(57)【要約】【課題】変調の影響を受けることなく、反射係数を高速にかつ精度良く求めることが可能な反射測定回路を提供する。【解決手段】電力増幅器で電力増幅された搬送波信号が帯域フィルタ１４に供給されることにより、反射演算回路１６で取得される電流信号及び電圧信号を、アナログ／デジタル変換器１６ｅ，１６ｆにて搬送波信号の周波数の４倍となるサンプリングクロックによりデジタル電流信号及びデジタル電圧信号に変換し、これらデジタル電流信号及びデジタル電圧信号を直交変換回路１６ｉ，１６ｊで複素形式のデジタル電流信号Ｉ１，Ｑ１及びデジタル電圧信号Ｉ２，Ｑ２に変換した後で、演算回路１６ｋにてこれらデジタル電流信号Ｉ１，Ｑ１及びデジタル電圧信号Ｉ２，Ｑ２に基づいて、反射係数を求めるようにしている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放送用搬送波を送信する放送波送信装置の出力の反射係数を測定する反射測定回路であって、
前記放送波送信装置から出力される電流信号を取得する第１の取得手段と、
前記放送波送信装置から出力される電圧信号を取得する第２の取得手段と、
前記第１，第２の取得手段により取得された電流信号及び電圧信号を、前記放送用搬送波の周波数の整数倍相当のサンプリングクロックによりデジタル電流信号及びデジタル電圧信号に変換するアナログ／デジタル変換手段と、
このアナログ／デジタル変換手段により変換されたデジタル電流信号及びデジタル電圧信号に基づいて、前記反射係数を求める演算手段とを具備したことを特徴とする反射測定回路。
【請求項２】
前記演算手段は、前記デジタル電流信号及びデジタル電圧信号を直交変換して複素形式で前記反射係数を求めることを特徴とする請求項１記載の反射測定回路。
【請求項３】
前記演算手段は、予め複数の反射係数の検出レベルに対応し、必要に応じて複数の検出レベルから任意の検出レベルを選択設定する機能を有することを特徴とする請求項１記載の反射測定回路。
【請求項４】
前記請求項１乃至３のいずれかに記載の反射測定回路と、
この反射測定回路で求められた反射係数に基づいて前記放送波送信装置の処理の実行・停止を制御する制御手段とを具備したことを特徴とする送信保護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、中波の送信装置に用いられる反射測定回路及びこの反射測定回路を使用した送信保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
中波送信装置において、反射係数を高速にかつ正確に検出することが課題となっている。
【０００３】
この反射係数の検出方法としては、例えば中波送信装置出力端からピックアップした電圧信号、電流信号から進行電圧（電圧信号＋電流信号）、反射電圧(電圧信号−電流信号)を除算（反射電圧／進行電圧）して反射係数を求めている。この算出方法はアナログ処理にて行っている。このとき、ＡＭ（Amplitude Modulation）変調時の変調の谷のタイミングにおいて、進行電圧も反射電圧もゼロに近くなることから除算時に演算誤差、設定誤差、タイミング／位相誤差によって除算出力に大きいレベルが出る場合があった。
【０００４】
上記問題を回避するための対策として、分母（進行電圧）ゼロ近辺を除外する方法やパルス上の誤差出力を抑圧する方法が考えられている。また、時定数を大きくして平均化を確実に行うと精度面ではよくなるが、検出速度が遅くなるという問題がある。いずれにしても、これらの方法の場合は、送信装置の保護動作特性を犠牲にしてしまうことになる。
【０００５】
一方、他の手法として、反射係数を精度良く求めるために、送信装置の出力電流信号及び出力電圧信号をデジタル信号に変換して反射係数を求める手法も提案されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開平５−１５７７８１号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記他の手法を用いた場合にも、分母（進行電圧）ゼロ近辺では除算出力に大きいレベルが出てしまう場合があり、このため、従来から変調の影響を受けることなく精度良く反射係数を求める手法が強く望まれている。
