JP2001298386A - ダイバシティ受信機 - Google Patents
ダイバシティ受信機Info
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Abstract
いて、アンテナ切替時に発生するノイズの影響を低減す
る。 【解決手段】 受信部3による受信状態に応じて、制御
部5が切替回路2に切替制御信号を供給する。この切替
制御信号が供給されることにより、切替回路2内におい
て、各PiNダイオード21、22がON/OFFし、
これにより、各アンテナ1、1の切替動作が行われる。
なお、各アンテナ1、1が切り替わる際に、瞬間的に、
いずれのアンテナ1、1も受信部3に接続されない状態
が形成され、受信部3からノイズが出力されることがあ
る。しかし、各PiNダイオード21、22として、O
N時のアイソレーションが小さいものを使用すれば、上
記ノイズのレベルを低減できる。
Description
ナを備え、これら各アンテナのうち送信機から送られて
くる電波を良好に受信するものを切替選択して使用する
所謂切替型の空間ダイバシティ(=スペースダイバシテ
ィ:SD)受信機に関し、特に、各アンテナに対して復
調処理等を行う受信部を1つのみとし、この受信部の入
力側に接続するアンテナを切替選択する所謂アンテナダ
イバシティ方式の受信機に関する。
は、各アンテナ毎に受信部を備えこれら各受信部によっ
てそれぞれ復調処理等した後の信号を切替選択するとい
う所謂オーディオダイバシティ方式の受信機に比べて、
上記受信部を単一とする分、受信機全体を低コスト化で
きる等の利点がある。従って、このアンテナダイバシテ
ィ方式の受信機は、例えばワイヤレス・マイクロホン・
システム等を始めとする各種無線通信システムに、数多
く利用されている。このアンテナダイバシティ方式の受
信機の概略構成を、図3に示す。
例えばA系統とB系統との2本の受信アンテナ1、1を
有している。これら各アンテナ1、1は、切替回路2の
入力側に接続されている。切替回路2は、後述する切替
制御信号に従って、各アンテナ1、1のうちの一方を選
択し、この選択して得たアンテナ1の出力する受信信号
(高周波信号)を、受信部3に入力する。受信部3は、
これに入力される受信信号を例えば増幅し、復調処理等
することにより、元の信号、例えばこの受信機がワイヤ
レス・マイクロホン・システム用の受信機である場合に
は音声信号、を再現して、出力端子4から出力する。
る受信信号の品質、例えば信号レベル、を監視する制御
部5を有している。制御部5は、この監視して得た上記
受信信号の信号レベルと所定の基準レベルとを比較し
て、当該受信信号の信号レベルが当該基準レベル以下に
なったとき、切替回路2によって現在選択しているアン
テナ1とは別のアンテナ1を選択するように、上記切替
制御信号を生成して、切替回路2に供給する。これによ
り、現在、無線通信に使用しているアンテナ1による電
波の受信電界強度が低下したときに(詳しくは、このア
ンテナ1から受信部3に入力される受信信号の信号レベ
ルが上記基準レベル以下となったときに)、自動的に他
方のアンテナ1を用いての無線通信動作に切り替わる。
よって、図示しない送信機との間で、例えばデッドポイ
ント等の影響を受けずに、常に安定した無線通信を実現
できる。なお、同図は、切替回路2によってA系統のア
ンテナ1が選択されている状態を示す。
ンテナ1、1の切替動作を俊敏に行うために、一般に、
図示しないPiNダイオードを用いたスイッチング回路
が使用される。具体的には、各アンテナ1、1と受信機
3の入力側との間に、それぞれ、上記PiNダイオード
を直列に設ける。そして、これら各PiNダイオード
を、それぞれON/OFFすることにより、各アンテナ
1、1と受信機3の入力側との間を、それぞれ電気的に
接続/非接続とし、即ち各アンテナ1、1の選択/非選
択状態を形成する。従来は、上記PiNダイオードとし
て、OFF時のアイソレーション(入出力絶縁度)D
が、例えばD=40dB程度という、比較的に大きなア
イソレーションDを有するものを用いていた。これは、
非選択状態にあるアンテナ1と受信機3の入力側との間
