JP2000315960A - マイクロ波受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】アップフェージングによる高周波増幅器の飽和
を防止し、かつ減衰性フェージング発生時の増幅器の入
力レベル低下を防止できるマイクロ波受信装置を提供す
る。 【解決手段】アンテナ１で受信されたマイクロ波信号を
高周波増幅器６で増幅して出力するマイクロ波受信装置
において、レベル検出器７により受信入力レベルを検出
し、この受信入力レベルを電圧比較器８で判定して切り
替えスイッチ２を制御することにより、定常状態ではア
ップフェージングによる高周波増幅器６の飽和を防止す
るために、固定減衰器３を通過したマイクロ波信号を高
周波増幅器６に入力し、減衰性フェージングにより受信
入力レベルが基準レベルＶｔｈ１以下になったときは固
定減衰器３を通過しないバイパス線路４上のマイクロ波
信号を高周波増幅器６に入力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波無線通
信システムにおける受信装置に係り、特に受信入力レベ
ルの変動に対し安定した受信を可能としたマイクロ波受
信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、マイクロ波通信システムにおい
ては、受信側に送信側から直接到来する直接波に、地
表、森林および建物や、海面などで反射した反射波が干
渉することにより、フェージングと呼ばれる受信入力レ
ベルの変動が発生する。フェージングには、受信入力レ
ベルが標準レベルより高くなるアップフェージングと、
受信入力レベルが標準レベルより低くなる減衰性フェー
ジングがある。

【０００３】アップフェージングが発生すると、受信入
力レベルが過大となって受信装置内の高周波増幅器が飽
和することがあり、そのような場合は大きな歪みが発生
してしまう。この問題を避けるため、従来のマイクロ波
受信装置では、高周波増幅器の前に固定減衰器を挿入し
て受信されたマイクロ波信号を減衰させ、高周波増幅器
の入力レベルを下げることにより、アップフェージング
に際しても高周波増幅器が飽和しないようにしていた。

【０００４】図５は、従来のマイクロ波受信装置の動作
例を示す図である。固定減衰器を用いない構成では、ア
ップフェージングにより受信入力レベルが標準受信レベ
ルより一定値以上の飽和レベルを越えると、高周波増幅
器が飽和してしまい、マイクロ波信号を歪みなく増幅す
ることができなくなる。高周波増幅器の前段に固定減衰
器を挿入すると、このようなアップフェージング時の高
周波増幅器の飽和を避けることができる。

【０００５】しかし、このように固定減衰器を常に挿入
する方法では、図５の右側に示すように減衰性フェージ
ングが生じたとき、固定減衰器により高周波増幅器の入
力レベルをさらに下げてしまうことになるため、Ｓ／Ｎ
が低下したり、誤り率が増大するという問題が生じる。
特に、高周波増幅器の入力レベルが増幅下限レベルより
低下した場合、この問題は深刻となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、アッ
プフェージングによる高周波増幅器の飽和を防止するた
めに、高周波増幅器の前段に固定減衰器を挿入する従来
のマイクロ波受信装置では、減衰性フェージングの発生
時に高周波増幅器の入力レベルが著しく低下してしま
い、Ｓ／Ｎの低下や誤り率の増大などを招くという問題
点があった。

【０００７】本発明は、アップフェージングによる高周
波増幅器の飽和を防止し、かつ減衰性フェージング発生
時の増幅器の入力レベル低下を防止できるマイクロ波受
信装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は受信入力レベルに応じて高周波増幅器の前
段に選択的に固定減衰器を挿入することを基本的な特徴
とする。

【０００９】より具体的には、本発明に係るマイクロ波
受信装置は、マイクロ波信号を受信する受信手段と、こ
の受信手段により受信されたマイクロ波信号を増幅する
高周波増幅器と、受信手段により受信されたマイクロ波
信号を減衰させる固定減衰器と、受信手段によるマイク
ロ波信号の受信入力レベルを検出するレベル検出手段
と、このレベル検出手段の検出結果に応じて固定減衰器
を通過したマイクロ波信号および該固定減衰器を通過し
ないマイクロ波信号のいずれかを選択的に切り替えて高
周波増幅器に入力する切り替え手段とを有する。

【００１０】一つの態様によると、切り替え手段は定常
状態では固定減衰器を通過したマイクロ波信号を高周波
増幅器に入力し、レベル検出手段により検出された受信
入力レベルが第１の基準レベル以下になったときは固定
減衰器を通過しないマイクロ波信号を高周波増幅器に入
力するように構成される。ここで、第１の基準レベルは
例えば標準的な受信レベル（標準受信レベル）より所定
値だけ低いレベルに設定される。

