周波数変換装置
【課題】周波数変換装置の小型化が可能で周波数変換後の複数系統の信号を良好な特性で出力させる。
【解決手段】積層基板の接地層には、複数の衛星からの衛星放送信号の入射位置に、それぞれ開口部３１１，３１２を形成する。接地層の両面側に絶縁層を介して設けた配線層の開口部３１１，３１２の位置にプローブ４１a-v，４１b-h，４２a-h，４２b-vを形成する。プローブで受信された信号の周波変換を行う変換処理部を各配線層に設ける。開口部の一方の面側（Ａ面側）に設けたプローブで、一方の偏波方式の衛星放送信号を受信し、他方の面側（Ｂ面側）に設けたプローブで、他方の偏波方式の衛星放送信号を受信し、変換処理部で中間周波信号に変換する。出力制御部４５は、出力する複数系統の中間周波信号の選択を行う。
【解決手段】積層基板の接地層には、複数の衛星からの衛星放送信号の入射位置に、それぞれ開口部３１１，３１２を形成する。接地層の両面側に絶縁層を介して設けた配線層の開口部３１１，３１２の位置にプローブ４１a-v，４１b-h，４２a-h，４２b-vを形成する。プローブで受信された信号の周波変換を行う変換処理部を各配線層に設ける。開口部の一方の面側（Ａ面側）に設けたプローブで、一方の偏波方式の衛星放送信号を受信し、他方の面側（Ｂ面側）に設けたプローブで、他方の偏波方式の衛星放送信号を受信し、変換処理部で中間周波信号に変換する。出力制御部４５は、出力する複数系統の中間周波信号の選択を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、周波数変換装置に関する。詳しくは、接地層の両面側に絶縁層を介して設けられた配線層のそれぞれに、無線信号を受信するプローブと該プローブで受信された信号の周波変換を行う変換処理部を設け、接地層には、複数の衛星からの無線信号の入射位置に、開口部を衛星毎に形成し、プローブは開口部に形成することで、複数の衛星から送信された無線信号を受信して周波数変換を行うものである。
【背景技術】
【０００２】
複数の衛星から送信された無線信号を受信するシステム、例えば衛星からの衛星放送信号を受信する衛星放送受信システムでは、１つの受信用アンテナで複数の衛星からの衛星放送信号を受信することが行われている。
【０００３】
日本における衛星放送受信システムでは、例えば、東経１２８°および１２４°の位置に打ち上げられたＪＣＳＡＴ３およびＪＣＳＡＴ４と呼ばれる通信衛星（ＣＳ）から送信された衛星放送信号を、１つの受信用アンテナで受信することが行われている。
【０００４】
ここで、２つの衛星から送信された衛星放送信号を受信する場合、受信用アンテナでは、２つの衛星より送信される衛星放送信号を周波数変換装置（ＬＮＢ:Low Noise Block Down Converter)に供給し、衛星放送信号を受信して得られた信号を低雑音増幅したのち、中間周波信号に周波数変換してチューナ等に供給する。
【０００５】
図７は、従来の周波数変換装置の回路構成を示している。周波数変換装置８０のＲＦ増幅部８１は、例えばＪＣＳＡＴ３から送信された水平偏波信号および垂直偏波信号、ならびにＪＣＳＡＴ４から送信された水平偏波信号および垂直偏波信号を受信して得られた個々の信号のいずれかを低雑音増幅して、帯域通過フィルタ(ＢＰＦ:Band Pass Filter)８２に供給する。
【０００６】
ＲＦ増幅部８１は、偏波信号を受信して得られた信号の低雑音増幅を、偏波信号毎に行う増幅器(ＬＮＡ:Low Noise Amplifier)８１１〜８１４と、ＬＮＡ８１１，８１２から供給された信号を低雑音増幅してＢＰＦ８２に供給するＬＮＡ８１５、およびＬＮＡ８１３，８１４から供給された信号を低雑音増幅してＢＰＦ８２に供給するＬＮＡ８１６を有している。ここで、ＬＮＡ８１１は、例えば第１の衛星から送信された水平偏波信号を受信して得られた信号の低雑音増幅を行う。また、ＬＮＡ８１２は、例えば第１の衛星から送信された垂直偏波信号を受信して得られた信号の低雑音増幅を行う。ＬＮＡ８１３は、例えば第２の衛星から送信された水平偏波信号を受信して得られた信号の低雑音増幅を行う。ＬＮＡ８１４は、例えば第２の衛星から送信された垂直偏波信号を受信して得られた信号の低雑音増幅を行う。ＬＡＮ８１１〜８１６に対する電源供給は、後述する電源供給制御回路９０によって、所望の偏波信号を受信して得られた信号が低雑音増幅されてＢＰＦ８２に供給されるように制御される。
【０００７】
ＢＰＦ８２は、ＬＡＮ８１５あるいはＬＮＡ８１６から供給された信号のイメージ除去を行い、イメージ除去後の信号をミキサ８３に供給する。ミキサ８３には、局部発振器８４から局部発振信号(例えば１１．２ＧＨｚ）が供給されており、この局部発振信号をＢＰＦ８２から供給された信号に混合して、中間周波(ＩＦ:Intermediate Frequency）信号ＳIFを生成する。このＩＦ信号ＳIFは、中間周波増幅器（ＩＦ増幅器）８５で増幅されたのち、低周波成分カット用のキャパシタ８６を介してＩＦ信号端子８７からＩＦ出力信号ＳIFoutとして出力される。
【０００８】
ＩＦ信号端子８７には、低周波成分カット用のキャパシタ８８を介して、信号検出回路８９が接続されている。また、ＩＦ信号端子８７には、電源供給制御回路９０が接続されている。
【０００９】
ＩＦ信号端子８７に接続されたチューナは、ＩＦ信号端子８７を介して周波数変換装置８０に電源供給を行う。また、チューナは、ＩＦ信号端子８７から出力されるＩＦ出力信号を、いずれの偏波信号に基づいて生成するか制御する。例えば周波数変換装置８０に電源供給を行う際の電圧レベルを切り替えることで、垂直偏波信号あるいは水平偏波信号の選択を行う。また、電源供給を行う際に低周波パルス信号の重畳を選択的に行い、低周波パルス信号が重畳されているか否かによって、衛星の選択を行う。
【００１０】
信号検出回路８９は、ＩＦ信号端子８７に接続されたチューナから、上述の低周波パルス信号が供給されているか否かを判別して、判別結果を示す判別信号ＣＰを電源供給制御回路９０に供給する。
【００１１】
電源供給制御回路９０は、チューナから電源供給が行われたときの電圧レベルと信号検出回路８９から供給された判別信号ＣＰに基づき、ＲＦ増幅部８１のＬＮＡ８１１〜８１６に対する電源供給を制御する。なお、電源供給制御回路９０は、周波数変換装置８０の他の部分に対しても電源供給を行う。
【００１２】
このように構成すると、チューナで２つの衛星のいずれかを選択して、さらに選択された衛星より送信される２種類の偏波信号のうちいずれかを選択すると、選択した偏波信号を受信して得られた信号が低雑音増幅されて、ＢＰＦ８２でイメージ信号が除去されたのちミキサ８３に供給される。ミキサ８３は、ＢＰＦ８２から出力された信号に局部発振信号を混合してＩＦ信号ＳIFを生成する。このＩＦ信号ＳIFは、ＩＦ増幅器８５によって増幅されて、キャパシタ８６によって低周波成分がカットされたのち、ＩＦ信号端子８７からＩＦ出力信号ＳIFoutとして出力される。したがって、チューナ側で選択した衛星からの所望の偏波信号に基づくＩＦ出力信号ＳIFoutを周波数変換装置８０から出力させることができる。
【００１３】
また、特許文献１の発明のように、各偏波信号を受信してＩＦ信号を生成し、このＩＦ信号を選択して複数出力させるものとすれば、周波数変換装置８０に複数のチューナを接続することが可能となり、衛星や偏波方式が異なる放送番組を同時に受信することができる。
【００１４】
【特許文献１】特開２００１−１６８７５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところで、従来の周波数変換装置８０では、基板の裏面を接地層として、表面の配線層にパターンレイアウトを行い、増幅器等の回路素子を載置することが一般的に行われている。このため、２つの衛星からの衛星放送信号を受信する場合、基板面積が大きくなってしまい周波数変換装置を小型化できない。
【００１６】
また、複数の衛星放送信号を受信して複数系統のＩＦ信号を出力する場合、表面の配線層にのみパターンレイアウトを行うと、信号経路を交差させなければ複数系統のＩＦ信号を出力することができない場合が生じる。このような場合、信号経路の交差部分で高周波信号の結合が生じてしまい、それぞれの高周波信号が互いに悪影響を与えてしまう。
【００１７】
