(57)【要約】無線送信装置は、送信信号生成装置、検波回路及び定在波比測定回路を備える。検波回路は、送信信号に対応する進行波の検波電圧と、反射波の検波電圧を検出する。定在波比測定回路は、進行波の検波電圧と反射波の検波電圧に基づいて電圧定在波比を測定する。検波回路は、検出部及び時定数回路を有する。検出部は、前記進行波の検波電圧と前記反射波の検波電圧を検出する。時定数回路は、前記検出部により検出された進行波の検波電圧と、前記反射波の検波電圧のそれぞれに対して時間的変動を平均化する。ここで、時定数回路においては、前記送信信号が立ち上がる状態では前記送信信号が立ち下がる状態と比較して時定数が短く設定される。
2014045488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信信号を生成し、出力する送信信号生成装置と、
前記送信信号生成装置とアンテナとの伝送線路間に設けられ、前記送信信号に対応する進行波の検波電圧と、反射波の検波電圧を検出する検波回路と、
前記検波回路によって検出された進行波の検波電圧と反射波の検波電圧に基づいて電圧定在波比を測定する定在波比測定回路とを備え、
前記検波回路は、
前記進行波の検波電圧と前記反射波の検波電圧を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された進行波の検波電圧と、前記反射波の検波電圧のそれぞれに対して時間的変動を平均化し、前記送信信号が立ち上がる状態では前記送信信号が立ち下がる状態と比較して時定数が短く設定される時定数回路と、を有する
無線送信装置。
【請求項２】
前記無線送信装置は、携帯端末との無線通信を実行する基地局に設けられ、
前記基地局は、前記無線送信装置以外の他の無線送信装置をさらに有し、前記無線送信装置は、前記他の無線送信装置とアンテナを共用して無線送信を実行する、
請求項１に記載の無線送信装置。
【請求項３】
前記無線送信装置は、ＬＴＥのＯＦＤＭ方式により無線送信を実行する、
請求項１又は２のいずれか一項に記載の無線送信装置。
【請求項４】
前記時定数回路は、導通する第１の抵抗と、前記第１の抵抗と並列に接続され、前記送信信号の立ち上がり及び立ち下がりに応じて導通状態を切り替えることが可能な第２の抵抗と、を有するＲＣ回路である、
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の無線送信装置。
【請求項５】
前記時定数回路は、前記第２の抵抗の導通状態を前記送信信号の立ち上がり及び立ち下がりに応じて切り替えるダイオードをさらに有する、
請求項４に記載の無線送信装置。
【請求項６】
送信信号を生成し、出力する無線送信装置に設けられた定在波比測定装置であって、
前記送信信号を生成する生成装置とアンテナとの伝送線路間に設けられ、前記送信信号に対応する進行波の検波電圧と、反射波の検波電圧を検出する検波回路と、
前記検波回路によって検出された進行波の検波電圧と反射波の検波電圧に基づいて電圧定在波比を測定する定在波比測定回路とを備え、
前記検波回路は、
前記進行波の検波電圧と前記反射波の検波電圧を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された進行波の検波電圧と、前記反射波の検波電圧のそれぞれに対して時間的変動を平均化し、前記送信信号が立ち上がる状態では前記送信信号が立ち下がる状態と比較して時定数が長く設定される時定数回路と、を有する
定在波比測定装置。
【請求項７】
送信信号を生成し、出力する無線送信装置において電圧定在波比を測定する定在波比測定方法であって、
前記送信信号に対応する進行波の検波電圧と、反射波の検波電圧を検出し、
時定数回路において、検出された前記進行波の検波電圧と、前記反射波の検波電圧のそれぞれに対して時間的変動を平均化し、
前記送信信号が立ち上がる状態では前記送信信号が立ち下がる状態と比較して前記時定数回路の時定数を短く設定する、
定在波比測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線送信装置、定在波比測定装置及び定在波比測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線送信装置において、ＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio；電圧定在波比）を測定することは、無線送信装置の特性を把握するのに重要である。特許文献１〜９においては、ＶＳＷＲ測定に関する技術が開示されている。関連技術として、特許文献１０においては、温度が変化しても入射波及び反射波の検出ができるアンテナ監視装置が開示されている。特許文献１１においては、他システムのアンテナからの回りこみによる誤検知をなくし、アンテナ及びアンテナ給電系を正しく監視できる監視装置が開示されている。【０００３】
図５Ａは、特許文献１にかかるＶＳＷＲ検出回路を示した構成図である。電力増幅部１０１は入力信号を増幅し、方向性結合器１０２はその出力をレベルモニタする。方向性結合器１０３は、伝送線路１１０の一端に接続された負荷回路より反射された反射波電力をレベルモニタする。位相器１０４は、方向性結合器１０２、１０３の間に設けられ、進行波及び反射波に位相回転を与える。検波器１０５、１０６は、進行波電力及び反射波電力をそれぞれ検波する。演算装置１０７は、検波器１０５、１０６から出力された検波電圧からＶＳＷＲを算出する。以上より、ＶＳＷＲ検出回路はＶＳＷＲを算出する。【０００４】
図５Ｂは、特許文献２にかかるＶＳＷＲ測定回路を示した構成図である。ＶＳＷＲ測定回路は、被測定物２０１に対し、信号発生器２０３から方向性結合器２０２を通してマイクロ波信号（ｓｉｎθ）を与える。ＶＳＷＲ測定回路は、被測定物２０１で反射して方向性結合器２０２の出力端２２２から来る反射波（ｍｓｉｎθ）と、信号発生器２０３が出力した、方向性結合器２０２の入力端２２１から来る漏洩波（Ａｓｉｎθ）とを合成する。そして、ＶＳＷＲ測定回路は、その合成した信号を検波器２０４で検波して得た直流電圧を表示器２０５に表示しながら被測定物２０１の定在波比を測定する。【０００５】
図５Ｃは、特許文献３にかかるＶＳＷＲモニタ回路を示した構成図である。入力端子３０１には、高周波送信信号が入力される。第１の方向性結合器３０２を介して増幅器３０３で増幅された高周波送信信号の進行波（送信信号進行波）３２１は、第２の方向性結合器３０４を介して出力端子３１７に出力される。送信信号反射波３２２は、送信信号進行波３２１とは逆方向に向かって進行し、増幅器３０３との伝送線路間では定在波として観測される。【０００６】
第２の方向性結合器３０４の一方の分岐ポートＡには送信信号進行波３２１の分岐信号が出力され、他方のポートＢには送信信号反射波３２２の分岐信号が主に出力される。この時、第２の方向性結合器３０４の他方のポートＢには強力な送信信号進行波３２１の一部が漏れ電力として出力される。なお、その電力量は、通常は微弱な送信信号反射波３２２の分岐信号と同レベルにまでに達することもある。このようにして、他方のポートＢには、送信信号反射波３２２の分岐信号の電力に対し、送信信号進行波３２１の一部の漏れ電力（送信信号反射波３２２の分岐信号とは同方向の位相の異なる電力）が重畳する。【０００７】
