JP4133599B2

JP4133599B2 - Receiving system

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Publication number: JP4133599B2
Application number: JP2003158931A
Authority: JP
Inventors: 栄治有田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-06-04
Filing date: 2003-06-04
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2023-06-04
Also published as: JP2004363854A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンテナを用いた携帯受信機や地上波デジタル放送受信システムなどの受信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の受信システムとしては、受信信号の電力または振幅情報をもとに、アンテナで受信された高周波信号を増幅および周波数変換する高周波回路内のＲＦ（Radio Frequency）−ＡＧＣアンプおよびＩＦ（中間周波数）−ＡＧＣアンプのゲインを制御するものがあった（例えば特許文献１，２参照）。
【０００３】
このような従来の受信システムでは、例えば、受信電力が低い場合にはＲＦ−ＡＧアンプのゲインを最大ゲインに固定してＩＦ−ＡＧＣアンプのゲインを制御し、受信電力が大きい場合はＩＦ−ＡＧＣアンプのゲインを最小ゲインに固定してＲＦ−ＡＧＣアンプのゲインを制御することによって受信信号レベルを最適値に調整していた。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１６２６３０号公報
【特許文献２】
特開２００２−３４４３４５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、携帯機器や移動中の受信状態では様々な環境が想定され、アンテナ直下の受信からビル陰などの受信状態まで想定される。このような様々な状況で安定した受信を実現するためには、高周波回路でのゲイン調整は数１０ｄＢ〜１００ｄＢ近傍まで要求される。このため、上記従来の受信システムでは、ＲＦ−ＡＧＣアンプやＩＦ−ＡＧＣアンプが複数段のアンプまたはアッテネータの構成となり、部品点数が増大し、消費電力が増加するという課題があった。また、妨害波が存在する場合、高周波回路で除去するという課題があった。
【０００６】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、受信信号レベルを最適値に調整でき、かつ高周波回路のゲイン調整アンプまたはアッテネータを削減できる受信システムを提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の受信システムは、
整合回路によって周波数同調が調整可能なアンテナと、
上記アンテナで受信された高周波信号を増幅および周波数変換する高周波回路と、
上記高周波回路から出力されたアナログ受信信号をデジタル信号に変換し、信号処理するデジタル処理部と、
同調制御信号を上記整合回路に供給して上記アンテナの周波数同調を制御する同調制御部と
を備えた受信システムにおいて、
上記高周波回路は、前記高周波信号のゲインを調整する手段と、前記高周波信号をＩＦ信号に変換する手段と、前記ＩＦ信号のゲインを調整する手段とを有し、
上記デジタル信号処理部は、該デジタル信号処理部でデジタル信号に変換された受信信号の電力または振幅情報をアンテナのゲイン制御信号、高周波信号のゲイン制御信号、及びＩＦ信号のゲイン制御信号を生成する手段をさらに有し、
上記高周波信号のゲインを調整する手段は、上記高周波信号のゲイン制御信号に基づいてゲインの調整を行い、上記ＩＦ信号のゲインを調整する手段は、上記ＩＦ信号のゲイン制御信号に基づいてゲインの調整を行い、
上記アンテナのゲイン制御信号を上記同調制御信号に加算し、加算結果を上記整合回路に供給することにより、上記アンテナの周波数同調を調整し、
受信信号の電力又は振幅が第１の領域にあるときと、上記第１の領域よりも小さい第２の領域にあるときとで、上記アンテナの制御、上記高周波信号のゲインの制御、及び上記ＩＦ信号のゲインの制御を切り換え、
受信信号の電力又は振幅が上記第１の領域にあるときは、
上記高周波信号のゲインを調整する手段のゲイン及び上記ＩＦ信号のゲインを調整する手段のゲインを最低ゲインに制御し、
アンテナの出力を受信信号の電力又は振幅に応じて可変とし、アンテナのゲインを調整する
ことを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下に説明する本発明の実施の形態１では、デジタル信号に変換された受信信号の電力または振幅情報をもとにアンテナゲイン制御信号を生成し、このアンテナゲイン制御信号をアンテナの整合回路に供給される周波数同調制御信号に加算することにより、アンテナの同調周波数を上記ゲイン制御信号で制御してアンテナのゲインを調整する。
【０００９】
図１は本発明の実施の形態１の受信システムを示すブロック図である。この実施の形態１の受信システムは、アンテナ本体（アンテナ放射素子）１と、整合回路２と、高周波回路３と、デジタル信号処理部５と、ＣＰＵ６と、ＤＡコンバータ６１と、加算器６５とを備えている。
【００１０】
図１において、アンテナ本体１は、ポールアンテナ、ヘリカルアンテナ、イヤホーンアンテナなどである。また、整合回路２は、可変容量ダイオード２２と、抵抗２３と、コンデンサ２４とを有し、アンテナ本体１とともにアンテナを構成しており、可変容量ダイオード２２に印加される直流電圧によって周波数同調の調整が可能であり、アンテナ本体１と受信ブロック（高周波回路３およびデジタル信号処理部５）とを整合させる。
【００１１】
高周波回路３は、ＲＦ（Radio Frequency）アンプ３１と、ＲＦ−ＡＧＣアンプまたはアッテネータ（以下ＲＦ−ＡＧＣアンプとする）３２と、広帯域バンドバスフィルタ３３と、ＲＦ周波数変換機３４、ＩＦ（中間周波数）アンプ３５と、ＳＡＷフィルタ３６と、ＩＦ−ＡＧＣアンプ３７と、ＩＦ周波数変換機３８と、ローパスフィルタ３９とを有する。
【００１２】
この高周波回路３は、アンテナで受信された高周波信号を増幅および周波数変換する。ＲＦ−ＡＧＣアンプ３２は、アンテナで受信されてＲＦアンプ３１で増幅されたＲＦ信号（高周波信号ＲＦ信号）のゲインを調整する。
【００１３】
ＲＦ周波数変換機３４は、ミキサ、ＶＣＯ、ＰＬＬを含み、ＲＦ−ＡＧＣアンプ３２でゲイン調整されて広帯域バンドバスフィルタ３３を通過してきたＲＦ信号を広帯域のＩＦ信号に変換する。ＳＡＷフィルタ３６は、ＩＦアンプ３５で増幅された広帯域のＩＦ信号の帯域を受信チャンネルの帯域に制限する。ＩＦ−ＡＧＣアンプ３７は、ＳＡＷフィルタ３６を通過してきたＩＦ信号のゲインを調整する。ＩＦ周波数変換機３８は、ＩＦ−ＡＧＣアンプ３７でゲイン調整されたＩＦ信号をローカル周波数の信号に変換する。
【００１４】
デジタル信号処理部５は、ＡＤコンバータ５１と、デジタル復調処理部５２と、ＡＧＣ検出回路６３と、ＤＡコンバータ５４とを有する。このデジタル信号処理部５は、高周波回路３からローカル周波数に変換されて出力されたアナログ受信信号をデジタル信号に変換し、復調処理をする。
【００１５】
ＡＧＣ検出回路６３は、ＡＤコンバータ５１でデジタル信号に変換された受信信号の電力または振幅を検出するとともにその電力または振幅情報からゲイン制御誤差を検出し、そのゲイン制御誤差が０になるように、上記電力または振幅情報をもとに、ＲＦ−ＡＧＣ制御信号およびＩＦ−ＡＧＣ制御信号ならびにアンテナゲイン制御信号を生成する。
【００１６】
ＤＡコンバータ５４は、上記ＲＦ−ＡＧＣ制御信号、ＩＦ−ＡＧＣ制御信号、アンテナゲイン制御信号をそれぞれアナログ信号に変換し、アナログ変換したＲＦ−ＡＧＣ制御信号をＲＦ−ＧＡＣアンプ３２に、アナログ変換したＩＦ−ＡＧＣ制御信号をＩＦ−ＡＧＣアンプ３７に、アナログ信号（アナログ電圧）に変換したアンテナゲイン制御信号を加算器６５に、それぞれ供給する。
【００１７】
ＣＰＵ６は、アンテナの周波数同調を制御する周波数同調制御信号を生成し、ＤＡコンバータ６１に出力する。ＤＡコンバータ６１は、上記周波数同調制御信号をアナログ信号（アナログ電圧）に変換し、加算器６５に供給する。
【００１８】
加算器６５は、ＣＰＵ６からＤＡコンバータ６１を介して入力された周波数同調信号と、ＡＧＣ検出回路６３からＤＡコンバータ５４を介して入力されたアンテナゲイン制御信号とを加算し、この合成制御信号をアンテナの整合回路２に供給する。
