JP4681134B2 - 周波数変換装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、伝送路にて伝送される信号を、所定区間において所定帯域に周波数変換する周波数変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、外部の双方向ＣＡＴＶシステムからの引込線を建造物内に引き込み、建造物内の伝送線を介して、加入者側の端末装置（例えばケーブルモデム）から入力された上り信号を、引込線から外部の双方向ＣＡＴＶシステムの伝送線上に送出する棟内ＣＡＴＶシステムにおいては、建造物内の各部で発生した雑音が伝送線に混入することがあり、この雑音の内、上り信号と同じ周波数成分のものは、流合雑音として、上り信号と一緒に外部のＣＡＴＶシステムに出力されてしまうという問題があった。
【０００３】
そこで、従来は、加入者側の端末装置から伝送線に入力された数十ＭＨｚの上り信号（入力信号）を、アップコンバータにて数百ＭＨｚのアップコンバート用ローカル信号と混合することによって、流合雑音の影響を受けない（流合雑音の周波数帯域よりも数百ＭＨｚ高い）周波数帯域の棟内上り信号（中間信号）に周波数変換し、建造物内の伝送線から外部の双方向ＣＡＴＶシステムの引込線に伝送する直前で、棟内上り信号を、ダウンコンバータにて数百ＭＨｚのダウンコンバート用ローカル信号と混合することにより、双方向ＣＡＴＶシステムにて伝送可能な周波数帯域の上り信号（出力信号）に周波数変換する周波数変換装置を設置することで、外部の双方向ＣＡＴＶシステムへ出力される流合雑音を低減している。
【０００４】
ところが、従来の棟内ＣＡＴＶシステムを実際に構築すると、ダウンコンバータにて周波数変換した後の上り信号の質が、端末装置から入力された上り信号に比べて大幅に低下することがある。これは、アップコンバータ及びダウンコンバータにて上り信号と混合されるアップコンバート用ローカル信号及びダウンコンバート用ローカル信号に、正規の周波数を中心として上下の周波数方向に広がりを持つ雑音（以下、「位相雑音」という。）が含まれており、アップコンバータ及びダウンコンバータにて周波数変換される際に、上り信号に位相雑音が付加されてしまうからである。この位相雑音は、ローカル信号を生成する際、具体的には、発振器が発生した所定周波数の基準信号を用いてローカル信号をＰＬＬ制御する際に生じるものであり、ＰＬＬ制御の精度が低い程位相雑音は大きくなる。
【０００５】
又、ＣＡＴＶシステムのセンタ装置から端末装置へ伝送される下り信号の内、伝送線の伝送可能周波数帯域よりも周波数が高いＢＳ−ＩＦ信号（入力信号）は、まず、センタ装置に設置されたダウンコンバータにて伝送線の伝送可能周波数帯域の信号（中間信号）に周波数変換されてから伝送され、端末装置の直前に設置されたアップコンバータにて元のＢＳ−ＩＦ信号（出力信号）に戻される。このため、上り信号と同様に、アップコンバータ及びダウンコンバータにて周波数変換される際に、ＢＳ−ＩＦ信号に位相雑音が付加されてしまう。
【０００６】
この様にして伝送信号に付加されてしまう位相雑音を低減するため、従来は、ＰＬＬ制御の精度を高め、アップコンバート用ローカル信号及びダウンコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音を低減することによって、最終的に上り信号やＢＳ−ＩＦ信号に現れる位相雑音を低減していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＰＬＬ制御の精度は、主としてＰＬＬ制御にかかる回路素子の精度に応じて決まるので、ＰＬＬ制御の精度を高めるためには、高精度で高価な回路素子を用いる必要がある。このため、ＰＬＬ制御の精度を高める程、周波数変換装置及びＣＡＴＶシステム全体のコストは増加することになる。
【０００８】
又、ＰＬＬ制御の精度を高めても、位相雑音の低減には限界があり、アップコンバート用ローカル信号及びダウンコンバート用ローカル信号から位相雑音を完全に除去することは不可能である。
そこで、本発明は、伝送路を伝送されてくる入力信号を所定区間の前で中間信号に周波数変換し、周波数変換後の中間信号を所定区間の後で更に出力信号に周波数変換する周波数変換装置及び周波数変換を用いて信号の送受信を行う通信システムにおいて、高価な回路素子を用いることなく、出力信号に付加される位相雑音を低減することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段、及び発明の効果】
この様な目的を達成するため、本発明にかかる周波数変換装置は、請求項１に記載されている様に、入力された信号とアップコンバート用ローカル信号生成手段が生成した所定周波数のアップコンバート用ローカル信号とを混合することにより、入力された信号を周波数の高い信号に周波数変換して出力するアップコンバータと、入力された信号とダウンコンバート用ローカル信号生成手段が生成した所定周波数のダウンコンバート用ローカル信号とを混合することにより、入力された信号を周波数の低い信号に周波数変換して出力するダウンコンバータと、を伝送路上に備え、該伝送路の第１区間を伝送されてくる入力信号を、前記アップコンバータ及び前記ダウンコンバータの何れか一方にて前記入力信号とは周波数の異なる中間信号に周波数変換し、前記伝送路の第２区間については前記中間信号を伝送し、前記伝送路の第２区間を伝送されてくる前記中間信号を、前記アップコンバータ及び前記ダウンコンバータの何れか他方にて前記中間信号とは周波数の異なる出力信号に周波数変換し、前記伝送路の第３区間については前記出力信号を伝送する周波数変換装置であって、前記アップコンバート用ローカル信号生成手段及び前記ダウンコンバート用ローカル信号生成手段の何れか一方は、ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分を調整するための位相雑音調整手段を備え、前記アップコンバート用ローカル信号生成手段及び前記ダウンコンバート用ローカル信号生成手段は、前記位相雑音調整手段により、前記アップコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分と前記ダウンコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分とを略一致させることにより、位相雑音の周波数成分が略同一である前記アップコンバート用ローカル信号及び前記ダウンコンバート用ローカル信号を生成する様に構成されており、前記アップコンバータ及び前記ダウンコンバータは、前記入力信号を前記中間信号に周波数変換する際、前記ローカル信号の周波数に前記入力信号の周波数を加えた値に相当する周波数の信号を前記中間信号とする場合には、前記中間信号を前記出力信号に周波数変換する際、前記中間信号の周波数から前記ローカル信号の周波数を減じた値に相当する周波数の信号を前記出力信号とし、前記入力信号を前記中間信号に周波数変換する際、前記ローカル信号の周波数から前記入力信号の周波数を減じた値に相当する周波数の信号を前記中間信号とする場合には、前記中間信号を前記出力信号に周波数変換する際、前記ローカル信号の周波数から前記中間信号の周波数を減じた値に相当する周波数の信号を前記出力信号とする様に構成されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明にかかる周波数変換装置では、伝送路の第１区間を伝送されてくる入力信号は、アップコンバータ及びダウンコンバータの何れか一方にて、入力信号とは周波数の異なる中間信号に周波数変換されて、伝送路の第２区間を伝送される。そして、伝送路の第２区間を伝送されてくる中間信号は、アップコンバータ及びダウンコンバータの何れか他方にて、中間信号とは周波数の異なる出力信号に周波数変換されて、伝送路の第３区間を伝送される。
【００１１】
ところが、前述した様に、アップコンバート用ローカル信号及びダウンコンバート用ローカル信号には位相雑音が含まれているので、アップコンバータ及びダウンコンバータにおいて単純に周波数変換した場合には、入力信号から中間信号に周波数変換される際及び中間信号から出力信号に周波数変換される際に、アップコンバート用ローカル信号及びダウンコンバート用ローカル信号の位相雑音が付加されてしまい、出力信号に非常に大きな位相雑音が現れることがある。
【００１２】
そこで、本発明にかかる周波数変換装置では、アップコンバート用ローカル信号生成手段及びダウンコンバート用ローカル信号生成手段の何れか一方は、ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分を調整するための位相雑音調整手段を備えており、アップコンバート用ローカル信号生成手段及びダウンコンバート用ローカル信号生成手段は、前記位相雑音調整手段により、前記アップコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分と前記ダウンコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分とを略一致させることにより、位相雑音の周波数成分が略同一であるアップコンバート用ローカル信号及びダウンコンバート用ローカル信号を生成する。
【００１３】
そして、入力信号を中間信号に周波数変換する際、ローカル信号の周波数に入力信号の周波数を加えた値に相当する周波数の信号を中間信号とし、中間信号を出力信号に周波数変換する際、中間信号の周波数からローカル信号の周波数を減じた値に相当する周波数の信号を出力信号とする。
【００１４】
ここで、アップコンバート用ローカル信号の位相雑音とダウンコンバート用ローカル信号の位相雑音とは略同一であれば良く、厳密に同一である必要はない。例えば、ローカル信号の周波数が数十乃至数百ＭＨｚである場合には、ローカル信号の周波数の上下３ｋＨｚにおける位相雑音のレベル差が３乃至５ｄＢ程度であれば、略同一とみなすことができる。
【００１５】
本発明の発明者による実験の結果、この様に構成されている周波数変換装置によれば、入力信号とローカル信号とを混合して入力信号の周波数にローカル信号の周波数を加えた値に相当する周波数の中間信号を生成すると、中間信号にはローカル信号の位相雑音が付加されてしまうのであるが、中間信号とローカル信号とを混合して中間信号の周波数からローカル信号の周波数を減じた値に相当する周波数の出力信号を生成すると、入力信号を中間信号に周波数変換する際に信号に加えた位相雑音と略同一の位相雑音を、中間信号を出力信号に周波数変換する際に信号から減じることになり、２回の周波数変換において信号に付加される位相雑音が相殺され、出力信号には位相雑音が殆ど現れないことが判明した。
【００１６】
又、本発明の発明者による実験の結果、入力信号を中間信号に周波数変換する際、ローカル信号の周波数から入力信号の周波数を減じた値に相当する周波数の信号を中間信号とし、中間信号を出力信号に周波数変換する際、ローカル信号の周波数から中間信号の周波数を減じた値に相当する周波数の信号を出力信号としても、同様に、出力信号には位相雑音が殆ど現れないことが判明した。
【００１７】
この様に、アップコンバート用ローカル信号生成手段及びダウンコンバート用ローカル信号生成手段において生成されるローカル信号の位相雑音の周波数成分が略同一であれば、位相雑音のレベルがある程度高くても、出力信号に位相雑音が殆ど現れない様にすることができるので、高価な回路素子を用いることなく、出力信号に付加される位相雑音を低減することができる。
【００１８】
又、本発明にかかる周波数変換装置においては、アップコンバート用ローカル信号の位相雑音の周波数分布とダウンコンバート用ローカル信号の位相雑音の周波数分布とが略同一であれば、アップコンバート用ローカル信号自体のレベルとダウンコンバート用ローカル信号自体のレベルとを同一にする必要はない。例えば、アップコンバータ又はダウンコンバータで用いるローカル信号のレベルが１０ｄＢｍである場合に、他方で用いるローカル信号のレベルが０ｄＢｍ程度であったとしても、出力上り信号には位相雑音が殆ど現れない。但し、極端にレベルが低い場合には周波数変換自体に悪影響を及ぼすことがあるので、可能であれば、請求項２に記載されている様に、前記アップコンバート用ローカル信号のレベルと前記ダウンコンバート用ローカル信号のレベルとが略同一であることが好ましい。アップコンバート用ローカル信号のレベルとダウンコンバート用ローカル信号のレベルとが略同一であれば、アップコンバート用ローカル信号を生成する発振器及びダウンコンバート用ローカル信号を生成する発振器の回路構成等を共通化することができる。
【００１９】
又、本発明にかかる周波数変換装置においては、アップコンバート用ローカル信号の位相雑音の周波数分布とダウンコンバート用ローカル信号の位相雑音の周波数分布とが略同一であれば、アップコンバート用ローカル信号の周波数とダウンコンバート用ローカル信号の周波数とを同一にする必要はない。例えば、１０ＭＨｚの入力上り信号を７０ＭＨｚのアップコンバート用ローカル信号で周波数変換して８０ＭＨｚの棟内上り信号を生成し、６０ＭＨｚのダウンコンバート用ローカル信号で周波数変換して２０ＭＨｚの出力上り信号を生成しても、出力上り信号には位相雑音が殆ど現れない。但し、請求項３に記載されている様に、前記アップコンバート用ローカル信号の周波数と前記ダウンコンバート用ローカル信号の周波数とが同一であれば、入力上り信号と同一周波数の出力上り信号を得ることができるので、入力上り信号と同一周波数の出力上り信号を得る必要があれば、両ローカル信号の周波数は同一であることが好ましい。
【００２０】
なお、前記位相雑音調整手段は、具体的には、請求項４に記載されている様に、前記アップコンバート用ローカル信号生成手段又は前記ダウンコンバート用ローカル信号生成手段を構成する回路素子の特性値を変化させることによってローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分を調整する様に構成されていると良い。より具体的には、請求項５乃至８に記載されている様に、位相雑音調整手段は、前記アップコンバート用ローカル信号生成手段又は前記ダウンコンバート用ローカル信号生成手段を構成する抵抗素子の電気抵抗値や容量素子の静電容量値や誘導素子の誘導係数値や誘導素子のＱ値（ｑｕａｌｉｔｙ−ｆａｃｔｏｒの値）を変化させることによって、ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分を調整する様に構成されていると良い。
【００２１】
本発明にかかる周波数変換装置がこの様に構成されている場合には、アップコンバート用ローカル信号生成手段及び前記ダウンコンバート用ローカル信号生成手段の何れか一方が生成したローカル信号に含まれる任意の位相雑音に合わせて、アップコンバート用ローカル信号生成手段及び前記ダウンコンバート用ローカル信号生成手段の何れか他方が、位相雑音調整手段によってローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分を調整することによって、アップコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分とダウンコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分とを一致させる。従って、アップコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分とダウンコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分とを容易に一致させることができ、その結果、出力信号に位相雑音が現れない様にすることができる。例えば、任意の位相雑音を含むローカル信号を生成する市販の発振器をアップコンバート用ローカル信号生成手段として採用した場合、位相雑音調整手段を有する発振器をダウンコンバート用ローカル信号生成手段として採用すれば、仮に市販の発振器の精度が低く、生成するローカル信号に大きな位相雑音が含まれていたとしても、アップコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分とダウンコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分とを一致させることによって、出力信号に位相雑音が現れない様にすることができる。
