(57)【要約】【課題】受信信号の増幅手段（増幅器）を備える装置の動作を、当該装置と異なる装置に設けられた監視手段により監視することを可能とすること。【解決手段】屋内装置内のパイロット発振器３１から屋外受信増幅器２へパイロット信号を出力する。パイロット信号の周波数は、屋外受信増幅器２内にある低雑音増幅器４４のリターンロスの小さい周波数帯にある。屋外受信増幅器２では、パイロット信号は、変換部４２で反射される。制御部４３は、低雑音増幅器４４の動作状態を監視しており、その動作情報に基づいて変換部４２で反射される信号の特性を変化させる。屋内装置内のパイロット検波部３６は、パイロット発振器３１から出力されたパイロット信号と、変換部４２で反射された信号を含む屋外受信増幅器２からの反射信号との合成信号を検波する。受信システムは、合成信号の検波により得た情報に基づいて、低雑音増幅器４４の動作状態を監視する。【選択図】図１
2010028799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号を第１装置に設けられた増幅器で増幅し、該増幅した受信信号を伝送路を介して第２装置へ伝送する受信システムにおいて、
前記第２装置に設けられ、前記伝送路を介して前記第２装置と前記第１装置との間で伝送されるパイロット信号を出力するパイロット出力手段と、
前記第１装置に設けられ、前記伝送路を介して前記第２装置から送られてくる前記パイロット信号を反射し、かつ、特性を変化させる変換手段と、
前記増幅器を監視することにより得られる情報に基づいて、前記変換手段による特性の変化を制御する制御手段と、
前記伝送路を介して送られてくる、前記変換手段で反射された前記パイロット信号を含む前記第１装置からの反射信号と前記パイロット出力手段から出力された前記パイロット信号との合成信号のレベルに基づいて、前記第１装置を監視する監視手段と、
を備えたことを特徴とする受信システム。
【請求項２】
前記変換手段は、前記パイロット信号を反射する際に前記パイロット信号の位相を変化させることを特徴とする請求項１に記載の受信システム。
【請求項３】
受信信号を第１装置に設けられた増幅器で増幅し、該増幅した受信信号を伝送路を介して第２装置へ伝送する受信システムにおいて、
前記第２装置に設けられ、前記伝送路を介して前記第２装置と前記第１装置との間で伝送されるパイロット信号を出力するパイロット出力手段と、
前記第１装置に設けられ、前記伝送路を介して前記第２装置から送られてくる前記パイロット信号の周波数を変化させる変換手段と、
前記増幅器を監視することにより得られる情報に基づいて、前記変換手段による周波数の変化を制御する制御手段と、
前記変換手段から戻ってくる前記パイロット信号の周波数に基づいて、前記第１装置を監視する監視手段と、
を備えたことを特徴とする受信システム。
【請求項４】
前記変換手段は、前記パイロット信号の周波数を逓倍することを特徴とする請求項３に記載の受信システム。
【請求項５】
受信信号を第１装置に設けられた増幅器で増幅し、該増幅した受信信号を伝送路を介して第２装置へ伝送する受信システムにおいて、
前記第２装置に設けられ、前記伝送路を介して前記第２装置と前記第１装置との間で伝送されるパイロット信号を出力するパイロット出力手段と、
前記第１装置に設けられ、前記伝送路を介して前記第２装置から送られてくる前記パイロット信号を遅延させて反射する遅延手段と、
前記増幅器を監視することにより得られる情報に基づいて、前記遅延手段による遅延時間を制御する制御手段と、
前記パイロット出力手段から出力された前記パイロット信号が前記遅延手段で反射されて戻ってくるまでの時間に基づいて、前記第１装置を監視する監視手段と、
を備えたことを特徴とする受信システム。
【請求項６】
前記遅延手段は、遅延線の長さを切り替えることにより遅延時間を変化させることを特徴とする請求項５に記載の受信システム。
【請求項７】
前記増幅器から出力される受信信号と前記パイロット信号とを分離するフィルタ、をさらに備え、
前記増幅器は、前記受信信号の周波数帯域で大きく、かつ前記パイロット信号の周波数で小さいリターンロスを有し、
前記フィルタは、前記受信信号の周波数帯域で小さく、かつ前記パイロット信号の周波数で大きいリターンロスを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の受信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無線信号を受信する受信装置を監視する機能を備えた受信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、屋外受信増幅器を監視する装置として、次の提案がある。屋外受信装置の異常監視装置は、周波数が受信フィルタの減衰帯域の範囲内であるパイロット信号を発振するパイロット発振器と、このパイロット発振器と受信フィルタおよび受信増幅器に接続され受信信号とパイロット信号とを加算して受信増幅器に与える加算器と、受信増幅器と受信信号出力端子との間に接続され受信増幅器からの出力信号を受信信号とパイロット信号とに分岐する分波器と、この分波器に接続されパイロット信号を検波するパイロット検波器と、このパイロット検波器からの検波電圧と基準電圧とを比較して故障信号を出力する比較器とを具備する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、屋外装置の利得変動を、屋外装置と同軸ケーブルで接続された屋内装置側で監視する受信利得監視装置が提案されている。この受信利得監視装置において、屋外装置は、アンテナが受信した信号の内から所望の受信信号を通過させる受信フィルタと、複数のＦＥＴ（電界効果トランジスタ）が縦続接続され初段ＦＥＴのゲートに入力する信号を増幅するＦＥＴ増幅回路と、このＦＥＴ増幅回路へ供給するバイアス電圧を生成するバイアス回路と、受信フィルタを通過した受信信号を入力ポートに受けて出力ポートからＦＥＴ増幅器の初段ＦＥＴのゲートに出力すると共に初段ＦＥＴのゲートに供給するバイアス電圧をダミーポートに受けて出力ポートから初段ＦＥＴのゲートに供給するサーキュレータと、受信信号の周波数帯域外の一定レベルのパイロット信号を発生するパイロット発振器と、サーキュレータのダミーポートに接続され初段ＦＥＴのゲートに供給するバイアス電圧にパイロット信号を重畳してダミーポートに出力する重畳手段とを備える。屋内装置は、屋外装置のＦＥＴ増幅器により増幅され同軸ケーブルを介して送出されてくる信号に含まれるパイロット信号を抽出分岐する分岐回路と、この分岐回路により分岐されたパイロット信号のレベルを検出して屋外装置の受信利得変動を監視する受信利得監視手段とを備える（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
また、屋外受信増幅器の故障検出装置が提案されている。この故障検出装置は、故障検出用パイロット信号をフィーダを介して屋内部側から屋外部側へ伝送し、屋外部側では屋内部側から伝送されてきたパイロット信号を複数の屋外受信増幅器へ受信信号と共にそれぞれ入力し、複数の屋外受信増幅器の出力信号をフィーダを介して屋内部側へそれぞれ伝送し、屋内部側ではフィーダを介して伝送されてくる複数の屋外受信増幅器の出力信号の一部をそれぞれ分岐し、これら分岐された信号を受信してパイロット信号のレベルを検出し故障を検出する（例えば、特許文献３参照。）。
【０００５】
また、屋外受信増幅装置内の増幅部が障害を起こしても、屋内受信増幅装置によって自動的に利得補償する受信増幅装置が提案されている。この受信増幅装置は、第１および第２の増幅部の各各が、高周波数信号を増幅する増幅器と、増幅器の障害を監視し障害を検出すると障害情報を生じる障害検出回路と、障害情報を受けて高周波数信号を増幅器からバイパスして通過させるバイパス回路とを備え、屋外受信増幅装置が、第１および第２の増幅部から障害情報を受けこれらの障害情報に基づいたトーン信号を発生するトーン信号発生部と、第１の増幅部と第２の増幅部とで並列合成された高周波数信号を同軸線路に供給すると共にトーン信号を同軸線路に供給する重畳回路とをさらに備え、第３の増幅部が、利得制御信号の制御により利得可変であり、屋内受信増幅装置が、同軸線路からの高周波数信号とトーン信号とを分離する分離回路と、トーン信号を識別しこの識別結果に基づく利得制御信号を生じる利得制御部とをさらに備える（例えば、特許文献４参照。）。
