JPH06511115A - 帯域フィルタ、特に結合フィルタを調整する装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 帯域フィルタ、特に結合フィルタを調整する装置及び方法発明の分野 本発明はＲＦ帯域フィルタ、特に結合フィルタ用の周波数調整方法てあって、Ｒ Ｆ帯域フィルタの通過帯域の中心周波数か帯域フィルタの人力で反射されたある いは帯域フィルタを通過したＲＦ電力に応じて調整される方法に関する。

発明の背景 いくつかの無線発信器を同じアンテナまたはアンテナ線に接続する１つの既知の 方法では、各無線発信器をその発信周波数に同調された中心周波数を有する個別 の帯域フィルタを介して接続する。このような帯域フィルタは結合フィルタ（或 いは組合せフィルタ（ｃｏｍｂｉｎｅｒ　ｆｉｌｅｒ））と呼ばれる。結合フィ ルタの働きは、各無線発信器の発信信号を最小限の損でアンテナに供給すること 、及び他の無線発信器からの異なる周波数の発信信号がアンテナから当該特定の 無線発信器へ向かう方向に進入するのをできるだけ効率的に防ぐことにある。従 来、結合帯域フィルタは各無線発信器の発信周波数へ固定的に同調されていた。

そのため、無線発信器の発信周波数を変えることは、同時に結合フィルタあるい はその同調を変更しなければできなかった。

しかしながら場合によっては、無線発信器の周波数を簡単且つ容易に変えられる のが望ましい。そのような−例は、所定の各発信及び受信チャンネルが割り当て られた小区域式可動無線システムの基地局である。基地局の発信及び受信周波数 を変えることによってシステムのチャンネル割当を変更できれば、システムのチ ャンネル容量をさまざまな状態で融通性のある効率的な方法で使える。そこで、 中心周波数か発信周波数に応し自動的に変わる結合フィルタか開発されている。

既知の自動的に同調可能な結合フィルタの調整は、結合フィルタの入力で反射さ れたＲＦ電力あるいは結合フィルタを通過したＲＦ電力の測定に基づき、測定電 力の最小／最大値にロックするものである。この調整方法に伴う問題として、調 整精度が低くしかもダイナミックレンジか狭い。システム全体の周波数選択感度 が結合フィルタに依存しているので、結合フィルタの出力からその入力へと漏れ る他の無線発信器の電力信号成分により、フィルタの入力における反射抑制測定 の最小反射抑制値は約７ｄＢとなり、その結果測定用のダイナミックレンジか狭 くなる。結合フィルタを通過した電力の測定に基つく調整方法においても、最大 電力値の測定ダイナミック度は上記と同し理由から低い。さらに、１つの無線発 信器の電力レベルの変化は他の無線発信器の結合フィルタの調整回路における電 力測定に直ちに影響を及ぼし、調整誤差を生しるため、上記従来の調整方法に基 づく自動的に同調可能な結合フィルタでは、無線発信器間での相対的な電力レベ ルの変化か許されない、つまり［相互ダイナミック度」はほぼＯｄＢである。

発明の開示 本発明の目的は、結合帯域フィルタに適用され、調整の精度とダイナミックレン ジを改善可能な、ＲＦ帯域フィルタ用の新規な周波数調整方法を提供することに ある。

上記の目的は、発明の分野に記載したような方法において、帯域フィルタの入力 で反射されたあるいは帯域フィルタを通過したＲＦ電力に比例するサンプル信号 が実質上同じ周波数の信号と混合され、混合結果が低域フィルタで濾波され、低 域フィルタ濾波後の混合結果に応じて帯域フィルタが調整される方法によって達 成される。

本発明の基本概念は、フィルタを通過したＲＦ電力あるいはフィルタで反射され たＲＦｔ力の測定における周波数選択性を、このＲＦ測定信号（サンプル信号） に同し周波数を育する信号、すなわち発信周波数の信号を混合し、フィルタの入 力で反射されたＲＦｔ力あるいはフィルタを通過したＲＦ電力に比例するレベル の実質上上口周波数の信号すなわちＤＣ信号を得ることによって向上させること にある。他の無線発信器の発信周波数から漏れ出る電力成分は、その混合結果か 例えば３００ｋＨｚなとより高い周波数で現れ、混合の後に続く低域濾波によっ て除去される。こうして本発明は、測定すべき発信周波数のＲＦ電力成分にたけ 依存したレベルを存するＤＣ信号を与える。本発明による自動的に同調可能なフ ィルタの周波数調整は他の無線発信器の発信信号の影響を受けないので、本発明 は結合フィルタの調整精度と測定の電力ダイナミック度において顕著な向上をも たらす。また、各無線発信器の相互の電力レベルを、結合フィルタの調整か何等 の影響も受けないように変えられるので、前記の「相互ダイナミック度」も改善 される。

