(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信入力を可変周波数発振器の発振出力を用いて周波数変換し増幅検波して受信検波出力をとり出す受信検波回路と、
予め定めた基準周波数の基準信号を出力する基準信号発生器と、
前記周波数変換された信号又は該周波数変換された信号をさらに必要な周波数変換をした比較対象信号と前記基準信号との位相差に対応する比較出力をとり出す位相比較回路と、
前記受信検波出力のレベルの増減に従って前記受信検波回路の増幅器の利得が減増するように制御する自動利得制御出力を作成する自動利得制御回路と、
前記位相比較回路からの前記比較出力を用いて該比較出力に含まれている前記位相差が最小値になるように前記可変周波数発振器の発振出力の周波数を自動制御する自動周波数制御回路と、
前記受信検波回路と前記位相比較回路と前記自動周波数制御回路と前記可変周波数発振器とによって形成される自動周波数制御ループ内に挿入され、前記自動利得制御出力が予め定めた基準電圧を越えたときに該自動周波数制御ループのループ形成をして前記可変周波数発振器の発振出力の周波数を自動制御する制御動作を実行させ、前記自動利得制御出力が予め定めた基準電圧を越えないときに該自動周波数制御ループのループ形成は行わず、前記増幅器を利得最大にし、広帯域増幅させるような自動周波数制御ループのオン・オフ制御回路とを備え、
移動する経路が定まっている移動体への画像伝送を行うために、
さらに、前記移動する経路に沿って順次配置されたマイクロ波の複数の送信アンテナと、
前記移動する経路に沿って予め設定された複数の監視エリアの対象物を撮像して映像信号に変換するために該複数の監視エリアにそれぞれ配置された複数の撮像機と、
前記複数の撮像機からの各画像信号で変調された複数のマイクロ波の送信出力を前記複数の送信アンテナにそれぞれ供給するマイクロ波の複数の送信機とを備え、
前記移動体が前記移動する経路に従って移動したときに、前記複数の送信機からの複数のマイクロ波の送信出力により伝送されている前記各画像信号が、前記受信機から安定した映像信号として順次とり出されるように構成された信号波の自動受信回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号波の受信回路に関するもので、特に信号波を自動受信する回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
信号を受信する場合、多数の入力波から希望の受信波を選択して受信する場合に、必要な受信波の選択は一般的には手動選択が主であって、自動選択をする場合に、固定の周波数の受信波を選択することを前提として、フィルタの切替え、又は局部発振器の周波数の切替え等による予め設定された固定周波数選択機能による例が提案されている程度である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
これらの従来技術では、予め定められた周波数の信号のうちから、いずれかを選択して受信する機能は有しているが、到来する受信波を捕捉して受信するものとしては、局部発振器の周波数を手動で制御して変化させて選択することによる受信のような技術が提案されているに過ぎない。
本発明の目的は、従来技術のこのような現状に鑑み、一定の帯域内に入来する希望の信号波を自動的に捕捉する機能を有する受信波の受信回路を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の信号波の自動受信回路は、受信入力を可変周波数発振器の発振出力を用いて周波数変換し増幅検波して受信検波出力をとり出す受信検波回路と、
予め定めた基準周波数の基準信号を出力する基準信号発生器と、
前記周波数変換された信号又は該周波数変換された信号をさらに必要な周波数変換をした比較対象信号と前記基準信号との位相差に対応する比較出力をとり出す位相比較回路と、
前記受信検波出力のレベルの増減に従って前記受信検波回路の増幅器の利得が減増するように制御する自動利得制御出力を作成する自動利得制御回路と、
