特開 2024-118915 周波数制御支援装置、周波数制御装置および無線機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024118915

(43)【公開日】2024-09-02

(54)【発明の名称】周波数制御支援装置、周波数制御装置および無線機

(51)【国際特許分類】

   H03L 7/00 20060101AFI20240826BHJP

   H04B 1/16 20060101ALI20240826BHJP

【ＦＩ】

H03L7/00 230

H04B1/16 R

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023025499

(22)【出願日】2023-02-21

(71)【出願人】

【識別番号】000100746

【氏名又は名称】アイコム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】北畑 雅規

(72)【発明者】

【氏名】小山 祥太

(72)【発明者】

【氏名】島本 聡太

【テーマコード（参考）】

5J106

5K061

【Ｆターム（参考）】

5J106AA03

5J106BB01

5J106CC15

5J106DD17

5J106DD44

5J106EE01

5J106HH08

5J106KK03

5J106QQ09

5K061BB06

5K061CC16

5K061CC53

5K061CD04

(57)【要約】

【課題】ＰＰＳ信号に基づく基準信号の周波数の補正に要する時間を短縮する。
【解決手段】周波数制御支援装置（１０２）は、ＧＰＳ信号に基づいて生成されるＰＰＳ信号の１周期内に基準発振器（７）が発生する基準信号のパルス数をカウントするカウンタ（８）と、１周期の所定数倍の期間においてカウンタ（８）によってカウントされたパルス数の総数から、１周期あたりに発生するパルス数の平均値を算出する平均化回路（９）と、基準信号が有する基準周波数の規定値と平均値との偏差を検出する偏差検出回路（１０）と、偏差が目標値を下回る毎に、目標値を現在値より減少させ、平均化回路（９）が平均値を算出する期間を規定する所定数を現在値より増加させる制御ユニット（１１）と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＧＰＳ信号に基づいて生成されるＰＰＳ信号の１周期内に発振器が発生する基準信号のパルス数をカウントするカウント部と、
前記１周期の所定数倍の期間において前記カウント部によりカウントされた前記パルス数の総数から、前記１周期あたりに発生する前記パルス数の平均値を算出する平均化部と、
前記基準信号が有する基準周波数の規定値と前記平均値との偏差を検出する検出部と、
前記偏差が目標値を下回る毎に、前記目標値を現在値より減少させ、前記平均化部が前記平均値を算出する期間を規定する前記所定数を現在値より増加させる変更部と、を備える、周波数制御支援装置。

【請求項2】

前記目標値の取り得る値は、予め定められた異なる所定個あり、
前記目標値の初期値は、前記所定個のうちの最大値であり、
前記所定数の取り得る値は、前記目標値毎に定められており、
前記変更部は、前記偏差が前記目標値を下回る毎に、前記目標値を、前記所定個のうち現在値の次に小さい値に変更し、前記所定数を、変更後の前記目標値に応じた値に変更する、請求項１に記載の周波数制御支援装置。

【請求項3】

前記基準信号を発生する発振器と、
請求項１または２に記載の周波数制御支援装置により検出される前記偏差が小さくなるように前記基準周波数を制御する制御部と、を備える、周波数制御装置。

【請求項4】

請求項３に記載の周波数制御装置を備える、無線機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＧＰＳ（Global Positioning System）から得られるＰＰＳ（Pulse Per Second）信号を利用して周波数を制御するための支援を行う周波数制御支援装置等に関する。

【背景技術】

【0002】

無線機においては、規定の周波数を有する基準信号に基づいて送信および受信の処理が行われる。基準信号の周波数は、基準信号を発生する発振器の経年劣化等により、規定値から誤差が生じる。例えば、特許文献１には、ＧＰＳ信号から得られるＰＰＳ信号に基づいて基準信号を構成することが記載されている。

