(57)【要約】【課題】非動作状態の増幅器を経由するローカル発振器リーク電力を抑制することが可能な、新規かつ改良された周波数変換装置を提供する。【解決手段】  周波数変換装置は、複数の増幅器及び複数のダイオードを有し、上記増幅器の動作及び非動作の切替により選択的に信号を受信すると共に、上記受信された信号を増幅する増幅部と、発振信号を生成する発振器と、上記発振信号及び増幅された上記受信信号を混合する混合器と、上記増幅器へのバイアス電流の供給を制御する電源供給制御回路と、を備え、上記ダイオードは、上記複数の増幅器それぞれの出力側であって上記バイアス電流の流れる経路上に上記バイアス電流の流れる方向に対して順方向に挿入される。【選択図】図２
2011044797.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の増幅器及び複数のダイオードを有し、前記増幅器の動作及び非動作の切替により選択的に信号を受信すると共に、前記受信された信号を増幅する増幅部と、
発振信号を生成する発振器と、
前記発振信号及び増幅された前記受信信号を混合する混合器と、
前記増幅器へのバイアス電流の供給を制御する電源供給制御回路と、
を備え、
前記ダイオードは、前記複数の増幅器それぞれの出力側であって前記バイアス電流の流れる経路上に前記バイアス電流の流れる方向に対して順方向に挿入される、周波数変換装置。
【請求項２】
前記増幅部は、前記増幅部に入力された受信信号を増幅する第１の増幅部と、前記第１の増幅部から入力された受信信号を増幅する第２の増幅部とを有し、
前記ダイオードは、前記第１の増幅部が有する複数の増幅器それぞれに対応して挿入される、請求項１に記載の周波数変換装置。
【請求項３】
前記増幅部は、前記増幅部に入力された受信信号を増幅する第１の増幅部と、前記第１の増幅部から入力された受信信号を増幅する第２の増幅部とを有し、
前記ダイオードは、前記第２の増幅部が有する複数の増幅器それぞれに対応して挿入される、請求項１に記載の周波数変換装置。
【請求項４】
前記増幅部は、前記増幅部に入力された受信信号を増幅する第１の増幅部と、前記第１の増幅部から入力された受信信号を増幅する第２の増幅部とを有し、
前記ダイオードは、前記第１の増幅部及び前記第２の増幅部が有する増幅器全てのそれぞれに対応して挿入される、請求項１に記載の周波数変換装置。
【請求項５】
前記ダイオードは、ＰＩＮダイオードである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の周波数変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数変換装置に関し、特に、複数の信号を選択的に受信し、受信した信号の周波数変換を行う周波数変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報通信社会の進展に伴い、多くの電子機器が用いられるようになってきた。これらの電子機器は、その利便性から、小型化、軽量化が急速に進み、屋内外を問わず様々な場所で利用されるようになっている。このような環境においては、複数の電子機器が同一環境下において使用される機会が増加しており、電子機器から放射される不要輻射による電波障害（ＥＭＩ：Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）問題に対する規制は、世界的に年々厳しくなっている。例えば、日本においても、電子機器から放射される不要輻射の容認できる閾値を設定し、設定された値を守ることの出来ない電子機器が市場に流通することを防いできた。
【０００３】
ここで周波数変換装置の不要輻射について考える。周波数変換装置は、入力された信号とローカル発振器の生成した発振信号とを混合することによって周波数を変換するが、ここで用いられるローカル発振器からのリーク電力（以下、ローカル発振器リーク電力という）が発生する。このローカル発振器リーク電力の主なリークルートは、ミキサから増幅器を逆流して受信信号の入力端子から放射されるものである。特に、例えば衛星放送の受信システムにおいて用いられる周波数変換装置は、複数の増幅器の動作及び非動作を切替えることによって、複数の衛星からの複数の偏波を選択的に受信している。このような周波数変換装置においては、ローカル発振器が動作している状態、即ち、ローカル発振器リーク電力が発生している状態において、非動作状態の増幅器が存在する。非動作状態の増幅器は、動作状態の増幅器と比べて、出力側から入力側への伝送ロスが小さい。このため、非動作状態の増幅器を経由したローカル発振器リーク電力は大きくなる。