CN1941643A - 天线耦合器以及使用该天线耦合器的高频接收装置 - Google Patents

Abstract

提供可以并存干扰特性和接收特性的高频接收部。设置有与天线放大电路(34)的输入和输出并联连接的电子开关(36)和用于控制电子开关(36)和天线放大电路(34)的天线控制端子，通过将从高频接收部(23)输出的天线控制信号输入到天线控制端子(22c)，在弱电场区域中的接收条件下，断开电子开关(36)并且开始向天线放大电路(34)供给电源，在强电场区域中的接收条件下，将电子开关(36)短路并且停止向天线放大电路(34)供给电源。

Description

天线耦合器以及使用该天线耦合器的高频接收装置

技术领域

本发明涉及一种即使在输入大干扰信号的可能性高的接收区域和电视广播信号的电场弱的区域中，也可以进行良好的接收的天线耦合器以及使用该天线耦合器的高频接收装置。

背景技术

图8示出现有的天线耦合器以及使用该天线耦合器的高频接收装置。现有的高频接收装置1具有天线耦合器2和连接到天线耦合器2的输出的高频接收部3。

输入到天线4的输入信号被输入到设置在耦合器2中的输入端子5。输入到输入端子5的输入信号通过保护电路6输入到用于减少耦合损失的耦合器7。保护电路6被设置以保护后段的电路部和电子元件不被静电等的浪涌电压破坏。从耦合器7取出的输出信号在天线放大电路8中放大后，从输出端子9取出。

从输出端子9取出的输出信号经由高频接收部3的输入端子11输入到混合器12的第一输入端子12a。对混合器12的第二输入端子12b输入振荡器13的输出信号。因此，从混合器12的输出端子12c输出根据输入到第一输入端子12a和第二输入端子12b的信号变换为中间频率的输出信号从输出端子14输出。

另外，作为与本申请的发明相关的现有技术文献信息，例如已知的有特开2005-057642号公报。

然而，在现有的天线耦合器2和使用该天线耦合器的高频接收装置中，如果从输入端子5输入在接近于希望的输入信号的频率并且大电平(水平)的干扰信号，则天线耦合器2的天线放大电路8将会受到该大电平干扰信号造成的干扰。

特别地，近年来引入的数字广播信号将发送输出电平(水平)抑制得小，使得不对现存的模拟广播信号产生影响。因此，在接收数字广播信号时，大电平的模拟广播信号对于数字信号成为干扰信号。因此，在天线耦合器2的天线放大电路8或者高频接收部3发生信号失真，产生不能正常接收的问题。

发明内容

本发明提供一种克服上述问题、消除干扰信号造成的不利影响并且能够提高弱电场中的接收灵敏度的天线耦合器。

本发明的天线耦合器包括：

(a)输入从天线供给的接收信号的第一输入端子；

(b)连接到第一输入端子并且抑制耦合损失的耦合器；

(c)连接到耦合器的输出端子并且放大接收信号的天线放大电路；

(d)取出天线放大电路的输出信号的第一输出端子；

(e)与天线放大电路的输入端子侧和输出端子侧并联连接的第一电子开关；以及

(f)用于控制第一电子开关和天线放大电路的天线控制端子。

并且，通过将从高频接收部输出的天线控制信号输入到天线控制端子，在第一电场区域中，断开第一电子开关并且使天线放大电路动作；在第二电场区域中，将第一电子开关短路并且使天线放大电路的动作停止。

这样，在输入大干扰信号，例如强电场区域，中的接收中，将第一电子开关短路并且停止向天线放大电路供给电源。由此，不用使天线放大电路动作，就可以输出抑制来自耦合器的输出端子的失真的信号。此外，例如，在弱电场区域中的接收中，断开第一电子开关并且向天线放大电路供给电源。由此，可以输出使天线放大电路动作的噪音少的信号。

根据本发明的天线耦合器，可以将稳定的信号输入到高频接收部，从而提高接收质量。此外，通过使用本发明的天线耦合器，可以实现高频接收装置的小型化。

附图说明

图1是根据本发明的实施例1的高频接收装置的方框图。

图2是表示希望信号、干扰信号与BER的关系的图。

图3A是根据本发明的实施例2的耦合器的电路图。

图3B是示出同一实施例的在导纳图上的小型天线耦合器的阻抗特性的图。

图3C是示出同一实施例的在史密斯图上的小型天线耦合器的阻抗特性的图。

图4是根据本发明的实施例3的衰减器的电路图。

图5同样是衰减器的电路图。

图6是根据本发明的实施例4的高频接收装置的方框图。

图7是根据本发明的实施例5的高频接收装置的方框图。

图8是根据现有的例子的高频接收装置的方框图。

符号说明

22天线耦合器

22a输入端子

22b输出端子

22c天线控制端子

33耦合器

34天线放大电路

36电子开关

具体实施方式

(实施例1)

使用图1说明本发明的实施例1。图1是高频接收装置的方框图。在实施例1中，对接收数字式电视广播信号的高频接收装置21进行说明。

高频接收装置21具有天线耦合器22、连接到天线耦合器22的输出端子22b的高频接收部23、连接到高频接收部23的输出端子23b并解调数字信号的解调部24、以及控制天线耦合器22的天线控制部25。

下面，对天线耦合器22的结构进行说明。在天线耦合器22中设置有连接选择比四分之一波长短的波长的小型天线31的输入端子22a和输出端子22b。在输入端子22a和输出端子22b之间，从输入端子22a侧看，顺序地连接有用于保护后段的电路不受来自小型天线31的静电等的电冲击的保护电路32、用于减少输入和输出的耦合损失的耦合器33、放大接收信号的天线放大电路34、以及使用电阻器的衰减器35。

并且，在天线放大电路34的输入端子34a侧和衰减器35的输出端子35b侧之间，并联地连接有由能够选择断开、短路的电子开关36和使用电阻器的衰减器37构成的串联连接体。

此外，在天线耦合器22中设置有输入天线控制信号的天线控制端子22c。从天线控制端子22c输入的天线控制信号被输入到电子开关36的控制输入端子36a和天线放大电路34的控制输入端子34a。