第２の方向性結合器３０４の一方の分岐ポートＡには送信信号進行波３２１の分岐信号が出力されるが、送信信号反射波３２２の分岐信号の一部も漏れ電力として出力される。その電力量は送信信号反射波３２２のＩＳＯ（抑圧）ポートからの出力となるから殆ど無視できる電力量であるものの、一方の分岐ポートＡには、送信信号進行波３２１の分岐信号の電力に対し、送信信号反射波３２２の漏れ電力が重畳する。換言すれば、一方の分岐ポートＡには、送信信号進行波３２１の分岐信号の電力に対し、送信信号進行波３２１の分岐信号とは同方向の位相の異なる僅かな電力が重畳する。【０００８】
第１の方向性結合器３０２で分岐された増幅前の送信信号進行波は、第１ベクトル調整器３０５を介して第１分配器３０６でさらに分岐される。そして、分岐された送信信号進行波３２１は、第２の方向性結合器３０４から出力された分岐信号と第１の結合器３０７で結合される。【０００９】
次に、第１の結合器３０７の出力は検波器３１０で直流検波され、検波された情報はＡ／Ｄ変換器３１２でデジタル化されてベクトル制御器３１４に送出される。ベクトル制御器３１４は、入力された検波電圧に対応して第１ベクトル調整器３０５を調整する。ベクトル制御器３１４は、第１の結合器３０７の出力が最小になる、すなわち検波器３１０の検波電圧が最小になるように第１ベクトル調整器３０５を自動制御する。なおベクトル制御器３１４の制御電圧はＣＰＵ（Central Processing Unit）で処理するためデジタル信号であるが、第１ベクトル調整器３０５はアナログ信号で動作する。そのため、その制御電圧はＤ／Ａ変換器３１５を介してアナログ化された状態で送出される。【００１０】
上述の通り、第２の方向性結合器３０４の分岐ポートＢから出力される分岐信号は、送信信号反射波３２２と送信信号進行波３２１の漏れ電力とが重畳された信号である。そして、第１分配器３０６で分岐される増幅前の送信信号進行波３２１のうち、第１の結合器３０７に入力されないものは、第２ベクトル調整器３０８を介して第２の結合器３０９に出力される。この信号と、分岐ポートＢから出力される分岐信号とは第２の結合器３０９で結合される。【００１１】
第１分配器３０６と第２の結合器３０９との間には、位相量と減衰量を調整するための第２ベクトル調整器３０８が設置される。送信信号反射波３２２の分岐信号（反射波）は、検波器３１１およびＡ／Ｄ変換器３１３でデジタル化され、ＶＳＷＲモニタ３１６に反射波情報として送られる。ＶＳＷＲモニタ３１６は、送信信号反射波の検波情報を、内部インタフェース端子３１８を介して高周波送信装置の処理回路に出力する。【００１２】
図５Ｄは、特許文献４にかかるアンテナポート監視システムを示した構成図である。アンテナポート監視システムは、送信増幅部４０１、反射電力用検波回路４０２、Ａ／Ｄコンバータ４０３、送信電力用検波回路４０４、Ａ／Ｄコンバータ４０５、正常値サンプリング回路４０８、異常値サンプリング回路４０９、現在値サンプリング回路４１０、書き込み指示回路４１２、反射波特性記憶回路４１１、スレッショルド決定回路４１３、ＡＬＭ判定回路４１４、試験信号発生回路４０７、信号選択回路４０６及びＣＰＵ４１５を備える。【００１３】
送信増幅部４０１は、無線通信装置の送信信号を増幅する。反射電力用検波回路４０２は、反射電力を測定する。Ａ／Ｄコンバータ４０３は、検波された反射電力値をデジタル値に変換する。送信電力用検波回路４０４は、送信電力を測定する。Ａ／Ｄコンバータ４０５は、検波された送信電力値をデジタル値に変換する。正常値サンプリング回路４０８は、正常時の送信電力値及び反射電力値を一時的に保持する。異常値サンプリング回路４０９は、異常時の送信電力値及び反射電力値を一時的に保持する。現在値サンプリング回路４１０は、現在の送信電力値及び反射電力値を一時的に保持する。書き込み指示回路４１２は、これらの保持タイミングを指示する。反射波特性記憶回路４１１は、これらの一時的に保持された値を格納する。スレッショルド決定回路４１３は、反射波特性記憶回路４１１から読み出した値とＣＰＵ４１５から設定された情報を基にスレッショルド値を決定する。ＡＬＭ判定回路４１４は、これらの値に基づいて最終的にＶＳＷＲアラームを判定する。試験信号発生回路４０７は、試験信号を発生する。信号選択回路４０６は、試験信号を送信するか運用信号を送信するかを選択する。ＣＰＵ４１５は、全体を制御する。このようにして、無線通信装置は、ＶＳＷＲアラームを発生させることができる。【００１４】
図６は、関連する無線送信装置の例を示した構成図である。無線送信装置５００は、ＭＡＣ（Media Access Controller）５０１、ベースバンド信号発生器（ＢＢ信号発生器）５０２、変調器５０３、局部発振器５０４、高出力増幅器５０５、フィルタ５０６、方向性結合器５０７、アンテナ５０８、ＶＳＷＲ測定回路５０９及びＶＳＷＲ表示部５１７を備える。ＶＳＷＲ測定回路５０９は、進行波検出器５１０、反射波検出器５１１、固定時定数回路５１２、固定時定数回路５１３、差分検出器５１４、ＶＳＷＲ計算器５１５及びＶＳＷＲ平均化器５１６を備える。【００１５】
ＭＡＣ５０１で生成されたデータ信号は、ベースバンド信号発生器５０２で変調ベースバンド信号であるＩ／Ｑ軸信号に変調される。すなわち、ベースバンド信号発生器５０２はＩ／Ｑ変調を実行する。【００１６】
Ｉ／Ｑ軸信号は、変調器５０３と局部発振器５０４によりＲＦ（Radio Frequency）帯変調ダウンリンク信号に変換される。ＲＦ帯変調ダウンリンク信号の電力は、高出力増幅器５０５により所定の送信電力まで高められる。高出力増幅器５０５が出力したＲＦ帯変調ダウンリンク信号は、送信スプリアス低減の為のフィルタ５０６を介して、アンテナ５０８に出力される。アンテナ５０８は、ＲＦ帯変調ダウンリンク信号を無線信号として空間に放射する。【００１７】
なお、無線送信装置においてＶＳＷＲ測定回路５０９はアンテナ５０８の前段に設けられる。これは、ＶＳＷＲ測定回路５０９がアンテナ５０８の影響を見込んだＶＳＷＲを測定することにより、アンテナからの空間放射が問題無く行なわれている事を確認するためである。【００１８】
フィルタ５０６とアンテナ５０８の間には、ＶＳＷＲ測定のために進行波と反射波を検出する方向性結合器５０７が挿入されている。換言すれば、アンテナ５０８前段に方向性結合器５０７が挿入されている。方向性結合器５０７により、無線送信装置５００においてアンテナ５０８方向に出力される進行波の電圧は進行波検出器５１０にて検出される。同様に、アンテナ５０８と反対方向に出力される反射波の電圧は反射波検出器５１１にて検出される。【００１９】
進行波の検波電圧瞬時値の時間的変動を平均化するため、進行波検出器５１０にて検出された電圧は、固定の時定数を有する固定時定数回路５１２を介して差分検出器５１４に出力される。同様に、反射波の検波電圧瞬時値の時間的変動を平均化するため、反射波検出器５１１にて検出された電圧は、固定の時定数を有する固定時定数回路５１３を介して差分検出器５１４に出力される。【００２０】
図７は、固定時定数回路５１２（積分回路）の例を示した構成図である。固定時定数回路５１２は、抵抗５１８及びコンデンサ５１９を有する。抵抗５１８は、一端が進行波検出器５１０側に接続され、他端が差分検出器５１４側に接続されている。コンデンサ５１９は、抵抗５１８と差分検出器５１４との間にその一端が接続され、その他端は接地されている。【００２１】
