JP2002016510A - 無線受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 弱電界強度時には低周波信号に含まれるノイ
ズ成分を除去することができ、中・強電界強度時には低
周波信号の明瞭度を低下させることがない無線受信装置
を実現することを目的とする。 【解決手段】 放送もしくは通信の電波を受信および検
波して低周波信号を得る無線受信装置であって、放送も
しくは通信の電波を受信する受信部１２と、前記受信部
での受信により生成された高周波信号を検波して低周波
信号を生成する検波部１３と、前記検波部で生成された
低周波信号の所定周波数帯域を通過させるバンドパスフ
ィルタ１７と、受信した電波の電界強度を監視し、前記
バンドパスフィルタの動作／非動作を制御する制御部１
と、を備え、前記制御部１は、受信した電波の電界強度
が弱いときに前記バンドパスフィルタ１７を動作状態に
することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放送もしくは通信
の電波を受信および検波して低周波信号を得る無線受信
装置であって、弱電界強度時の受信感度の改善に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】放送もしくは通信の電波を受信および検
波して低周波信号を得る無線受信装置では、所望の電波
が入感していない場合（無信号時）に低周波信号として
雑音のみが出力される。この状態を防止するため、音声
ミュート部（スケルチ回路）によって無信号時における
低周波信号の出力を停止させるようにしている。

【０００３】また、前述したスケルチとは別に、周波数
帯域を制限するバンドパスフィルタを用いることで、弱
電界強度時における低周波信号に含まれる低域や高域の
ノイズを除去する技術も存在している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなバ
ンドパスフィルタバンドを無線受信装置に用いると、ノ
イズ成分だけでなく低周波信号の低域成分や高域成分の
レベルが低下するため、雑音がない中・強電界強度時に
も低周波信号（音声）の明瞭度が低下するという問題が
生じる。

【０００５】本発明は以上の問題点に鑑みてなされたも
のであって、弱電界強度時には低周波信号に含まれるノ
イズ成分を除去することができ、中・強電界強度時には
低周波信号の明瞭度を低下させることがない無線受信装
置を実現することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、前記した課題
を解決する本発明は、以下に説明するようなものであ
る。 （１）請求項１記載の無線受信装置は、放送もしくは通
信の電波を受信および検波して低周波信号を得る無線受
信装置であって、放送もしくは通信の電波を受信する受
信部と、前記受信部での受信により生成された高周波信
号を検波して低周波信号を生成する検波部と、前記検波
部で生成された低周波信号の所定周波数帯域を通過させ
るバンドパスフィルタと、受信した電波の電界強度を監
視し、前記バンドパスフィルタの動作／非動作を制御す
る制御部と、を備え、前記制御部は、受信した電波の電
界強度が弱いときに前記バンドパスフィルタを動作状態
にする、ことを特徴とする。

【０００７】この無線受信装置では、制御部が作動し
て、受信した電波の電界強度が弱いときに、低周波信号
の所定周波数帯域を通過させるバンドパスフィルタを選
択して動作状態にしているため、弱電界強度時にはバン
ドパスフィルタの動作によって低周波信号に含まれるノ
イズ成分を除去することができると共に、中・強電界強
度時にはバンドパスフィルタが実質的に非動作となるこ
とによって低周波信号の明瞭度が低下しない。

【０００８】この結果、弱電界強度時の中心付近の低周
波信号の歪み率を改善して無線受信装置の受信感度を向
上させることが可能になる。

【０００９】（２）請求項２記載の無線受信装置は、上
述した（１）に加え、前記低周波信号の出力を遮断する
音声ミュート部を備え、前記制御部は、電界強度が第１
のレベルに達した時点で前記バンドパスフィルタを動作
状態にし、さらに、電界強度が前記第１のレベルより弱
い第２のレベルに達した時点で前記ミュート部によって
低周波信号の出力を遮断する、ことを特徴とする。

【００１０】この無線受信装置では、制御部が作動し
て、電界強度が第１のレベルに達した時点でバンドパス
フィルタが動作状態になり、電界強度が第１のレベルよ
り弱い第２のレベルに達した時点でミュート部によって
低周波信号の出力が遮断され、中・強電界強度時にはバ
ンドパスフィルタが実質的に非動作状態であるために低
周波信号の明瞭度が低下せず、弱電界強度時にはバンド
パスフィルタが動作状態であるために低周波信号に含ま
れるノイズ成分が除去され、さらなる弱電界強度時には
ミュート部によって低周波信号の出力が遮断される。