【0003】

本来、ＰＰＳ信号は、ＵＴＣ（Coordinated Universal Time）に同期した１秒周期の正確な信号である。しかしながら、ＰＰＳ信号は、ＧＰＳ信号を受信してＰＰＳ信号を発生するＧＰＳ受信機の精度、マルチパスのようなＧＰＳ信号の受信環境の悪化などに応じた誤差が生じると、正確な１秒周期の信号となっていないことがある。このような誤差を有するＰＰＳ信号を用いると、基準信号の周波数を正しく補正することができない。

【0004】

このような誤差を含むＰＰＳ信号を用いて基準信号の周波数を補正するには、例えば、ＰＰＳ信号をある程度の時間範囲で平均して誤差を平準化することが行われる。具体的には、無線機の発振器から出力される基準信号のパルスを、ＰＰＳ信号の１周期でカウントし、そのカウント値の複数周期分の平均値と、周波数の規定値との偏差をなくすように周波数を補正する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１０－１４１４８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、無線機において１０ＧＨｚというような高い周波数を取り扱う場合、基準信号の周波数の誤差が大きくなると、取り扱う周波数は、高くなるほど当該誤差によるずれが大きくなる。このため、周波数の補正精度を、誤差が１ｐｐｂ～３ｐｐｂ程度に収まるように高める必要がある。

【0007】

一方、ＰＰＳ信号の理論誤差Ｅｆ［ｐｐｂ］は、実測により、Ｅｆ＝１５０／Ｔｇの式により表されることが判明した。当該式におけるＴｇは、ゲートタイム（秒）であり、カウンタがＰＰＳ信号の１周期を基本単位として基準信号のパルスをカウントするカウント時間である。また、上式における「１５０」という値は実測により得られた値である。

【0008】

このため、理論誤差Ｅｆが１ｐｐｂとなるには、ゲートタイムが少なくとも１５０秒であることが必要となる。また、実際には、このようなゲートタイムで得られた上記のカウント値の平均値に基づいて周波数を補正しても、誤差が実用上で問題のない範囲に収まるように周波数を補正できないことが多い。具体的には、目標値との偏差がなくなるように周波数を補正するが、機器毎の制御精度のばらつきや温度状態による誤差も含まれるので、１回の補正により目標値に周波数を合せることが困難である。このため、所望の誤差となるまで１５０秒のゲートタイムによる上記のような周波数の補正と誤差測定とを含むフィードバック制御を複数回繰り返す必要があることから、このような処理に長時間を要するという問題がある。

【0009】

本発明の一態様は、ＰＰＳ信号に基づく基準信号の周波数の補正に要する時間を短縮することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る周波数制御支援装置は、ＧＰＳ信号に基づいて生成されるＰＰＳ信号の１周期内に発振器が発生する基準信号のパルス数をカウントするカウント部と、前記１周期の所定数倍の期間において前記カウント部によってカウントされた前記パルス数の総数から、前記１周期あたりに発生する前記パルス数の平均値を算出する平均化部と、前記基準信号が有する基準周波数の規定値と前記平均値との偏差を検出する検出部と、前記偏差が目標値を下回る毎に、前記目標値を現在値より減少させ、前記平均化部が前記平均値を算出する期間を規定する前記所定数を現在値より増加させる変更部と、を備える。

【発明の効果】

【0011】

本発明の一態様によれば、ＰＰＳ信号に基づく基準信号の周波数の補正に要する時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施形態に係る無線機のハードウェア構成を示すブロック図である。

【図2】上記無線機におけるＧＰＳ受信機から出力されるＰＰＳ信号と上記無線機における基準発振器から出力される基準信号との関係を示す波形図である。

【図3】上記無線機における周波数制御支援装置の要部のシステム構成を示すブロック図である。

【図4】上記無線機において上記基準信号の基準周波数を補正する処理の手順を示すフローチャートである。

【図5】本実施形態の上記無線機において上記基準周波数が所定値に補正されるまでの変化と、比較例の無線機において上記基準周波数が所定値に補正されるまでの変化とを併せて示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