【０００７】
さらに、送信装置の負荷条件（インピーダンス特性、帯域特性）によって誤差の生じ方が変わるので、周囲の環境が異なる毎に検出回路の個別の対処が必要となる。
【０００８】
そこで、この発明の目的は、変調の影響を受けることなく、反射係数を高速にかつ精度良く求めることが可能な反射測定回路及びこの反射測定回路を使用した送信保護装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、上記目的を達成するために、以下のように構成される。  
放送用搬送波を送信する放送波送信装置の出力の反射係数を測定する反射測定回路であって、放送波送信装置から出力される電流信号を取得する第１の取得手段と、放送波送信装置から出力される電圧信号を取得する第２の取得手段と、第１，第２の取得手段により取得された電流信号及び電圧信号を、放送用搬送波の周波数の整数倍相当のサンプリングクロックによりデジタル電流信号及びデジタル電圧信号に変換するアナログ／デジタル変換手段と、このアナログ／デジタル変換手段により変換されたデジタル電流信号及びデジタル電圧信号に基づいて、反射係数を求める演算手段とを備えるようにしたものである。
【００１０】
この構成によれば、放送波送信装置から出力される電流信号及び電圧信号を、放送用搬送波の周波数の整数倍相当のサンプリングクロックによりデジタル電流信号及びデジタル電圧信号に変換した上で、これらデジタル電流信号及びデジタル電圧信号に基づいて反射係数を求めるようにしているので、ＡＭ変調等の影響を受けることなく、反射係数を高速にかつ精度良く求めることができる。
【００１１】
演算手段は、デジタル電流信号及びデジタル電圧信号を直交変換して複素形式で反射係数を求めることを特徴とする。  
この構成によれば、デジタル電流信号及びデジタル電圧信号を直交変換して複素形式で反射係数を求めるようにしているので、通常のデジタル処理に比較して格段に精度良く反射係数を求めることができる。
【００１２】
演算手段は、予め複数の反射係数の検出レベルに対応し、必要に応じて複数の検出レベルから任意の検出レベルを選択設定する機能を有することを特徴とする。  
この構成によれば、放送波送信装置の周囲環境に応じて、最適な検出レベルに設定できる。
【００１３】
送信保護装置であって、上記反射測定回路と、この反射測定回路で求められた反射係数に基づいて放送波送信装置の処理の実行・停止を制御する制御手段とを備えるようにしたものである。  
この構成によれば、反射測定回路により高速にかつ精度良く求められた反射係数に基づいて、放送波送信装置の動作状態を管理することができ、放送波送信装置が異常と判断された場合に、放送波送信装置の動作を停止して確実に保護することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上詳述したようにこの発明によれば、変調の影響を受けることなく、反射係数を高速にかつ精度良く求めることが可能な反射測定回路及びこの反射測定回路を使用した送信保護装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。  
図１は、放送用送信装置に、この発明に係わる反射測定回路及び送信保護装置を適用した一実施形態の構成を示すブロック図である。
【００１６】
図１において、放送波として送信すべき搬送波信号は電力増幅器１１によって電力増幅された後、トランス１２に供給される。このトランス１２は、一次側を電力増幅器１１の出力端に接続し、二次側を帯域フィルタ（ＢＰＦ）１４に接続したものである。また、電力増幅器１１には、動作に必要な電力を供給するための電源１３が接続されている。
【００１７】
すなわち、トランス１２では、電力増幅器１１で電力増幅された搬送波信号が一次側に加えられると、二次側で帯域フィルタ１４に出力されるようになる。この出力は帯域フィルタ１４で不要な高調波成分が除去された後、ＡＭ変調された放送波として送信アンテナ１５から所定の領域に向けて送出される。
【００１８】
