(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された送信信号を送信増幅器の手前で減衰させる可変減衰器と、
前記送信増幅器で増幅された送信信号を検波した信号の電圧と所定のバイアス電圧との差を生成する減算器と、
前記減算器からの出力を増幅する増幅器と、
前記送信信号の有無を示す信号を出力する判定手段と、
前記判定手段の出力信号に、前記増幅器で発生する信号の伝搬遅延と同じ時間遅延を与える遅延回路と、
前記遅延回路から出力される前記送信信号の有無を示す信号に基づいて、前記増幅器からの出力信号を制御するスイッチと、
前記スイッチを介して出力される前記増幅器からの出力信号に基づいて、前記可変減衰器の減衰率を制御する制御信号を生成し、前記可変減衰器に与える制御手段と、を備える送信出力制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の送信出力制御装置であって、
前記制御手段は、前記スイッチを介して出力される前記増幅器からの出力信号の電圧と予め決められた電圧とを加算して、前記可変減衰器の減衰率を制御する制御信号を生成する送信出力制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の送信出力制御装置であって、
前記制御手段は、前記スイッチを介して出力される前記増幅器からの出力信号の電圧と予め決められた電圧とを選択して、前記可変減衰器の減衰率を制御する制御信号を生成する送信出力制御装置。
【請求項４】
入力された送信信号を増幅する可変ゲインの増幅部と、
前記可変ゲインの増幅部で増幅された送信信号を検波した信号の電圧と所定のバイアス電圧との差を生成する減算器と、
前記減算器からの出力を増幅する増幅器と、
前記送信信号の有無を示す信号を出力する判定手段と、
前記判定手段の出力信号に、前記増幅器で発生する信号の伝搬遅延と同じ時間遅延を与える遅延回路と、
前記遅延回路から出力される前記送信信号の有無を示す信号に基づいて、前記増幅器からの出力信号を制御するスイッチと、
前記スイッチを介して出力される前記増幅器からの出力信号に基づいて、前記可変ゲインの増幅部のゲインを制御する制御信号を生成し、前記可変ゲインの増幅部に与える制御手段と、を備える送信出力制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の送信出力制御装置であって、
前記制御手段は、前記スイッチを介して出力される前記増幅器からの出力信号の電圧と予め決められた電圧とを加算して、前記可変ゲインの増幅部のゲインを制御する制御信号を生成する送信出力制御装置。
【請求項６】
請求項４に記載の送信出力制御装置であって、
前記制御手段は、前記スイッチを介して出力される前記増幅器からの出力信号の電圧と予め決められた電圧とを選択して、前記可変ゲインの増幅部のゲインを制御する制御信号を生成する送信出力制御装置。
【請求項７】
空中線回路に、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の送信出力制御装置を設けたインマルサット通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、バースト信号の送信回路、特には、船舶等に搭載されるインマルサット通信装置の送信出力制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、船舶に搭載されるインマルサット通信の送信出力制御回路として、たとえば、図７に示す回路が用いられていた。この回路においてバースト信号は、可変減衰器（ＶＡＴＴ：Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ａｔｔｅｎｕａｔｅｒ）を介して増幅器３２〜３５で増幅されアイソレータ３７を介してアンテナに供給される。また、増幅器３２〜３５から出力されたバースト信号はカップラ３６の２次側から検波器３８に出力される。