JPH07504557A - コンバイナフィルタを同調する装置及び方法 - Google Patents

コンバイナフィルタを同調する装置及び方法

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JPH07504557A JP6515712A JP51571294A JPH07504557A JP H07504557 A JPH07504557 A JP H07504557A JP 6515712 A JP6515712 A JP 6515712A JP 51571294 A JP51571294 A JP 51571294A JP H07504557 A JPH07504557 A JP H07504557A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 コンバイナフィルタを同調する装置及び方法発明の分野 本発明は、コンバイナフィルタを調整する装置であって、上記コンバイナフィル タへの順方向RF電力に比例する第1サンプル信号と、上記コンバイナフィルタ から反射されたRF電力に比例する第2のサンプル信号とを受信する手段と;上 記第1サンプル信号により上記順方向電力の大きさを検出する第1の周波数選択 性の検出手段と;上記第2サンプル信号により上記反射された電力の大きさを検 出する第2の周波数選択性の検出手段と;上記検出手段の検出結果に応答してコ ンバイナフィルタの中心周波数を調整する制御手段とを備えた装置に係る。
先行技術の説明 多数の無線送信器を同じアンテナ又はアンテナラインに接続する1つの既知の方 法は、各々の無線送信器を、その無線送信器の送信周波数に中心周波数が同調さ れた個別のバンドパスフィルタを通して接続することである。このようなバンド パスフィルタを「コンバイナフィルタ」と称する。コンバイナフィルタの機能は 、各無線送信器の送信信号を、あり得べき最小のロスでアンテナへ供給すると共 に、他の無線送信器からの異なる周波数の送信信号がアンテナの方向からこの特 定の無線送信器へ漏れるのをできるだけ効率的に防止することである。従来、コ ンバイナバンドパスフィルタは、無線送信器の送信周波数に固定同調されている 。従って、コンバイナフィルタ又はその同調を同時に変えることなく無線送信器 の送信周波数を変えることはできなかった。
しかしながら、ある場合には、無線送信器の周波数を簡単且つ迅速に変更できる ことが望まれる。このような1つの場合として、所定の送信及び受信チャンネル が指定されたセル式(セルラー)移動無線システムのベースステーションがある 。必要に応じて、ペースステーションの送信及び受信周波数を変更することによ りシステムのチャンネル割り当てを変えられる場合には、種々の条件において融 通性があり且つ効率の良いやり方でシステムのチャンネル容量を利用することが できる。それ故、中心周波数が送信周波数と共に自動的に変化するようなコンバ イナフィルタが開発されている。
既知の自動同調式コンバイナフィルタの調整は、コンバイナフィルタの入力から 反射されるRF電力又はコンバイナフィルタを通過するRF電力を測定しそして その測定された電力の最小/最大値にロックすることに基づいている。しかしな がら、この調整方法に伴う問題は、調整精度が低く且つダイナミックレンジが狭 いことである。調整システム全体の周波数選択度はコンバイナフィルタに依存し ているので、他の無線送信器の助成分がコンバイナフィルタを経てその入力へ漏 れると、フィルタ入力における反射抑制測定の最小反射抑制値が約7dBとなり 、これは測定のためのダイナミックレンジを狭くする。コンバイナフィルタを通 る電力の測定に基づく調整方法では、最大電力値の測定ダイナミックレンジも、 これと同じ理由で低いままとなる。更に、この公知の調整方法に基づく自動同調 式コンバイナフィルタは、無線送信器間で相対的な電力レベルを変えることがで きず、即ち「相互ダイナミックレンジ」がほとんどOdBである。というのは、 1つの送信器の電力レベルが変化すると、他の無線送信器のコンバイナフィルタ の調整回路における電力測定に直ちに影響が及び、調整エラーを生じさせるから である。
