(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＱＰＳＫ変調信号が入力され、入力された前記ＱＰＳＫ変調信号のレベルを変えて出力する第一のレベル変化手段と、前記第一のレベル変化手段から出力された前記ＱＰＳＫ変調信号を周波数変換して中間周波信号を出力する混合器と、前記中間周波信号のレベルを変えて出力する第二のレベル変化手段と、前記第二のレベル変化手段から出力された前記中間周波信号を復調して、位相が９０度異なる第一の中間周波信号と第二の中間周波信号とを出力するとともに、前記第一の中間周波信号と前記第二の中間周波信号とのレベルを変えて出力するＩＱ復調器と、前記ＩＱ復調器から出力された前記第一の中間周波信号と前記第二の中間周波信号とを復調してＱＰＳＫ信号を出力するＱＰＳＫ復調器とを有し、前記ＱＰＳＫ変調信号が第一のレベルで、前記ＩＱ復調器の出力レベル低下が開始し、次いで、前記ＱＰＳＫ変調信号が前記第一のレベルよりも大きい第二のレベルで前記第一のレベル変化手段の出力レベルの低下が開始し、次いで、前記ＱＰＳＫ変調信号が前記第二のレベルよりも大きい第三のレベルで前記第二のレベル変化手段の出力レベルの低下が開始するようにしたことを特徴とするＱＰＳＫ変調信号受信ユニット。
【請求項２】
前記第一のレベル変化手段、前記第二のレベル変化手段および前記ＩＱ復調器の出力レベルを変えるための制御電圧を前記ＱＰＳＫ復調器から発生し、直列接続された第一、第二および第三のピンダイオードからなる第一の可変減衰器で前記第一のレベル変化手段を構成し、直列接続された第四及び第五のピンダイオードからなる第二の可変減衰器で前記第二のレベル変化手段を構成し、前記制御電圧で前記第一乃至第五のピンダイオードに流れる電流を制御し、前記ＱＰＳＫ変調信号のレベルの増加に伴って前記電流を減少させるようにしたことを特徴とする請求項１記載のＱＰＳＫ変調信号受信ユニット。
【請求項３】
前記ＱＰＳＫ変調信号を増幅する増幅器を設け、前記増幅器の次段に前記第一の可変減衰器を設けたことを特徴とする請求項２記載のＱＰＳＫ変調信号受信ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放送衛星から送られてくるディジタル方式のテレビジョン信号の如くＱＰＳＫ変調された信号を受信するのに好適なＱＰＳＫ変調信号受信ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＱＰＳＫ変調信号受信ユニットのブロック構成とその動作とを図５に従って説明する。例えば、屋外のパラボラアンテナ（図示せず）で受信されたディジタル方式のテレビジョン信号等のＱＰＳＫ変調信号は、屋外に設置された屋外コンバータ（図示せず）で周波数変換され、バンドパスフィルタ３１に入力される。次いで、可変利得増幅器３２で増幅された後、混合器３３に入力される。混合器３３に入力されたテレビジョン信号は局部発振器３４からの局部発振信号と混合されて中間周波信号に周波数変換される。
【０００３】
中間周波信号は可変減衰器３５、中間周波増幅器３６、中間周波フィルタ３７を順次通過してＩＱ復調器３８に入力される。ＩＱ復調器３８は、入力された中間周波信号を互いに９０度位相の異なるＩ信号とＱ信号とに分けてＡ／Ｄ変換器３９に入力する。Ａ／Ｄ変換器３９はＩ信号、Ｑ信号をディジタル信号に変換してＱＰＳＫ復調器４０に入力する。そして、ＱＰＳＫ復調器４０はディジタル信号をＱＰＳＫ復調して、これをエラー補正回路４１に入力するようになっている。
