JP2002033689A - 微弱電波通信装置 - Google Patents

微弱電波通信装置

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JP2002033689A
JP2002033689A JP2000247990A JP2000247990A JP2002033689A JP 2002033689 A JP2002033689 A JP 2002033689A JP 2000247990 A JP2000247990 A JP 2000247990A JP 2000247990 A JP2000247990 A JP 2000247990A JP 2002033689 A JP2002033689 A JP 2002033689A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】受信機に搬送波の切替手段や、受信状況の検
出、判断手段を必要とせずに、一つの後調回路で二つの
搬送波を合成できる周波数ダイバーンティー受信機を提
供する。 【解決手段】受信され、高周波増巾器Aで増幅された二
つの搬送波は、それぞれに対応した二組の周波数変換器
BおよびDに入力され、それぞれ異なったローカル周波
数を発生する発振器C及びDにより、同じ中間周波数に
変換され、合成される。以降の中間周波フィルターF以
降は一般的なFM受信機と同様の過程を経て信号が再生
される。この場合の信号は、減衰器を送信機側に設け
て、片方の搬送波を減衰させ、送信されたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の利用分野】本発明は、微弱電波無線通信に利用
される。
【0002】
【従来技術】微弱電波の無線通信では、利用できる電波
の電界強度が微弱であるため、所望の通信距離を得るた
めには希望波以外の電波による干渉を可能な限り少なく
しなければならない。一般的な生活空間では、大地や建
造物などによる電波の反射があり、これによるマルチパ
スは避けられない。マルチパスはフェージングと呼ばれ
る電波の振幅変動を発生させる。周波数ダイバシティー
はフェージングの影響を軽減する手法の一つで、複数の
周波数の搬送波を送信し、合成して受信することでフェ
ージングを軽減するものである。従来の装置では、複数
の搬送波を合成する方法として各搬送波を複数の受信回
路でベースバンド信号に復調してから合成する、または
一つの受信機で受信状況に応じて受信する搬送波を切り
替える等の方式がある。これらの装置は受信回路(復調
回路)が複数必要であるか、搬送波の切り替え手段や受
信状況を検出して判断する手段が必要であり、装置が複
雑になっていた。
【0003】
【発明が解決しようとする問題】本発明が解決しようと
する問題は、受信機にこれらの判断手段や切り替え手段
を必要とせずに一つの復調回路で二つの搬送波を合成で
きる周波数ダイバシティー通信機を提供することであ
る。
【0004】
【問題を解決するための手段】本発明では二つの搬送波
を同時に受信して、それぞれを周波数変換器で同じ中間
周波数に変換してから合成し復調している。これにより
搬送波を選択するフィルター等を切り替える回路が不必
要になるため切り替えの判断をすることもなく、復調す
る前に合成するので復調回路は一つでよい。しかし二つ
の搬送波を中間周波数で合成するとき、これを単純に合
成しただけでは問題が発生する。二つの搬送波周波数を
、f、ローカル周波数をfL01、fL02、中
間周波数をfIFとすると、下側ヘテロダインの受信機
であれば原理的にはf−fL01=f−fL02
IFとなる一つの中間周波数fIFに変換される。し
かし現実には送信側の発振器と受信側のローカル発振器
は異なるためf−fL01とf−fL02を正確に
一致させることは不可能であり、中間周波数はf−f
L01=fIF1とf−fL02=fIF2という二
つの周波数が合成されfIF1とfIF2の周波数差の
ビート(振幅変動)を生じる。fIF1とfIF2の振
幅が等しい場合は合成された中間周波数の振幅がゼロに
なるときがあり受信に大きく影響する。この様子を図示
したのが第一図Aである。ビートによって中間周波数の
振幅の小さくなった部分が、正確に復調されず本来再生
されるべきパルスが欠けていることを示している。本発
明ではこの中間周波数のビートの影響を少なくすため、
合成する中間周波数の振幅に一定の差を設けている。第
一図Bでこれを説明する。FM受信機では検波器に入力
する中間周波の振幅を一定にするために振幅リミッター
を用いる。従ってビートによって振幅変動しても振幅最
小値がリミッターレベル以上であればその影響を無くす
ことができる。中間周波数fIF1とfIF2の振幅を
