JP2011035541A - リモート装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ケーブルを介して供給された電力を変換する専用の電源によって駆動電力が供給され、その電力と共にケーブルを介して与えられた入力信号に所定の処理を施すリモート装置に関し、構成が簡略化され、しかも過大な出力の制限の高速化が図られることを目的とする。
【解決手段】ケーブルを介して供給された入力信号に所定の処理を施す処理手段と、前記ケーブルを介して前記入力信号と共に供給された電力を変換し、駆動電力として前記処理手段に供給する電力変換手段とを備え、前記電力変換手段は、前記処理手段が前記所定の処理の結果として出力する出力信号の電力または瞬時値が規定の閾値を超える可能性を過負荷状態として識別し、前記駆動電力を制限する過負荷制御手段を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ケーブルを介して供給された電力を変換する専用の電源によって駆動電力が供給され、その電力と共にケーブルを介して与えられた入力信号に所定の処理を施すリモート装置に関する。

船舶に搭載された衛生通信用の地球局装置は、例えば、図２に示すように、船内装置２０と、その船内装置２０に同軸ケーブル３０を介して接続された船外装置４０とから構成される。
このような船内装置２０は、以下の要素で構成される。

(1) 変復調部２１を含む制御部２２
(2) 上記変復調部２１の変調出力端子に縦続接続された送信部２３
(3) この送信部２３の出力に接続された多重入力端子を有し、かつ同軸ケーブル３０の一端に接続された多重分離部２４

(4) 多重分離部２４の分離出力端子と、変復調部２１の入力端子との間に配置された受信部２５
(5) 船舶から直流電力が供給され、出力が制御部２２（変復調部２１を含む。）、送信部２３および受信部２５の電源端子と、多重分離部２４の特定の入力とに接続された電源部２６

また、船外装置４０は、以下の要素で構成される。
(1) 同軸ケーブル３０の他端に接続された多重分離部４１
(2) その多重分離部４１の一方の分離出力に縦続接続された入力電力検出部４２、電力増幅部４３ｐ、電力増幅部４３ｓ、出力電力検出部４４および多重分離部４５

(3) その多重分離部４５の入出力端子に給電点が接続されたアンテナ４６
(4) 多重分離部４５の分離出力と多重分離部４１の多重入力との間に配置された受信部４７
(5) 既述の入力電力検出部４２、電力増幅部４３ｐ、電力増幅部４３ｓおよび出力電力検出部４４に密に熱結合した温度検出部４８
(6) 入力電力検出部４２、電力増幅部４３ｐ、電力増幅部４３ｓおよび出力電力検出部４４の温度と後述する無線信号の周波数とに応じて電力増幅部４３ｐの利得Ｇｐが補正されるべき値である補正値ΔＧｐが予め登録された校正テーブル４９

(7) 入力電力検出部４２、出力電力検出部４４および温度検出部４８の出力にそれぞれ接続された入力ポートと、電力増幅部４３ｐの制御端子に接続された出力ポートとに併せて、校正テーブル４９のポートに接続された入出力ポートとを有する制御部５０
(8) 電力増幅部４３ｓに専用の駆動電力を供給する専用電源部５１

(9) 多重分離部４１の他方の分離出力に接続され、かつ出力が入力電力検出部４２、電力増幅部４３ｐ、４３ｓ、受信部４７、温度検出部４８、校正テーブル４９および制御部５０の電源端子と、専用電源部５１の入力とに接続された電源部５２

このようにして構成された船内装置２０、同軸ケーブル３０および船外装置４０は、以下の通りに連係する。
船内装置２０では、電源部２６は、船舶から供給される直流電力に所定の電圧変換を施すことにより、その船内装置２０の各部に駆動電力を供給し、かつ多重分離部２４および同軸ケーブル３０を介して船外装置４０にも、同様に駆動電力を供給する。
船外装置４０では、多重分離部４１は、同軸ケーブル３０を介して船内装置２０（電源部２６）から供給された駆動電力を電源部５２に供給する。

電源部５２は、このようにして供給された駆動電力に所定の処理（例えば、電圧変換、重畳された雑音の除去等）を施すことにより、船外装置４０の各部（専用電源部５１を含む。）に電力を供給する。専用電源部５１は、その電力に所定の電圧変換を施すことにより特定の駆動電力（以下、「専用駆動電力」という。）を生成し、その専用駆動電力を電力増幅部４３ｓに供給する。