【０００４】
ここで、利得可変増幅器３２の利得と、可変減衰器３５の減衰量と、ＩＱ復調器３８の利得とは、受信したＱＰＳＫ変調信号のレベルに対応して自動的に制御される。そして、この制御のための自動利得制御電圧ＶａｇｃはＱＰＳＫ変調信号のレベルに比例（または反比例）し、これをＱＰＳＫ復調器４０から発生させるようにしている。
【０００５】
ＱＰＳＫ復調器４０から発生した自動利得制御電圧Ｖａｇｃは、可変利得増幅器３２と可変減衰器３５とＩＱ復調器３８に供給される。この際、可変利得増幅器３２、可変減衰器３５、ＩＱ復調器３８の利得変化または減衰が開始するときのＱＰＳＫ変調信号のレベルが異なるように制御される。
【０００６】
即ち、受信したＱＰＳＫ変調信号のレベルが高くなって、例えば、第一のレベルであるマイナス７０ｄＢｍになると、先ず最初に、ＩＱ復調器３８の利得の減衰が開始する。このために、自動利得制御電圧Ｖａｇｃはオペアンプ４２によって増幅されてからＩＱ復調器３８に供給されるようになっている。そして、ＱＰＳＫ変調信号のレベルが、例えば、第二のレベルであるマイナス４５ｄＢｍになると、可変減衰器３５の減衰量の増加が開始する。さらに、ＱＰＳＫ変調信号のレベルが高くなって、例えば、第三のレベルであるマイナス２５ｄＢｍになると、可変利得増幅器３２の利得の低下が開始するようにしている。
【０００７】
以上のレベル変化特性の様子を示したのが図６である。図６は、ＱＰＳＫ変調信号の入力レベル（受信したレベル）に対するＩＱ復調器３８の出力レベル（曲線Ｘで示す）、ＩＱ復調器３８の入力レベル（曲線Ｙで示す）、混合器３３の入力レベル（曲線Ｚで示す）をそれぞれ示している。
図６において、先ず、ＱＰＳＫ変調信号のレベルが第一のレベルＡまで増加するまでは、利得または減衰の制御が動作しないので、ＩＱ復調器３８の出力レベル、ＩＱ復調器３８の入力レベル、混合器３３の入力レベルは、それぞれ、ＱＰＳＫ変調信号の入力レベルの増加に対応して増加している。そして、ＱＰＳＫ変調信号の入力レベルが第一のレベルＡに到った時点でＩＱ復調器３８の利得減衰が開始するので、ＩＱ復調器３８の出力レベルはほぼ一定（およそプラス４ｄＢｍ）となる。
【０００８】
次に、ＱＰＳＫ変調信号の入力レベルが第二のレベルＢに到った時点では、可変減衰器３５の減衰量の増加が開始するので、ＩＱ復調器３８の入力レベルがほぼ一定（およそマイナス２５ｄＢｍ）となる。
【０００９】
そして、ＱＰＳＫ変調信号の入力レベルが第三のレベルＣに到った時点では、可変利得増幅器３２の利得低下が開始するので、混合器３３の入力レベルがほぼ一定（およそマイナス１５ｄＢｍ）となる。
【００１０】
このように、従来の受信ユニットでは、ＱＰＳＫ変調信号のレベルが高くなるに従って、先ず最初にＩＱ復調器３８の利得の減衰が開始し、次に可変減衰器３５の減衰量の増加が開始し、最後に可変利得増幅器３２の利得低下が開始するように、後段側から前段側へと順に制御している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の受信ユニットにおいては、ＱＰＳＫ変調信号の入力レベルが第三のレベルＣに増加するまでは、ＱＰＳＫ変調信号のレベル増加に伴って混合器３４の入力レベルが増加している（曲線Ｚ参照）。
一方、多数のＱＰＳＫ変調信号の中には、ビットレートの低いＱＰＳＫ変調信号やビットレートの高いＱＰＳＫ変調信号があり、ビットレートの低いＱＰＳＫ変調信号はビットレートの高いＱＰＳＫ変調信号に比べて信号密度が高くなっている。
