JP2020057957A - Amplifying device, down converter, and receiving device - Google Patents
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Abstract
【課題】入力信号のダイナミックレンジが大きくても出力信号のピークレベルを一定値以下に調節する。【解決手段】第1制御信号に応じた第1減衰量で入力信号を減衰させて第1減衰信号を出力する第1アッテネータと、第1減衰信号を増幅して増幅信号を出力する増幅器と、予め定められた第2減衰量で、増幅器から出力された増幅信号を減衰させて第2減衰信号を出力する第2アッテネータと、第2減衰信号の強度と、予め定められた信号の基準強度とを比較した結果に基づいて、第1制御信号を生成する第1信号生成部とを備える、増幅装置を提供する。【選択図】図2PROBLEM TO BE SOLVED: To adjust a peak level of an output signal to a certain value or less even if the dynamic range of an input signal is large. SOLUTION: A first attenuator that attenuates an input signal with a first attenuation amount corresponding to a first control signal and outputs a first attenuated signal, and an amplifier that amplifies the first attenuated signal and outputs an amplified signal. A second attenuator that attenuates the amplified signal output from the amplifier and outputs a second attenuated signal with a predetermined second attenuation amount, a strength of the second attenuated signal, and a predetermined reference strength of the signal. Provided is an amplification device including a first signal generation unit for generating a first control signal based on the result of comparison. [Selection diagram] Fig. 2
Description
本発明は、増幅装置、ダウンコンバータ、および受信装置に関する。 The present invention relates to an amplification device, a down converter, and a reception device.
増幅装置の利得を自動で制御する自動利得制御型(AGC:Automatic Gain Control)の増幅装置が知られている(例えば、特許文献1および特許文献2を参照)。
2. Description of the Related Art There is known an automatic gain control (AGC) automatic gain control (AGC) amplifier that automatically controls the gain of the amplifier (see, for example,
このような増幅装置は、例えば、出力信号のピーク値をフィードバックして利得を調節することで、入力信号の信号強度が変動しても出力信号のピーク値を適切な強度範囲に安定化させる。しかしながら、このような増幅装置を衛星通信等に用いた場合、衛星からの信号を探索している状態だと、増幅装置の入力信号は、雑音程度の微弱な信号となる。即ち、衛星の捕捉後と捕捉前とを比較すると、増幅装置には信号強度が数桁程度以上異なる信号を入力することがある。この場合、増幅装置が微弱な信号に対応して利得を増加させるように制御すると、衛星の捕捉後の急激な入力信号の増加により、当該増幅装置の後段の回路等を破壊する程度の大きな信号を発生させてしまうことがある。 Such an amplifier stabilizes the peak value of the output signal within an appropriate intensity range by, for example, feeding back the peak value of the output signal and adjusting the gain, even if the signal intensity of the input signal fluctuates. However, when such an amplifying device is used for satellite communication or the like, an input signal of the amplifying device becomes a weak signal such as noise when a signal from a satellite is being searched. That is, when comparing the state after the satellite is captured with the state before the satellite is captured, a signal whose signal strength differs by several digits or more may be input to the amplifier. In this case, if the amplification device is controlled to increase the gain in response to the weak signal, a sudden increase in the input signal after the acquisition of the satellite causes a large signal such that a circuit at the subsequent stage of the amplification device is destroyed. May occur.
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、入力信号のダイナミックレンジが大きくても出力信号のピークレベルを一定値以下に調節可能な増幅装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide an amplifier capable of adjusting the peak level of an output signal to a certain value or less even when the dynamic range of an input signal is large.
本発明の第1の態様においては、第1制御信号に応じた第1減衰量で入力信号を減衰させて第1減衰信号を出力する第1アッテネータと、前記第1減衰信号を増幅して増幅信号を出力する増幅器と、予め定められた第2減衰量で、前記増幅器から出力された増幅信号を減衰させて第2減衰信号を出力する第2アッテネータと、前記第2減衰信号の強度と、予め定められた信号の基準強度とを比較した結果に基づいて、前記第1制御信号を生成する第1信号生成部とを備える、増幅装置を提供する。 In a first aspect of the present invention, a first attenuator for attenuating an input signal by a first attenuation amount according to a first control signal and outputting a first attenuated signal, and amplifying and amplifying the first attenuated signal An amplifier that outputs a signal, a second attenuator that attenuates the amplified signal output from the amplifier by a predetermined second attenuation and outputs a second attenuated signal, and an intensity of the second attenuated signal; An amplification device comprising: a first signal generation unit configured to generate the first control signal based on a result of comparing a predetermined signal with a reference intensity.
