JP4171956B2

JP4171956B2 - 周波数変換装置および方法

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Publication number: JP4171956B2
Application number: JP2000040441A
Authority: JP
Inventors: 克己平林; 正幸田中
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-02-18
Filing date: 2000-02-18
Publication date: 2008-10-29
Anticipated expiration: 2020-02-18
Also published as: JP2001230692A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、周波数変換装置および方法に関し、例えば、放送衛星で中継された電波と、放送衛星と同一軌道上に配置された通信衛星で中継された電波を受信して中間周波信号に変換した後、複数のセットトップボックスに分配する場合に用いて好適な周波数変換装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、通信衛星や放送衛星で中継される放送波等の電波は、周波数の利用効率を考慮して、同一周波数帯の電波について直交する二つの偏波である右旋偏波および左旋偏波（または垂直偏波および水平偏波）を用いる二重偏波方式により送信されている。二重偏波方式では、二つの偏波の電波により、それぞれ異なる情報が送信される。
【０００３】
地上の受信側では、例えばパラボラアンテナで受信されたＲＦ(Radio Frequency)帯域の電波がLNB(Low Noise Block) コンバータにより、中間周波（ＩＦ；Intermediate Frequency）帯域の信号に変換された後、セットトップボックスに供給される。
【０００４】
ところで、スカイパーフェクＴＶ（商標）のようなディジタル衛星放送サービスでは、例えば、WOWWOW（商標）のような衛星放送サービスに用いられている放送衛星の静止軌道とは異なる静止軌道上に位置する通信衛星が用いられていた。従って、例えば、WOWWOWの放送波とスカイパーフェクＴＶの放送波の両方を受信するためには、放送衛星に指向されたパラボラアンテナと、通信衛星に指向されたパラボラアンテナの２つを用意する必要があった。
【０００５】
一方、放送衛星(BS-4)の静止軌道と同一の静止軌道上（東経１１０度）に配置された通信衛星(N-SAT-110)を用いた衛星放送サービスが間もなく実施される計画がある。その計画によれば、放送衛星からは右旋偏波の電波が送信され、通信衛星からは右旋偏波と左旋偏波の電波が送信されることにほぼ決定されている。
【０００６】
この場合、放送衛星と通信衛星は同一静止軌道上に位置しているので、すなわち、受信側から見て同一の方向に位置しているので、放送衛星からの電波を受信するパラボラアンテナと、通信衛星からの電波を受信するパラボラアンテナを共用することが可能となる。
【０００７】
そのようなパラボラアンテナが用いられた受信システムの構成例を図１に示す。パラボラアンテナ３は、放送衛星（ＢＳ；Broadcasting Satellite）１からのＢＳ放送波としての右旋偏波の高周波、放送衛星１と同一静止軌道上に位置する通信衛星（ＣＳ；Communication Satellite）２からのＣＳ放送波としての右旋偏波の高周波、および左旋偏波の高周波を受信する。LNBコンバータ４は、パラボラアンテナ３が受信した高周波（ＢＳ放送波またはＣＳ放送波）を中間周波信号に変換してセットトップボックス５に供給する。セットトップボックス５は、中間周波信号のなかから、ユーザが選局したプログラムに対応する信号を抽出し、デコード処理およびデスクランブル処理等を施して、得られたＡＶ信号をディスプレイ６に供給する。セットトップボックス５はまた、ユーザが選局したプログラムに対応するコントロール信号をLNBコンバータ４に出力する。ディスプレイ６は、セットトップボックス５から供給されたＡＶ信号を再生する。
