(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線周波数入力信号を受ける入力端、並びに第１及び第２出力端を有する分離装置と、
該分離装置の第１出力端に結合されて上記無線周波数信号の第１部分を受け、上記無線周波数信号の上記第１部分を無線周波数受信器に供給する無線周波数パワー・リミッタと、
上記分離装置の第２出力端に結合されて上記無線周波数入力信号の第２部分を受け、上記無線周波数信号の第２部分の実効値レベルを出力レベルとして発生する実効値レベル検出器と、
ラッチ機能を有し、基準信号及び上記実効値レベル検出器からの出力レベルを受け、上記実効値レベル検出器からの出力レベルが上記基準信号よりも大きいときに出力信号を発生すると共にラッチする比較器と、
上記分離装置の入力端の前段に配置されて、上記比較器からの上記ラッチされた出力信号を受け、上記実効値レベル検出器の出力レベルが上記比較器用の上記基準信号よりも小さいときに上記無線周波数信号を上記分離装置に供給し、上記実効値レベル検出器の出力レベルが上記比較器用の上記基準信号よりも大きいときに上記無線周波数信号を上記分離装置に供給しないスイッチと、
上記比較器に結合され、上記比較器からの上記出力信号をラッチさせないリセット回路とを具え、
上記分離装置は、上記無線周波数入力信号の大部分を上記無線周波数パワー・リミッタに供給し、上記無線周波数入力信号の一部を上記実効値レベル検出器に供給し、上記無線周波数パワー・リミッタで反射された無線周波数信号が上記実効値レベル検出器に入力することを阻止することを特徴とする無線周波数受信器用入力保護回路。
【請求項２】
無線周波数入力信号を受ける入力端、並びに第１及び第２出力端を有する分離装置と、
上記分離装置の第２出力端に結合されて上記無線周波数入力信号の第２部分を受け、上記無線周波数信号の第２部分の実効値レベルを出力レベルとして発生する実効値レベル検出器と、
基準信号及び上記実効値レベル検出器からの出力レベルを受け、上記実効値レベル検出器からの出力レベルが上記基準信号よりも大きいときに出力信号を発生する比較器と、
上記分離装置の後段に配置され、上記分離装置の第１出力端から上記無線周波数信号の第１部分を受けるスイッチとを具え、
該スイッチは、上記比較器の出力信号により駆動され、上記実効値レベル検出器の出力レベルが上記比較器用の上記基準信号よりも小さいときに、無線周波数パワー・リミッタを介して上記無線周波数信号の第１部分を無線周波数受信器に供給し、上記実効値レベル検出器の上記出力レベルが上記比較器用の上記基準信号よりも大きいときに、上記無線周波数パワー・リミッタを介して上記無線周波数信号の第１部分を上記無線周波数受信器に供給しないで、
上記分離装置は、上記スイッチを介して上記無線周波数入力信号の大部分を上記無線周波数パワー・リミッタに供給し、上記無線周波数入力信号の一部を上記実効値レベル検出器に供給し、上記無線周波数パワー・リミッタで反射された無線周波数信号が上記スイッチを介して上記実効値レベル検出器に入力することを阻止することを特徴とする無線周波数受信器用入力保護回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、無線周波数（ＲＦ）受信器に関し、特に、受信器の構成要素が高パワー・レベルの入力信号により損傷されるのを防止するＲＦ受信器の入力保護回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線周波数（ＲＦ）受信器は、典型的には、ミキサや前置増幅器などの高感度のフロント・エンドの構成要素を有しており、高パワー・レベル入力信号により損傷を受けやすい。例えば、入力ミキサは、１ワットのパワーよりも小さいことと等化である３０ｄＢｍに抑えることができる。無線通信基地局のパワー増幅器の出力は、アンテナに向かうパワーを３０ワットにできる。ＲＦ受信器を有する測定機器を用いてパワー増幅器の出力を測定するには、パワー増幅器出力ポートと測定機器との間に減衰パッドを挿入する必要がある。測定機器の高感度のフロント・エンド構成要素の前段に減衰パッド又は他の保護回路を設けないと、この測定機器のフロント・エンド構成要素が破壊されるかもしれない。
【０００３】
