JP2005354253A - 車載用受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 アンテナの種別に応じて最適な受信特性の調整を行うことができる「車載用受信装置」を提供する。
【解決手段】 本発明に係る車載用ＦＭ受信装置１は、電波を受信するアンテナ１０と、アンテナ１０からの受信された信号を復調する復調手段２０、２２、２４、２６、２８、３０、３２と、ブースタアンプ１２の動作状況からアンテナの種別を判別するアンテナ判別手段１２、４４と、判別されたアンテナに応じて復調手段の受信特性を調整する復調制御手段４２、４４とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車載用受信装置に関し、特にＦＭ放送を受信するための車載用ＦＭ受信装置に関する。

現在の車載用カーラジオシステムにおいて、受信信号に対する受信特性は、過去の経験、実績等を踏まえて設定されている。受信特性には、ソフトミュート特性やセパレーション特性に代表される入出力特性、およびマルチパス特性等が含まれる。

しかし、実フィールドにおいて、アンテナ特性、アンテナより到来する電波の電界変動、ならびに気候の変化によりアンテナに到達する受信信号のレベルは刻々と変化している。このため、過去の経験則による受信特性の設定が必ずしも１００％の満足を与える結果にはは至っていない。

こうした実情を改善するために、特許文献１は、ラジオ受信装置とナビゲーション装置とを結合し、車両位置に対応して受信状況を記憶する電波環境記憶手段を設け、走行中の現在位置または走行予定地域の電波環境データが記憶されている場合には、その電波環境データを用いて受信特性の演算を行い、受信特性の調整を行っている。これにより、走行中に常に最適な受信特性の調整を遅延なく自動的に行うことができる車載用受信装置を提供している。

特開平８−１４９０２９

しかしながら、上記従来の車載用ＦＭ受信装置には、次のような課題がある。車載用受信装置は、特許文献１に示すように、過去に問題となった場所の電波状況等をチェックしておき、それに基づき受信特性を調整しているが、これらの設定は、単一のアンテナに対するものである。

車載用アンテナには、ポールアンテナやガラスアンテナなどが取り付け可能であり、ユーザーは、その嗜好に応じてアンテナを選択する。特に、ガラスアンテナは、ポールアンテナと比較して、外観上の美観があり、かつ折れ曲がるといった破損もないため、使用が増加している。アンテナの種類が異なると、それに応じて、入出力特性やマルチパス特性といった受信特性も異なる。

現状の車載用ＦＭ受信装置は、アンテナの種別に応じた受信特性の調整を行うような構成となっていないため、工場出荷時の設定と異なるアンテナを取り付けた場合、そのアンテナに最適な入出力特性やマルチパス特性の調整ができず、ユーザーにとっても高音質なラジオ放送を視聴することができなかった。さらに、受信特性が最適でないと、アンプの利得によりノイズ成分も増幅されることにより、ラジオ局のシーク動作を行ったとき、ノイズが多量に含まれた信号でも正しい受信放送と認識せずにシークストップしてしまう等の不具合もあった。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決し、アンテナの種別に応じて最適な受信特性の調整を行うことができる車載用受信装置を提供することを目的とする。

本発明に係る車載用受信装置は、電波を受信し、受信信号を出力する受信手段と、受信信号を復調する復調手段と、アンテナの種別を判別するアンテナ判別手段と、アンテナ判別手段の判別結果に応じて復調手段の受信特性を調整する復調制御手段とを有する。

さらに本発明に係る、車載用受信装置におけるラジオ放送の受信方法は、アンテナから電波を受信する際にアンテナの種別を判別するステップと、判別されたアンテナの種別に応じて受信特性を調整するステップと、調整された受信特性に基づき受信信号を復調するステップとを有する。

本発明に係る車載用受信装置によれば、アンテナの種別を判別するアンテナ判別手段と設け、この判別結果に応じて復調手段の受信特性を調整するようにしたので、アンテナの種別が変更された場合であっても、アンテナに最適な受信特性を設定することができる。その結果、ＦＭ等のラジオ放送を高品位にてユーザーに提供することができる。さらに、ラジオ局のシーク動作を行った場合でも、ラジオ局をシークするときのしきい値を最適化することができ、適切なラジオ局でのシースストップを行うことが可能となる。

