JP4478363B2 - 周波数変換装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，主に衛星受信システムの中間周波数帯に利用される周波数変換装置に関し，詳しくはその回路配置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来，高周波回路が少なくとも３つ以上の信号経路を有した装置において，信号経路の配置は，周波数の高い信号経路ほど，最短の配置となるようにし，周波数の低い信号経路はいちばん外側になるよう配置していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし，高周波回路が少なくとも３つ以上の信号経路を有した装置において，信号経路の１つには周波数変換回路を，もう1つにはパス回路を構成するような場合，周波数の高低で信号経路を配置すると，周波数変換部の局部発振器からの漏洩信号が，パス回路に流れる信号に妨害を与えるような場合が考えられるようになり，シールドケースを強化したりして対処していた。こうした問題点に鑑み，本発明は，高周波回路が少なくとも３つ以上の信号経路を有した機器において，信号経路の１つには周波数変換回路を，もう1つにはパス回路を構成するような信号経路を持つ装置において，信号経路の１つに構成した周波数変換部の局部発振器からの漏洩による影響を低減可能な信号経路の配置を特徴とした周波数変換装置を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の周波数変換装置は，ＢＳ放送及びＣＳ放送の右旋円偏波信号を中間周波数帯に周波数変換したＢＳ信号及びＣＳ−Ｒ信号と，ＣＳ放送の左旋円偏波信号を前記ＣＳ−Ｒ信号よりも周波数が高い中間周波数帯に周波数変換したＣＳ−Ｌ信号とを入力するための一つの入力端子と，
前記入力端子から入力されたＢＳ信号，ＣＳ−Ｒ信号及びＣＳ−Ｌ信号を，それぞれ，３つの信号経路に分波するフィルターと，
前記ＣＳ−Ｌ信号の信号経路に設けられ，当該ＣＳ−Ｌ信号を，前記ＣＳ−Ｒ信号と周波数帯域の一部が重なる周波数帯域に周波数変換する周波数変換部と，
前記ＣＳ−Ｌ信号及び前記ＣＳ−Ｒ信号の信号経路の入力側と出力側に設けられ，当該２つの信号経路の内の何れか一方を前記ＢＳ信号の信号経路と接続することにより，前記周波数変換部による周波数変換後のＣＳ−Ｌ信号とＢＳ信号，及び，前記ＣＳ−Ｒ信号とＢＳ信号の何れか一方を，出力端子から選択的に出力させる高周波切換部と，
外部から入力された経路選択用の信号に従い，前記高周波切換部を切り換えると共に，前記高周波切換部を介して前記ＣＳ−Ｒ信号とＢＳ信号を出力端子から出力させる際には，前記周波数変換部への電源供給を停止することにより，前記周波数変換部で周波数変換に用いられる局部発振信号の高調波成分が前記ＢＳ信号に妨害を与えるのを防止するコントロール回路と，
を備え，更に，前記ＣＳ−Ｌ信号とＢＳ信号を出力端子から出力させる際に前記局部発振信号の高調波成分が前記ＢＳ信号に妨害を与えるのを防止するため，前記ＢＳ信号の信号経路と前記ＣＳ−Ｌ信号の信号経路との間に前記ＣＳ−Ｒ信号の信号経路を配置したことを特徴とする。
【０００５】
また，請求項２に記載の発明は，請求項１に記載の周波数変換装置において，
前記入力端子と出力端子は，当該周波数変換装置のケースの同一面に設けられ，
前記ＢＳ信号の信号経路は，前記入力端子及び出力端子と最も近い位置に配置され，