前記第1信号生成部は、前記第2減衰信号の強度が前記基準強度よりも大きい場合に、前記第1減衰量を増加させるための前記第1制御信号を生成し、前記第2減衰信号の強度が前記基準強度よりも小さい場合に、前記第1減衰量を減少させるための前記第1制御信号を生成してもよい。 The first signal generation unit generates the first control signal for increasing the first attenuation when the intensity of the second attenuation signal is greater than the reference intensity, and generates the first control signal for increasing the first attenuation. When the intensity is smaller than the reference intensity, the first control signal for reducing the first attenuation may be generated.
前記第2アッテネータの減衰量を制御する第2制御信号を生成する第2信号生成部を更に備え、前記第2アッテネータは、前記第2制御信号に応じた前記第2減衰量で前記増幅信号を減衰させてよい。増幅装置は、前記第2減衰信号から抽出した一部の電力に基づいて前記第2減衰信号の強度を検出する検出部をさらに有してよい。増幅装置は、前記第1減衰量が最小の状態で決定された前記第2減衰量を示す値を記憶する記憶部を更に有してよい。 A second signal generation unit that generates a second control signal that controls an amount of attenuation of the second attenuator, wherein the second attenuator converts the amplified signal with the second amount of attenuation according to the second control signal. May be attenuated. The amplifying device may further include a detection unit that detects the intensity of the second attenuated signal based on a part of the power extracted from the second attenuated signal. The amplifying device may further include a storage unit that stores a value indicating the second attenuation amount determined in a state where the first attenuation amount is minimum.
本発明の第2の態様においては、予め定められた周波数信号を発生させる信号発生部と、前記予め定められた周波数信号と、入力される高周波信号とをミキシングしてミキシング信号を生成するミキサ部と、前記ミキシング信号を前記入力信号として受け取る第1の態様の増幅装置とを備える、ダウンコンバータを提供する。 In a second aspect of the present invention, a signal generator for generating a predetermined frequency signal, and a mixer for mixing the predetermined frequency signal and an input high-frequency signal to generate a mixing signal And a down-converter comprising: the amplifier according to the first aspect, which receives the mixing signal as the input signal.
本発明の第3の態様においては、衛星からの無線信号を受信して電気信号に変換するアンテナと、前記電気信号を前記高周波信号として受け取る第2の態様のダウンコンバータとを備える、受信装置を提供する。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a receiving apparatus comprising: an antenna that receives a radio signal from a satellite and converts it into an electric signal; and a down converter according to a second aspect that receives the electric signal as the high-frequency signal. provide.
本発明によれば、入力信号のダイナミックレンジが大きくても増幅装置の出力信号のピークレベルを一定値以下に調節できるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that the peak level of the output signal of the amplifier can be adjusted to a certain value or less even if the dynamic range of the input signal is large.
