JP2012065238A - 送信機制御装置及び送信機制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】特殊な機器を必要とせずに、電力増幅器の位相・ゲインの調整を人手を要することなく迅速かつ適切に行えるようにし、しかも調整所用時間の短縮を可能とする。
【解決手段】伝送信号を減力器に通し、並列に配置される複数の電力増幅器にて電力増幅し、これら複数の電力増幅器の出力を合成器にて合成して送出する送信機に用いられ、合成器の出力レベルを検出する合成レベル検出手段と、この合成レベル検出手段により検出される出力レベルが最大レベルになるように、複数の電力増幅器の位相制御を行う位相制御手段とを具備することを特徴とする送信機制御装置を提供できる。
【選択図】 図２

Description

本発明の実施形態は、例えば放送局で使用される送信機の利得・位相制御を行う送信機制御装置及び送信機制御方法に関する。

一般に、ＡＴＳＣ方式の地上デジタル放送における送信機から送出される伝送信号は、電力増幅器により歪みの影響を受ける。このため、出力規定点において規定パワーを確認し、この状態で特性取得など試験を実施する。

ところで、従来は、規定パワーを確認するまでに調整時間が多く要し、工数増大の原因ともなった。この調整は、分配器、電力増幅器、合成器といったそれぞれのユニットのスペック許容差を吸収し、システム的に最適化することにより、定格の出力を得るための必要な作業である。この作業を自動化を行うことにより測定器を用いずに調整ができ、特別な技能を有しなくても調整が可能となり作業効率向上にもつながる。また、電力増幅器を交換したときにも、最適な出力が簡単に得ることができるようになる。

従来、電力増幅器を実装する前に、分配器入力〜各電力増幅器入力までのポート間位相差を測定後、分配器出力〜電力増幅器入力間ケーブルの実長を短くすることで調整を行っていた。その後、電力増幅器を実装した状態で電力増幅器出力バランス、TX出力を確認しながら電力増幅器のゲインを調整していた。

特開平１１−３１２９３５号公報

ところが、現状では、位相、ゲイン合わせこみに手間隙がかかる。また、調整時にはネットワークアナライザや位相計などの特殊機器が必要になるため、工場内以外での調整作業は機器確保が難しい理由により、対応ができない場合が多い。

本発明の目的は、特殊な機器を必要とせずに、電力増幅器の位相・ゲインの調整を人手を要することなく迅速かつ適切に行えるようにし、しかも調整所用時間の短縮を可能とする送信機制御装置及び送信機制御方法を提供することにある。

実施形態によれば、伝送信号を減力器に通し、並列に配置される複数の電力増幅器にて電力増幅し、これら複数の電力増幅器の出力を合成器にて合成して送出する送信機に用いられ、合成器の出力レベルを検出する合成レベル検出手段と、この合成レベル検出手段により検出される出力レベルが最大レベルになるように、複数の電力増幅器の位相制御を行う位相制御手段とを具備することを特徴とする送信機制御装置を提供できる。

本第１の実施形態が適用される送信機の構成を示すブロック図である。 本第１の実施形態において、位相調整を行う際の送信制御装置の制御処理手順を示すフローチャートである。 本第２の実施形態が適用される送信機の構成を示すブロック図である。 本第２の実施形態において、位相調整を行う際の送信制御装置の制御処理手順を示すフローチャートである。 本第３の実施形態において、位相調整、ゲイン調整及び減力調整を行う際の送信制御装置の制御処理手順を示すフローチャートである。

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本第１の実施形態が適用される送信機の構成を示すブロック図である。

図１に示す送信機は、入力されたＴＳ（Transport Stream）信号をＥＸＣＩＴＥＲ１１において例えばＡＴＳＣ放送形式の信号に変調し、指定のチャンネルに周波数変換する。そして、減力パネル１２を通過したＥＸＣＩＴＥＲ１１の出力信号を分配器１３で分配して、並列に接続されたｎ個の電力増幅器１４−１〜１４−ｎにより電力増幅した後、合成器１５に出力する。ｎ個の電力増幅器１４−１〜１４−ｎの出力は、合成器１５で合成され、放送波として図示しないアンテナにより送信される。

なお、減力パネル１２及びｎ個の電力増幅器１４−１〜１４−ｎは、送信制御装置１６により制御される。送信制御装置１６は、合成レベル検出部１６１と、位相制御部１６２と、増幅レベル検出部１６３と、利得制御部１６４と、減力制御部１６５とを備えている。

