微弱電波送信装置
【課題】 ＯＦＤＭ信号に対して特定のレベルを越えるピークの発生を無くし、瞬時送信電力の急峻な変化にも対応できる微弱電波送信装置を提供する。
【解決手段】 ＯＦＤＭ信号を入力し、入力信号波形のピーク値が特定の値を越える波形に対しては越える波形分をカットした信号を出力する振幅制限回路３と、この振幅制限回路３の出力を増減する利得変更回路４と、振幅制限回路３の振幅制限レベル情報を基に利得変更回路５の利得を制御する制御回路６とを備え、制御回路６は振幅制限レベルに対して微弱電波送信装置が送信する信号のピーク電力が一定になるよう利得変更回路５を制御する。
【解決手段】 ＯＦＤＭ信号を入力し、入力信号波形のピーク値が特定の値を越える波形に対しては越える波形分をカットした信号を出力する振幅制限回路３と、この振幅制限回路３の出力を増減する利得変更回路４と、振幅制限回路３の振幅制限レベル情報を基に利得変更回路５の利得を制御する制御回路６とを備え、制御回路６は振幅制限レベルに対して微弱電波送信装置が送信する信号のピーク電力が一定になるよう利得変更回路５を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＲＦ信号を送信する微弱電波送信装置に関し、特にＯＦＤＭ方式の信号を所定の電界強度以下で送信する微弱電波送信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワンセグ放送を受信できる携帯端末の普及に伴い、特定の狭いエリアを対象に独自にワンセグ放送を実施して情報を提供するサービスが検討されている。このような放送は免許を必要としない微弱な電波を使用すれば容易に実施できる。この場合、例えば数メートルの所定の間隔で多数のアンテナを設置することになる。
【０００３】
例えば特許文献１では、送信装置と中継器を備えて、送信装置によりワンセグ放送の周波数より低い周波数の電波を比較的大きな電力で出力し、この電波を中継器が受信してワンセグ放送の周波数に再変換して出力することで、電波の届かないエリアや特定のエリアにおいてワンセグ放送を受信可能としている。
但し、ここで再変換して出力される電波は、３２２ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの範囲の免許を必要としない微弱電波であり、ＡＧＣ回路を使用して送信電力が大きくならないように制御を行っている。
【０００４】
尚、ここで言う免許を必要としない微弱電波とは、電波法の免許対象から除外される電波のことで、ワンセグ放送で使用される周波数帯（４７０〜７１０ＭＨｚ）では無線局から３メートルの距離において電界強度がピーク値で３５μＶ／ｍ以下の電波を言う。
また、ワンセグ放送とは、地上デジタルテレビ放送の１チャンネルに使用される１４のＯＦＤＭセグメントのうち、携帯電話や移動体端末向けの１セグメントを使用する放送のサービスを言う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−９３５４２号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】映像情報メディア学会誌Vol.55，No.７「地上デジタルテレビジョン中継装置の多段伝送時におけるＣ／Ｎ改善の検討」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ワンセグ放送はＯＦＤＭ信号を用いているため、信号波形のピーク電力は平均送信電力より大きな値となる。微弱電波はピーク値で規定されているため、微弱電波の条件を満たす送信装置は、平均送信電力をピーク電力と平均送信電力の比に相当する量だけ下げる必要があった。その結果、平均送信電力を下げることで、受信可能エリアが狭くなる問題があったり、受信可能エリアが狭くなるため、単位面積あたりの送信装置数が増加して設置コストが増加する問題が発生し、微弱電波を用いたワンセグ放送を受信するユーザーの利便性が低下する問題があった。
【０００８】
ワンセグ放送はＯＦＤＭ信号を用いているため、信号波形の瞬時送信電力は急峻な変化をし、ＡＧＣ回路でこの急峻な変化をする瞬時送信電力のピーク値を制限しようすると、時定数を短くし、応答を高速にする必要がある。しかしながら、ＡＧＣ回路の時定数を短くすると、次のような問題が発生した。
【０００９】
図１３はＡＧＣ回路の一例を示し、４１はＡＧＣ回路、４２はＡＧＣ回路４１の時定数を設定する時定数設定回路である。図１４はこのＡＧＣ回路４１をＯＦＤＭ信号のピーク電力制限に適用し、時定数設定回路を高速に設定した場合の出力スペクトラム波形の一例を示している。図１４は、上述したワンセグ放送周波数帯でワンセグ信号に非常に大きな歪みが生じることを示している。この図１４に示すように、ＡＧＣ回路４１をＯＦＤＭ信号のピーク電力制限に適用させようと時定数を短く高速に設定すると過応答となり、ワンセグ信号に非常に大きな歪みが生じてしまう問題があった。
そのため、ＯＦＤＭ信号のような瞬時送信電力変動の大きい信号に対しては、ＡＧＣ回路４１の時定数を短くしピーク電力を制限することは困難であり、ＡＧＣ回路４１は平均電力の制御目的にしか使用することはできなかった（非特許文献１参照）。
【００１０】
一方、リミッター回路の場合は通常ダイオードが使用される。図１５は、一対のダイオードＤ４３，Ｄ４４を使用したリミッター回路を示し、図１６はこのリミッター回路の入力レベル対振幅制限レベル特性を示している。この図１６から、瞬時送信電力変動のピーク値を制限するには、高い入力レベルが必要であることがわかる。具体的に、微弱無線局の送信電力は、通常−７０ｄＢｍ程度であるが、ダイオードによる振幅制限では、図１６から−３ｄＢの抑制するために１７ｄＢｍ程度の入力レベルが必要となっている。そのため、微弱電波を対象とする装置に適用する場合、−７０ｄＢｍの信号を８７ｄＢ増幅して１７ｄＢｍとし、ダイオードによる振幅制限を行った後アッテネータにより８７ｄＢレベルを減衰させて−７０ｄＢｍの信号とする必要があり、非常に高利得の増幅器が必要となる問題があった。また、同一周波数帯域で非常に大きなレベル差のある信号が同居するため、信号間でアイソレーションを確保することが困難であるという問題があった。
【００１１】
そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、ＯＦＤＭ信号に対して所定のレベルを越えるピークの発生を無くし、急峻な瞬時送信電力の変化にも対応でき、受信可能エリアの拡大が可能な微弱電波送信装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決する為に、請求項１の発明に係る微弱電波送信装置は、ＯＦＤＭ信号を入力し、入力信号波形のピーク値が特定の値を越える波形に対しては、越える波形分をカットした信号を出力する信号振幅制限手段と、前記信号振幅制限手段の出力を増減する送信電力増減手段とを備えたことを特徴とする。