【０００６】
また、無線基地局と、無線基地局に接続された光インタフェース部と、光ファイバを介して光インタフェース部に接続されると共にアンテナが接続された光前進基地局とを有し、光前進基地局の異常を検出できる光マイクロセル伝送方式が提案されている。この光マイクロセル伝送方式は、光インタフェース部内に設けられ、無線基地局からの下り送信信号に第１のパイロット信号を重畳する第１のパイロット信号重畳手段と、光前進基地局内に設けられ、第１のパイロット信号のレベル変動を検出して光前進基地局の送信信号出力を制御する第１の制御手段と、光前進基地局内に設けられ、アンテナで受信した受信信号に第２のパイロット信号を重畳する第２のパイロット信号重畳手段と、光インタフェース部内に設けられ、第２のパイロット信号のレベル変動を検出して無線基地局に対する上り受信信号出力を制御する第２の制御手段と、を有する（例えば、特許文献５参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−１２２１７０号公報
【特許文献２】特開２００１−２４６０１号公報
【特許文献３】特開２００２−２２３１９６号公報
【特許文献４】特開平７−７４６７９号公報
【特許文献５】特開平８−１４９５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記特許文献１または２に開示された監視装置では、次のような問題点がある。パイロット発振器が、環境条件の厳しい屋外装置内に設置されるため、この発振器の信頼性が低い。また、これらの監視装置は、屋外装置内の低雑音増幅器が正常に動作していても、パイロット発振器に発生した障害が原因でパイロット信号の検波レベルが変動すると、低雑音増幅器に障害が発生したと判断してしまう。そのため、パイロット信号の検波レベルが変動したときに、パイロット発振器と低雑音増幅器のいずれで障害が発生したかを確認する。このような確認の作業と交換の作業を屋外で行わなければならないため、保守性が低い。
【０００９】
また、前記特許文献１〜３に開示された監視装置または検出装置では、次のような問題点がある。これらの装置は、パイロット信号のレベル変動を等価的に受信信号帯域の利得変動と見なして異常を検出するため、パイロット信号の周波数は、受信信号周波数帯域の近傍に設定される。そのため、パイロット信号を受信信号から分離するのが難しい。また、パイロット信号がアンテナや無線基地局装置に漏洩しないようにするが、周波数が近いとフィルタによる減衰量が不足するため、パイロット信号を十分に抑圧することが困難になる。
【００１０】
また、従来の監視装置や検出装置では、次のような問題点がある。一般に、屋外装置の駆動電力は、屋外装置と屋内装置との間で受信信号などの主信号を伝送するための同軸ケーブルにＤＣバイアスを重畳することにより、屋内装置から供給される。従って、屋内装置や屋外装置において、同軸ケーブルが接続される部分は、雷対策としてアレスタを介して接地されている。アレスタが主信号に対してシャント接続される場合、アレスタは、受信周波数帯域とＤＣバイアスの両方に対してハイインピーダンスとなる。そのため、従来の装置では、アレスタがオープンモードで故障したことを検出することができない。
【００１１】
また、従来の監視装置や検出装置では、パイロット信号の検波レベルが変動した場合、その原因が、同軸ケーブルの外れかけや破損であるのか、屋外装置内の低雑音増幅器やパイロット発振器の故障であるのか、を区別することができない。従って、同軸ケーブル自体が正常であるか、同軸ケーブルの接続部分が正常であるか、低雑音増幅器が正常であるか、およびパイロット発振器が正常であるか、ということを一つ一つ確認するため、保守性が低いという問題点がある。
【００１２】
本受信システムは、受信信号の増幅手段（増幅器）を備える装置の動作を、当該装置と異なる装置に設けられた監視手段により監視することを可能とすることを目的とする。他の側面では、屋外受信増幅器、伝送線路および屋外受信増幅器監視装置の保守性を向上させることができる屋外受信増幅器監視装置を提供することを目的とする。また、主信号とパイロット信号とを容易に分離することができる屋外受信増幅器監視装置を提供することを目的とする。また、パイロット信号を十分に抑圧することができる屋外受信増幅器監視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】
【００１３】
第１の受信システムは、受信信号を第１装置に設けられた増幅器で増幅し、その増幅した受信信号を伝送路を介して第２装置へ伝送する受信システムにおいて、第２装置にパイロット出力手段を有し、第１装置に変換手段および制御手段を有する。また、受信システムは、監視手段を有する。パイロット出力手段は、伝送路を介して第２装置と第１装置との間で伝送されるパイロット信号を出力する。変換手段は、伝送路を介して第２装置から送られてくるパイロット信号を反射し、かつ、特性を変化させる。制御手段は、増幅器を監視することにより得られる情報に基づいて、変換手段による特性の変化を制御する。監視手段は、伝送路を介して送られてくる、変換手段で反射されたパイロット信号を含む第１装置からの反射信号とパイロット出力手段から出力されたパイロット信号との合成信号のレベルに基づいて、第１装置を監視する。
【００１４】
また、第２の受信システムは、前記第１の受信システムと同様のシステムにおいて、変換手段は、パイロット信号の周波数を変化させ、制御手段は、変換手段による周波数の変化を制御する。また、監視手段は、変換手段から戻ってくるパイロット信号の周波数に基づいて、第１装置を監視する。
【００１５】
また、第３の受信システムは、前記第１の受信システムと同様のシステムにおいて、変換手段の代わりに、第１装置に遅延手段を有する。この遅延手段は、伝送路を介して第２装置から送られてくるパイロット信号を遅延させて反射する。制御手段は、増幅器を監視することにより得られる情報に基づいて、遅延手段による遅延時間を制御する。監視手段は、パイロット出力手段から出力されたパイロット信号が遅延手段で反射されて戻ってくるまでの時間に基づいて、第１装置を監視する。
【００１６】
また、これらの受信システムは、増幅器から出力される受信信号とパイロット信号を分離するフィルタ、をさらに備えていてもよい。当該フィルタは、受信信号の周波数帯域で小さく、かつパイロット信号の周波数で大きいリターンロスを有することが好ましい。そして、増幅器は、受信信号の周波数帯域で大きく、かつパイロット信号の周波数で小さいリターンロスを有することが好ましい。
【００１７】
上述の受信システムによれば、第２装置が環境条件の緩い環境、例えば屋内にあれば、パイロット出力手段の信頼性が高い。その場合、パイロット出力手段に障害が発生したか否かを屋内の作業で確認することができるので、パイロット出力手段と増幅器とのいずれで障害が発生したかを容易に確認することができる。そして、障害の発生原因がパイロット出力手段にある場合には、パイロット出力手段の修理や交換を屋内の作業で行うことができる。パイロット出力手段が正常である場合に初めて、例えば屋外にある第１装置の増幅器の修理や交換を行えばよい。従って、第１装置および受信システムの保守性が向上する。
【００１８】
また、伝送路の同軸ケーブルが第１装置の接続部分から外れかけた場合や、同軸ケーブルが破損した場合、その障害が発生した箇所でパイロット信号が反射されて戻る。これらの障害発生箇所から戻ってくる信号は、増幅器が正常である場合や増幅器が異常である場合に戻ってくる信号とは特性が異なるので、これらの障害と増幅器の障害とを区別することができる。従って、伝送線路の保守性が向上する。
【００１９】
また、パイロット信号を分離するフィルタのリターンロスおよび増幅器のリターンロスが上述した関係にあれば、受信信号とパイロット信号とを容易に分離することができる。また、パイロット信号を十分に抑圧することができる。さらに、アレスタをパイロット信号に対してハイインピーダンスにしないので、アレスタがオープンモードで故障した場合にアレスタから戻ってくる信号は、増幅器が正常である場合や増幅器が異常である場合や同軸ケーブルが異常である場合に戻ってくる信号とは特性が異なるので、アレスタの故障を検出することができる。従って、第１装置、伝送線路および受信システムの保守性が向上する。
【発明の効果】
【００２０】
