(57)【要約】【課題】入力信号のダイナミックレンジが大きくても出力信号のピークレベルを一定値以下に調節する。【解決手段】第１制御信号に応じた第１減衰量で入力信号を減衰させて第１減衰信号を出力する第１アッテネータと、第１減衰信号を増幅して増幅信号を出力する増幅器と、予め定められた第２減衰量で、増幅器から出力された増幅信号を減衰させて第２減衰信号を出力する第２アッテネータと、第２減衰信号の強度と、予め定められた信号の基準強度とを比較した結果に基づいて、第１制御信号を生成する第１信号生成部とを備える、増幅装置を提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１制御信号に応じた第１減衰量で入力信号を減衰させて第１減衰信号を出力する第１アッテネータと、
前記第１減衰信号を増幅して増幅信号を出力する増幅器と、
予め定められた第２減衰量で、前記増幅器から出力された増幅信号を減衰させて第２減衰信号を出力する第２アッテネータと、
前記第２減衰信号の強度と、予め定められた信号の基準強度とを比較した結果に基づいて、前記第１制御信号を生成する第１信号生成部と
を備える、増幅装置。
【請求項２】
前記第１信号生成部は、前記第２減衰信号の強度が前記基準強度よりも大きい場合に、前記第１減衰量を増加させるための前記第１制御信号を生成し、前記第２減衰信号の強度が前記基準強度よりも小さい場合に、前記第１減衰量を減少させるための前記第１制御信号を生成する、
請求項１に記載の増幅装置。
【請求項３】
前記第２アッテネータの減衰量を制御する第２制御信号を生成する第２信号生成部を更に備え、
前記第２アッテネータは、前記第２制御信号に応じた前記第２減衰量で前記増幅信号を減衰させる、請求項１または２に記載の増幅装置。
【請求項４】
前記第２減衰信号から抽出した一部の電力に基づいて前記第２減衰信号の強度を検出する検出部をさらに有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の増幅装置。
【請求項５】
前記第１減衰量が最小の状態で決定された前記第２減衰量を示す値を記憶する記憶部を更に有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の増幅装置。
【請求項６】
予め定められた周波数信号を発生させる信号発生部と、
前記予め定められた周波数信号と、入力される高周波信号とをミキシングしてミキシング信号を生成するミキサ部と、
前記ミキシング信号を前記入力信号として受け取る請求項１から５のいずれか一項に記載の増幅装置と
を備える、ダウンコンバータ。
【請求項７】
衛星からの無線信号を受信して電気信号に変換するアンテナと、
前記電気信号を前記高周波信号として受け取る請求項６に記載のダウンコンバータと
を備える、受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、増幅装置、ダウンコンバータ、および受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
増幅装置の利得を自動で制御する自動利得制御型（ＡＧＣ：Automatic Gain Control）の増幅装置が知られている（例えば、特許文献１および特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−６１１３３号公報
【特許文献２】特開２００２−９４４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような増幅装置は、例えば、出力信号のピーク値をフィードバックして利得を調節することで、入力信号の信号強度が変動しても出力信号のピーク値を適切な強度範囲に安定化させる。しかしながら、このような増幅装置を衛星通信等に用いた場合、衛星からの信号を探索している状態だと、増幅装置の入力信号は、雑音程度の微弱な信号となる。即ち、衛星の捕捉後と捕捉前とを比較すると、増幅装置には信号強度が数桁程度以上異なる信号を入力することがある。この場合、増幅装置が微弱な信号に対応して利得を増加させるように制御すると、衛星の捕捉後の急激な入力信号の増加により、当該増幅装置の後段の回路等を破壊する程度の大きな信号を発生させてしまうことがある。
