(57)【要約】【課題】２つの出力系統を備えるシステムにおける運用時の消費電力を抑えつつシームレス切替を実現すると共に、双方の出力系統で同時に電波を出力可能にする。【解決手段】ディジタル変調波を出力する複数の出力系統を切り替える出力系統切替システムにおいて、入力された信号をディジタル変調してディジタル変調波を出力すると共に、前記ディジタル変調波のデータのつなぎ目期間を特定するタイミング信号を出力する送信装置と、入力された前記ディジタル変調波を分配して出力する分配器と、分配されたディジタル変調波を増幅して出力する高周波増幅器及びアンテナを備える複数の出力系統と、入力された前記タイミング信号に基づいて、前記つなぎ目期間で、各々の出力系統の前記高周波増幅器の起動／停止を切り替える切替制御器と、を少なくとも備える。【選択図】図１
2010187049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディジタル変調波を出力する複数の出力系統を切り替える出力系統切替システムにおいて、
入力された信号をディジタル変調してディジタル変調波を出力すると共に、前記ディジタル変調波のデータのつなぎ目期間を特定するタイミング信号を出力する送信装置と、入力された前記ディジタル変調波を分配して出力する分配器と、分配されたディジタル変調波を増幅して出力する高周波増幅器及びアンテナを備える複数の出力系統と、入力された前記タイミング信号に基づいて、前記つなぎ目期間で、各々の出力系統の前記高周波増幅器の起動／停止を切り替える切替制御器と、を少なくとも備えることを特徴とする出力系統切替システム。
【請求項２】
前記高周波増幅器は、入力信号を増幅する高周波デバイスと、前記高周波デバイスのドレイン電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替える電子スイッチと、前記高周波デバイスの入力側を入力信号側／終端器側に切り替える電子スイッチで構成される切替器と、終端器と、を含み、
前記切替制御器の制御により、起動する前記高周波増幅器では、前記高周波デバイスのドレイン電源がＯＮに切り替えられると共に前記高周波デバイスの入力側が前記入力信号側に切り替えられ、停止する前記高周波増幅器では、前記高周波デバイスのドレイン電源がＯＦＦに切り替えられると共に前記高周波デバイスの入力側が前記終端器側に切り替えられることを特徴とする請求項１に記載の出力系統切替システム。
【請求項３】
前記ディジタル変調波は、ＳＨＦ（Super High Frequency）のディジタル変調波であり、前記送信装置は、ＦＰＵ（Field Pick-up Unit）装置であることを特徴とする請求項１又は２に記載の出力系統切替システム。
【請求項４】
前記入力された信号は、音声及び／又は映像信号であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の出力系統切替システム。
【請求項５】
ディジタル変調波を出力する複数の出力系統を切り替える出力系統切替方法において、
入力された信号をディジタル変調してディジタル変調波を出力すると共に、前記ディジタル変調波のデータのつなぎ目期間を特定するタイミング信号を出力する第１の処理と、
入力された前記ディジタル変調波を、高周波増幅器及びアンテナを備える複数の出力系統に分配して出力する第２の処理と、
入力された前記タイミング信号に基づいて、前記つなぎ目期間で、各々の出力系統の前記高周波増幅器の起動／停止を切り替える第３の処理と、を少なくとも実行することを特徴とする出力系統切替方法。
【請求項６】
前記高周波増幅器は、入力信号を増幅する高周波デバイスと、前記高周波デバイスのドレイン電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替える電子スイッチと、前記高周波デバイスの入力側を入力信号側／終端器側に切り替える電子スイッチで構成される切替器と、終端器と、を含み、
前記第３の処理では、前記高周波増幅器を起動させる場合は、前記高周波デバイスのドレイン電源をＯＮに切り替えると共に前記高周波デバイスの入力側を前記入力信号側に切り替え、前記高周波増幅器を停止させる場合は、前記高周波デバイスのドレイン電源をＯＦＦに切り替えると共に前記高周波デバイスの入力側を前記終端器側に切り替えることを特徴とする請求項５に記載の出力系統切替方法。
【請求項７】
前記ディジタル変調波は、ＳＨＦ（Super High Frequency）のディジタル変調波であることを特徴とする請求項５又は６に記載の出力系統切替方法。
【請求項８】