<衛星システムの構成例>
図1は、本実施形態に係る地上局100の構成例を衛星10と共に示す。地上局100は、宇宙の衛星、探査機等と通信する。図1は、衛星10と通信する地上局100の一例を示す。衛星10および地上局100は、送信すべき信号に応じて搬送波を変調した無線信号を用いて通信する。地上局100は、アンテナ110と、入出力回路120と、ダウンコンバータ130と、信号処理部140と、アップコンバータ150とを備える。
<Configuration example of satellite system>
FIG. 1 shows a configuration example of a
アンテナ110は、衛星10から送信される無線信号を受信して電気信号に変換する。また、アンテナ110は、電気信号を無線信号に変換して衛星10に送信する。アンテナ110は、例えば、送受信を兼用するアンテナである。これに代えて、アンテナ110は、送信用および受信用のアンテナを別個に有してもよい。
The
入出力回路120は、アンテナ110からの電気信号をダウンコンバータ130に供給する。また、入出力回路120は、アップコンバータ150からの電気信号をアンテナ110に供給する。入出力回路120は、サーキュレータ121、入力フィルタ122、入力増幅器123、出力増幅器124、出力フィルタ125を有する。
The input /
サーキュレータ121は、複数の入出力ポートを有する。サーキュレータ121は、一のポートに入力した信号を次のポートから出力させ、当該次のポートから入力する信号を更に次のポートから出力させ、最後のポートに入力した信号を当該一のポートから出力させる。図1は、サーキュレータ121が3つの入出力ポートを有する例を示す。この場合、サーキュレータ121は、アンテナ110から受け取る電気信号を入力フィルタ122に出力する。また、サーキュレータ121は、出力フィルタ125から受け取る電気信号をアンテナ110へと出力する。
The
入力フィルタ122は、サーキュレータ121から受け取る電気信号の信号周波数を含む周波数帯域の信号を入力増幅器123へと通過させる。また、入力フィルタ122は、当該周波数帯域とは異なる周波数帯域の信号を低減させる。入力フィルタ122は、例えば、バンドパスフィルタ、ローパスフィルタ、およびハイパスフィルタのうち少なくとも1つを含む。
The
入力増幅器123は、入力フィルタ122から受け取る信号を増幅して出力する。入力増幅器123は、予め定められた増幅率で信号を増幅する。入力増幅器123は、増幅した信号をダウンコンバータ130に供給する。出力増幅器124は、アップコンバータ150から受け取る信号を増幅して出力する。出力増幅器124は、予め定められた増幅率で信号を増幅する。出力増幅器124は、増幅した信号を出力フィルタ125に供給する。
The
出力フィルタ125は、出力増幅器124から受け取る電気信号の信号周波数を含む周波数帯域の信号をアンテナ110へと通過させる。また、出力フィルタ125は、当該周波数帯域とは異なる周波数帯域の信号を低減させる。出力フィルタ125は、例えば、バンドパスフィルタ、ローパスフィルタ、およびハイパスフィルタのうち少なくとも1つを含む。
The
ダウンコンバータ130は、アンテナ110が変換した電気信号を、入出力回路120を介して高周波信号として受け取る。ダウンコンバータ130は、当該高周波信号に重畳された変調信号を取り出して信号処理部140に供給する。
信号処理部140は、ダウンコンバータ130から受け取った変調信号をデジタル信号に変換してデジタル処理する。信号処理部140は、当該変調信号を復調して、衛星10が送信した信号に復元する。信号処理部140は、衛星10との通信の目的に応じて、復元した信号を更にデジタル処理してよい。また、信号処理部140は、衛星10に送信すべき信号に応じた変調信号を生成する。信号処理部140は、変調信号をアナログ信号に変換して、アップコンバータ150に供給する。
The
アップコンバータ150は、信号処理部140から受け取った変調信号で搬送波を変調する。アップコンバータ150は、例えば、搬送波発生装置およびミキサ等を有し、搬送波および変調信号をミキシングする。アップコンバータ150は、ミキシングによって搬送波を変調した電気信号を、入出力回路120を介してアンテナ110に供給する。なお、アップコンバータ150は、無線通信において既知のアップコンバータの構成であればよく、ここでは詳細な説明を省略する。
The up-
以上の本実施形態に係る地上局100は、アンテナ110、入出力回路120、ダウンコンバータ130、および信号処理部140が受信装置として機能し、アンテナ110、入出力回路120、信号処理部140、およびアップコンバータ150が送信装置として機能する。なお、地上局100は、受信装置の機能だけを有してもよい。また、入出力回路120および信号処理部140等の構成は一例であり、通信の目的に応じて適宜構成されてよい。
In the
このような地上局100は、衛星10からの無線信号を探索し、当該無線信号を受信することで当該衛星10を捕捉して通信可能な状態とする。したがって、無線信号を探索している状態において、地上局100に設けられたダウンコンバータ130が受け取る信号は、雑音程度の微弱な信号となる。また、衛星10を捕捉して通信可能な状態において、ダウンコンバータ130が受け取る信号は、雑音よりも数桁程度以上大きな信号となる。このように、ダウンコンバータ130の入力信号はダイナミックレンジが大きいので、ダウンコンバータ130内部の増幅装置の利得を自動で調節することが困難であった。