接下来，对设置在天线耦合器22和高频接收部23之间的电子开关40的结构进行说明。在电子开关40的第一端子40a连接有天线耦合器22的输出端子22b。高频接收部23的输入阻抗被设计为75Ω。

因此，为了与高频接收部23的输入阻抗75Ω耦合，天线耦合器22的输出端子22b的输出阻抗也设为75Ω，进而对于它们之间的连接使用阻抗选择为75Ω的微带线。这样，可以将伴随电连接的耦合损失抑制得小。

此外，在电子开关40的第二端子40b连接有外部天线41。在电子开关40的公共端子40c连接有高频接收部23的输入端子23a。

接下来，对高频接收部23的结构进行说明。在高频接收部23设置有输入端子23a和输出端子23b。在输入端子23a和输出端子23b之间，从输入端子23a侧看，顺序地连接有抑制干扰信号的滤波器42、根据增益控制输入43a进行增益控制的放大电路43、连接放大电路43的输出的抑制干扰信号的滤波器44、连接到第一输入端子45a的混合器45、使频率变换后的输出信号通过并且抑制干扰信号的滤波器46、能够根据增益控制输入47a进行增益控制的放大电路47。

此外，在混合器45的第二输入端子45b连接有振荡器48的输出端子。振荡器48的振荡频率通过从PLL电路49的输出端子49b取出的控制电压调整。在PLL电路49的输入端子49a输入来自输入端子23c的控制数据。此外，从PLL电路49的输出端子49b取出的控制电压被输入到滤波器42、44的同步电路，使这些滤波器的同步频率可变。另外，滤波器42、44也可以不是使同步频率可变的形式，而是使同步频率固定的固定滤波器。

滤波器46的输出信号被输入到能够根据增益控制输入47a进行增益控制的放大电路47。放大电路47的输出信号被输入到增益控制器56，该增益控制器56输入输入信号并且输出增益控制电压。该增益控制电压被输入到放大电路47的增益控制输入47a。

接下来，对解调部24的结构进行说明。在解调部24设置有输入端子24a和输出端子24b。在输入端子24a和输出端子24b之间，从输入端子24a看，顺序地连接有能够根据增益控制输入58a进行增益控制的放大电路58、A/D转换器59、数字滤波器60、以及数字用解调器61。

从数字滤波器60取出的输出信号被输入到增益控制器63，该增益控制器63输入输入信号并且输出增益控制电压。增益控制电压被输入到放大电路58的增益控制输入端子58a。

接下来，对天线控制部25的结构进行说明。天线控制部25具有BER(比特误码率)判断器66、信号电平判断器69、以及BER判断器66的输出信号和信号电平判断器69的输出信号分别输入到各输入67a、67b的天线控制器67。

从数字用解调器61的输出端子61a输出的BER经由设置在天线控制部的输入端子25a输入到BER判断器66的输入端子66a。在BER判断器66的输入端子66b连接有  v输入BER用基准值的BER用输入端子25b。另外，也可以使用用于检测接收质量C/N(载噪比)值的C/N检测器，以代替BER判断器。

此外，在信号电平判断器69设置有输入端子69a、69b、69c以及69d。在输入端子69a、69b以及69d分别输入有从增益控制器56、63以及54输出的增益控制电压。

这些增益控制电压通过与各自的基准电压进行比较来判断其大小。此外，这些基准电压，例如可以通过设置在天线控制部25的基准电压用输入端子25c从输入69c输入。

并且，根据来自BER判断器66和信号电平判断器69的判断信号，控制天线耦合器22的天线控制信号被输入到电子开关36的开关控制输入36a和天线放大电路34的控制输入34a。

对于如上构成的高频接收装置21的动作，使用图1、图2对接收UHF频带通道的高频信号的一个例子进行说明。另外，通过电子开关40连接天线耦合器22的输出端子22b和高频接收部23的输入端子23a。

另外，作为接收条件，不仅在数字广播信号和模拟广播信号的信号电平的大小关系，而且在模拟广播信号相互之间或数字广播信号相互之间的大小关系方面都具有同样的效果。

接下来，对高频接收装置21的天线耦合器22的动作进行说明。在天线耦合器22中，可以选择从天线放大电路34取出的输出信号或从耦合器33取出的输出信号的任何一个。

下面，对输出天线放大电路34的输出信号的情况进行说明。通过从天线控制器67输出的天线控制信号被输入到天线耦合器22，断开电子开关36(断开状态)并且向天线放大电路34供给电源。即，天线放大电路34被设置为动作状态，并断开衰减器37的连接。

输入到小型天线31的接收信号经由保护电路32输入到耦合器33。设置耦合器33用于抑制小型天线31和天线放大电路34的耦合损失，并抑制接收信号的传送损失。因此，在小型天线31接收到的接收信号以抑制传送损失的状态被传送到天线放大电路34。

天线放大电路34放大接收信号。天线放大电路34的输出信号被输入到衰减器35。因为由电阻器构成衰减器35，所以天线耦合器22的输出阻抗可以由不依赖频率大小而抑制电抗成分的电阻成分构成，其大小设定为例如75Ω。

这样，即使高频接收部23的输入阻抗由于接收通道而暂时变化，也是在可以允许与通道间的高频接收部23的耦合损失的范围内，并且可以抑制为同样的大小。即，可以抑制在通道间的接收灵敏度的变动，使其成为大致一定。此外，通过选择衰减器35的电阻值可以将来自输出端子22b的输出电平设定为最佳值。

接下来，对在天线耦合器22中选择来自耦合器33的输出信号的情况进行说明。在该情况下，通过从天线控制器67输出的天线控制信号被输入到天线耦合器22，将电子开关36短路并且停止向天线放大电路34供给电源。

因此，耦合器33的输出信号经由被短路的电子开关36和衰减器37输出到输出端子22b。由于衰减器37采用使用电阻器的衰减器，因此可以仅由不依赖频率大小而抑制电抗成分的电阻成分构成天线耦合器22的输出阻抗，其大小是例如75Ω。

这样，即使高频接收部23的输入阻抗由于接收通道暂时变化，也是在允许与高频接收部23的耦合损失的范围内，并且可以抑制为大致一定的大小。即，可以将在接收通道间的接收灵敏度保持为一定。