【０００５】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、入力信号のダイナミックレンジが大きくても出力信号のピークレベルを一定値以下に調節可能な増幅装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様においては、第１制御信号に応じた第１減衰量で入力信号を減衰させて第１減衰信号を出力する第１アッテネータと、前記第１減衰信号を増幅して増幅信号を出力する増幅器と、予め定められた第２減衰量で、前記増幅器から出力された増幅信号を減衰させて第２減衰信号を出力する第２アッテネータと、前記第２減衰信号の強度と、予め定められた信号の基準強度とを比較した結果に基づいて、前記第１制御信号を生成する第１信号生成部とを備える、増幅装置を提供する。
【０００７】
前記第１信号生成部は、前記第２減衰信号の強度が前記基準強度よりも大きい場合に、前記第１減衰量を増加させるための前記第１制御信号を生成し、前記第２減衰信号の強度が前記基準強度よりも小さい場合に、前記第１減衰量を減少させるための前記第１制御信号を生成してもよい。
【０００８】
前記第２アッテネータの減衰量を制御する第２制御信号を生成する第２信号生成部を更に備え、前記第２アッテネータは、前記第２制御信号に応じた前記第２減衰量で前記増幅信号を減衰させてよい。増幅装置は、前記第２減衰信号から抽出した一部の電力に基づいて前記第２減衰信号の強度を検出する検出部をさらに有してよい。増幅装置は、前記第１減衰量が最小の状態で決定された前記第２減衰量を示す値を記憶する記憶部を更に有してよい。
【０００９】
本発明の第２の態様においては、予め定められた周波数信号を発生させる信号発生部と、前記予め定められた周波数信号と、入力される高周波信号とをミキシングしてミキシング信号を生成するミキサ部と、前記ミキシング信号を前記入力信号として受け取る第１の態様の増幅装置とを備える、ダウンコンバータを提供する。
【００１０】
本発明の第３の態様においては、衛星からの無線信号を受信して電気信号に変換するアンテナと、前記電気信号を前記高周波信号として受け取る第２の態様のダウンコンバータとを備える、受信装置を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、入力信号のダイナミックレンジが大きくても増幅装置の出力信号のピークレベルを一定値以下に調節できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る地上局１００の構成例を衛星１０と共に示す。
【図２】本実施形態に係るダウンコンバータ１３０の構成例を示す。
【図３】本実施形態に係る増幅装置２００の入出力特性の一例を示す。
【図４】本実施形態に係る増幅装置２００の利得特性の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜衛星システムの構成例＞
図１は、本実施形態に係る地上局１００の構成例を衛星１０と共に示す。地上局１００は、宇宙の衛星、探査機等と通信する。図１は、衛星１０と通信する地上局１００の一例を示す。衛星１０および地上局１００は、送信すべき信号に応じて搬送波を変調した無線信号を用いて通信する。地上局１００は、アンテナ１１０と、入出力回路１２０と、ダウンコンバータ１３０と、信号処理部１４０と、アップコンバータ１５０とを備える。
【００１４】