そのため、ＱＰＳＫ変調信号の入力レベルが第三のレベルに到るまでの間では、混合器３３への入力レベルが高くなる。そして、混合器３３に入力されたＱＰＳＫ変調信号が、混合器３３を介して局部発振器３４に漏洩する。このため、漏洩したＱＰＳＫ変調信号によって局部発振器３４の動作が不安定となって、局部発振信号の位相ノイズが増加する。その結果、ビットエラーが増加し、挽いては画像品質を低下さるという問題を引き起こす。
【００１２】
そこで、本発明の受信ユニットは、ビットレートの低いＱＰＳＫ変調信号が入力された場合でも、局部発振信号の位相ノイズを増加させないようにすることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明のＱＰＳＫ変調信号受信ユニットは、ＱＰＳＫ変調信号が入力され、入力された前記ＱＰＳＫ変調信号のレベルを変えて出力する第一のレベル変化手段と、前記第一のレベル変化手段から出力された前記ＱＰＳＫ変調信号を周波数変換して中間周波信号を出力する混合器と、前記中間周波信号のレベルを変えて出力する第二のレベル変化手段と、前記第二のレベル変化手段から出力された前記中間周波信号を復調して、位相が９０度異なる第一の中間周波信号と第二の中間周波信号とを出力するとともに、前記第一の中間周波信号と前記第二の中間周波信号とのレベルを変えて出力するＩＱ復調器と、前記ＩＱ復調器から出力された前記第一の中間周波信号と前記第二の中間周波信号とを復調してＱＰＳＫ信号を出力するＱＰＳＫ復調器とを有し、前記ＱＰＳＫ変調信号が第一のレベルで、前記ＩＱ復調器の出力レベル低下が開始し、次いで、前記ＱＰＳＫ変調信号が前記第一のレベルよりも大きい第二のレベルで前記第一のレベル変化手段の出力レベルの低下が開始し、次いで、前記ＱＰＳＫ変調信号が前記第二のレベルよりも大きい第三のレベルで前記第二のレベル変化手段の出力レベルの低下が開始するようにした。
【００１４】
また、本発明のＱＰＳＫ変調信号受信ユニットは、前記第一のレベル変化手段、前記第二のレベル変化手段および前記ＩＱ復調器の出力レベルを変えるための制御電圧を前記ＱＰＳＫ復調器から発生し、直列接続された第一、第二および第三のピンダイオードからなる第一の可変減衰器で前記第一のレベル変化手段を構成し、直列接続された第四及び第五のピンダイオードからなる第二の可変減衰器で前記第二のレベル変化手段を構成し、前記制御電圧で前記第一乃至第五のピンダイオードに流れる電流を制御し、前記ＱＰＳＫ変調信号のレベルの増加に伴って前記電流を減少させるようにした。
【００１５】
また、本発明のＱＰＳＫ変調信号受信ユニットは、前記ＱＰＳＫ変調信号を増幅する増幅器を設け、前記増幅器の次段に前記第一の可変減衰器を設けた。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明のＱＰＳＫ変調信号受信ユニットを図１乃至図４に従って説明する。例えば、屋外に設置されたパラボラアンテナ（図示せず）で受信された放送衛星からのディジタルテレビジョン信号等のＱＰＳＫ変調信号は、屋外に設置された屋外コンバータで周波数変換され、バンドパスフィルタ１に入力される。次いで、低雑音増幅器２で増幅された後、第一のレベル変化手段である第一の可変減衰器３を通過して混合器４に入力される。混合器４に入力されたＱＰＳＫ変調信号は局部発振器５からの局部発振信号と混合されて中間周波信号に周波数変換される。
【００１７】
