JP2004312169A

JP2004312169A - 無線受信装置

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Publication number: JP2004312169A
Application number: JP2003100531A
Authority: JP
Inventors: Akira Kato; 章加藤; Takashi Kawabata; 隆志河端
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2003-04-03
Filing date: 2003-04-03
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2023-04-03
Also published as: JP4103666B2; US20040198238A1; US7522894B2

Abstract

【課題】複数の受信用のアンテナ素備えるにもかかわらず回路構成が簡単で小型化、低価格化を図ることのできる無線受信装置を提供する。
【解決手段】２つの受信用のアンテナ１１、１２と、各アンテナから２つの入力ＩＤＴ１６、１７にそれぞれＲＦアンプ１３、１４を介して接続されたＳＡＷフィルタ１５と、２つの入力ＩＤＴ１６、１７から信号を受け取ることのできる出力ＩＤＴ１８にＲＦアンプ１９を介して接続された検波回路２０を備える。ＳＡＷフィルタ１５の各入力ＩＤＴと出力ＩＤＴとの中心間の距離は互いに異なる。ＳＡＷフィルタ１５は、２つの帯域通過フィルタとそれに接続された遅延量が異なる２つの遅延回路と、その出力を合成する合成回路の機能を果たす。
【効果】１つの送信信号を２系統で受信して時間的に２回に分けて検波できるため、回路規模の大型化を図らずに信号の受信成功率を向上させることができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線受信装置、例えばリモート・キーレス・エントリー・システム（ＲＫＥシステム）のような、同じ情報の無線信号が一定時間間隔で何度も送られてきて、そのうちの一度でも受信に成功すれば良いシステムにおける無線受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線受信装置においては、受信性能の向上のために、ダイバーシティ方式のような２つ以上のアンテナを用いる方法が広く利用されている。２つ以上のアンテナを用いる無線受信装置としては、各アンテナで受信した信号のどちらか条件の良い方を選択し切り換えて採用するダイバーシティ切換を行うのが一般的だが、この場合は複数の検波回路を必要としたり切り換えスイッチを必要としたりして、回路が複雑になり回路規模が大きくなり、価格も高くなる。そこで、複数のアンテナを備えながらもダイバーシティ切換を行わない方式が考えられており、例えば特許文献１や特許文献２に記載されたものなどがそれにあたる。
【０００３】
特許文献１の場合は、２つのアンテナで受信したＣＤＭＡ方式のＲＦ信号をそれぞれＩＦ信号に変換し、その一方を遅延させた上で合成し、その後で復調を行っている。
【０００４】
特許文献２の場合は、２つのアンテナで受信したＣＤＭＡ方式のＲＦ信号をそれぞれＩＦ信号に変換し、双方をＳＡＷフィルタで遅延させて合成し、その後で復調を行っている。
【０００５】
いずれの方法においても、いずれか一方の信号を選択するというダイバーシティ切換を行わないために、部品点数が減少し、価格が安くなるという利点がある。
【０００６】
なお、ＣＤＭＡ方式以外の無線受信装置においてダイバーシティ切換を行わないことを提案する文献は見あたらない。また、ＲＫＥ受信機においてダイバーシティ方式を採用することを開示した公知文献についても見あたらない。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−２６７８５号公報