Such a
例えば、増幅装置が微弱な信号に対応して利得を増加させるように制御すると、衛星の捕捉後の急激な入力信号の増加により、当該増幅装置の後段の回路等を破壊する程度の大きな信号を発生させてしまうことがある。また、衛星の捕捉後の入力信号に合わせて利得を制限すると、衛星10を探索する場合の微弱な信号を十分に増幅できず、衛星10を捕捉することが困難になってしまうことがある。そこで、本実施形態に係るダウンコンバータ130は、このような入力信号のダイナミックレンジが大きくても出力信号のピークレベルを一定値以下に調節可能な増幅装置を設けて、当該入力信号を適切に変調信号に変換する。このようなダウンコンバータ130を次に説明する。
For example, if the amplification device is controlled to increase the gain in response to a weak signal, a sudden increase in the input signal after capturing the satellite causes a signal large enough to destroy a circuit at the subsequent stage of the amplification device. May cause it. Further, if the gain is limited according to the input signal after the satellite is captured, a weak signal for searching for the satellite 10 may not be sufficiently amplified, and it may be difficult to capture the satellite 10. Therefore, the
<ダウンコンバータ130の構成例>
図2は、本実施形態に係るダウンコンバータ130の構成例を示す。ダウンコンバータ130は、ミキシングとフィルタリングによって高周波信号から変調信号を抽出し、抽出した変調信号を増幅する。ダウンコンバータ130は、第1アイソレータ131、第1増幅器132、信号発生部133、ミキサ部134、フィルタ部135、第2増幅器136、および増幅装置200を備える。
<Configuration Example of
FIG. 2 shows a configuration example of the
第1アイソレータ131は、入出力回路120から受け取った高周波信号を後段の第1増幅器132に供給する。また、第1アイソレータ131は、第1増幅器132から入出力回路120への信号の伝達を阻止する。第1アイソレータ131は、逆方向に進む信号を低減させて、雑音等に基づく通信品質の低下を防止し、また、回路素子等を保護する。第1増幅器132は、第1アイソレータ131から受け取る高周波信号を増幅して出力する。第1増幅器132は、予め定められた増幅率で高周波信号を増幅する。第1増幅器132は、増幅した高周波信号をミキサ部134に供給する。
The
信号発生部133は、予め定められた周波数信号を発生させる。信号発生部133は、高周波信号の周波数に近い周波数信号を発生させる。信号発生部133は、例えば、当該ダウンコンバータ130の後段の信号処理部140に供給する周波数信号をIF信号とすると、搬送波の周波数からIF信号の周波数だけ減算または加算した周波数を有する周波数信号を発生させる。信号発生部133は、発生させた周波数信号をミキサ部134に供給する。
The
ミキサ部134は、予め定められた周波数信号と、入力される高周波信号とをミキシングしてミキシング信号を生成する。ミキサ部134は、第1増幅器132から受け取った高周波信号と、信号発生部133から受け取った周波数信号との和および差の周波数を有するミキシング信号を生成する。ミキサ部134は、生成したミキシング信号をフィルタ部135に供給する。
フィルタ部135は、ミキシング信号の一部の信号を通過させる。フィルタ部135は、例えば、高周波信号および周波数信号の差信号を第2増幅器136へ通過させる。この場合、フィルタ部135は、高周波信号および周波数信号の和信号を低減させる。フィルタ部135は、当該差信号の周波数とは異なる周波数に発生するスプリアス成分および雑音成分等を低減させることが望ましい。フィルタ部135は、例えば、バンドパスフィルタ、ローパスフィルタ、およびハイパスフィルタのうち少なくとも1つを含む。
The
第2増幅器136は、フィルタ部135から受け取るミキシング信号を増幅して出力する。第2増幅器136は、予め定められた増幅率でミキシング信号を増幅する。第2増幅器136は、増幅したミキシング信号を増幅装置200に供給する。
The
<増幅装置200の構成例>
増幅装置200は、ミキシング信号を入力信号として第1増幅器132から受け取る。増幅装置200は、微弱な信号を増幅する場合の利得と、基準強度よりも大きい信号を増幅する場合の利得とをそれぞれ別個に調節する素子を設けることにより、後段に接続される素子を保護しつつ、入力信号を増幅する。増幅装置200は、第1アッテネータ210と、増幅器220と、第2アッテネータ230と、分岐部240と、検出部250と、第1信号生成部260と、記憶部270と、第2信号生成部280と、第2アイソレータ290とを備える。