【００１９】
図２はＡＧＣ検出回路６３が検出した受信電力に対するＩＦ−ＡＧＣ制御出力特性（ＩＦ−ＡＧＣアンプ３７のゲイン制御特性）およびＲＦ−ＡＧＣ制御出力特性（ＲＦ−ＡＧＣアンプ３２のゲイン制御特性）ならびにアンテナ制御出力特性（アンテナのゲイン制御特性）を示す図である。また、図３はアンテナの同調周波数特性およびゲイン制御範囲を示す図である。また、図４は可変量ダイオード２２の印加電圧に対するアンテナの同調周波数特性を示す図である。
【００２０】
次に、実施の形態１の受信システムの動作について説明する。１オクターブ以上の周波数範囲の受信が要求されるデジタルテレビ放送などの受信においては、全受信帯域でフラットなゲイン特性の小型のアンテナをアンテナ本体１のみで実現することが困難である。このため、アンテナに整合回路２を設け、可変容量ダイオード２２に直流電圧を印加して、アンテナの周波数同調を調整している。
【００２１】
アンテナ本体１と整合回路２で構成されるアンテナは、加算器６５から可変容量ダイオード２２に印加される直流電圧によって、図４のように同調周波数を調整可能である。ＣＰＵ６は、希望する受信チャンネル（受信周波数）で図３のようにゲインが最大となる周波数同調制御信号の直流電圧値をあらかじめ記憶しており、その周波数同調制御信号をＤＡコンバータ６１を介して加算器６１に出力する。
【００２２】
ここで、ＡＧＣ検出回路６３からＤＡコンバータ５４を介して加算器６１に入力されるアンテナゲイン制御信号によってアンテナのゲイン調整がなされなければ、上記周波数同調制御信号の直流電圧が整合回路２の可変容量ダイオード２２に供給され、アンテナにおいてその受信チャンネルの最大ゲインで受信された信号が、高周波回路３に入力される。
【００２３】
アンテナから出力されて高周波回路３に入力されたＲＦ信号は、低ＮＦのＲＦアンプ３１で増幅され、ＲＦ−ＡＧＣアンプ３２でゲイン調整され、広帯域フィルタ３３に供給される。広帯域フィルタ３３は、ＲＦ周波数変換機３４に入力されるＲＦ信号の帯域を制限するものあり、希望受信チャネルの帯域よりも充分に広い帯域を通過させる。広帯域フィルタ３３を通過したＲＦ信号は、ＲＦ周波数変換機３４で広帯域のＩＦ信号に周波数変換され、ＩＦアンプ３５で増幅され、ＳＡＷフィルタ３６に供給される。なお、ＲＦ周波数変換機３４はデジタル信号で受信周波数が設定される。ＳＡＷフィルタ３６は、広帯域のＩＦ信号を希望受信チャンネルの帯域のＩＦ信号に帯域制限するものである。ＳＡＷフィルタ３６を通過したＩＦ信号は、ＩＦ−ＡＧＣアンプ３７でゲイン調整され、周波数変換機３８でデジタル信号処理部５の都合に応じたに周波数変換される。このローカル周波数の受信信号は、ローパスフィルタ３９を通過して、デジタル信号処理５に出力される。
【００２４】
デジタル信号処理５に入力されたローカル周波数のアナログ受信信号は、ＡＤ変換機５１でアナログ信号からデジタル信号に変換され、復調処理５２で復調される。
【００２５】
また、デジタル信号処理５では、アンテナのゲインならびに高周波回路３のＲＦ−ＡＧＣアンプ３２およびＩＦ−ＡＧＣアンプ３７のゲインを調整して受信電力の強弱および受信信号の歪を発生させないために、ＡＧＣ検出回路６３で受信信号の電力または振幅を検出し、その電力または振幅情報をもとに、ＲＦ−ＡＧＣ制御信号およびＩＦ−ＡＧＣ制御信号ならびにアンテナゲイン制御信号を生成する。
【００２６】
ＲＦ−ＡＧＣ制御信号はＤＡコンバータ５４でアナログ信号に変換されてＲＦ−ＡＧＣアンプ３２に供給され、ＩＦ−ＡＧＣ制御信号はＤＡコンバータ５４でアナログ信号に変換されてＩＦ−ＡＧＣアンプ３７に供給され、アンテナゲイン制御信号は、ＤＡコンバータ５４でアナログ電圧に変換され、加算器６５でＣＰＵ６からの周波数同調制御信号に加算されて、アンテナの整合回路２に供給される。
【００２７】
上記ＲＦ−ＡＧＣ制御信号（図２のＲＦ−ＡＧＣ制御出力）によってＲＦ−ＡＧＣアンプ３２のゲインが制御され、上記ＩＦ−ＡＧＣ制御信号（図２のＩＦ−ＡＧＣ制御出力）によってＩＦ−ＡＧＣアンプ３７のゲインが制御され、上記アンテナゲイン制御信号（アンテナゲイン制御信号と周波数同調制御信号の合成制御信号）（図２のアンテナ制御出力）によってアンテナのゲインが制御される。
【００２８】
受信電力が小さい領域（図２のＩＦ−ＡＧＣ領域）では、アンテナのゲイン制御出力とＲＦ−ＡＧＣ制御出力を固定し、ＩＦ−ＡＧＣ制御出力のみを受信電力に応じて可変にして、ＩＦ−ＡＧＣアンプ３７のゲインのみを調整する。このＩＦ−ＡＧＣ領域では、上記ＲＦ−ＡＧＣ制御出力はＲＦ−ＡＧＣアンプ３２の最大ゲインに制御および固定され、上記固定のアンテナ制御出力は、受信周波数が図３の周波数同調特性のセンターと一致するアンテナの最大ゲインに制御および固定される。
【００２９】
次に、ある程度の受信電力が確保できる領域（図２のＲＦ−ＡＧＣ領域）では、アンテナ制御出力は上記最大ゲインの制御および固定され、ＩＦ−ＡＧＣ制御出力はＩＦ−ＡＧＣアンプ３７の最低ゲインに固定され、ＲＦ−ＡＧＣ制御出力のみを受信電力に応じて可変にして、ＲＦ−ＡＧＣアンプ３２のゲインのみを調整する。
【００３０】
次に、さらに受信電力が大きい領域（図２のアンテナ制御領域）では、ＩＦ−ＡＧＣ制御出力およびＲＦ−ＡＧＣ制御出力はそれぞれＲＦ−ＡＧＣアンプ３２およびＩＦ−ＡＧＣアンプ３７の最低ゲインに制御および固定され、アンテナ制御出力のみを受信電力に応じて可変にして、アンテナのゲインのみを調整する。
【００３１】
上記アンテナ制御出力は、ＤＡコンバータ６４でアナログ電圧に変換され、加算器６５でＣＰＵ６からの周波数同調信号と加算され、アンテナの整合回路２に供給される。ＩＦ−ＡＧＣアンプ３２によってゲインを調整するＩＦ−ＡＧＣ領域およびＲＦ−ＡＧＣアンプ３７によってゲインを調整するＲＦ−ＡＧＣ領域では、アンテナのゲインが最大ゲインになる（図３の周波数同調特性のセンターが受信周波数に一致する）直流電圧をアンテナの整合回路２に供給するが、アンテナによってゲインを調整するアンテナ制御領域では、アンテナのゲインが最大ゲインになる上記直流電圧からずれた直流電圧をアンテナの整合回路２に供給する。これによって、図３の周波数同調特性のセンターが受信周波数からずれて、図３のアンテナ出力電力が減少するので、アンテナのゲインを制御できる。
【００３２】
以上のように実施の形態１によれば、デジタル信号に変換された受信信号の電力または振幅情報をもとに生成したアンテナゲイン制御信号を周波数同調制御信号に加算することにより、アンテナの同調周波数を上記アンテナゲイン制御信号で制御してアンテナのゲインを調整でき、アンテナにアッテネータの役目をさせることができるので、従来複数段で構成していた高周波回路のゲイン調整アンプまたはアッテネータの段数を削減することができる。
【００３３】
アンテナの種類によって制御できるゲインは異なるが、例えば１０ｄＢ以上のゲインを確保できる場合には、高周波回路のゲイン調整アンプまたはアッテネータのゲイン制御範囲を狭めることができ、これによって上記ゲイン調整アンプまたはアッテネータを削減することができる。
【００３４】
なお、上記実施の形態１のゲイン制御特性は、図２に示すように受信電力によってアンテナのゲイン制御、ＲＦのゲイン制御、ＩＦのゲイン制御を切り換えるものであったが、例えばアンテナのゲインを平均的な受信電力により時間的に緩やかに制御し、ＲＦ−ＡＧＣアンプのゲインを高速に制御する構成としても、ＲＦ−ＡＧＣアンプのゲイン制御範囲を抑制できるので同様の効果が得られる。
【００３５】
実施の形態２．
以下に説明する本発明の実施の形態２では、高周波回路３において広帯域ＩＦ信号に変換されたアナログ受信信号から検出した電力または振幅情報をもとにアンテナゲイン制御信号を生成し、このアンテナゲイン制御信号をアンテナの整合回路に供給される周波数同調制御信号に加算することにより、アンテナの同調周波数を上記ゲイン制御信号で制御してアンテナのゲインを調整する。
【００３６】
図５は本発明の実施の形態２の受信システムを示すブロック図であり、図１のものと同様または相当するものには同じ符号を付してある。この実施の形態２の受信システムは、アンテナ本体（アンテナ放射素子）１と、整合回路２と、高周波回路３と、デジタル信号処理部５と、ＣＰＵ６と、加算器６５と、帯域内電力検出器６６と、コンパレータ６７とを備えている。
【００３７】
図５において、帯域内電力検出器６６は、ＲＦ周波数変換機３４の出力である広帯域のＩＦ信号検波、積分することにより、上記広帯域のＩＦ信号の電力または振幅を検出し、その検出信号（検出値に応じた電圧）をコンパレータ６７に出力する。
【００３８】
