JPS62196912A - 位相補償回路 - 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】 〔技術分野〕 本発明は位相補償回路に関するものであり、特に周波数
変動を有する信号波が遅延時間回路を通過する際に信号
波の周波数変動に起因して発生する通過位相変動を補償
した回路に関する。

〔従来技術〕

例えば時分割多元接続方式（Ｔｉｍｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏ
ｎＭｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ　：略してＴＤＭＡ
方式という）による衛星通信系においては、この通信系
に参加している局数に対応して、所定のタイムスロット
の時間帯においてのみ情報を伝送するバースト通信方式
が用いられている。このバースト通信方式の利点は、同
一の衛星、同一の周波数帯を用いて多数の地球局間を連
絡するＴＤＭＡ方式が有効に形成できることと、情報の
伝送に要する消費電力が節減できることである。

従来このようなバースト通信方式によるＴＤＭＡ方式に
おいては２位相変位変調（Ｐｈａｓｅ　５ｈｉｆｔ化の
形で情報が伝搬されるが、このようなＰＳＫ信号の復調
はＰＳＫ信号の位相を基準搬送波の位相と比較すること
によって行なわれるので、受信信号から基準搬送波を再
生する必要がある。このＰＳＫ信号から基準搬送波を抽
出する方法は位相変調成分を除去する手段と位相ジッタ
を軽減する手段を組み合わせたものである。

変調成分を除去する手段としては、逆変調器を用いてＰ
ＳＫ信号を連続信号に変換するいわゆる逆変調法と、逓
倍器を用いてＰＳＫ信号をその相数だけ逓倍し変調成分
を除去したのち再び周波数逓降を行なういわゆる逓倍法
とがある。また位相ジッタを軽減する手段としては、大
別して位相同期回路を用いる方法と、帯域通過フィルタ
を用いる方法とがあるが、後者はアクノション時間が短
く不確定がないことからバースト通信の基準搬送波再生
に適するので先の逆変調法、あるいは逓倍法と組み合せ
てバースト通信用復調回路に適用される。

第１図は上記した位相復調装置の従来の一例の構成を示
すブロック図である。即ち第１図に於いて、１は位相検
波回路、２は受信信号から変調成分を除去する変調成分
除去回路、３は位相ジッタ軽減回路であり２例えば帯域
通過ろ波器等により構成される。又１０１は受信信号入
力端子、１０２は位相検波信号出力端子、１０３は再生
基準搬送波供給端子を示す。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このようにしてＰＳＫ信号から再生基準
搬送波を抽出し２位相検波器によりＰＳＫ信号より情報
を再生するまでには、復調装置内部に遅延時間が存在す
るため、受信信号搬送波の周波数変動に起因する位相検
波特性の劣化が発生する。

これをもう少し詳しく説明すると２例えば第１図におい
て、端子１０１から１０３までの回路の通過遅延時間を
τ１　、受信信号搬送波の中心周波数及び周波数変動を
それぞれｆｏ、Δｆとすると９位相検波器１に供給され
る基準搬送波位相変化は次のような形で与えられる。す
なわち、基準搬送波再生回路の通過位相変化ばτ、×２
π（ｔ’ｏ−Δｆ）であられされ９周波数変動の無いと
きの通過位相はτ１×２πｆｏであられされるので２周
波数変動に起因する通過位相変化Δθは Δθ＝τ１×２π（ｔｏ＋Δｆ）−τ１×２πｆ、＝−
τ、×２πΔｆ　　・（１）であられされる。そしてこ
の（１）式で示される通過位相変化Δθに起因して位相
検波出力が劣化することは明らかである。

〔発明の目的〕

発生する回路を基準搬送波再生回路内部に設置しｔ該回
路を某進再生搬送波を通過食せふことによりΔθを打消
すようにしだ位相補償回路を提供することにある。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明による位相補償回路は、閉回路を構成する位相復
調装置等の位相復調系に適用され、該閉回路内部に存在
する遅延時間を生ずる回路を周波数変動を有する信号波
が通過する際に、信号波の該周波数変動に起因して発生
する通過位相変動を補償するために、該閉回路内部に設
けられ、前記通過位相変動を受けた信号を入力して第１
．第２および第３の信号波、または第１および第２の信
号波に分岐する分岐回路と、前記第２の信号波をうけて
前記第１の信号波との間に通過位相差および通過振幅差
を与える特性付加手段と、該特性付加手段により前記通
過位相差及び通過振幅差を与えられた出力信号波と前記
第１の信号波とを合成する合成回路と、前記分岐回路か
ら第３の信号波。