ある形式の保護回路が、アドバンテスト社製スペクトラム・アナライザに使用されている。このスペクトラム・アナライザへのＲＦ入力信号は、入力スイッチに供給される前に、過負荷（オーバーロード）ピーク検出器に抵抗結合されている。このピーク検出器の出力信号をリレー制御器に供給する。このリレー制御器は、入力信号が２つのしきい値レベルの一方を超すと、入力スイッチを制御して、抵抗性負荷を介して入力スイッチの入力信号を接地に流す。一方のレベルは、その範囲が０ｄＢの減衰を含む０ｄＢｍから＋１２ｄＢｍまでであり、前置増幅器が入力信号を受ける。他方のレベルは、その範囲が＋２０ｄＢｍから＋２７ｄＢｍであり、回路に減衰が加わる。パワー・リミッタ（制限器）を前置増幅器の前段に接続して、減衰が加わらないように入力パワーを制限する。第１ミキサは、その入力端の前段にパワー・リミッタを具えていない。低しきい値状態でのパワー・リミッタは、検出器にパワーを反射させるので、不適切なパワー検出が行われて、入力スイッチが活性化されてしまう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この特定の保護回路の欠点は、異なるピーク対平均値比（peak to average ratio）信号に対して不正確になりやすいピーク検出器を含むことである。さらに、高入力パワー信号が測定機器の入力端に偶然に供給されると、入力信号から分離（絶縁）されていないピーク検出器が損傷を受けることがある。また、前置増幅器のみが、保護用のパワー・リミッタを具えているが、第１ミキサはそうではない。たとえ、入力信号がミキサの前段で減衰されても、入力端に偶然供給された高入力パワー信号がミキサを破損させる。
【０００５】
よって、ＲＦ受信器の設定から独立したＲＦ受信器用入力保護回路が望まれている。この場合、保護回路は、リミッタの反射や、検出した信号のピーク対平均値比に影響されない狭いしきい値ウィンドウを具えていなければならない。さらに、保護回路は、受信器の高感度フロント・エンド構成要素を、５０ワットを超す信号から保護できなければならない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１観点によれば、本発明の無線周波数受信器用入力保護回路は、図１に示すように、無線周波数入力信号を受ける入力端、並びに第１及び第２出力端を有する分離装置（２２）と；この分離装置の第１出力端に結合されて無線周波数信号の第１部分を受け、無線周波数信号の第１部分を無線周波数受信器（１４）に供給する無線周波数パワー・リミッタ（２８）と；分離装置の第２出力端に結合されて無線周波数入力信号の第２部分を受け、無線周波数信号の第２部分の実効値レベルを出力レベルとして発生する実効値レベル検出器（３０）と；ラッチ機能を有し、基準信号及び実効値レベル検出器からの出力レベルを受け、実効値レベル検出器からの出力レベルが基準信号よりも大きいときに出力信号を発生すると共にラッチする比較器（３２）と；分離装置の入力端の前段に配置されて、比較器からのラッチされた出力信号を受け、実効値レベル検出器の出力レベルが比較器用の基準信号よりも小さいときに無線周波数信号を分離装置に供給し、実効値レベル検出器の出力レベルが比較器用の基準信号よりも大きいときに無線周波数信号を分離装置に供給しないスイッチ（１６）と；比較器に結合され、比較器からの出力信号をラッチさせないリセット回路（リセット信号を発生する回路）とを具え；分離装置は、無線周波数入力信号の大部分を無線周波数パワー・リミッタに供給し、無線周波数入力信号の一部を実効値レベル検出器に供給し、無線周波数パワー・リミッタで反射された無線周波数信号が実効値レベル検出器に入力することを阻止することを特徴としている。
本発明の第２観点によれば、本発明の無線周波数受信器用入力保護回路は、図５に示すように、無線周波数入力信号を受ける入力端、並びに第１及び第２出力端を有する分離装置（２２）と；この分離装置の第２出力端に結合されて無線周波数入力信号の第２部分を受け、無線周波数信号の第２部分の実効値レベルを出力レベルとして発生する実効値レベル検出器（３０）と；基準信号及び実効値レベル検出器からの出力レベルを受け、実効値レベル検出器からの出力レベルが基準信号よりも大きいときに出力信号を発生する比較器（３２）と；分離装置の後段に配置され、分離装置の第１出力端から無線周波数信号の第１部分を受けるスイッチ（１６）とを具え；このスイッチは、比較器の出力信号により駆動され、実効値レベル検出器の出力レベルが比較器用の基準信号よりも小さいときに、無線周波数パワー・リミッタ（２８）を介して無線周波数信号の第２部分を無線周波数受信器（１４）に供給し、実効値レベル検出器の出力レベルが比較器用の基準信号よりも大きいときに、無線周波数パワー・リミッタを介して無線周波数信号の第１部分を無線周波数受信器に供給しないで；分離装置は、スイッチを介して無線周波数入力信号の大部分を無線周波数パワー・リミッタに供給し、無線周波数入力信号の一部を実効値レベル検出器に供給し、無線周波数パワー・リミッタで反射された無線周波数信号がスイッチを介して実効値レベル検出器に入力することを阻止することを特徴とする。
【０００７】