本受信システムによれば、受信信号の増幅手段（増幅器）を備える装置の動作を、当該装置と異なる装置に設けられた監視手段により監視するとことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施の形態１の受信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】パイロット信号および受信信号の周波数とリターンロスの関係を示す説明図である。
【図３】パイロット信号および受信信号の周波数とリターンロスの関係を示す説明図である。
【図４】合成信号の波形の一例を示す波形図である。
【図５】合成信号の電力実効値の一例を示す特性図である。
【図６】実施の形態１における制御部および変換部の構成を示す回路図である。
【図７】振幅／位相可変回路の特性を模式的に示す特性図である。
【図８】低雑音増幅器の監視情報と位相の変化量の関係を示す特性図である。
【図９】増幅用トランジスタのバイアス電流を監視する構成を説明する回路図である。
【図１０】減算器の構成を示す回路図である。
【図１１】移相器の構成を示す回路図である。
【図１２】９０°ハイブリッドカプラの構成を示す模式図である。
【図１３】平面構造の３ｄＢ方向性結合器の構成を示す模式図である。
【図１４】立体構造の３ｄＢ方向性結合器の構成を示す模式図である。
【図１５】反射型移相器の特性を模式的に示す特性図である。
【図１６】変換部の別の構成を説明するブロック図である。
【図１７】ＰＩＮダイオードスイッチを用いた変換部の構成例を示す回路図である。
【図１８】制御部の出力と終端インピーダンスの組合せ図表である。
【図１９】サーキュレータで構成した変換部の例を示す回路図である。
【図２０】変換部のさらに別の構成を説明するブロック図である。
【図２１】実施の形態２の受信システムの構成を示すブロック図である。
【図２２】逓倍器としてトランジスタを用いた変換部の構成の一例を示す回路図である。
【図２３】逓倍器としてトランジスタを用いた変換部の別の構成を示す回路図である。
【図２４】カウンタを用いた周波数検出機構の構成を示すブロック図である。
【図２５】実施の形態３の受信システムの構成を示すブロック図である。
【図２６】遅延部の構成の一例を説明するブロック図である。
【図２７】遅延フィルタを用いた遅延部の構成を示す回路図である。
【図２８】制御部の出力と反射応答時間との関係を示す組合せ図表である。
【図２９】パイロット発振器を共通に用いた屋内監視制御装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に添付図面を参照して、この受信システムの好適な実施の形態を詳細に説明する。以下の説明では、第１装置が、屋外に設置される屋外受信増幅器であり、第２装置が、屋内に設置される低雑音増幅器監視カードである場合を例にする。なお、以下の説明において、同様の構成には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００２３】
（実施の形態１）
［全体構成］
図１は、実施の形態１の受信システムの構成を示すブロック図である。図１に示すように、受信システムは、屋内装置内の低雑音増幅器監視カード１に、パイロット発振器（パイロット出力手段）３１、第１の移相器３２、第１の方向性結合器３３、第２の方向性結合器３４、第１のバンドパスフィルタ３５およびパイロット検波部（監視手段）３６を備え、屋外受信増幅器２に第２のバンドパスフィルタ４１、変換部（変換手段）４２および制御部（制御手段）４３を備える。低雑音増幅器監視カード１と屋外受信増幅器２は、伝送路である同軸ケーブル３により接続されている。
【００２４】
パイロット発振器３１から出力されたパイロット信号は、第１の方向性結合器３３および同軸ケーブル３を経由して屋外受信増幅器２へ送られる。屋外受信増幅器２では、パイロット信号が、第２のバンドパスフィルタ４１で分離され、変換部４２で反射される。また、パイロット信号の周波数が低雑音増幅器（増幅器）４４のリターンロスの高い周波数帯にあるので（図２または図３参照）、パイロット信号は、低雑音増幅器４４でも反射される。制御部４３は、低雑音増幅器４４の動作状態を監視しており、その動作情報に基づいて、変換部４２で反射された信号（以下、第１の反射信号とする）の位相や振幅などの特性を変化させる。
【００２５】
屋外受信増幅器２から低雑音増幅器監視カード１には、屋外受信増幅器２からの反射信号として、第１の反射信号と低雑音増幅器４４で反射された信号（第２の反射信号）とが合成された信号が同軸ケーブル３を介して戻ってくる。屋外受信増幅器２からの反射信号とパイロット発振器３１から出力されたパイロット信号との合成信号は、第２の方向性結合器３４および第１のバンドパスフィルタ３５で抽出され、パイロット検波部３６で検波される。パイロット検波部３６は、例えばダイオードおよび抵抗を備えており、ダイオード特性の曲線部分を用いて自乗検波を行う。受信システムは、合成信号を検波して得た情報に基づいて、低雑音増幅器４４の動作状態を監視する。
【００２６】
第１の移相器３２は、パイロット信号の初期位相差を調整するために設けられている。例えば、一つの屋内装置で複数の屋外受信増幅器２を管理する構成の場合、屋内装置内に複数枚の低雑音増幅器監視カード１が設けられる。この場合、低雑音増幅器監視カード１と屋外受信増幅器２との各組み合わせにおいて、同軸ケーブル３の長さによってパイロット信号の初期位相差にずれが生じることがある。第１の移相器３２は、この初期位相差のずれをなくす。
【００２７】
また、低雑音増幅器監視カード１には、ＤＣバイアス部３８、損失補正部３７およびアレスタ３９が設けられている。アレスタ３９は、同軸ケーブル３の接続部分にシャント接続されている。アレスタ３９は、受信信号に対してはハイインピーダンスであるが、パイロット信号に対してはハイインピーダンスではない。ＤＣバイアス部３８は、同軸ケーブル３を介して屋外受信増幅器２に駆動電力を供給する。
【００２８】
損失補正部３７は、屋外受信増幅器２から同軸ケーブル３を経由して送られてくる受信信号の損失を補正するために設けられている。例えば、屋内装置内に複数枚の低雑音増幅器監視カード１が設けられる場合、低雑音増幅器監視カード１と屋外受信増幅器２との各組み合わせにおいて、同軸ケーブル３の長さによって低雑音増幅器監視カード１に入力される受信信号の損失が異なることがある。損失補正部３７は、この損失を補正して、図示しない無線基地局装置へ一定レベルの受信信号を送る。
【００２９】
また、屋外受信増幅器２には、分波部４５およびアレスタ４６が設けられている。アレスタ４６は、同軸ケーブル３の接続部分にシャント接続されている。アレスタ４６は、受信信号に対してはハイインピーダンスであるが、パイロット信号に対してはハイインピーダンスではない。分波部４５は、アンテナ４に接続されており、送信信号と受信信号とを分波する。分波部４５は、送信と受信とで同一のアンテナ４を共有する構成の場合に設けられる。
【００３０】
図２または図３は、パイロット信号および受信信号の周波数と第２のバンドパスフィルタおよび低雑音増幅器のリターンロスの関係を示す説明図である。図２に示す例は、パイロット信号の周波数が受信信号の周波数帯よりも低い例である。図３に示す例は、パイロット信号の周波数が受信信号の周波数帯よりも高い例である。これらの図に示すように、第２のバンドパスフィルタ４１のリターンロスは、受信信号の周波数帯域で小さく、かつパイロット信号の周波数で大きくなっている。低雑音増幅器４４のリターンロスは、受信信号の周波数帯域で大きく、かつパイロット信号の周波数で小さくなっている。従って、受信信号とパイロット信号を容易に分離することができる。また、受信信号の周波数帯において、パイロット信号を十分に抑圧することができる。
【００３１】
変換部４２での反射時に変化させる反射信号の特性として、例えば位相が考えられる。変換部４２で位相を変化させる場合について説明する。
【００３２】
図４は、反射信号の位相を変化させた場合の合成信号の波形の一例を示す波形図である。ここでは、パイロット信号を正弦波の信号としている。また、パイロット検波部３６において反射信号の振幅が、パイロット発振器３１から出力されたパイロット信号（基準信号）の振幅の半分となり、位相差が９０°となるようにしている。さらに、単純化するため、多重反射を無視している。図４に示す例は、パイロット発振器３１から変換部４２までの損失が３．０ｄＢである場合に相当する。