本発明に係る車載用受信装置は、好ましくは、車載用ＦＭ受信装置において実施される。以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例に係る車載用ＦＭ受信装置の構成を示すブロック図である。車載用ＦＭ受信装置１は、ＦＭラジオ放送の電波をキャッチするアンテナ１０、アンテナ１０からの受信信号を処理するヘッドユニット２０とを有している。ここで、本実施例による車載用ＦＭ受信装置１は、ポールアンテナか、ガラスアンテナのいずれかの使用を可能とし、ヘッドユニット２０の受信特性は、ポールアンテナに初期設定されているものとする。

ポールアンテナが使用されるとき、アンテナ１０の出力は、ヘッドユニット２０に直接供給される。ガラスアンテナが使用されるとき、ガラスアンテナにはブースタアンプ１２が接続され、ブースタアンプ１２により増幅された出力がヘッドユニット２０に供給される。

ブースタアンプ１２は、ヘッドユニット２０からアンテナ制御信号ＡＮＴににより動作が制御される。すなわち、アンテナ制御信号ＡＮＴが一定のしきい値以上の電圧であるとき、ブースタアンプ１２が動作可となり、それより小さい電圧であるとき、ブースタアンプ１２は動作不可となる。

好ましくは、ブースタアンプ１２は、ガラスアンテナが使用されるときに、それと一緒にヘッドユニット２０に接続され、アンテナ制御信号ＡＮＴがブースタアンプ１２に配線されるようにする。あるいは、ブースタアンプ１２を常時介在させ、ポールアンテナの使用時には、アンテナ出力がブースタアンプ１２内を短絡され、そのままヘッドユニット２０へ供給されるようにしてもよい。

ヘッドユニット２０は、高周波増幅およびミキサによる中間周波数への変換等を行うフロントエンド回路（Front/END）２２、変換された中間周波数を増幅する増幅器(IF Amp)２４、増幅された信号から音声信号を抽出する検波器２６、音声信号をミューとするミュート回路２８、音声信号に含まれるノイズを除去するノイズキャンセラー３０、ＦＭ放送がステレオ放送であるとき音声信号をＬ信号とＲ信号に分離して出力可能なマルチプレクサ(MPX)３２、マルチプレクサ３２からのＬ信号およびＲ信号の増幅および音量調整を行うボリューム回路（VOL）３４、および可聴音を出力するスピーカ３６を含んでいる。

さらに、ヘッドユニット２０は、増幅器２４の出力を入力し、電波強度に応じた直流電圧（ＤＣ）を作成するシグナル（Ｓ）メータ３８と、Ｓメータ３８からの出力信号を受け取り、マルチパスの有無を検出するマルチパス検出回路４０と、アンテナの種別に応じた調整用データを記憶する不揮発性メモリ（EEPROM）４２と、各部の制御を行うコントローラ４４とを含んでいる。

アンテナ１０から受信された信号は、フロントエンド回路２２ないしマルチプレクサ３２を通して復調処理が行われ、スピーカ３６から可聴音となって出力される。マルチパス検出回路４０は、Ｓメータ３８からの出力信号に基づきマルチパス状態であるか否かを検出する。そして、マルチパス検出回路４０は、マルチパス状態を検出したとき、制御信号Ｓ４を介してマルチプレクサ３２のＬ信号とＲ信号のセパレーション量を制御する。好ましくは、マルチパスによる高周波のノイズを低減するために、セパレーション量をゼロにし、モノラル状態の出力に切替え制御を行う。

本実施例の車載用ＦＭ受信装置では、使用されるアンテナの種別（ポールアンテナとガラスアンテナ）に応じて、ヘッドユニット２０の受信特性の最適化を図る。受信特性は、受信信号の入出力特性およびマルチパス特性を含み、これらの特性を不揮発性メモリ４２に記憶された調整用データを用いて最適化する。

図２は、ＦＭ放送受信時の入出力特性を示すグラフである。縦軸は、音声出力レベル（ｄＢ）、横軸はＲＦ入力レベル（ｄＢ）である。ラインＳ１は音声信号、ラインＳ２は高周波信号、ラインＳ３はセパレーション、ラインＳ４はステレオ信号のノイズ、ラインＳ５はモノラル信号のノイズを示している。

