CN101364812A - 接收装置、电波表以及接收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及接收装置、电波表及接收方法。通过简化电波表中天线的增益特性的切换既能实现电波表的小型化及低成本化又能提高接收性能。电波表(1)具有：输入包含时刻信息的通信信号的天线(11)；接地线GND；金属框体(18)；通过中断接地线GND与金属框体(18)的导通来变更天线(11)的增益特性的增益特性变更部(12)；从输入到天线(11)的通信信号中取得时刻信息的接收部(20)；和控制部(14)，其在从输入到具有一个增益特性的天线(11)的通信信号中无法取得时刻信息时，指示增益特性变更部(12)中断导通，并且指示变更了增益特性的天线(11)进行再次接收。
Description
技术领域
本发明涉及接收包含时刻信息的通信信号的接收装置、电波表以及接收方法。
背景技术
接收通过电波发送的时刻信号来显示正确的时刻信息的电波表，除了接收从地上基站发送的长波频带的标准电波、或从GPS(GlobalPositioning System：全球定位系统)卫星发送的极超短波频带的时刻信号的方法之外，近年来，如下述专利文献1所述，还提出了如下的表装置：以移动通信为目的，接收经CDMA(Code Division Multiple Access：码分多址)调制后发送的极超短波频带的电波所包含的时刻信号，以取得正确的时刻。这样的极超短波频带的电波由于通过各种基站进行广泛地中继，因此同时发送多个电波，与长波频带的标准电波或来自GPS卫星的电波相比，即使在如建筑物内或地下这样的各种移动目的地中，也可以良好地进行接收，这点是公知的。另一方面，在基站附近接收包含时刻信号的电波时，从基站发送的电波的电场强度大，因此由于电波表所包含的放大器的饱和而导致在接收信号中产生了失真。为了避免这样的失真、提高接收性能，如下述专利文献2中所述，在移动通信装置的天线和放大器之间设有衰减器和切换开关，在电波的电场强度大的情况下，使衰减器有效，在电波的电场强度小的情况下，使衰减器无效，并接收来自基站的电波。
[专利文献1]日本特开2000-321383号公报
[专利文献2]日本特开平5-37409号公报
但是，在上述的移动通信装置中，衰减器及切换开关被配置在移动通信装置的前级部分、即所输入的信号的路径上，所以产生切换开关的插入损失，并且由于衰减器及切换开关的配置和布线的长度，导致阻抗匹配的恶化以及噪音的混入，使接收品质降低。此外，在移动通信装置内部安装有与高频对应的衰减器，由此导致了移动通信装置的制造成本及尺寸的增大。
发明内容
本发明是为了解决上述课题的至少一部分而作出的，可作为以下形态或适用例来实现。
[适用例1]
本适用例的接收装置的特征是，该接收装置具有：输入包含时刻信息的通信信号的天线；使天线发挥功能的接地线；导电部；增益特性变更部，其通过中断上述接地线与上述导电部的导通来变更上述天线的增益特性；接收部，其从输入到上述天线的上述通信信号中取得上述时刻信息；以及控制部，其指示上述增益特性变更部中断上述导通，并指示上述接收部取得上述时刻信息，上述控制部在从输入到具有一个增益特性的上述天线的上述通信信号中无法取得上述时刻信息时，指示上述增益特性变更部中断上述导通，并且指示上述接收部从输入到变更了上述增益特性的上述天线的上述通信信号中取得上述时刻信息。
根据这样的结构，在从输入到具有一个增益特性的天线的通信信号中无法取得时刻信息时，通过指示增益特性变更部中断接地线与导电部的导通，来变更天线的增益特性，并且指示接收部从输入到具有已变更的增益特性的天线的通信信号中取得时刻信息。因此，不用在输入信号的路径上配置用于变更增益特性的衰减器或切换开关等电子元件就能够通过中断接地线与导电部的导通来变更天线的增益特性，因此可以避免切换开关的插入损失、由衰减器及切换开关的配置及布线长度而引起的阻抗匹配的恶化、或噪音的混入，从而不会使接收品质降低，就能够实现接收性能的提高。而且，还不需要安装衰减器，所以可实现接收装置的小型化及制造成本的降低。
[适用例2]
在上述适用例的接收装置中，最好上述增益特性变更部具有中断上述接地线与上述导电部的导通的开关，上述天线在上述开关非导通时比在上述开关导通时具有更高的增益特性。
根据这样的结构，天线在开关为非导通时可取得高增益特性，所以能够进一步降低开关的插入损失的影响。
[适用例3]
