特許 7596230 放送波中継装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-29

(45)【発行日】2024-12-09

(54)【発明の名称】放送波中継装置

(51)【国際特許分類】

   H04B 1/10 20060101AFI20241202BHJP

   H04B 1/26 20060101ALI20241202BHJP

【ＦＩ】

H04B1/10 E

H04B1/26 J

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021128301

(22)【出願日】2021-08-04

(65)【公開番号】P2023023095

(43)【公開日】2023-02-16

【審査請求日】2023-09-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000001122

【氏名又は名称】株式会社日立国際電気

(74)【代理人】

【識別番号】100097113

【弁理士】

【氏名又は名称】堀 城之

(74)【代理人】

【識別番号】100162363

【弁理士】

【氏名又は名称】前島 幸彦

(72)【発明者】

【氏名】千葉崎 元輝

【審査官】対馬 英明

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１７５５０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０２７４５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２３５６６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ １／１０－１／１４

Ｈ０４Ｂ １５／００－１５／０６

Ｈ０４Ｂ １／２６－１／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

受信された地デジ放送信号を帯域制限して希望チャンネルと、減衰させた隣接チャンネルとを通過させる入力フィルタと、前記入力フィルタを経由して入力された前記地デジ放送信号を中間周波数信号に変換する受信変換部と、変換された前記中間周波数信号をデジタル処理するデジタル信号処理部と、デジタル処理された前記中間周波数信号を地デジ放送信号に変換する送信変換部とを有する放送波中継装置であって、
前記受信変換部は、
前記入力フィルタを経由して入力された前記地デジ放送信号を検波する第１検波器と、
前記入力フィルタを経由して入力された前記地デジ放送信号を自動利得制御用のＡＧＣ電圧に応じた利得で増幅する利得可変型増幅器と、
前記利得可変型増幅器によって増幅された前記地デジ放送信号を前記中間周波数信号に変換する周波数変換器と、
前記周波数変換器によって変換された前記中間周波数信号を帯域制限して前記隣接チャンネルが除去された前記希望チャンネルだけを通過させる帯域制限フィルタと、
前記帯域制限フィルタを通過した前記中間周波数信号を検波する第２検波器と、
前記第１検波器の検波結果と前記第２検波器の検波結果に基づいて算出される隣接チャンネル閾値とを比較するレベル比較部と、
前記レベル比較部の比較結果に基づき、前記第１検波器の検波結果が前記隣接チャンネル閾値を上回っている場合、前記隣接チャンネルが所定のレベルよりも大きいと判断し、前記地デジ放送信号の減衰量が大きくなる方向に前記ＡＧＣ電圧を補正するＡＧＣ電圧補正部と、
を具備することを特徴とする放送波中継装置。

【請求項2】

前記レベル比較部は、前記第２検波器の検波結果に基づいて、前記地デジ放送信号が前記希望チャンネルのみである場合の前記第１検波器の検波結果を前記利得可変型増幅器の増幅量を加味して推定し、予め設定された１以上の正の係数を乗算もしくは正の値を加算することで前記隣接チャンネル閾値を算出することを特徴とする請求項１に記載の放送波中継装置。

【請求項3】

前記第２検波器の検波結果は、前記希望チャンネルの有無の判定に用いられることを特徴とする請求項１又は２に記載の放送波中継装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動利得（出力）制御機能（以下、ＡＧＣ機能と称す）を有する放送波中継装置に関する。

【背景技術】

【0002】

地上デジタル放送波中継においては、空間上に隣接チャンネル（Ｕ）の電波が希望チャンネル（Ｄ）の電波と共に受信アンテナに到達し、図３（ａ）に示すように、入力フィルタで隣接チャンネル（Ｕ）を減衰させて希望チャンネル（Ｄ）だけを通すようにシステムが組まれている。そのため、入力フィルタ以降のユニットは、希望チャンネルの電波だけが入力されることを想定して作られている。そして、入力フィルタ以降のユニットは、地デジ放送信号（ＵＨＦ）から中間周波数信号（ＩＦ信号）の受信変換、デジタル信号処理、ＩＦ信号からＵＨＦの送信変換の機能を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００８－２１９３６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