そこで、この発明では、小型化が可能で周波数変換後の複数系統の信号を良好に出力できる周波数変換装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この発明に係る周波数変換装置は、接地層の両面側に絶縁層を介して設けられた配線層のそれぞれに、無線信号を受信するプローブと該プローブで受信された信号の周波変換を行う変換処理部を形成し、接地層には、複数の衛星からの無線信号の入射位置に、開口部を衛星毎に形成し、プローブは、開口部に形成したものである。
【００１９】
この発明では、例えば複数の衛星からそれぞれ送信された複数の偏波方式の衛星放送信号が受信される。ここで、衛星からの衛星放送信号の入射位置に設けられた開口部では、一方の面に設けられたプローブによって一方の偏波方式の衛星放送信号が受信されて、他方の面に設けられたプローブでは、他方の偏波方式の衛星放送信号が受信される。
【００２０】
また、この発明に係る周波数変換装置は、接地層の両面側に設けられている変換処理部で得られた信号を選択して、複数系統の出力を行う出力制御部を有するものである。すなわち、複数の衛星からそれぞれ送信された複数の偏波方式の衛星放送信号を受信する場合、複数の所望の衛星放送信号に基づく中間周波数信号が独立して出力される。
【発明の効果】
【００２１】
この発明によれば、接地層には、複数の衛星からの無線信号の入射位置に、開口部が衛星毎に形成されて、この接地層の両面側の配線層には、無線信号を受信するプローブと変換処理部が形成されて、プローブは開口部の位置に形成される。このため、複数の衛星からの無線信号を受信して周波数変換を行う周波数変換装置を小型化できる。また、接地層の両面側に変換処理部が設けられるので容易にアイソレーションを確保することができ、周波数変換後の複数系統の信号を良好に出力できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図を参照しながら、この発明の実施の形態について説明する。図１は、複数の衛星から送信された無線信号を受信するシステム、例えば上述のように２つの通信衛星から送信される衛星放送信号を受信する衛星放送受信システムにおいて用いられる衛星放送受信アンテナ１０を示している。
【００２３】
衛星放送受信アンテナ１０は、２つの衛星からの衛星放送信号を反射する反射鏡１１と、反射鏡１１の焦点位置に設けられて、衛星放送信号を低雑音増幅したのち低い周波数帯の信号に周波数変換する周波数変換装置２０を有している。
【００２４】
図２は、周波数変換装置２０の外観を示しており、図２Ａは正面図、図２Ｂは側面図である。また、図３は図２ＡにおけるＩ−Ｉ’線位置での断面概略図である。周波数変換装置２０は、略直方体形状の筐体２１に筐体カバー２２を嵌合させて一体に構成されている。筐体２１の前面には、導波管２１０が形成されており、この導波管２１０は、円形状の開口穴２１１，２１２を有している。また、周波数変換装置２０には、チューナ等を接続可能とするためにＦ型接栓等を用いた接続端子２３，２４が設けられている。
【００２５】
周波数変換装置２０の内部には、衛星放送信号を中間周波信号に変換する回路が形成されたコンバータ基板３０が設けられている。コンバータ基板３０の前面側に位置する筐体部分には、コンバータ基板３０の筐体側となる配線層に形成されている接地パターンと対応した位置に凸部２１３が形成されている。また、コンバータ基板３０の後面側には基板カバー２６が設けられており、基板カバー２６には、コンバータ基板３０の基板カバー側となる配線層に形成されている接地パターンと対応した位置に凸部２６１が形成されている。このため、筐体２１と基板カバー２６を金属加工によって形成すれば、コンバータ基板３０を挟持した状態で基板カバー２６を筐体２１に取り付けることにより、基板上の所望の領域をシールドすることができる。また、基板カバー２６には、金属製の周波数調整ねじ２７が設けられており、この周波数調整ねじ２７を調整することで、後述する局部発振器から出力される局部発振信号を所望の周波数に設定できるようになされている。
【００２６】
図４は、コンバータ基板３０の回路ブロック構成を示している。なお、図４では、コンバータ基板３０の筐体側の面（以下「Ａ面」という）に設けられる回路と、コンバータ基板３０の基板カバー側の面（以下「Ｂ面」という）に設けられる回路とを区分して示している。
【００２７】
第１の衛星から送信された第１の偏波信号（例えば垂直偏波信号）を受信するために設けられたプローブ４１a-vは、変換処理部４３aの低雑音増幅器（ＬＮＡ:Low Noise Amplifier）４３１a-vに接続される。ＬＮＡ４３１a-vはＬＮＡ４３２a-vと縦続接続されており、プローブ４１a-vで偏波信号を受信して得られた信号Ｓa-1vがＬＮＡ４３１a-v，４３２a-vによって低雑音増幅されて帯域通過フィルタ（ＢＰＦ:Band Pass Filter）４３３a-vに供給される。
【００２８】
ＢＰＦ４３３a-vでは、ＬＮＡ４３２a-vから供給された信号のイメージ除去を行い、イメージ除去後の信号をミキサ４３４a-vに供給する。ミキサ４３４a-vには、Ｂ面に設けられている局部発振器４３５からＡ面に設けられた増幅器４３６を介して局部発振信号ＳLOが供給されている。ミキサ４３４a-vは、ＢＰＦ４３３a-vから供給された信号に局部発振信号ＳLOを混合して、中間周波(ＩＦ:Intermediate Frequency）信号ＳIF-1vを生成する。このＩＦ信号ＳIF-1vは、出力制御部４５のＩＦ増幅器４５１a-v1とＩＦ増幅器４５１a-v2に供給される。ＩＦ増幅器４５１a-v1は、ＩＦ信号ＳIF-1vを増幅して出力増幅器５０aに供給する。ＩＦ増幅器４５１a-v2は、ＩＦ信号ＳIF-1vを増幅してＢ面側の出力増幅器５０bに供給する。
【００２９】
第２の衛星から送信された第２の偏波信号（例えば水平偏波信号）を受信するために設けられたプローブ４２a-hは、変換処理部４３aのＬＮＡ４３１a-hに接続される。ＬＮＡ４３１a-hはＬＮＡ４３２a-hと縦続接続されており、プローブ４２a-hで偏波信号を受信して得られた信号Ｓa-2hがＬＮＡ４３１a-h，４３２a-hによって低雑音増幅されてＢＰＦ４３３a-hに供給される。
【００３０】
ＢＰＦ４３３a-hでは、ＬＮＡ４３２a-hから供給された信号のイメージ除去を行い、イメージ除去後の信号をミキサ４３４a-hに供給する。ミキサ４３４a-hには、増幅器４３６から局部発振信号ＳLOが供給されている。ミキサ４３４a-hは、ＢＰＦ４３３a-hから供給された信号に局部発振信号ＳLOを混合して、ＩＦ信号ＳIF-2hを生成する。このＩＦ信号ＳIF-2hは、ＩＦ増幅器４５１a-h1とＩＦ増幅器４５１a-h2に供給される。ＩＦ増幅器４５１a-h1は、ＩＦ信号ＳIF-2hを増幅して出力増幅器５０aに供給する。ＩＦ増幅器４５１a-h2は、ＩＦ信号ＳIF-2hを増幅して出力増幅器５０bに供給する。
【００３１】
同様に、第１の衛星から送信された第２の偏波信号（例えば水平偏波信号）を受信するために設けられたプローブ４１b-hは、変換処理部４３bのＬＮＡ４３１b-hに接続される。ＬＮＡ４３１b-hはＬＮＡ４３２b-hと縦続接続されており、プローブ４１b-hで偏波信号を受信して得られた信号Ｓb-1hがＬＮＡ４３１b-h，４３２b-hによって低雑音増幅されてＢＰＦ４３３b-hに供給される。
【００３２】
ＢＰＦ４３３b-hでは、ＬＮＡ４３２b-hから供給された信号のイメージ除去を行い、イメージ除去後の信号をミキサ４３４b-hに供給する。ミキサ４３４b-hには、局部発振器４３５から局部発振信号ＳLOが供給されている。ミキサ４３４b-hは、ＢＰＦ４３３b-hから供給された信号に局部発振信号ＳLOを混合して、ＩＦ信号ＳIF-1hを生成する。このＩＦ信号ＳIF-1hは、ＩＦ増幅器４５１b-h1とＩＦ増幅器４５１b-h2に供給される。ＩＦ増幅器４５１b-h1は、ＩＦ信号ＳIF-1hを増幅して出力増幅器５０aに供給する。ＩＦ増幅器４５１b-h2は、ＩＦ信号ＳIF-1hを増幅してＢ面側の出力増幅器５０bに供給する。
【００３３】
第２の衛星から送信された第１の偏波信号（例えば垂直偏波信号）を受信するために設けられたプローブ４２b-vは、変換処理部４３bのＬＮＡ４３１b-vに接続される。ＬＮＡ４３１b-vはＬＮＡ４３２b-vと縦続接続されており、プローブ４２b-vで偏波信号を受信して得られた信号Ｓb-2vがＬＮＡ４３１b-v，４３２b-vによって低雑音増幅されてＢＰＦ４３３b-vに供給される。
【００３４】
