(57)【要約】【課題】本発明は、機能、性能、特性等が点検の対象となるべき回路を備えた装置の保守や運用に供される保守運用支援装置に関し、構成が大幅に変更されることなく、負帰還の対象となる構成要素が異なる特性の要素で交換されても、様々な無線伝送系に対する柔軟な適応を安価に実現できることを目的とする。【解決手段】回路の負荷に代えて擬似負荷が前記回路に接続された第一の状態で、前記回路に負帰還を施すことにより、前記回路の特性の設定、校正、監視の何れかに供される情報を得る制御手段と、前記擬似負荷の定格が確保される特定の値に、前記負帰還のループ利得を設定するループ利得設定手段と、前記擬似負荷に代わって前記負荷が前記回路に接続された第二の状態で、前記回路に対する前記情報の反映を図る反映手段とを備える。【選択図】図１
2013012909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路の負荷に代えて擬似負荷が前記回路に接続された第一の状態で、前記回路に負帰還を施すことにより、前記回路の特性の設定、校正、監視の何れかに供される情報を得る制御手段と、
前記擬似負荷の定格が確保される特定の値に、前記負帰還に供される帰還路の利得を設定する利得設定手段と、
前記擬似負荷に代わって前記負荷が前記回路に接続された第二の状態で、前記回路に対する前記情報の反映を図る反映手段と
を備えたことを特徴とする保守運用支援装置。
【請求項２】
請求項１に記載の保守運用支援装置において、
前記特定の値は、
前記帰還路の直線性が確保される値である
ことを特徴とする保守運用支援装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の保守運用支援装置において、
前記反映手段は、
前記第二の状態で、前記負帰還に供される帰還路を介して前記情報の反映を図る
ことを特徴とする保守運用支援装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の保守運用支援装置において、
前記反映手段は、
前記第二の状態で、前記負帰還を規制し、かつ前記回路に対して前記情報の反映を直接図る
ことを特徴とする保守運用支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機能、性能、特性等が点検の対象となるべき回路を備えた装置の保守や運用に供される保守運用支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線機のソフトウエア化が急速に図られ、多様な複数の変復調方式に対する柔軟な適応が可能となりつつある。
このような無線機では、様々な周波数帯域の信号の生成や送受信の実現に必要な広帯域に亘る特性の維持を実現するために、増幅器等の特定の回路は、所望の帯域における特性の偏差の補正が適宜図られる。
【０００３】
図２は、周波数に応じた利得の補正が図られる無線機の送信部の構成例を示す図である。
図において、変調部３１の入力にはベースバンド信号が与えられ、その変調部３１の出力は縦続接続された前置増幅器３２、電力増幅器３３および検出器３４を介して切り替え部３５の入力に接続される。切り替え部３５の第一の出力は図示されないアンテナの給電路に接続され、その切り替え部３５の第二の出力は終端器３６に接続される。検出器３４のモニタ端子は、縦続接続された平均電力検出部３７および利得制御部３８を介して前置増幅器３２の制御端子に接続される。変調部３１、検出器３４、切り替え部３５、平均電力検出部３７および利得制御部３８の制御端子には、プロセッサ３９の対応する入出力ポートが接続される。プロセッサ３９には、そのプロセッサ３９の主記憶の一部としてメモリ（以下、「補正メモリ」という。）３９Ｍが備えられる。
【０００４】
このような構成の送信部では、切り替え部３５は、プロセッサ３９の配下で検出器３４の出力を既述の給電路に接続する。
【０００５】
また、変調部３１は、プロセッサ３９によって指定された変調方式に基づいて上記ベースバンド信号（図示されないマイクやモデムによって与えられる音声信号を示す。）に基づいて所定の搬送波信号を変調することにより、被変調波信号を生成する。