コンパレータ６７は、帯域内電力検出器６５からの検出信号を基準値と比較し、その比較結果に応じて、アナログ信号のＲＦ−ＡＧＣ制御信号およびアンテナゲイン制御信号を生成し、上記ＲＦ−ＡＧＣ制御信号をＲＦ−ＡＧＣ３２に、
上記アンテナゲイン制御信号を加算器６５に、それぞれ供給する。
【００３９】
なお、この実施の形態２では、デジタル信号処理部５のＡＧＣ検出回路６３は、ＩＦ−ＡＧＣ制御信号のみを生成する。
【００４０】
図６はコンパレータ６７の入力電圧（帯域内電力検出器６５から出力された検出信号）に対するＲＦ−ＡＧＣ制御出力特性（ＲＦ−ＡＧＣアンプ３２のゲイン制御特性）およびアンテナ制御出力特性（アンテナのゲイン制御特性）を示す図である。
【００４１】
次に、実施の形態２の受信システムの動作について説明する。なお、上記実施の形態１と同様の動作についてはその説明を省略する。
【００４２】
ＲＦ周波数変換機３４のＩＦ信号出力は、希望する受信チャンネルの帯域よりも広帯域のＩＦ信号であって、希望する受信チャンネルの周辺帯域の情報も含んでおり、伝送路全体のレベルを把握するのに適しており、移動受信の時に比較的よく用いられる電力または振幅の検出ポイントである。この広帯域のＩＦ信号の電力または振幅を帯域内電力検出器６６で検出することにより、希望する受信チャンネル周辺の受信電力を検出できる。
【００４３】
この帯域内電力検出器６６で検出した電力または振幅に応じた検出電圧をコンパレ−タ６７に入力し、コンパレータ６７でアナログ信号のＲＦ−ＡＧＣ制御信号およびアンテナゲイン制御信号を生成する。
【００４４】
図６に示すように、コンパレータ６７の入力電圧がコンパレータ６７にあらかじめ設定されている基準値よりも小さい領域（ＲＦ−ＡＧＣ領域）では、アンテナ制御出力を固定し、ＲＦ−ＡＧＣ制御出力によってＲＦ−ＡＧＣアンプ３２のゲインを制御して、ゲインを安定化する。また、コンパレータ６７の入力電圧が上記基準値よりも大きい領域（アンテナ制御領域）では、ＲＦ−ＡＧＣ制御出力を固定し、アンテナ制御出力によってアンテナのゲインを制御する。アンテナ制御出力は、加算器６５でＣＰＵ６からの周波数同調制御信号と加算され、この合成制御信号によって周波数同調とゲインを同時に制御する。
【００４５】
以上のように実施の形態２によれば、高周波回路３において広帯域のＩＦ信号に変換されたアナログ受信信号から検出した電力または振幅情報をもとに生成したアンテナゲイン制御信号を周波数同調制御信号に加算し、上記アンテナゲイン制御信号によってアンテナの同調周波数を可変可能とすることにより、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
さらに、広帯域のＩＦ信号で受信信号の電力または振幅情報を検出する構成により、ゲイン制御ループ内の遅延を少なくすることができるので、アンテナゲインの高速な制御が可能となり、移動時の受信性能を改善することができる。
【００４７】
実施の形態３．
以下に説明する本発明の実施の形態３では、デジタル信号に変換された受信信号の電力または振幅情報をもとにアンテナゲイン制御信号を生成し、このアンテナゲイン制御信号をデジタル信号処理部において周波数同調制御信号に加算し、このデジタル信号の合成制御信号をアナログ信号に変換してアンテナの整合回路に供給することにより、アンテナのゲインを制御する。
【００４８】
図７は本発明の実施の形態２の受信システムを示すブロック図であり、図１のものと同様または相当するものには同じ符号を付してある。この実施の形態３の受信システムは、アンテナ本体（アンテナ放射素子）１と、整合回路２と、高周波回路３と、デジタル信号処理部５と、ＣＰＵ６とを備えている。
【００４９】
図７において、デジタル信号処理部５は、ＡＤコンバータ５１と、デジタル復調処理部５２と、ＡＧＣ検出回路６３と、ＤＡコンバータ５４と、レジスタ６８と、制御信号可変ブロック６９と、加算器７０とを有する。
【００５０】
レジスタ６８には、ＣＰＵ６によって周波数同調制御信号のデジタル電圧値が設定される。制御信号可変ブロック６９は、ＡＧＣ検出回路６３で生成されたアンテナゲイン制御信号に定数を乗算してアンテナゲイン制御信号の大きさを可変する。加算器７０は、レジスタ６８に設定された周波数同調制御信号のデジタル値と制御信号可変ブロック６９から出力されたアンテナゲイン制御信号を加算する。
【００５１】
図８はＡＧＣ検出回路６３が検出した受信電力に対するＩＦ−ＡＧＣ制御出力特性（ＩＦ−ＡＧＣアンプ３７のゲイン制御特性）およびＲＦ−ＡＧＣ制御出力特性（ＲＦ−ＡＧＣアンプ３２のゲイン制御特性）ならびにアンテナ制御出力特性（アンテナのゲイン制御特性）を示す図である。
【００５２】
次に、実施の形態３の受信システムの動作について説明する。デジタル処理部５のＡＧＣ検出回路６３でアンテナ，ＲＦ−ＡＧＣ制御信号およびＩＦ−ＡＧＣ制御信号ならびにアンテナゲイン制御信号を生成するまでの動作は、上記実施の形態１と同様であり、その説明を省略する。
【００５３】
ＣＰＵ６は、希望する受信周波数に応じてアンテナゲインが最適になる周波数同調制御信号のデジタル値をレジスタ６８に設定する。
【００５４】
ＡＧＣ検出回路６３で生成されたアンテナゲイン制御信号は、制御信号可変処理ブロック６９で固定の定数またはＣＰＵ６によって設定された定数またはレジスタ６８の設定値に連動した定数を乗算されて受信電力に対する傾きが可変され、加算器７０でレジスタ６８に設定された周波数同調制御信号のデジタル値と加算される。
【００５５】
加算器７０から出力された周波数同調制御信号とアンテナゲイン制御信号の合成制御信号は、ＤＡコンバータ５４でアナログ信号に変換され、アンテナの整合回路２に供給される。
【００５６】
アンテナの整合回路２は、上記合成制御信号によって制御される。図８に示すように、受信電力が大きいアンテナ制御領域では、ＲＦ−ＡＧＣ制御出力およびＩＦ−ＡＧＣ制御出力は固定され、アンテナ制御出力のみによってアンテナのゲインのみが調整される。
【００５７】
ＩＦ−ＡＧＣ領域およびＲＦ−ＡＧＣ領域において固定されたアンテナ制御出力であってアンテナ制御領域においての制御開始のアンテナ制御出力（アンテナのゲインを最大ゲインにするアンテナ制御出力）は、受信チャネルに応じてＣＰＵ６がレジスタ６８に設定する周波数同調制御信号のデジタル値によって決定され、アンテナ制御領域においてのアンテナ制御出力は、制御信号可変処理ブロック６９によってその傾きが可変制御される。
【００５８】
以上のように実施の形態３によれば、デジタル信号処理部５において周波数同調制御信号とアンテナゲイン制御信号を加算することにより、アナログ回路を増加させずに、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができるとともに、希望する受信周波数ごとに最適な制御をすることができる。
【００５９】
実施の形態４．
以下に説明する本発明の実施の形態４では、デジタル信号に変換された受信信号の電力または振幅情報をもとにアンテナゲイン制御信号を生成し、このアンテナゲイン制御信号を同調制御部のＣＰＵにおいて周波数同調制御信号に加算し、このデジタル信号の合成制御信号をアナログ信号に変換してアンテナの整合回路に供給することにより、アンテナのゲインを制御する。
【００６０】
図９は実施の形態４の受信システムを示すブロック図であり、図７のものと同様または相当するものには同じ符号を付してある。この実施の形態４の受信システムは、図７の上記実施の形態３の受信システムにおいて、デジタル信号処理部５にレジスタ６８、ブロック６９、および加算器７０を設けずに、ＣＰＵ６によってＡＧＣ検出回路６３を監視し、ＣＰＵ６からの制御信号のみをアンテナの整合回路２に供給するものである。
【００６１】
次に、実施の形態４の受信システムの動作について説明する。なお、上記実施の形態３と同様の動作についてはその説明を省略する。
【００６２】
ＣＰＵ６は、ＡＧＣ検出回路６３で検出される受信信号の電力または振幅情報を定期的に監視する。これは、図８の受信電力を監視していることを示す。
【００６３】
ＣＰＵ６は、監視している受信電力がある所定の閾値未満のときには、周波数同調制御信号をアンテナの整合回路２に供給している。
そして、監視している受信電力が上記閾値以上になると、それまでアンテナの整合回路２に供給していた周波数同調制御信号に、アンテナゲイン制御信号を内部演算で加算し、この周波数同調制御信号とアンテナゲイン制御信号の合成制御信号をアンテナの整合回路２に供給し、アンテナのゲインを調整する。
【００６４】
以上のように実施の形態４によれば、同調制御部のＣＰＵにおいて周波数同調制御信号とアンテナゲイン制御信号を加算することにより、アナログ回路を増加させずに、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができるとともに、希望する受信周波数ごとに最適な制御をすることができる。
