JPH08511097A - 多重路弱化試験信号を発生させるためのフェーディングシミュレータ及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 既知の帯域幅の変調入力信号から周波数位置及び／又は減衰深度が制御可能な減衰ノッチを有する、多重路弱化試験信号を発生させるためのフェーディングシミュレータ。同相の２つの成分を第１の信号路（１４）と第２の信号路（１８）とへ送り出すスプリッタ（１０）へ入力信号が与えられる。各信号路への入力はスプリッタ（２２）により同相で直交位相関係にある直交サブ信号（２４、２６）に分割され、各サブ信号は各反転減衰器（２８）に与えられ、減衰器の出力は合成器（３６）で合成され、合成信号は可変遅延線（１６）を通過し、各信号路の出力を生成する。各信号路の出力は合成回路（１２）で合成され、多重路弱化試験信号を発生させる。２つの信号路が温度ドリフトと他の性質が近いか同一となるように、すべての４つの反転減衰器は、実質的に互いに同一であることが好ましい。減衰器と遅延線は縦列にて電子制御され、好ましくはマイクロプロセッサと記憶されたプログラムを用いて、望まれる精密で静的なあるいは動的な減衰ノッチを生成する。

Description

【発明の詳細な説明】 多重路弱化試験信号を発生させるためのフェーディングシミュレータ及び方法 発明の概要 本発明は、次のような原理に基づいている。すなわち、シミュレータの２つの 平行信号路が実質的に同一であるときには、これらの信号路内の各構成部品のパ ラメータのディファレンシャルドリフトが大幅に減少し、必要な較正点が少なく なり、さらに急速なシミュレータの較正が可能となり、及び／又は長期間高い安 定性が得られるようになる。しかしこのような方法は、通常意図的に位相変調さ れていない信号路に多くの“不必要な”構成部品を加えることになり、従って回 路が複雑になり、また表面的には較正に必要な時間が増えるので、直観に反する 方法である。さらに有効とするためには、制御された形で通常位相変調されてい ない信号路内の“不必要な”各構成部品は、制御路の構成部品とともにタンデム に制御しなければならない。このような条件下では直観的には遅延したり不正確 になると考えられる。しかし、対称型シミュレータ（すなわち、（互いに）類似 の、できれば実質的に同一の平行信号路を有するシミュレータ）を使用すると、 実質的な利点が得られることが（以下の説明から）認められるであろう。 したがって、１つの態様では本発明は、既知の帯域幅の変調入力信号から周波 数の位置及び／又は減衰深度を制御できる減衰ノッチを有し、各信号路に類似の （できれば同一の）電子制御複合減衰器を有する２つの平行信号路を通して入力 信号を送る段階と、多重路弱化試験信号を発生させるために各信号路からの信号 を組み合わせる段階と、試験信号内に所望の減衰ノッチを発生させるために複合 減衰器を共同で制御する段階とで構成される多重路弱化試験信号を発生する方法 を含んでいる。 通常、変調入力信号は、スプリッタ回路を通り２つの信号路それぞれに送られ る。そして減衰手段からの出力は、弱化試験信号を発生させるために結合回路で 混合される。スプリッタの２つの出力は、同相でも直角位相（すなわち位相が９ ０度異なる）でもよい。 １つの構成では、各減衰手段は、平行に配置された１対の反転減衰器で構成さ れ、各１対の反転減衰器の入力は直角位相スプリッタからのものであり、各対の 出力は結合回路によって混合される。この構成では、２つの信号路に送られるス プリッタ回路の出力は、互いに対して位相変調されていなくてもよい。 もう１つの構成では、２つの信号路に送られるスプリッタ回路の出力は、互い に位相変調されていてもよい。その場合には、直角位相（９０度）が好ましい。 この場合、（別の結合器の出力を結合することによって）最初に述べた結合回路 によって２つの信号路を再結合する前に、各信号路は１つの出力を有する別のス プリッタで構成され、この出力が反転減衰器に送られ、次に別の結合器の１つの 入力部に送られる。別の２つのスプリッタそれぞれの２つの出力は、互いに位相 変調される必要はない。別のスプリッタそれぞれの第２出力は、できればそれぞ れ別の反転減衰器を経て他の信号路の別の結合器の第２入力部に送られることが 好ましい。 