【０００６】
前置増幅器３２および電力増幅器３３は、このような被変調波信号を電力増幅することにより送信波信号を生成し、検出器３４および切り替え部３５を介して既述の給電路にその送信波信号を供給する。
【０００７】
上記送信波信号が給電路に与えられる期間には、検出器３４は、その送信波信号の一部を平均電力検出部３７に与える。平均電力検出部３７は、プロセッサ３９の配下でこのような送信波信号を検波する。
【０００８】
一方、補正メモリ３９Ｍには、変調部３１に適用され得る変調方式Ｍ１〜Ｍｍと、これらの変調方式の下で生成され得る送信波信号の周波数ｆ１〜ｆｎとの全ての対に対応して、利得制御部３８に設定されるべき好適な利得Ｇij（ｉ＝１〜ｍ、ｊ＝１〜ｎ）が予め登録される。なお、このような利得Ｇijは、電力増幅器３３の出力から検出器３４、平均電力検出部３７および利得制御部３８を介して前置増幅器３２の制御端子に至る帰還路の利得の大半を占める。
【０００９】
上記検波の結果として得られる信号は、送信信号の信号のレベルを示し、かつプロセッサ３９の配下で稼働する検出器３４、平均電力検出部３７および利得制御部３８を介して前置増幅器３２に負帰還される。
【００１０】
したがって、電力増幅器３３の出力から検出器３４および切り替え部３５を介して給電路に供給される送信波信号のレベルは、その送信波信号の生成に適用された変調方式と、このような送信信号の周波数との対に対して規定された値に精度よく保たれる。
【００１１】
また、電力増幅器３３が代替の電力増幅器（以下、「代替電力増幅器」という。）と交換された場合には、これらの電力増幅器３３と代替電力増幅器との特性の相違に起因する送信波信号のレベルの誤差の圧縮を目的として、プロセッサ３９の主導の下で各部が下記の通りに連係する。
【００１２】
プロセッサ３９は、電力増幅器３３が代替電力増幅器と交換される前のモード（以下、「通常モード」という。）からテストモードに移行する。
【００１３】
テストモードでは、切り替え部３５は、プロセッサ３９によって与えられる指示に応じて、既述のアンテナの給電路に代わる終端器３６に検出器３４の出力を接続する。
【００１４】
プロセッサ３９は、既述の変調方式Ｍ１〜Ｍｍと、これらの変調方式Ｍ１〜Ｍｍでそれぞれ生成され得る送信波信号の周波数ｆ１〜ｆｎとの全ての対について、変調部３１、検出器３４および平均電力検出部３７を統括する。
なお、以下では、変調方式Ｍ１〜Ｍｍと周波数ｆ１〜ｆｎとの対の内、上記統括の下で行われるべきテストモードの対象となる対については、既述の添え番号ｉ（ｉ＝１〜ｍの何れか）、ｊ（ｊ＝１〜ｎの何れか）を用いて表記する。
【００１５】
変調部３１は、プロセッサ３９等によって与えられる標準的なベースバンド信号に基づいて周波数ｆｊの搬送波信号を変調波Ｍｉで変調することにより、被変調波信号を生成する。
【００１６】
前置増幅器３２および電力増幅器３３は、通常モードと同様にして、このような被変調波信号を電力増幅することにより送信波信号を生成し、検出器３４および切り替え部３５を介して終端器３６にその送信波信号を与える。
【００１７】
検出器３４は、上記送信波信号の一部を平均電力検出部３７に与えつつ、その送信波信号のレベルＬＯijを所定の頻度で計測し、プロセッサ３９に引き渡す。
【００１８】
平均電力検出部３７は、プロセッサ３９の配下でこのような送信波信号を検波する。
プロセッサ３９は、上記レベルＬＯijを監視しつつ、利得制御部３８の利得を所定のレンジで可変し、そのレベルＬＯijが所定の精度で「規定の値」となる利得として既述の利得Ｇijを求め、かつ該当する変調方式Ｍｉと周波数ｆｊとに対応づけて、メモリ３９Ｍに登録する。
【００１９】
なお、このような「規定の値」とは、検出器３４と平均電力検出部３７との間における粗結合に起因する損失の勘案の下で、電力増幅器３３（検出器３４）の出力に得られるべき送信波信号のレベルが好適な値であると見なすことが可能な換算値である。
【００２０】
プロセッサ３９は、このようにして変調方式Ｍ１〜Ｍｍと周波数ｆ１〜ｆｎとの全ての対に関する利得Ｇijをメモリ３９Ｍに登録した後には、終端器３６に代わるアンテナの給電路に、切り替え部３５を介して検出器３４の出力を再び接続すると共に、既述の「通常モード」に復帰する。