【００３３】
図５は、反射信号の位相及び振幅を変化させた場合の合成信号の電力実効値の一例を示す特性図である。図５に示すように、パイロット検波部３６において反射信号の振幅が基準信号の振幅の半分（振幅比０．５）になるようにすると、反射信号と基準信号との合成信号の電力実効値は、基準信号の電力実効値に対して、同相時に３．５ｄＢ上昇し、逆相時に６ｄＢ低下する。従って、例えば、低雑音増幅器４４の動作が異常であるときの反射信号の位相と、低雑音増幅器４４が正常に動作しているときの反射信号の位相とが、半波長分ずれるようにすれば９．５ｄＢの差分となる。パイロット検波部３６で合成信号を検波することによって、その検波レベルから屋外受信増幅器２の異常を検出することができる。
【００３４】
［制御部および変換部の構成］
図６は、実施の形態１の受信システムにおける制御部および変換部の構成を示す回路図である。まず、低雑音増幅器４４の構成について説明する。図６に示すように、低雑音増幅器４４は、ソース端子（Ｓ）が接地された増幅用トランジスタ５１を有する。増幅用トランジスタ５１は、例えばＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。
【００３５】
この増幅用トランジスタ５１のゲート端子（Ｇ）には、ゲート抵抗Ｒｇおよびデカップリング用インダクタを介してバイアス回路５２からゲート電圧が印加される。また、ドレイン端子（Ｄ）には、ドレイン抵抗Ｒｄおよびデカップリング用インダクタを介してバイアス回路５２からドレイン電圧が印加される。このバイアス回路５２を含めて低雑音増幅器４４とする。増幅用トランジスタ５１のゲート端子（Ｇ）およびドレイン端子（Ｄ）には、ＤＣカット用キャパシタが接続されている。
【００３６】
制御部４３は、増幅用トランジスタ５１のバイアス電圧と温度を監視する。制御部４３は、第１のウィンドコンパレータ６１、第２のウィンドコンパレータ６２、第１の感温素子６３、第２の感温素子６４、第１のコンパレータ６５、第２のコンパレータ６６、第１のアンド回路６７、第２のアンド回路６８、オペアンプ６９および複数個の抵抗Ｒを備えている。なお、本明細書および図面において、単に抵抗Ｒと記載した場合の抵抗値は、回路との特性に応じて個別に適当に選択される。
【００３７】
第１のウィンドコンパレータ６１は、増幅用トランジスタ５１のドレイン側において、ドレイン抵抗Ｒｄとデカップリング用インダクタの接続ノードの電圧Ｖｄが正常な電圧範囲（Ｖ１〜Ｖ２）にあるときにＨ（ハイ）出力となり、それ以外のときにＬ（ロー）出力となる。第２のウィンドコンパレータ６２は、増幅用トランジスタ５１のゲート側において、ゲート抵抗Ｒｇとデカップリング用インダクタの接続ノードの電圧Ｖｇが正常な電圧範囲（Ｖ３〜Ｖ４）にあるときにＨ出力となり、それ以外のときにＬ出力となる。
【００３８】
第１のアンド回路６７は、第１のウィンドコンパレータ６１の出力と第２のウィンドコンパレータ６２の出力が共にＨ出力であるときにＨ出力となり、それ以外のときにＬ出力となる。増幅用トランジスタ５１のバイアス電圧が正常であるとき、すなわち増幅用トランジスタ５１の動作が正常であるときには、前記電圧Ｖｄおよび前記電圧Ｖｇは共に正常な電圧範囲にある。増幅用トランジスタ５１のバイアス電圧が異常であるとき、すなわち増幅用トランジスタ５１の動作が異常であるときには、前記電圧Ｖｄおよび前記電圧Ｖｇの一方または両方が正常な電圧範囲から逸脱する。
【００３９】
従って、第１のアンド回路６７がＨ出力であるときには、増幅用トランジスタ５１の動作は正常である。一方、第１のアンド回路６７がＬ出力であるときには、増幅用トランジスタ５１の動作は異常である。第１のアンド回路６７の出力端子は、抵抗Ｒを介して電圧ＶＡの印加点に接続されているので、増幅用トランジスタ５１の動作が正常であるときの第１のアンド回路６７の出力ノードＮＡの電圧はＶＡとなる。増幅用トランジスタ５１の動作が異常であるときには、第１のアンド回路６７の出力ノードＮＡの電圧は、ゼロになる。
【００４０】
第１の感温素子６３および第２の感温素子６４は、例えばサーマルダイオードやサーミスタやポジスタにより構成されており、温度に応じた電圧を出力する。第１の感温素子６３は、増幅用トランジスタ５１の近くに設置されている。第１のコンパレータ６５は、第１の感温素子６３の出力電圧が正常な電圧範囲（Ｖ５より大）にあるときにＨ出力となり、それ以外のときにＬ出力となる。第２の感温素子６４は、増幅用トランジスタ５１から離れて、例えば筐体のフィン付近に設置されている。第２のコンパレータ６６は、第２の感温素子６４の出力電圧が正常な電圧範囲（Ｖ６より大）にあるときにＨ出力となり、それ以外のときにＬ出力となる。
【００４１】
第２のアンド回路６８は、第１のコンパレータ６５の出力と第２のコンパレータ６６の出力が共にＨ出力であるときにＨ出力となり、それ以外のときにＬ出力となる。増幅用トランジスタ５１の動作時の温度は、増幅用トランジスタ５１の消費電力および熱抵抗と、周囲の温度によって決まる。増幅用トランジスタ５１の動作が異常であるときには、バイアス電圧が異常となり、それによって消費電力が異常となり、温度が異常となることから、増幅用トランジスタ５１の温度から間接的に増幅用トランジスタ５１の異常を検出することができる。
【００４２】
増幅用トランジスタ５１が正常であるときには、第１の感温素子６３の出力電圧および第２の感温素子６４の出力電圧は共に正常な電圧範囲にある。増幅用トランジスタ５１の動作が異常であるときには、第１の感温素子６３の出力電圧および第２の感温素子６４の出力電圧の一方または両方が正常な電圧範囲から逸脱する。
【００４３】
従って、第２のアンド回路６８がＨ出力であるときには、増幅用トランジスタ５１の動作は正常である。一方、第２のアンド回路６８がＬ出力であるときには、増幅用トランジスタ５１の動作は異常である。第２のアンド回路６８の出力端子は、抵抗Ｒを介して電圧ＶＢ（仮にＶＢ＜ＶＡとする）の印加点に接続されているので、増幅用トランジスタ５１の動作が正常であるときの第２のアンド回路６８の出力ノードＮＢの電圧はＶＢとなる。増幅用トランジスタ５１の動作が異常であるときには、第２のアンド回路６８の出力ノードＮＢの電圧は、ゼロになる。
【００４４】
オペアンプ６９は、その反転入力端子および非反転入力端子に接続された５個の抵抗Ｒと共に、第１のアンド回路６７の出力ノードＮＡの電圧と第２のアンド回路６８の出力ノードＮＢの電圧を加算する加算器を構成する。従って、増幅用トランジスタ５１のバイアス電圧と温度の両方とも正常であるときのオペアンプ６９の出力、すなわち加算器の出力ノードＮＣの電圧ＶＣはＶＡ＋ＶＢとなる。増幅用トランジスタ５１のバイアス電圧は正常であるが、温度が異常であるときの加算器の出力ノードＮＣの電圧ＶＣはＶＡとなる。増幅用トランジスタ５１の温度は正常であるが、バイアス電圧が異常であるときの加算器の出力ノードＮＣの電圧ＶＣはＶＢとなる。増幅用トランジスタ５１のバイアス電圧と温度の両方とも異常であるときの加算器の出力ノードＮＣの電圧ＶＣはゼロとなる。この出力ノードＮＣの電圧ＶＣが、低雑音増幅器４４を監視することにより得られる情報である。
【００４５】
変換部４２は、制御部４３の出力ノードＮＣの電圧ＶＣに基づいて、第１の反射信号の位相を移相させる。変換部４２として、種々の構成のものを用いることができるが、図６に示す例では、抵抗Ｒよびバラクタダイオード７１からなる可変リアクタンス回路が用いられている。バラクタダイオード７１のカソード端子に抵抗Ｒが接続されており、バイアスカット用のキャパシタを介してポートＰ１と接続されている。バラクタダイオード７１のカソード端子には、デカップリング用のインダクタを介して制御部４３の出力ノードＮＣの電圧ＶＣが印加される。バラクタダイオード７１のアノード端子は、接地されている。
【００４６】
ポートＰ１は、前記第２のバンドパスフィルタ４１に接続される。ポートＰ１のパイロット信号は、抵抗Ｒとバラクタダイオード７１に印加されるバイアス電圧に応じたリアクタンスに対して振幅、位相が変化して反射する。図７に、反射波の振幅／位相特性を模式的に示す。なお、抵抗Ｒの代わりにＰＩＮダイオードを用いて、リアクタンスを一定にした構成としてもよい。また、バラクタダイオードとＰＩＮダイオードの両方を用いてもよく、その場合には、変化の幅を広くすることができる。
【００４７】