を、極力完璧に近い程度に絶縁するためである。
替回路2がA系統のアンテナ1を選択している状態にあ
るとする。そして、この状態において、当該A系統のア
ンテナ1から受信部3に入力される受信信号の信号レベ
ルが上記基準レベル以下となり、これによって、制御部
5が、例えば図4(a)に示すように、B系統のアンテ
ナ1を選択する旨の制御信号(立ち下がりの信号)を、
切替回路2に供給するとする。すると、同図(b)に示
すように、A系統側のPiNダイオードがOFFすると
共に、同図(c)に示すように、B系統側のPiNダイ
オードがONする。
のON/OFF動作が俊敏である等の理由により、A系
統側のPiNダイオードがOFFしてからB系統側のP
iNダイオードがONするまで、瞬間的ではあるが、或
る時間tが掛かることがある。この場合、当該時間tの
あいだ、受信部3に対していずれのアンテナ1、1も接
続されていない状態が形成されることになる。そして、
この状態が、同図(d)に符号Nで示すように、出力端
子4から出力される信号に、各PiNダイオードのアイ
ソレーションDに応じた大きさD’のノイズとなって現
れる。従って、図3の受信機が、例えばワイヤレス・マ
イクロホン・システム用のものである場合には、切替回
路2が選択するアンテナ1、1を切り替える度に、上記
大きさD’のノイズNが出力されて、聴感上、大変耳障
りであり、非常に不快な思いをするという問題がある。
この問題は、B系統のアンテナ1が選択されている状態
から、A系統のアンテナ1を選択するよう切り替わる場
合も、同様である。
は、それぞれの出力する受信信号に位相不連続が発生す
ることがある。そして、この位相不連続が発生した場合
にも、これが上記と同様のノイズとなって出力される。
この位相不連続によるノイズは、例えば、上記各PiN
ダイオードのON/OFFタイミングのズレ(即ち上記
時間t)を電気的に無くしたとしても発生するものであ
る。
コンデンサ等を利用した遅延回路により上記切替制御信
号を鈍化(ディレイ)させる方法、が考えられる。しか
し、この方法によれば、切替制御信号を鈍化する分だ
け、切替回路2により各アンテナ1、1を切り替えるタ
イミングも遅くなる。これでは、各アンテナ1、1の切
替動作を俊敏に行うために上記PiNダイオードを用い
る意味が脱却され、ひいては、各アンテナ1、1による
電波の受信状態に応じて実際に無線通信に使用するアン
テナ1を適宜切り替えると言うダイバシティ受信機本来
の機能を実現できなくなる。
ようとする問題点は、上記従来技術によれば、安定した
無線通信を実現するために各アンテナ1、1の切替動作
を俊敏に行うと、この切替時に出力される上記ノイズN
の影響により、聴感上、不快な思いをすることがある、
という点である。
1、1のうち切替回路2によって選択されていないアン
テナ1(例えば同図においてB系統のアンテナ1)につ
いては、その後段に何らの回路も接続されておらず、即
ち開放状態にある。従って、各アンテナ1、1の切替動
作時に、切替回路2の入力側において、急激なインピー
ダンス変化が生じる。これにより、各アンテナ1、1内
に反射波が発生して、受信機の無線通信動作が不安定に
なるという問題もある。
するアンテナを俊敏に切り替えることによって常に安定
した無線通信を実現しつつも、当該アンテナの切替時に
出力されるノイズの影響を低減できる受信機、を提供こ
とを目的とする。また、アンテナの切替時において、上
記反射波が発生するのを抑制することも、本発明の目的
である。
めに、本発明は、送信機から送られてくる電波を受信す
る複数のアンテナと、これら各アンテナがそれぞれ出力
する各受信信号が入力され、これら各受信信号のうちの
いずれか1つを切替制御信号に従って選択して出力する
切替選択部と、この切替選択部の出力する受信信号が入
力され、この受信信号に所定の処理を施して出力する受
信部と、この受信部に入力される受信信号の或る品質を
監視して、この品質が所定の基準値以下になったとき、
上記切替選択部が現在選択している受信信号とは別のい
ずれか1つの受信信号を選択する状態に、上記切替制御
信号を生成して上記切替選択部に供給する切替制御部