前記位相比較回路からの前記比較出力を用いて該比較出力に含まれている前記位相差が最小値になるように前記可変周波数発振器の発振出力の周波数を自動制御する自動周波数制御回路と、
前記受信検波回路と前記位相比較回路と前記自動周波数制御回路と前記可変周波数発振器とによって形成される自動周波数制御ループ内に挿入され、前記自動利得制御出力が予め定めた基準電圧を越えたときに該自動周波数制御ループのループ形成をして前記可変周波数発振器の発振出力の周波数を自動制御する制御動作を実行させ、前記自動利得制御出力が予め定めた基準電圧を越えないときに該自動周波数制御ループのループ形成は行わず、前記増幅器を利得最大にし、広帯域増幅させるような自動周波数制御ループのオン・オフ制御回路とを備え、
移動する経路が定まっている移動体への画像伝送を行うために、
さらに、前記移動する経路に沿って順次配置されたマイクロ波の複数の送信アンテナと、
前記移動する経路に沿って予め設定された複数の監視エリアの対象物を撮像して映像信号に変換するために該複数の監視エリアにそれぞれ配置された複数の撮像機と、
前記複数の撮像機からの各画像信号で変調された複数のマイクロ波の送信出力を前記複数の送信アンテナにそれぞれ供給するマイクロ波の複数の送信機とを備え、
前記移動体が前記移動する経路に従って移動したときに、前記複数の送信機からの複数のマイクロ波の送信出力により伝送されている前記各画像信号が、前記受信機から安定した映像信号として順次とり出されるように構成を有している。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。
図１において、受信機５は、受信検波回路５０，ＡＦＣ（自動周波数制御）回路４０，ＡＧＣ（自動利得制御）回路７０及び積分器３０を備え、入力電波を受信する受信アンテナ６がこの受信機５に接続されている。受信アンテナ６で受信されたマイクロ波電波は、受信検波回路５０によって選択増幅され、周波数変換され、検波（整流）された後、受信検波出力ｂとして映像信号が出力される。
【０００６】
図１において、７０は通常のＡＧＣ回路であり、受信検波出力ｂの増減によってＡＧＣ電圧ｉも変化し、受信検波回路５０内の各増幅器の利得調整が行われる。すなわち、受信入力が低下したときには、ＡＧＣ電圧ｉは受信検波回路５０の受信検波出力ｂを大きくする作用をするように、また、受信入力が大きくなったときにはＡＧＣ電圧ｉは受信検波回路５０の受信検波出力ｂを小さくする作用をするように構成されている。受信周波数の入力レベルが極めて低いとき、受信機のＡＧＣ付増幅器は利得最大となって、受信帯域全体（約帯域幅１５ＭＨｚ）を増幅することになる。
【０００７】
上述のような、利得最大の広帯域増幅を行っているところに、周波数Ｆ１の受信波が入力されると、帯域内Ｆ１の信号電力が上がり、受信検波出力ｂが下降するようにＡＧＣ回路が動作し、その出力ｂを積分器３０で平滑した直流出力ｃは僅かに上昇し、この電圧ｃは直流増幅器４１によって、直流反転増幅され、比較器４２の一方の入力となり、他方の入力であるＡＦＣ動作開始基準電圧ＥＯと比較されて、当該比較結果である出力ｄの極性によって、増幅器４５の動作状態が増幅をする「ＯＮ」に制御される。この場合に、直流増幅器４１の出力がＡＦＣ動作開始基準電圧ＥＯを越えるか越えないかにより増幅器４５がＯＮ／ＯＦＦ制御されこのＯＮ／ＯＦＦ制御が、後述のＡＦＣ動作の実行／停止をすることになる。さらに、受信検波回路５０の第２中間周波変換器５４の出力ａと発振器４４の出力は、混合器４３によって混合されその混合出力ｅが増幅器４５へ入力される。増幅器４５は当該混合出力ｅを位相比較器４７の一方の制御入力ｆまで増幅する。位相比較器４７の他方の入力には、基準信号発生器４６よりの基準信号が入力され、ＡＦＣ動作が形成される。
【０００８】