よって、本発明は、無線周波数受信器用入力保護装置であり、無線周波数（ＲＦ）入力信号を分離装置の入力端に選択的に供給するために、好ましくは、ラッチ機能付きリレーである入力スイッチを具えている。この分離装置は、パワー・リミッタに結合された第１出力端を有しており、このパワー・リミッタがＲＦ信号の第１部分を受ける。このＲＦ信号は、パワー・リミッタを介して、無線周波数受信器に供給される。分離装置の第２出力端は、ＲＭＳ（実効値）レベル検出器に結合されており、このＲＭＳレベル検出器は、ＲＦ入力信号の第２部分を受ける。ＲＭＳレベル検出器は、ＲＦ入力信号の第２部分の実効値レベル、即ち、等化パワーが無線周波数信号と同じであるが、ピーク対平均パワー比が無線周波数信号と異なる出力レベルを発生する。ラッチ機能を有する比較器は、基準信号とＲＭＳレベル検出器からの出力レベルとを受け、この出力レベルが基準信号よりも大きいときに、出力信号を発生しラッチする。入力スイッチは、このラッチされた出力信号を受け、ＲＭＳレベル検出の出力レベルが比較器用基準信号よりも小さい場合に、ＲＦ信号を分離装置に供給する。また、入力スイッチは、ＲＭＳレベル検出器の出力レベルが比較器用基準信号よりも大きい場合に、無線周波数信号を分離装置に供給しない。リセット回路を比較器に結合して、比較器からの出力信号を非ラッチにする。
【０００８】
本発明の好適実施例において、分離装置は、広帯域方向性ブリッジであり、ＲＭＳレベル検出器は、広帯域レベル検出器である。この代わりに、分離装置は、狭帯域方向性結合器でもよい。比較器用ラッチは、好ましくは、プログラム（プログラマブル）ロジック・デバイスで実現されている。このプログラマブル・ロジック・デバイスは、メッセージ発生器を具えており、このメッセージ発生器は、ＲＭＳレベル検出器の出力レベルが比較器用基準信号よりも大きい場合に、過負荷状態存在メッセージを発生する。この過負荷状態存在メッセージは、好ましくは、表示器に表示されるテキスト・メッセージである。代わりに、このメッセージは、出力駆動信号が発生する警告光指示、又はスピーカーが発生するオーディオ・メッセージでもよい。好適実施例において、無線周波数パワー・リミッタは、連続波無線周波数パワーを３ワットに抑える。ラッチ機能付きリレーは、無線周波数信号を受けるように結合されたアーマチュア（接極子）と、分離装置に結合された第１アーマチュア接点と、電気的接地又は抵抗性負荷に結合された第２アーマチュア接点とを具えている。
【０００９】
無線周波数受信器用入力保護回路における回路要素の別な配置では、分離装置の入力端がＲＦ入力信号を受ける。ＲＭＳレベル検出器は、分離装置の第１出力端に結合され、無線周波数入力信号の第１部分を受ける。ＲＭＳレベル検出器は、等化パワーが無線周波数信号と同じで、ピーク対平均パワー比が異なる出力レベルを発生する。比較器は、基準信号と、ＲＭＳレベル検出器の出力レベルとを受け、出力レベルが基準信号よりも大きいときに、出力信号を発生する。スイッチは、分離装置の後段に配置され、分離装置の第２出力端からの無線周波数信号の第２部分を受ける。このスイッチは、比較器の出力信号で駆動されて、ＲＭＳレベル検出器の出力レベルが比較器用基準信号よりも小さい場合、無線周波数パワー・リミッタを介して無線周波数信号の第２部分を無線周波数受信器に供給する。また、このスイッチは、ＲＭＳレベル検出器の出力レベルが比較器用基準信号よりも大きい場合に、無線周波数信号を無線周波数パワー・リミッタに供給しないようにする。このスイッチは、分離装置の第２出力端に結合されたアーマチュアと、パワー・リミッタに結合された第１アーマチュア接点と、電気的接地又は抵抗負荷に結合された第２アーマチュア接点とを有している。
【００１０】
本発明の目的、利点及び新規な特徴は、添付図を参照した以下の詳細説明から理解できよう。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明による入力保護回路１０の一実施例であり、無線周波数（ＲＦ）入力端１２及びＲＦ受信器１４の間に結合されている。この入力保護回路１０は、ＲＦ入力端１２に接続されたアーマチュア１８を有するスイッチ１６を具えている。第１アーマチュア接点２０は、分離装置２２の入力端に接続されており、第２アーマチュア接点２４は、電気的接地に接続されている。この代わりに、第２アーマチュア接点２４は、点線の抵抗器２６で示す抵抗器負荷を介して接地されてもよい。分離装置２２は、ＲＦパワー・リミッタ２８に結合された第１入力端と、実効値（ＲＭＳ）レベル検出器３０に結合された第２出力端とを具えている。ＲＭＳレベル検出器３０は、比較器３２の入力端に結合された出力端を有する。この比較器３２は、基準信号ＲＥＦ及びリセット信号ＲＥＳＥＴも受ける。なお、リセット信号は、リセット回路（図示せず）が発生する。比較器３２が発生する出力信号は、スイッチ１６内のコイル、即ち、ソレノイド３３を付勢（励磁）して、スイッチ１６のアーマチュア１８を接地アーマチュア接点２４にラッチする。パワー・リミッタ２８の出力信号をＲＦ受信器１４に供給する。簡略化したＲＦ受信器１４は、入力ミキサ３４を具えている。この入力ミキサ３４は、ＲＦ入力端１２からのＲＦ信号と、局部発振器３６からの局部発振器信号とを受ける。ミキサ３４からの出力信号は、中間周波数（ＩＦ）信号であり、ＩＦ回路３８に供給される。ＲＦ受信器１４の利得は、前置増幅器４０をＲＦ受信器に接続するか否かにより、増加又は減少する。この前置増幅器４０は、スイッチ４２により、受信器１４の回路の内部又は外部に切り替えられる。
