部において、ル
ープフィルタ帯域幅を機械的な振動の最高周波数である
２ｋＨｚよりも高く設定する。ループフィルタ帯域幅
は、ディジタルフィルタ３４の構成と動作周波数によっ
て決定される。例えば、ＷＩＬＬＩＡＭらの文献「Ａ
Ｓｕｒｖｅｙ ｏｆ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｈａｓｅ−Ｌｏ
ｃｋｅｄ Ｌｏｏｐｓ」（１９８１、Ｐｒｏｃｅｅｄｉ
ｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ＩＥＥＥ、Ｖｏｌ．６９、Ｎｏ．
４）のｐ４２６に見られる。ここでは、ディジタルフィ
ルタ３４の構成を２次タイプ、動作速度をシンボルレー
トの整数倍とし、ループフィルタ帯域幅をおよそ１５ｋ
Ｈｚとする。このようにループフィルタ帯域幅を機械的
な振動の最高周波数２ｋＨｚよりも高く設定すると、機
械的な振動によってＰＬＬ周波数シンセサイザが出力す
る信号雑音が増大しても、キャリア再生部が高速に追従
して、データ誤りの発生を防止することができる。
【００３２】以上のように本実施の形態によれば、入力
されるディジタルデータを変調するＱＡＭ変調器１ａか
ら１ｘと、ＱＡＭ変調器１ａから１ｘがそれぞれ出力す
る信号を所定の周波数に変換する周波数変換器２ａから
２ｘと、周波数変換器２ａから２ｘが出力する信号を増
幅及び分岐する増幅／分岐器３と、増幅／分岐器３が出
力する信号を所定の周波数に変換するチューナ４ａから
４ｘと、チューナ４ａから４ｘがそれぞれ出力する信号
からディジタルデータを復調するＱＡＭ復調器５ａから
５ｘとを備えた送受信装置において、周波数変換器２ａ
から２ｘ及びチューナ４ａから４ｘはＰＬＬ周波数シン
セサイザを備え、他方、ＱＡＭ復調器５ａから５ｘはキ
ャリア再生部を備え、ＰＬＬ周波数シンセサイザの自然
角周波数と位相比較周波数、及びキャリア再生部のルー
プフィルタ帯域幅を、外部から加わる機械的な振動の最
高周波数よりも大きい値に設定することにより、送受信
装置に航空機内の機械的な衝撃や振動が加わっても、Ｐ
ＬＬ周波数シンセサイザや、キャリア再生部が高速に追
従して雑音を抑圧するので、ＱＡＭ復調器５ａから５ｘ
が誤った再生データを出力するのを防止することができ
る。
【００３３】以下、本発明の実施の形態２について図２
を用いて説明する。
【００３４】本発明の実施の形態２は、図２のＰＬＬ周
波数シンセサイザに含まれる電圧制御発振器２３の共振
部に使用するコイルＬがマイクロストリップラインで形
成されることを除いては、上述の実施の形態１と同様で
あるので、その動作の説明は省略する。ここでは、マイ
クロストリップラインで形成されるコイルＬについて説
明する。
【００３５】図２において、電圧制御発振器２３から出
力される信号の発振周波数ｆvco は次式で示される。
【００３６】
【数５】ｆvco＝１／（２・π・√Ｋ）
【００３７】
【数６】Ｋ＝Ｌ・Ｃ５・Ｃ６・Ｃｖ／（Ｃ５・Ｃ６＋Ｃ
ｖ・（Ｃ５＋Ｃ６）） 電圧制御発振器２３に、航空機内の厳しい機械的な衝撃
や振動が加わると、コイルやコンデンサの特性が変化
し、発振周波数ｆvco が変動する。この結果、ＰＬＬ周
波数シンセサイザの出力信号に含まれる雑音成分が増加
し、ＱＡＭ復調器５ａから５ｘが誤った再生データを出
力する。さて、（数５）と（数６）において、コイル
Ｌ、コンデンサＣ５、コンデンサＣ６、バリキャップ容
量Ｃｖが同比率で変化した場合、発振周波数ｆvco に与
える影響は、コイルＬが最も大きい。そこで、コイルＬ
を機械的な振動に対して特性変化の少ない、マイクロス
トリップラインで形成する。コイルＬを空芯タイプとす
ると、機械的な振動によって形状が変化し易く、特性が
大きく変わってしまう。マイクロストリップラインのイ
ンダクタ値については、例えば、マイクロ波回路の基礎
