JPS5811143B2 - 送信周波数制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は狭帯域の無線周波数による電話及びデーター伝
送方式において、衛星回線で生ずる周波数変動分の補正
をする送信周波数制御装置に関するものである。

衛星通信の分野においては、ＩＮ置ＳＡＴの５ＰＡＤＥ
方式あるいは海事衛星の ＭＡＲＩＳＡＴ方式というＰＳＫ変調あるいはＦＭ変調
を使用した狭帯域無線周波数による電話あるいはデータ
ー伝送が広く使用されている。

この狭帯域の無線伝送方式（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃｈａｎｎ
ｅｌｐｅｒ Ｃａｒｒｉｅｒ、以下５ｃｐｃという）は
、受信波が復調器入力において、ある定められた指定周
波数の範囲内に配置されるようにする必要がある。

このため地球局の送受信装置には通常１０−８以下の高
周波数安定度を有する水晶発振源を使用し、この要求を
満たしているが、衛星区間で生ずる周波数変動が問題と
なる。

この周波数変動は、衛星トランスポンダー内の周波数変
換器の周波数安定度に主に起因しており、これにドツプ
ラー・シフトが加算される。

この衛星区間で発生する周波数変動は、現在の実用回線
では４ＧＨ２帯ダウンリングでは、およ￥１Ｏ−５ｔ−
４−（４０ＫＨ２）となり、５ｃｐｃ波の占有帯域中以
上の周波数偏差となる。

このため、地球局の送受信装置においてこの周波数偏差
を補正する手段が必要となる。

この目的のため５ｃｐｃ方式では通常パイロット無線周
波数が使用されこのパイロット周波数を基準にして周波
数偏差を補正する自動周波数制御（以下ＡＦＣといキ）
が適用されている。

このＡＦＣには２つの方法がある。

すなわち、第１の方法は受信局でこのパイロット周波数
を受信して衛星区間での周波数変動分を検出すると共に
受信波の周波数スペクトラムを一様に、この周波数変動
分だけ補正し各受信波を定められた指定周波数の範囲内
に配置する方法である。

この方法は対象とする各地球局が相互に通信網を構成す
る様なシステムに有効で、例えばＩＮ置ＳＡＴの５ＰＡ
ＤＥあるいは５ｃｐｃシステムはこの方法が使用されて
いる。

また、第２の方法は地球局の受信機でパイロット周波数
を受信し、衛星区間の周波数変動分を検出して、自局送
信波の周波数をこの周波数変動分だけ、あらかじめ補正
して送信する如（構成する方法である。

この方法は１つの中心となる地球局が存在し、これと通
信する多数の子局とで構成する様なシステムに有効な手
段で中心局の送信装置で周波数補正が行なわれている。

本発明はこの第２の方法に関連するもので、この動作原
理を図面により内容を説明する。

第１図は送受信の周波数配置図を示すもので、横軸は周
波数、ｆＰＴはパイロット送信周波数、ｆＰＲはパイロ
ット受信周波数、ｆＴは送信信号周波数、又ｆＲは受信
信号周波数を示す。

送信パイロット信号ｆＰＴは高周波数安定度を有するも
ので指定の周波数で送信局より送出される。

一方衛星区間を通った受信パイロット信号ｆＰＲは衛星
区間での周波数変動がない場合には点線で示すｆＰＲ’
で受信されるが、通常は周波数偏移を受け、例えば図示
の如（十△ｆ偏移しｆＰＲで受信される。

パイロット受信機では、この偏移分子△ｆを検出すると
共に受信信号波ｆＲが所定の周波数で受信できる様に送
信信号波ｆＴｌはあらかじめ一△ｆだけ偏移させｆＴで
送信する棟側波数制御する手段が必要となる。