【００１１】このようにすると、定常状態では固定減衰
器で減衰されたマイクロ波信号が高周波増幅器に入力さ
れるため、アップフェージングによる高周波増幅器の飽
和が防止され、減衰性フェージングが生じた場合は固定
減衰器で減衰されないマイクロ波信号が高周波増幅器に
入力されるため、高周波増幅器の入力レベルが必要以上
に低下してしまうことによるＳ／Ｎの低下や誤り率の増
大といった問題が回避される。

【００１２】他の態様によると、切り替え手段は定常状
態では固定減衰器を通過しないマイクロ波信号を高周波
増幅器に入力し、レベル検出手段により検出された受信
入力レベルが第２の基準レベル以上になったときは固定
減衰器を通過したマイクロ波信号を高周波増幅器に入力
するように構成される。ここで、第２の基準レベルは例
えば標準的な受信レベル（標準受信レベル）より所定値
だけ高いレベルに設定される。

【００１３】このようにすると、定常状態では固定減衰
器で減衰されないマイクロ波信号が高周波増幅器に入力
されるため、減衰性フェージングによるＳ／Ｎの低下や
誤り率の増大が回避され、またアップフェージングが生
じた場合には、固定減衰器で減衰されたマイクロ波信号
が高周波増幅器６に入力されることにより、高周波増幅
器の飽和が防止されることになる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。 （第１の実施形態）図１は、本発明の第１の実施形態に
係るマイクロ波受信装置の構成を示すブロック図であ
る。

【００１５】図１において、アンテナ１で受信されたマ
イクロ波信号は、切り替えスイッチ２により固定減衰器
３またはバイパス線路４のいずれかに送出される。固定
減衰器３を通過したマイクロ波信号またはバイパス線路
４を通過したマイクロ波信号のいずれかがハイブリッド
回路５を介して高周波増幅器６に入力され、増幅され
る。高周波増幅器６により増幅されたマイクロ波信号
は、図示しない後段の回路に送出される。

【００１６】レベル検出器７は、この例では高周波増幅
器６から増幅過程のマイクロ波信号の一部を取り出し、
これを検波してマイクロ波信号の受信入力レベルを検出
する回路であり、受信入力レベルに対応した直流レベル
の検出電圧を発生する。このレベル検出器７の出力電圧
は電圧比較器８の反転入力端子に入力され、この電圧比
較器８により受信入力レベルが判定される。

【００１７】すなわち、電圧比較器８の非反転入力端子
には標準受信レベルより所定値だけ低い第１の基準レベ
ルＶｔｈ１が与えられており、レベル検出器７により検
出された受信レベルが第１の基準レベルＶｔｈ１以下に
なると電圧比較器８の出力は低レベルから高レベルに反
転する。

【００１８】切り替えスイッチ２は電圧比較器８の出力
により制御され、受信入力レベルが第１の基準レベルＶ
ｔｈ１より高い定常状態（電圧比較器８の出力が低レベ
ルの状態）では、固定減衰器３側に接続されているが、
受信入力レベルが第１の基準レベルＶｔｈ１以下になる
と、つまり電圧比較器８の出力が高レベルになると、バ
イパス線路４に接続される。

【００１９】次に、図２を参照して本実施形態のマイク
ロ波受信装置の動作を説明する。図２は、受信入力レベ
ルの変動に対する固定減衰器３の挿入状態の変化を示し
ている。

【００２０】本実施形態は、定常状態では切り替えスイ
ッチ２が固定減衰器３側に接続されており、高周波増幅
器６には固定減衰器３で減衰されたマイクロ波信号がハ
イブリッド回路５を介して入力されている。従って、例
えばアップフェージングが生じて受信入力レベルが過大
となったような場合でも、高周波増幅器６の入力レベル
は飽和レベルを越えることがなく、受信されたマイクロ
波信号は高周波増幅器６で歪みの発生を伴うことなく安
定に増幅される。

【００２１】一方、例えば減衰性フェージングが生じて
受信入力レベルが低下し、レベル検出器７で検出された
受信入力レベルが標準受信レベルより所定値だけ低い第
１の基準レベルＶｔｈ１以下になると、電圧比較器８の
出力が反転する。これにより切り替えスイッチ２はバイ
パス線路４側に接続され、高周波増幅器６には固定減衰
器３で減衰されないマイクロ波信号がハイブリッド回路
５を介して入力されるようになる。

【００２２】第１の基準レベルＶｔｈ１は、上述したよ
うに標準受信レベルより所定値だけ低いレベルに設定さ
れるが、図２に示すように高周波増幅器６の増幅可能な
最低限のレベル（増幅下限レベル）よりは高いレベルに
設定される。従って、受信入力レベルが第１の基準レベ
ルＶｔｈ１以下になり、固定減衰器３が信号経路から取
り外された状態では、図２に波線で示すように高周波増
幅器６に入力されるマイクロ波信号のレベルは、増幅下
限レベルより低くなることはない。