【００１１】この結果、弱電界強度時の低周波信号の歪
み率を改善して無線受信装置の受信感度を向上させるこ
とが可能になる。

【００１２】（３）請求項３記載の無線受信装置は、上
述した（１）または（２）に加え、前記バンドパスフィ
ルタは、低周波信号を通過させる周波数帯域を複数段階
に切替えることが可能であり、前記制御部は、受信した
電波の電界強度が弱くなるに従って、前記周波数帯域が
狭くなるように切替える、ことを特徴とする。

【００１３】この無線受信装置では、制御部が作動する
ことにより、受信した電波の電界強度が弱いときに、低
周波信号の所定周波数帯域を通過させるバンドパスフィ
ルタを選択して動作状態にして低周波信号に含まれるノ
イズ成分を除去する際に、弱電界になるにつれてバンド
パスフィルタの通過周波数帯域を狭くすることで、中・
強電界強度時には低周波信号の明瞭度を低下させずに、
弱電界になるに従ってノイズ成分を有効に除去すること
が可能になる。

【００１４】この結果、弱電界強度時の低周波信号の歪
み率を改善して無線受信装置の受信感度を向上させるこ
とが可能になる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態例の
無線受信装置を詳細に説明する。なお、本実施の形態例
の無線受信装置は無線受信機能のみを有した無線受信装
置であってもよいし、無線送信機能と無線受信機能を共
に備えた送受信装置（トランシーバ）であってもよい。
以下の説明では、周波数変調されたＲＦ信号を送受信す
る無線送受信装置について本発明を適用したものを実施
の形態例の具体例として用いる。

【００１６】〈無線受信装置の構成〉本発明の無線受信
装置の電気的な構成を示す図１において、１は無線受信
装置各部の制御を行うためマイコンなどで構成された制
御部、２は制御部１の制御に必要な各種データが格納さ
れている記憶部、３は送信および受信に必要な信号の基
準となる基準クロックを発振する基準発振部である。４
は基準発振部３からの基準クロックを用いて送受信に必
要な信号を生成し、また送信のための変調を行う変調／
ＰＬＬ／発振部である。５は音声を送信用の低周波信号
に変換するマイクロホン、６は送信時のプリエンファシ
スのために低周波信号の高域成分を強調しつつ増幅する
送信音声増幅部である。

【００１７】１０は電波の送受信を行うアンテナ、１１
は送信と受信とでアンテナ１０を切替えるアンテナスイ
ッチ、１２はアンテナ１０で捕捉した電波を受信する受
信部、１３は受信した信号をＦＭ検波して低周波信号を
復調する検波／復調部、１４は検波出力に含まれる低周
波信号中の超高域ノイズ成分を増幅・整流して超高域ノ
イズ成分の振幅に応じた電圧を生成して制御部１に印加
する雑音増幅／整流部、１５は復調された低周波信号を
一定レベルまで増幅する受信音声増幅部、１６は送信時
にプリエンファシスによって強調されている低周波信号
の高域成分を減衰させるディエンファシス部、１７は低
周波信号の所定周波数帯域を通過させるバンドパスフィ
ルタ、１８は制御部１からのフィルタ制御信号に基づい
てバンドパスフィルタ１７を動作状態と実質的な非動作
状態に選択的に切替えるアナログスイッチ、１９は制御
部１のスケルチ制御信号により低周波信号を遮断または
通過させる音声ミュート部、２０は低周波信号を増幅す
る電力増幅部、２１は増幅された低周波信号を音声とし
て出力するスピーカである。

【００１８】なお、この送受信装置は、シングルスーパ
ヘテロダイン、ダブルスーパヘテロダイン、またはトリ
プルスーパヘテロダイン、または、さらに他の形式であ
ってもよい。

【００１９】また、以上の送信音声増幅部６における送
信時のプリエンファシス特性は、図２に示すように、
３００Ｈｚ〜３ｋＨｚでは高域成分を強調する特性にな
っている。また、以上のディエンファシス部１６におけ
る受信時のディエンファシス特性は、図２に示すよう
に、３００Ｈｚ〜３ｋＨｚでは高域成分を減衰する特性
に持たせている。

