JPS62169512A - 自動周波数制御方式 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動周波数制御方式に関し、特に衛星通信の
一方式であるＳ　ＣＰ　Ｃ（Ｓｉｎｇｌｅ　Ｃｈａｎｎ
ｅｌＰｅｒ　Ｃａｒｒｉｅｒ）システムにおいて、受信
パイロット信号を用いた自動周波数制御方式に関する、
（従来の技術） 第３図は従来の、受信パイロット信号を用いた自動周波
数制御方式のブロック図である。

基準局から送出され、中継器を介して送られてきたパイ
ロット信号１と基準局を含む他の局から中継器を介して
送られてきた通信信号２は、周波数変換器３にて周波数
変換され復調部へ送出されると共に、狭帯域ろ波器４へ
入力される。

狭帯域ろ波器４は、パイロット信号１ト３ｆｆｉ（ｇｆ
ｇ号２とを分離すると共に、搬送波対雑音比を改善して
自動周波数制御動作を確実にし、更に後述するパイロッ
ト信号を検出する機能を有する。

狭帯域ろ波器４を通ったパイロット信号は次に続く周波
数位相比較器５内で、基準発振器６からの基準信号と周
淋数位相比較される。

周波数位相比較器５からの制御信号は、中継器と受信系
にて生じた周波数範囲内の情報を含んでいる。この制御
信号は自動周波数制御系の応答を主に決定する低域ろ波
器（Ｌｏｗ　Ｐａ５ｓ　Ｆｉｌｔｅｒ：　ＬＰＦ）７と
後述する自動周波数制御系の初期引き込み時に供給され
るスィーブ信号を合成する加算器１０を介して、可変周
波数発振器（電圧制御発振器■Ｃｏ）８に加えられる。

可変周波数発振器８の出力信号は、周波数変換器３の局
部信号として使用され、周波数位相比較器５からの制御
信号によって発振周波数が制御され、中継器および受信
系で生じる周波数変移を補償する。自動周波数制御系の
ループ帯域幅は、通信信号に与える影響を少なくするた
め、狭く選ばれており、自動周波数制御系の引込み周波
数が狭い、そこで、迅速に自動周波数制御系の同期を確
立するため、初期引込み時に、スイープ法がもちいられ
ている。すなわちパイロット信号１が狭帯域ろ波器４の
帯域内に存在しないとき、これを検出した制御器９から
の制御信号が加算器１０を介して可変周波数発振器８に
加えられ、可変周波数発振器８の出力信号の周波数を走
査（スイープ）する。可変周波数発振器８の出力信号の
周波数スイープにより狭帯域ろ波器４の帯域内にパイロ
ット信号が入ると、制御器９内の信号検出器が受はパイ
ロット信号を検出し、受信パイロット信号が検出される
とその検出信号は制御器９のスィーブ動作信号の送出を
停止させる。

その後、自動周波数制御系は引込み動作を開始し、同期
確立がおこなわれる。

しかしながら、パイロット信号の周波数の近傍に通信信
号の周波数が存在し、特に通信信号がＦＭ変調波であり
、しかも周波数偏移が小さく、搬送波成分が充分高いレ
ベルのものである場合、この通信信号によって前述した
自動周波数制御系のスイープ動作が停止し、自動周波数
制御系が通信信号によって同期確立してしまう可能性が
ある。

そこで、従来この通信信号による自動周波数制御系の誤
同期確立を防ぐため、パイロット信号の近傍の両サイド
にガード帯域をもうけている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来の方式ではこのガード帯域を広く設
定する必要があり、回線運用上無駄な帯域が存在すると
いう問題がある。

第２図は、周波数軸上におけるパイロット信号１と通信
信号２の配列を示す図である。

図（ａ）はパイロット信号１の周波数が設定された中心
周波数ｆ。にある場合を示し、図（ｂ）はパイロット信
号１と通信信号２の周波数が、中継器或は受信系で、ｆ
ＯよりもΔｆだけ高い方へ変移した場合を示し、図（ｃ
）はｆＯよりもΔｆだけ低い方へ変移した場合を示して
いる。

今、中継器や受信系で生じうる周波数変移幅が最大±Δ
ｆであるとするならば、変移は現実に＋、−のいずれの
方に発生しているか分からないから変移したパイロット
信号を捕捉するために必要な局部信号の周波数掃引範囲
はやはり±Δｆとなり掃引全幅は２Δｆとなる。これを
受信周波数軸上で示すと第２図（ｂ）および同図（ｃ）
の２Δｆで示される範囲となる。