〔実施形態〕
以下、本発明の一実施形態について、図１～図５を参照して説明する。

【0014】

〈無線機のハードウェア構成〉
図１は、本実施形態に係る無線機１のハードウェア構成を示すブロック図である。図２は、無線機１におけるＧＰＳ（Global Positioning System）受信機６から出力されるＰＰＳ信号と無線機１における基準発振器７から出力される基準信号との関係を示す波形図である。

【0015】

無線機１は、例えば、アマチュア無線で音声信号の送受信に使用できる周波数帯の周波数が設定可能であり、アマチュア無線機として使用することができる。図１に示すように、無線機１は、送信部２と、受信部３と、送受信切替回路４と、アンテナ５と、ＧＰＳ受信機６と、周波数制御装置１０１とを備える。

【0016】

送信部２は、入力された音声を送信信号に変換する送信処理を行う。送信部２は、送信処理を行うために、マイク２１と、Ａ／Ｄ変換器２２と、変調部２３と、Ｄ／Ａ変換器２４と、ＢＰＦ（Band Pass Filter）２５と、ＡＬＣ（Automatic Level Control）回路２６と、電力増幅器２７とを有している。図１において、マイク２１はＭＩＣと示され、Ａ／Ｄ変換器２２はＡ／Ｄと示され、Ｄ／Ａ変換器２４はＤ／Ａと示され、ＡＬＣ回路２６はＡＬＣと示され、電力増幅器２７はＰＡと示される。

【0017】

送信部２において、マイク２１から出力される音声信号は、Ａ／Ｄ変換器２２によってデジタル信号に変換された後、変調部２３によって所定の変調方式で変調信号に変調される。変調信号は、Ｄ／Ａ変換器２４によってアナログ信号に変換された後、ＢＰＦ２５によって所定の帯域のみが通過する。ＢＰＦ２５を経た変調信号は、ＡＬＣ回路２６によって、電力増幅器２７への入力レベルが制限される。ＡＬＣ回路２６を経た変調信号の電力は、電力増幅器２７によって通信に必要な大きさの電力に増幅される。

【0018】

送信部２から出力された送信信号は、送受信切替回路４を介してアンテナ５に出力される。アンテナ５は、入力された送信信号を電波として放射する。一方、アンテナ５は、電波として受信した受信信号を送受信切替回路４に出力する。この受信信号は、送受信切替回路４を介して受信部３に入力される。

【0019】

送受信切替回路４は、送信部２およびアンテナ５の接続と、受信部３およびアンテナ５との接続を切り替える回路である。送受信切替回路４は、半導体スイッチ、リレーなどを含んで構成されている。

【0020】

受信部３は、受信された受信信号を音声に変換する受信処理を行う。受信部３は、受信処理を行うために、ＢＰＦ（Band Pass Filter）３１と、Ａ／Ｄ変換器３２と、復調部３３と、Ｄ／Ａ変換器３４と、スピーカ３５とを有している。図１において、Ａ／Ｄ変換器３２はＡ／Ｄと示され、Ｄ／Ａ変換器３４はＤ／Ａと示され、スピーカ３５はＳＰと示される。

【0021】

受信部３において、入力された受信信号は、ＢＰＦ３１によって帯域が制限されて、Ａ／Ｄ変換器３２によってデジタル信号に変換された後、復調部３３によって所定の復調方式で音声信号に復調される。復調部３３からの音声信号は、Ｄ／Ａ変換器３４によってアナログ信号に変換され、スピーカ３５に入力される。スピーカ３５からは、入力信号に応じた音声が出力される。

【0022】

ＧＰＳ受信機６は、複数の人工衛星から発されて図示しないＧＰＳアンテナに入力される測距電波（ＧＰＳ信号）に基づいて、上述したＵＴＣに同期したＰＰＳ（Pulse Per Second）信号を生成して出力する。ＰＰＳ信号は、１秒間隔に１つのパルスを有する１秒周期の、いわゆる１秒信号であるが、上述したように、ＧＰＳ受信機６の精度、マルチパスのようなＧＰＳ信号の受信環境の悪化などに応じた誤差を含んでいる。