現在、受信レベルの検出は、周波数変換後の検波電圧が閾値と比較して高いか、低いか、で入力レベル有無を検出している。また、受信レベルの検出範囲は－８０～－２７ｄＢｍと広いため、周波数変換前後にあるＡＧＣ回路でレベルの補正を行っている。周波数変換より前の増幅回路（ＡＭＰ）はＵＨＦ帯の任意のチャンネルを入力しても周波数変換できるように広帯域であり、入力されたすべての周波数を一様に増幅させる。従って、図３（ｂ）に示すように、隣接チャンネル（Ｕ）の入力レベルが希望チャンネル（Ｄ）のレベルより大きいレベルが入ってきた（例えば、Ｄ／Ｕ比－２０ｄＢ以上）場合、入力フィルタだけでは隣接チャンネル（Ｕ）の電波を除去できず、受信変換部には希望チャンネル（Ｄ）以外に隣接チャンネル（Ｕ）が同レベルか、それ以上で入力される。

【0005】

隣接チャンネル（Ｕ）レベルが高い場合でも、周波数変換後の回路には希望チャンネル（Ｄ）だけを通す急峻なフィルタ（ＳＡＷフィルタ）があるため、ＡＧＣ制御は希望チャンネル（Ｄ）の受信レベルだけを対象に制御することができる。しかし、受信変換のＡＧＣは希望チャンネル（Ｄ）だけを対象に制御を行っているため、周波数変換前の広帯域アンプは不要な隣接チャンネル（Ｕ）を含めて増幅させることとなり、結果として歪を発生させ品質劣化を引き起こしてしまうという問題点があった。

【0006】

なお、特許文献１では、隣接チャンネル（Ｕ）と希望チャンネル（Ｄ）との検波出力差により希望チャンネル（Ｄ）のレベルを補正して、電波環境に応じた受信高周波部のＡＧＣ動作を実行することで、隣接チャンネル（Ｕ）の干渉による伝送品質の劣化を低減させる技術が提案されている。しかし、特許文献１では、ＩＦ信号から上下の隣接チャンネル（Ｕ）を取り出す帯域制限フィルタ及び検波器がそれぞれ必要となり、装置規模が大きくなってしまう。

【0007】

本発明は斯かる問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、希望チャンネルに隣接する隣接チャンネルを、入力フィルタで十分に減衰できない場合でも、信号品質を劣化させることなく信号伝送することができる放送波中継装置を提供する点にある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る放送波中継装置は、上記の目的を達成するため、次のように構成される。
本発明に係る放送波中継装置は、受信された地デジ放送信号を帯域制限して希望チャンネルと、減衰させた隣接チャンネルとを通過させる入力フィルタと、前記入力フィルタを経由して入力された前記地デジ放送信号を中間周波数信号に変換する受信変換部と、変換された前記中間周波数信号をデジタル処理するデジタル信号処理部と、デジタル処理された前記中間周波数信号を地デジ放送信号に変換する送信変換部とを有する放送波中継装置であって、前記受信変換部は、前記入力フィルタを経由して入力された前記地デジ放送信号を検波する第１検波器と、前記入力フィルタを経由して入力された前記地デジ放送信号を自動利得制御用のＡＧＣ電圧に応じた利得で増幅する利得可変型増幅器と、前記利得可変型増幅器によって増幅された前記地デジ放送信号を前記中間周波数信号に変換する周波数変換器と、前記周波数変換器によって変換された前記中間周波数信号を帯域制限して前記隣接チャンネルが除去された前記希望チャンネルだけを通過させる帯域制限フィルタと、前記帯域制限フィルタを通過した前記中間周波数信号を検波する第２検波器と、前記第１検波器の検波結果と前記第２検波器の検波結果に基づいて算出される隣接チャンネル閾値とを比較するレベル比較部と、前記レベル比較部の比較結果に基づき、前記第１検波器の検波結果が前記隣接チャンネル閾値を上回っている場合、前記隣接チャンネルが所定のレベルよりも大きいと判断し、前記地デジ放送信号の減衰量が大きくなる方向に前記ＡＧＣ電圧を補正するＡＧＣ電圧補正部と、を具備することを特徴とする。
さらに、本発明に係る放送波中継装置によれば、前記レベル比較部は、前記第２検波器の検波結果に基づいて、前記地デジ放送信号が前記希望チャンネルのみである場合の前記第１検波器の検波結果を前記利得可変型増幅器の増幅量を加味して推定し、予め設定された１以上の正の係数を乗算もしくは正の値を加算することで前記隣接チャンネル閾値を算出しても良い。
さらに、本発明に係る放送波中継装置によれば、前記第２検波器の検波結果は、前記希望チャンネルの有無の判定に用いられても良い。