図８は、低雑音増幅器の監視情報、すなわち前記出力ノードＮＣの電圧ＶＣと位相の変化量の関係を示す特性図である。図８に示すように、電圧ＶＣがＶＡ＋ＶＢであるとき、すなわち増幅用トランジスタ５１が正常（バイアス電圧が正常でかつ温度も正常）であるときに、第１の反射信号の位相がθ１ずれる。電圧ＶＣがＶＡであるとき、すなわち増幅用トランジスタ５１のバイアス電圧が正常で、かつ温度が異常であるときに、第１の反射信号の位相がθ２（＜θ１）ずれる。電圧ＶＣがＶＢであるとき、すなわち増幅用トランジスタ５１の温度が正常で、かつバイアス電圧が異常であるときに、第１の反射信号の位相がθ３（＜θ２）ずれる。電圧ＶＣがゼロであるとき、すなわち増幅用トランジスタ５１のバイアス電圧も温度も異常であるときに、第１の反射信号の位相はθ４（＜θ３）ずれる。
【００４８】
このように、第１の反射信号の位相のずれ量によって、増幅用トランジスタ５１が正常であるか否かだけでなく、増幅用トランジスタ５１以外の障害を検出することができる。例えば、第１の反射信号の位相がθ３だけずれた場合、増幅用トランジスタ５１が基板から外れそうになっていたり、ネジが緩んで基板が浮き上がっていることなどが原因で、熱抵抗が増大していることや、放熱フィンが脱落したり、ファンが故障したことなどが原因で、デバイス周囲温度が動作範囲外になっていることなどを検出することができる。つまり、より高度な監視が可能となる。
【００４９】
上記ではアナログ制御について説明したが、ディジタル制御にしても同様の効果が得られる。前述した方法では移相器を制御するＶＣは、正常／異常に対応するＶＡ、ＶＢの演算から直接求めていたが、例えば移相器を制御するＶＣを独立したデータとして予めＲＯＭなどに格納しておき、正常／異常に対応した論理Ｈ、Ｌによって読み出すデータのアドレスを変える事によって、該当する制御電圧を出力すればよい。また移相器がディジタル制御できるタイプのものでは、そのまま制御が可能である。
【００５０】
［増幅用トランジスタのバイアス電流を監視する例］
図９は、増幅用トランジスタのバイアス電流を監視する構成を説明する回路図である。制御部４３は、図６の例のように増幅用トランジスタ５１のバイアス電圧を監視する代わりに、図９に示すように、増幅用トランジスタ５１のバイアス電流を監視してもよい。この場合には、ドレイン抵抗Ｒｄの両端の電圧Ｖｄ１およびＶｄ２を測定し、Ｖｄ１からＶｄ２を引いた電圧差をドレイン抵抗Ｒｄの抵抗値で割ることによって、このドレイン抵抗Ｒｄを流れる電流Ｉｄを求めることができる。増幅用トランジスタ５１のゲート抵抗Ｒｇを流れる電流についても、ゲート抵抗Ｒｇの両端の電圧Ｖｇ１およびＶｇ２を測定し、その電圧差をゲート抵抗Ｒｇの抵抗値で割ることによって求めることができる。
【００５１】
この場合、ドレイン抵抗Ｒｄの両端の電圧Ｖｄ１およびＶｄ２をそれぞれ前記第１のウィンドコンパレータ６１と同様のウィンドコンパレータに入力し、電圧Ｖｄ１およびＶｄ２がそれぞれ正常な電圧範囲にあるか否かを検出するようにしてもよい。あるいは、減算器を用いてＶｄ１からＶｄ２を引いた電圧差を求め、その減算器の出力電圧をウィンドコンパレータに入力して、電圧Ｖｄ１と電圧Ｖｄ２の電圧差が正常な電圧範囲にあるか否かを検出するようにしてもよい。ゲート抵抗Ｒｇの両端の電圧Ｖｇ１およびＶｇ２についても同様である。
【００５２】
図１０は、減算器の構成の一例を示す回路図である。減算器は、例えば、オペアンプ８１と、その反転入力端子および非反転入力端子にそれぞれ２個ずつ接続された抵抗Ｒにより構成されている。オペアンプ８１は、非反転入力端子の入力電圧（例えばＶｄ１）から反転入力端子の入力電圧（例えばＶｄ２）を引いた電圧差を出力する。また、反転入力端子および非反転入力端子に接続された４個の抵抗Ｒの抵抗比率を変えることによって、電圧Ｖｄ１と電圧Ｖｄ２の電圧差を増幅したり、減衰させることができる。
【００５３】
［変換部に反射型移相器を用いる例］
図１１は、移相器の構成の一例を示す回路図である。図１１に示すように、変換部４２は、図６に示す抵抗Ｒおよびバラクタダイオード７１からなる可変リアクタンス回路の代わりに、９０°ハイブリッドカプラ（ＨＹＢ）９１およびバラクタダイオード９２，９３からなる反射型移相器で構成されていてもよい。９０°ハイブリッドカプラ９１のポートＰ１およびポートＰ２には、デカップリング用のインダクタを介してバイアス電圧Ｖｂとして制御部４３の出力ノードＮＣの電圧ＶＣが印加される。９０°ハイブリッドカプラ９１のポートＰ１およびポートＰ２には、ＤＣカット用のキャパシタが接続されている。ポートＰ３およびポートＰ４には、特性の揃ったバラクタダイオード９２，９３が接続されている。
【００５４】
ポートＰ１に入力した信号は、ポートＰ３およびポートＰ４で全反射されて、アイソレーションポートであるポートＰ２から出力される。その際、回路の損失を無視すれば、ポートＰ２には、ポートＰ１への入力信号と同じ振幅で、反射点の容量値に応じた位相の信号が現れる。つまり、バラクタダイオード９２，９３に印加されるバイアス電圧Ｖｂを制御することによって、ポートＰ２からの出力信号の位相を制御することができる。従って、ポートＰ１を前記第２のバンドパスフィルタ４１に接続し、ポートＰ２を開放、短絡、あるいは任意のインピーダンスと接続することによって、ポートＰ１から入力したパイロット信号に対して、位相を変化させたＰ２からの反射信号を得ることができる。
【００５５】
図１２は、９０°ハイブリッドカプラの構成の一例を示す模式図である。図１２に示すように、９０°ハイブリッドカプラ９１として、Ｐ１〜Ｐ４の各ポートのインピーダンスをＺｏとすると、特性インピーダンスがＺｏまたはＺｏ／√２であり、電気長がλ／４（＝９０°）である分布定数線路を矩形状に組み合わせたブランチラインを用いることができる。この場合も、回路の損失を無視すれば、アイソレーションポートであるポートＰ２には、ポートＰ１への入力信号と同じ振幅で、ポートＰ３およびポートＰ４に接続されたバラクタダイオードの容量値に応じた位相の信号が現れる。なお、ブランチラインを用いる場合には、ＤＣバイアス線路は１本でよい。また、ブランチラインは、矩形状に限らず、例えば丸形であってもよい。
【００５６】
図１３は、３ｄＢ方向性結合器の構成の一例を示す模式図である。図１３に示すように、変換部４２は、ブランチラインを用いた構成の代わりに、３ｄＢ方向性結合器で構成されていてもよい。この３ｄＢ方向性結合器は、同一面に一対の線路が形成されたサイドカップラーである。ポートＰ１から入力したパイロット信号に対して、位相を変化させた第１の反射信号は、アイソレーションポートであるポートＰ３から出力される。
【００５７】
図１４は、３ｄＢ方向性結合器の別の構成を示す模式図である。図１４に示すように、変換部４２は、平面構造の３ｄＢ方向性結合器の代わりに、立体構造の３ｄＢ方向性結合器で構成されていてもよい。この３ｄＢ方向性結合器では、ポートＰ２とポートＰ３の間の線路の上に誘電体層（二点鎖線で示す）を介してポートＰ１とポートＰ４の間の線路が配置されている。ポートＰ１から入力したパイロット信号に対して、位相を変化させた第１の反射信号は、アイソレーションポートであるポートＰ２から出力される。
【００５８】
なお、移相器は、上述した構成のものに限らず、例えば、ラットレース回路のように１８０°の位相差を生じさせるものや、９０°の整数倍の位相差を生じさせるものを用いてもよい。また、移相器として、物理的に長さを変えるスロットラインのようなものを用いることもできる。また、９０°ハイブリッドカプラ９１は、トランスにより構成されていてもよい。
【００５９】
図１５は、上述した反射型移相器の特性を模式的に示す特性図である。図１５に示すように、上述したいずれの構成の移相器でも、バラクタダイオードに印加されるバイアス電圧Ｖｂに対して、一定の振幅で位相が変化する特性が得られる。
【００６０】
［変換部で終端条件を切り替える例］
図１６は、変換部の別の構成を説明するブロック図である。上述した例では、第１の反射信号の位相を移相器などにより移相させている。それに対して、図１６に示すように、変換部４２は、第２のバンドパスフィルタ４１と変換部４２との間の線路の終端条件を切り替えることにより、第１の反射信号の位相を制御する。
【００６１】