一方、トランス１２に電力増幅器１１の出力が供給されることにより帯域フィルタ１４の出力側に設けられたトランス１８に発生する電流信号及び電圧信号は、反射演算回路１６に供給される。反射演算回路１６は、入力された電流信号及び電圧信号に基づいて帯域フィルタ１４の出力の反射係数を求めるもので、この演算結果は制御回路１７に供給される。
【００１９】
制御回路１７は、入力された演算結果に基づいて、電力増幅器１１の動作の実行・停止を制御するものである。
【００２０】
図２は、上記反射演算回路１６の要部構成を示すブロック図である。  
反射演算回路１６には、トランス１８から発生する電流信号Ｖｉ（ｔ）が供給される。また、分圧回路１９で分圧された電圧信号Ｖｅ（ｔ）が供給される。
【００２１】
これら電流信号Ｖｉ（ｔ）及び電圧信号Ｖｅ（ｔ）は、それぞれ入力端子１６ａ，１６ｂを介して供給され、帯域フィルタ（ＢＰＦ）１６ｃ，１６ｄで波形整形された後、アナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）１６ｅ，１６ｆに供給される。
【００２２】
一方、入力端子１６ｇには、搬送波信号に同期した搬送波クロックが供給される。この搬送波クロックは、クロック生成回路１６ｈで搬送波の周波数の４倍となるサンプリングクロック（４ｆｃ）に変換されてアナログ／デジタル変換器１６ｅ，１６ｆに供給される。
【００２３】
アナログ／デジタル変換器１６ｅは、サンプリングクロックに基づいて、電流信号Ｖｉ（ｔ）をデジタル電流信号に変換する。また、アナログ／デジタル変換器１６ｆは、サンプリングクロックに基づいて、電圧信号Ｖｅ（ｔ）をデジタル電圧信号に変換する。
【００２４】
このデジタル電流信号は、直交変換回路１６ｉで直交変換されて、複素形式のデジタル電流信号Ｉ１，Ｑ１となる。また、デジタル電圧信号は、直交変換回路１６ｊで直交変換されて、複素形式のデジタル電圧信号Ｉ２，Ｑ２となる。これら複素形式のデジタル電流信号Ｉ１，Ｑ１及びデジタル電圧信号Ｉ２，Ｑ２は、演算回路１６ｋに供給される。
【００２５】
演算回路１６ｋは、複素形式のデジタル電流信号Ｉ１，Ｑ１及びデジタル電圧信号Ｉ２，Ｑ２から帯域フィルタ１４の出力における反射係数を求めるもので、この求めた反射係数の検出レベルを任意に設定可能なものである。
【００２６】
この演算回路１６ｋの出力は、デジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ）１６ｌでアナログ信号に変換され、出力端子１６ｍから取り出される。
【００２７】
なお、上記クロック生成回路１６ｈは、搬送波クロックから上記直交変換回路１６ｉ，１６ｊに対するＩ軸用クロック及びＱ軸用クロックを生成しており、上記直交変換回路１６ｉ，１６ｊにＩ軸用クロック及びＱ軸用クロックを供給している。
【００２８】
次に、上記構成における動作について説明する。  
反射演算回路１６において、アナログ／デジタル変換器１６ｅで搬送波信号の周波数の４倍のサンプリングクロックでデジタル化され、直交変換回路１６ｉで直交変換された複数形式のデジタル電流信号Ｉ１，Ｑ２は、Ｉ軸、Ｑ軸のサンプル値Ｆｉ１（ｔ），Ｆｉ２（ｔ）として表すことができる。  
Ｆｉ１（ｔ）＝（１＋ｍｃｏｓωｍｔ）ｃｏｓ（ｗｃｔ＋β）…（式１）  
Ｆｉ２（ｔ）＝（１＋ｍｃｏｓωｍｔ）ｓｉｎ（ｗｃｔ＋β）…（式２）  
ｔ：時間  
ｍ：変調度  
ωｍ：変調周波数  
ｗｃ：搬送波周波数  
β：位相
と表すことができる。
【００２９】
このとき、上記（式１）、（式２）を下記の計算式に用いてエンベロープを算出することができる。  
Ｌ＝（Ｆｉ１（ｔ）＾２＋Ｆｉ２（ｔ）＾２）＾０．５……        （式３）
図３は、演算回路１６ｋにおいて、反射演算回路１６に入力される電流信号Ｖｉ（ｔ）を２通りの４倍搬送波クロックタイミングで計算した結果を示している。
【００３０】
すなわち、図３に示すように、電流信号Ｖｉ（ｔ）と４倍搬送波クロックは同期していなくても同様のエンベロープ波形Ｌを算出することができる。また、電圧信号Ｖｅ（ｔ）についても同様に計算することによりエンベロープ波形Ｌを算出することができる。
【００３１】
従って、電流信号Ｖｉ（ｔ）及び電圧信号Ｖｅ（ｔ）について、以上の通り計算したエンベロープ波形Ｌは誤差の少ない値となり、これらの値を用いた場合、変調の影響を受けにくく、より誤差の少ない反射係数を高速に算出することができる。