アンテナ１１０は、衛星１０から送信される無線信号を受信して電気信号に変換する。また、アンテナ１１０は、電気信号を無線信号に変換して衛星１０に送信する。アンテナ１１０は、例えば、送受信を兼用するアンテナである。これに代えて、アンテナ１１０は、送信用および受信用のアンテナを別個に有してもよい。
【００１５】
入出力回路１２０は、アンテナ１１０からの電気信号をダウンコンバータ１３０に供給する。また、入出力回路１２０は、アップコンバータ１５０からの電気信号をアンテナ１１０に供給する。入出力回路１２０は、サーキュレータ１２１、入力フィルタ１２２、入力増幅器１２３、出力増幅器１２４、出力フィルタ１２５を有する。
【００１６】
サーキュレータ１２１は、複数の入出力ポートを有する。サーキュレータ１２１は、一のポートに入力した信号を次のポートから出力させ、当該次のポートから入力する信号を更に次のポートから出力させ、最後のポートに入力した信号を当該一のポートから出力させる。図１は、サーキュレータ１２１が３つの入出力ポートを有する例を示す。この場合、サーキュレータ１２１は、アンテナ１１０から受け取る電気信号を入力フィルタ１２２に出力する。また、サーキュレータ１２１は、出力フィルタ１２５から受け取る電気信号をアンテナ１１０へと出力する。
【００１７】
入力フィルタ１２２は、サーキュレータ１２１から受け取る電気信号の信号周波数を含む周波数帯域の信号を入力増幅器１２３へと通過させる。また、入力フィルタ１２２は、当該周波数帯域とは異なる周波数帯域の信号を低減させる。入力フィルタ１２２は、例えば、バンドパスフィルタ、ローパスフィルタ、およびハイパスフィルタのうち少なくとも１つを含む。
【００１８】
入力増幅器１２３は、入力フィルタ１２２から受け取る信号を増幅して出力する。入力増幅器１２３は、予め定められた増幅率で信号を増幅する。入力増幅器１２３は、増幅した信号をダウンコンバータ１３０に供給する。出力増幅器１２４は、アップコンバータ１５０から受け取る信号を増幅して出力する。出力増幅器１２４は、予め定められた増幅率で信号を増幅する。出力増幅器１２４は、増幅した信号を出力フィルタ１２５に供給する。
【００１９】
出力フィルタ１２５は、出力増幅器１２４から受け取る電気信号の信号周波数を含む周波数帯域の信号をアンテナ１１０へと通過させる。また、出力フィルタ１２５は、当該周波数帯域とは異なる周波数帯域の信号を低減させる。出力フィルタ１２５は、例えば、バンドパスフィルタ、ローパスフィルタ、およびハイパスフィルタのうち少なくとも１つを含む。
【００２０】
ダウンコンバータ１３０は、アンテナ１１０が変換した電気信号を、入出力回路１２０を介して高周波信号として受け取る。ダウンコンバータ１３０は、当該高周波信号に重畳された変調信号を取り出して信号処理部１４０に供給する。
【００２１】
信号処理部１４０は、ダウンコンバータ１３０から受け取った変調信号をデジタル信号に変換してデジタル処理する。信号処理部１４０は、当該変調信号を復調して、衛星１０が送信した信号に復元する。信号処理部１４０は、衛星１０との通信の目的に応じて、復元した信号を更にデジタル処理してよい。また、信号処理部１４０は、衛星１０に送信すべき信号に応じた変調信号を生成する。信号処理部１４０は、変調信号をアナログ信号に変換して、アップコンバータ１５０に供給する。
【００２２】
アップコンバータ１５０は、信号処理部１４０から受け取った変調信号で搬送波を変調する。アップコンバータ１５０は、例えば、搬送波発生装置およびミキサ等を有し、搬送波および変調信号をミキシングする。アップコンバータ１５０は、ミキシングによって搬送波を変調した電気信号を、入出力回路１２０を介してアンテナ１１０に供給する。なお、アップコンバータ１５０は、無線通信において既知のアップコンバータの構成であればよく、ここでは詳細な説明を省略する。
【００２３】