【0023】

続いて、周波数制御装置１０１について説明する。周波数制御装置１０１は、基準発振器７が発生する基準信号の周波数を制御する装置である。周波数制御装置１０１は、基準発振器７（発振器）と、周波数制御支援装置１０２とを備える。

【0024】

基準発振器７は、基準周波数を有する基準信号を発生して、無線機１における所要各部へ出力する発振器である。基準信号は、供給先に応じた周波数にまで分周されて供給先に供給される。基準周波数は、本来、規定値であるが、温度などの要因によって規定値に対する誤差を有している。基準発振器７は、偏差検出回路１０から出力される後述の偏差を電圧値として、当該偏差が小さくなるように基準周波数を制御する周波数制御部７１（制御部）を有している。このような基準発振器７は、例えば、ＯＣＸＯ（Oven Controlled Crystal Oscillator）やＶＣＸＯ（Voltage Controlled Crystal Oscillator）によって構成されている。

【0025】

周波数制御支援装置１０２は、周波数制御装置１０１による周波数の制御を支援する装置である。周波数制御支援装置１０２は、カウンタ８（カウント部）と、平均化回路９（平均化部）と、偏差検出回路１０（検出部）と、制御ユニット１１とを備える。

【0026】

カウンタ８は、図２に示すように、ＰＰＳ信号の１周期内に基準発振器７が発生する基準信号のパルスをカウントする。具体的には、カウンタ８は、ＰＰＳ信号の立ち上がりエッジに同期してパルスのカウントを開始し、ＰＰＳ信号の次の立ち上がりエッジに同期してパルスのカウントを停止して、パルスのカウント値（パルス数）を出力する。カウンタ８は、パルスを複数回連続してカウントする場合、ＰＰＳ信号の立ち上がりエッジに同期してパルスのカウントを停止するとともに、次回のカウントを開始する。あるいは、カウンタ８は、ＰＰＳ信号の立ち下がりエッジに同期してパルスのカウントを開始および停止してもよい。

【0027】

平均化回路９は、ＰＰＳ信号の１周期の所定数Ｎ倍（Ｎは自然数）の期間においてカウンタ８によってカウントされたパルス数の総数から、１周期あたりに発生するパルス数の平均値を算出する。平均値は、ＰＰＳ信号の１周期、すなわち１秒当たりのパルス数として出力されるものとすることから、周波数として扱うことができる。上記の所定数は、制御ユニット１１によって変更される。

【0028】

偏差検出回路１０は、基準周波数の規定値と、平均化回路９によって出力される平均値との偏差を検出する。具体的には、偏差検出回路１０は、規定値から平均値を減算することにより、周波数の偏差を算出して、当該偏差を電圧として出力する。偏差が正の値である場合、平均値が規定値よりも小さい。一方、偏差が負の値である場合、平均値が規定値よりも大きい。基準発振器７の周波数制御部７１は、正の偏差に対して基準周波数を上昇させるように制御し、負の偏差に対して基準周波数を低下させるように制御する。

【0029】

上記のように、無線機１においては、基準周波数を規定値に近づけるように制御するために、ＰＰＳ信号を利用する。基準周波数およびＰＰＳ信号の双方は誤差を含む。ＰＰＳ信号は、１秒のパルス長で見る場合のような短期的な誤差は大きいが、所定数のパルスで平均する場合のような長期的な誤差は小さくなる。したがって、ＰＰＳ信号のパルス数の平均値を用いて検出された偏差に基づいて基準周波数を補正することにより、基準周波数を精度よく規定値に近付けることができる。

【0030】

制御ユニット１１は、図示はしないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メインメモリ、記憶メモリ等を有しており、無線機１における制御対象を制御する。メインメモリは、演算等の各種の作業を行うために用いられるメモリであり、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）によって構成されている。記憶メモリは、演算結果、ファームウェア、各種データ等の記憶すべきデータを記憶するメモリであり、読み書き可能な不揮発性のメモリ、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）によって構成されている。