【００６５】
また、高速な応答性能は実現できないが、アンテナのゲインを広い受信電力範囲で平均的に制御することができるので、ＲＦ−ＡＧＣアンプ３２のゲインを制御する受信電力範囲を狭くすることができる。
【００６６】
実施の形態５．
以下に説明する本発明の実施の形態５では、デジタル信号に変換された受信信号の電力または振幅情報をもとにアンテナゲイン制御信号を生成し、このアンテナゲイン制御信号を受信周波数に応じて線形処理または非線形処理を施して、周波数同調制御信号に加算し、この合成制御信号をアンテナの整合回路に供給することにより、アンテナのゲインを制御する。
【００６７】
図１０は本発明の実施の形態５の受信システムを示すブロック図であり、図７のものと同様または相当するものには同じ符号を付してある。この実施の形態５の受信システムにおいて、デジタル信号処理部５は、ＡＤコンバータ５１と、デジタル復調処理部５２と、ＡＧＣ検出回路６３と、ＤＡコンバータ５４と、レジスタ６８と、制御信号生成ブロック７１と、加算器７０とを有する。
【００６８】
図１１は制御信号生成ブロック７１の構成例を示すブロック図である。図１１において、制御信号生成ブロック７１は、極性反転制御回路７２と、乗算器７３と、加算器７４と、非線形ＲＯＭ７５と、スイッチ７６と、レジスタ７７とを有する。
【００６９】
極性反転制御回路７２は、入力信号（ＡＧＣ検出回路６３からのアンテナゲイン制御信号）の極性を反転させまたはそのまま乗算器７３に出力する。乗算器７３は、極性反転制御回路７２からのアンテナゲイン制御信号の定数を乗算して、その傾きを変える。加算器７４は、乗算器７３からのアンテナ制御信号にオフセットを加算して、スイッチ７６に出力する。非線形ＲＯＭ７５は入力信号（ＡＧＣ検出回路６３からのアンテナゲイン制御信号）に非線形の処理を施して、スイッチ７６に出力する。
【００７０】
図１２は制御信号生成ブロック７１の入出力特性を示す図である。また、図１３はアンテナの同調周波数特性およびゲイン制御範囲を示す図である。
【００７１】
次に、実施の形態５の受信システムの動作について説明する。なお、上記実施の形態３と同様の動作についてはその説明を省略する。
【００７２】
ＡＧＣ検出回路６３で生成されたアンテナゲイン制御信号は、制御信号生成ブロック７１に入力される。制御信号生成ブロック７１のレジスタ７７には、ＣＰＵ６によって希望の受信周波数に応じたデジタル値（入力極性を反転させるか否かのフラグ、乗算定数、加算オフセット、スイッチ制御フラグ）が設定される。
【００７３】
極性反転制御回路７２では、レジスタ７７の設定値に従って、入力されたアンテナゲイン制御信号の極性を反転してまたはそのまま出力する。また、乗算器７２では、レジスタ７７の設定値に従って、極性反転制御回路７２からのアンテナゲイン制御信号に定数を乗算し、その傾きを変えることができる。また、加算器７４では、レジスタ７７の設定値に従って、乗算器７２からのアンテナゲイン制御信号にオフセットを加算することができる。これらの処理により、ＡＧＣ検出回路６３から入力されたアンテナゲイン制御信号に様々な線形処理を施すことができる。
【００７４】
また、非線形ＲＯＭ７５を使用することにより、ＡＧＣ検出回路６３から入力されたアンテナゲイン制御信号に非線形処理を施し、非線形のカーブを有するアンテナゲイン制御信号を生成することができる。
【００７５】
線形処理されたアンテナゲイン制御信号と非線形処理されたアンテナゲイン制御信号のいずれかが、スイッチ７６によってレジスタ７７の設定値に従って選択されて、加算器７０に出力される。
【００７６】
この制御信号生成ブロック７１から出力されたアンテナゲイン制御信号は、加算器７０で、ＣＰＵ６によってレジスタ６８に設定された周波数同調制御信号のデジタル値と加算され、この合成制御信号がアンテナの整合回路２に供給される。
【００７７】
このようにアンテナの整合回路２に供給される合成制御信号の具体的な例を、図１２および図１３を用いて説明する。例えば、制御生成ブロック７１で線形処理を施された場合、図１２に示すＡラインまたはＣラインのような制御特性となる。また、制御生成ブロック７１で非線形の処理を施された場合、図１２に示すＢラインのような制御特性となる。なお、ＢラインはＡラインに非線形の処理を施したものと考えることができるが、Ｃラインに非線形の処理を施すことも可能である。
【００７８】
図１２のＣラインのような特性が必要な例として、例えば図１３のような場合がある。図１３に示すように、希望する受信周波数よりも高い隣接周波数に強大な妨害または異なる信号が存在する場合には、アンテナの整合回路２の周波数を高く制御してゲインを制御すると妨害を受けることになるが、低いほうに制御すればアンテナで妨害の入力を除去することができる。このような場合には図１２のＣラインのような制御特性で制御すれば、妨害を抑えつつアンテナのゲインを調整することが可能である。
【００７９】
以上のように実施の形態５によれば、アンテナゲイン制御信号に受信周波数に応じて線形処理または非線形処理を施すことにより、希望する受信周波数ごとに最適なアンテナゲイン制御特性を自由に設定することができ、受信性能の改善および受信妨害の排除ができる。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、受信信号レベルを最適値に調整でき、かつ高周波回路のゲイン調整アンプまたはアッテネータを削減できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の受信システムを示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１においての受信電力に対するＲＦ−ＡＧＣ制御出力特性およびＲＦ−ＡＧＣ制御出力特性ならびにアンテナ制御出力特性ゲイン制御出力特性を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１においてのアンテナの同調周波数特性およびゲイン制御範囲を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１においての可変量ダイオードの印加電圧に対するアンテナの同調周波数特性を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２の受信システムを示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態２においてのコンパレータの入力電圧に対するＲＦ−ＡＧＣ制御出力特性およびアンテナ制御出力特性を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態３の受信システムを示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態３においての受信電力に対するゲイン制御特性図である。
【図９】本発明の実施の形態４の受信システムを示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態５の受信システムを示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施の形態５においての制御信号生成ブロックの構成例を示すブロック図である。
【図１２】本発明の実施の形態５においての制御信号生成ブロックの入出力特性を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態５においてのアンテナの同調周波数特性およびゲイン制御範囲を示す図である。
【符号の説明】
１アンテナ本体、２整合回路、２２可変容量ダイオード、２３抵抗、２４コンデンサ、３高周波回路、３１ＲＦアンプ、３２ＲＦ−ＡＧＣアンプ、３３広帯域バンドパスフィルタ、３４ＲＦ周波数変換機、３５ＩＦアンプ、３６ＳＡＷフィルタ、３７ＩＦ−ＡＧＣアンプ、３８ＩＦ周波数変換機、３９ローパスフィルタ、５デジタル信号処理部、５１ＡＤコンバータ、５２デジタル復調処理部、５４ＤＡコンバータ、６ＣＰＵ、６１ＤＡコンバータ、６３ＡＧＣ検出回路、６５加算器、６６帯域内電力検出器、６７コンパレータ、６８レジスタ、６９制御信号可変ブロック、７０加算器、７１制御信号生成ブロック、７２極性反転制御回路、７３乗算器、７４加算器、７５非線形ＲＯＭ、７６スイッチ、７７レジスタ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a receiving system such as a portable receiver using an antenna or a terrestrial digital broadcast receiving system.