抵抗５１８の抵抗値をＲ、コンデンサ５１９の容量値をＣとすると、固定時定数回路５１２における固定時定数τはτ＝ＲＣとなる。ここで、通常Ｓｙｍｂｏｌ毎に変わる検波電圧を十分平滑化するため、τはＳｙｍｂｏｌ長の数倍から１０倍程度の比較的長い時間に設定される。【００２２】
固定時定数回路５１３も、固定時定数回路５１２と同様の構成を有する。【００２３】
図６に戻り、無線通信装置の説明を続ける。差分検出器５１４は、固定時定数回路５１２から出力された進行波の電圧と、固定時定数回路５１３から出力された反射波の電圧との差分を検出する。差分検出器５１４が検出した差分検出電圧に基づいて、ＶＳＷＲ計算器５１５は無線送信装置５００のＶＳＷＲを計算する。ＶＳＷＲ計算器５１５が測定したＶＳＷＲは、ＶＳＷＲ平均化器５１６で平滑化される。ＶＳＷＲ平均化器５１６で平滑化されたＶＳＷＲを、無線送信装置５００は最終報告値としてＶＳＷＲ表示部５１７にそのまま出力表示する。以上のようにして、無線送信装置５００はＶＳＷＲを測定する。【００２４】
特に、特許文献５〜１０においては、ＶＳＷＲの測定誤差を解消することが可能な無線送信装置が開示されている。【００２５】
図８Ａは、特許文献６にかかるアンテナ通信装置の例を示した構成図である。アンテナ通信装置は、送信機Ｔｘ１〜Ｔｘｎ、コンバイナ６１１、アンテナ監視装置６０１、アンテナフィルタＦ０及びアンテナ６１３を備える。コンバイナ６１１は、アイソレータＩ１〜Ｉｎ及び帯域通過フィルタＦ１〜Ｆｎを有する。アンテナ監視装置６０１は、方向性結合器６１２、バンドパスフィルタ６２１、６２２、検波回路６１４、６１５、演算回路６１６及び表示装置６１７を有する。アンテナ監視装置６０１は、以上の構成により、ＶＳＷＲを測定する。【００２６】
方向性結合器６１２は、進行波と反射波を検波するため、アンテナに接続されたアンテナフィルタＦ０（バンドパスフィルタ）と送信機との間に挟んで挿入される。このように方向性結合器６１２を設けることにより、アンテナフィルタＦ０によって帯域外にある反射波が減衰することが期待できる。【００２７】
方向性結合器６１２からは、伝送線路が分岐される。方向性結合器６１２と進行波用の検波回路６１４との間の伝送線路には、バンドパスフィルタ６２１が挿入される。方向性結合器６１２と反射波用の検波回路６１５との間の伝送線路には、バンドパスフィルタ６２２が挿入される。バンドパスフィルタ６２１及び６２２により、帯域外の干渉波・妨害波を検波前に十分抑圧することができる。以上により、図８Ａにかかるアンテナ通信装置は、ＶＳＷＲの測定誤差を解消することができる。【００２８】
図８Ｂは、特許文献６にかかる他のアンテナ通信装置の例を示した構成図である。アンテナ通信装置は、送信機Ｔｘ１〜Ｔｘｎ、コンバイナ７１１、アンテナ監視装置７０１、アンテナフィルタＦ０及びアンテナ７１３を備える。コンバイナ７１１は、アイソレータＩ１〜Ｉｎ及び帯域通過フィルタＦ１〜Ｆｎを有する。アンテナ監視装置７０１は、方向性結合器７１２、局部発振回路７２３ａ、ミキサ回路７２４、７２５、帯域通過フィルタ７２６、７２７、中間周波フィルタ７２８、７２９、検波回路７１４、７１５、演算回路７１６及び表示装置７１７を有する。アンテナ監視装置７０１は、以上の構成により、ＶＳＷＲを測定する。【００２９】
局部発振回路７２３ａ及びミキサ回路７２４、局部発振回路７２３ａ及びミキサ回路７２５は、それぞれダウンコンバータを構成する。方向性結合器７１２で分岐された進行波経路と反射波経路には、それぞれ当該ダウンコンバータが設けられている。局部発振回路７２３ａが局部発振器周波数を変えることにより、ダウンコンバータが対象とする通過帯域を変えている。【００３０】
方向性結合器７１２から出力された信号は、ダウンコンバートされた後に、ベースバンド又はＩＦ（Intermediate Frequency）周波数が設定されたダウンコンバータよりも狭帯域のフィルタを通過する。これにより、アンテナ通信装置は更に急峻に外来の帯域外干渉波又は妨害波を減衰させ、これらの干渉波・妨害波によるＶＳＷＲ測定値の誤差を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３１】
【特許文献１】特開２００５−０４９２３１号公報
【特許文献２】特開平０３−０５１７７２号公報
【特許文献３】特開２００４−２８６６３２号公報
【特許文献４】特開２００４−０９６６８９号公報
【特許文献５】特開平０５−１５７７８１号公報
【特許文献６】特開平０４−３５７４７１号公報
【特許文献７】特開平０４−３１０８７２号公報
【特許文献８】特開２００５−０１７１３８号公報
【特許文献９】特開２００２−０４３９５７号公報
【特許文献１０】実開平０５−０７３５７６号公報
【特許文献１１】特開平０５−１７２８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３２】
図６にかかる無線送信装置５００は、以下の環境時において、ＶＳＷＲ測定に大きな誤差が生じてしまう。【００３３】
図９Ａは、無線送信装置５００が適用される状態を示した概略図である。図９Ａでは、自システムの基地局系無線送信装置と他システムの基地局系無線送信装置とが結合している状態が示されている。ここでは、２つの無線送信装置は共用アンテナを用いて、ＬＴＥ（Long Term Evolution）等のＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式からなる通信をする。【００３４】
図９Ａでは、他システムの無線送信装置からの干渉波が自システムの無線送信装置に入力されることが示されている。ここで、自システム基地局送信部８００は、Ａ［ｄＢｍ］の信号を、アンテナ共用器８０１を介してアンテナ８０２に出力する。他システム基地局送信部８０３は、Ｂ［ｄＢｍ］の信号を、アンテナ共用器８０１を介してアンテナ８０２に出力する。このとき、他システム基地局送信部８０３の出力した送信信号のうち、Ｂ−Ｘ［ｄＢｍ］の送信信号がアンテナ共用器８０１を介して自システム基地局送信部８００に出力される。なお、Ｘ［ｄＢｍ］はアンテナ共用器８０１のアイソレーション量である。【００３５】
図９Ｂは、自システム基地局送信部８００とアンテナ共用器８０１との間における信号レベルを示した図である。図９Ｂの横軸は周波数ｆを示す。自システム基地局送信部８００が出力する信号（送信信号１）は、Ａ［ｄＢｍ］の強さを有し、他システム基地局送信部８０３が出力する信号（送信信号２）は、Ａ−Ｘ［ｄＢｍ］の強さを有する。ここで、元々他システム基地局送信部８０３が出力する信号はＡ［ｄＢｍ］であり、Ａ＝Ｂである。なお、ＩＭ（Inter Modulation）１とＩＭ２は、自システム基地局送信信号と他システム基地局送信信号の逆流波により生ずる相互変調ひずみである。【００３６】