と、を具備する。そして、上記切替選択部は、現在選択
している受信信号以外の非選択状態にある受信信号につ
いても、当該現在選択している受信信号を受信部に導通
させる際の導電率よりも低い所定の導電率で、当該受信
部に導通させるように構成する。
が、或るアンテナから入力される受信信号を、選択して
いるとする。この或るアンテナの受信信号は、切替選択
部を介して、受信部に入力される。受信部は、これに入
力された受信信号に所定の処理、例えば増幅や復調処理
等、を施して、例えば元の信号を再現して出力する。
受信信号の或る品質、例えば当該受信信号の信号レベ
ル、を監視して、この受信信号の信号レベルと所定の基
準値とを比較する。なお、ここで言う基準値としては、
例えば、上記受信信号の信号レベルから、上記或るアン
テナが相手方の送信機から送られてくる電波を十分な受
信電界強度で受信していると見なすことのできるレベル
の最低値、を設定する。従って、切替制御部は、上記或
るアンテナの受信信号の信号レベルが上記基準値以下に
なったとき、当該或るアンテナによれば安定した無線通
信を実現できないと判断する。そして、切替制御部は、
切替選択部により現在選択している上記或るアンテナの
受信信号とは別のアンテナから入力される受信信号を選
択するよう、当該切替選択部を制御する(詳しくは、こ
の制御を実現するための切替制御信号を生成して切替選
択部に供給する)。これにより、受信機は、上記別のア
ンテナを用いての無線通信動作に切り替わり、相手方の
送信機との間で安定した無線通信を実現できる。
ンテナを選択している状態から別のアンテナを選択する
状態に遷移するまでの間には、瞬間的ではあるが、或る
程度の時間が掛かることがある。従って、この間におい
ては、いずれのアンテナも選択されていない状態とな
り、換言すれば、受信部に対していずれのアンテナの受
信信号も入力されていない状態となる。しかしながら、
本発明における切替選択部は、非選択状態にあるアンテ
ナの受信信号についても、現在選択しているアンテナの
受信信号を受信部に導通させるよりも低い所定の導電率
で、受信部に導通させるよう構成されている。従って、
上記のようにいずれのアンテナも選択されていない状態
であっても、各アンテナの受信信号は、僅かではある
が、切替選択部を介して、受信部に入力される。よっ
て、このいずれのアンテナも選択されていない状態とな
ることにより受信部からノイズが出力されるが、この状
態において、受信部に対して何ら受信信号が入力されな
い場合に比べて、当該ノイズのレベルを相対的に低減で
きる。
ぞれの出力する各受信信号の位相に不連続が発生し、こ
の位相不連続によっても、上記と同様のノイズが出力さ
れることがある。しかし、本発明によれば、この位相不
連続が生じたとしても、その間、僅かではあるが、各ア
ンテナの出力する各受信信号がそれぞれ混合された状態
で受信部に入力される。従って、この位相不連続による
ノイズも、上記と同様、相対的に目立ち難くなる。
各アンテナにそれぞれ対応する複数の半導体スイッチン
グ素子を備えたものであってもよい。具体的には、各半
導体スイッチング素子として、それぞれ、少なくとも2
つの端子を有し、これら各端子間を、上記切替制御信号
に従って電気的に接続または非接続とするものを用い
る。そして。これら各端子の一方を、それぞれに対応す
るアンテナに直接または間接的に接続し、他方の端子
を、受信部の入力側に直接または間接的に接続する。こ
のようにすれば、上記切替制御信号に従って、各アンテ
ナを選択または非選択状態とすることができる。そし
て、各半導体スイッチング素子として、上記各端子間を
電気的に非接続状態としたときのこれら各端子間の絶縁
度が比較的に小さい(所謂漏れ電流の大きい)ものを使
用すれば、各アンテナが非選択状態にあるときに、これ
ら各アンテナの出力する受信信号を上記比較的に小さい
絶縁度に応じた導電率により受信部に入力できる。
ドとすることができる。特に、上記切替選択部における
切替動作を俊敏に行う場合には、PiNダイオードを用
いるのが望ましい。
ンテナを終端する終端手段を備えるのが望ましい。この
終端手段は、例えば、任意のアンテナが非選択状態とな