[0002]
[Prior art]
As a conventional reception system, an RF (Radio Frequency) -AGC amplifier and IF (intermediate frequency) in a high frequency circuit that amplifies and frequency converts a high frequency signal received by an antenna based on power or amplitude information of the received signal. There are some which control the gain of the AGC amplifier (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
[0003]
In such a conventional reception system, for example, when the reception power is low, the gain of the RF-AG amplifier is fixed to the maximum gain to control the gain of the IF-AGC amplifier, and when the reception power is large, the IF-AGC The received signal level is adjusted to the optimum value by controlling the gain of the RF-AGC amplifier while fixing the gain of the amplifier to the minimum gain.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-9-162630
[Patent Document 2]
JP 2002-344345 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, various environments are assumed in the mobile device and the reception state during movement, from reception right under the antenna to the reception state such as behind the building. In order to realize stable reception in such various situations, gain adjustment in the high frequency circuit is required to be in the vicinity of several tens dB to 100 dB. For this reason, in the conventional reception system, the RF-AGC amplifier and the IF-AGC amplifier have a configuration of a multi-stage amplifier or attenuator, and there is a problem that the number of parts increases and power consumption increases. In addition, when an interference wave exists, there is a problem of removing it by a high frequency circuit.
[0006]
The present invention has been made to solve such a conventional problem, and provides a receiving system capable of adjusting a received signal level to an optimum value and reducing a gain adjusting amplifier or attenuator of a high frequency circuit. It is the purpose.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  The receiving system of the present invention includes:
  An antenna whose frequency tuning can be adjusted by a matching circuit;
  A high-frequency circuit for amplifying and frequency-converting a high-frequency signal received by the antenna;
  A digital processing unit that converts an analog reception signal output from the high-frequency circuit into a digital signal and performs signal processing;
  A tuning control unit for supplying a tuning control signal to the matching circuit to control frequency tuning of the antenna;
  In a receiving system comprising:
  The high-frequency circuit has means for adjusting the gain of the high-frequency signal, means for converting the high-frequency signal into an IF signal, and means for adjusting the gain of the IF signal,
  The digital signal processing unit generates power control or amplitude information of the reception signal converted into a digital signal by the digital signal processing unit, and generates a gain control signal for the antenna, a gain control signal for the high frequency signal, and a gain control signal for the IF signal. Further comprising means,
  The means for adjusting the gain of the high-frequency signal adjusts the gain based on the gain control signal of the high-frequency signal, and the means for adjusting the gain of the IF signalIFAdjust the gain based on the signal gain control signal,
  Adjust the frequency tuning of the antenna by adding the gain control signal of the antenna to the tuning control signal and supplying the addition result to the matching circuitAnd
Control of the antenna, control of the gain of the high-frequency signal, and IF when the power or amplitude of the received signal is in the first region and in the second region smaller than the first region Switch the signal gain control,
When the power or amplitude of the received signal is in the first region,
The gain of the means for adjusting the gain of the high-frequency signal and the gain of the means for adjusting the gain of the IF signal are controlled to the minimum gain,
Adjust antenna gain by changing antenna output according to received signal power or amplitudeDo
  It is characterized by this.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
In Embodiment 1 of the present invention described below, an antenna gain control signal is generated based on power or amplitude information of a received signal converted into a digital signal, and this antenna gain control signal is supplied to an antenna matching circuit. By adding to the frequency tuning control signal, the antenna tuning frequency is controlled by the gain control signal to adjust the antenna gain.
[0009]
FIG. 1 is a block diagram showing a receiving system according to Embodiment 1 of the present invention. The receiving system according to the first embodiment includes an antenna body (antenna radiating element) 1, a matching circuit 2, a high frequency circuit 3, a digital signal processing unit 5, a CPU 6, a DA converter 61, and an adder 65. I have.
[0010]
In FIG. 1, the antenna body 1 is a pole antenna, a helical antenna, an earphone antenna, or the like. The matching circuit 2 includes a variable capacitance diode 22, a resistor 23, and a capacitor 24. The matching circuit 2 forms an antenna together with the antenna body 1, and frequency tuning is adjusted by a DC voltage applied to the variable capacitance diode 22. The antenna body 1 and the receiving block (the high frequency circuit 3 and the digital signal processing unit 5) are matched.
[0011]
The high-frequency circuit 3 includes an RF (Radio Frequency) amplifier 31, an RF-AGC amplifier or attenuator (hereinafter referred to as an RF-AGC amplifier) 32, a broadband band-pass filter 33, an RF frequency converter 34, and an IF (intermediate frequency). An amplifier 35, a SAW filter 36, an IF-AGC amplifier 37, an IF frequency converter 38, and a low-pass filter 39 are included.
[0012]
The high frequency circuit 3 amplifies and frequency converts a high frequency signal received by the antenna. The RF-AGC amplifier 32 adjusts the gain of the RF signal (high frequency signal RF signal) received by the antenna and amplified by the RF amplifier 31.
[0013]
The RF frequency converter 34 includes a mixer, a VCO, and a PLL, and converts the RF signal that has been gain-adjusted by the RF-AGC amplifier 32 and passed through the wideband bandpass filter 33 into a wideband IF signal. The SAW filter 36 limits the band of the wideband IF signal amplified by the IF amplifier 35 to the band of the reception channel. The IF-AGC amplifier 37 adjusts the gain of the IF signal that has passed through the SAW filter 36. The IF frequency converter 38 converts the IF signal whose gain has been adjusted by the IF-AGC amplifier 37 into a signal having a local frequency.
[0014]
The digital signal processing unit 5 includes an AD converter 51, a digital demodulation processing unit 52, an AGC detection circuit 63, and a DA converter 54. The digital signal processing unit 5 converts the analog reception signal, which is converted from the high frequency circuit 3 into a local frequency and output, into a digital signal, and performs a demodulation process.
[0015]
The AGC detection circuit 63 detects the power or amplitude of the received signal converted into a digital signal by the AD converter 51 and detects a gain control error from the power or amplitude information, so that the gain control error becomes zero. Based on the power or amplitude information, an RF-AGC control signal, an IF-AGC control signal, and an antenna gain control signal are generated.
[0016]
The DA converter 54 converts the RF-AGC control signal, IF-AGC control signal, and antenna gain control signal into analog signals, and converts the analog-converted RF-AGC control signal into an RF-GAC amplifier 32. The AGC control signal is supplied to the IF-AGC amplifier 37, and the antenna gain control signal converted into an analog signal (analog voltage) is supplied to the adder 65, respectively.
[0017]
The CPU 6 generates a frequency tuning control signal for controlling the frequency tuning of the antenna and outputs it to the DA converter 61. The DA converter 61 converts the frequency tuning control signal into an analog signal (analog voltage) and supplies it to the adder 65.
[0018]
The adder 65 adds the frequency tuning signal input from the CPU 6 via the DA converter 61 and the antenna gain control signal input from the AGC detection circuit 63 via the DA converter 54, and adds this combined control signal to the antenna. The matching circuit 2 is supplied.