この構成によれば、信号振幅制限手段により特定のレベルを越えるピークの発生を無くすことができる。そのため、ピーク値を一定の電界強度以内に抑制しながら平均送信電力を大きくでき、受信可能エリアを拡大することができる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１に記載の構成において、前記送信電力増減手段の利得を制御する利得制御回路を備え、前記利得制御回路は、前記信号振幅制限手段の振幅制限情報を基に前記送信電力増減手段の平均出力電力が特定の値になるよう制御することを特徴とする。
この構成によれば、振幅制限量に応じて微弱電波送信装置の平均送信電力を制御することができる。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項２に記載の構成において、前記信号振幅制限手段が、入力された信号のピーク電力を制限し、前記送信電力増減手段が、前記振幅制限情報を基に前記微弱電波送信装置の送信する信号のピーク電力を一定とするよう平均送信電力を増加させる制御を行うことを特徴とする。
この構成によれば、微弱電波送信装置が送信する瞬時送信電力のピーク値を一定にすることができる。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項３に記載の構成において、前記送信電力増減手段が、微弱電波の条件である所定の距離で測定した電界強度がピーク値で所定の値以下を満たしながら、送信する信号の平均送信電力を増加させる制御を行うことを特徴とする。
この構成によれば、現行の微弱電波の条件である３メートルの距離で電解強度のピーク値が３５μＶ／ｍ以下を満たしながら、受信可能エリアを拡大することができる。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の構成において、前記信号振幅制限手段は、入力信号を増幅して出力する少なくとも１つのトランジスタを備え、前記トランジスタを入力信号波形のうち半波成分を越え且つ全波形に満たない波形を増幅して出力するＡＢ級動作、或いは入力信号波形のうち半波成分のみ増幅して出力するＢ級動作させてピーク値をカットすることを特徴とする。
この構成によれば、簡易な回路で瞬時送信電力の急峻な変化にも対応でき、ピーク値を良好に制限できる。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の構成において、前記信号振幅制限手段は、ＡＢ級動作するトランジスタを備えたクリップ回路を２段有して入力信号の正負のピーク値に対してピーク値カットを実施し、ピーク値を所定の値以下とした信号を送信することを特徴とする。
この構成によれば、トランジスタをＡＢ級動作させることにより簡易な回路で瞬時送信電力の急峻な変化にも対応でき、ピーク値を良好に制限できる。
【００１８】
請求項７の発明は、請求項６に記載の構成において、前記信号振幅制限手段は、前記２段のクリップ回路の間に後段のクリップ回路の入力を調整するレベル調整回路を有することを特徴とする。
この構成によれば、前段と後段のクリップ回路の特性が異なっても、入力信号の正負の波形に対して特定の値を越えるピークを良好にカットすことができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、信号振幅制限手段により、入力したＯＦＤＭ信号に対して特定のレベルを越えるピークの発生を無くすことができる。そのため、ピーク値を一定の電界強度以内に抑制しながら平均送信電力を大きくでき、受信可能エリアを拡大することが可能となり、単位面積あたりの送信機数を減らすことができ、設置コストを低減することができる。
また、トランジスタをＡＢ級或いはＢ級動作させることにより簡易な回路で瞬時送信電力の急峻な変化にも対応でき、ピーク値を良好に制限できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る微弱電波送信装置の一例を示す回路図である。
【図２】図１の微弱電波送信装置の周波数を横軸にとったピーク電力を示し、（ａ）は振幅制限前、（ｂ）は振幅制限後である。
【図３】図１の微弱電波送信装置の時間を横軸にとった瞬時送信電力を示し、（ａ）は振幅制限前、（ｂ）は振幅制限後である。
【図４】本発明の他の形態を示す微弱電波送信装置の回路図である。
【図５】図４の回路の入力レベル対振幅制限レベル特性図である。
【図６】本発明に係る微弱電波送信装置の他の例を示す回路図である。
【図７】図６の振幅制限回路の動作特性図であり、（ａ）は第１のクリップ回路の特性、（ｂ）は第２のクリップ回路の特性、（ｃ）はクリップ回路をＡ級動作させた場合の特性を示している。
【図８】振幅制限回路のクリッピング量と入力レベルの関係を示し、（ａ）はクリップ回路１段のみの特性、（ｂ）はクリップ回路２段の特性を示している。
【図９】（ａ）〜（ｃ）はレベル調整回路の一例を示している。
【図１０】微弱電波送信装置の他の例を示す回路図である。
【図１１】微弱電波送信装置の他の例を示す回路図である。
【図１２】微弱電波送信装置の他の例を示す回路図である。
【図１３】従来の微弱電波送信装置の一例を示す回路図である。
【図１４】図１３の回路をワンセグに適用した場合の出力スペクトラム波形図である。
【図１５】従来の微弱電波送信装置の他の例を示す回路図である。
【図１６】図１５の入力レベル対振幅制限レベル特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る微弱電波送信装置の一例を示す回路図であり、１はワンセグ信号を入力する信号入力端子、２はアンテナが接続される信号出力端子、３はトランジスタＱ１を備えた信号振幅制限手段としての振幅制限回路、５は送信電力増減手段としての利得変更回路（ＧＣ）、６は利得変更回路５を制御する制御回路、７はＡ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）、８はＤ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）である。
【００２２】
振幅制限回路３は、高周波増幅用ＮＰＮトランジスタＱ１のエミッタ接地回路で構成したＡＢ級動作回路であり、信号入力端子１から入力するＯＦＤＭ信号から成るワンセグ信号に対して特定の値を越えるピーク波形をクリップ（カット）して出力するクリップ回路である。
具体的に、振幅制限回路３のトランジスタＱ１のエミッタに、振幅制限レベルを調整するためにコレクタ電流Ｉｃを変化させる可変抵抗ＶＲ１、コレクタ電流を検出するための判定抵抗Ｒ１０、コレクタ電圧Ｖｃ設定のための第１ＤＣ電源Ｖ１、ベース電圧Ｖｂ設定のための第２ＤＣ電源Ｖ２を備え、入力信号波形のピーク値が特定の値を越える波形に対しては、トランジスタＱ１がＡＢ級動作して特定の値を越える波形をクリップして出力するよう可変抵抗ＶＲ１が調整される。
【００２３】
尚、振幅制限回路３のピーク波形をカットする閾値は、具体的に利得変更回路５の利得バランスを加味して設定され、信号出力端子２から出力される信号のピーク電力の値を加味して設定される。また、Ｌ１は出力インピーダンスを整合するための整合トランス、Ｌ２，Ｌ３は高周波信号の通過を阻止するチョークコイルである。
【００２４】