ったときに、このアンテナと接地電位との間を所定の終
端抵抗値を有する抵抗器で接続することにより構成でき
る。このように、非選択状態にあるアンテナを終端すれ
ば、切替選択部が各アンテナを切り替えたとき、当該切
替選択部の入力側におけるインピーダンスの急激な変化
を抑制でき、ひいては、このインピーダンス変化による
反射波の影響を低減できる。
図1及び図2を参照して説明する。なお、本実施の形態
に係る受信機は、概略構成的には、上述した図3と同様
である。ただし、本実施の形態の受信機は、切替回路2
内の構成に、上述した従来技術とは異なり、かつ、本実
施の形態特有の特徴を有している。この切替回路2内の
構成を具体化したものを、図1に示す。
は、切替回路2内に、2つのPiNダイオード21、2
2を有しており、このうち一方のPiNダイオード21
のアノード端子は、A系統のアンテナ1に接続されてお
り、他方のPiNダイオード22のアノード端子は、B
系統のアンテナ1に接続されている。そして、これら各
PiNダイオード21、22の各カソード端子は、それ
ぞれに共通の直流カットコンデンサ23を介して受信部
3の入力側に接続されると共に、それぞれに共通の抵抗
器24を介して接地電位(GND)に接続されている。
なお、この抵抗器24は、後述するが、各PiNダイオ
ード21、22をONする際の駆動用抵抗器として機能
する。
1のアノード端子は、これとは別のPiNダイオード2
5のカソード端子に接続されている。そして、このPi
Nダイオード25のアノード端子は、後述する終端用抵
抗器26を介して、この切替回路2の駆動用電源Vccに
接続されると共に、直流カットコンデンサ27を介して
接地電位に接続されている。なお、駆動電源Vccと接地
電位との間には、雑音除去用のコンデンサ28と抵抗器
29とが並列に接続されている。また、PiNダイオー
ド25のカソード端子は、このPiNダイオード25を
ONする際の駆動用抵抗器30及び直流カットコンデン
サ31を介して、接地電位に接続されている。そして、
これら抵抗器30とコンデンサ31との接続点に、後述
する制御部5の第1制御用端子51が、接続されてい
る。
に、B系統側のPiNダイオード22のアノード端子
は、これとは別のPiNダイオード32のカソード端子
に接続されている。そして、このPiNダイオード32
のアノード端子は、後述する終端用抵抗器33を介し
て、上記駆動用電源Vccに接続されると共に、直流カッ
トコンデンサ34を介して接地電位に接続されている。
また、PiNダイオード32のカソード端子は、このP
iNダイオード32をONする際の駆動用抵抗器35及
び直流カットコンデンサ36を介して、接地電位に接続
されている。そして、これら抵抗器35とコンデンサ3
6との接続点に、制御部5の第2制御用端子52が、接
続されている。
端子から、切替回路2を制御するための切替制御信号と
して、例えば、上記駆動用電源Vccの電圧と略同電位の
H(ハイ)レベル信号及び接地電位と同電位のL(ロ
ー)レベル信号を交互に出力する。具体的には、例えば
第1の制御用端子からHレベル信号を出力しているとき
には、第2の制御用端子からLレベル信号を出力する。
一方、第1の制御用端子からLレベル信号を出力してい
るときには、第2の制御用端子からHレベル信号を出力
する。なお、このように2つの制御用端子51、52を
設けなくても、いずれか一方の制御用端子51または5
2のみを設けてもよい。この場合、当該一方の制御用端
子51または52の出力信号を反転する反転回路を設け
れば、上記2つの制御用端子51、52を設けるのと同
様の作用を奏する。
ナ1、1と受信部3の入力側との間にそれぞれ直列に設
けた上記各PiNダイオード21、22として、意図的
に、OFF時のアイソレーションEが、例えばE=15
dB程度という、比較的に小さいアイソレーションEを
有するものを用いる。このように、故意に、アイソレー
ションEの小さい(換言すればOFF時の漏れ電流の大
きい)PiNダイオード21、22を用いることが、本
実施の形態の最大の特徴である。
例えば、今、制御部5の第1制御用端子51からHレベ
ル信号が出力されており、第2制御用端子52からLレ
