(57)【要約】【課題】電力増幅器の電力増幅効率を低下させることなく、低ひずみ率化と広帯域化の両立を図ることができるテレビ中継放送装置を提供する。【解決手段】主増幅器１８Ａの出力をチャンネル毎に周波数変換器２１１〜２１ｎに分配し、各周波数変換器２１１〜２１ｎで中間周波信号に変換する。そして、各周波数変換器２１１〜２１ｎからのひずみの含まれた中間周波信号と各補償器１９１〜１９ｎからの基準信号とを各比較器２０１〜２０ｎで比較して、その差分であるひずみ成分を基に主増幅器１８Ａで生ずるひずみを低減すべく、各補償器１９１〜１９ｎで各受信変換器１１１〜１１ｎからの中間周波信号に対して補償を行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信したテレビ放送信号をチャンネル毎に中間周波数にダウンコンバートし、その後、元の周波数にアップコンバートし、アップコンバート後のチャンネルのテレビ放送信号を合成した後、電力増幅して送信するテレビ中継放送装置において、
チャンネル毎に電力増幅後のテレビ放送信号を前記アップコンバートの際に使用される局部発振信号で中間周波数に変換し、この中間周波信号と前記ダウンコンバートにて得られる中間周波信号とを比較してひずみ成分を抽出し、抽出したひずみ成分に基づき前記ダウンコンバートにて得られる中間周波信号に対して、テレビ放送信号の電力増幅に際して生ずるひずみが最小限になるように補償するひずみ補償手段を備えるテレビ中継放送装置。
【請求項２】
受信したテレビ放送信号をチャンネル毎に中間周波数にダウンコンバートする複数の第１の周波数変換手段と、
中間周波数に変換されたテレビ放送信号をチャンネル毎に元の周波数にアップコンバートする複数の第２の周波数変換手段と、
アップコンバートされて元の周波数となったチャンネル毎のテレビ放送信号を合成する合成手段と、
合成されたチャンネル毎のテレビ放送信号を電力増幅する増幅手段と、
を備えるテレビ中継放送装置において、
前記増幅手段から出力されるテレビ放送信号をチャンネル毎に分配する分配手段と、
チャンネル毎に前記分配手段で分配されたテレビ放送信号を前記第２の周波数変換手段で使用される局部発振信号を利用して中間周波数の比較信号を生成する複数の比較信号生成手段と、
チャンネル毎に前記比較信号生成手段で生成された比較信号と前記第１の周波数変換手段で中間周波数に変換された中間周波信号とを比較することで、その差分である前記比較信号に含まれるひずみ成分を抽出する複数の比較手段と、
チャンネル毎に前記比較手段で抽出されたひずみ成分に基づき前記第１の周波数変換手段から出力される中間周波信号に対して前記増幅手段にて生ずるひずみが最小限になるように補償する複数の補償手段と、
を備えるテレビ中継放送装置。
【請求項３】
受信したテレビ放送信号をチャンネル毎に中間周波数にダウンコンバートし、その後、元の周波数にアップコンバートし、アップコンバート後のチャンネルのテレビ放送信号を合成した後、電力増幅して送信するテレビ中継方法において、
チャンネル毎に電力増幅後のテレビ放送信号を前記アップコンバートの際に使用される局部発振信号で中間周波数に変換するステップと、
この中間周波信号と前記ダウンコンバートにて得られる中間周波信号とを比較してひずみ成分を抽出するステップと、
抽出したひずみ成分に基づき前記ダウンコンバートにて得られる中間周波信号に対して電力増幅を行うことで生ずるひずみが最小限になるように補償するステップと、
を備えるテレビ中継方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地上ディジタル放送で使用されるテレビ中継放送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地上ディジタル放送で使用されるテレビ中継放送装置では、高品質なテレビジョン信号の送出を実現するため、送信信号の品質劣化を招く自局の送信アンテナから受信アンテナへ発生する回り込み波の抑制と、複数の放送事業者の送信波を共通して増幅するための電力増幅器の広帯域（最大で９６ＭＨｚ）化と低ひずみ化（非線形ひずみを低くし、ＩＭ＝５０ｄＢ以下にする）を行う必要がある。なお、ＩＭはInter Modulationの略である。
【０００３】