以上の本実施形態に係る地上局１００は、アンテナ１１０、入出力回路１２０、ダウンコンバータ１３０、および信号処理部１４０が受信装置として機能し、アンテナ１１０、入出力回路１２０、信号処理部１４０、およびアップコンバータ１５０が送信装置として機能する。なお、地上局１００は、受信装置の機能だけを有してもよい。また、入出力回路１２０および信号処理部１４０等の構成は一例であり、通信の目的に応じて適宜構成されてよい。
【００２４】
このような地上局１００は、衛星１０からの無線信号を探索し、当該無線信号を受信することで当該衛星１０を捕捉して通信可能な状態とする。したがって、無線信号を探索している状態において、地上局１００に設けられたダウンコンバータ１３０が受け取る信号は、雑音程度の微弱な信号となる。また、衛星１０を捕捉して通信可能な状態において、ダウンコンバータ１３０が受け取る信号は、雑音よりも数桁程度以上大きな信号となる。このように、ダウンコンバータ１３０の入力信号はダイナミックレンジが大きいので、ダウンコンバータ１３０内部の増幅装置の利得を自動で調節することが困難であった。
【００２５】
例えば、増幅装置が微弱な信号に対応して利得を増加させるように制御すると、衛星の捕捉後の急激な入力信号の増加により、当該増幅装置の後段の回路等を破壊する程度の大きな信号を発生させてしまうことがある。また、衛星の捕捉後の入力信号に合わせて利得を制限すると、衛星１０を探索する場合の微弱な信号を十分に増幅できず、衛星１０を捕捉することが困難になってしまうことがある。そこで、本実施形態に係るダウンコンバータ１３０は、このような入力信号のダイナミックレンジが大きくても出力信号のピークレベルを一定値以下に調節可能な増幅装置を設けて、当該入力信号を適切に変調信号に変換する。このようなダウンコンバータ１３０を次に説明する。
【００２６】
＜ダウンコンバータ１３０の構成例＞
図２は、本実施形態に係るダウンコンバータ１３０の構成例を示す。ダウンコンバータ１３０は、ミキシングとフィルタリングによって高周波信号から変調信号を抽出し、抽出した変調信号を増幅する。ダウンコンバータ１３０は、第１アイソレータ１３１、第１増幅器１３２、信号発生部１３３、ミキサ部１３４、フィルタ部１３５、第２増幅器１３６、および増幅装置２００を備える。
【００２７】
第１アイソレータ１３１は、入出力回路１２０から受け取った高周波信号を後段の第１増幅器１３２に供給する。また、第１アイソレータ１３１は、第１増幅器１３２から入出力回路１２０への信号の伝達を阻止する。第１アイソレータ１３１は、逆方向に進む信号を低減させて、雑音等に基づく通信品質の低下を防止し、また、回路素子等を保護する。第１増幅器１３２は、第１アイソレータ１３１から受け取る高周波信号を増幅して出力する。第１増幅器１３２は、予め定められた増幅率で高周波信号を増幅する。第１増幅器１３２は、増幅した高周波信号をミキサ部１３４に供給する。
【００２８】
信号発生部１３３は、予め定められた周波数信号を発生させる。信号発生部１３３は、高周波信号の周波数に近い周波数信号を発生させる。信号発生部１３３は、例えば、当該ダウンコンバータ１３０の後段の信号処理部１４０に供給する周波数信号をＩＦ信号とすると、搬送波の周波数からＩＦ信号の周波数だけ減算または加算した周波数を有する周波数信号を発生させる。信号発生部１３３は、発生させた周波数信号をミキサ部１３４に供給する。
【００２９】
ミキサ部１３４は、予め定められた周波数信号と、入力される高周波信号とをミキシングしてミキシング信号を生成する。ミキサ部１３４は、第１増幅器１３２から受け取った高周波信号と、信号発生部１３３から受け取った周波数信号との和および差の周波数を有するミキシング信号を生成する。ミキサ部１３４は、生成したミキシング信号をフィルタ部１３５に供給する。
【００３０】
フィルタ部１３５は、ミキシング信号の一部の信号を通過させる。フィルタ部１３５は、例えば、高周波信号および周波数信号の差信号を第２増幅器１３６へ通過させる。この場合、フィルタ部１３５は、高周波信号および周波数信号の和信号を低減させる。フィルタ部１３５は、当該差信号の周波数とは異なる周波数に発生するスプリアス成分および雑音成分等を低減させることが望ましい。フィルタ部１３５は、例えば、バンドパスフィルタ、ローパスフィルタ、およびハイパスフィルタのうち少なくとも１つを含む。