合成レベル検出部１６１は、合成器１５の出力レベルを検出する。位相制御部１６２は、合成レベル検出部１６１により検出される出力レベルが最大レベルになるように、ｎ個の電力増幅器１４−１〜１４−ｎの位相制御を行う。

増幅レベル検出部１６３は、位相制御部１６２による位相制御が実行された後に、ｎ個の電力増幅器１４−１〜１４−ｎそれぞれの出力レベルを検出する。利得制御部１６４は、増幅レベル検出部１６３により検出されるｎ個の電力増幅器１４−１〜１４−ｎそれぞれの出力レベルが予め決められたレベルとなるように、ｎ個の電力増幅器１４−１〜１４−ｎのゲイン調整を行う。

減力制御部１６５は、利得制御部１６４によるゲイン調整が実行された後に、合成レベル検出部１６１により検出される出力レベルが予め決められたレベルとなるように、減力パネル１２の減力制御、つまり減力パネル１２のゲイン調整を行う。

次に、上記構成における動作について説明する。
図２は、位相調整を行う際の送信制御装置１６の制御処理手順を示すフローチャートである。

まず、送信制御装置１６は、初期設定として電力増幅器１４−１の電源をオンにし（ステップＳＴ２ａ）、続いて電力増幅器１４−２の電源をオンにする（ステップＳＴ２ｂ）。

続いて、送信制御装置１６は、合成器１５の出力レベルを検出し（ステップＳＴ２ｃ）、検出した出力レベルをメモリ１７に記憶し（ステップＳＴ２ｄ）、ステップＳＴ２ｅからステップＳＴ２ｆに移行してここで電力増幅器１４−２の電源をオフにし、次の電力増幅器１４−３の電源をオンにする（ステップＳＴ２ｇ）。

以後、送信制御装置１６は、電力増幅器１４−ｎになるまでステップＳＴ２ｂ乃至ステップＳＴ２ｇの処理を繰り返し実行する。

そして、送信制御装置１６は、電力増幅器１４−ｎになった時点で、メモリ１７から各出力レベルを読み出し（ステップＳＴ２ｈ）、このうち最大の出力レベルとなる例えば電力増幅器１４−１、１４−４の組み合わせを選択して、これら電力増幅器１４−１、１４−４のみ電源をオンさせる（ステップＳＴ２ｉ）。

以上のように上記第１の実施形態では、送信制御装置１６において、合成器１５の出力レベルを利用して、複数の電力増幅器１４−１〜１４−ｎの位相制御が自動的に行われる。

従って、手作業による電力増幅器１４−１〜１４−ｎの位相合わせこみが一切不要となり、調整所用時間の短縮を図ることができる。

（第２の実施形態）
送信機は一般に複数のPAを具備し、システム調整時はそれらPAへの入力信号供給・出力信号合成を行う分配器・合成器が有するポート間位相偏差をなくすために、各入力ポートの同軸ケーブルの長さ調整等をすることにより位相調整を実施している。この作業はケーブルの長さ調整等のA/W作業が発生するため非常に手間と時間がかかる。また、送信機の出力が大きくなりPAの台数が多くなった場合は、これらの作業が非常に手間である。さらにこの調整時にはネットワークアナライザや位相計などの特殊機器が必要になるため、工場内以外での調整作業は機器確保が難しい理由により、対応ができない場合が多い。

そこで、第２の実施形態では、基本的にこの作業を自動化させることにより、システム調整時の手間と時間を激減させている。またこの第２の実施形態では、送信機の基本構成機器にこの自動調整が可能となるような機能をあらかじめ具備させているため、特殊な機器を必要とせずどこでも簡易に調整が可能である。

図３は、本第２の実施形態が適用される送信機の構成を示すブロック図である。

図３に示す送信機は、入力されたＴＳ（Transport Stream）信号をＥＸＣＩＴＥＲ２１において例えばＡＴＳＣ放送形式の信号に変調し、指定のチャンネルに周波数変換する。そして、ＥＸＣＩＴＥＲ２１の出力信号は、分配器２２で分配され、並列に接続されたｎ個の電力増幅器２３−１〜２３−ｎにより電力増幅された後、合成器２４に出力する。ｎ個の電力増幅器２３−１〜２３−ｎの出力は、合成器２４で合成され、放送波として図示しないアンテナにより送信される。