在上述适用例的接收装置中，最好还具有对上述通信信号的电场强度进行测定的电场强度测定部，上述控制部还参照上述测定的电场强度，指示上述增益特性变更部中断上述导通。
通过这样的结构，可根据所测定的电场强度来变更增益特性。
[适用例4]
在上述适用例的接收装置中，最好上述控制部在从输入到具有一个增益特性的上述天线的上述通信信号中无法取得上述时刻信息时、且上述测定的电场强度大于规定的基准值时，为了降低上述天线的增益特性而指示中断上述导通。
根据这样的结构，在所测定的电场强度大于规定的基准值时，为了降低天线的增益特性，可去除由放大器饱和导致的接收信号的失真。
[适用例5]
在上述适用例的接收装置中，上述增益特性变更部可通过开关二极管来中断上述导通。
[适用例6]
在上述适用例的接收装置中，上述增益特性变更部还通过切换与上述导电部导通的位置来变更上述天线的增益特性。
[适用例7]
可提供一种电波表，通过在电波表中应用上述适用例的接收装置，利用简化结构来使其小型化、低耗电化以及降低制造成本。
[适用例8]
在上述适用例的电波表中，上述导电部可以是包含金属壳的封装部件。
根据这样的结构，将电波表的包含金属壳的封装部件用作使天线的增益变化的导电部，由此除了能够高效地变更增益特性之外，还因为使用电波表的封装部件而无需追加具有导电部功能的部件，所以可降低电波表的制造成本和制造时间。
[适用例9]
本适用例的接收方法具有以下步骤：第1步骤，其对天线输入包含时刻信息的通信信号；第2步骤，其从输入到上述天线的上述通信信号中取得上述时刻信息；以及第3步骤，其在上述第2步骤中，在从输入到具有一个增益特性的上述天线的上述通信信号中无法取得上述时刻信息时，通过中断使上述天线发挥作用的接地线与导电部的导通，来变更上述天线的上述增益特性，并从输入到变更了上述增益特性的上述天线的上述通信信号中取得上述时刻信息。
根据这样的方法，在从输入到具有一个增益特性的天线的通信信号中无法取得时刻信息时，通过指示增益特性变更部中断接地线与导电部的导通，来变更天线的增益特性，并且指示接收部从输入到具有已变更的增益特性的天线的通信信号中取得时刻信息。因此，不用在输入信号的路径上配置用于变更增益特性的衰减器或切换开关等电子元件就能够通过中断接地线与导电部的导通来变更天线的增益特性，因此可以避免切换开关的插入损失、由衰减器及切换开关的配置及布线长度而引起的阻抗匹配的恶化、或噪音的混入，从而不会使接收品质降低，能够实现接收性能的提高。而且，还不需要安装衰减器，所以可实现接收装置的小型化及制造成本的降低。
附图说明
图1是表示实施方式1中的电波表的结构的框图。
图2是表示电波表内部的一部分的平面图。
图3(a)表示未连接空中线部的接地线与金属框体时的增益特性，(b)表示连接了空中线部的接地线与金属框体时的增益特性的图。
图4是表示在实施方式1中电波表接收通信信号提取时刻信息并修正显示时刻的处理流程的流程图。
图5是表示实施方式2中的电波表的结构的框图。
图6是表示实施方式3中的电波表的结构的框图。
符号说明：
1...电波表，10...空中线部，11...天线，12...增益特性变更部，13...开关，14...控制部，16...时刻信息输出部，17...运转装置(Movement)，18...金属框体，20...接收部，24...基带处理部，26...时刻信息提取部，27...数据取得判定部，28...同步部，30...数据取得部，32...解扩部，34...调制判定部，36...解码部，40...RF处理部，42...低噪音放大器，44...频率变换单元，46...局部振荡信号生成单元，48...IF带通滤波器，50...电场强度测定部，121...二极管，122...电容，123...电阻。
具体实施方式
以下，作为接收装置的一个方式，参照附图对电波表的实施方式进行说明。
(实施方式1)
图1是表示实施方式1中的电波表1的结构的框图。另外，图2是表示电波表1内部的一部分的平面图。电波表1具有接收装置，该接收装置取得经CDMA调制后发送的极超短波频带的电波所包含的标准时刻的时刻信息，该电波表1根据标准时刻来显示已修正的正确时刻。即，该电波表1具有：空中线部10、增益特性变更部12、控制部14、接收部20、时刻信息输出部16、运转装置17以及金属框体18。其中，空中线部10、增益特性变更部12、控制部14、接收部20以及时刻信息输出部16构成接收装置。在本实施方式1中，电波表1假定为图2所示的手表的样态，金属框体18假定为手表的封装金属壳，但是并非将金属框体18限定为封装金属壳，只要是构成手表的金属部件，什么样的部件都可以。