【００２１】
したがって、「周波数特性−利得特性」が異なる代替増幅部で電力増幅器３３が代替された後であっても、所望の変調方式および周波数で生成される送信波信号のレベルは、検出器３４、平均電力検出部３７、利得制御部３８および前置増幅器３２を介して行われる負帰還の下で好適な値に維持される。
【００２２】
なお、本発明に関連した先行技術としては、後述する特許文献１に記載されるように、「入力信号と基準信号とを入力し、該両信号間の周波数差を表わす誤差信号を出力する周波数差検出器と、前記周波数差検出器とフィードバックの関係に配置され、前記検出された周波数差の大きさが最小になるような周波数の前記基準信号を発生する基準信号発生器と、前記基準信号発生器の出力周波数に対応し、前記フィードバック・ループのループ利得が、前記基準信号周波数が別の周波数に同調された場合もほぼ変わらず一定となるようにする利得補償手段とを備える」ことによって、「ボーレートの広いレンジにわたって定常状態のループ利得が実質的に一定となる」点に特徴がある周波数ロックループがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】特許第２７６０７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
ところで、上述した従来例では、生成されるべき送信波信号の電力が大きな値に設定され得るほど、テストモードにおいて終端器３６によって終端される送信波信号の電力の最大値も大きくなる。
【００２５】
しかし、電力増幅器３３が搭載された通信器や電子装置は、特に高温または多湿の厳しい環境下で作動すべき場合には、必然的に密閉構造の筐体内に収容され、その電力増幅器３３が代替増幅器に交換された後に行われる調整時には、終端器３６によって発せられる熱の放熱を実現する放熱器も内蔵されなければならない。
【００２６】
しかも、終端器３６は、上記終端されるべき電力が大きいほど、一般に、物理的なサイズおよび質量が大きくなり、かつ周辺に実装された回路や素子との密な熱結合の回避と、熱設計上の制約の緩和との何れもが困難となる場合が高かった。
【００２７】
さらに、テストモードでは、周波数ｆ１〜ｆｎが多様であって広帯域に亘るほど、一般に、変調方式Ｍ１〜Ｍｍと周波数ｆ１〜ｆｎとの対毎に対応した利得Ｇijの更新の過程で生じる電力増幅器３３の利得の偏差が広く、かつ負帰還が行われる帰還量も広範に変化し得るために、その負帰還が定常状態に移行するために所要する時間が長くなって、終端器３６に供給される送信波電力の電力量も多くなる可能性が高い。
【００２８】
すなわち、従来例では、終端器３６によって低廉化、小型化、軽量化が阻まれ、かつ節電にかかわる制約の解消が図られ難いために、必ずしも容易には多様な変調方式と送信電力との双方に対する適応は実現されなかった。
【００２９】
本発明は、構成が大幅に変更されることなく、負帰還が施されるべき構成要素が異なる特性の要素で交換されても、様々な変調方式および周波数に対する柔軟な適応を安価に実現できる保守運用支援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】
【００３０】
請求項１に記載の発明では、制御手段は、回路の負荷に代えて擬似負荷が前記回路に接続された第一の状態で、前記回路に負帰還を施すことにより、前記回路の特性の設定、校正、監視の何れかに供される情報を得る。利得設定手段は、前記擬似負荷の定格が確保される特定の値に、前記負帰還に供される帰還路の利得を設定する。反映手段は、前記擬似負荷に代わって前記負荷が前記回路に接続された第二の状態で、前記回路に対する前記情報の反映を図る。
【００３１】
すなわち、回路に負荷が接続された第二の状態でその回路に反映されるべき情報は、このような回路に代替の擬似負荷が接続された第一の状態でその擬似負荷が定格を超えることなく駆動されることによって得られる。
【００３２】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の保守運用支援装置において、前記特定の値は、前記帰還路の直線性が確保される値である。