中間周波信号は、第二のレベル変化手段である第二の可変減衰器６、中間周波増幅器７、中間周波フィルタ８を順次通過してＩＱ復調器９に入力される。ＩＱ復調器９は、入力された中間周波信号を互いに９０度位相の異なるＩ信号とＱ信号とに分けてＡ／Ｄ変換器１０に入力する。Ａ／Ｄ変換器１０はＩ信号、Ｑ信号をディジタル信号に変換してＱＰＳＫ変調器１１に入力する。そして、ＱＰＳＫ変調器１１はディジタル信号をＱＰＳＫ復調し、これをエラー補正回路１２に入力するようになっている。
【００１８】
ここで、第一の可変減衰器３は、入力されたＱＰＳＫ変調信号のレベルを変化して出力するようにその減衰量が制御され、第二の可変減衰器６は入力された中間周波信号のレベルを変化して出力するようにその減衰量が制御され、また、ＩＱ復調器９はＩＱ出力信号のレベルを変化して出力するようにその利得が制御される。そして、受信したＱＰＳＫ変調信号のレベルに対応してそれぞれが自動的に制御される。これによって、混合器４や中間周波増幅器７における歪みの発生を抑えるとともに、ＩＱ復調器９以降の各回路の動作を安定させている。そして、この制御のための制御電圧である自動利得制御電圧ＶａｇｃはＱＰＳＫ変調信号のレベルに比例（または反比例）し、これをＱＰＳＫ復調器１１から発生させるようにしている。
【００１９】
ＱＰＳＫ復調器１１から発生した自動利得制御電圧Ｖａｇｃは、オペアンプ１３で増幅されてＩＱ復調器９に供給される。また、第一の可変減衰器３と第二の可変減衰器６とにも自動利得制御電圧Ｖａｇｃが供給されるが、ここで、第一の可変減衰器３は、図２に示すように、３個のピンダイオード２１、２２、２３が直列に接続されて構成されており、また、第二の可変減衰器６は、直列接続された２個のピンダイオード２４、２５と、一方のピンダイオード２５に並列接続された抵抗２６とによって構成されている。そして、自動利得制御電圧Ｖａｇｃによってこれらのピンダイオード２１、２２、２３、２４、２５に流れる電流が制御される。
【００２０】
なお、図示はしないが、第一の可変減衰器３のピンダイオード２１、２２、２３にはバイアス電圧が与えられており、自動利得制御電圧Ｖａｇｃが低い場合（従ってＱＰＳＫ変調信号のレベルが低い場合）には、バイアス電圧によってピンダイオード２１、２２、２３には充分な電流が流れ、従って、ピンダイオード２１、２２、２３のインピーダンスが低くなっている。そして、自動利得制御電圧Ｖａｇｃが高くなるに従って、ピンダイオード２１、２２、２３に流れる電流が減少して各ピンダイオード２１、２２、２３のインピーダンスが増加するようになっている。同様に、第二の可変減衰器６のピンダイオード２４、２５にもバイアス電圧が与えられており、自動利得制御電圧Ｖａｇｃに対しては同様なインピーダンス変化をする。なお、第二の可変減衰器６の抵抗２６はダンピング用の抵抗であり、最大減衰量を最適化するためのものである
【００２１】
そこで、第一の可変減衰器３と第二の可変減衰器６とを比較すると、第一の可変減衰器３は、第二の可変減衰器６よりもピンダイオードの数が１個多いので、同一の自動利得制御電圧Ｖａｇｃの下では、第一の可変減衰器３のピンダイオード２１、２２、２３に流れる電流は第二の可変減衰器６のピンダイオード２４、２５に流れる電流よりも少なくなる。従って、第一の可変減衰器３は、第二の可変減衰器６よりも、ＱＰＳＫ変調信号のレベルが低い段階から減衰が開始する。
【００２２】
一方、ＩＱ復調器９には、オペアンプ１３によって増幅された自動利得電圧が供給されるので、ＩＱ復調器９の利得減衰が開始するときの受信したＱＰＳＫ変調信号のレベルは、第一の可変減衰器３が減衰開始するときの受信したＱＰＳＫ変調信号のレベルよりも低くなる。