制御回路６はマイクロコンピュータから成り、Ａ／Ｄコンバータ７でデジタルデータに変換された抵抗Ｒ１０の電圧降下量情報（振幅制限情報）を基に振幅制限回路３の抵抗制限レベルを判断して制御信号を生成して出力し、この制御信号がＤ／Ａコンバータ８でアナログデータに変換されて利得変更回路５の利得が制御される。この結果、信号出力端子２から出力される信号は、振幅制限を行ったレベル分の平均電力を増加させることができる。
【００２５】
図２は図１の微弱電波送信装置の周波数を横軸にとったピーク電力を示している。また、図３は図１の微弱電波送信装置の時間を横軸にとった瞬時送信電力を示している。何れも、（ａ）は振幅制限前、（ｂ）は可変抵抗ＶＲ１を調整して特定の値以上のピーク値を制限した状態を示している。この図２及び図３から、振幅制限後は周波数軸上でも時間軸上でも特定値以上の大きさの電力が抑制されていることがわかる。
【００２６】
このように構成された微弱電波送信装置は、可変抵抗ＶＲ１で設定された特定の値を越えるピーク波形がカットされ、且つ平均送信電力は一定の値を維持するよう制御して入力信号を増幅して出力される。例えば、信号出力端子２に接続された図示しないアンテナから輻射される信号の電界強度の最大値が、３メートルの距離においてピーク値で３５μＶ／ｍ以下となるよう振幅制限を行ったレベルを補償するように、制御回路６が利得変更回路５を制御する。この結果、ピーク電力が所定の値以下の状態を維持しながら平均送信電力が大きくなるよう制御される。
【００２７】
このように、振幅制限回路３により特定のレベルを越えるピークの発生を無くすことができ、利得変更回路５を制御して平均送信電力を大きくしてもピーク値を一定の電界強度以内に抑制し、ピーク値を大きくすること無く平均送信電力を大きくできる。更に、利得変更回路５は、振幅制限回路３の振幅制限量に応じてピーク電力が一定になるよう制御でき、微弱電波送信装置の瞬時送信電力のピーク値を一定に保持することができる。その結果、微弱電波の条件を満足しながら受信可能エリアを拡大することができる。
更に、トランジスタをＡＢ級動作させる簡易な回路で送信信号のピーク値を制限できる。
【００２８】
図４は、微弱電波送信装置の他の例を示し、同一の構成要素には同一の符号を付与している。上記図１とは出力回路の構成が異なり、利得変更回路５を備えていない。また、振幅制限レベルを調整するための可変抵抗Ｒ１０は設けず固定抵抗Ｒ７となっている。図５はこの回路の入力レベル対振幅制限レベル特性を示し、この図５に示すようにＮＰＮトランジスタを使用した振幅制限回路だけでも、ＡＢ級動作にすることで低い入力レベルで瞬時送信電力変動のピーク値を制限できる。よって、ピーク電力を抑制でき、特定の値を越えた電界強度の信号を送信しない微弱電波送信装置を構成できる。
【００２９】
尚、上記実施形態は、ＮＰＮトランジスタをＡＢ級動作させることでピーク値を制限した信号を出力させているが、ＮＰＮトランジスタをＢ級動作させてもピーク値を制限した信号を出力させることができる。このように、ＡＢ級或いはＢ級により増幅することで、例えばＣ級増幅回路を使用する場合に比べて信号品質を高くできる。
【００３０】
図６の回路図は、本発明に係る微弱電波送信装置の他の例を示している。２３は入力信号の特定の大きさ以上のピーク値をクリップ（カット）して出力するクリップ回路（第１クリップ回路２３ａと第２クリップ回路２３ｂ）、２４は第２のクリップ回路２３ｂに入力する信号レベルを調整するレベル調整回路であり、上記図１と共通する構成要素には同一の符号を付与してある。尚、第１のクリップ回路２３ａと、第２のクリップ回路２３ｂと、レベル調整回路２４とで、特定の値以上のピーク値をカットする振幅制限回路３０を構成している。
【００３１】
図６に示すように、振幅制限回路３０は２段構成のクリップ回路２３（２３ａ，３３ｂ）を備え、双方のクリップ回路２３は、同様の回路構成となっている。但し、後段となる第２のクリップ回路２３ｂに入力される信号は、前段の第１のクリップ回路２３ａの入力信号に対して反転した位相となるため、互いに補完動作する。
【００３２】
具体的に、第１のクリップ回路２３ａは、高周波増幅用ＮＰＮトランジスタから成る第１トランジスタＱ１１のエミッタ接地回路であり、ＡＢ級動作するようバイアス設定した構成となっている。同様に、第２のクリップ回路２３ｂも、高周波増幅用ＮＰＮトランジスタから成る第２トランジスタＱ１２のエミッタ接地回路であり、ＡＢ級動作するようバイアス設定した構成となっている。
【００３３】
この結果、第１のクリップ回路２３ａ及び第２のクリップ回路２３ｂは、何れも入力する信号に対して特定の値を越えるピーク波形をクリップして出力しする。よって、信号入力端子１から入力するＯＦＤＭ信号から成るワンセグ信号に対して、特定の値を越えるピーク波形をカットして出力する。而も、第１のクリップ回路２３ａが正負一方のピークをクリップして出力し、第２のクリップ回路２３ｂが、他方のピークをクリップして出力する。また、クリップ回路２３はＮＰＮトランジスタをＡＢ級動作させる構成とすることで、ワンセグ放送の周波数帯域においてピーク値を良好に制限できる。
【００３４】
図７はクリップ回路２３の動作特性図（Ｉｃ−Ｖｃｅ特性図）を示し、（ａ）は１段目の第１のクリップ回路２３ａの特性を示し、（ｂ）は２段目の第２のクリップ回路２３ｂの特性を示しており、この図を参照して更に説明する。各図において、Ｐは動作点、Ｓｉは入力信号、Ｓｏは出力信号、Ｉｏは出力電流を示している。２段設けることにより、信号波形の正負双方の波形に対して確実にピークをカットして出力を制限している。尚、（ｃ）は参考のためにＡ級増幅した場合の特性を示している。
【００３５】
図７（ａ）に示すように、第１トランジスタＱ１１の動作点Ｐを設定することで、一定の電圧値を越えるピーク波形に対してそのピークをクリップして出力する。この時、クリップする電圧レベルは抵抗Ｒ４により設定される。また、図７（ｂ）に示すように第２トランジスタＱ１２の動作点Ｐを設定することで、一定の電圧を越えるピーク波形に対してそのピークをクリップして出力する。この時クリップする電圧レベルは抵抗ＶＲ２により設定される。この結果、正負双方のピーク波形がクリップされて出力される。
【００３６】
尚、クリップ回路２３は上記図１に示す振幅制限回路３と同様の回路であり、図２に示すようなピーク電力特性を示す。また、図３に示す瞬時送信電力特性を示す。
【００３７】
そして、上記図１の回路と同様に、利得変更回路５は出力電力が一定に成るようマイクロコンピュータから成る制御回路６により制御される。制御回路６は、Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）７でデジタルデータに変換された抵抗Ｒ１０の電圧降下量情報（振幅制限情報）を基に、第２のクリップ回路２３ｂの抵抗制限レベルを判断して制御信号を生成して出力する。この制御信号がＤ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）８でアナログデータに変換されて利得変更回路５に送られ、利得変更回路５の利得が制御される。こうして、入力された信号のピーク電力をクリップ回路２３が制限し、振幅制限情報を基にクリップ回路２３の出力する信号のピーク電力が一定になるよう利得変更回路５が平均送信電力を増加させる制御を実施する。