【００１２】
この入力保護回路１０は、ＲＦ測定機器に用いるように設計されており、このＲＦ測定機器は、無線通信基地局送信器で発生した如きＲＦ入力信号の信号特性及びパワーを測定するものである。ＲＦ信号は、パワー増幅器の出力端を含む送信器回路内の多くの位置で取り出される。上述の如く、適切な減衰パッドを用いないで、ＲＦ送信器のパワー増幅器の出力端にＲＦ測定機器を接続すると、測定機器の高感度フロント・エンド回路を破壊することになる。入力保護回路１０は、入力ＲＦ信号の入力パワーを測定し、このパワー・レベルが所定レベルを超えると、入力信号を接地に分路（シャント）する。
【００１３】
ＲＦ測定機器の電源が入れられた際に、スイッチ・アーマチュア１８は、接地されたアーマチュア接点２４に初め接続されており、入力端１２に現れる入力信号からＲＦ受信器を保護する。測定試験が開始すると、スイッチ・アーマチュア１８が第１アーマチュア接点２０に接続される。ＲＦ信号は、スイッチ１６を介して、分離装置２２に供給される。分離装置２２は、ＲＦ信号の大部分をパワー・リミッタ２８に供給する一方、ＲＦ信号の一部をＲＭＳ（実効値）レベル検出器３０に供給するタップ（分岐）を有する。保護回路１０では、ＲＦ入力信号が供給されてからスイッチ１６が切り替えられるまでの時間が有限なので、ＲＦ信号の単一の短いパルスが保護回路１０に伝搬する。パワー・リミッタ２８は、このパルスを、ＲＦ受信器１４の高感度構成要素の破壊を防止するレベルに制限する。パワー・リミッタ２８は、入力スイッチ１６により捕捉したＲＦ信号パルスの短い期間中に、このリミッタに入力する連続波（ＣＷ）の定格値を超えたパワー・レベルに耐えることができる。経験的なデータによると、３ワットＣＷが定格のリミッタは、入力スイッチ１６に供給される５０ワット以上のＲＦ信号に対して短期間だけ耐えることができる。分離装置２２は、パワー・リミッタ２８の制限領域の上の信号レベルと、規格ＲＦ受信器入力レベルの下である信号レベルとにとって必要である。この状態において、パワー・リミッタ２８は、ＲＦ信号を入力端に反射する。分離装置２２がないと、ＲＭＳレベル検出器３０は、入力ＲＦ信号及び反射されたＲＦ信号の両方を検出して、入力パワーの誤り指示を与える。すなわち、分離装置２２は、パワー・リミッタ２８で反射されたＲＦ信号がＲＭＳレベル検出器３０に入力するのを阻止する。
【００１４】
ＲＭＳレベル検出器３０は、分離装置２２から分岐されたＲＦ信号を受けて、ＲＦ信号のパワーに比例する直流出力レベルを発生する。好ましくは、ＲＭＳレベル検出器を用いるので、検出器の出力レベルは、ＲＦ信号の実効値レベル、即ち、ＲＦ信号と等化パワーが等しく、ピーク対平均パワー比が異なる信号である。検出器３０からの直流出力信号は、比較器３２の一方の入力端に供給される。基準信号ＲＥＦは、比較器３２の第２入力端に供給される。検出器３０の直流出力レベルが基準信号ＲＥＦを超えた場合、コイル３３を付勢（励磁）し、スイッチ１６がスイッチ・アーマチュア１８をアーマチュア接点２４に接続するようにラッチする出力信号を比較器３２が発生する。スイッチ１６のコイル３３を非付勢とし、スイッチ・アーマチュア１８をアーマチュア接点２０に接続するには、リセット信号ＲＥＳＥＴを比較器３２に供給する。
【００１５】
図２は、本発明の入力保護回路１０の好適実施例の簡略化した回路図を示す。図１と同様な素子（ブロック）は、同じ参照符号で示す。無線通信基地局送信器が発生する如きＲＦ入力信号が、ＲＦ測定機器の無線周波数（ＲＦ）入力端１２に供給される。入力保護スイッチ１６は、アメリカ合衆国カリフォルニア州ホーソーンのテレダイン社製シリーズＲＦ１７０の如きラッチ機能付き磁気リレー５０で実現する。ラッチ機能付きリレー５０の入力中央接点５１は、ＲＦ入力端１２に結合され、出力中央接点５２は、分離装置２２に結合される。第１入力アーマチュア接点５３は、対応する第１出力アーマチュア接点５４に結合される。第２入力アーマチュア接点５５は、電気的接地５６に結合される。代わりに、第２入力電気接点５５は、負荷抵抗器５７を介して電気的接地に結合してもよい。アーマチュア５８及び５９は、入力中央接点５１を第１入力アーマチュア接点５３及び第２入力アーマチュア接点５５に夫々接続する。アーマチュア６０及び６１は、出力中央接点５２を第１出力アーマチュア接点５４及び第２出力アーマチュア接点６２に夫々接続する。