しかし、従来においては、１ＧＨｚを超える周波数帯域において、電子機器からの輻射電力は規制の対象外とされていたため、上述のように、例えば衛星放送の受信システムなど高い周波数を扱うシステムにおいて用いられる周波数変換装置のローカル発振器リーク電力は問題とされていなかった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、世界的にＥＭＩ規制が厳しくなる状況の中、１ＧＨｚを超える周波数帯域においても電子機器からの輻射電力が規制の対象となってくる傾向にあるが、これを考慮した周波数変換装置が存在しないという問題があった。特に上記の非動作状態の増幅器を経由したローカル発振器リーク電力が大きく、法令順守の妨げとなっているという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、非動作状態の増幅器を経由するローカル発振器リーク電力を抑制することが可能な、新規かつ改良された周波数変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、複数の増幅器及び複数のダイオードを有し、上記増幅器の動作及び非動作の切替により選択的に信号を受信すると共に、上記受信された信号を増幅する増幅部と、発振信号を生成する発振器と、上記発振信号及び増幅された上記受信信号を混合する混合器と、上記増幅器へのバイアス電流の供給を制御する電源供給制御回路と、を備え、上記ダイオードは、上記複数の増幅器それぞれの出力側であって上記バイアス電流の流れる経路上に上記バイアス電流の流れる方向に対して順方向に挿入される、周波数変換装置が提供される。
【０００７】
かかる構成によれば、動作状態にある増幅器の出力側に挿入されたダイオードには増幅器に対するバイアス電流が流れるため、ダイオードのインピーダンスが下がる。一方、非動作状態にある増幅器の出力側に挿入されたダイオードには電流が流れないため、インピーダンスは高いままである。このとき、発振器において発生し、混合器及び増幅部を逆流するローカル発振器リーク電力に対して、動作状態にある増幅器に関しては、増幅器自身においてローカル発振器リーク電力を減衰させることができ、一方、非動作状態にある増幅器に関しては、その出力側に挿入されたダイオードにおいてローカル発振器リーク電力を減衰させることが出来る。このため、非動作状態にある増幅器におけるローカル発振器リーク電力を抑制することが出来るようになる。
【０００８】
また、上記増幅部は、上記増幅部に入力された受信信号を増幅する第１の増幅部と、上記第１の増幅部から入力された受信信号を増幅する第２の増幅部とを有し、上記ダイオードは、上記第１の増幅部が有する複数の増幅器それぞれに対応して挿入されてもよい。
【０００９】
また、上記増幅部は、上記増幅部に入力された受信信号を増幅する第１の増幅部と、上記第１の増幅部から入力された受信信号を増幅する第２の増幅部とを有し、上記ダイオードは、上記第２の増幅部が有する複数の増幅器それぞれに対応して挿入されてもよい。
【００１０】
また、上記増幅部は、上記増幅部に入力された受信信号を増幅する第１の増幅部と、上記第１の増幅部から入力された受信信号を増幅する第２の増幅部とを有し、上記ダイオードは、上記第１の増幅部及び上記第２の増幅部が有する増幅器全てのそれぞれに対応して挿入されてもよい。
【００１１】
また、上記ダイオードは、ＰＩＮダイオードであってもよい。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように本発明によれば、非動作状態の増幅器を経由するローカル発振器リーク電力を抑制することが可能な、新規かつ改良された周波数変換装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る周波数変換装置を用いる衛星放送受信システムの構成を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る周波数変換装置の概略回路構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る周波数変換装置のＲＦ増幅部の回路構成を示す説明図である。
【図４】従来の周波数変換装置のＲＦ増幅部の回路構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１５】
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．衛星放送受信システムの構成
２．周波数変換装置の回路構成
【００１６】
＜１．衛星放送受信システムの構成＞
まず、本発明の一実施形態に係る周波数変換装置を用いた衛星放送受信システムの構成について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る周波数変換装置を用いる衛星放送受信システムの構成を示す説明図である。
