(57)【要約】【課題】入力信号の周波数特性が変更になっても回路の変更を要さずに周波数特性を平坦化させることができるイコライザを得ること。【解決手段】入力信号を２つに分配することにより、分配された信号である第１の信号および第２の信号を生成する分配器２と、第１の信号を振幅が大きい周波数成分ほど減衰量が少なくなるように減衰させる減衰器５と、減衰器５による減衰後の第１の信号の少なくとも一部の周波数成分の位相を１８０度シフトさせた第３の信号を生成する移相器６と、第１の信号と第３の信号とを合成する合成器３とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を２つに分配することにより、分配された信号である第１の信号および第２の信号を出力する分配器と、
前記第１の信号を振幅が大きい周波数成分ほど減衰量が少なくなるように減衰させる減衰器と、
前記減衰器による減衰後の前記第１の信号の少なくとも一部の周波数成分の位相を１８０度シフトさせた第３の信号を生成する移相器と、
前記第１の信号と前記第３の信号とを合成する合成器と
を備えることを特徴とするイコライザ。
【請求項２】
前記減衰器は、振幅によらずに固定の減衰量を与える固定減衰器と、振幅が大きい周波数成分ほど減衰量が少なくなるように減衰させる振幅依存型の減衰器とを備え、
前記移相器は、前記第１の信号の全ての周波数成分の位相を１８０度シフトさせることを特徴とする請求項１に記載のイコライザ。
【請求項３】
前記減衰器は、振幅によらずに固定の減衰量を与える抵抗と、振幅が大きい周波数成分ほど減衰量が少なくなるように減衰させるダイオードとを備え、
前記移相器は、特定の周波数で電気長が波長の１／２となる伝送線路であることを特徴とする請求項１に記載のイコライザ。
【請求項４】
前記分配器、前記減衰器、前記伝送線路および前記合成器で構成される補償回路を複数備え、
複数の前記補償回路のそれぞれは、複数の前記特定の周波数にそれぞれ対応し、
前記伝送線路は、電気長が、対応する前記特定の周波数の波長の１／２であることを特徴とする請求項３に記載のイコライザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波、ミリ波などのＲＦ（Radio  Frequency：無線周波数）信号の周波数特性を補償するイコライザに関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ波、ミリ波などのＲＦ信号を処理する装置において、ＲＦ信号が、増幅器、ミキサをはじめとした機器を通過すると該機器から出力される信号は該機器の周波数特性に応じた周波数特性を有する。特許文献１には、このような機器から出力される信号の周波数特性を平坦化させることを目的としたイコライザが開示されている。特許文献１に記載のイコライザは、入出力端子、伝送線路、抵抗、キャパシタおよびインダクタで構成されており、インピーダンスを調整することにより入力信号の周波数特性を補償する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１９１３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のイコライザは、広帯域にわたって周波数特性を平坦化させることが可能であるが、入力信号の周波数特性に応じてイコライザを構成する抵抗の抵抗値などの諸元を決定する必要がある。このため、入力信号の周波数特性が変更になるとイコライザの回路を変更する必要があるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、入力信号の周波数特性が変更になっても回路の変更を要さずに周波数特性を平坦化させることができるイコライザを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるイコライザは、入力信号を２つに分配することにより、分配された信号である第１の信号および第２の信号を出力する分配器と、第１の信号を振幅が大きい周波数成分ほど減衰量が少なくなるように減衰させる減衰器と、を備える。さらに、イコライザは、減衰器による減衰後の第１の信号の少なくとも一部の周波数成分の位相を１８０度シフトさせた第３の信号を生成する移相器と、第１の信号と第３の信号とを合成する合成器とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、入力信号の周波数特性が変更になっても回路の変更を要さずに周波数特性を平坦化させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１にかかるイコライザの回路構成例を示す図
【図２】実施の形態２にかかるイコライザの回路構成例を示す図
