JP2007036521A - Receiver, transmitter and automobile - Google Patents
Receiver, transmitter and automobile Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007036521A JP2007036521A JP2005215383A JP2005215383A JP2007036521A JP 2007036521 A JP2007036521 A JP 2007036521A JP 2005215383 A JP2005215383 A JP 2005215383A JP 2005215383 A JP2005215383 A JP 2005215383A JP 2007036521 A JP2007036521 A JP 2007036521A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- transmission
- unit
- antenna
- predetermined direction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、円偏波の電波を送受信する無線通信システムにおいて、伝送路の特性等により、楕円偏波となる場合の最適受信及び最適送信の技術に関する。 The present invention relates to a technique for optimal reception and optimal transmission in a wireless communication system that transmits and receives circularly polarized radio waves when elliptical polarization occurs due to characteristics of a transmission path.
自動車等に搭載する無線通信装置のアンテナは、車体の陰になることによる通信障害を防ぐため、車外、例えばルーフ上に設置する。
しかし、高仰角を移動する衛星と通信する場合には、アンテナを車内、例えば、フロントガラス下に設置しても、衛星との見通しが確保できる。
高仰角を移動する衛星との通信は、衛星との位置関係が複雑に変化するため、偏波面を追尾する必要のない円偏波が用いられる。
However, when communicating with a satellite moving at a high elevation angle, a line of sight with the satellite can be secured even if the antenna is installed in the vehicle, for example, under the windshield.
Communication with a satellite moving at a high elevation angle uses circularly polarized waves that do not require tracking of the plane of polarization because the positional relationship with the satellites changes in a complex manner.
アンテナを車内に設置する場合、電波がフロントガラスを通過する際の屈折反射により減衰する。
フロントガラスには傾斜があるので、電波はガラスに対して垂直に入射せず、ある入射角を有して入射する。入射角は、衛星と自動車との位置関係、自動車の向きなどによって変化するので、一定ではない。
電波が屈折率、誘電率の異なる物質に入射して屈折反射する場合、入射面に平行する偏波成分と入射面に垂直な偏波成分とは、反射率が異なることが知られている。
したがって、円偏波の電波がフロントガラスを通過すると、縦横の減衰率が異なり、楕円偏波となる。
このとき、入射角が一定ではないので、楕円偏波の軸比(扁平率)は不明である。
さらに、入射面の向きも一定ではないので、楕円偏波の長軸の向きも、不明である。
When an antenna is installed in a vehicle, the electric wave is attenuated by refraction reflection when passing through the windshield.
Since the windshield has an inclination, radio waves do not enter the glass perpendicularly, but enter with a certain incident angle. The incident angle varies depending on the positional relationship between the satellite and the car, the direction of the car, etc., and is not constant.
It is known that when a radio wave is incident on a material having a different refractive index and dielectric constant and is refracted and reflected, the polarization component parallel to the incident surface and the polarization component perpendicular to the incident surface have different reflectances.
Therefore, when circularly polarized radio waves pass through the windshield, the longitudinal and lateral attenuation factors differ and become elliptically polarized waves.
At this time, since the incident angle is not constant, the axial ratio (flatness) of the elliptically polarized wave is unknown.
Furthermore, since the direction of the incident surface is not constant, the direction of the major axis of the elliptically polarized wave is also unknown.
この発明は、例えば、上記のような課題を解決するためになされたもので、伝送路の特性等により、楕円偏波となる電波を送受信する装置において、楕円偏波の軸比及び長軸の向きが不明であっても最適な送受信ができるようにすることを目的とする。 The present invention has been made, for example, in order to solve the above-described problems. In an apparatus for transmitting and receiving radio waves that are elliptically polarized due to the characteristics of the transmission line, etc., the axial ratio of the elliptically polarized wave and the long axis The purpose is to enable optimal transmission and reception even when the direction is unknown.
本発明に係る受信装置は、
楕円偏波の電波を受信する受信装置において、
楕円偏波の電波における所定方向の直線偏波成分を受信して、第一の受信信号とする第一の受信アンテナと、
楕円偏波の電波における上記第一の受信アンテナと異なる所定方向の直線偏波成分を受信して、第二の受信信号とする第二の受信アンテナと、
上記第一の受信アンテナが受信した第一の受信信号を入力し、入力した第一の受信信号を復調して、第一の復調信号とする第一の復調部と、
上記第二の受信アンテナが受信した第二の受信信号を入力し、入力した第二の受信信号を復調して、第二の復調信号とする第二の復調部と、
上記第一の復調部が復調した第一の復調信号と、上記第二の復調部が復調した第二の復調信号とを合成した信号の品質が所定の品質になるよう合成して、合成信号とする合成部と、
を有することを特徴とする。
The receiving apparatus according to the present invention is
In a receiver that receives elliptically polarized radio waves,
A first receiving antenna that receives a linearly polarized component in a predetermined direction in an elliptically polarized radio wave, and serves as a first received signal;
Receiving a linearly polarized wave component in a predetermined direction different from the first receiving antenna in the elliptically polarized radio wave, and a second receiving antenna as a second received signal;
A first demodulator that receives the first received signal received by the first receiving antenna, demodulates the input first received signal, and sets the first demodulated signal;
A second demodulator that receives the second received signal received by the second receiving antenna, demodulates the input second received signal, and sets the second demodulated signal;
Combining the first demodulated signal demodulated by the first demodulator and the second demodulated signal demodulated by the second demodulator so that the quality of the signal is a predetermined quality, And a synthesis unit
It is characterized by having.
この発明によれば、例えば、楕円偏波の電波における所定方向の直線偏波成分と、異なる所定方向の直線偏波成分とを別々に復調した後、これを合成して合成信号とするので、楕円偏波の軸比が小さい場合、長軸の方向が不明の場合でも、最適な合成信号を得ることができるという効果を奏する。 According to the present invention, for example, a linearly polarized wave component in a predetermined direction in an elliptically polarized radio wave and a linearly polarized wave component in a different predetermined direction are separately demodulated, and then combined into a combined signal. When the axial ratio of the elliptically polarized wave is small, there is an effect that an optimum combined signal can be obtained even when the direction of the long axis is unknown.