【００２０】この結果、送信時のプリエンファシスによ
って強調されている低周波信号の高域成分が、受信時に
減衰されてフラットな周波数特性に戻される。また、比
較的高域側に多く発生するノイズは、受信時のディエン
ファシス特性により抑制される。また、バンドパスフィ
ルタ１７の帯域通過特性は図２のように音声周波数の
中心部（約１ｋＨｚ）を中心に通過させて、低域と高域
とを減衰させる特性を持たせている。

【００２１】〈無線受信装置の動作〉アンテナ１０で捕
捉された電波は高周波信号として受信部１２に供給さ
れ、変調／ＰＬＬ／発振部４からの局部発振信号と混合
されて、所定の中間周波数のＩＦ信号に変換される。こ
のＩＦ信号は受信部１２内で振幅制限されつつ増幅され
る。そして、ＩＦ信号は検波／復調部１３でＦＭ検波さ
れて低周波信号が復調される。

【００２２】この際に、雑音増幅／整流部１４は、検波
出力に含まれる低周波信号中の超高域ノイズ成分を増幅
・整流して超高域ノイズ成分の振幅に応じた電圧を生成
して制御部１に印加している。

【００２３】ここで、超高域ノイズ成分の振幅に応じた
電圧（ノイズ整流後の電圧）は、図３に示す通り、一定
以下の電界強度（弱電界における電界強度）とほぼ逆比
例する特性を示している。そこで、制御部１がノイズ整
流後の電圧を監視することが、電界強度の監視を行って
いることに相当する（図４Ｓ１、Ｓ２、Ｓ６）。

【００２４】なお、請求項における電界強度の第１のレ
ベルとして０ｄＢμＶ、電界強度の第２のレベルとして
−１５ｄＢμＶを具体例とするが、この数値に限定され
るものではない。また、この数値は記憶部２に格納され
ており、制御部１は必要に応じて記憶部２を参照する。

【００２５】制御部１によるノイズ整流後の電圧の監視
によって電界強度が０ｄＢμＶ以上であると判断された
場合には、制御部１はアナログスイッチ１８をオンの状
態にすることで、バンドパスフィルタ１７を実質的に非
動作状態（オフの状態）にする（図４Ｓ３）。さらに、
制御部１は、音声ミュート部１９を通過状態（スケルチ
・オフの状態）に制御する（図４Ｓ４）。なお、この電
界強度が０ｄＢμＶ以上とは、受信する際に雑音があま
り含まれずほぼ明瞭に受信可能な状態の弱電界以上の電
界強度を意味している。

【００２６】これにより、検波／復調部１３からの低周
波信号はディエンファシス部１６によって、送信時のプ
リエンファシスで強調されている低周波信号の高域成分
が減衰されてフラットな周波数特性に戻される。さら
に、低周波信号はアナログスイッチ１８と音声ミュート
部１９を通過して、電力増幅部２０で一定レベルまで増
幅され、スピーカ２１から音声として出力される。

【００２７】また、制御部１によるノイズ整流後の電圧
の監視によって電界強度が０ｄＢμＶ未満の範囲である
と判断された場合には、制御部１はアナログスイッチ１
８をオフにすることで、バンドパスフィルタ１７のみが
動作状態（オンの状態）になる（図４Ｓ５）。なお、こ
の電界強度が０ｄＢμＶ未満とは、受信した場合に雑音
がある程度含まれる状態の弱電界の電界強度を意味して
いる。

【００２８】続いて、制御部１によって、ノイズ整流後
の電圧の監視によって電界強度が０ＢμＶ未満の範囲の
うちで−１５ｄＢμＶ未満の範囲であか否かの判別が行
われる。ここで、電界強度が０ｄＢμＶ〜−１５ｄＢμ
Ｖの範囲であると判断された場合には、音声ミュート部
１９を通過状態（スケルチ・オフの状態）に制御する
（図４Ｓ４）。

【００２９】これにより、検波／復調部１３からの低周
波信号はディエンファシス部１６によって、送信時のプ
リエンファシスで強調されている低周波信号の高域成分
が減衰されてフラットな周波数特性に戻され、さらに、
バンドパスフィルタ１７によって低域と高域とが減衰さ
れる。これにより、微弱な電界強度であって復調した低
周波信号に雑音が含まれていたとしても、雑音成分が有
効に除去される。そして、雑音成分が除去された低周波
信号は音声ミュート部１９を通過して、電力増幅部２０
で一定レベルまで増幅され、スピーカ２１から音声とし
て出力される。