従来、電力増幅器の広帯域化と低ひずみ化を両立させるために、低ひずみで増幅が可能な電力増幅素子を用いるとともに、フィード・フォワード方式のひずみ補償を用いている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図２は、従来のフィード・フォワード方式の電力増幅器を備えたテレビ中継放送装置の構成を示すブロック図である。この図において、図示せぬアンテナで捉えられたＵＨＦ帯のテレビ放送信号が分配器１０に入力されて、チャンネル毎に受信変換器１１１〜１１ｎに分配される。この場合、チャンネルＡのテレビ放送信号が受信変換器１１１に分配され、チャンネルＢのテレビ放送信号が受信変換器１１２に分配され、チャンネルｎのテレビ放送信号が受信変換器１１ｎに分配される。
【０００５】
例えば図３に示すように、分配器１０に入力されたテレビ放送信号がチャンネル１７、１８、１９、２０からなるものとし、テレビ中継放送装置のチャンネルＡがチャンネル１７に設定され、同じくチャンネルＢがチャンネル１８に設定され、また同じくチャンネルＣがチャンネル１９に設定され、さらに同じくチャンネルＤがチャンネル２０に設定されている場合、チャンネルＡの受信変換入力の周波数スペクトラムは図４に示すようになり、チャンネルＢの受信変換入力の周波数スペクトラムは図５に示すようになり、チャンネルＣの受信変換入力の周波数スペクトラムは図６に示すようになり、チャンネルＤの受信変換入力の周波数スペクトラムは図７に示すようになる。
【０００６】
図２に戻り、受信変換器１１１〜１１ｎは局部発振器１２１〜１２ｎから局部発振信号が入力され、受信変換器１１１〜１１ｎからダウンコンバートされた中間周波信号（ＩＦ＝３７．１５ＭＨｚ）が出力される。この場合、中間周波信号はチャンネルに関係なく一定であるので、局部発振器１２１〜１２ｎからはそれぞれ異なる周波数の局部発振信号が出力される。
【０００７】
受信変換器１１１〜１１ｎから出力された中間周波信号は送信変換器１３１〜１３ｎに入力される。送信変換器１３１〜１３ｎには局部発振器１４１〜１４ｎから局部発振信号が入力されるので、各送信変換器１３１〜１３ｎからアップコンバートされたＵＨＦ帯のテレビ放送信号が出力される。この場合、中間周波信号ＩＦはチャンネルに関係なく一定であるので、局部発振器１４１〜１４ｎからはそれぞれ異なる周波数の局部発振信号が出力される。各送信変換器１３１〜１３ｎからのテレビ放送信号は合成器１５で合成された後、電力増幅器１６で所定振幅値まで電力増幅されて出力される。
【０００８】
電力増幅器１６は、フィード・フォワード方式の電力増幅器であり、主増幅器１６Ａと補助増幅器１６Ｂとを備えて構成される。図８は、合成器１５の出力の周波数スペクトラムを示す図である。この図に示すように、チャンネル１７〜２０のテレビ放送信号が合成されている。合成されたチャンネル１７〜２０のテレビ放送信号は電力増幅器１６で共通に増幅される。図９は、電力増幅器１６による増幅後のチャンネル１７〜２０のテレビ放送信号を示す図である。電力増幅器１６による増幅によりある程度のひずみが発生することになるが、ＩＭ＝５０ｄＢ以下が確保される。このフィード・フォワード方式の電力増幅器を使用することで低ひずみ化と広帯域化の両立が可能となる。
【０００９】
一方、従来の他のひずみ補償方式として、上述したフィード・フォワード方式の他に電力増幅効率の良いプリディストーション方式も知られている。
【００１０】
図１０は、従来のプリディストーション方式の電力増幅器を備えたテレビ中継放送装置の構成を示すブロック図である。この図において、分配器１０、受信変換器１１１〜１１ｎ、局部発振器１２１〜１２ｎ、送信変換器１３１〜１３ｎ、局部発振器１４１〜１４ｎ及び合成器１５は、上述した図２のテレビ中継放送装置の構成と同様であるのでこの部分の説明は省略し電力増幅器１７についてのみ説明する。
【００１１】
電力増幅器１７は、主増幅器１７Ａと、補償器１７Ｂ、比較器１７Ｃとを備えて構成される。主増幅器１７Ａの出力信号には主増幅器１７Ａの特性の関係から生じするひずみが含まれることになる。このひずみを含む出力信号が比較信号として比較器１７Ｃに入力される。比較器１７Ｃでは、補償器１７Ｂからのひずみを含まない基準信号と主増幅器１７Ａからの比較信号とを比較し、その差分であるひずみ成分を補償器１７Ｂに入力する。補償器１７Ｂは、比較器１７Ｃから入力されたひずみ成分を基に主増幅器１７Ａに入力される信号に対して補償を行う。