更に、位相比較器４７より出力された比較出力電圧ｇは、直流増幅器４８によって増幅され、ＶＣＯ５５の制御電圧ｈとして受信検波回路５０内のＶＣＯ５５へ与えられる。制御信号経路〔ＶＣＯ５５を含む第２中間周波変換段５４→発振器４４と周波数混合器４３とを含む周波数変換段→増幅器４５→位相比較回路４７→増幅器４８→ＶＣＯ５５入力〕により、ＶＣＯ５５の周波数を自動制御する自動周波数制御（ＡＦＣ）ループが構成される。このＡＦＣループの周波数制御動作は、位相比較回路４７の一方の入力であるｆの位相が基準信号発振器４６の出力の位相に一致してこの位相比較回路４７が平衡状態になるように動作する。従って、位相比較回路４７における２つの入力の比較が繰り返され、最終的にＶＣＯ５５の出力は、入力信号の周波数に追従して動作し、画像変調された電波の周波数を捕捉して、受信検波回路５０より、受信検波出力ｂとして獲得され、ビデオ増幅器６０によって増幅され、映像信号として出力され、ビデオ機器に供給される。
【０００９】
図１において、受信アンテナ６には例えば、マイクロ波・Ｆ１：２４．２５ＧＨｚ，Ｆ２：２４．２５ＧＨｚが入力され、この周波数に対応した各部の周波数を示すと、受信検波回路５０の第２中間周波変換器５４は、その入力周波数として、Ｆ１に対し７８０ＭＨｚ、Ｆ２に対し７７０ＭＨｚが、ＶＣＯ５５の出力周波数としてＦ１に対し８２５．７５ＭＨｚ、Ｆ２に対し８１５．７５ＭＨｚと混合され、出力周波数４５．７５ＭＨｚ  ａを得る。さらに発振器４４の３５．０５ＭＨｚと混合器４３によって混合され、混合出力ｅ１０．７ＭＨｚを得る。ＡＦＣループ動作時は、前記ｅの周波数と基準信号発生器４６の出力周波数１０．７ＭＨｚが位相比較器４７に入力される。
【００１０】
図２は、送信周波数の捕捉過程即ち受信電界レベルとＡＧＣ利得の時間的変化を示し、動作の流れとしては、 <１> 周波数の捕捉なし時（広帯域増幅）からＦ１受信、 <２> Ｆ１受信からＦ２受信に切替わる状況、 <３> Ｆ１からＦ２へ切替わる際にも瞬間的に広帯域増幅モードが発生してこれを基に再周波数捕捉が行われ、Ｆ２受信へ移行される。即ち、ＡＧＣ利得の立下り特性をとらえて、（ＡＦＣ捕捉動作開始→ＡＦＣ捕捉動作中→ＡＦＣ捕捉完了）となり捕捉受信される。
【００１１】
以上説明された本発明による「信号波の自動受信回路」は、広い適用範囲を有しているが、以下その具体的一例を説明する。
その一つの適用例としては、移動する経路が定まっている電車・産業用クレーン等移動体の画像を伝送する画像伝送装置を用いた監視システムがある。
この場合に、例えば、産業用のクレーン等において、クレーン運転室より見えない場所等の確認のために、該見えない場所を撮像機器等にて撮像し、電波を使用してクレーン運転室まで画像を伝送する画像伝送装置を用いた監視システムが種々実用化されている。
【００１２】
本発明の適用例を説明する前に、本発明によるシステムの構成効果に対する理解を容易にするために、従来のこの種の画像監視システムの例をまず説明する。  図４は従来の画像監視システムの構成例を示すブロック図を示し、１はマイクロ波帯の周波数Ｆ１の電波を送出する送信機であり、例えば、周波数は２４．２４ＧＨｚであり、３はマイクロ波帯の周波数Ｆ２の電波を送出する送信機であり、例えば、周波数２４．２５ＧＨｚである。２は周波数Ｆ１の送信アンテナ、４は周波数Ｆ２の送信アンテナ、５は受信機（受信周波数Ｆ１）、６は受信アンテナ、７は受信機（受信周波数Ｆ２）、８は受信アンテナ、９は第１の撮像機、１０は第２の撮像機、１１は第１の監視エリア、２１は第２の監視エリアである。
【００１３】
この場合、図４に示すように、移動体Ｍが移動方向Ａに移動して、受信エリアに至ったときに、目的とする監視エリアの画像が、確認できる監視システムにおいて、従来は複数の監視エリア１１，２１を含む１グループのサービスエリア１２，２２ごとに、画像信号の送信用の周波数を互いに干渉しない周波数Ｆ１，Ｆ２ .... に設定し、且つ当該送信機の周波数Ｆ１，Ｆ２に対応する受信周波数がそれぞれ割り当てられた複数の受信機５，７をそれぞれ対向として用意して、監視エリア画像の伝送を行っている。
クレーンの如き移動体Ｍに対して、画像信号によって変調されたマイクロ波帯の周波数Ｆ１，Ｆ２の電波を常時送出し、移動体Ｍが第１の受信エリア１２と第２の受信エリア２２を通過した時に、各々の受信エリア１２，２２を通過中には、それぞれ対応する周波数Ｆ１，Ｆ２の電波を受信することにより、監視エリア１１，２１を確認するマイクロ波による画像伝送を行っている。
【００１４】