【００３１】
第２増幅器１３６は、フィルタ部１３５から受け取るミキシング信号を増幅して出力する。第２増幅器１３６は、予め定められた増幅率でミキシング信号を増幅する。第２増幅器１３６は、増幅したミキシング信号を増幅装置２００に供給する。
【００３２】
＜増幅装置２００の構成例＞
増幅装置２００は、ミキシング信号を入力信号として第１増幅器１３２から受け取る。増幅装置２００は、微弱な信号を増幅する場合の利得と、基準強度よりも大きい信号を増幅する場合の利得とをそれぞれ別個に調節する素子を設けることにより、後段に接続される素子を保護しつつ、入力信号を増幅する。増幅装置２００は、第１アッテネータ２１０と、増幅器２２０と、第２アッテネータ２３０と、分岐部２４０と、検出部２５０と、第１信号生成部２６０と、記憶部２７０と、第２信号生成部２８０と、第２アイソレータ２９０とを備える。
【００３３】
第１アッテネータ２１０は、第１増幅器１３２から入力信号を受け取り、当該入力信号を減衰させて第１減衰信号を出力する。第１アッテネータ２１０は、減衰量可変のアッテネータである。第１アッテネータ２１０は、第１信号生成部２６０から第１制御信号を受け取り、第１制御信号に応じた第１減衰量で入力信号を減衰させる。第１アッテネータ２１０は、第１減衰信号を増幅器２２０に供給する。即ち、第１アッテネータ２１０は、増幅器２２０に入力する信号の信号強度を調節する。
【００３４】
増幅器２２０は、第１減衰信号を増幅して増幅信号を出力する。増幅器２２０は、予め定められた増幅率で第１減衰信号を増幅する。増幅器２２０は、第１減衰信号を増幅した増幅信号を第２アッテネータ２３０に供給する。
【００３５】
第２アッテネータ２３０は、予め定められた第２減衰量で、増幅器２２０から出力された増幅信号を減衰させて第２減衰信号を出力する。第２アッテネータ２３０は、一例として、減衰量可変のアッテネータである。第２アッテネータは、第２信号生成部２８０から第２制御信号を受け取り、第２制御信号に応じた第２減衰量で増幅信号を減衰させる。第２アッテネータ２３０は、第２減衰信号を分岐部２４０に供給する。即ち、第２アッテネータ２３０は、増幅器２２０から出力する信号の信号強度を調節する。
【００３６】
分岐部２４０は、第２アッテネータ２３０から受け取った第２減衰信号の一部を検出部２５０に供給し、残りを第２アイソレータ２９０に供給する。分岐部２４０は、予め定められた分岐比で、第２減衰信号を分岐する。分岐部２４０は、検出部２５０に供給する信号強度を、第２アイソレータ２９０に供給する信号強度よりも小さくする。分岐部２４０は、一例として、第２減衰信号を１０：１程度に分岐する。分岐部２４０は、例えば、方向性結合器等のカプラである。
【００３７】
検出部２５０は、分岐部２４０から分岐された第２減衰信号の一部を受け取り、当該第２減衰信号の一部の電力を測定する。検出部２５０は、第２減衰信号から分岐した一部の電力に基づいて第２減衰信号の強度を検出する。検出部２５０は、例えば、電力センサを含み、測定した電力に対応する電圧値Ｖｄｅｔを出力する。検出部２５０は、電力の測定結果が第２減衰信号の強度に比例することから、電力の測定結果である電圧値Ｖｄｅｔをそのまま第２減衰信号の強度の検出結果として出力してよい。検出部２５０は、検出結果を第１信号生成部２６０に供給する。
【００３８】
第１信号生成部２６０は、第２減衰信号の強度と、予め定められた信号の基準強度とを比較した結果に基づいて、第１制御信号を生成する。ここで、第１信号生成部２６０は、例えば、検出部２５０から受け取る電圧値Ｖｄｅｔを第２減衰信号の強度として用いる。この場合、第１信号生成部２６０は、予め定められた信号の基準強度として、当該基準強度に対応する予め定められた基準電圧Ｖｒｅｆを用いる。第１信号生成部２６０は、このような基準電圧Ｖｒｅｆを出力する基準電圧源２６２を含む。