従って、この周波数範囲内に、前述の如き搬送波レベル
が比較的高いＦＭ変調信号等が存在すると自動周波数制
御系がこの信号に同期してしまう可能性があるわけであ
る。このため、従来方式においては第２図（ｂ）および
同図（ｃ）の２Δｆで示される周波数帯をガード帯域と
して、通信信号を配置していない、即ち、パイロット信
号の周波数の上下それぞれ２Δｆずつの周波数帯は通信
チャンネルとして使えず周波数帯域の利用効率上好まし
くないという問題がある。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点に顧みてパイロ
ット信号の両サイドのガード帯域を従来の１／２に減少
させることが可能な自動周波数制御方式を提供すること
にある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記の目的を達成するために次の構成を有する
。即ち、本発明の自動周波数制御方式は、通信信号と周
波数制御用のパイロット信号を含む受信入力信号の周波
数を中間周波数に変換する周波数変換器と；　該周波数
変換器へ周波数変換用局部信号を供給する可変周波数発
振器と；　前記周波数変換器の出力信号を受けて所定の
中間周波数を基準とした所定の周波数範囲内のパイロワ
１〜１言号を分離抽出する狭帯域ろ波器と；　中間周波
信号の周波数基準となる基準周波数信号を発生する基準
信号発生器と：　前記狭帯域ろ波器からのパイロット信
号と前記基準周波数信号とを受けて両者の周波数および
位相を比較する周波数位相比較器と；　該周波数位相比
較器からの信号を受けこれを低域ろ波して、前記可変周
波数発振器の発振周波数がパイロット信号の周波数変移
に追随する制御極性の周波数制御電圧を送出する低域ろ
波器と：　前記狭帯域ろ波器の出力信号を受けてパイロ
ット信号の有無を検出するパイ四ツ１−信号検出回路と
；　該パイロット信号検出回路の出力信号を受けて、パ
イロット信号が検出されていない時には可変周波数発振
器の発振周波数を所定の中心周波数から所定の周波数だ
け偏移した点を中心として所定の走査幅で周波数走査を
させる制御信号を発生する制御器と；　該制御信号と前
記低域ろ波器からの周波数制御電圧を加算して前記可変
周波数発振器へ送出する加算回路と；　を具備すること
を特徴とする自動周波数制御方式である（作　用） 以下、上記手段構成を有する本発明の自動周波数制御方
式の作用を説明する。なお従来方式の構成および作用と
同様の部分は既に述べた説明と同様であるので省略し、
本発明の特徴的な部分の説明を行う。狭帯域ろ波器の出
力は周波数位相比較器へ導かれると共にパイロット信号
検出回路へ送られる。パイロット信号検出回路は、パイ
ロツＩ−検出信号を制御器へ送る。そして制御器はパイ
ロット信号不存在の信号を受けた時、周波数走査信号を
加算器へ送出する。

本発明の自動周波数制御方式の作用のうち、パイロット
信号の周波数が引込み範囲内にある時の同期確立へ向け
ての牛用は従来方式と全く同様である９次に、中継器や
受信系での周波数変移によりパイロット信号の周波数が
引込み範囲外になり狭帯域ろ波器出力にパイロット信号
が現れないかまたはそのレベルが所定値より低い場合、
パイロツト信号検出回路はパイロット信号不存在の信号
を制御器へ送る。この時制御器は、可変周波数発振器の
発振周波数が所定の中心周波数ｆｏから所定の周波数だ
け偏移した点を中心として所定の走査幅で周波数走査さ
せるｍ（■御信号を発生する。

この中心偏移幅と走査幅は予め任意に設定することがで
きるので、パイロット信号の周波数変移が最大のΔｆで
ある場合を考えて、＋Δｆである場合には中心偏移を＋
Δｆ／２とし、−Δｆである場合には中心偏移を−Δｆ
／２とし、いずれの場合にもＩＮ拶した点の周波数を中
心として±Δｆ／２の周波数範囲を走査することにより
パイロット信号を捕捉することができる。

即ち、パイロット信号の周波数が高い方へ変移している
場合には周波数ｆ。＋Δｆ／２を中心として±Δｆ／２
の幅、即ちｆ。〜（ｆＯ＋Δｆ）の周波数範囲を走査し
、パイロット信号の周波数が低い方へ変移している場合
には周波数ｆｏ−Δｆ／２を中心として±Δｆ／２の幅
、即ち、（ｆｏ−Δｆ）〜ｆｏの周波数′に！、闇を走
査してパイロット信号を捕捉することになる。

以上の周波数走査範囲を図示すると第２図（１〕）およ
び同図（ｃ）のΔｆで示される範囲ということになる。

このことは周波数走査範囲が従来方式の２Δｆに較べ２
分の１でよいことを示しており、その結果ペイロット信
号周波数の上下両側（こ設けるガード帯域幅し従来方式
の２分の１でよいことになり電波の周波数帯域の利用効
率の向上（、こ資することができることになる。

（実　施　例） 以下、本発明の実施例を図面分参照して説明する。第１
図は本発明の自動周波数制御方式の一実施例を示すブロ
ック図である。

第１図に示す自動周波数制御方式は、第３図に示す従来
例と同様に周波数変換器３、狭帯域ろ波器４、周波数位
相比較器５、基準発振器６、低域ろ波器７、加算器１０
と可変周波数発振器８を具備し、新たに狭帯域ろ波器４
の出力中にパイロット信号が存在するか否かを検出する
パイロット信号検出回路１１と、従来方式の制御器９と
は異なった機能を有する制御器１２とを備えて構成され
ている。今、パイロット信号１の周波数が第２図（ｂ）
の状態である場合を例にとって説明すると、この場合パ
イロット信号の周波数が高い方へ最大変移量のΔｆだけ
変移していることになる。