【００３８】
図８は振幅制限回路３０のクリッピング量と入力レベルの関係を示し、図８（ａ）は、第１のクリップ回路２３ａのみのクリッピング量と入力レベルの特性を示し、図８（ｂ）は第１のクリップ回路２３ａに第２のクリップ回路２３ｂを加えた２段のクリップ回路のクリッピング特性を示している。Ｍ１がクリッピング量、Ｍ２がＭＥＲ（変調誤差比）である。例えば、ＭＥＲが１２ｄＢにおけるクリッピング量を比較すると、図５（ａ）では３．８ｄＢ、図５（ｂ）では４．８ｄＢであり、正負双方のピーク値をクリッピングすることで、ＭＥＲ値を劣化させることなくクリッピング量を大きくできることがわかる。また、１段の場合は振幅制限に限界があるが、２段とすることで振幅制限を大きくできることがわかる。
【００３９】
こうして、夫々のクリップ回路２３において、特定の値を越えるピーク波形がカットされてピーク電力が制限される。そして、振幅制限情報を基にクリップ回路２３の出力する信号の平均送信電力を特定の値となるよう利得変更回路５が平均送信電力を増減して出力する。例えば、信号出力端子２に接続された図示しないアンテナから輻射される信号の電界強度の最大値が、３メートルの距離においてピーク値で３５μＶ／ｍ以下となるよう振幅制限を行ったレベルを補償するように、制御回路６が利得変更回路５を制御する。この結果、ピーク電力が所定の値以下の状態を維持しながら平均送信電力が大きくなるよう制御される。但し、電界強度の最大値は、使用周波数帯域により規格値が異なる。
【００４０】
図９はレベル調整回路２４を示し、（ａ）、（ｂ）は固定型、（ｃ）は可変型の回路を示している。図６（ｃ）では可変抵抗ＶＲ３１を調整することで、レベルを変更できる。このようなレベル調整回路を設けることで、第１のクリップ回路２３ａの第１トランジスタＱ１１と第２のクリップ回路２３ｂの第２トランジスタＱ１２の特性が異なっても、また回路特性が異なっても、入力信号の正負のピーク波形に対して特定の値を越えるピークを良好にカットすることができる。
【００４１】
このように、振幅制限回路３０をクリップ回路２３を２段設けて構成することにより、入力したＯＦＤＭ信号に対して特定のレベルを越える正負のピークの発生を無くすことができる。そのため、ピーク値を一定の電界強度以内に抑制しながら平均送信電力を大きくでき、受信可能エリアを拡大することが可能となる。
また、トランジスタＱ１１，Ｑ１２をＡＢ級動作させることにより簡易な回路で瞬時送信電力の急峻な変化にも対応でき、ピーク値を良好に制限できるし、クリップ回路２３の振幅制限量に応じて微弱電波送信装置の平均送信電力を制御することができる。
そして、現行の微弱電波の条件である３メートルの距離で電解強度のピーク値が３５μＶ／ｍ以下を満たしながら、受信可能エリアを拡大することができる。尚、通常のワンセグ放送の周波数帯より低い３２２ＭＨｚ以下の周波数帯であっても、同様の作用を奏するものである。
【００４２】
図１０〜図１２は、２段のクリップ回路を備えた他の例を示している。図１０は、レベル調整回路２４に自動調整機能を設けている。１段目の第１のクリップ回路２３ａのエミッタ電流をＡ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）３１で検出し、この電流情報からマイクロコンピュータ（マイコン）３２が振幅制限量を判断し、Ｄ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）３３を介してレベル調整部２４ａに制御信号を出力している。この制御によりレベル調整部２４ａは、第１のクリップ回路２３ａの出力を、２段目の第２のクリップ回路２３ｂが最適な振幅制限を実施するレベルに自動調整する。
【００４３】
図１１、図１２は、レベル調整回路を持たない構成となっている。第１のクリップ回路２３ａの第１トランジスタＱ１１の特性と、第２のクリップ回路２３ｂの第２トランジスタＱ１２の特性に特定の関係を持たせることで、レベル調整回路を無くすことができる。例えば、第１トランジスタＱ１１に対して、第２トランジスタＱ１２を高出力のものにすることで、図１１に示すようにレベル調整回路が無くても、良好な振幅制限を行うことができる。
また図１２は、双方のトランジスタＱ１１，Ｑ１２のエミッタに可変抵抗ＶＲ４、ＶＲ１０を設け、バイアスを調整することでレベル調整回路を無くしている。
【００４４】
尚、これらの構成以外に第１トランジスタＱ１１のコレクタ電流情報を基に、第２トランジスタＱ１２のコレクタ電流を制御するよう構成してもレベル調整回路を無くすことができる。
【符号の説明】
【００４５】
１・・信号入力端子、２・・信号出力端子、３・・振幅制限回路（信号振幅制限手段）、５・・利得変更回路（送信電力増減手段）、６・・制御回路（利得制御回路）、Ｑ１・・トランジスタ、２３・・クリップ回路、２３ａ・・第１のクリップ回路、２３ｂ・・第２のクリップ回路、２４・・レベル調整回路、３０・・振幅制限回路（信号振幅制限手段）、Ｑ１１・・第１トランジスタ、Ｑ１２・・第２トランジスタ。
【技術分野】
【０００１】
本発明はＲＦ信号を送信する微弱電波送信装置に関し、特にＯＦＤＭ方式の信号を所定の電界強度以下で送信する微弱電波送信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワンセグ放送を受信できる携帯端末の普及に伴い、特定の狭いエリアを対象に独自にワンセグ放送を実施して情報を提供するサービスが検討されている。このような放送は免許を必要としない微弱な電波を使用すれば容易に実施できる。この場合、例えば数メートルの所定の間隔で多数のアンテナを設置することになる。
【０００３】
例えば特許文献１では、送信装置と中継器を備えて、送信装置によりワンセグ放送の周波数より低い周波数の電波を比較的大きな電力で出力し、この電波を中継器が受信してワンセグ放送の周波数に再変換して出力することで、電波の届かないエリアや特定のエリアにおいてワンセグ放送を受信可能としている。
但し、ここで再変換して出力される電波は、３２２ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの範囲の免許を必要としない微弱電波であり、ＡＧＣ回路を使用して送信電力が大きくならないように制御を行っている。
【０００４】
尚、ここで言う免許を必要としない微弱電波とは、電波法の免許対象から除外される電波のことで、ワンセグ放送で使用される周波数帯（４７０〜７１０ＭＨｚ）では無線局から３メートルの距離において電界強度がピーク値で３５μＶ／ｍ以下の電波を言う。