例えば、変換部４２は、低雑音増幅器４４の動作が正常であるときに、終端インピーダンスがＺＡとなるように切り替わり、低雑音増幅器４４の動作が異常であるときに、終端インピーダンスが、ＺＡとは異なるインピーダンスＺＢとなるように切り替わるスイッチにより構成されている。スイッチとしては、例えばリレーやトランジスタやダイオードを用いることができる。このスイッチの切り替え制御は、制御部４３により行われる。また切り替えスイッチの端子を増やして、終端インピーダンスをＺＡ〜Ｚｎにする事も可能である。
【００６２】
図１７は、スイッチとしてＰＩＮダイオードを用いた変換部の構成を示す回路図である。図１７に示すように、ＰＩＮダイオード１０１ａ〜１０１ｄの各アノード端子にはデカップリング用のインダクタ、抵抗Ｒを介して論理部１０２が接続されている。ＰＩＮダイオード１０１ａ〜１０１ｄの各アノード端子と入力ポートＰ１との間、および各カソード端子と出力ポートＰ２〜Ｐ５の間には、それぞれ、バイアスカット用のキャパシタが接続されている。ＰＩＮダイオード１０１ａ〜１０１ｄの各カソード端子はまた、デカップリング用のインダクタを介して接地されている。論理部１０２には制御部４３の出力ノードＮＡ、ＮＢの電圧ＶＡ、ＶＢが印加される。
【００６３】
入力ポートＰ１は、前記第２のバンドパスフィルタ４１に接続され、出力ポートＰ２〜Ｐ５は各終端インピーダンスＺＡ〜ＺＤに接続される。アノード端子に接続された抵抗Ｒは各ＰＩＮダイオードが論理部１０２の出力でｏｎとなる電流となるように適当に選択される。なお、論理部１０２に印加される制御部４３の電圧は出力ノードＮＡ、ＮＢの出力であり、図６ではＶＡ、ＶＢとなるが、スイッチを用いて終端インピーダンスを切り替えているため、図６の加算回路部分は不要であり、ＡＮＤ回路６７、６８の出力を直接印加すればよい。またＶＡとＶＢは同電圧でもよい。ここではＶＡとＶＢは同電圧でＡＮＤ回路６７、６８の出力と同様にＨ出力、Ｌ出力とする。
【００６４】
図１８は、前記制御部４３の出力ノードＮＡ、ＮＢの出力と終端インピーダンスとの関係を示す組合せ表である。図１８に示すように、出力ノードＮＡの出力がＨで、かつ出力ノードＮＢの出力もＨであるとき、すなわち増幅用トランジスタ５１のバイアス電圧が正常で、かつ温度も正常であるときに、終端インピーダンスはＺＡとなる。出力ノードＮＡ
の出力がＨで、かつ出力ノードＮＢの出力がＬであるとき、すなわち増幅用トランジスタ５１のバイアス電圧が正常で、かつ温度が異常であるときに、終端インピーダンスはＺＢとなる。以下同様に増幅用トランジスタ５１の温度が正常で、かつバイアス電圧が異常であるときに、終端インピーダンスはＺＣとなる。増幅用トランジスタ５１のバイアス電圧も温度も異常であるときに、終端インピーダンスはＺＤとなる。
【００６５】
以上のように、バイアス、温度といった監視情報に対応して終端インピーダンスがＺＡ〜ＺＤに切り替わる。反射信号はこのインピーダンスに応じて振幅、位相が変化する。また図１７ではＺＡ〜ＺＤの４つのインピーダンスをスイッチで切り替えているが、これを例えばＺ１とＺ２という２つのインピーダンスとし、各々のスイッチを（Ｚ１：ｏｎ、Ｚ２：ｏｆｆ）、（Ｚ１：ｏｆｆ、Ｚ２：ｏｎ）、（Ｚ１：ｏｎ、Ｚ２：ｏｎ）、（Ｚ１：ｏｆｆ、Ｚ２：ｏｆｆ）と制御することも可能である。この場合は前述したＺＡ〜ＺＤに対して、Ｚ１、Ｚ２、（Ｚ１×Ｚ２）／（Ｚ１＋Ｚ２）、ＯＰＥＮという４つのインピーダンス状態となる。あるいは図１７においてインピーダンスＺＡ〜ＺＤをシリーズ接続とし、各インピーダンスの接続箇所をスイッチを介して接地しても同様の効果が得られる。
【００６６】
また、サーキュレータを用いて図１６に示す変換部４２のスイッチを構成することもできる。その場合には、サーキュレータの磁極を外部電磁石によって励磁してやればよい。流す電流の向きを変えることによって、サーキュレータの回転方向を変えることができる。あるいは磁極そのものを電磁石としてもよい。３つのサーキュレータＡ〜Ｃを用いた例を図１９に示す。図においてサーキュレータＢ、Ｃは前述した励磁によって、回転方向を方向ａ、方向ｂに変えられるものとし、サーキュレータＡは固定とする。今、サーキュレータＢ、Ｃの回転方向が方向ａ（実線矢印）であるとすると、ポートＰ１から入力された信号はポートＰ２へは信号が伝わるが、Ｐ３には伝わらず、ポートＰ２においてインピーダンスＺＡで反射して、再びポートＰ１に戻ってくる。逆にサーキュレータＢ、Ｃの回転方向を方向ｂ（波線矢印）にすると、ポートＰ１から入力された信号はポートＰ３へは信号が伝わるが、ポートＰ２には伝わらず、ポートＰ３においてインピーダンスＺＢで反射してポートＰ１に戻ってくる。このようにサーキュレータの回転方向を変えることによって終端インピーダンス条件を切り替えることができる。
【００６７】
また、変換部４２として、フィルタ４１自身を用いてもよい。フィルタは、規定された入出力インピーダンスに接続されたときに、指定の共振周波数となる。換言すれば、フィルタにバラクタダイオードやＰＩＮダイオードなどのインピーダンスの変わるデバイスを付け、そのデバイスによってフィルタの入出力インピーダンスを変えることによって、フィルタの共振周波数を変えることができる。フィルタの共振周波数がパイロット信号の周波数からずれると、パイロット信号が反射する。
【００６８】
このときの反射した信号の位相は、フィルタの共振周波数とパイロット信号の周波数とのずれ量に依存する。従って、フィルタ自体をスイッチと反射型移相器とを組み合わせたものとして用いることができる。また、フィルタにインピーダンスの変わるデバイスを付ける代わりに、例えばフィルタがインダクタとキャパシタで構成されている場合に、キャパシタとしてバラクタダイオードなどのインピーダンスの変わるデバイスを用いて、直接フィルタ特性を変えるようにしてもよい。
【００６９】
［変換部で振幅を変える例］
図２０は、変換部のさらに別の構成を説明するブロック図である。第１の反射信号の位相を変える代わりに、図２０に示すように、変換部４２は、制御部４３による低雑音増幅器４４の動作状態の監視情報に基づいて、第１の反射信号の振幅を制御する。ここで、変換部４２は、第１の反射信号の振幅を増幅する増幅器でもよいし、第１の反射信号の振幅を減衰させる減衰器でもよい。
【００７０】
減衰器としては、例えばトランジスタやＰＩＮダイオードを用いることができる。増幅器としては、例えば反射利得のあるトランジスタなどのデバイスを用いることができる。また、反射増幅器以外の通常の増幅器を用いることもできる。ポートＰ１からポートＰ２へ信号が伝わり、ポートＰ３からポートＰ１へ信号が伝わるサーキュレータ及び増幅器を用いて、ポートＰ１から入力した信号をポートＰ２を介して増幅器で増幅してポートＰ３へ入力し、ポートＰ１から出力させるようにしてもよい。
【００７１】
実施の形態１によれば、パイロット発振器３１が、環境条件の緩い屋内装置内にあるので、パイロット発振器３１の信頼性が高い。また、パイロット発振器３１に障害が発生したか否かを屋内の作業で確認することができるので、パイロット発振器３１と低雑音増幅器４４のいずれで障害が発生したかを容易に確認することができる。障害の発生原因がパイロット発振器３１にある場合には、パイロット発振器３１の修理や交換を屋内の作業で行うことができる。パイロット発振器３１が正常である場合に初めて、屋外で低雑音増幅器４４の修理や交換を行えばよい。従って、屋外受信増幅器２および受信システムの保守性が向上する。また環境条件が緩いためコスト的にも有利である。
【００７２】
また、パイロット信号を受信周波数帯域の近傍に設定する必要がなく、パイロット信号の周波数を任意に設定することができる。従来は、低雑音増幅器４４に入力したパイロット信号のレベル変動を擬似的に受信信号のレベル変動と見なしているため、パイロット信号は受信周波数帯域の近傍に設定する。このため受信周波数帯域が異なる場合、それぞれの受信周波数帯域に合わせて異なる周波数のパイロット信号が用いられるので、周波数ごとにパイロット発振器とパイロット検波部を用意する。それに対して、実施の形態１では、受信周波数帯域が異なっていても、同じ周波数のパイロット信号を用いることができるので、パイロット発振器およびパイロット検波部の共通化を図ることができる。またパイロット信号を受信周波数帯域の近傍に設定する必要がないため、離調することによってパイロット信号の分離が容易となる。
【００７３】