前記ＣＳ−Ｌ信号の信号経路は，前記ＣＳ−Ｒ信号の信号経路を挟んで，前記入力端子及び出力端子から離れた位置に配置されていることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
まず，ケース本体１２について図１，２，３に基づいて説明する。金属板等の導電性材料で形成され，その上面側と下面側に開口部７を持つ枠体１の外面の１つ（図２参照，本実施例では１ａ）にＦ型接栓座を２つ，もしくは，相対する枠体の外面（図３参照，本実施例では１ａ，１ｃ）にＦ型接栓座をそれぞれ１つずつ設けるとともに，枠体１には，枠体１に形成された前記Ｆ型接栓座をそれぞれ入力端子２，出力端子３とする少なくとも３つ以上の信号経路が構成された，枠体１の略内寸大であるプリント基板４が，枠体１の内側に形成された切り起し部１３に載置され，プリント基板４と切り起し部１３を半田付けすることで固定されている。固定方法は半田付けだけでなく，ねじ棒を用いる等他の方法で実施しても良い。
プリント基板４に形成された信号経路と信号経路の間には，金属板等の導電性材料でできた枠体１の幅と同寸の板状のシールド板５ａ，５ｂが設けられ，シールド板５ａ，５ｂの長手方向の両端は，枠体１と電気的にも構造的にも接続され，当該シールド板５とプリント基板４は，図２，３の例ではプリント基板４に適宜設けられた長孔６に，当該長孔６と相対する位置に設けられたシールド板５ａの凸状部１４ａ，１４ｂ，シールド板５ｂの凸状部１４ｃ，１４ｄが挿着され，プリント基板４と半田付け等で固定されている。本実施例ではシールド板が２箇所，凸状部１４は４箇所設けられているが，それぞれ上記箇所に限定されるものではなく，必要に応じて適宜設けても良い。
【０００７】
枠体１の上面側と下面側の開口部７には，金属板等の導電性材料でプレス加工されたシールド蓋８ａ，８ｂを被せるよう構成されている。前記シールド蓋８ａ，８ｂには多数の弾性爪９を設け，上記枠体１の外面１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと接触するよう構成されている。前記弾性爪９はばね効果が得られるような形状となっており，枠体の外面に設けられた係止部１０と勘合し，前記シールド蓋８ａ，８ｂを枠体１に係止する。また，上面側の開口部７において，前記シールド板５ａ，５ｂに適宜設けた係止片１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを，当該係止片１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄと相対する位置に設けられた前記シールド蓋８ａの長孔１５に挿着し，前記係止片を前記シールド蓋８ａに係合するよう構成され，ケース本体１２ができている。本実施例では係止片１１は４箇所設けられているが，４箇所に限定されるものではなく，必要に応じて適宜設けても良い。
【０００８】
次に，本発明の周波数変換装置に入力される周波数配列について説明する。ＢＳ放送の電波は右旋円偏波信号で１１．７ＧＨｚ〜１２ＧＨｚ，１１０°ＣＳ放送の電波は右旋円偏波信号と左旋円偏波信号を持ち，周波数帯は右・左旋円偏波信号共に１２．２５ＧＨｚ〜１２．７５ＧＨｚである。このうち右旋円偏波信号は，衛星アンテナのＢＳ・ＣＳコンバーターの右旋円偏波信号用の局部発振周波数である１０．６７８ＧＨｚによって，ＢＳ放送の右旋円偏波信号の中間周波数帯である１０３２ＭＨｚ〜１３３５ＭＨｚと，ＣＳ放送の右旋円偏波信号の中間周波数帯である１５９５ＭＨｚ〜２０７１ＭＨｚに変換される。
【０００９】