本発明の好ましい実施例において、混合時に使われる［局部発振信号」は無線発 信器の発信信号から直接得られるか、調整回路に含めた発振器によって局部発振 信号を発生させることもてきる。この場合所望の発信周波数は、無線発信器自体 へ指示されるのと同様のチャンネルデータとして発振器に指示される。このよう にして、所望なら、極めて高精度の遠隔制御可能な周波数調整が結合フィルタに おいて得られる。

結合フィルタの調整に対する外部負荷の影響は、フィルタで反射したＲＦｔカと フィルタを通過したＲＦ電力両方を同時に測定することによって減少可能である 。これは、異なる負荷状況はそれら２つの測定量に対して異なる影響を及ぼすと いう事実に基づいている。

また本発明は、ＲＦ帯域フィルタ、特に結合フィルタを調整する装置で、帯域フ ィルタの入力で反射されたあるいは帯域フィルタを通過したＲＦｔ力に比例する ＲＦサンプル信号を発生する手段：及び前記サンプル信号のレベルに応じて帯域 フィルタの中心周波数を調整する調整手段を備えた装置に係わる。本発明による 装置は更に、前記ＲＦサンプル信号を実質上同じ周波数の信号と混合する混合手 段と：混合手段の出力に接続された低域フィルタ、を備え、調整手段か低域フィ ルタの出力信号のレベルに応じて帯域フィルタを調整する。

図面の簡単な説明 以下本発明を添付の図面を参照しながら、例示の実施例に基づいて説明する。

尚図面中。

図１は結合フィルタを用いた一般的な発信器系を示すブロック図：図２は、フィ ルタの入力で反射された電力か測定される本発明に基づく帯域フィルタ調整回路 を示すブロック図。

図３は、フィルタを通過した電力か測定される本発明に基づく帯域フィルタ調整 回路を示すブロック図：及び 図４は、反射したＲＦ電力及びフィルタを通過したＲＦ電力両方が測定される帯 域フィルタ調整回路を示すブロック図である。

発明の詳細な説明 図３を参照すると、それぞれ発信周波数り、、、ｆ、を存するｎ個の無線発信器 ＴＸ１、　、　Ｔｘｎが各周波数に同調された帯域フィルタ１１．１２．、、、 、ｌ。を介して共通の加算屯ｐ＋で接続され、さらにアンテナ線を介して共通の 発信アンテナＡＮＴに接続されている。従って、発信アンテナＡＮＴに与えられ る無線周波数（ＲＦ）信号は全発信器の周波数ｆ、、、、ｆ、を含む。発信周波 数ｆ、、、、ｆ、は、例えば９２０−９６０ＭＨｚの範囲内にある。いくつかの 発信器を共通のアンテナに接続するこのような帯域フィルタは、一般に結合フィ ルタと称される。以下本発明を、特に有利に適用可能な結合フィルタに関連して 説明するか、周波数調整において周波数の選択電力測定か必要な池の目的用のフ ィルタにも本発明は適用可能である。