【００３３】
すなわち、第一の状態において既述の情報の取得のために行われる上記回路の負帰還は、非線形な帰還路を介することなく施される。
【００３４】
請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の保守運用支援装置において、前記反映手段は、前記第二の状態で、前記負帰還に供される帰還路を介して前記情報の反映を図る。
【００３５】
すなわち、第二の状態では、回路の特性は、第一の状態で稼働していた帰還路が共用され、しかも、その帰還路を介して上記情報が反映されることによって定まる。
【００３６】
請求項４に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の保守運用支援装置において、前記反映手段は、前記第二の状態で、前記負帰還を規制し、かつ前記回路に対して前記情報の反映を直接図る。
【００３７】
すなわち、第二の状態では、回路の特性は、第一の状態で稼働していた帰還路を介することなく定まる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、定格が大きな擬似負荷の搭載と構成の大幅な複雑化との何れをも伴うことなく、回路に適切な負帰還が実現される。
【００３９】
また、本発明では、上記負帰還に供される帰還路の非線形性に起因して生じ得る回路の特性等の劣化が回避される。
【００４０】
さらに、本発明では、回路は、第一の状態と第二の状態との何れにおいても、負帰還の下で稼働し、かつ定格が小さい擬似負荷が適用されることによって得られた情報が反映されることにより、精度よく安定に稼働する。
【００４１】
また、本発明では、回路は、特性の設定、校正、監視が行われる第一の状態で求められた情報に基づくフィードフォワード制御の下で、精度よく安定に稼働する。
【００４２】
したがって、本発明が適用された装置やシステムでは、性能の無用な低下を伴うことなく、ハードウェアの小型化、軽量化、低廉化に併せて節電が可能となり、かつ多様な周波数、変調方式および送信電力に対する柔軟な適応が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態を示す図である。
【図２】周波数に応じた利得の補正が図られる無線機の送信部の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態を示す図である。
図において、図２に示すものと機能および構成が同じものについては、同じ符号を付与し、ここではその説明を省略する。
【００４５】
本実施形態と図２に示す従来例との構成の相違点は、以下の点にある。
(1) プロセッサ３９に代えてプロセッサ１０が備えられる。
(2) プロセッサ１０には、補正メモリ３９Ｍに代わる補正メモリ１０Ｍがそのプロセッサ１０の主記憶の一部として
(3) 検出器３４と平均電力検出部３７との段間に高低切り替え部１１が備えられる。
【００４６】
以下、図１を参照して本実施形態の動作を説明する。
本発明の特徴は、本実施形態では、既述のテストモードにおいてプロセッサ１０が行う処理の手順と、そのプロセッサ１０の主導の下で以下の通りに行われる各部の連係とにある。
【００４７】
通常モードでは、プロセッサ１０は、送信波信号のレベルの如何にかかわらず、高低切り替え部１１の利得αを例えば「１」に設定する。
また、テストモードでは、プロセッサ１０は、以下の処理を定常的に行う。
【００４８】
(1) 電力増幅器３３の出力から検出器３４および切り替え部３５を介して終端器３６に与えられる送信波信号のレベルＬｔを実測し、あるいはそのレベルＬｔを各部に設定された特性や状態に基づいて推測する。
【００４９】
(2) このようなレベルＬｔと、終端器３６の直線性が確保される下限値ｔｈとを比較し、レベルＬｔが下限値ｔｈ以上である場合には上記利得αを「１」に設定する（図２ステップＳ５）が、反対にレベルＬｔが下限値ｔｈ未満である場合には、既定の値α０(＜１)に設定する。
【００５０】