ＢＰＦ４３３b-vでは、ＬＮＡ４３２b-vから供給された信号のイメージ除去を行い、イメージ除去後の信号をミキサ４３４b-vに供給する。ミキサ４３４b-vには、局部発振器４３５から局部発振信号ＳLOが供給されている。ミキサ４３４b-vは、ＢＰＦ４３３b-vから供給された信号に局部発振信号ＳLOを混合して、ＩＦ信号ＳIF-2vを生成する。このＩＦ信号ＳIF-2vは、ＩＦ増幅器４５１b-v1とＩＦ増幅器４５１b-v2に供給される。ＩＦ増幅器４５１b-v1は、ＩＦ信号ＳIF-2vを増幅して出力増幅器５０aに供給する。ＩＦ増幅器４５１b-v2は、ＩＦ信号ＳIF-2vを増幅して出力増幅器５０bに供給する。
【００３５】
出力増幅器５０aは、ＩＦ増幅器４５１a-v1，４５１a-h1，４５１b-v1，４５１b-h1から供給されたＩＦ信号を増幅して、低周波成分カット用のキャパシタ５１aを介してＩＦ信号端子５３からＩＦ出力信号ＳIFout1として出力する。また、出力増幅器５０bは、ＩＦ増幅器４５１a-v2，４５１a-h2，４５１b-v2，４５１b-h2から供給されたＩＦ信号を増幅して、低周波成分カット用のキャパシタ５１bを介してＩＦ信号端子５４からＩＦ出力信号ＳIFout2として出力する。
【００３６】
ここで、コンバータ基板３０が筐体２１に設けたときに、ＩＦ信号端子５３には上述の接続端子２３が接続される。このため、接続端子２３と接続されているチューナにＩＦ出力信号ＳIFout2を供給できる。
【００３７】
このチューナは、第１の衛星から送信された第１の偏波信号と第２の偏波信号および第２の衛星から送信された第１の偏波信号と第２の偏波信号の中から、いずれか１つの偏波信号に基づいて生成したＩＦ出力信号を接続端子２３から出力させる制御機能を有するものである。例えばチューナは、周波数変換装置２０に対して電源供給を行うときの電圧レベルを切り替えることで、垂直偏波信号あるいは水平偏波信号の選択を行わせる。また、電源供給を行う際に低周波パルス信号の重畳を選択的に行い、低周波パルス信号を重畳されているときには第１の衛星、低周波パルス信号が重畳されていないときには第２の衛星を選択させる。
【００３８】
このため、低周波成分カット用のキャパシタ４５２aを介してＩＦ信号端子５３に出力制御部４５の信号検出回路４５３aを接続して、接続端子２３に接続されたチューナから、上述の低周波パルス信号が供給されているか否かを信号検出回路４５３aで判別して、判別結果を示す判別信号ＣＰaを電源供給制御回路４５４aに供給する。
【００３９】
電源供給制御回路４５４aは、ＩＦ信号端子５３と接続されており、接続端子２３に接続されたチューナから電源供給が行われたときの電圧レベル、および信号検出回路４５３aから供給された判別信号ＣＰaに基づき、ＩＦ増幅器４５１a-v1，４５１a-h1，４５１b-v1，４５１b-h1に対する電源供給を制御して、第１の衛星から送信された第１の偏波信号と第２の偏波信号および第２の衛星から送信された第１の偏波信号と第２の偏波信号の中から、いずれか１つの偏波信号に基づいて生成したＩＦ信号を出力増幅器５０aに供給させる。
【００４０】
また、コンバータ基板３０が筐体２１に設けたときに、ＩＦ信号端子５４には上述の接続端子２４が接続される。このため、接続端子２４と接続されているチューナにＩＦ出力信号ＳIFout2を供給できる。
【００４１】
この接続端子２４に接続されたチューナも接続端子２３と接続されたチューナと同様に、第１の衛星から送信された第１の偏波信号と第２の偏波信号および第２の衛星から送信された第１の偏波信号と第２の偏波信号の中から、いずれか１つの偏波信号に基づいて生成したＩＦ信号を接続端子２４から出力させる制御機能を有するものである。
【００４２】
このため、低周波成分カット用のキャパシタ４５２bを介してＩＦ信号端子５４に出力制御部４５の信号検出回路４５３bを接続して、接続端子２４に接続されたチューナから、上述の低周波パルス信号が供給されているか否かを信号検出回路４５３bで判別して、判別結果を示す判別信号ＣＰbを電源供給制御回路４５４bに供給する。
【００４３】
電源供給制御回路４５４bは、ＩＦ信号端子５４と接続されており、接続端子２４に接続されたチューナから電源供給が行われたときの電圧レベル、および信号検出回路４５３bから供給された判別信号ＣＰbに基づき、ＩＦ増幅器４５１a-v2，４５１a-h2，４５１b-v2，４５１b-h2に対する電源供給を制御して、第１の衛星から送信された第１の偏波信号と第２の偏波信号および第２の衛星から送信された第１の偏波信号と第２の偏波信号の中から、いずれか１つの偏波信号に基づいて生成したＩＦ信号を出力増幅器５０bに供給させる。
【００４４】
このように、電源供給制御回路４５４a，４５４bによってＩＦ増幅部への電源供給を制御することで、接続端子２３，２４に接続されたチューナ側で選択した衛星からの所望の偏波信号に基づくＩＦ出力信号ＳIFout1，ＳIFout2を、周波数変換装置２０の接続端子２３，２４から独立して出力させることができる。なお、電源供給制御回路４５４a，４５４bは、ＩＦ増幅器以外に対しても電源供給を行うものである。
【００４５】
図５は、コンバータ基板３０の分解斜視図を示している。コンバータ基板３０は、多層基板を用いて構成されており、接地層３１の一方の面には、絶縁層３２aを介して配線層３３aが設けられ、他方の面には絶縁層３２bを介して配線層３３bが設けられている。配線層３３aには、図４のＡ面側の回路を構成するための導体パターンを形成して、増幅器等の素子を載置する。また、配線層３３bには、図４のＢ面側の回路を構成するための導体パターンを形成して、増幅器等の素子を載置する。
【００４６】
図６は、コンバータ基板３０におけるパターンレイアウトの概略図である。ここで、図６Ａは配線層３３aのパターンレイアウトを部品載置側から見た図、図６Ｂは接地層のパターン、図６Ｃは配線層３３bのパターンレイアウトを部品載置側から見た図である。なお、図６Ａ，図６Ｃでは、信号検出回路４５３a，４５３bと電源供給制御回路４５４a，４５４bに関する部分についてのパターンレイアウトは省略しており、信号検出回路４５３a，４５３bと電源供給制御回路４５４a，４５４bの載置位置を、一点鎖線で示す領域４５７a，４５７bとして示している。また、図６において、接地パターンとして用いられるパターンは直線シングルハッチングで示し、増幅器等の素子は直線クロスハッチングで示している。なお、図６では、コンバータ基板３０と基板カバー２６を筐体２１に固定するネジ穴３５も図示している。
【００４７】
ここで、図４のＡ面側の回路とＢ面側の回路は、局部発振器４３５と増幅器４３６およびＩＦ信号端子５３，５４の部分を除き構成が等しい。従って、図６Ａに示す配線層３３aのパターンレイアウトと図６Ｃに示す配線層３３bのパターンレイアウトは共通化する。また、配線層３３a側に増幅器４３６、配線層３３b側に局部発振器４３５を載置させて、配線層３３b側にＩＦ信号端子５３，５４を設ける。
【００４８】
コンバータ基板３０は、図３に示す周波数調整ねじ２７によって、局部発振器４３５の発振周波数を調整可能とするため、Ａ面側の回路が設けられる配線層３３aが筐体側で、Ｂ面側の回路が設けられる配線層３３bが基板カバー側となるように筐体２１に取り付けられる。
【００４９】
接地層３１には、衛星放送信号がＢ面側でも受信できるように、導波管２１０の開口穴２１１と対向する位置に開口部３１１、導波管２１０の開口穴２１２と対向する位置に開口部３１２をそれぞれ形成する。また、後述するように、スルーホールやビア等の電気的導通穴（以下「ビア」という）を設けて配線層３３aのパターンと配線層３３bのパターンを電気的に接続する場合、このビアが接地されてしまうことが無いようにビアの位置にビア用開口部３１３を設ける。
【００５０】
配線層３３aにおいて、筐体２１の開口穴２１１と対応する領域には、例えば第１の衛星から送信された垂直偏波信号を受信するプローブ４１a-vのパターンを形成する。また、開口穴２１２と対応する領域には、プローブ４１a-vで受信する信号と偏波方式が異なる第２の衛星からの偏波信号、すなわち第２の衛星から送信された水平偏波信号を受信するプローブ４２a-hのパターンを形成する。
【００５１】
プローブ４１a-vには、ＬＮＡ４３１a-vを接続する。ＬＮＡ４３１a-vには、マイクロストリップラインの結合線路を用いてＬＮＡ４３２a-vを接続する。ＬＮＡ４３２a-vには、マイクロストリップラインで構成されたＢＰＦ４３３a-vを介してミキサ４３４a-vを接続する。ミキサ４３４a-vには、局部発振信号ＳLOを供給するための増幅器４３６を接続する。さらに、ミキサ４３４a-vは、ミキサ４３４a-vで生成したＩＦ信号ＳIF-1vを増幅するＩＦ増幅器４５１a-v1,４５１a-v2と接続する。ＩＦ増幅器４５１a-v1,４５１a-v2には、電源供給を行うための電源供給制御回路（図示せず）を接続する。