【0031】

ＣＰＵは、上記のファームウェアにしたがって無線機１における制御対象の制御を行う。具体的には、ＣＰＵは、無線機１が備えるＰＴＴスイッチ（図示せず）からの操作信号に基づいて送受信切替回路４の切り替え動作を制御すること、無線機１が備える表示部（図示せず）の表示を制御することなどを行う。また、ＣＰＵは、カウンタ８が基準信号のパルスをカウントする上述した所定数Ｎを偏差検出回路１０によって検出された偏差に基づいて変更する処理を行う。この処理については、後に詳しく説明する。

【0032】

〈無線機のシステム構成〉
図３は、周波数制御装置１０１の要部のシステム構成を示すブロック図である。

【0033】

図３に示すように、制御ユニット１１は、変更部１２（変更部）と、記憶部１３とを有している。

【0034】

変更部１２は、偏差検出回路１０によって検出された偏差が目標値Ｇを下回る毎に、目標値Ｇを現在値より減少させるように変更する。また、変更部１２は、平均化回路９が平均値を算出する期間を規定する所定数Ｎを現在値より増加させるように変更する。また、変更部１２は、偏差が、現在の目標値Ｇを下回るごとに所定数Ｎを増加させるように変更する。

【0035】

目標値Ｇの取り得る値は、予め定められた異なる所定個あり、目標値Ｇの初期値は、前記所定個のうちの最大値である。所定数Ｎの取り得る値は、目標値Ｇ毎に定められている。具体的には、所定数Ｎは、目標値Ｇが大きいほど小さい値となるように定められている。変更部１２は、偏差が目標値Ｇを下回る毎に、目標値Ｇを、所定個のうち現在値の次に小さい値に変更し、所定数Ｎを、変更後の目標値Ｇに応じた値に変更する。

【0036】

一例として３段階で目標値Ｇおよび所定数Ｎを変更する場合について説明する。この場合、目標値Ｇの取り得る値は、第１目標値、第２目標値、および第３目標値の３個である。当該３個の中で、第１目標値は最大値であり、第２目標値は第１目標値の次に小さい値であり、第３目標値は最小値であるものとする。この場合において、変更部１２は、目標値Ｇの初期値として、第１目標値を設定する。その後、変更部１２は、偏差が第１目標値を下回ると、目標値Ｇを第１目標値の次に小さい第２目標値に変更する。その後、変更部１２は、偏差が第２目標値を下回ると、目標値Ｇを第２目標値の次に小さい第３目標値に変更する。

【0037】

また、所定数Ｎの取り得る値は、第１所定数、第２所定数、および第３所定数の３個であり、それぞれ、第１目標値、第２目標値、および第３目標値に対応付けられている。当該３個の中で、第１所定数は最小値であり、第２所定数は第１所定数の次に大きい値であり、第３所定数は最大値である。変更部１２は、目標値Ｇを第１目標値に設定したとき、所定数Ｎを第１所定数に設定する。また、変更部１２は、目標値Ｇを第２目標値に変更したとき、所定数Ｎを第２所定数に変更する。また、変更部１２は、目標値Ｇを第３目標値に変更したとき、所定数Ｎを第３所定数に変更する。

【0038】

変更部１２は、例えば、無線機１の電源がオンする初期状態に第１目標値および第１所定数を設定し、偏差が第１目標値を下回ると第２目標値および第２所定数を設定し、この状態から偏差が第２目標値を下回ると第３目標値および第３所定数を設定する。

【0039】

なお、目標値Ｇおよび所定数Ｎを変更する段階が３段階であることに限定されないことは勿論である。

【0040】

記憶部１３は、目標値Ｇの取り得る値（例えば、上記の第１目標値、第２目標値および第３目標値）と、所定数Ｎの取り得る値（例えば、上述の第１所定数、第２所定数および第３所定数）とを記憶している。記憶部１３は、例えば、上述したＥＥＰＲＯＭ（登録商標）によって構成される。