【００３９】
第１信号生成部２６０は、第２減衰信号の強度が基準強度よりも大きい場合に、第１減衰量を増加させるための第１制御信号を生成する。第１信号生成部２６０は、例えば、電圧値Ｖｄｅｔが基準電圧Ｖｒｅｆよりも大きい場合（Ｖｄｅｔ＞Ｖｒｅｆ）、第１アッテネータ２１０で入力信号をより減衰させるように第１制御信号を生成する。第１信号生成部２６０は、第１制御信号を第１アッテネータ２１０に供給して、第１アッテネータ２１０の第１減衰量を増加させる。即ち、第１信号生成部２６０は、増幅装置２００の利得を低減させる。
【００４０】
また、第１信号生成部２６０は、第２減衰信号の強度が基準強度よりも小さい場合に、第１減衰量を減少させるための第１制御信号を生成する。第１信号生成部２６０は、例えば、電圧値Ｖｄｅｔが基準電圧Ｖｒｅｆよりも小さい場合（Ｖｄｅｔ＜Ｖｒｅｆ）、第１アッテネータ２１０で入力信号を減衰させない方向に第１制御信号を生成する。第１信号生成部２６０は、第１制御信号を第１アッテネータ２１０に供給して、第１アッテネータ２１０の第１減衰量を減少させる。即ち、第１信号生成部２６０は、増幅装置２００の利得を増加させる。
【００４１】
第１信号生成部２６０は、例えば、コンパレータ等の比較器を有し、電圧値Ｖｄｅｔおよび基準電圧Ｖｒｅｆの比較結果を第１制御信号として第１アッテネータ２１０に供給する。また、第１信号生成部２６０の少なくとも一部は、コンピュータ等で構成してもよい。この場合、コンピュータは、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサを備え、プログラム等を実行することにより、本実施形態に係る第１信号生成部２６０の少なくとも一部として機能する。コンピュータは、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等を更に備えてもよい。
【００４２】
以上のように、増幅装置２００は、第１アッテネータ２１０、増幅器２２０、第２アッテネータ２３０、分岐部２４０、検出部２５０、および第１信号生成部２６０によるループ制御により、増幅器２２０の増幅信号を略一定の基準強度とすることができる。本実施形態において、増幅装置２００が増幅信号を略一定の基準強度として出力できる入力信号の範囲を、リミッタ領域とする。
【００４３】
ここで、増幅装置２００は、第１アッテネータ２１０の第１減衰量の可変範囲内において、増幅信号を略一定の基準強度とする。したがって、入力信号の強度がリミッタ領域の範囲よりも低減した場合、第１減衰量は最小となったままとなり、増幅装置２００は、基準強度未満の大きさの増幅信号を出力する。この場合、増幅装置２００は、利得が固定されるので、入力信号に比例する強度の増幅信号を出力する。本実施形態において、増幅装置２００が入力信号に比例した強度の増幅信号を出力する入力信号の範囲を、固定利得領域とする。
【００４４】
入力信号の範囲が固定利得領域の場合、第１アッテネータ２１０の第１減衰量は最小となるので、増幅装置２００の利得は、第２アッテネータ２３０の第２減衰量で決定される。即ち、第２減衰量を予め定めることにより、固定利得領域における増幅装置２００の利得を決定できる。
【００４５】
記憶部２７０は、このように、第１減衰量が最小の状態で決定された第２減衰量を示す値を記憶する。記憶部２７０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶デバイスを含む。また、記憶部２７０は、基準電圧Ｖｒｅｆの情報を記憶してもよい。この場合、基準電圧源２６２は、記憶部２７０に記憶された情報を読み出し、読み出した情報に対応する基準電圧Ｖｒｅｆを出力する。基準電圧源２６２は、例えば、ＤＡコンバータ等を有し、記憶部２７０に記憶された情報に基づく基準電圧Ｖｒｅｆを出力する。
【００４６】
