JP5215082B2 - ミリ波送信装置及びミリ波送受信システム - Google Patents

Description

本発明は、ミリ波帯の局発信号を用いてテレビ放送信号をアップコンバートし、アップコンバート後のテレビ放送信号と局発信号とを無線送信するミリ波送信装置、及び、このミリ波送信装置とミリ波受信装置とから構成される自己ヘテロダイン方式のミリ波送受信システムに関する。

従来、ＣＡＴＶシステムや集合住宅のテレビ放送受信システム等では、テレビ放送信号を、同軸ケーブル等の伝送線を利用することなく加入者側の受信端末へ伝送できるようにするために、伝送線の末端に、テレビ放送信号をミリ波帯にアップコンバートして送信アンテナから無線送信させる送信装置を設け、加入者側には、この送信装置からの送信電波を受信し、その受信信号をダウンコンバートすることによってアップコンバート前の元のテレビ放送信号を復元する受信装置を設けることが提案されている（例えば、特許文献１等参照）。

また、この種のミリ波送受信システムにおいて、受信装置側で伝送信号（テレビ放送信号）を正確に復元するには、送信装置側で伝送信号をアップコンバートするのに用いられた局発信号と同一周波数の局発信号が必要になるが、この局発信号は、周波数が数十ＧＨｚのミリ波帯となるため、周波数変動が生じ易く、受信装置側で送信装置と同じ局発信号を生成するのは難しいという問題があった。

一方、こうした問題を防止することのできるミリ波送受信システムとして、送信装置からは、ミリ波へアップコンバートした伝送信号と、そのアップコンバートに用いた局発信号とを同時に送信し、受信装置側では、受信信号に含まれる伝送信号と局発信号とを乗積することで、アップコンバート前の元の伝送信号を復元することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

この提案のミリ波送受信システムにおいて、受信装置は、所謂自己ヘテロダイン方式の受信装置となり、ダウンコンバート用の局発信号を生成することなく、送信装置側の局発信号を用いて伝送信号をダウンコンバートすることができることから、局発信号に周波数変動が生じても、送信装置でアップコンバートされる前の元の伝送信号を正確に復元できることになる。

従って、ＣＡＴＶシステム等、テレビ放送信号を伝送するシステムにおいて、テレビ放送信号をミリ波帯にアップコンバートして加入者側に無線伝送する際にも、この提案の自己ヘテロダイン方式の送／受信装置を使用するようにすれば、加入者側でアップコンバート前の元のテレビ放送信号を正確に復元できるようになる。
特許３８８９８８５号公報 特開２００１−５３６４０号公報

ところで、自己ヘテロダイン方式の受信装置側で、送信装置からミリ波帯のテレビ放送信号と共に送信されてきた局発信号を用いて、テレビ放送信号をダウンコンバートするには、局発信号が飽和領域となり、テレビ放送信号がリニア領域となるよう、局発信号の信号レベルをテレビ放送信号よりも充分大きくする必要がある。

一方、ミリ波を無線送信する送信装置からの送信電力は、通常、電波法等でその上限が規定されることから、受信装置側でテレビ放送信号を復元できるように局発信号とテレビ放送信号とのレベル差を大きくすると、送信装置から送信されるテレビ放送信号の信号レベル（絶対レベル）が小さくなって、受信装置側でダウンコンバートすることにより得られるテレビ放送信号の品質（Ｃ／Ｎ：キャリア対ノイズ比）が劣化してしまう、という問題がある。

このため、テレビ放送信号と局発信号とを同時に送信する自己ヘテロダイン方式のミリ波送信装置を構成する際には、送信アンテナから送信するミリ波帯のテレビ放送信号と局発信号とのレベル差が適正値となるように、これら各信号の信号レベルを調整すべきである。

しかし、従来では、こうしたレベル調整については考えられていないため、例えば、ＣＡＴＶシステム等で伝送されるアップコンバート前のテレビ放送信号がレベル変動すると、それに応じてアップコンバート後のテレビ放送信号と局発信号とのレベル差が変動して、そのレベル差が適性値から外れてしまうことが考えられる。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、ミリ波帯の局発信号を用いてテレビ放送信号をアップコンバートし、アップコンバート後のテレビ放送信号と局発信号とを無線送信するミリ波送信装置において、無線送信するテレビ放送信号と局発信号とのレベル差を適性値に制御して、受信装置側で元のテレビ放送信号を良好に復元できるようにすることを目的とする。

かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載のミリ波送信装置は、
ミリ波帯で一定周波数の局発信号を生成する局発信号生成手段と、
前記局発信号生成手段にて生成された局発信号を用いて、テレビ放送信号をミリ波帯にアップコンバートするアップコンバート手段と、
前記アップコンバート手段にてアップコンバートされたミリ波帯のテレビ放送信号と前記局発信号とを送信信号として送信アンテナに出力し、送信アンテナから無線送信させる出力手段と、
前記出力手段から出力されるテレビ放送信号及び局発信号は、テレビ放送信号の方が局発信号に比べてレベルが低く、しかも、そのレベル差が、前記送信信号を受信したミリ波受信装置側で当該局発信号を用いて前記テレビ放送信号をダウンコンバートするのに適した設定値となるよう、前記アップコンバート手段へ入力されるテレビ放送信号及び前記局発信号の少なくとも一方の信号レベルを調整するレベル調整手段と、
を備え、
前記レベル調整手段は、当該ミリ波送信装置に入力されるテレビ放送信号の入力レベルに応じて、該入力レベルが高いときには前記レベル差が小さく、前記入力レベルが低いときには前記レベル差が大きくなるよう、前記アップコンバート手段へ入力されるテレビ放送信号及び前記局発信号の少なくとも一方の信号レベルを調整することを特徴とする。

また、請求項２に記載のミリ波送信装置は、請求項１に記載のミリ波送信装置において、前記レベル調整手段は、前記出力手段から出力されるテレビ放送信号が、前記局発信号に比べて、６ｄＢ以上２６ｄＢ以下の範囲内に設定された設定値だけ小さくなるよう、前記テレビ放送信号及び前記局発信号の少なくとも一方の信号レベルを調整することを特徴とする。

また、請求項３に記載のミリ波送信装置は、請求項１又は請求項２に記載のミリ波送信装置において、前記レベル調整手段は、前記テレビ放送信号を前記アップコンバート手段へ入力する入力経路に増幅回路と共に設けられた利得調整回路と、前記アップコンバート手段によりアップコンバートされる前のテレビ放送信号の信号レベルと、前記局発信号の信号レベルとに基づき、前記利得調整回路による利得調整量を制御する第一制御手段と、を備えたことを特徴とする。

また次に、請求項４に記載のミリ波送信装置は、請求項１又は請求項２に記載のミリ波送信装置において、前記レベル調整手段は、前記局発信号生成手段から前記アップコンバート手段への局発信号の入力経路に設けられた可変減衰器と、前記アップコンバート手段によりアップコンバートされる前のテレビ放送信号の信号レベルに基づき、前記可変減衰器の減衰量を制御する第二制御手段と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項５に記載のミリ波送信装置は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のミリ波送信装置において、前記アップコンバート手段は、前記局発信号を用いて、５９ＧＨｚ以上６６ＧＨｚ以下の周波数帯域内で、帯域幅が２．５ＧＨｚ以下となるように、前記テレビ放送信号をアップコンバートすることを特徴とする。

一方、請求項６に記載の発明は、テレビ放送信号を、ミリ波帯で一定周波数の局発信号を用いてアップコンバートし、そのアップコンバート後のテレビ放送信号と局発信号とを送信アンテナから無線送信するミリ波送信装置と、前記ミリ波送信装置からの送信電波を受信アンテナにて受信し、その受信信号に含まれる局発信号を用いてテレビ放送信号をアップコンバート前の元の周波数帯にダウンコンバートするミリ波受信装置と、を備えた自己ヘテロダイン方式のミリ波送受信システムであって、前記ミリ波送信装置として、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載のミリ波送信装置を備えたことを特徴とする。

請求項１に記載のミリ波送信装置においては、アップコンバート手段が、局発信号生成手段にて生成された局発信号を用いてテレビ放送信号をミリ波帯にアップコンバートし、出力手段が、このアップコンバート手段にてアップコンバートされたミリ波帯のテレビ放送信号と局発信号とを送信信号として送信アンテナに出力することで、送信アンテナから無線送信させる。

そして、レベル調整手段が、この出力手段から出力されるテレビ放送信号及び局発信号は、テレビ放送信号の方が局発信号に比べてレベルが低くなり、しかも、そのレベル差が、送信アンテナからの送信信号を受信したミリ波受信装置側でその受信信号に含まれる局発信号を用いてテレビ放送信号をダウンコンバートするのに適した設定値となるよう、アップコンバート手段へ入力されるテレビ放送信号及び局発信号の少なくとも一方の信号レベルを調整する。

従って、本発明のミリ波送信装置によれば、送信アンテナから無線送信されるテレビ放送信号と局発信号とのレベル差を、設定値（換言すれば適性値）に制御して、ミリ波受信装置に対し、アップコンバート前の元のテレビ放送信号を良好に復元させることができる。