【発明の効果】

【0009】

本発明の放送波中継装置は、希望チャンネルに隣接する隣接チャンネルを、入力フィルタで十分に減衰できなかった場合に、隣接チャンネルの信号レベルを抑えて、歪の発生を抑制できるため、隣接チャンネル耐性を強化でき、信号品質を劣化させることなく信号伝送することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明に係る放送波中継装置の実施の形態の構成を示す図である。

【図2】図１に示す受信変換部における入力検知部分の構成を示す図である。

【図3】図１に示す入力フィルタによる帯域制限令を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

【0012】

本実施の形態の放送波中継装置は、自動利得（出力）制御機能（以下、ＡＧＣ機能と称す）を有し、図１を参照すると、受信アンテナ１と、入力フィルタ２と、周波数変換装置３と、パワーアンプ４と、出力フィルタ５と、送信アンテナ６とを備えている。

【0013】

希望チャンネル（Ｄ）の電波と共に、希望チャンネル（Ｄ）と空間上に隣接する隣接チャンネル（Ｕ）の電波とを含む地デジ放送信号が受信アンテナ１に到達する。そして、入力フィルタ２は、受信アンテナ１によって受信された地デジ放送信号を帯域制限し、図３（ａ）に示すように、隣接チャンネル（Ｕ）を減衰させ、希望チャンネル（Ｄ）と、減衰させた隣接チャンネル（Ｕ）とを通過させて周波数変換装置３に入力する。

【0014】

周波数変換装置３は、地デジ放送信号（ＵＨＦ信号）を中間周波数信号（ＩＦ信号）に変換する受信変換部１０と、変換されたＩＦ信号をデジタル処理するデジタル信号処理部４０と、デジタル処理されたＩＦ信号をＵＨＦに変換する送信変換部５０とを有している。

【0015】

図２は、受信変換部１０における入力検知部分の構成を示している。受信変換部１０は、ＵＨＦ増幅器１１と、第１分配器１２と、第１検波器１３と、利得可変型増幅器１４と、周波数変換器１５と、局部発振器１６と、増幅器１７と、帯域制限フィルタ１８と、第２分配器１９と、第２検波器２０と、第３分配器２１と、第３検波器２２と、制御部３０とを備えている。

【0016】

ＵＨＦ増幅器１１は、入力フィルタ２から入力されるＵＨＦ信号を予め設定された倍率で増幅し、第１分配器１２に出力する。ＵＨＦ増幅器１１は、例えば、増幅の際に発生する雑音が低く抑えることができる低雑音増幅器（Low Noise Amplifier）を用いられる。