【０００８】
図２は、図１に示した受信システムに用いられるLNBコンバータ４の構成の一例を示している。
【０００９】
LNBコンバータ４は、右旋偏波の放送波、すなわち、図３(A)に示す１１．７乃至１２．０ギガヘルツ帯のＢＳ放送波(BS-R)と、１２．２５乃至１２．７５ギガヘルツ帯のＣＳ放送波(CS-R)を処理する系として、右旋偏波の高周波を電気信号に変換する給電部１１Ｒ、および、給電部１１Ｒからの高周波を増幅する高周波増幅器１２を有する。
【００１０】
LNBコンバータ４はまた、左旋偏波の放送波、すなわち、図３(B)に示す１２．２５乃至１２．７５ギガヘルツ帯のＣＳ放送波(CS-L)を処理する系として、左旋偏波の高周波を電気信号に変換する給電部１１Ｌ、および、給電部１１Ｌからの高周波を増幅する高周波増幅器１３を有する。
【００１１】
高周波増幅器１２，１３の後段には、高周波結合回路１４、高周波増幅器１５、バンドパスフィルタ(BPF)１６、混合器１７、中間周波増幅器１９、および出力端子２０が直列に接続されている。混合器１７には、局部発振器１８が出力した局部発振信号が供給されるように構成されている。
【００１２】
出力端子２０を介して後段のセットトップボックス５から入力されるコントロール信号は、電圧切替制御回路２１に供給されるように構成されている。電圧切替制御回路２１は、コントロール信号に対応してバイアス電圧を発生し、且つ、スイッチ２２を切り替えて高周波増幅器１２または高周波増幅器１３のどちらかにバイアス電圧を供給するように構成されている。
【００１３】
次に、LNBコンバータ４の動作について説明する。放送衛星１または通信衛星２からの右旋偏波の高周波（図３(A)のBS-RおよびCS-R）は、給電部１１Ｒで電気信号に変換され、低ノイズ増幅器である高周波増幅器１２に入力される。一方、通信衛星２からの左旋偏波の高周波（図３(B)のCS-L）は、給電部１１Ｌで電気信号に変換され、低ノイズ増幅器である高周波増幅器１３に入力される。
【００１４】
高周波増幅器１２または高周波増幅器１３には、セットトップボックス５からのコントロール信号に対応して電圧切換制御回路２１で発生されたバイアス電圧が選択的に供給されている。
【００１５】
具体的には、右旋偏波により送信されているプログラムをセットトップボックス５のユーザが選択した場合、電圧切替制御回路２１により、スイッチ回路２２が端子ａに切り替えられてバイアス電圧が高周波増幅器１２に供給される。この場合、給電部１１Ｒからの右旋偏波の高周波信号は高周波増幅器１２で増幅され、高周波結合回路１４を介して高周波増幅器１５でさらに増幅作用を受けてバンドパスフィルタ１６に入力される。
【００１６】
このとき、給電部１１Ｌからの左旋偏波の高周波信号は、高周波増幅器１３に入力されるが、高周波増幅器１３にはバイアス電圧が供給されていないので、左旋偏波の高周波信号は減衰する。
【００１７】
反対に、左旋偏波を用いて送信されているプログラムをセットトップボックス５のユーザが選択した場合、電圧切替制御回路２１により、スイッチ回路２２が端子ｂに切り替えられてバイアス電圧が高周波増幅器１３に供給される。この場合、給電部１１Ｌからの左旋偏波の高周波信号は、高周波増幅器１３で増幅され、高周波結合回路１４を介して高周波増幅器１５でさらに増幅作用を受けてバンドパスフィルタ１６に入力される。
【００１８】
このとき、給電部１１Ｒからの右旋偏波の高周波信号は、高周波増幅器１２に入力されるが、高周波増幅器１２にはバイアス電圧が供給されていないので、右旋偏波の高周波信号は減衰する。
【００１９】
高周波増幅器１５から出力された高周波信号は、バンドパスフィルタ１６により、いわゆるイメージ信号が取り除かれ、混合器１７により、局部発振器１８からの局部発振信号と混合されることによって、１乃至２ギガヘルツ帯の中間周波信号に変換され、中間周波増幅器１９により所定のレベルに増幅された後、出力端子２０から後段のセットトップボックス５に出力される。
【００２０】