とその応用（１９９０年、総合電子出版社）の１７２頁
に見られる。
【００３８】以上のように、ＰＬＬ周波数シンセサイザ
に含まれる電圧制御発振器２３の共振部に使用するコイ
ルＬをマイクロストリップラインによって形成し、機械
的な衝撃や振動に対する特性変化を少なくすることによ
り、電圧制御発振器２３の周波数変動をさらに抑圧する
ことができる。
【００３９】以下、本発明の実施の形態３について図４
を用いて説明する。
【００４０】本発明の実施の形態３は、図２のＰＬＬ周
波数シンセサイザに含まれる電圧制御発振器２３の共振
部に使用するコイルＬをマイクロストリップラインで形
成し、更にこのマイクロストリップラインの上部に、補
強板を貼り付けたことを除いては、実施の形態１と同様
であるので、その動作の説明は省略する。ここでは、マ
イクロストリップラインの構成について説明する。
【００４１】図４は、本実施の形態３を示すマイクロス
トリップラインの断面図である。同図において、４１は
プリント基板、４２はマイクロストリップライン、４３
は接地導体、４４は外装樹脂で、以上は従来のマイクロ
ストリップラインの断面と同様なものである。従来と異
なるのは、補強板４５に接着剤４６を塗布し、マイクロ
ストリップライン４２の上部に貼り付けた点である。
【００４２】以上のように構成されたマイクロストリッ
プラインについて、以下その動作を説明する。
【００４３】プリント基板４１に形成したマイクロスト
リップライン４２に、航空機内の厳しい機械的な衝撃や
振動が加わると、プリント基板４１や、マイクロストリ
ップライン４２や、接地導体４３が変形し、マイクロス
トリップラインの特性が変化する。この特性変化は、電
圧制御発振器２３の発振周波数ｆvco を変動させる。こ
の結果、ＰＬＬ周波数シンセサイザの出力信号に含まれ
る雑音成分が増加し、ＱＡＭ復調器５ａから５ｘが誤っ
た再生データを出力する。そこで、マイクロストリップ
ライン４２周辺の機械的な強度を高めるために、接着剤
４６を用いて、補強板４５をマイクロストリップライン
４２の上部に貼り付ける。補強板４５は、プリント基板
４１と同じ基板とする。また、接着剤４６には、絶縁性
の高いエポキシ系やシリコン系の接着剤を用いる。この
ようにすると、補強板４５が、機械的な衝撃や振動に対
する補強材として働き、マイクロストリップラインの特
性変化を抑圧することができる。
【００４４】以上のように、ＰＬＬ周波数シンセサイザ
に含まれる電圧制御発振器２３の共振部に使用するマイ
クロストリップライン上部に、補強板を貼り付けること
により、機械的な衝撃や振動に対する特性変化を少なく
して、電圧制御発振器２３の周波数変動をさらに抑圧す
ることができる。
【００４５】以下、本発明の実施の形態４について図２
を用いて説明する。
【００４６】本発明の実施の形態４は、図２のＰＬＬ周
波数シンセサイザに含まれる電圧制御発振器２３の共振
部に使用するコイルＬがチップ面実装タイプで形成され
ることを除いては、実施の形態１と同様であるので、そ
の動作の説明は省略する。ここでは、チップ面実装タイ
プで形成されたコイルＬについて説明する。
【００４７】電圧制御発振器２３に、航空機内の厳しい
機械的な衝撃や振動が加わると、コイルやコンデンサの
特性が変化し、発振周波数ｆvco が変動する。この結
果、ＰＬＬ周波数シンセサイザの出力信号に含まれる雑
音成分が増加し、ＱＡＭ復調器５ａから５ｘが誤った再
生データを出力する。上述の実施の形態２にて説明した
ように、（数５）と（数６）において、コイルＬ、コン
デンサＣ５、コンデンサＣ６、バリキャップ容量Ｃｖが
同比率で変化した場合、発振周波数ｆvco に与える影響
は、コイルＬが最も大きい。そこで、コイルＬを機械的
な振動に対して、ストレスの少ないチップ面実装タイプ
で形成する。コイルＬを空芯タイプとすると、機械的な
振動によって形状が変化し易く、特性が大きく変わって
