(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局からの電波が届かない不感地の近傍に設置され、基地局向けアンテナと移動局向けアンテナを有し、基地局からの受信信号及び移動局からの受信信号の各周波数ｆ0 を中間周波数ｆIFに低下変換して選択増幅したのち前記受信周波数より所定の周波数Δｆだけ高いか又は低い周波数ｆ0 ＋Δｆ又はｆ0 −Δｆに上昇変換して移動局及び基地局に対して送出する周波数変換形中継増幅装置において、
前記中継増幅装置の前段または中段または後段に挿入接続され、入力される制御信号に従って減衰量を変化させることにより該中継増幅装置の増幅利得を変化させる可変減衰器を備え、
前記移動局向けアンテナと前記基地局向けアンテナとの間の結合による前記送出周波数ｆ0 ＋Δｆ又はｆ0 −Δｆの回り込み信号成分をｆIF＋Δｆ又はｆIF−Δｆの回り込み信号成分に低下変換して、該変換された回り込み信号成分が既に変換されている前記中間周波数ｆIFと共に前記ＩＦフィルタを通過し、該ＩＦフィルタを通過した信号の分岐出力が該回り込み信号成分ｆIF＋Δｆ又はｆIF−Δｆのみを通過させるＢＰＦに通されて抽出選択されて増幅、検波され、該回り込み信号を検出するように構成されたことを特徴とする周波数変換形中継増幅装置。
【請求項２】
基地局からの電波が届かない不感地の近傍に設置され、基地局向けアンテナと移動局向けアンテナを有し、基地局からの受信信号及び移動局からの受信信号の各周波数ｆ0 を中間周波数ｆIFに低下変換して選択増幅したのち前記受信周波数より所定の周波数Δｆだけ高いか又は低い周波数ｆ0 ＋Δｆ又はｆ0 −Δｆに上昇変換して移動局及び基地局に対して送出する周波数変換形中継増幅装置において、
前記中継増幅装置の前段または中段または後段に挿入接続され、入力される制御信号に従って減衰量を変化させることにより該中継増幅装置の増幅利得を変化させる可変減衰器と、
前記移動局向けアンテナと前記基地局向けアンテナとの間の結合による前記送出周波数ｆ0 ＋Δｆ又はｆ0 −Δｆの回り込み信号成分をｆIF＋Δｆ又はｆIF−Δｆの回り込み信号成分に低下変換して、該変換された回り込み信号成分が既に変換されている前記中間周波数ｆIFと共に前記ＩＦフィルタを通過し、該ＩＦフィルタを通過した信号の分岐出力が該回り込み信号成分ｆIF＋Δｆ又はｆIF−Δｆのみを通過させるＢＰＦに通されて抽出選択されて増幅，検波され、該回り込み信号成分のレベルが第１の規定値を超えたとき該回り込み量が多くなったことを知らせるアラームを送出し、該回り込み信号成分のレベルが前記第１の規定値よりさらに大きくなってスプリアス発射が他への妨害となるレベルを示す第２の規定値を超えたとき前記可変減衰器の減衰量を増加するための信号を前記制御信号として出力して前記中継増幅装置の増幅利得を低くするように制御する回り込み量検出部とが備えられたことを特徴とする周波数変換形中継増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動通信における中継増幅装置に関し、特に、基地局向けと移動局向けの両アンテナ間の回り込みによる異常発振の発生を抑圧する機能を備えた周波数変換形中継増幅装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車電話などの移動通信システムでは、開空間の不感地対策として行う中継増幅方式には、周波数変換を行わない直接中継方式が適用されている。
しかし、直接中継方式の場合、送信アンテナから受信アンテナへの回り込みの影響で中継増幅装置が異常発振する場合がある。そのため、異常発振しないように、中継増幅装置の基地局向けの入力（出力）アンテナと移動機向けの出力（入力）アンテナを離して固定することにより、中継増幅装置の利得以上の入出力アンテナ間の伝搬ロスを確保していた。
【０００３】
上記の問題点に対する改善案の１つとして、この入出力アンテナ間の伝搬ロスが小さくても、異常発振が起きずに正常な中継動作を行う周波数変換形中継増幅装置がある。