【0041】

〈制御ユニットによる周波数制御処理〉
図４は、無線機１において基準信号の基準周波数を補正する処理の手順を示すフローチャートである。以降の説明では、上述した３段階で目標値および所定数を変更する場合の周波数制御処理について説明する。

【0042】

まず、周波数の誤差について説明する。無線機１は、１０ＧＨｚというような高い周波数を取り扱う。１０ＧＨｚに対する１ｐｐｂの誤差は１０Ｈｚとなる。アマチュア無線のＦＭ（Frequency Modulation）モードでは、ＰＰＳ信号の揺らぎのために周波数に１０Ｈｚ程度の誤差が生じても影響は少ない。また、アマチュア無線のＳＳＢ（Single Side Band）モードでは、周波数の誤差がそのまま音の高低に反映されるが、１０Ｈｚ程度の誤差による影響は少ない。しかしながら、誤差が１００Ｈｚ程度に大きくなると、影響は大きくなる。例えば、アマチュア無線のＦＴ８通信では、周波数が１００Ｈｚもずれると全く異なるチャンネルの信号を受信してしまう。このため、周波数の誤差は、少なくとも２，３ｐｐｂの範囲内、望ましくは１ｐｐｂの範囲内に収める必要がある。

【0043】

図４に示すように、まず、無線機１の電源がオンすることにより制御ユニット１１が起動すると、変更部１２は、記憶部１３から第１目標値および第１所定数を読み出して、第１目標値および第１所定数を設定する（ステップＳ１）。ここで、第１所定数として、例えば５（ゲートタイムでは５秒）が設定される。

【0044】

次いで、偏差検出回路１０は、基準周波数の規定値と平均化回路９によって算出された平均値との偏差を検出する（ステップＳ２）。偏差の検出に先立って、カウンタ８が、基準発振器７からの基準信号のパルス数をカウントすると、平均化回路９が、１周期の第１所定数Ｎ倍の期間におけるパルス数を第１所定数で除することにより、１周期あたりに発生するパルス数の平均値を算出する。

【0045】

偏差の検出後、変更部１２は、偏差が第１目標値を下回ったか否かを判定する（ステップＳ３）。ここで、第１目標値を例えば６０ｐｐｂとする。また、ＰＰＳ信号の理論誤差Ｅｆ［ｐｐｂ］は、上述したように次式により表される。
Ｅｆ＝１５０／Ｔｇ
したがって、Ｔｇ＝５［秒］の場合、Ｅｆ＝±３０ｐｐｂとなる。

【0046】

変更部１２は、ステップＳ３において、偏差が第１目標値を下回ったと判定した場合（ＹＥＳ）、記憶部１３から第２目標値および第２所定数を読み出して、第２目標値および第２所定数を設定する（ステップＳ４）。これにより、変更部１２は、第１目標値を第２目標値に変更し、第１所定数を第２所定数に変更する。ここで、第２所定数として、例えば８０（ゲートタイムでは８０秒）が設定される。

【0047】

変更部１２が、ステップＳ３において、偏差が第１目標値を下回っていないと判定した場合（ＮＯ）、処理がステップＳ２に戻される。

【0048】

次いで、偏差検出回路１０は、基準周波数の規定値と平均化回路９によって算出された平均値との偏差を検出する（ステップＳ５）。ステップＳ５において、偏差検出回路１０は、平均化回路９によって算出された、１周期の第２所定数Ｎ倍の期間における１周期あたりに発生するパルス数の平均値と、規定値との偏差を算出する。

【0049】

偏差の検出後、変更部１２は、偏差が第２目標値を下回ったか否かを判定する（ステップＳ６）。ここで、第２目標値を例えば４ｐｐｂとする。また、Ｔｇ＝８０［秒］の場合、Ｅｆ＝±２ｐｐｂとなる。

【0050】

変更部１２は、ステップＳ６において、偏差が第２目標を下回ったと判定した場合（ＹＥＳ）、記憶部１３から第３目標値および第３所定数を読み出して、第３目標値および第３所定数を設定する（ステップＳ７）。これにより、変更部１２は、第２目標値を第３目標値に変更し、第２所定数を第３所定数に変更する。ここで、第３所定数として、例えば１５０（ゲートタイムでは１５０秒）が設定される。