【００５２】
プローブ４２a-hには、ＬＮＡ４３１a-hを接続する。ＬＮＡ４３１a-hには、マイクロストリップラインの結合線路を用いてＬＮＡ４３２a-hを接続する。ＬＮＡ４３２a-hには、マイクロストリップラインで構成されたＢＰＦ４３３a-hを介してミキサ４３４a-hを接続する。ミキサ４３４a-vには、増幅器４３６を接続する。さらに、ミキサ４３４a-hは、ミキサ４３４a-hで生成したＩＦ信号ＳIF-2hを増幅するＩＦ増幅器４５１a-h1,４５１a-h2と接続する。
【００５３】
ＩＦ増幅器４５１a-v1，４５１a-h1は、出力増幅器５０aと接続する。また、ＩＦ増幅器４５１a-v2，４５１a-h2は、ビア(図示せず)を介して、配線層３３b側に設けられた出力増幅器５０bと接続する。出力増幅器５０aには、後述するようにビアを介してＩＦ増幅器４５１b-v1，４５１b-h1も接続される。この出力増幅器５０aは、キャパシタ５１aとビア(図示せず)を介して、配線層３３b側に設けられたＩＦ信号端子５３と接続する。
【００５４】
配線層３３bにおいて、筐体２１の開口穴２１１と対応する領域には、プローブ４１a-vで受信する偏波信号の送信を行う衛星からの異なる偏波信号、すなわち第１の衛星から送信された水平偏波信号を受信するプローブ４１b-hのパターンを形成する。また、開口穴２１２と対応する領域には、プローブ４２a-hで受信する偏波信号の送信を行う衛星からの異なる偏波信号、すなわち第２の衛星から送信された垂直偏波信号を受信するプローブ４２b-vのパターンを形成する。
【００５５】
プローブ４１b-hには、ＬＮＡ４３１b-hを接続する。ＬＮＡ４３１b-hには、マイクロストリップラインの結合線路を用いてＬＮＡ４３２b-hを接続する。ＬＮＡ４３２b-hには、マイクロストリップラインで構成されたＢＰＦ４３３b-hを介してミキサ４３４b-hを接続する。ミキサ４３４b-hには、局部発振信号ＳLOを供給するための局部発振器４３５を接続する。さらに、ミキサ４３４b-hは、ミキサ４３４b-hで生成したＩＦ信号ＳIF-1hを増幅するＩＦ増幅器４５１b-h1,４５１b-h2と接続する。ＩＦ増幅器４５１b-h1,４５１b-h2には、電源供給を行うための電源供給制御回路（図示せず）を接続する。
【００５６】
プローブ４２b-vには、ＬＮＡ４３１b-vを接続する。ＬＮＡ４３１b-vには、マイクロストリップラインの結合線路を用いてＬＮＡ４３２b-vを接続する。ＬＮＡ４３２b-vには、マイクロストリップラインで構成されたＢＰＦ４３３b-vを介してミキサ４３４b-vを接続する。ミキサ４３４b-hには、局部発振器４３５を接続する。さらに、ミキサ４３４b-vは、ミキサ４３４b-vで生成したＩＦ信号ＳIF-2vを増幅するＩＦ増幅器４５１b-v1,４５１b-v2と接続する。
【００５７】
ＩＦ増幅器４５１b-h1，４５１b-v1は、ビア（図示せず）を介して、配線層３３a側に設けられた出力増幅器５０aと接続する。また、ＩＦ増幅器４５１b-h2，４５１b-v2は、出力増幅器５０bと接続する。出力増幅器５０bには、上述したようにビア（図示せず）を介してＩＦ増幅器４５１a-v2，４５１a-h2も接続される。この出力増幅器５０bは、キャパシタ５１bを介して、ＩＦ信号端子５４と接続する。
【００５８】
配線層３３aの領域４５７aには、信号検出回路４５３aと電源供給制御回路４５４aを設け、接続端子２３に接続されたチューナから電源供給が行われたときの電圧レベル、および低周波パルス信号が重畳されているか否かに応じて、ＩＦ増幅器４５１a-v1，４５１a-h1，４５１b-v1，４５１b-h1に対する電源供給を制御する。
【００５９】
同様に、配線層３３bの領域４５７bには、信号検出回路４５３bと電源供給制御回路４５４bを設け、接続端子２４に接続されたチューナから電源供給が行われたときの電圧レベル、および低周波パルス信号が重畳されているか否かに応じて、ＩＦ増幅器４５１a-v2，４５１a-h2，４５１b-v2，４５１b-h2に対する電源供給を制御する。
【００６０】
このように、コンバータ基板３０を構成すると、図４に示すＡ面側の回路が接地層の一方の面に形成されて、他方の面にはＢ面側の回路が形成されることから、基板の表面にＡ面側の回路とＢ面側の回路を設ける場合に比べて基板サイズが小さくなる。従って、周波数変換装置２０に複数のチューナを接続して、周波数変換装置２０から出力されるＩＦ出力信号を各チューナで独立に選択可能とする場合、周波数変換装置を小型化できる。
【００６１】
また、基板の表面にＡ面側の回路とＢ面側の回路を設けるものとした場合、ＩＦ増幅器から出力されたＩＦ信号を交差させないとＩＦ信号端子５３，５４から出力させることができないため、ＩＦ信号のアイソレーションが劣化してしまう。しかし、Ａ面側の回路は接地層の一方の面に形成し、他方の面にはＢ面側の回路を形成していることから、ビアを介して一方の面から他方の面にＩＦ信号を供給することで、同一面でＩＦ信号を交差させる必要がなくなりアイソレーションを容易に確保できる。すなわち、周波数変換装置２０から出力されるＩＦ出力信号を特性の良好な信号とすることができる。
【００６２】
さらに、図６に示すように、配線層３３aと配線層３３bのパターンレイアウトは共通化されているので、配線層３３aのパターンレイアウトと配線層３３bのパターンレイアウトを個々に設計する場合に比べて、設計時間を短縮化することができる。また、設計変更等も容易となる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上のように、本発明に係る周波数変換装置は、複数の放送衛星から送信された衛星放送信号を受信して複数系統の中間周波信号を出力させるのに適用している。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】衛星放送受信アンテナの外観を示す図である。
【図２】周波数変換装置の構成を示す図である。
【図３】Ｉ−Ｉ’線位置での断面概略図である。
【図４】コンバータ基板の回路ブロック構成を示す図である。
【図５】コンバータ基板の分解斜視図である。
【図６】コンバータ基板のパターンレイアウトの概略図である。
【図７】従来の周波数変換装置の回路ブロック構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０・・・衛星放送受信アンテナ、１１・・・反射鏡、２０，８０・・・周波数変換装置、２１・・・筐体、２２・・・筐体カバー、２３，２４・・・接続端子、２６・・・基板カバー、２７・・・周波数調整ねじ、３０・・・コンバータ基板、３１・・・接地層、３２a，３２b・・・絶縁層、３３a，３３b・・・配線層、３５・・・ネジ穴、４１a-h，４１b-v，４２a-v，４２b-h・・・プローブ、４３a，４３b・・・変換処理部、４５・・・出力制御部、５０a，５０ｂ・・・出力増幅器、５３，５４，８７・・・ＩＦ信号端子、８１・・・ＲＦ増幅部、８２，４３３a-h，４３３a-v，４３３b-h，４３３b-v・・帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）、８３，４３４a-h，４３４a-v，４３４b-h，４３４b-v・・ミキサ、８４，４３５・・・局部発振器、８５，４５１a-h1，４５１a-h2，４５１a-v1,４５１a-v2，４５１b-h1，４５１b-h2，４５１b-v1,４５１b-v2・・・中間周波増幅器（ＩＦ増幅器）、８９，４５３a，４５３b・・・信号検出回路、９０，４５４a，４５４b・・・電源供給制御回路、２１０・・・導波管、２１１，２１２・・・開口穴、３１１，３１２・・・開口部、３１３・・・ビア用開口部、４３１a-h，４３１a-v，４３１b-h，４３１a-h，４３２a-h，４３２a-v，４３２b-h，４３２b-v，８１１〜８１６・・・低雑音増幅器（ＬＮＡ）、４３６・・・増幅器
【技術分野】
【０００１】
この発明は、周波数変換装置に関する。詳しくは、接地層の両面側に絶縁層を介して設けられた配線層のそれぞれに、無線信号を受信するプローブと該プローブで受信された信号の周波変換を行う変換処理部を設け、接地層には、複数の衛星からの無線信号の入射位置に、開口部を衛星毎に形成し、プローブは開口部に形成することで、複数の衛星から送信された無線信号を受信して周波数変換を行うものである。
【背景技術】
【０００２】
