JP2008219364A - マイクロ波中継受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】伝送状態を定量的に検出することで、隣接チャンネル信号波の干渉による伝送品質の劣化であることを判断可能にし、隣接波の干渉による伝送品質の劣化を低減できるようにしたＦＰＵ受信装置を提供する。
【解決手段】ＦＰＵ受信装置の中間周波数帯に、希望波用ＢＰＦ２Ａ、下隣接波用ＢＰＦ３Ａ、上隣接波用ＢＰＦ４Ａの帯域通過フィルタを設け、これらの出力を検波回路２〜４で検波し、受信電力レベルを操作パネルに表示する。隣接波が希望波に比べて受信電界が高い場合は、隣接波・希望波の検波出力差により希望波レベルを補正して希望波受信電界表示機能を維持すると共に、電波環境に応じた受信高周波部のＡＧＣ動作を実行する。
【選択図】図２

Description

放送用マイクロ波中継装置（ＦＰＵ）の受信装置に係り、特に、隣接チャンネル信号波の干渉による伝送品質の劣化を改善したＦＰＵ受信装置に関する。

従来、放送波用マイクロ波中継装置の受信装置では、受信入力電界値およびビット誤り率（ＢＥＲ：Bit Error Rate）の値を操作パネル上に表示し、これらの情報から伝送状態の状況を判断するだけであった。また、受信したＲＦ（高周波）信号を復調器に入力するまでの、高周波レベルダイアは、利得可変回路を使用し、自動的に制御しているが、受信電界により固定的に一意に定められたものであった。

なお、隣接チャンネル信号波干渉を低減する従来例としては、例えば、特許文献１に、チャンネル間の周波数スペースを広げるようにして、隣接チャンネル信号波による妨害の充分な抑圧を、帯域通過フィルタにより得られるように構成したデジタル伝送装置が提案されている。

特開２００２−２４７００４号公報

ＦＰＵ受信装置で利用可能な周波数は、チャンネル間隔が１８ＭＨｚであり、変調波の占有帯域も、ほぼこれに準じている。隣接チャンネル信号波の影響は、希望波受信電界、変調方式に加え、伝送品質を決定する一つの要因となる。

前述した従来技術では、受信チャンネル（希望波）のみに特化し、増幅段を十分にリニアな領域で動作させようとした場合、希望波対妨害波比（Ｄ／Ｕ比）が、−数十ｄＢの隣接チャンネル信号波が存在するため、これを受信した場合、隣接波の干渉による隣接チャンネル妨害が発生して歪量が過大となり、復調不能なスペクトラムをＦＰＵ受信制御部に伝送することになる。このため、伝送途中で放送が中断する等の問題が発生する場合がある。

この問題に対応するため、Ｄ／Ｕ比を大きくとったとしても、伝送可能な内部高周波信号のレベルダイアを組むと、隣接チャンネル信号波が存在しない場合には、過補償なレベルダイアとなる結果、非線形な領域での動作が比較的多くなるという問題がある。

また、ＦＰＵ利用者は、ＦＰＵ受信装置の受信電界値およびＢＥＲ値の表示により、伝送状態の状況を判断する。隣接チャンネル信号波の影響を受けた場合、この受信電界値から推測されるＢＥＲ値に相違が現れ、伝送品質が劣化したものとなるが、機器の特性劣化によるものなのか、否かは、直ぐには判断が得られないという問題もある。

そこで、本発明の目的は、伝送状態を定量的に判断可能にし、隣接チャンネル信号波の干渉による伝送品質の劣化であることが即座に判断できると共に、隣接チャンネル信号波の干渉による伝送品質の劣化の低減を可能とするＦＰＵ受信装置を提供することにある。