【0051】

変更部１２が、ステップＳ６において、偏差が第２目標を下回っていない判定した場合（ＮＯ）、処理がステップＳ５に戻される。

【0052】

次いで、偏差検出回路１０は、基準周波数の規定値と平均化回路９によって算出された平均値との偏差を検出する（ステップＳ８）。ステップＳ８において、偏差検出回路１０は、平均化回路９によって算出された、１周期の第３所定数Ｎ倍の期間における１周期あたりに発生するパルス数の平均値と、規定値との偏差を算出する。

【0053】

偏差の検出後、変更部１２は、偏差が第３目標値を下回ったか否かを判定する（ステップＳ９）。ここで、第３目標値を例えば２ｐｐｂとする。また、Ｔｇ＝１５０［秒］の場合、Ｅｆ＝±１ｐｐｂとなる。

【0054】

変更部１２が、ステップＳ９において、偏差が第３目標値を下回ったと判定した場合（ＹＥＳ）、処理が終了する。また、変更部１２が、ステップＳ６において、偏差が第２目標値を下回っていない判定した場合（ＮＯ）、処理がステップＳ８に戻される。

【0055】

以上のような処理により、基準信号の基準周波数が所定の誤差の範囲内に制御される。

【0056】

上記の処理が終了した後は、カウンタ８、平均化回路９、偏差検出回路１０および周波数制御部７１による一連の周波数制御処理を、所定数Ｎを第３所定数に設定した状態で繰り返し行ってもよい。これにより、ＰＰＳ信号の理論誤差Ｅｆは、繰り返しの実行回数が除された値に低減する。したがって、基準周波数の精度をより高めることができる。

【0057】

〈周波数制御時間の短縮効果〉
図５は、本実施形態の無線機１において基準信号の基準周波数が所定値に補正されるまでの変化と、比較例の無線機において基準周波数が所定値に補正されるまでの変化とを併せて示すグラフである。図５は、無線機１の電源がオンした時刻Ｔ０からの時間に応じた基準周波数の変化を表している。

【0058】

ここで、無線機１は、変更部１２が、上述したように、目標値Ｇを第１目標値、第２目標値および第３目標値の順に変更するとともに、所定数Ｎを第１所定数、第２所定数および第３所定数の順に変更するものとする。また、比較例の無線機は、変更部１２を備えず、目標値Ｇおよび所定数Ｎが、それぞれ上述した最大の第３目標値および第３所定数に設定されているものとする。

【0059】

図５に実線にて示すように、無線機１では、所定数Ｎが第１所定数に設定された状態で上述したステップＳ２，Ｓ３の処理が複数回繰り返されることにより、電源オンから時間Ｔ１後に、規定値の６０ｐｐｂ以内の誤差を有する第１周波数Ｆ１に達する。その後、所定数Ｎが第２所定数に変更された状態で上述したステップＳ５，Ｓ６の処理が複数回繰り返されることで、基準周波数は、電源オンから時間Ｔ２後に、規定値の４ｐｐｂ以内の誤差を有する第２周波数Ｆ２に達する。ここまで、速ければ５分程度（Ｔ２は５分程度）となる。そして、所定数Ｎが第３所定数に変更された状態で上述したステップＳ８，Ｓ９の処理が複数回繰り返されることで、基準周波数は、電源オンから時間Ｔ３後に、規定値の２ｐｐｂ以内の誤差を有する所定値の第３周波数Ｆ３に達する。ここまで、１０～１５分程度となる（Ｔ３は１０～１５分程度）。

【0060】

一方、比較例の無線機によれば、無線機の電源オン時から、第３目標値および第３所定数に設定された状態で上述したステップＳ８，Ｓ９の処理が複数回繰り返されることと同等の処理が行われる。これにより、図５に破線にて示すように、基準周波数は、緩やかに上昇していき、時間Ｔ４で第３周波数Ｆ３に達する。時間Ｔ４は時間Ｔ３に比べて大幅に長い。