空中线部10具有天线11、和使该天线11发挥作用的接地线GND，该空中线部10接收对表示标准时刻的时刻信息进行CDMA调制后从基站通过电波发送的通信信号。在本实施方式1中，天线11的形状如图2所示采用芯片型天线，在通常状态下，使用如安装有该天线11的基板的GND部分那样的金属部件来作为虚拟地线。此外，天线11的形状不限于芯片型天线，还可以是其他的形状。
增益特性变更部12根据来自控制部14的指示，中断空中线部10的接地线GND和导电部的导通，由此来变更天线11的增益特性。在本实施方式1中，增益特性变更部12通过使空中线部10的接地线GND和金属框体18的导通中断的1接点的机械开关13，来中断两者间的导通。这里，图3是表示天线11的增益特性的图。图3(a)表示在空中线部10的GND和金属框体18非导通的状态、即空中线部10的GND为基板的GND部分时的增益特性，图3(b)表示在空中线部10的GND和金属框体18导通的状态、即空中线部10的GND为基板的GND部分和金属框体18时的增益特性。如这两图所示，由于天线11附近的金属物的影响而损害了天线11的特性。因此，在空中线部10的GND和金属框体18导通的状态下的天线11的增益特性，与它们为非导通的情况相比，降低了10dB左右。另外，即使在增益特性变更部12由有源元件构成时，也因为没有配置在天线正下方，而大大降低了静电破坏的可能性。
此外，在本实施方式1中，通过中断空中线部10的GND和金属框体18的导通，来切换两个增益特性，但是通过对如金属框体18那样的一个金属部切换导通位置不同的多个开关、或者切换与多个金属部分别对应的开关，可以切换三个以上的增益特性。而且，还可以通过与已省略图示的线圈或电容等电子元件的中断来变更天线11的阻抗，由此能够变更增益特性。另外，还可以与根据电场强度使放大器的增益可变的周知的自动增益控制(AGC)组合。
返回图1，接收部20具有：RF(Radio Frequency：射频)处理部40、基带处理部24、时刻信息提取部26以及数据取得判定部27，该接收部20根据来自控制部14的指示，从空中线部10所接收的通信信号中取得时刻信息。RF处理部40具有：低噪音放大器42、频率变换单元44、IF(Intermediate Frequency：中间频率)带通滤波器48以及局部振荡信号生成单元46。输入到空中线部10的通信信号利用低噪音放大器42进行放大，并通过频率变换单元44与局部振荡信号生成单元46所生成的局部振荡信号进行混合，从而在将该通信信号所包含的时刻信号变换为IF信号后，利用IF带通滤波器48进行滤波后输出，其中，该IF信号将与局部振荡信号的频率(局部振荡频率)的差分作为频率。
基带处理部24具有同步部28和数据取得部30，在对IF信号进行A/D转换以转换为数字信号后，对相位正交的两个数字信号(I信号、Q信号)进行CDMA的解调处理，并对包含时刻信息的数据进行解码。这里，对基带处理部24的功能进行详细叙述。同步部28从高频信号所包含的导频信道信号中取得用于与基站取得同步的同步定时。另外，数据取得部30具有根据所取得的同步定时从上述数字信号中解调同步信道信号，对已解调的同步信道信号进行解码而取得同步信道信号的数据的功能，该数据取得部30具备解扩部32、调制判定部34和解码部36。
在本实施方式1中，将I信号及Q信号分别输入同步部28和解扩部32，同步部28为了识别基站而进行基带信号和短周期PN代码的相关运算，并向解扩部32通知相关峰值的定时。解扩部32根据所通知的定时同步，使I信号和Q信号与短周期PN代码相乘，并且通过乘以信道化代码即Walsh码的第0位来进行积分，由此解调导频信道信号，另外，通过乘以Walsh码的第32位来进行积分，由此解调同步信道信号。此外，为了取得基站与接收机的同步而采用导频信道信号，为了从基站通知时刻信息及系统设定信息等而采用同步信道信号。
调制判定部34通过导频信道信号来除去相位旋转，并判定同步信道信号的二相位偏移调制(BPSK)数据。解码部36将在从基站发送数据时由转发器以及交织器实施的数据顺序的重新排列，通过解交织器以及逆转发器返回原来的顺序。而且，解码部36利用未图示的纠错处理部进行与发送时实施的卷积编码处理相反的处理，由此将以128位为单位发送的数据复原至以32位为单位。在利用该数据取得部30解码的数据中，同步信道信号被发送至时刻信息提取部26。