【００２３】このように本実施形態では、定常状態では
固定減衰器３で減衰されたマイクロ波信号が高周波増幅
器６に入力されるため、アップフェージングによる高周
波増幅器６の飽和を防止することができる。また、減衰
性フェージングが生じた場合は、固定減衰器３で減衰さ
れないマイクロ波信号が高周波増幅器６に入力されるた
め、高周波増幅器６の入力レベルが必要以上に低下して
しまうことによるＳ／Ｎの低下や誤り率の増大といった
問題を回避することができる。

【００２４】なお、本実施形態においては電圧比較器８
にヒステリシス特性を持たせることが望ましい。すなわ
ち、電圧比較器８はレベル検出器７で検出された受信入
力レベルが第１の基準レベルＶｔｈ１以下になると出力
が低レベルから高レベルに反転するが、一旦低レベルか
ら高レベルに反転した後は、受信入力レベルが基準レベ
ルＶｔｈ１よりある微小レベルΔＶ１だけ高いレベル
（Ｖｔｈ１＋ΔＶ１）に戻るまでは再び高レベルから低
レベルに反転しないようにする。

【００２５】このように電圧比較器８にヒステリシス特
性を持たせると、受信入力レベルが第１の基準レベルＶ
ｔｈ１の前後で変動することによる切り替えスイッチ２
のチャタリングを防止することができ、受信入力レベル
の微小な変動に対しても安定した受信動作が可能とな
る。

【００２６】（第２の実施形態）図３は、本発明の第２
の実施形態に係るマイクロ波受信装置の構成を示すブロ
ック図である。

【００２７】図３において、図１と同一部分に同一符号
を付して説明すると、本実施形態ではレベル検出器７の
出力電圧が電圧比較器９の非反転入力端子に入力され、
電圧比較器９の反転入力端子に標準受信レベルより所定
値だけ高い第２の基準レベルＶｔｈ２が与えられている
点が第１の実施形態と異なる。従って、電圧比較器９の
出力はレベル検出器７により検出された受信レベルが第
２の基準レベルＶｔｈ２以上になると低レベルから高レ
ベルに反転する。

【００２８】切り替えスイッチ２は電圧比較器９の出力
により制御され、受信入力レベルが第２の基準レベルＶ
ｔｈ２より低い定常状態（電圧比較器９の出力が低レベ
ルの状態）では、固定減衰器３側に接続されているが、
受信入力レベルが第２の基準レベルＶｔｈ２以上になる
と、つまり電圧比較器９の出力が高レベルになると、バ
イパス線路４に接続される。

【００２９】次に、図４を参照して本実施形態のマイク
ロ波受信装置の動作を説明する。図４は、受信入力レベ
ルの変動に対する固定減衰器３の挿入状態の変化を示し
ている。

【００３０】本実施形態は、定常状態では切り替えスイ
ッチ２がバイパス線路４側に接続されており、高周波増
幅器６には固定減衰器３で減衰されないマイクロ波信号
がハイブリッド回路５を介して入力されている。従っ
て、例えば減衰性フェージングが生じて受信入力レベル
が低下した場合でも、高周波増幅器６の入力が増幅下限
レベルにまで低下してしまうことはなく、Ｓ／Ｎの低下
や、誤り率の増大の問題が回避される。

【００３１】一方、例えばアップフェージングが生じて
受信入力レベルが増大し、レベル検出器７で検出された
受信入力レベルが標準受信レベルより所定値だけ高い第
１の基準レベルＶｔｈ２以上になると、電圧比較器９の
出力が反転するため、切り替えスイッチ２は固定減衰器
３側に接続され、高周波増幅器６には固定減衰器３で減
衰されたマイクロ波信号がハイブリッド回路５を介して
入力される。

【００３２】第２の基準レベルＶｔｈ２は、上述したよ
うに標準受信レベルより所定値だけ高いレベルに設定さ
れるが、図４に示すように高周波増幅器６の飽和レベル
よりは低いレベルに設定される。従って、高周波増幅器
６に入力されるマイクロ波信号は、飽和レベルに達する
ことはない。

【００３３】このように本実施形態では、定常状態では
固定減衰器３で減衰されないマイクロ波信号が高周波増
幅器６に入力されるため、減衰性フェージングによるＳ
／Ｎの低下や誤り率の増大を避けることができる。ま
た、アップフェージングが生じた場合には、固定減衰器
３で減衰されたマイクロ波信号が高周波増幅器６に入力
されるため、高周波増幅器６の飽和を防止することがで
きる。