【００１２】
図１１は、補償器１７Ｂから出力される基準信号の波形を示す図である。この基準信号はチャンネル１７〜２０のテレビ放送信号に対応する信号であり、ひずみは含まれていない。図１２は、主増幅器１７Ａから得られる比較信号の波形を示す図である。この図に示すように、主増幅器１７Ａを通すことでひずみが含まれることになる。このひずみを含んだ比較信号と上述したひずみを含まない基準信号とが比較器１７Ｃで比較されて、比較信号から基準信号を引いた差分即ちひずみ成分が抽出される。図１３は、比較器１７Ｃから得られるひずみ成分の波形を示す図である。この図に示すひずみ成分が補償器１７Ｂに入力される。補償器１７Ｂは合成器１５の出力に対して主増幅器１７Ａでのひずみを補償する処理を行う。
【００１３】
【特許文献１】特開２００１―４５３８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、従来のテレビ中継放送装置においては、フィード・フォワード方式を用いた電力増幅器を使用した場合、補助増幅器を有する分、電力増幅効率が低くなり、電源事情の悪い中継放送局では電源の受電設備や停電時のバックアップ用設備が大型化し、局舎スペースの増大及び電源設備コストが増大するという問題がある。
【００１５】
また、プリディストーション方式を用いた電力増幅器を使用した場合は、補助増幅器を有していない分、フィード・フォワード方式と比べて電力増幅効率は良いが、９６ＭＨｚの広帯域を１つの補償器で行うことは困難であり、地上ディジタル放送のテレビ中継放送装置で電力増幅器の低ひずみ率化と広帯域化の両立を図ることは事実上不可能である。
【００１６】
本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、電力増幅器の電力増幅効率を低下させることなく、低ひずみ率化と広帯域化の両立を図ることができるテレビ中継放送装置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】
【００１７】
上記目的は下記構成により達成される。
（１）  受信したテレビ放送信号をチャンネル毎に中間周波数にダウンコンバートし、その後、元の周波数にアップコンバートし、アップコンバート後のチャンネルのテレビ放送信号を合成した後、電力増幅して送信するテレビ中継放送装置において、チャンネル毎に電力増幅後のテレビ放送信号を前記アップコンバートの際に使用される局部発振信号で中間周波数に変換し、この中間周波信号と前記ダウンコンバートにて得られる中間周波信号とを比較してひずみ成分を抽出し、抽出したひずみ成分に基づき前記ダウンコンバートにて得られる中間周波信号に対して、テレビ放送信号の電力増幅に際して生ずるひずみが最小限になるように補償するひずみ補償手段を備える。
【００１８】
（２）  受信したテレビ放送信号をチャンネル毎に中間周波数にダウンコンバートする複数の第１の周波数変換手段と、中間周波数に変換されたテレビ放送信号をチャンネル毎に元の周波数にアップコンバートする複数の第２の周波数変換手段と、アップコンバートされて元の周波数となったチャンネル毎のテレビ放送信号を合成する合成手段と、合成されたチャンネル毎のテレビ放送信号を電力増幅する増幅手段と、を備えるテレビ中継放送装置において、前記増幅手段から出力されるテレビ放送信号をチャンネル毎に分配する分配手段と、チャンネル毎に前記分配手段で分配されたテレビ放送信号を前記第２の周波数変換手段で使用される局部発振信号を利用して中間周波数の比較信号を生成する複数の比較信号生成手段と、チャンネル毎に前記比較信号生成手段で生成された比較信号と前記第１の周波数変換手段で中間周波数に変換された中間周波信号とを比較することで、その差分である前記比較信号に含まれるひずみ成分を抽出する複数の比較手段と、チャンネル毎に前記比較手段で抽出されたひずみ成分に基づき前記第１の周波数変換手段から出力される中間周波信号に対して前記増幅手段にて生ずるひずみが最小限になるように補償する複数の補償手段と、を備える。
【００１９】