【００２６】
又、本発明にかかる周波数変換装置は、請求項９に記載されている様に、第１区間及び第３区間は有線伝送路、第２区間は無線伝送路となる前記伝送路上に設置されても良い。
本発明にかかる周波数変換装置がこの様に構成された前記伝送路上に設置されている場合は、第２区間における無線伝送路での周波数通過帯域を、前記中間信号に付加している位相雑音の周波数分布より広くすることにより、位相雑音を欠落させることなく前記中間信号を伝送できる。
【００２７】
そして前述と同様に、前記入力信号を前記中間信号へ周波数変換する際に用いたローカル信号と位相雑音の周波数成分が略同一のローカル信号を用いて前記中間信号を前記出力信号へ周波数変換することにより、前記出力信号に付加される位相雑音を低減することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した実施例を図面に基づいて説明する。
［第１実施例］
まず、本実施例における棟内ＣＡＴＶシステムの全体構成について説明する。
【００３１】
図１は、棟内ＣＡＴＶシステムの全体構成を説明するためのブロック図であり、図２は、棟内ＣＡＴＶシステムの周波数変換装置（ダウンコンバータ及びアップコンバータ）の構成を説明するためのブロック図であり、図３は、アップコンバート用ローカル信号発振器の構成を説明するためのブロック図である。
【００３２】
図１に示す様に、本実施例の棟内ＣＡＴＶシステムは、ヘッドエンド１，分岐増幅器２，延長増幅器３，タップオフ４等によって構成される外部の双方向ＣＡＴＶシステムのタップオフ４から分岐された引込線５を、保安器６を介して集合住宅等の建造物１０内に引き込み、建造物１０内の伝送線１１、及び、この伝送線１１上に設けられた双方向増幅器１２，２分配器１３，４分配器１４等を介して、引込線５から入力された外部の双方向ＣＡＴＶシステムの下り信号（周波数：７０乃至６０２ＭＨｚ）を、建造物１０内の多数の加入者側の端末端子１５まで伝送すると共に、この端末端子１５から入力された上り信号（棟内上り信号）を、引込線５まで伝送するものである。
【００３３】
そして、伝送線１１を介して伝送されてくる下り信号が端末端子１５を介してテレビ受信機１６に受信されると、テレビ受信機１６は、下り信号を復調し、音声及び映像を出力する。
又、本実施例の棟内ＣＡＴＶシステムにおいては、端末端子１５にケーブルモデム１８を介してパーソナルコンピュータ１７が接続されており、パーソナルコンピュータ１７からヘッドエンド１へ各種データを送信することにより、有料番組の視聴予約やテレビショッピング等を行うことができる様に構成されている。具体的には、パーソナルコンピュータ１７において生成された各種データは、ケーブルモデム１８において、外部の双方向ＣＡＴＶシステムで伝送可能な周波数帯域（本実施例では１０乃至５５ＭＨｚ）の入力上り信号に変換され、端末端子１５に入力される。
【００３４】
ところが、前述した様に１０乃至５５ＭＨｚの信号は、建造物１０内において発生する種々の雑音の影響を受け易いので、端末端子１５とケーブルモデム１８との間に、アップコンバータ１９を設置し、パーソナルコンピュータ１７からケーブルモデム１８を介して送信される上り信号（入力上り信号）を、アップコンバータ１９において、下り信号より高い周波数帯域（本実施例では６５５乃至７７０ＭＨｚ）の棟内上り信号に変換してから、端末端子１５に入力する様に構成されている。
【００３５】
そして、アップコンバータ１９に対応して、棟内ＣＡＴＶシステムの伝送線１１と外部の双方向ＣＡＴＶシステムの引込線５との接続部分には、端末端子１５から伝送線１１を介して伝送されてくる棟内上り信号を、外部の双方向ＣＡＴＶシステムで使用可能な周波数の上り信号（出力上り信号）に変換するダウンコンバータ２０が設置されている。
【００３６】
アップコンバータ１９は、図２（ａ）に示す様に、下り信号通過回路１９ａと、上り信号周波数変換回路１９ｂと、上流側端子Ｔ１と、下流側端子Ｔ２と、を備える。
下り信号通過回路１９ａは、棟内上り信号阻止用のローパスフィルタ（以下「ＬＰＦ」という。）１０１と、単方向増幅器１０２と、上り信号阻止用のハイパスフィルタ（以下「ＨＰＦ」という。）１０３と、によって構成されており、上り信号周波数変換回路１９ｂは、下り信号阻止用のＬＰＦ１０４と、ミキサ１０５と、アップコンバート用ローカル信号発振器１０６と、所定周波数帯域の信号だけを通過させるバンドパスフィルタ（以下、「ＢＰＦ」という。）１０７と、単方向増幅器１０８と、下り信号阻止用のＨＰＦ１０９と、によって構成されている。
【００３７】
アップコンバート用ローカル信号発振器１０６は、６４５ＭＨｚのアップコンバート用ローカル信号を生成するためのものである。
そして、ＬＰＦ１０１の通過可能周波数帯域は６０２ＭＨｚ以下、ＨＰＦ１０３の通過可能周波数帯域は７０ＭＨｚ以上、ＬＰＦ１０４の通過可能周波数帯域は５５ＭＨｚ以下、ＢＰＦ１０７の通過可能周波数帯域は６５５乃至７７０ＭＨｚ、ＨＰＦ１０９の通過可能周波数帯域は６５５ＭＨｚ以上となっている。
【００３８】
又、単方向増幅器１０２は、ＬＰＦ１０１，ＨＰＦ１０３等における下り信号の通過損失を補償するためのものであり、単方向増幅器１０８は、ＬＰＦ１０４，ＢＰＦ１０７，ＨＰＦ１０９等における上り信号及び棟内上り信号の通過損失を補償するためのものである。
【００３９】
そして、上流側端子Ｔ１から入力される７０乃至６０２ＭＨｚの下り信号は、ＬＰＦ１０１，単方向増幅器１０２，ＨＰＦ１０３を介して下流側端子Ｔ２から出力される。一方、下流側端子Ｔ２から入力される１０乃至５５ＭＨｚの上り信号は、ＬＰＦ１０４を介してミキサ１０５に入力され、ミキサ１０５は、アップコンバート用ローカル信号発振器１０６から入力される６４５ＭＨｚのアップコンバート用ローカル信号を用いて、入力上り信号を６５５乃至７７０ＭＨｚの棟内上り信号に周波数変換する。そして、棟内上り信号は、ＢＰＦ１０７，単方向増幅器１０８，ＨＰＦ１０９を介して上流側端子Ｔ１から出力される。
【００４０】
ダウンコンバータ２０は、図２（ｂ）に示す様に、下り信号通過回路２０ａと、上り信号周波数変換回路２０ｂと、上流側端子Ｔ３と、下流側端子Ｔ４と、を備える。
下り信号通過回路２０ａは、上り信号阻止用のＨＰＦ２０１と、単方向増幅器２０２と、棟内上り信号阻止用のＬＰＦ２０３と、によって構成されており、上り信号周波数変換回路２０ｂは、下り信号阻止用のＨＰＦ２０４と、ミキサ２０５と、ダウンコンバート用ローカル信号発振器２０６と、ＢＰＦ２０７と、単方向増幅器２０８と、下り信号阻止用のＬＰＦ２０９と、によって構成されている。
【００４１】
ダウンコンバート用ローカル信号発振器２０６は、６４５ＭＨｚのダウンコンバート用ローカル信号を生成するためのものである。
そして、ＨＰＦ２０１の通過可能周波数帯域は７０ＭＨｚ以上、ＬＰＦ２０３の通過可能周波数帯域は６０２ＭＨｚ以下、ＨＰＦ２０４の通過可能周波数帯域は６５５ＭＨｚ以上、ＢＰＦ２０７の通過可能周波数帯域は１０乃至５５ＭＨｚ、ＬＰＦ２０９の通過可能周波数帯域は５５ＭＨｚ以下となっている。
【００４２】
又、単方向増幅器２０２は、ＨＰＦ２０１，ＬＰＦ２０３等における下り信号の通過損失を補償するためのものであり、単方向増幅器２０８は、ＨＰＦ２０４，ＢＰＦ２０７，ＬＰＦ２０９等における上り信号及び棟内上り信号の通過損失を補償するためのものである。
【００４３】
そして、上流側端子Ｔ３から入力される７０乃至６０２ＭＨｚの下り信号は、ＨＰＦ２０１，単方向増幅器２０２，ＬＰＦ２０３を介して下流側端子Ｔ４から出力される。一方、下流側端子Ｔ４から入力される６５５乃至７７０ＭＨｚの棟内上り信号は、ＨＰＦ２０４を介してミキサ２０５に入力され、ミキサ２０５は、ダウンコンバート用ローカル信号発振器２０６から入力される６４５ＭＨｚのダウンコンバート用ローカル信号を用いて、棟内上り信号を１０乃至５５ＭＨｚの出力上り信号に周波数変換する。そして、出力上り信号は、ＢＰＦ２０７，単方向増幅器２０８，ＬＰＦ２０９を介して上流側端子Ｔ３から出力される。
【００４４】
この様に、上り信号は、建造物１０内において発生する種々の雑音の周波数よりも遙かに高い周波数の棟内上り信号に周波数変換されて伝送されるので、建造物１０内において発生する種々の雑音の影響を受け難い。
しかし、アップコンバート用ローカル信号発振器１０６が発生するアップコンバート用ローカル信号及びダウンコンバート用ローカル信号発振器２０６が発生するダウンコンバート用ローカル信号には、通常、位相雑音が含まれているので、アップコンバータ１９及びダウンコンバータ２０において単純に周波数変換した場合には、入力上り信号から棟内上り信号に周波数変換される際にアップコンバート用ローカル信号の位相雑音が重畳され、更に、棟内上り信号から出力上り信号に周波数変換される際にもダウンコンバート用ローカル信号の位相雑音が重畳されてしまうことがあり、出力上り信号の品質が大幅に低下することがある。
【００４５】
そこで、本実施例の周波数変換装置では、アップコンバート用ローカル信号発振器１０６及びダウンコンバート用ローカル信号発振器２０６において、位相雑音の周波数成分が略同一であるアップコンバート用ローカル信号及びダウンコンバート用ローカル信号を発生させ、アップコンバータ１９にて、入力上り信号の周波数（１０乃至５５ＭＨｚ）にアップコンバート用ローカル信号の周波数（６４５ＭＨｚ）を加えた値に相当する周波数（６５５乃至７７０ＭＨｚ）の棟内上り信号を生成し、ダウンコンバータ２０にて、棟内上り信号の周波数（６５５乃至７７０ＭＨｚ）からダウンコンバート用ローカル信号の周波数（６４５ＭＨｚ）を減じた値に相当する周波数（１０乃至５５ＭＨｚ）の出力上り信号を生成する様に構成されている。
【００４６】
具体的には、ダウンコンバート用ローカル信号発振器２０６は任意の位相雑音を含むローカル信号を生成する市販の発振器であり、アップコンバート用ローカル信号発振器１０６が、ダウンコンバート用ローカル信号発振器２０６が生成するローカル信号に含まれる位相雑音と略同一となる様に位相雑音を調整する様に構成されている。
【００４７】
アップコンバート用ローカル信号発振器１０６は、図３に示す様に、基準発振器３０１と、位相比較器３０２と、アクティブ・ループフィルタ３０３と、ローパスフィルタ３０４と、電圧制御発振器３０５と、分周器３０６と、ＣＰＵ３０７と、を備える位相同期回路（ＰＬＬ：ｐｈａｓｅ−ｌｏｃｋｅｄ−ｌｏｏｐ）であり、基準発振器３０１が生成する基準信号の位相と、出力端子Ｔ５から出力されるべき信号、即ちアップコンバート用ローカル信号の位相とを比較し、比較結果を電圧に変換し、電圧制御発振器が生成する信号、即ちアップコンバート用ローカル信号の位相を制御して、基準信号の位相とアップコンバート用ローカル信号の位相とを同期させる周知のものである。
【００４８】
基準発振器３０１は、所謂温度補償型水晶発振器であり、１０ＭＨｚの基準信号を生成する様に構成されており、基準発振器３０１と位相比較器３０２とは、１０００ｐＦのコンデンサＣ１を介して接続されている。
アクティブループフィルタ３０３は、４．７ｋΩの抵抗器Ｒ１と、３ｋΩの抵抗器Ｒ２と、１０ｋΩの抵抗器Ｒ３と、１０ｋΩの抵抗器Ｒ４と、オペアンプＯＡ１と、オペアンプＯＡ２と、可変コンデンサＣＦと、を備える。そして、位相比較器３０２側から順に、抵抗器Ｒ１，オペアンプＯＡ１，抵抗器Ｒ３，オペアンプＯＡ２が直列に接続され、直列接続された３ｋΩの抵抗器Ｒ２及び可変コンデンサＣＦがオペアンプＯＡ１と並列に接続され、抵抗器Ｒ４がオペアンプＯＡ２と並列に接続されて構成されている。
【００４９】
ローパスフィルタ３０４は、１ｋΩの抵抗器Ｒ５と、１０００ｐＦのコンデンサＣ２と、を備える。そして、アクティブループフィルタ３０３と電圧制御発振器３０５との間に抵抗器Ｒ５が直列に接続され、抵抗器Ｒ５の電圧制御発振器３０５側がコンデンサＣ２を介して接地されて構成されている。
【００５０】
電圧制御発振器３０５は、１ｋΩの抵抗器Ｒ６と、５．６ｋΩの抵抗器Ｒ７と、４．７ｋΩの抵抗器Ｒ８と、可変抵抗器ＲＥと、４７ｐＦのコンデンサＣ３と、１０００ｐＦのコンデンサＣ４と、１０ｐＦのコンデンサＣ５と、１０ｐＦのコンデンサＣ６と、１０００ｐＦのコンデンサＣ７と、可変コンデンサＣＰと、空芯のコイルＬと、可変容量ダイオードＶＣＤと、トランジスタＴＲと、高周波増幅器Ａ３と、を備える。そして、ローパスフィルタ３０４の抵抗器Ｒ５と直列に、抵抗器Ｒ６，コイルＬ，コンデンサＣ３，トランジスタＴＲ（ベース端子）が直列に接続され、抵抗器６とコイルＬとの接続点は、並列接続される可変コンデンサＣＰ及び可変容量ダイオードＶＣＤを介して接地されている。トランジスタＴＲのコレクタ端子は直流電源ＶＣＣに接続され、コンデンサＣ４を介して接地されている。又、トランジスタＴＲのコレクタ端子は、抵抗器Ｒ７を介してベース端子と接続されており、ベース端子は、抵抗器Ｒ８を介して接地されている。又、トランジスタＴＲのベース端子は、直列接続されるコンデンサＣ５及びコンデンサＣ６を介して接地されており、エミッタ端子は、コンデンサＣ５とコンデンサＣ６との接続点に接続されている。又、トランジスタＴＲのエミッタ端子は、可変抵抗器ＲＥを介して接地されている。又、トランジスタＴＲのエミッタ端子は、コンデンサＣ７，高周波増幅器Ａ３を介して出力端子Ｔ５に接続されている。
【００５１】
分周器３０６は、１０００ｐＦのコンデンサＣ８を介して、電圧制御発振器３０５の高周波増幅器Ａ３及び出力端子Ｔ５と接続されると共に、ＣＰＵ３０７と接続されている。
そして、ダウンコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分に合わせて、アクティブループフィルタ３０３の可変コンデンサＣＦの静電容量値，電圧制御発振器３０５の可変コンデンサＣＰの静電容量値，可変抵抗器ＲＥの抵抗値を変化させることによって、アップコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分とダウンコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分とを略同一にする。
【００５２】
具体的には、可変コンデンサＣＦの静電容量値，可変コンデンサＣＰの静電容量値，可変抵抗器ＲＥの抵抗値と、アップコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分とは、次の様な関係にある。