また、第１信号生成部２６０の少なくとも一部がコンピュータ等で構成される場合、記憶部２７０は、一例として、コンピュータ等のＢＩＯＳ（Basic Input Output System）等を格納するＲＯＭ、および作業領域となるＲＡＭを含む。また、記憶部２７０は、ＯＳ（Operating System）、アプリケーションプログラム、および／または当該アプリケーションプログラムの実行時に参照されるデータベースを含む種々の情報を格納してよい。即ち、記憶部２７０は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）および／またはＳＳＤ（Solid State Drive）等の大容量記憶装置を含んでよい。
【００４７】
第２信号生成部２８０は、第２アッテネータ２３０の減衰量を制御する第２制御信号を生成する。第２信号生成部２８０は、記憶部２７０に記憶された情報を読み出し、読み出した情報に対応する第２制御信号を第２アッテネータ２３０に供給する。第２信号生成部２８０は、例えば、ＤＡコンバータ等を有し、記憶部２７０に記憶された情報に基づく第２制御信号を第２アッテネータ２３０に供給する。なお、第２信号生成部２８０は、第１信号生成部２６０と同様に、少なくとも一部がコンピュータ等で構成されてもよい。
【００４８】
第２アイソレータ２９０は、分岐部２４０から受け取った第２減衰信号を増幅装置２００の出力信号として出力する。また、第２アイソレータ２９０は、増幅装置２００の後段から分岐部２４０への信号の伝達を阻止する。第２アイソレータ２９０は、第１アイソレータ１３１と同様に、逆方向に進む信号を低減させて、雑音等に基づく通信品質の低下を防止し、また、回路素子等を保護する。
【００４９】
以上の本実施形態に係る増幅装置２００は、入力信号の信号強度に応じて、固定利得領域およびリミット領域の動作のいずれかに切り換える。このような入力信号に応じた増幅装置２００の出力信号強度の変化について、次に説明する。
【００５０】
＜増幅装置２００の入出力特性＞
図３は、本実施形態に係る増幅装置２００の入出力特性の一例を示す。図３の横軸は増幅装置２００の入力信号の強度を示し、縦軸は増幅装置２００の出力信号の強度を示す。なお、増幅装置２００の出力信号の強度は、第２減衰信号の強度の一部ではあるが、便宜上、略一致するものとして説明する。また、増幅装置２００の出力信号が基準強度となる場合の入力信号を、第１強度とする。
【００５１】
入力信号が第１強度以下の比較的小さい強度の場合、増幅装置２００は、入力信号に比例する強度の信号を出力する。また、増幅装置２００は、入力信号が第１強度よりも大きくなると、基準強度と略一致する強度の信号を出力する。なお、基準強度の大きさは、基準電圧Ｖｒｅｆの大きさで決定できる。ここで、入力信号が最大となっても、リミット領域の範囲内となるように、基準強度および第１アッテネータ２１０の減衰量の可変範囲が設定されることが望ましい。
【００５２】
＜増幅装置２００の利得特性＞
図４は、本実施形態に係る増幅装置２００の利得特性の一例を示す。図４の横軸は増幅装置２００の入力信号の強度を示し、縦軸は増幅装置２００の利得を示す。入力信号が第１強度以下の比較的小さい強度の場合、第１アッテネータ２１０の減衰量は最小値となり、増幅装置２００の利得は、略一定の値となる。この場合の増幅装置２００の利得は、第２アッテネータ２３０の第２減衰量、即ち、第２制御信号によって決定できる。また、増幅装置２００は、入力信号が第１強度よりも大きくなると、出力信号の強度を基準強度とすべく、利得は入力信号の強度に比例して減少する。
【００５３】
以上の本実施形態に係る増幅装置２００は、入力信号が雑音程度の微弱な信号の場合、利得を制限せずに固定利得で動作する。そして、増幅装置２００は、入力信号が第１強度を超える程度に大きい信号の場合、利得を制限するリミッタとして機能する。即ち、増幅装置２００は、大きなダイナミックレンジを有する信号入力に対応して増幅動作することができる。したがって、このような増幅装置２００をダウンコンバータ１３０に設けることで、ダウンコンバータ１３０は、ダイナミックレンジが大きい入力信号に対応できる。