前記課題を解決するため、本発明に係るマイクロ波中継受信装置は、利得可変形低雑音増幅器と、希望波用の帯域通過フィルタと、隣接波用の帯域通過フィルタと、前記希望波用の帯域通過フィルタ出力を検波する希望波用検波器と、前記隣接波用の帯域通過フィルタ出力を検波する隣接波用検波器と、受信電界表示用演算回路と、表示部を含む操作パネルとを具備し、
前記受信電界表示用演算回路は、前記希望波用検波器出力と前記隣接波用検波器出力に基づいて前記希望波と前記隣接波の受信電界レベルを算出し、少なくとも前記隣接波の受信電界レベルを、前記操作パネル上に表示すると共に、前記利得可変形低雑音増幅器の減衰量を、前記算出した受信電界レベルのうちの最大値に応じて決定することを特徴とするものである。

本発明によれば、定量的に隣接チャンネル信号波の電力レベルを検知し、この情報に基づいて隣接チャンネル信号波による干渉が発生する場合にだけ有効なＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路を設けたことにより、過補償を無くし、線形領域での動作を確保することができる。

本発明に係るＦＰＵ受信装置の実施の形態について、添付図面を参照しながら、以下詳細に説明する。

図１は、本実施形態のＦＰＵ受信装置の構成を示すブロック図である。ＦＰＵ受信装置において、受信アンテナＡＮＴで受信したＲＦ（高周波）信号は、端子Ｔ１に接続されたＲＦ帯の帯域通過フィルタＢＰＦ１を介して、利得可変機能を持つ利得可変型低雑音増幅器１０に入力される。利得可変型低雑音増幅器１０の出力は、ＲＦ帯の帯域通過フィルタＢＰＦ２を介して周波数変換器１１の一方の入力端子に入力され、他方の入力端子には、局部発振器１３の発振周波数が入力される。ここで、局部発振器１３は、発振出力を検出器１６により検出してＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路により所定の周波数で安定した発振が得られる構成の発振器を用いている。ＲＦ信号は、周波数変換器１１において局部発振器１３の発振出力と混合され、第１中間周波数の信号に周波数変換される。第１中間周波数に変換された信号は、さらに、第１中間周波数帯の帯域通過フィルタＢＰＦ３を介して周波数変換器１２に入力され、局部発振器１４の発振出力と混合され、第２中間周波数の信号に周波数変換される。第２中間周波数の信号は、第２中間周波数帯域の利得可変回路１、低雑音増幅器用ＡＧＣ回路１５を経由して利得可変形低雑音増幅器１０にフィードバックされ、概略一定の電力レベルに利得補正される。利得補正された第２中間周波数の変調波は、利得可変回路１の出力端子Ｔ２に接続された同軸ケーブル２１を介してＦＰＵ受信制御部（復調部）２２に伝送される。このとき、利用体系により同軸ケーブルは、数ｍ〜約３００ｍの範囲の長さで使用される。受信制御部２２では、この同軸ケーブル２１でレベル低下した電力レベルを利得補正し、復調器２３に印加する。復調器２３は復調処理後、受信した映像・音声などの情報信号を出力する。

本発明に係るＦＰＵ受信装置では、図１に示した利得可変回路１は、図２に示すブロック図のように構成され、これにより隣接チャンネル信号波の干渉を軽減するものである。

図２において、図１の周波数変換器１２で周波数変換された第２中間周波数の信号は、端子Ｔに接続された分配器２４により分配され、分配された信号は、前置増幅器２５と分配器２９に入力される。分配器２９で分配された第２中間周波数の一方の信号は、帯域通過フィルタＢＰＦ３Ａおよび検波回路３を介して演算回路１へ入力される。分配器２９で分配された他方の信号は、帯域通過フィルタＢＰＦ４Ａおよび検波回路４を介して演算回路１へ入力される。