フィンランド特許出願第912.255号には、RF測定信号を同じ周波数の信 号、即ち送信周波数信号と混合して、実質的にゼロ周波数の信号即ちDC信号を 得るようにし、その信号のレベルが入力から反射されるRF電力に比例するか又 はフィルタを通過するRF電力に比例するようにすることにより、通過又は反射 されるRF電力の測定の周波数選択度を増大した調整装置が開示されている。
他の無線送信器の送信周波数から漏れる電力成分は、例えば、300 kHz又 はそれより高い周波数において混合結果に現れ、これらは混合に続くローパスフ ィルタ動作においてフィルタ除去される。このように、上記特許出願の発明は、 測定されるべき送信周波数RF電力成分のみに基づくレベルを有する測定信号を 与えるが、この測定信号は、他の無線送信器の送信信号によって影響されない。
公知の全ての自動同調式コンバイナフィルタにおいては、同調プロセスに必要と される測定が、各チャンネルごとに専用の測定及び制御電子装置によって行わ本 発明の1つの目的は、複数のコンバイナフィルタを一緒に同調する装置を提供す ることである。
この目的は、最初に述べた形式の装置において、本発明により、上記受信手段が 、少なくとも2つの異なるコンバイナフィルタの第1サンプル信号に対する少な くとも2つの第1入力と;所望の第1入力を選択的に第1検出手段に接続するた めの第1セレクタ手段と;少なくとも2つの異なるコンバイナフィルタの第2サ ンプル信号に対する少なくとも2つの第2人力と;所望の第2サンプル信号を選 択的に第2検出手段に接続するための第2セレクタ手段とを備えたことを特徴と する装置によって達成される。
本発明においては、多数の異なるコンバイナフィルタの測定信号が、同じ検出手 段に対してマルチブレロスされる。このマルチブレロス動作は、特に、非常に多 数のコンバイナフィルタがある場合にコンバイナフィルタの同調及び調整手段の 測定及び調整電子回路を著しく簡単化する。その他の効果としては、より好都合 な価格であること、修理の必要性が少ないこと、そしてサイズが小さく軽量であ ることが含まれる。
本発明の好ましい実施例においては、測定信号のマルチプレロス動作は、主とし て、測定電子回路に対して同調されるべき1つのそして同じコンバイナフィルタ の順方向及び反射電力のサンプル信号を選択するのに使用される。しかしながら 、本発明によるマルチブレロス構造体の1つの効果は、第1及び第2のセレクタ 手段の制御が互いに独立していて、異なるチャンネル間の分離測定も行えるよう にすることである。従って、1つのコンバイナフィルタの順方向側のサンプル信 号と、別のコンバイナフィルタの反対側のサンプル信号が、測定電子回路に接続 される。両方のサンプル信号が同じ周波数において周波数選択検出を受けるとき に、無線チャンネル間の分離の程度が決定される。
従って、本発明は、コンバイナフィルタにより分離された無線送信器において分 離測定を行う方法にも係る。この方法は、第1周波数に同調された第1コンバイ ナフイルタの入力へと通過する第1周波数をもつ順方向RF倍信号電力を周波数 選択的に検出し、第2周波数に同調された第2コンバイナフイルタの出力からそ の入力へと漏れる第2周波数をもつRF信号成分の電力を周波数選択的に検出し 、そして順方向電力から別の送信器へ漏れた電力の割合を決定する、という段階 を備えたことを特徴とする。
図面の簡単な説明 以下、添付図面を参照し、好ましい実施例について本発明の詳細な説明する。
図1は、コンバイナフィルタによって実施される典型的な送信システムを示すブ ロック図である。
図2は、バンドパスフィルタを調整するための本発明のスイッチング構成体であ って、フィルタ入力から反射される電力が測定される構成体のブロック図である 。
図3は、図2の選択ブロック21及び22を更に詳細に示すスイッチング図であ る。
好ましい実施例の詳細な説明 図1を参照すれば、送信周波数f、・・・f、を各々有するn個の無線送信器T xl・・・txnは、各周波数に同調されたバンドパスフィルタL、Ig ・・ ・1.を経て共通の加算点P1に接続され、そして更にアンテナラインを経て共 通の送信アンテナANTに接続される。従って、送信アンテナANTに送られる 高周波(RF)信号は、全ての送信器の周波数f1 ・・・f、より成る。送信 周波数f、・・・f、は、例えば、レンジ920ないし960MH2内である。