図１０は、ＬＴＥダウンリンク信号の時間波形を示す図である。図１０におけるＥ−ＴＭ１．１はテスト信号であり、主にＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）−ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）方式で通信される信号である。Ｅ−ＴＭ２はテスト信号であり、６４ＱＡＭ（Quadrature amplitude modulation）Ｓｉｎｇｌｅ  ＲＢ（Resource Block）方式で通信される信号である。このＥ−ＴＭ１．１やＥ−ＴＭ２は、時間軸上密に信号が存在している通常のデータ信号である。すなわち、Ｅ−ＴＭ１．１及びＥ−ＴＭ２は、出力期間が長い信号である。図１０において縦軸はｄＢ（各種信号の相対比）であり、横軸は時間を表している。【００３７】
図１０における制御チャネル信号は、自システム基地局送信部８００と携帯端末とのリンクが無い状態において、実運用信号の中で最も疎な信号である。制御チャネル信号には、報知情報（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ情報）と、リファレンス信号（基準信号）とが含まれる。【００３８】
ここで、制御チャネル信号は、制御チャネルによって携帯端末に送信される、携帯端末が接続制御に必要な制御信号である。報知情報とは、移動端末における位置登録要否の判断に必要となる位置番号、周辺セル情報、発信規制制御を行うための情報等を含む信号である。リファレンス信号とは、端末側でのトレーニング信号であり、あらかじめ基地局側と携帯端末側で定められたパターンの信号である。携帯端末側では、そのリファレンス信号からチャネル（減衰量及び位相回転量）の推定等の処理を実行する。【００３９】
図１０における１フレーム（＝１０サブフレーム・１０ｍｓｅｃ）中には、個々の信号の出力期間が通常のデータ信号に比較して短い報知情報と、報知情報に比べて個々の信号の出力期間が更に短いリファレンス信号とが、時間軸上疎らに存在する。【００４０】
以下、図６に示した無線送信装置５００を、図９Ａに示した自システム基地局送信部８００として用いた場合において、各種環境下でＶＳＷＲを測定した場合の課題を説明する。【００４１】
図１１は、密度のあるテスト信号Ｅ−ＴＭ２がＤＬ（ダウンリンク）信号として無線送信装置５００から送信される場合の、２フレーム（２０ｍｓｅｃ）間のＤＬ信号レベル、ＤＬ反射波の信号レベル及びＶＳＷＲ測定値を示した図である。ここでＤＬ反射波は、ＲＬ（Return Loss）を１５ｄＢとした場合の反射状態を想定したものである（図１２、図１３においても同様である）。なお図１１中の縦軸方向の矢印は、検波器のダイナミックレンジを示している（図１２、図１３においても同様である）。【００４２】
図１１においては、ＤＬ信号レベルは変動するが、その変動は検波器のダイナミックレンジ内の変動である。かつ、固定時定数回路５１２、５１３により変動の平滑化が十分に成される。そのため、ＶＳＷＲ測定値は常に正しい値（この場合１．５）を示す。【００４３】
図１２は、運用時の疎な制御チャネルがＤＬ信号として無線送信装置５００から送信される場合の、２フレーム（２０ｍｓｅｃ）間のＤＬ信号レベル、ＤＬ反射波の信号レベル及びＶＳＷＲ測定値の増減を示した図である。【００４４】
この場合には、ＯＮ／ＯＦＦを頻繁に繰り返すＤＬ信号としてのリファレンス信号の期間が、固定時定数回路５１２、５１３の時定数τに比して短すぎる状態となる。【００４５】
従って、検波電圧が立ち上がりきらず、ダイナミックレンジ内に至らないうちに、進行波・反射波両信号ともに立ち下がってしまう。そのため、ＶＳＷＲ測定値の精度が悪化してしまう。ただし、報知情報が出力される期間（図１２において丸で囲まれた領域）のみでは、信号密度が高くなる（個々の信号の出力期間が長い信号が出力される）ため、ＶＳＷＲ測定値は正しい値を示す。【００４６】
図１３は、運用時の疎な制御チャネルがＤＬ信号として無線送信装置５００から送信され、かつ、他システムから恒常的に継続した妨害波が逆流して無線送信装置５００に入力された場合の、２フレーム（２０ｍｓｅｃ）間のＤＬ信号レベル、ＤＬ反射波の信号レベル及びＶＳＷＲ測定値の増減を示した図である。【００４７】
このとき、反射波検出器５１１によって妨害波が反射波として検出されてしまう。妨害波は、図１３において、−３０ｄＢ近辺の信号レベルとして検出される。妨害波の出力期間は固定時定数回路５１２の有する時定数τに比較して十分に長い。従って、固定時定数回路５１２は妨害波についての検波電圧を出力してしまう。換言すれば、測定回路５０９において、妨害波による検波電圧が反射波による検波電圧として誤認されて測定されてしまう。妨害波による検波電圧は、高めの信号レベルで安定する。そのため、反射波の検波電圧の誤差が大幅に拡大してしまう。これは固定時定数回路５１３においても同様である。【００４８】
これに対して進行波は、検波電圧が立ち上がりきらないうちに、進行波が立ち下がってしまう。これは、リファレンス信号の期間が固定時定数回路の時定数τに比して短すぎるためである。【００４９】
結果として、進行波の検波電圧が低く測定されてしまうのに対して、反射波の検波電圧が高く測定されてしまう。そのため、測定するＶＳＷＲの精度がさらに悪化してしまう。妨害波のレベルによっては、ＶＳＷＲの精度は最悪に固定されてしまうこととなる。ただし、報知情報が出力される期間（図１３において丸で囲まれた領域）のみでは、信号密度が高くなるため、ＶＳＷＲ測定値は正しい値を示す。【００５０】
以上のように、実環境下で、出力する信号密度が疎な場合においては、ＶＳＷＲ測定値は劣化してしまう。更に、共用アンテナで結合した他システムからの妨害波逆流がある場合は、ＶＳＷＲ報告値はますます劣化してしまう。このような場合には、アンテナを見込んだ場合のＶＳＷＲ報告として全反射様相と誤認された報告がなされてしまう事で、監視局の方で誤アラーム等が発動することにより、自システムが停波してしまうとの懸念があった。【００５１】
特許文献１〜４にかかる無線送信装置では、ＶＳＷＲの測定誤差を解消するための回路構成等は何ら開示されていないため、上述の問題が発生してしまう。【００５２】
特許文献５〜１０にかかる無線送信装置では、ＶＳＷＲの測定誤差を解消するための回路構成等がとられているものの、以上に示した課題については解消することができない。特許文献１１についても同様である。従って、やはり上述の問題が発生してしまう。【００５３】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、電圧定在波比の測定誤差を抑制可能な無線送信装置、定在波比測定装置及び定在波比測定方法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】
【００５４】
本発明の第一の態様は、無線送信装置を含む。無線送信装置は、送信信号生成装置、検波回路及び定在波比測定回路を備える。送信信号生成装置は、送信信号を生成し、出力する。検波回路は、前記送信信号生成装置とアンテナとの伝送線路間に設けられ、前記送信信号に対応する進行波の検波電圧と、反射波の検波電圧を検出する。定在波比測定回路は、前記検波回路によって検出された進行波の検波電圧と反射波の検波電圧に基づいて電圧定在波比を測定する。検波回路は、検出部及び時定数回路を有する。検出部は、前記進行波の検波電圧と前記反射波の検波電圧を検出する。時定数回路は、前記検出部により検出された進行波の検波電圧と、前記反射波の検波電圧のそれぞれに対して時間的変動を平均化する。ここで、時定数回路においては、前記送信信号が立ち上がる状態では前記送信信号が立ち下がる状態と比較して時定数が短く設定される。【００５５】
