JPH04192616A - 自動周波数・利得制御回路 - 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】 〔産業上の利用分野］ 本発明は受信機の局部発振周波数制御を使用した自動周
波数・利得制御回路に関する。

〔従来の技術〕

一般に、所要帯域幅の狭い信号（ｓｃｐｃ方式等）を使
用して通信を行う場合、送信機および中継機内の局部発
振器周波数の経年変化あるいは衛星通信におけるドツプ
ラー効果による周波数変動分を受信機において吸収し、
復調器に送出する周波数を一定にしてお（必要がある。

この方法として、衛星通信においては親局より通信に使
用する以外の信号を送出しくパイロット信号と呼ばれる
）、受信局はこのパイロット信号の周波数変動分を検出
し、その検出した信号に対して受信機の局部発振器の出
力周波数を変化させ、復調器に送出する信号の周波数が
一定となるように制御している。この方式は自動周波数
制御方式（ＡＦＣ）と呼ばれ、よく知られているもので
ある。

また、復調器に送出する信号は、周波数のみならずその
レベルも一定に保つ必要がある。この方法として、衛星
通信においては前記パイロット信号のレベル変動分を検
出し、その検出した信号に対して受信機内の可変抵抗減
衰器の減衰量を変化させ、復調器に送出する信号のレベ
ルが一定となるように制御している。この方式は自動利
得制御方式（ＡＧＣ）と呼ばれている。

ここで、一般に衛星通信においてＫｕ帯、　Ｋａ帯で通
信を行う場合、降雨等により通路損失が晴天時に比べ増
大し、通信信号の受信局受信機のＡＧＣ回路だけではそ
の減衰量を補償することができないという問題がある。

この問題を解決するため一般に次のような方法を行って
いる。パイロット信号送出局においては、自局で打上げ
たパイロット信号を受信し、前記ＡＧＣ回路の制御電圧
により降雨による通路損失を計算し、″パイロット信号
の送出レベルを変化させて自局から衛星までの通路損失
を補償し、衛星が受信するパイロット信号のレベルを一
定に保っている。通信信号の送信局では、このパイロッ
ト信号を受信し前記方法により送信局から衛星まで（ア
ップリンク）の減衰を送信電力増加により補償している
。衛星から通信信号受信局まで（ダウンリンク）の減衰
は受信局受信機のＡＧＣ回路が補償している。このよう
に、アップリンク、ダウンリンクでの通路損失をそれぞ
れ通信信号送信局、受信局で補償することにより、降雨
等による大きな通路損失を補償することが可能となる。

以上のように、一般に衛星通信において狭帯域信号を送
受信する場合、パイロット信号および通信信号を受信す
る受信機内部には、自動周波数・利得制御回路（ＡＦＣ
−ＡＧＣ回路）が含まれている。

第２図はこのＡＦＣ−ＡＧＣ回路のブロック図である。

入力された信号は、電圧制御発振器２からの信号と周波
数混合器ｌにおいて周波数混合され、両信号の差周波数
の出力信号は外部からの制御信号によって減衰量が可変
される可変抵抗減衰器３によりレベルが変化される。こ
の出力信号の一部は雑音成分を帯域制限する帯域ろ波器
４を通り、周波数位相比較器５およびレベル検出器６に
供給される。

基準信号発生器７の出力信号は、周波数位相比較器５に
供給され、前記帯域ろ波器４の出力信号との周波数位相
比較が行われる。比較された結果生ずる誤差成分は、Ａ
／Ｄ変換器８によりディジタル信号に変換されて論理回
路９に加えられる。

論理回路９は入力された信号に対してディジタル・フィ
ルタ処理を行い、その出力信号をＤ／Ａ変換変換器ｌ上
りアナログ信号に変換して電圧制御発振器２に負帰還し
、その発振周波数を変化させる。この一連の動作は、周
波数位相比較器５の誤差成分がゼロとなるまで続き、こ
の結果ＡＦＣ・ＡＧＣ回路の出力周波数は、入力信号の
周波数変化を吸収し、常に一定周波数となる。

一方、レベル検出器６の検波出力は、前記Ａ／Ｄ変換器
８によりディジタル信号に変換されて論理回路９に加え
られる。論理回路９は入力された信号の履歴を持ってお
り、この信号がＡＦＣ−ＡＧＣ回路の入力信号の基準レ
ベルに応じた値に収束するようなある適当な時定数を持
ってＡＧＣ制御信号を出力する。この信号をＤ／Ａ変換
器１０によりアナログ信号に変換して、可変抵抗減衰器
３に負帰還し、その減衰量を変化させる。この−連の動
作は、レベル検出器６の検波出力が決められた値になる
まで続く。この結果ＡＦＣ−ＡＧＣ回路の出力レベルは
、入力信号のレベル変化を吸収し、常に一定レベルとな
る。