ここで、レベル調整手段がテレビ放送信号及び局発信号の少なくとも一方の信号レベルを調整する際の目標値となる、アップコンバート後のテレビ放送信号と局発信号とのレベル差の設定値は、ミリ波受信装置側でそのテレビ放送信号と局発信号との乗積によりテレビ放送信号をダウンコンバートすることのできる下限値以上で、しかも、そのダウンコンバートにより得られるテレビ放送信号の品質（Ｃ／Ｎ）を確保し得る上限値以下であればよい。

そして、このレベル差の設定値（換言すれば適性値）は、ミリ波に変換して無線伝送するテレビ放送信号の波数（チャンネル数）や周波数帯域幅によっても変化するが、本発明者が実験により調べたところ、請求項２に記載のように、６ｄＢ以上２６ｄＢ以下の範囲内に設定すればよく、より好ましくは略１５ｄＢにするとよいことが判った。

従って、このレベル差は、一定値（例えば１５ｄＢ）に固定するようにしてもよいが、本発明では、レベル調整手段が、当該ミリ波送信装置に入力されるテレビ放送信号の入力レベルに応じて変化させる。

つまり、レベル調整手段は、テレビ放送信号の入力レベルが低いときに、アップコンバート後のテレビ放送信号と局発信号とのレベル差が大きくなるよう、テレビ放送信号及び局発信号の少なくとも一方の信号レベルを調整する。
このため、受信装置側では、テレビ放送信号に比べて局発信号の信号レベルがより大きくなり、その局発信号を用いてテレビ放送信号をダウンコンバートする際の変換効率を改善することができる。

従って、本発明のミリ波送信装置によれば、ミリ波送信装置に入力されるテレビ放送信号の信号レベルが低く、その品質（Ｃ／Ｎ）が低下している場合に、ミリ波による無線伝送によって、受信装置側で得られるテレビ放送信号の品質（Ｃ／Ｎ）が更に劣化するのを防止できる。

また、テレビ放送信号の入力レベルが高いとき（換言すれば、ミリ波送信装置に入力されるテレビ放送信号の品質（Ｃ／Ｎ）が高いとき）には、レベル調整手段は、アップコンバート後のテレビ放送信号と局発信号とのレベル差が小さくなるよう、テレビ放送信号及び局発信号の少なくとも一方の信号レベルを調整する。

このため、ミリ波送信装置を、送信電力が一定電力になるように構成すれば、テレビ放送信号の送信レベルをより大きくして、テレビ放送信号の品質（Ｃ／Ｎ）が低下するのを防止できる。

ここで、アップコンバート後のテレビ放送信号と局発信号とのレベル差が設定値となるように、アップコンバート前のテレビ放送信号の信号レベルを調整するには、請求項３に記載のように、テレビ放送信号をアップコンバート手段へ入力する入力経路に利得調整回路付きの増幅回路を設け、この利得調整回路による利得調整量を、第一制御手段にて、アップコンバート前のテレビ放送信号の信号レベルと局発信号の信号レベルとに基づき制御するようにするとよい。

つまり、アップコンバート後のテレビ放送信号と局発信号とのレベル差は、アップコンバート前のテレビ放送信号と局発信号とのレベル差に応じて変化することから、これらのレベル差に基づき利得調整回路を制御することで、アップコンバート前のテレビ放送信号の信号レベルを調整すれば、ミリ波受信装置に向けて無線送信されるアップコンバート後のテレビ放送信号と局発信号とのレベル差を設定値（換言すれば適性値）に制御することができる。

また、アップコンバート後のテレビ放送信号と局発信号とのレベル差が設定値となるように、アップコンバート前のテレビ放送信号の信号レベルを調整するには、請求項４に記載のように、局発信号生成手段からアップコンバート手段への局発信号の入力経路に可変減衰器を設け、第二制御手段にて、この可変減衰器の減衰量を、アップコンバート前のテレビ放送信号の信号レベルに基づき制御するようにしてもよい。

つまり、このように局発信号の信号レベルを調整するようにしても、ミリ波受信装置に向けて無線送信されるアップコンバート後のテレビ放送信号と局発信号とのレベル差を設定値（換言すれば適性値）に制御することができる。

一方、現在、日本国内で６０ＧＨｚ帯のミリ波を使ってテレビ放送信号等を無線伝送するのに利用可能な連続した周波数帯域幅は、２．５ＧＨｚであり、そのミリ波の周波数帯域は、５９ＧＨｚ〜６６ＧＨｚである。