本発明の第二の態様は、定在波比測定装置を含む。定在波比測定装置は、送信信号を生成し、出力する無線送信装置に設けられる。定在波比測定装置は、検波回路及び定在波比測定回路を備える。検波回路は、前記送信信号を生成する生成装置とアンテナとの伝送線路間に設けられ、前記送信信号に対応する進行波の検波電圧と、反射波の検波電圧を検出する。定在波比測定回路は、前記検波回路によって検出された進行波の検波電圧と反射波の検波電圧に基づいて電圧定在波比を測定する。検波回路は、検出部及び時定数回路を備える。検出部は、前記進行波の検波電圧と前記反射波の検波電圧を検出する。時定数回路は、前記検出部により検出された進行波の検波電圧と、前記反射波の検波電圧のそれぞれに対して時間的変動を平均化する。ここで、時定数回路においては、前記送信信号が立ち上がる状態では前記送信信号が立ち下がる状態と比較して時定数が短く設定される。【００５６】
本発明の第三の態様は、定在波比測定方法を含む。この定在波比測定方法は、送信信号を生成し、出力する無線送信装置において電圧定在波比を測定する定在波比測定方法である。ここで、定在波比測定方法は、以下のステップ（ａ）〜（ｄ）を含む。
（ａ）前記送信信号に対応する進行波の検波電圧と、反射波の検波電圧を検出すること、
（ｂ）前記進行波の検波電圧と前記反射波の検波電圧を検出すること、
（ｃ）前記検出部により検出された進行波の検波電圧と、前記反射波の検波電圧のそれぞれに対して時間的変動を平均化すること、及び
（ｄ）前記送信信号が立ち上がる状態では前記送信信号が立ち下がる状態と比較して前記時定数回路の時定数を短く設定すること。
【発明の効果】
【００５７】
本発明により、電圧定在波比の測定誤差を抑制可能な無線送信装置、定在波比測定装置及び定在波比測定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】実施の形態１にかかる無線通信装置の例を示した構成図である。
【図２】実施の形態１にかかる検波回路の構成例を示したブロック図である。
【図３】実施の形態２にかかる無線通信装置の例を示した構成図である。
【図４】実施の形態２にかかる複数時定数回路の例を示した構成図である。
【図５Ａ】関連技術にかかるＶＳＷＲ検出回路を示した構成図である。
【図５Ｂ】関連技術にかかるＶＳＷＲ測定回路を示した構成図である。
【図５Ｃ】関連技術にかかるＶＳＷＲモニタ回路を示した構成図である。
【図５Ｄ】関連技術にかかるアンテナポート監視システムを示す構成図である。
【図６】関連技術にかかる無線送信装置の例を示した構成図である。
【図７】関連技術にかかる固定時定数回路の例を示した構成図である。
【図８Ａ】関連技術にかかるアンテナ通信装置の例を示した構成図である。
【図８Ｂ】関連技術にかかる他のアンテナ通信装置の例を示した構成図である。
【図９Ａ】関連技術にかかる無線送信装置が適用される状態を示した概略図である。
【図９Ｂ】関連技術において、自システム基地局送信部とアンテナ共用器との間における信号レベルを示した図である。
【図１０】関連技術にかかるＬＴＥダウンリンク信号の時間波形を示す図である。
【図１１】関連技術において、密度のあるテスト信号が無線送信装置から送信される場合に、２フレームにおいてポーリングしたＤＬ信号レベル、ＤＬ反射波の信号レベル及びＶＳＷＲ測定値を示した図である。
【図１２】関連技術において、運用時の疎な制御チャネルが無線送信装置から送信される場合に、２フレームにおいてポーリングしたＤＬ信号レベル、ＤＬ反射波の信号レベル及びＶＳＷＲ測定値を示した図である。
【図１３】関連技術において、運用時の疎な制御チャネルが無線送信装置から送信され、かつ、他システムからの妨害波が加わった場合に、２フレームにおいてポーリングしたＤＬ信号レベル、ＤＬ反射波の信号レベル及びＶＳＷＲ測定値を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
実施の形態１
以下、図面を参照して実施の形態１について説明する。
【００６０】
図１は、実施の形態１にかかる無線送信装置の一例を示す構成図である。無線送信装置１０は、送信信号生成装置１１、アンテナ１２、検波回路１３及び定在波比測定回路１４を備える。
【００６１】
送信信号生成装置１１は、送信信号を生成し、出力する。なお送信信号生成装置１１は、１種類の送信信号を出力してもよいし、期間が異なる複数種類の送信信号を出力してもよい。
【００６２】
アンテナ１２は、送信信号生成装置１１が出力した送信信号を無線信号として送信する。ここで、アンテナ１２から送信信号生成装置１１に対して、送信信号生成装置１１の出力信号の反射波が流れる。
【００６３】
検波回路１３は、送信信号生成装置１１とアンテナ１２との伝送線路間に設けられ、送信信号に対応する進行波の検波電圧と、反射波の検波電圧を検出する。
【００６４】
図２は、検波回路１３の構成例を示したブロック図である。検波回路１３は、検出部１５及び時定数回路１６を有する。
【００６５】
検出部１５は、進行波の検波電圧と反射波の検波電圧を検出する。例えば検出部１５は、伝送線路間に流れる進行波と反射波とを分離して取り出すことにより、進行波及び反射波のそれぞれの検波電圧を検出する。
【００６６】
時定数回路１６は、検出部１５により検出された進行波の検波電圧と、反射波の検波電圧のそれぞれに対して時間的変動を平均化する。時定数回路１６において設定される時定数は、時定数回路１６が出力する検波電圧が、入力された検波電圧の約６３％になる時間である。すなわち、時定数は時定数回路１６の応答の早さを示すパラメータである。ここで、時定数回路１６においては、送信信号が立ち上がる状態では送信信号が立ち下がる状態と比較して時定数が短く設定される。
【００６７】
ここで、時定数回路１６は、進行波と反射波毎に１つずつ回路が設けられていてもよい。なお、それぞれの回路の時定数は誤差又は許容範囲内の数値内において同一であってもよいし、異なる値であってもよい。
【００６８】
図１に戻り、説明を続ける。定在波比測定回路１４は、検波回路によって検出された進行波の検波電圧と反射波の検波電圧に基づいて、ＶＳＷＲ（電圧定在波比）を測定する。
【００６９】
以上のように無線送信装置１０が構成されることにより、以下の効果を奏する。時定数回路１６においては、送信信号が立ち上がる状態では送信信号が立ち下がる状態と比較して時定数が短く設定される。すなわち、送信信号が立ち上がる状態では時定数回路１６が出力する検波電圧の立ち上がりを早くすることができる。そのため、送信信号における進行波及び反射波がオフエッジになる前に、時定数回路１６が出力する検波電圧が十分に立ち上がる（早く応答する）ことができる。これは、送信信号における個々の信号の出力期間の長短にかかわらず実現できる。従って、個々の信号の出力期間が短い送信信号が出力される間においても、無線送信装置１０は進行波及び反射波の測定誤差を抑制することができる。このようにして、無線送信装置１０は、ＶＳＷＲの測定誤差を抑制することができる。
【００７０】