ここで、衛星通信において狭帯域信号を送受信する場合
の地上局の装置構成の一例を第３図に示す、第３図にお
いて、各変調器ＭＯＤで変調された信号およびこの地球
局がパイロット信号送信局の場合は、パイロット信号発
生器ＰＩＬ　　Ｏ３Ｃの出力信号がコンバイナＣＯＭＢ
で１つの信号に束ねられ、送信電力制御盤ＴＰＣにより
制御されるレベル制御盤ＬＥＶ　　Ｃ０ＮＴにより送信
レベルを制御され、送信周波数変換器Ｕ／ＣによりＲＦ
倍信号変換され、高出力増幅器ＨＰＡで増幅されてアン
テナＡＮＴより衛星に向は送信される。

一方、アンテナＡＮＴで受信された信号は、低雑音増幅
器ＬＮＡで増幅され、受信周波数変換器Ｄ／ＣによりＩ
Ｆ倍信号変換され、自動周波数・利得制御盤ＡＦＣ−Ａ
ＧＣにより周波数・利得制御され、分配器ＤＩＶにより
分配され、各復調器ＤＥＭにより復調される。

ここで、この地球局がパイロット信号送信局。

または通信信号送信局であれば、図のように自動周波数
・利得制御盤ＡＦＣ−ＡＧＣの制御信号は送信電力制御
盤ＴＰＣに加えられ、送信電力の制御情報となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

いま、パイロット信号が降雨減衰等以外の原因で一瞬切
れる、例えば送信系のパイロット信号発生器ＰＴＬ　　
Ｏ３Ｃが何らかの原因で現用／予備が切替わったとする
と、地上局から静止衛星に送った信号が戻ってくるまで
に約０．５秒かかるため、受信系ではパイロット信号が
切れて約０．５秒後にこの信号を受取ることになる。こ
の時、自動周波数・利得制御盤ＡＦＣ−ＡＧＣのＡＧＣ
の時定数が０．５秒に比べ充分小さいとすると、パイロ
ット信号が切れた瞬間ＡＧＣはフル・ゲインとなり、送
信電力制御盤ＴＰＣはこの制御信号を受取り、この情報
を基にレベル制御盤ＬＥＶ　　Ｃ０ＮＴを制御し送信電
力を増加させる。しかし、この時変調器ＭＯＤの信号は
正常レベルを出力しているので、結果として過大な電力
を送信することになり、この信号を受取る衛星のトラン
スポンダが飽和して他の信号系に悪影響を及ぼすという
不具合が生じる。このため、従来のＡＦＣ−ＡＧＣ回路
のＡＧＣの時定数は０．５秒に比べて充分大きな値が選
ばれている。

ここで、第２図において周波数位相比較器５にアナログ
位相比較器を使っている場合は、位相同期している状態
で入力信号のレベルがＡＧＣの時定数に比べて充分速い
速度で急激に増加した場合、入力信号の周波数が変化し
ないにもかかわらず誤差信号を出力してしまうという特
性を持っており、この瞬間受信信号の周波数位相同期が
外れてしまうという問題点があった。

本発明の目的は、このような周波数位相同期の外れを防
止した自動周波数・利得制御回路を提供することにある
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の自動周波数・利得制御回路は、周波数混合器で
周波数変換され、かつ可変抵抗減衰器で出力レベルが変
化された信号が周波数位相比較器に入力される信号系に
、時定数の小さい自動利得制御回路を介挿した構成とす
る。

この時定数の小さい自動利得制御回路は、例えば、第２
の可変抵抗減衰器と、この可変抵抗減衰器の出力を２分
して一方を周波数位相比較器に入力させる分波器と、分
波した他方が入力されてそのレベルに応じて前記第２の
可変抵抗減衰器を制御する第２のレベル検出器とで構成
される。

（作用〕 本発明によれば、ＡＦＣの信号系に介挿した時定数の小
さいＡＧＣ回路により、入力信号のレベルの象、激な変
動に対してもＡＦＣ制御のための信号の出力レベルを一
定に保持でき、周波数位相同期が外れることを防止する
。

〔実施例］ 次に、本発明を図面を参照して説明する。

第１図に本発明の一実施例のブロック図を示す。

入力信号を電圧制御発振器２からの信号と周波数混合器
１において周波数混合し、両信号の差周波数の出力信号
を外部からの制御信号により減衰量を可変できる可変抵
抗減衰器３によりレベルを変化させ、帯域ろ波器４に入
力させる。