[0019]
FIG. 2 shows IF-AGC control output characteristics (gain control characteristics of the IF-AGC amplifier 37) and RF-AGC control output characteristics (gain control characteristics of the RF-AGC amplifier 32) and antenna with respect to the received power detected by the AGC detection circuit 63. It is a figure which shows a control output characteristic (gain control characteristic of an antenna). FIG. 3 is a diagram showing the tuning frequency characteristics and gain control range of the antenna. FIG. 4 is a diagram showing the tuning frequency characteristics of the antenna with respect to the voltage applied to the variable amount diode 22.
[0020]
Next, the operation of the receiving system according to the first embodiment will be described. In reception of digital television broadcasting or the like that requires reception in a frequency range of 1 octave or more, it is difficult to realize a small antenna having a flat gain characteristic in the entire reception band by using only the antenna body 1. For this reason, the matching circuit 2 is provided in the antenna, and a DC voltage is applied to the variable capacitance diode 22 to adjust the frequency tuning of the antenna.
[0021]
The antenna composed of the antenna body 1 and the matching circuit 2 can adjust the tuning frequency as shown in FIG. 4 by the DC voltage applied from the adder 65 to the variable capacitance diode 22. The CPU 6 stores in advance the DC voltage value of the frequency tuning control signal with the maximum gain as shown in FIG. 3 in the desired receiving channel (receiving frequency), and adds the frequency tuning control signal via the DA converter 61. To the device 61.
[0022]
Here, if the antenna gain is not adjusted by the antenna gain control signal input from the AGC detection circuit 63 to the adder 61 via the DA converter 54, the DC voltage of the frequency tuning control signal is the variable capacitance of the matching circuit 2. A signal supplied to the diode 22 and received by the antenna with the maximum gain of the reception channel is input to the high-frequency circuit 3.
[0023]
The RF signal output from the antenna and input to the high-frequency circuit 3 is amplified by the low NF RF amplifier 31, gain-adjusted by the RF-AGC amplifier 32, and supplied to the broadband filter 33. The wide band filter 33 limits the band of the RF signal input to the RF frequency converter 34 and allows a band sufficiently wider than the band of the desired reception channel to pass. The RF signal that has passed through the wideband filter 33 is frequency converted into a wideband IF signal by the RF frequency converter 34, amplified by the IF amplifier 35, and supplied to the SAW filter 36. In the RF frequency converter 34, the reception frequency is set by a digital signal. The SAW filter 36 limits the wideband IF signal to the IF signal of the desired reception channel band. The IF signal that has passed through the SAW filter 36 is gain-adjusted by an IF-AGC amplifier 37 and frequency-converted by a frequency converter 38 according to the convenience of the digital signal processing unit 5. The reception signal of the local frequency passes through the low pass filter 39 and is output to the digital signal processing 5.
[0024]
The local frequency analog reception signal input to the digital signal processing 5 is converted from an analog signal to a digital signal by the AD converter 51 and demodulated by the demodulation processing 52.
[0025]
Further, in the digital signal processing 5, the AGC detection is performed in order to adjust the gain of the antenna and the gains of the RF-AGC amplifier 32 and the IF-AGC amplifier 37 of the high-frequency circuit 3 so as not to generate received signal strength and received signal distortion. The circuit 63 detects the power or amplitude of the received signal, and generates an RF-AGC control signal, an IF-AGC control signal, and an antenna gain control signal based on the power or amplitude information.
[0026]
The RF-AGC control signal is converted to an analog signal by the DA converter 54 and supplied to the RF-AGC amplifier 32. The IF-AGC control signal is converted to an analog signal by the DA converter 54 and supplied to the IF-AGC amplifier 37. The antenna gain control signal is converted into an analog voltage by the DA converter 54, added to the frequency tuning control signal from the CPU 6 by the adder 65, and supplied to the antenna matching circuit 2.
[0027]
The gain of the RF-AGC amplifier 32 is controlled by the RF-AGC control signal (RF-AGC control output in FIG. 2), and the IF-AGC amplifier 37 is controlled by the IF-AGC control signal (IF-AGC control output in FIG. 2). The gain of the antenna is controlled by the antenna gain control signal (the combined control signal of the antenna gain control signal and the frequency tuning control signal) (antenna control output in FIG. 2).
[0028]
In the region where the received power is small (IF-AGC region in FIG. 2), the gain control output and the RF-AGC control output of the antenna are fixed, and only the IF-AGC control output is made variable according to the received power. Only the gain of the amplifier 37 is adjusted. In this IF-AGC region, the RF-AGC control output is controlled and fixed at the maximum gain of the RF-AGC amplifier 32, and the fixed antenna control output has a reception frequency that coincides with the center of the frequency tuning characteristic of FIG. Controlled and fixed to maximum antenna gain.
[0029]
Next, in a region where a certain amount of received power can be secured (RF-AGC region in FIG. 2), the antenna control output is controlled and fixed at the maximum gain, and the IF-AGC control output is set to the minimum gain of the IF-AGC amplifier 37. Only the gain of the RF-AGC amplifier 32 is adjusted by making only the RF-AGC control output variable according to the received power.
[0030]
Next, in a region where the received power is higher (antenna control region in FIG. 2), the IF-AGC control output and the RF-AGC control output are controlled and fixed at the minimum gains of the RF-AGC amplifier 32 and the IF-AGC amplifier 37, respectively. Only the antenna control output is made variable according to the received power, and only the antenna gain is adjusted.
[0031]
The antenna control output is converted to an analog voltage by the DA converter 64, added to the frequency tuning signal from the CPU 6 by the adder 65, and supplied to the antenna matching circuit 2. In the IF-AGC region in which the gain is adjusted by the IF-AGC amplifier 32 and the RF-AGC region in which the gain is adjusted by the RF-AGC amplifier 37, the antenna gain becomes the maximum gain (the center of the frequency tuning characteristic in FIG. DC voltage that matches the frequency is supplied to the matching circuit 2 of the antenna, but in the antenna control region in which the gain is adjusted by the antenna, a DC voltage that deviates from the DC voltage at which the antenna gain becomes the maximum gain is applied to the antenna matching circuit. 2 is supplied. As a result, the center of the frequency tuning characteristic in FIG. 3 deviates from the reception frequency and the antenna output power in FIG. 3 decreases, so that the antenna gain can be controlled.
[0032]
As described above, according to the first embodiment, the antenna gain control signal generated based on the power or amplitude information of the received signal converted into the digital signal is added to the frequency tuning control signal, thereby obtaining the tuning frequency of the antenna. The antenna gain can be adjusted by controlling the antenna gain control signal, and the antenna can serve as an attenuator. Therefore, the number of gain adjustment amplifiers or attenuators in a high-frequency circuit that has conventionally been configured in multiple stages can be reduced. be able to.
[0033]
The gain that can be controlled differs depending on the type of antenna, but for example, when a gain of 10 dB or more can be secured, the gain control range of the high-frequency circuit gain adjustment amplifier or attenuator can be narrowed, whereby the gain adjustment amplifier or attenuator can be reduced. Can be reduced.
[0034]
The gain control characteristic of the first embodiment is to switch the antenna gain control, the RF gain control, and the IF gain control according to the received power as shown in FIG. Even in a configuration in which the gain of the RF-AGC amplifier is controlled at a high speed by controlling the received power gradually in time, the same effect can be obtained because the gain control range of the RF-AGC amplifier can be suppressed.
[0035]
Embodiment 2. FIG.
In the second embodiment of the present invention described below, an antenna gain control signal is generated based on power or amplitude information detected from an analog received signal converted into a wideband IF signal in the high frequency circuit 3, and this antenna gain control is performed. By adding the signal to the frequency tuning control signal supplied to the antenna matching circuit, the antenna tuning frequency is controlled by the gain control signal to adjust the antenna gain.
[0036]
FIG. 5 is a block diagram showing a receiving system according to the second embodiment of the present invention, and the same or corresponding parts as those in FIG. The receiving system according to the second embodiment includes an antenna body (antenna radiating element) 1, a matching circuit 2, a high-frequency circuit 3, a digital signal processing unit 5, a CPU 6, an adder 65, and an in-band power detector. 66 and a comparator 67.
[0037]
In FIG. 5, an in-band power detector 66 detects the power or amplitude of the wideband IF signal by detecting and integrating the wideband IF signal that is the output of the RF frequency converter 34, and detects the detection signal (detection). Voltage corresponding to the value) is output to the comparator 67.