なお、実施の形態１は、検波回路１３及び定在波比測定回路１４を含む定在波比測定装置の発明として捉えることもできる。また、検波回路１３及び定在波比測定回路１４の処理は、定在波比測定方法の発明として捉えることもできる。
【００７１】
実施の形態２
以下、図面を参照して実施の形態２について説明する。
【００７２】
図３は、実施の形態２にかかる無線送信装置２０の一例を示す構成図である。無線送信装置２０は、ＭＡＣ２１、ベースバンド（ＢＢ）信号発生器２２、変調器２３、局部発振器２４、高出力増幅器２５、フィルタ２６、方向性結合器２７、アンテナ２８、ＶＳＷＲ測定装置２９及びＶＳＷＲ表示部３７を備える。ＭＡＣ２１〜局部発振器２４、アンテナ２８は、それぞれ図１にかかる送信信号生成装置１１、アンテナ１２に対応する。ここで無線送信装置２０はアンテナ２８を用いて、ＬＴＥ（Long Term Evolution）等のＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式からなる通信をする。無線送信装置２０は、携帯端末との無線通信を実行する基地局に設けられており、携帯端末に無線通信する信号を生成する。
【００７３】
ＭＡＣ２１は、無線送信するデータ信号を生成し、ベースバンド信号発生器２２に出力する。ＭＡＣ２１は、ＯＳＩ参照モデルにおいてデータリンク層(第２層)の下位副層に当たり、フレーム(データの送受信単位)の送受信方法やフレームの形式、誤り検出方法などを規定・実行する部分である。換言すれば、ＭＡＣ２１はデータ生成の為に必要な大元の部分である。ここでＭＡＣ２１は、通常のデータ信号や報知情報（第１の送信信号）の他、低期間でＯＮ／ＯＦＦを繰り返すリファレンス信号（第２の送信信号）を出力する。なお、データ信号、報知情報及びリファレンス信号の詳細については前述の通りである。
【００７４】
ベースバンド信号発生器２２は、ＭＡＣ２１から出力されたデータ信号を変調して変調ベースバンド信号（Ｉ／Ｑ軸信号）を生成する。この変調ベースバンド信号は変調器２３に出力される。
【００７５】
変調器２３は、入力された変調ベースバンド信号を、局部発振器２４が出力する信号の周波数に応じて周波数を変調し、ＲＦ帯変調ダウンリンク信号として出力する。
【００７６】
局部発振器２４は、変調器２３の周波数変調に用いる周波数を有する信号を出力する。なお、局部発振器２４が出力する信号の周波数は、状況に応じて変更してもよい。
【００７７】
高出力増幅器２５は、変調器２３が出力したＲＦ帯変調ダウンリンク信号の電圧を増幅し、信号の電力を、無線送信に必要な所定の送信電力まで高める。高出力増幅器２５は、フィルタ２６に増幅した信号を出力する。
【００７８】
フィルタ２６は、アンテナから送信する送信信号のスプリアスを低減するために設けられたフィルタである。フィルタ２６は、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタ等の少なくともいずれかにより構成される。
【００７９】
フィルタ２６から出力された送信信号は、方向性結合器２７を介し、アンテナ２８によって無線信号として空間に放射される。
【００８０】
方向性結合器２７は、ＶＳＷＲ測定装置２９が送信信号の進行波と反射波を検出するため、アンテナ２８の前段に挿入されている。換言すれば、方向性結合器２７は、信号生成装置とアンテナとの伝送線路間に設けられている。方向性結合器２７は、進行波電力のみに対応する信号を進行波検出器３０に出力するとともに、反射波電力のみに対応する信号を反射波検出器３１に出力する。
【００８１】
ＶＳＷＲ測定装置２９は、アンテナ２８による影響が見込まれるＶＳＷＲを測定し、アンテナ２８からの空間放射が問題なく行なわれていることを確認するため、アンテナ２８前段に設けられる。
【００８２】
ＶＳＷＲ測定装置２９は、進行波検出器３０、反射波検出器３１、複数時定数回路３２、複数時定数回路３３、差分検出器３４、ＶＳＷＲ計算器３５及びＶＳＷＲ平均化器３６を備える。
【００８３】
進行波検出器３０〜複数時定数回路３３は図１にかかる検波回路１３に対応し、差分検出器３４〜ＶＳＷＲ平均化器３６は図１にかかる定在波比測定回路１４に対応する。進行波検出器３０及び反射波検出器３１は図２にかかる検出部１５に対応し、複数時定数回路３２、３３は図２にかかる時定数回路１６に対応する。
【００８４】
進行波検出器３０は、送信信号に対応する進行波の電圧を検出し、検波電圧を複数時定数回路３２に出力する。反射波検出器３１は、送信信号に対応する反射波の電圧を検出し、検波電圧を複数時定数回路３３に出力する。
【００８５】
複数時定数回路３２は、入力された進行波の検波電圧の時間的変動を平均化（平滑化）して、差分検出器３４に出力する。複数時定数回路３２の時定数は、長時定数τＬ又は短時定数τＳのいずれかの時定数が設定される。無線送信装置２０が信号を立ち下げる（送信しない）期間には、長時定数τＬが複数時定数回路３２の時定数として設定される。無線送信装置２０が送信信号（通常のデータ信号や報知情報、リファレンス信号など）を立ち上げて送信する期間には、短時定数τＳが複数時定数回路３２の時定数として設定される。
【００８６】
複数時定数回路３３は、入力された反射波の検波電圧の時間的変動を平均化して、差分検出器３４に出力する。複数時定数回路３３の時定数は、長時定数τＬ又は短時定数τＳのいずれかの時定数が設定される。無線送信装置２０が信号を立ち下げる（送信しない）期間には、長時定数τＬが複数時定数回路３３の時定数として設定される。無線送信装置２０が送信信号（通常のデータ信号や報知情報、リファレンス信号など）を立ち上げて送信する期間には、短時定数τＳが複数時定数回路３３の時定数として設定される。
【００８７】
図４は、複数時定数回路３２の構成例を示す構成図である。複数時定数回路３２は、抵抗３８、３９、コンデンサ４０及びダイオード４１を有するＲＣ回路である。
【００８８】
抵抗（第１の抵抗）３８は、一端が進行波検出器３０側に接続され、他端が差分検出器３４側に接続されている。抵抗（第２の抵抗）３９は、抵抗３８と並列に接続されており、一端が進行波検出器３０側に接続され、他端がダイオード４１のアノードに接続されている。抵抗３８は導通しているのに対し、抵抗３９は導通状態を切り替えることが可能な抵抗である。
【００８９】
コンデンサ４０は、抵抗３８と差分検出器３４との間にその一端が接続され、その他端は接地されている。なおコンデンサ４０の一端は、ダイオード４１のカソードにも接続されている。ダイオード４１は、アノードが抵抗３９の他端に接続され、カソードが抵抗３８と差分検出器３４との間に接続されている。ダイオード４１は、所定の電圧（順方向電圧）がかかると、電流を流す。
【００９０】
図４において、抵抗３８の抵抗値をＲ１、抵抗３９の抵抗値をＲ２、コンデンサ４０の容量値をＣとする。ダイオード４１がオフである間に、複数時定数回路３２における固定時定数τＬはτＬ＝Ｒ１＊Ｃとなる。ここで、通常Ｓｙｍｂｏｌ毎に変化する進行波の検波電圧を十分平滑化するため、τＬはＳｙｍｂｏｌ長の数倍から１０倍程度の比較的長い時間に設定される。
【００９１】