【図３】実施の形態３にかかるイコライザの回路構成例を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施の形態にかかるイコライザを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかるイコライザの回路構成例を示す図である。図１に示すように、本実施の形態のイコライザ１０は、入力端子１、分配器２、合成器３、出力端子４、減衰器５および移相器６を備える。本実施の形態のイコライザ１０は、マイクロ波、ミリ波などのＲＦ信号の周波数特性を補償するために用いられる。本実施の形態のイコライザ１０は、例えば、レーダ装置、通信装置といった装置に搭載される。なお、本実施の形態のイコライザ１０が搭載される装置は、これらに限定されず、マイクロ波、ミリ波などのＲＦ信号に対する処理が行われる装置であればよい。
【００１１】
本実施の形態のイコライザ１０には、例えば、前段の機器から出力される信号が、入力信号として入力される。イコライザ１０の前段の機器としては、増幅器、ミキサ、スイッチ、伝送線路といった機器が例示される。これらの機器から出力される信号は、機器の周波数特性に応じた周波数特性を有する。
【００１２】
上述した機器から出力される信号の周波数特性は、一般に、例えば、高周波数領域で低周波数領域に比べて振幅の減衰が大きくなるといったように周波数特性が周波数に対して平坦でない。本実施の形態のイコライザ１０は、平坦でない周波数特性を有する信号を入力信号とし、入力信号の周波数特性を平坦化して出力する。
【００１３】
図１に示す入力端子１には、上述した前段の機器から出力された信号である入力信号が入力される。入力端子１に入力された入力信号は分配器２に入力される。分配器２は、入力信号を２つに分配することにより、分配された信号である第１の信号および第２の信号を出力する。分配された信号のうちの一方である第１の信号は減衰器５へ入力され、他方の信号である第２の信号は合成器３へ入力される。減衰器５は、入力された第１の信号を振幅に応じて減衰させ、減衰させた第１の信号を移相器６へ入力する。詳細には、減衰器５は、入力される信号の振幅が大きい周波数成分ほど減衰量が少なくなるように減衰させる。例えば、減衰器５は、入力される第１の信号に対して振幅によらずに固定の減衰量を与える固定減衰器と、入力される信号の振幅が大きい周波数成分ほど減衰量が少なくなるように減衰させる振幅依存型の減衰器とで構成される。
【００１４】
移相器６は、減衰器５による減衰後の第１の信号の位相を１８０度シフトさせた第３の信号を生成する。第３の信号は、合成器３へ入力される。移相器６から出力される第３の信号は、入力信号と逆位相となる。合成器３は、分配器２から入力された信号である第１の信号と、移相器６から入力された信号である第３の信号とを合成し、合成後の信号を出力端子４へ入力する。出力端子４は、合成器３から入力された信号をイコライザ１０の外部へ出力する。
【００１５】
ここで、例えば、第１の信号の周波数Ｆ１の成分をＦ１信号とし、Ｆ１信号の振幅を振幅Ｂ１とし、第１の信号の周波数Ｆ２の成分をＦ２信号とし、Ｆ２信号の振幅を振幅Ｂ２とし、Ｂ１＞Ｂ２であるとする。このとき、減衰器５は、入力される信号の振幅が大きいほど減衰量が少なくなるように減衰させるため、信号Ｆ２の方が信号Ｆ１に比べて減衰器５における減衰量が多い。上述したＦ１信号、Ｆ２信号の振幅が、減衰器５における固定の減衰量の減衰により、それぞれ振幅α×Ｂ１，α×Ｂ２になったとする。さらに、上述したＦ１信号、Ｆ２信号の振幅が、減衰器５における振幅に依存した減衰によりそれぞれ振幅α×β１×Ｂ１，α×β２×Ｂ２になったとする。αは、固定の減衰量に相当する係数であり、β１，β２は、それぞれ周波数Ｆ１，Ｆ２における振幅依存型の減衰器による減衰量に相当する係数である。α，β１，β２は、１より小さい実数であり、Ｂ１＞Ｂ２であることからβ１＞β２である。このとき、第３の信号は移相器６によって第１の信号に対して位相が１８０度シフトしていることから、第１の信号と第３の信号とは打ち消し合うことになる。第１の信号と第２の信号との振幅が同一となるように分配器２で分配されているとすると、合成器３で合成された信号の周波数Ｆ１の成分の振幅をＴＦ１とし、合成器３で合成された信号の周波数Ｆ２の成分の振幅をＴＦ２とすると、ＴＦ１，ＴＦ２は以下の式（１）、（２）で表すことができる。
ＴＦ１＝Ｂ１−α×β１×Ｂ１＝Ｂ１×（１−α×β１）  ・・・（１）
ＴＦ２＝Ｂ２−α×β２×Ｂ２＝Ｂ２×（１−α×β２）  ・・・（２）
【００１６】