第１に、可変抵抗器ＲＥの電気抵抗値を小さくすると、アップコンバート用ローカル信号の周波数の近傍帯域を除いて、全体的に位相雑音が大きくなり、逆に、可変抵抗器ＲＥの電気抵抗値を大きくすると、アップコンバート用ローカル信号の周波数の近傍を除いて、全体的に位相雑音が小さくなる。第２に、可変コンデンサＣＰの静電容量値を大きくすると、アップコンバート用ローカル信号の周波数の近傍帯域では位相雑音が大きく、アップコンバート用ローカル信号の周波数から所定値以上離れた帯域では位相雑音が小さくなり、逆に、可変コンデンサＣＰの静電容量値を小さくすると、アップコンバート用ローカル信号の周波数の近傍帯域では位相雑音が小さく、アップコンバート用ローカル信号の周波数から所定値以上離れた帯域では位相雑音が大きくなる。第３に、可変コンデンサＣＦの静電容量値を大きくすると、アップコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音のカットオフ周波数がアップコンバート用ローカル信号の周波数に近付き、逆に、可変コンデンサＣＦの静電容量値を小さくすると、アップコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音のカットオフ周波数がアップコンバート用ローカル信号の周波数から遠ざかる。
【００５３】
従って、可変コンデンサＣＦの静電容量値，可変コンデンサＣＰの静電容量値，可変抵抗器ＲＥの抵抗値を適宜調整すれば、アップコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分とダウンコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分とを略同一にすることができる。
【００５４】
尚、本実施例において、入力上り信号が前述の入力信号に相当し、棟内上り信号が前述の中間信号に相当し、出力上り信号が前述の出力信号に相当する。
続いて、本実施例の周波数変換装置の効果について説明する。
本実施例の周波数変換装置では、アップコンバータ１９にて、入力上り信号とアップコンバート用ローカル信号とを混合して入力上り信号の周波数にアップコンバート用ローカル信号の周波数を加えた値に相当する周波数の棟内上り信号を生成する際に、棟内上り信号にはアップコンバート用ローカル信号の位相雑音が付加されてしまうのであるが、ダウンコンバータ２０にて、棟内上り信号とダウンコンバート用ローカル信号とを混合して棟内上り信号の周波数からダウンコンバート用ローカル信号の周波数を減じた値に相当する周波数の出力上り信号を生成すると、入力上り信号を棟内上り信号に周波数変換する際に信号に加えた位相雑音と略同一の位相雑音を、棟内上り信号を出力上り信号に周波数変換する際に信号から減じることになり、２回の周波数変換において信号に付加される位相雑音が相殺され、出力上り信号には位相雑音が殆ど現れない。即ち、アップコンバート用ローカル信号の位相雑音の周波数成分とダウンコンバート用ローカル信号の位相雑音の周波数成分とが略同一であれば、位相雑音のレベルがある程度高くても、出力信号に位相雑音が殆ど現れない様にすることができるので、高価な回路素子を用いることなく、出力信号に付加される位相雑音を低減することができる。
【００５５】
続いて、本実施例の棟内ＣＡＴＶシステムの性能評価のために行った実験の結果について説明する。
図４は、入力上り信号の波形（図（ａ）），ローカル信号（アップコンバート用ローカル信号及びダウンコンバート用ローカル信号）の波形（図（ｂ）），棟内上り信号の波形（図（ｃ）），出力上り信号の波形（図（ｄ））を表す説明図である。
【００５６】
アップコンバータ１９の下流側端子Ｔ２から図４（ａ）に示す様な波形の１０ＭＨｚの入力上り信号を入力し、アップコンバート用ローカル信号発振器１０６からミキサ１０５へ図４（ｂ）に示す様な波形の６４５ＭＨｚのアップコンバート用ローカル信号を入力すると、上流側端子Ｔ１において、図４（ｃ）に示す様な波形の６５５ＭＨｚの棟内上り信号が検出される。入力上り信号を棟内上り信号に周波数変換する際にローカル信号の位相雑音が重畳されるので、棟内上り信号の波形は、入力上り信号の波形に比べて鈍くなっている。具体的には、信号の周波数の上下３ｋＨｚにおける位相雑音のレベルが、入力上り信号は−９６．６ｄＢｃであり、棟内上り信号は、−７３．３ｄＢｃである。
【００５７】
そして、棟内上り信号は、伝送線１１を介してダウンコンバータ２０の下流側端子Ｔ４に入力され、ダウンコンバート用ローカル信号発振器２０６からミキサ２０５へ図４（ｂ）に示す様な波形の６４５ＭＨｚのダウンコンバート用ローカル信号を入力すると、上流側端子Ｔ３において、図４（ｄ）に示す様な波形の１０ＭＨｚの出力上り信号が検出される。棟内上り信号を出力上り信号に周波数変換する際にローカル信号の位相雑音が除去されるので、出力上り信号の波形は、棟内上り信号の波形に比べて鋭くなっている（入力上り信号の波形に近くなっている）。具体的には、信号の周波数の上下３ｋＨｚにおける位相雑音のレベルが、出力上り信号は−９６．３ｄＢｃであり、入力上り信号の−９６．６ｄＢｃと略同一である。又、ミキサ２０５からは、棟内上り信号の周波数（６５５ＭＨｚ）とダウンコンバート用ローカル信号の周波数（６４５ＭＨｚ）との和に相当する周波数（１３００ＭＨｚ）の信号も出力されるのであるが、この信号の波形は、棟内上り信号の波形よりも更に鈍くなっている（図示省略）。具体的には、信号の周波数の上下３ｋＨｚにおける位相雑音のレベルが、１３００ＭＨｚの信号は−６４．４ｄＢｃであり、出力上り信号の−９６．４ｄＢｃに比べて遙かに高くなっている。即ち、信号の品質が低下している。又、アップコンバート用ローカル信号発振器１０６からミキサ１０５及びダウンコンバート用ローカル信号発振器２０６からミキサ２０５までの伝送線の長さを変更することによって、ミキサ１０５及び２０５に入力されるローカル信号の位相を種々変化させたてみたが、位相雑音の除去効果には影響を与えなかった。
【００５８】
尚、アップコンバート用ローカル信号の位相雑音とダウンコンバート用ローカル信号の位相雑音とは略同一であれば良く、厳密に同一である必要はない。アップコンバート用ローカル信号の周波数の上下３ｋＨｚにおける位相雑音のレベルが−７３．０ｄＢｃである場合に、ダウンコンバート用ローカル信号の周波数の上下３ｋＨｚにおける位相雑音のレベルが−７３．０ｄＢｃであれば、即ち、両ローカル信号の位相雑音のレベル差が０であれば、図４に示す様に、棟内上り信号から出力上り信号に周波数変換する際に、位相雑音を約２３ｄＢ低減することができ、最適であるが、両ローカル信号の位相雑音のレベル差が３ｄＢであっても位相雑音を約９ｄＢ低減することができ、レベル差が５ｄＢであっても位相雑音を約７ｄＢ低減することができるので、両ローカル信号の位相雑音のレベル差が３乃至５ｄＢ程度であれば、十分に効果が得られる。図５は、アップコンバート用ローカル信号の周波数の上下３ｋＨｚにおける位相雑音のレベルが−７３．０ｄＢｃである場合の、ダウンコンバータ用ローカル信号の位相雑音とアップコンバータ用ローカル信号の位相雑音とのレベル差（ｄＢ）と、出力上り信号の周波数の上下３ｋＨｚにおける位相雑音のレベル（ｄＢｃ）と、の関係を表す説明図である。
【００５９】
尚、本実施例では、建造物１０内の端末端子１５とケーブルモデム１８との間にアップコンバータ１９が設置されているが、ヘッドエンド１にダウンコンバータが設置され、建造物１０内にアップコンバータが設置されており、ヘッドエンド１に備えられるダウンコンバータにて、周波数が非常に高い第１ＢＳ−ＩＦ信号を、建造物１０の外部の双方向ＣＡＴＶシステムで伝送可能な周波数帯域の第２ＢＳ−ＩＦ信号に周波数変換して送出し、建造物１０内に備えられるアップコンバータにて、第３ＢＳ−ＩＦ信号に周波数変換する（元の第１ＢＳ−ＩＦ信号に戻す）様に構成されていても良い。この様に構成されている場合にも、第１ＢＳ−ＩＦ信号を第２ＢＳ−ＩＦ信号に周波数変換する際、第２ＢＳ−ＩＦ信号の周波数からダウンコンバート用ローカル信号の周波数を減じた値に相当する周波数の信号を第２ＢＳ−ＩＦ信号とし、第２ＢＳ−ＩＦ信号を元の第１ＢＳ−ＩＦ信号に周波数変換する際、第２ＢＳ−ＩＦ信号の周波数にアップコンバート用ローカル信号の周波数を加えた値に相当する周波数の信号を第３ＢＳ−ＩＦ信号とすれば、本実施例の出力上り信号と同様に、第３ＢＳ−ＩＦ信号には位相雑音が殆ど現れない。
【００６０】
又、本実施例では、入力上り信号を棟内上り信号に周波数変換する際、アップコンバート用ローカル信号の周波数に入力上り信号の周波数を加えた値に相当する周波数の信号を棟内上り信号とし、棟内上り信号を出力上り信号に周波数変換する際、棟内上り信号の周波数からダウンコンバート用ローカル信号の周波数を減じた値に相当する周波数の信号を出力上り信号とする様に構成されているが、入力上り信号を棟内上り信号に周波数変換する際、アップコンバート用ローカル信号の周波数から入力上り信号の周波数を減じた値に相当する周波数の信号を棟内上り信号とし、棟内上り信号を出力上り信号に周波数変換する際、ダウンコンバート用ローカル信号の周波数から棟内上り信号の周波数を減じた値に相当する周波数の信号を出力上り信号としても良い。
【００６１】
又、本実施例では、アップコンバート用ローカル信号の周波数及びダウンコンバート用ローカル信号の周波数は共に６４５ＭＨｚであるが、両ローカル信号の位相雑音の周波数分布が略同一であれば、両ローカル信号の周波数は特に限定されず、例えば数十ＭＨｚであっても良いし、数１０００ＭＨｚであっても良い。更に、両ローカル信号の位相雑音の周波数分布が略同一であれば、両ローカル信号の周波数が異なっていても同一の効果が得られる。但し、この場合には、入力上り信号の周波数と出力上り信号の周波数とは一致しない。
【００６２】
又、本実施例では特に限定しなかったが、アップコンバート用ローカル信号の位相雑音の周波数分布とダウンコンバート用ローカル信号の位相雑音の周波数分布とが略同一であれば、アップコンバート用ローカル信号自体のレベルとダウンコンバート用ローカル信号自体のレベルとを同一にする必要はない。例えば、一方のローカル信号のレベルが１０ｄＢｍである場合に、他方で用いるローカル信号のレベルが０ｄＢｍ程度であったとしても、実施例と同様に、出力上り信号には位相雑音が殆ど現れない。但し、極端にレベルが低い場合には周波数変換自体に悪影響を及ぼすことがあり、例えば１６ＱＡＭ方式では復調の際にＣ／Ｎ値が３０ｄＢ以上必要である。このため、実際には、外部のＣＡＴＶシステムの伝送線の損失分（約２０ｄＢ）及び建造物１０内の伝送線１１の損失分（約３０ｄＢ）を考慮すると、一方のローカル信号のレベルが１０ｄＢｍである場合に、他方で用いるローカル信号のレベルは最低−１３ｄＢｍ必要である。
【００６３】
又、アップコンバート用ローカル信号の位相雑音の周波数分布とダウンコンバート用ローカル信号の位相雑音の周波数分布とが略同一であれば、アップコンバート用ローカル信号の周波数とダウンコンバート用ローカル信号の周波数とを同一にする必要はない。例えば、１０乃至５５ＭＨｚの入力上り信号を８１０ＭＨｚのアップコンバート用ローカル信号で周波数変換して８２０乃至８６５ＭＨｚの棟内上り信号を生成し、８００ＭＨｚのダウンコンバート用ローカル信号で周波数変換して２０乃至５５ＭＨｚの出力上り信号を生成しても、本実施例と同様に、出力上り信号には位相雑音が殆ど現れない。
【００６４】
又、本実施例の棟内ＣＡＴＶシステムは、１つのアップコンバータ１９にて入力上り信号を棟内上り信号に周波数変換し、１つのダウンコンバータ２０にて棟内上り信号を出力上り信号に周波数変換する様に構成されているが、アップコンバータ（又はダウンコンバータ）を複数備え、入力上り信号（又は棟内上り信号）を複数回周波数変換して棟内上り信号（又は出力上り信号）を生成する様に構成されていても良い。但し、この場合には、複数のアップコンバータにて用いるアップコンバート用ローカル信号の位相雑音の総和であるアップコンバート総位相雑音の周波数分布と、複数のダウンコンバータにて用いるダウンコンバート用ローカル信号の位相雑音の総和であるダウンコンバート総位相雑音の周波数分布とが略同一である必要がある。即ち、入力上り信号を棟内上り信号に周波数変換する際に加えられる位相雑音の総和と、棟内上り信号を出力上り信号に周波数変換する際に減じられる位相雑音の総和とが等しければ、アップコンバータ又はダウンコンバータが複数であっても、本実施例と同様に、出力上り信号には位相雑音が殆ど現れない。
【００６５】
又、本実施例では、アップコンバータ１９においてアップコンバート用ローカル信号発振器１０６がアップコンバート用ローカル信号を発生してミキサ１０５に入力し、ダウンコンバータ２０においてダウンコンバート用ローカル信号発振器２０６がダウンコンバート用ローカル信号を発生してミキサ２０５に入力する様に構成されているが、１つの発振器が発生したローカル信号を分配器により分配してミキサ１０５及びミキサ２０５に入力する様に構成されていても良い。この様に構成されている場合には、発振器の数を減らすことができるので、棟内ＣＡＴＶシステム全体のコストも減らすことができる。又、１つの発振器が発生したローカル信号を分配してアップコンバート用ローカル信号及びダウンコンバート用ローカル信号として用いれば、両ローカル信号の位相雑音の周波数分布は完全に同一となるので、出力上り信号には位相雑音が殆ど現れない。
【００６６】
又、本実施例では、ダウンコンバート用ローカル信号発振器２０６が市販の発振器であり、アップコンバート用ローカル信号発振器１０６が図３に示す様に構成されているが、アップコンバート用ローカル信号発振器１０６が市販の発振器であり、ダウンコンバート用ローカル信号発振器２０６が図３に示す様に構成されていても良いし、両発振器が図３に示す様に構成されていても良い。
【００６７】
又、本実施例では、電圧制御発振器３０５においては、空芯のコイル（Ｑ値（ｑｕａｌｉｔｙ−ｆａｃｔｏｒの値）は一定）を採用しているが、導線を巻回したボビンの中にフェライトコアが挿入され、フェライトコアの挿入量の増減に応じてＱ値が増減するモールドコイルを採用しても良い。この様に構成されている場合には、コイルのＱ値を適宜調整すれば、アップコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分をより詳細に調整することができるので、より正確にアップコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分とダウンコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分とを同一にすることができる。
【００６８】
又、本実施例では、ＰＬＬ方式の発振器について述べたが、水晶発振器や誘電体発振器等、他の方式の発振器に応用することもでき、同様の効果が得られる。
［第２実施例］
次に、第２実施例について説明する。
【００６９】
図６は、本実施例における棟内ＣＡＴＶシステムの全体構成を説明するブロック図であり、図７は、本実施例の棟内ＣＡＴＶシステムにおける周波数変換装置（ダウンコンバータ及びアップコンバータ）の構成を説明するためのブロック図である。
【００７０】
本実施例の棟内ＣＡＴＶシステムは、第１実施例と同様に、引込線５から入力された外部の双方向ＣＡＴＶシステムの下り信号（７０乃至６０２ＭＨｚ）を、建造物１０内にある加入者宅１０ａ内の端末端子１５まで伝送すると共に、加入者宅１０ａ内のパーソナルコンピュータ１７からケーブルモデム１８を介して、端末端子１５へ入力される入力上り信号（１０乃至５５ＭＨｚ）を、端末端子１５から引込線５まで伝送するものである。但し、本実施例は、保安器６から端末端子１５に至る伝送路の一部に無線伝送路を用いる点で第１実施例とは構成が異なっているため、この構成の相違する部分を中心に説明する。
【００７１】
図６に示す様に、本実施例の棟内ＣＡＴＶシステムでは、建造物１０内において、一端が、保安器６を介して引込線５に接続された伝送線１１ａを備えており、この伝送線１１ａの他端には、伝送線１１ａ上に設けられた双方向増幅器１２及び、ダウンコンバータ５０を介して、棟内無線通信装置４０が接続されている。