図２は、反射電力の測定を用いた結合フィルタを示す。無線発信器から入力［Ｎ に与えられた発信周波数ＲＦ倍信号、切り替えスイッチ装置３０、方向性接合器 ２１などを介して帯域フィルタ２２に与えられ、さらに帯域フィルタ２２の出力 ＯＵＴに至る。出力○ＵＴは例えば、図１に示したようなアンテナの加算点Ｐ１ に接続し得る。帯域フィルタ２２は狭帯域フィルタで、発信すべき信号か最小限 の損でアンテナＡＮＴへ伝達されるように、その中心周波数か無線発信器の発信 搬送波へできるだけ近づくよう調整か行われる。帯域フィルタ２２の中心周波数 は、帯域フィルタ２２の入力で反射されるＲＦ信号成分の電力に応じ、反射電力 成分か最小となるように調整される。このため、方向性結合器２１が帯域フィル タ２２の入力で反射した信号成分から、その信号成分の電力に比例したサンプル 信号Ｐｒを取り出す。そして、サンプル信号Ｐｒが調整可能な利得増幅器２７を 介して混合器２９の入力に与えられる。また方向性結合器２１は入力に与えられ 出力へと向かう信号からサンプル信号Ｐｆも取り出し、このサンプル信号Ｐｆが 調整可能な移相器２５と調整可能な利得増幅器２８を介して混合器２９の局部発 振入力し○に与えられる。両サンプル信号ＰｆとＰｒ間には、フィルタの装着時 に手で調整可能な移相器２５によって所定の位相関係が設定される。両サンプル 信号ＰｒとＰｆか同位相のとき、サンプル信号Ｐｒのうち反射電力成分に比例し た部分は、混合器２９の出力ＩＦに生しる混合結果か実質上上口周波数の信号、 すなわちＤＣ信号として現れる。他の無線発信器からフィルタ２２を経その入力 へと漏れる電力成分は、その混合結果か３００ｋＨｚなとのより高い周波数で現 れる。混合器２９の出力信号は、混合結果から他の無線発信器の信号成分を濾波 除去する低域フィルタ２４を介して調整装置２３に与えられる。従って、調整装 置２３に与えられるＤＣ信号のレベルは反射された発信周波数電力の量にだけ依 存し、干渉に左右されない正確な周波数調整を与える。調整装置２３は帯域フィ ルタ２２の中心周波数を、ＤＣ信号２４ａのレベルか最小となるように調整する 。

調整可能な移相器２５と調整可能な増幅器２８との接続点は、サンプル信号Ｐｆ からＤＣ！圧信号２６ａを取り出す電力検出器２６に接続されておりこのＤＣ電 圧信号のレベルは入力ＩＮに与えられた発信電力に比例している。調整装ｆｉ２ ３は増幅器２７と２８の調整において信号２６ａを用い、混合器２９に与えられ る両信号ＰｆとＰｒ及び混合器２９の出力信号のダイナミックレンジが各入力電 力レベルに対して最適になるようにする。所望なら、信号２６ａから得た電力レ ベル情報を、信号２４ａのレベルの相対測定における標準値として使うこともて きる。

調整装置２３により制御信号４６で制御される切り替えスイッチ装置３ｏは、入 力信号ＩＮの代わりに発信周波数の局部発振信号４１Ａを方向性結合器２１へ与 えることができる。局部発振信号４１Ａは、調整回路内に含まれており調整装置 ４３により制御信号４５て制御される局部発振器４１によって発生される。各特 定の瞬間に使われる発信チャンネルは、無線発信器自体にチャンネルデータを与 えるのと同じ制御系から与えられる信号ＣＨＤＡＴＡによって調整装置４３に指 示される。新しいチャンネルデータを受け取ると、調整装置４３は制御信号４５ を局部発振器４１に与え、新しいチャンネルに対応した発信周波数となるように する。局部発振信号は、実際の発信信号ＩＮが不在のときあるいは結合フィルタ か遠隔制御によって所望の発信チャンネルへ同調されるときに使われる。局部発 振器４１の使用は、遠隔制御動作における調整精度を著しく向上させる。調整回 路の動作という観点からすれば、混合器に与えるへき発信周波数信号は、上記に 限られず任意の発生源から得られる。従って、調整回路は発信器４１を用いなく ても、あるいは混合処理においてだけ発信器を使うようにしても実現し得る。

後者の場合、発信器４１は混合器２９に直接接続され、スイッチ装置３０は省け 図３は、帯域フィルタ２２を通過した発信周波数の電力か測定される、本発明に 基つく調整回路を示す。図２及び図３において同し動作及び構造の部品並びにブ ロックは、同し参照番号で示しである。以下、図２と図３の相違点だけを説明す る。方向性結合器３１なとで、入力した発信電力からサンプル信号Ｐｆを取り出 す。これと対応して、別の方向性結合器３２などが帯域フィルタ２２の出力に接 続され、フィルタの出力信号からサンプル信号Ｐｆ”を取り出す。そして、サン プル信号Ｐｆ“は調整可能な利得増幅器２７′　を介して混合器３４の入力ＲＦ に与えられる。図２の例と同じく、混合器３４か発信周波数の両サンプル信号Ｐ ｆとＰｆ“を混合し、混合器３４の出力ＩＦで得られる混合結果において、フィ ルタ２２を通過した発信周波数の信号電力に比例した信号成分か実質上ゼロ周波 数の信号、すなわちＤＣ信号として現れるようにする。他の無線発信器によって 生じる可能性のある干渉成分はより高い周波数で現れ、低域フィルタ３５によっ て浦波除去される。従って、ＤＣ信号３５ａか調整装置３３の入力に現れ、この ＤＣ信号のレベルはフィルタ２２を通過した発信周波数電力の量にだけ依存する 。調整装ｆｔ３３は帯域フィルタ２２の中心周波数を、信号３５ａのレベルが最 大となるように調整する。