実施の形態1.
実施の形態1を、図1〜図6を用いて説明する。
The first embodiment will be described with reference to FIGS.
図1は、この実施の形態における受信装置200及び送信装置300のブロック構成の一例を示すブロック構成図である。
FIG. 1 is a block configuration diagram showing an example of a block configuration of the
この実施の形態では、受信装置200について説明する。
In this embodiment, the
受信装置200は、第一の受信部210(第一の受信アンテナ211及び第一の復調部212)、第二の受信部220(第二の受信アンテナ221及び第二の復調部222)、合成部230(受信調整部231及び受信制御算出部232)、復号再生部240を有する。
The
第一の受信アンテナ211及び第二の受信アンテナ221はともに、直線偏波の電波を受信するアンテナである。
なお、第一の受信アンテナ211及び第二の受信アンテナ221は、それぞれが単体のアンテナである必要はない。例えば、指向性向上などのために、複数のアンテナで構成してもよい。
第一の受信アンテナ211と第二の受信アンテナ221とは、天頂方向から見て、空間的に互いに直交する直線偏波を受信するよう配置してある。
これにより、受信装置200が受信する楕円偏波の電波における、それぞれの方向の直線偏波成分を受信する。
なお、第一の受信アンテナ211と第二の受信アンテナ221は、必ずしも物理的に分離したアンテナである必要はなく、一のアンテナに異なる給電点を設けることにより、2種類の直線偏波成分を受信できる構成でもよい。
また、第一の受信アンテナ211及び第二の受信アンテナ221は、必ずしも直交した直線偏波成分を受信する必要はなく、方向の異なる直線偏波成分を受信すればよい。
第一の受信アンテナ211及び第二の受信アンテナ221は、それぞれ受信した電波を、第一の受信信号、第二の受信信号として出力する。
Both the first receiving antenna 211 and the second receiving antenna 221 are antennas that receive linearly polarized radio waves.
Note that each of the first receiving antenna 211 and the second receiving antenna 221 does not have to be a single antenna. For example, a plurality of antennas may be used to improve directivity.
The first receiving antenna 211 and the second receiving antenna 221 are arranged to receive linearly polarized waves that are spatially orthogonal to each other when viewed from the zenith direction.
Thereby, the linearly polarized wave component of each direction in the elliptically polarized wave received by the
Note that the first receiving antenna 211 and the second receiving antenna 221 are not necessarily physically separated antennas. By providing different feeding points on one antenna, two types of linearly polarized wave components can be obtained. The structure which can receive may be sufficient.
In addition, the first receiving antenna 211 and the second receiving antenna 221 do not necessarily need to receive orthogonal linearly polarized components that are orthogonal to each other, and only need to receive linearly polarized components having different directions.
The first reception antenna 211 and the second reception antenna 221 output the received radio waves as a first reception signal and a second reception signal, respectively.
第一の復調部212及び第二の復調部222は、第一の受信アンテナ211及び第二の受信アンテナ221が受信した第一の受信信号及び第二の受信信号をそれぞれ入力し、周波数変換を行なって、中間周波数に復調する。
第一の復調部212及び第二の復調部222は、復調した信号を、第一の復調信号及び第二の復調信号としてそれぞれ出力する。
The
The
なお、第一の受信部210及び第二の受信部220の構成例として、受信アンテナと復調部とによる構成を示したが、偏波方向の異なる直線偏波成分を受信し、それに対応する信号を出力する構成であれば、公知の他の構成によってもよい。
また、二つの偏波方向の直線偏波成分に限らず、三以上の直線偏波成分を受信し、それに対応する三以上の信号を出力する構成としてもよい。
In addition, as a configuration example of the first receiving unit 210 and the second receiving unit 220, the configuration of the receiving antenna and the demodulating unit is shown. However, a linearly polarized wave component having a different polarization direction is received and a corresponding signal is received. Any other known configuration may be used as long as the configuration is output.
Moreover, it is good also as a structure which receives not only the linearly polarized wave component of two polarization directions but three or more linearly polarized wave components, and outputs the 3 or more signal corresponding to it.
合成部230は、第一の復調信号と第二の復調信号を合成し、合成信号を出力する。 The combining unit 230 combines the first demodulated signal and the second demodulated signal, and outputs a combined signal.
受信調整部231は、受信制御算出部232からの受信制御信号に基づいて、第一の復調信号及び第二の復調信号の振幅及び位相を調整して、加算することにより、第一の復調信号と第二の復調信号とを合成する。
The
受信制御算出部232は、受信調整部231が出力した合成信号の品質を測定し、測定した品質が最良となるような合成比率、移相量を求め、それに対応する受信制御信号を出力する。
例えば、合成信号の信号対雑音比を測定する。あるいは、合成信号の出力電力を測定してもよい。
The reception
For example, the signal-to-noise ratio of the combined signal is measured. Alternatively, the output power of the combined signal may be measured.
復号再生部240は、合成部230が出力した合成信号を更に復調し、ベースバンド信号を取り出す。取り出されたベースバンド信号は、例えば、放送・通信・測位などのための信号あるいは情報であり、外部の装置が利用する。
The decoding / reproducing
以下、動作について説明する。 The operation will be described below.
図2は、受信装置200が受信する楕円偏波の電波と、復調信号との関係を示す図である。
一般に、円偏波の電波による通信を行う場合、伝送路の伝送特性による減衰は、偏波成分の方向によって異なり、楕円偏波となる。
また、受信アンテナが正しく送信方向を向いていない場合も、楕円偏波として受信される。
FIG. 2 is a diagram illustrating the relationship between the elliptically polarized radio wave received by the
In general, when communication is performed using circularly polarized radio waves, the attenuation due to the transmission characteristics of the transmission path varies depending on the direction of the polarization component and becomes elliptically polarized.
Further, even when the receiving antenna is not correctly oriented in the transmission direction, it is received as an elliptically polarized wave.