[0038]
The comparator 67 compares the detection signal from the in-band power detector 65 with a reference value, generates an analog RF-AGC control signal and an antenna gain control signal according to the comparison result, and performs the RF-AGC control. Signal to RF-AGC32,
The antenna gain control signals are supplied to adders 65, respectively.
[0039]
In the second embodiment, the AGC detection circuit 63 of the digital signal processing unit 5 generates only the IF-AGC control signal.
[0040]
FIG. 6 shows an RF-AGC control output characteristic (gain control characteristic of the RF-AGC amplifier 32) and an antenna control output characteristic (antenna gain control) with respect to the input voltage of the comparator 67 (detection signal output from the in-band power detector 65). FIG.
[0041]
Next, the operation of the receiving system according to the second embodiment will be described. Note that description of operations similar to those of the first embodiment is omitted.
[0042]
The IF signal output of the RF frequency converter 34 is an IF signal that is wider than the band of the desired reception channel, and includes information on the peripheral band of the desired reception channel, so that the level of the entire transmission path can be grasped. It is a detection point for power or amplitude that is suitable for mobile reception and is relatively frequently used during mobile reception. By detecting the power or amplitude of the wideband IF signal by the in-band power detector 66, the reception power around the desired reception channel can be detected.
[0043]
A detection voltage corresponding to the power or amplitude detected by the in-band power detector 66 is input to the comparator 67, and the comparator 67 generates an RF-AGC control signal and an antenna gain control signal as analog signals.
[0044]
As shown in FIG. 6, in a region where the input voltage of the comparator 67 is smaller than a reference value preset in the comparator 67 (RF-AGC region), the antenna control output is fixed, and the RF-AGC control output causes the RF− The gain of the AGC amplifier 32 is controlled to stabilize the gain. Further, in a region where the input voltage of the comparator 67 is larger than the reference value (antenna control region), the RF-AGC control output is fixed, and the antenna gain is controlled by the antenna control output. The antenna control output is added to the frequency tuning control signal from the CPU 6 by the adder 65, and the frequency tuning and the gain are simultaneously controlled by the combined control signal.
[0045]
As described above, according to the second embodiment, the antenna gain control signal generated based on the power or amplitude information detected from the analog received signal converted into the wideband IF signal in the high frequency circuit 3 is used as the frequency tuning control signal. By adding and making the tuning frequency of the antenna variable by the antenna gain control signal, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
[0046]
Furthermore, the configuration in which the power or amplitude information of the received signal is detected with a wideband IF signal can reduce the delay in the gain control loop, thereby enabling high-speed control of the antenna gain and improving the reception performance when moving. Can be improved.
[0047]
Embodiment 3 FIG.
In Embodiment 3 of the present invention described below, an antenna gain control signal is generated based on power or amplitude information of a received signal converted into a digital signal, and this antenna gain control signal is frequency-converted by a digital signal processing unit. The gain of the antenna is controlled by adding to the tuning control signal, converting the combined control signal of the digital signal into an analog signal, and supplying the analog signal to the matching circuit of the antenna.
[0048]
FIG. 7 is a block diagram showing a receiving system according to the second embodiment of the present invention, and the same or corresponding parts as those in FIG. The receiving system according to the third embodiment includes an antenna main body (antenna radiating element) 1, a matching circuit 2, a high frequency circuit 3, a digital signal processing unit 5, and a CPU 6.
[0049]
In FIG. 7, the digital signal processing unit 5 includes an AD converter 51, a digital demodulation processing unit 52, an AGC detection circuit 63, a DA converter 54, a register 68, a control signal variable block 69, and an adder 70. Have.
[0050]
The digital voltage value of the frequency tuning control signal is set in the register 68 by the CPU 6. The control signal variable block 69 varies the magnitude of the antenna gain control signal by multiplying the antenna gain control signal generated by the AGC detection circuit 63 by a constant. The adder 70 adds the digital value of the frequency tuning control signal set in the register 68 and the antenna gain control signal output from the control signal variable block 69.
[0051]
FIG. 8 shows IF-AGC control output characteristics (gain control characteristics of the IF-AGC amplifier 37) and RF-AGC control output characteristics (gain control characteristics of the RF-AGC amplifier 32) with respect to the received power detected by the AGC detection circuit 63, and the antenna. It is a figure which shows a control output characteristic (gain control characteristic of an antenna).
[0052]
Next, the operation of the receiving system according to the third embodiment will be described. The operations until the AGC detection circuit 63 of the digital processing unit 5 generates the antenna, the RF-AGC control signal, the IF-AGC control signal, and the antenna gain control signal are the same as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted. To do.
[0053]
The CPU 6 sets the digital value of the frequency tuning control signal that optimizes the antenna gain in the register 68 according to the desired reception frequency.
[0054]
The antenna gain control signal generated by the AGC detection circuit 63 is multiplied by a fixed constant in the control signal variable processing block 69, a constant set by the CPU 6 or a constant linked to the set value of the register 68, and has a slope with respect to the received power. It is varied and added to the digital value of the frequency tuning control signal set in the register 68 by the adder 70.
[0055]
The combined control signal of the frequency tuning control signal and the antenna gain control signal output from the adder 70 is converted into an analog signal by the DA converter 54 and supplied to the antenna matching circuit 2.
[0056]
The antenna matching circuit 2 is controlled by the synthesis control signal. As shown in FIG. 8, in the antenna control region where the received power is large, the RF-AGC control output and IF-AGC control output are fixed, and only the antenna gain is adjusted only by the antenna control output.
[0057]
The antenna control output that is fixed in the IF-AGC region and the RF-AGC region and starts control in the antenna control region (the antenna control output that maximizes the antenna gain) depends on the reception channel. The inclination of the antenna control output in the antenna control region is variably controlled by the control signal variable processing block 69, which is determined by the digital value of the frequency tuning control signal set in the register 68 by the CPU 6.
[0058]
As described above, according to the third embodiment, by adding the frequency tuning control signal and the antenna gain control signal in the digital signal processing unit 5, the same effect as in the first embodiment can be achieved without increasing the number of analog circuits. As well as optimal control for each desired reception frequency.
[0059]
Embodiment 4 FIG.
In Embodiment 4 of the present invention described below, an antenna gain control signal is generated based on the power or amplitude information of the received signal converted into a digital signal, and this antenna gain control signal is generated in the CPU of the tuning control unit. The gain of the antenna is controlled by adding to the frequency tuning control signal, converting the combined control signal of the digital signal into an analog signal, and supplying the analog signal to the matching circuit of the antenna.
[0060]
FIG. 9 is a block diagram showing a receiving system according to the fourth embodiment, and components similar or equivalent to those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals. The receiving system according to the fourth embodiment is the same as the receiving system according to the third embodiment shown in FIG. And only the control signal from the CPU 6 is supplied to the antenna matching circuit 2.
[0061]
Next, the operation of the receiving system according to the fourth embodiment will be described. Note that description of operations similar to those of the third embodiment is omitted.
[0062]
The CPU 6 periodically monitors the power or amplitude information of the received signal detected by the AGC detection circuit 63. This indicates that the received power in FIG. 8 is monitored.
[0063]
The CPU 6 supplies a frequency tuning control signal to the antenna matching circuit 2 when the received power being monitored is less than a predetermined threshold.
When the received power to be monitored is equal to or higher than the threshold, the antenna gain control signal is added to the frequency tuning control signal that has been supplied to the matching circuit 2 of the antenna until then by the internal calculation, and the frequency tuning control signal A combined control signal of the antenna gain control signal is supplied to the antenna matching circuit 2 to adjust the antenna gain.
[0064]
As described above, according to the fourth embodiment, by adding the frequency tuning control signal and the antenna gain control signal in the CPU of the tuning control unit, the same effect as the first embodiment can be achieved without increasing the number of analog circuits. As well as optimal control for each desired reception frequency.
[0065]
In addition, although high-speed response performance cannot be realized, the antenna gain can be controlled on the average over a wide reception power range, so that the reception power range for controlling the gain of the RF-AGC amplifier 32 can be narrowed.
[0066]
Embodiment 5 FIG.
In Embodiment 5 of the present invention described below, an antenna gain control signal is generated based on the power or amplitude information of the received signal converted into a digital signal, and this antenna gain control signal is linearly changed according to the received frequency. The gain of the antenna is controlled by performing processing or non-linear processing, adding it to the frequency tuning control signal, and supplying this combined control signal to the matching circuit of the antenna.
[0067]
FIG. 10 is a block diagram showing a receiving system according to the fifth embodiment of the present invention, and the same or corresponding parts as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals. In the receiving system of the fifth embodiment, the digital signal processing unit 5 includes an AD converter 51, a digital demodulation processing unit 52, an AGC detection circuit 63, a DA converter 54, a register 68, a control signal generation block 71, and the like. And an adder 70.