<Configuration Example of
The
第1アッテネータ210は、第1増幅器132から入力信号を受け取り、当該入力信号を減衰させて第1減衰信号を出力する。第1アッテネータ210は、減衰量可変のアッテネータである。第1アッテネータ210は、第1信号生成部260から第1制御信号を受け取り、第1制御信号に応じた第1減衰量で入力信号を減衰させる。第1アッテネータ210は、第1減衰信号を増幅器220に供給する。即ち、第1アッテネータ210は、増幅器220に入力する信号の信号強度を調節する。
The
増幅器220は、第1減衰信号を増幅して増幅信号を出力する。増幅器220は、予め定められた増幅率で第1減衰信号を増幅する。増幅器220は、第1減衰信号を増幅した増幅信号を第2アッテネータ230に供給する。
The
第2アッテネータ230は、予め定められた第2減衰量で、増幅器220から出力された増幅信号を減衰させて第2減衰信号を出力する。第2アッテネータ230は、一例として、減衰量可変のアッテネータである。第2アッテネータは、第2信号生成部280から第2制御信号を受け取り、第2制御信号に応じた第2減衰量で増幅信号を減衰させる。第2アッテネータ230は、第2減衰信号を分岐部240に供給する。即ち、第2アッテネータ230は、増幅器220から出力する信号の信号強度を調節する。
The
分岐部240は、第2アッテネータ230から受け取った第2減衰信号の一部を検出部250に供給し、残りを第2アイソレータ290に供給する。分岐部240は、予め定められた分岐比で、第2減衰信号を分岐する。分岐部240は、検出部250に供給する信号強度を、第2アイソレータ290に供給する信号強度よりも小さくする。分岐部240は、一例として、第2減衰信号を10:1程度に分岐する。分岐部240は、例えば、方向性結合器等のカプラである。
The branching
検出部250は、分岐部240から分岐された第2減衰信号の一部を受け取り、当該第2減衰信号の一部の電力を測定する。検出部250は、第2減衰信号から分岐した一部の電力に基づいて第2減衰信号の強度を検出する。検出部250は、例えば、電力センサを含み、測定した電力に対応する電圧値Vdetを出力する。検出部250は、電力の測定結果が第2減衰信号の強度に比例することから、電力の測定結果である電圧値Vdetをそのまま第2減衰信号の強度の検出結果として出力してよい。検出部250は、検出結果を第1信号生成部260に供給する。
The detecting
第1信号生成部260は、第2減衰信号の強度と、予め定められた信号の基準強度とを比較した結果に基づいて、第1制御信号を生成する。ここで、第1信号生成部260は、例えば、検出部250から受け取る電圧値Vdetを第2減衰信号の強度として用いる。この場合、第1信号生成部260は、予め定められた信号の基準強度として、当該基準強度に対応する予め定められた基準電圧Vrefを用いる。第1信号生成部260は、このような基準電圧Vrefを出力する基準電圧源262を含む。
The
第1信号生成部260は、第2減衰信号の強度が基準強度よりも大きい場合に、第1減衰量を増加させるための第1制御信号を生成する。第1信号生成部260は、例えば、電圧値Vdetが基準電圧Vrefよりも大きい場合(Vdet>Vref)、第1アッテネータ210で入力信号をより減衰させるように第1制御信号を生成する。第1信号生成部260は、第1制御信号を第1アッテネータ210に供給して、第1アッテネータ210の第1減衰量を増加させる。即ち、第1信号生成部260は、増幅装置200の利得を低減させる。
The first
また、第1信号生成部260は、第2減衰信号の強度が基準強度よりも小さい場合に、第1減衰量を減少させるための第1制御信号を生成する。第1信号生成部260は、例えば、電圧値Vdetが基準電圧Vrefよりも小さい場合(Vdet<Vref)、第1アッテネータ210で入力信号を減衰させない方向に第1制御信号を生成する。第1信号生成部260は、第1制御信号を第1アッテネータ210に供給して、第1アッテネータ210の第1減衰量を減少させる。即ち、第1信号生成部260は、増幅装置200の利得を増加させる。
Further, the first
第1信号生成部260は、例えば、コンパレータ等の比較器を有し、電圧値Vdetおよび基準電圧Vrefの比較結果を第1制御信号として第1アッテネータ210に供給する。また、第1信号生成部260の少なくとも一部は、コンピュータ等で構成してもよい。この場合、コンピュータは、例えば、CPU等のプロセッサを備え、プログラム等を実行することにより、本実施形態に係る第1信号生成部260の少なくとも一部として機能する。コンピュータは、GPU(Graphics Processing Unit)等を更に備えてもよい。
The first
以上のように、増幅装置200は、第1アッテネータ210、増幅器220、第2アッテネータ230、分岐部240、検出部250、および第1信号生成部260によるループ制御により、増幅器220の増幅信号を略一定の基準強度とすることができる。本実施形態において、増幅装置200が増幅信号を略一定の基準強度として出力できる入力信号の範囲を、リミッタ領域とする。
As described above, the