【００１７】
本発明の一実施形態に係る周波数変換装置を用いた衛星放送受信システム１０は、アンテナ１００、周波数変換装置２００、同軸ケーブル３００、受信機４００を主に有する。
【００１８】
アンテナ１００は、複数の衛星及び複数の偏波を利用して提供される放送波を選択的に受信することができる。本実施形態においては、第１の衛星２０から送信される第１水平偏波２２及び第１垂直偏波２４、並びに、第２の衛星３０から送信される第２水平偏波３２及び第２垂直偏波３４を受信することが出来る。例えば、日本においては、東経１２８°及び東経１２４°の軌道上に打ち上げられたＪＣＳＡＴ３及びＪＣＳＡＴ４と呼ばれる衛星からの放送波を受信している。
【００１９】
アンテナ１００は、受信した衛星放送信号を周波数変換装置２００に入力する。また、アンテナ１００は、本実施形態においては、２つの衛星からの放送波を受信するものとしたがこれに限られない。３つ以上の衛星を用いるものであってもよい。また、アンテナ１００は、本実施形態においては、水平偏波及び垂直偏波を受信できるものとしたがこれに限られない。２つの偏波は、互いに直交するものであればよい。
【００２０】
周波数変換装置２００は、アンテナ１００から入力された衛星放送信号の周波数を変換する機能を有する。衛星放送は、非常に高い周波数（例えば１２ＧＨｚ）の電波を使用している。そのため、そのままの周波数では、同意軸ケーブル３００伝送時に減衰が大きく、衛星放送信号は、受信機４００まで伝送されない。そこで、周波数変換装置２００は、衛星放送信号を、同軸ケーブル３００伝送時に損失の少ない周波数帯域、例えば１ＧＨｚ帯に変換する。
【００２１】
同軸ケーブル３００は、周波数変換装置２００と受信機４００を接続するケーブルである。
【００２２】
受信機４００は、アンテナ１００が受信した衛星放送信号をテレビなどの出力装置に出力する機能を有し、一般的にチューナと呼ばれるものである。受信機４００は、アンテナ１００及び周波数変換装置２００に対して、電源を供給する。また、受信機４００は、ユーザが選択したチャンネルに応じて、どの衛星のどの偏波を受信するかを制御する。例えば、受信機４００は、周波数変換装置２００に電源供給を行う際の電圧レベルを切替える（例えば、１１Ｖ又は１５Ｖ）ことによって水平及び垂直のいずれの偏波を受信するかを制御する。また例えば、受信機４００は、電源供給を行うときに低周波パルス信号（例えば４４ｋＨｚ）の重畳を選択的に行い、低周波パルス信号が重畳されているか否かによって、いずれの衛星からの偏波を受信するかを制御する。
【００２３】
以上説明したように、本実施形態に係る衛星放送受信システムは、複数の衛星及び複数の偏波を用いて提供される衛星放送波を受信するものであり、周波数変換装置２００内の増幅器のＯＮ／ＯＦＦを用いて受信する衛星及び偏波を切替えている。この周波数変換装置２００の詳細な構成について、次に説明をする。
【００２４】
＜２．周波数変換装置の回路構成＞
次に、本実施形態に係る周波数変換装置の回路構成について、図２を用いて説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る周波数変換装置の概略回路構成を示すブロック図である。
【００２５】
本発明の一実施形態に係る周波数変換装置２００は、後述する発振器から発生するローカル発振器リーク電力を抑制するためのものである。そこでまず、このローカル発振器リーク電力を抑制するための周波数変換装置２００の構成について説明し、次にかかる構成による作用をローカル発振器リーク電力との関係と共に説明する。
【００２６】
本実施形態に係る周波数変換装置２００は、ＲＦ増幅部２２０、混合器２３０、発振器２４０、ＩＦ増幅部２５０、信号検出回路２６０、及び電源供給制御回路２７０を主に有する。
【００２７】
ＲＦ増幅部２２０は、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号を増幅する機能を有する。ＲＦ増幅部２２０は、複数の増幅器２２１〜２２６を有し、増幅器の動作及び非動作の切替により選択的に信号を受信する。ＲＦ増幅部２２０は、ＲＦ増幅部２２０に入力された受信信号を増幅する第１の増幅部２２０１及び第１の増幅部２２０１から入力された受信信号を増幅する第２の増幅部２２０２とを有する。
【００２８】