【００２３】
この結果、入力されたＱＰＳＫ変調信号のレベルが高くなって、例えば、第一のレベルであるマイナス７０ｄＢｍになると、先ず最初に、ＩＱ復調器９の利得の減衰が開始する。そして、ＱＰＳＫ変調信号のレベルが、例えば、第二のレベルであるマイナス５５ｄＢｍになると、第一の可変減衰器３の減衰量の増加が開始する。さらに、ＱＰＳＫ変調信号のレベルが高くなって、例えば、第三のレベルであるマイナス３５ｄＢｍになると、第二の可変減衰器６の減衰量の増加が開始するようになる。
【００２４】
以上の自動利得制御特性の様子を示したのが図４である。図４は、ＱＰＳＫ変調信号の入力レベル（受信レベル）に対するＩＱ復調器９の出力レベル（曲線ｘで示す）、ＩＱ復調器９の入力レベル（曲線ｙで示す）、混合器４の入力レベル（曲線ｚで示す）をそれぞれ示している。
図４において、先ず、受信したＱＰＳＫ変調信号のレベルが第一のレベルＡまで増加するまでは、自動利得制御が動作しないので、ＩＱ復調器９の出力レベル、ＩＱ復調器９の入力レベル、混合器４の入力レベルは、それぞれ、ＱＰＳＫ変調信号の入力レベルの増加に対応して増加している。そして、ＱＰＳＫ変調信号の入力レベルが第一のレベルＡに到った時点でＩＱ復調器９の利得減衰が開始するので、その後のＱＰＳＫ変調信号のレベル増加に対してもＩＱ復調器９の出力レベルはほぼ一定（およそプラス４ｄＢｍ）となる。
【００２５】
次に、ＱＰＳＫ変調信号の入力レベルが第二のレベルＢに到った時点では、第一の可変減衰器３の減衰量の増加が開始するので、混合器４の入力レベルがほぼ一定（およそマイナス４５ｄＢｍ）となる。この結果、混合器４の入力レベルはＱＰＳＫ変調信号の第二のレベルＢの時点で制限される。また、混合器４の入力レベルが制限されることから、ＩＱ復調器９の入力レベルもほぼ一定（およそマイナス２５ｄＢｍ）になるように制限される。
なお、第一のレベルＡから第二のレベルＢまでの間では、ＩＱ復調器９の入力レベルと混合器４の入力レベルは、それぞれ、ＱＰＳＫ変調信号の入力レベルの増加に対応して増加している。
【００２６】
そして、ＱＰＳＫ変調信号の入力レベルが第三のレベルＣに到った時点では、第二の可変減衰器６の減衰量の増加が開始する。そして、ＩＱ復調器９の入力レベルと出力レベルとは継続して一定となる。なお、混合器４の入力レベルが第三のレベルＣ付近から増加しているのは、第一の可変減衰器３の減衰量が飽和状態になるためである。
【００２７】
このように、本発明の受信ユニットでは、ＱＰＳＫ変調信号のレベルが高くなるに従って、先ず最初にＩＱ復調器９の利得の減衰が開始し、次に第一の可変減衰器３の減衰量の増加が開始し、最後に第二の可変減衰器６の減衰量の増加が開始するようになっているので、混合器４の入力レベルの増加は、ＱＰＳＫ変調信号が第二のレベルになった時点で制限される。
従って、混合器４を漏洩して局部発振器５に入力されるＱＰＳＫ変調信号のレベルは減少する。この結果局部発振信号の位相ノイズは低くなる。
【００２８】