または前記特性付加手段を形成する回路のいずれかの点
から信号波をうけて、該信号波の位相を可変する可変位
相回路と、前記合成回路の出力と前配回変位相回路の出
力とを受け２両者の位相を比較して得られた出力により
前記可変位相回路の位相を制御する位相比較回路とを含
み、該可変位相回路の出力側から基準再生波を得るよう
にしたことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

第２図は本発明による実施例の構成を示すブロック図で
ある。第２図において、１１は分岐回路。

１２は遅延時間回路、１３は付加振幅調整回路。

１４は付加位相調整回路、１５は合成回路であり。

また２１は位相比較回路、２２は可変位相回路である。

１１１は入力信号端子、２０１は出力信号端子である。

このように構成された位相補償回路において。

端子１１１から入力する信号波をｇ（ωｔ）とすると。

ｇ（ωｔ）＝ｅＪ”、　　但し、ω＝２π（ｆ０＋Δθ
）　　−（２）であられされる。

また、３分岐用の分岐回路１１は説明を容易にするため
、第１および第２出力に関しては等振幅等位相分岐回路
とし、同じく合成回路１５も等振幅等位相合成回路とす
る。もちろん、これは実現性を考慮して分岐特性２合成
特性に振幅差１位相差を有するものを使用したとしても
本発明の主旨に一致することは言うまでもない。

さらに遅延時間回路１２の遅延時間特性をτ２゜付加振
幅調整回路１３の付加振幅特性をα、付加位相調整回路
１４の付加位相をψとすると２合成回路第１入力端子１
１３に現われる信号波特性ｇ１（ωｔ）は １　　・ ｇｔ（ωｔ　）＝　−ｅ　Ｊ”ｔ　　　　　　　　　　
・・・（３）で与えられ、同じく合成回路第２入力端子
１１４に現われる信号波特性ｇｚ（ωｔ）は ｇｚ　　（ω１）＝去α６ｊ（”（ｔ＋”ｚ）＋ψ）　
　　　　　　・・・（４）で与えられる。このため出力
端子１１２に現われる信号波特性ｆ（ωｔ）は ｆ（ωｔ）＝ｇ、（ωｔ）＋ｇｚ（ωｔ）、具ｊωｔ（
１＋ａｅｊ（ωτ２＋ψ））＝Ａ（θ）ｅｊΦ（θ）ｅ
ｊωｔ　　　　　　１１．（５）但し、　Ａ（θ）＝−
Ｖ１η荘τｉ了宜で−・・・（６）（１’（ｅ）＝ｔａ
ｎ−”輩し　　　　　・・・（７）１＋らθ ω＝２π（ｔｏ＋Δｆ）　　　　　　　　・・・（８）
θ＝ωτ２＋ψ＝（２πｆ０τ２＋ψ）＋２πΔｆτ２
　・・・（９）で与えられる。

（８）式において、入力周波数変動に影響しない成分、
即ち２πｆ０τ２＋ψを、付加位相調整回路１４を適宜
調整することにより次の式 ％式％ を満足する値に設定することができる。但しｎは０を含
む自然数とする。このときの（６）式、（７）式のＡ（
θ）、Φ（θ）の値を Δθ＝２πΔｆτ２　　　　　　　　　　　・・・αη
の関数Ａ（Δθ）、Φ（Δθ）として計算すると、すな
わちα０式、αη式を（６）式、（７）式に代入し、特
にＡ（Δθ）については電力デシベルに換算すると。