多数の送信器を共通のアンテナに接続するバンドパスフィルタを一般にコンバイ ナフィルタと称している。このコンバイナフィルタは、それ自身の送信器の送信 信号をできるだけ僅かなロスでアンテナラインへ通過できると同時に、他の送信 器からの異なる周波数の送信信号がそれ自身の送信器へ入り込むのを効率的に防 止するものである。本発明は、これを特に効果的に適用できるコンバイナフィル タに関連して以下に説明するが、本発明は、周波数の調整に周波数選択電力測定 が必要とされるときの他の目的に意図されたフィルタにも適用できる。
図2は、コンバイナフィルタを調整する本発明による構成体を示しており、これ について以下に説明する。機能ブロックとして、この構成体は、コンバイナブロ ック1..1. ・・・1.を備えているが、図示明瞭化のために、そのうちの ブロック11と、選択ブロック21及び22と、検出ブロック23と、制御ブロ ック24のみが示されている。コンバイナフィルタの同調は、高周波送信信号の 測定に基づいており、個々のコンバイナフィルタへ通過する順方向電力Pfと、 このフィルタから反射される電力Prとを決定する。コンバイナフィルタへの順 方向信号の電力と、コンバイナフィルタから反射される信号の電力は、互いに比 較さね、そしてフィルタの中心周波数は、フィルタから送信器の勧へ反射される 電力の割合が最小となるように調整される。従って、アンテナへ送られる電力の 割合ができるだけ大きくされる。コンバイナフィルタの同調は、ステッパモータ 調整器によって行われ、この調整器は、順方向電力及び反射電力に関する測定信 号データに応答して制御ユニット24によって制御されるようにプログラムされ る。
各コンバイナブロック1+、Ig ・・・l、は、ステッパモータによって調整 されるコンバイナフィルタ10を含んでいる。このフィルタlOの後で、送信器 のラインは、所定長さの送信ラインによって電気的に加算され電気的に加算され そしてアンテナラインへ接続される。全送信器ブランチは、アンテナラインから 他の送信器へ至る送信器の接続を減少するために、送信器とコンバイナフィルタ 10との間にサーキュレータ手段11を備えている。又、このサーキュレータ手 段11は、調整手順に必要な高周波サンプルを、コンバイナフィルタへ通過する 順方向電力から導出する(サンプル信号Pfl・・・Pfn)と共に、コンバイ ナフィルタから反射される電力からも導出する(サンプル信号Prl・・・Pr n)。
本発明によれば、コンバイナフィルタブロックは、コンバイナブロックを1つづ つ同調する共通の調整装置を有している。それ故、コンバイナブロックのサーキ ュレータ手段11からの高周波測定信号Pfl・・・Pfn及びPrl・・・P rnを選択して更に処理しなければならない。これら選択は、順方向電力Pfに ついては選択ブロック22で行わ札そして反射電力Prについては選択ブロック 21で行われる。選択ブロック22においては、次に同調されるべきコンバイナ フィルタの信号が、制御ユニット24の4ライン制御バス22Aを経て与えられ る制御に基づいてスイッチSlないしSnにより選択される。これに対応して、 選択ブロック21では、次の同調されるべきコンバイナフィルタの信号Prが、 制御ユニット24からの4ライン制御バス21Aを経て与えられる制御に基づい てスイッチSlないしSn(例えば、RFリレー)によって選択される。これら の選択された信号Pf及びPrは、各々、ミクサ220及び210へ付与さt’ Lsこれにより、測定されるべき高周波信号がゼロの中間周波数に対して混合さ れる。混合に必要とされる局部発振信号LOは、検出ブロック23に設けられた 合成器230から得られ、これは、次に同調されるべき送信器チャンネルの中心 周波数で動作するものである。この合成器230は、そのチャンネル制御データ を制御ブロックからバス24Aを経て得る。混合により、RF人力信号Pf及び Prは、ゼロ中間周波数の測定信号IFF及びIFRへと形成され、測定される べきチャンネルによって生じたスペクトル成分は、150kHzより低い周波数 にあり、そのレベルは、測定されるべき高周波信号Pf及びPrのレベルに比例 する。測定されるべきチャンネルにより生じた低周波IF測定信号のレベルは、 コンバイナの高周波電力に比例するので、混合により、周波数選択電力測定を行 うことができる。コンバイナシステムに接続された他の送信器の送信信号によっ て生じる低周波スペクトル成分は、500kHzより高い周波数で生じ、これら は、各選択ブロックの出力に各々設けられたローパスフィルタ211及び221 によりフィルタ除去することができる。フィルタされた中間周波信号IFR及び IFFは、検出ブロック23に送られる。