【特許文献２】
特開２００２−１５２０９７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１や２の方法においては、信号が時間的、周波数的に重複しても復調（復号化）できるというＣＤＭＡ方式の特徴を利用している。そのため、この方法はＲＫＥ受信機のようなＦＳＫ変調やＡＳＫ変調を利用する無線受信装置においては簡単には採用できないと考えられる。
【０００９】
また、ＲＫＥ受信機のような通信情報量が少なく低価格であることが必要な無線受信装置においては、ダイバーシティ切換を行うような受信装置は回路規模が大きくなるために採用は困難になる。
【００１０】
そこで、本発明は上記の問題点を解決することを目的とするもので、複数の受信用のアンテナ素備えるにもかかわらず回路構成が簡単で小型化、低価格化を図ることのできる無線受信装置を提供する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の無線受信装置は、複数のアンテナと、該複数のアンテナにそれぞれ接続された互いに遅延量が異なる複数の遅延回路と、該複数の遅延回路の出力を受信信号が時間的に重ならないように合成する合成回路と、該合成回路から出力される受信信号を順次検波する検波回路とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の無線受信装置は、前記複数のアンテナで受信される信号が一定の持続時間を有するバースト信号であり、前記複数の遅延回路の遅延量が、互いに前記バースト信号の持続時間以上に異なることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の無線受信装置は、前記バースト信号は一定の時間間隔で繰り返されるものであり、最も遅延量の大きい前記遅延回路の遅延量は、前記バースト信号の繰り返し間隔よりも短いことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の無線受信装置は、前記複数のアンテナと前記複数の遅延回路の間にそれぞれ周波数変換回路を備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の無線受信装置は、前記複数の遅延回路のそれぞれに直列に帯域通過フィルタを備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の無線受信装置は、複数の入力ＩＤＴと、該複数の入力ＩＤＴの全てから信号を受け取ることのできる出力ＩＤＴとを備え、前記複数の入力ＩＤＴと前記出力ＩＤＴとの中心間の距離が全て互いに異なる弾性表面波装置を有してなり、該弾性表面波装置は、前記複数の入力ＩＤＴがそれぞれ前記複数のアンテナに接続され、前記遅延回路および前記帯域通過フィルタおよび前記合成回路として機能することを特徴とする。
【００１７】
このように構成することにより、本発明の無線受信装置においては、複数の受信用のアンテナ素備えるにもかかわらず回路規模の大型化を図らずに信号の受信成功率を向上させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明の無線受信装置の一実施例のブロック図を示す。図１において、無線受信装置１０は、ＲＫＥ受信機として構成されたものであり、２つのアンテナ１１および１２、ＲＦアンプ１３、１４および１９、弾性表面波装置であるＳＡＷフィルタ１５、検波回路２０、および出力端子２１を備えている。ＳＡＷフィルタ１５は、表面波の伝搬方向に並んだ３つのＩＤＴ（ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌＴｒａｎｓｄｕｃｅｒ）１６、１７および１８を備えている。ＩＤＴ１６、１７は入力ＩＤＴで、ＩＤＴ１８は出力ＩＤＴである。ＩＤＴ１８はＩＤＴ１６とＩＤＴ１７の間に配置されている。ＩＤＴ１６とＩＤＴ１８の間隔Ｌ１とＩＤＴ１７とＩＤＴ１８の間隔Ｌ２は互いに異なっている。これによって、ＩＤＴ１６とＩＤＴ１８の間は１つのＢＰＦとして機能し、ＩＤＴ１７とＩＤＴ１８の間は前者とほぼ同等の特性で間隔Ｌ１とＬ２の差に対応する遅延時間のみが異なるもう１つのＢＰＦとして機能する。なお、遅延時間Ｔ２は（Ｌ２−Ｌ１）／表面波の音速で定義される。