如上所述，通过根据天线控制信号控制天线耦合器22，可以选择天线放大电路34的输出信号或耦合器33的输出信号的任何一个。

例如，在选择来自天线放大电路34的输出信号时的天线耦合器22的UHF频带中的接收通道的增益，保护电路32与耦合器33造成的损失为-1dB，天线放大电路34的增益为15dB，衰减器37的损失为-4dB，总共约为10dB。

然而，由于小型天线31是选择比四分之一波长短的波长的小型天线，因此相对于外部天线41增益变为小大约-10dB。因此，即使在使用外部天线41、小型天线31中的任何一个的情况下，向高频接收部23的输入电平也变为输入基本相同的电平。

另一方面，在选择耦合器33的输出信号时的天线耦合器22的增益，由于保护电路32与耦合器33造成的损失为-1dB，在衰减器37的损失为-4dB，此外天线放大电路34的增益为0dB，因此输出比天线放大电路34的增益仅低15dB的电平。

接下来，对高频接收部23的动作进行说明。天线耦合器22的输出信号经由输入端子23a输入到滤波器42。在滤波器42，希望信号以外的干扰信号被抑制。滤波器42的输出信号在放大电路43中放大后，输入到滤波器44。在通过滤波器44抑制希望信号以外的干扰信号后，被输入到混合器45的第一输入端子45a。此外，在第二输入端子45b输入由PLL电路49控制的振荡器48的输出信号。

在PLL电路49的输入端子49a，经由输入端子23c输入PLL控制用数据。根据从PLL电路49的输出端子49b输出的控制电压，控制振荡器48的振荡频率以及滤波器42、44的同步频率。通过这种电路动作，选择接收信号中的希望信号。

并且，从混合器45的输出端子45c输出例如为8MHz的中间频率的希望信号。该中间频率的信号被输入到抑制干扰信号的滤波器46和增益控制器54。通过滤波器46采用固定的BPF(带通滤波器)，例如可以充分抑制接近的干扰信号。

此外，从增益控制器54输出的增益控制电压被输入到放大电路43的增益控制输入端子43a。这样，在放大电路43中进行增益控制，使得混合器45的输出信号变为一定的电平。

此外，滤波器46的输出信号在放大电路47中放大后，从高频接收部23的输出端子23b输出，并且输入到输出增益控制电压的增益控制器56。该增益控制电压被输入到放大电路47的增益控制输入端子47a。这样，对放大电路47的输出信号进行增益控制，使其为一定的电平。

如上所述，输入到输入端子23a的接收信号通过混合器45进行频率变换，并在放大电路43、47中进行增益控制，使得从输出端子23b输出的信号电平为一定的值。

接下来，对解调部24的动作进行说明。高频接收部23的输出信号经由输出端子23b和输入端子24a输入到放大电路58。来自放大电路58的放大后的信号被输入到将模拟信号转换为数字信号的A/D转换器59。从A/D转换器59输出的数字信号输入到通过数字处理充分抑制干扰信号的数字滤波器60。从数字滤波器60输出的数字信号被输入到数字用解调器61。从数字用解调器61的输出端子24b输出TS(传输流)信号。并且，数字滤波器60的输出被输入到输出增益控制电压的增益控制器63。该增益控制电压被输入到放大电路58的增益控制输入58a。放大电路58进行增益控制，使得到数字用解调器61的输入电平为一定电平。

接下来，对天线控制部25的BER判断器66的动作进行说明。在BER判断器66中，将从BER用输入端子25b输入的BER用基准值和从数字用解调器61输出的BER进行比较、判断。从BER判断器66输出的判断信号被输入到天线控制器67的输入67a。

图2是示出到高频接收装置21的输入端子22a的输入信号电平和BER的关系的图。在天线耦合器22中，选择来自天线放大器34的输出信号。

此外，在本发明的说明中，为了方便，作为输入信号电平，定义大于等于-50dB的接收电平为强电场区域，小于等于-90dB的接收电平为弱电场区域。

此外，放大电路43的增益控制范围是输入端子22a的输入信号电平为0～-50dBm。放大电路47的增益控制范围是输入端子22a的输入信号电平为-50dBm～-90dBm。放大电路58的增益控制范围作为输入端子22a的输入信号电平设为小于等于-90dBm进行说明。

在图2中，横轴101是来自小型天线31的输入信号电平，例如表示微弱信号电平101a(-110dBm)、强信号电平101b(-10dBm)。纵轴102是BER(比特误码率)，BER 102a是无误差(没有发生误差的状态)。BER 103的大小示为2×10^-4，为了便于说明，将大于该BER(2×10^-4)的情况定义为接收质量，即C/N值，差的状态。

特性104表示在仅接收希望信号的情况下的BER。可以知道，在特性104中，当输入信号电平101c(-90dBm)时，BER为BER 102b，当输入信号电平101a(-110dBm)时，BER恶化。这种恶化是由于高频接收装置21的噪音指数和接收信号恶化的C/N而产生的。

另一方面，在大于信号电平101d(-20dBm)的输入信号电平下，BER恶化。其主要原因是由于对于天线放大电路34和高频接收部23输入大的希望信号电平而产生失真。特别地，如果对于天线放大电路34输入-10dBm以上的信号，则失真造成的影响大量出现的情况便多。

特性105表示在接收希望信号以及大于该希望信号大约40dB的干扰信号的情况下的BER。在输入信号电平101c(-90dBm)下，BER为102c，与特性104基本相同。

此外，在输入信号电平101e(-50dBm)下，由于同时接收希望信号(-50dBm)和大干扰信号，因此BER的大小如BER 102d所示地恶化。其主要原因是由于输入大于希望信号大约40dB的干扰信号，因此在天线放大电路34和高频接收部23中产生失真。即，BER 102d是BER恶化的大小，是接近于判断C/N值为差的基准值的BER 103(2×10^-4)。

然而，在输入信号电平101f(-65dBm)下，BER为102e，比输入信号电平101e(-50dBm)的BER 102d好。这是由于希望信号从-50dBm减小到-75dBm，同时干扰信号也从-10dBm减小到-25dBm。