ダイオード４１がオンである間に、複数時定数回路３２における固定時定数τＳはτＳ＝Ｒ'＊Ｃとなる。Ｒ'は合成抵抗であり、Ｒ'＝（Ｒ１＊Ｒ２）／（Ｒ１＋Ｒ２）である。ここでＲ'は、Ｒ１よりも必ず小さい値をとる（換言すれば、時定数回路の合成抵抗値を小さい値にする。）。そのため、固定時定数τＳは、固定時定数τＬよりも短い時定数である。複数時定数回路３２の設計時において、抵抗値Ｒ２が抵抗値Ｒ１よりも大幅に低い抵抗３９を設けることにより、固定時定数τＳの値を固定時定数τＬよりも大幅に下げることができる。
【００９２】
無線送信装置２０が信号を送信する場合（リファレンス信号の様に低期間でＯＮ／ＯＦＦを繰り返す送信信号を出力する場合でも）、信号の立ち上がりにおいてダイオード４１に所定の電圧以上の検波電圧がかかる。それにより、ダイオード４１がオンになる。つまり、抵抗３８と並列接続された抵抗３９の電流経路は、進行波の電圧が立ち上がるときに、ダイオード４１により導通する。これにより、検波電圧の立ち上がりを早めることができる。なお短時定数τＳは、リファレンス信号における最短１Ｓｙｍｂｏｌ長の期間に対応するため、１Ｓｙｍｂｏｌ前後の長さに設定される事が望ましい。
【００９３】
これに対して、低期間で存在するリファレンス信号のＯＦＦ  Ｅｄｇｅ以降の検波電圧を保持するためには、長時定数τＬをＳｙｍｂｏｌ長の数倍から１０倍程度の比較的長い時間に設定する必要がある。信号が送信されない場合の長めの期間での通常検波電圧の変動を十分平滑化するためにも、長時定数τＬをＳｙｍｂｏｌ長の数倍から１０倍程度の比較的長い時間に設定する必要がある。無線送信装置２０が送信信号を立ち下げる（出力しない）場合には、所定の電圧以上の検波電圧はダイオード４１に流れない。そのため、抵抗３８と並列接続された抵抗３９の電流経路はダイオード４１がオフにされることにより遮断され、抵抗３８とコンデンサ４０のみが接続される。そのため、複数時定数回路３２の時定数は、長時定数τＬ（＝ＲＣ）となる。
【００９４】
抵抗値Ｒ１、Ｒ２及び容量値Ｃは、短時定数τＳが１Ｓｙｍｂｏｌ前後の長さに設定され、長時定数τＬがＳｙｍｂｏｌ長の数倍から１０倍程度の長さに設定されるように定められる。
【００９５】
複数時定数回路３３も、複数時定数回路３２と同様の構成を有するため、説明を省略する。
【００９６】
以下、図３に戻り、無線送信装置２０各部の説明を続ける。差分検出器３４は、複数時定数回路３２が出力した進行波の検波電圧と、複数時定数回路３３が出力した反射波の検波電圧との差分を検出し、差分検出電圧として出力する。
【００９７】
ＶＳＷＲ計算器（ＶＳＷＲ算出器）３５は、差分検出器３４が検出した差分検出電圧に基づいて、無線送信装置２０のＶＳＷＲを計算する。
【００９８】
無線送信装置２０は、そのようにしてＶＳＷＲ平均化器３６で平滑化されたＶＳＷＲを、最終報告値としてＶＳＷＲ表示部３７に出力表示する。以上のようにして、無線送信装置２０はＶＳＷＲを測定する。
【００９９】
以上のように、複数時定数回路３２、３３は、無線送信装置２０が送信信号を出力しないときには、検波電圧の変動抑圧を図ることができる（長時定数τＬを複数時定数回路３２、３３の時定数に設定したことによる効果）。逆に、無線送信装置２０が送信信号を出力するとき（例えばリファレンス信号の様な低期間でＯＮ／ＯＦＦを繰り返す信号を出力するとき）には、短時間でも検波電圧が十分立ち上がる様に設計できる（短時定数τＳを複数時定数回路３２、３３の時定数に設定したことによる効果）。従って、無線送信装置２０がどのような信号を出力する場合にも、進行波・反射波共にその検波電圧が即座に、かつ十分な電圧値をもって立ち上がるように設定することができる。換言すれば、無線送信装置２０は送信信号の種類が異なる場合であっても、検波電圧の時間的変動を適切に平均化することができる。そのため、無線送信装置２０は電圧定在波比の測定誤差を抑制することができる。
【０１００】
また、無線送信装置２０は、携帯端末との無線通信を実行する基地局に設けられており、報知情報やリファレンス信号を送信信号として出力する。このため、携帯端末との無線通信を実行する基地局において、電圧定在波比の測定誤差を抑制することができる。
【０１０１】
特に、無線送信装置２０が図６のように他システム基地局送信部と共用でアンテナ２８を使用している場合には、他システム基地局送信部からアンテナ２８を介して、反射波と同じ方向の妨害波（干渉波）が伝送路間に流れる。その場合でも、無線送信装置２０は差分検出器３４に入力される反射波の検波電圧において、外部からの恒常的な妨害波の逆流による反射波電圧に、真の反射波電圧がマスクされない様にすることができる。このようにして、無線送信装置２０は進行波検波と反射波検波の精度を上げることができるため、妨害波によるＶＳＷＲ測定への悪影響を抑えられる（即ちＶＳＷＲ測定の確度を改善する）ことができる。また、送信信号を立ち上げる（出力する）場合と立ち下げる（出力しない）場合とで時定数回路の時定数の値を切り替えることができるため、無線送信装置２０はＶＳＷＲ測定の即応性改善と安定性確保を両立させることができる。
【０１０２】
換言すれば、無線送信装置２０は自システムの送信状態（送信密度の濃淡）によらず、精度良くアンテナ外部を見込んだＶＳＷＲを算出することができる。なお無線送信装置２０は、例えばＬＴＥ等のＯＦＤＭ方式によって無線通信を実行する。
【０１０３】
例えば、ＶＳＷＲが所定の値を超えた場合にアラームが発生する装置を無線送信装置２０に取り付けた場合、誤動作によるＶＳＷＲアラーム等は発生せず、本当にアンテナ自身やアンテナとの接続に問題が発生し、ＶＳＷＲが劣化した際のみアラームが発動される。このため、無線送信装置２０の保守点検の精度を高めることができる。
【０１０４】
特許文献５〜７に開示された無線送信装置においては、外来の干渉波・妨害波の周波数帯域が希望送信帯域から離れている場合に効果が奏する。しかし、自システムの送信帯域と他システムからの干渉帯域が近接していたり、送信帯域と干渉帯域とがオーバーラップしたりするような場合には、フィルタの周波数選択度による干渉波・妨害波のフィルタリングが十分になされることが期待できない。そのため、これらの無線送信装置はＶＳＷＲの測定誤差を解消することができない。
【０１０５】
特許文献５〜７に開示された無線送信装置において、上述の問題を解決するためには、フィルタ回路においてより急峻なフィルタ特性が必要となる。そのため、無線送信装置の設計難易度が格段に上がり、装置形状や価格増加に繋がるという課題が生じる。固定帯域のフィルタを検波計に挿入するように測定回路を構成することも考えられるが、フィルタが設定する周波数を可変にすることができなくなるため、測定回路の融通性（汎用性）がなくなってしまう。しかしながら、無線送信装置２０においては測定回路の融通性（汎用性）を保つことができる。
【０１０６】
なお、外来の妨害波については図３のフィルタ２６で減衰させ、フィルタ２６の前段に方向性結合器２７を挿入する無線送信装置２０の構成も考えられる（図３では、フィルタ２６の後段に方向性結合器２７が挿入されている）。しかしながら、自システムのダウンリンク送信帯域と、他システムのダウンリンク送信帯域が近接している場合は、フィルタ２６における妨害波の減衰は期待出来ない。そういった環境条件においても、図３に示した無線送信装置２０においては、妨害波によるＶＳＷＲの測定精度の悪化を抑制することができる。
【０１０７】