β１＞β２であるから、（１−α×β１）＜（１−α×β２）となり、合成器３から出力される合成後の信号とイコライザ１０に入力される信号との比は、周波数Ｆ１の成分の方が周波数Ｆ２の成分より小さくなる。すなわち、合成器３から出力される合成後の信号では、イコライザ１０に入力される信号において振幅の大きかった周波数Ｆ１の成分の振幅が、周波数Ｆ２の成分の振幅に対して相対的に小さくなる。これにより、周波数特性が平坦化される。例えば、α，β１，β２をそれぞれ１／２，１／２，１／４とするとＴＦ１＝Ｂ１×（１−１／４），ＴＦ２＝Ｂ２×（１−１／８）となる。したがって、例えば、Ｂ１：Ｂ２が７：６であった場合、ＴＦ１とＴＦ２が等しくなる。
【００１７】
以上のように、減衰器５における固定の減衰量をイコライザ１０に入力される信号のレベルに応じて、合成器３による合成後の信号の周波数特性が平坦化されるように設定しておけば、イコライザ１０から出力される信号の周波数特性を平坦化することができる。例えば、上記式（１）、（２）より、αが、以下の式（３）を満たすように、減衰器５における固定の減衰量を定めておけば、ＴＦ１＝ＴＦ２、すなわち合成器３による合成後の信号の周波数Ｆ１の成分の振幅と周波数Ｆ２の成分の振幅とを等しくすることができる。なお、下記式（３）からαの値がある程度ずれていたとしても、合成後の信号の周波数Ｆ１の成分の振幅と周波数Ｆ２の成分の振幅との差を小さくすることはできる。
α＝（Ｂ１−Ｂ２）／（β２×Ｂ２−β１×Ｂ１）・・・（３）
【００１８】
また、周波数特性が変更になって例えば、イコライザ１０から出力される信号の周波数Ｆ１の成分の振幅がより大きくなった場合でも、本実施の形態では、振幅の増加により減衰器５における減衰量が少なくなり、合成後の信号において、第２の信号と打ち消される量が増えるので、周波数特性を平坦化することができる。なお、以上に記載した例では、β１，β２を先に決定してαを周波数特性を平坦化するように設定する例を示したが、同様に、β１とβ２のうちの少なくとも一方を、周波数特性を平坦化するように設定してもよい。
【００１９】
このように、本実施の形態では、分配器２で入力信号を分配し、一方を減衰器５により入力される信号の振幅が大きい周波数成分ほど減衰量が少なくなるように減衰させた後、移相器６によって１８０度移相させ、合成器３が、移相器６から出力される信号と分配器２で分配された他方の信号とを合成するようにした。このため、入力信号の周波数特性が変更になっても回路の変更を要さずに周波数特性を平坦化させることができる。一般に、無線機では、周波数特性が平坦でないと性能が劣化することがある。本実施の形態のイコライザ１０が搭載される無線機では、イコライザ１０により上述したように周波数特性を平坦化させることができるため、性能劣化を防ぐことができる。また、温度変動などで特性が変動して、例えば、特定の周波数の振幅が低下した場合でも、本実施の形態では、回路を変更することなく、周波数特性の補正が可能となる。
【００２０】
実施の形態２．
図２は、本発明の実施の形態２にかかるイコライザの回路構成例を示す図である。図２に示すように、本実施の形態のイコライザ１０ａは、入力端子１、分配器２、合成器３、抵抗７、ダイオード８、伝送線路９および出力端子４を備える。伝送線路９は、ＲＦ信号を伝送する線路であり、例えば、同軸ケーブル、マイクロストリップ線路などである。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態１と同一の符号を付して重複する説明を省略する。以下、実施の形態１と異なる点を説明する。
【００２１】
本実施の形態では、減衰器５の替わりに抵抗７およびダイオード８を用い、移相器６として伝送線路９を用いている。すなわち、本実施の形態の減衰器は抵抗７およびダイオード８を備える。抵抗７は、固定減衰を与える固定減衰器であり、ダイオード８は、振幅が大きい周波数成分ほど減衰量が少なくなるように減衰させる振幅依存型の減衰器である。本発明にかかるイコライザは、入力される信号のうち少なくとも一部の周波数の成分を１８０度シフトさせる移相器を備えればよく、実施の形態１では、一例として全ての周波数の成分を１８０度シフトさせる移相器を例に挙げて説明した。本実施の形態では、少なくとも一部の周波数の一例として、特定の周波数の成分を１８０度シフトさせる移相器である伝送線路９を用いる例を説明する。
【００２２】
分配器２は、入力信号を２つの信号に分配し、一方の信号である第１の信号を抵抗７へ入力し、他方の信号である第２の信号を合成器３へ入力する。抵抗７およびダイオード８は入力された信号の振幅を減衰させて、伝送線路９へ入力する。周波数Ｆ１のＦ１信号と周波数Ｆ２のＦ２信号とがダイオード８に入力され、Ｆ１信号の振幅がＦ２信号の振幅より大きい場合、ダイオード８により増幅された後は、周波数Ｆ１と周波数Ｆ２の信号の振幅の差は抑制されるが、振幅の差が残る場合がある。伝送線路９は、特定の周波数である周波数ｆ１で位相が１８０度進むよう電気長が設定されている。すなわち、伝送線路９の電気長は、特定の周波数である周波数Ｆ１で電気量が波長の１／２である。これにより、伝送線路９は、入力された信号の特定の周波数の成分を１８０度移相させて、合成器３へ入力する。合成器３は、分配器２から入力された信号と、伝送線路９から入力された信号とを合成し、合成後の信号を出力端子４へ入力する。