このため、アップコンバート手段は、請求項５に記載のように、局発信号を用いて、５９ＧＨｚ以上６６ＧＨｚ以下の周波数帯域内で、帯域幅が２．５ＧＨｚ以下となるように、テレビ放送信号をアップコンバートするよう構成することが望ましく、そのためには、局発信号の周波数を、６０．２５ＧＨｚ〜６４．７５ＧＨｚ内の任意の周波数に設定するとよい。

次に、請求項６に記載のミリ波送受信システムは、ミリ波送信装置が、ミリ波帯にアップコンバートしたテレビ放送信号と、そのアップコンバートに用いた局発信号とを無線送信し、ミリ波受信装置側では、その送信電波を受信した受信信号を、その受信信号に含まれる局発信号を用いてダウンコンバートすることで、ミリ波送信装置がアップコンバートする前の元のテレビ放送信号を復元する、自己ヘテロダイン方式のミリ波送受信システムである。

そして、このミリ波送受信システムにおいては、ミリ波送信装置として、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載のミリ波送信装置が設けられていることから、ミリ波受信装置側では、テレビ放送信号の品質（Ｃ／Ｎ）を低下させることなく、ミリ波送信装置がアップコンバートする前の元のテレビ放送信号を正確に復元することができるようになる。

以下に、本発明の前提となる参考例及び本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は、本発明の前提となる参考例のミリ波送受信システム全体の構成を表す構成図である。
本参考例のミリ波送受信システムは、ＣＡＴＶシステムの伝送線の端末側に設けられ、ＣＡＴＶシステムで伝送される地上波（ＶＨＦ，ＵＨＦ）、ＢＳ、ＣＳ等の各種テレビ放送信号からなるＣＡＴＶ信号（周波数：７０ＭＨｚ〜１２５０ＭＨｚ）を、ミリ波帯（６０ＧＨｚ帯）に周波数変換して、加入者側の受信端末（テレビ受像機等）に無線伝送するためのものであり、ミリ波送信装置１０と、ミリ波受信装置３０とから構成されている。

ＣＡＴＶシステムは、地上波（ＶＨＦ，ＵＨＦ）、ＢＳ、ＣＳ等の各種テレビ放送電波を受信する複数の受信アンテナ２（図では一つのみ記載）、各受信アンテナ２からの受信信号を処理して伝送線へ送出するヘッドエンド４、ヘッドエンド４から伝送線を介して伝送されてきたテレビ放送信号を増幅して端末側へ出力する増幅器６、８、…等からなる周知のものである。

また、ヘッドエンド４は、各受信アンテナ２からの受信信号（つまりテレビ放送信号）だけでなく、その受信信号と同じ周波数帯で特定チャンネルのテレビ放送信号と重複しない一定周波数（例えば、４５０ＭＨｚ）のパイロット信号を出力する。そして、このパイロット信号は、ＣＡＴＶシステムを構成する増幅器６、８等の伝送機器が、ＣＡＴＶ信号の信号レベルを調整するのに使用される。

次に、ミリ波送信装置１０には、伝送線を介して入力されるヘッドエンド４からのＣＡＴＶ信号を増幅する増幅回路１２、増幅回路１２からのＣＡＴＶ信号の出力レベルを調整するＡＧＣ回路（自動利得調整回路）１４、ミリ波帯で一定周波数（例えば、６０．２５ＧＨｚ）の局発信号を発生する局部発振器１６、ＡＧＣ回路１４から出力されたＣＡＴＶ信号と局部発振器１６が発生した局発信号とを混合することでＣＡＴＶ信号をミリ波帯にアップコンバートするミキサ１８、ミキサ１８から出力されるミリ波帯の信号の内、局発信号を中心とする上下の側波帯（ダブルサイドバンド：ＤＳＢ）となるＣＡＴＶ信号、つまり、周波数：６０．２５ＧＨｚ±１．２５ＧＨｚのミリ波信号（図１に一点鎖線で示す枠内参照）、を選択的に通過させるバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２０、及び、バンドパスフィルタ２０を通過したミリ波帯のＣＡＴＶ信号を増幅してミリ波送信アンテナ２４に出力することで、ミリ波送信アンテナ２４からミリ波帯のＣＡＴＶ信号を無線送信させる増幅回路２２、が設けられている。

また、ミリ波送信装置１０には、入力側の増幅回路１２で増幅されたＣＡＴＶ信号の中からパイロット信号を抽出する狭帯域のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２６が設けられており、このバンドパスフィルタ２６にて抽出されたパイロット信号は、局部発振器１６が発生した局発信号と共に、ＡＧＣ回路１４に入力される。