这样，通过将输入信号电平101e(-50dBm)减小设定到输入信号电平101f(-65dBm)的大小表示的程度，可以大幅度改善BER。为了这样大幅度地改善BER，将电子开关36短路，并停止向天线放大电路34供给电源，并从输出端子22b输出耦合器33的输出信号。并且，可以将天线放大电路34的动作时和非动作时的天线耦合器22的增益差设为例如大于等于15dB。

如前所述，将在选择来自天线放大电路34的输出信号的情况下的天线耦合器22的增益设为10dB。因此，比到天线放大器34的输入电平大10dB的信号被输入到高频接收部23的输入。然而，在高频接收部23的输入连接有用于抑制干扰信号的滤波器42、44。

因此，由于与高频接收部23相比，天线耦合器22容易产生失真，因此是使BER恶化的主要原因。例如，天线耦合器22的天线放大电路34在输入大于等于-10dBm的大信号时产生失真。

如上所述，在相对于希望信号输入大干扰信号的情况下，由BER判断器66将接收中的BER的大小与BER用基准值(2×10^-4)进行比较、判断。在该接收中的BER比BER用基准值(2×10^-4)差的情况下，即在BER大的情况下，可以根据从天线控制器67输出的天线控制信号，将天线耦合器22的电子开关36短路，并停止向天线放大电路34供给电压。这样，可以将输入信号电平101e(-50dBm)设定为输入信号电平101f(-65dBm)。

此外，在接收小于等于输入信号电平101c(-90dBm)的弱电场电平的情况下，可以断开电子开关36，并返回使天线放大电路34动作的状态。

如上所述，虽然通过BER判断器66判断接收时的BER的大小，但是判断是由于干扰信号而使BER恶化，还是由于弱电场使BER恶化是有困难的。

接下来，对天线控制部25的信号电平判断器69的动作进行说明。放大电路43的增益控制范围是输入端子23a的输入信号电平为0～-50dBm。

因此，放大电路47的增益控制范围变为(-50dBm+V1)～(-90dBm+V1)。通过进行这样的增益控制，可以构成将输入信号电平最佳化，并抑制噪音、失真的高频接收装置21。

接下来，对高频接收装置21根据希望信号和干扰信号的大小的具体动作进行说明。在使用小型天线31、将作为在输入端子22a处的电平的数字广播设为希望信号-50dBm、将模拟广播设为干扰信号-10dBm的接收条件中，如下所述。

这里，干扰信号通过滤波器42抑制例如15dB。该被抑制后的干扰信号-25dBm被输入到放大电路43。在放大电路43中，作为输入端子23a的输入信号电平，进行从0dBm到-50dBm的增益控制。因此，在放大电路43，干扰信号-25dBm只进行从干扰信号-25dBm减去增益控制-50dBm后的部分25dBm的增益控制。

因此，输入到放大电路47的干扰信号从干扰信号-25dBm减去增益控制25dB，再加上增益部分V1，再减去对在滤波器46的干扰信号的抑制部分Vs，得到电平(-50dBm+V1-Vs)。如果对该滤波器46使用例如SAW滤波器，则可以将抑制部分Vs的大小变为大于等于40dB，因此可以将输入到放大电路47的干扰信号变为小于等于(-90dBm+V1)。

同样，从滤波器46输出的希望信号从希望信号-50dBm减去增益控制25dB，再加上增益部分V1，得到电平(-75dBm+V1)。即，通过滤波器46，干扰信号比希望信号多抑制25dB，因此在后段连接的电路等中，几乎不产生失真。

从滤波器46输出的希望信号(-75dBm+V1)被输入到放大电路47。该放大电路47的增益控制范围是(-50dBm+V1)～(-90dBm+V1)。因此，在放大电路47中，希望信号(-75dBm+V1)仅进行从该希望信号(-75dBm+V1)减去增益控制范围的下限(-90dBm+V1)后的部分-15dB的增益控制。因此，在放大电路47中，通过希望信号进行-15dB的增益控制。即，根据该希望信号的大小，增益控制输入47a的增益控制电压变化。

然而，该希望信号的大小根据干扰信号的大小变化，干扰信号越大，放大电路43中增益控制越大。其结果，由于输入到放大电路47的希望信号变小，因此在放大电路47，以增益变大的方式进行控制。

这样，在存在大干扰信号的强电场区域中接收时，通过使用信号电平判断器69将增益控制器54、56的各自的增益控制电压与基准电压的上限值和下限值进行比较、判断，可以检测干扰信号电平的大小。

另外，信号电平判断器69的基准电压的上限值和下限值可以通过基准电压用输入端子25c输入。因此，可以从外部端子容易地设定最佳值。

这样，来自信号电平判断器69的判断信号被输入到天线控制器67的输入67b。根据从天线控制器67输出的天线控制信号，停止向天线放大电路34供给电源，并且将电子开关36短路。

这样，由于可以将干扰信号减小例如15dB，因此可以消除在天线耦合器22产生的失真，降低在放大电路43和混合器45产生的失真，使高频接收装置21的抗干扰特性优化。虽然该情况下的希望信号从-50dBm变为-75dBm的更小的电平，但是也不会如图2中的特性105所示，BER恶化。

接下来，在没有干扰信号、只接收希望信号(大于等于-50dBm)的情况下，通过增益控制范围被设定为例如0dBm～-50dBm的放大电路43进行增益控制的一定电平的信号被输入到放大电路47。因此，由于放大电路47的增益控制电压变为增益最小，因此增益控制器56的增益控制电压不变化。

通过使用增益控制器54、56的各自的增益控制电压在信号电平判断器69中进行判断，可以检测干扰信号电平的大小。来自信号电平判断器69的判断信号被输入到天线控制器67的输入端子67b。根据从天线控制器67输出的天线控制信号，停止向天线放大电路34供给电源，并且将电子开关36短路。

这样，由于可以将干扰信号减小15dB，因此可以消除在天线耦合器22产生的失真，抑制在放大电路43和混合器45产生的失真，改善高频接收装置21的抗干扰特性。

接下来，作为接收条件，对在弱电场区域(小于等于-90dBm)中接收希望信号的情况进行说明。在弱电场区域(小于等于-90dBm)中接收希望信号的情况下，放大电路43、47以增益最大的方式进行控制，通过增益控制范围是(小于等于-90dBm)的放大电路58进行增益控制的一定电平的信号被输入到A/D转换器59。因此，增益控制器63的增益控制电压变化。