また、ワンセグ放送とは、地上デジタルテレビ放送の１チャンネルに使用される１４のＯＦＤＭセグメントのうち、携帯電話や移動体端末向けの１セグメントを使用する放送のサービスを言う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−９３５４２号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】映像情報メディア学会誌Vol.55，No.７「地上デジタルテレビジョン中継装置の多段伝送時におけるＣ／Ｎ改善の検討」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ワンセグ放送はＯＦＤＭ信号を用いているため、信号波形のピーク電力は平均送信電力より大きな値となる。微弱電波はピーク値で規定されているため、微弱電波の条件を満たす送信装置は、平均送信電力をピーク電力と平均送信電力の比に相当する量だけ下げる必要があった。その結果、平均送信電力を下げることで、受信可能エリアが狭くなる問題があったり、受信可能エリアが狭くなるため、単位面積あたりの送信装置数が増加して設置コストが増加する問題が発生し、微弱電波を用いたワンセグ放送を受信するユーザーの利便性が低下する問題があった。
【０００８】
ワンセグ放送はＯＦＤＭ信号を用いているため、信号波形の瞬時送信電力は急峻な変化をし、ＡＧＣ回路でこの急峻な変化をする瞬時送信電力のピーク値を制限しようすると、時定数を短くし、応答を高速にする必要がある。しかしながら、ＡＧＣ回路の時定数を短くすると、次のような問題が発生した。
【０００９】
図１３はＡＧＣ回路の一例を示し、４１はＡＧＣ回路、４２はＡＧＣ回路４１の時定数を設定する時定数設定回路である。図１４はこのＡＧＣ回路４１をＯＦＤＭ信号のピーク電力制限に適用し、時定数設定回路を高速に設定した場合の出力スペクトラム波形の一例を示している。図１４は、上述したワンセグ放送周波数帯でワンセグ信号に非常に大きな歪みが生じることを示している。この図１４に示すように、ＡＧＣ回路４１をＯＦＤＭ信号のピーク電力制限に適用させようと時定数を短く高速に設定すると過応答となり、ワンセグ信号に非常に大きな歪みが生じてしまう問題があった。
そのため、ＯＦＤＭ信号のような瞬時送信電力変動の大きい信号に対しては、ＡＧＣ回路４１の時定数を短くしピーク電力を制限することは困難であり、ＡＧＣ回路４１は平均電力の制御目的にしか使用することはできなかった（非特許文献１参照）。
【００１０】
一方、リミッター回路の場合は通常ダイオードが使用される。図１５は、一対のダイオードＤ４３，Ｄ４４を使用したリミッター回路を示し、図１６はこのリミッター回路の入力レベル対振幅制限レベル特性を示している。この図１６から、瞬時送信電力変動のピーク値を制限するには、高い入力レベルが必要であることがわかる。具体的に、微弱無線局の送信電力は、通常−７０ｄＢｍ程度であるが、ダイオードによる振幅制限では、図１６から−３ｄＢの抑制するために１７ｄＢｍ程度の入力レベルが必要となっている。そのため、微弱電波を対象とする装置に適用する場合、−７０ｄＢｍの信号を８７ｄＢ増幅して１７ｄＢｍとし、ダイオードによる振幅制限を行った後アッテネータにより８７ｄＢレベルを減衰させて−７０ｄＢｍの信号とする必要があり、非常に高利得の増幅器が必要となる問題があった。また、同一周波数帯域で非常に大きなレベル差のある信号が同居するため、信号間でアイソレーションを確保することが困難であるという問題があった。
【００１１】
そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、ＯＦＤＭ信号に対して所定のレベルを越えるピークの発生を無くし、急峻な瞬時送信電力の変化にも対応でき、受信可能エリアの拡大が可能な微弱電波送信装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決する為に、請求項１の発明に係る微弱電波送信装置は、ＯＦＤＭ信号を入力し、入力信号波形のピーク値が特定の値を越える波形に対しては、越える波形分をカットした信号を出力する信号振幅制限手段と、前記信号振幅制限手段の出力を増減する送信電力増減手段とを備えたことを特徴とする。
この構成によれば、信号振幅制限手段により特定のレベルを越えるピークの発生を無くすことができる。そのため、ピーク値を一定の電界強度以内に抑制しながら平均送信電力を大きくでき、受信可能エリアを拡大することができる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１に記載の構成において、前記送信電力増減手段の利得を制御する利得制御回路を備え、前記利得制御回路は、前記信号振幅制限手段の振幅制限情報を基に前記送信電力増減手段の平均出力電力が特定の値になるよう制御することを特徴とする。
この構成によれば、振幅制限量に応じて微弱電波送信装置の平均送信電力を制御することができる。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項２に記載の構成において、前記信号振幅制限手段が、入力された信号のピーク電力を制限し、前記送信電力増減手段が、前記振幅制限情報を基に前記微弱電波送信装置の送信する信号のピーク電力を一定とするよう平均送信電力を増加させる制御を行うことを特徴とする。
この構成によれば、微弱電波送信装置が送信する瞬時送信電力のピーク値を一定にすることができる。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項３に記載の構成において、前記送信電力増減手段が、微弱電波の条件である所定の距離で測定した電界強度がピーク値で所定の値以下を満たしながら、送信する信号の平均送信電力を増加させる制御を行うことを特徴とする。
この構成によれば、現行の微弱電波の条件である３メートルの距離で電解強度のピーク値が３５μＶ／ｍ以下を満たしながら、受信可能エリアを拡大することができる。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の構成において、前記信号振幅制限手段は、入力信号を増幅して出力する少なくとも１つのトランジスタを備え、前記トランジスタを入力信号波形のうち半波成分を越え且つ全波形に満たない波形を増幅して出力するＡＢ級動作、或いは入力信号波形のうち半波成分のみ増幅して出力するＢ級動作させてピーク値をカットすることを特徴とする。
この構成によれば、簡易な回路で瞬時送信電力の急峻な変化にも対応でき、ピーク値を良好に制限できる。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の構成において、前記信号振幅制限手段は、ＡＢ級動作するトランジスタを備えたクリップ回路を２段有して入力信号の正負のピーク値に対してピーク値カットを実施し、ピーク値を所定の値以下とした信号を送信することを特徴とする。
この構成によれば、トランジスタをＡＢ級動作させることにより簡易な回路で瞬時送信電力の急峻な変化にも対応でき、ピーク値を良好に制限できる。
【００１８】
請求項７の発明は、請求項６に記載の構成において、前記信号振幅制限手段は、前記２段のクリップ回路の間に後段のクリップ回路の入力を調整するレベル調整回路を有することを特徴とする。
この構成によれば、前段と後段のクリップ回路の特性が異なっても、入力信号の正負の波形に対して特定の値を越えるピークを良好にカットすことができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、信号振幅制限手段により、入力したＯＦＤＭ信号に対して特定のレベルを越えるピークの発生を無くすことができる。そのため、ピーク値を一定の電界強度以内に抑制しながら平均送信電力を大きくでき、受信可能エリアを拡大することが可能となり、単位面積あたりの送信機数を減らすことができ、設置コストを低減することができる。