図2において、xy平面は、受信アンテナが配置されている平面であり、xy平面の法線方向からの電波を受信する。
第一の受信アンテナ211は、y軸方向の直線偏波成分を受信する。
第二の受信アンテナ221は、x軸方向の直線偏波成分を受信する。
In FIG. 2, the xy plane is a plane on which the receiving antenna is arranged, and receives radio waves from the normal direction of the xy plane.
The first receiving antenna 211 receives a linearly polarized component in the y-axis direction.
The second receiving antenna 221 receives a linearly polarized wave component in the x-axis direction.
受信される楕円偏波の電波は、a、b、αの3つのパラメータを有する。
aは長軸方向の振幅、bは短軸方向の振幅、αはx軸方向に対して長軸方向が有する空間的な角度である。
The received elliptically polarized radio wave has three parameters a, b, and α.
a is an amplitude in the major axis direction, b is an amplitude in the minor axis direction, and α is a spatial angle of the major axis direction with respect to the x axis direction.
第一の復調信号512の振幅をp、第二の復調信号522の振幅をq、第一の復調信号512と第二の復調信号522との位相差をβとする。
第一の復調部212及び第二の復調部222は、周波数変換を行うだけなので、振幅pと振幅qとの比及び位相差βは、第一の受信信号と第二の受信信号との振幅比及び位相差が保持されている。
The amplitude of the first demodulated signal 512 is p, the amplitude of the second demodulated signal 522 is q, and the phase difference between the first demodulated signal 512 and the second demodulated signal 522 is β.
Since the
ここでは、簡単のため、復調部の利得は1であると仮定する。 Here, for the sake of simplicity, it is assumed that the gain of the demodulation unit is 1.
例えば、α=0であれば、p=b、q=a、β=π/2となる。
ここで、
For example, if α = 0, p = b, q = a, and β = π / 2.
here,
受信調整部231は、第一の復調信号及び第二の復調信号の位相差βが0になるよう、第一の復調信号及び第二の復調信号の一方または双方を、移相器で移相する。
また、第一の復調信号及び第二の復調信号の振幅p,qが等しくなるよう、第一の復調信号及び第二の復調信号の一方または双方を、増幅器あるいは減衰器で増幅あるいは減衰する。
受信調整部231は、振幅及び位相を揃えた復調信号を加算器で加算して、合成信号とする。
The
In addition, one or both of the first demodulated signal and the second demodulated signal are amplified or attenuated by an amplifier or an attenuator so that the amplitudes p and q of the first demodulated signal and the second demodulated signal are equal.
The
受信制御算出部232は、合成信号の品質を測定し、測定結果に基づいて、受信調整部231を制御する受信制御信号を生成し、出力する。
The reception
最適な増幅量、移相量を求めるため、受信制御算出部232は、例えば、以下のように動作する。
最初に、任意の増幅量、移相量(例えば、増幅量1、移相量0)で信号を合成するよう受信調整部231を制御する受信制御信号を出力する。
それに基づいて、受信調整部231が出力した合成信号の信号対雑音比を測定し、記憶装置に記憶する。
次に、受信制御信号を変化させて、受信調整部231の増幅量、移相量を変える。
再び、合成信号の信号対雑音比を測定し、記憶装置に記憶する。
これを繰り返し、所定の範囲内における増幅量、移相量と、信号対雑音比の関係を求め、記憶装置が記憶したなかで、信号対雑音比が最良だった増幅量、移相量を、最適な増幅量、移相量とする。
In order to obtain the optimum amplification amount and phase shift amount, the reception
First, a reception control signal for controlling the
Based on this, the signal-to-noise ratio of the combined signal output from the
Next, the reception control signal is changed to change the amplification amount and the phase shift amount of the
Again, the signal-to-noise ratio of the combined signal is measured and stored in the storage device.
By repeating this, the relationship between the amplification amount and phase shift amount within a predetermined range and the signal-to-noise ratio is obtained, and the storage device stores the amplification amount and phase shift amount that have the best signal-to-noise ratio. Set the optimum amount of amplification and phase shift.
最適な増幅量、移相量を求めるのにかかる時間を短縮するため、例えば、最初のうちは増幅量、移相量を変化させるステップ幅を大きくしておき、少しずつ範囲を絞っていってもよい。 In order to shorten the time required to obtain the optimum amplification amount and phase shift amount, for example, the step width for changing the amplification amount and phase shift amount is initially increased, and the range is gradually narrowed down. Also good.
このように、合成信号の品質に基づいて、受信調整部231の増幅量、移相量を制御するので、受信信号あるいは復調信号の振幅、位相を測定する必要がなく、より簡易な構成で最適な増幅量、移相量を求めることができるという効果がある。
As described above, since the amplification amount and the phase shift amount of the
なお、この構成によれば、理論上、右遷円偏波と左遷円偏波との両方を受信可能である。しかし、右遷円偏波受信時には0<β<π/2であるのに対し、左遷円偏波受信時には−π/2<β<0であるから、両者を区別することができる。したがって、所望の電波ではないものを受信した場合には、出力をカットするなどの対応により、混信を避けることができる。 In addition, according to this structure, theoretically, both right-handed circularly polarized wave and left-handed circularly polarized wave can be received. However, since 0 <β <π / 2 when receiving right-handed circularly polarized wave, and −π / 2 <β <0 when receiving left-handed circularly polarized wave, the two can be distinguished. Therefore, when a signal that is not a desired radio wave is received, interference can be avoided by taking measures such as cutting the output.
図3は、この実施の形態における受信装置200及び送信装置300のブロック構成の別の例を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating another example of a block configuration of the receiving
この例における受信装置200及び送信装置300は、合成部230を除き、図1で説明したものと同じである。
The receiving
受信制御算出部232は、合成信号の品質を測定するのではなく、第一の復調信号及び第二の復調信号の振幅p,q及び位相差βを測定する。
受信制御算出部232は、測定した振幅p,q及び位相差βに基づいて、受信調整部231の最適な増幅量、移相量を求め、受信制御信号を生成する。
受信調整部231は、受信制御算出部232が生成した受信制御信号に基づいて、第一の復調信号及び第二の復調信号を増幅、移相して、合成信号を出力する。
The reception
The reception
The
このように、復調信号の振幅、位相を直接測定して、最適な増幅量、移相量を求めるので、フィードバックによる時間的なロスがなく、素早く最適受信できるという効果がある。 As described above, since the optimum amplification amount and phase shift amount are obtained by directly measuring the amplitude and phase of the demodulated signal, there is an effect that there is no time loss due to feedback and the optimum reception can be performed quickly.
