JPS5820487B2 - 帯域通過ろ波装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、速く周波数同調されうる帯域通過ろ波装置に
係り、特に連続波範囲の伝送装置のマイクロ波ろ波装置
に関する。

この伝送装置としては、例えば放送局において使用され
るマイクロ波送信機あるいは受信機などが挙げられる。

従来の伝送装置は、一般に、固定値の中間周波数で通常
の選択を行わせる少なくとも１つの周波数変換器を備え
ている。

この周波数変換器は混合・器および変換発振器の使用を
含む。

直面した同調帯域全体にわたる広帯域混合器、および容
易に遠隔制御されうるシンセサイザの形の局部発振器を
構成することは知られている。

これは、受信装置の場合にあっては入力信号のる波の問
題、また発信装置の場合には出力信号のる波の問題を有
している。

この問題が以下の３つの解決法のうちの１つの手段によ
り解決されうろことは知られている。

（１）伝送装置が単一周波数変換装置を備えたものであ
る場合に、外部固定同調広帯域ろ波により解決する方法
。

この方法は簡単ではあるが、寄生変換を避けるために有
用な帯域までも制限されてしまうという欠点を有してい
る。

（２）伝送装置が２つの周波数変換装置をカスケードで
備え、より有用な周波数帯域を与えるものである場合に
、上記（１）と同様な方法で解決する方法。

この解決法は依然として固定同調ろ波によるものである
が、構成が複雑となり、かつ高価なものとなる。

（３）伝送装置が単一の周波数変換装置を備えたもので
ある場合に、外部可変同調ろ波により解決する方法。

この解決法においては、ろ波器が各交信周波数変化に同
調されねばならない。

その同調手段は機械的なもので特に可変挿入ロッドによ
るものであり、得られるべき良質な値による共振器が得
られる。

しかし、ろ波器の可変同調器の単一制御によるオフセッ
トであるため将来的に解決すべき課題を残している。

本発明の目的はこれらの欠点をすべて取除くことにある
。

本発明の帯域通過ろ波装置は、 ｎ個の共振空胴を備え、ｎは正の整数であり、各共振空
胴は機械的な同調制御装置を有し、各共振空胴は電気的
に直列に結合され、かつ、前記同調制御装置に機械的に
結合された単一の制御軸により同時に同調可能であるろ
波装置であって、前記ろ波装置は入力および出力を有す
る基準共振空胴を含む同調系を備え、 前記基準共振空胴は前記ｎ個の共振空胴と略同−の構造
であり、かつ、前記単一の制御軸により同調可能であり
、 前記基準共振空胴の機械的同調制御装置は前記基準共振
空胴の共振周波数と前記ｎ個の共振空胴の共振周波数と
の相互間に予定の周波数間隔を与えるように調整され、 前記同調系はさらに前記単一の制御軸を自動的に位置付
ける制御ループを備え、 その結果、前記基準共振空胴がその入力に与えられた信
号の周波数に同調されるよう構成されたことを特徴とす
るものである。

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明による帯域通過ろ波装置の実施例を示す
ブロック図である。

第１図において、ろ波されるべき信号（６〜７ＧＨｚの
範囲）は入力端子１を介してろ波器２に入力される。

ろ波器２は直列に結合された４つの共振空胴からなり、
入力信号はこのろ波器２によりろ波されて、ろ波器２の
共振周波数成分のみが出力端子３から出力される。

各共振空胴には共通制御軸（以下、共通軸）９により機
械的に一体に制御される可変挿入ロッド４〜７が設けら
れており、これらのロッド４〜７の挿入位置によりその
内容積によって決まる特定の周波数に同調する。

また、共通軸９はろ波器２の対応要素である共振空胴と
同一の構成を有する基準共振空胴（以下、基準空胴）１
０に設けられた可変挿入ロッド８も制御するようになっ
ている。

基準空胴１０には第１入力端子１１を介して基準信号（
６，０７０〜７．０７０ ＧＨｚ ）が入力される。

この基準信号はる波器２が同調すべき信号周波数に自動
的に同調するための基準信号となるものである。

基準空胴１０は第２図ａに示すような共振特性（曲線２
１）を有しており、後述する発信器１７からの信号（４
００Ｈｚ）によって変調された信号（第２図すの曲線２
１，２２，２３参照）を出力端子１２に出力する。

出力端子１２からの信号は第２図Ｃに示すような特性（
曲線３０．３１）を有する振幅検出器１５を通過し、次
いで増幅器１６を介して２相の回転磁界電動機１４の一
力の巻線１３に与えられる。

この電動機１４の他力の巻線２０には端子１８を介して
発信器１７からの信号（４００Ｈｚ）が与えられ、この
４００Ｈｚ信号と増幅器１６からの信号との位相差に基
づいて共通軸９を回動制御することにより可変挿入ロッ
ド４〜８の挿入位置を調整し、ろ波器２が基準空胴１０
に入力された基準信号の周波数に対応する周波数に同調
するよう制御する。