【0017】

第１分配器１２は、入力されたＵＨＦ信号を利得可変型増幅器１４及び第１検波器１３に分配して出力する。第１検波器１３は、ＬＯＧＡＭＰ等を含んで構成され、第１分配器１２によって分配されたＵＨＦ信号を検波し、第１分配器１２によって分配されたＵＨＦ信号の信号レベルに応じた第１検波電圧を検波結果として検波結果を制御部３０に出力する。ここで、第１検波器１３によって検波されるＵＨＦ信号は、希望チャンネル（Ｄ）波と共に、希望チャンネル（Ｄ）と空間上に隣接する隣接チャンネル（Ｕ）を含んだ信号である。従って、図３（ｂ）に示すように、希望チャンネル（Ｄ）以外に隣接チャンネル（Ｕ）が受信変換部１０に同レベルで入力された場合、第１検波器１３による検波結果は、図３（ａ）に示すように、隣接チャンネル（Ｕ）が十分に減衰されて入力された場合に比べて３倍程度になる。

【0018】

利得可変型増幅器１４は、ＡＧＣ機能によって生成されるＡＧＣ電圧に応じた利得で、第１分配器１２によって分配されたＵＨＦ信号を増幅し、周波数変換器１５に出力する。利得可変型増幅器１４は、例えば、予め設定された倍率でＵＨＦ信号を増幅する増幅器と、ＡＧＣ電圧に応じた減衰量でＵＨＦ信号を減衰させる可変アッテネータ（ＡＴＴ：Attenuator）とを含んで構成される。

【0019】

周波数変換器１５は、利得可変型増幅器１４からのＵＨＦ信号が入力される一方の入力端子と、局部発振器１６の発振周波数が入力される他方の入力端子とを備え、利得可変型増幅器１４からのＵＨＦ信号をＩＦ信号に変換する。

【0020】

増幅器１７は、周波数変換器１５によって変換されたＩＦ信号のレベルを帯域制限フィルタ１８の動作範囲まで増幅して帯域制限フィルタ１８に出力する。増幅器１７は、例えば、予め設定された倍率でＩＦ信号を増幅する増幅器と、予め設定された減衰率でＩＦ信号を減衰させるアッテネータ（ＡＴＴ：Attenuator）とを含んで構成される。

【0021】

帯域制限フィルタ１８は、希望チャンネル（Ｄ）だけを通す急峻なＳＡＷフィルタ（表面弾性波フィルタ）であり、帯域制限して隣接チャンネル（Ｕ）が除去された希望チャンネル（Ｄ）だけのＩＦ信号を第２分配器１９に出力する。

【0022】

第２分配器１９は、入力されたＩＦ信号を図示しない後段の信号処理回路及び第２検波器２０に分配して出力する。第２検波器２０は、ＬＯＧＡＭＰ等を含んで構成され、第２分配器１９によって分配されたＩＦ信号を検波し、第２分配器１９によって分配されたＩＦ信号の信号レベルに応じた第２検波電圧を検波結果として制御部３０に出力する。ここで、第２検波器２０によって検波されるＩＦ信号は、希望チャンネル（Ｄ）のみの信号となる。

【0023】

第３分配器２１は、受信変換部１０から出力されるＩＦ信号をデジタル信号処理部４０及び第３検波器２２に分配して出力する。第３検波器２２は、ＬＯＧＡＭＰ等を含んで構成され、第３分配器２１によって分配されたＩＦ信号を検波し、第３分配器２１によって分配されたＩＦ信号の信号レベルに応じた第３検波電圧を検波結果として検波結果を制御部３０に出力する。ここで、第３分配器２１によって検波されるＩＦ信号も、希望チャンネル（Ｄ）のみの信号となる。

【0024】

制御部３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたマイクロコンピュータ等の演算処理回路である。ＲＯＭには受信変換部１０の動作制御を行うための制御プログラムが記憶されている。制御部３０は、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムを読み出し、制御プログラムをＲＡＭに展開させることで、レベル判定部３１、ＡＧＣ電圧生成部３２、レベル比較部３３、ＡＧＣ電圧補正部３４として機能する。

【0025】

レベル判定部３１は、第２検波器２０の検波結果、すなわち、受信変換部１０から出力される希望チャンネル（Ｄ）のみのＩＦ信号に応じた第２検波電圧と予め設定されたレベル閾値と比較して高いか、低いか、希望チャンネル（Ｄ）の入力レベルの有無を判定し、判定結果を上位装置等に出力する。