IF1、AIF2とすると、ビートが発生した状態で
振幅の最大値はAIF1+AIF2、最小値は|A
IF1−AIF2|となるから、最小値がリミットレベ
ル以上になるような振幅の差を付ければよいことにな
る。高感度受信機では、初段の高周波増幅器のNFによ
って感度が決定するように設計するため、最低受信電界
強度に於いても中間周波数の振幅はリミッターレベル以
上であるのが一般的である。中間周波数の振幅をリミッ
ターレベルの何倍に設定するかによって必要な振幅の差
|AIF1−AIF2|は異なる。AIF1≧AIF2
として、最小受信電界強度での中間周波数の振幅をA
IF2、リミッターレベルをALIMとすればAIF1
−AIF2≧ALIMであるから、AIF2/ALIM
=nとすればAIF1/AIF2≧1+1/nとなる。
例えば、最小受信電界強度での中間周波数の振幅A
IF2がリミッターレベルALIMに対して二倍(6d
b)に設計された受信機では、二つの搬送波の振幅差を
1.5倍(3.5dB)以上にすればビートによる振幅
変動の影響はないものとなる。ただし以上の計算は理想
値であるから実際には補正が必要である。設定する振幅
の差が大きいと周波数ダイバシティーの効果が損なわれ
る。逆にフェージングによってレベル差がゼロになるこ
ともあるため、ビートが発生し受信感度が悪くなる可能
性もある。しかし携帯機器などによる移動体間通信であ
ればフェージングの状況は時間と共に変化するため、時
間ダイバシティーなどでこれを補うこともできるので、
用途によっては回路構成が簡単化できる効果により十分
実用的である。
【0005】
【発明の実施例】以下に本発明の一例を説明する。第二
図は二つの搬送波を送信する送信機の構成を示してい
る。同じベースバンド信号によって第一搬送波と第二搬
送波を周波数変調(FSK)し、合成した後アンテナか
ら送信する。二つの周波数変調器(FM変調器)の出力
レベルに差を付けるため一方に減衰器を接続している。
減衰器ではなくフィルターの周波数特性を利用して周波
数変調回路の出力レベルに差を設けることでも効果は同
様である。第三図Aは受信機の構成を示している。二つ
の搬送波に対応した二組の周波数変換器とローカル発振
器を備えている他は、一般的なヘテロダイン受信機と同
じ構成である。高周波増幅器で増幅された二つの搬送波
は、第一および第二の周波数変換器に入力され、それぞ
れ異なったローカル周波数で同じ中間周波数に変換され
合成される。以降は一般的なFM受信機と同様の過程を
経て信号が再生される。以上の例では減衰器を送信機側
に設けたが、第三図Bのように受信機側でどちらか一方
の周波数変換器の出力に減衰器またはフィルターを接続
しても同様の効果は得られる。第四図Bに示したのは、
一組の周波数変換器とローカル発振器で二つの搬送波を
受信できるようにした受信機、第四図Aはそれに対応し
た送信機である。第四図Aの送信機は、前記第二図で示
した送信機の第二周波数変調器の入力にベースバンド信
号の極性を反転させる回路が追加されている。これは二
つの搬送波の変調極性を互に逆にするためのもので、極
性反転回路によらなくとも周波数変調器自体の変調極性
を逆にしてもよい。第四図Bの受信機は従来のスーパー
ヘテロダイン受信機そのものである。ここで二つの搬送
波周波数をf、f、受信機のローカル周波数をf
L0=(f+f)/2とすると、二つの搬送波は一
つの中間周波数fIF=(f−f)/2となって合
成される。f、fは互にイメージ周波数の関係にな
るため、中間周波数に変換されたときに互いの変調極性
が逆になるが、送信側であらかじめ一方の変調極性を逆
にしているため同極性で合成されることになる。第四図
Bの受信機と第五図AおよびBの送信機を組み合わせた
通信装置では、ローカル発振器を送信回路と受信回路で
共用できることが特徴である。以下に第五図Aの送信機
の説明をする。ベースバンド信号で周波数変調された中
間周波数fIFを周波数変換器へ入力し搬送波周波数へ
変換する。ここでローカル発振器の周波数をfL0とす
ると周波数変換器の出力にはfL0±fIFが出力され
るので、一方はfL0−fIF、他方はfL0+fIF
の周波数が通過するようなバンドパスフィルターを通し
て合成する。ただしどちらか一方に減衰器を接続して振
幅に一定の差を設ける。fL0−fIFとfL0+f
IFでは変調極性が互に逆になるので、第四図Aの送信
機と同様に振幅が異なり、変調極性が互に逆になった二
つの搬送波f=fL0−fIF、f=fL0+f
IFが得られることになる。受信機のローカル周波数は
(f+f)/2=fL0で送信機のローカル周波数
と同じになり、一つの発振回路で送信と受信のローカル
発振器を兼用することができる。第五図Bはローパスフ