ただし、セットトップボックス５からのコントロール信号に対応して選択的に、右旋偏波または左旋偏波のうちの一方は高周波結合回路１４の前段で既に減衰しているので、出力端子２０からは、図４(A)に示す右旋偏波に対応する中間周波信号、または図４(B)に示す左旋偏波に対応する中間周波信号が出力されることとなる。
【００２１】
なお、図４において、BS-RIFはＢＳ放送波に対応する中間周波信号を示し、CS-RIFはＣＳ放送波の右旋偏波に対応する中間周波信号を示し、CS-LIFはＣＳ放送波の左旋偏波に対応する中間周波信号を示している。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したように、LNBコンバータ４からの出力は、図４(A)に示す右旋偏波に対応する中間周波信号、または図４(B)に示す左旋偏波に対応する中間周波信号のいずれかとなる。ここで、例えば図５に示すように、LNBコンバータ４の後段に分配器３１を設け、LNBコンバータ４の出力を複数のセットトップボックス５１−１，５１−２に分配した場合を考慮すると不都合が生ずる。
【００２３】
具体的には、例えば、セットトップボックス５−１とディスプレイ６−１を用いてＢＳ放送を視聴している場合、LNBコンバータ４からの出力は、図４(A)に示した右旋偏波に対応する中間周波信号（BS-RIFおよびCS-RIF）が出力されている。したがって、これと同時にセットトップボックス５−２とディスプレイ６−２を用いてＣＳ放送のうちの左旋偏波により放送されているプログラムを視聴することができない課題があった。
【００２４】
また例えば、セットトップボックス５−１とディスプレイ６−１を用いてＣＳ放送のうちの左旋偏波により放送されているプログラムを視聴している場合、LNBコンバータ４からの出力は、図４(B)に示した左旋偏波に対応する中間周波信号(CS-LIF)が出力されているので、このとき、セットトップボックス５−２とディスプレイ６−２を用いて、ＢＳ放送や右旋偏波を用いたＣＳ放送のプログラムを視聴することができない課題があった。
【００２５】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、複数の衛星放送サービスに対応して複数の出力端子を設けることにより、１つのアンテナで受信した同一静止軌道上に配置された複数の衛星からそれぞれ送信される複数の放送波を、複数のセットトップボックスが他のセットトップボックスに独立して利用できるようにすることを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
本発明の周波数変換装置は、第１の衛星から送信された第１偏波および第２の衛星から送信された第１偏波を電気信号に変換して、第１高周波信号を生成する第１生成手段と、第１の衛星から送信された第１偏波および第２の衛星から送信された第１偏波に基づく第１高周波信号を中間周波数信号に変換する第１変換手段と、第１変換手段の変換結果である中間周波数信号から第１信号波に対応する周波数帯成分を抽出して、第１中間周波信号を取得する第１抽出手段と、第１変換手段の変換結果である中間周波数信号から第２信号波に対応する周波数帯成分を抽出して、第２中間周波信号を取得する第２抽出手段と、第２の衛星から送信された第２偏波を電気信号に変換して、第２高周波信号を生成する第２生成手段と、第２高周波信号を第２信号波に対応する第３中間周波数信号に変換する第２変換手段と、第２中間周波信号と第３中間周波信号を周波数多重化して多重中間周波信号を生成する多重化手段と、第１信号波に対応する第１中間周波信号を出力する第１出力手段と、第２信号波に対応する多重中間周波信号を出力する第２出力手段とを含むことを特徴とする。
【００２７】