【0026】

ＡＧＣ電圧生成部３２は、第３検波器２２の検波結果、すなわち、受信変換部１０から出力される希望チャンネル（Ｄ）のみのＩＦ信号に応じた第３検波電圧に基づくＡＧＣ電圧を生成し、生成したＡＧＣ電圧をＡＧＣ電圧補正部３４経由で利得可変型増幅器１４にフィードバックすることで、受信変換部１０から出力されるＩＦ信号を概略一定の電力レベルに利得補正する。

【0027】

レベル比較部３３は、第１検波器１３の検波結果（第１検波電圧）と、第２検波器２０の検波結果（第１検波電圧）に基づいて算出される隣接チャンネル閾値とを比較し、比較結果をＡＧＣ電圧補正部３４に出力する。

【0028】

ＡＧＣ電圧補正部３４は、レベル比較部３３から入力される比較結果に基づき、第１検波器１３の検波結果（第１検波電圧）が隣接チャンネル閾値以下である場合、ＡＧＣ電圧生成部３２によって生成されたＡＧＣ電圧を補正することなくそのまま利得可変型増幅器１４に出力する。

【0029】

ＡＧＣ電圧補正部３４は、レベル比較部３３から入力される比較結果に基づき、第１検波器１３の検波結果（第１検波電圧）が隣接チャンネル閾値を上回っている場合、隣接チャンネル（Ｕ）の信号レベルが所定のレベルよりも大きいと判断し、利得可変型増幅器１４を構成する可変アッテネータでの減衰量が大きくなる方向にＡＧＣ電圧を補正し、補正したＡＧＣ電圧を利得可変型増幅器１４に出力する。これにより、希望チャンネル（Ｄ）に隣接する隣接チャンネル（Ｕ）を、入力フィルタ２で十分に減衰できなかった場合に、隣接チャンネル（Ｕ）の信号レベルを抑えて、歪の発生を抑制できる。従って、隣接チャンネル耐性を強化でき、信号品質を劣化させることなく信号伝送することができる。

【0030】

ＡＧＣ電圧を補正するＡＧＣ補正量は、予め設定された一律の値であっても良く、第１検波電圧と隣接チャンネル閾値との差分に応じて段階的もしくは直線的に、第１検波電圧と隣接チャンネル閾値との差分が大きくなるほど、利得可変型増幅器１４を構成する可変アッテネータでの減衰量が大きくなるように制御しても良い。

【0031】

また、ＡＧＣ補正量は、ＡＧＣ電圧補正部３４から第２検波器２０に入力され、第２検波器２０は、ＡＧＣ補正量に応じた倍率で第２分配器１９によって分配されたＩＦ信号を増幅して検波する。すなわち、ＡＧＣ電圧の補正による利得可変型増幅器１４を構成する可変アッテネータでの減衰量をキャンセルするように、第２検波器２０は、第２分配器１９によって分配されたＩＦ信号をＡＧＣ補正量に応じて増幅する。これにより、ＡＧＣ電圧補正部３４によってＡＧＣ電圧を補正しても、第２検波器２０の検波結果（第２検波電圧）に影響が表れることがない。