（３）  受信したテレビ放送信号をチャンネル毎に中間周波数にダウンコンバートし、その後、元の周波数にアップコンバートし、アップコンバート後のチャンネルのテレビ放送信号を合成した後、電力増幅して送信するテレビ中継方法において、チャンネル毎に電力増幅後のテレビ放送信号を前記アップコンバートの際に使用される局部発振信号で中間周波数に変換するステップと、この中間周波信号と前記ダウンコンバートにて得られる中間周波信号とを比較してひずみ成分を抽出するステップと、抽出したひずみ成分に基づき前記ダウンコンバートにて得られる中間周波信号に対して電力増幅を行うことで生ずるひずみが最小限になるように補償するステップと、を備える。
【発明の効果】
【００２０】
上記（１）又は（２）に記載のテレビ中継放送装置では、電力増幅した後のテレビ放送信号を中間周波数に戻して、電力増幅によって発生するひずみの補償を中間周波段で行うので、フィード・フォワード方式と比べて補助増幅器を有しない分、電力増幅効率の低下を防止できる。また、９６ＭＨｚの広帯域を１つの補償器で行うのではなくチャンネル毎に行うことから、低ひずみ率化と広帯域化の両立を図ることが可能となる。さらに、中間周波段でひずみ補償を行うことから、例えば受信チャンネルが変わっても容易に対応が可能である。
【００２１】
上記（３）に記載のテレビ中継方法では、上記同様に、電力増幅器の電力増幅効率を低下させることなく、低ひずみ率化と広帯域化の両立を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
図１は、本発明の一実施の形態に係るテレビ中継放送装置の構成を示すブロック図である。なお、この図において前述した図２及び図１０と共通する部分には同一の符号を付けてその説明を省略する。
【００２４】
図１において、本実施の形態に係るテレビ中継放送装置は、プリディストーション方式を採りながらも地上テレビ放送をカバーできる９６ＭＨｚの広帯域での補償を可能にしたものである。電力増幅器１８の主増幅器１８Ａの出力を各チャンネル分だけ分配する分配器１８Ｂと、中間周波数の段階でひずみ補償する補償器１９１〜１９ｎと、比較器２０１〜２０ｎと、周波数変換器２１１〜２１ｎとを備えて構成される。分配器１８Ｂは、図示のように電力増幅器１８内に設けられ、補償器１９１〜１９ｎ、比較器２０１〜２０ｎ及び周波数変換器２１１〜２１ｎは中間周波段即ち受信変換器１１１〜１１ｎと送信変換器１３１〜１３ｎとの間に設けられる。
【００２５】
図１０に示す従来のプリディストーション方式の電力増幅器を備えたテレビ中継放送装置では、合成器１５から出力されるテレビ放送信号に対してひずみ補償を行うようにしているが、本発明のテレビ中継放送装置は中間周波段でひずみ補償を行うようにしている点で違いがある。この場合、チャンネル毎にひずみ補償を行う。
【００２６】
本発明のテレビ中継放送装置は、チャンネル毎にひずみ補償を行う。例えば、チャンネルＡの系で説明する。主増幅器１８Ａの出力に含まれるチャンネルＡのＵＨＦ帯のテレビ放送信号が分配器１８Ｂによって周波数変換器２１１に分配される。周波数変換器２１１には局部発振器１４１からチャンネルＡに対応する局部発振信号が入力されるので、周波数変換器２１１から中間周波信号が出力される。この中間周波信号は主増幅器１８Ａの出力信号を基に生成されるので、主増幅器１８Ａを通すことで発生するひずみが含まれることになる。このひずみを含んだ中間周波信号は比較信号として比較器２０１に入力される。比較器２０１には、比較信号の他に補償器１９１から基準信号が入力されるので、その差即ちひずみ成分が抽出されて補償器１９１に入力される。
【００２７】
補償器１９１は、受信変換器１１１からの中間周波信号を基に基準信号を生成して比較器２０１に入力する。基準信号を入力することで比較器２０１から出力されたひずみ成分を基に受信変換器１１１からの中間周波信号に対してひずみ補償を施す。このひずみ補償が他のチャンネルにおいても同様に施され、主増幅器１８ＡからはＩＭ＝５０ｄＢ以下に抑えられたひずみの少ないテレビ放送信号が出力される。
【００２８】
このように、上記構成のテレビ中継放送装置では、主増幅器１８Ａの出力をチャンネル毎に周波数変換器２１１〜２１ｎに分配し、各周波数変換器２１１〜２１ｎで中間周波信号に変換する。そして、各周波数変換器２１１〜２１ｎからのひずみの含まれた中間周波信号と各補償器１９１〜１９ｎからの基準信号とを各比較器２０１〜２０ｎで比較して、その差分であるひずみ成分を基に主増幅器１８Ａで生ずるひずみを低減すべく、各補償器１９１〜１９ｎで各受信変換器１１１〜１１ｎからの中間周波信号に対して補償を行う。