また、トランジスタをＡＢ級或いはＢ級動作させることにより簡易な回路で瞬時送信電力の急峻な変化にも対応でき、ピーク値を良好に制限できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る微弱電波送信装置の一例を示す回路図である。
【図２】図１の微弱電波送信装置の周波数を横軸にとったピーク電力を示し、（ａ）は振幅制限前、（ｂ）は振幅制限後である。
【図３】図１の微弱電波送信装置の時間を横軸にとった瞬時送信電力を示し、（ａ）は振幅制限前、（ｂ）は振幅制限後である。
【図４】本発明の他の形態を示す微弱電波送信装置の回路図である。
【図５】図４の回路の入力レベル対振幅制限レベル特性図である。
【図６】本発明に係る微弱電波送信装置の他の例を示す回路図である。
【図７】図６の振幅制限回路の動作特性図であり、（ａ）は第１のクリップ回路の特性、（ｂ）は第２のクリップ回路の特性、（ｃ）はクリップ回路をＡ級動作させた場合の特性を示している。
【図８】振幅制限回路のクリッピング量と入力レベルの関係を示し、（ａ）はクリップ回路１段のみの特性、（ｂ）はクリップ回路２段の特性を示している。
【図９】（ａ）〜（ｃ）はレベル調整回路の一例を示している。
【図１０】微弱電波送信装置の他の例を示す回路図である。
【図１１】微弱電波送信装置の他の例を示す回路図である。
【図１２】微弱電波送信装置の他の例を示す回路図である。
【図１３】従来の微弱電波送信装置の一例を示す回路図である。
【図１４】図１３の回路をワンセグに適用した場合の出力スペクトラム波形図である。
【図１５】従来の微弱電波送信装置の他の例を示す回路図である。
【図１６】図１５の入力レベル対振幅制限レベル特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る微弱電波送信装置の一例を示す回路図であり、１はワンセグ信号を入力する信号入力端子、２はアンテナが接続される信号出力端子、３はトランジスタＱ１を備えた信号振幅制限手段としての振幅制限回路、５は送信電力増減手段としての利得変更回路（ＧＣ）、６は利得変更回路５を制御する制御回路、７はＡ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）、８はＤ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）である。
【００２２】
振幅制限回路３は、高周波増幅用ＮＰＮトランジスタＱ１のエミッタ接地回路で構成したＡＢ級動作回路であり、信号入力端子１から入力するＯＦＤＭ信号から成るワンセグ信号に対して特定の値を越えるピーク波形をクリップ（カット）して出力するクリップ回路である。
具体的に、振幅制限回路３のトランジスタＱ１のエミッタに、振幅制限レベルを調整するためにコレクタ電流Ｉｃを変化させる可変抵抗ＶＲ１、コレクタ電流を検出するための判定抵抗Ｒ１０、コレクタ電圧Ｖｃ設定のための第１ＤＣ電源Ｖ１、ベース電圧Ｖｂ設定のための第２ＤＣ電源Ｖ２を備え、入力信号波形のピーク値が特定の値を越える波形に対しては、トランジスタＱ１がＡＢ級動作して特定の値を越える波形をクリップして出力するよう可変抵抗ＶＲ１が調整される。
【００２３】
尚、振幅制限回路３のピーク波形をカットする閾値は、具体的に利得変更回路５の利得バランスを加味して設定され、信号出力端子２から出力される信号のピーク電力の値を加味して設定される。また、Ｌ１は出力インピーダンスを整合するための整合トランス、Ｌ２，Ｌ３は高周波信号の通過を阻止するチョークコイルである。
【００２４】
制御回路６はマイクロコンピュータから成り、Ａ／Ｄコンバータ７でデジタルデータに変換された抵抗Ｒ１０の電圧降下量情報（振幅制限情報）を基に振幅制限回路３の抵抗制限レベルを判断して制御信号を生成して出力し、この制御信号がＤ／Ａコンバータ８でアナログデータに変換されて利得変更回路５の利得が制御される。この結果、信号出力端子２から出力される信号は、振幅制限を行ったレベル分の平均電力を増加させることができる。
【００２５】
図２は図１の微弱電波送信装置の周波数を横軸にとったピーク電力を示している。また、図３は図１の微弱電波送信装置の時間を横軸にとった瞬時送信電力を示している。何れも、（ａ）は振幅制限前、（ｂ）は可変抵抗ＶＲ１を調整して特定の値以上のピーク値を制限した状態を示している。この図２及び図３から、振幅制限後は周波数軸上でも時間軸上でも特定値以上の大きさの電力が抑制されていることがわかる。
【００２６】
このように構成された微弱電波送信装置は、可変抵抗ＶＲ１で設定された特定の値を越えるピーク波形がカットされ、且つ平均送信電力は一定の値を維持するよう制御して入力信号を増幅して出力される。例えば、信号出力端子２に接続された図示しないアンテナから輻射される信号の電界強度の最大値が、３メートルの距離においてピーク値で３５μＶ／ｍ以下となるよう振幅制限を行ったレベルを補償するように、制御回路６が利得変更回路５を制御する。この結果、ピーク電力が所定の値以下の状態を維持しながら平均送信電力が大きくなるよう制御される。
【００２７】
このように、振幅制限回路３により特定のレベルを越えるピークの発生を無くすことができ、利得変更回路５を制御して平均送信電力を大きくしてもピーク値を一定の電界強度以内に抑制し、ピーク値を大きくすること無く平均送信電力を大きくできる。更に、利得変更回路５は、振幅制限回路３の振幅制限量に応じてピーク電力が一定になるよう制御でき、微弱電波送信装置の瞬時送信電力のピーク値を一定に保持することができる。その結果、微弱電波の条件を満足しながら受信可能エリアを拡大することができる。
更に、トランジスタをＡＢ級動作させる簡易な回路で送信信号のピーク値を制限できる。
【００２８】
図４は、微弱電波送信装置の他の例を示し、同一の構成要素には同一の符号を付与している。上記図１とは出力回路の構成が異なり、利得変更回路５を備えていない。また、振幅制限レベルを調整するための可変抵抗Ｒ１０は設けず固定抵抗Ｒ７となっている。図５はこの回路の入力レベル対振幅制限レベル特性を示し、この図５に示すようにＮＰＮトランジスタを使用した振幅制限回路だけでも、ＡＢ級動作にすることで低い入力レベルで瞬時送信電力変動のピーク値を制限できる。よって、ピーク電力を抑制でき、特定の値を越えた電界強度の信号を送信しない微弱電波送信装置を構成できる。
【００２９】
尚、上記実施形態は、ＮＰＮトランジスタをＡＢ級動作させることでピーク値を制限した信号を出力させているが、ＮＰＮトランジスタをＢ級動作させてもピーク値を制限した信号を出力させることができる。このように、ＡＢ級或いはＢ級により増幅することで、例えばＣ級増幅回路を使用する場合に比べて信号品質を高くできる。
【００３０】
図６の回路図は、本発明に係る微弱電波送信装置の他の例を示している。２３は入力信号の特定の大きさ以上のピーク値をクリップ（カット）して出力するクリップ回路（第１クリップ回路２３ａと第２クリップ回路２３ｂ）、２４は第２のクリップ回路２３ｂに入力する信号レベルを調整するレベル調整回路であり、上記図１と共通する構成要素には同一の符号を付与してある。尚、第１のクリップ回路２３ａと、第２のクリップ回路２３ｂと、レベル調整回路２４とで、特定の値以上のピーク値をカットする振幅制限回路３０を構成している。