なお、このような専用駆動電力は、電力増幅部４３ｓに備えられた増幅素子等の好適な動作環境の維持と、その増幅素子等の保護とを目的として予め決められた電圧で供給される。
ところで、船内装置２０では、制御部２２は、変復調部２１に対して所定の変調方式を指示し、その変調方式と、後述する無線信号の周波数とを示す制御情報を生成する。変復調部２１は、制御部２２の配下で作動し、伝送情報で変調されたベースバンド信号（以下、「送信ベースバンド信号」という。）を生成する。なお、送信ベースバンド信号には、上記制御情報の伝送に供され、かつ所定の多重化方式の下で形成されたサブチャネルが重畳される。送信部２３は、その送信ベースバンドに所定の周波数変換および電力増幅の処理を施すことにより、送信波信号を生成する。多重分離部２４は、同軸ケーブル３０を介して船外装置４０にこのような送信波信号およびサブチャネルを引き渡す。

船外装置４０では、入力電力検出部４２は、多重分離部４１を介して与えられる上記送信波信号を電力増幅部４３ｐに引き渡す。さらに、入力電力検出部４２は、並行してその送信波信号のレベルＬｉを計測し、そのレベルＬｉに併せて、既述のサブチャネルを介して船内装置２０（制御部２２）から引き渡された周波数を制御部５０に引き渡す。
制御部５０は、上記レベルＬｉの偏差（船内装置２０および同軸ケーブル３０の特性の偏差および変動分を含む。）が圧縮される値に電力増幅部４３ｐの利得Ｇｐを設定し、かつ維持する。

電力増幅部４３ｐは。その利得Ｇｐで上記送信波信号を増幅する。電力増幅部４３ｓは、上記専用駆動電力が供給されることにより稼働し、所定の利得Ｇｓでさらに送信波信号を増幅することにより、無線信号を生成する。出力電力検出部４４は、多重分離部４５を介してアンテナ４６の給電点にこのような無線信号を供給し、その無線信号のレベルＬｏを計測する。アンテナ４６は、多重分離部４５を介して供給された無線信号を通信衛星に向けて送信する。

このような無線信号の生成の過程では、制御部５０は、温度検出部４８によって計測された温度Ｔと既述の周波数とに対応して校正テーブル４９に登録されている補正値ΔＧｐに亘って、電力増幅部４３ｓの利得Ｇｐを補正する処理を所定の頻度で反復する。
また、制御部５０は、入力電力検出部４２と出力電力検出部４４とによってそれぞれ計測された送信波信号のレベルＬｉと無線信号のレベルＬｏとを監視し、これらのレベルＬｉ、Ｌｏの双方が規定のレベルダイヤグラムに整合する値に、電力増幅部４３ｐの利得Ｇｐを維持し続ける。

したがって、通信衛星に向けて送信される無線信号のレベルは、同軸ケーブル３０の長さや特性に偏差があっても、回路方式や増幅素子の特性に好適な値に設定された専用駆動電力の供給の下で作動する電力増幅部４３ｓと、温度Ｔが変化しても利得Ｇｐが適切な値に補正され続ける電力増幅部４３ｐとがそれぞれ行う電力増幅により好適な値に設定され、かつ安定に維持される。

なお、通信衛星からアンテナ４６に到来した受信波は、船外装置４０では、多重分離部４５を介して受信部４７に引き渡され、増幅された後、多重分離部４１および同軸ケーブル３０を介して船内装置２０に、「受信信号」として引き渡される。

船内装置２０では、上記受信信号は、多重分離部２４を介して受信部２５に引き渡され、さらに、所定の周波数変換の下でベースバンド信号（以下、「受信ベースバンド信号」という。）に変換される。変復調部２１はこの受信ベースバンド信号を復調し、制御部２２が信号判定、フレーム同期、誤り訂正等の処理を施すことによって、伝送情報の復元が図られる。

なお、本発明に関連する先行技術としては、特許文献１に記載される以下の発明がある。
「正・負二つの電源供給源を備え、負・正いずれか電源を遮断しても増幅機能を失わないＬＮＡと、正・負両電源供給時のＬＮＡ流入電流検出手段と、電流値により入力信号レベルが過大であることを判断する手段と、過大入力時に負・正いずれかを遮断する手段とを備える」ことによって、「受信機能を停止することなく迅速に応答して過大な入力からＬＮＡを保護し、その破壊を防止する」点に特徴がある受信高周波回路

特開２００８−５４２６０号公報

ところで、上述した従来例では、例えば、障害等に起因して、船内装置２０から船外装置４０に引き渡される送信ベースバンド信号のレベルが過大となり、あるいは船外装置４０に備えられた電力増幅部４３ｐの利得Ｇｐが不正常な値となった場合には、アンテナ４６から送信される無線信号については、制御部５０が既述のレベルＬｉ、Ｌｏに応じて設定する電力増幅部４３ｐの利得Ｇｐの下で、レベルが歯止めなく上昇することが回避される。

しかし、このような歯止めは、制御部５０が単独で設定し、あるいはその制御部が船内装置２０に備えられた制御部２２と連係することにより設定されていたため、必ずしも十分な速度では達成されなかった。
また、無線信号のレベルが過大となることは、電力増幅部４３ｓに備えられた増幅素子の寿命が短くなる要因となり得る。