前置増幅器２５で増幅された第２中間周波数は、ＳＡＷフィルタ（Surface Acoustic Wave Filter）２６を介して分配器２７で分配され、分配された第２中間周波数の一方は、利得可変回路２に入力され、他方は帯域通過フィルタＢＰＦ２Ａに入力される。利得可変回路２に入力された第２中間周波数は、さらに分配器２８で分配されて第２中間周波数帯の帯域通過フィルタＢＰＦ４を介して検波回路１で検波される。この検波出力が利得可変回路２へフィードバックされ、利得可変回路２の利得が検波出力に対応して決められた利得に自動調整された後、増幅器３０を介して、図１に示したように、出力端子Ｔ２に接続された同軸ケーブル２１を介してＦＰＵ受信制御部２２へ入力される。

一方、帯域通過フィルタＢＰＦ２Ａに入力された第２中間周波数は、検波回路２で検波され、検波出力は演算回路１へ入力される。演算回路１の出力は、図１の受信電界表示用演算回路１７へ入力されると共に、図１の低雑音増幅器用ＡＧＣ回路１５へフィードバックされる。

なお、前置増幅器２５で増幅された第２中間周波数は、第２中間周波数帯のＳＡＷフィルタ２６により希望波のみを取り出すため、これより前段では、隣接チャンネル波の影響を受けやすいが、デジタル変調方式では、直交変調、誤り訂正等の技術により、ＲＦ受信電界が空中線のノイズフロア付近まで低下したものでも、ＲＦ信号をリニアに利得補正ができれば、復調可能となる。

また、ＦＰＵ受信装置は可搬型であり、使用状況には近距離伝送も考えられるので、受信電界が−１０ｄＢｍ〜−２０ｄＢｍであっても受信可能な実力を持つが、Ｄ／Ｕ比が−数十ｄＢ以上となるような電波環境も少なくない。このため、受信高周波部のトータルゲインは、概算１０ｄＢ〜１００ｄＢ程度の可変が必要となる。

受信可能な受信電力範囲において、受信電界が比較的大きい場合は、信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）が良いため、図１の利得可変形低雑音増幅器１０で受信ＲＦ帯を減衰させ、周波数変換器２１〜第２中間周波数帯ＳＡＷフィルタ４２までの経路で、各素子の飽和レベルからバックオフ、すなわち、各素子の飽和レベルと最大受信電界レベルとの差をとり、線形領域での動作を確保する。この減衰量を大きくとれば、Ｄ／Ｕ比も大きく取れるが、過補償になれば、Ｕ波が存在しない場合での伝送品質が劣化する可能性もある。このため、第２中間周波数帯において、希望波（Ｄ波）もしくは、隣接チャンネル信号波のうち、受信電界の高い信号波に合わせて減衰量を決定することにより、この問題を解決できる。

しかし、この減衰量は、図１の受信電界表示用演算回路１７で希望波受信電界を算出する要素の一つとしているため、希望波受信電界表示用メータの指示値に差異が発生する問題が生じる。

そこで、図３に示すように、第２中間周波数帯の帯域通過フィルタＢＰＦ２Ａは、中心周波数ｆ_０の希望波チャンネル信号のみ通過させる帯域通過フィルタ、第２中間周波数帯域通過フィルタＢＰＦ３Ａは、ｆ_０−Δｆを中心周波数とする下隣接チャンネル信号のみを通過させる帯域通過フィルタ、第２中間周波数帯の帯域通過フィルタＢＰＦ４Ａは、ｆ_０＋Δｆを中心周波数とする上隣接チャンネル信号のみを通過させる帯域通過フィルタとし、図２に示すように、各々の信号波を検波回路２〜４で検波する構成とする。これにより定量的に希望波、隣接波の受信電界値を算出でき、これらの電界値は図１の受信電界表示用演算回路１７を介してＣＰＵに入力され、操作パネル１９の受信電界表示用メータ画面２０に、現在の受信電波環境を表示することが可能となる。

更に、隣接チャンネル波信号の影響による伝送品質の劣化であることを表示画面上に警告することも可能となる。なお、希望波受信電界表示用メータ画面２０の縦軸Ｅは受信電界レベルを示し、横軸ｔは時間を示している。