【００３２】
一方、制御回路１７は、図４に示す制御処理を実行する。  
制御回路１７は、反射演算回路１６から反射係数を取得し（ステップＳＴ４ａ）、この反射係数が基準値以上であるか否かの判断を行う（ステップＳＴ４ｂ）。
【００３３】
ここで、反射係数が基準値以下であるならば（Ｎｏ）、制御回路１７は電力増幅器１１の動作を現状維持するようにし（ステップＳＴ４ｃ）、反射係数が基準値を超える場合（Ｙｅｓ）、電力増幅器１１の動作を停止する（ステップＳＴ４ｄ）。
【００３４】
以上のように上記実施形態では、電力増幅器１１で電力増幅された搬送波信号が帯域フィルタ１４に供給されることにより、反射演算回路１６で取得される電流信号及び電圧信号を、アナログ／デジタル変換器１６ｅ，１６ｆにて搬送波信号の周波数の４倍となるサンプリングクロックによりデジタル電流信号及びデジタル電圧信号に変換し、これらデジタル電流信号及びデジタル電圧信号を直交変換回路１６ｉ，１６ｊで複素形式のデジタル電流信号Ｉ１，Ｑ１及びデジタル電圧信号Ｉ２，Ｑ２に変換した後で、演算回路１６ｋにてこれらデジタル電流信号Ｉ１，Ｑ１及びデジタル電圧信号Ｉ２，Ｑ２に基づいて、反射係数を求めるようにしている。
【００３５】
従って、ＡＭ変調等の影響を受けることなく、反射係数を高速にかつ精度良く求めることができる。また、複素形式のデジタル電流信号Ｉ１，Ｑ１及びデジタル電圧信号Ｉ２，Ｑ２に基づいて反射係数を求めるようにしているので、通常のデジタル処理に比較して格段に精度良く反射係数を求めることができる。
【００３６】
また、上記実施形態では、制御回路１７において、反射演算回路１６により精度良く求められた反射係数に基づいて、電力増幅器１１の動作状態を管理することができ、電力増幅器１１が異常と判断された場合に、電力増幅器１１の動作を停止して確実に保護することができる。
【００３７】
さらに、上記実施形態では、反射演算回路１６において、演算回路１６ｋが求めた反射係数の複数の検出レベルに対応しているので、周囲環境に応じて最適な検出レベルに選択設定でき、大変便利である。
【００３８】
なお、この発明は上記実施形態の範囲に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、搬送波の周波数の４倍のサンプリングクロックを使用する例について説明した。しかしこれに限ることなく、４倍以外の２以上の整数倍であっても実施できることはもちろんのことである。
【００３９】
また、上記実施形態では、直交変換回路１６ｉ，１６ｊを備える例について説明したが、これら直交変換回路１６ｉ，１６ｊを設けなくても、従来より精度の良い反射係数を求められるものであればよい。
【００４０】
その他、反射演算回路１６の構成、制御回路１７の制御手順等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】この発明に係わる反射測定回路及び送信保護装置を適用した一実施形態の構成を示すブロック図。
【図２】上記図１に示した反射演算回路の要部構成を示すブロック図。
【図３】同実施形態において、入力される電流信号を２通りの４倍搬送波クロックタイミングで計算した結果を示すタイミング図。
【図４】同実施形態における制御回路の制御処理手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００４２】
１１…電力増幅器、１２，１８…トランス、１３…電源、１４…帯域フィルタ、１５…送信アンテナ、１６…反射演算回路、１７…制御回路、１６ｅ，１６ｆ…アナログ／デジタル変換器、１６ｉ，１６ｊ…直交変換回路、１６ｋ…演算回路、１６ｌ…デジタル／アナログ変換器、１６ｈ…クロック生成回路。
【図１】
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【図２】
2006258763.tif 000004
【図３】
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【図４】
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