【００１９】
ここで、アンテナ１１はＲＦアンプ１３を介してＩＤＴ１６に接続され、アンテナ１２はＲＦアンプ１４を介してＩＤＴ１７に接続されている。そして、ＩＤＴ１８はＲＦアンプ１９を介して検波回路２０に接続され、その出力は出力端子２１に接続されている。
【００２０】
次に、この無線受信装置１０で受信する信号について説明する。ＲＫＥシステムにおいては、車のドアロックを開ける、閉める、場合によっては窓を開け閉めしたりエンジンをかけたりするといった比較的簡単な情報を伝達できればよい。そこで、例えば数１００ＭＨｚのＲＦ信号を簡単な情報を含んだデジタル信号でＦＳＫ変調あるいはＡＳＫ変調する。しかも、情報の伝達を確実にするために、このような変調を行った信号を一定時間間隔（繰り返し間隔Ｔ１）毎に複数回送信する。そのため、送信信号の時間波形は、例えば図２の上の図で示すようなバースト状のものが繰り返される形になる。なお、図２における波形は信号の存在および振幅のみを意味しており、変調状態については図示していない。
【００２１】
無線受信装置１０においては、このような信号を２つのアンテナ１１および１２で受信する。図２に、無線受信装置１０の各部における信号の時間波形を示し、これを用いて無線受信装置１０の動作について説明する。
【００２２】
まず、無線受信装置１０においては、２つのアンテナ１１および１２で信号を受信する。この際、２つのアンテナ１１、１２は車体上の１〜２ｍ程度互いに離れた位置に配置されているものとする。その場合、２つのアンテナにおける信号の受信時間のずれはほとんどないが、アンテナの位置によっては送信機との間の遮蔽物の影響などによって受信信号の振幅が異なる可能性がある。そこで、図２においては、アンテナ１１で受信した信号の波形よりもアンテナ１２で受信した信号の波形の方が振幅が小さくなっている様子を示している。図２において、信号ｓａ１とｓｂ１は持続時間Ｔ０の同じ送信信号を異なるアンテナ１１、１２でそれぞれ受信したものであり、時間的なずれはほとんどない。信号ｓａ２とｓｂ２、ｓａ３とｓｂ３、ｓａ４とｓｂ４も同じである。また、信号ｓａ１、ｓａ２、ｓａ３、ｓａ４は一定の繰り返し間隔Ｔ１で次々と送信される同じデジタル信号で変調された同じ情報を含む異なる信号を受信したものである。信号ｓｂ１、ｓｂ２、ｓｂ３、ｓｂ４についても同様である。
【００２３】
アンテナ１１で受信した信号（例えば信号ｓａ１）はＲＦアンプ１３で増幅され、ＳＡＷフィルタ１５のＩＤＴ１６に入力される。ＩＤＴ１６に入力された信号は表面波に変換されてＩＤＴ１８まで伝達され、ＩＤＴ１８で電気信号に変換されて出力され、ＲＦアンプ１９に入力される。一方、アンテナ１２で受信した信号（例えばｓｂ１）はＲＦアンプ１４で増幅され、ＳＡＷフィルタ１５のＩＤＴ１７に入力される。ＩＤＴ１７に入力された信号は表面波に変換されてＩＤＴ１８まで伝達され、ＩＤＴ１８で電気信号に変換されて出力され、ＲＦアンプ１９に入力される。
【００２４】
このとき、ＳＡＷフィルタ１５の２つのフィルタ部分で遅延時間が異なっているため、ＩＤＴ１８から出力される段階で信号ｓａ１と信号ｓｂ１は時間的に遅延時間Ｔ２だけずれる。このずれの時間Ｔ２が信号の持続時間Ｔ０より大きいので、信号ｓａ１と信号ｓｂ１は時間的に重ならない信号となる。一方、信号ｓａ１がＩＤＴ１６からＩＤＴ１８に伝達された後には繰り返し間隔Ｔ１を空けて信号ｓａ２が続いて同じように伝達される。そこで、信号ｓａ２が信号ｓｂ１と時間的に重ならないように、繰り返し間隔Ｔ１は遅延時間Ｔ２と信号の持続時間Ｔ０を合わせたものよりも大きくなるように設定されている。これによって、ＩＤＴ１８からは信号ｓａ１、ｓｂ１、ｓａ２、ｓｂ２、・・・と各信号が互いに時間的に重ならずに出力される。これより、ＳＡＷフィルタ１５は、２つの帯域通過フィルタの機能と、それに接続された互いに遅延量が異なる２つの遅延回路と、２つの遅延回路の出力を合成する合成回路の機能を備えていることが分かる。