ここで、増幅装置200は、第1アッテネータ210の第1減衰量の可変範囲内において、増幅信号を略一定の基準強度とする。したがって、入力信号の強度がリミッタ領域の範囲よりも低減した場合、第1減衰量は最小となったままとなり、増幅装置200は、基準強度未満の大きさの増幅信号を出力する。この場合、増幅装置200は、利得が固定されるので、入力信号に比例する強度の増幅信号を出力する。本実施形態において、増幅装置200が入力信号に比例した強度の増幅信号を出力する入力信号の範囲を、固定利得領域とする。
Here, the
入力信号の範囲が固定利得領域の場合、第1アッテネータ210の第1減衰量は最小となるので、増幅装置200の利得は、第2アッテネータ230の第2減衰量で決定される。即ち、第2減衰量を予め定めることにより、固定利得領域における増幅装置200の利得を決定できる。
When the range of the input signal is in the fixed gain region, the first attenuation of the
記憶部270は、このように、第1減衰量が最小の状態で決定された第2減衰量を示す値を記憶する。記憶部270は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等の記憶デバイスを含む。また、記憶部270は、基準電圧Vrefの情報を記憶してもよい。この場合、基準電圧源262は、記憶部270に記憶された情報を読み出し、読み出した情報に対応する基準電圧Vrefを出力する。基準電圧源262は、例えば、DAコンバータ等を有し、記憶部270に記憶された情報に基づく基準電圧Vrefを出力する。
The
また、第1信号生成部260の少なくとも一部がコンピュータ等で構成される場合、記憶部270は、一例として、コンピュータ等のBIOS(Basic Input Output System)等を格納するROM、および作業領域となるRAMを含む。また、記憶部270は、OS(Operating System)、アプリケーションプログラム、および/または当該アプリケーションプログラムの実行時に参照されるデータベースを含む種々の情報を格納してよい。即ち、記憶部270は、HDD(Hard Disk Drive)および/またはSSD(Solid State Drive)等の大容量記憶装置を含んでよい。
When at least a part of the first
第2信号生成部280は、第2アッテネータ230の減衰量を制御する第2制御信号を生成する。第2信号生成部280は、記憶部270に記憶された情報を読み出し、読み出した情報に対応する第2制御信号を第2アッテネータ230に供給する。第2信号生成部280は、例えば、DAコンバータ等を有し、記憶部270に記憶された情報に基づく第2制御信号を第2アッテネータ230に供給する。なお、第2信号生成部280は、第1信号生成部260と同様に、少なくとも一部がコンピュータ等で構成されてもよい。
The
第2アイソレータ290は、分岐部240から受け取った第2減衰信号を増幅装置200の出力信号として出力する。また、第2アイソレータ290は、増幅装置200の後段から分岐部240への信号の伝達を阻止する。第2アイソレータ290は、第1アイソレータ131と同様に、逆方向に進む信号を低減させて、雑音等に基づく通信品質の低下を防止し、また、回路素子等を保護する。
The
以上の本実施形態に係る増幅装置200は、入力信号の信号強度に応じて、固定利得領域およびリミット領域の動作のいずれかに切り換える。このような入力信号に応じた増幅装置200の出力信号強度の変化について、次に説明する。
The amplifying
<増幅装置200の入出力特性>
図3は、本実施形態に係る増幅装置200の入出力特性の一例を示す。図3の横軸は増幅装置200の入力信号の強度を示し、縦軸は増幅装置200の出力信号の強度を示す。なお、増幅装置200の出力信号の強度は、第2減衰信号の強度の一部ではあるが、便宜上、略一致するものとして説明する。また、増幅装置200の出力信号が基準強度となる場合の入力信号を、第1強度とする。
<Input / output characteristics of the
FIG. 3 shows an example of input / output characteristics of the
入力信号が第1強度以下の比較的小さい強度の場合、増幅装置200は、入力信号に比例する強度の信号を出力する。また、増幅装置200は、入力信号が第1強度よりも大きくなると、基準強度と略一致する強度の信号を出力する。なお、基準強度の大きさは、基準電圧Vrefの大きさで決定できる。ここで、入力信号が最大となっても、リミット領域の範囲内となるように、基準強度および第1アッテネータ210の減衰量の可変範囲が設定されることが望ましい。
When the input signal has a relatively small intensity equal to or less than the first intensity, the
<増幅装置200の利得特性>
図4は、本実施形態に係る増幅装置200の利得特性の一例を示す。図4の横軸は増幅装置200の入力信号の強度を示し、縦軸は増幅装置200の利得を示す。入力信号が第1強度以下の比較的小さい強度の場合、第1アッテネータ210の減衰量は最小値となり、増幅装置200の利得は、略一定の値となる。この場合の増幅装置200の利得は、第2アッテネータ230の第2減衰量、即ち、第2制御信号によって決定できる。また、増幅装置200は、入力信号が第1強度よりも大きくなると、出力信号の強度を基準強度とすべく、利得は入力信号の強度に比例して減少する。