本発明の周波数変換方法は、第１の衛星から送信された第１偏波および第２の衛星から送信された第１偏波を電気信号に変換して、第１高周波信号を生成する第１生成ステップと、第１の衛星から送信された第１偏波および第２の衛星から送信された第１偏波に基づく第１高周波信号を中間周波数信号に変換する第１変換ステップと、第１変換ステップの処理での変換結果である中間周波数信号から第１信号波に対応する周波数帯成分を抽出して、第１中間周波信号を取得する第１抽出ステップと、第１変換ステップの処理での変換結果である中間周波数信号から第２信号波に対応する周波数帯成分を抽出して、第２中間周波信号を取得する第２抽出ステップと、第２の衛星から送信された第２偏波を電気信号に変換して、第２高周波信号を生成する第２生成ステップと、第２高周波信号を第２信号波に対応する第３中間周波数信号に変換する第２変換ステップと、第２中間周波信号と第３中間周波信号を周波数多重化して多重中間周波信号を生成する多重化ステップと、第１信号波に対応する第１中間周波信号を出力する第１出力ステップと、第２信号波に対応する多重中間周波信号を出力する第２出力ステップとを含むことを特徴とする。
【００２８】
本発明の周波数変換装置および方法においては、第１の衛星から送信された第１偏波および第２の衛星から送信された第１偏波が電気信号に変換されて第１高周波信号が生成され、中間周波数信号に変換される。そして、この中間周波数信号から第１信号波に対応する周波数帯成分が抽出されて第１中間周波信号が取得されるとともに、第２信号波に対応する周波数帯成分が抽出されて第２中間周波信号が取得される。また、第２の衛星から送信された第２偏波が電気信号に変換されて第２高周波信号が生成され、第２信号波に対応する第３中間周波数信号に変換される。さらに、第２中間周波信号と第３中間周波信号が周波数多重化されて多重中間周波信号が生成され、第１信号波に対応する第１中間周波信号が出力されるとともに、第２信号波に対応する多重中間周波信号が出力される。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図６は、本発明を適用したLNBコンバータ４０の構成例を示している。LNBコンバータ４０は、放送衛星からのＢＳ放送波（図３(A)のBS-R）と、通信衛星からのＣＳ放送波（図３(A)のCS-R、および図３(B)のCS-L）を、それぞれ対応する中間周波信号に変換して、ＢＳ放送波に対応する中間周波信号(BS-RIF)を出力端子５０から出力し、ＣＳ放送波に対応する中間周波信号（CS-RIFおよびCS-LIF）を出力端子５９から出力するものである。
【００３０】
LNBコンバータ４０の右旋偏波を処理する系は、給電部４１Ｒ、高周波増幅器４２，４３、バンドパスフィルタ４４、混合器４５、バンドパスフィルタ４７、中間周波増幅器４９、および出力端子５０が直列に接続されて構成される。混合器４５には、局部発振器４６が出力した局部発振信号が供給されるように構成される。混合器４５の出力は、バンドパスフィルタ４８を介して、左旋偏波を処理する系の周波数多重回路５７にも供給される。
【００３１】
LNBコンバータ４０の左旋偏波を処理する系は、給電部４１Ｌ、高周波増幅器５１，５２、バンドパスフィルタ５３、混合器５４、バンドパスフィルタ５６、周波数多重回路５７、中間周波増幅器５８、および出力端子５９が直列に接続されて構成される。混合器５４には、局部発振器５５が出力した局部発振信号が供給されるように構成される。
【００３２】
次に、本発明を適用したLNBコンバータ４０の動作について説明する。
【００３３】
右旋偏波を処理する系において、放送衛星１または通信衛星２からの右旋偏波の高周波（図３(A)のBS-R（１１．７乃至１２．０ギガヘルツ）、およびCS-R（１２．２５乃至１２．７５ギガヘルツ））は、給電部４１Ｒによって電気信号に変換され、低ノイズ増幅器である高周波増幅器４２，４３によって低ノイズで増幅されてバンドパスフィルタ４４に入力される。バンドパスフィルタ４４では、増幅された高周波信号からいわゆるイメージ信号が取り除かれ、混合器４５によって局部発振器４６からの局部発振信号（１０．６７８ギガヘルツ）と混合されることによって、１０３５乃至２０７２メガヘルツ帯の中間周波信号に変換され、バンドパスフィルタ４７，４８に供給される。
【００３４】