第１の増幅部２２０１は、複数のＲＦ増幅器２２１〜２２４及び複数のダイオード５１〜５４を有する。複数のＲＦ増幅器２２１〜２２４は、それぞれプローブ２１１〜２１４と接続され、プローブ２１１〜２１４を介して入力された受信信号を増幅する機能を有する。本実施形態においては、例えば、増幅器２２１は、第１の衛星２０からの水平偏波信号を受信して得られた信号の増幅を行う。また、増幅器２２２は、第１の衛星２０からの垂直偏波信号を受信して得られた信号の増幅を行う。増幅器２２３は、第２の衛星３０からの水平偏波信号を受信して得られた信号の増幅を行う。増幅器２２１は、第２の衛星３０からの垂直偏波信号を受信して得られた信号の増幅を行う。ここで、増幅器２２１〜２２４は、後述する電源供給制御回路２７０から選択的にバイアス電流が供給され、バイアス電流が供給された増幅器が動作するようになっている。
【００２９】
ダイオード５１〜５４は、発振器２４０から発生し混合器２３０及びＲＦ増幅部２２０を逆流してきたローカル発振器リーク電力を抑制する。ダイオード５１〜５４は、ＲＦ増幅器２２１〜２２４それぞれの増幅信号の出力側であってバイアス電流の流れる経路上にバイアス電流の流れる方向に対して順方向に挿入される。ローカル発振器リーク電力抑制のメカニズムについては、後述する。また、ダイオード５１〜５４は、電流が流れたときのインピーダンスがより小さくなる特性を有するものの方が好ましい。増幅後のＲＦ信号が流れる際に、ダイオード５１〜５４が抵抗として作用しない方が好ましいためである。このような特性を有するダイオードの例としては、ＰＩＮダイオードが挙げられる。
【００３０】
混合器２３０は、発振器２４０から供給される発振信号とＲＦ増幅部２２０から供給される信号とを混合して、中間周波（ＩＦ：Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号を生成する。
【００３１】
発振器２４０は、混合器２３０に発振信号（例えば１１．２ＧＨｚ）を供給する。発信信号の周波数は、受信信号の周波数と、変換後の所望の周波数とに基づいて定まる。
【００３２】
ＩＦ増幅部２５０は、混合器２３０から出力されたＩＦ信号を増幅する機能を有する。ＩＦ増幅部２５０において増幅されたＩＦ信号は、ＩＦ信号端子２８０から同軸ケーブル３００を介して受信機４００に入力される。
【００３３】
ＩＦ信号端子２８０は、信号検出回路２６０及び電源供給制御回路２７０と接続され、さらに、前述の通り、同軸ケーブル３００を介して受信機４００と接続されている。ＩＦ信号端子２８０に接続された受信機４００は、ＩＦ信号端子２８０を介して周波数変換装置２００に電源供給を行う。
【００３４】
信号検出回路２６０は、受信機４００から入力されたバイアス電流に低周波パルス信号が重畳されているか否かを判別して、判別結果を電源供給制御回路２７０に入力する。
【００３５】
電源供給制御回路２７０は、信号検出回路２６０から入力された判別結果と、受信機４００から供給された電源の電圧レベルとに基づいて、ＲＦ増幅部２２０のいずれの増幅器に電源を供給するかを制御する。例えば、第１の衛星２０の水平偏波２２を受信するよう受信機４００から制御を受けた場合には、電源供給制御回路２７０は、増幅器２２１及び増幅器２２５に対して動作用のバイアス電流を供給する。
【００３６】
以上、本実施形態に係る周波数変換装置２００の構成について説明してきた。次に、かかる構成によって、どのようにローカル発振器リーク電力を抑制するのかについて、説明する。
【００３７】
［ローカル発振器リーク電力の抑制について］
（従来例）
まず、本実施形態に係る周波数変換装置２００のローカル発振器リーク電力抑制機能について説明をする前に、従来の周波数変換装置９００の場合について図４を用いて説明をする。図４は、従来の周波数変換装置のＲＦ増幅部の回路構成を示す説明図である。
【００３８】
尚、従来の周波数変換装置９００の構成については、ＲＦ増幅部以外の構成については、図２に示す本実施形態に係る周波数変換装置と同様であるため説明を省略する。即ち、図２に示すＲＦ増幅部２２０を図４に示すＲＦ増幅部９２０に置き換えたものが、従来の周波数変換装置９００である。
【００３９】
図４における右端部は、混合器２３０を介して発振器２４０と接続されているが、発振器２４０から生じたローカル発振器リーク電力Ｉｌが混合器２３０から逆流してＲＦ増幅部９２０に入力される。
【００４０】
例えば、ＲＦ増幅器９２１及びＲＦ増幅器９２５に対して電源が供給されている場合について説明する。この場合に、ＲＦ増幅器９２１にはバイアス電流９７２が、ＲＦ増幅器９２５にはバイアス電流９７４が供給されている。
【００４１】
ローカル発振器リーク電力Ｉｌは、主に、ＲＦ増幅器９２５及びＲＦ増幅器９２６を逆流し、さらに、ＲＦ増幅器９２５を逆流したローカル発振器リーク電力は、ＲＦ増幅器９２１及びＲＦ増幅器９２２を逆流して入力端子から放射される。また、ＲＦ増幅器９２６を逆流したローカル発振器リーク電力は、ＲＦ増幅器９２３及びＲＦ増幅器９２４を逆流して入力端子から放射される。
【００４２】