【００５４】
即ち、無線信号を探索している状態においてダウンコンバータ１３０が雑音程度の微弱な信号を受け取ると、増幅装置２００は固定利得領域で動作する。そして、衛星１０を捕捉して通信可能な状態において、ダウンコンバータ１３０が雑音よりも数桁程度以上大きな信号を受け取ると、増幅装置２００はリミット領域で動作する。これにより、ダウンコンバータ１３０は、後段の回路等を破壊する程度の大きな信号を発生させることなく、受信信号から変調信号を安定に抽出して衛星１０との通信を適切に実行できる。
【００５５】
また、本実施形態に係る増幅装置２００は、利得の制限に用いる第１アッテネータ２１０を、増幅器２２０の前段に設けることを説明した。これにより、入力信号が第１強度よりも大きくなっても、第１アッテネータ２１０で減衰させた信号を増幅器２２０に供給させることができ、当該増幅器２２０に第１強度よりも大きい信号が入力することを防止できる。また、入力信号が第１強度よりも小さくなると、第１アッテネータ２１０の第１減衰量は最小になる。したがって、増幅装置２００は、固定利得で動作する場合、増幅器２２０の前段の損失を最小限とするので、ＮＦを最小にして小信号増幅動作を実行できる。
【００５６】
以上の本実施形態に係る増幅装置２００は、入力信号が第１強度を超える程度に大きい信号の場合、利得を制限するリミッタとして機能することを説明した。この場合、増幅装置２００は、温度変動、環境変動、および継時変化等により、入力信号が変動しても、略一定の基準強度の信号を出力することができる。
【００５７】
これに加えて、増幅装置２００は、このような変動に対応する補正値を記憶部２７０に記憶させてもよい。即ち、増幅装置２００は、温度等の変動があっても、第２信号生成部２８０が当該変動に対応する第２制御信号を第２アッテネータ２３０に供給する。これにより、増幅装置２００は、固定利得領域において、入力信号が変動しても、小信号増幅動作を安定に実行することができる。なお、この場合、増幅装置２００は、入力信号の変動または環境等を検出するセンサを更に有することが望ましい。
【００５８】
以上の本実施形態に係る増幅装置２００は、第２アッテネータ２３０を可変型のアッテネータである例を説明したが、これに限定されることはない。第２アッテネータ２３０は、減衰量が固定のアッテネータでもよい。
【００５９】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の分散・統合の具体的な実施の形態は、以上の実施の形態に限られず、その全部又は一部について、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を合わせ持つ。
【符号の説明】
【００６０】
１０  衛星
１００  地上局
１１０  アンテナ
１２０  入出力回路
１２１  サーキュレータ
１２２  入力フィルタ
１２３  入力増幅器
１２４  出力増幅器
１２５  出力フィルタ
１３０  ダウンコンバータ
１３１  第１アイソレータ
１３２  第１増幅器
１３３  信号発生部
１３４  ミキサ部
１３５  フィルタ部
１３６  第２増幅器
１４０  信号処理部
１５０  アップコンバータ
２００  増幅装置
２１０  第１アッテネータ
２２０  増幅器
２３０  第２アッテネータ
２４０  分岐部
２５０  検出部
２６０  第１信号生成部
２６２  基準電圧源
２７０  記憶部
２８０  第２信号生成部
２９０  第２アイソレータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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