図４は、フィルタで反射された電力とフィルタを通過した電力両方が測定される 、本発明に基づく更に別の帯域フィルタの周波数調整回路を示す。つまり、図４ の回路図は図２及び図３の回路図を組み合わせたものである。方向性結合器４４ が帯域フィルタ２２て反射される発信周波数のＲＦｔ力からサンプル信号Ｐｒを 取り出し、このサンプル信号Ｐｒは図２の例と同じく移相器２５と調整可能な増 幅器２８を介して混合器２９の入力ＲＦに与えられる。混合器２９はサンプル信 号Ｐｒをその局部発振人力ＬＯに与えられる発信周波数の信号と混合し、反射さ れた発信周波数の電力に対応する成分が実質上ゼロ周波数の信号、すなわちＤＣ 信号となるような混合結果を出力ＩＦに生しる。このＤＣ信号は純粋のＤＣ信号 ２４ａか調整装置４３へ与えられるように低域フィルタ２４によって濾波され、 信号２４ａのレベルはフィルタ２２の入力で反射された発信周波数電力の量にだ け依存する。また図３の例と同様、帯域フィルタ２２の出力側に設けられた方向 性結合器３２が帯域フィルタを通過した発信周波数の信号からサンプル信号Ｐｆ “を分離し、このサンプル信号Ｐｆ”は調整可能な増幅器２７°を介して混合器 ３４の入力ＲＦに与えられる。混合器３４が信号Ｐｆ”をその局部発振人力ＬＯ に与えられる発信周波数の信号と混合し、実質上ゼロ周波数の信号すなわちＤＣ 信号が信号Ｐｆ“に対応する混合結果が混合器３４の出力に現れる。混合結果の うち高い周波数は低域フィルタ３５によって濾波除去され、帯域フィルタ２２を 通過した発信周波数電力の量にだけ依存したレベルを有する純粋のＤＣ信号３５ か調整装置４３に与えられる。調整装置ｔ４３は外部負荷に応じ、信号３５ａの レベルか最大となるかあるいは信号２４ａのレベルが最小となるように帯域フィ ルタを調整する。調整装置４３は、各特定ケースでの調整において用いるべき信 号２４ａまたは３５ａを選択するための一定基準を与える。調整装置４３か調整 において両裏表紙３５ａと２４ａを同時に用い、それらを所定の値に保つように することも可能である。

図４において、発信周波数の局部発振信号Ｐｆは方向性結合器４４から混合器２ ９と３４へ、それぞれ移相器２５と増幅器２８及び移相器２５′　と増幅器２８ ′を介して与えられる。切り替えスイッチ３ｏは、発信信号あるいは局部発振信 号いずれかを方向性結合器４４へ接続し得る。

図面及びそれに関連した説明は、本発明を例示することだけを意図したものであ る。本発明による方法及び装置はそれらの詳細において、添付の請求の範囲に記 載の範囲内で変更し得る。

ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、　２ ＦＩＧ、　３ ＦＩＧ、　４ 国際調査報告 −Ｉ１１１１ｆｆ−軸−、＋、、、ｍ−、−、−ＰＣＴ／Ｆｒ　９２１００１４ ｇ国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ＲＦ帯域フィルタ、特に結合フィルタ用の周波数調整方法で、ＲＦ帯域フィ ルタの通過帯域の中心周波数が帯域フィルタの入力で反射されたあるいは帯域フ ィルタを通過したＲＦ電力に応じて調整される方法において、前記帯域フィルタ の入力で反射されたあるいは前記帯域フィルタを通過したＲＦ電力に比例するサ ンプル信号が実質上同じ周波数の信号と混合され、混合結果が低域フィルタで濾 波され、低域フィルタ濾波後の混合結果に応じて前記帯域フィルタが調整される ことを特徴とする方法。 ２．混合結果がＤＣ信号であることを特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。 ３．前記サンプル信号が前記反射されたＲＦ電力に比例しており、前記混合結果 のレベルが最小値となるように前記帯域フィルタが調整されることを特徴とする 請求の範囲第１または２項記載の方法。 ４．前記サンプル信号が前記帯域フィルタを通過したＲＦ電力に比例しており、 前記混合結果のレベルが最大値となるように前記帯域フィルタが調整されること を特徴とする請求の範囲第１または２項記載の方法。 ５．前記反射されたＲＦ電力に比例する第１のサンプル信号と前記帯域フィルタ を通過したＲＦ電力に比例する第２のサンプル信号とを発生し；各サンプル信号 を実質上同じ周波数の信号と混合して、第１及び第２の混合結果を発生し；これ ら混合結果を低域フィルタで濾波し：低域フィルタ濾波後の両混合結果に応じて 前記帯域フィルタを調整することを特徴とする請求の範囲第１または２項記載の 方法。 ６．ＲＦ帯域フィルタ、特に結合フィルタを調整する装置で、帯域フィルタの入 力で反射されたあるいは帯域フィルタを通過したＲＦ電力に比例するＲＦサンプ ル信号（Ｐｒ、Ｐｆ′′）を発生する手段（２１、３２、４４）及び 前記サンプル信号（Ｐｒ、Ｐｆ′′）のレベルに応じて帯域フィルタ（２２）の 中心周波数を調整する調整手段（２３、３３、４３）を備えた装置において、前 記ＲＦサンプル信号（Ｐｒ、Ｐｆ′′）を実質上同じ周波数の信号と混合する混 合手段（２９、３４）； 前記混合手段（２９、３４）の出力に接続された低域フィルタ（２４、３５）及 び 前記低域フィルタ（２４、３５）の出力信号（２４ａ、３５ａ）のレベルに応じ 、前記帯域フィルタを調整する調整手段（２３、３３、４３）を備えたことを特 徴とする装置。 ７．前記帯域フィルタヘの発信周波数の入力信号から前記実質上同じ周波数の信 号を取り出す手段（２１、２５、３１）を備えたことを特徴とするクレーム６記 載の装置。 ８．前記実質上同じ周波数の信号を発生する調整可能な発振手段（４１）を備え たことを特徴とするクレーム６記載の装置。 ９．前記発振手段（４１）の出力信号（４１Ａ）の前記混合手段の局部発振信号 として接続し、前記フィルタが所望のチャンネルへ遠隔制御可能となるようにす る切り替えスイッチ手段（３０）を備えたことを特徴とするクレーム８記載の装 置。 １０．前記帯域フィルタ（２２）の入力で反射されたＲＦ電力に比例する第１の ＲＦサンプル信号（Ｐｒ）と前記帯域フィルタ（２２）を通過したＲＦ電力に比 例する第２のＲＦサンプル信号（Ｐｆ′′）をそれぞれ発生する第１（４４）及 び第２（３２）の手段： 前記第１（Ｐｒ）及び第２（Ｐｆ′′）のＲＦサンプル信号を実質上同じ周波数 の信号とそれぞれ混合する第１（２９）及び第２（３４）の混合手段；及び前記 第１（２９）及び第２（３４）の混合手段の出力に接続された第１（２４）及び 第２（３５）の低域フィルタ：を備え、前記調整手段（４３）が前記第１（２４ ）及び第２（３５）の両低域フィルタの出力信号（２４ａ、３５ａ）のレベルに 応じ、前記帯域フィルタを調整することを特徴とする請求の範囲第６、７、８ま たは９項記載の装置。 １２．前記帯域フィルタに与えられたＲＦ電力に比例する第３のサンプル信号（ ２６ａ）を発生する手段（２１、２６）；前記ＲＦサンプル信号（Ｐｒ、Ｐｆ′ ′）のレベルを調整するレベル調整手段（２７）； 前記実質上同じ周波数の信号のレベルを調整するレベル調整手段（２８）；及び 前記第３のサンプル信号（２６ａ）のレベルに応じて前記レベル調整手段（２７ 、２８）を制御する制御手段（２３、３３）；を備えたことを特徴とする請求の 範囲第６、７、８または９項記載の装置。