図4は、この実施の形態における受信装置200及び送信装置300を装着した自動車100の一例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of the
この実施の形態における受信装置200及び送信装置300は、通信衛星400と通信することを想定したものである。
通信衛星400は、高仰角(例えば、仰角70度以上)を移動する衛星である。
したがって、受信装置200及び送信装置300(のアンテナ)は、図4に示すように、自動車100の車室内に装着しても、フロントガラス110(保護部及び覆い部の一例)を通して、通信衛星400との見通しを確保することができる。
The receiving
The communication satellite 400 is a satellite that moves at a high elevation angle (for example, an elevation angle of 70 degrees or more).
Therefore, as shown in FIG. 4, the
なお、受信装置200及び送信装置300は、通信衛星400との見通しが確保できる位置に設置すればよいので、フロントガラス110に限らず、リアガラス下、サンルーフ下などに設置してもよい。
Note that the receiving
しかし、一般の乗用車は、リアガラスよりもフロントガラスの方が、水平面に対する傾斜が緩やかであるから、フロントガラス下に設置するほうが、ガラスの影響が少なく、好ましい。 However, in general passenger cars, the windshield has a gentler inclination with respect to the horizontal plane than the rear glass. Therefore, it is preferable to install the windshield under the windshield because it is less affected by the glass.
図5は、通信衛星400と、受信装置200及び送信装置300とが通信する電波が、フロントガラス110を透過する様子を示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a state in which radio waves communicated between the communication satellite 400, the receiving
通信衛星400からの電波は、フロントガラス110に入射する。
電波の一部はフロントガラス110の表面で反射し、一部は屈折してフロントガラス内に入る。
フロントガラス110と車室内との境界面でも、同様に、反射屈折して(反射波は図示せず)、電波が車室内に入り、受信装置200が受信する。
Radio waves from the communication satellite 400 enter the windshield 110.
Part of the radio wave is reflected by the surface of the windshield 110, and part of it is refracted and enters the windshield.
Similarly, even at the boundary surface between the windshield 110 and the vehicle interior, the light is reflected and refracted (the reflected wave is not shown), and the radio wave enters the vehicle interior, and is received by the receiving
送信装置300が送信した電波も、同様に、フロントガラス110を透過する際、反射屈折したのち、通信衛星400に向かう。
Similarly, when the radio wave transmitted by the
電波が反射屈折する際の反射率、透過率は、入射角によって異なる。また、偏波方向によっても異なる。 The reflectivity and transmissivity when radio waves are reflected and refracted vary depending on the incident angle. It also differs depending on the polarization direction.
図6は、入射角θと、電波の透過率の関係の一例を示すグラフ図である。
ここで、「直交偏波」とは、入射面(入射する電波と、境界面(例えば、空気とフロントガラス)の法線とを含む面)に垂直な方向の直線偏波成分である。
また、「平行偏波」とは、入射面に平行な方向の直線偏波成分である。
なお、この図は、フロントガラス表面と裏面の2回の屈折による減衰を合計して、透過率を求めている。
FIG. 6 is a graph showing an example of the relationship between the incident angle θ and the radio wave transmittance.
Here, the “orthogonal polarization” is a linear polarization component in a direction perpendicular to an incident surface (a surface including an incident radio wave and a normal line of a boundary surface (for example, air and windshield)).
The “parallel polarization” is a linearly polarized component in a direction parallel to the incident surface.
In this figure, the transmittance is obtained by summing attenuation due to two refractions of the front glass surface and the back surface.
楕円偏波(円偏波も含む)の電波は、2つの直線偏波の合成として捉えることができる。
通信衛星400が送信した電波がきれいな円偏波であれば、どの方向の直線偏波成分も同じ大きさである。
しかし、この実施の形態では、受信装置200(のアンテナ)が車室内にあるので、フロントガラス110を透過する際の反射屈折により、図6に示すように減衰した電波を受信することになる。
An elliptically polarized wave (including a circularly polarized wave) can be regarded as a combination of two linearly polarized waves.
If the radio wave transmitted by the communication satellite 400 is a clean circularly polarized wave, the linearly polarized wave component in any direction has the same magnitude.
However, in this embodiment, since the receiving device 200 (the antenna thereof) is in the vehicle interior, the radio waves attenuated as shown in FIG. 6 are received due to reflection / refraction when passing through the windshield 110.
このとき、図6に示すように、偏波成分の空間的な方向により、減衰量が異なるので、もとの電波が完全な円偏波だったとしても、受信装置200が受信する電波は、楕円偏波となる。
At this time, as shown in FIG. 6, the amount of attenuation differs depending on the spatial direction of the polarization component. Therefore, even if the original radio wave is completely circularly polarized, the radio wave received by the receiving
この実施の形態では、このようにフロントガラス110を透過することにより楕円偏波となった電波を受信した場合であっても、合成部230が、合成信号の品質が最良となるよう、合成するので、良好な受信状態を保つことができるという効果を奏する。 In this embodiment, even when the radio wave that has been elliptically polarized by being transmitted through the windshield 110 is received in this manner, the combining unit 230 combines the signals so that the quality of the combined signal is the best. Therefore, there is an effect that a good reception state can be maintained.