【００２５】
ＩＤＴ１８から出力された一連の信号はＲＦアンプ１９で増幅され、検波回路２０で順次検波され、出力端子２１から出力される。上述のように信号ｓａ１、ｓｂ１、ｓａ２、ｓｂ２、・・・は全て同じ情報を含む信号である。そのため、無線受信装置１０としては検波回路２０がこの中のどれか１つを正常に検波することができれば十分である。仮に信号ｓｂの振幅が検波に十分なレベルに達していなくても、信号ｓａのどれかの検波によって情報の伝達は可能になる。逆に、信号ｓａが振幅は十分でもノイズが含まれていて検波ができない場合でも、信号ｓｂが正常に検波できる場合も考えられる。
【００２６】
このように、本発明の無線受信装置１０においては、２つのアンテナのうちの少なくとも一方で受信した信号を採用して受信成功の確率を高めるというダイバーシティの機能を備えている。しかも、ＳＡＷフィルタ１５は元々必要な帯域通過フィルタとしての機能を備えているために、２系統備えるのはアンテナとＲＦアンプだけでよいということになり、回路規模に関してはそれほど大型化しない。
【００２７】
図３に、本発明の無線受信装置の別の実施例のブロック図を示す。図３において、図１と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付し、その説明を省略する。
【００２８】
図３に示した無線受信装置３０においては、無線受信装置１０におけるＳＡＷフィルタ１５に代えて弾性表面波装置であるＳＡＷフィルタ３５を備えている。ＳＡＷフィルタ３５は５つのＩＤＴ１６、１７、１８、３６および３７を備えており、ＩＤＴ１６、１７、３６、３７から見て表面波の伝搬方向にＩＤＴ１８が位置している。ＩＤＴ３６、３７は入力ＩＤＴである。ＩＤＴ１６、１７とＩＤＴ１８の関係はＳＡＷフィルタ１５の場合と同様であり、ＳＡＷフィルタ３５においてはさらにＩＤＴ３６とＩＤＴ１８の間隔Ｌ３とＩＤＴ３７とＩＤＴ１８の間隔Ｌ４が間隔Ｌ１やＬ２と異なり、しかも互いに異なっている。これによって、ＩＤＴ３６とＩＤＴ１８の間は１つの帯域通過フィルタとして機能し、ＩＤＴ３７とＩＤＴ１８の間は前者とほぼ同等の特性で間隔Ｌ３とＬ４の差に対応する遅延時間のみが異なるもう１つの帯域通過フィルタとして機能する。
【００２９】
無線受信装置３０においては、ＳＡＷフィルタ３５を備えることに伴い、さらに２つのアンテナ３１および３２と２つのＲＦアンプ３３および３４を追加して備えている。このうち、アンテナ３１はＲＦアンプ３３を介してＩＤＴ３６に接続され、アンテナ３２はＲＦアンプ３４を介してＩＤＴ３７に接続されている。アンテナ３１と３２はアンテナ１１や１２と同様に車体上の１〜２ｍ程度互いに離れた位置に配置されているものとする。
【００３０】
このように構成された無線受信装置３０においては、合計４つのアンテナを備えていることより分かるように、１つの送信信号を４つのアンテナで同時に受信する。そして、受信したそれぞれの信号を互いに遅延時間の異なる帯域通過フィルタ兼遅延回路兼合成回路として機能するＳＡＷフィルタ３５で合成する。ＳＡＷフィルタ３５のＩＤＴ１８から出力される信号の時間波形は図４のようになる。ここでは、各アンテナで受信する信号の時間波形については省略している。
【００３１】
図４において、アンテナ１１で受信した信号が信号ｓａ１およびｓａ２、アンテナ１２で受信した信号が信号ｓｂ１およびｓｂ２、アンテナ３１で受信した信号が信号ｓｃ１およびｓｃ２、アンテナ３２で受信した信号が信号ｓｄ１およびｓｄ２である。各信号の持続時間はＴ０である。信号ｓａ１とｓｂ１の間、信号ｓｂ１とｓｃ１の間、信号ｓｃ１とｓｄ１の間はそれぞれ各遅延回路のずれ時間Ｔ２となっている。そして、信号ｓａ１とｓａ２の間隔は繰り返し間隔Ｔ１だけ空いている。なお、この場合も含めて、持続時間Ｔ０、繰り返し間隔Ｔ１、遅延時間Ｔ２の関係は、アンテナの数をｎとすると、