しまう。これに対してチップ面実装タイプのコイルは、
チップタイプのコンデンサや抵抗と同程度の大きさであ
り、プリント基板からの機械的な応力を伝わりにくくす
ることができる。
【００４８】以上のように、ＰＬＬ周波数シンセサイザ
に含まれる電圧制御発振器２３の共振部に使用するコイ
ルＬをチップ面実装タイプにて形成し、機械的な衝撃や
振動に対する特性変化を少なくして、電圧制御発振器２
３の周波数変動を抑圧することができる。
【００４９】以下、本発明の実施の形態５について図５
を用いて説明する。
【００５０】本発明の実施の形態５は、図２のＰＬＬ周
波数シンセサイザに含まれる電圧制御発振器２３の共振
部に使用するコイルＬをマイクロストリップラインで形
成し、更に、このマイクロストリップラインをプリント
基板の内層で形成したことを除いては、実施の形態１と
同様であるので、その動作の説明は省略する。ここで
は、マイクロストリップラインの構成について説明す
る。
【００５１】図５は、本実施の形態５を示すマイクロス
トリップラインの断面図である。同図において、５１は
プリント基板、５２はマイクロストリップライン、５３
は接地導体、５４は外装樹脂、５５はシールドカバーで
ある。従来と異なるのは、マイクロストリップライン５
２をプリント基板の内部に形成した点である。
【００５２】以上のように構成されたマイクロストリッ
プラインについて、以下その動作を説明する。
【００５３】ＰＬＬ周波数シンセサイザから外部への信
号漏れや、逆に外部からＰＬＬ周波数シンセサイザへの
信号進入を防ぐために、プリント基板５１にはシールド
カバー５５が取り付けられる。マイクロストリップライ
ン５２をプリント基板５１の外層に形成すると、航空機
内の厳しい機械的な衝撃や振動によって、シールドカバ
ー５５との空間的な条件が変動し、マイクロストリップ
ラインの特性が変化する。この特性変化は、電圧制御発
振器２３の発振周波数ｆvco を変動させる。この結果、
ＰＬＬ周波数シンセサイザの出力信号に含まれる雑音成
分が増加し、ＱＡＭ復調器５ａから５ｘが誤った再生デ
ータを出力する。ここでは、図５に示すように、マイク
ロストリップライン５２をプリント基板５１の内層に形
成し、マイクロストリップライン５２が、プリント基板
５１に取り付けられたシールドカバー５５と直接に対向
しないようにする。このようにすると、プリント基板５
１の一部がマイクロストリップライン５２と、シールド
カバー５５との間に介在するので、機械的な衝撃や振動
に対する空間的な条件の変動を少なくすることができ
る。
【００５４】以上のように、ＰＬＬ周波数シンセサイザ
に含まれる電圧制御発振器２３の共振部に使用するマイ
クロストリップラインをプリント基板の内層に形成する
ことにより、機械的な衝撃や振動に対する特性変化を少
なくし、電圧制御発振器２３の周波数変動を抑圧するこ
とができる。
【００５５】以下、本発明の実施の形態６について図２
を用いて説明する。
【００５６】本発明の実施の形態６は、図２のＰＬＬ周
波数シンセサイザに含まれるループフィルタ２２に使用
するコンデンサＣ１、コンデンサＣ２、コンデンサＣ３
や、電圧制御発振器２３の共振部に使用するコンデンサ
Ｃ４，コンデンサＣ５、コンデンサＣ６を、フィルムタ
イプとしたことを除いては、実施の形態１と同様である
ので、その動作の説明は省略する。ここでは、これらフ
ィルムタイプのコンデンサについて説明する。
【００５７】 ＰＬＬ周波数シンセサイザのループフィ
ルタ２２や電圧制御発振器２３に、航空機内の厳しい機
械的な衝撃や振動が加わると、コイルやコンデンサの特
性が変化し、発振周波数ｆvco が変動する。この結果、
ＰＬＬ周波数シンセサイザの出力信号に含まれる雑音成
分が増加し、ＱＡＭ復調器５ａから５ｘが誤った再生デ
ータを出力する。さて、上述の実施の形態１にて説明し