【００３０】また、制御部１によるノイズ整流後の電圧
の監視によって電界強度が−１５ｄＢμＶ未満であると
判断された場合には、制御部１は、音声ミュート部１９
を遮断状態（スケルチ・オンの状態）に制御する（図４
Ｓ７）。なお、この電界強度が−１５ｄＢμＶ未満と
は、受信が困難な電界強度を意味している。従って、低
周波信号は音声ミュート部１９を通過せず、スピーカ２
１から音声は出力されない。

【００３１】なお、図５は１ｋＨｚサイン波で変調した
信号をシグナルジェネレータで発生して受信機に与え、
１２ｄＢ（２５％）の歪み率で復調される感度（入力レ
ベル（ｄＢμＶ））の特性を示した特性図である。ここ
では、バンドパスフィルタ１７以外は同一の構成を有す
る受信機を用いて実験した結果について、従来例と本実
施の形態例とを比較して示している。

【００３２】バンドパスフィルタ１７を有していない従
来の受信機では、１２ｄＢの歪み率を得られるＳｉｎａ
ｄ感度は−９．５ｄＢμＶであった。弱電界でバンドパ
スフィルタ１７を有効にする本実施の形態例の無線受信
装置では、−９．５ｄＢμＶの入力レベルではノイズ成
分が除去される結果、歪み率が改善されて１８ｄＢとな
る。このため、１２ｄＢの歪み率を得られるＳｉｎａｄ
感度は、従来より３ｄＢ改善されて、−１２．５ｄＢμ
Ｖであった。

【００３３】これにより、スケルチをオンするポイント
も、図３に示すように、従来より更に低い電界強度に設
定することができる。この結果、高感度（通信距離の拡
大）を実現することが可能になる。

【００３４】〈その他の実施の形態例〉以上の実施の
形態例では、バンドパスフィルタ１７は所定のバンドパ
ス特性を有していたが、電界強度の数値に応じて複数の
特性を切替えるようにすることも可能である。

【００３５】すなわち、バンドパスフィルタ１７に関し
て、低周波信号を通過させる周波数帯域を複数段階に切
替えることが可能である構成としておく（図６参照）。
そして、制御部１は、受信した電波の電界強度が弱くな
るに従って、周波数帯域が狭くなるように切替える（図
６ａ→ｂ→ｃ）といったことが可能である。

【００３６】このように、弱電界になるにつれてバンド
パスフィルタの通過周波数帯域を狭くすることで、中・
強電界強度時には低周波信号の明瞭度を低下させずに、
弱電界となるに従ってノイズ成分を有効に除去すること
が可能になる。この結果、弱電界強度時の低周波信号の
歪み率を改善して無線受信装置の受信感度を向上させる
ことが可能になる。

【００３７】〈その他の実施の形態例〉以上の説明で
示した図１の回路では、ディエンファシス部１６でディ
エンファシスを実現するためのフィルタ（図７、図２
）と、バンドパスフィルタ１７（図７、図２）と
はそれぞれ別々にイコライジング処理を行っていた。こ
れら別々のフィルタによるイコライジング処理を、合成
した特性（図７）を有する単一のフィルタで実現する
ことも可能である。

【００３８】たとえば、ディエンファシス部１６で複数
の特性を切替えるようにしておいて、通常時には図７
の特性でディエンファシスを実行し、弱電界強度時に低
周波信号のノイズ成分の除去を行う際には図７のバン
ドパスフィルタ特性を包含するディエンファシスを実行
する。これにより、部品点数を削減しつつ、弱電界強度
時のノイズ成分を除去して受信感度を向上させることが
可能になる。

【００３９】上述した本発明の実施の形態例では、制御
部１によってバンドパスフィルタ１７は選択的に動作／
非動作の切替えられる構成になっている。が、受信した
電波の電界強度が弱い環境下で長時間使用する場合のた
めに、使用者がバンドパスフィルタ１７を常に動作状態
にとなるように切り替えるスイッチ手段を制御部１に付
加した構成であってもよい。

【００４０】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下に述べるような効果が得られる。 （１）請求項１記載の無線受信装置の発明では、受信し
た電波の電界強度が弱いときに、低周波信号の所定周波
数帯域を通過させるバンドパスフィルタを動作状態にし
ているため、弱電界強度時にはバンドパスフィルタの動
作によって低周波信号に含まれるノイズ成分を除去する
ことができると共に、中・強電界強度時にはバンドパス
フィルタが実質的に非動作状態とさせることによって低
周波信号の明瞭度が低下しない。