ィルターの減衰特性を利用して二つの周波数に振幅差を
付けるものである。同様のローパスフィルターを第四図
Bに示した受信機の周波数変換器の前に追加しても本発
明の効果は得られる。また同受信機のアンテナ同調を調
整し受信する二つの搬送波レベルに差を設けることもフ
ィルターの特性を利用することと同様である。以上の第
四図、第五図の例を周波数スペクトラムで表したのが第
六図である。中間周波数fifの両サイドにあるスペク
トルは送信信号fにより変調されてできたサイドバン
ド(変調によりスペクトラムが異なるため概念的に示し
た)である。各周波数の一例としてはf=256Hz
(512bps)、fif=455kHz、fL0=3
10MHzで搬送波はf=309.545MHz、f
=310.455MHzとなる。微弱電波の電界強度
測定方法(電波法施行規則第6条第2項および昭和63
年郵政省告示第127号、平成6年郵政省告示第278
号)により、30MHz以上1GHz以下の周波数での
電界強度測定は、まず電界強度計により測定し、さらに
スペクトラムアナライザの分解能帯域幅を100kHz
と1MHzに切り替えて測定した測定値の差が、3dB
以下であれば電界強度計の測定値をもって電界強度と
し、3dBから7dBのときはスペクトラムアナライザ
の分解能帯域幅1MHzの値を電界強度とし、7dB以
上のときはスペクトラムアナライザの分解能帯域幅1M
Hzの値に5dBを加えた値を電界強度とすると規定さ
れている。中間周波数を455kHzとすると二つの搬
送波の周波数差が910kHzであり、上記測定方法に
よって測定した場合、スペクトラムアナライザの分解能
帯域幅の切り替えによる測定値の差が3dB以下になる
ため電界強度計の測定値に補正値が加えられることがな
い。しかも455kHzは多くの通信機で中間周波数と
して使用されているため、部品の入手が容易である。
【0006】
【発明の効果】二つの搬送波の振幅に一定の差を設ける
ことにより、二つの搬送波を一つの中間周波数に変換し
て合成したときに発生するビートの影響を低減できるた
め、受信状況に応じて搬送波を切替えたり、受信状況を
判定する手段が必要ない周波数ダイバシティー通信機が
実現できる。受信機は一般的なスーパーヘテロダイン受
信機と同じ構成であり、送信機と受信機でローカル発振
器を共用できるため、特殊な部品を使用することなく回
路構成が簡単な周波数ダイバシティー通信機が実現でき
る。
【図面の簡単な説明】
【第一図 A】 ビートの影響
【第一図 B】 振幅リミッターの効果
【第二図】 本発明による送信機の基本的な
構成
【第三図 A】 本発明による受信機の基本的な
構成
【第三図 B】 本発明による受信機の基本的な
構成
【第四図 A】 本発明を従来のスーパーヘテロ
ダイン受信機で実現する送信機及び受信機の構成
【第四図 B】 本発明を従来のスーパーヘテロ
ダイン受信機で実現する送信機及び受信機の構成
【第五図 A】 受信機と送信機でローカル発振
器を共用にできる本発明の送信機の構成
【第五図 B】 受信機と送信機でローカル発振
器を共用にできる本発明の送信機の構成
【第六図】 本発明による送信機の周波数ス
ペクトラムの概略

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】同じベースバンド信号で周波数変調された
    周波数の異なる二つの搬送波を送信する送信機と、二つ
    の搬送波を同じ中間周波数に周波数変換して合成した後
    に復調する受信機とで構成される周波数ダイバシティー
    通信装置に於いて、合成する中間周波数の振幅に一定の
    差を設けるための減衰器あるいはフィルターを送信機ま
    たは受信機に設けた微弱電波通信装置。
  2. 【請求項2】搬送波の周波数間隔の最低限は、搬送波の
    電界強度をスペクトラムアナライザで分解能帯域幅を1
    00kHzと1MHzに切り替えて測定したとき、その
    差が3dB以内になるようにした請求項1の微弱電波通
    信装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012086431A1 (ja) * 2010-12-21 2012-06-28 株式会社Jvcケンウッド ラジオ受信機、ラジオ受信方法およびプログラム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2012086431A1 (ja) * 2010-12-21 2012-06-28 株式会社Jvcケンウッド ラジオ受信機、ラジオ受信方法およびプログラム

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