【００７２】
又、本実施例の棟内ＣＡＴＶシステムでは、建造物１０内の加入者宅１０ａ内において、一端が、加入者宅側無線通信装置３９に接続された伝送線１１ｂを備えており、この伝送線１１ｂの他端には、伝送線１１ｂ上に設けられたアップコンバータ４９及び、４分配器１４を介して、端末端子１５が接続されている。
【００７３】
つまり、本実施例の棟内ＣＡＴＶシステムの伝送路は、保安器６から棟内無線通信装置４０に至る有線伝送路、棟内無線通信装置４０から加入者宅側無線通信装置３９に至る無線伝送路、加入者宅側無線通信装置３９から端末端子１５に至る有線伝送路により構成されている。
【００７４】
ここで、棟内無線通信装置４０及び加入者宅側無線通信装置３９は、互いに双方向無線通信を行うものであり、各加入者宅側無線通信装置３９は、棟内無線通信装置４０から送信された下り信号を、夫々が受信し、棟内無線通信装置４０は、各加入者宅側無線通信装置３９から送信された棟内上り信号を全て受信する。
【００７５】
加入者宅側無線通信装置３９から端末端子１５に至る伝送線１１ｂ上に設置されたアップコンバータ４９は、図７（ａ）に示す様に、上流側が加入者宅側無線通信装置３９に接続されていることを除けば、第１実施例のアップコンバータ１９と全く同様に構成されている。
【００７６】
即ち、アップコンバータ４９は、端末端子１５から４分配器１４を介して入力された入力上り信号（１０乃至５５ＭＨｚ）を、棟内上り信号（６５５乃至７７０ＭＨｚ）へ周波数変換して、加入者宅側無線通信装置３９へ伝送すると共に、加入者宅側無線通信装置３９から伝送されてくる下り信号（７０乃至６０２ＭＨｚ）を、周波数変換することなく、４分配器を介して、端末端子１５へ伝送するものである。
【００７７】
又、保安器６から棟内無線通信装置４０に至る伝送線１１ａ上に設置されたダウンコンバータ５０は、図７（ｂ）に示す様に、下流側が棟内無線通信装置４０に接続されていることを除けば、第１実施例のダウンコンバータ２０と全く同様に構成されている。
【００７８】
即ち、ダウンコンバータ５０は、外部の双方向ＣＡＴＶシステムの引込線５から、保安器６及び、双方向増幅器１２を介して入力された下り信号（７０乃至６０２ＭＨｚ）を、周波数変換することなく、棟内無線通信装置４０へ伝送すると共に、棟内無線通信装置４０から伝送されてくる棟内上り信号（６５５乃至７７０ＭＨｚ）を、外部の双方向ＣＡＴＶシステムで伝送可能な周波数帯域（１０乃至５５ＭＨｚ）の出力上り信号へ周波数変換して、双方向増幅器１２及び、保安器６を介して、外部の双方向ＣＡＴＶシステムの引込線５へ伝送するものである。
【００７９】
上記の周波数変換に関して、入力上り信号を、棟内上り信号へ周波数変換する際に用いるアップコンバータ４９内のアップコンバート用ローカル信号発振器４０６は、第１実施例のアップコンバート用ローカル信号発振器１０６と同様のものであり、又、棟内上り信号を、出力上り信号へ周波数変換する際に用いるダウンコンバータ５０内のダウンコンバート用ローカル信号発振器５０６は、第１実施例のダウンコンバート用ローカル信号発振器２０６と同様のものである。
【００８０】
つまり、アップコンバート用ローカル信号発振器４０６及び、ダウンコンバート用ローカル信号発振器５０６が夫々生成するローカル信号（６４５ＭＨｚ）は、位相雑音の周波数分布が略同一となるようにされている。
本実施例の棟内ＣＡＴＶシステムの無線伝送路において、下り信号及び、棟内上り信号の伝送を行う棟内無線通信装置４０及び、加入者宅側無線通信装置３９は、その周波数通過帯域（９．９乃至５５．１ＭＨｚ）が、少なくとも棟内上り信号に付加している位相雑音の分布より広く設定されている。
【００８１】
つまり、アップコンバータ４９で棟内上り信号に重畳された位相雑音は、欠落することなくダウンコンバータ５０へ入力されるため、第１実施例と同様に、アップコンバート用ローカル信号と位相雑音の分布が略同一のダウンコンバート用ローカル信号を用いて、棟内上り信号を出力上り信号へ周波数変換することにより、位相雑音は相殺され、外部ＣＡＴＶシステムへ質の高い出力上り信号を伝送できる。
【００８２】
以上より、本実施例は、第１実施例と同様の効果を得ることができるだけでなく、有線伝送路を築くことが困難な構造をした建造物においても、棟内ＣＡＴＶシステムを構築することができるという効果がある。
又、本実施例は、伝送路の一部に無線伝送路を用いることにより、棟内ＣＡＴＶシステムの配線を簡素化することができ、更に、棟内ＣＡＴＶシステム全体の伝送路に使用するケーブルの量や、ケーブル敷設工事の手間等が削減できる。
【００８３】
従って、本実施例は、棟内ＣＡＴＶシステムの構築にかかるコストが低減できるという効果がある。
尚、本実施例では、アップコンバータ４９及びダウンコンバータ５０は、外部の無線通信装置に接続されているが、アップコンバータ４９及びダウンコンバータ５０自身が無線通信装置を内蔵しても良い。
【００８４】
又、本実施例では、加入者宅１０ａにおける棟内ＣＡＴＶシステムが、加入者宅側無線通信装置３９と、アップコンバータ４９と、４分配器１４と、端末端子１５とが、夫々外部接続されてシステムを構成しているが、加入者宅側無線通信装置３９と、アップコンバータ４９と、４分配器１４と、端末端子１５とを、１つのパッケージに組み込んでも良い。
【００８５】
又、本実施例では、アップコンバータ４９及びダウンコンバータ５０の各々が、ローカル信号発振器を備えているが、ダウンコンバータ５０のみにローカル信号発振器５０６を備え、該ローカル信号発振器５０６が生成するローカル信号を、アップコンバータ４９へ無線伝送により分配供給しても良い。
【００８６】
この場合、ダウンコンバータ５０には、その内部、又は外部に、ローカル信号発振器５０６にて生成されたローカル信号を送信する無線送信装置を設け、アップコンバータ４９には、その内部、又は外部に、無線送信装置から送信されたローカル信号を、受信して、ミキサ４０６に供給する無線受信装置を設ければ良い。
【００８７】
又、建造物１０内に多数あるアップコンバータ４９の内の何れか１つのみがローカル信号発振器４０６を備え、該ローカル信号発振器４０６が生成するローカル信号を、他のアップコンバータ４９や、ダウンコンバータ５０へ無線伝送により分配供給しても良い。
【００８８】
この場合、アップコンバータ４９の内、唯一ローカル信号発振器４０６を備えたものには、その内部、又は、外部に、ローカル信号発振器４０６にて生成されたローカル信号を送信する無線送信装置を設け、他のアップコンバータ４９や、ダウンコンバータ５０には、その内部、又は外部に、無線送信装置から送信されたローカル信号を、受信して、ミキサ４０５又は、ミキサ５０５に供給する無線受信装置を設ければ良い。
【００８９】
又、建造物１０内に、ローカル信号発振器を１つ設置し、該ローカル信号発振器が生成するローカル信号を、建造物１０内のアップコンバータ４９及び、ダウンコンバータ５０へ無線伝送により分配供給しても良い。
この場合、建造物１０内に設置されたローカル信号発振器には、その内部、又は外部に、該ローカル信号発振器にて生成されたローカル信号を送信する無線送信装置を設け、アップコンバータ４９及び、ダウンコンバータ５０には夫々、その内部、又は外部に、無線送信装置から送信されたローカル信号を受信して、ミキサ４０５、又は、ミキサ５０５に供給する無線受信装置を設ければ良い。
【００９０】
又、アップコンバータ用ローカル信号発振器４０６及び、ダウンコンバート用ローカル信号発振器５０６が、ＰＬＬ方式の発振器である場合、建造物１０内に、基準信号発振器を１つ設置し、該基準信号発振器が生成する基準信号を、アップコンバータ４９及び、ダウンコンバータ５０へ無線伝送により分配供給しても良い。
【００９１】
この場合、建造物１０内に設置された基準信号発振器には、その内部、又は外部に、該基準信号発振器にて生成された基準信号を送信する無線送信装置を設け、アップコンバータ４９及び、ダウンコンバータ５０には夫々、その内部、又は外部に、無線送信装置から送信された基準信号を、受信して、ローカル信号発振器４０６のＰＬＬ回路又は、ローカル信号発振器５０６のＰＬＬ回路に供給する無線受信装置を設ければ良い。
【００９２】
又、建造物１０内に多数あるアップコンバータ４９の内の何れか１つのみがローカル信号発振器４０６を備え、該ローカル信号発振器４０６が生成するローカル信号を、無線伝送により、他のアップコンバータ４９のみに分配供給し、そして、ダウンコンバータ５０は、アップコンバータ４９で生成された棟内上り信号からローカル信号を抽出し、該ローカル信号を用いて、棟内上り信号を出力上り信号へ周波数変換しても良い。
【００９３】
この場合、建造物１０内に多数あるアップコンバータ４９の内の１つのみがローカル信号発振器４０６を備え、該アップコンバータ４９には、その内部、又は外部に、ローカル信号発振器４０６にて生成されたローカル信号を送信する無線送信装置を設け、他のアップコンバータ４９には、その外部、又は内部に、無線送信装置から送信されたローカル信号を、受信して、ミキサ４０５に供給する無線受信装置を設ければ良い。
【００９４】
そして、ダウンコンバータ５０には、その内部、又は外部に、棟内無線通信装置４０が受信した棟内上り信号を取り込み、該棟内上り信号からローカル信号を抽出し、該ローカル信号をミキサ５０５に供給するローカル信号抽出回路を設ければ良い。
【００９５】
尚、ローカル信号抽出回路については、本願出願人が既に出願している特願平１１−３５０２１２号において詳述しているので、ここでは説明を省略する。
又、本実施例では、本発明を、棟内ＣＡＴＶシステムに適用した例を示したが、送受信端にて周波数変換を行うものであれば、どのような通信システムに適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施例の棟内ＣＡＴＶシステムの全体構成を説明するためのブロック図である。
【図２】 第１実施例における棟内ＣＡＴＶシステムの周波数変換装置（ダウンコンバータ及びアップコンバータ）の構成を説明するためのブロック図である。
【図３】 アップコンバート用ローカル信号発振器の構成を説明するためのブロック図である。
【図４】 入力上り信号，アップコンバート用ローカル信号（ダウンコンバート用ローカル信号），棟内上り信号，出力上り信号の波形を表す説明図である。
【図５】 ダウンコンバータ用ローカル信号の位相雑音とアップコンバータ用ローカル信号の位相雑音とのレベル差（ｄＢ）と、出力上り信号の周波数の上下３ｋＨｚにおける位相雑音のレベル（ｄＢｃ）と、の関係を表す説明図である。
【図６】 第２実施例の棟内ＣＡＴＶシステムの全体構成を説明するためのブロック図である。
【図７】 第２実施例における棟内ＣＡＴＶシステムの周波数変換装置（ダウンコンバータ及びアップコンバータ）の構成を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
１…ヘッドエンド ２…分岐増幅器 ３…延長増幅器 ４…タップオフ ５…引込線 ６…保安器 １０…建造物 １０ａ…加入者宅 １１，１１ａ，１１ｂ…伝送線 １２…双方向増幅器 １３…２分配器 １４…４分配器 １５…端末端子 １６…テレビ受信機 １７…パーソナルコンピュータ １８…ケーブルモデム １９…アップコンバータ １９ａ…下り信号通過回路 １９ｂ…上り信号周波数変換回路 １０１，１０４…ＬＰＦ（ローパスフィルタ） １０２，１０８…単方向増幅器 １０３，１０９…ＨＰＦ（ハイパスフィルタ） １０５…ミキサ １０６…アップコンバート用ローカル信号発振器 １０７…ＢＰＦ（バンドパスフィルタ） ２０…ダウンコンバータ ２０ａ…下り信号通過回路 ２０ｂ…上り信号周波数変換回路 ２０１，２０４…ＨＰＦ（ハイパスフィルタ） ２０２，２０８…単方向増幅器 ２０３，２０９…ＬＰＦ（ローパスフィルタ） ２０５…ミキサ ２０６…ダウンコンバート用ローカル信号発振器 ２０７…ＢＰＦ（バンドパスフィルタ） ３０１…基準発振器 ３０２…位相比較器
３０３…アクティブループフィルタ ３０４…ローパスフィルタ ３０５…電圧制御発振器 ３０６…分周器 ３０７…ＣＰＵ ３９…加入者宅側無線通信装置 ４０…棟内無線通信装置 ４９…アップコンバータ ４９ａ…下り信号通過回路 ４９ｂ…上り信号周波数変換回路 ４０１，４０４…ＬＰＦ（ローパスフィルタ） ４０２，４０８…単方向増幅器 ４０３，４０９…ＨＰＦ（ハイパスフィルタ） ４０５…ミキサ ４０６…アップコンバート用ローカル信号発振器 ４０７…ＢＰＦ（バンドパスフィルタ） ５０…ダウンコンバータ ５０ａ…下り信号通過回路 ５０ｂ…上り信号周波数変換回路 ５０１，５０４…ＨＰＦ（ハイパスフィルタ） ５０２，５０８…単方向増幅器 ５０３，５０９…ＬＰＦ（ローパスフィルタ） ５０５…ミキサ ５０６…ダウンコンバート用ローカル信号発振器 ５０７…ＢＰＦ（バンドパスフィルタ） Ａ３…高周波増幅器 Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７，Ｃ８…コンデンサ ＣＦ，ＣＰ…可変コンデンサ Ｌ…コイル ＯＡ１，ＯＡ２…オペアンプ Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８…抵抗器 ＲＥ…可変抵抗器 Ｔ１…上流側端子 Ｔ２，Ｔ６…下流側端子 Ｔ３，Ｔ７…上流側端子 Ｔ４…下流側端子 Ｔ５…出力端子 ＶＣＣ…直流電源 ＶＣＤ…可変容量ダイオード
【発明の属する技術分野】
本発明は、伝送路にて伝送される信号を、所定区間において所定帯域に周波数変換する周波数変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、外部の双方向ＣＡＴＶシステムからの引込線を建造物内に引き込み、建造物内の伝送線を介して、加入者側の端末装置（例えばケーブルモデム）から入力された上り信号を、引込線から外部の双方向ＣＡＴＶシステムの伝送線上に送出する棟内ＣＡＴＶシステムにおいては、建造物内の各部で発生した雑音が伝送線に混入することがあり、この雑音の内、上り信号と同じ周波数成分のものは、流合雑音として、上り信号と一緒に外部のＣＡＴＶシステムに出力されてしまうという問題があった。
【０００３】
そこで、従来は、加入者側の端末装置から伝送線に入力された数十ＭＨｚの上り信号（入力信号）を、アップコンバータにて数百ＭＨｚのアップコンバート用ローカル信号と混合することによって、流合雑音の影響を受けない（流合雑音の周波数帯域よりも数百ＭＨｚ高い）周波数帯域の棟内上り信号（中間信号）に周波数変換し、建造物内の伝送線から外部の双方向ＣＡＴＶシステムの引込線に伝送する直前で、棟内上り信号を、ダウンコンバータにて数百ＭＨｚのダウンコンバート用ローカル信号と混合することにより、双方向ＣＡＴＶシステムにて伝送可能な周波数帯域の上り信号（出力信号）に周波数変換する周波数変換装置を設置することで、外部の双方向ＣＡＴＶシステムへ出力される流合雑音を低減している。
【０００４】
ところが、従来の棟内ＣＡＴＶシステムを実際に構築すると、ダウンコンバータにて周波数変換した後の上り信号の質が、端末装置から入力された上り信号に比べて大幅に低下することがある。これは、アップコンバータ及びダウンコンバータにて上り信号と混合されるアップコンバート用ローカル信号及びダウンコンバート用ローカル信号に、正規の周波数を中心として上下の周波数方向に広がりを持つ雑音（以下、「位相雑音」という。）が含まれており、アップコンバータ及びダウンコンバータにて周波数変換される際に、上り信号に位相雑音が付加されてしまうからである。この位相雑音は、ローカル信号を生成する際、具体的には、発振器が発生した所定周波数の基準信号を用いてローカル信号をＰＬＬ制御する際に生じるものであり、ＰＬＬ制御の精度が低い程位相雑音は大きくなる。