Ｔ２＞Ｔ０
Ｔ１＞（ｎ−１）Ｔ２＋Ｔ０
となる。
【００３２】
このように、無線受信装置３０においては、ＳＡＷフィルタ３５とそれに応じて４つのアンテナおよびＲＦアンプを備えることによって、１つの送信信号を互いに時間の異なる４つの信号として受け取ることができる。この場合も各信号に含まれる情報は同じ情報であるため、無線受信装置３０としては検波回路２０が一連の信号のうちのどれか１つを正常に検波することができれば十分である。
【００３３】
このように、無線受信装置３０においても、受信成功の確率を高めるというダイバーシティの機能を備えながらも回路規模の大型化を防ぐことができる。
【００３４】
図５に、本発明の無線受信装置のさらに別の実施例のブロック図を示す。図５において、図１と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付し、その説明を省略する。
【００３５】
図５に示した無線受信装置４０において、図１の無線受信装置１０との違いは、ＲＦアンプ１３の出力信号をＩＦ信号に変換してＳＡＷフィルタ１５に入力するミキサ４１、ＲＦアンプ１４の出力信号をＩＦ信号に変換してＳＡＷフィルタ１５に入力するミキサ４２、およびミキサ４１および４２に入力される局部発振信号を発生する局部発振器４３を備え、それに合わせてＲＦアンプ１９に代えてＩＦアンプ４４を備えていることだけである。
【００３６】
このように、無線受信装置４０においてはＲＦ信号をＩＦ信号に変換する機能を備えることによって、ＳＡＷフィルタ１５以降の回路をＩＦ信号に対応した回路としている。この場合でも、ダイバーシティの機能を備えながらも回路規模の大型化を防ぐことができるという点において効果において無線受信装置１０となんら異なることはない。
【００３７】
上記の各実施例においては、１つで帯域通過フィルタの機能と、互いに遅延量が異なる遅延回路と、各遅延回路の出力を合成する合成回路の機能を備えているＳＡＷフィルタを利用することを前提としていたが、本発明の無線受信装置の機能を実現する上においては、必ずしも複数の機能を兼ね備えたＳＡＷフィルタは必須ではない。そこで、図６に、本発明の無線受信装置のさらに別の実施例のブロック図を示す。図６において、図１と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付し、その説明を省略する。
【００３８】
図６に示した無線受信装置６０において、図１の無線受信装置１０との違いは、ＳＡＷフィルタ１５に代えて帯域通過フィルタ５１および５２、遅延回路５３および５４、信号合成回路５５を備えている点だけである。ここで、ＲＦアンプ１３の出力は帯域通過フィルタ５１と遅延回路５３を順に介して信号合成回路５５の一方の入力に接続されており、ＲＦアンプ１４の出力は帯域通過フィルタ５２と遅延回路５４を順に介して信号合成回路５５のもう一方の入力に接続されている。そして、信号合成回路５５の出力はＲＦアンプ１９に接続されている。このうち、遅延回路としては、例えばストリップ線路を遅延線路として用いるものや、単体でのＳＡＷ遅延線などが考えられる。また、信号合成回路としては、例えばワイヤードオアのようなものでも可能となる。
【００３９】
このように構成された無線受信装置５０においても、１つの送信信号を時間的にずれた２つの信号にすることによって受信成功の確率を高めるという点に変わりはなく、他の実施例のような複数の機能を備えたＳＡＷフィルタを使用しなくても同じ効果を奏することができる。
【００４０】
なお、上記の各無線受信装置１０、３０、４０においては送信のバースト信号の送信が複数回繰り返されることを前提としていたが、仮に繰り返されることがなく１回だけしか送信されない場合でも機能する。すなわち、繰り返し送信がなくても、少なくとも例えば図２における信号ｓａ１とｓｂ１の２つの信号は検波回路２０に入力されるため、最低限の受信機会を増やす機能は備えることになる。