従来の送信周波数制御装置は第２図のブロック図に示す
ものが用いられていた。

図において、受信パイロット周波数ｆＰＨの入力信号は
、入力端子１に接続され、帯域ろ波器２で不要波を除去
し第１ミキサー３に接続され、発振周波数ｆＬ（但し、
ｆＬ＜ｆＰＢとする）周波数安定度の高い局部発振器４
の出力と混合される。

この第１ミキサー３の出力は、帯域ろ波器５を通り、中
間周波増幅器６で増幅され、位相検波器７の一方の入力
として供給される。

この位相検波出力は、直流増幅器８で増幅されループフ
ィルタ９を通って、出力周波数ｆｖの電圧制御発振器１
０（以下ＶＣＯという）を駆動する。

ｖｃｏｉｏの出力は、ハイブリッド分岐器１２で分岐さ
れ、この一方の出力は、周波数ｆＲ（仕し、ｆｖくｆＲ
とする）の基準周波数発振器１１の出力と共に第２ミキ
サー１８で混合される。

この第２ミキサー出力は帯域ろ波器１４を通って、前記
の位相検波器７の他の入力信号となって、位相同期系を
構成する。

この場合、受信パイロット周波数ｆｐＲが十△ｆの変動
があると第１ミキサー出力周波数（ｆｐＲ−ｆＬ）も＋
△ｆの変動をする。

この位相同期系は、位相同期系の一方の入力周波数に＋
△ｆの変動があると、もう一方の入力信号もそれに従っ
て変動する必要があり、このように第２ミキサー１３の
出力（ｆＲ−ｆｖ）が＋△ｆ変動するためには、ｖｃｏ
ｉｏの出力が一△ｆとなるよう構成する必要がある。

一方、送信中間周波信号は、送信入力端子２１から入り
、中間周波増幅器２２で増幅され、送信ミキサー２３で
ｖｃｏｉｏから分岐した出力と混合される。

このミキサー２３の出力は帯域ろ波器２４を通り、送信
パイロット信号発生器２５の出力とハイブリット合成器
２６で混合され、帯域ろ波器２１を通って送信端子３０
から送信信号として送出される。

ＶＣＯｌｏの出力は一△ｆの変動をするように働くので
、このＶＣＯ出力を用いた送信信号は一△ｆの変動をす
ることになる。

したがって受信信号の＋△ｆの変動に対して、送信信号
は一△ｆ変動するように制御し、自動周波数制御（ＡＦ
Ｃ）機能を有することになる。

しかし、従来の装置においては、位相検波器Ｉの入力信
号が前述のように４０ＫＨ２程度周波数変動し、この変
動をカバーするようにろ波器５および１４の帯域幅を広
くする必要があるため、受信信号のＳ／Ｎを改善できな
い。

したがって、相手の送信出力を上げるなどのシステム的
な改善対策が必要となる。

また、位相検波器Ｔの動作帯域幅も広（する必要がある
。

さらに、従来の基準周波数ｆＲはＶＣＯｌｏの出力と比
較されるため、高い周波数であり、安定な高周波発振源
として構成される必要があった。

本発明の目的は、このような従来の欠点を除き受信信号
のＳ／Ｎを改善しかつ安価な送信周波数制御装置を提供
することにある。

本発明は、入力周波数とＶＣＯの出力周波数を混合し、
この出力を基準周波数と位相比較して、この位相比較出
力によりＶＣＯを駆動するように構成した送信周波数制
御装置にある。

以下本発明を実施例により詳細に説明する。

第３図は本発明の実施例のブロック図である。

図において、第２図と同一番号のものは同一機能の構成
要素を示す。

従来の装置との相違点は、位相同期系にある。

すなわち、本発明の構成は、第２図における第１ミキサ
ー３の出力が帯域ろ波器５を通った後、ｖｃｏｉｏの出
力と第２ミキサー１５で混合され、このミキサー出力は
、帯域ろ波器１６を通って中間周波増幅器６で増幅され
、基準周波数発振器１１の出力と共に位相検波器７で位
相比較される。