検波器３８で検波された出力電圧Ｖdet は、減算器４１に入力される。減算器４１は、この電圧Ｖdet からバイアス電圧Ｖｂを減算して増幅器４２に入力する。増幅器４２はこの減算された電圧を所定の利得で増幅する。この増幅器４２の出力が利得制御電圧として可変減衰器のコントロール端子に入力される。このようなフィードバック回路を用いて送信出力をコントロールしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記の送信出力制御回路では、比較器４１および増幅器４２の回路内部における信号遅延が大きいため、入力されるバースト信号に対する制御に遅れが生じ、バースト信号の立ち上がりが尖頭状になった状態で増幅されてアンテナへ供給されていた。このため、送信スペクトルが広がってしまい、受信装置など他の装置に対して悪影響を及ぼしていた。
【０００４】
一方、通信装置が設置されている制御コンソール側で、終段の増幅器３２〜３５に入力するバースト信号のレベルを制御して送信することも考えられるが、制御コンソールからアンテナ装置までが数十メートルないし数百メートルも離れている船舶などでは制御コンソールとアンテナ装置とを接続するケーブル上での信号の減衰量を考慮したレベル制御をする必要があるため制御が困難で現実的でなく、制御コンソールは、十分なレベルでバースト信号を供給し、アンテナ装置側でこれを適当なレベルに減衰したのち電力増幅するのが現実的な手法である。
【０００５】
また、コンソール側からバースト信号に同期した制御信号を送信することによって遅れのない送信出力制御をすることも不可能ではないが、１本のケーブルを用いてバースト信号と数百ｋｂｐｓの制御信号を送信する必要があり、送信出力制御回路が大がかりなものになってしまう欠点があった。
【０００６】
この発明は、簡略な構成で遅れのない送信出力制御をすることができる送信出力制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の送信出力制御装置は、入力された送信信号を送信増幅器の手前で減衰させる可変減衰器と、送信増幅器で増幅された送信信号を検波した信号の電圧と所定のバイアス電圧との差を生成する減算器と、減算器からの出力を増幅する増幅器と、送信信号の有無を示す信号を出力する判定手段と、判定手段の出力信号に、増幅器で発生する信号の伝搬遅延と同じ時間遅延を与える遅延回路と、遅延回路から出力される送信信号の有無を示す信号に基づいて、増幅器からの出力信号を制御するスイッチと、スイッチを介して出力される増幅器からの出力信号に基づいて、可変減衰器の減衰率を制御する制御信号を生成し、可変減衰器に与える制御手段と、を備えることを特徴としている。
また、この発明の送信出力制御装置では、制御手段は、スイッチを介して出力される増幅器からの出力信号の電圧と予め決められた電圧とを加算して、可変減衰器の減衰率を制御する制御信号を生成する、ことを特徴としている。
また、この発明の送信出力制御装置では、制御手段は、スイッチを介して出力される増幅器からの出力信号の電圧と予め決められた電圧とを選択して、可変減衰器の減衰率を制御する制御信号を生成することを特徴としている。
また、この発明の送信出力制御装置は、入力された送信信号を増幅する可変ゲインの増幅部と、可変ゲインの増幅部で増幅された送信信号を検波した信号の電圧と所定のバイアス電圧との差を生成する減算器と、減算器からの出力を増幅する増幅器と、送信信号の有無を示す信号を出力する判定手段と、判定手段の出力信号に、増幅器で発生する信号の伝搬遅延と同じ時間遅延を与える遅延回路と、遅延回路から出力される送信信号の有無を示す信号に基づいて増幅器からの出力信号を制御するスイッチと、スイッチを介して出力される増幅器からの出力信号に基づいて可変ゲインの増幅部のゲインを制御する制御信号を生成し、可変ゲインの増幅部に与える制御手段と、を備えることを特徴としている。
また、この発明の送信出力制御装置では、制御手段は、スイッチを介して出力される増幅器からの出力信号の電圧と予め決められた電圧とを加算して、可変ゲインの増幅部のゲインを制御する制御信号を生成することを特徴としている。