たように、ループフィルタ２２は、コンデンサＣ１とコ
ンデンサＣ２と抵抗Ｒ１からなる第１の積分部と、抵抗
Ｒ２とトランジスタＴｒ１からなる電圧レベルシフト部
と、抵抗Ｒ３とコンデンサＣ３からなる第２の積分部に
より構成され、ＰＬＬシンセサイザＩＣ２１が出力する
信号を平滑化し、直流電圧Ｖｂによるレベルシフトを行
う。ここで、コンデンサＣ１からＣ３には、高周波特性
や大きさの面からセラミックタイプが用いられる。ま
た、電圧制御発振器２３は、抵抗Ｒ５からＲ７とコンデ
ンサＣ４からＣ６とバリキャップＣｖとコイルＬとトラ
ンジスタＴｒ２からなる発振部と、抵抗Ｒ８からＲ１０
とトランジスタＴｒ３からなるバッファ部により構成さ
れ、ループフィルタ２２が出力する信号に応じて、（数
５）と（数６）で示した発振周波数ｆvco の信号を出力
する。ここで、コンデンサＣ４からＣ６には、高周波特
性や大きさの面からセラミックタイプが用いられる。さ
て、セラミックタイプのコンデンサは、フィルムタイプ
と比較して、圧電効果が大きく機械的な衝撃や振動に弱
い点がある。そこで、ループフィルタ２２に使用するコ
ンデンサＣ１からＣ３や、電圧制御発振器２３の共振部
に使用するコンデンサＣ４からＣ６をフィルムタイプに
する。フィルムタイプは、セラミックタイプと比較して
サイズは大きくなるが、高周波特性、温度特性、耐振動
特性のいずれも優れたコンデンサである。なお、本明細
書中のフィルムタイプのコンデンサとは、いわゆるフィ
ルムコンデンサのことである。
【００５８】以上のように、ＰＬＬ周波数シンセサイザ
に含まれるループフィルタ２２に使用するコンデンサＣ
１からＣ３や、電圧制御発振器２３の共振部に使用する
コンデンサＣ４からＣ６をフィルムタイプにし、機械的
な衝撃や振動に対する特性変化を少なくして、電圧制御
発振器２３の周波数変動を抑圧することができる。
【００５９】なお、上記各実施の形態では、ＱＡＭ変調
器と、周波数変換器と、チューナと、ＱＡＭ復調器の数
は、それぞれａからｘの２４としたが、ＱＡＭ変調器と
周波数変換器の数、チューナとＱＡＭ復調器の数は、２
４以外の数であって、両者は一致していなくてもよい。
【００６０】また、上記各実施の形態では、ＱＡＭ変調
器１ａから１ｘには、速度４１．３４ＭｂｐｓのＭＰＥ
Ｇトランスポートストリームが入力され、中心周波数３
６．１２５ＭＨｚの６４ＱＡＭ変調波を出力するとした
が、ＱＡＭ変調器が動作可能であれば、ＭＰＥＧトラン
スポートストリームの速度や、出力信号の中心周波数と
変調方式は、特にこの値に限らなくてもよい。
【００６１】また、上記各実施の形態では、周波数変換
器１ａからは１４１ＭＨｚ、周波数変換器１ｂからは１
４９ＭＨｚ、周波数変換器１ｘからは３２５ＭＨｚの信
号がそれぞれ出力されるものとしたが、全ての信号が周
波数軸上で重ならなければ、他の周波数であってもよ
い。
【００６２】また、上記各実施の形態では、チューナ４
ａは１４１ＭＨｚ、チューナ４ｂは１４９ＭＨｚ、チュ
ーナ４ｘは３２５ＭＨｚの信号をそれぞれ選択し、３
６．１２５ＭＨｚに周波数変換するとしたが、各チュー
ナが動作可能であれば、選択する信号や、周波数変換す
る周波数は、特にこの値に限らなくてもよい。
【００６３】また、上記実施の形態では、航空機内の機
械的な振動の周波数は１０Ｈｚから２ｋＨｚまでの範囲
であるとしたが、ＤＯ−１６０Ｄ規格以外の値であって
もよい。
【００６４】また、上記各実施の形態では、ＰＬＬ周波
数シンセサイザの自然角周波数をおよそ８ｋＨｚ、位相
比較周波数を１ＭＨｚに設定するとしたが、機械的な振
動の最高周波数よりも大きければ、他の値であってもよ
い。
【００６５】また、上記各実施の形態では、キャリア再
生部のディジタルフィルタ部３４の構成を２次タイプ、
動作速度をシンボルレートの整数倍、ループフィルタ帯
域幅をおよそ１５ｋＨｚとするしたが、機械的な振動の