１１０°ＣＳ放送の左旋円偏波信号は，上述のように１２．２５ＧＨｚ〜１２．７５ＧＨｚであり，衛星アンテナのＢＳ・ＣＳコンバーターの左旋円偏波信号用の局部発振周波数である１０．１２７ＧＨｚによって，１１０°ＣＳ放送の左旋円偏波信号の中間周波数帯である２１２６ＭＨｚ〜２６０２ＭＨｚへ変換され，ＢＳ放送の右旋円偏波信号の中間周波数帯である１０３２ＭＨｚ〜１３３５ＭＨｚ（以下ＢＳと呼ぶ），１１０°ＣＳ放送の右旋円偏波信号の中間周波数帯である１５９５ＭＨｚ〜２０７１ＭＨｚ（以下ＣＳ−Ｒと呼ぶ），１１０°ＣＳ放送の左旋円偏波信号の中間周波数帯である略２１２６ＭＨｚ〜２６０２ＭＨｚ（以下ＣＳ放送の左旋円偏波信号の中間周波数帯を帯域に関わらずＣＳ−Ｌと呼ぶ）と周波数配列されて本発明の周波数変換装置に入力されるシステムとなっている。本発明に係る周波数変換装置の入力の周波数配列について図６（Ａ）に示す。
【００１０】
次に，プリント基板４に形成された信号経路について図２，３，４を基に説明する。
本発明の周波数変換装置には上記周波数が入力端子２に入力され分波され各信号経路に入力される，これに対応するように，プリント基板４には３つの信号経路が形成されている。本発明の実施の１例では，ケース本体１２に取付けられたプリント基板４にはＢＳである１０３２〜１３３５ＭＨｚと，ＣＳ−Ｒである１５９５〜２０７１ＭＨｚと，ＣＳ−Ｌである２１２６〜２６０２ＭＨｚの３つの信号経路が形成されている。
【００１１】
ＢＳの信号経路はパス回路であり，ローパスフィルター（以下ＬＰＦと呼ぶ）５１，５２で構成される。ＬＰＦ５１，５２はＣＳ放送の中間周波数帯を阻止帯域とするフィルターである。ＣＳ−Ｒの信号経路はＬＰＦ５５，５７と増幅器５６で構成される。ＬＰＦ５５，５７はＣＳ−Ｌを阻止帯域とするフィルターである。
【００１２】
ＣＳ−Ｌの信号経路は，ハイパスフィルター５８，６３（以下ＨＰＦと呼ぶ），増幅器５９，６３とともに周波数変換部６０を有している。周波数変換部６０は，周波数変換回路６１と局部発振器６２からなり，局部発振周波数は５５１ＭＨｚであり，上述したようにＣＳ−Ｌの周波数帯である２１２６ＭＨｚ〜２６０２ＭＨｚの入力信号を１５７５ＭＨｚ〜２０５１ＭＨｚに変換している。ＨＰＦ５８，５９はＣＳ−Ｒを阻止帯域とするフィルターである。
【００１３】
上述のように，ＣＳ−Ｌの信号経路において，入力されたＣＳ−Ｌの周波数が周波数変換されて，ＣＳ−Ｒの周波数である１５９５〜２０７１ＭＨｚより２０ＭＨｚ低い１５７５ＭＨｚ〜２０５１ＭＨｚになり出力される。そこで，ＣＳ−ＲとＣＳ−Ｌは選択的に切換できるようになっており，この切換はＣＳ−ＲとＣＳ−Ｌの信号経路の入力と出力に設けられた高周波切換部６９，７０で行なわれ，その切換の判定は，本発明に係る周波数変換装置の入力電圧の高低，本実施例ではＤＣ１１もしくはＤＣ１５Ｖの入力電圧により行うよう構成されており，ＤＣ１１Ｖが入力された場合はＣＳ−Ｌが，ＤＣ１５Ｖが入力された場合はＣＳ−Ｒが選択される用になっている。次に，選択的に切換えられた信号経路と，第３の信号経路であるＢＳのパス回路とは，ＨＰＦ５３とＬＰＦ５２とで混合され出力端子から出力される。本発明に係る周波数変換装置の出力の周波数配列について図６（Ｂ）に示す。
【００１４】
信号経路の選択について図４，５を用いて説明する。第１と第２の信号経路の入出力に設けた選択手段である高周波切換部６９，７０の切換と，ＣＳ−Ｌの伝送経路への電源供給の制御はコントロール回路１６によって行われ，上述のように，ＣＳ−Ｒの信号経路を選択したときは，前記高周波切換切換部６９，７０を経路ａ側に切換えるとともにＣＳ−Ｌへの電源供給を止めるよう構成されている。これは，局部発振器６０から出る高調波成分の内，特に局部発振周波数の２倍の高調波成分である１１０２ＭＨｚがＢＳの信号経路，ＣＳ−Ｒの信号経路に飛び込み，高調波成分のレベルが強いと，ＢＳの信号経路に妨害を与えることがある事から，ＣＳ−Ｒの信号経路を選択したときは，ＣＳ−Ｌの信号経路への電源供給を止める事で，局部発振器からの漏洩による妨害をなくすようにするためである。