【０００４】
図４は本発明を適用しようとする周波数変換形中継システムの概要図である。図において、１は基地局、２は基地局の周波数変換部、３は基地局のアンテナ、４は中継装置（中継増幅装置６）の基地局向アンテナ、５は中継装置の移動局向アンテナ、６は中継増幅装置（周波数変換形）、７は不感地、ＭＳは移動機である。但し１の基地局のソフトウェアで変換して行う場合、２の基地局の周波数変換部は不要である。
【０００５】
基地局１の基地局装置から出力される周波数Ｆ１  の信号を周波数変換部２で（Ｆ２  ＝Ｆ１  −Δｆ又はＦ１  ＋Δｆ）に変換し、アンテナ３から中継増幅装置６に対して送出する。中継増幅装置６は、アンテナ４で受信した周波数Ｆ２  の信号を元の周波数Ｆ１  に周波数変換して移動機（ＭＳ）に対してアンテナ５から送出する。従って、基地局装置の出力周波数と中継増幅装置６の送出周波数が同じＦ１  となり、通常の使用法と同じとなる。
【０００６】
図５は、従来の周波数変換形中継増幅装置のブロック図であり、図６はその各部の周波数スペクトラムを示す原理説明図である。簡単のため双方向中継増幅装置の下り系のみを示す。図５において、１０は前置増幅器（プリアンプ）、１１は周波数変換器（コンバータ）、１２はＩＦ（中間周波）フィルタ、１３は周波数変換器（コンバータ）、１４はフィルタ、１５は増幅器、１６，１７は局部発振器（ＶＣＯ：電圧制御発振器）、１８はアンテナ５からアンテナ４間の等化回り込み回路（β回路）である。
【０００７】
図６（ａ）は、入出力アンテナ間の回り込みがないときの各部の周波数のスペクトラムである。
入力した周波数ｆ０  の希望波Ａはプリアンプ１０で増幅され、コンバータ１１で中間周波ｆＩＦにダウンコンバート（低下変換）される。中間周波ｆＩＦに変換された信号Ｄは、ＩＦフィルタ１２で自信号以外の周波数成分が減衰される。
ＩＦフィルタ１２の出力Ｅは、コンバータ１３により入力信号Ａの周波数ｆ０  よりΔｆだけオフセットしてアップコンバート（上昇変換）される。コンバータ１３の出力Ｆはフィルタ１４に入力され、ローカル信号成分を減衰させ、増幅器１５で所要の出力まで増幅される。
ただし、中間周波段の増幅器は説明を容易にするため図示を省略した。
上記の内容をスペクトラムで表すと図６（ａ）のようになる。これは、入出力アンテナ間の回り込み（β）１８がない時および＋側にオフセットした時の状態である。
【０００８】
図６（ｂ）は、回り込み量（β）が中継増幅装置の利得よりＸ（ｄＢ）だけ多い時の状態を示す。回り込んだ信号Ｂの周波数は、中継増幅装置でΔｆだけ高い周波数に変換されているので、Ｃ点のスペクトラムは図のようになる。このＣ点の受信信号成分（ｆ０  ）と回り込み成分（ｆ０  ＋Δｆ）が各ブロック１０〜１５を通過すると、図６（ｂ）のＤ〜Ｆのスペクトラムとなる。
妨害波（回り込んだ信号）Ｂは、Ｄ点においてΔｆだけｆＩＦより高くずれている（元々の信号がΔｆだけずれている）ので、ＩＦフィルタ１２でｆ０  ＋Δｆの成分が十分減衰させられ、ＩＦフィルタ１２の出力Ｅ点では希望波よりＹ（ｄＢ）だけレベルが低くなっている。
Ｅ点のスペクトラムをコンバータ１３で再変換すると、Ｆのスペクトラムとなる。（ｂ）では回り込みの影響を１回目のｆ０  ＋Δｆだけとし、２回目のｆ０  ＋２Δｆの成分は極めて小さいのでＢ点でのレスポンスは記載を省略した。
【０００９】
しかし、回り込み量が更に多くなる（βの値が小さくなる）と、図６（ｃ）のようになる。この図６（ｃ）は、中継増幅装置の利得をＧとし、ＩＦフィルタ１２のｆＩＦ＋Δｆ以上の周波数成分の減衰量をＬ、回り込み量をβとしたとき、Ｇ＋Ｌ＋β＝０となった時を示しており、各ブロックが無限大のリニアリチィを持つと、回り込み回数が増えて回り込み波は希望波と同じ出力レベルでΔｆ毎に無限大にオフセットし発振することになる。
逆に言えば、周波数変換形中継増幅装置は、回り込み量βが増えても、ＩＦフィルタの減衰量Ｌだけ異常発振が起こりにくくなっていることを示す。
【００１０】