複数の衛星から送信された無線信号を受信するシステム、例えば衛星からの衛星放送信号を受信する衛星放送受信システムでは、１つの受信用アンテナで複数の衛星からの衛星放送信号を受信することが行われている。
【０００３】
日本における衛星放送受信システムでは、例えば、東経１２８°および１２４°の位置に打ち上げられたＪＣＳＡＴ３およびＪＣＳＡＴ４と呼ばれる通信衛星（ＣＳ）から送信された衛星放送信号を、１つの受信用アンテナで受信することが行われている。
【０００４】
ここで、２つの衛星から送信された衛星放送信号を受信する場合、受信用アンテナでは、２つの衛星より送信される衛星放送信号を周波数変換装置（ＬＮＢ:Low Noise Block Down Converter)に供給し、衛星放送信号を受信して得られた信号を低雑音増幅したのち、中間周波信号に周波数変換してチューナ等に供給する。
【０００５】
図７は、従来の周波数変換装置の回路構成を示している。周波数変換装置８０のＲＦ増幅部８１は、例えばＪＣＳＡＴ３から送信された水平偏波信号および垂直偏波信号、ならびにＪＣＳＡＴ４から送信された水平偏波信号および垂直偏波信号を受信して得られた個々の信号のいずれかを低雑音増幅して、帯域通過フィルタ(ＢＰＦ:Band Pass Filter)８２に供給する。
【０００６】
ＲＦ増幅部８１は、偏波信号を受信して得られた信号の低雑音増幅を、偏波信号毎に行う増幅器(ＬＮＡ:Low Noise Amplifier)８１１〜８１４と、ＬＮＡ８１１，８１２から供給された信号を低雑音増幅してＢＰＦ８２に供給するＬＮＡ８１５、およびＬＮＡ８１３，８１４から供給された信号を低雑音増幅してＢＰＦ８２に供給するＬＮＡ８１６を有している。ここで、ＬＮＡ８１１は、例えば第１の衛星から送信された水平偏波信号を受信して得られた信号の低雑音増幅を行う。また、ＬＮＡ８１２は、例えば第１の衛星から送信された垂直偏波信号を受信して得られた信号の低雑音増幅を行う。ＬＮＡ８１３は、例えば第２の衛星から送信された水平偏波信号を受信して得られた信号の低雑音増幅を行う。ＬＮＡ８１４は、例えば第２の衛星から送信された垂直偏波信号を受信して得られた信号の低雑音増幅を行う。ＬＡＮ８１１〜８１６に対する電源供給は、後述する電源供給制御回路９０によって、所望の偏波信号を受信して得られた信号が低雑音増幅されてＢＰＦ８２に供給されるように制御される。
【０００７】
ＢＰＦ８２は、ＬＡＮ８１５あるいはＬＮＡ８１６から供給された信号のイメージ除去を行い、イメージ除去後の信号をミキサ８３に供給する。ミキサ８３には、局部発振器８４から局部発振信号(例えば１１．２ＧＨｚ）が供給されており、この局部発振信号をＢＰＦ８２から供給された信号に混合して、中間周波(ＩＦ:Intermediate Frequency）信号ＳIFを生成する。このＩＦ信号ＳIFは、中間周波増幅器（ＩＦ増幅器）８５で増幅されたのち、低周波成分カット用のキャパシタ８６を介してＩＦ信号端子８７からＩＦ出力信号ＳIFoutとして出力される。
【０００８】
ＩＦ信号端子８７には、低周波成分カット用のキャパシタ８８を介して、信号検出回路８９が接続されている。また、ＩＦ信号端子８７には、電源供給制御回路９０が接続されている。
【０００９】
ＩＦ信号端子８７に接続されたチューナは、ＩＦ信号端子８７を介して周波数変換装置８０に電源供給を行う。また、チューナは、ＩＦ信号端子８７から出力されるＩＦ出力信号を、いずれの偏波信号に基づいて生成するか制御する。例えば周波数変換装置８０に電源供給を行う際の電圧レベルを切り替えることで、垂直偏波信号あるいは水平偏波信号の選択を行う。また、電源供給を行う際に低周波パルス信号の重畳を選択的に行い、低周波パルス信号が重畳されているか否かによって、衛星の選択を行う。
【００１０】
信号検出回路８９は、ＩＦ信号端子８７に接続されたチューナから、上述の低周波パルス信号が供給されているか否かを判別して、判別結果を示す判別信号ＣＰを電源供給制御回路９０に供給する。
【００１１】
電源供給制御回路９０は、チューナから電源供給が行われたときの電圧レベルと信号検出回路８９から供給された判別信号ＣＰに基づき、ＲＦ増幅部８１のＬＮＡ８１１〜８１６に対する電源供給を制御する。なお、電源供給制御回路９０は、周波数変換装置８０の他の部分に対しても電源供給を行う。
【００１２】
このように構成すると、チューナで２つの衛星のいずれかを選択して、さらに選択された衛星より送信される２種類の偏波信号のうちいずれかを選択すると、選択した偏波信号を受信して得られた信号が低雑音増幅されて、ＢＰＦ８２でイメージ信号が除去されたのちミキサ８３に供給される。ミキサ８３は、ＢＰＦ８２から出力された信号に局部発振信号を混合してＩＦ信号ＳIFを生成する。このＩＦ信号ＳIFは、ＩＦ増幅器８５によって増幅されて、キャパシタ８６によって低周波成分がカットされたのち、ＩＦ信号端子８７からＩＦ出力信号ＳIFoutとして出力される。したがって、チューナ側で選択した衛星からの所望の偏波信号に基づくＩＦ出力信号ＳIFoutを周波数変換装置８０から出力させることができる。
【００１３】
また、特許文献１の発明のように、各偏波信号を受信してＩＦ信号を生成し、このＩＦ信号を選択して複数出力させるものとすれば、周波数変換装置８０に複数のチューナを接続することが可能となり、衛星や偏波方式が異なる放送番組を同時に受信することができる。
【００１４】
【特許文献１】特開２００１−１６８７５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところで、従来の周波数変換装置８０では、基板の裏面を接地層として、表面の配線層にパターンレイアウトを行い、増幅器等の回路素子を載置することが一般的に行われている。このため、２つの衛星からの衛星放送信号を受信する場合、基板面積が大きくなってしまい周波数変換装置を小型化できない。
【００１６】
また、複数の衛星放送信号を受信して複数系統のＩＦ信号を出力する場合、表面の配線層にのみパターンレイアウトを行うと、信号経路を交差させなければ複数系統のＩＦ信号を出力することができない場合が生じる。このような場合、信号経路の交差部分で高周波信号の結合が生じてしまい、それぞれの高周波信号が互いに悪影響を与えてしまう。
【００１７】
そこで、この発明では、小型化が可能で周波数変換後の複数系統の信号を良好に出力できる周波数変換装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この発明に係る周波数変換装置は、接地層の両面側に絶縁層を介して設けられた配線層のそれぞれに、無線信号を受信するプローブと該プローブで受信された信号の周波変換を行う変換処理部を形成し、接地層には、複数の衛星からの無線信号の入射位置に、開口部を衛星毎に形成し、プローブは、開口部に形成したものである。
【００１９】
この発明では、例えば複数の衛星からそれぞれ送信された複数の偏波方式の衛星放送信号が受信される。ここで、衛星からの衛星放送信号の入射位置に設けられた開口部では、一方の面に設けられたプローブによって一方の偏波方式の衛星放送信号が受信されて、他方の面に設けられたプローブでは、他方の偏波方式の衛星放送信号が受信される。
【００２０】
また、この発明に係る周波数変換装置は、接地層の両面側に設けられている変換処理部で得られた信号を選択して、複数系統の出力を行う出力制御部を有するものである。すなわち、複数の衛星からそれぞれ送信された複数の偏波方式の衛星放送信号を受信する場合、複数の所望の衛星放送信号に基づく中間周波数信号が独立して出力される。
【発明の効果】
【００２１】
この発明によれば、接地層には、複数の衛星からの無線信号の入射位置に、開口部が衛星毎に形成されて、この接地層の両面側の配線層には、無線信号を受信するプローブと変換処理部が形成されて、プローブは開口部の位置に形成される。このため、複数の衛星からの無線信号を受信して周波数変換を行う周波数変換装置を小型化できる。また、接地層の両面側に変換処理部が設けられるので容易にアイソレーションを確保することができ、周波数変換後の複数系統の信号を良好に出力できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図を参照しながら、この発明の実施の形態について説明する。図１は、複数の衛星から送信された無線信号を受信するシステム、例えば上述のように２つの通信衛星から送信される衛星放送信号を受信する衛星放送受信システムにおいて用いられる衛星放送受信アンテナ１０を示している。