【０００５】
又、ＣＡＴＶシステムのセンタ装置から端末装置へ伝送される下り信号の内、伝送線の伝送可能周波数帯域よりも周波数が高いＢＳ−ＩＦ信号（入力信号）は、まず、センタ装置に設置されたダウンコンバータにて伝送線の伝送可能周波数帯域の信号（中間信号）に周波数変換されてから伝送され、端末装置の直前に設置されたアップコンバータにて元のＢＳ−ＩＦ信号（出力信号）に戻される。このため、上り信号と同様に、アップコンバータ及びダウンコンバータにて周波数変換される際に、ＢＳ−ＩＦ信号に位相雑音が付加されてしまう。
【０００６】
この様にして伝送信号に付加されてしまう位相雑音を低減するため、従来は、ＰＬＬ制御の精度を高め、アップコンバート用ローカル信号及びダウンコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音を低減することによって、最終的に上り信号やＢＳ−ＩＦ信号に現れる位相雑音を低減していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＰＬＬ制御の精度は、主としてＰＬＬ制御にかかる回路素子の精度に応じて決まるので、ＰＬＬ制御の精度を高めるためには、高精度で高価な回路素子を用いる必要がある。このため、ＰＬＬ制御の精度を高める程、周波数変換装置及びＣＡＴＶシステム全体のコストは増加することになる。
【０００８】
又、ＰＬＬ制御の精度を高めても、位相雑音の低減には限界があり、アップコンバート用ローカル信号及びダウンコンバート用ローカル信号から位相雑音を完全に除去することは不可能である。
そこで、本発明は、伝送路を伝送されてくる入力信号を所定区間の前で中間信号に周波数変換し、周波数変換後の中間信号を所定区間の後で更に出力信号に周波数変換する周波数変換装置及び周波数変換を用いて信号の送受信を行う通信システムにおいて、高価な回路素子を用いることなく、出力信号に付加される位相雑音を低減することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段、及び発明の効果】
この様な目的を達成するため、本発明にかかる周波数変換装置は、請求項１に記載されている様に、入力された信号とアップコンバート用ローカル信号生成手段が生成した所定周波数のアップコンバート用ローカル信号とを混合することにより、入力された信号を周波数の高い信号に周波数変換して出力するアップコンバータと、入力された信号とダウンコンバート用ローカル信号生成手段が生成した所定周波数のダウンコンバート用ローカル信号とを混合することにより、入力された信号を周波数の低い信号に周波数変換して出力するダウンコンバータと、を伝送路上に備え、該伝送路の第１区間を伝送されてくる入力信号を、前記アップコンバータ及び前記ダウンコンバータの何れか一方にて前記入力信号とは周波数の異なる中間信号に周波数変換し、前記伝送路の第２区間については前記中間信号を伝送し、前記伝送路の第２区間を伝送されてくる前記中間信号を、前記アップコンバータ及び前記ダウンコンバータの何れか他方にて前記中間信号とは周波数の異なる出力信号に周波数変換し、前記伝送路の第３区間については前記出力信号を伝送する周波数変換装置であって、前記アップコンバート用ローカル信号生成手段及び前記ダウンコンバート用ローカル信号生成手段の何れか一方は、ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分を調整するための位相雑音調整手段を備え、前記アップコンバート用ローカル信号生成手段及び前記ダウンコンバート用ローカル信号生成手段は、前記位相雑音調整手段により、前記アップコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分と前記ダウンコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分とを略一致させることにより、位相雑音の周波数成分が略同一である前記アップコンバート用ローカル信号及び前記ダウンコンバート用ローカル信号を生成する様に構成されており、前記アップコンバータ及び前記ダウンコンバータは、前記入力信号を前記中間信号に周波数変換する際、前記ローカル信号の周波数に前記入力信号の周波数を加えた値に相当する周波数の信号を前記中間信号とする場合には、前記中間信号を前記出力信号に周波数変換する際、前記中間信号の周波数から前記ローカル信号の周波数を減じた値に相当する周波数の信号を前記出力信号とし、前記入力信号を前記中間信号に周波数変換する際、前記ローカル信号の周波数から前記入力信号の周波数を減じた値に相当する周波数の信号を前記中間信号とする場合には、前記中間信号を前記出力信号に周波数変換する際、前記ローカル信号の周波数から前記中間信号の周波数を減じた値に相当する周波数の信号を前記出力信号とする様に構成されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明にかかる周波数変換装置では、伝送路の第１区間を伝送されてくる入力信号は、アップコンバータ及びダウンコンバータの何れか一方にて、入力信号とは周波数の異なる中間信号に周波数変換されて、伝送路の第２区間を伝送される。そして、伝送路の第２区間を伝送されてくる中間信号は、アップコンバータ及びダウンコンバータの何れか他方にて、中間信号とは周波数の異なる出力信号に周波数変換されて、伝送路の第３区間を伝送される。
【００１１】
ところが、前述した様に、アップコンバート用ローカル信号及びダウンコンバート用ローカル信号には位相雑音が含まれているので、アップコンバータ及びダウンコンバータにおいて単純に周波数変換した場合には、入力信号から中間信号に周波数変換される際及び中間信号から出力信号に周波数変換される際に、アップコンバート用ローカル信号及びダウンコンバート用ローカル信号の位相雑音が付加されてしまい、出力信号に非常に大きな位相雑音が現れることがある。
【００１２】
そこで、本発明にかかる周波数変換装置では、アップコンバート用ローカル信号生成手段及びダウンコンバート用ローカル信号生成手段の何れか一方は、ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分を調整するための位相雑音調整手段を備えており、アップコンバート用ローカル信号生成手段及びダウンコンバート用ローカル信号生成手段は、前記位相雑音調整手段により、前記アップコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分と前記ダウンコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分とを略一致させることにより、位相雑音の周波数成分が略同一であるアップコンバート用ローカル信号及びダウンコンバート用ローカル信号を生成する。
【００１３】
そして、入力信号を中間信号に周波数変換する際、ローカル信号の周波数に入力信号の周波数を加えた値に相当する周波数の信号を中間信号とし、中間信号を出力信号に周波数変換する際、中間信号の周波数からローカル信号の周波数を減じた値に相当する周波数の信号を出力信号とする。
【００１４】
ここで、アップコンバート用ローカル信号の位相雑音とダウンコンバート用ローカル信号の位相雑音とは略同一であれば良く、厳密に同一である必要はない。例えば、ローカル信号の周波数が数十乃至数百ＭＨｚである場合には、ローカル信号の周波数の上下３ｋＨｚにおける位相雑音のレベル差が３乃至５ｄＢ程度であれば、略同一とみなすことができる。
【００１５】
本発明の発明者による実験の結果、この様に構成されている周波数変換装置によれば、入力信号とローカル信号とを混合して入力信号の周波数にローカル信号の周波数を加えた値に相当する周波数の中間信号を生成すると、中間信号にはローカル信号の位相雑音が付加されてしまうのであるが、中間信号とローカル信号とを混合して中間信号の周波数からローカル信号の周波数を減じた値に相当する周波数の出力信号を生成すると、入力信号を中間信号に周波数変換する際に信号に加えた位相雑音と略同一の位相雑音を、中間信号を出力信号に周波数変換する際に信号から減じることになり、２回の周波数変換において信号に付加される位相雑音が相殺され、出力信号には位相雑音が殆ど現れないことが判明した。
【００１６】
又、本発明の発明者による実験の結果、入力信号を中間信号に周波数変換する際、ローカル信号の周波数から入力信号の周波数を減じた値に相当する周波数の信号を中間信号とし、中間信号を出力信号に周波数変換する際、ローカル信号の周波数から中間信号の周波数を減じた値に相当する周波数の信号を出力信号としても、同様に、出力信号には位相雑音が殆ど現れないことが判明した。
【００１７】
この様に、アップコンバート用ローカル信号生成手段及びダウンコンバート用ローカル信号生成手段において生成されるローカル信号の位相雑音の周波数成分が略同一であれば、位相雑音のレベルがある程度高くても、出力信号に位相雑音が殆ど現れない様にすることができるので、高価な回路素子を用いることなく、出力信号に付加される位相雑音を低減することができる。
【００１８】
又、本発明にかかる周波数変換装置においては、アップコンバート用ローカル信号の位相雑音の周波数分布とダウンコンバート用ローカル信号の位相雑音の周波数分布とが略同一であれば、アップコンバート用ローカル信号自体のレベルとダウンコンバート用ローカル信号自体のレベルとを同一にする必要はない。例えば、アップコンバータ又はダウンコンバータで用いるローカル信号のレベルが１０ｄＢｍである場合に、他方で用いるローカル信号のレベルが０ｄＢｍ程度であったとしても、出力上り信号には位相雑音が殆ど現れない。但し、極端にレベルが低い場合には周波数変換自体に悪影響を及ぼすことがあるので、可能であれば、請求項２に記載されている様に、前記アップコンバート用ローカル信号のレベルと前記ダウンコンバート用ローカル信号のレベルとが略同一であることが好ましい。アップコンバート用ローカル信号のレベルとダウンコンバート用ローカル信号のレベルとが略同一であれば、アップコンバート用ローカル信号を生成する発振器及びダウンコンバート用ローカル信号を生成する発振器の回路構成等を共通化することができる。
【００１９】
又、本発明にかかる周波数変換装置においては、アップコンバート用ローカル信号の位相雑音の周波数分布とダウンコンバート用ローカル信号の位相雑音の周波数分布とが略同一であれば、アップコンバート用ローカル信号の周波数とダウンコンバート用ローカル信号の周波数とを同一にする必要はない。例えば、１０ＭＨｚの入力上り信号を７０ＭＨｚのアップコンバート用ローカル信号で周波数変換して８０ＭＨｚの棟内上り信号を生成し、６０ＭＨｚのダウンコンバート用ローカル信号で周波数変換して２０ＭＨｚの出力上り信号を生成しても、出力上り信号には位相雑音が殆ど現れない。但し、請求項３に記載されている様に、前記アップコンバート用ローカル信号の周波数と前記ダウンコンバート用ローカル信号の周波数とが同一であれば、入力上り信号と同一周波数の出力上り信号を得ることができるので、入力上り信号と同一周波数の出力上り信号を得る必要があれば、両ローカル信号の周波数は同一であることが好ましい。
【００２０】
なお、前記位相雑音調整手段は、具体的には、請求項４に記載されている様に、前記アップコンバート用ローカル信号生成手段又は前記ダウンコンバート用ローカル信号生成手段を構成する回路素子の特性値を変化させることによってローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分を調整する様に構成されていると良い。より具体的には、請求項５乃至８に記載されている様に、位相雑音調整手段は、前記アップコンバート用ローカル信号生成手段又は前記ダウンコンバート用ローカル信号生成手段を構成する抵抗素子の電気抵抗値や容量素子の静電容量値や誘導素子の誘導係数値や誘導素子のＱ値（ｑｕａｌｉｔｙ−ｆａｃｔｏｒの値）を変化させることによって、ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分を調整する様に構成されていると良い。
【００２１】
本発明にかかる周波数変換装置がこの様に構成されている場合には、アップコンバート用ローカル信号生成手段及び前記ダウンコンバート用ローカル信号生成手段の何れか一方が生成したローカル信号に含まれる任意の位相雑音に合わせて、アップコンバート用ローカル信号生成手段及び前記ダウンコンバート用ローカル信号生成手段の何れか他方が、位相雑音調整手段によってローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分を調整することによって、アップコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分とダウンコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分とを一致させる。従って、アップコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分とダウンコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分とを容易に一致させることができ、その結果、出力信号に位相雑音が現れない様にすることができる。例えば、任意の位相雑音を含むローカル信号を生成する市販の発振器をアップコンバート用ローカル信号生成手段として採用した場合、位相雑音調整手段を有する発振器をダウンコンバート用ローカル信号生成手段として採用すれば、仮に市販の発振器の精度が低く、生成するローカル信号に大きな位相雑音が含まれていたとしても、アップコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分とダウンコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分とを一致させることによって、出力信号に位相雑音が現れない様にすることができる。
【００２６】
又、本発明にかかる周波数変換装置は、請求項９に記載されている様に、第１区間及び第３区間は有線伝送路、第２区間は無線伝送路となる前記伝送路上に設置されても良い。
本発明にかかる周波数変換装置がこの様に構成された前記伝送路上に設置されている場合は、第２区間における無線伝送路での周波数通過帯域を、前記中間信号に付加している位相雑音の周波数分布より広くすることにより、位相雑音を欠落させることなく前記中間信号を伝送できる。
【００２７】
そして前述と同様に、前記入力信号を前記中間信号へ周波数変換する際に用いたローカル信号と位相雑音の周波数成分が略同一のローカル信号を用いて前記中間信号を前記出力信号へ周波数変換することにより、前記出力信号に付加される位相雑音を低減することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した実施例を図面に基づいて説明する。
［第１実施例］
まず、本実施例における棟内ＣＡＴＶシステムの全体構成について説明する。
【００３１】
図１は、棟内ＣＡＴＶシステムの全体構成を説明するためのブロック図であり、図２は、棟内ＣＡＴＶシステムの周波数変換装置（ダウンコンバータ及びアップコンバータ）の構成を説明するためのブロック図であり、図３は、アップコンバート用ローカル信号発振器の構成を説明するためのブロック図である。
【００３２】