この周波数変換形中継増幅装置は、図４に示したように、元々空間波の周波数Ｆ１  を−Δｆだけ低い方にずらして送出しているので、中継増幅装置６で＋Δｆ高い方にずらして変換すると元の波と同一のＦ１  となる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来の周波数変換形中継増幅装置では、アンテナ間の回り込み量が、据付け現地の状況の変化や、据付け後運用中に周囲の環境の変化があって、設計時の推定値または据付け時の値より増加したとき、回り込み量の増大がスプリアス発射となって自システムや他システムに妨害を与えるという極めて重大な問題がある。
【００１２】
本発明の目的は、周波数変換形中継増幅装置のアンテナ間の回り込み量が、現地の状況の変化によって、設計時の推定値または据付け時の値（初期値）より増大した時、速やかに、異常を検出してアラームを発生させたり、系の増幅利得を低下させて異常を抑圧することができるようにした周波数変換形中継増幅装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の周波数変換形中継増幅装置は、基地局からの電波が届かない不感地の近傍に設置され、基地局向けアンテナと移動局向けアンテナを有し、基地局からの受信信号及び移動局からの受信信号の各周波数ｆ0 を中間周波数ｆIFに低下変換して選択増幅したのち前記受信周波数より所定の周波数Δｆだけ高いか又は低い周波数ｆ0 ＋Δｆ又はｆ0 −Δｆに上昇変換して移動局及び基地局に対して送出する周波数変換形中継増幅装置において、
前記中継増幅装置の前段または中段または後段に挿入接続され、入力される制御信号に従って減衰量を変化させることにより該中継増幅装置の増幅利得を変化させる可変減衰器と、
前記移動局向けアンテナと前記基地局向けアンテナとの間の結合による前記送出周波数ｆ0 ＋Δｆ又はｆ0 −Δｆの回り込み信号成分をｆIF＋Δｆ又はｆIF−Δｆの回り込み信号成分に低下変換して、該変換された回り込み信号成分が既に変換されている前記中間周波数ｆIFと共に前記ＩＦフィルタを通過し、該ＩＦフィルタを通過した信号の分岐出力が該回り込み信号成分ｆIF＋Δｆ又はｆIF−Δｆのみを通過させるＢＰＦに通されて抽出選択されて増幅，検波され、該回り込み信号成分のレベルが第１の規定値を超えたとき該回り込み量が多くなったことを知らせるアラームを送出し、該回り込み信号成分のレベルが前記第１の規定値よりさらに大きくなってスプリアス発射が他への妨害となるレベルを示す第２の規定値を超えたとき前記可変減衰器の減衰量を増加するための信号を前記制御信号として出力して前記中継増幅装置の増幅利得を低くするように制御する回り込み量検出部とが備えられたことを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施例を示すブロック図である。但し、片方向の系のみ示した。図５の従来例と同一部分には同一の符号を付した。図において、２０は回り込み量検出部、２１は回り込み波検出フィルタ、２２は増幅器、２３は検波器、３０は可変減衰器である。
【００１５】
回り込み量検出部２０で妨害波の回り込み成分（ｆＩＦ＋Δｆ）を検出して、その（ｆＩＦ＋Δｆ）成分が規定値より大きいとき、規定値以下となるように可変減衰器３０の減衰量を増やして中継増幅装置の利得を下げる。
図１における検出部２０のフィルタ２１は（ｆＩＦ＋Δｆ）の信号すなわち、回り込んだ妨害波のみを通過させる。そしてその出力を所要のレベルまで増幅器２２で増幅し、検波器２３で検波して可変減衰器３０を制御する。ｆＩＦ−Δｆの場合も同様である。
【００１６】
可変減衰器３０の挿入位置は、図１では中継増幅装置の入力側（前段）になっているが、中継増幅装置の要求特性により、系の中段または後段のいずれかに挿入すればよい。
【００１７】
例えば、入力側に可変減衰器３０を入れれば、ＮＦ（雑音指数）は劣化するが、増幅器の直線性の能力を示す出力Ｉｐ  （インターセプトポイント）は変わらない。
また、出力側に可変減衰器３０を入れれば、出力Ｉｐ  は劣化するが、ＮＦは変わらない。