なお、ｎ個の電力増幅器２３−１〜２３−ｎは、送信制御装置２５により制御される。送信制御装置２５は、検波ＩＣ２５１と、メモリ２５２と、位相制御部２５３とを備えている。

検波ＩＣ２５１は、Ａポート及びＢポートにより、分配器２２の入力信号と合成器２４の出力信号との位相差を検出する。メモリ２５２には、例えば電力増幅器２３−１の電源オン時における分配器２２の入力信号と合成器２４の出力信号との位相差電圧が記憶されている。

位相制御部２５３は、検波ＩＣ２５１により検出される位相差電圧がメモリ２５２に記憶される位相差電圧に一致するように、複数の電力増幅器２３−１〜２３−ｎに対する位相制御を行う。

次に上記構成における動作について説明する。
まず、ＥＸＣＩＴＥＲ２１のフィードバックケーブルを抜く。そして、ＥＸＣＩＴＥＲ２１のRF出力にATTを挿入する。

送信制御装置２５のAポートに合成器２４出力、BポートにＥＸＣＩＴＥＲ２１出力を接続する。

電力増幅器２３−１のみ電源をオンにしこの時の位相差電圧をメモリ２５２に記録する。以降の位相差電圧はこれを基準とする。

図４は、送信制御装置２５の制御処理手順を示すフローチャートである。

まず、送信制御装置２５は、電力増幅器２３−２〜２３ｎの電源を１台づつオンにし、Ａポート及びＢポートにより位相差を検出し（ステップＳＴ４ａ）、メモリ２５２に記憶される位相差電圧と比較し（ステップＳＴ４ｂ）、一致するか否かの判断を行う（ステップＳＴ４ｃ）。ここで、一致すれば、位相制御は終了するが、一致しなければ、電源オンの電力増幅器２３−２〜２３ｎの位相制御を行い（ステップＳＴ４ｄ）、ステップＳＴ４ｂ及びステップＳＴ４ｃの処理を繰り返し実行する。

なお、上記処理の前に、合成器出力の入力電力が規定値以下であることを条件に処理を実行するようにしてもよい。

以上のように第２の実施形態では、１台の電力増幅器２３−１の電源オン時における分配器２２の入力信号と合成器２４の出力信号との位相差電圧をメモリ２５２に記憶しておくことで、このメモリ２５２に記憶された位相差電圧を用いて、実際に検波ＩＣ２５１で検出される分配器２２の入力信号と合成器２４の出力信号との位相差電圧がメモリ２５２に記憶される位相差電圧に一致するように、複数の電力増幅器２３−１〜２３−ｎに対する位相制御が自動的に行われる。従って、簡単な手順により電力増幅器２３−１〜２３−ｎの位相調整を行うことができる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態は、上記第１の実施形態において、送信制御装置１６で位相調整からゲイン調整まで行う例である。

図５は、本第３の実施形態として、位相調整、ゲイン調整及び減力調整を行う際の送信制御装置１６の制御処理手順を示すフローチャートである。

まず、送信制御装置１６は、初期設定として電力増幅器１４−１の電源をオンにし（ステップＳＴ２ａ）、続いて電力増幅器１４−２の電源をオンにする（ステップＳＴ２ｂ）。

続いて、送信制御装置１６は、合成器１５の出力レベルを検出し（ステップＳＴ２ｃ）、検出した出力レベルをメモリ１７に記憶し（ステップＳＴ２ｄ）、ステップＳＴ２ｅからステップＳＴ２ｆに移行してここで電力増幅器１４−２の電源をオフにし、次の電力増幅器１４−３の電源をオンにする（ステップＳＴ２ｇ）。

以後、送信制御装置１６は、電力増幅器１４−ｎになるまでステップＳＴ２ｂ乃至ステップＳＴ２ｇの処理を繰り返し実行する。

そして、送信制御装置１６は、電力増幅器１４−ｎになった時点で、メモリ１７から各出力レベルを読み出し（ステップＳＴ２ｈ）、このうち最大の出力レベルとなる例えば電力増幅器１４−１、１４−４の組み合わせを選択して、これら電力増幅器１４−１、１４−４のみ電源をオンさせる（ステップＳＴ２ｉ）。

続いて、送信制御装置１６は、全電力増幅器１４−１〜１４−ｎの電源をオンし（ステップＳＴ２ｊ）、設定したＰＡ出力値に全ての電力増幅器１４−１〜１４−ｎがなるように、各々の電力増幅器１４−１〜１４−ｎに対してゲインを変更する（ステップＳＴ２ｋ）。