したがってもう１つの態様では、本発明は、既知の帯域幅の変調入力信号から 周波数位置及び／又は減衰深度を制御できる減衰ノッチを有し、信号路が分岐す る入力回路手段と信号路が収束（合流）する出力回路手段との間に平行に延びて いる第１信号路及び第２信号路と、この信号路の信号の動的減衰を行い位相変調 するために第１信号路に接続された第１電子制御複合減衰手段と、この信号路の 信号の動的減衰を行い位相変調するために第２信号路に接続された第１減衰手段 とほぼ同一又は類似の第２電子制御複合減衰手段と、これらをタンデムに制御す るために、また記憶されたプログラムによって決定される出力多重路動的弱化試 験信号を発生させるプログラムに従って各複合減衰器に接続された電子制御手段 とで構成される、多重路弱化試験信号を発生するためのフェーディングシミュレ ータを含んでいる。 ここに示した型のフェーディングシミュレータは、均衡型又は対称型であり、 一方のアーム又は信号路の構成部品ドリフトは、もう一方の相補的アーム又は信 号路の同じ部品の全く同じドリフトで代償されると考えられる。これによって、 較正がはるかに正確になり、連続した再較正間の時間間隔が長くなり、及び／又 は満足のいく正確な操作を達成するための較正ポイントが少なくなる。この較正 には、マイクロプロセッサ制御と上記で述べた我々の先行特許出願で実質的に示 している方法の使用が含まれる。 好ましい実施例の説明 本発明の特徴を広範囲に総括的に述べたので、次に特定の実施例を実例と図面 のみによって説明する。以下の説明で、次の付属図面が参照される。 図面の簡単な説明 図１は、本発明の原理に従って市販部品を組み立ててできる均衡型又は対称型 フェーディングシミュレータの第１の実施例のブロック図である。 図２は、本発明の原理に従って市販部品を組み立ててできる均衡型又は対称型 フェーディングシミュレータの第２の実施例のブロック図である。 本発明のこの２つの実施例のフェーディングシミュレータは、６５ｄＢ以上の 最大ノッチ深度を発生でき、減衰段階が０．５％以上で、周波数精度が帯域幅の ０．０５％以上で、ノッチスイープ率が４，０００ＭＨｚ／ｓまでの高容量マイ クロ波連動装置（たとえば２５６ＱＡＭ）を検査するためのデジタル無線分析器 での使用に適している。このシミュレータの操作と制御の一般原理と、関連する デジタル無線分析器の機能は、我々の先行特許出願で開示している。 図１に示す実施例をさらに詳しく述べると、帯域幅が４５ＭＨｚで周波数中央 値が７５ＭＨｚである変調入力信号は、‘マジックＴ’スプリッタ１０に送られ る。この‘マジックＴ’スプリッタ１０は実質的に同一の２つの出力を発生し、 この出力は２つの実質的に同一の平行信号路（Ａ信号路とＢ信号路）に送られ、 マジックＴ結合器１２で再結合されて所望の弱化試験信号出力を形成する。Ａ信 号路は制御可能な遅延線１６と直列の複合減衰回路１４で構成され、Ｂ信号路は 、制御可能でなくても良いことを除いて基本的に遅延線１６と同一である遅延線 ２０と直列の同一の複合減衰回路１８で構成されている。すなわち、遅延線２０ は、長さが固定されているが、遅延線１６は２つ以上の長さの異なる回路内の線 を接 続するよう切り換えが可能である。このような切り換え可能遅延線は、我々の先 行特許出願で説明している。 複合減衰回路１４及び１８が基本的に同一であるので、減衰器１４の構成部品 のみを説明する。減衰回路１４は、ライン２４に位相変調していない出力信号（ “０度”）とライン２６に９０度位相変調した出力信号（“９０度”）を発生す る直角位相ハイブリッドスプリッタ２２で構成されている。ライン２４の信号は 、Ａ信号路の同相成分の振幅を変化させるユニット３０によって制御される第１ 反転減衰器２８に送られる（ユニット３０には“Ａ．Ｉ”と表示してある）。ラ イン２６の直角位相信号は、減衰器２８と平行に配置され、実質的にこれと同一 である第２反転減衰器３２に送られる。減衰器３２は、Ａ信号路の直角位相信号 の振幅を変化させるためにユニット３４によって制御される（ユニット３４には “Ａ．Ｑ”と表示してある）。最後に、減衰器２８及び３２の同相及び直角位相 出力は、結合回路３６として配置されたマジックＴで結合される。 各複合減衰回路（１４及び１８）の出力はシミュレータへの入力信号となるが 、その振幅は制御された量で減衰されており、またその位相は２πラジアン内の いずれかの角度である。したがって結合器１２によって２つの信号路Ａ及びＢか らの信号を結合させたあと、シミュレータの出力は、スーパーインポーズされた フェードノッチのある変調入力である。四つの反転減衰器を（遅延線１６ととも に）タンデムに制御することによって、ノッチをより深く、あるいは浅く、また 広く、あるいは狭くすることができ、また一定の周波数に維持したり、帯域幅内 で急速にあるいはゆっくりとスイープできる。