【００４１】この結果、弱電界強度時の低周波信号の歪
み率を改善して無線受信装置の受信感度を向上させるこ
とが可能になる。

【００４２】（２）請求項２記載の無線受信装置の発明
では、電界強度が第１のレベルに達した時点でバンドパ
スフィルタが動作状態になり、電界強度が第１のレベル
より弱い第２のレベルに達した時点でミュート部によっ
て低周波信号の出力が遮断さ。中・強電界強度時にはバ
ンドパスフィルタが実質的に非動作状態であるため低周
波信号の明瞭度が低下せず、弱電界強度時にはバンドパ
スフィルタが動作状態のため低周波信号に含まれるノイ
ズ成分が除去され、さらなる弱電界強度時にはミュート
部によって低周波信号の出力が遮断される。

【００４３】この結果、弱電界強度時の低周波信号の歪
み率を改善して無線受信装置の受信感度を向上させるこ
とが可能になる。

【００４４】（３）請求項３記載の無線受信装置の発明
では、受信した電波の電界強度が弱いときに、低周波信
号の所定周波数帯域を通過させるバンドパスフィルタを
動作状態にして低周波信号に含まれるノイズ成分を除去
する際に、弱電界になるにつれてバンドパスフィルタの
通過周波数帯域を狭くすることで、中・強電界強度時に
は低周波信号の明瞭度を低下させずに、弱電界になるに
従ってノイズ成分を有効に除去することが可能になる。

【００４５】この結果、弱電界強度時の低周波信号の歪
み率を改善して無線受信装置の受信感度を向上させるこ
とが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態例の無線受信装置の
電気的な構成を説明する機能ブロック図である。

【図２】本発明の図１に示す実施の形態例の無線受信装
置の主要部の特性を説明する特性図である。

【図３】本発明の図１に示す実施の形態例の無線受信装
置の主要部の特性を説明する特性図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態例の動作を説明する
フローチャートである。

【図５】本発明の第１の実施の形態例の無線受信装置の
主要部の特性を説明する特性図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態例の無線受信装置の
主要部の特性を説明する特性図である。

【図７】本発明の第３の実施の形態例の無線受信装置の
主要部の特性を説明する特性図である。

【符号の説明】

１ 制御部 ２ 記憶部 ３ 基準発振部 ４ 変調／ＰＬＬ／発振部 ５ マイクロホン ６ 送信音声増幅部 ７ 送信部 １０ アンテナ １１ アンテナスイッチ １２ 受信部 １３ 検波／復調部 １４ 雑音増幅／整流部 １５ 受信音声増幅部 １６ ディエンファシス部 １７ バンドパスフィルタ １８ アナログスイッチ １９ 音声ミュート部 ２０ 電力増幅部 ２１ スピーカ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】放送もしくは通信の電波を受信および検波
   して低周波信号を得る無線受信装置であって、 放送もしくは通信の電波を受信する受信部と、 前記受信部での受信により生成された高周波信号を検波
   して低周波信号を生成する検波部と、 前記検波部で生成された低周波信号の所定周波数帯域を
   通過させるバンドパスフィルタと、 受信した電波の電界強度を監視し、前記バンドパスフィ
   ルタの動作／非動作を制御する制御部と、を備え、 前記制御部は、受信した電波の電界強度が弱いときに前
   記バンドパスフィルタを動作状態にする、ことを特徴と
   する無線受信装置。
2. 【請求項２】前記低周波信号の出力を遮断する音声ミュ
   ート部を備え、 前記制御部は、電界強度が第１のレベルに達した時点で
   前記バンドパスフィルタを動作状態にし、さらに、電界
   強度が前記第１のレベルより弱い第２のレベルに達した
   時点で前記ミュート部によって低周波信号の出力を遮断
   する、ことを特徴とする請求項１記載の無線受信装置。
3. 【請求項３】前記バンドパスフィルタは、低周波信号を
   通過させる周波数帯域を複数段階に 切替えることが可能であり、前記制御部は、受信した電
   波の電界強度が弱くなるに従って、前記周波数帯域が狭
   くなるように切替える、ことを特徴とする請求項１また
   は請求項２のいずれかに記載の無線受信装置。