これらの入出力特性は、実質的にヘッドユニット２０のフロントエンド回路２２およびミュート回路２８の設定値により決定されるが、上記したように、これらの設定値はポールアンテナ用に初期設定されている。仮に、ガラスアンテナが使用された場合には、ブースタアンプ１２が動作されるため、入出力特性は、図３に示すようにブースタアンプ１２のゲイン分だけ特性が変化し、上方へオフセットされてしまう。従って、ガラスアンテナの使用時には、入出力特性をブースタアンプ１２のゲイン分だけ補正する必要がある。

さらに、ポールアンテナとガラスアンテナとでは、アンテナの指向性やヌル特性の差異によりマルチパス特性が異なる。図１に示すように、受信信号はＳメータ３８において電界強度に比例したＤＣ成分が抽出され、マルチパス検出回路４０は、このＳメータ３８の出力に基づきマルチパスの有無を検出する。マルチパス検出回路４０は、例えば、ステレオ放送のパイロット成分である１９Ｋのサイドバンドの出力レベルを監視し、これが一定のしきい値以上であれば、マルチパスがあると判定する。

図４は、ポールアンテナとガラスアンテナの１９Ｋ帯域の出力レベル波形を示し、曲線Ｇはガラスアンテナの波形、破線Ｐはポールアンテナの波形である。マルチパス検出回路４０は、サイドバンドである１８Ｋおよび２０Ｋにおいて、出力レベルが一定のしきい値よりも小さくなったとき、マルチパスが有りと判定する。サイドバンドにおけるガラスアンテナとポールアンテナの出力レベルには比較的大きな差が生じるため、ポールアンテナについてしきい値Ｔｈｐが設定されているときに、ガラスアンテナが使用されると、マルチパスを精度良く検出することができないおそれがある。従って、ガラスアンテナの使用時には、マルチパスの有無を判定するしきい値Ｔｈｇを設定する必要がある。

不揮発性メモリ４２は、ガラスアンテナの使用時に用いられる調整用データを記憶している。すなわち、受信信号の入出力特性を補正するためのデータおよびマルチパス特性の検出しきい値を補正するためのデータである。これらのデータは、ガラスアンテナの使用時に、不揮発性メモリ４２から読み出され、コントローラ４４が制御信号Ｓ１およびＳ２を介してフロントエンド回路２２およびミュート回路２８の設定値を調整し、かつ、制御信号Ｓ３を介してマルチパス検出回路４０のしきい値を調整する。

次に、本実施例のＦＭ受信装置の動作を図５のフローチャートを参照して説明する。ＦＭ受信装置の電源が投下され、所定のＦＭチャンネルの放送波がアンテナ１０により受信される（ステップＳ１０１）。このとき、コントローラ４４は、アンテナ制御信号ＡＮＴの電圧レベルをチェックする（ステップＳ１０２）。アンテナ制御信号ＡＮＴの電圧が所定電圧よりも小さければ、ポールアンテナと判別する（ステップＳ１０４）。ポールアンテナと判別した場合には、当初の受信特性の設定を変更する必要はないので、そのままの受信特性の設定でＦＭ放送が復調される（ステップＳ１０５）。

一方、アンテナ制御信号ＡＮＴの電圧が所定電圧以上であれば（ステップＳ１０３）、ブースタアンプ１２が使用されることになるので、ガラスアンテナと判別する（ステップＳ１０６）。ガラスアンテナであると判別されると、コントローラ４４は、不揮発性メモリ４２から調整用データを読出し（ステップＳ１０７）、調整用データに基づき、ガラスアンテナにとっての最適な受信特性に調整する（ステップＳ１０８）。すなわち、コントローラ４４は、制御信号Ｓ１およびＳ２を介して、フロントエンド回路２２およびミュート回路２８の設定値を調整し、ブースタアンプ１２によるゲイン分の入出力特性を補正する。さらに、コントローラ４４は、制御信号Ｓ３を介して、マルチパス検出のしきい値がＴｈｇとなるようにマルチパス検出回路４０の設定値を調整する。こうして、ガラスアンテナに最適な受信特性の調整が行われ、ＦＭ放送受信信号が復調される（ステップＳ１０９）。