ＡＧＣ回路１４は、減衰量を調整可能な可変減衰器（以下、単にアッテネータ（ＡＴＴ）という）２８と、このアッテネータ２８の減衰量を調整する制御回路２７とから構成されており、増幅回路１２から出力されたＣＡＴＶ信号をアッテネータ２８で減衰させてミキサ１８に出力することで、ミキサ１８に入力されるＣＡＴＶ信号の信号レベルを調整する。

また、制御回路２７は、バンドパスフィルタ２６にて抽出されたパイロット信号と、局部発振器１６が発生した局発信号との信号レベルを比較し、そのレベル差が予め設定された目標レベル差となるよう、アッテネータ２８の減衰量（換言すれば、増幅回路１２の増幅率（利得）を制御する。

なお、制御回路２７がアッテネータ２８の減衰量を制御するのに用いる目標レベル差は、増幅回路２２からミリ波送信アンテナ２４に出力されて、ミリ波送信アンテナ２４から無線送信される送信信号（図１に一点鎖線で示す枠内の信号）において、アップコンバート後のＣＡＴＶ信号と局発信号とのレベル差が１５ｄＢとなるように予め設定されている。この結果、ミリ波送信装置１０からは、局発信号に比べて、概ね１５ｄＢだけ信号レベルが低いミリ波帯のＣＡＴＶ信号が、局発信号と共に無線送信されることになる。

一方、ミリ波受信装置３０には、ミリ波送信装置１０のミリ波送信アンテナ２４から送信された電波を受信するためのミリ波受信アンテナ３２、ミリ波受信アンテナ３２からの受信信号を増幅する増幅回路３４、この増幅回路３４にて増幅された受信信号のうち、ミリ波送信装置１０側でミリ波帯にアップコンバートされたＣＡＴＶ信号と局発信号とからなるダブルサイドバンド（ＤＳＢ）信号、つまり、周波数：６０．２５ＧＨｚ±１．２５ＧＨｚのミリ波信号（図１に一点鎖線で示す枠内参照）、を選択的に通過させるバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３６、このバンドパスフィルタ３６を通過したＤＳＢ信号を乗積（二乗）する乗算器３８、この乗算器３８からの出力信号のうち、ミリ波帯のＣＡＴＶ信号と局発信号との周波数の差に対応した、アップコンバート前の元のＣＡＴＶ信号（周波数：７０ＭＨｚ〜１２５０ＭＨｚ）を選択的に通過させるバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）４０、及び、このバンドパスフィルタ４０を通過したＣＡＴＶ信号を増幅して、テレビ受像機等の受信端末へ出力する増幅回路４２、が設けられている。

つまり、ミリ波受信装置３０は、ミリ波送信装置１０からの受信信号を乗算器３８にて積乗することで、その受信信号に含まれるミリ波帯のＣＡＴＶ信号を、同じ受信信号に含まれる局発信号を用いて周波数変換させ、その周波数変換した信号の中から、ミリ波送信装置１０でアップコンバートされる前の元のＣＡＴＶ信号を抽出する、自己ヘテロダイン方式の受信装置として構成されている。

そして、この自己へテロダイン方式のミリ波受信装置３０にて、受信信号からＣＡＴＶ信号を復元できるようにするには、局発信号が飽和領域、ＣＡＴＶ信号がリニア領域となるよう、受信信号に含まれるＣＡＴＶ信号と局発信号とのレベル差を適正値（本参考例では略１５ｄＢ）にする必要がある。

これに対し、本参考例では、ミリ波送信装置１０が、ＣＡＴＶ信号と局発信号とを混合して、ＣＡＴＶ信号をミリ波帯にアップコンバートする際、アップコンバート前のＣＡＴＶ信号と局発信号とのレベル差が目標レベル差となるよう、ＡＧＣ回路１４にて、ＣＡＴＶ信号の信号レベル（換言すれば増幅回路１２の増幅率（利得））を調整する。

このため、ミリ波受信装置３０がミリ波送信装置１０からの送信電波を受信した際、その受信信号に含まれるＣＡＴＶ信号と局発信号とのレベル差は、受信信号の信号レベルにかかわらず略一定となり、しかも、上記目標レベル差は、アップコンバート後のＣＡＴＶ信号と局発信号とのレベル差が１５ｄＢとなるように設定されていることから、受信信号に含まれるＣＡＴＶ信号と局発信号とのレベル差も略１５ｄＢとなる。

よって、本発明のミリ波送信装置１０によれば、ミリ波送信アンテナ２４から無線送信されるＣＡＴＶ信号（複数チャンネルのテレビ放送信号）と局発信号とのレベル差を適性値である略１５ｄＢに制御して、ミリ波受信装置３０に対し、アップコンバート前の元のＣＡＴＶ信号を良好に復元させることができる。