【００２３】
衛星放送受信アンテナ１０は、２つの衛星からの衛星放送信号を反射する反射鏡１１と、反射鏡１１の焦点位置に設けられて、衛星放送信号を低雑音増幅したのち低い周波数帯の信号に周波数変換する周波数変換装置２０を有している。
【００２４】
図２は、周波数変換装置２０の外観を示しており、図２Ａは正面図、図２Ｂは側面図である。また、図３は図２ＡにおけるＩ−Ｉ’線位置での断面概略図である。周波数変換装置２０は、略直方体形状の筐体２１に筐体カバー２２を嵌合させて一体に構成されている。筐体２１の前面には、導波管２１０が形成されており、この導波管２１０は、円形状の開口穴２１１，２１２を有している。また、周波数変換装置２０には、チューナ等を接続可能とするためにＦ型接栓等を用いた接続端子２３，２４が設けられている。
【００２５】
周波数変換装置２０の内部には、衛星放送信号を中間周波信号に変換する回路が形成されたコンバータ基板３０が設けられている。コンバータ基板３０の前面側に位置する筐体部分には、コンバータ基板３０の筐体側となる配線層に形成されている接地パターンと対応した位置に凸部２１３が形成されている。また、コンバータ基板３０の後面側には基板カバー２６が設けられており、基板カバー２６には、コンバータ基板３０の基板カバー側となる配線層に形成されている接地パターンと対応した位置に凸部２６１が形成されている。このため、筐体２１と基板カバー２６を金属加工によって形成すれば、コンバータ基板３０を挟持した状態で基板カバー２６を筐体２１に取り付けることにより、基板上の所望の領域をシールドすることができる。また、基板カバー２６には、金属製の周波数調整ねじ２７が設けられており、この周波数調整ねじ２７を調整することで、後述する局部発振器から出力される局部発振信号を所望の周波数に設定できるようになされている。
【００２６】
図４は、コンバータ基板３０の回路ブロック構成を示している。なお、図４では、コンバータ基板３０の筐体側の面（以下「Ａ面」という）に設けられる回路と、コンバータ基板３０の基板カバー側の面（以下「Ｂ面」という）に設けられる回路とを区分して示している。
【００２７】
第１の衛星から送信された第１の偏波信号（例えば垂直偏波信号）を受信するために設けられたプローブ４１a-vは、変換処理部４３aの低雑音増幅器（ＬＮＡ:Low Noise Amplifier）４３１a-vに接続される。ＬＮＡ４３１a-vはＬＮＡ４３２a-vと縦続接続されており、プローブ４１a-vで偏波信号を受信して得られた信号Ｓa-1vがＬＮＡ４３１a-v，４３２a-vによって低雑音増幅されて帯域通過フィルタ（ＢＰＦ:Band Pass Filter）４３３a-vに供給される。
【００２８】
ＢＰＦ４３３a-vでは、ＬＮＡ４３２a-vから供給された信号のイメージ除去を行い、イメージ除去後の信号をミキサ４３４a-vに供給する。ミキサ４３４a-vには、Ｂ面に設けられている局部発振器４３５からＡ面に設けられた増幅器４３６を介して局部発振信号ＳLOが供給されている。ミキサ４３４a-vは、ＢＰＦ４３３a-vから供給された信号に局部発振信号ＳLOを混合して、中間周波(ＩＦ:Intermediate Frequency）信号ＳIF-1vを生成する。このＩＦ信号ＳIF-1vは、出力制御部４５のＩＦ増幅器４５１a-v1とＩＦ増幅器４５１a-v2に供給される。ＩＦ増幅器４５１a-v1は、ＩＦ信号ＳIF-1vを増幅して出力増幅器５０aに供給する。ＩＦ増幅器４５１a-v2は、ＩＦ信号ＳIF-1vを増幅してＢ面側の出力増幅器５０bに供給する。
【００２９】
第２の衛星から送信された第２の偏波信号（例えば水平偏波信号）を受信するために設けられたプローブ４２a-hは、変換処理部４３aのＬＮＡ４３１a-hに接続される。ＬＮＡ４３１a-hはＬＮＡ４３２a-hと縦続接続されており、プローブ４２a-hで偏波信号を受信して得られた信号Ｓa-2hがＬＮＡ４３１a-h，４３２a-hによって低雑音増幅されてＢＰＦ４３３a-hに供給される。
【００３０】
ＢＰＦ４３３a-hでは、ＬＮＡ４３２a-hから供給された信号のイメージ除去を行い、イメージ除去後の信号をミキサ４３４a-hに供給する。ミキサ４３４a-hには、増幅器４３６から局部発振信号ＳLOが供給されている。ミキサ４３４a-hは、ＢＰＦ４３３a-hから供給された信号に局部発振信号ＳLOを混合して、ＩＦ信号ＳIF-2hを生成する。このＩＦ信号ＳIF-2hは、ＩＦ増幅器４５１a-h1とＩＦ増幅器４５１a-h2に供給される。ＩＦ増幅器４５１a-h1は、ＩＦ信号ＳIF-2hを増幅して出力増幅器５０aに供給する。ＩＦ増幅器４５１a-h2は、ＩＦ信号ＳIF-2hを増幅して出力増幅器５０bに供給する。
【００３１】
同様に、第１の衛星から送信された第２の偏波信号（例えば水平偏波信号）を受信するために設けられたプローブ４１b-hは、変換処理部４３bのＬＮＡ４３１b-hに接続される。ＬＮＡ４３１b-hはＬＮＡ４３２b-hと縦続接続されており、プローブ４１b-hで偏波信号を受信して得られた信号Ｓb-1hがＬＮＡ４３１b-h，４３２b-hによって低雑音増幅されてＢＰＦ４３３b-hに供給される。
【００３２】
ＢＰＦ４３３b-hでは、ＬＮＡ４３２b-hから供給された信号のイメージ除去を行い、イメージ除去後の信号をミキサ４３４b-hに供給する。ミキサ４３４b-hには、局部発振器４３５から局部発振信号ＳLOが供給されている。ミキサ４３４b-hは、ＢＰＦ４３３b-hから供給された信号に局部発振信号ＳLOを混合して、ＩＦ信号ＳIF-1hを生成する。このＩＦ信号ＳIF-1hは、ＩＦ増幅器４５１b-h1とＩＦ増幅器４５１b-h2に供給される。ＩＦ増幅器４５１b-h1は、ＩＦ信号ＳIF-1hを増幅して出力増幅器５０aに供給する。ＩＦ増幅器４５１b-h2は、ＩＦ信号ＳIF-1hを増幅してＢ面側の出力増幅器５０bに供給する。
【００３３】
第２の衛星から送信された第１の偏波信号（例えば垂直偏波信号）を受信するために設けられたプローブ４２b-vは、変換処理部４３bのＬＮＡ４３１b-vに接続される。ＬＮＡ４３１b-vはＬＮＡ４３２b-vと縦続接続されており、プローブ４２b-vで偏波信号を受信して得られた信号Ｓb-2vがＬＮＡ４３１b-v，４３２b-vによって低雑音増幅されてＢＰＦ４３３b-vに供給される。
【００３４】
ＢＰＦ４３３b-vでは、ＬＮＡ４３２b-vから供給された信号のイメージ除去を行い、イメージ除去後の信号をミキサ４３４b-vに供給する。ミキサ４３４b-vには、局部発振器４３５から局部発振信号ＳLOが供給されている。ミキサ４３４b-vは、ＢＰＦ４３３b-vから供給された信号に局部発振信号ＳLOを混合して、ＩＦ信号ＳIF-2vを生成する。このＩＦ信号ＳIF-2vは、ＩＦ増幅器４５１b-v1とＩＦ増幅器４５１b-v2に供給される。ＩＦ増幅器４５１b-v1は、ＩＦ信号ＳIF-2vを増幅して出力増幅器５０aに供給する。ＩＦ増幅器４５１b-v2は、ＩＦ信号ＳIF-2vを増幅して出力増幅器５０bに供給する。
【００３５】
出力増幅器５０aは、ＩＦ増幅器４５１a-v1，４５１a-h1，４５１b-v1，４５１b-h1から供給されたＩＦ信号を増幅して、低周波成分カット用のキャパシタ５１aを介してＩＦ信号端子５３からＩＦ出力信号ＳIFout1として出力する。また、出力増幅器５０bは、ＩＦ増幅器４５１a-v2，４５１a-h2，４５１b-v2，４５１b-h2から供給されたＩＦ信号を増幅して、低周波成分カット用のキャパシタ５１bを介してＩＦ信号端子５４からＩＦ出力信号ＳIFout2として出力する。
【００３６】
ここで、コンバータ基板３０が筐体２１に設けたときに、ＩＦ信号端子５３には上述の接続端子２３が接続される。このため、接続端子２３と接続されているチューナにＩＦ出力信号ＳIFout2を供給できる。
【００３７】
このチューナは、第１の衛星から送信された第１の偏波信号と第２の偏波信号および第２の衛星から送信された第１の偏波信号と第２の偏波信号の中から、いずれか１つの偏波信号に基づいて生成したＩＦ出力信号を接続端子２３から出力させる制御機能を有するものである。例えばチューナは、周波数変換装置２０に対して電源供給を行うときの電圧レベルを切り替えることで、垂直偏波信号あるいは水平偏波信号の選択を行わせる。また、電源供給を行う際に低周波パルス信号の重畳を選択的に行い、低周波パルス信号を重畳されているときには第１の衛星、低周波パルス信号が重畳されていないときには第２の衛星を選択させる。
【００３８】