【００４１】
また、上記の各実施例においては、アンテナや信号合成数を２つまたは４つにしているが、もちろん３つや５つ以上であっても構わないもので、その作用効果に何ら違いはない。
【００４２】
【発明の効果】
本発明の無線受信装置によれば、複数のアンテナと、複数のアンテナにそれぞれ接続された互いに遅延量が異なる複数の遅延回路と、複数の遅延回路の出力を受信信号が時間的に重ならないように合成する合成回路と、合成回路から出力される受信信号を順次検波する検波回路とを備えることによって、回路規模の大型化を図らずに信号の受信成功率を向上させることができる。
【００４３】
特に、複数の遅延回路と合成回路とを、複数の入力ＩＤＴと、複数の入力ＩＤＴの全てから信号を受け取ることのできる出力ＩＤＴとを備え、複数の入力ＩＤＴと前記出力ＩＤＴとの中心間の距離が全て互いに異なるＳＡＷフィルタで構成することによって、部品点数を削減し、同時に入力信号に対する帯域通過フィルタの機能をも含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の無線受信装置の一実施例を示すブロック図である。
【図２】図１の無線受信装置の各部における信号の時間波形を示す特性図である。
【図３】本発明の無線受信装置の別の実施例を示すブロック図である。
【図４】図３の無線受信装置のＳＡＷフィルタの出力部における信号の時間波形を示す特性図である。
【図５】本発明の無線受信装置のさらに別の実施例を示すブロック図である。
【図６】本発明の無線受信装置のさらに別の実施例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０、３０、４０、５０…無線受信装置
１１、１２、３１、３２…アンテナ
１３、１４、１９…ＲＦアンプ
１５、３５…ＳＡＷフィルタ
１６、１７、３６、３７…ＩＤＴ（入力ＩＤＴ）
１８…ＩＤＴ（出力ＩＤＴ）
２０…検波回路
２１…出力端子
４１、４２…ミキサ
４３…局部発振器
４４…ＩＦアンプ
５１、５２…帯域通過フィルタ
５３、５４…遅延回路
５５…信号合成回路

Claims

複数のアンテナと、該複数のアンテナにそれぞれ接続された互いに遅延量が異なる複数の遅延回路と、該複数の遅延回路の出力を受信信号が時間的に重ならないように合成する合成回路と、該合成回路から出力される受信信号を順次検波する検波回路とを備えたことを特徴とする無線受信装置。
前記複数のアンテナで受信される信号は一定の持続時間を有するバースト信号であり、前記複数の遅延回路の遅延量は、互いに前記バースト信号の持続時間以上に異なることを特徴とする、請求項１に記載の無線受信装置。
前記バースト信号は一定の時間間隔で繰り返されるものであり、
最も遅延量の大きい前記遅延回路の遅延量は、前記バースト信号の繰り返し間隔よりも短いことを特徴とする、請求項２に記載の無線受信装置。
前記複数のアンテナと前記複数の遅延回路の間にそれぞれ周波数変換回路を備えたことを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の無線受信装置。
前記複数の遅延回路のそれぞれに直列に帯域通過フィルタを備えたことを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の無線受信装置。
複数の入力ＩＤＴと、該複数の入力ＩＤＴの全てから信号を受け取ることのできる出力ＩＤＴとを備え、前記複数の入力ＩＤＴと前記出力ＩＤＴとの中心間の距離が全て互いに異なる弾性表面波装置を有してなり、
該弾性表面波装置は、前記複数の入力ＩＤＴがそれぞれ前記複数のアンテナに接続され、前記遅延回路および前記帯域通過フィルタおよび前記合成回路として機能することを特徴とする、請求項５に記載の無線受信装置。