なお、本参考例のミリ波送信装置１０において、局部発振器１６は、本発明の局発信号生成手段に相当し、ミキサ１８は、本発明のアップコンバート手段に相当し、バンドパスフィルタ２０及び増幅回路２２は、本発明の出力手段に相当し、ＡＧＣ回路１４は、本発明のレベル調整手段に対応する。また、ＡＧＣ回路１４内のアッテネータ２８は、本発明の利得調整回路に対応し、同じくＡＧＣ回路１４内の制御回路２７は、本発明の第一制御手段に対応する。

ここで、上記参考例では、アップコンバート前のＣＡＴＶ信号を代表する信号として、バンドパスフィルタ２６にて、ヘッドエンド４からＣＡＴＶ信号と共に出力されるパイロット信号を抽出し、その抽出したパイロット信号をＡＧＣ回路１４に入力するものとして説明したが、パイロット信号に代えて、ＣＡＴＶ信号に含まれる特定チャンネルのテレビ放送信号をバンドパスフィルタ２６にて抽出し、その抽出したテレビ放送信号をＡＧＣ回路１４に入力するようにしてもよい。

また、上記参考例では、ミリ波送信装置１０にＡＧＣ回路１４を設け、このＡＧＣ回路１４にてアップコンバート前のＣＡＴＶ信号のレベル調整を行うことで、ミリ波送信装置１０から無線送信されるＣＡＴＶ信号と局発信号とのレベル差を、設定値（１５ｄＢ）に制御するようにしたが、このレベル差を設定値に制御するには、アップコンバート前のＣＡＴＶ信号の信号レベルと、局部発振器１６から出力された局発信号の信号レベルとをそれぞれ調整するようにしてもよく、或いは、局発信号の信号レベルのみを調整するようにしてもよい。

そして、このように、局発信号の信号レベルのみを調整することで、ミリ波送信装置１０から無線送信されるＣＡＴＶ信号と局発信号とのレベル差を設定値（１５ｄＢ）に制御する際には、ミリ波送信装置１０を、図２に示すように構成すればよい。

即ち、図２に示すミリ波送信装置１０においては、可変減衰器としてのアッテネータ２８が、局部発振器１６からミキサ１８に至る局発信号の伝送経路上に設けられており、制御回路２７が、増幅回路１２にて増幅されたＣＡＴＶ信号に含まれるパイロット信号（若しくは特定チャンネルのテレビ放送信号）をバンドパスフィルタ２６を介して取り込み、その取り込んだパイロット信号（若しくはテレビ放送信号）の信号レベルに基づき、アッテネータ２８の減衰量を調整するよう構成されている。

従って、図２に示すミリ波送信装置１０によれば、制御回路２７を、本発明の第二制御手段として機能させ、ＣＡＴＶ信号のアップコンバートのためにミキサ１８に入力される局発信号の信号レベルを調整することで、ミリ波送信装置１０から無線送信されるＣＡＴＶ信号と局発信号とのレベル差を設定値（１５ｄＢ）に制御させることができるようになる。

次に、上記参考例では、ミリ波受信装置３０にて、アップコンバート前のＣＡＴＶ信号を復元するのに適した、局発信号とミリ波帯のＣＡＴＶ信号とのレベル差は、１５ｄＢであるとして説明したが、このレベル差の適正値は、ＣＡＴＶ信号を構成するテレビ放送信号のチャンネル数や、ＣＡＴＶ信号の周波数帯域、或いは、ミリ波受信装置３０の特性等で変化する。

そして、本発明者の実験によれば、このレベル差の適性値は、概ね６ｄＢ以上２６ｄＢ以下の範囲内にすればよいことから、制御回路２７がアッテネータ２８の減衰量を制御するのに用いるアップコンバート前のＣＡＴＶ信号と局発信号との目標レベル差も、その範囲内で最も適したレベル差（設定値）に基づき設定するようにすればよい。

一方、図１、２に示したミリ波送信装置１０において、制御回路２７は、アッテネータ２８の減衰量を調整することで、アップコンバート前のＣＡＴＶ信号若しくは局発信号の信号レベルを、アップコンバート後のＣＡＴＶ信号と局発信号とのレベル差が一定の設定値（１５ｄＢ）となるように制御するものとして説明した。

しかし、上記参考例のミリ波送信装置１０に本発明を適用する場合、つまり、本発明の実施形態では、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、制御回路２７に、バンドパスフィルタ２９を介して、増幅回路１２で増幅される前のＣＡＴＶ信号に含まれるパイロット信号（若しくは特定チャンネルのテレビ放送信号）を入力するようにし、制御回路２７が、図４に示す制御特性に従い、その入力されたパイロット信号（若しくは特定チャンネルのテレビ放送信号）の信号レベルに応じて、アップコンバート前のＣＡＴＶ信号若しくは局発信号の信号レベルを制御するよう構成する。