さらに、テストモードでは、切り替え部３５は、図２に示す従来例と同様に、プロセッサ１０が与える指示に応じて、アンテナの給電路に代わる終端器３６に検出器３４の出力を接続する。
【００５１】
プロセッサ１０は、図２に示す従来例と同様に、既述の変調方式Ｍ１〜Ｍｍと、これらの変調方式の下で生成され得る送信波信号の周波数ｆ１〜ｆｎとの全ての対について、変調部３１、検出器３４および平均電力検出部３７の統括を行う。
【００５２】
変調部３１は、プロセッサ１０によって与えられる標準的なベースバンド信号に基づいて周波数ｆｊの搬送波信号を変調波Ｍｉで変調することにより、被変調波信号を生成する。
【００５３】
このような被変調波信号のレベルは、図２に示す従来例に比べて、「前置増幅器３２および電力増幅器３３によって増幅された後に、検出器３４および切り替え部３５を介して終端器３６に与えられるレベル」が以下の要件の全てを満たし、かつ既述のα(≦１)との積β(＜１)倍の値に、プロセッサ１０の配下で設定される。
【００５４】
(1) 終端器３６の定格を超えることがなく、その終端器３６の直線性が確保される。
(2) 終端器３６とその周辺に位置する部位や要素との間における熱結合の下で、これらの部位や要素の特性、機能、信頼性の低下が許容可能な限度内に抑えられる。
(3) 本実施形態が適用された無線装置の実装や熱設計にかかわる制約が許容可能な限度内に抑えられる。
【００５５】
一方、前置増幅器３２および電力増幅器３３は、通常モードと同様にして、このような被変調波信号を電力増幅することにより送信波信号を生成し、検出器３４および切り替え部３５を介して終端器３６にその送信波信号を与える。さらに、検出器３４は、このような送信波信号の一部を平均電力検出部３７に与えつつ、その送信波信号のレベルＬＯij′（＝ＬＯij・β）を所定の頻度で計測し、プロセッサ１０に引き渡す。
【００５６】
平均電力検出部３７は、プロセッサ１０の配下でこのような送信波信号を検波する。
プロセッサ１０は、上記レベルＬＯij′を監視しつつ、利得制御部３８の利得を所定のレンジで可変し、そのレベルＬＯij′が所定の精度で規定の値となる利得として既述の利得Ｇij′を求め、かつ該当する変調方式Ｍｉと周波数ｆｊとに対応づけて、メモリ１０Ｍに登録する。
【００５７】
なお、このようなレベルＬＯij′の規定の値とは、検出器３４と平均電力検出部３７との間における粗結合に起因する損失の勘案の下で電力増幅器３３（検出器３４）の出力に得られるべき送信波信号が規定の値と見なすことが可能な値である。
【００５８】
プロセッサ１０は、このようにして変調方式Ｍ１〜Ｍｍと周波数ｆ１〜ｆｎとの全ての対に関する利得Ｇij′をメモリ１０Ｍに登録した後には、切り替え部３５を介して検出器３４の出力を終端器３６に代わるアンテナの給電路に再び接続して既述の「通常モード」に移行する。
【００５９】
通常モードでは、切り替え部３５は、プロセッサ１０の配下で検出器３４の出力をアンテナの給電路に接続する。さらに、変調部３１は従来例と同様にプロセッサ１０の配下で被変調波信号を生成するが、その被変調波信号に応じて電力増幅器３３の出力に得られる送信波信号のレベルは、従来例と同様の値となる。
【００６０】
また、通常モードにおける前置増幅器３２、電力増幅器３３、検出器３４、切り替え部３５、平均電力検出部３７および利得制御部３８の動作は、本実施形態では、従来例と同じであり、かつ、補正メモリ１０Ｍに登録される利得Ｇij′の値は、テストモードにおいて利得制御部３８に設定される利得が従来例に比べて既述の（１／β）倍大きくなるが、従来例における利得Ｇijとほぼ同じ値となる。
【００６１】
すなわち、テストモードにおいて終端器３６に供給される電力のレベルが従来例に比べてβ倍だけ小さな値に設定されるため、その終端器３６は、例えば、定格が小さな１本の抵抗器のみで構成可能となる。
【００６２】
したがって、本実施形態によれば、構成の大幅な複雑化と、「周波数−利得特性」等の性能や特性の低下との何れをも伴うことなく、実装や熱設計にかかわる制約が確度高く安価に解消される。
【００６３】
さらに、本実施形態によれば、電力増幅器３３の交換およびその交換に伴う利得（特性）の校正と、好適な性能の維持とが容易に実現される。