在利用数据取得部30无法正常解码同步信道信号时，数据取得判定部27对控制部14发送表示数据取得失败的意思的信息。另一方面，在已正常解码同步信道信号时，时刻信息提取部26从已解码的同步信道信号的数据中提取与时刻相关的信息，已提取的与时刻相关的信息被发送到时刻信息输出部16。
时刻信息输出部16为了显示或打印与时刻相关的信息，而对其他设备进行输出。此外，在本实施方式1的电波表1中，将与时刻相关的信息发送到运转装置17，并根据标准时刻来修正显示时刻。此外，运转装置17为表的驱动部，可以是数字表或模拟表的任意形态。另外，根据所取得的时刻信息来修正运转装置17的显示时刻的具体内容不是本发明的主旨，所以省略(关于该方式例如参照日本特开2004-301712号公报)。
控制部14指示增益特性变更部12中断空中线部10的接地线GND与金属框体18的导通、指示接收部20取得时刻信息。另外，在从数据取得判定部27发送表示同步信道信号解码失败的意思的信息时，控制部14指示增益特性变更部12中断接地线GND与金属框体18的导通，并且指示接收部20从输入到因该中断而变更了增益特性的天线11的通信信号中取得时刻信息。
上述的这些各功能部虽然省略了图示，但可以利用电气电路来实现，也可以由CPU(Central Processing Unit：中央处理器)、RAM(RandomAccess Memory：随机存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)以及存储卡等构成，并使这些硬件和软件协作来实现。另外，还可以是这些功能部的至少一部分被安装到集成电路上的形态。
接着，根据图4来说明电波表1接收通信信号后提取时刻信息并修正显示时刻的处理流程。当开始该处理时，最初在空中线部10的接地线GND与金属框体18为非导通的状态(高增益状态)下，经由天线11输入通信信号(步骤S50)。接着，接收部20从利用天线11接收的通信信号中提取时刻信息(步骤S52)。
接着，判定接收部20是否能够从通信信号中提取时刻信息(步骤S54)，在能够从通信信号中提取时刻信息时(步骤S54中为“是”)，将所提取的时刻信息输出至运转装置17(步骤S60)，运转装置17根据时刻信息来修正显示时刻(步骤S62)，并结束一连串的处理。
另一方面，在从通信信号中无法提取时刻信息时(在步骤S54中为“否”)，增益特性变更部12变更空中线部10的接地线GND与金属框体18的导通状态(步骤S64)。其结果，通过变更接地线GND和金属框体18导通的状态，天线11的增益特性转移至低状态(低增益状态)。接着，为了利用具有与上次不同的增益特性的天线11来接收通信信号，而返回最初的步骤(步骤S50)。
众所周知，在发送包含时刻信号的电波的基站附近，电波的电场强度极大，所以由于低噪音放大器42等放大器的饱和而产生失真，使接收性能降低。此时，通过降低天线11的增益特性，可避免放大器的饱和，以实现接收性能的提高。此外，在本实施方式1中，一次接收所需的时间为300毫秒左右，所以即使再次接收通信信号来取得时刻信息也不会给电波表1的使用者带来不协调感。另外，在能够选择三个以上的增益特性时，可依次切换增益特性，并返回最初的步骤(步骤S50)。
而且，在处理开始时、即初始状态下，将天线11的增益设为低增益状态，当从通信信号中无法提取时刻信息时，可转移至高增益状态。此时，适合电波的电场强度弱、放大器不饱和这样的环境，通过使天线11的增益成为高增益状态，可以实现接收灵敏度的提高。
根据以上所述的实施方式1来取得如下这样的效果。
(1)当从已接收的通信信号中无法取得时刻信息时，在变更了天线11的增益特性之后，再次接收通信信号以尝试取得时刻信息，所以能够提高从再次接收的通信信号中可取得时刻信息的可能性。
(2)在变更了天线11的增益特性之后，因为再次接收通信信号取得时刻信息所需的时间为300毫秒左右，所以可取得时刻信息而不会给电波表1的使用者带来不协调感。
(实施方式2)
接着，参照图5对实施方式2进行说明。此外，在以下的说明中，对与已经说明过的部分相同的部分标注相同的符号，并省略其说明。在上述的实施方式1中，控制部14在从通信信号中无法提取时刻信息时，指示中断空中线部10的接地线GND与金属框体18的导通。在本实施方式2中，如图5的框图所示，在RF处理部40的后级配置有测定电场强度的电场强度测定部50。该电场强度测定部50根据来自控制部14的指示来测定电场强度，并将与已测定的电场强度相关的信息发送至控制部14。控制部14在从输入到天线11的通信信号中无法提取时刻信息时，指示电场强度测定部50测定电场强度。其结果，在已测定的电场强度大于规定的基准值时，因为电波的电场强度过大所以判断为放大器饱和。其结果，指示增益特性变更部12中断空中线部10的接地线GND与金属框体18的导通，以便实现天线11的增益特性的降低，并且指示接收部20进行接收，以便从通信信号中取得时刻信息。