このため、低周波成分カット用のキャパシタ４５２aを介してＩＦ信号端子５３に出力制御部４５の信号検出回路４５３aを接続して、接続端子２３に接続されたチューナから、上述の低周波パルス信号が供給されているか否かを信号検出回路４５３aで判別して、判別結果を示す判別信号ＣＰaを電源供給制御回路４５４aに供給する。
【００３９】
電源供給制御回路４５４aは、ＩＦ信号端子５３と接続されており、接続端子２３に接続されたチューナから電源供給が行われたときの電圧レベル、および信号検出回路４５３aから供給された判別信号ＣＰaに基づき、ＩＦ増幅器４５１a-v1，４５１a-h1，４５１b-v1，４５１b-h1に対する電源供給を制御して、第１の衛星から送信された第１の偏波信号と第２の偏波信号および第２の衛星から送信された第１の偏波信号と第２の偏波信号の中から、いずれか１つの偏波信号に基づいて生成したＩＦ信号を出力増幅器５０aに供給させる。
【００４０】
また、コンバータ基板３０が筐体２１に設けたときに、ＩＦ信号端子５４には上述の接続端子２４が接続される。このため、接続端子２４と接続されているチューナにＩＦ出力信号ＳIFout2を供給できる。
【００４１】
この接続端子２４に接続されたチューナも接続端子２３と接続されたチューナと同様に、第１の衛星から送信された第１の偏波信号と第２の偏波信号および第２の衛星から送信された第１の偏波信号と第２の偏波信号の中から、いずれか１つの偏波信号に基づいて生成したＩＦ信号を接続端子２４から出力させる制御機能を有するものである。
【００４２】
このため、低周波成分カット用のキャパシタ４５２bを介してＩＦ信号端子５４に出力制御部４５の信号検出回路４５３bを接続して、接続端子２４に接続されたチューナから、上述の低周波パルス信号が供給されているか否かを信号検出回路４５３bで判別して、判別結果を示す判別信号ＣＰbを電源供給制御回路４５４bに供給する。
【００４３】
電源供給制御回路４５４bは、ＩＦ信号端子５４と接続されており、接続端子２４に接続されたチューナから電源供給が行われたときの電圧レベル、および信号検出回路４５３bから供給された判別信号ＣＰbに基づき、ＩＦ増幅器４５１a-v2，４５１a-h2，４５１b-v2，４５１b-h2に対する電源供給を制御して、第１の衛星から送信された第１の偏波信号と第２の偏波信号および第２の衛星から送信された第１の偏波信号と第２の偏波信号の中から、いずれか１つの偏波信号に基づいて生成したＩＦ信号を出力増幅器５０bに供給させる。
【００４４】
このように、電源供給制御回路４５４a，４５４bによってＩＦ増幅部への電源供給を制御することで、接続端子２３，２４に接続されたチューナ側で選択した衛星からの所望の偏波信号に基づくＩＦ出力信号ＳIFout1，ＳIFout2を、周波数変換装置２０の接続端子２３，２４から独立して出力させることができる。なお、電源供給制御回路４５４a，４５４bは、ＩＦ増幅器以外に対しても電源供給を行うものである。
【００４５】
図５は、コンバータ基板３０の分解斜視図を示している。コンバータ基板３０は、多層基板を用いて構成されており、接地層３１の一方の面には、絶縁層３２aを介して配線層３３aが設けられ、他方の面には絶縁層３２bを介して配線層３３bが設けられている。配線層３３aには、図４のＡ面側の回路を構成するための導体パターンを形成して、増幅器等の素子を載置する。また、配線層３３bには、図４のＢ面側の回路を構成するための導体パターンを形成して、増幅器等の素子を載置する。
【００４６】
図６は、コンバータ基板３０におけるパターンレイアウトの概略図である。ここで、図６Ａは配線層３３aのパターンレイアウトを部品載置側から見た図、図６Ｂは接地層のパターン、図６Ｃは配線層３３bのパターンレイアウトを部品載置側から見た図である。なお、図６Ａ，図６Ｃでは、信号検出回路４５３a，４５３bと電源供給制御回路４５４a，４５４bに関する部分についてのパターンレイアウトは省略しており、信号検出回路４５３a，４５３bと電源供給制御回路４５４a，４５４bの載置位置を、一点鎖線で示す領域４５７a，４５７bとして示している。また、図６において、接地パターンとして用いられるパターンは直線シングルハッチングで示し、増幅器等の素子は直線クロスハッチングで示している。なお、図６では、コンバータ基板３０と基板カバー２６を筐体２１に固定するネジ穴３５も図示している。
【００４７】
ここで、図４のＡ面側の回路とＢ面側の回路は、局部発振器４３５と増幅器４３６およびＩＦ信号端子５３，５４の部分を除き構成が等しい。従って、図６Ａに示す配線層３３aのパターンレイアウトと図６Ｃに示す配線層３３bのパターンレイアウトは共通化する。また、配線層３３a側に増幅器４３６、配線層３３b側に局部発振器４３５を載置させて、配線層３３b側にＩＦ信号端子５３，５４を設ける。
【００４８】
コンバータ基板３０は、図３に示す周波数調整ねじ２７によって、局部発振器４３５の発振周波数を調整可能とするため、Ａ面側の回路が設けられる配線層３３aが筐体側で、Ｂ面側の回路が設けられる配線層３３bが基板カバー側となるように筐体２１に取り付けられる。
【００４９】
接地層３１には、衛星放送信号がＢ面側でも受信できるように、導波管２１０の開口穴２１１と対向する位置に開口部３１１、導波管２１０の開口穴２１２と対向する位置に開口部３１２をそれぞれ形成する。また、後述するように、スルーホールやビア等の電気的導通穴（以下「ビア」という）を設けて配線層３３aのパターンと配線層３３bのパターンを電気的に接続する場合、このビアが接地されてしまうことが無いようにビアの位置にビア用開口部３１３を設ける。
【００５０】
配線層３３aにおいて、筐体２１の開口穴２１１と対応する領域には、例えば第１の衛星から送信された垂直偏波信号を受信するプローブ４１a-vのパターンを形成する。また、開口穴２１２と対応する領域には、プローブ４１a-vで受信する信号と偏波方式が異なる第２の衛星からの偏波信号、すなわち第２の衛星から送信された水平偏波信号を受信するプローブ４２a-hのパターンを形成する。
【００５１】
プローブ４１a-vには、ＬＮＡ４３１a-vを接続する。ＬＮＡ４３１a-vには、マイクロストリップラインの結合線路を用いてＬＮＡ４３２a-vを接続する。ＬＮＡ４３２a-vには、マイクロストリップラインで構成されたＢＰＦ４３３a-vを介してミキサ４３４a-vを接続する。ミキサ４３４a-vには、局部発振信号ＳLOを供給するための増幅器４３６を接続する。さらに、ミキサ４３４a-vは、ミキサ４３４a-vで生成したＩＦ信号ＳIF-1vを増幅するＩＦ増幅器４５１a-v1,４５１a-v2と接続する。ＩＦ増幅器４５１a-v1,４５１a-v2には、電源供給を行うための電源供給制御回路（図示せず）を接続する。
【００５２】
プローブ４２a-hには、ＬＮＡ４３１a-hを接続する。ＬＮＡ４３１a-hには、マイクロストリップラインの結合線路を用いてＬＮＡ４３２a-hを接続する。ＬＮＡ４３２a-hには、マイクロストリップラインで構成されたＢＰＦ４３３a-hを介してミキサ４３４a-hを接続する。ミキサ４３４a-vには、増幅器４３６を接続する。さらに、ミキサ４３４a-hは、ミキサ４３４a-hで生成したＩＦ信号ＳIF-2hを増幅するＩＦ増幅器４５１a-h1,４５１a-h2と接続する。
【００５３】
ＩＦ増幅器４５１a-v1，４５１a-h1は、出力増幅器５０aと接続する。また、ＩＦ増幅器４５１a-v2，４５１a-h2は、ビア(図示せず)を介して、配線層３３b側に設けられた出力増幅器５０bと接続する。出力増幅器５０aには、後述するようにビアを介してＩＦ増幅器４５１b-v1，４５１b-h1も接続される。この出力増幅器５０aは、キャパシタ５１aとビア(図示せず)を介して、配線層３３b側に設けられたＩＦ信号端子５３と接続する。
【００５４】
配線層３３bにおいて、筐体２１の開口穴２１１と対応する領域には、プローブ４１a-vで受信する偏波信号の送信を行う衛星からの異なる偏波信号、すなわち第１の衛星から送信された水平偏波信号を受信するプローブ４１b-hのパターンを形成する。また、開口穴２１２と対応する領域には、プローブ４２a-hで受信する偏波信号の送信を行う衛星からの異なる偏波信号、すなわち第２の衛星から送信された垂直偏波信号を受信するプローブ４２b-vのパターンを形成する。
【００５５】