【００３４】なお、本実施形態においても電圧比較器９
にヒステリシス特性を持たせることが望ましい。すなわ
ち、電圧比較器９はレベル検出器７で検出された受信入
力レベルが第２の基準レベルＶｔ２以上になると出力が
高レベルから低レベルに反転するが、一旦高レベルから
低レベルに反転した後は、受信入力レベルが基準レベル
Ｖｔｈ２よりある微小レベルΔＶ２だけ低いレベル（Ｖ
ｔｈ１−ΔＶ２）に戻るまでは再び低レベルから高レベ
ルに反転しないようにする。

【００３５】このように電圧比較器９にヒステリシス特
性を持たせると、受信入力レベルが第２の基準レベルＶ
ｔ２の前後で変動することによる切り替えスイッチ２の
チャタリングを防止することができ、受信入力レベルの
微小な変動に対しても安定した受信動作が可能となる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば例
えば定常状態では固定減衰器を通過したマイクロ波信号
を高周波増幅器に入力し、受信入力レベルが第１の基準
レベル以下になったときは固定減衰器を通過しないマイ
クロ波信号を高周波増幅器に入力するか、あるいは、定
常状態では固定減衰器を通過しないマイクロ波信号を高
周波増幅器に入力し、受信入力レベルが第２の基準レベ
ル以上になったときは固定減衰器を通過したマイクロ波
信号を高周波増幅器に入力することにより、アップフェ
ージングによる高周波増幅器の飽和を防止しつつ、減衰
性フェージング発生時の高周波増幅器の入力レベル低下
を防止することができ、フェージングによる受信入力レ
ベルの変動に対して安定した受信動作が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るマイクロ波受信
装置の構成を示すブロック図

【図２】同実施形態の動作を説明するための受信入力レ
ベルの変化に対する固定減衰器の挿入状態の変化を示す
図

【図３】本発明の第２の実施形態に係るマイクロ波受信
装置の構成を示すブロック図

【図４】同実施形態の動作を説明するための受信入力レ
ベルの変化に対する固定減衰器の挿入状態の変化を示す
図

【図５】従来のマイクロ波受信装置の問題点を説明する
ための図

【符号の説明】

１…アンテナ ２…切り替えスイッチ ３…固定減衰器 ４…バイパス線路 ５…ハイブリッド回路 ６…高周波増幅器 ７…レベル検出器 ８，９…電圧比較器

フロントページの続き (72)発明者 村上 宏 東京都日野市旭が丘３丁目１番地の１ 株 式会社東芝日野工場内 Ｆターム(参考） 5J100 JA01 LA09 LA10 QA02 SA02 5K061 AA10 BB12 CC06 CC08 CC47 CD05 5K062 AA09 AB03 AB04 AB06 AD04 AD07 BA02 BA06 BE03

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マイクロ波信号を受信して高周波増幅器に
   より増幅するマイクロ波受信装置において、 前記マイクロ波信号の受信入力レベルに応じて前記高周
   波増幅器の前段に選択的に固定減衰器を挿入することを
   特徴とするマイクロ波受信装置。
2. 【請求項２】マイクロ波信号を受信する受信手段と、 前記受信手段により受信されたマイクロ波信号を増幅す
   る高周波増幅器と、 前記受信手段により受信されたマイクロ波信号を減衰さ
   せる固定減衰器と、 前記受信手段によるマイクロ波信号の受信入力レベルを
   検出するレベル検出手段と、 前記レベル検出手段の検出結果に応じて前記固定減衰器
   を通過したマイクロ波信号および該固定減衰器を通過し
   ないマイクロ波信号のいずれかを選択的に切り替えて前
   記高周波増幅器に入力する切り替え手段とを有すること
   を特徴とするマイクロ波受信装置。
3. 【請求項３】前記切り替え手段は、定常状態では前記固
   定減衰器を通過したマイクロ波信号を前記高周波増幅器
   に入力し、前記レベル検出手段により検出された受信入
   力レベルが第１の基準レベル以下になったときは前記固
   定減衰器を通過しないマイクロ波信号を前記高周波増幅
   器に入力することを特徴とする請求項２記載のマイクロ
   波受信装置。
4. 【請求項４】前記切り替え手段は、定常状態では前記固
   定減衰器を通過しないマイクロ波信号を前記高周波増幅
   器に入力し、前記レベル検出手段により検出された受信
   入力レベルが第２の基準レベル以上になったときは前記
   固定減衰器を通過したマイクロ波信号を前記高周波増幅
   器に入力することを特徴とする請求項２記載のマイクロ
   波受信装置。