さらに、出力電力検出部４４では、その内部における主信号ラインと無線信号のレベルの計測に供される検波器等との間の結合度が十分に小さく設定されなければならず、しかもその計測の精度が十分に高く設定されるための制約が部品配置上に生じる。
したがって、従来例では、出力電力検出部４４の構成や特性は、電力増幅部４３ｓとアンテナ４６との間におけるインピーダンス整合に大きな影響が生じる要因となっていた。

本発明は、構成が簡略化され、しかも過大な出力の制限の高速化が図られるリモート装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明では、処理手段は、ケーブルを介して供給された入力信号に所定の処理を施す。電力変換手段は、前記ケーブルを介して前記入力信号と共に供給された電力を変換し、駆動電力として前記処理手段に供給する。前記電力変換手段は、前記処理手段が前記所定の処理の結果として出力する出力信号の電力または瞬時値が規定の閾値を超える可能性を過負荷状態として識別し、前記駆動電力を制限する過負荷制御手段を有する。

すなわち、処理手段が上記所定の処理の結果として出力する出力信号の電力または瞬時値は、電力変換手段の過負荷状態に応じた振る舞いの下で高速かつ安定に制限される。

請求項２に記載の発明では、処理手段は、ケーブルを介して供給された入力信号に所定の処理を施す。電力変換手段は、前記ケーブルを介して前記入力信号と共に供給された電力を変換し、駆動電力として前記処理手段に供給する。レベル可変手段は、前記処理手段に供給される信号のレベルを可変する。前記電力変換手段は、前記処理手段が前記所定の処理の結果として出力する出力信号の電力または瞬時値が規定の閾値を超える可能性を過負荷状態として識別する。前記レベル可変手段は、前記過負荷状態が解消される値に前記入力信号のレベルを制限する。

すなわち、処理手段が上記所定の処理の結果として出力する出力信号の電力または瞬時値は、電力変換手段の過負荷状態に応じた振る舞いの下で高速かつ安定に制限される。

上述したように本発明によれば、処理手段の出力信号のレベルが監視されることなく、その監視の結果に応じたフィードバック制御による遅延が生じることなく、このようなレベルが過大となることが遅延なく回避される。

また、本発明では、電力変換手段に過負荷制限機能が備えられない場合であっても、上述した出力信号のレベルの監視と、その監視の結果に応じたフィードバック制御による遅延とが生じることなく、このようなレベルが過大となることが遅延なく回避される。

したがって、本発明が適用された電子機器やシステムでは、性能が高く安定に保たれ、かつ所望の機能分散や負荷分散が安価に実現される。

本発明の一実施形態を示す図である。 従来の地球局装置の構成例を示す図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態を示す図である。
本実施形態の構成は、以下の点で図２に示す従来例の構成と異なる。

(1) 過電流保護回路１１ｄが備えられた専用電源部１１が専用電源部５１に代えて備えられる。
(2) 出力電力検出部４４が備えられない。
(3) 制御部５０の入力ポートの内、上記出力電力検出部４４の出力に接続されていた入力ポートには、上記過電流保護回路１１ｄの出力に接続される。
(4) 電力増幅部４３ｓの出力は、上記出力電力検出部４４を介することなく多重分離部４５の対応する多重入力に接続される。

以下、図１を参照して本実施形態の動作を説明する。
過電流保護回路１１ｄには、電力増幅部４３ｓが出力する無線信号のレベルが予め決められた上限値であるときにその電力増幅部４３ｓに供給される専用駆動電力の値が予め「閾値」として設定される。

また、過電流保護回路１１ｄは、専用電源部１１が電力増幅部４３ｓに供給する専用駆動電力の値を監視し、その値が上記閾値以上となると、この専用駆動電力を垂下特性やフの字特性に基づいて即座に制限する。
すなわち、無線信号のレベルは、電力増幅部４３ｓに専用駆動電力を供給する専用電源部１１が有する過電流保護機能の下で制御部５０が介在することなく、高速にかつ精度よく閾値未満に制限される。

さらに、本実施形態によれば、無線信号のレベルが過大となる状態が安定に回避され、または、このような状態が継続する時間が従来例より大幅に短くなる。
したがって、電力増幅部４３ｓに備えられた増幅素子の劣化が阻止され、あるいはその劣化に伴う寿命の短縮が大幅に軽減される。

また、本実施形態は、既述の部品配置上の制約があり、かつ電力増幅部４３ｐとアンテナ４６との間におけるインピーダンス不整合の要因となり得る出力電力検出部４４が備えられることなく構成される。
したがって、構成が大幅な簡略化されることによってコストの削減が図られ、かつ実装や熱設計上の自由度および性能の向上が図られると共に、総合的な特性や性能の偏差が圧縮される。