最高周波数よりも大きければ、他の構成であってもよ
い。
【００６６】また、上記実施の形態３では、マイクロス
トリップライン４２の上部に補強板４５を貼り付けると
したが、下部や上下両方であってもよい。
【００６７】また、上記実施の形態３では、補強板４５
は、プリント基板４１と同じ基板であるとしたが、マイ
クロストリップラインの特性に影響がなければ、別の材
質であってもよい。
【００６８】また、上記実施の形態３では、接着剤４６
には、絶縁性の高いエポキシ系やシリコン系の接着剤を
用いるとしたが、マイクロストリップラインの特性に影
響がなければ、別の成分であってもよい。
【００６９】また、上記実施の形態６では、ＰＬＬ周波
数シンセサイザに含まれるループフィルタ２２に使用す
るコンデンサＣ１からＣ３や、電圧制御発振器２３の共
振部に使用するコンデンサＣ４からＣ６をフィルムタイ
プにするとしたが、そのうちの一部のコンデンサだけが
フィルムタイプであってもよい。
【００７０】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように本
発明は、入力されるディジタルデータを変調する変調手
段と、ＰＬＬ周波数シンセサイザを有し、変調手段が出
力する信号を複数の異なる周波数に変換する第１の周波
数変換手段と、その第１の周波数変換手段が出力する信
号を増幅及び分岐する増幅／分岐手段と、ＰＬＬ周波数
シンセサイザを有し、増幅／分岐手段が出力する信号を
所定の周波数に変換する第２の周波数変換手段と、キャ
リア再生部を有し、第２の周波数変換手段が出力する信
号からディジタルデータを復調する復調手段とを備え、
各ＰＬＬ周波数シンセサイザの自然角周波数及びキャリ
ア再生部のループフィルタ帯域幅が、所定の条件のもと
で決められた外部から加わる機械的な振動の最高周波数
よりも大きい値に設定されているので、送受信装置に航
空機内の機械的な衝撃や振動が加わっても、ＰＬＬ周波
数シンセサイザや、キャリア再生部が高速に追従して雑
音を抑圧でき、復調手段が誤った再生データを出力する
のを防止することができるという長所を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における送受信装置の構
成図である。
【図２】上記図１の周波数変換器や、チューナに含まれ
るＰＬＬ周波数シンセサイザの構成図である。
【図３】上記図１のＱＡＭ復調器に含まれるキャリア再
生部の構成図である。
【図４】本発明の実施の形態３におけるＰＬＬ周波数シ
ンセサイザで使用するマイクロストリップラインの断面
図である。
【図５】本発明の実施の形態５におけるＰＬＬ周波数シ
ンセサイザで使用するマイクロストリップラインの断面
図である。
【図６】従来の送受信装置の構成図である。
【図７】上記図６の第１の周波数変換手段や、第２の周
波数変換手段に含まれるＰＬＬ周波数シンセサイザの構
成図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ、１ｘ ＱＡＭ変調器 ２ａ、２ｂ、２ｘ 周波数変換器 ３ 増幅／分岐器 ４ａ、４ｂ、４ｘ チューナ ５ａ、５ｂ、５ｘ ＱＡＭ復調器 ２１、７１ ＰＬＬシンセサイザＩＣ ２２、７２ ループフィルタ ２３、７３ 電圧制御発振器 ２４ 増幅ＩＣ ２５ 分岐コイル ３１ Ａ／Ｄ変換部 ３２ 直交検波部 ３３ 変調成分除去部 ３４ ディジタルフィルタ部 ３５ 発振部 ４１、５１ プリント基板 ４２、５２ マイクロストリップライン ４３、５３ 接地導体 ４４、５４ 外装樹脂 ４５ 補強板 ４６ 接着剤 ５５ シールドカバー ６１ 変調手段 ６２ 第１の周波数変換手段 ６３ 増幅／分岐手段 ６４ 第２の周波数変換手段 ６５ 復調手段 ７４ 水晶振動子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｌ 27/38 Ｈ０４Ｌ 27/00 Ｇ (56)参考文献 特開 平７−183866（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−210099（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−48824（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−285021（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−296425（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−95109（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−215119（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−136612（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−234128（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03L 1/00 - 7/26

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入力されるディジタルデータを変調する
    変調手段と、ＰＬＬ周波数シンセサイザを有し、前記変
    調手段が出力する信号を複数の異なる周波数に変換する
    第１の周波数変換手段と、その第１の周波数変換手段が
    出力する信号を増幅及び分岐する増幅／分岐手段と、Ｐ
    ＬＬ周波数シンセサイザを有し、前記増幅／分岐手段が
    出力する信号を所定の周波数に変換する第２の周波数変
    換手段と、キャリア再生部を有し、前記第２の周波数変
    換手段が出力する信号からディジタルデータを復調する
    復調手段とを備える、航空機用の送受信機であって、 前記各ＰＬＬ周波数シンセサイザの自然角周波数及び前
    記キャリア再生部のループフィルタ帯域幅が、航空機の
    航行中に外部から加わる機械的な振動の最高周波数より
    も大きい値に設定されており、 前記ＰＬＬ周波数シンセサイザに含まれる電圧制御発振
    器の共振部に使用するコイルをマイクロストリップライ
    ンとし、 前記マイクロストリップラインが設置されるプリント基
    板の上部や下部に、前記マイクロストリップラインを覆
    って補強板が貼り付けられている、 送受信装置。
  2. 【請求項２】 前記ＰＬＬ周波数シンセサイザに含まれ
    るＰＬＬシンセサイザＩＣの位相比較周波数を、前記外
    部から加わる機械的な振動の最高周波数よりも大きい値
    に設定したことを特徴とする請求項１記載の送受信装
    置。
  3. 【請求項３】 前記ＰＬＬ周波数シンセサイザに含まれ
    る電圧制御発振器の共振部に使用する前記マイクロスト
    リップラインをプリント基板の内層に形成したことを特
    徴とする請求項１または２に記載の送受信装置。
  4. 【請求項４】 前記ＰＬＬ周波数シンセサイザに含まれ
    る電圧制御発振器の共振部がチップ面実装コイルをさら
    に備える、請求項１〜３のいずれかに記載の送受信装
    置。
  5. 【請求項５】 前記ＰＬＬ周波数シンセサイザに含まれ
    るループフィルタや電圧制御発振器に使用するコンデン
    サをフィルムコンデンサとしたことを特徴とする請求項
    １〜４のいずれかに記載の送受信装置。
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