また、中間段に可変減衰器３０を入れば、ＮＦ，出力Ｉｐ  は、いずれも少しの劣化ですむ。
【００１８】
図２は本発明の第２の実施例の検出部を示すブロック図である。しかし、これに限定するものではない。
図２に示した回り込み量検出部２０’は、検波器２３の出力をＡ／Ｄ変換器２４でディジタル量に変換し、ディジタル処理器２５から可変減衰器３０を制御するとともに、例えば、アラームを送出したり、異常の復旧条件等、複雑な制御をする。
【００１９】
図３は本発明の第３の実施例を示すブロック図である。この例は、中間周波に変換する前の前置増幅器１０の出力から抽出した回り込み信号成分を含む信号の周波数を中間周波数ＦＩＦに変換する方式であり、希望波信号系とは別に、コンバータ３１とＶＣＯ３２により抽出波をダウンコンバートしてそれに含まれる妨害波ＦＩＦ＋Δｆをフィルタ２１で選択する。検出部２０のフィルタ２１の中心周波数（ＦＩＦ＋Δｆ）以外は、図１の第１の実施例と同じである。
【００２０】
本発明の周波数変換形中継増幅装置は、回り込み量が多くなった時利得を低下させるので、図４の不感地７の中の中継エリアがその分狭くなるが、自システムが断とならないようにして、かつ、他への妨害をなくすためにはやむ得ない。
【００２１】
又、図１，図２及び図３の回り込み量検出部２０で、他への妨害を起こさないレベルをしきい値として設定して判定すれば、中継増幅装置の利得を低下させる前に、回り込み量を判断してアラームを発することができる。但し、具体的な回路は容易に実現できるので図示を省略した。
【００２２】
以上の本発明の第１〜第３の実施例は、すべて基地局から移動機に対する下り系中継増幅部分についてのみ図示し、説明を記載したが、移動機から基地局に対する上り系中継増幅部分についても、同様に本発明を適用し同様の効果を得ることができる。
実際には、例えば、上り系と下り系の利得が異なる場合は片系のみに本発明を適用するとよい等、基地局と中継増幅装置との距離、不感地の広さ即ち移動機との距離によって、片方向の系に本発明を実施したり、双方向の系に本発明を実施したり、現地の状況に合わせて適用することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、周波数変換形中継方式は元々アンテナ間の回り込みがあっても、中継動作できるようなシステムであるが、回り込み量が周囲の環境により変わった場合、スプリアス発射として他に妨害を与えることになるため、本発明を実施することによって未然に妨害波を検知して、中継増幅装置の利得を下げることができるので実用上優れた効果がある。
さらに、本発明では回り込み量が検出できるので、中継増幅装置の利得を下げる前に、事前に回り込み量大というアラームを送出することができるので実用上の効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施例を示すブロック図である。
【図３】本発明の第３の実施例を示すブロック図である。
【図４】本発明を適用しようとするシステムの概要図である。
【図５】従来の中継増幅装置のブロック図である。
【図６】図５の中継増幅装置の各部の周波数スペクトラムである。
【符号の説明】
１  基地局
２  基地局周波数変換部
３  基地局アンテナ
４  中継装置の基地局向アンテナ
５  中継装置の移動局向アンテナ
６  中継増幅装置
７  不感地
１０，１５  増幅器
１１，１３  周波数コンバータ
１２  ＩＦフィルタ
１４  フィルタ
１６，１７  ＶＣＯ
１８  β回路
２０，２０’  回り込み量検出部
２１  ＢＰＦ
２２  増幅器
２３  検波器
２４  Ａ／Ｄ変換器
２５  ディジタル処理器
３０  可変減衰器
３１  周波数コンバータ
３２  ＶＣＯ
【図１】
0003576758.tif 000002
【図２】
0003576758.tif 000003
【図３】
0003576758.tif 000004
【図４】
0003576758.tif 000005
【図５】
0003576758.tif 000006
【図６】
0003576758.tif 000007