なお、本実施形態では、同軸ケーブル３０を介して船内装置２０と連係する船外装置１０に本発明が適用されている。
しかし、本発明は、このような船内装置２０に限定されず、ケーブルを介して電力および所定の信号が引き渡されることにより動作し、その動作の過程で稼働すべき特定の回路の専用駆動電力が上記ケーブルを介して供給される駆動電力から変換された供給され、あるいはその専用駆動電力の供給路が他の回路との電気的なアイソレーションの下で形成されるべきリモート装置であるならば、同様に適用可能である。

また、本実施形態では、電力増幅部４３ｓの専用駆動電力が専用電源部５１によって供給されている。
しかし、このような専用駆動電力が供給されるべき回路は、電力増幅部４３ｓに限定されず、例えば、この電力増幅部４３ｓと同様に専用駆動電力の供給が所望の電圧や精度で行われ、あるいは他の回路との電気的なアイソレーションの確保のために専用電源部５１が設けられるべき回路であるならば、如何なる回路であってもよい。

さらに、このような回路は、電力増幅を行う回路に限定されず、如何なる機能や性能を有する回路であってもよい。
また、本実施形態では、船内装置２０から同軸ケーブル３０を介して船外装置１０に、電源部５２に供給されるべき駆動電力と、入力電力検出部４２以降の後段に供給されるべき送信波信号との双方が引き渡されている。
しかし、本発明は、これらの駆動電力と送信波信号との引き渡しが電気的に異なる線路（ケーブル）を介して並行して行われる場合にも、同様に適用可能である。

さらに、本実施形態では、電力増幅部４３ｓに供給される専用駆動電力は、その値が既述の閾値以上となると、過電流保護回路１１ｄによって直接かつ即座に制限されている。
しかし、このような専用駆動電力の制限は、例えば、制御部５０が過電流保護回路１１ｄの振る舞いに応じて柔軟に行い、あるいはその制御部５０が既述の閾値を設定することによって行われてもよい。

特に、制御部５０が関与することによる専用駆動電力の制限は、例えば、専用電源部１１に過電流保護機能がない場合には、船内装置２０と連係することなく船外装置１０内で達成されるために有効であり、必要であれば、専用電源部１１に対する駆動電源の供給が遮断されることによって実現されてもよい。

また、本実施形態では、過電流保護回路１１ｄが過電流保護のために応答する特性は、既述の垂下特性やフの字特性に限定されず、如何なる特性であってもよい。

さらに、本実施形態では、過電流保護回路１１ｄが作動した後における専用電源部１１の振る舞いが記載されていない。
しかし、このような専用電源部１１の振る舞いについては、既述の無線信号のレベルが過大となる事象が単発的に、あるいは散発的に発生することが明らかである場合には、過電流や過負荷状態が解消された後に専用駆動電力の供給を自動的に再開するものであってもよい。

また、本実施形態では、無線信号のレベルが過大となる要因は、障害だけではなく、如何なる要因であってもよい。

さらに、本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の範囲において多様な実施形態の構成が可能であり、構成要素の全てまたは一部に如何なる改良が施されてもよい。

１０，４０ 船外装置
１１，５１ 専用電源部
１１ｄ 過電流保護回路
２０ 船内装置
２１ 変復調部
２２，５０ 制御部
２３ 送信部
２４，４１，４５ 多重分離部
２５，４７ 受信部
２６ 電源部
３０ 同軸ケーブル
４２ 入力電力検出部
４３ｐ，４３ｓ 電力増幅部
４４ 出力電力検出部
４６ アンテナ
４８ 温度検出部
４９ 校正テーブル
５２ 電源部

Claims (2)

1. ケーブルを介して供給された入力信号に所定の処理を施す処理手段と、
   前記ケーブルを介して前記入力信号と共に供給された電力を変換し、駆動電力として前記処理手段に供給する電力変換手段とを備え、
   前記電力変換手段は、
   前記処理手段が前記所定の処理の結果として出力する出力信号の電力または瞬時値が規定の閾値を超える可能性を過負荷状態として識別し、前記駆動電力を制限する過負荷制御手段を有する
   ことを特徴すとるリモート装置。
2. ケーブルを介して供給された入力信号に所定の処理を施す処理手段と、
   前記ケーブルを介して前記入力信号と共に供給された電力を変換し、駆動電力として前記処理手段に供給する電力変換手段と、
   前記処理手段に供給される信号のレベルを可変するレベル可変手段とを備え、
   前記電力変換手段は、
   前記処理手段が前記所定の処理の結果として出力する出力信号の電力または瞬時値が規定の閾値を超える可能性を過負荷状態として識別し、
   前記レベル可変手段は、
   前記過負荷状態が解消される値に前記入力信号のレベルを制限する
   ことを特徴とするリモート装置。