【００２３】
特定の周波数を周波数Ｆ１とし、Ｆ２信号の振幅を振幅Ｂ１とし、Ｆ２信号の振幅を振幅Ｂ２とし、Ｂ１＞Ｂ２とし、合成器３で合成された信号の周波数Ｆ１の成分の振幅をＴＦ１とし、合成器３で合成された信号の周波数Ｆ２の成分の振幅をＴＦ２とすると、ＴＦ１，ＴＦ２は以下の式（４）、（５）で表すことができる。αは、抵抗７における固定減衰量に相当する係数であり、β１，β２は、それぞれ周波数Ｆ１，Ｆ２におけるダイオード８での減衰量に相当する係数である。
ＴＦ１＝Ｂ１−α×β１×Ｂ１＝Ｂ１×（１−α×β１）  ・・・（４）
ＴＦ２＝Ｂ２＋α×β２×Ｂ２＝Ｂ２×（１＋α×β２）  ・・・（５）
【００２４】
上記式（４）、（５）のとおり、周波数Ｆ１では、合成器３で構成される際に、第２の信号から、抵抗７およびダイオード８を経由した信号が引き算される。これにより、周波数Ｆ１と周波数Ｆ２の振幅の差を抑制することができる。また、さらに、以下の式（６）を満たすように、抵抗７における固定の減衰量を定めておけば、ＴＦ１＝ＴＦ２、すなわち合成器３による合成後の信号の周波数Ｆ１の成分の振幅と周波数Ｆ２の成分の振幅とを等しくすることができる。
α＝（Ｂ１−Ｂ２）／（β２×Ｂ２＋β１×Ｂ１）・・・（６）
【００２５】
以上のように、本実施の形態では、減衰器５の替わりに抵抗７を用い、移相器６の替わりに伝送線路９を用いて、実施の形態１と同様の補償を行うようにした。これにより、移相器６の替わりに伝送線路９を用いて、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
【００２６】
実施の形態３．
図３は、本発明の実施の形態３にかかるイコライザの回路構成例を示す図である。図３に示すように、本実施の形態のイコライザ１０ｂは、入力端子１、分配器２−１〜２−ｎ、合成器３−１〜３−ｎ、抵抗７−１〜７−ｎ、ダイオード８−１〜８−ｎおよび伝送線路９−１〜９−ｎを備える。ｎは２以上の整数である。実施の形態２と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態２と同一の符号を付して重複する説明を省略する。以下、実施の形態１と異なる点を説明する。
【００２７】
図３に示した分配器２−１〜２−ｎ、合成器３−１〜３−ｎ、抵抗７−１〜７−ｎ、ダイオード８−１〜８−ｎおよび伝送線路９−１〜９−ｎは、それぞれ実施の形態２の分配器２、合成器３、抵抗７、ダイオード８および伝送線路９と同様であるが、伝送線路９−１〜９−ｎの電気長はそれぞれ異なる。図３に示すように、本実施の形態のイコライザ１０ｂでは、実施の形態２と同様の分配器２、合成器３、抵抗７、ダイオード８および伝送線路９で構成される補償回路が、直列にｎ個接続されている。複数の補償回路すなわちｎ個の補償回路は、それぞれ複数の特定の波長であるｎ個の特定の周波数に対応する。ここでは、ｎ個の特定の周波数を、周波数Ｆ１〜Ｆｎとする。伝送線路９−１〜９−ｎは、それぞれ周波数Ｆ１〜Ｆｎで位相が１８０度進むよう電気長が設定されている。すなわち、例えば、伝送線路９−１は、周波数Ｆ１の波長の１／２の電気長となるよう設定され、伝送線路９−ｎは、周波数Ｆｎの波長の１／２の電気長となるよう設定される。これにより、まず、分配器２−１、合成器３−１、抵抗７−１、ダイオード８−１および伝送線路９−１により、周波数Ｆ１の振幅が他の周波数成分の振幅に比べて抑制される。次に、合成器３−１から出力された信号が分配器２−２に入力され、分配器２−２、合成器３−２、抵抗７−２、ダイオード８−２および伝送線路９−２により、周波数Ｆ２の振幅が他の周波数成分の振幅に比べて抑制される。これを繰り返すことにより、周波数Ｆ１〜Ｆｎの振幅を抑制することができる。
【００２８】
図３に示すように、本実施の形態では、それぞれ異なる周波数に対応した補償回路が直列に接続されているので、広帯域に周波数特性を補正することができ、実施の形態２に比べ、広帯域に周波数特性をより平坦化することができる。
【００２９】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１  入力端子、２  分配器、３  合成器、４  出力端子、５  減衰器、６  移相器、７  抵抗、８，８−１〜８−ｎ  ダイオード、９，９−１，９−ｎ  伝送線路、１０，１０ａ，１０ｂ  イコライザ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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