プローブ４１b-hには、ＬＮＡ４３１b-hを接続する。ＬＮＡ４３１b-hには、マイクロストリップラインの結合線路を用いてＬＮＡ４３２b-hを接続する。ＬＮＡ４３２b-hには、マイクロストリップラインで構成されたＢＰＦ４３３b-hを介してミキサ４３４b-hを接続する。ミキサ４３４b-hには、局部発振信号ＳLOを供給するための局部発振器４３５を接続する。さらに、ミキサ４３４b-hは、ミキサ４３４b-hで生成したＩＦ信号ＳIF-1hを増幅するＩＦ増幅器４５１b-h1,４５１b-h2と接続する。ＩＦ増幅器４５１b-h1,４５１b-h2には、電源供給を行うための電源供給制御回路（図示せず）を接続する。
【００５６】
プローブ４２b-vには、ＬＮＡ４３１b-vを接続する。ＬＮＡ４３１b-vには、マイクロストリップラインの結合線路を用いてＬＮＡ４３２b-vを接続する。ＬＮＡ４３２b-vには、マイクロストリップラインで構成されたＢＰＦ４３３b-vを介してミキサ４３４b-vを接続する。ミキサ４３４b-hには、局部発振器４３５を接続する。さらに、ミキサ４３４b-vは、ミキサ４３４b-vで生成したＩＦ信号ＳIF-2vを増幅するＩＦ増幅器４５１b-v1,４５１b-v2と接続する。
【００５７】
ＩＦ増幅器４５１b-h1，４５１b-v1は、ビア（図示せず）を介して、配線層３３a側に設けられた出力増幅器５０aと接続する。また、ＩＦ増幅器４５１b-h2，４５１b-v2は、出力増幅器５０bと接続する。出力増幅器５０bには、上述したようにビア（図示せず）を介してＩＦ増幅器４５１a-v2，４５１a-h2も接続される。この出力増幅器５０bは、キャパシタ５１bを介して、ＩＦ信号端子５４と接続する。
【００５８】
配線層３３aの領域４５７aには、信号検出回路４５３aと電源供給制御回路４５４aを設け、接続端子２３に接続されたチューナから電源供給が行われたときの電圧レベル、および低周波パルス信号が重畳されているか否かに応じて、ＩＦ増幅器４５１a-v1，４５１a-h1，４５１b-v1，４５１b-h1に対する電源供給を制御する。
【００５９】
同様に、配線層３３bの領域４５７bには、信号検出回路４５３bと電源供給制御回路４５４bを設け、接続端子２４に接続されたチューナから電源供給が行われたときの電圧レベル、および低周波パルス信号が重畳されているか否かに応じて、ＩＦ増幅器４５１a-v2，４５１a-h2，４５１b-v2，４５１b-h2に対する電源供給を制御する。
【００６０】
このように、コンバータ基板３０を構成すると、図４に示すＡ面側の回路が接地層の一方の面に形成されて、他方の面にはＢ面側の回路が形成されることから、基板の表面にＡ面側の回路とＢ面側の回路を設ける場合に比べて基板サイズが小さくなる。従って、周波数変換装置２０に複数のチューナを接続して、周波数変換装置２０から出力されるＩＦ出力信号を各チューナで独立に選択可能とする場合、周波数変換装置を小型化できる。
【００６１】
また、基板の表面にＡ面側の回路とＢ面側の回路を設けるものとした場合、ＩＦ増幅器から出力されたＩＦ信号を交差させないとＩＦ信号端子５３，５４から出力させることができないため、ＩＦ信号のアイソレーションが劣化してしまう。しかし、Ａ面側の回路は接地層の一方の面に形成し、他方の面にはＢ面側の回路を形成していることから、ビアを介して一方の面から他方の面にＩＦ信号を供給することで、同一面でＩＦ信号を交差させる必要がなくなりアイソレーションを容易に確保できる。すなわち、周波数変換装置２０から出力されるＩＦ出力信号を特性の良好な信号とすることができる。
【００６２】
さらに、図６に示すように、配線層３３aと配線層３３bのパターンレイアウトは共通化されているので、配線層３３aのパターンレイアウトと配線層３３bのパターンレイアウトを個々に設計する場合に比べて、設計時間を短縮化することができる。また、設計変更等も容易となる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上のように、本発明に係る周波数変換装置は、複数の放送衛星から送信された衛星放送信号を受信して複数系統の中間周波信号を出力させるのに適用している。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】衛星放送受信アンテナの外観を示す図である。
【図２】周波数変換装置の構成を示す図である。
【図３】Ｉ−Ｉ’線位置での断面概略図である。
【図４】コンバータ基板の回路ブロック構成を示す図である。
【図５】コンバータ基板の分解斜視図である。
【図６】コンバータ基板のパターンレイアウトの概略図である。
【図７】従来の周波数変換装置の回路ブロック構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０・・・衛星放送受信アンテナ、１１・・・反射鏡、２０，８０・・・周波数変換装置、２１・・・筐体、２２・・・筐体カバー、２３，２４・・・接続端子、２６・・・基板カバー、２７・・・周波数調整ねじ、３０・・・コンバータ基板、３１・・・接地層、３２a，３２b・・・絶縁層、３３a，３３b・・・配線層、３５・・・ネジ穴、４１a-h，４１b-v，４２a-v，４２b-h・・・プローブ、４３a，４３b・・・変換処理部、４５・・・出力制御部、５０a，５０ｂ・・・出力増幅器、５３，５４，８７・・・ＩＦ信号端子、８１・・・ＲＦ増幅部、８２，４３３a-h，４３３a-v，４３３b-h，４３３b-v・・帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）、８３，４３４a-h，４３４a-v，４３４b-h，４３４b-v・・ミキサ、８４，４３５・・・局部発振器、８５，４５１a-h1，４５１a-h2，４５１a-v1,４５１a-v2，４５１b-h1，４５１b-h2，４５１b-v1,４５１b-v2・・・中間周波増幅器（ＩＦ増幅器）、８９，４５３a，４５３b・・・信号検出回路、９０，４５４a，４５４b・・・電源供給制御回路、２１０・・・導波管、２１１，２１２・・・開口穴、３１１，３１２・・・開口部、３１３・・・ビア用開口部、４３１a-h，４３１a-v，４３１b-h，４３１a-h，４３２a-h，４３２a-v，４３２b-h，４３２b-v，８１１〜８１６・・・低雑音増幅器（ＬＮＡ）、４３６・・・増幅器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接地層の両面側に絶縁層を介して設けられた配線層のそれぞれに、無線信号を受信するプローブと該プローブで受信された信号の周波変換を行う変換処理部を形成し、
前記接地層には、複数の衛星からの前記無線信号の入射位置に、開口部を衛星毎に形成し、
前記プローブは、前記開口部に形成した
ことを特徴とする周波数変換装置。
【請求項２】
前記開口部の一方の面側のプローブと他方の面側のプローブで異なる偏波方式の無線信号を受信する
ことを特徴とする請求項１記載の周波数変換装置。
【請求項３】
前記それぞれの配線層に設けられている変換処理部で得られた信号を選択して、複数系統の出力を行う出力制御部を有する
ことを特徴とする請求項１記載の周波数変換装置。
【請求項４】
前記それぞれの配線層のパターンレイアウトを共通化させた
ことを特徴とする請求項１記載の周波数変換装置。
【請求項１】
接地層の両面側に絶縁層を介して設けられた配線層のそれぞれに、無線信号を受信するプローブと該プローブで受信された信号の周波変換を行う変換処理部を形成し、
前記接地層には、複数の衛星からの前記無線信号の入射位置に、開口部を衛星毎に形成し、
前記プローブは、前記開口部に形成した
ことを特徴とする周波数変換装置。
【請求項２】
前記開口部の一方の面側のプローブと他方の面側のプローブで異なる偏波方式の無線信号を受信する
ことを特徴とする請求項１記載の周波数変換装置。
【請求項３】
前記それぞれの配線層に設けられている変換処理部で得られた信号を選択して、複数系統の出力を行う出力制御部を有する
ことを特徴とする請求項１記載の周波数変換装置。
【請求項４】
前記それぞれの配線層のパターンレイアウトを共通化させた
ことを特徴とする請求項１記載の周波数変換装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−２６２１８３（Ｐ２００６−２６２１８３Ａ）
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−７７８５５（Ｐ２００５−７７８５５）
【出願日】平成１７年３月１７日（２００５．３．１７）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月１７日（２００５．３．１７）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]