【００１５】
高周波切換部６９，７０とＣＳ−Ｌへの電源供給のコントロールについて詳細に説明する。高周波切換部６９，７０とＣＳ−Ｌへの電源供給のＯＮ／ＯＦＦの切換え判定は，本発明の周波数変換装置の出力端子３から，同軸ケーブルを介して供給される電源電圧の高低（本発明ではＣＳ−Ｒを選択する場合はＤＣ１５Ｖ，ＣＳ−Ｌを選択する場合はＤＣ１１Ｖ）を，コントロール回路６６で比較することで行う。本発明では，コントロール回路６６がコンパレーターからなり，コンパレーターの基準電圧ＶＲＥＦをＤＣ６Ｖに設定し，比較電圧ＶＩＮがＤＣ６Ｖより高いときは，コンパレーターの出力ＶＯＵＴがＯＦＦ，比較電圧ＶＩＮがＤＣ６Ｖより低いときは，コンパレーターの出力ＶＯＵＴがＯＮとなるよう構成されている。
【００１６】
ＣＳ−Ｒの信号経路を選択する電圧は，詳しくはＤＣ１５Ｖの規格範囲であるＤＣ１３．５〜１６．５Ｖであり，ＣＳ−Ｌの信号経路を選択する電圧は，ＤＣ１１Ｖの規格範囲であるＤＣ９．５〜ＤＣ１２Ｖである。この電圧において，信号経路を切換える判定条件は，ＤＣ１２Ｖが本発明の周波数変換装置に入力された時に，必ずＣＳ−Ｌの信号経路を選択することであり，ＤＣ１３．５Ｖが本発明の周波数変換装置に入力された時に，必ずＣＳ−Ｒの信号経路を選択することである。この条件を満たすためには，ＤＣ１２Ｖが本発明の周波数変換装置に入力された時にコンパレーターの比較電圧ＶＩＮを基準電圧ＶＲＥＦ＝６Ｖよりやや低くなるよう設定すれば良い。これによりコンパレーターの出力ＶＯＵＴつまりコントロール回路６６の出力は必ずＯＮ（ＤＣ６Ｖ）となりＣＳ−Ｌの信号経路が選択される。
例えばＲ１：Ｒ２＝１．１：１，ＶＲＥＦ＝６Ｖとすると，周波数変換装置の入力電圧が

となり，本発明の周波数変換装置にＤＣ１２Ｖが入力された時はコンパレーターの出力ＶＯＵＴはＯＮ，つまりコントロール回路６６の出力はＯＮとなりＣＳ−Ｌへ電源供給する。本発明の周波数変換装置にＤＣ１３．５Ｖが入力された時はコンパレーターの出力ＶＯＵＴはＯＦＦ，つまりコントロール回路６６の出力はＯＦＦとなりＣＳ−Ｌへ電源供給を止める。但し，上述の例は，コントロール回路６６の１例について，その動作説明を行うため簡単な例を示したのであり，使用条件（例えば使用温度範囲である−３０〜＋５０°Ｃなど）に対する各部品のディレーティング等が考慮されていないので，適宜各部品を最適化する必要がある。
また，高周波切換部６９，７０にはコントロール入力Ｖａ，Ｖｂを有し，コントロール入力Ｖａ，Ｖｂにはインバーター回路７０を通してコントロール回路の出力のＶＯＵＴが供給され，当該ＶＯＵＴのＯＮ／ＯＦＦによりＶａ，Ｖｂに入力される電圧を反転させることで，高周波切換部６９，７０の経路を切換えている。
ＣＳ−ＲとＣＳ−Ｌの２系統の信号経路は選択的に切換えられるとともに，選択された信号経路は，ＢＳと混合されて出力端子３から図６（Ｂ）に示す周波数配列となって出力される。
【００１７】