バンドパスフィルタ４７では、他の中間周波信号等の流入が抑止され、且つ、入力された１０３５乃至２０７２メガヘルツ帯の中間周波信号のうち、ＢＳ放送波に対応する１０３５乃至１３３５メガヘルツ帯の中間周波信号だけが中間周波増幅器４９に供給される。一方、バンドパスフィルタ４８では、他の中間周波信号等の流入が抑止され、且つ、入力された１０３５乃至２０７２メガヘルツ帯の中間周波信号のうち、ＣＳ放送波の右旋偏波に対応する１５７２乃至２０７２メガヘルツ帯の中間周波信号だけが左旋偏波を処理する系の周波数多重回路５７に供給される。
【００３５】
中間周波増幅器１９に供給されたＢＳ放送波に対応する１０３５乃至１３３５メガヘルツ帯の中間周波信号は、所定のレベルに増幅された後、出力端子５０から後段のセットトップボックス５に出力される。
【００３６】
左旋偏波を処理する系において、通信衛星２からの左旋偏波の高周波（図３(B)のCS-L（１２．２５乃至１２．７５ギガヘルツ））は、給電部４１Ｌによって電気信号に変換され、低ノイズ増幅器である高周波増幅器５１，５２によって低ノイズで増幅されてバンドパスフィルタ５３に入力される。バンドパスフィルタ５３では、増幅された高周波信号からいわゆるイメージ信号が取り除かれ、混合器５４によって局部発振器５５からの局部発振信号（１１．２ギガヘルツ）と混合されることによって、１０５０乃至１５５０メガヘルツ帯の中間周波信号に変換され、バンドパスフィルタ５６に供給される。
【００３７】
バンドパスフィルタ５６では、他の中間周波信号等の流入が抑止されて、ＣＳ放送波の左旋偏波に対応する１０５０乃至１５５０メガヘルツ帯の中間周波信号だけが周波数多重回路５７に供給される。
【００３８】
周波数多重回路５７では、バンドパスフィルタ４８から供給されたＣＳ放送波の右旋偏波に対応する１５７２乃至２０７２メガヘルツ帯の中間周波信号と、バンドパスフィルタ５６から供給されたＣＳ放送波の左旋偏波に対応する１０５０乃至１５５０メガヘルツ帯の中間周波信号が周波数多重化されて中間周波増幅器５８に供給される。
【００３９】
中間周波増幅器５８に供給されたＣＳ放送波の右旋偏波と左旋偏波にそれぞれ対応する１０５０乃至２０７２メガヘルツ帯の中間周波信号は、所定のレベルに増幅された後、出力端子５９から後段のセットトップボックス５に出力される。
【００４０】
以上のような動作により、出力端子５０からは、図７(A)に示すように、ＢＳ放送波に対応した中間周波信号（BS-RIF）が出力されることとなり、それと同時に、出力端子５９からは、図７(B)に示すように、ＣＳ放送波の右旋偏波と左旋偏波にそれぞれ対応した中間周波信号（CS-RIFおよびCS-LIF）が出力されることになる。
【００４１】
したがって、図８に示すように、LNBコンバータ４０の後段に分配器３１を設け、出力端子５０から出力されるＢＳ放送波に対応する中間周波信号(BS-RIF)と出力端子５９から出力されるＣＳ放送波に対応する中間周波信号（CS-RIFおよびCS-LIF）を、複数のセットトップボックス５−１，５−２に供給するようにしても、任意のセットトップボックス（例えば、セットトップボックス５−１）は、他のセットトップボックス（例えば、セットトップボックス５−２）で選択されているプログラムに影響されることなく、任意のプログラムを選択することが可能となる。
【００４２】
なお、本実施の形態においては、放送衛星(BS-4)からのＢＳ放送波としての右旋偏波と、放送衛星(BS-4)の静止軌道と同一の静止軌道上（東経１１０度）に配置された通信衛星(N-SAT-110)からのＣＳ放送波としての右旋偏波および左旋偏波を一例として説明したが、本発明は、同方向から送信される複数の電波を１つのアンテナで受信し、複数の受信装置で利用する場合に適用することが可能である。
【００４３】
また、本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように、本発明の周波数変換装置および方法によれば、１つのアンテナで受信した同一静止軌道上に配置された複数の衛星からそれぞれ送信される複数の放送波を、複数のセットトップボックスが他のセットトップボックスに独立して利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】受信システムの構成の一例を示す図である。