図１に示す様に、本実施例の棟内ＣＡＴＶシステムは、ヘッドエンド１，分岐増幅器２，延長増幅器３，タップオフ４等によって構成される外部の双方向ＣＡＴＶシステムのタップオフ４から分岐された引込線５を、保安器６を介して集合住宅等の建造物１０内に引き込み、建造物１０内の伝送線１１、及び、この伝送線１１上に設けられた双方向増幅器１２，２分配器１３，４分配器１４等を介して、引込線５から入力された外部の双方向ＣＡＴＶシステムの下り信号（周波数：７０乃至６０２ＭＨｚ）を、建造物１０内の多数の加入者側の端末端子１５まで伝送すると共に、この端末端子１５から入力された上り信号（棟内上り信号）を、引込線５まで伝送するものである。
【００３３】
そして、伝送線１１を介して伝送されてくる下り信号が端末端子１５を介してテレビ受信機１６に受信されると、テレビ受信機１６は、下り信号を復調し、音声及び映像を出力する。
又、本実施例の棟内ＣＡＴＶシステムにおいては、端末端子１５にケーブルモデム１８を介してパーソナルコンピュータ１７が接続されており、パーソナルコンピュータ１７からヘッドエンド１へ各種データを送信することにより、有料番組の視聴予約やテレビショッピング等を行うことができる様に構成されている。具体的には、パーソナルコンピュータ１７において生成された各種データは、ケーブルモデム１８において、外部の双方向ＣＡＴＶシステムで伝送可能な周波数帯域（本実施例では１０乃至５５ＭＨｚ）の入力上り信号に変換され、端末端子１５に入力される。
【００３４】
ところが、前述した様に１０乃至５５ＭＨｚの信号は、建造物１０内において発生する種々の雑音の影響を受け易いので、端末端子１５とケーブルモデム１８との間に、アップコンバータ１９を設置し、パーソナルコンピュータ１７からケーブルモデム１８を介して送信される上り信号（入力上り信号）を、アップコンバータ１９において、下り信号より高い周波数帯域（本実施例では６５５乃至７７０ＭＨｚ）の棟内上り信号に変換してから、端末端子１５に入力する様に構成されている。
【００３５】
そして、アップコンバータ１９に対応して、棟内ＣＡＴＶシステムの伝送線１１と外部の双方向ＣＡＴＶシステムの引込線５との接続部分には、端末端子１５から伝送線１１を介して伝送されてくる棟内上り信号を、外部の双方向ＣＡＴＶシステムで使用可能な周波数の上り信号（出力上り信号）に変換するダウンコンバータ２０が設置されている。
【００３６】
アップコンバータ１９は、図２（ａ）に示す様に、下り信号通過回路１９ａと、上り信号周波数変換回路１９ｂと、上流側端子Ｔ１と、下流側端子Ｔ２と、を備える。
下り信号通過回路１９ａは、棟内上り信号阻止用のローパスフィルタ（以下「ＬＰＦ」という。）１０１と、単方向増幅器１０２と、上り信号阻止用のハイパスフィルタ（以下「ＨＰＦ」という。）１０３と、によって構成されており、上り信号周波数変換回路１９ｂは、下り信号阻止用のＬＰＦ１０４と、ミキサ１０５と、アップコンバート用ローカル信号発振器１０６と、所定周波数帯域の信号だけを通過させるバンドパスフィルタ（以下、「ＢＰＦ」という。）１０７と、単方向増幅器１０８と、下り信号阻止用のＨＰＦ１０９と、によって構成されている。
【００３７】
アップコンバート用ローカル信号発振器１０６は、６４５ＭＨｚのアップコンバート用ローカル信号を生成するためのものである。
そして、ＬＰＦ１０１の通過可能周波数帯域は６０２ＭＨｚ以下、ＨＰＦ１０３の通過可能周波数帯域は７０ＭＨｚ以上、ＬＰＦ１０４の通過可能周波数帯域は５５ＭＨｚ以下、ＢＰＦ１０７の通過可能周波数帯域は６５５乃至７７０ＭＨｚ、ＨＰＦ１０９の通過可能周波数帯域は６５５ＭＨｚ以上となっている。
【００３８】
又、単方向増幅器１０２は、ＬＰＦ１０１，ＨＰＦ１０３等における下り信号の通過損失を補償するためのものであり、単方向増幅器１０８は、ＬＰＦ１０４，ＢＰＦ１０７，ＨＰＦ１０９等における上り信号及び棟内上り信号の通過損失を補償するためのものである。
【００３９】
そして、上流側端子Ｔ１から入力される７０乃至６０２ＭＨｚの下り信号は、ＬＰＦ１０１，単方向増幅器１０２，ＨＰＦ１０３を介して下流側端子Ｔ２から出力される。一方、下流側端子Ｔ２から入力される１０乃至５５ＭＨｚの上り信号は、ＬＰＦ１０４を介してミキサ１０５に入力され、ミキサ１０５は、アップコンバート用ローカル信号発振器１０６から入力される６４５ＭＨｚのアップコンバート用ローカル信号を用いて、入力上り信号を６５５乃至７７０ＭＨｚの棟内上り信号に周波数変換する。そして、棟内上り信号は、ＢＰＦ１０７，単方向増幅器１０８，ＨＰＦ１０９を介して上流側端子Ｔ１から出力される。
【００４０】
ダウンコンバータ２０は、図２（ｂ）に示す様に、下り信号通過回路２０ａと、上り信号周波数変換回路２０ｂと、上流側端子Ｔ３と、下流側端子Ｔ４と、を備える。
下り信号通過回路２０ａは、上り信号阻止用のＨＰＦ２０１と、単方向増幅器２０２と、棟内上り信号阻止用のＬＰＦ２０３と、によって構成されており、上り信号周波数変換回路２０ｂは、下り信号阻止用のＨＰＦ２０４と、ミキサ２０５と、ダウンコンバート用ローカル信号発振器２０６と、ＢＰＦ２０７と、単方向増幅器２０８と、下り信号阻止用のＬＰＦ２０９と、によって構成されている。
【００４１】
ダウンコンバート用ローカル信号発振器２０６は、６４５ＭＨｚのダウンコンバート用ローカル信号を生成するためのものである。
そして、ＨＰＦ２０１の通過可能周波数帯域は７０ＭＨｚ以上、ＬＰＦ２０３の通過可能周波数帯域は６０２ＭＨｚ以下、ＨＰＦ２０４の通過可能周波数帯域は６５５ＭＨｚ以上、ＢＰＦ２０７の通過可能周波数帯域は１０乃至５５ＭＨｚ、ＬＰＦ２０９の通過可能周波数帯域は５５ＭＨｚ以下となっている。
【００４２】
又、単方向増幅器２０２は、ＨＰＦ２０１，ＬＰＦ２０３等における下り信号の通過損失を補償するためのものであり、単方向増幅器２０８は、ＨＰＦ２０４，ＢＰＦ２０７，ＬＰＦ２０９等における上り信号及び棟内上り信号の通過損失を補償するためのものである。
【００４３】
そして、上流側端子Ｔ３から入力される７０乃至６０２ＭＨｚの下り信号は、ＨＰＦ２０１，単方向増幅器２０２，ＬＰＦ２０３を介して下流側端子Ｔ４から出力される。一方、下流側端子Ｔ４から入力される６５５乃至７７０ＭＨｚの棟内上り信号は、ＨＰＦ２０４を介してミキサ２０５に入力され、ミキサ２０５は、ダウンコンバート用ローカル信号発振器２０６から入力される６４５ＭＨｚのダウンコンバート用ローカル信号を用いて、棟内上り信号を１０乃至５５ＭＨｚの出力上り信号に周波数変換する。そして、出力上り信号は、ＢＰＦ２０７，単方向増幅器２０８，ＬＰＦ２０９を介して上流側端子Ｔ３から出力される。
【００４４】
この様に、上り信号は、建造物１０内において発生する種々の雑音の周波数よりも遙かに高い周波数の棟内上り信号に周波数変換されて伝送されるので、建造物１０内において発生する種々の雑音の影響を受け難い。
しかし、アップコンバート用ローカル信号発振器１０６が発生するアップコンバート用ローカル信号及びダウンコンバート用ローカル信号発振器２０６が発生するダウンコンバート用ローカル信号には、通常、位相雑音が含まれているので、アップコンバータ１９及びダウンコンバータ２０において単純に周波数変換した場合には、入力上り信号から棟内上り信号に周波数変換される際にアップコンバート用ローカル信号の位相雑音が重畳され、更に、棟内上り信号から出力上り信号に周波数変換される際にもダウンコンバート用ローカル信号の位相雑音が重畳されてしまうことがあり、出力上り信号の品質が大幅に低下することがある。
【００４５】
そこで、本実施例の周波数変換装置では、アップコンバート用ローカル信号発振器１０６及びダウンコンバート用ローカル信号発振器２０６において、位相雑音の周波数成分が略同一であるアップコンバート用ローカル信号及びダウンコンバート用ローカル信号を発生させ、アップコンバータ１９にて、入力上り信号の周波数（１０乃至５５ＭＨｚ）にアップコンバート用ローカル信号の周波数（６４５ＭＨｚ）を加えた値に相当する周波数（６５５乃至７７０ＭＨｚ）の棟内上り信号を生成し、ダウンコンバータ２０にて、棟内上り信号の周波数（６５５乃至７７０ＭＨｚ）からダウンコンバート用ローカル信号の周波数（６４５ＭＨｚ）を減じた値に相当する周波数（１０乃至５５ＭＨｚ）の出力上り信号を生成する様に構成されている。
【００４６】
具体的には、ダウンコンバート用ローカル信号発振器２０６は任意の位相雑音を含むローカル信号を生成する市販の発振器であり、アップコンバート用ローカル信号発振器１０６が、ダウンコンバート用ローカル信号発振器２０６が生成するローカル信号に含まれる位相雑音と略同一となる様に位相雑音を調整する様に構成されている。
【００４７】
アップコンバート用ローカル信号発振器１０６は、図３に示す様に、基準発振器３０１と、位相比較器３０２と、アクティブ・ループフィルタ３０３と、ローパスフィルタ３０４と、電圧制御発振器３０５と、分周器３０６と、ＣＰＵ３０７と、を備える位相同期回路（ＰＬＬ：ｐｈａｓｅ−ｌｏｃｋｅｄ−ｌｏｏｐ）であり、基準発振器３０１が生成する基準信号の位相と、出力端子Ｔ５から出力されるべき信号、即ちアップコンバート用ローカル信号の位相とを比較し、比較結果を電圧に変換し、電圧制御発振器が生成する信号、即ちアップコンバート用ローカル信号の位相を制御して、基準信号の位相とアップコンバート用ローカル信号の位相とを同期させる周知のものである。
【００４８】
基準発振器３０１は、所謂温度補償型水晶発振器であり、１０ＭＨｚの基準信号を生成する様に構成されており、基準発振器３０１と位相比較器３０２とは、１０００ｐＦのコンデンサＣ１を介して接続されている。
アクティブループフィルタ３０３は、４．７ｋΩの抵抗器Ｒ１と、３ｋΩの抵抗器Ｒ２と、１０ｋΩの抵抗器Ｒ３と、１０ｋΩの抵抗器Ｒ４と、オペアンプＯＡ１と、オペアンプＯＡ２と、可変コンデンサＣＦと、を備える。そして、位相比較器３０２側から順に、抵抗器Ｒ１，オペアンプＯＡ１，抵抗器Ｒ３，オペアンプＯＡ２が直列に接続され、直列接続された３ｋΩの抵抗器Ｒ２及び可変コンデンサＣＦがオペアンプＯＡ１と並列に接続され、抵抗器Ｒ４がオペアンプＯＡ２と並列に接続されて構成されている。
【００４９】
ローパスフィルタ３０４は、１ｋΩの抵抗器Ｒ５と、１０００ｐＦのコンデンサＣ２と、を備える。そして、アクティブループフィルタ３０３と電圧制御発振器３０５との間に抵抗器Ｒ５が直列に接続され、抵抗器Ｒ５の電圧制御発振器３０５側がコンデンサＣ２を介して接地されて構成されている。
【００５０】
電圧制御発振器３０５は、１ｋΩの抵抗器Ｒ６と、５．６ｋΩの抵抗器Ｒ７と、４．７ｋΩの抵抗器Ｒ８と、可変抵抗器ＲＥと、４７ｐＦのコンデンサＣ３と、１０００ｐＦのコンデンサＣ４と、１０ｐＦのコンデンサＣ５と、１０ｐＦのコンデンサＣ６と、１０００ｐＦのコンデンサＣ７と、可変コンデンサＣＰと、空芯のコイルＬと、可変容量ダイオードＶＣＤと、トランジスタＴＲと、高周波増幅器Ａ３と、を備える。そして、ローパスフィルタ３０４の抵抗器Ｒ５と直列に、抵抗器Ｒ６，コイルＬ，コンデンサＣ３，トランジスタＴＲ（ベース端子）が直列に接続され、抵抗器６とコイルＬとの接続点は、並列接続される可変コンデンサＣＰ及び可変容量ダイオードＶＣＤを介して接地されている。トランジスタＴＲのコレクタ端子は直流電源ＶＣＣに接続され、コンデンサＣ４を介して接地されている。又、トランジスタＴＲのコレクタ端子は、抵抗器Ｒ７を介してベース端子と接続されており、ベース端子は、抵抗器Ｒ８を介して接地されている。又、トランジスタＴＲのベース端子は、直列接続されるコンデンサＣ５及びコンデンサＣ６を介して接地されており、エミッタ端子は、コンデンサＣ５とコンデンサＣ６との接続点に接続されている。又、トランジスタＴＲのエミッタ端子は、可変抵抗器ＲＥを介して接地されている。又、トランジスタＴＲのエミッタ端子は、コンデンサＣ７，高周波増幅器Ａ３を介して出力端子Ｔ５に接続されている。
【００５１】
分周器３０６は、１０００ｐＦのコンデンサＣ８を介して、電圧制御発振器３０５の高周波増幅器Ａ３及び出力端子Ｔ５と接続されると共に、ＣＰＵ３０７と接続されている。
そして、ダウンコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分に合わせて、アクティブループフィルタ３０３の可変コンデンサＣＦの静電容量値，電圧制御発振器３０５の可変コンデンサＣＰの静電容量値，可変抵抗器ＲＥの抵抗値を変化させることによって、アップコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分とダウンコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分とを略同一にする。
【００５２】
具体的には、可変コンデンサＣＦの静電容量値，可変コンデンサＣＰの静電容量値，可変抵抗器ＲＥの抵抗値と、アップコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分とは、次の様な関係にある。
第１に、可変抵抗器ＲＥの電気抵抗値を小さくすると、アップコンバート用ローカル信号の周波数の近傍帯域を除いて、全体的に位相雑音が大きくなり、逆に、可変抵抗器ＲＥの電気抵抗値を大きくすると、アップコンバート用ローカル信号の周波数の近傍を除いて、全体的に位相雑音が小さくなる。第２に、可変コンデンサＣＰの静電容量値を大きくすると、アップコンバート用ローカル信号の周波数の近傍帯域では位相雑音が大きく、アップコンバート用ローカル信号の周波数から所定値以上離れた帯域では位相雑音が小さくなり、逆に、可変コンデンサＣＰの静電容量値を小さくすると、アップコンバート用ローカル信号の周波数の近傍帯域では位相雑音が小さく、アップコンバート用ローカル信号の周波数から所定値以上離れた帯域では位相雑音が大きくなる。第３に、可変コンデンサＣＦの静電容量値を大きくすると、アップコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音のカットオフ周波数がアップコンバート用ローカル信号の周波数に近付き、逆に、可変コンデンサＣＦの静電容量値を小さくすると、アップコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音のカットオフ周波数がアップコンバート用ローカル信号の周波数から遠ざかる。
【００５３】
従って、可変コンデンサＣＦの静電容量値，可変コンデンサＣＰの静電容量値，可変抵抗器ＲＥの抵抗値を適宜調整すれば、アップコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分とダウンコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分とを略同一にすることができる。
【００５４】
尚、本実施例において、入力上り信号が前述の入力信号に相当し、棟内上り信号が前述の中間信号に相当し、出力上り信号が前述の出力信号に相当する。
続いて、本実施例の周波数変換装置の効果について説明する。
本実施例の周波数変換装置では、アップコンバータ１９にて、入力上り信号とアップコンバート用ローカル信号とを混合して入力上り信号の周波数にアップコンバート用ローカル信号の周波数を加えた値に相当する周波数の棟内上り信号を生成する際に、棟内上り信号にはアップコンバート用ローカル信号の位相雑音が付加されてしまうのであるが、ダウンコンバータ２０にて、棟内上り信号とダウンコンバート用ローカル信号とを混合して棟内上り信号の周波数からダウンコンバート用ローカル信号の周波数を減じた値に相当する周波数の出力上り信号を生成すると、入力上り信号を棟内上り信号に周波数変換する際に信号に加えた位相雑音と略同一の位相雑音を、棟内上り信号を出力上り信号に周波数変換する際に信号から減じることになり、２回の周波数変換において信号に付加される位相雑音が相殺され、出力上り信号には位相雑音が殆ど現れない。即ち、アップコンバート用ローカル信号の位相雑音の周波数成分とダウンコンバート用ローカル信号の位相雑音の周波数成分とが略同一であれば、位相雑音のレベルがある程度高くても、出力信号に位相雑音が殆ど現れない様にすることができるので、高価な回路素子を用いることなく、出力信号に付加される位相雑音を低減することができる。