また、この発明の送信出力制御装置では、制御手段は、スイッチを介して出力される増幅器からの出力信号の電圧と予め決められた電圧とを選択して、可変ゲインの増幅部のゲインを制御する制御信号を生成することを特徴としている。
【００１５】
本発明のインマルサット通信装置は、空中線回路に、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の送信出力制御装置を設けたことを特徴とする。
【００１６】
上述した図７の送信出力制御装置を含む従来の送信出力制御装置では、バースト信号などの送信信号が入力されていない時、可変減衰器の減衰率は最低である。すなわち、従来の装置では送信増幅器の出力に相関する減衰率になるように可変減衰器を制御していたため、バースト信号が入力されていない時の減衰率は最低であった。
これに対して、この発明では、バースト信号などの送信信号が入力されていない時（無信号時）の減衰率は最大値に設定される。この最大値は可変減衰器の減衰率の最大値の意味ではなく、この送信出力制御装置における可変減衰器の減衰率制御範囲の最大値の意味である。送信信号が入力された時、この送信信号の入力に対応して可変減衰器の減衰率を最大値よりも小さく制御するが、この制御に遅れがあっても、送信信号の立ち上がり時は無信号時に設定されていた最大の減衰率で減衰されるため尖頭状になることがない。
【００１７】
また、減衰率の制御が制御電圧で行われる可変減衰器を用いた場合、可変減衰器の減衰率を最大にする（第２の）制御電圧に送信増幅器から出力された信号に基づく（第１の）制御電圧を加算することによって送信信号が入力された時の制御電圧を生成するようにしてもよく、または、送信信号が入力された時、可変減衰器の減衰率を最大にする（第２の）制御電圧から、送信増幅器から出力された信号に基づく（第１の）制御電圧に切り換えるようにしてもよい。
【００１８】
また、この発明では、バースト信号などの送信信号が入力されていない時（無信号時）のゲインは最小値に設定される。この最小値は送信増幅器のゲインを０にするという意味ではなく、この送信出力制御装置における送信増幅器のゲイン制御範囲の最小値の意味である。送信信号が入力された時、この送信信号の入力に対応して送信増幅器のゲインを最小値よりも大きく制御するが、この制御に遅れがあっても、送信信号の立ち上がり時は無信号時に設定されていた最小のゲインで増幅されるため尖頭状になることがない。
【００１９】
また、ゲインの制御が制御電圧で行われる可変ゲインの送信増幅器を用いた場合、送信増幅器のゲインを最小にする（第２の）制御電圧に送信増幅器から出力された信号に基づく（第１の）制御電圧を加算することによって送信信号が入力された時の制御電圧を生成するようにしてもよく、または、送信信号が入力された時、送信増幅器のゲインを最小にする（第２の）制御電圧から、送信増幅器から出力された信号に基づく（第１の）制御電圧に切り換えるようにしてもよい。
【００２０】
以上の動作により、制御遅れ時間を有するフィードバック制御を用いても送信信号の立ち上がり部に尖頭状の波形を作ることなく、不要スペクトルが発生しない送信出力制御をすることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図面を参照してこの発明の実施形態について説明する。図１はこの発明の実施形態である送信出力制御回路を含む送信増幅装置のブロック図、図２はこの送信増幅装置の各部の信号を示す図である。この送信増幅装置は、入力されたバースト信号を４段の送信増幅器２、３、４、５で増幅し、カップラ６およびアイソレータ７を介してアンテナ（不図示）に供給する装置である。アンテナに供給する電力は、入力されたバースト信号を可変減衰器（ＶＡＴＴ）１で適当なレベルに減衰させることによって調節する。可変減衰器１の減衰率は、制御端子に入力される利得制御電圧Ｖ３によって制御される。
【００２２】