前記入力された信号は、音声及び／又は映像信号であることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一に記載の出力系統切替方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出力系統切替システム及び出力系統切替方式に関し、特に、ＳＨＦ（Super High Frequency）のディジタル変調波の出力系統を切り替えるＳＨＦ出力系統切替システム及びＳＨＦ出力系統切替方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
テレビジョンの放送信号及び音声信号をマイクロ波帯により無線伝送するＦＰＵ（Field Pick-up Unit）装置を備えるディジタル無線中継装置が知られている。このディジタル無線中継装置をヘリコプタ等の移動体に搭載した場合、指向性アンテナの向きが変化して良好な通信ができなくなることから、ＳＨＦ信号の出力系を２系統備え、出力系統を切り替えるＳＨＦ出力系統切替システムが提案されている。この従来のＳＨＦ出力系統切替システムについて、図４を用いて説明する。
【０００３】
図４に示すように、従来のＳＨＦ出力系統切替システムは、ＦＰＵ装置３０１と、切替器３０２と、切替制御部３０３と、第１の出力系統（出力系３０ａ）の高周波増幅器３０４ａ及びアンテナ３０５ａと、第２の出力系統（出力系３０ｂ）の高周波増幅器３０４ｂ及びアンテナ３０５ｂなどで構成される。
【０００４】
ＦＰＵ装置３０１からは、切替器３０２へディジタル変調波を出力すると同時に、切替制御器３０３へディジタル変調波のディジタルデータのつなぎ期間のタイミング情報を渡す。切替器３０２で受けたディジタル変調波は、切替制御器３０３にてデータのつなぎ期間内に高周波増幅器３０４ａ又は高周波増幅器３０４ｂのどちらかに一方に渡すように、切替器３０２で切り替えられる。高周波増幅器３０４ａと高周波増幅器３０４ｂは、高速に起動及び停止ができないため、それぞれともに常に電源ＯＮの起動状態として待機している。どちらかの高周波増幅器に入力されたディジタル変調波は、規定の電力に増幅されてアンテナ端より出力される。
【０００５】
例えば、切替器３０２で高周波増幅器３０４ａにディジタル変調波が渡されている場合は、アンテナ３０５ａよりディジタル変調波が出力され、切替器３０２で切り替えられて、高周波増幅器３０４ｂにディジタル変調波が渡されている場合は、アンテナ３０５ｂよりディジタル変調波が出力されるといったように、切替器３０２によりアンテナ３０５ａとアンテナ３０５ｂからのディジタル変調波出力を切り替える。
【０００６】
このような出力系を２系統備えるシステムにおける出力系の切り替え技術に関しては、例えば、下記特許文献１、２に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−０２７１７３号公報
【特許文献２】特開２００１−１０３４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、従来のＳＨＦ出力系統切替システムでは、出力していない側の出力系統の高周波増幅器にも常に電力が供給されているため、無駄な電力を消費してしまうという問題があった。
【０００９】
また、図４に示す従来のＳＨＦ出力系統切替システムでは、どちらか一方の出力系統にしか出力できないという問題もあった。
【００１０】
電力消費の問題に対して、特許文献２には、無線通信装置の送信部を現用系と予備系で切り替える方法において、使用していない系の電力増幅器の電源をオフにする技術が開示されており、この技術を特許文献１に記載されているＦＰＵ装置を備えるシステムに適用する方法が考えられる。
【００１１】
しかしながら、ＳＨＦ出力系統切替システムにおいて、特許文献２に開示されている予備系の電源をオフにする技術を適用するためには、ナノ秒オーダーでの電源オン／オフを行う必要があるが、特許文献２には、この様な高速の電源オン／オフについて何ら記載されていない。
【００１２】
また、特許文献１、２を組み合わせたとしても、どちらか一方の出力系統にしか出力できないという問題を解決することはできない。
【００１３】
なお、上記問題はＳＨＦ信号に限らず、高周波信号全般に対して同様に生じる。
【００１４】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、２つの出力系統を備えるシステムにおける運用時の消費電力を抑えつつシームレス切替を実現すると共に、双方の出力系統で同時に電波を出力することができる出力系統切替システム及び出力系統切替方式を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明は、ディジタル変調波を出力する複数の出力系統を切り替える出力系統切替システムにおいて、入力された信号をディジタル変調してディジタル変調波を出力すると共に、前記ディジタル変調波のデータのつなぎ目期間を特定するタイミング信号を出力する送信装置と、入力された前記ディジタル変調波を分配して出力する分配器と、分配されたディジタル変調波を増幅して出力する高周波増幅器及びアンテナを備える複数の出力系統と、入力された前記タイミング信号に基づいて、前記つなぎ目期間で、各々の出力系統の前記高周波増幅器の起動／停止を切り替える切替制御器と、を少なくとも備えるものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の出力系統切替システム及び出力系統切替方式によれば、下記記載の効果を奏する。