【００１６】
パルス形式である比較器３２からのラッチ信号ＬＡＴＣＨは、コイル６３を付勢して、永久磁石の保持磁束と反対の磁界を発生し、アーマチュア５９を介して入力中央接点５１を第２入力アーマチュア接点５５に接続する。出力中央接点５２は、アーマチュア６１を介して第２出力アーマチュア接点６２に接続される。同時に、アーマチュア５８及び６０は、第１入力アーマチュア接点５３及び第１出力アーマチュア接点５４から夫々非付勢状態（非接触状態）にされる。比較器３２からのリセットＲＥＳＥＴ信号パルスは、コイル６４を付勢して、アーマチュア５８により入力中央接点５１を第１入力アーマチュア接点５３に接続すると共に、アーマチュア６０により出力中央接点５２を第１出力アーマチュア接点５４に接続する。同時に、アーマチュア５９及び６１は、第２入力アーマチュア接点５５及び第２出力アーマチュア接点６２から夫々非接触になる。分離装置２２は、その入力ポートに、ラッチ機能付きリレー５０からのＲＦ信号を受ける。好適実施例において、第１出力ポートへのスルー（通過）チャネルにおける公称１ｄＢの減衰と、分岐した出力ポートにおける公称２０ｄＢの減衰を有する非対称方向性ブリッジを分離装置２２に用いる。スルー（通過）チャネル出力ポートから分岐出力ポートへの逆分離は、公称３５ｄＢである。スルー・チャネル出力ポートにおけるＲＦ信号は、パワー・リミッタ２８に供給される。
【００１７】
好適実施例において、ディスクリートのピン・ダイオード及びショットキー・ダイオード並びに阻止コンデンサを用いて、パワー・リミッタ２８を実施する。ＲＦ信号は、阻止コンデンサ７０を介してピン・ダイオード７２の陽極に供給され、このピン・ダイオード７２の陰極は、電気的接地に結合される。また、ピン・ダイオード７２の陽極は、１対の直列接続ショットキー・ダイオード７４及び７６の一方の陰極にも接続される。ダイオード７６の陽極は、電気的接地に接続される。ピン・ダイオード７２の陽極及びショットキー・ダイオード７４の陰極の接続点は、別の阻止コンデンサ７８に結合される。ピン・ダイオード７２は、例えば、アメリカ合衆国カリフォルニア州パルアルトのヒューレット・パッカード社製ＨＳＭＰ４８２０型の特殊パッケージの低インダクタンス・ダイオードである。ショットキー・ダイオード７４、７６は、例えば、アメリカ合衆国カリフォルニア州サニーバレーのメタリクス社製ＳＣＨＯＴ型の低容量素子である。ピン・ダイオードの低インダクタンスのリード線は、低容量のショットキー・ダイオード並びに阻止コンデンサ７０及び７８と共に、ショットキー・ダイオード７４及び７６により自己バイアスされた広帯域ロウパス応答フィルタ回路網を形成する。
【００１８】
分離装置２２の分岐出力ポートにおけるＲＦ信号のレンジは、約２０ｄＢであり、この信号は、ＲＭＳレベル検出器３０に供給される。好適実施例において、ＲＭＳレベル検出器３０は、真のＲＭＳ検出器を用いて実現される。かかるＲＭＳ検出器は、例えば、アメリカ合衆国マサチューセッツ州ノーウッドのアナログ・デバイセス社製ＡＤ８３６１型である。レベル検出器３０の出力信号は、ＲＦ信号の実効値レベルであるので、ＲＦ信号の等化パワーに応じて変化する直流電圧である。レベル検出器３０の最大出力値は、ＲＭＳ検出器を構成する素子に供給される正レール（正の電源電圧）に近い。この正レールは、約４．８ボルトである。ＲＭＳレベル検出器３０の直流出力信号は、比較器３２に入力される。この比較器３２は、アメリカ合衆国テキサス州アーリントンのナショナル・セミコンダクタ社製ＬＭ３９３型の如き演算増幅器により構成された比較回路８６と、アメリカ合衆国カリフォルニア州サンホゼのザイリンクス社製ＸＣＳ１０ＸＬＡ型の如きプログラム（プログラマブル）ロジック・デバイス（装置）８８を有する。ＲＭＳレベル検出器３０からの直流出力信号は、比較回路８６の反転入力ノードに供給される。基準信号は、抵抗器８０及び８４で構成される分圧回路網で発生され、比較回路８６の非反転入力ノードに供給される。本発明の好適実施例において、基準信号は、約３ＶＤＣ（約３ボルトの直流）の電圧である。
【００１９】