また、同軸ケーブル３が屋外受信増幅器２の接続部分から外れかけた場合や、同軸ケーブル３が破損した場合、その障害が発生した箇所でパイロット信号が反射される。従って、低雑音増幅器４４が正常である場合や低雑音増幅器４４が異常である場合の合成信号に上記の障害箇所から発生した反射信号が加えられることになり、当該合成信号のレベル変動から上記障害と低雑音増幅器４４の障害とを区別することができる。また、同軸ケーブル３の保守性が向上する。
【００７４】
また、アレスタ４６は受信周波数帯域に対してはハイインピーダンスであるため、オープンモードで故障した場合には、受信周波数帯域付近では故障が検出できない。しかし、アレスタがパイロット信号に対してハイインピーダンスではない周波数にパイロット信号を設定すれば、アレスタ４６が正常時とオープンモードで故障した場合とで、アレスタ４６で反射する反射信号が変わる。従って、低雑音増幅器４４が正常である場合や低雑音増幅器４４が異常である場合の合成信号に上記のアレスタから発生した反射信号が加えられることになり、当該合成信号のレベル変動からアレスタ４６の故障を検出することができる。
【００７５】
また、低雑音増幅器故障検出用、アレスタ故障検出用およびケーブル障害検出用にそれぞれ独立した周波数のパイロット信号を用いることができる。あるいは、低雑音増幅器故障検出用、アレスタ故障検出用およびケーブル障害検出用にパイロット発振器の周波数を切り替えるようにしてもよい。このようにすれば、低雑音増幅器、アレスタおよび同軸ケーブルの保守性が向上する。
【００７６】
（実施の形態２）
［全体構成］
図２１は、実施の形態２の受信システムの構成を示すブロック図である。図２１に示すように、受信システムは、実施の形態１の屋外受信増幅器２において、第２のバンドパスフィルタ４１に代えてハイパスフィルタ１１１を設け、位相や振幅を変換する変換部４２の代わりに、周波数変換を行う変換部１１２を設け、また屋内装置内の低雑音増幅器監視カードにおいて第１のバンドパスフィルタに代えて、変換された周波数に対応したバンドパスフィルタ１１３を設けたものである。変換部１１２としては、逓倍器や分周器を用いることができる。逓倍器としては、ダイオードやトランジスタなどの非線形デバイスを用いることができる。またハイパスフィルタ１１１は周波数変換手段が逓倍の場合であり、変換手段が分周の場合にはローパスフィルタとなる。あるいはパイロット信号と変換された周波数とを通過するバンドパスフィルタでもよい。
【００７７】
例えば、変換部１１２は、低雑音増幅器４４の動作が正常であるときに動作して、周波数ｆ０のパイロット信号を逓倍（分周）して新たに周波数ｆの信号を作る。そして、変換部１１２は、低雑音増幅器４４の動作が異常になると、制御部４３による低雑音増幅器４４の動作状態の監視情報に基づいて逓倍（分周）の動作を停止する。従って、パイロット検波部３６で周波数ｆの信号の検波レベルを検出することによって、低雑音増幅器４４の異常を検出することができる。
【００７８】
［逓倍器の構成］
図２２は、逓倍器としてトランジスタを用いた変換部の構成の一例を示す回路図である。図２２に示すように、トランジスタ１２１のドレイン端子とバイアス回路１２２の間にバイアス制御用のトランジスタ１２３が接続されている。このバイアス制御用トランジスタ１２３のゲートバイアスを制御部４３の出力ノードＮＣの電圧ＶＣで制御することにより、トランジスタ１２１のバイアス条件が変わり、このトランジスタ１２１で発生する逓倍出力が変わる。元のパイロット信号周波数をｆ０とすれば、ドレイン端子からは周波数ｆ０、２ｆ０、３ｆ０、・・といった逓倍出力が得られるので、ドレイン端子に接続されたバンドパスフィルタ１２４で、所望の変換周波数ｆを選択する。従ってポートＰ１に入力した信号の周波数を逓倍した周波数の信号が出力される。
【００７９】
［逓倍器の別の構成］
図２３は、逓倍器としてトランジスタを用いた変換部の別の構成を示す回路図である。図２３に示すように、１８０°ハイブリッドカプラ１３１により入力信号を逆相にして一対のトランジスタ１３２，１３３に分配し、各トランジスタ１３２，１３３のドレイン出力をハイブリッドカプラ１３４で同相合成することにより、ハイブリッドカプラ１３４に接続されたバンドパスフィルタ１３５から、１８０°ハイブリッドカプラ１３１に入力した信号の周波数を２逓倍した周波数の信号が出力される。この逓倍器は、バランス型であり、入力信号の周波数をｆ０とすると、トランジスタ１３２と１３３において発生した逓倍波のうち、２ｆ０（偶数倍）は同相合成され、ｆ０と３ｆ０（奇数倍）は逆相となり相殺されるため、効率よく所望の逓倍信号を得ることができる。なお、バンドパスフィルタ１３５の周波数は２ｆ０である。
【００８０】
［パイロット検波部に代わる周波数検出機構の構成］
図２４は、カウンタにより信号の周波数を検出する構成を示すブロック図である。図２４に示すように、第２の方向性結合器３４および第１のバンドパスフィルタ１１３で抽出された信号を、リミッタ１４２を介してカウンタ（監視手段）１４１へ送り、カウンタ１４１で単位時間当たりの波の数をカウントすることにより、周波数を検出することができる。実施の形態２において、その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００８１】
また制御部４３の出力に応じて、複数の周波数を切り替えるようにすれば、実施の形態１と同様にバイアス電圧異常、温度異常といった複数の監視が可能となる。例えばバイアス電圧異常の場合には逓倍出力を、温度異常の場合は分周出力を出力するといった形で組み合わせればよい。なお、この場合はバンドパスフィルタ１１３はこれらの複数の周波数に対応した複数個を順次切り替えてもよいし、あるいは広帯域としてもよい。
【００８２】
実施の形態２によれば、実施の形態１と同様に、屋外受信増幅器２および受信システムの保守性が向上する。また、実施の形態１と同様に、受信周波数帯域が異なる場合でもパイロット発振器やパイロット検波部や周波数検出機構の共通化を図ることができる。
【００８３】
（実施の形態３）
［全体構成］
図２５は、実施の形態３の受信システムの構成を示すブロック図である。図２５に示すように、受信システムは、実施の形態１の屋外受信増幅器２において、位相や振幅を変換する変換部４２の代わりに、遅延部１５１を設けたものである。パイロット発振器３１は、パイロット信号として、実施の形態１または２のように連続した正弦波や矩形波を出力する代わりに、所定期間だけ正弦波や矩形波を出力する。
【００８４】
遅延部１５１は、制御部４３による低雑音増幅器４４の動作状態の監視情報に基づいて、低雑音増幅器４４の動作が正常であるときと異常であるときとで遅延時間を変えてパイロット信号に対する応答の信号を返す。従って、パイロット検波部３６において、パイロット発振器３１からパイロット信号を出力した後、遅延部１５１からの応答信号が戻ってくるまでの時間をパイロット検波部３６で検出することによって、低雑音増幅器４４の異常を検出することができる。なお、パイロット信号に対する応答信号は、実施の形態１のように遅延部１５１でパイロット信号を反射した信号でもよいし、実施の形態２のようにパイロット信号とは異なる周波数の信号でもよい。周波数を変える場合には、実施の形態２と同様に、パイロット検波部３６で所望の周波数の信号を検波するか、上述した周波数検出機構が用いられる。
【００８５】
［遅延部の構成］
図２６は、遅延部の構成の一例を説明するブロック図である。図２６に示すように、制御部４３による低雑音増幅器４４の動作状態の監視情報に基づいて、線路長の長い遅延線１５２と線路長の短い遅延線１５３をスイッチ１５４で切り替えることにより、遅延時間を変えることができる。
【００８６】
［遅延部の別の構成］
図２７は、遅延部の別の構成を示す回路図である。図２７に示すように、入力ポートＰ１と出力ポートＰ２との間に遅延フィルタ１５６ａ〜１５６ｄを設け、１５６ａ以外の各遅延フィルタに、並列にＰＩＮダイオードスイッチ１５５ａ〜１５５ｃが接続されている。遅延フィルタ１５６ａ〜１５６ｄは、パイロット信号の周波数においてτの遅延を有する。制御部４３による低雑音増幅器４４の動作状態の監視情報に基づいて、論理部１５７でスイッチ１５５ａ〜１５５ｃを切り替えることにより、応答時間を変えることができる。
【００８７】