このように、高仰角の衛星との通信を前提とした受信装置200であれば、受信装置200を自動車100の車室内に設置しても、自動車のルーフやシャフトによるシャドーイングの影響を受けることがなく、受信電力が低下することがない。
フロントガラス110を透過することによる減衰の影響は避けられないが、上記説明した構成により、この減衰を補償することができる。
これにより、受信装置200を自動車100の車室内に設置することが可能となるので、車外に設置する場合のような耐環境性能が必要なく、ケーブルの引き回しなどの取り付け構造による制約もなくなる。
これにより、受信装置200の構造を簡素化でき、製造コストを低く抑えることができる。
Thus, if the receiving
Although the influence of attenuation due to transmission through the windshield 110 is unavoidable, the above-described configuration can compensate for this attenuation.
As a result, the receiving
Thereby, the structure of the receiving
上記説明した構成例においては、第一の復調信号と第二の復調信号との振幅・位相を揃えて加算することにより、合成信号としている。
しかし、例えば、第一の復調信号及び第二の復調信号の信号対雑音比をそれぞれ測定し、受信状態のよい方を選択することにより、合成信号とする構成でもよい。
あるいは、振幅位相を揃えて加算した信号の信号対雑音比も測定し、3つの中で受信状態の一番よいものを選択することにより、合成信号とする構成でもよい。
このような構成とすれば、常に最良の信号を選択するので、通信の品質が向上するという効果を奏する。
In the configuration example described above, the first demodulated signal and the second demodulated signal are added together with the same amplitude and phase to obtain a combined signal.
However, for example, a configuration may be adopted in which the signal-to-noise ratio of the first demodulated signal and the second demodulated signal is measured, and the one with the better reception state is selected to obtain a combined signal.
Alternatively, the signal-to-noise ratio of signals added with the same amplitude and phase may be measured, and a signal having the best reception state may be selected from the three to obtain a combined signal.
With such a configuration, since the best signal is always selected, the communication quality is improved.
なお、この受信装置200は、高仰角を移動する衛星との通信に用いる場合が最も効果が得られるが、アンテナの構成数を多くするなどの対応により、一般の静止衛星や地上設備を用いた放送、通信、測位などにも利用可能である。
The receiving
実施の形態2.
実施の形態2を、図1〜図7を用いて説明する。
A second embodiment will be described with reference to FIGS.
図1は、この実施の形態における受信装置200及び送信装置300のブロック構成の一例を示すブロック構成図である。
FIG. 1 is a block configuration diagram showing an example of a block configuration of the receiving
この実施の形態では、送信装置300について説明する。
In this embodiment, the
送信装置300は、第一の送信部310(第一の送信アンテナ311及び第一の変調部312)、第二の送信部320(第二の送信アンテナ及び第二の変調部322)、分離部330(送信調整部331及び送信制御算出部332)、信号生成部340(入力部の一例)を有する。
また、合成部230及び分離部330は、制御部350の一例である。
The
The combining unit 230 and the separation unit 330 are examples of the control unit 350.
第一の送信アンテナ311及び第二の送信アンテナ321はともに、直線偏波の電波を送信するアンテナである。
なお、第一の送信アンテナ311及び第二の送信アンテナ321は、それぞれが単体のアンテナである必要はない。例えば、指向性向上などのために、複数のアンテナで構成してもよい。
第一の送信アンテナ311と第二の送信アンテナ321とは、天頂方向に対して、空間的に互いに直交する直線偏波を送信するよう配置してある。
これにより、送信装置300から放射される電波は、2つの直線偏波が合成され、全体として楕円偏波(円偏波も含む)となる。
なお、第一の送信アンテナ311と第二の送信アンテナ321は、必ずしも物理的に分離したアンテナである必要はなく、一のアンテナに異なる給電点を設けることにより、2種類の直線偏波の電波を送信できる構成でもよい。
また、第一の送信アンテナ311及び第二の送信アンテナ321は、必ずしも直交した直線偏波を送信する必要はなく、方向の異なる直線偏波を送信すればよい。
第一の送信アンテナ311及び第二の送信アンテナ321は、それぞれ第一の変調信号及び第二の変調信号を入力し、それぞれ送信する。
Both the first transmission antenna 311 and the second transmission antenna 321 are antennas that transmit linearly polarized radio waves.
Note that each of the first transmission antenna 311 and the second transmission antenna 321 does not have to be a single antenna. For example, a plurality of antennas may be used to improve directivity.
The first transmission antenna 311 and the second transmission antenna 321 are arranged to transmit linearly polarized waves that are spatially orthogonal to each other in the zenith direction.
As a result, the radio wave radiated from the
Note that the first transmission antenna 311 and the second transmission antenna 321 do not necessarily need to be physically separated antennas. By providing different feeding points on one antenna, two types of linearly polarized radio waves are provided. May be configured to transmit.
Further, the first transmission antenna 311 and the second transmission antenna 321 do not necessarily need to transmit orthogonal linearly polarized waves, and may transmit linearly polarized waves having different directions.
The first transmission antenna 311 and the second transmission antenna 321 receive the first modulated signal and the second modulated signal, respectively, and transmit them.
なお、第一の送信アンテナ311及び第二の送信アンテナ321は、受信装置200の第一の受信アンテナ、第二の受信アンテナと共用でもよい。
Note that the first transmission antenna 311 and the second transmission antenna 321 may be shared with the first reception antenna and the second reception antenna of the
第一の変調部312及び第二の変調部322は、第一の送信信号及び第二の送信信号を入力し、送信周波数に周波数変換を行ない、第一の変調信号及び第二の変調信号として出力する。
The
なお、第一の送信部310及び第二の送信部320の構成例として、送信アンテナと変調部とによる構成を示したが、入力した信号に対応して、偏波方向の異なる直線偏波の電波を送信し、その合成が楕円偏波となる構成であれば、公知の他の構成によってもよい。
また、二つの偏波方向の直線偏波の電波に限らず、三以上の直線偏波の電波を送信し、その合成により、楕円偏波となる構成としてもよい。
In addition, as a configuration example of the first transmission unit 310 and the second transmission unit 320, the configuration of the transmission antenna and the modulation unit has been shown. However, linearly polarized waves having different polarization directions corresponding to the input signals are shown. Any other known configuration may be used as long as it is configured to transmit radio waves and combine them into elliptically polarized waves.