各信号路の構成部品が実質的に同 一であるので、これらには実質的に同一の温度特性と制御特性があり、最小限の 較正オーバーヘッドで高精度の制御ができる。 図２に示す第２の実施例についてさらに詳しく述べると、対称型多重路フェー ディングシミュレータ回路がここにも含まれていることがわかる。この回路は、 第１の実施例のものと同じように機能し、基本的に同じ結果を生じる。我々の先 行特許出願で概要を示した型のマイクロプロセッサ制御を用いれば、第２の実施 例は第１の実施例より容易に実現できることがわかった。 変調入力信号は直角位相ハイブリッドスプリッタ１１２に送られる。これは単 に２つの出力を発生するが、（ライン１１４の）１つは位相変調していない入力 信号（“０度”）からなり、（ライン１１６の）もう１つは９０度位相変調した 入力信号からなる。これらの出力は、マジックＴスプリッタ１１８及び１２０に （それぞれ）送られ、その出力は互いに対し位相変調されない。 マジックＴ１８の出力１２２及び１２４は、それぞれ反転減衰器２６及び１２ ８に送られるが、マジックＴ１２０の出力１３０及び１３２はそれぞれ反転減衰 器１３４及び１３６に送られる。減衰器１２６及び１３４の出力は、スプリッタ よりも結合器として形成されたもう１つのマジックＴ回路１３８で混合される。 減衰器１２８及び１３６の出力も同様にマジックＴ１４０で結合される。 マジックＴ／結合器１３８の出力は、制御可能遅延線１４２を経て出力マジッ クＴ／結合器１４６回路の１つの入力部（１４４）に送られるが、マジックＴ／ 結合器１４０の出力は、固定型遅延線１４８〜１５０を経て出力マジックＴ／結 合器１４６のもう一方の入力部に送られる。 両方の実施例ブロックの回路構成部品のほとんどは、たとえばニューヨークブ ルックリンのミニサーキット社（Ｍｉｎｉｃｉｒｃｕｉｔｓ、Ｂｒｏｏｋｌｙｎ ，ＮＹ．）などの市販ハイブリッド回路で手軽に形成できる。 回路ブロック番号 Minicircuits型番号 図１ ２２ ＰＳＣＱ−２−９０ １０、３６、１２ ＴＳＣ−２−１ ２８、３２ ＰＡＳ−３ 図２ １１２ ＰＳＣＱ−２−９０ １１８、１２０、１３８、１４０、１４６ ＴＳＣ−２−１ １２６、１２８、１３４、１３６ ＰＡＳ−３ ４つの減衰器を適切にタンデムに制御して所望の弱化試験信号を発生させるた めに、我々の先行特許出願で述べたようにフェーディングシミュレータを実質的 に操作できることが、上記からわかる。しかし、シミュレータの基本回路構成部 品の数がほぼ２倍になっているにもかかわらず、得られる安定性と精度が、我々 の先行特許出願に従って作成したシミュレータより１桁優れていることがわかっ た。この理由は、基本的に温度変化に伴ったシミュレータの２つのアームあるい は信号路間のディファレンシャルパラメータドリフトが低下することにある。 また上記に示した本発明の実施例が、本明細書の冒頭に述べた目的と利点に適 合することが理解されるであろう。しかし技術精通者は、本発明の構想や範囲か ら逸脱せずに開示した発明に対し多くの変化や改良を加えられることを理解する と考えられる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 既知の帯域幅の変調入力信号から周波数位置及び／又は減衰深度が制御可 能な減衰ノッチを有し、 信号路が分岐する入力回路手段と信号路が収束する出力回路手段との間に平行 に伸びる第１信号路及び第２信号路と、 その信号路の信号の動的減衰と位相変調を行うために前記第１信号路に接続さ れた第１電子制御複合減衰器と、 その信号路の信号の動的減衰と位相変調を行うために前記第２信号路に接続さ れた前記第１減衰手段と実質的に同一又は類似の回路設計の第２電子制御複合減 衰器と、 前記減衰器をタンデムに制御し、また記憶されたプログラムによって決定され る出力多重路動的弱化試験信号を発生させるプログラムに従って制御するために 各複合減衰器に接続された電子制御手段とを、 有する多重路弱化試験信号を発生させるためのフェーディングシミュレータ。 ２． 前記複合減衰器のそれぞれが、 電子制御第１反転減衰器と、 電子制御第２反転減衰器と、 それぞれの信号路で前記反転減衰器のそれぞれの出力に接続され、出力が各複 合減衰器の出力で構成されている減衰結合回路とを、 有し、また、 第１反転減衰器が受けた入力信号の位相が、第２反転減衰器の受けた入力信号 の位相に対し直角位相となるように、各複合減衰器の前記第１及び第２反転減衰 器が、それぞれ前記入力回路手段に接続されている、請求項１に記載のフェーデ ィングシミュレータ。 ３． 入力回路手段が変調入力信号を直角位相関係の２つの実質的に同一の信号 路入力信号に分けるよう改良された１個のスプリッタを含み、 入力回路手段が、前記信号路入力信号を前記信号路のそれぞれに送るよう接続 され、 前記複合減衰器それぞれが、前記入力回路からの各信号路入力信号を受け取る ために、またこの信号路入力信号を同相の２つの実質的に同一の反転減衰器入力 信号に分けるために接続された信号路スプリッタ回路手段を含み、 各信号路スプリッタ回路手段の１つの信号路入力信号が、その前記反転減衰器 入力信号の１つをその信号路の反転減衰器の１つに送るために接続され、またそ の前記反転減衰器のもう一方を、もう一方の信号路の反転減衰器の１つに送るよ う接続されている請求項２に記載のフェーディングシミュレータ。 ４． 入力回路手段が変調入力信号を同相の２つの実質的に同一の信号路入力信 号に分けるよう改良された１個のスプリッタを含み、 入力回路手段が、前記信号路入力信号を前記信号路のそれぞれに送るよう接続 され、 前記複合減衰器それぞれが、入力回路からの各信号路入力信号を受け取るため に、またこの信号路入力信号を、直角位相の関係にある２つの実質的に同一の反 転減衰器入力信号に分けるために接続された信号路スプリッタ回路手段を含み、 各信号路の前記信号路スプリッタ回路がその反転減衰入力信号をその各信号路 の反転減衰器のそれぞれに送るために接続されている請求項２に記載のフェーデ ィングシミュレータ。 ５． 第１遅延線が前記第１減衰手段と直列に第１信号路で接続され、 第２遅延線が前記第２減衰手段と直列に第２信号路で接続され、 前記遅延線の少なくとも１つが電子的に制御可能で、前記制御可能遅延線がそ れによって制御する前記制御手段に接続されている前記請求項のいずれか１つに 記載のフェーディングシミュレータ。 ６． 前記制御手段が、シミュレータ又は各複合減衰器の平均作動温度を感知す るための、また前記温度の関数として前記減衰器の制御を変化させるための温度 感知器を含む前記請求項のいずれか１つに記載のフェーディングシミュレータ。 ７． 既知の帯域幅の変調入力信号から周波数位置及び／又は減衰深度を制御で きる減衰ノッチを有し、図１又は図２を参照して実質的に本書にすでに述べてあ る、出力多重路弱化試験信号を発生させるためのフェーディングシミュレータ。 ８． 既知の帯域幅の変調入力信号から周波数位置及び／又は減衰深度を制御で きる減衰ノッチを有し、 各信号路に類似の（できれば実質的に同一の）電子制御複合減衰器を有する２ つの平行信号路を通って入力信号を送る段階と、 多重路弱化試験信号を発生させるために各信号路からの信号を組み合わせる段 階と、 前記試験信号内で所望の減衰ノッチを発生させるために前記複合減衰器を共同 で制御する段階とを有する、多重路弱化試験信号を発生する方法。 ９． 既知の帯域幅の変調入力信号を２つの平行信号路に送り、試験信号を発生 させるために信号路の出力を結合させることで、周波数位置及び／又は減衰深度 を制御できる減衰ノッチを有する多重路弱化試験信号を発生する方法であって、 平行信号路への入力信号を直角位相となるように位相変調する段階と、 一方の信号路の入力信号を第１及び第２制御可能反転減衰器に送る段階と、 他方の信号路の入力信号を第三及び第四制御可能反転減衰器に送る段階と（前 記減衰器のすべては実質的に同一又は類似の設計である）、 第１信号路の出力を発生させるために第１減衰器及び第三減衰器の出力を結合 させる段階と、 第２信号路の出力を発生させるために第２減衰器及び第四減衰器の出力を結合 させる段階と、 所望の試験信号を発生させるためにすべての減衰器をタンデムに制御する段階 とを、 有する方法。 １０． 既知の帯域幅の変調入力信号を２つの平行信号路に送り、試験信号を発 生させるために信号路の出力を結合させることで、周波数位置及び／又は減衰深 度を制御できる減衰ノッチを有する多重路弱化試験信号を発生する方法であって 、 平行信号路への入力信号を同相となるように位相変調する段階と、 各信号路路への入力信号を同相と直角位相のサブ信号に分離する段階と、 第１信号路のサブ信号をそれぞれ第１及び第２制御可能反転減衰器に送り、第 １信号路の出力を形成するために前記減衰器出力を組み合わせる段階と、 第２信号路のサブ信号をそれぞれ第三及び第四制御可能反転減衰器に送り、第 ２信号路の出力を形成するために前記減衰器出力を組み合わせる段階と、 所望の試験信号を発生させるためにすべての減衰器をタンデムに制御する段階 とを、 有する方法。