つまり、制御回路２７に、増幅回路１２で増幅される前のＣＡＴＶ信号（詳しくはパイロット信号若しくはテレビ放送信号）を入力することで、その入力されたＣＡＴＶ信号の信号レベルが小さいほど、アップコンバート後のＣＡＴＶ信号と局発信号とのレベル差が大きくなるよう、アップコンバート前のＣＡＴＶ信号若しくは局発信号の信号レベルを制御させるのである。

そして、このようにミリ波送信装置１０を構成すれば、ミリ波送信装置１０へのＣＡＴＶ信号の入力レベルが低く、ＣＡＴＶ信号の品質（Ｃ／Ｎ）が低下し易いときには、アップコンバート後のＣＡＴＶ信号に比べて、局発信号の信号レベルがより大きくなるため、ミリ波受信装置３０側でＣＡＴＶ信号をダウンコンバートする際の変換効率を改善して、ダウンコンバートによりＣＡＴＶ信号の品質（Ｃ／Ｎ）が劣化するのを防止できる。

また、この場合、ＣＡＴＶ信号の入力レベルが高いとき（換言すれば、テレビ放送信号の品質（Ｃ／Ｎ）が高いとき）には、アップコンバート後のＣＡＴＶ信号と局発信号とのレベル差が小さくなるので、出力段の増幅回路２２が、アンテナ２４からの送信電力を一定に制御するよう構成されていれば、ＣＡＴＶ信号の送信レベルをより大きくすることができる。よってこの場合にも、ミリ波受信装置３０側でダウンコンバートされるＣＡＴＶ信号の品質（Ｃ／Ｎ）が劣化するのを防止できる。

なお、図４の特性図は、ＣＡＴＶ信号の入力レベルが５７〜８１［ｄＢμＶ］であるとき、アップコンバート後のＣＡＴＶ信号と局発信号とのレベル差（設定値）を２６〜６［ｄＢ］の範囲内で制御することを表している。

そして、このように、アップコンバート後のＣＡＴＶ信号と局発信号とのレベル差（設定値）を、ミリ波送信装置１０へのＣＡＴＶ信号の入力レベルに応じて制御する際には、図４に点線で示すように、ＣＡＴＶ信号の入力レベルの変化に応じてレベル差（設定値）を連続的に変化させるようにしてもよい。

また、図４に実線で示すように、ＣＡＴＶ信号の入力レベルが５７〜６４［ｄＢμＶ］及び７４〜８１［ｄＢμＶ］の範囲内にあるときにはレベル差（設定値）を連続的に変化させ、ＣＡＴＶ信号の入力レベルが６４〜７４［ｄＢμＶ］の範囲内にあるときには、レベル差（設定値）を基準となる１５［ｄＢ］に固定するようにしてもよい。

また次に、上記参考例では、ミリ波送信装置１０にてＣＡＴＶ信号をミリ波帯にアップコンバートする際には、周波数６０．２５ＧＨｚの局発信号を使用し、ＣＡＴＶ信号を、局発信号を中心とする周波数６０．２５ＧＨｚ±１．２５ＧＨｚのミリ波信号に変換するものとして説明したが、この局発信号の周波数は、ＣＡＴＶ信号の無線送信に利用可能なミリ波の周波数に応じて適宜設定すればよい。

そして、現在、日本国内で６０ＧＨｚ帯のミリ波を使ってテレビ放送信号等を無線伝送するのに利用可能な連続した周波数帯域幅は、２．５ＧＨｚであり、そのミリ波の周波数帯域は、５９ＧＨｚ〜６６ＧＨｚであることから、この点を考慮すると、アップコンバート後のＣＡＴＶ信号は、５９ＧＨｚ以上６６ＧＨｚ以下の周波数帯域内で、帯域幅が２．５ＧＨｚ以下となるようにすることが望ましく、そのためには、局発信号の周波数を、６０．２５ＧＨｚ〜６４．７５ＧＨｚ内の任意の周波数に設定するとよい。

また更に、上記参考例では、ＣＡＴＶシステムの端末側に本発明のミリ波送受信システムを構築した場合について説明したが、本発明のミリ波送受信システムは、例えば、集合住宅や個人住宅等で受信アンテナからの受信信号を１又は複数の受信端末まで伝送する受信システムであっても、上記と同様に適用することができる。