検出ブロック23の機能は、次に同調されるべきコンバイナフィルタへの順方向 電力の大きさと、コンバイナフィルタから反射された電力の大きさを、セレクタ カードから得た中間周波信号IFF及びIFRから検出することである。この検 出ブロック23は、例えば、図2に示すような構造を有してもよく、この場合に 、入力IFFから出力UF2への順方向電力測定ブランチと、入力IFRから出 力UR2への反射電力測定ブランチは、信号処理において相互に同一である。
これらの測定ブランチは、コンバイナフィルタを連続的に微調整するのに使用さ れる。入力IFRから出力URIへの検出ブロックの測定ブランチは、コンバイ ナが使用に供されるときに使用され、従って、送信器の出力信号は、各時間スロ ットにおいて等しい電力の送信を行うテスト信号である。
検出ブロック23からの出力信号UF2、URI及びUR2は、制御ブロック2 4に送ら枳そこで、A/D変換が行われると共に、次に調整されるべきコンバイ ナの同調状態が出力信号から計算される。制御ユニット24は、ステッパモータ を制御するために各コンバイナフィルタ10ごとに専用の制御出力を有している 。
検出ブロック23の構造及び調整手段は、参考としてここに取り上げる「コンバ イナフィルタを同調する方法及び構成体(Method and arrang eIllent for tuninga combiner filter)  Jと題する本発明と同日出願のFl特許出願に詳細に開示されている。
本発明の好ましい実施例においては、測定信号のマルチプレクス動作は、測定電 子回路に対して同調されるべき1つのそして同じコンバイナフィルタの順方向及 び反射電力のサンプル信号を選択するのに主として使用される。しかし、本発明 によるマルチブレクス構造体の1つの効果は、第1及び第2のセレクタ手段の制 御が互いに独立していて、異なるチャンネル間で分離測定も行えるようにするこ とである。このような場合に、1つのコンバイナフィルタの順方向電力のサンプ ル信号と、別のコンバイナフィルタの反射電力のサンプル信号が測定電子回路に 接続される。両方のサンプル信号が同じ周波数において周波数選択的な検出を受 けるときには、無線チャンネル間の分離の程度が決定される。
分離測定の原理を良く理解するために、周波数f、の無線チャンネルを有する送 信器Txl(図1)によりその隣接送信器Tx2・・・Txnの無線チャンネル に生じる11周波数の漏れについて説明する。たとえコンバイナフィルタの機能 が、アンテナANTからそれ自身の送信器の方向へと生じる他の送信器からの異 なる周波数の送信信号の漏れを防止又は最小にすることであっても、チャンネル 間隔の狭い送信器Txl・・・Txn間には効率的な分離が得られない。例えば 、送信器Txlの周波数f1に最も接近した周波数f、を無線システムの周波数 レンジにおいて有しているとここで仮定される送信器Tx2においては、コンバ イナフィルタl、は、停止帯域において限定した抑制作用しかもたない。その結 果、送信器Txlの送信信号の一部分が、送信器Tx2の方向に送信器Tx2の コンバイナフィルタlOを経てアイソレータ11へと通過することができる。
この「反射した」信号は、同調測定においてコンバイナフィルタlOから反射さ れるTx2送信信号部分を測定するのと同様に測定することができる。
本発明による分離測定は、図2に示す測定回路により以下のように行われる。