【００３１】
図６に示すように、振幅制限回路３０は２段構成のクリップ回路２３（２３ａ，３３ｂ）を備え、双方のクリップ回路２３は、同様の回路構成となっている。但し、後段となる第２のクリップ回路２３ｂに入力される信号は、前段の第１のクリップ回路２３ａの入力信号に対して反転した位相となるため、互いに補完動作する。
【００３２】
具体的に、第１のクリップ回路２３ａは、高周波増幅用ＮＰＮトランジスタから成る第１トランジスタＱ１１のエミッタ接地回路であり、ＡＢ級動作するようバイアス設定した構成となっている。同様に、第２のクリップ回路２３ｂも、高周波増幅用ＮＰＮトランジスタから成る第２トランジスタＱ１２のエミッタ接地回路であり、ＡＢ級動作するようバイアス設定した構成となっている。
【００３３】
この結果、第１のクリップ回路２３ａ及び第２のクリップ回路２３ｂは、何れも入力する信号に対して特定の値を越えるピーク波形をクリップして出力しする。よって、信号入力端子１から入力するＯＦＤＭ信号から成るワンセグ信号に対して、特定の値を越えるピーク波形をカットして出力する。而も、第１のクリップ回路２３ａが正負一方のピークをクリップして出力し、第２のクリップ回路２３ｂが、他方のピークをクリップして出力する。また、クリップ回路２３はＮＰＮトランジスタをＡＢ級動作させる構成とすることで、ワンセグ放送の周波数帯域においてピーク値を良好に制限できる。
【００３４】
図７はクリップ回路２３の動作特性図（Ｉｃ−Ｖｃｅ特性図）を示し、（ａ）は１段目の第１のクリップ回路２３ａの特性を示し、（ｂ）は２段目の第２のクリップ回路２３ｂの特性を示しており、この図を参照して更に説明する。各図において、Ｐは動作点、Ｓｉは入力信号、Ｓｏは出力信号、Ｉｏは出力電流を示している。２段設けることにより、信号波形の正負双方の波形に対して確実にピークをカットして出力を制限している。尚、（ｃ）は参考のためにＡ級増幅した場合の特性を示している。
【００３５】
図７（ａ）に示すように、第１トランジスタＱ１１の動作点Ｐを設定することで、一定の電圧値を越えるピーク波形に対してそのピークをクリップして出力する。この時、クリップする電圧レベルは抵抗Ｒ４により設定される。また、図７（ｂ）に示すように第２トランジスタＱ１２の動作点Ｐを設定することで、一定の電圧を越えるピーク波形に対してそのピークをクリップして出力する。この時クリップする電圧レベルは抵抗ＶＲ２により設定される。この結果、正負双方のピーク波形がクリップされて出力される。
【００３６】
尚、クリップ回路２３は上記図１に示す振幅制限回路３と同様の回路であり、図２に示すようなピーク電力特性を示す。また、図３に示す瞬時送信電力特性を示す。
【００３７】
そして、上記図１の回路と同様に、利得変更回路５は出力電力が一定に成るようマイクロコンピュータから成る制御回路６により制御される。制御回路６は、Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）７でデジタルデータに変換された抵抗Ｒ１０の電圧降下量情報（振幅制限情報）を基に、第２のクリップ回路２３ｂの抵抗制限レベルを判断して制御信号を生成して出力する。この制御信号がＤ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）８でアナログデータに変換されて利得変更回路５に送られ、利得変更回路５の利得が制御される。こうして、入力された信号のピーク電力をクリップ回路２３が制限し、振幅制限情報を基にクリップ回路２３の出力する信号のピーク電力が一定になるよう利得変更回路５が平均送信電力を増加させる制御を実施する。
【００３８】
図８は振幅制限回路３０のクリッピング量と入力レベルの関係を示し、図８（ａ）は、第１のクリップ回路２３ａのみのクリッピング量と入力レベルの特性を示し、図８（ｂ）は第１のクリップ回路２３ａに第２のクリップ回路２３ｂを加えた２段のクリップ回路のクリッピング特性を示している。Ｍ１がクリッピング量、Ｍ２がＭＥＲ（変調誤差比）である。例えば、ＭＥＲが１２ｄＢにおけるクリッピング量を比較すると、図５（ａ）では３．８ｄＢ、図５（ｂ）では４．８ｄＢであり、正負双方のピーク値をクリッピングすることで、ＭＥＲ値を劣化させることなくクリッピング量を大きくできることがわかる。また、１段の場合は振幅制限に限界があるが、２段とすることで振幅制限を大きくできることがわかる。
【００３９】
こうして、夫々のクリップ回路２３において、特定の値を越えるピーク波形がカットされてピーク電力が制限される。そして、振幅制限情報を基にクリップ回路２３の出力する信号の平均送信電力を特定の値となるよう利得変更回路５が平均送信電力を増減して出力する。例えば、信号出力端子２に接続された図示しないアンテナから輻射される信号の電界強度の最大値が、３メートルの距離においてピーク値で３５μＶ／ｍ以下となるよう振幅制限を行ったレベルを補償するように、制御回路６が利得変更回路５を制御する。この結果、ピーク電力が所定の値以下の状態を維持しながら平均送信電力が大きくなるよう制御される。但し、電界強度の最大値は、使用周波数帯域により規格値が異なる。
【００４０】
図９はレベル調整回路２４を示し、（ａ）、（ｂ）は固定型、（ｃ）は可変型の回路を示している。図６（ｃ）では可変抵抗ＶＲ３１を調整することで、レベルを変更できる。このようなレベル調整回路を設けることで、第１のクリップ回路２３ａの第１トランジスタＱ１１と第２のクリップ回路２３ｂの第２トランジスタＱ１２の特性が異なっても、また回路特性が異なっても、入力信号の正負のピーク波形に対して特定の値を越えるピークを良好にカットすることができる。
【００４１】
このように、振幅制限回路３０をクリップ回路２３を２段設けて構成することにより、入力したＯＦＤＭ信号に対して特定のレベルを越える正負のピークの発生を無くすことができる。そのため、ピーク値を一定の電界強度以内に抑制しながら平均送信電力を大きくでき、受信可能エリアを拡大することが可能となる。
また、トランジスタＱ１１，Ｑ１２をＡＢ級動作させることにより簡易な回路で瞬時送信電力の急峻な変化にも対応でき、ピーク値を良好に制限できるし、クリップ回路２３の振幅制限量に応じて微弱電波送信装置の平均送信電力を制御することができる。
そして、現行の微弱電波の条件である３メートルの距離で電解強度のピーク値が３５μＶ／ｍ以下を満たしながら、受信可能エリアを拡大することができる。尚、通常のワンセグ放送の周波数帯より低い３２２ＭＨｚ以下の周波数帯であっても、同様の作用を奏するものである。
【００４２】
図１０〜図１２は、２段のクリップ回路を備えた他の例を示している。図１０は、レベル調整回路２４に自動調整機能を設けている。１段目の第１のクリップ回路２３ａのエミッタ電流をＡ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）３１で検出し、この電流情報からマイクロコンピュータ（マイコン）３２が振幅制限量を判断し、Ｄ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）３３を介してレベル調整部２４ａに制御信号を出力している。この制御によりレベル調整部２４ａは、第１のクリップ回路２３ａの出力を、２段目の第２のクリップ回路２３ｂが最適な振幅制限を実施するレベルに自動調整する。