因此，通过使用增益控制器63的增益控制电压在信号电平判断器69中进行判断，可以检测希望信号电平的大小。通过输入来自信号电平判断器69的判断信号的天线控制器67，向天线耦合器22的天线放大电路34供给电源，并断开电子开关56。

由此，天线放大电路34的输出信号从输出端子22b输出，到高频接收部23的输入电平对于耦合器33的输出信号从输出端子22b输出的情况，可以提高15dB。因此，提高对微弱信号电平的接收灵敏度。

如上所述，在预测有大电平干扰信号输入的强电场区域中的接收中，根据从天线控制器67取出的天线控制信号减小天线耦合器22的增益。由此，输出消除了高频接收部23失真的信号。

另一方面，在弱电场区域中的接收中，根据来自天线控制器67的天线控制信号，使天线耦合器22以接近于最大值的增益动作。由此，从高频接收部23可以输出抑制了噪音的信号。

这样，通过使用模拟控制信号切换天线耦合器22的动作状态，可以提供能够使强电场中的干扰特性和弱电场中的接收灵敏度并存的高频接收装置21。

此外，在天线控制器67输入来自BER判断器66的判断信号。在BER判断器66中，将接收中的BER的大小与BER用基准值(2×10^-4)进行比较判断。因此，在天线控制器67中的判断不仅使用来自信号电平判断器69的判断信号，而且使用来自BER判断器66的判断信号，从而提高判断精度。

另外，高频接收部23的放大电路43、47、58等可以根据干扰特性和接收灵敏度设定各放大电路的增益分配或增益控制范围。为了检测输入的希望信号、干扰信号的大小，仅有增益控制器54、56和63中的一个是不够的。在这种情况下，通过使用增益控制器54、56和63中的多个，可以检测希望信号、干扰信号的大小。

此外，这些增益控制电压在接收条件变化的情况下的跟踪性良好。因此，分别根据在输入大电平干扰信号的可能性高的强电场区域中的接收或者在弱电场区域中的接收，可以在短时间内选择最佳的接收性能。因此，最适于在移动中接收电视信号。

进一步地，也可以在增益控制器54、56、63和信号电平判断器之间连接将电压变换为数字的DA转换器(数字模拟转换器)(未图示)，将从DA转换器输出的数字值通过I2C(I国际集成电路)总线进行信号处理。在这种情况下，由于可以通过公共的I2C总线进行信号处理，因此布线变得简单。

另外，在本发明的实施例1中，虽然使用将来自数字用解调器61的BER输入到BER判断器66作为一个例子，但是也可以使用将来自数字用解调器61的C/N值输入到C/N判断器70(未图示)。

另外，天线放大电路34的电源供给的开始、停止和电子开关36的断开、短路的控制方法需要到达高频接收信号部23的接收信号连续。如果接收信号不连续，则产生图像杂乱、声音中断等问题。

为了消除这些问题，可以通过在将电子开关36短路后停止向天线放大电路34供给电源、在开始向天线放大电路34供给电源后断开电子开关36来防止。即，只要将来自没有断开的一方的接收信号输入到高频接收部23即可。

另外，在高频信号接收部23，虽然使用混合器45作为单个的部件(Single super)，但是同样也可以作为直接变换(direct conversion)使用。即，将混合器45设为I、Q信号用的两个混合器，将来自振荡器48的振荡信号相互具有90度相位差地分别输入到这些I、Q信号用混合器中。

这样，在作为直接变换的情况下，直接变换后的频率变为I、Q信号的低频信号。即，可以进行在低频处的信号处理，集成化变得更加容易。此外，不容易与其它信号发生干扰。

进一步地，在本发明的实施例1中，作为一个例子对接收数字式的电视广播信号的情况进行了说明。接收模拟式的电视广播信号的情况也是相同的。即，可以使用模拟信号用解调部(未图示)代替数字信号用解调部24，使用来自模拟用调解部24c的S/N检测信号。通过使用S/N判断器代替BER判断器66判断该S/N检测信号，并将来自S/N判断器的判断值输入到天线控制器67，具有同样的效果。

进一步地，天线耦合器22由于高频防辐射信号而受到干扰的情况很多。因此，多进行高频屏蔽后使用。在本发明的实施例1中，由于在天线耦合器22中内装有电子开关36和衰减器37的串联连接体，因此可以抑制来自外部的高频防辐射信号造成的干扰。

在此，以在实施例1中公开的本发明的精神为要旨如下描述。

即，根据本发明的天线耦合器22被连接到接收电视广播信号的高频接收部23的输入端子23a。此外，天线耦合器22包括：输入从天线31输入的接收信号的第一输入端子22a以及连接到第一输入端子22并且抑制耦合损失的耦合器33。此外，天线耦合器22包括：连接到耦合器33的输出端子33b并且放大接收信号的天线放大电路34，以及取出天线放大电路34的输出信号的第一输出端子22b。此外，天线耦合器22包括与天线放大电路34的输入端子34a侧和输出端子34b侧并联连接的第一电子开关36。此外，包括用于控制第一电子开关36和天线放大电路34的天线控制端子22c。

这种天线耦合器22通过将从高频接收部23输出的天线控制信号输入到天线控制端子22c，例如在第一电场区域的弱电场中，将第一电子开关36断开并使天线放大电路34动作。此外，例如在第二电场区域的强电场中，将第一电子开关36短路(导通)并使天线放大电路34的动作停止。

(实施例2)

实施例2使用图3A、图3B以及图3C对用于天线耦合器22的耦合器33进行说明。

图3A是耦合器33的代表性的电路图。耦合器33设计成用于抑制小型天线31与天线放大电路34的耦合损失并减少接收信号的传送损失。端子33a、33b分别是耦合器33的输入端子、输出端子。

图3B表示在导纳图上的阻抗。在小型天线31(参照图1)中，虽然接收UHF频带、VHF频带，但是为了作为便携用使用小型天线，不容易确保四分之一波长的长度。因此，特别在VHF频带中，成为具有电阻成分大的输入阻抗71a的方式。另外，保护电路32产生的阻抗的影响是不存在的。此外，天线放大电路34的输入阻抗设置为例如接近150Ω的阻抗71b。