Ａ（Δθ）”２０１ｏｇ　（’／　　１−匠；０−ＫＬ
”　　　　・・・α■臥下企日 α由Δθ Φ（Δθ）＝−−−１１−ｃｃ−〇”・α１が得られる
。

第３図は上記の計算結果を結合度α（付加振幅特性）が
１／４　、１／３　、１／２　、３／４の場合について
あられした図である。図中実線は通過位相特性Φ（Δθ
）をあられし、破線は通過振幅特性Ａ（Δθ）を示して
いる。この第３図から理解出来るように２例えば付加振
幅特性（結合度）αを７に選ぶと、信号波出力位相Φ（
Δθ）の値は入力位相Δθにほぼ等しく極性は逆転して
いると共に、信号波出力振幅Ａ（Δθ）はΔθの変化に
対してほぼ一定値−１２ｄＢであることかわかる。

以下余日 しかるに１合成回路１５の出力端子１１２に出力する信
号は１以上に説明したように、αを１／！に選んだとき
に−１２ｄＢと減衰し１分岐回路１１の２つの出力、即
ち第１出力の−６ｄＢと第２出力の−６ｄＢのどちらと
比較しても相対値で、更に６ｄＢ減衰していることから
判るように、入力信号電力に対して信号電力の減衰が大
きい。このことは。

出力端子１１２に出力する信号成分が雑音成分を含んで
いるものであったとすれば１位相同期性のある搬送波信
号、すなわち（２）弐に示すｇ（−）は前述した回路を
通過し、端子１１２に出力することにより減衰をもたら
すが、雑音成分は同期性がないために減衰することはな
く、結果として信号電力対雑音電力比（ＳＡ比）が劣化
することになる。

このようなＳ／Ｎ比の劣化を無くシ、かつ入力周波数変
動に対して位相の変化しない回路を得るために、端子１
１２より出力した信号と可変位相器２２を通って端子２
０１に現われた信号出力とは。

位相比較回路２１により比較され、その位相差を検出し
て可変位相器２２に帰還することにより。

端子２０１に出力される信号の位相が端子１１２に出力
する位相とほぼ同じになるように制御される。

なお、上記の実施例において１位相比較回路２１と可変
位相回路２２との間に適宜増幅回路を挿入し２位相比較
回路２１の出力を増幅すれば。

本発明の主旨に違うことはなく、むしろ補償特性向上に
つながることは言うまでもない。可変位相回路２２の出
力位相は位相比較回路２１の検出出力により制御される
結果、端子１１２の出力位相と同等となるようにその出
力極性及び位相制御特性が制御されるものである。また
、上記の実施例においては１分岐回路１１の第３の出力
が可変位相回路２２に入力されたが、これに限らず、遅
延時間回路１２．付加振幅調整回路１３．あるいは付加
位相調整回路の出力を分岐して可変位相回路２２の入力
に与えるようにしても、補償機能を劣化させるものでは
ない。さらに、第２図に示す位相比較回路２１．可変位
相回路２２は、端子１１１に入力する搬送波の周波変動
が高速であった場合にも対処できるようにするため、そ
れぞれ広帯域特性を有し、高速の負帰還回路を形成する
ことが望ましい。

第４図は、第２図の実施例における位相補償回路を第１
図の位相復調装置に適用した場合の構成をブロック図に
より示したものである。この図において、基準搬送波を
再生する回路として、端子１０１から２０１の間の変調
成分除去回路２および位相ジッタ軽減回路３に生ずる遅
延時間τ、に起因し、入力周波数変動Δｆによって発生
した位相変化Δθは、付加された位相補償回路１６を通
過させることによりーΔθ相当の位相変化を受け、これ
により端子２０１’（第１図の１０３相当）から位相検
波器１に供給される基準再生搬送波の位相変化が完全に
打消されるか或いは零に近い値になることが判る。

なお、第４図においては１位相補償回路１ノロが位相ジ
ッタ軽減回路３の出力端に位置しているが。

もちろんのことながら位相ジッタ軽減回路３の入力側と
変調成分除去回路２の出力側との間に設置しても効果は
同じである。また１以上説明した本発明の詳細な説明に
より明らかであるが１位相器・調装置へ入力する搬送波
帯信号の周波数変動が受信バースト毎に変化し、それに
起因して発生する位相変化Δθが比較的高速でその値を
違える場合においても１位相補償回路の応答時間に拘束
されることはなく、全受信バーストの一位相変化に対し
て適宜補償作用をするものである。