ベル信号が出力されているとする。この場合、A系統に
ついて説明すると、上記第1制御用端子51から出力さ
れるHレベル信号が、抵抗器30を介してPiNダイオ
ード21のアノード端子及びPiNダイオード25のカ
ソード端子に供給される。これにより、PiNダイオー
ド25については、そのアノード端子とカソード端子と
が略同電位となるため、OFF状態となる。そして、P
iNダイオード21については、そのアノード端子とカ
ソード端子との間に電位差が生じるので、当該PiNダ
イオード31自体及び駆動用抵抗器24を介して接地電
位に電流が流れ込み、ON状態となる。
御部5の第2制御用端子52から出力されるLレベル信
号が、抵抗器35を介してPiNダイオード22のアノ
ード端子及びPiNダイオード32のカソード端子に供
給される。これにより、PiNダイオード32について
は、そのアノード端子とカソード端子との間に電位差が
生じることにより、上記駆動用電源Vccから抵抗器3
3、当該PiNダイオード32、駆動用抵抗器35及び
制御部5内を介して、接地電位に電流が流れ込み、ON
状態となる。そして、PiNダイオード22について
は、そのアノード端子とカソード端子とが略同電位にな
るので、OFF状態となる。
用端子51からHレベル信号が出力され、第2制御用端
子52からLレベル信号が出力されている状態において
は、A系統のアンテナの出力する受信信号が、PiNダ
イオード21及びコンデンサ23を介して受信部3に入
力され、即ちA系統のアンテナ1が選択される状態が形
成される。
部3に入力される受信信号の信号レベルが上述した基準
レベル以下となり、これによって、制御部5が、上記と
は反対に、第1制御用端子51からLレベル信号を出力
すると共に、第2制御用端子52からHレベル信号を出
力するとする。この場合、上記とは反対に、B系統のア
ンテナの出力する受信信号が、PiNダイオード22及
びコンデンサ23を介して受信部3に入力され、即ちB
系統のアンテナ1が選択される状態が形成される。
例えば図2に示すように、上述した従来技術と同様、短
時間tではあるが、いずれのアンテナ1、1も選択され
ていない状態が形成されることがある。具体的には、同
図(a)に示す切替制御信号(同図は、制御部5の第1
制御用端子51から出力される信号を表す)が切替回路
2に供給されることにより、同図(b)に示すようにA
系統側のPiNダイオード21がOFFした後、同図
(c)に示すようにB系党側のPiNダイオード22が
ONされるまでの時間tのあいだ、いずれのアンテナ
1、1も受信部3に接続されない状態が形成される。従
って、同図(d)に示すように、出力端子4から出力さ
れる信号に、上記各PiNダイオード21、22のアイ
ソレーションEに応じた大きさE’のノイズNが現れ
る。
PiNダイオード21、22として、OFF時における
各端子間のアイソレーションEがE=15dBと小さい
ものを使用しているので、僅かではあるが非選択状態に
あるアンテナ1からもその受信信号が受信部3に入力さ
れる。従って、非選択状態にあるアンテナ1と受信機3
とを極力完璧に近い程度に絶縁するためにOFF時のア
イソレーションDがD=40dB(>E)と大きいPi
Nダイオードを用いる上述した従来技術に比べて、上記
ノイズN自体のレベルE’が遥かに小さくなる(E’<
D’)。よって、このノイズNの影響を軽減でき、例え
ばこの受信機がワイヤレス・マイクロホン・システム用
のものである場合には、このノイズNが出力されること
により、聴感上、不快な思いをすることはない。このこ
とは、B系統のアンテナ1が選択されている状態から、
A系統のアンテナ1を選択するよう切り替わる場合も、
同様である。
は、それぞれの出力する各受信信号の位相に不連続が発
生することがある。そして、この位相不連続によって
も、上記と同様のノイズが出力される。しかし、本実施
の形態によれば、この位相不連続が生じたとしても、そ
の間、僅かではあるが、各アンテナ1、1の出力する各
受信信号がそれぞれ混合された状態で受信部3に入力さ
れる。これにより、当該位相不連続により発生するノイ
ズも、上記と同様、相対的に目立ち難くなる。