【００６４】
なお、本発明は、既述の被変調波信号が如何なる変調方式に基づいて生成される場合であっても、同様に適用可能である。
【００６５】
また、本実施形態では、電力増幅器３３は、必ずしも線形領域で作動する増幅器でなくてもよく、上記変調方式に適した増幅器であるならば、プリディストーション法その他の如何なる歪み補償技術が適用されて構成された増幅器であってもよい。
【００６６】
さらに、本発明は、既述の負帰還に基づいてＡＰＣ(自動パワーコントロール)が行われる電力増幅器３３に限定されず、例えば、負帰還に基づく位相特性や歪みの改善の対象となる多様な回路にも、同様に適用可能である。
【００６７】
また、本実施形態では、終端器３６は、一端が接地された抵抗器に限定されず、アンテナの給電路に代えて検出器３４の出力を終端し、かつ所望のサイズや形状で構成されると共に、既述の作用効果を奏するならば、半導体デバイス、電子回路その他の如何なるもので代替されてもよい。
【００６８】
さらに、本発明は、電力増幅器３３の交換に伴う利得の校正に限定されず、このような電力増幅器３３の利得の所定の頻度による設定と、その電力増幅器３３にかかわる所望の項目の監視との何れにも同様に適用可能である。
【００６９】
また、本実施形態では、既述の利得α、βは、終端器３６の直線性の劣化や非直線性が許容される場合には、その終端器３６が定格内で稼働できる値に限定されてもよい。
【００７０】
さらに、本実施形態では、前置増幅器３２は、必ずしも電力増幅器３３と別体ではなく、一体に構成されてもよい。
【００７１】
また、本発明は、電力増幅器３３の利得が適正な値に可変されるべき装置やシステムであっても、高低切り替え部１１から平均電力検出部３７および利得制御部３８を介して前置増幅器３２の制御端子に至る帰還路の総合的な利得がその電力増幅器３３の利得に整合した値に維持されるならば、同様に適用可能である。
【００７２】
さらに、本実施形態では、既述の利得Ｇij（Ｇij′）は、上記帰還路に配置された所望の要素（の組み合わせ）の利得がプロセッサ１０の主導の下で可変されることによって、設定されてもよい。
【００７３】
また、本実施形態では、上記帰還路の特性は、電力増幅器３３に対する負帰還が所望の形態、精度、応答性で実現されるならば、必ずしも線形領域で行われなくてもよい。
【００７４】
さらに、本実施形態では、通常モードにおける前置増幅器３２および電力増幅器３３の総合的な利得は、例えば、プロセッサ１０によって既述の帰還路の形成や稼働が阻止され、かつこのような帰還路を介して行われる負帰還に代わるフィードフォワード制御に基づいて設定されてもよい。
【００７５】
また、本実施形態では、補正メモリ１０Ｍに記憶される値は、既述のαやβが既知の値であり、かつ利得制御部３８を介して帰還路に設定される利得の設定が所望の精度で実現可能であるならば、通常モードとテストモードとの何れに適合した値に設定されてもよい。
【００７６】
さらに、本実施形態では、高低切り替え部１１は、検出器３４の出力から平均電力検出部３７、利得制御部３８を介して前置増幅器３２に至る何れの部位に配置され、あるいはこれらの部位に分散されて配置されてもよい。
【００７７】
また、本実施形態では、プロセッサ１０と、そのプロセッサ１０の配下で稼働する各部との間における機能分散の形態は、既述の処理に等価な作用・効果を奏するならば、如何なるものであってもよい。
【００７８】
さらに、本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の範囲において多様な実施形態の構成が可能であり、構成要素の全てまたは一部に如何なる改良が施されてもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１０，３９  プロセッサ
１０Ｍ，３９Ｍ  補正メモリ
１１  高低切り替え部
３１  変調部
３２  前置増幅器
３３  電力増幅器
３４  検出部
３５  切り替え部
３６  終端器
３７  平均電力検出部
３８  利得制御部
【図１】
2013012909.tif 000003
【図２】
2013012909.tif 000004