在图3B中，小型天线31的阻抗71a由于并联连接的电感33d(图3A)而沿着固定电导圆71c按逆时针方向旋转。其结果，移动到阻抗71d。

图3C表示在史密斯图上的阻抗。阻抗71d由于串联连接的电容33c而沿着固定电阻圆71e按逆时针方向旋转。其结果，移动到阻抗71f。

这样，通过使用电感33d和电容33c并使阻抗移动，可以使从输出端子33b看的小型天线31侧的阻抗近似于天线放大电路34的输入阻抗。即，可以充分确保小型天线31和天线放大电路34的耦合性。通过以上说明，在小型天线31接收到的接收信号以小的传送损失被输入到天线放大电路34。

另外，由于耦合器33的电感33d和电容33c的值可以通过电子开关36的切换装置选择最佳值，因此即使接收频带改变，也可以将小型天线31和天线放大电路34的耦合保持最佳状态。

虽然以上对VHF频带的阻抗进行了说明，但是不言而喻，对UHF频带的阻抗也是同样的。

(实施例3)

本发明的实施例3使用图4、图5对用于天线耦合器22的衰减器35、37进行说明。

图4是连接在天线放大电路34和输出端子22b之间的衰减器35的电路图。端子35a、35b分别是衰减器35的输入端子、输出端子。在天线放大电路34的输出信号从输出端子22b输出的情况下，如图4所示，通过电阻35c、35d、35e，将衰减器35设为II(二)型衰减器。因此，可以将天线耦合器22的输出阻抗设定为仅仅是不依赖频率大小而抑制电抗成分的电阻成分，例如75Ω。

由此，即使高频接收部23的输入阻抗由于接收通道暂时变化，也是在伴随与高频接收部23的结合的耦合损失的允许范围内，并可以固定为一定的大小。即，可以将在通道间的接收灵敏度保持为一定。

例如，如果电阻35c为47Ω，电阻35d为330Ω，电阻35e为330Ω，则通过将衰减量设定为4dB以及选择这些电阻值，可以将衰减器35的衰减量设定为最佳值。

图5是连接在电子开关36和输出端子22b之间的衰减器37的电路图。端子37a、37b分别是衰减器37的输入端子、输出端子。在天线放大电路34的输出信号从输出端子22b输出的情况下，如图5所示，通过电阻37c、37d、37e，将衰减器37设为II(二)型衰减器，可以将天线耦合器22的输出阻抗设定为仅仅是不依赖频率大小并抑制电抗成分的电阻成分，例如75Ω。

由此，即使高频接收部23的输入阻抗由于接收信道而暂时变化，也是在允许与高频接收部23的耦合损失的范围内，并可以抑制为基本一定的大小。即，可以将在信道间的接收灵敏度保持为一定。

例如，当分别设定电阻37c为47Ω，电阻37d为330Ω，电阻37e为330Ω时，可以将衰减量设为4dB。此外，通过将这些电阻的大小选择为适当的大小，可以将衰减器37的衰减量设定为最佳值。

另外，衰减器35、37也同样可以将电阻设为T型。进一步地，也可以使用没有电阻35d或者没有电阻37d的电路。

(实施例4)

使用图6对本发明实施例4的高频接收装置74进行说明。在前面描述的实施例1中，如图1所示，天线耦合器22内装有电子开关36、衰减器37。与此相对地，在实施例4中，不同点是：如图6所示，天线耦合器75没有内装电子开关36、衰减器37，而是作为外置；电子开关36不在天线放大电路34的输入侧，而是连接到耦合器33的输入侧。

另外，图6所示的电路部和电路部件与图1相同的部分使用相同的标记并简化说明。在图6中，耦合器33的输入侧被连接到输出端子75a。在输出端子75a和输出端子22b之间，从输出端子75a侧看，顺序地连接有电子开关36、耦合器76、衰减器37。

从天线控制器67输出的天线控制信号被输入到电子开关36的控制输入端子36a，并且通过输入端子75b输入到天线放大电路34的控制输入端子34a。

对于如此构成的高频接收装置74的动作，由于与图1基本相同，因此省略详细的说明。

在图6中，电子开关36、耦合器76、衰减器37连接在设置在天线耦合器75中的输出端子75a和输出端子22b之间。即，在没有内装在天线耦合器75中，而是连接到天线耦合器75的外部。由此，可以在实现天线耦合器75的小型化的同时接近于小型天线31地设置。因此，可以将天线耦合器75与小型天线31一体化。

此外，在输出端子75a和输出端子22b之间，以外置的方式设置耦合器76。如果将耦合器76与天线耦合器75分离地单独设置，则可以在耦合器76中采用元件多的耦合电路。可以可靠地实现小型天线31与高频接收部23的耦合。因此，可以消除由于接收信道而使耦合损失变化的问题。

另外，也可以在天线耦合器75的输出端子75a连接天线放大电路34的输入侧，以代替连接耦合器33的输入侧。在这种情况下，如果天线放大电路34的输入阻抗是大约75Ω，则由于耦合器33的输出阻抗也是75Ω，所以不必设置耦合器76。因此，实现天线耦合器75的小型化。

(实施例5)

使用图7对本发明实施例5的高频接收装置121进行说明。在前面描述的实施例1中，放大电路47、58分别通过各自的增益控制器56、63进行增益控制，在信号电平判断器69的输入69d、69a、69b分别输入来自增益控制器54、56、63的增益控制电压。

与此相对地，在实施例5(参照图7)中，不设置增益控制器63，而采用放大度一定的放大电路158。即，在实施例1～4中，如图1和图6所示，采用放大度能够调整的放大电路58。在实施例5中，采用不能调整放大度的放大器158。此外，在增益控制器56的输入侧，不是输入放大电路47的输出信号，而是输入数字滤波器60的输出信号。此外，在信号电平判断器169的输入端子169d、169a，不同点是分别输入来自增益控制器54、56的增益控制电压。