そして、送信制御装置１６は、設定した合成器１５からのTX出力値になるように、各々の電力増幅器１４−１〜１４−ｎまたは減力パネル１２に対してゲインを変更する（ステップＳＴ２ｌ）。

以上のように上記第３の実施形態では、送信制御装置１６において、合成器１５の出力レベルを利用して、複数の電力増幅器１４−１〜１４−ｎの位相制御が自動的に行われ、また、設定したＰＡ値に従って、複数の電力増幅器１４−１〜１４−ｎのゲイン調整が行われ、しかる後に、合成器１５の出力レベルが設定したＴｘ出力値になるように、複数の電力増幅器１４−１〜１４−ｎまたは減力パネル１２のゲイン調整が自動的に行われる。

従って、手作業による電力増幅器１４−１〜１４−ｎの位相合わせこみやゲイン調整が一切不要となり、調整所用時間の短縮を図ることができる。

（その他の実施形態）
その他、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１１…ＥＸＣＩＴＥＲ、１２…減力パネル、１３…分配器、１４−１〜１４−ｎ…電力増幅器、１５…合成器、１６…送信制御装置、１６１…合成レベル検出部、１６２…位相制御部、１６３…増幅レベル検出部、１６４…利得制御部、１６５…減力制御部。

Claims (6)

1. 伝送信号を減力器に通し、並列に配置される複数の電力増幅器にて電力増幅し、これら複数の電力増幅器の出力を合成器にて合成して送出する送信機に用いられ、
   前記合成器の出力レベルを検出する合成レベル検出手段と、
   この合成レベル検出手段により検出される出力レベルが最大レベルになるように、前記複数の電力増幅器の位相制御を行う位相制御手段とを具備することを特徴とする送信機制御装置。
2. 前記位相制御手段による位相制御が実行された後に、前記複数の電力増幅器それぞれの出力レベルを検出する増幅レベル検出手段と、この増幅レベル検出手段により検出される前記複数の電力増幅器それぞれの出力レベルが予め決められたレベルとなるように、前記複数の電力増幅器の利得制御を行う利得制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の送信機制御装置。
3. 前記利得制御手段による利得制御が実行された後に、前記合成レベル検出手段により検出される出力レベルが予め決められたレベルとなるように、前記減力器の減力制御を行う減力制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項２記載の送信機制御装置。
4. 伝送信号を分配器にて分配し、並列に配置される複数の電力増幅器にて電力増幅し、これら複数の電力増幅器の出力を合成器にて合成して送出する送信機に用いられ、
   前記複数の電力増幅器のうち１台の電力増幅器の電源オン時における前記分配器の入力信号と前記合成器の出力信号との位相差電圧を記憶する記憶手段と、
   前記分配器の入力信号と前記合成器の出力信号との位相差を検出する位相検出手段と、
   この位相検出手段により検出される位相差電圧が前記記憶手段に記憶される位相差電圧に一致するように、前記複数の電力増幅器に対する位相制御を行う位相制御手段とを具備する送信機制御装置。
5. 伝送信号を減力器に通し、並列に配置される複数の電力増幅器にて電力増幅し、これら複数の電力増幅器の出力を合成器にて合成して送出する送信機に用いられ、
   前記合成器の出力レベルを検出し、
   この検出される出力レベルが最大レベルになるように、前記複数の電力増幅器の位相制御を実行し、
   前記位相制御実行後に、前記複数の電力増幅器それぞれの出力レベルを検出し、
   検出される前記複数の電力増幅器それぞれの出力レベルが予め決められたレベルとなるように、前記複数の電力増幅器の利得制御を実行し、
   前記利得制御実行後に、前記合成器の出力レベルが予め決められたレベルとなるように、前記減力器の減力制御を実行することを特徴とする送信機制御方法。
6. 伝送信号を分配器にて分配し、並列に配置される複数の電力増幅器にて電力増幅し、これら複数の電力増幅器の出力を合成器にて合成して送出する送信機に用いられ、
   前記複数の電力増幅器のうち１台の電力増幅器の電源オン時における前記分配器の入力信号と前記合成器の出力信号との位相差電圧をメモリに記憶し、
   前記分配器の入力信号と前記合成器の出力信号との位相差を検出し、
   この位相差電圧が前記メモリに記憶される位相差電圧に一致するように、前記複数の電力増幅器に対する位相制御を実行することを特徴とする送信機制御方法。

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