【００１７】
本発明の第１の効果は、運用時の消費電力を抑えつつシームレス切替を実現することができるということである。その理由は、各々の出力系統に、高速に起動及び停止可能な高周波増幅器を設け、ディジタル変調波のデータ間のつなぎ期間に、各々の高周波増幅器の起動／停止を行い、使用していない系統の高周波増幅器の動作を停止させるからである。
【００１８】
また、本発明の第２の効果は、双方の出力系統で同時に電波を出力することができるということである。その理由は、ＦＰＵ装置等の送信装置から出力されるディジタル変調波を切替器で切り替えて一方の出力系統に渡すのではなく、分配器で双方の出力系統に分配し、切替制御器で各々の高周波増幅器の起動／停止を制御するからである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る出力系統切替システムの構成例を示す図である。
【図２】高周波増幅器の起動及び停止の切替タイミングの例を示す図である。
【図３】高周波増幅器の構成例を示す図である。
【図４】従来の出力系統切替システムの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は、その好ましい一実施の形態において、ヘリコプタに搭載するような、前後、左右等２系統以上の無線アンテナ出力系統を備えるディジタル変調無線中継装置で、出力系統を切り替えた際に、データ伝送をシームレスで行う必要があるシステムにおいて、ディジタルデータ間のつなぎ目である数百ｎ（ナノ）秒の間に、高周波増幅器そのものを高速に起動及び停止させることで、出力系統を切り替える際のシームレス切替を実現し、信号未出力系統の高周波増幅器の待機消費電力を低減させて、システム装置の消費電力を低減させる。また、双方の出力系統の高周波増幅器にディジタル変調波を供給することにより、双方の出力系統で同時に電波を出力することができるようにする。
【００２１】
以下、ＳＨＦのディジタル変調波の出力系統を切り替える場合を例にして、図１乃至図３を参照して説明する。
【００２２】
まず、本実施形態のＳＨＦ出力系統切替システムの構成について、図１を用いて説明する。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態のＳＨＦ出力系統切替システムは、ＦＰＵ装置１等の送信装置と、分配器２と、切替制御器３と、一方の出力系統（出力系ａ）の高周波増幅器４ａ及びアンテナ５ａと、他方の出力系統（出力系ｂ）の高周波増幅器４ｂ及びアンテナ５ｂなどで構成される。
【００２４】
ＦＰＵ装置１に代表される送信装置は、入力された音声信号及び／又は映像信号をディジタル変調して、分配器２へディジタル変調波（ここでは、ＳＨＦのディジタル変調波）を出力すると同時に、切替制御器３へディジタル変調波のディジタルデータのつなぎ期間のタイミング情報を渡す。
【００２５】
分配器２は、ＦＰＵ装置１から受け取ったディジタル変調波を高周波増幅器４ａと高周波増幅器４ｂへ分配して渡す。
【００２６】
切替制御器３は、ＦＰＵ装置１から受け取ったタイミング情報に基づいて、データのつなぎ期間内に出力系ａと出力系ｂの切替を行うように、高周波増幅器４ａと高周波増幅器４ｂの起動／停止の制御を行う。
【００２７】
高周波増幅器４ａ及び高周波増幅器４ｂは、分配器２から受け取ったディジタル変調波を増幅してアンテナ５ａ、５ｂに渡す。
【００２８】
アンテナ５ａ及びアンテナ５ｂは、高周波増幅器４ａ、４ｂから受け取った増幅されたディジタル変調波を出力する。
【００２９】
上記構成において、切替制御器３は、高周波増幅器４ａと高周波増幅器４ｂのどちらか一方のみ起動させるように制御することができる。例えば、高周波増幅器４ａを起動させ、高周波増幅器４ｂを停止させる場合は、高周波増幅器４ａにてディジタル変調波を規定の電力まで増幅し、アンテナ５ａよりディジタル変調波を空中へ発射する。一方、高周波増幅器４ｂは停止しているので、アンテナ５ｂからは出力されない。
【００３０】
上記ＳＨＦ出力系統切替システムをヘリコプタに搭載する場合は、出力系ａのアンテナ５ａと出力系ｂのアンテナ５ｂは、ヘリコプタの前方向と後方向の組や、左方向と右方向といった組に例えることができる。ディジタル変調波の出力は、ヘリコプタから受信機の設置方向を向いている側のアンテナからのみ出力し、ヘリコプタが方向転換して受信機の設置方向が変わる際に、出力方向を切り替える。
【００３１】