そして、この場合、端末側に伝送する受信信号には、通常、パイロット信号は付与されないことから、ミリ波送信装置１０のＡＧＣ回路１４には、アップコンバート前の受信信号の信号レベルを表す信号として、特定チャンネルのテレビ放送信号を入力するようにすればよい。

本発明の前提となる参考例のミリ波送受信システム全体の構成を表すブロック図である。 図１に示したミリ波送信装置の変形例を表すブロック図である。 本発明が適用された実施形態のミリ波送信装置の構成を表すブロック図である。 図３に示したミリ波送信装置におけるレベル差の制御特性を表す説明図である。

符号の説明

２…受信アンテナ、４…ヘッドエンド、６，８…増幅器、１０…ミリ波送信装置、１２…増幅回路、１４…ＡＧＣ回路、１６…局部発振器、１８…ミキサ、２０…バンドパスフィルタ、２２…増幅回路、２４…ミリ波送信アンテナ、２６…バンドパスフィルタ、２７…制御回路、２８…アッテネータ、２９…バンドパスフィルタ、３０…ミリ波受信装置、３２…ミリ波受信アンテナ、３４…増幅回路、３６…バンドパスフィルタ、３８…乗算器、４０…バンドパスフィルタ、４２…増幅回路。

Claims (6)

1. ミリ波帯で一定周波数の局発信号を生成する局発信号生成手段と、
   前記局発信号生成手段にて生成された局発信号を用いて、テレビ放送信号をミリ波帯にアップコンバートするアップコンバート手段と、
   前記アップコンバート手段にてアップコンバートされたミリ波帯のテレビ放送信号と前記局発信号とを送信信号として送信アンテナに出力し、送信アンテナから無線送信させる出力手段と、
   前記出力手段から出力されるテレビ放送信号及び局発信号は、テレビ放送信号の方が局発信号に比べてレベルが低く、しかも、そのレベル差が、前記送信信号を受信したミリ波受信装置側で当該局発信号を用いて前記テレビ放送信号をダウンコンバートするのに適した設定値となるよう、前記アップコンバート手段へ入力されるテレビ放送信号及び前記局発信号の少なくとも一方の信号レベルを調整するレベル調整手段と、
   を備え、
   前記レベル調整手段は、当該ミリ波送信装置に入力されるテレビ放送信号の入力レベルに応じて、該入力レベルが高いときには前記レベル差が小さく、前記入力レベルが低いときには前記レベル差が大きくなるよう、前記アップコンバート手段へ入力されるテレビ放送信号及び前記局発信号の少なくとも一方の信号レベルを調整することを特徴とするミリ波送信装置。
2. 前記レベル調整手段は、前記出力手段から出力されるテレビ放送信号が、前記局発信号に比べて、６ｄＢ以上２６ｄＢ以下の範囲内に設定された設定値だけ小さくなるよう、前記テレビ放送信号及び前記局発信号の少なくとも一方の信号レベルを調整することを特徴とする請求項１に記載のミリ波送信装置。
3. 前記レベル調整手段は、
   前記テレビ放送信号を前記アップコンバート手段へ入力する入力経路に増幅回路と共に設けられた利得調整回路と、
   前記アップコンバート手段によりアップコンバートされる前のテレビ放送信号の信号レベルと、前記局発信号の信号レベルとに基づき、前記利得調整回路による利得調整量を制御する第一制御手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のミリ波送信装置。
4. 前記レベル調整手段は、
   前記局発信号生成手段から前記アップコンバート手段への局発信号の入力経路に設けられた可変減衰器と、
   前記アップコンバート手段によりアップコンバートされる前のテレビ放送信号の信号レベルに基づき、前記可変減衰器の減衰量を制御する第二制御手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のミリ波送信装置。
5. 前記アップコンバート手段は、前記局発信号を用いて、５９ＧＨｚ以上６６ＧＨｚ以下の周波数帯域内で、帯域幅が２．５ＧＨｚ以下となるように、前記テレビ放送信号をアップコンバートすることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のミリ波送信装置。
6. テレビ放送信号を、ミリ波帯で一定周波数の局発信号を用いてアップコンバートし、そのアップコンバート後のテレビ放送信号と局発信号とを送信アンテナから無線送信するミリ波送信装置と、
   前記ミリ波送信装置からの送信電波を受信アンテナにて受信し、その受信信号に含まれる局発信号を用いてテレビ放送信号をアップコンバート前の元の周波数帯にダウンコンバートするミリ波受信装置と、
   を備えた自己ヘテロダイン方式のミリ波送受信システムであって、
   前記ミリ波送信装置として、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載のミリ波送信装置を備えたことを特徴とするミリ波送受信システム。

Images