另外，在图7中使用的电路部和电路部件与图1相同的使用相同的标记，并简化说明。

在图7中，高频接收装置121具有：连接到小型天线31的天线耦合器22、连接天线耦合器22的输出端子22b的高频接收部123、连接到高频接收部123的输出端子123b并且具有输出端子124b的解调部124、通过输入分别从高频接收部123的增益控制器54、56输出的增益控制电压和来自解调部124的BER信号而控制电子开关36的天线控制部125。对于这样构成的高频接收装置121的动作，由于与图1基本相同，所以简单地说明。

输入到输入端子123a的接收信号通过混合器45进行频率变换，并在放大电路43、47进行增益控制，使得从输出端子123b输出的信号电平为一定的值。

例如，在预测输入大电平干扰信号的强电场区域中的接收中，通过使用信号电平判断器169，将增益控制器54、56的增益控制电压与各自的基准电压的上限值和下限值进行比较、判断，检测干扰信号电平的大小。

另外，信号电平判断器169的基准电压的上限值和下限值通过基准电压用输入端子125输入。因此，可以从作为外部端子的基准电压用输入端子125c容易地设定最佳值。

这样，来自信号电平判断器169的判断信号被输入到天线控制器67的输入端子67b。根据从天线控制器67输出的天线控制信号，停止向天线放大电路34供给电源，并且将电子开关36短路。

由此，可以将干扰信号减小例如15dB，从而可以消除在天线耦合器22产生的失真，抑制在放大电路43和混合器45产生的失真，使高频接收装置121的抗干扰特性优化。可以知道，此时的希望信号虽然从-50dBm变为-75dBm的小电平，但是如图2的特性105所示，BER(比特误码率)没有恶化。

接下来，作为接收条件，在不存在干扰信号而仅仅接收希望信号(大于等于-50dBm)的情况下，通过增益控制范围是(0dBm～-50dBm)的放大电路43进行增益控制的一定电平的信号被输入到放大电路47。因此，放大电路47的增益控制电压，由于增益最小，因此增益控制器56的增益控制电压不变化。

因此，通过使用增益控制器54、56的各自的增益控制电压在信号电平判断器169中判断，可以检测希望信号电平的大小。

来自信号电平判断器169的判断信号被输入到天线控制器67的输入端子67b。根据从天线控制器67输出的天线控制信号，停止向天线放大电路34供给电源，并将电子开关36短路。

由此，由于可以将希望信号减小大约15dB，因此抑制在放大电路43和混合器45产生的失真。由此，可以使高频接收装置121的抗干扰特性优化。

接下来，作为接收条件，对在弱电场区域(小于等于-90dBm)中接收希望信号的情况进行说明。在弱电场区域(小于等于-90dBm)中接收希望信号的情况下，控制放大电路43，使得增益最大，通过放大电路47进行增益控制的一定电平的信号被输入到A/D转换器59。因此，增益控制器56的增益控制电压变化。

因此，通过使用增益控制器56的增益控制电压在信号电平判断器169中判断，可以检测希望信号电平的大小。通过输入来自信号电平判断器169的判断信号的天线控制器67，向天线耦合器22的天线放大电路34供给电源，断开电子开关36。

由此，天线放大电路34的输出信号从输出端子22输出。输入到高频接收部123的输入信号电平对于耦合器33的输出信号从输出端子22b输出的情况，可以提高大约15dB。因此，提高对微弱信号电平的接收灵敏度。

如上所述，在存在大干扰信号的强电场区域中接收时，根据来自天线控制器67的天线控制信号减小天线耦合器22的增益。由此，可以从高频接收部123输出抑制了失真的信号。

另一方面，在弱电场区域中接收时，根据来自天线控制器67的天线控制信号，使天线耦合器22以接近于最大值的增益动作。由此，可以从高频接收部123输出抑制了噪音的信号。

这样，通过使用天线控制信号切换天线耦合器22的动作状态，提供可以使在强电场的干扰特性和在弱电场的接收灵敏度并存的高频接收装置121。

此外，在天线控制器67输入来自BER判断器66的判断信号。在BER判断器66中，接收中的BER值与BER用基准值(2×10^-4)进行比较，进而判断其大小是否好。因此，在天线控制器67中的判断通过不仅使用来自信号电平判断器169的判断信号而且使用来自BER判断器66的判断信号，提高判断的精度。

另外，高频接收部123的放大电路43、47、158等需要根据干扰特性和接收灵敏度的关系改变各放大电路的增益分配或增益控制范围的设定。因此，为了检测输入的希望信号、干扰信号的大小，仅仅增益控制器54、56中的一个是不够的。在这样的情况下，可以使用增益控制器54、56。

此外，这些增益控制电压在接收条件变化的情况下的跟踪性良好。因此，可以分别对应存在大干扰信号的强电场区域、弱电场区域等中的接收环境，迅速地选择最佳的接收性能。因此，例如，适用于移动中的电视信号的接收。

另外，在高频接收部123中，虽然使用混合器45作为单个的部件(Singlesuper)，但是设置为直接变换使用也具有同样的效果。即，将混合器45作为I、Q信号用的两个混合器，将来自振荡器48的振荡信号相互具有90度相位差地分别输入到这些I、Q信号用混合器。

这样，在作为直接变换的情况下，直接变换以后的频率成为I、Q信号的低频信号。即，由于可以进行在低频处的信号处理，因此适用于集成化，而且容易集成化。此外，可以抑制与其它信号的干扰。

进一步地，在本发明的实施例中，作为一个例子对接收数字式的电视广播信号的情况进行了说明。但是，即使在接收模拟式的电视广播信号的情况下也具有同样的效果。即，可以使用模拟信号用解调部(未图示)以代替数字信号用解调部124，使用来自该模拟用解调部的S/N检测信号。通过使用S/N判断器代替BER判断器66判断S/N检测信号，并将从S/N判断器输出的判断值输入到天线控制器67，可以取得同样的效果。

工业可利用性

在根据本发明的天线耦合器和使用该天线耦合器的高频接收装置中，取得能够改善对高频接收部中的干扰信号的消除能力和在弱电场区域中的接收灵敏度这两个特性的效果。特别是在移动接收中，由于在存在大干扰信号的强电场区域中的接收环境下特别有用，因此其工业可利用性高。

Claims (12)