【００４３】
図１１、図１２は、レベル調整回路を持たない構成となっている。第１のクリップ回路２３ａの第１トランジスタＱ１１の特性と、第２のクリップ回路２３ｂの第２トランジスタＱ１２の特性に特定の関係を持たせることで、レベル調整回路を無くすことができる。例えば、第１トランジスタＱ１１に対して、第２トランジスタＱ１２を高出力のものにすることで、図１１に示すようにレベル調整回路が無くても、良好な振幅制限を行うことができる。
また図１２は、双方のトランジスタＱ１１，Ｑ１２のエミッタに可変抵抗ＶＲ４、ＶＲ１０を設け、バイアスを調整することでレベル調整回路を無くしている。
【００４４】
尚、これらの構成以外に第１トランジスタＱ１１のコレクタ電流情報を基に、第２トランジスタＱ１２のコレクタ電流を制御するよう構成してもレベル調整回路を無くすことができる。
【符号の説明】
【００４５】
１・・信号入力端子、２・・信号出力端子、３・・振幅制限回路（信号振幅制限手段）、５・・利得変更回路（送信電力増減手段）、６・・制御回路（利得制御回路）、Ｑ１・・トランジスタ、２３・・クリップ回路、２３ａ・・第１のクリップ回路、２３ｂ・・第２のクリップ回路、２４・・レベル調整回路、３０・・振幅制限回路（信号振幅制限手段）、Ｑ１１・・第１トランジスタ、Ｑ１２・・第２トランジスタ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＦＤＭ信号を入力し、入力信号波形のピーク値が特定の値を越える波形に対しては、越える波形分をカットした信号を出力する信号振幅制限手段と、前記信号振幅制限手段の出力を増減する送信電力増減手段とを備えたことを特徴とする微弱電波送信装置。
【請求項２】
前記送信電力増減手段の利得を制御する利得制御回路を備え、
前記利得制御回路は、前記信号振幅制限手段の振幅制限情報を基に、前記送信電力増減手段の平均出力電力が特定の値となるよう制御することを特徴とする請求項１記載の微弱電波送信装置。
【請求項３】
前記信号振幅制限手段が、入力された信号のピーク電力を制限し、前記送信電力増減手段が、前記振幅制限情報を基に前記微弱電波送信装置の送信する信号のピーク電力を一定とするよう平均送信電力を増加させる制御を行うことを特徴とする請求項２記載の微弱電波送信装置。
【請求項４】
前記送信電力増減手段が、微弱電波の条件である所定の距離で測定した電界強度がピーク値で所定の値以下を満たしながら、送信する信号の平均送信電力を増加させる制御を行うことを特徴とする請求項３記載の微弱電波送信装置。
【請求項５】
前記信号振幅制限手段は、入力信号を増幅して出力する少なくとも１つのトランジスタを備え、前記トランジスタを入力信号波形のうち半波成分を越え且つ全波形に満たない波形を増幅して出力するＡＢ級動作、或いは入力信号波形のうち半波成分のみ増幅して出力するＢ級動作させてピーク値をカットすることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の微弱電波送信装置。
【請求項６】
前記信号振幅制限手段は、ＡＢ級動作するトランジスタを備えたクリップ回路を２段有して入力信号の正負のピーク値に対してピーク値カットを実施し、
ピーク値を所定の値以下とした信号を送信することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の微弱電波送信装置。
【請求項７】
前記信号振幅制限手段は、前記２段のクリップ回路の間に後段のクリップ回路の入力を調整するレベル調整回路を有することを特徴とする請求項６記載の微弱電波送信装置。
【請求項１】
ＯＦＤＭ信号を入力し、入力信号波形のピーク値が特定の値を越える波形に対しては、越える波形分をカットした信号を出力する信号振幅制限手段と、前記信号振幅制限手段の出力を増減する送信電力増減手段とを備えたことを特徴とする微弱電波送信装置。
【請求項２】
前記送信電力増減手段の利得を制御する利得制御回路を備え、
前記利得制御回路は、前記信号振幅制限手段の振幅制限情報を基に、前記送信電力増減手段の平均出力電力が特定の値となるよう制御することを特徴とする請求項１記載の微弱電波送信装置。
【請求項３】
前記信号振幅制限手段が、入力された信号のピーク電力を制限し、前記送信電力増減手段が、前記振幅制限情報を基に前記微弱電波送信装置の送信する信号のピーク電力を一定とするよう平均送信電力を増加させる制御を行うことを特徴とする請求項２記載の微弱電波送信装置。
【請求項４】
前記送信電力増減手段が、微弱電波の条件である所定の距離で測定した電界強度がピーク値で所定の値以下を満たしながら、送信する信号の平均送信電力を増加させる制御を行うことを特徴とする請求項３記載の微弱電波送信装置。
【請求項５】
前記信号振幅制限手段は、入力信号を増幅して出力する少なくとも１つのトランジスタを備え、前記トランジスタを入力信号波形のうち半波成分を越え且つ全波形に満たない波形を増幅して出力するＡＢ級動作、或いは入力信号波形のうち半波成分のみ増幅して出力するＢ級動作させてピーク値をカットすることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の微弱電波送信装置。
【請求項６】
前記信号振幅制限手段は、ＡＢ級動作するトランジスタを備えたクリップ回路を２段有して入力信号の正負のピーク値に対してピーク値カットを実施し、
ピーク値を所定の値以下とした信号を送信することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の微弱電波送信装置。
【請求項７】
前記信号振幅制限手段は、前記２段のクリップ回路の間に後段のクリップ回路の入力を調整するレベル調整回路を有することを特徴とする請求項６記載の微弱電波送信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−１０５１５５（Ｐ２０１２−１０５１５５Ａ）
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５３１９８（Ｐ２０１０−２５３１９８）
【出願日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【出願人】（０００１１３６６５）マスプロ電工株式会社 (395)
【出願人】（３０７０２２４２４）ソフトバンクテレコム株式会社 (42)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【出願人】（０００１１３６６５）マスプロ電工株式会社 (395)
【出願人】（３０７０２２４２４）ソフトバンクテレコム株式会社 (42)
【Ｆターム（参考）】
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