そして、ここでは、帯域ろ波器４の出力信号が周波数位
相比較器５に入力される系に、同図に破線で囲むように
、時定数の小さいＡＧＣ回路を介挿している。このＡＧ
Ｃ回路は、外部からの制御信号により減衰量を可変でき
る第２の可変抵抗減衰器１１と、この出力を２つに分波
して、一方を周波数位相比較器５に入力させる分波器Ｉ
２と、分波された他方の信号のレベルを検出して前記第
２の可変抵抗減衰器１１の減衰量を制御する第２のレベ
ル検出器１３とで構成される。

ここで、第２のレベル検出器１３の出力信号は、第２の
可変抵抗減衰器１１に負帰還され、前記帯域ろ波器４の
出力信号に対しＡＧＣをかける。

この結果、周波数位相比較器５に入力される信号レベル
は一定に保たれ、この信号は基準信号発生器７との間で
周波数位相比較された結果生ずる誤差成分をＡ／Ｄ変換
器８によりディジタル信号に変換して論理回路９に加え
る。論理回路９はこの信号を従来の方法と同様にＡＦＣ
ｆｉｌｌｌｌ情報として扱い、その出力信号をＤ／Ａ変
換器１０によりアナログ信号に変換して電圧制御発振器
２に負帰還することにより、従来と同様に入力信号に対
してＡＦＣをかける。

一方、帯域ろ波器４からレベル検出器６を通した信号は
Ａ／Ｄ変換器８でディジタル信号に変換され、論理回路
９に加えられ、論理回路９はこの信号を従来の方法と同
様にＡＧｃｆＭＨＢ情報として扱い、その出力信号をＤ
／Ａ変換器１０によりアナログ信号に変換して可変抵抗
減衰器３に負帰還することにより従来と同様に入力信号
に対してＡＧＣをかける。

ここで、第２の可変抵抗減衰器１１および第２のレベル
検出器１３によって行われる入ＧＣの時定数が充分小さ
く設定されていることにより、入力信号のレベルが急激
に増加しても、第２の可変抵抗減衰器１１の出力信号は
一定レベルに保たれ、入力信号の周波数が変化しない限
り、周波数位相比較器５が周波数誤差情報を送出するこ
とはなくなる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、ＡＦＣをかけるために必
要な情報を得る信号系に時定数の小さいＡＧＣ回路を介
挿しているので、入力信号に対するＡＧＣの時定数を従
来と同様に大きくとっても、入力信号のレベルが急激に
増加した場合に周波数位相同期が外れることがないとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＡＦＣ−ＡＧＣ回路の一実施例のブロ
ック図、第２図は従来のＡＦＣ−ＡＧＣ回路のブロック
図、第３図は衛星通信において狭帯域信号を送受信する
場合の地上局の構成を示すブロック図である。 １・・・周波数混合器、２・・・電圧制御発振器、３・
・・可変抵抗減衰器、４・・・帯域ろ波器、５・・・周
波数位相比較器、６・・・レベル検出器、７・・・基準
信号発生器、８・・・Ａ／Ｄ変換器、９・・・論理回路
、ＩＯ・・・Ｄ／Ａ変換器、１１・・・第２可変抵抗減
衰器、１２・・・分波器、１３・・・第２レベル検出器
。 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、入力信号と電圧制御発振器からの信号を混合して周
   波数変換する周波数混合器と、この周波数混合器の出力
   レベルを可変する可変抵抗減衰器と、基準信号発生器と
   、この基準信号発生器の信号と前記可変抵抗減衰器を帯
   域制限した信号とを位相比較する周波数位相比較器と、
   前記帯域制限した信号のレベルを検出するレベル検出器
   と、前記周波数位相比較器とレベル検出器の各出力によ
   り前記電圧制御発振器の発振周波数と可変抵抗減衰器の
   減衰量を制御する手段とを備える自動周波数・利得制御
   回路において、前記帯域制限された信号が前記周波数位
   相比較器に入力される信号系に、時定数の小さい自動利
   得制御回路を介挿したことを特徴とする自動周波数・利
   得制御回路。 ２、時定数の小さい自動利得制御回路は、第２の可変抵
   抗減衰器と、この可変抵抗減衰器の出力を２分して一方
   を前記周波数位相比較器に入力させる分波器と、分波し
   た他方が入力されてそのレベルに応じて前記第２の可変
   抵抗減衰器を制御する第２のレベル検出器とを備えてな
   る特許請求の範囲第１項記載の自動周波数・利得制御回
   路。