【００５５】
続いて、本実施例の棟内ＣＡＴＶシステムの性能評価のために行った実験の結果について説明する。
図４は、入力上り信号の波形（図（ａ）），ローカル信号（アップコンバート用ローカル信号及びダウンコンバート用ローカル信号）の波形（図（ｂ）），棟内上り信号の波形（図（ｃ）），出力上り信号の波形（図（ｄ））を表す説明図である。
【００５６】
アップコンバータ１９の下流側端子Ｔ２から図４（ａ）に示す様な波形の１０ＭＨｚの入力上り信号を入力し、アップコンバート用ローカル信号発振器１０６からミキサ１０５へ図４（ｂ）に示す様な波形の６４５ＭＨｚのアップコンバート用ローカル信号を入力すると、上流側端子Ｔ１において、図４（ｃ）に示す様な波形の６５５ＭＨｚの棟内上り信号が検出される。入力上り信号を棟内上り信号に周波数変換する際にローカル信号の位相雑音が重畳されるので、棟内上り信号の波形は、入力上り信号の波形に比べて鈍くなっている。具体的には、信号の周波数の上下３ｋＨｚにおける位相雑音のレベルが、入力上り信号は−９６．６ｄＢｃであり、棟内上り信号は、−７３．３ｄＢｃである。
【００５７】
そして、棟内上り信号は、伝送線１１を介してダウンコンバータ２０の下流側端子Ｔ４に入力され、ダウンコンバート用ローカル信号発振器２０６からミキサ２０５へ図４（ｂ）に示す様な波形の６４５ＭＨｚのダウンコンバート用ローカル信号を入力すると、上流側端子Ｔ３において、図４（ｄ）に示す様な波形の１０ＭＨｚの出力上り信号が検出される。棟内上り信号を出力上り信号に周波数変換する際にローカル信号の位相雑音が除去されるので、出力上り信号の波形は、棟内上り信号の波形に比べて鋭くなっている（入力上り信号の波形に近くなっている）。具体的には、信号の周波数の上下３ｋＨｚにおける位相雑音のレベルが、出力上り信号は−９６．３ｄＢｃであり、入力上り信号の−９６．６ｄＢｃと略同一である。又、ミキサ２０５からは、棟内上り信号の周波数（６５５ＭＨｚ）とダウンコンバート用ローカル信号の周波数（６４５ＭＨｚ）との和に相当する周波数（１３００ＭＨｚ）の信号も出力されるのであるが、この信号の波形は、棟内上り信号の波形よりも更に鈍くなっている（図示省略）。具体的には、信号の周波数の上下３ｋＨｚにおける位相雑音のレベルが、１３００ＭＨｚの信号は−６４．４ｄＢｃであり、出力上り信号の−９６．４ｄＢｃに比べて遙かに高くなっている。即ち、信号の品質が低下している。又、アップコンバート用ローカル信号発振器１０６からミキサ１０５及びダウンコンバート用ローカル信号発振器２０６からミキサ２０５までの伝送線の長さを変更することによって、ミキサ１０５及び２０５に入力されるローカル信号の位相を種々変化させたてみたが、位相雑音の除去効果には影響を与えなかった。
【００５８】
尚、アップコンバート用ローカル信号の位相雑音とダウンコンバート用ローカル信号の位相雑音とは略同一であれば良く、厳密に同一である必要はない。アップコンバート用ローカル信号の周波数の上下３ｋＨｚにおける位相雑音のレベルが−７３．０ｄＢｃである場合に、ダウンコンバート用ローカル信号の周波数の上下３ｋＨｚにおける位相雑音のレベルが−７３．０ｄＢｃであれば、即ち、両ローカル信号の位相雑音のレベル差が０であれば、図４に示す様に、棟内上り信号から出力上り信号に周波数変換する際に、位相雑音を約２３ｄＢ低減することができ、最適であるが、両ローカル信号の位相雑音のレベル差が３ｄＢであっても位相雑音を約９ｄＢ低減することができ、レベル差が５ｄＢであっても位相雑音を約７ｄＢ低減することができるので、両ローカル信号の位相雑音のレベル差が３乃至５ｄＢ程度であれば、十分に効果が得られる。図５は、アップコンバート用ローカル信号の周波数の上下３ｋＨｚにおける位相雑音のレベルが−７３．０ｄＢｃである場合の、ダウンコンバータ用ローカル信号の位相雑音とアップコンバータ用ローカル信号の位相雑音とのレベル差（ｄＢ）と、出力上り信号の周波数の上下３ｋＨｚにおける位相雑音のレベル（ｄＢｃ）と、の関係を表す説明図である。
【００５９】
尚、本実施例では、建造物１０内の端末端子１５とケーブルモデム１８との間にアップコンバータ１９が設置されているが、ヘッドエンド１にダウンコンバータが設置され、建造物１０内にアップコンバータが設置されており、ヘッドエンド１に備えられるダウンコンバータにて、周波数が非常に高い第１ＢＳ−ＩＦ信号を、建造物１０の外部の双方向ＣＡＴＶシステムで伝送可能な周波数帯域の第２ＢＳ−ＩＦ信号に周波数変換して送出し、建造物１０内に備えられるアップコンバータにて、第３ＢＳ−ＩＦ信号に周波数変換する（元の第１ＢＳ−ＩＦ信号に戻す）様に構成されていても良い。この様に構成されている場合にも、第１ＢＳ−ＩＦ信号を第２ＢＳ−ＩＦ信号に周波数変換する際、第２ＢＳ−ＩＦ信号の周波数からダウンコンバート用ローカル信号の周波数を減じた値に相当する周波数の信号を第２ＢＳ−ＩＦ信号とし、第２ＢＳ−ＩＦ信号を元の第１ＢＳ−ＩＦ信号に周波数変換する際、第２ＢＳ−ＩＦ信号の周波数にアップコンバート用ローカル信号の周波数を加えた値に相当する周波数の信号を第３ＢＳ−ＩＦ信号とすれば、本実施例の出力上り信号と同様に、第３ＢＳ−ＩＦ信号には位相雑音が殆ど現れない。
【００６０】
又、本実施例では、入力上り信号を棟内上り信号に周波数変換する際、アップコンバート用ローカル信号の周波数に入力上り信号の周波数を加えた値に相当する周波数の信号を棟内上り信号とし、棟内上り信号を出力上り信号に周波数変換する際、棟内上り信号の周波数からダウンコンバート用ローカル信号の周波数を減じた値に相当する周波数の信号を出力上り信号とする様に構成されているが、入力上り信号を棟内上り信号に周波数変換する際、アップコンバート用ローカル信号の周波数から入力上り信号の周波数を減じた値に相当する周波数の信号を棟内上り信号とし、棟内上り信号を出力上り信号に周波数変換する際、ダウンコンバート用ローカル信号の周波数から棟内上り信号の周波数を減じた値に相当する周波数の信号を出力上り信号としても良い。
【００６１】
又、本実施例では、アップコンバート用ローカル信号の周波数及びダウンコンバート用ローカル信号の周波数は共に６４５ＭＨｚであるが、両ローカル信号の位相雑音の周波数分布が略同一であれば、両ローカル信号の周波数は特に限定されず、例えば数十ＭＨｚであっても良いし、数１０００ＭＨｚであっても良い。更に、両ローカル信号の位相雑音の周波数分布が略同一であれば、両ローカル信号の周波数が異なっていても同一の効果が得られる。但し、この場合には、入力上り信号の周波数と出力上り信号の周波数とは一致しない。
【００６２】
又、本実施例では特に限定しなかったが、アップコンバート用ローカル信号の位相雑音の周波数分布とダウンコンバート用ローカル信号の位相雑音の周波数分布とが略同一であれば、アップコンバート用ローカル信号自体のレベルとダウンコンバート用ローカル信号自体のレベルとを同一にする必要はない。例えば、一方のローカル信号のレベルが１０ｄＢｍである場合に、他方で用いるローカル信号のレベルが０ｄＢｍ程度であったとしても、実施例と同様に、出力上り信号には位相雑音が殆ど現れない。但し、極端にレベルが低い場合には周波数変換自体に悪影響を及ぼすことがあり、例えば１６ＱＡＭ方式では復調の際にＣ／Ｎ値が３０ｄＢ以上必要である。このため、実際には、外部のＣＡＴＶシステムの伝送線の損失分（約２０ｄＢ）及び建造物１０内の伝送線１１の損失分（約３０ｄＢ）を考慮すると、一方のローカル信号のレベルが１０ｄＢｍである場合に、他方で用いるローカル信号のレベルは最低−１３ｄＢｍ必要である。
【００６３】
又、アップコンバート用ローカル信号の位相雑音の周波数分布とダウンコンバート用ローカル信号の位相雑音の周波数分布とが略同一であれば、アップコンバート用ローカル信号の周波数とダウンコンバート用ローカル信号の周波数とを同一にする必要はない。例えば、１０乃至５５ＭＨｚの入力上り信号を８１０ＭＨｚのアップコンバート用ローカル信号で周波数変換して８２０乃至８６５ＭＨｚの棟内上り信号を生成し、８００ＭＨｚのダウンコンバート用ローカル信号で周波数変換して２０乃至５５ＭＨｚの出力上り信号を生成しても、本実施例と同様に、出力上り信号には位相雑音が殆ど現れない。
【００６４】
又、本実施例の棟内ＣＡＴＶシステムは、１つのアップコンバータ１９にて入力上り信号を棟内上り信号に周波数変換し、１つのダウンコンバータ２０にて棟内上り信号を出力上り信号に周波数変換する様に構成されているが、アップコンバータ（又はダウンコンバータ）を複数備え、入力上り信号（又は棟内上り信号）を複数回周波数変換して棟内上り信号（又は出力上り信号）を生成する様に構成されていても良い。但し、この場合には、複数のアップコンバータにて用いるアップコンバート用ローカル信号の位相雑音の総和であるアップコンバート総位相雑音の周波数分布と、複数のダウンコンバータにて用いるダウンコンバート用ローカル信号の位相雑音の総和であるダウンコンバート総位相雑音の周波数分布とが略同一である必要がある。即ち、入力上り信号を棟内上り信号に周波数変換する際に加えられる位相雑音の総和と、棟内上り信号を出力上り信号に周波数変換する際に減じられる位相雑音の総和とが等しければ、アップコンバータ又はダウンコンバータが複数であっても、本実施例と同様に、出力上り信号には位相雑音が殆ど現れない。
【００６５】
又、本実施例では、アップコンバータ１９においてアップコンバート用ローカル信号発振器１０６がアップコンバート用ローカル信号を発生してミキサ１０５に入力し、ダウンコンバータ２０においてダウンコンバート用ローカル信号発振器２０６がダウンコンバート用ローカル信号を発生してミキサ２０５に入力する様に構成されているが、１つの発振器が発生したローカル信号を分配器により分配してミキサ１０５及びミキサ２０５に入力する様に構成されていても良い。この様に構成されている場合には、発振器の数を減らすことができるので、棟内ＣＡＴＶシステム全体のコストも減らすことができる。又、１つの発振器が発生したローカル信号を分配してアップコンバート用ローカル信号及びダウンコンバート用ローカル信号として用いれば、両ローカル信号の位相雑音の周波数分布は完全に同一となるので、出力上り信号には位相雑音が殆ど現れない。
【００６６】
又、本実施例では、ダウンコンバート用ローカル信号発振器２０６が市販の発振器であり、アップコンバート用ローカル信号発振器１０６が図３に示す様に構成されているが、アップコンバート用ローカル信号発振器１０６が市販の発振器であり、ダウンコンバート用ローカル信号発振器２０６が図３に示す様に構成されていても良いし、両発振器が図３に示す様に構成されていても良い。
【００６７】
又、本実施例では、電圧制御発振器３０５においては、空芯のコイル（Ｑ値（ｑｕａｌｉｔｙ−ｆａｃｔｏｒの値）は一定）を採用しているが、導線を巻回したボビンの中にフェライトコアが挿入され、フェライトコアの挿入量の増減に応じてＱ値が増減するモールドコイルを採用しても良い。この様に構成されている場合には、コイルのＱ値を適宜調整すれば、アップコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分をより詳細に調整することができるので、より正確にアップコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分とダウンコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分とを同一にすることができる。
【００６８】
又、本実施例では、ＰＬＬ方式の発振器について述べたが、水晶発振器や誘電体発振器等、他の方式の発振器に応用することもでき、同様の効果が得られる。
［第２実施例］
次に、第２実施例について説明する。
【００６９】
図６は、本実施例における棟内ＣＡＴＶシステムの全体構成を説明するブロック図であり、図７は、本実施例の棟内ＣＡＴＶシステムにおける周波数変換装置（ダウンコンバータ及びアップコンバータ）の構成を説明するためのブロック図である。
【００７０】
本実施例の棟内ＣＡＴＶシステムは、第１実施例と同様に、引込線５から入力された外部の双方向ＣＡＴＶシステムの下り信号（７０乃至６０２ＭＨｚ）を、建造物１０内にある加入者宅１０ａ内の端末端子１５まで伝送すると共に、加入者宅１０ａ内のパーソナルコンピュータ１７からケーブルモデム１８を介して、端末端子１５へ入力される入力上り信号（１０乃至５５ＭＨｚ）を、端末端子１５から引込線５まで伝送するものである。但し、本実施例は、保安器６から端末端子１５に至る伝送路の一部に無線伝送路を用いる点で第１実施例とは構成が異なっているため、この構成の相違する部分を中心に説明する。
【００７１】
図６に示す様に、本実施例の棟内ＣＡＴＶシステムでは、建造物１０内において、一端が、保安器６を介して引込線５に接続された伝送線１１ａを備えており、この伝送線１１ａの他端には、伝送線１１ａ上に設けられた双方向増幅器１２及び、ダウンコンバータ５０を介して、棟内無線通信装置４０が接続されている。
【００７２】
又、本実施例の棟内ＣＡＴＶシステムでは、建造物１０内の加入者宅１０ａ内において、一端が、加入者宅側無線通信装置３９に接続された伝送線１１ｂを備えており、この伝送線１１ｂの他端には、伝送線１１ｂ上に設けられたアップコンバータ４９及び、４分配器１４を介して、端末端子１５が接続されている。
【００７３】
つまり、本実施例の棟内ＣＡＴＶシステムの伝送路は、保安器６から棟内無線通信装置４０に至る有線伝送路、棟内無線通信装置４０から加入者宅側無線通信装置３９に至る無線伝送路、加入者宅側無線通信装置３９から端末端子１５に至る有線伝送路により構成されている。
【００７４】
ここで、棟内無線通信装置４０及び加入者宅側無線通信装置３９は、互いに双方向無線通信を行うものであり、各加入者宅側無線通信装置３９は、棟内無線通信装置４０から送信された下り信号を、夫々が受信し、棟内無線通信装置４０は、各加入者宅側無線通信装置３９から送信された棟内上り信号を全て受信する。
【００７５】
加入者宅側無線通信装置３９から端末端子１５に至る伝送線１１ｂ上に設置されたアップコンバータ４９は、図７（ａ）に示す様に、上流側が加入者宅側無線通信装置３９に接続されていることを除けば、第１実施例のアップコンバータ１９と全く同様に構成されている。
【００７６】
即ち、アップコンバータ４９は、端末端子１５から４分配器１４を介して入力された入力上り信号（１０乃至５５ＭＨｚ）を、棟内上り信号（６５５乃至７７０ＭＨｚ）へ周波数変換して、加入者宅側無線通信装置３９へ伝送すると共に、加入者宅側無線通信装置３９から伝送されてくる下り信号（７０乃至６０２ＭＨｚ）を、周波数変換することなく、４分配器を介して、端末端子１５へ伝送するものである。
【００７７】
又、保安器６から棟内無線通信装置４０に至る伝送線１１ａ上に設置されたダウンコンバータ５０は、図７（ｂ）に示す様に、下流側が棟内無線通信装置４０に接続されていることを除けば、第１実施例のダウンコンバータ２０と全く同様に構成されている。
【００７８】
即ち、ダウンコンバータ５０は、外部の双方向ＣＡＴＶシステムの引込線５から、保安器６及び、双方向増幅器１２を介して入力された下り信号（７０乃至６０２ＭＨｚ）を、周波数変換することなく、棟内無線通信装置４０へ伝送すると共に、棟内無線通信装置４０から伝送されてくる棟内上り信号（６５５乃至７７０ＭＨｚ）を、外部の双方向ＣＡＴＶシステムで伝送可能な周波数帯域（１０乃至５５ＭＨｚ）の出力上り信号へ周波数変換して、双方向増幅器１２及び、保安器６を介して、外部の双方向ＣＡＴＶシステムの引込線５へ伝送するものである。