図２（Ｈ）に示すように、バースト信号が入力されていない時は可変減衰器１に利得制御電圧Ｖ３として、ボリウム１７によって設定されるＶref2が入力されている。この制御電圧Ｖref2は入力信号を大きく減衰させる電圧であり、この発明の可変減衰器の減衰率を最大値とする制御電圧に対応している。
【００２３】
一方、コンソールの通信装置から入力されるバースト信号は図２（Ａ）のような波形であり、送信増幅器２〜５はこの信号を増幅する。送信増幅器２〜５が増幅した出力信号は、アンテナに供給されるとともに、カップラ６を介して検波器８に入力される。検波器８は入力された信号の包絡線を検波する。すなわち、無信号時にはカップラ６の２次側に出力が生じないが、バースト信号が入力され、送信増幅器２〜５で増幅されてカップラ６の２次側に伝達された時、検波器８は、この高周波信号の包絡線を検波して信号レベルに応じた電圧Ｖdet を出力する。この電圧Ｖdet は、ゲート信号形成用の比較器９の非反転入力端子、および、第１の利得制御電圧を形成するための減算器１１にそれぞれ入力される。
【００２４】
減算器１１にはボリウム１８よりバイアス用電圧である直流電圧Ｖref1が供給されており、減算器１１は、検波器８の出力電圧Ｖdet からバイアス電圧Ｖref1を減算した電圧を出力する。図２（Ｂ）に示すように、Ｖref1はＶdet よりも高い電圧に設定されているため、比較器１１の出力電圧は負電圧の波形になる。すなわち、減算器１１から出力される電圧波形は、Ｖref1だけ負側にバイアスされた電圧波形となっている。この出力波形は増幅器１２に入力され、所定のゲインで増幅される。この増幅された電圧波形Ｖ0 を図２（Ｃ）に示す。この増幅された電圧波形はアナログスイッチ１３に入力される。なお、増幅器１２はゲインの大きいオペアンプで構成されるため信号の遅れが大きい。
【００２５】
一方、比較器９の反転入力端子には、ボリウム１６より直流電圧Ｖthが入力される。この比較器９は出力電圧が中間値をとらずフルスイングするように設定されており、入力電圧Ｖdet がＶthを超えた時、図２（Ｄ）に示すような“Ｈ”電圧を出力する。この電圧波形は遅延回路１０で遅延される。遅延回路１０の遅延時間は、増幅器１２による信号の伝搬遅延と同じ時間に設定されている。この遅延回路１０で遅延された電圧波形が前記アナログスイッチ１３のゲート波形となる。アナログスイッチ１３は、ゲート波形が“Ｈ”の期間だけ入力信号（増幅器１２が出力した電圧波形）を出力側のＬＰＦ１４に出力する。
【００２６】
アナログスイッチ１３は、増幅器１２が増幅した電圧波形（図２（Ｃ））のうち、ゲート波形が“Ｈ”の期間だけを切り取ってＬＰＦ１４に入力する。この切り取られた電圧波形Ｖ1 は、図２（Ｆ）に示すような形状になり、アナログスイッチ１３がオン／オフされたタイミングの波形が不連続になっている。そこで、ＬＰＦ１４はこの制御波形を鈍らせて滑らかにし、これを第１の利得制御電圧Ｖ2 として加算器１５に入力する。加算器１５は、この第１の利得制御電圧Ｖ2 とボリウム１７から入力されている第２の利得制御電圧Ｖref2とを加算する。バースト信号の入力時（アナログスイッチ１３がオンしている時）に対応する第１の利得制御電圧Ｖ2 は、図２（Ｇ）に示すように負側に現れているため、この時のみフィードバック制御が働いて、可変減衰器１に供給される利得制御電圧Ｖ3 は所定レベル下げられ、その波形は図２（Ｈ）のような形状になる。この利得制御電圧Ｖ3 により可変減衰器１の減衰率、すなわち入力されたバースト信号のレベルが制御され、送信増幅器２〜５から出力される送信信号の波形は図２（Ｉ）のような滑らかに立ち上がり、不要スペクトルが抑制された波形となる。
【００２７】
上記実施形態では、比較器９を用い、送信増幅器２〜５から出力された信号波形に基づいてバースト信号が入力されているかを判定するようにしているが、可変減衰器１の手前でバースト信号の入力を検出し、その検出結果に基づいてアナログスイッチ１３をオン／オフするようにしてもよい。そのような構成の送信増幅装置の例を図３に示しておく。同図において、検波回路２３は制御コンソールから入力された信号を取り込んで直接検波し、送信信号の入力の有無を検出する。そして、この検波信号を遅延回路１０で遅延してアナログスイッチ１３に供給することにより送信増幅器２〜５の出力電圧に基づく電圧を加算器１５に供給する。