このとき、ＲＦ増幅器９２１〜９２６は、出力側から入力側に電流が流れるときには、その電流を減衰させる特性を有する。このときの伝送パラメータは、ＲＦ増幅器が動作しているときと非動作時で大きく異なる。例えばその伝送ロスは、動作状態に比べて非動作状態においては、１０ｄＢ程度小さい。
【００４３】
そのため、非動作状態のＲＦ増幅器について、ローカル発振器リーク電力を抑制することが重要となってくることがわかる。
【００４４】
尚、コンデンサ９８１〜９８６は、各ＲＦ増幅器間の電圧を切るために挿入されている。
【００４５】
（本実施形態に係る周波数変換装置のＲＦ増幅部）
次に、本実施形態に係る周波数変換装置２００のローカル発振器リーク電力抑制機構について図３を用いて説明をする。図３は、本発明の一実施形態に係る周波数変換装置のＲＦ増幅部の回路構成を示す説明図である。
【００４６】
図３における右端部は、混合器２３０を介して発振器２４０と接続されているが、発振器２４０から生じたローカル発振器リーク電力Ｉｌが混合器２３０から逆流してＲＦ増幅部２２０に入力される。
【００４７】
例えば、ＲＦ増幅器２２１及びＲＦ増幅器２２５に対して電源が供給されている場合について説明する。この場合に、ＲＦ増幅器２２１にはバイアス電流２７２が、ＲＦ増幅器２２５にはバイアス電流２７４が供給されている。
【００４８】
ローカル発振器リーク電力Ｉｌは、主に、ＲＦ増幅器２２５及びＲＦ増幅器２２６を逆流し、さらに、ＲＦ増幅器２２５を逆流したローカル発振器リーク電力は、ＲＦ増幅器２２１及びＲＦ増幅器２２２を逆流して入力端子から放射される。また、ＲＦ増幅器２２６を逆流したローカル発振器リーク電力は、ＲＦ増幅器２２３及びＲＦ増幅器２２４を逆流して入力端子から放射される。
【００４９】
このとき、ダイオード５１〜５４は、ＲＦ増幅器２２１〜２２４それぞれの増幅信号の出力側であってバイアス電流の流れる経路上にバイアス電流の流れる方向に対して順方向に挿入されている。つまり、例えば動作状態であるＲＦ増幅器２２１の出力側に設けられたダイオード５１には、バイアス電流２７２が流れている。すると、ダイオード５１のインピーダンスが下がるため、ＲＦ増幅器２２１において増幅されたＲＦ信号は減衰することなく通過することができる。この場合において、ダイオード５１は、ローカル発振器リーク電力を減衰させる効果も弱いが、このときＲＦ増幅器２２１は動作状態にあるため、ＲＦ増幅器２２１においてローカル発振器リーク電力は減衰する。
【００５０】
一方、非動作状態にあるＲＦ増幅器２２２〜２２４に対しては、バイアス電流は供給されていない。そのため、ダイオード５２〜５４は、インピーダンスが高いままであり、ローカル発振器リーク電力を減衰させる。
【００５１】
［効果の例］
以上説明してきたように、本実施形態に係る周波数変換装置によれば、増幅器が非動作状態にあるときには、その増幅器の出力側に挿入されたダイオードによってローカル発振器リーク電力が減衰され、増幅器が動作状態にあるときには、その増幅器においてローカル発振器リーク電力が減衰されるため、確実にローカル発振器リーク電力を抑制することが出来る。
【００５２】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５３】
例えば、上記実施形態では、ダイオードを第１の増幅部２２０１のみに挿入することとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、ダイオードは、第２の増幅部２２０２が有する複数の増幅器それぞれに対応して挿入されてもよい。また、ダイオードは、第1の増幅部２２０１及び第２の増幅部２２０２が有する増幅器全てのそれぞれに対応して挿入されてもよい。
【００５４】
例えば、上記実施形態においては、２つの衛星からの放送波を受信するシステムとしたが、本発明はかかる例に限定されない。３つ以上の衛星からの放送波を受信することのできる周波数変換装置にも適用することが出来る。
【００５５】
また、例えば、上記実施形態においては、増幅器を２段に構成したものについて説明したが、本発明はかかる例に限られない。例えば、１段であってもよいし、３段以上であってもよい。
【符号の説明】
【００５６】
２００          周波数変換装置
２２０          ＲＦ増幅部
２２０１        第１の増幅部
２２０２        第２の増幅部
２２１〜２２６  ＲＦ増幅器
２３０          混合器
２４０          発振器
２７０          電源供給制御回路
５１〜５４      ダイオード
【図１】
2011044797.tif 000003
【図２】
2011044797.tif 000004
【図３】
2011044797.tif 000005
【図４】
2011044797.tif 000006