この時，ＢＳはＣＳ−ＲもしくはＣＳ−Ｌのどちらを選択しても混合されて出力されるため，局部発信器６０からの漏洩信号の高調波成分で，特に局部発振周波数の２倍の高調波である１１０２ＭＨｚのレベルが大きいと，ＢＳの信号経路に飛び込み妨害を与えたり，入出力端子２，３から漏洩したりする。そこで漏洩信号の高調波の影響や入出力端子２，３からの漏洩を低減させるため，ＣＳ−Ｒを選択したときはＣＳ−Ｌへの電源供給を止めるよう構成するとともに，上述のように信号経路間にシールド板５を適宜設けるとともに，ＢＳのパス回路と，周波数変換部６０を備えたＣＳ−Ｌ信号経路の間に，ＣＳ−Ｒの信号経路を配置することで，ＢＳのパス回路とＣＳ−Ｌの前記周波数変換部６０とがより離隔して配置されることで，ＣＳ−Ｌを選択した場合でも，漏洩信号の高調波成分による影響を低減できる。
【００１８】
また，入力端子２と出力端子３が枠体１の外面１ａの１つずつ形成されたケース本体の場合（図２に示す例），信号経路間にシールド板を設けるとともに，ＢＳのパス回路と，周波数変換部６０を備えたＣＳ−Ｌ信号経路の間に，ＣＳ−Ｒの信号経路を配置する他に，３つの信号経路の中で，いちばん周波数の低いＢＳのパス回路の信号経路を入出力端子２，３に最も近い位置に配置し，局部発振器６０の漏洩信号による影響の少ないＣＳ−Ｒの信号経路を挟んで，周波数の高いＣＳ−Ｌの信号経路を配置し，ＢＳのパス回路の信号経路と離隔して配置されることで，漏洩信号の高調波成分の入出力端子からの漏洩を低減できる。尚，本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく，本発明の趣旨を逸脱しない範囲で配置や回路構成を適宜に変更して実施することも可能である。
【００１９】
【発明の効果】
以上詳述したように，請求項１に記載の周波数変換装置によれば，コントロール回路が，外部から入力される経路選択用の信号に従い高周波切換部を切り換えることで，周波数変換部にて周波数変換されたＣＳ−Ｌ信号とＢＳ信号，及び，ＣＳ−Ｒ信号とＢＳ信号の何れか一方を，出力端子から選択的に出力させる。
また，コントロール回路は，高周波切換部を介してＣＳ−Ｒ信号とＢＳ信号を出力端子から出力させる際には，周波数変換部への電源供給を停止する。このため，周波数変換部で周波数変換に用いられる局部発振信号の高調波成分がＢＳ信号の信号経路に飛び込み，ＢＳ信号に妨害を与えるのを防止することができる。
また，請求項１に記載の周波数変換装置によれば，ＢＳ信号の信号経路とＣＳ−Ｌ信号の信号経路との間にＣＳ−Ｒ信号の信号経路を配置することにより，ＢＳ信号の信号経路とＣＳ−Ｌ信号の信号経路とを隔離していることから，高周波切換部を介してＣＳ−Ｌ信号とＢＳ信号を出力端子から出力させる際にも，局部発振信号の高調波成分がＢＳ信号に妨害を与えるのを低減することができる。
【００２０】
次に，請求項２に記載の周波数変換装置によれば，入力端子と出力端子が当該周波数変換装置のケースの同一面に設けられており，ＢＳ信号の信号経路は，入力端子及び出力端子と最も近い位置に配置され，ＣＳ−Ｌ信号の信号経路は，ＣＳ−Ｒ信号の信号経路を挟んで，入力端子及び出力端子から離れた位置に配置されている。このため，高周波切換部を介してＣＳ−Ｌ信号とＢＳ信号を出力端子から出力させる際に，局部発振信号の高調波成分がＢＳ信号に妨害を与えるのを低減することができると共に，周波数変換部の局部発振器からの漏洩信号が入・出力端子から漏洩するのを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （Ａ）は図２のＡ−Ａにおける断面図とシールド蓋の断面図，（Ｂ）はシールド蓋を被せた状態のケース本体の側面図を示す。
【図２】 本発明に係る周波数変換装置の実施例を示す。
【図３】 本発明に係る周波数変換装置の他の実施例を示す。