<Gain Characteristics of
FIG. 4 shows an example of a gain characteristic of the
以上の本実施形態に係る増幅装置200は、入力信号が雑音程度の微弱な信号の場合、利得を制限せずに固定利得で動作する。そして、増幅装置200は、入力信号が第1強度を超える程度に大きい信号の場合、利得を制限するリミッタとして機能する。即ち、増幅装置200は、大きなダイナミックレンジを有する信号入力に対応して増幅動作することができる。したがって、このような増幅装置200をダウンコンバータ130に設けることで、ダウンコンバータ130は、ダイナミックレンジが大きい入力信号に対応できる。
When the input signal is a weak signal such as noise, the amplifying
即ち、無線信号を探索している状態においてダウンコンバータ130が雑音程度の微弱な信号を受け取ると、増幅装置200は固定利得領域で動作する。そして、衛星10を捕捉して通信可能な状態において、ダウンコンバータ130が雑音よりも数桁程度以上大きな信号を受け取ると、増幅装置200はリミット領域で動作する。これにより、ダウンコンバータ130は、後段の回路等を破壊する程度の大きな信号を発生させることなく、受信信号から変調信号を安定に抽出して衛星10との通信を適切に実行できる。
That is, when
また、本実施形態に係る増幅装置200は、利得の制限に用いる第1アッテネータ210を、増幅器220の前段に設けることを説明した。これにより、入力信号が第1強度よりも大きくなっても、第1アッテネータ210で減衰させた信号を増幅器220に供給させることができ、当該増幅器220に第1強度よりも大きい信号が入力することを防止できる。また、入力信号が第1強度よりも小さくなると、第1アッテネータ210の第1減衰量は最小になる。したがって、増幅装置200は、固定利得で動作する場合、増幅器220の前段の損失を最小限とするので、NFを最小にして小信号増幅動作を実行できる。
Also, in the
以上の本実施形態に係る増幅装置200は、入力信号が第1強度を超える程度に大きい信号の場合、利得を制限するリミッタとして機能することを説明した。この場合、増幅装置200は、温度変動、環境変動、および継時変化等により、入力信号が変動しても、略一定の基準強度の信号を出力することができる。
It has been described that the amplifying
これに加えて、増幅装置200は、このような変動に対応する補正値を記憶部270に記憶させてもよい。即ち、増幅装置200は、温度等の変動があっても、第2信号生成部280が当該変動に対応する第2制御信号を第2アッテネータ230に供給する。これにより、増幅装置200は、固定利得領域において、入力信号が変動しても、小信号増幅動作を安定に実行することができる。なお、この場合、増幅装置200は、入力信号の変動または環境等を検出するセンサを更に有することが望ましい。
In addition, the
以上の本実施形態に係る増幅装置200は、第2アッテネータ230を可変型のアッテネータである例を説明したが、これに限定されることはない。第2アッテネータ230は、減衰量が固定のアッテネータでもよい。
In the
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の分散・統合の具体的な実施の形態は、以上の実施の形態に限られず、その全部又は一部について、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を合わせ持つ。 As described above, the present invention has been described using the embodiment, but the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiment, and various modifications and changes are possible within the scope of the gist. is there. For example, the specific embodiment of the dispersion / integration of the apparatus is not limited to the above embodiment, and all or a part of the apparatus may be functionally or physically dispersed / integrated in an arbitrary unit. Can be. Further, new embodiments that are generated by arbitrary combinations of the plurality of embodiments are also included in the embodiments of the present invention. The effect of the new embodiment caused by the combination has the effect of the original embodiment.