[0068]
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration example of the control signal generation block 71. In FIG. 11, the control signal generation block 71 includes a polarity inversion control circuit 72, a multiplier 73, an adder 74, a nonlinear ROM 75, a switch 76, and a register 77.
[0069]
The polarity inversion control circuit 72 inverts the polarity of the input signal (antenna gain control signal from the AGC detection circuit 63) or outputs it to the multiplier 73 as it is. The multiplier 73 multiplies the constant of the antenna gain control signal from the polarity inversion control circuit 72 and changes the slope thereof. The adder 74 adds an offset to the antenna control signal from the multiplier 73 and outputs the result to the switch 76. The non-linear ROM 75 performs non-linear processing on the input signal (antenna gain control signal from the AGC detection circuit 63) and outputs the result to the switch 76.
[0070]
FIG. 12 is a diagram showing input / output characteristics of the control signal generation block 71. FIG. 13 is a diagram showing the tuning frequency characteristics and gain control range of the antenna.
[0071]
Next, the operation of the receiving system according to the fifth embodiment will be described. Note that description of operations similar to those of the third embodiment is omitted.
[0072]
The antenna gain control signal generated by the AGC detection circuit 63 is input to the control signal generation block 71. In the register 77 of the control signal generation block 71, the CPU 6 sets digital values (a flag indicating whether or not to reverse the input polarity, a multiplication constant, an addition offset, and a switch control flag) corresponding to a desired reception frequency.
[0073]
The polarity inversion control circuit 72 inverts the polarity of the input antenna gain control signal according to the set value of the register 77 or outputs it as it is. Also, the multiplier 72 can multiply the antenna gain control signal from the polarity inversion control circuit 72 by a constant according to the set value of the register 77, and change the slope thereof. Further, the adder 74 can add an offset to the antenna gain control signal from the multiplier 72 according to the set value of the register 77. Through these processes, various linear processes can be performed on the antenna gain control signal input from the AGC detection circuit 63.
[0074]
Further, by using the nonlinear ROM 75, it is possible to perform nonlinear processing on the antenna gain control signal input from the AGC detection circuit 63 and generate an antenna gain control signal having a nonlinear curve.
[0075]
Either the linearly processed antenna gain control signal or the nonlinearly processed antenna gain control signal is selected by the switch 76 according to the set value of the register 77 and output to the adder 70.
[0076]
The antenna gain control signal output from the control signal generation block 71 is added by the adder 70 with the digital value of the frequency tuning control signal set in the register 68 by the CPU 6, and this combined control signal is used as the antenna matching circuit 2. To be supplied.
[0077]
A specific example of the combined control signal supplied to the antenna matching circuit 2 will be described with reference to FIGS. 12 and 13. For example, when the linear processing is performed in the control generation block 71, the control characteristics such as A line or C line shown in FIG. 12 are obtained. Further, when non-linear processing is performed in the control generation block 71, control characteristics such as the B line shown in FIG. 12 are obtained. The B line can be considered as a non-linear process applied to the A line, but it is also possible to apply a non-linear process to the C line.
[0078]
As an example in which a characteristic like the C line in FIG. 12 is necessary, there is a case as shown in FIG. 13, for example. As shown in FIG. 13, when there is a strong interference or a different signal at an adjacent frequency higher than the desired reception frequency, the frequency is controlled to be high by controlling the frequency of the matching circuit 2 of the antenna, and the interference is received. However, if it is controlled to be lower, the interference input can be removed by the antenna. In such a case, it is possible to adjust the gain of the antenna while suppressing interference by controlling with control characteristics such as the C line in FIG.
[0079]
As described above, according to the fifth embodiment, it is possible to freely set an optimum antenna gain control characteristic for each desired reception frequency by performing linear processing or nonlinear processing on the antenna gain control signal according to the reception frequency. It is possible to improve reception performance and eliminate reception interference.
[0080]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the received signal level can be adjusted to the optimum value, and the gain adjusting amplifier or attenuator of the high frequency circuit can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a receiving system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing RF-AGC control output characteristics, RF-AGC control output characteristics, and antenna control output characteristics gain control output characteristics with respect to received power in Embodiment 1 of the present invention;
FIG. 3 is a diagram showing a tuning frequency characteristic and a gain control range of an antenna in the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a tuning frequency characteristic of an antenna with respect to an applied voltage of a variable amount diode in the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a receiving system according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing RF-AGC control output characteristics and antenna control output characteristics with respect to an input voltage of a comparator in Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram showing a receiving system according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a gain control characteristic diagram with respect to received power in Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing a receiving system according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a block diagram showing a receiving system according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example of a control signal generation block in Embodiment 5 of the present invention.
FIG. 12 is a diagram showing input / output characteristics of a control signal generation block in Embodiment 5 of the present invention.
FIG. 13 is a diagram showing an antenna tuning frequency characteristic and a gain control range according to the fifth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Antenna main body, 2 Matching circuit, 22 Variable capacity diode, 23 Resistance, 24 Capacitor, 3 High frequency circuit, 31 RF amplifier, 32 RF-AGC amplifier, 33 Broadband band pass filter, 34 RF frequency converter, 35 IF amplifier, 36 SAW filter, 37 IF-AGC amplifier, 38 IF frequency converter, 39 low pass filter, 5 digital signal processing unit, 51 AD converter, 52 digital demodulation processing unit, 54 DA converter, 6 CPU, 61 DA converter, 63 AGC detection circuit, 65 adder, 66 in-band power detector, 67 comparator, 68 register, 69 control signal variable block, 70 adder, 71 control signal generation block, 72 polarity inversion control circuit, 73 multiplier, 74 adders, 75 nonlinear ROM, 76 switches, 77 registers.

Claims

An antenna whose frequency tuning can be adjusted by a matching circuit;
A high-frequency circuit for amplifying and frequency-converting a high-frequency signal received by the antenna;
A digital processing unit that converts an analog reception signal output from the high-frequency circuit into a digital signal and performs signal processing;
In a receiving system comprising: a tuning control unit that supplies a tuning control signal to the matching circuit to control frequency tuning of the antenna;
The high-frequency circuit has means for adjusting the gain of the high-frequency signal, means for converting the high-frequency signal into an IF signal, and means for adjusting the gain of the IF signal,
The digital signal processing unit includes an antenna gain control signal, a high-frequency signal gain control signal, and an IF signal gain control signal based on the power or amplitude information of the received signal converted into a digital signal by the digital signal processing unit. Further comprising means for generating
The means for adjusting the gain of the high frequency signal adjusts the gain based on the gain control signal of the high frequency signal, and the means for adjusting the gain of the IF signal is based on the gain control signal of the IF signal. Make adjustments
Adjusting the frequency tuning of the antenna by adding the gain control signal of the antenna to the tuning control signal and supplying the addition result to the matching circuit ;
Control of the antenna, control of the gain of the high-frequency signal, and IF when the power or amplitude of the received signal is in the first region and in the second region smaller than the first region Switch the signal gain control,
When the power or amplitude of the received signal is in the first region,
The gain of the means for adjusting the gain of the high-frequency signal and the gain of the means for adjusting the gain of the IF signal are controlled to the minimum gain,
A receiving system characterized in that the antenna output is variable according to the power or amplitude of the received signal and the gain of the antenna is adjusted .

When the power or amplitude of the received signal is above Symbol second region is controlled to the reception frequency of the antenna coincides with the center frequency tuning characteristics, maximum gain the gain of the means for adjusting the gain of the high frequency signal The gain of the means for adjusting the gain of the IF signal is variable according to the power or amplitude of the received signal,
When the power or amplitude of the received signal is in a third region between the first region and the second region, the reception frequency of the antenna is controlled to coincide with the center of the frequency tuning characteristic, It claims the gain of the means for adjusting the gain of the IF signal is controlled to the lowest gain, characterized by a variable according to the power or amplitude of the gain received signals means for adjusting the gain of the high frequency signal 1 The receiving system described.

The receiving system according to claim 1, wherein the gain control signal of the antenna is added to the tuning control signal in the signal processing unit.

The receiving system according to claim 1, wherein a gain control signal of the antenna is added to the tuning control signal in the tuning control unit.

2. The receiving system according to claim 1, wherein the antenna gain control signal is subjected to linear processing or non-linear processing in accordance with a reception frequency and added to the tuning control signal.