【図２】図１のLNBコンバータ４の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】ＢＳ放送波およびＣＳ放送波としての高周波信号を説明するための図である。
【図４】 LNBコンバータ４の出力を説明するための図である。
【図５】 LNBコンバータ４の出力を複数に分配した例を示す図である。
【図６】本発明の周波数変換装置の一実施の形態であるLNBコンバータ４０の構成を示すブロック図である。
【図７】 LNBコンバータ４０の出力を説明するための図である。
【図８】 LNBコンバータ４０を適用した受信システムの構成例を示すずである。
【符号の説明】
１放送衛星，２通信衛星，４０ LNBコンバータ，４１給電部，４５混合器，４７，４８バンドパスフィルタ，５４混合器，５７周波数多重回路

Claims

第１の衛星から送信された第１偏波から成る第１信号波と、
第２の衛星から送信された第１偏波および第２偏波から成る第２信号波を受信して、中間周波信号に変換する周波数変換装置において、
前記第１の衛星から送信された第１偏波および前記第２の衛星から送信された第１偏波を電気信号に変換して、第１高周波信号を生成する第１生成手段と、
前記第１の衛星から送信された第１偏波および前記第２の衛星から送信された第１偏波に基づく前記第１高周波信号を中間周波数信号に変換する第１変換手段と、
前記第１変換手段の変換結果である前記中間周波数信号から前記第１信号波に対応する周波数帯成分を抽出して、第１中間周波信号を取得する第１抽出手段と、
前記第１変換手段の変換結果である前記中間周波数信号から前記第２信号波に対応する周波数帯成分を抽出して、第２中間周波信号を取得する第２抽出手段と、
前記第２の衛星から送信された第２偏波を電気信号に変換して、第２高周波信号を生成する第２生成手段と、
前記第２高周波信号を前記第２信号波に対応する第３中間周波数信号に変換する第２変換手段と、
前記第２中間周波信号と前記第３中間周波信号を周波数多重化して多重中間周波信号を生成する多重化手段と、
前記第１信号波に対応する前記第１中間周波信号を出力する第１出力手段と、
前記第２信号波に対応する前記多重中間周波信号を出力する第２出力手段と
を含むことを特徴とする周波数変換装置。
前記第１の衛星は放送衛星であり、
前記第２の衛星は通信衛星である
ことを特徴とする請求項１に記載の周波数変換装置。
前記第２の衛星は前記第１の衛星と同一静止軌道上に配置されている
ことを特徴とする請求項２に記載の周波数変換装置。
前記第１偏波は右旋偏波であり、
前記第２偏波は左旋偏波である
ことを特徴とする請求項１に記載の周波数変換装置。
第１の衛星から送信された第１偏波から成る第１信号波と、
第２の衛星から送信された第１偏波および第２偏波から成る第２信号波を受信して、中間周波信号に変換する周波数変換装置の周波数変換方法において、
前記第１の衛星から送信された第１偏波および前記第２の衛星から送信された第１偏波を電気信号に変換して、第１高周波信号を生成する第１生成ステップと、
前記第１の衛星から送信された第１偏波および前記第２の衛星から送信された第１偏波に基づく前記第１高周波信号を中間周波数信号に変換する第１変換ステップと、
前記第１変換ステップの処理での変換結果である前記中間周波数信号から前記第１信号波に対応する周波数帯成分を抽出して、第１中間周波信号を取得する第１抽出ステップと、
前記第１変換ステップの処理での変換結果である前記中間周波数信号から前記第２信号波に対応する周波数帯成分を抽出して、第２中間周波信号を取得する第２抽出ステップと、
前記第２の衛星から送信された第２偏波を電気信号に変換して、第２高周波信号を生成する第２生成ステップと、
前記第２高周波信号を前記第２信号波に対応する第３中間周波数信号に変換する第２変換ステップと、
前記第２中間周波信号と前記第３中間周波信号を周波数多重化して多重中間周波信号を生成する多重化ステップと、
前記第１信号波に対応する前記第１中間周波信号を出力する第１出力ステップと、
前記第２信号波に対応する前記多重中間周波信号を出力する第２出力ステップと
を含むことを特徴とする周波数変換方法。