1.一种天线耦合器，是连接到接收电视广播信号的高频接收部的输入端子的天线耦合器，其特征在于，

上述天线耦合器包括：输入被输入到天线的接收信号的第一输入端子；连接到上述第一输入端子并且抑制耦合损失的耦合器；连接到上述耦合器的输出侧并且放大上述接收信号的天线放大电路；以及输入上述天线放大电路的输出信号的第一输出端子；还包括：与上述天线放大电路的输入和输出并联连接的第一电子开关；以及用于控制上述第一电子开关和上述天线放大电路的天线控制端子；

通过将从上述高频接收部输出的天线控制信号输入到上述天线控制端子，在第一电场区域，断开上述第一电子开关，并且开始向上述天线放大电路供给电源；在第二电场区域，将上述第一电子开关短路，并且停止向上述天线放大电路供给电源。

2.根据权利要求1所述的天线耦合器，其特征在于：代替与上述天线放大电路的输入端子和输出端子并联连接的第一电子开关，设置有第二输出端子，上述第二输出端子与上述天线放大电路的输入侧连接，并且能够在与上述第一输出端子之间外置连接第一电子开关。

3.根据权利要求1所述的天线耦合器，其特征在于：代替上述第二输出端子，设置有第三输出端子，上述第三输出端子与上述耦合器的输入端子连接，并且能够在与第一输出端子之间外置连接第一电子开关。

4.根据权利要求1所述的天线耦合器，其特征在于：根据上述天线控制信号的上述天线耦合器的控制，在将上述第一电子开关短路后停止向天线放大电路供给电源，并在开始向上述天线放大电路供给电源后断开上述第一电子开关。

5.根据权利要求1所述的天线耦合器，其特征在于：在上述天线放大电路和上述第一输出端子之间连接有使信号电平衰减并且将输出阻抗设置为电阻成分的衰减器。

6.根据权利要求1所述的天线耦合器，其特征在于：在上述第一电子开关和上述第一输出端子之间连接有使信号电平衰减并且将输出阻抗设置为电阻成分的衰减器。

7.一种高频接收装置，是具备如权利要求1所述的天线耦合器、将上述天线耦合器的上述第一输出端子的输出信号输入到第二输入端子的高频接收部、分别输入从上述高频接收部输出的第一和第二增益控制电压并且控制上述天线耦合器的天线控制部的高频接收装置，

其中，上述高频接收部包括：输入从上述第二输入端子输入的接收信号的第一放大电路；上述第一放大电路的输出信号被输入到其中一个输入的混合器；与上述混合器的另一个输入连接的振荡器；通过PLL(锁相环)控制上述振荡器的频率的PLL电路；输入上述混合器的输出的第二放大电路；输入上述第二放大电路的输出信号的第四输出端子；输入上述混合器的输出信号并且对上述第一放大电路进行增益控制的第一增益控制器；以及输入上述第二放大电路的输出信号并且对上述第二放大电路进行增益控制的第二增益控制器；

上述天线控制部包括：将从上述第一和第二增益控制器分别输出的第一和第二增益控制电压的至少一个与预先设定的各自的基准电压进行比较、判断的信号电平判断器；以及输入从上述信号电平判断器输出的判断信号并且输入用于控制上述天线耦合器的天线控制信号的天线控制部；

根据从上述天线控制部输出的天线控制信号，进行将上述第一电子开关断开和开始向上述天线放大电路供给电源、以及将上述第一电子开关短路和停止向上述天线放大电路供给电源的控制。

8.根据权利要求7所述的高频接收装置，其特征在于：将上述第一混合器设为直接变换。

9.一种高频接收装置，是具有通过第三输入端子输入如权利要求7所述的高频接收部的输出信号的解调部的高频接收装置，

其中，上述解调部包括：输入来自上述第三输入端子的信号的第三放大电路；输入上述第三放大电路的输出信号并且输出解调信号的解调器；以及输入上述第三放大电路的输出并且对上述第三放大电路进行增益控制的第三增益控制器；

信号电平判断器的输入设置有将从第一和第二增益控制器、上述第三增益控制器分别输出的第一、第二和第三增益控制电压中的一个以上的增益控制电压与预先设定的各自的基准电压进行比较、判断的信号电平判断器。

10.根据权利要求9所述的高频接收装置，其特征在于，在天线控制部设置有：将从数字信号用解调部输出的BER(比特误码率)与BER基准值进行比较、判断的BER判断器；输入从信号电平判断器和上述BER判断器输出的各自的判断信号并且输出用于控制天线耦合器的天线控制信号的天线控制部。

11.一种高频接收装置，在如权利要求10所述的高频接收装置中设置有：模拟信号用解调部，以代替数字信号用解调部；以及将从上述模拟信号用解调部输出的S/N(信噪比)与S/N基准值进行比较、判断的S/N判断器，以代替BER判断器。

12.一种高频接收装置，具备：如权利要求1所述的天线耦合器、将上述天线耦合器的第一输出端子的输出信号输入到第二输入端子的高频接收部、输入从上述高频接收部输出的第一、第二增益控制电压并且控制上述天线耦合器的天线控制部；

其中上述高频接收部包括：输入从上述第二输入端子输入的接收信号的第一放大电路；将上述第一放大电路的输出信号输入到其中一个输入的混合器；与上述混合器的另一个输入连接的振荡器；通过PLL(锁相环)控制上述振荡器的频率的PLL电路；输入上述混合器的输出的第二放大电路；输入上述第二放大电路的输出信号的解调部；输出来自上述解调部的信号的第二输出端子；输入上述混合器的输出信号并且对上述第一放大电路进行增益控制的第一增益控制器；以及输入来自上述解调部的输出信号并且对上述第二放大电路进行增益控制的第二增益控制器；

上述天线控制部包括：将从上述第一、第二增益控制器分别输出的第一和第二增益控制电压中的一个或两个与预先设定的各自的基准电压进行比较、判断的信号电平判断器；以及输入从上述信号电平判断器输出的判断信号并且输入用于控制上述天线耦合器的天线控制信号的天线控制部；

根据从上述天线控制部输出的天线控制信号，进行在第一电场区域中断开上述第一电子开关并且开始向上述天线放大电路供给电源、在第二电场区域中将上述第一电子开关短路并且停止向上述天线放大电路供给电源的控制。

Images