発信器１７からの４００Ｈｚ信号は基準空胴１０の第２
の入力端１９にも入力される。

ここで、ろ波器２を例えば６〜７ＧＨｚの範囲にわたる
スーパーヘテロダイン受信機のマイクロ液入力ろ波器と
して用いる場合、ろ波器２の通過帯域は５０ＭＨｚであ
り、組み合わされる中間周波数の通過帯域は７０ＭＨｚ
に中心がある。

一方、基準空胴１０の第１入力端子１１に入力される基
準信号の周波数は６．０７０〜７．０７０ＧＨｚの範囲
にわたる。

この基準信号は電気的に周波数制御されたシンセサイザ
タイプの局部発振器（図示せず）から出力されるものと
する。

したがって、基準空胴１０はろ波器２を形成する各共振
空胴と略同−の構成でよい。

また、可変挿入ロッド８は基準空胴１０の同調周波数と
、ろ波器２の同調周波数との間の７０ＭＨｚ＝（（６，
０７０〜７．０７０ＧＨｚ ）−（６〜７ＧＨｚ））の
間隔を維持するように、予め基準空胴１０内への挿入位
置がずらされて設定されている。

このようにして、基準空胴１０が与えられた基準信号の
周波数（６，０７０〜７．０７０ＧＨｚ ）に共振して
いるときる波器２も正確に同調される。

この結果は検出器１５、増幅器１６、電線機１４、共通
軸９および可変挿入ロッド８からなる。

制御ループにより自動的に得られる。

その動作を第２図ａ−ｃを参照して説明する。

いま、基準空胴１０の第１入力端子１１に６．０７０〜
７．０７０ ＧＨｚの範囲内にある基準信号が与えられ
たとする。

このとき、発信器１７か。ら４００Ｈｚの信号が第２入
力端子１９に与えられる。

第２入力端子１９には基準空胴１０内に組み込まれた可
変容量ダイオード（図示せず）が接続されている。

可変容量ダイオードは４００Ｈｚの周期で基準空胴１０
の共振周波数の変化を生ぜ。

しめる。

その結果、出力端子１２には第２入力端１９に与えられ
た４ ００ Ｈｚ信号によって生じた可変容量ダイオー
ドの容量変化に依存する振幅変化を生じることとなる。

すなわち、基準空胴１０は第２図ａに示すよう。

な共振特性（曲線２１）を有しており、第１入力端子１
１に与えられた基準信号の周波数が曲線２１の共振周波
数Ｆ。

に等しい値の場合、４００Ｈｚ信号により変調されて第
２図すの曲線２３のようになって出力端子１２から出力
される。

一方、・基準信号の周波数が第２図ａのＦｌのように変
更された場合、出力端子１２に出力される信号は第２図
すの２２のようになる。

これとは逆に、基準信号周波数がＦ２に変更された場合
は第２図すにおける２１のように変調される。

第２図すかられかるように、曲線２１と２２とは互に逆
相の信号となる。

このようにして変調された信号は出力端子１２より振幅
検出器１５に送られる。

振幅検出器１５は第２図Ｃに示すような特性を有してい
る。

この第２図Ｃかられかるように、検出器１５に入力され
る信号がＦ。

に等しい場合、この検出器１５の出力は零であり、この
Ｆ。

から高い周波数および低い周波数になるにつれて振幅・
が大きい信号を出力する。

曲線３０は低い周波数側に位置し、曲線３１は高い側に
位置する。

したがって、この特性は曲線３０と３１のそれぞれの最
大値によって２つの山をもつ。

この検出器１５を通過した信号は増幅器１６により増幅
されて巻線１３に供給されるが、この信号は第１入力端
子１１に与えられている基準信号が基準空胴１０の現在
の共振周波数Ｆｏより外れている場合には位相が相対的
に９０°進みまたは遅れた信号となる。

例えば、第２図ａのＦｌやＦ２の場合にその出力信号が
第２図すの２１や２２のようになるごとくである。

このとき、巻線２０には発信器１７から第２入力端子１
９に与えたのと同じ位相の４００Ｈｚ信号が供給されて
いる。

したがって、巻線２０に与えられる信号は巻線１３に与
えられる信号と周波数は４００Ｈｚで同じであるが、相
互に位相が９０°進むかまたは遅れたものとなる。

その結果、検出器１５に入力される信号の振幅が第２図
Ｃに直線３２で示す感動閾値以上の値のとき電動機１４
は巻線１３と２０における信号の位相に対応して回転す
る。

この電動機１４の回転により、共通軸９を介して可変挿
入ロッド８が基準空胴１０に挿入または引出され、基準
空胴１０が与えられた基準信号の周波数に共振するよう
制御される。