ＲＭＳレベル検出器３０からの直流出力信号が基準信号よりも大きい場合、比較回路８６は、出力信号を発生する。比較回路８６の出力は、プログラマブル・ロジック装置８８の入力端に供給される。このプログラマブル・ロジック装置８８は、比較回路８６の出力信号に応答してラッチ出力信号を発生する。このラッチ出力信号は、ラッチ機能付きリレー５０のコイル６３を付勢して、中央入力接点５１、アーマチュア５９及び第２入力アーマチュア接点５５を介してＲＦ入力端１２を電気的接地にラッチする。同時に、第１入力アーマチュア接点５３は、中央入力接点５２とは非接続となり、第１出力アーマチュア接点５４は、中央出力接点５２から非接続となる。ユーザ開始コマンドに応答して、リセット回路（図示せず）が手動で開始するリセット・コマンド信号を発生して、プログラマブル・ロジック装置８８に供給される。プログラマブル・ロジック装置８８がリセット出力信号を発生し、ラッチ機能付きリレー５０のコイル６４に供給して、中央入力接点５１、アーマチュア５８及び６０、第１入力及び出力アーマチュア接点５３及び５４、並びに中央出力接点５２を介して、ＲＦ入力端１２を分離装置２２に供給し、この状態をラッチする。同時に、第２入力アーマチュア接点５５を中央入力接点５１から非接続とし、第２出力アーマチュア接点６２を中央出力接点５２から非接続にする。
【００２０】
図３は、非対称ブリッジ９０を用いて実施した分離装置２２の回路図である。この非対称ブリッジ９０は、５０オームのマイクロストリップ伝送線を用いて互いに接続されたディスクリート構成要素を用いて構成されている。非対称ブリッジ９０の入力ポート９２は、５０オームの同軸伝送線要素９４に結合されている。この同軸伝送線要素９４は、フェライト・トロイドが取り付けられて、同軸要素の外側シールド導体の接地端部をこのシールド導体の他端から電気的に絶縁する。同軸伝送線要素によるバラン（平衡不平衡変成器）９４の接地端部は、ブリッジ９０の第１出力ポート９６である。抵抗器Ｚｏをバラン９４の非接地外側シールド導体とブリッジ９０の第２分岐出力ポート９８との間に結合する。この抵抗器Ｚｏの値は、入力ポート９２の特性インピーダンスと均等である。抵抗器Ｚｏ／ｋをバラン９４の中心導体の入力端に結合すると共に、阻止コンデンサ１００を介して第２分岐出力ポート９８にも結合する。並列抵抗器１０２及び１０４で実現した抵抗器ｋＺｏの一端は、バラン９４の外側シールド導体の非接地端部に結合し、その他端は、回路の電気的接地に接続する。抵抗器ｋＺｏ及びＺｏ／ｋの値の関係は、ｋＺｏ×Ｚｏ／ｋ＝Ｚｏ２となる。本発明の好適実施例において、マイクロストリップ伝送線の特性インピーダンスは５０オームであり、Ｚｏの値は４９．９オームであり、抵抗器１０２及び１０４の値は１０オームであり、抵抗器Ｚｏ／ｋの値は４９９オームであり、コンデンサ１００の値は０．０１μＦである。
【００２１】
図４は、ラッチ機能付きスイッチ１６用の比較器３２の別の実施例を示している。図１と同様な素子は、同じ参照符号で示す。ＲＦ信号は、ＲＦ入力端１２及びスイッチ１６を介して分離装置２２に結合される。分離装置２２からの分岐出力信号は、ＲＭＳレベル検出器３０に供給される。ＲＭＳレベル検出器３０の出力端は、スイッチ１１２を介して、比較器を構成する演算増幅器１１０の反転入力端に結合される。演算増幅器１１０の非反転入力端は、基準信号ＲＥＦを受ける。比較器１１０の出力端は、スイッチ１６のコイル、即ち、ソレノイドに結合される。比較器１１０の出力端は、リセット・スイッチ１１４を介して、スイッチ１１２のコイル、即ち、ソレノイドにも結合される。
【００２２】
ＲＦ入力端１２に高パワーＲＦ信号を供給すると、ＲＭＳレベル検出器３０が、基準信号しきい値よりも大きい出力信号を発生する。比較器１１０は、スイッチ１６のコイルを付勢する出力信号を発生し、これにより、ＲＦ信号が分離装置２２に供給されず、ＲＦ入力端１２が接地される。比較器１１０の出力信号は、スイッチ１１２のコイルを付勢して、比較器１１０の反転入力端が、基準信号ＲＥＦよりも高いバイアス電圧レベルを受けるようにする。このバイアス電圧レベルは、電圧源＋Ｖ及び電気的接地の間に接続された直列接続抵抗器１１６及び１８８から構成される分圧回路網により発生する。高パワーＲＦ信号がＲＦ入力端１２に供給されなくなっても、このバイアス電圧レベルが比較器からの出力電圧を維持する。手動で開始するリセット信号ＲＥＳＥＴは、スイッチ１１４のコイルを付勢して、比較器１１０の出力信号をスイッチ１１２のコイルから取り除く。スイッチ１１２は、その状態を反転させて、バイアス電圧レベルを比較器１１０の反転入力端から除くと共に、比較器１１０の反転入力端をＲＭＳレベル検出器３０に接続する。ＲＦ信号がＲＭＳレベル検出器３０に供給されないと、この検出器３０の出力信号は、基準信号ＲＥＦよりも小さくなり、比較器１１０から出力信号が生じない。比較器１１０の出力信号がなくなり、スイッチ１６のコイルが付勢されないので、ＲＦ入力信号が分離装置２２に再接続される。
【００２３】