Moreover, it is good also as a structure which becomes not only a linearly polarized wave of two polarization directions but an electromagnetic wave of three or more linearly polarized waves, and becomes an elliptically polarized wave by the combination.
分離部330は、原信号を分離して、第一の送信信号及び第二の送信信号を出力する。 The separation unit 330 separates the original signal and outputs a first transmission signal and a second transmission signal.
送信調整部331は、送信制御算出部332からの送信制御信号に基づいて、原信号を分離し、第一の送信信号及び第二の送信信号として、それぞれの振幅及び位相を調整する。
The
送信制御算出部332は、送信調整部331が原信号を分割する比率や、第一の送信信号及び第二の送信信号の増幅量、移相量を制御する送信制御信号を生成し、出力する。
The transmission
信号生成部340(入力部の一例)は、ベースバンド信号を入力し、入力したベースバンド信号を変調して、原信号として出力する。ベースバンド信号は、外部の装置から入力されるもので、通信などのための信号あるいは情報である。 The signal generation unit 340 (an example of an input unit) receives a baseband signal, modulates the input baseband signal, and outputs it as an original signal. The baseband signal is input from an external device and is a signal or information for communication or the like.
以下、動作について説明する。 The operation will be described below.
送信制御算出部332は、第一の送信アンテナ311及び第二の送信アンテナ321が送信した直線偏波の電波の合成により生じる楕円偏波の電波が、所望の偏波特性となるように、送信調整部331を制御する送信制御信号を生成する。
The transmission
図7は、受信した楕円偏波の減衰量と、送信すべき楕円偏波の偏波特性の関係を説明するための説明図である。 FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the amount of attenuation of the received elliptically polarized wave and the polarization characteristic of the elliptically polarized wave to be transmitted.
通信衛星400が送信した円偏波の電波501は、フロントガラス110透過の際、減衰して、楕円偏波の電波502として受信装置200が受信する。
このとき、減衰が最も少ない方向(x軸に対してα傾いた方向)での減衰率はa/c、減衰が最も大きい方向での減衰率はb/cである。
The circularly polarized radio wave 501 transmitted by the communication satellite 400 is attenuated when passing through the windshield 110 and is received by the receiving
At this time, the attenuation rate in the direction with the smallest attenuation (direction inclined by α with respect to the x axis) is a / c, and the attenuation rate in the direction with the largest attenuation is b / c.
送信装置300が送信した電波がフロントガラス110を透過する際の減衰率が受信の際と同じだと仮定すると、フロントガラス110透過後、円偏波となるようにするには、c’=a’×(a/c)、c’=b’×(b/c)となるような電波を送信すればよい。
すなわち、a’=cc’/a、b’=cc’/bとなるよう調整する。
ここで、C=cc’/abとおくと、a’=Cb、b’=Caとなる。
Assuming that the attenuation rate when the radio wave transmitted by the
That is, adjustment is made so that a ′ = cc ′ / a and b ′ = cc ′ / b.
Here, when C = cc ′ / ab, a ′ = Cb and b ′ = Ca.
第一の送信信号の振幅をp’、第二の送信信号の振幅をq’、第一の送信信号と第二の送信信号との位相差をβ’とする。 The amplitude of the first transmission signal is p ′, the amplitude of the second transmission signal is q ′, and the phase difference between the first transmission signal and the second transmission signal is β ′.
ここで、 here,
とおくと、 After all,
これを実現するため、分離部330は、例えば、以下のように動作する。 In order to realize this, the separation unit 330 operates as follows, for example.
送信制御算出部332は、受信制御算出部232が出力した受信制御信号を入力し、入力した受信制御信号に基づいて、送信調整部331の増幅量、移相量を求めて、送信制御信号を出力する。
The transmission
受信制御信号は、実施の形態1で説明したように、第一の復調信号及び第二の復調信号の振幅p,qが等しくなるよう増幅し、位相差βが0になるよう移相することを受信調整部231に指示する信号である。
As described in
例えば、受信調整部231における第一の復調信号の増幅量がr/p、第二の復調信号の増幅量がr/qであれば、2つの復調信号の振幅は等しくなる。
For example, if the amplification amount of the first demodulated signal in the
送信調整部331は、原信号を振幅が等しい2つの信号に分離する。ここで、分離した信号の振幅をr’とする。
送信制御算出部332は、受信制御算出部232が指示した増幅量を、そのまま送信信号の増幅量とする。すなわち、第一の送信信号の増幅量はr/p、第二の送信信号の増幅量はr/qとし、それを示す送信制御信号を出力する。
送信調整部331は、送信制御信号に基づいて、分離した2つの信号の一方をr/p増幅して第一の送信信号とし、他方をr/q増幅して第二の送信信号とする。
ここで、C=rr’/pqとおけば、第一の送信信号の振幅p’は、p’=(r/p)×r’=Cqとなり、第二の送信信号の振幅q’は、q’=(r/q)×r’=Cpとなる。
The
The transmission
Based on the transmission control signal, the
Here, if C = rr ′ / pq, the amplitude p ′ of the first transmission signal is p ′ = (r / p) × r ′ = Cq, and the amplitude q ′ of the second transmission signal is q ′ = (r / q) × r ′ = Cp.
受信調整部231は、第一の復調信号の位相はそのままとし、第二の復調信号の位相を、β(=γ+π/2)遅らせて、第一の復調信号と第二の復調信号の位相を揃えるものとする。
The
送信調整部331は、原信号を位相がπずれた2つの信号に分離する。
送信制御算出部332は、受信制御算出部232が指示した移相量を、そのまま送信信号の移相量とする。すなわち、第一の送信信号は移相せず、第二の送信信号の位相をβ遅らせることとし、それを示す送信制御信号を出力する。
送信調整部331は、送信制御信号に基づいて、分離した2つの信号の一方は移相せずそのまま第一の送信信号とし、他方の位相をβ遅らせて第二の送信信号とする。
すると、第一の送信信号と第二の送信信号の位相差β’は、β’=π−βとなる。
The
The transmission
Based on the transmission control signal, the
Then, the phase difference β ′ between the first transmission signal and the second transmission signal is β ′ = π−β.