この切り替えの際、データ伝送をシームレスとなるようなタイミングで切り替えるために、ディジタルデータのつなぎ期間である数百ｎ秒の間に、高周波増幅器４ａと高周波増幅器４ｂを切替制御器２で起動及び停止の制御を行う（高周波増幅器の構成及び制御に関しては後述する）。
【００３２】
また、上記構成において、切替制御器３は、高周波増幅器４ａと高周波増幅器４ｂの双方を起動させるように制御することができる。
【００３３】
例えば、上記ヘリコプタの例で言うと、受信機が両方向にある場合は、両方向の出力系にて出力することも可能である。
【００３４】
次に、出力系の切替タイミングについて、図２を用いて説明する。
【００３５】
図２に示すように、ディジタル変調波信号２０１にはデータ間にデータつなぎ期間２０２があり、その間に出力を切り替えると、データを失うことなくシームレスに伝送が可能となる。その期間は、ＳＨＦのディジタル変調波では数百ｎ秒と短く、その期間内に高周波増幅器４ａが起動していた場合は、主電源ＯＦＦと信号断で停止させ、高周波増幅器４ｂが停止していた場合は、主電源ＯＮと信号出力で起動させることにより出力の切替を行う。
【００３６】
次に、高速で起動及び停止が可能な高周波増幅器４の動作について、図３を用いて説明する。
【００３７】
図３に示すように、本実施形態の高周波増幅器４は、切替器１０１と、高周波デバイス１０２と、電子スイッチ１０３と、終端器１０４などで構成される。
【００３８】
高周波増幅器４は、入力を本線信号と終端器１０４に数百ｎ秒で切り替え可能な切替器１０１を通して高周波部デバイス１０２で信号レベルを増幅して出力する。その際、機械式リレーでは切り替えに数ｍ（ミリ）秒要するので、電子式のスイッチを切替器１０１として使用する。高周波デバイス１０２には、常時ゲート側の電源は供給され、ドレイン側電源は、電源供給のＯＮ及びＯＦＦを数百ｎ秒で可能な電子スイッチ１０３を介して供給される。
【００３９】
高周波増幅器４の起動は、切替器１０１を終端器１０４から入力信号側へ切り替え、電子スイッチ１０３をＯＮ（導通）に同時に切り替えるように切替制御器３で制御する。
【００４０】
高周波増幅器４の停止は、切替器１０１を入力信号側から終端器１０４側へ切り替え、電子スイッチ１０３をＯＦＦ（非導通）へ同時に切り替えるように切替制御器３で制御する。電子スイッチ１０３のＯＦＦと同時に切替器１０１を終端器１０４側へ切り替えることで、高周波デバイス１０２がコンデンサ等の残留電圧でしばらく動作状態となり、出力信号がしばらく出力してしまうことを防ぐことができる。また、この停止状態における高周波デバイス１０２のドレイン電流を絶つことで、高周波増幅器４の消費電力を大幅に抑えることができ、待機電力を低減することができる。
【００４１】
このように、各々の出力系の高周波増幅器４を、高周波デバイス１０２と、高周波デバイス１０２のドレイン電源を数百ｎ秒でＯＮ／ＯＦＦに切り替える電子スイッチ１０３と、高周波デバイス１０２の入力を数百ｎ秒で入力信号側／終端器１０４側に切り替える電子スイッチ式の切替器１０１とで構成することにより、ディジタル変調波信号２０１のデータ間につなぎ期間２０２に出力を切り替えることができ、データを失うことなくシームレスに伝送が可能となる。また、停止させる高周波増幅器４の高周波デバイス１０２を終端器１０４に接続すると共にドレイン電流を絶つことで無駄な電力消費を抑制することができる。
【００４２】
なお、上記実施形態では、出力系ａと出力系ｂの２つの出力系統を切り替える場合を示したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、３つ以上の出力系統を切り替える場合に対しても同様に適用することができる。また、上記実施形態では、ＳＨＦのディジタル変調波の出力系統を切り替える場合を例にして説明したが、周波数帯はＳＨＦに限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、複数のディジタル変調波の出力系統の切り替えを行う出力系統切替システム及びその出力系統切替システム、特に、ＳＨＦ出力系統切替システム及びそのＳＨＦ出力系統切替システムにおける出力系統の切替制御に利用可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１  ＦＰＵ装置
２  分配器
３  切替制御器
４ａ  高周波増幅器４ａ
４ｂ  高周波増幅器４ｂ
５ａ  アンテナ
５ｂ  アンテナ
１０１  切替器
１０２  高周波デバイス
１０３  電子ＳＷ
１０４  終端器
２０１  ディジタル変調波信号
２０２  データつなぎ期間
３０１  ＦＰＵ装置
３０２  切替器
３０３  切替制御機
３０４ａ  高周波増幅器
３０４ｂ  高周波増幅器
３０５ａ  アンテナ
３０５ｂ  アンテナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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