例えば、他のチャンネルからの送信器Txlの分離を測定する際には、合成器2 30が送信器Txlのチャンネルf冒こ対して指令され、順方向電力選択ブロッ ク22は、送信器Txlの順方向電力のサンプル信号P IIをミクサ220に よるダウン変換のために選択する。反射電力選択ブロック21は、検査される隣 接送信器、例えば、Tx2の反射電力のサンプル信号P、をミクサ210による ダウン変換のために選択する。ダウン変換は、測定プロセスを周波数選択性とし 、即ち検出のために選択されたサンプル信号の両方からチャンネルflの信号を 抽出することができる。検出ブロック23は、検出結果UR2及びUF2を各々 形成し、ここから、A/D変換の後に、制御ブロック24は、検査される送信器 、例えば、Tx2の方向に送信器Txlから漏れた電力の割合を計算する。
選択ブロック21及び22のスイッチS1ないしSnは、例えば、RFリレーを スイッチとして使用するか又はスイッチ及び所定長さの伝送線を使用することに よって実現することができる。しかしながら、リレーを選択することに伴う問題 は、機械的に大きなサイズとなり且つ価格が高いことである。所定長さく実際に は電気的に1/4波長の倍数)の伝送線を含むマルチブレクススイッチの構成は 、従来のプリント回路板材料で形成されたときには大きなサイズとなる。
本発明の好ましい実施例では、選択ブロック21及び22は、各々サンプル信号 Pu・・・PlTh又はPH1・・・P +sに対してRF信号人力RF1・・ ・RFNを含む図3に示す回路によって実現される。各人力RFI・・・RFN は、各ダイオードスイッチDI・・・Dnにより加算伝送線31へ接続され、こ の伝送線は、選択回路の出力32に接続された高周波スイッチ・伝送手段として 動作するものである。一度に1つのスイッチダイオードDI・・・Dnが導通さ れ、その選択されたダイオードが、選択された入力からの測定されるべき信号を 加算伝送線31へ通せるようにする。伝送線31において、信号はサイズの等し い2つの部分に分割され、これらは伝送線31の両端に向かって伝播し始める。
伝送線の両端は、伝送線の比インピーダンス(例えば、50Ω)に対応する負荷 を示し、従って、伝送線の端から著しい量の電力が反射されることはない。
ダイオードDI・・・Dnのうち、導通するよう切り換えられないダイオードは 、伝送線の方向に低いキャパシタンスとして現れる。狭帯域の用途において、例 えば、使用する周波数帯域が中心周波数の数パーセント程度であるときには、そ の特定ダイオードの漂遊容量を、ダイオードに並列接続されたLC回路(図示せ −のによって補償することができる。漂遊容量を補償する別の方法は、伝送線3 1の容量部分の一部を形成するようにダイオードスイッチDI・・・Dnを使用 することであり、この場合に、漂遊容量はプリント回路板のレイアウト設計によ って補償することができる。しかしながら、このやり方は、ダイオードスイッチ DI・・・Dnを、切り換えられるべきサンプル信号の波長に比して小さな間隔 で配置できるようにすることを必要とする。
スイッチダイオードDI・・・Dnの制御は、これらスイッチダイオードDI・ ・・Dnを開くために制御人力5ELI・・・5ELnに順方向電流制御を与え るか又はこれらスイッチダイオードDI・・・Dnを閉じるための逆方向電圧制 御を与えるDC又はDC電圧発生器(図示せず)によって実現される。これら制 御入力SELは、コイルLl・・・Lnを経て接続されへ従って、接続されるべ きサンプル信号の周波数で信号供給するコイルは、伝送線に負荷を与えない。
これに対応して、スイッチダイオードを経て伝送線31に送られるスイッチング 電流は、伝送線31に負荷をかけることなく伝送線31から運び去られねばなら ない。キャパシタCI・・・Cn及びC5LCs2は、カップリングキャパシタ である。
添付図面及びそれに関連した説明は、単に本発明を解説するものに過ぎない。
それらの細部において、本発明による装置及び方法は、添付の請求の範囲の精神 及び範囲内で変更することができる。
r−一−−−−’″″−−−−−−−−−−−−−−一一−コーー自 u:C! ′削出すi 【 フロントページの続き (72)発明者 ノウシアイネン セッポフィンランド エフイーエン−905 40オウル ベレンクヤ 3 セー ウル トリカテユ 16 アー 4 ウル スオクコンテイエ 12 アー2(72)発明者 キレーネン ユッ力 フィンランド エフイーエン−90150オウル ハンヒティエ 17 エフシ ー20(72)発明者 ハウキブロ テラボ ッインランド エフイーエン−90570オウル カンディリニンティエ アー  4ウル テユーリハウカンティエ 2 ビークル レンセリクヤ 6 ビー  7