ここに挙げたような構成であれば、受信制御算出部232が生成した受信制御信号をそのまま送信制御信号として利用できる。送信制御算出部332は、入力した受信制御信号をそのまま送信制御信号として出力すればよい。
あるいは、送信電力を調整するため、第一の送信信号と第二の送信信号との増幅率の比を固定し、全体として増幅、減衰するよう制御する送信制御信号を出力してもよい。
With the configuration described here, the reception control signal generated by the reception
Or in order to adjust transmission power, you may output the transmission control signal which controls the ratio of the amplification factor of a 1st transmission signal and a 2nd transmission signal, and amplifies and attenuates as a whole.
このように、受信した楕円偏波の偏波状態に基づいて、伝送路の減衰特性を予測し、予測した減衰特性を補償するよう増幅した電波を送信するので、通信相手には、きれいな円偏波の電波が到達する。したがって、品質のよい通信が可能になるという効果を奏する。 As described above, the attenuation characteristic of the transmission path is predicted based on the received polarization state of the elliptically polarized wave, and the amplified radio wave is transmitted so as to compensate the predicted attenuation characteristic. A wave of waves arrives. Therefore, there is an effect that communication with good quality becomes possible.
図4のように、送信装置300(のアンテナ)を自動車100の車室内に設置すると、送信した電波はフロントガラス110を斜めに透過して、通信相手(この例では、通信衛星400)に到達する。
実施の形態1で説明したように、フロントガラス110を斜めに透過した電波は、透過時の反射屈折により、減衰する。このときの減衰特性は、偏波方向によって異なる。
As shown in FIG. 4, when the transmission device 300 (the antenna thereof) is installed in the passenger compartment of the
As described in the first embodiment, the radio wave transmitted obliquely through the windshield 110 is attenuated by the catadioptric action at the time of transmission. The attenuation characteristic at this time varies depending on the polarization direction.
送信装置300は、受信装置200が受信した電波の減衰特性から、送信する電波の減衰特性を予測し、それを補償した電波を送信する。
The transmitting
フロントガラス110における反射屈折による減衰は、フロントガラス110の屈折率によって異なる。屈折率は、電波の周波数により異なるが、送信する電波の周波数と、受信した電波の周波数とが同一もしくは近接している場合には、屈折率はほぼ同じと考えてよい。 The attenuation due to catadioptric refraction in the windshield 110 differs depending on the refractive index of the windshield 110. The refractive index varies depending on the frequency of the radio wave, but when the frequency of the transmitted radio wave is the same as or close to the frequency of the received radio wave, the refractive index may be considered to be substantially the same.
したがって、受信した電波の減衰特性に基づいて予測した、送信する電波の減衰特性は、受信周波数と送信周波数が近ければ、現実の減衰特性と等しいと考えてよい。 Therefore, it can be considered that the attenuation characteristic of the transmitted radio wave predicted based on the attenuation characteristic of the received radio wave is equal to the actual attenuation characteristic if the reception frequency and the transmission frequency are close.
よって、受信周波数と送信周波数が近い場合には、上述した簡単な構成で、フロントガラス110による送信電波の減衰特性を補償することができるという効果を奏する。 Therefore, when the reception frequency and the transmission frequency are close, there is an effect that the attenuation characteristic of the transmission radio wave by the windshield 110 can be compensated with the above-described simple configuration.
また、受信周波数と送信周波数とが離れている場合には、周波数差による屈折率の違いに基づく減衰特性の差を、あらかじめ、例えば記憶装置に記憶しておく。
送信制御算出部332は、記憶装置から減衰特性の差を読出し、これを用いて受信制御信号による増幅量・移相量から送信制御信号による増幅量・移相量を算出する。
When the reception frequency and the transmission frequency are far from each other, a difference in attenuation characteristic based on a difference in refractive index due to a frequency difference is stored in advance in a storage device, for example.
The transmission
これにより、受信周波数と送信周波数が離れている場合でも、フロントガラス110による送信電波の減衰特性を補償することができるという効果を奏する。 Thereby, even when the reception frequency and the transmission frequency are separated, there is an effect that the attenuation characteristic of the transmission radio wave by the windshield 110 can be compensated.
このように、高仰角の衛星との通信を前提とした送信装置300であれば、送信装置300を自動車100の車室内に設置しても、自動車のルーフやシャフトによるシャドーイングの影響を受けることがなく、送信電力が低下することがない。
フロントガラス110を透過することによる減衰の影響は避けられないが、上記説明した構成により、この減衰を補償することができる。
これにより、送信装置300を自動車100の車室内に設置することが可能となるので、車外に設置する場合のような耐環境性能が必要なく、ケーブルの引き回しなどの取り付け構造による制約もなくなる。
これにより、送信装置300の構造を簡素化でき、製造コストを低く抑えることができる。
Thus, if the
Although the influence of attenuation due to transmission through the windshield 110 is unavoidable, the above-described configuration can compensate for this attenuation.
As a result, the
Thereby, the structure of the
実施の形態3.
実施の形態3を、図8を用いて説明する。
Embodiment 3 FIG.
The third embodiment will be described with reference to FIG.
図8は、この実施の形態における送信装置300のブロック構成の一例を示すブロック構成図である。
FIG. 8 is a block configuration diagram showing an example of a block configuration of transmitting
送信装置300は、第一の受信部210(第一の受信アンテナ211及び第一の復調部212)、第二の受信部220(第二の受信アンテナ221及び第二の復調部222)、第一の送信部310(第一の送信アンテナ311及び第一の変調部312)、第二の送信部320(第二の送信アンテナ321及び第二の変調部322)、制御部350(送信制御算出部332及び送信調整部331)、信号生成部340(入力部の一例)を有する。
The transmitting
このうち、第一の受信部210及び第二の受信部220は、実施の形態1で説明した受信装置200のものと同様なので、ここでは説明を省略する。
また、第一の送信部310、第二の送信部320、信号生成部340は、実施の形態2で説明した送信装置300のものと同様なので、ここでは説明を省略する。
Among these, the first receiving unit 210 and the second receiving unit 220 are the same as those of the receiving
In addition, the first transmission unit 310, the second transmission unit 320, and the
制御部350は、信号生成部340から入力した原信号を、第一の送信信号と第二の送信信号とに分離して、出力する。
第一の送信信号と第二の送信信号とは、それにより第一の送信部310及び第二の送信部320が送信する直線偏波の電波の合成により送信される楕円偏波の電波が所定の特性を有するよう、制御部350が振幅・位相を調整する。
The control unit 350 divides the original signal input from the
With the first transmission signal and the second transmission signal, the elliptically polarized radio wave transmitted by combining the linearly polarized radio waves transmitted by the first transmitter 310 and the second transmitter 320 is predetermined. The control unit 350 adjusts the amplitude and phase so as to have the above characteristics.