なお、低雑音増幅２と第一の可変減衰器３とを利得可変増幅器で代用してこれを第一の利得可変増幅器（図示せず）とし、この第一の利得可変増幅器を第一のレベル変化手段としてもよい。しかし、ＮＦ（雑音指数）の観点からすれば、図１に示したように、低雑音増幅器２の次段に第一の可変減衰器３を設けて第一の可変減衰器の減衰量を変化するのが有利になる。同様に、第二の可変減衰器６と中間周波増幅器７とを利得可変増幅器で構成してこれを第二の利得可変増幅器（図示せず）とし、第二の利得可変増幅器を第二のレベル変化手段としてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、本発明のＱＰＳＫ変調信号受信ユニットは、ＱＰＳＫ変調信号が第一のレベルで、ＩＱ復調器の出力レベル低下が開始し、次いで、ＱＰＳＫ変調信号が第一のレベルよりも大きい第二のレベルで第一のレベル変化手段の出力レベルの低下が開始し、次いで、ＱＰＳＫ変調信号が第二のレベルよりも大きい第三のレベルで第二のレベル変化手段の出力レベルの低下が開始するようにしたので、混合器の入力レベルの増加は、ＱＰＳＫ変調信号が第二のレベルになった時点で制限される。
従って、混合器を漏洩して局部発振器に入力されるＱＰＳＫ変調信号のレベルは減少する。この結果、局部発振信号の位相ノイズは低くなる。
【００３０】
また、本発明のＱＰＳＫ変調信号受信ユニットは、制御電圧をＱＰＳＫ復調器から発生し、直列接続された第一、第二および第三のピンダイオードからなる第一の可変減衰器で第一のレベル変化手段を構成し、直列接続された第四及び第五のピンダイオードからなる第二の可変減衰器で第二のレベル変化手段を構成し、制御電圧で第一乃至第五のピンダイオードに流れる電流を制御し、ＱＰＳＫ変調信号のレベルの増加に伴って電流を減少させるようにしたので、同一の制御電圧の下では、第一の可変減衰器のピンダイオードに流れる電流は第二の可変減衰器のピンダイオードに流れる電流よりも少なくなる。従って、第一の可変減衰器は、第二の可変減衰器よりも、ＱＰＳＫ変調信号のレベルが低い段階から減衰が開始する。
【００３１】
また、本発明のＱＰＳＫ変調信号受信ユニットは、ＱＰＳＫ変調信号を増幅する増幅器を設け、増幅器の次段に第一の可変減衰器を設けたので、ＱＰＳＫ変調信号を増幅器で増幅した後に第一の可変減衰器で減衰の制御をすることになり、ＮＦが良くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＱＰＳＫ変調信号受信ユニットのブロック構成図である。
【図２】本発明のＱＰＳＫ変調信号受信ユニットに使用する第一のレベル変化手段の回路図である。
【図３】本発明のＱＰＳＫ変調信号受信ユニットに使用する第二のレベル変化手段の回路図である。
【図４】本発明のＱＰＳＫ変調信号受信ユニットにおけるレベル変化特性図である。
【図５】従来のＱＰＳＫ変調信号受信ユニットのブロック構成図である。
【図６】従来のＱＰＳＫ変調信号受信ユニットにおけるレベル変化特性図である。
【符号の説明】
１  バンドパスフィルタ
２  低雑音増幅器（増幅器）
３  第一の可変減衰器（第一のレベル変化手段）
４  混合器
５  局部発振器
６  第二の可変減衰器（第二のレベル変化手段）
７  中間周波増幅器
８  中間周波バンドパスフィルタ
９  ＩＱ復調器
１０  Ａ／Ｄ変換器
１１  ＱＰＳＫ復調器
１２  エラー補正回路
１３  オペアンプ
２１  第一のピンダイオード
２２  第二のピンダイオード
２３  第三のピンダイオード
２４  第四のピンダイオード
２５  第五のピンダイオード
２６  抵抗
【図１】
0003562967.tif 000002
【図２】
0003562967.tif 000003
【図３】
0003562967.tif 000004
【図４】
0003562967.tif 000005
【図５】
0003562967.tif 000006
【図６】
0003562967.tif 000007