図５は、本発明による入力保護回路の別の実施例のブロック図である。図１と同様な素子は、同じ参照符号で示す。ＲＦ入力端１２は、図１とは異なり、スイッチ１６の代わりに分離装置２２の入力ポートに接続される。この実施例では、スイッチ１６を分離装置２２の後段に配置するので、分離装置２２のパワー規格は、入力ポート１２で、５０ワットの如く比較的に高いパワーのＲＦ入力信号を扱うに充分である必要がある。分離装置２２の第１出力ポートは、スイッチ１６のアーマチュア１８及び第１アーマチュア接点２０を介してパワー・リミッタ２８に結合される。第２アーマチュア接点２４は、直接的に、又は、点線で示す抵抗器２６で表す抵抗負荷を介して、電気的接地に接続される。分離装置２２の第２出力ポートは、ＲＭＳレベル検出器３０に結合される。ＲＭＳレベル検出器３０の出力信号は、比較器３２に供給される。この比較器３２は、基準信号ＲＥＦも受ける。上述の如く比較器として構成された演算増幅器を用いて、比較器３２を実現する。スイッチ１６の制御ループがこのスイッチの前段にあるので、保護回路１０は、リセット信号ＲＥＳＥＴを用いない。
【００２４】
ＲＦ信号は、ＲＦ入力端１２を介して分離装置２２に入力される。分岐ＲＦ信号は、ＲＭＳレベル検出器３０に供給される。このＲＭＳレベル検出器３０は、ＲＦ信号のパワーに比例する直流電圧信号を発生する。この直流出力信号は、比較器３２の反転入力端に供給され、比較器３２の非反転入力端に供給された基準信号ＲＥＦと比較される。直流出力信号が基準信号ＲＥＦよりも大きいと、比較器３２はスイッチ１６のコイル、即ち、ソレノイド３３を活性化する。これにより、スイッチ１６は、ＲＦ信号をパワー・リミッタ２８に供給せず、このＲＦ信号を接地する。ＲＭＳレベル検出器３０の直流出力信号が基準信号よりも小さいと、ＲＦ信号のパワー・レベルがＲＦ受信器１４の構成要素を破損しないので、比較器３２は、出力信号を発生せず、スイッチ１６のコイル３３を付勢しない。よって、ＲＦ信号が再びパワー・リミッタ２８に供給される。
【００２５】
図６は、本発明による入力保護回路１０を含んだＲＦ測定機器のブロック図である。他の図に示した素子と同様な素子は、同じ参照符号で示す。被試験ＲＦ信号は、ＲＦ入力端１２を介して保護回路１０に供給される。保護回路１０の出力端は、ＲＦ受信器１４に結合される。このＲＦ受信器１４は、ＲＦ信号をデジタル・データ値に変換するアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器を含んでいる。ＲＦ受信器１４は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）も含んでおり、このＤＳＰがデジタル化処理を制御し、デジタル・データを前処理する。このデジタル・データは、アドレス、データ及び制御バス１２０を介して制御器１２２に供給される。バス１２０は、メモリ１２４にも結合されており、このメモリ１２４は、ＲＡＭ及びＲＯＭの両方を含んでいる。液晶表示器、陰極線管などの表示器１２６もバス１２０に結合されている。ノブ、押しボタンなどのフロント・パネル制御器１２８もバス１２０に結合されている。符複合器（コーデック）１３０もバス１２０に結合されて、測定機器からのオーディオ出力を発生する。増幅器１３２は、符複合器１３０からの出力信号を受け、この符複合器出力信号を増幅して、この増幅した信号をスピーカー１３４に供給する。入力保護回路１０のプログラム・ロジック装置（ＰＬＤ）８８も、アドレス及び制御バス１２０に結合される。
【００２６】
入力保護回路１０の以下の説明において、スイッチ１６には、上述の磁気ラッチ機能付きリレーを用いる。ＲＦ入力信号は、スイッチ１６を介して、分離装置２２に供給される。この分離装置２２の分岐出力信号がＲＭＳレベル検出器３０に供給される。スルーチャネル出力信号（分離装置２２を通過した出力信号）は、パワー・リミッタ２８に供給される。分離装置２２の分岐出力信号は、ＲＭＳレベル検出器３０に供給され、このＲＭＳレベル検出器３０は、分岐ＲＦ信号の平均パワーに比例する直流出力信号を発生する。この直流出力信号を比較器８６の反転入力端に供給する。比較器８６は、その非反転入力端に基準信号ＲＥＦを受ける。ＲＭＳレベル検出器３０の出力信号が基準信号を超すときに、比較器８６は、出力信号を発生する。比較器８６の出力信号は、ＰＬＤ８８に供給される。このＰＬＤ８８は、スイッチ１６へのラッチ・パルスを発生し、ＲＦ入力端を接地する。ＰＬＤ８８は、制御器１２２への過負荷状態存在信号を発生する。制御器１２２は、メモリ１２４のＲＯＭに蓄積されたプログラムにより、プログラム制御下で動作する。この制御器１２２は、制御信号を解釈し、過負荷状態存在メッセージを発生して、表示器１２６に表示する。代わりに、制御器１２２は、過負荷状態存在制御信号を解釈し、符複合器１３０に渡す過負荷状態存在メッセージを発生してもよい。符複合器１３０は、このメッセージを処理し、出力信号を発生する。この出力信号は、増幅器１３２により増幅されて、スピーカー１３４に供給され、オーディオ・メッセージを発生する。さらに別の実施例では、制御器１２２が過負荷状態存在メッセージを解釈して、出力信号を発生し、この出力信号により測定機器のフロント・パネル１２８上のＬＥＤ１３６の如き警告光を発生してもよい。