ダイオード25がON状態になったとき、即ちA系統の
アンテナ1が非選択状態にあるとき、当該アンテナ1の
受信信号がPiNダイオード25を介して抵抗器26に
流れ込む。従って、この抵抗器26が、当該アンテナ1
の終端抵抗として作用する。よって、このアンテナ切替
時におけるインピーダンスの急激な変化を抑制でき、ひ
いては上述した反射波による影響を抑制できる。このこ
とは、B系統側についても同様である。即ち、PiNダ
イオード32がON状態になると、抵抗器33が、B系
統のアンテナ1用の終端抵抗として作用する。
イオード21、22のOFF時におけるアイソレーショ
ンEを、E=15dBとしたが、これは飽くまで一例で
あって、この値に限定されるものではない。また、図1
に示す切替回路2の構成についても、これと同様の作用
及び効果を奏するのであれば、他の回路構成としてもよ
い。例えば、上記各PiNダイオード21、22に代え
て、他の半導体スイッチング素子を用いることもでき
る。
ンテナ1、1を有する受信機について説明したが、3本
以上のアンテナを有するダイバシティ受信機にも、本発
明を応用できる。また、本実施の形態は、ワイヤレス・
マイクロホン・システム以外の各種無線通信システムに
応用できる。
択部によりアンテナを切り替えたときに、いずれのアン
テナも選択されていない状態が形成されることにより受
信部からノイズが発生するが、このノイズ自体のレベル
を低減できる。また、切替選択部を制御するための切替
制御信号を鈍化させるようなこともないので、各アンテ
ナによる電波の受信状態に応じて、実際に無線通信に使
用するアンテナを適宜俊敏に切り替えることができる。
従って、このアンテナの俊敏な切替動作により常に安定
した無線通信を実現しつつ、当該切替動作時に発生する
ノイズの影響を低減できると言う効果がある。そして、
このアンテナ切替時の各受信信号の位相不連続により発
生するノイズについても、その影響を低減することがで
きる。
る。
ングを示す図である。
である。
の動作タイミングを示す図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 送信機から送られてくる電波を受信する
複数のアンテナと、 これら各アンテナがそれぞれ出力する各受信信号が入力
され、これら各受信信号のうちのいずれか1つを切替制
御信号に従って選択して出力する切替選択部と、 この切替選択部の出力する受信信号が入力され、この受
信信号に所定の処理を施して出力する受信部と、 この受信部に入力される受信信号の或る品質を監視し
て、この品質が所定の基準値以下になったとき、上記切
替選択部が現在選択している受信信号とは別の受信信号
を選択する状態に、上記切替制御信号を生成して上記切
替選択部に供給する切替制御部と、を具備し、 上記切替選択部は、現在選択している受信信号以外の非
選択状態にある受信信号についても、該現在選択してい
る受信信号を上記受信部に導通させる際の導電率よりも
低い所定の導電率で、上記受信部に導通させる状態に構
成された、ダイバシティ受信機。 - 【請求項2】 上記切替選択部が、上記各アンテナにそ
れぞれ対応する複数の半導体スイッチング素子を備え、 これら各半導体スイッチング素子は、それぞれ、少なく
とも2つの端子を有し、これら各端子の一方がそれぞれ
に対応する上記アンテナに直接または間接的に接続さ
れ、他方の端子が上記受信部の入力側に直接または間接
的に接続され、 これら各半導体スイッチング素子が、それぞれ、上記切
替制御信号に従って、上記各端子間を電気的に接続また
は非接続とすることにより、それぞれに対応する上記ア
ンテナから出力される受信信号を選択または非選択とす
る状態に構成された、請求項1に記載のダイバシティ受
信機。 - 【請求項3】 上記半導体スイッチング素子が、ダイオ
ードである、請求項2に記載のダイバシティ受信機。 - 【請求項4】 上記切替選択部が、上記非選択状態にあ
る受信信号を出力しているアンテナを終端する終端手段
を備えた、請求項1に記載のダイバシティ受信機。
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