複数時定数回路３２、３３は、図４に記載した通り、導通する抵抗３８と、抵抗３８と並列に接続され、送信信号の立ち上がり及び立ち下がりに応じて導通状態を切り替えることが可能な抵抗３９を有するＲＣ回路である。抵抗３９の導通状態が切り替わることにより、それぞれの時定数回路における時定数の値を変化させることができる。このため、無線送信装置２０は簡単な構成の時定数回路によって、時定数を変化させることができる。
【０１０８】
さらに、時定数回路の合成容量値ではなく合成抵抗値を可変にすることにより、時定数回路におけるコスト削減を図ることができる。
【０１０９】
複数時定数回路３２、３３は、ダイオード４１により、抵抗３９の導通状態を前記送信信号の立ち上がり及び立ち下がりに応じて切り替えている。ここでダイオード４１を用いることにより、複数時定数回路３２、３３を簡易な構成にすることができる。
【０１１０】
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【０１１１】
図４に示した複数時定数回路の構成では、２つある抵抗のうちの１つの導通状態を変えることにより、時定数の値を変更した。しかし、抵抗は３つ以上複数時定数回路に設けられていてもよい。さらに、複数時定数回路には、導通状態を可変にできる抵抗が複数あってもよい。複数の抵抗の導通状態を可変にすることにより、複数時定数回路における合成抵抗値を３種類以上変化させることができる。そのため、複数時定数回路における時定数の値も３種類以上に変化させることができる。これにより、時定数回路におけるより細かい時定数の設定をすることが可能となり、無線通信装置２０はＶＳＷＲの測定誤差を抑制することができる。
【０１１２】
なお複数時定数回路３２、３３のいずれかのみが、図４に示した構成を有していてもよい。
【０１１３】
本発明は、ＬＴＥに関する通信システムだけではなく、第４世代以上の通信規格（例えば ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ、ＩＭＴ（International Mobile Telecommunications）−Ａｄｖａｎｃｅｄ、ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）２）に関する通信システムに適用しても良い。
【０１１４】
この出願は、２０１２年９月１８日に出願された日本出願特願２０１２−２０４２１２を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本発明は、無線通信装置全般に応用可能であり、例えば、基地局系装置の送信装置部分に適用することができる。
【符号の説明】
【０１１６】
１０  無線通信装置
１１  送信信号生成装置
１２  アンテナ
１３  検波回路
１４  定在波比測定回路
１５  検出部
１６  時定数回路
２１  ＭＡＣ
２２  ベースバンド信号発生器
２３  変調器
２４  局部発振器
２５  高出力増幅器
２６  フィルタ
２７  方向性結合器
２８  アンテナ
２９  ＶＳＷＲ測定装置
３０  進行波検出器
３１  反射波検出器
３２、３３  複数時定数回路
３４  差分検出器
３５  ＶＳＷＲ計算器
３６  ＶＳＷＲ平均化器
３７  ＶＳＷＲ表示部
３８、３９  抵抗
４０  コンデンサ
４１  ダイオード
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成27年7月29日(2015.7.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信信号を生成し、出力する送信信号生成装置と、
前記送信信号生成装置とアンテナとの伝送線路間に設けられ、前記送信信号に対応する進行波の検波電圧と、反射波の検波電圧を検出する検波回路と、
前記検波回路によって検出された進行波の検波電圧と反射波の検波電圧に基づいて電圧定在波比を測定する定在波比測定回路とを備え、
前記検波回路は、
前記進行波の検波電圧と前記反射波の検波電圧を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された進行波の検波電圧と、前記反射波の検波電圧のそれぞれに対して時間的変動を平均化し、前記送信信号が立ち上がる状態では前記送信信号が立ち下がる状態と比較して時定数が短く設定される時定数回路と、を有し、
前記時定数回路は、導通する第１の抵抗と、前記第１の抵抗と並列に接続され、前記送信信号の立ち上がり及び立ち下がりに応じて導通状態を切り替えることが可能な第２の抵抗と、を有するＲＣ回路である、
無線送信装置。
【請求項２】
前記無線送信装置は、携帯端末との無線通信を実行する基地局に設けられ、
前記基地局は、前記無線送信装置以外の他の無線送信装置をさらに有し、前記無線送信装置は、前記他の無線送信装置とアンテナを共用して無線送信を実行する、
請求項１に記載の無線送信装置。
【請求項３】
前記無線送信装置は、ＬＴＥのＯＦＤＭ方式により無線送信を実行する、
請求項１又は２のいずれか一項に記載の無線送信装置。
【請求項４】
前記時定数回路は、前記第２の抵抗の導通状態を前記送信信号の立ち上がり及び立ち下がりに応じて切り替えるダイオードをさらに有する、
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の無線送信装置。
【請求項５】
送信信号を生成し、出力する無線送信装置に設けられた定在波比測定装置であって、
前記送信信号を生成する生成装置とアンテナとの伝送線路間に設けられ、前記送信信号に対応する進行波の検波電圧と、反射波の検波電圧を検出する検波回路と、
前記検波回路によって検出された進行波の検波電圧と反射波の検波電圧に基づいて電圧定在波比を測定する定在波比測定回路とを備え、
前記検波回路は、
前記進行波の検波電圧と前記反射波の検波電圧を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された進行波の検波電圧と、前記反射波の検波電圧のそれぞれに対して時間的変動を平均化し、前記送信信号が立ち上がる状態では前記送信信号が立ち下がる状態と比較して時定数が長く設定される時定数回路と、を有し、
前記時定数回路は、導通する第１の抵抗と、前記第１の抵抗と並列に接続され、前記送信信号の立ち上がり及び立ち下がりに応じて導通状態を切り替えることが可能な第２の抵抗と、を有するＲＣ回路である、
定在波比測定装置。
【請求項６】
送信信号を生成し、出力する無線送信装置において電圧定在波比を測定する定在波比測定方法であって、
前記送信信号に対応する進行波の検波電圧と、反射波の検波電圧を検出し、
導通する第１の抵抗と、前記第１の抵抗と並列に接続され、前記送信信号の立ち上がり及び立ち下がりに応じて導通状態を切り替えることが可能な第２の抵抗と、を有するＲＣ回路である時定数回路において、検出された前記進行波の検波電圧と、前記反射波の検波電圧のそれぞれに対して時間的変動を平均化し、
前記送信信号が立ち上がる状態では前記送信信号が立ち下がる状態と比較して前記時定数回路の時定数を短く設定する、
定在波比測定方法。
【国際調査報告】
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