この位相検波出力は直流増幅器８とループフィルタ９を
通ってＶＣｏｌｏを駆動し、位相同期系を構成する。

以上の説明に於て、パイロット受信器の第１ミキザー３
では、その局部発振器４０周波数ｆＬはｆＬ＞ｆｐＲの
関係で選ぶとすれば、中間周波数はｆＬ−ｆＰＲとなり
ｆＰＲが＋△ｆ変動すると中間周波数では一△ｆの変動
となり、周波数偏移の極性が反転する。

従ってｖＣＯも一△ｆの変動に追従する。

又ＶＣＯの出力の一部は送信ミキサーの局部発振源とし
て共用しているため、送信信号はｆＴは一△ｆの周波数
補正がなされて送信され、自動周波数制御機能をはたす
。

本発明の場合、−△ｆの周波数変動を有する中間周波数
とｖＣＯの出力周波数とは混合され、すなわち周波数変
換され、したがって、ミキサー１５の出力を帯域ろ波す
るろ波器１６の帯域幅はパイロット周波数変動と無関係
に充分に狭くすることができる。

例えば、この帯域ろ波器１６の帯域幅を３〜５ＫＨ２と
することができるので、従来の帯域幅４０ＫＨ２と比較
して、約１０ｄｂのＳ／Ｎ改善が可能である。

このことは、帯域幅を狭（することにより、それだけ受
信パイロット信号レベルを低くできることになり、衛星
の送信出力を低く抑えることもでき、システム全体の構
成が容易にできるといえる。

また本発明の位相検波器の動作帯域幅はそれだけ狭くで
きる。

また、帯域幅を狭くすることにより、受信パイロット信
号捕捉の問題が生ずるが、これはｖＣＯを低周波で掃引
することにより解決できる。

さらに本発明の基準発振周波数ｆＲはミキサー１５の出
力と比較されるので、周波数は充分低く設定できるので
、周波数安定度が高くでき、かつその構成が簡単化され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は送受信周波数の配置図、第２図は従来の装置の
ブロック図、第３図は本発明の実施例のブロック図であ
る。 図において、１・・・・入力端子、２，５，１４゜１６
．２４，２７，３１・・・・・帯域ろ波器、３゜１３．
１５，２３・・・・・ミキサー、４・・・・・・局部発
振器、６，２２・・・・・・中間周波増幅器、１・・・
・・・位相検波器、８・・・・・・直流増幅器、９・・
・・・・ループフィルタ、１０・・・・・・ＶＣＯｌｌ
ｌ・・・・・・基準周波数発振器、１２・・・・・ハイ
ブリッド分岐器、２１・・・・・・中間周波入力端子、
２５・・・・・パイロット信号発振器、２６・・・・・
・ハイブリッド合成器、３０・・・・出力端子、である
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 無線パイロット信号を受信し受信パイロット信号を
   抽出し出力する第１の手段と、前記受信パイロット信号
   の周波数より大きい周波数を有する局部発振信号を出力
   する局部発振器と、前記局部発振信号と前記受信パイロ
   ット信号とを周波数混合する第１の周波数変換器と、前
   記第１の周波数変換器の出力から前記局部発振信号周波
   数と前記パイロット信号の周波数との差周波数を有する
   信号を抽出する第２の手段と、制御信号に応答して発振
   信号の周波数を変化させる電圧制御発振器と前記発振信
   号と前記差周波数を有する信号とを周波数混合する第２
   の周波数変換器と、前記第２の周波数変換器の出力を帯
   域ろ波する帯域ろ波器と前記帯域ろ波器の出力を所定の
   基準周波数をもつ信号で位相検波しこの検波出力を前記
   制御信号として前記電圧制御発振器に供給する第３の手
   段と前記発振信号と送信信号とを周波数混合する第３の
   周波数変換器と、前記第３の周波数変換器の出力から前
   記発振信号の周波数と前記送信信号の周波数との和周波
   数を有する信号を抽出する第４の手段とを含む送信周波
   数制御装置。