このように本実施例によれば、アンテナの受信特性を最適化するための調整用データを予め不揮発性メモリ４２に記憶させ、使用されるアンテナに対応する調整用データをメモリ４２から読み出し、このデータに基づき受信特性を調整するようにしたので、アンテナ毎に最適な受信特性を設定することができる。

さらに、従来の課題である放送局のシーク動作においても、アンテナ毎に最適な受信特性を設定するため、従来よりも感度良く、適切な放送局の放送波を受信し、シークストップさせることができる。

次に、本発明の第２の実施例について説明する。受信している放送局において、マルチパスが検出されると、チューナーの内部動作として、ステレオ出力からモノラル出力への切替動作（ブレンド動作）を行い、マルチパス特有の歪を減少させている。

しかしながら、アンテナの種類（ポールアンテナ／ガラスアンテナ）による指向性能の差などの要因に加え、市場の電波状況には、マルチパスの軽い地域と強い地域がある。マルチパス多発地帯では、ステレオ出力とモノラル出力の切替が頻繁に行われることが予想され、このとき、聴感上の音ゆれ（モノラル／ステレオの変動）が生じてしまう。

現状では、マルチパス検出時のセパレーション量を制御しステレオ状態からモノラル状態への出力に切替えるとき、その切替動作時間を規定するアタック／リカバリーの時定数の設定は１つである。上記した音ゆれの問題を考慮すると、こうした１つの設定で対処することは非常に難しい状況となっている。そこで、アタック／リカバリーの時定数の設定を何種類か用意し、市場の電波条件に応じて、その場所固有の最適な設定値にてブレンド動作させることが望ましい。

図６（ａ）は、強いマルチパスが発生しているときのセパレーション量の制御を示し、図６（ｂ）は、軽いマルチパスが発生しているときのセパレーション量の制御を示す図である。セパレーション量は、ステレオ信号のＬ信号とＲ信号の分離度であり、セパレーション量が低下するとモノラル状態に近づき、セパレーション量がゼロのときに完全なモノラル状態となる。

図６(ａ)に示すように、マルチパス検出回路４０が強いマルチパスを検出したとき、マルチパスの検出に同期してセパレーション量を制御する。例えば、マルチパスＭ１が検出されたとき、アタック時定数は非常に小さく、セパレーション量がＫ０からＫ１まで即座に低下する。その後、セパレーション量は、リカバリー時定数に応じて徐々に上昇し、次のマルチパルＭ２が検出されたとき、再びセパレーション量が低下する。低下するセパレーション量およびリカバリー時定数の設定を可変にすることで、ステレオとモノラル変化を連続的にさせるのではなく、その中間レベルで変動させる、これにより音ゆれを抑制することができる。

また図６（ｂ）に示すように、マルチパス検出回路４０が軽いマルチパスＭ１、Ｍ２・・・Ｍ５を一定の周期で検出したとき、ステレオ−モノラルの変化を連続的に行うと音ゆれが生じる。

そこで、マルチパス検出回路４０は、図７に示すように、マルチパス検出の周期を判定するマルチパス周期判定部１００、基準時間生成部１０２、マルチパルの周期と基準時間とを比較する比較部１０４、およびリカバリー時定数調整部１０６から構成することができる。リカバリー時定数調整部１０６は、比較部１０４においてマルチパスの周期が基準時間よりも小さいと判定されたとき、モノラル状態からステレオ状態へのリカバリー時定数を大きくし、この結果を制御信号Ｓ４を介してマルチプレクサ３２へ出力する。

例えば図６（ｂ）において、マルチパス周期判定部１００は、マルチパスＭ１、Ｍ２・・・Ｍ５のそれぞれの間隔を判別する。仮に、マルチパスＭ１とＭ２の周期が、基準時間（例えば２秒）よりも小さいとき、その比較結果が比較部１０４からリカバリー時定数調整部１０６へ出力される。リカバリー時定数調整部１０６は、その出力に応答し、制御信号Ｓ４を介してセパレーション量が戻る時間が大きくなるようにマルチプレクサ３２を制御する。