従って、狭帯域ろ波器４の出力にはパイロット信号は現
れない、そこでパイロット信号検出回路１１ではパイロ
ット信号不検出の信号を制御器１２へ送る。制御器１２
はパイロット信号不検出の信号を受けた時には、パイロ
ット信号の周波数が高い方へ変移しているのか、低い方
へ変移しているのかを外部からの指示により判断するが
或は自動的に判断して、高い方へ変移しているときには
、電圧制御発振器の発振周波数が、受信可能な中間周波
数で考えた場合中心周波数ｆｏよりΔｆ／２だけ高い周
波数を中心にして±Δｆ／２の周波数幅で周波数掃引さ
せるような周波数制御電圧を出力し、パイロット信号の
周波数が低い方へ変移している時にはｆＯよりΔｆ／２
だけ低い周波数を中心にして±Δｆ／２の周波数幅で周
波数掃引させるような周波数制御電圧を出力する６第２
図（ｂ）の場合は高い方へ変移している例であるから周
波数掃引は （ｆｏ十Δｆ／２）±Δｆ／２即ちｆ　ｏ　”−（ｆ　
。

＋Δｆ）の範囲ということになる。

制御器１２からの周波数制御電圧は加算器１゜を経て電
圧制御発振器の周波数制御端子へ加えられる。第２図（
ｃ）の場合は、同様にして（ｆｏ−Δｆ）〜ｆ、の掃引
範囲となる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の自動周波数制御方式はパ
イロット信号の周波数が変移して引込み範囲から外れて
しまった場合に、パイロット信号を捜すための、局部発
振周波数の周波数走査を受信可能中間周波数でみた場合
、パイロット信号の周波数が高い方へ変移した場合には
ｆＯ〜（ｒ。

＋Δｆ）の範囲で行い、低い方へ変移した場合にハ（ｆ
　ｏ−Δｆ）〜ｆｏの範囲で行わせることにより行って
いるので周波数走査幅がΔｆでパイロット信号を捕捉で
きることになり、パイロット信号周波数の上下両側に設
けるガード帯域が従来方式の２Δｆに較べ２分の１でよ
いことになり、電波の周波数帯域の利用効率を高めるこ
とができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の構成を示すブロック図、第２
図はパイロット信号と通信信号の周波数配列および変移
の説明図、第３図は従来の自動周波数制御方式の構成を
示すブロック図である。 １・・・・・・パイロット信号、　２・・・・・・通信
信号、３・・・・・・周波数変換器、　４・・・・・・
狭帯域ろ波器、５・・・・・・周波数位相比較器、　６
・・・・・・基準発振器、７・・・・・・低域ろ波器（
ＬＰＦ）、　８・・・・・・可変周波数発振器（電圧制
御発振器）、　９・・・・・・制御器、１０・・・・・
・加算器、　１１・・・・・・パイロット信号検出回路
、　１２・・・・・・制御器。 代理人　弁理士　　八　幡　　義　博 オ発９月の芙ｊヒ１便−律４、だ（１ 第　／　図 ｆｏ　　　　　　　　−凧玖 □ 団−２，ｆ−。 ＋′、 １　　１　　−彫茨牧 ＝　ｊ３ｆ　Ａ ；−−２ａ　ｆ　−−４ バイロットイ各号と盪洛信号の屓彼良配列および゛耕／
）洸朗図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 通信信号と周波数制御用のパイロツト信号を含む受信入
   力信号の周波数を中間周波数に変換する周波数変換器と
   ；該周波数変換器へ周波数変換用局部信号を供給する可
   変周波数発振器と；前記周波数変換器の出力信号を受け
   て所定の中間周波数を基準とした所定の周波数範囲内の
   パイロツト信号を分離抽出する狭帯域ろ波器と；中間周
   波信号の周波数基準となる基準周波数信号を発生する基
   準信号発生器と；前記狭帯域ろ波器からのパイロツト信
   号と前記基準周波数信号とを受けて両者の周波数および
   位相を比較する周波数位相比較器と；該周波数位相比較
   器からの信号を受けこれを低域ろ波して、前記可変周波
   数発振器の発振周波数がパイロツト信号の周波数変移に
   追随する制御極性の周波数制御電圧を送出する低域ろ波
   器と；前記狭帯域ろ波器の出力信号を受けてパイロツト
   信号の有無を検出するパイロツト信号検出回路と；該パ
   イロツト信号検出回路の出力信号を受けて、パイロツト
   信号が検出されていない時には、可変周波数発振器の発
   振周波数を所定の中心周波数から所定の周波数だけ偏移
   した点を中心として所定の走査幅で周波数走査をさせる
   制御信号を発生する制御器と；該制御信号と前記低域ろ
   波器からの周波数制御電圧を加算して前記可変周波数発
   振器へ送出する加算回路と；を具備することを特徴とす
   る自動周波数制御方式。