第２中間周波数帯の帯域通過フィルタＢＰＦ２Ａ、ＢＰＦ３Ａ、およびＢＰＦ４Ａで取り出した信号を各々検波器で検波した出力は、演算回路１において比較され、最大のものを選択し、この結果を、低雑音増幅器用ＡＧＣ回路１５へ出力する。受信電界表示用演算回路１７では、利得可変形低雑音増幅器１０の減衰量、更に第２中間周波数帯ＳＡＷフィルタ２６の後段での低雑音増幅器用ＡＧＣ回路１５における利得を換算し、受信電界を求めている。隣接波が希望波に対してその電力レベルが高い場合、すなわち、隣接波が受信され、隣接波チャンネル信号波による干渉が発生する場合に、受信電界表示用演算回路１７に出力することで、希望波受信電界の補正を行うことが可能となり、前述した希望波受信電界表示用メータの指示値に差異が発生するという問題を解消できる。

例えば、希望波受信電界が−４０ｄBｍ、妨害波受信電界が−３０ｄBｍであった場合、利得可変形低雑音増幅器１０では、妨害波受信電界に対応する利得となるように、利得を可変するが、希望波の検波出力では、−４０ｄBｍ以下の受信電界として検波されてしまう。このため、希望波と妨害波の検出レベル差分を希望波検波出力に加算することで、受信電界表示用演算回路１７には、希望波受信電界は、−４０ｄBｍとして処理可能となる。

以上、本発明に係るＦＰＵ受信装置の好適な実施形態について述べたが、本発明はこの実施形態に限定するものではなく、本発明の精神を逸脱しない範囲内において、種々の変更を成し得ることは勿論である。例えば、実施の形態では、隣接波の電界レベルだけを操作パネル上に表示したが、希望波と隣接波の電界レベル、およびＢＥＲ値を表示してもよいし、復調した映像信号に隣接波の電力レベル情報を重畳した映像モニタ出力機能を持たせ、伝送状態を定量的に判断できるようにしてもよいことは言うまでもない。

本発明に係るマイクロ波中継受信装置の概略構成を示すブロック図。 図１に示した利得可変回路１の回路構成を示すブロック図。 図２に示した受信高周波部で用いる帯域通過フィルタの減衰特性例を示す図。

符号の説明

１０…利得可変形低雑音増幅器、１１，１２…周波数変換器、１３，１４…発振器、１５…低雑音増幅器用ＡＧＣ回路、１６…検出器、１７…受信電界表示用演算回路、１８…ＣＰＵ、１９…操作パネル、２０…受信電界表示用メータ画面、２１…同軸ケーブル、２２…ＦＰＵ受信制御部、２３…復調器、２４…分配器、２５…前置増幅器、２６…ＳＡＷフィルタ、２７〜２９…分配器、３０…増幅器、ＡＮＴ…アンテナ、Ｔ，ＢＰＦ１〜ＢＰＦ４…帯域通過フィルタ、ＢＰＦ２Ａ，ＢＰＦ３Ａ，ＢＰＦ４Ａ…帯域通過フィルタ、Ｔ１，Ｔ２…端子。

Claims (1)

1. 利得可変形低雑音増幅器と、希望波用の帯域通過フィルタと、隣接波用の帯域通過フィルタと、前記希望波用の帯域通過フィルタ出力を検波する希望波用検波器と、前記隣接波用の帯域通過フィルタ出力を検波する隣接波用検波器と、受信電界表示用演算回路と、表示部を含む操作パネルとを具備し、
   前記受信電界表示用演算回路は、前記希望波用検波器出力と前記隣接波用検波器出力に基づいて前記希望波と前記隣接波の受信電界レベルを算出し、少なくとも前記隣接波の受信電界レベルを前記操作パネル上に表示すると共に、前記利得可変形低雑音増幅器の減衰量を、前記算出した受信電界レベルのうちの最大値に応じて決定することを特徴とするマイクロ波中継受信装置。

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