【図４】 回路ブロック図を示す。
【図５】 コントロール回路の具体例を示す。
【図６】 本発明に係る周波数変換装置の，（Ａ）は入力の周波数配列，（Ｂ）は出力の周波数配列を示す。
【符号の説明】
１…枠体，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ…枠体の外面，２…入力端子，３…出力端子，４…プリント基板，５…シールド板（５ａ，５ｂ），６…長孔，７…開口部，８…シールド蓋，９…弾性爪，１０…係止部，１１…係止片（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ），１２…ケース本体，１３…切り起し部，１４…凸状部（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ），１５…シールド蓋の長孔，５１…ローパスフィルター，５２…ローパスフィルター，５３…ハイパスフィルター，５４…ハイパスフィルター，５５…ローパスフィルター，５６…増幅器，５７…ローパスフィルター，５８…ハイパスフィルター，５９…増幅器，６０…周波数変換部，６１…周波数変換回路，６２…局部発振器，６３…増幅器，６４…ハイパスフィルター，６５…定電圧回路，６６…コントロール回路，６７…電源分離コイル

Claims (2)

1. ＢＳ放送及びＣＳ放送の右旋円偏波信号を中間周波数帯に周波数変換したＢＳ信号及びＣＳ−Ｒ信号と，ＣＳ放送の左旋円偏波信号を前記ＣＳ−Ｒ信号よりも周波数が高い中間周波数帯に周波数変換したＣＳ−Ｌ信号とを入力するための一つの入力端子と，
   前記入力端子から入力されたＢＳ信号，ＣＳ−Ｒ信号及びＣＳ−Ｌ信号を，それぞれ，３つの信号経路に分波するフィルターと，
   前記ＣＳ−Ｌ信号の信号経路に設けられ，当該ＣＳ−Ｌ信号を，前記ＣＳ−Ｒ信号と周波数帯域の一部が重なる周波数帯域に周波数変換する周波数変換部と，
   前記ＣＳ−Ｌ信号及び前記ＣＳ−Ｒ信号の信号経路の入力側と出力側に設けられ，当該２つの信号経路の内の何れか一方を前記ＢＳ信号の信号経路と接続することにより，前記周波数変換部による周波数変換後のＣＳ−Ｌ信号とＢＳ信号，及び，前記ＣＳ−Ｒ信号とＢＳ信号の何れか一方を，出力端子から選択的に出力させる高周波切換部と，
   外部から入力された経路選択用の信号に従い，前記高周波切換部を切り換えると共に，前記高周波切換部を介して前記ＣＳ−Ｒ信号とＢＳ信号を出力端子から出力させる際には，前記周波数変換部への電源供給を停止することにより，前記周波数変換部で周波数変換に用いられる局部発振信号の高調波成分が前記ＢＳ信号に妨害を与えるのを防止するコントロール回路と，
   を備え，更に，前記ＣＳ−Ｌ信号とＢＳ信号を出力端子から出力させる際に前記局部発振信号の高調波成分が前記ＢＳ信号に妨害を与えるのを防止するため，前記ＢＳ信号の信号経路と前記ＣＳ−Ｌ信号の信号経路との間に前記ＣＳ−Ｒ信号の信号経路を配置したことを特徴とする周波数変換装置。
2. 前記入力端子と出力端子は，当該周波数変換装置のケースの同一面に設けられ，
   前記ＢＳ信号の信号経路は，前記入力端子及び出力端子と最も近い位置に配置され，
   前記ＣＳ−Ｌ信号の信号経路は，前記ＣＳ−Ｒ信号の信号経路を挟んで，前記入力端子及び出力端子から離れた位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の周波数変換装置。

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