根据以上所述的实施方式2，除了实施方式1中所述的(1)以及(2)的效果之外，还取得如以下这样的效果。
(3)在由电场强度测定部50所测定的电场强度大于规定的基准值时，降低天线11的增益特性，所以可缓和放大器的饱和状态，并除去接收信号的失真，由此可实现接收性能的提高。
(实施方式3)
接着，参照图6对实施方式3进行说明。该图6是表示实施方式3的电波表1的结构框图。在上述的实施方式1以及实施方式2中，增益特性变更部12利用机械的1接点开关13来中断空中线部10的接地线GND与金属框体18的导通，由此来切换增益特性，但是在本实施方式3中，利用电气开关来进行中断。即，增益特性变更部12具有二极管121、电容122以及电阻123，并通过直流控制电压和二极管121来控制空中线部10的接地线GND与金属框体18的导通。另外，可利用继电器取代二极管121来进行中断。
根据以上所述的实施方式3，除了实施方式1以及实施方式2中所述的(1)、(2)和(3)的效果之外，还取得如下这样的效果。
(4)因为通过电气开关来中断空中线部10的接地线GND与金属框体18的导通，所以容易进行外部的控制。
参照附图对上述的实施方式1～3进行了说明，但是具体的结构不限于此实施方式，还包括不脱离本发明主旨的范围的设计变更等。例如，接收装置不仅限定为电波表1的形态，还可以适用于装入通过电波来修正时刻的时钟功能的信息处理终端等。
Claims (9)
1.一种接收装置，其特征在于，该接收装置具有：
输入包含时刻信息的通信信号的天线；
使上述天线发挥功能的接地线；
导电部；
增益特性变更部，其通过中断上述接地线与上述导电部的导通来变更上述天线的增益特性；
接收部，其从输入到上述天线的上述通信信号中取得上述时刻信息；以及
控制部，其指示上述增益特性变更部中断上述导通，并指示上述接收部取得上述时刻信息，
上述控制部在从输入到具有一个增益特性的上述天线的上述通信信号中无法取得上述时刻信息时，
指示上述增益特性变更部中断上述导通，并且指示上述接收部从输入到变更了上述增益特性的上述天线的上述通信信号中取得上述时刻信息。
2.根据权利要求1所述的接收装置，其特征在于，
上述增益特性变更部具有中断上述接地线与上述导电部的导通的开关，
上述天线在上述开关非导通时比在上述开关导通时具有更高的增益特性。
3.根据权利要求1或2所述的接收装置，其特征在于，
上述接收装置还具有对上述通信信号的电场强度进行测定的电场强度测定部，
上述控制部还参照上述测定的电场强度，对上述增益特性变更部指示中断上述导通。
4.根据权利要求3所述的接收装置，其特征在于，
上述控制部在从输入到具有一个增益特性的上述天线的上述通信信号中无法取得上述时刻信息时、且上述测定的电场强度大于规定的基准值时，
为了降低上述天线的增益特性而指示中断上述导通。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的接收装置，其特征在于，
上述增益特性变更部通过开关二极管来中断上述导通。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的接收装置，其特征在于，
上述增益特性变更部还通过切换与上述导电部导通的位置来变更上述天线的增益特性。
7.一种电波表，其特征在于，
该电波表使用了权利要求1至6中的任意一项所述的接收装置。
8.根据权利要求7所述的电波表，其特征在于，
上述导电部为包括金属外壳的封装部件。
9.一种接收方法，其特征在于，该接收方法具有以下的步骤：
第1步骤，其对天线输入包含时刻信息的通信信号；
第2步骤，其从输入到上述天线的上述通信信号中取得上述时刻信息；以及
第3步骤，其在上述第2步骤中，在从输入到具有一个增益特性的上述天线的上述通信信号中无法取得上述时刻信息时，通过中断使上述天线发挥作用的接地线与导电部的导通，来变更上述天线的上述增益特性，并从输入到变更了上述增益特性的上述天线的上述通信信号中取得上述时刻信息。
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