【００２８】
また、上記実施形態では、送信出力制御を可変減衰器１によって入力バースト信号の減衰率を制御することで行っているが、複数段の送信用増幅器のうち少なくとも１つを可変ゲイン増幅器で構成し、そのゲインを調節することで送信出力制御を行うようにしてもよい。減衰器に代えて可変ゲイン増幅器を用いた送信増幅装置の例を図４に示しておく。この送信増幅装置では、４段の送信増幅器のうち初段が可変ゲイン増幅器２２で構成されている。一般的に可変ゲイン増幅器では制御電圧が高いほどゲインが高くなるため、減算器の正負が図１〜図３に示す装置とは逆になっており、パワーアンプである送信増幅器のゲインを最小にする電圧Ｖref4はほぼ０Ｖに設定される。
【００２９】
また、上記実施形態では、送信増幅器から出力された電圧に基づく第１の利得制御電圧Ｖ2 を、第２の利得制御電圧Ｖref2に加算することで送信信号入力時の利得制御電圧を生成しているが、送信信号入力時と無信号時とで全く別系統の利得制御電圧を可変減衰器１または可変ゲイン増幅器２２に供給するようにしてもよい。このような送信利得制御装置を図５、図６に示す。図５は、可変減衰器１に供給する利得制御電圧をセレクタ２４で切り換えるようにした送信増幅装置のブロック図である。図６は、可変ゲイン増幅器である可変ゲイン増幅器２２に供給する利得制御電圧をセレクタ２４で切り換えるようにした送信増幅装置のブロック図である。
図５に示す送信増幅装置では、減算器１１においてＶdat に若干のバイアス電圧Ｖｂのみが付与される。送信信号入力時には、この電圧が可変減衰器１に供給される。なおＬＰＦ１４はセレクタ２４による電圧系統切換時のノイズを除去するためのものである。
【００３０】
また、上記実施形態では入力される送信信号の波形をインマルサット通信などのバースト信号としているが、送信波形はバースト信号に限定されない。オン／オフされる信号であれば、通常のアナログ通信信号などにも適用することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、送信信号が入力されていない時の送信増幅器の出力が最小になるように制御しておき、送信信号が入力された時のみフィードバック制御を行うようにしたことにより、制御遅れがあっても送信信号の立ち上がりが尖頭状になることがなく、不要スペクトルを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態である送信出力制御回路を備えた送信増幅装置のブロック図である。
【図２】同送信増幅装置の各部の信号を示す図である。
【図３】送信増幅装置の他の実施形態を示す図である。
【図４】送信増幅装置の他の実施形態を示す図である。
【図５】送信増幅装置の他の実施形態を示す図である。
【図６】送信増幅装置の他の実施形態を示す図である。
【図７】従来の送信増幅装置のブロック図である。
【符号の説明】
１…可変減衰器（ＶＡＴＴ）、
２〜５…送信増幅器、
６…カップラ、
７…アイソレータ
８…検波器、
９…（ゲート波形を形成するための）比較器、
１０…遅延回路、
１１…減算器、
１２…増幅器（高ゲインオペアンプ）、
１３…アナログスイッチ、
１４…ＬＰＦ、
１５…加算器、
１６…（Ｖthを発生するための）ボリウム
１７…（Ｖref2を発生するための）ボリウム
１８…（Ｖref1を発生するための）ボリウム
２１…（減衰率固定の）減衰器、
２２…可変ゲイン増幅器（初段の送信増幅器）、
２３…検波回路、
２４…セレクタ。
【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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