【0061】

このように、無線機１によれば、基準周波数を目標の誤差範囲にまで制御する時間を比較例の無線機に比べて大幅に短縮することができる。

【0062】

〈実施形態の効果〉
本実施形態に係る周波数制御装置１０１は、カウンタ８と、平均化回路９、偏差検出回路１０および変更部１２を備えている。変更部１２は、偏差検出回路１０によって検出された偏差が目標値Ｇを下回る毎に、目標値Ｇを現在値より減少させ、平均化回路９が平均値を算出する範囲を規定する所定数Ｎを現在値より増加させる。

【0063】

上記の構成によれば、最初は少ない所定数Ｎを設定しておくことで基準周波数が粗く制御され、目標値Ｇが小さく変更されることに伴い、偏差が目標値Ｇを下回るごとに所定数Ｎを増加させることで基準周波数がより細かく制御される。これにより、最初から最多の所定数Ｎに基づいて基準周波数を制御する場合と比べて、基準周波数を目標の誤差範囲にまで制御する時間を大幅に短縮することができる。

【0064】

目標値Ｇの取り得る値は、予め定められた異なる所定個あり、目標値Ｇの初期値は、所定個のうちの最大値である。所定数Ｎの取り得る値は、目標値Ｇ毎に定められている。変更部１２は、偏差が目標値Ｇを下回る毎に、目標値Ｇを、所定個のうち現在値の次に小さい値に変更し、所定数Ｎを、変更後の目標値Ｇに応じた値に変更することが好ましい。

【0065】

上記の構成によれば、目標値Ｇの所定個を適宜設定することで、基準周波数の制御に要する時間を短縮する効果を高めることができる。

【0066】

周波数制御装置１０１は、基準発振器７を備える。基準発振器７は、周波数制御支援装置の偏差検出回路１０により検出される偏差が小さくなるように基準周波数を制御する周波数制御部７１を有する。

【0067】

無線機１は、周波数制御装置１０１を備える。これにより、高周波数に対応したアマチュア無線機を含む無線機は勿論、高周波数の基準信号を扱う各種の機器における基準周波数の調整を効率的に行うことができる。したがって、本発明は、アマチュア無線に限らず、高い周波数の基準信号を用いる無線通信技術等に適用することができる。

【0068】

〔ソフトウェアによる実現例〕
周波数制御支援装置１０２（以下、「装置」と呼ぶ）の機能は、当該装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、当該装置の制御ブロック（特に制御ユニット１１に含まれる変更部１２）としてコンピュータを機能させるためのプログラムにより実現することができる。

【0069】

この場合、上記装置は、上記プログラムを実行するためのハードウェアとして、上述したＣＰＵおよびメインメモリをそれぞれ少なくとも１つ備えている。このＣＰＵおよびメインメモリにより上記プログラムを実行することにより、上記実施形態で説明した各機能が実現される。

【0070】

上記プログラムは、一時的ではなく、コンピュータ読み取り可能な、１または複数の記録媒体に記録されていてもよい。この記録媒体は、上記装置が備えていてもよいし、備えていなくてもよい。後者の場合、上記プログラムは、有線または無線の任意の伝送媒体を介して上記装置に供給されてもよい。

【0071】

また、上記各制御ブロックの機能の一部または全部は、論理回路により実現することも可能である。例えば、上記制御ブロックとして機能する論理回路が形成された集積回路も本発明の範疇に含まれる。この他にも、例えば量子コンピュータにより上記制御ブロックの機能を実現することも可能である。

【0072】

〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。また、実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0073】

１ 無線機
７ 基準発振器（発振器）
８ カウンタ（カウント部）
９ 平均化回路（平均化部）
１０ 偏差検出回路（検出部）
１２ 変更部
７１ 周波数制御部（制御部）
１０１ 周波数制御装置
１０２ 周波数制御支援装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】