クレーンの如き移動体Ｍが、受信エリア１２を通過中には、受信機５（受信周波数Ｆ１）が作動し、予め受信機５側に接続されている信号切替器１３を通して、監視エリア１１の画像をモニタ１４により確認することができ、受信エリア２２に入ると、受信機７（受信周波数Ｆ２）が作動し、クレーン運転手は手動で信号切替器１３を受信機７側に切り替えて、監視エリア２１の画像をモニタ１４により確認する。
【００１５】
上述のように、従来の画像伝送装置では、監視エリアを切り替える操作をクレーンの運転者が手動で行わなければならず、クレーンの安全運転上問題があった。
また送信周波数の数だけ、受信機を設置しなければならないため、受信機の設置スペースの面及び経済性などに問題があった。
【００１６】
このような従来の監視システムの欠点は、本発明を適用することにより効果的に解消される。
すなわち、図３は、本発明を適用して画像監視システムを構成したこの事例のブロック図であり、Ｆ１に捕捉された周波数は、移動体Ｍが受信エリア１２を移動する間は、捕捉され続け、Ｆ１の画像情報が、受信機５によって復調される。
移動体Ｍが、図３の点線Ｌ−Ｌの位置Ａに来たとき、受信電界は、Ｆ２の方が強まり、前記の本発明による「信号波の受信回路」の動作説明から理解されるように、図１での受信機５内のＡＦＣ回路４０が作動して、ＶＣＯの制御電圧ｈによって制御されるＶＣＯ５５はＦ２の捕捉へと作動し、この一連の動作は、送信波に指向性の強いマイクロ波を使用したこと、移動体が定められた経路を適当な速度で動くことにより、クレーンの運転手による手動操作を要せずして、Ｆ１，Ｆ２のスムーズな自動的切替わりが可能となり、Ｆ２の画像情報が、速やかに受信機５の１台によって復調され、順次必要な監視エリアの画像をモニタ１４に描き出される。
【００１７】
他の本発明の適用例としては、所定の周波数範囲において、到来する特定の周波数を自動監視して捕捉受信する例等にも適用することができる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
＜１＞  予め定められた周波数の信号のうちから、いずれかを選択して受信する機能として、到来する受信波を捕捉して受信するには、従来手動制御して変化させて選択受信していたのに対し、所定の帯域内に入来する希望信号波を自動的に捕捉受信することができる。
＜２＞  適用例として、クレーンの如き移動する経路に沿って予め設定された複数の監視エリア対象物を撮像して映像信号を得て、移動体のモニタへ順次自動で切替えて映し出すことができる。この際にクレーンの如き移動体を運転操作する際、操作の負荷を軽減し、見えない箇所を監視しての操作が可能であり、これにより作業効率の向上、安全性の向上の効果を得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に用いる受信機のブロック図である。
【図２】  本発明装置の動作を説明するための特性図である。
【図３】  本発明の実施例を示すブロック図である。
【図４】  従来の受信システムの実施例を示す。
【符号の説明】
１，３  送信機
２，４  送信アンテナ
５，７  受信機
６，８  受信アンテナ
９，１０  撮像機
１１，２１  監視エリア
１２，２２  受信エリア
１３  信号切替器
１４  モニタ
３０  積分器
４０  ＡＦＣ回路（自動周波数制御回路）
４１，４８  直流増幅器
４２  比較器
４３  混合器
４４  発振器
４５  増幅器
４６  基準信号発生器
４７  位相比較器
５０  受信検波回路
７０  ＡＧＣ回路（自動利得制御回路）
６０  ビデオ増幅回路
５４  第２中間周波変換段
５５  ＶＣＯ（可変周波数発振器）
ａ  第２中間周波変換器の出力
ｂ  受信検波出力
ｃ  平滑化直流出力
ｄ  比較結果出力
ｅ  混合出力
ｆ  制御入力
ｇ  比較出力電圧
ｈ  ＶＣＯの制御電圧
ｉ  ＡＧＣ出力
ＥＯ  ＡＦＣ開始基準電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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