図２８は、前記制御部４３の出力ノードＮＡ、ＮＢの出力と応答時間との関係を示す組合せ図表である。図２８に示すように、出力ノードＮＡの出力がＨで、かつ出力ノードＮＢの出力もＨであるとき、すなわち増幅用トランジスタ５１のバイアス電圧が正常で、かつ温度も正常であるときには、スイッチ１５５ａ〜１５５ｃは全てｏｆｆとなり、入力信号はポートＰ１〜ポートＰ２間の４つの遅延フィルタ１５６ａ〜１５６ｄを全て通過するので、応答時間は４τとなる。出力ノードＮＡの出力がＨで、かつ出力ノードＮＢの出力がＬであるとき、すなわち増幅用トランジスタ５１のバイアス電圧が正常で、かつ温度が異常であるときは、スイッチ１５５ｃがｏｎとなり遅延フィルタ１５６ｄをバイパスするため、入力信号は３つの遅延フィルタ１５６ａ〜１５６ｃを通過し、応答時間は３τとなる。以下同様に増幅用トランジスタ５１の温度が正常で、かつバイアス電圧が異常であるときに、スイッチ１５５ｂ、１５５ｃがｏｎとなり、遅延フィルタ１５６ｃと１５６ｄをバイパスするため、応答時間は２τとなる。増幅用トランジスタ５１のバイアス電圧も温度も異常であるとき、全てのスイッチ１５５ａ〜１５５ｃがｏｎとなるので、応答時間はτとなる。
【００８８】
以上のように、バイアス、温度といった監視情報に対応して応答時間がτ〜４τへと切り替わる。また、例えば同軸ケーブル３が屋外受信増幅器２の接続部分から外れかけた場合や、同軸ケーブル３が破損した場合、その障害が発生した箇所で信号が反射されるため、応答時間は＜τとなる。従って、パイロット検波部３６で応答時間の差を検出することによって屋外受信増幅器２の監視が可能となる。なお、図２７では同一の遅延時間τのフィルタを用いているが、異なる遅延時間を有する第２、第３の遅延フィルタを用いてもよい。また、図２７では各遅延フィルタをシリーズ接続としたが、図１７のインピーダンス切り替えと同様の構成とし、各々異なる遅延を有するフィルタに切り替えるようにしても、同じ効果が得られる。
【００８９】
遅延フィルタとしては、例えばＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ）フィルタなどを用いることができる。この場合には電気信号に比べて伝達速度の遅い表面弾性波を用いるので、小型で大きな遅延量が得られる。その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００９０】
実施の形態３によれば、実施の形態１と同様に、屋外受信増幅器２および受信システムの保守性が向上する。また、同軸ケーブル３が屋外受信増幅器２の接続部分から外れかけた場合や、同軸ケーブル３が破損した場合や、アレスタ４６が故障した場合、その障害が発生した箇所でパイロット信号が反射されるので、パイロット信号に対する応答信号が戻ってくる時間が、低雑音増幅器４４が正常である場合や低雑音増幅器４４が異常である場合よりも短くなる。従って、同軸ケーブル３の保守性が向上し、また、アレスタ４６の故障を検出することができる。また、実施の形態１と同様に、パイロット発振器やパイロット検波部や周波数検出機構の共通化を図ることができる。
【００９１】
また、実施の形態１〜３において、図２９に示すように、屋内監視制御装置１６１内に複数枚の低雑音増幅器監視カード１６２，１６３が設けられている場合、これらの低雑音増幅器監視カード１６２，１６３に共通にパイロット発振器１６５を設け、ハイブリッドカプラ１６４によりパイロット信号を分配して各低雑音増幅器監視カード１６２，１６３に供給するようにしてもよい。そうすれば、従来の各屋外受信増幅器にそれぞれパイロット発振器を設置する構成に比べて、コストを低減することができる。
【００９２】
上述した実施の形態１〜３に関し、さらに以下の付記を開示する。
【００９３】
（付記１）受信信号を第１装置に設けられた増幅器で増幅し、該増幅した受信信号を伝送路を介して第２装置へ伝送する受信システムにおいて、前記第２装置に設けられ、前記伝送路を介して前記第２装置と前記第１装置との間で伝送されるパイロット信号を出力するパイロット出力手段と、前記第１装置に設けられ、前記伝送路を介して前記第２装置から送られてくる前記パイロット信号を反射し、かつ、特性を変化させる変換手段と、前記増幅器を監視することにより得られる情報に基づいて、前記変換手段による特性の変化を制御する制御手段と、前記伝送路を介して送られてくる、前記変換手段で反射された前記パイロット信号を含む前記第１装置からの反射信号と前記パイロット出力手段から出力された前記パイロット信号との合成信号のレベルに基づいて、前記第１装置を監視する監視手段と、を備えたことを特徴とする受信システム。
【００９４】
（付記２）前記変換手段は、前記パイロット信号を反射する際に前記パイロット信号の位相を変化させることを特徴とする付記１に記載の受信システム。
【００９５】
（付記３）前記変換手段は、前記パイロット信号を反射する際に前記パイロット信号を増幅することを特徴とする付記１または２に記載の受信システム。
【００９６】
（付記４）前記変換手段は、前記パイロット信号を反射する際に前記パイロット信号を減衰させることを特徴とする付記１または２に記載の受信システム。
【００９７】
（付記５）受信信号を第１装置に設けられた増幅器で増幅し、該増幅した受信信号を伝送路を介して第２装置へ伝送する受信システムにおいて、前記第２装置に設けられ、前記伝送路を介して前記第２装置と前記第１装置との間で伝送されるパイロット信号を出力するパイロット出力手段と、前記第１装置に設けられ、前記伝送路を介して前記第２装置から送られてくる前記パイロット信号の周波数を変化させる変換手段と、前記増幅器を監視することにより得られる情報に基づいて、前記変換手段による周波数の変化を制御する制御手段と、前記変換手段から戻ってくる前記パイロット信号の周波数に基づいて、前記第１装置を監視する監視手段と、を備えたことを特徴とする受信システム。
【００９８】
（付記６）前記変換手段は、前記パイロット信号の周波数を逓倍することを特徴とする付記５に記載の受信システム。
【００９９】
（付記７）前記変換手段は、前記パイロット信号の周波数を分周することを特徴とする付記５に記載の受信システム。
【０１００】
（付記８）受信信号を第１装置に設けられた増幅器で増幅し、該増幅した受信信号を伝送路を介して第２装置へ伝送する受信システムにおいて、前記第２装置に設けられ、前記伝送路を介して前記第２装置と前記第１装置との間で伝送されるパイロット信号を出力するパイロット出力手段と、前記第１装置に設けられ、前記伝送路を介して前記第２装置から送られてくる前記パイロット信号を遅延させて反射する遅延手段と、前記増幅器を監視することにより得られる情報に基づいて、前記遅延手段による遅延時間を制御する制御手段と、前記パイロット出力手段から出力された前記パイロット信号が前記遅延手段で反射されて戻ってくるまでの時間に基づいて、前記第１装置を監視する監視手段と、を備えたことを特徴とする受信システム。
【０１０１】
（付記９）前記遅延手段は、遅延線の長さを切り替えることにより遅延時間を変化させることを特徴とする付記８に記載の受信システム。
【０１０２】
（付記１０）前記遅延手段は、遅延フィルタを切り替えることにより遅延時間を変化させることを特徴とする付記８に記載の受信システム。
【０１０３】
（付記１１）前記増幅器から出力される受信信号と前記パイロット信号とを分離するフィルタ、をさらに備え、前記増幅器は、前記受信信号の周波数帯域で大きく、かつ前記パイロット信号の周波数で小さいリターンロスを有し、前記フィルタは、前記受信信号の周波数帯域で小さく、かつ前記パイロット信号の周波数で大きいリターンロスを有することを特徴とする付記１〜１０のいずれか一つに記載の受信システム。
【０１０４】
（付記１２）前記制御手段は、前記増幅器のバイアス電流またはバイアス電圧を監視することを特徴とする付記１〜１１のいずれか一つに記載の受信システム。
【０１０５】
（付記１３）前記制御手段は、前記増幅器の近傍の温度と前記第１装置の周辺の温度を監視することを特徴とする付記１〜１２のいずれか一つに記載の受信システム。
【符号の説明】
【０１０６】
１  第２装置
２  第１装置
３  伝送路
３１  パイロット出力手段
３６，１４１  監視手段
４１，１１１  フィルタ
４２，１１２  変換手段
４３  制御手段
４４  増幅器
１５１  遅延手段
１５２，１５３  遅延線
１５６ａ，１５６ｂ，１５６ｃ，１５６ｄ  遅延フィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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