このとき可変挿入ロッド８は共通軸９を介してろ波器２
の可変挿入ロッド４〜７と一体化されているのでろ波器
２の共振空胴も目的とする共振周波数に制御されること
となる。

上述の例では、ろ波器２の共振周波数が基準信号の周波
数に対して７０ＭＨｚずらされているので基準信号の周
波数（共振時Ｆ。

）から７０ＭＨｚ差引いた周波数に調整されることとな
る。

ただし、第２図Ｃに示すように±εの公差および可変挿
入ロッド４〜８の機械的調整誤差の範囲内においてであ
る。

公差εは感動閾値３２（第２図Ｃ）を設定することによ
り定まるが、この感動閾値３２を設定するのはサーボ制
御系において生じるポンプ効果を避けるためである。

公差εは制御ループに必要な利得を与えることにより（
特に増幅器１６の利得の増大により）所望の値に減少さ
せることができる。

しかし、上述のようにポンプ効果の抑制との関係で制限
されるが実用上許容されるものである。

なお、第２図ＣのＦｉ、Ｆｓは感動閾値３２との関連で
、制御ループにより制御することができない限界の周波
数（下限Ｆｉ、上限Ｆｓ）を示している。

したがって、このＦｉとＦｓの範囲外の基準周波数が与
えられた場合には自動的に可変挿入ロッド４〜８の駆動
がなされないので、手動により調整する必要がある。

このような事態が生じるのは、例えばる波装置２の作動
を停止、次いで再び作動を開始する場合に何らかの原因
によって基準信号がずれていたり、または可変挿入ロッ
ド４〜８の位置がずれているような場合が考えられる。

このような不具合は、基準空胴１０のロッド８にポテン
ショメークを取付け、その位置信号と基準信号とを相対
的な関連をもたせて比較器等により相互のずれを検出し
て補正することが可能である。

以上の実施例では、受信機の入力ろ波器として使用する
例について述べたが、本発明の装置は周波数変換と組み
合わされた広い同調範囲でいずれかの帯域通過ろ波のた
めに使用してもよく、特に固定周波数変調信号をシンセ
サイザにより可変マイクロ波信号に変換する混合器を構
成する変換器においては、その出力信号の一部が端子１
１に与えられ、例示したように混合器はる波器２を通し
てマイクロ波信号を供給することができる。

以上の本発明によるろ波装置は遠隔制御によって動作さ
せることができ、基準信号が与えられると直ちに目的周
波数に同調するよう制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による帯域通過ろ波装置の一実施例を示
し、第２図ａ、ｂ、ｃは第１図に示した装置の同調系の
作動を説明するための線図を示す。 １・・・入力端子、２・・・帯域通過ろ波器、３・・・
出力端子、４，５，６，７・・・ロッド、９・・・軸、
１０・・・基準共振空胴、１１・・・入力端子、１２・
・・出力端子、１３．２０・・・巻線、１４・・・電動
機、１５・・・検出器、１６・・・増幅器、１７・・・
発信器、１８・・・端子、１９・・・第２人力。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ｎ個の共振空胴を備え、ｎは正の整数であり、各共
   振空胴は機械的な同調制御装置を有し、各共振空胴は電
   気的に直列に結合され、かつ、前記同調制御装置に機械
   的に結合された単一の制御軸に。 より同時に同調可能であるろ波装置であって、前記ろ波
   装置は入力および出力を有する基準共振空胴を含む同調
   系を備え、 前記基準共振空胴は前記ｎ′個の共振空胴と略同−の構
   造であり、かつ、前記単一の制御軸により同調可能であ
   り、 前記基準共振空胴の機械的同調制御装置は前記基準共振
   空胴の共振周波数と前記ｎ個の共振空胴の共振周波数と
   の相互間に予定の周波数間隔を与えるように調整され、 前記同調系はさらに前記単一の制御軸を自動的に位置付
   ける制御ループを備え、 その結果、前記基準共振空胴がその入力に与えられた信
   号の周波数に同調されるように構成されたことを特徴と
   する帯域通過ろ波装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、制御ル
   ープは第１および第２の巻線を有する２相回転磁界電動
   機と、入力および出力を有する増幅器と直列に接続され
   た振幅検出器と、出力を有する低周波発振器とを備え、 前記基準共振空胴はその同調周波数を電気的に掃引する
   手段を含み、この手段は信号入力を有し、前記低周波発
   振器は前記信号入力と前記第１巻線に並列に接続され、 前記基準共振空胴の出力は前記振幅検出器入力に接続さ
   れ、 前記第２の巻線は前記増幅器の出力に接続されているこ
   とを特徴とする帯域通過ろ波装置。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の装置において、ｎ個の
   共振空胴はマイクロ波共振空胴であり、前記掃引手段は
   可変容量ダイオードを備えていることを特徴とする帯域
   通過ろ波装置。