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.コンパイナフィルタを調整する装置であって、上記コンパイナフィルタ(1 0)への順方向RF電力に比例する第1サンプル信号(Pf)と、上記コンパイ ナフィルタから反射されたRF電力に比例する第2のサンプル信号(Pr)とを 受信する手段と;上記第1サンプル信号(Pf)により上記順方向電力の大きさ を検出する第1の周波数選択性の検出手段(220,233B)と;上記第2サ ンプル信号(Pr)により上記反射された電力の大きさを検出する第2の周波数 選択性の検出手段(210,233A)と;上記検出手段の検出結果に応答して コンパイナフィルタの中心周波数を調整する制御手段(24)とを備えた装置に おいて、上記受信手段が、少なくとも2つの異なるコンパイナフィルタの第1サ ンプル信号(Pf)に対する少なくとも2つの第1入力と; 上記第1サンプル信号(Pf)の所望の1つを上記第1検出手段(220,23 3B)に選択的に接続するための第1セレクタ手段(22)と;少なくとも2つ の異なるコンパイナフィルタの第2サンプル信号(Pr)に対する少なくとも2 つの第2入力と; 上記第2サンプル信号(Pr)の所望の1つを上記第2検出手段(210,23 3A)に選択的に接続するための第2セレクタ手段(21)とを備えたことを特 徴とする装置。
  2. 2.上記セレクタ手段(21,22)は、上記制御手段(24)に応答して、上 記コンパイナフィルタの上記第1及び第2サンプル信号の対を交互に選択する請 求項1に記載の装置。
  3. 3.上記第1及び第2のセレクタ手段(21,22)の制御は互いに独立してい る請求項1又は2に記載の装置。
  4. 4.上記装置は、上記第1のセレクタ手段(21)が同調されるべきコンパイナ フィルタの第1サンプル信号を選択し、そして上記第2のセレクタ手段(22) が反射係数の検出及び計算のために同調されるべきコンパイナフィルタの第2サ ンプル信号を選択するという測定状態を有する請求項3に記載の装置。
  5. 5.上記装置は、上記第1のセレクタ手段(21)が同調されるべきコンパイナ フィルタの第1サンプル信号を選択し、そして上記第2のセレクタ手段(22) が別のコンパイナフィルタの第2信号を選択するという干渉測定状態を有する請 求項の前記各項いずれかに記載の装臓。
  6. 6.上記第1及び第2の周波数選択性の検出手段は、両方とも、RFサンプル信 号を検出の前にダウン変換するための混合手段(210,220)を備えている 請求項の前記各項いずれかに記載の装置。
  7. 7.上記セレクタ手段の両方は、 少なくとも2つのRF入力(RFI−RFn)及び1つのRF出力(32)と、 上記セレクタ手段の出力(32)に接続された加算伝送線(31)と、上記加算 伝送線(31)と各RF入力との間に接続されたスイッチングダイオード(DI −Dn)と、 上記スイッチングダイオードを一度に1つづつ選択的に制御してそれらを導通さ せ、RF入力からのRF信号を上記加算伝送線に切り換えるようにする手段とを 備えた請求項の前記各項いずれかに記載の装置。
  8. 8.コンパイナフィルタにより分離された無線送信器において分離測定を行う方 法であって、第1周波数に同調された第1コンパイナフィルタの入力へ通過する 第1周波数をもつ順方向RF信号の電力を周波数選択的に検出する段階を含む方 法において、更に、 第2周波数に同調された第2コンパイナフィルタの出力からその入力へと漏れる 第1周波数をもつRF信号成分の電力を周波数選択的に検出し、そして上記検出 結果により別の送信器へ漏れた順方向電力の割合を決定する、という段階を備え たことを特徴とする方法。
  9. 9.上記周波数選択性の検出は、RF信号を検出の前にダウン変換することを含 む請求項8に記載の方法。
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