このようにマルチパス周期が一定期間よりも小さくなるとき、リカバリー時定数を大きくすることで、モノラル状態からステレオ状態に急速に切替わるのを防止し、音ゆれを抑制する。

また、基準時間生成部１０２から出力される基準時間は、アンテナの種別に応じてコントローラ４４からの制御信号Ｓ３により可変することが可能である。この場合、アンテナの種別に応じたデータを予め不揮発性メモリ４２に記憶しておき、これを利用することも可能である。

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

上記実施例では、アンテナの判別にアンテナ制御信号ＡＮＴの電圧を利用したが、これ以外に、例えば、ユーザーがアンテナ種別を入力したときに、この入力を利用するようにしてもよい。また、上記実施例では、ポールアンテナとガラスアンテナを例示したが、これに限定されるものではない。さらに上記実施例では、ポールアンテナの使用に対応するように受信特性を初期設定したが、必ずしも特定のアンテナに初期設定する必要はない。

本発明に係る車載用受信装置は、車載用ラジオシステム、車載用ナビゲーション装置、車載用オーディオ・ビデオ（ＡＶ）装置、車載用コンピュータ装置等において利用することができる。さらには、上記した装置の１つもしくは複数を結合した装置やシステムであってもよい。

本発明の実施例に係る車載用ＦＭ受信装置の構成を示すブロック図である。 ＦＭ放送による受信信号の入出力特性を示すグラフである。 ガラスアンテナ使用時の入出力特性の変化を示すグラフである。 ポールアンテナとガラスアンテナのマルチパス特性を示すグラフである。 本実施例の車載用ＦＭ受信装置の動作を説明するフローチャートである。 図６はマルチパスとセパレーション量の関係を示す図である。 第２の実施例におけるマルチパス検出回路の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１：車載用ＦＭ受信装置 １０：アンテナ
１２：ブースタアンプ ２０：ヘッドユニット
２２：フロントエンド ２４：増幅器
２６：検波器 ２８：ミュート回路
３０：ノイズキャンセラー ３２：マルチプレクサ
３８：Ｓメータ ４０：マルチパス検出回路
４２：不揮発性メモリ ４４：コントローラ

Claims (8)

1. 電波を受信し、受信信号を出力する受信手段と、
   受信信号を復調する復調手段と、
   アンテナの種別を判別するアンテナ判別手段と、
   アンテナ判別手段の判別結果に応じて復調手段の受信特性を調整する復調制御手段と、
   を有する車載用受信装置。
2. アンテナ判別手段は、アンテナに接続されるアンプへの制御信号を監視することによりアンテナの種別を判別する、請求項１に記載の車載用受信装置。
3. 復調制御手段は、アンテナの種別に応じて、受信信号の入出力特性を調整する、請求項１に記載の車載用受信装置。
4. 復調制御手段は、アンテナの種別に応じて、マルチパス検出レベルを調整する、請求項１に記載の車載用受信装置。
5. 復調手段は、マルチパス検出時に受信信号をステレオ状態からモノラル状態の出力に切替えるセパレーション制御手段を有し、復調制御手段は、マルチパスの検出周期が一定時間よりも小さいとき、モノラル状態からステレオ状態へのリカバリー時間が遅延するようにセパレーション制御手段を制御する、請求項１に記載の車載用受信装置。
6. 復調制御手段は、アンテナの種別に応じて、受信特性を調整するための調整用データを記憶する記憶手段を含み、復調制御手段は、当該調整用データに基づき受信特性を調整する、請求項１ないし５いずれか１つに記載の車載用受信装置。
7. 車載用受信装置におけるラジオ放送の受信方法であって、
   アンテナから電波を受信する際にアンテナの種別を判別するステップと、
   判別されたアンテナの種別に応じて、受信特性を調整するステップと、
   調整された受信特性に基づき受信信号を復調するステップと、
   を有する受信方法。
8. 受信方法はさらに、アンテナの種別に応じて、受信特性を調整するための調整用データをメモリに記憶するステップを含む、請求項７に記載の受信方法。

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