【００２９】
なお、チャンネル毎に設けられた補償器１９１〜１９ｎ、比較器２０１〜２０ｎ及び周波数変換器２１１〜２１ｎと、分配器１８Ｂはひずみ補償手段を構成する。また、チャンネル毎に設けられた受信変換器１１１〜１１ｎ及び局部発振器１２１〜１２ｎはそれぞれ第１の周波数変換手段に対応する。また、チャンネル毎に設けられた送信変換器１３１〜１３ｎ及び局部発振器１４１〜１４ｎはそれぞれ第２の周波数変換手段に対応する。また、合成器１５は合成手段に対応し、主増幅器１８Ａは増幅手段に対応する。また、分配器１８Ｂは分配手段に対応する。また、チャンネル毎に設けられた補償器１９１〜１９ｎは補償手段に対応する。また、チャンネル毎に設けられた比較器２０１〜２０ｎは比較手段に対応する。また、チャンネル毎に設けられた周波数変換器２１１〜２１ｎは比較信号生成手段に対応する。
【００３０】
このように本実施の形態に係るテレビ中継放送装置によれば、フィード・フォワード方式のような補助増幅器を使用するものとは異なり、電力増幅器１８の主増幅器１８Ａの出力からテレビ放送波をチャンネル毎に分解してそれぞれを中間周波段でひずみの補償を行うので、電力増幅器の電力増幅効率を低下させることなく、低ひずみ率化と広帯域化の両立を図ることが可能となる。
【００３１】
また、チャンネル毎に中間周波段でひずみ補償を行うことから、補償手段（補償器１９１〜１９ｎ、比較器２０１〜２０ｎ、周波数変換器２１１〜２１ｎから構成される）は複数になるものの、１つの補償手段で補償する帯域が１チャンネル分で良いので容易に実現することができ、また補償手段を設ける部分全てが中間周波数帯であるので、例えば受信チャンネルが変わっても容易に対応可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、電力増幅器の電力増幅効率を低下させることなく、低ひずみ率化と広帯域化の両立を図ることができるといった効果を有し、地上ディジタル放送のテレビ中継放送装置などへの適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施の形態に係るテレビ中継放送装置の構成を示すブロック図
【図２】従来のフィード・フォワード方式の電力増幅器を用いたテレビ中継放送装置の構成を示すブロック図
【図３】図２のテレビ中継放送装置における分配器入力の周波数スペクトラムを示す図
【図４】図２のテレビ中継放送装置におけるチャンネルＡの受信変換入力の周波数スペクトラムを示す図
【図５】図２のテレビ中継放送装置におけるチャンネルＢの受信変換入力の周波数スペクトラムを示す図
【図６】図２のテレビ中継放送装置におけるチャンネルＣの受信変換入力の周波数スペクトラムを示す図
【図７】図２のテレビ中継放送装置におけるチャンネルＤの受信変換入力の周波数スペクトラムを示す図
【図８】図２のテレビ中継放送装置における合成器出力の周波数スペクトラムを示す図
【図９】図２のテレビ中継放送装置における電力増幅器出力の周波数スペクトラムを示す図
【図１０】従来のプリディストーション方式の電力増幅器を用いたテレビ中継放送装置の構成を示すブロック図
【図１１】図１０のテレビ中継放送装置における基準信号の波形を示す図
【図１２】図１０のテレビ中継放送装置における比較信号の波形を示す図
【図１３】図１０のテレビ中継放送装置におけるひずみ成分の波形を示す図
【符号の説明】
【００３４】
１０  分配器
１５  合成器
１８  電力増幅器
１８Ａ  主増幅器
１８Ｂ  分配器
１１１〜１１ｎ  受信変換器
１２１〜１２ｎ  局部発振器
１３１〜１３ｎ  送信変換器
１４１〜１４ｎ  局部発振器
１９１〜１９ｎ  補償器
２０１〜２０ｎ  比較器
２１１〜２１ｎ  周波数変換器
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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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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