【００７９】
上記の周波数変換に関して、入力上り信号を、棟内上り信号へ周波数変換する際に用いるアップコンバータ４９内のアップコンバート用ローカル信号発振器４０６は、第１実施例のアップコンバート用ローカル信号発振器１０６と同様のものであり、又、棟内上り信号を、出力上り信号へ周波数変換する際に用いるダウンコンバータ５０内のダウンコンバート用ローカル信号発振器５０６は、第１実施例のダウンコンバート用ローカル信号発振器２０６と同様のものである。
【００８０】
つまり、アップコンバート用ローカル信号発振器４０６及び、ダウンコンバート用ローカル信号発振器５０６が夫々生成するローカル信号（６４５ＭＨｚ）は、位相雑音の周波数分布が略同一となるようにされている。
本実施例の棟内ＣＡＴＶシステムの無線伝送路において、下り信号及び、棟内上り信号の伝送を行う棟内無線通信装置４０及び、加入者宅側無線通信装置３９は、その周波数通過帯域（９．９乃至５５．１ＭＨｚ）が、少なくとも棟内上り信号に付加している位相雑音の分布より広く設定されている。
【００８１】
つまり、アップコンバータ４９で棟内上り信号に重畳された位相雑音は、欠落することなくダウンコンバータ５０へ入力されるため、第１実施例と同様に、アップコンバート用ローカル信号と位相雑音の分布が略同一のダウンコンバート用ローカル信号を用いて、棟内上り信号を出力上り信号へ周波数変換することにより、位相雑音は相殺され、外部ＣＡＴＶシステムへ質の高い出力上り信号を伝送できる。
【００８２】
以上より、本実施例は、第１実施例と同様の効果を得ることができるだけでなく、有線伝送路を築くことが困難な構造をした建造物においても、棟内ＣＡＴＶシステムを構築することができるという効果がある。
又、本実施例は、伝送路の一部に無線伝送路を用いることにより、棟内ＣＡＴＶシステムの配線を簡素化することができ、更に、棟内ＣＡＴＶシステム全体の伝送路に使用するケーブルの量や、ケーブル敷設工事の手間等が削減できる。
【００８３】
従って、本実施例は、棟内ＣＡＴＶシステムの構築にかかるコストが低減できるという効果がある。
尚、本実施例では、アップコンバータ４９及びダウンコンバータ５０は、外部の無線通信装置に接続されているが、アップコンバータ４９及びダウンコンバータ５０自身が無線通信装置を内蔵しても良い。
【００８４】
又、本実施例では、加入者宅１０ａにおける棟内ＣＡＴＶシステムが、加入者宅側無線通信装置３９と、アップコンバータ４９と、４分配器１４と、端末端子１５とが、夫々外部接続されてシステムを構成しているが、加入者宅側無線通信装置３９と、アップコンバータ４９と、４分配器１４と、端末端子１５とを、１つのパッケージに組み込んでも良い。
【００８５】
又、本実施例では、アップコンバータ４９及びダウンコンバータ５０の各々が、ローカル信号発振器を備えているが、ダウンコンバータ５０のみにローカル信号発振器５０６を備え、該ローカル信号発振器５０６が生成するローカル信号を、アップコンバータ４９へ無線伝送により分配供給しても良い。
【００８６】
この場合、ダウンコンバータ５０には、その内部、又は外部に、ローカル信号発振器５０６にて生成されたローカル信号を送信する無線送信装置を設け、アップコンバータ４９には、その内部、又は外部に、無線送信装置から送信されたローカル信号を、受信して、ミキサ４０６に供給する無線受信装置を設ければ良い。
【００８７】
又、建造物１０内に多数あるアップコンバータ４９の内の何れか１つのみがローカル信号発振器４０６を備え、該ローカル信号発振器４０６が生成するローカル信号を、他のアップコンバータ４９や、ダウンコンバータ５０へ無線伝送により分配供給しても良い。
【００８８】
この場合、アップコンバータ４９の内、唯一ローカル信号発振器４０６を備えたものには、その内部、又は、外部に、ローカル信号発振器４０６にて生成されたローカル信号を送信する無線送信装置を設け、他のアップコンバータ４９や、ダウンコンバータ５０には、その内部、又は外部に、無線送信装置から送信されたローカル信号を、受信して、ミキサ４０５又は、ミキサ５０５に供給する無線受信装置を設ければ良い。
【００８９】
又、建造物１０内に、ローカル信号発振器を１つ設置し、該ローカル信号発振器が生成するローカル信号を、建造物１０内のアップコンバータ４９及び、ダウンコンバータ５０へ無線伝送により分配供給しても良い。
この場合、建造物１０内に設置されたローカル信号発振器には、その内部、又は外部に、該ローカル信号発振器にて生成されたローカル信号を送信する無線送信装置を設け、アップコンバータ４９及び、ダウンコンバータ５０には夫々、その内部、又は外部に、無線送信装置から送信されたローカル信号を受信して、ミキサ４０５、又は、ミキサ５０５に供給する無線受信装置を設ければ良い。
【００９０】
又、アップコンバータ用ローカル信号発振器４０６及び、ダウンコンバート用ローカル信号発振器５０６が、ＰＬＬ方式の発振器である場合、建造物１０内に、基準信号発振器を１つ設置し、該基準信号発振器が生成する基準信号を、アップコンバータ４９及び、ダウンコンバータ５０へ無線伝送により分配供給しても良い。
【００９１】
この場合、建造物１０内に設置された基準信号発振器には、その内部、又は外部に、該基準信号発振器にて生成された基準信号を送信する無線送信装置を設け、アップコンバータ４９及び、ダウンコンバータ５０には夫々、その内部、又は外部に、無線送信装置から送信された基準信号を、受信して、ローカル信号発振器４０６のＰＬＬ回路又は、ローカル信号発振器５０６のＰＬＬ回路に供給する無線受信装置を設ければ良い。
【００９２】
又、建造物１０内に多数あるアップコンバータ４９の内の何れか１つのみがローカル信号発振器４０６を備え、該ローカル信号発振器４０６が生成するローカル信号を、無線伝送により、他のアップコンバータ４９のみに分配供給し、そして、ダウンコンバータ５０は、アップコンバータ４９で生成された棟内上り信号からローカル信号を抽出し、該ローカル信号を用いて、棟内上り信号を出力上り信号へ周波数変換しても良い。
【００９３】
この場合、建造物１０内に多数あるアップコンバータ４９の内の１つのみがローカル信号発振器４０６を備え、該アップコンバータ４９には、その内部、又は外部に、ローカル信号発振器４０６にて生成されたローカル信号を送信する無線送信装置を設け、他のアップコンバータ４９には、その外部、又は内部に、無線送信装置から送信されたローカル信号を、受信して、ミキサ４０５に供給する無線受信装置を設ければ良い。
【００９４】
そして、ダウンコンバータ５０には、その内部、又は外部に、棟内無線通信装置４０が受信した棟内上り信号を取り込み、該棟内上り信号からローカル信号を抽出し、該ローカル信号をミキサ５０５に供給するローカル信号抽出回路を設ければ良い。
【００９５】
尚、ローカル信号抽出回路については、本願出願人が既に出願している特願平１１−３５０２１２号において詳述しているので、ここでは説明を省略する。
又、本実施例では、本発明を、棟内ＣＡＴＶシステムに適用した例を示したが、送受信端にて周波数変換を行うものであれば、どのような通信システムに適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施例の棟内ＣＡＴＶシステムの全体構成を説明するためのブロック図である。
【図２】 第１実施例における棟内ＣＡＴＶシステムの周波数変換装置（ダウンコンバータ及びアップコンバータ）の構成を説明するためのブロック図である。
【図３】 アップコンバート用ローカル信号発振器の構成を説明するためのブロック図である。
【図４】 入力上り信号，アップコンバート用ローカル信号（ダウンコンバート用ローカル信号），棟内上り信号，出力上り信号の波形を表す説明図である。
【図５】 ダウンコンバータ用ローカル信号の位相雑音とアップコンバータ用ローカル信号の位相雑音とのレベル差（ｄＢ）と、出力上り信号の周波数の上下３ｋＨｚにおける位相雑音のレベル（ｄＢｃ）と、の関係を表す説明図である。
【図６】 第２実施例の棟内ＣＡＴＶシステムの全体構成を説明するためのブロック図である。
【図７】 第２実施例における棟内ＣＡＴＶシステムの周波数変換装置（ダウンコンバータ及びアップコンバータ）の構成を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
１…ヘッドエンド ２…分岐増幅器 ３…延長増幅器 ４…タップオフ ５…引込線 ６…保安器 １０…建造物 １０ａ…加入者宅 １１，１１ａ，１１ｂ…伝送線 １２…双方向増幅器 １３…２分配器 １４…４分配器 １５…端末端子 １６…テレビ受信機 １７…パーソナルコンピュータ １８…ケーブルモデム １９…アップコンバータ １９ａ…下り信号通過回路 １９ｂ…上り信号周波数変換回路 １０１，１０４…ＬＰＦ（ローパスフィルタ） １０２，１０８…単方向増幅器 １０３，１０９…ＨＰＦ（ハイパスフィルタ） １０５…ミキサ １０６…アップコンバート用ローカル信号発振器 １０７…ＢＰＦ（バンドパスフィルタ） ２０…ダウンコンバータ ２０ａ…下り信号通過回路 ２０ｂ…上り信号周波数変換回路 ２０１，２０４…ＨＰＦ（ハイパスフィルタ） ２０２，２０８…単方向増幅器 ２０３，２０９…ＬＰＦ（ローパスフィルタ） ２０５…ミキサ ２０６…ダウンコンバート用ローカル信号発振器 ２０７…ＢＰＦ（バンドパスフィルタ） ３０１…基準発振器 ３０２…位相比較器
３０３…アクティブループフィルタ ３０４…ローパスフィルタ ３０５…電圧制御発振器 ３０６…分周器 ３０７…ＣＰＵ ３９…加入者宅側無線通信装置 ４０…棟内無線通信装置 ４９…アップコンバータ ４９ａ…下り信号通過回路 ４９ｂ…上り信号周波数変換回路 ４０１，４０４…ＬＰＦ（ローパスフィルタ） ４０２，４０８…単方向増幅器 ４０３，４０９…ＨＰＦ（ハイパスフィルタ） ４０５…ミキサ ４０６…アップコンバート用ローカル信号発振器 ４０７…ＢＰＦ（バンドパスフィルタ） ５０…ダウンコンバータ ５０ａ…下り信号通過回路 ５０ｂ…上り信号周波数変換回路 ５０１，５０４…ＨＰＦ（ハイパスフィルタ） ５０２，５０８…単方向増幅器 ５０３，５０９…ＬＰＦ（ローパスフィルタ） ５０５…ミキサ ５０６…ダウンコンバート用ローカル信号発振器 ５０７…ＢＰＦ（バンドパスフィルタ） Ａ３…高周波増幅器 Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７，Ｃ８…コンデンサ ＣＦ，ＣＰ…可変コンデンサ Ｌ…コイル ＯＡ１，ＯＡ２…オペアンプ Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８…抵抗器 ＲＥ…可変抵抗器 Ｔ１…上流側端子 Ｔ２，Ｔ６…下流側端子 Ｔ３，Ｔ７…上流側端子 Ｔ４…下流側端子 Ｔ５…出力端子 ＶＣＣ…直流電源 ＶＣＤ…可変容量ダイオード
Claims (9)
- 入力された信号とアップコンバート用ローカル信号生成手段が生成した所定周波数のアップコンバート用ローカル信号とを混合することにより、入力された信号を周波数の高い信号に周波数変換して出力するアップコンバータと、
入力された信号とダウンコンバート用ローカル信号生成手段が生成した所定周波数のダウンコンバート用ローカル信号とを混合することにより、入力された信号を周波数の低い信号に周波数変換して出力するダウンコンバータと、
を伝送路上に備え、
該伝送路の第１区間を伝送されてくる入力信号を、前記アップコンバータ及び前記ダウンコンバータの何れか一方にて前記入力信号とは周波数の異なる中間信号に周波数変換し、前記伝送路の第２区間については前記中間信号を伝送し、
前記伝送路の第２区間を伝送されてくる前記中間信号を、前記アップコンバータ及び前記ダウンコンバータの何れか他方にて前記中間信号とは周波数の異なる出力信号に周波数変換し、前記伝送路の第３区間については前記出力信号を伝送する周波数変換装置であって、
前記アップコンバート用ローカル信号生成手段及び前記ダウンコンバート用ローカル信号生成手段の何れか一方は、ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分を調整するための位相雑音調整手段を備え、
前記アップコンバート用ローカル信号生成手段及び前記ダウンコンバート用ローカル信号生成手段は、前記位相雑音調整手段により、前記アップコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分と前記ダウンコンバート用ローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分とを略一致させることにより、位相雑音の周波数成分が略同一である前記アップコンバート用ローカル信号及び前記ダウンコンバート用ローカル信号を生成する様に構成されており、
前記アップコンバータ及び前記ダウンコンバータは、
前記入力信号を前記中間信号に周波数変換する際、前記ローカル信号の周波数に前記入力信号の周波数を加えた値に相当する周波数の信号を前記中間信号とする場合には、前記中間信号を前記出力信号に周波数変換する際、前記中間信号の周波数から前記ローカル信号の周波数を減じた値に相当する周波数の信号を前記出力信号とし、
前記入力信号を前記中間信号に周波数変換する際、前記ローカル信号の周波数から前記入力信号の周波数を減じた値に相当する周波数の信号を前記中間信号とする場合には、前記中間信号を前記出力信号に周波数変換する際、前記ローカル信号の周波数から前記中間信号の周波数を減じた値に相当する周波数の信号を前記出力信号とする様に構成されていることを特徴とする周波数変換装置。 - 前記アップコンバート用ローカル信号のレベルと前記ダウンコンバート用ローカル信号のレベルとが略同一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。
- 前記アップコンバート用ローカル信号の周波数と前記ダウンコンバート用ローカル信号の周波数とが同一であることを特徴とする請求項１又は２に記載の周波数変換装置。
- 前記位相雑音調整手段は、前記アップコンバート用ローカル信号生成手段又は前記ダウンコンバート用ローカル信号生成手段を構成する回路素子の特性値を変化させることによってローカル信号に含まれる位相雑音の周波数成分を調整する様に構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の周波数変換装置。
- 前記位相雑音調整手段は、前記回路素子の特性値として抵抗素子の抵抗値を変化させる様に構成されていることを特徴とする請求項４に記載の周波数変換装置。
- 前記位相雑音調整手段は、前記回路素子の特性値として容量素子の静電容量値を変化させる様に構成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の周波数変換装置。
- 前記位相雑音調整手段は、前記回路素子の特性値として誘導素子の誘導係数値を変化させる様に構成されていることを特徴とする請求項４乃至６の何れかに記載の周波数変換装置。
- 前記位相雑音調整手段は、前記回路素子の特性値として誘導素子のＱ値（ｑｕａｌｉｔｙ−ｆａｃｔｏｒの値）を変化させる様に構成されていることを特徴とする請求項４乃至７の何れかに記載の周波数変換装置。
- 前記伝送路は、第１区間及び第３区間が有線伝送路、第２区間が無線伝送路からなることを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の周波数変換装置。
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