第５図は１以上に説明した内容、即ち第４図において位
相変動が補償される過程を説明するための、α＝１／２
の場合の信号波の位相変化に対するベクトル図である。

このうち１図の（、）は端子１１１’における信号波の
位相変動（矢印のような極性の位相変動の発生）を示し
、伽）は端子１１ｙから２０１′の間における信号波の
位相変動（（ａ）とは逆方向の位相変動の発生）を示し
、（Ｃ）は端子２０１′における信号波の位相変動を示
すが、補償の結果はとんど零になっていることが判る。

而も０以上の関係は使用周波数によらないので、たとえ
ば２０ＧＨｚで用いても極めて有効である。

上記の第５図についての説明は付加振幅特性αを１／２
に選んだ場合のものであるが、第３図に示すようにαの
値を変えた場合でも、第２図に示すτ２の値を適宜決定
することにより所要の値で極性が逆転した位相変化を得
ることが出来ることは明らかであシ、α及びτ２の値は
本発明実施時に互に関連して適宜選択することが出来る
ものである。

また、同様に、第２図に示す分岐回路１１１合成回路１
５に関しても説明を容易にするため等位相等振幅の分岐
１合成を仮定して説明を述べたが。

これらは、先に説明したように第２図に示す付加位相調
整回路１４の付加位相ψを変化させること或いは付加振
幅特性αを変化させることに相当するだめ１分岐特性お
よび合成特性は上記に限られず、自由度があることは明
らかである。

更に、上記の説明はバースト通信方式におけるＰＳＫ信
号の復調装置について行ったか、閉回路を構成する位相
同期回路、あるいは位相検波回路等の位相復調系内部に
適用して周波数変動に起因して発生する位相変化を補償
することが出来ることは明らかである。

さらにまた、第２図に示す遅延時間回路１２の実現手段
としては、当然のことながら遅延線路でも良いが、帯域
ろ波器、増幅器等の所要の遅延時間を有する回路であれ
ば良いことは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上の説明により明らかなように２本発明によ・　れば
１周波数変動を有する信号波が遅延時間を有する回路を
通過する際に信号波の周波数変動に起因して発生する通
過位相変動を補償することが出、　来るので１位相復調
装置等に用いて信頼性を向上すべくその効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の復調装置の一例の構成を示すブロック図
、第２図は本発明の一実施例である位相補償回路の構成
を示すブロック図、第３図は、第２図の位相補償回路の
動作を説明するための計算結果を示すグラフ、第４図は
、第２図の位相補償回路を第１図の位相復調装置に適用
した場合の構成を示すブロック図、第５図は、第４図の
位相復調装置における位相変動の補償される過程を説明
するだめの信号波の位相変化に対応するベクトル図であ
る。 記号の説明：１は位相検波回路、２は変調成分除去回路
、３は位相ノック軽減回路、１１は分岐回路、１２は遅
延時間回路、１３は付加位相調整回路、Ｉ４は付加位相
調整回路、１５は合成回路。 １６は位相補償回路、２１は位相比較回路、２２は可変
位相回路である。 第１図 第３図 兇５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　閉回路を構成する位相復調装置等の位相復調系に適用
   され、該閉回路内部に存在する遅延時間を生ずる回路を
   周波数変動を有する信号波が通過する際に、信号波の該
   周波数変動に起因して発生する通過位相変動を補償する
   ために、該閉回路内部に設けられ、前記通過位相変動を
   受けた信号を入力して第１、第２および第３の信号波、
   または第１および第２の信号波に分岐する分岐回路と、
   前記第２の信号波をうけて前記第１の信号波との間に通
   過位相差および通過振幅差を与える特性付加手段と、該
   特性付加手段により前記通過位相差及び通過振幅差を与
   えられた出力信号波と前記第１の信号波とを合成する合
   成回路と、前記分岐回路から第３の信号波、または前記
   特性付加手段を形成する回路のいずれかの点から信号波
   をうけて、該信号波の位相を可変する可変位相回路と、
   前記合成回路の出力と前記可変位相回路の出力とを受け
   、両者の位相を比較して得られた出力により前記可変位
   相回路の位相を制御する位相比較回路とを含み、該可変
   位相回路の出力側から基準再生波を得るようにした位相
   補償回路。