【００２７】
スイッチ１６をリセットして、ＲＦ信号を分離装置２２に供給するためには、フロント・パネル１２８上の手動制御リセット・ボタン（リセット回路の一部）を操作者が押す（活性化する）。このリセット・ボタンは、タッチ・スクリーン表示器のタッチ・スクリーン要素により実現することもできる。このリセット・ボタンを活性化することにより、制御器１２２への命令を開始して、ＰＬＤ８８に供給するリセット・コマンドを発生する。ＰＬＤ８８は、リセット信号を発生し、このリセット信号により、リレー・スイッチ１６は、ＲＦ信号をＲＦ受信器１４に供給する状態にラッチされる。
【００２８】
入力保護回路１０の上述の動作は、プログラム制御により動作する制御器１２２との関係で説明した。入力保護回路１０は、制御器１２２と独立に機能して、過負荷状態存在メッセージを発生してもよい。この場合、ＰＬＤ８８は、過負荷状態存在メッセージを発生し、このメッセージを表示器１２６の表示制御器に渡す。さらに、ＰＬＤ８８を符複合器１３０に直接接続してもよく、ＰＬＤ８８が過負荷状態存在オーディオ・メッセージを発生する。さらにまた、ＰＬＤ８８を光警告回路に直接接続して、ＰＬＤが発光用出力信号を発生してもよい。
【００２９】
上述した入力保護回路では、入力スイッチは、入力信号をパワー高感度回路に選択的に供給したり、供給を止めたりした。この保護回路は、分離装置を具えており、この分離装置が入力信号の第１部分をパワー・リミッタに供給し、入力信号の第２部分をＲＭＳレベル検出器に供給している。このレベル検出器は、入力信号の平均パワーに比例する出力信号を発生する。この出力信号は、比較器の一方の入力端に供給され、この比較器は、第２基準信号ＲＥＦを受ける。レベル検出器の出力信号が基準信号ＲＥＦよりも大きい場合、この比較器が出力信号を発生する。比較器の出力信号は、スイッチ１６のコイル、即ち、ソレノイドを付勢するか又は付勢しないで、回路の残りの部分にＲＦ信号を供給したり又は供給しない。本発明の好適実施例においては、このスイッチは、プログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）で駆動される磁気ラッチ機能付きリレーであり、比較器の出力信号及びリセット信号ＲＥＳＥＴを受ける。ＰＬＤは、ラッチ・パルス及びリセット・パルスを発生し、磁気ラッチ機能付きリレーのラッチ・コイル及びリセット・コイルを夫々付勢する。入力保護回路の別の実施例においては、分離装置は、ＲＦ入力信号を受け、スイッチ１６を通過した信号をパワー・リミッタに供給する。プログラマブル・ロジック装置を含んだＲＭＳレベル検出器及び比較器は、上述と同じ機能を果たし、スイッチを付勢して、ＲＥＦ入力信号を回路の残りの部分に供給したり、供給しない。かかる構成において、従来のスイッチを用い、リセット信号ＲＥＳＥＴを必要としないで、比較器出力によりスイッチを直接的に駆動してもよい。
【００３０】
ＲＦ測定機器で有用な本発明の入力保護回路を説明した。しかし、本発明の要旨を逸脱することなく種々の変形変更が可能であることが当業者には理解できよう。また、図示し上述した特定実施例は、本発明をそれらの実施例そのものに限定するものでもない。
【００３１】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、ＲＦ受信器の設定から独立したＲＦ受信器用入力保護回路を提供できる。本発明の保護回路は、リミッタの反射や、検出した信号のピーク対平均値比に影響されず、ＲＦ受信器の高感度フロント・エンド構成要素を高いワットの入力ＲＦ信号から保護することできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による無線周波数受信器用入力保護回路の代表的ブロック図である。
【図２】本発明による入力保護回路の好適実施例の簡略化した回路図である。
【図３】本発明による入力保護回路において、対称ブリッジとして実現した分離装置の回路図である。
【図４】本発明による入力保護回路における比較器３２の別の実施例である。
【図５】本発明による入力保護回路の別の実施例のブロック図である。
【図６】本発明による入力保護回路を実施するＲＦ測定機器の代表的なブロック図である。
【符号の説明】
１０  保護回路
１２  入力端
１４  ＲＦ受信器
１６  スイッチ
２２  分離装置
２８  パワー・リミッタ
３０  ＲＭＳレベル検出器
３２  比較器
【図１】
0003863384.tif 000002
【図２】
0003863384.tif 000003
【図３】
0003863384.tif 000004
【図４】
0003863384.tif 000005
【図５】
0003863384.tif 000006
【図６】
0003863384.tif 000007