10 衛星
100 地上局
110 アンテナ
120 入出力回路
121 サーキュレータ
122 入力フィルタ
123 入力増幅器
124 出力増幅器
125 出力フィルタ
130 ダウンコンバータ
131 第1アイソレータ
132 第1増幅器
133 信号発生部
134 ミキサ部
135 フィルタ部
136 第2増幅器
140 信号処理部
150 アップコンバータ
200 増幅装置
210 第1アッテネータ
220 増幅器
230 第2アッテネータ
240 分岐部
250 検出部
260 第1信号生成部
262 基準電圧源
270 記憶部
280 第2信号生成部
290 第2アイソレータ
Reference Signs List 10
Claims (7)
前記第1減衰信号を増幅して増幅信号を出力する増幅器と、
予め定められた第2減衰量で、前記増幅器から出力された増幅信号を減衰させて第2減衰信号を出力する第2アッテネータと、
前記第2減衰信号の強度と、予め定められた信号の基準強度とを比較した結果に基づいて、前記第1制御信号を生成する第1信号生成部と
を備える、増幅装置。 A first attenuator that attenuates an input signal by a first attenuation amount according to a first control signal and outputs a first attenuation signal;
An amplifier for amplifying the first attenuated signal and outputting an amplified signal;
A second attenuator that attenuates the amplified signal output from the amplifier by a predetermined second attenuation amount and outputs a second attenuated signal;
An amplification device comprising: a first signal generation unit that generates the first control signal based on a result of comparing the intensity of the second attenuation signal with a predetermined reference intensity of the signal.
請求項1に記載の増幅装置。 The first signal generation unit generates the first control signal for increasing the first attenuation when the intensity of the second attenuation signal is greater than the reference intensity, and generates the first control signal for increasing the first attenuation. When the intensity is smaller than the reference intensity, generating the first control signal for reducing the first attenuation amount;
The amplification device according to claim 1.
前記第2アッテネータは、前記第2制御信号に応じた前記第2減衰量で前記増幅信号を減衰させる、請求項1または2に記載の増幅装置。 A second signal generation unit that generates a second control signal that controls an amount of attenuation of the second attenuator;
The amplification device according to claim 1, wherein the second attenuator attenuates the amplified signal by the second attenuation amount according to the second control signal.
前記予め定められた周波数信号と、入力される高周波信号とをミキシングしてミキシング信号を生成するミキサ部と、
前記ミキシング信号を前記入力信号として受け取る請求項1から5のいずれか一項に記載の増幅装置と
を備える、ダウンコンバータ。 A signal generator for generating a predetermined frequency signal,
A mixer unit that mixes the predetermined frequency signal and an input high-frequency signal to generate a mixing signal;
A down converter, comprising: the amplifier according to claim 1, wherein the down converter receives the mixing signal as the input signal.
前記電気信号を前記高周波信号として受け取る請求項6に記載のダウンコンバータと
を備える、受信装置。 An antenna that receives a radio signal from a satellite and converts it into an electric signal;
A receiving device comprising: the down converter according to claim 6, wherein the down converter receives the electric signal as the high-frequency signal.
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