【0032】

以上説明したように、本実施形態は、受信された地デジ放送信号（ＵＨＦ信号）を帯域制限して希望チャンネル（Ｄ）と、減衰させた隣接チャンネル（Ｕ）とを通過させる入力フィルタ２と、入力フィルタ２を経由して入力されたＵＨＦ信号を中間周波数信号（ＩＦ信号）に変換する受信変換部１０と、変換されたＩＦ信号をデジタル処理するデジタル信号処理部４０と、デジタル処理されたＩＦ信号をＵＨＦ信号に変換する送信変換部５０とを有する放送波中継装置であって、受信変換部１０は、自動利得制御機能（ＡＧＣ機能）を有し、希望チャンネル（Ｄ）と隣接チャンネル（Ｕ）とを含むＵＨＦ信号の検波結果と、希望チャンネル（Ｄ）のみに帯域制限されたＩＦ信号の検波結果と基づいて、隣接チャンネル（Ｕ）の信号レベルが所定のレベルよりも大きいと判断された場合、ＡＧＣ機能を用いてＵＨＦ信号の減衰量を大きくする。
この構成により、希望チャンネル（Ｄ）に隣接する隣接チャンネル（Ｕ）を、入力フィルタ２で十分に減衰できなかった場合に、隣接チャンネル（Ｕ）の信号レベルを抑えて、歪の発生を抑制できる。従って、隣接チャンネル耐性を強化でき、信号品質を劣化させることなく信号伝送することができる。

【0033】

さらに、本実施形態において、受信変換部１０は、入力フィルタ２を経由して入力されたＵＨＦ信号を検波する第１検波器１３と、入力フィルタ２を経由して入力されたＵＨＦ信号を自動利得制御用のＡＧＣ電圧に応じた利得で増幅する利得可変型増幅器１４と、利得可変型増幅器１４によって増幅されたＵＨＦ信号をＩＦ信号に変換する周波数変換器１５と、周波数変換器１５によって変換されたＩＦ信号を帯域制限して隣接チャンネル（Ｕ）が除去された希望チャンネル（Ｄ）だけを通過させる帯域制限フィルタ１８と、帯域制限フィルタ１８を通過したＩＦ信号を検波する第２検波器２０と、第１検波器１３の検波結果と第２検波器２０の検波結果に基づいて算出される隣接チャンネル閾値とを比較するレベル比較部３３と、レベル比較部３３の比較結果に基づき、第１検波器１３の検波結果が隣接チャンネル閾値を上回っている場合、隣接チャンネル（Ｕ）の信号レベルが所定のレベルよりも大きいと判断し、ＵＨＦ信号の減衰量が大きくなる方向にＡＧＣ電圧を補正するＡＧＣ電圧補正部３４とを備えている。

【0034】

さらに、本実施形態において、レベル比較部３３は、第２検波器２０の検波結果に基づいて、ＵＨＦ信号が希望チャンネル（Ｄ）のみである場合の第１検波器１３の検波結果を利得可変型増幅器１４の増幅量を加味して推定し、予め設定された１以上の正の係数を乗算もしくは正の値を加算することで隣接チャンネル閾値を算出する。
この構成により、第２検波器２０の検波結果を用いて、隣接チャンネル（Ｕ）の信号レベルの大小を正確に判断することができる。

【0035】

さらに、本実施形態において、第２検波器２０の検波結果は、レベル判定部３１による希望チャンネル（Ｄ）の入力レベルの有無の判定に用いられる。
この構成により、希望チャンネル（Ｄ）の入力レベルの有無を判定するために設けられた第２検波器２０の検波結果を用いて、隣接チャンネル（Ｕ）の信号レベルの大小を正確に判断することができる。

【0036】

なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。なお、各図において、同一構成要素には同一符号を付している。

【符号の説明】

【0037】

１ 受信アンテナ
２ 入力フィルタ
３ 周波数変換装置
４ パワーアンプ
５ 出力フィルタ
６ 送信アンテナ
１０ 受信変換部
１１ ＵＨＦ増幅器
１２ 第１分配器
１３ 第１検波器
１４ 利得可変型増幅器
１５ 周波数変換器
１６ 局部発振器
１７ 増幅器
１８ 帯域制限フィルタ
１９ 第２分配器
２０ 第２検波器
２１ 第３分配器
２２ 第３検波器
３０ 制御部
３１ レベル判定部
３２ ＡＧＣ電圧生成部
３３ レベル比較部
３４ ＡＧＣ電圧補正部
４０ デジタル信号処理部
５０ 送信変換部

【図1】

【図2】

【図3】