すなわち、制御部350は、実施の形態2で説明した分離部330と同様の働きをするブロックである。 That is, the control unit 350 is a block that performs the same function as the separation unit 330 described in the second embodiment.
制御部350は、送信調整部331と、送信制御算出部332とを有する。
このうち、送信調整部331は、実施の形態2で説明した送信装置300のものと同様なので、ここでは説明を省略する。
The control unit 350 includes a
Among these, the
送信制御算出部332は、送信調整部331を制御する送信制御信号を生成する。
送信制御算出部332は、第一の受信部210及び第二の受信部220が出力した第一の復調信号及び第二の復調信号に基づいて、送信調整部331における第一の送信信号及び第二の送信信号の増幅量・移相量を求め、それを示す送信制御信号を生成する。
The transmission
Based on the first demodulated signal and the second demodulated signal output from the first receiving unit 210 and the second receiving unit 220, the transmission
実施の形態2で説明したように、第一の復調信号と第二の復調信号との振幅比及び位相差から、送信調整部331における増幅量・移相量を求めることができる。
As described in
通信の形態によっては、一方的に送信だけを行ない、受信の必要がない場合もある。
受信の必要がない場合であっても、このように、通信相手からの信号を受信することにより、伝送路の減衰特性を測定することとすれば、それに基づいて、送信する電波の偏波特性を制御することができ、良好な通信状態を確保することができるという効果を奏する。
Depending on the form of communication, there is a case where transmission is unilaterally and reception is not necessary.
Even when reception is not necessary, if the attenuation characteristic of the transmission path is measured by receiving the signal from the communication partner in this way, the polarization characteristics of the radio wave to be transmitted are based on the measurement. It is possible to control the performance and to secure a good communication state.
以上説明したものを要約して述べる。 Summarizing what has been described above.
衛星からの信号を自動車の車内に設置したアンテナで受信しようとした場合、ガラスの影響やルーフなど車体の影響を受け受信電力が低下してしまう。これを避けるためには一般的にアンテナを車外に設置することでこれらの影響を回避することができるが、車外に実装することで耐環境性能や取り付け構造などに対する制約が大きくなりアンテナの大型化、高価格化の原因となっている。
しかしながら高仰角を移動する衛星の場合、自動車のフロントガラスの角度が急でなければ信号は車体の影響をほとんど受けず、フロントガラスの減衰のみを補償することで信号を受信することができる。
高仰角衛星のこの特徴を生かし、円偏波の信号を直交する直線偏波用アンテナで分離受信し各々を復調した後、最適合成することで衛星用アンテナの社内設置できるように構成し、アンテナの低コスト化、簡素化を図っている。
また、関連し、最適合成する際のアルゴリズムとして雑音対信号電力比を最適化するもの、信号レベルを最適化するもの、選択受信するするものなどアルゴリズムを受信状態に応じて切り替えることで最適合成を適応させる。
さらに、受信で得られた合成の配分値を基に、送信信号に対しても複数のアンテナに対して重み付けをした上で送信する送信受信アンテナ、さらには送受信を別々のアンテナで構成することもできる。
When an attempt is made to receive a signal from a satellite with an antenna installed in a car, the received power is reduced due to the influence of the glass or the body such as the roof. In order to avoid this, it is generally possible to avoid these effects by installing the antenna outside the vehicle, but mounting it outside the vehicle increases the restrictions on environmental resistance and mounting structure, and increases the size of the antenna. This is causing high prices.
However, in the case of a satellite moving at a high elevation angle, the signal is hardly affected by the vehicle body unless the angle of the windshield of the automobile is steep, and the signal can be received by compensating only for the attenuation of the windshield.
Taking advantage of this characteristic of high elevation satellites, circularly polarized signals are separated and received by orthogonal linearly polarized antennas, demodulated, and then optimally combined to configure the antenna for satellite installation in-house. The cost is reduced and simplified.
In addition, as an algorithm for optimal synthesis, the optimum synthesis is performed by switching the algorithm according to the reception state, such as those that optimize the noise-to-signal power ratio, those that optimize the signal level, and those that selectively receive. Adapt.
Furthermore, based on the composite distribution value obtained by reception, the transmission signal can be transmitted with weights applied to a plurality of antennas, and transmission / reception antennas can be configured. it can.
移動体衛星通信では衛星と移動体の向きを特定できないことから偏波追尾が不要な円偏波の電波が用いられることが多い。このようなシステムに用いられる衛星通信用の円偏波アンテナを小型化する技術として、パッチアンテナに位相の90度異なる給電点を設けることで実現するものがある。このようなアンテナは構成が簡単であるが受信する円偏波信号の水平偏波成分と垂直偏波成分の電力に相違があるとアンテナの向きによって受信電力が変化してしまう信号品質に劣化が生じ受信できなくなることも考えられる。
このような偏波毎の電力差は電波がガラスを斜めに通過する際に顕著に表れる。ガラスの傾きの方向と偏波の方向の一致する成分は大きく減衰し、ガラスの傾きの方向と偏波の方向の直交する成分はあまり減衰しない。このような円偏波の電波のガラスの透過特性を利用し天頂方向に対して直交しお互いも直交するように配置した直線偏波のアンテナをフロントガラスの傾斜に対して特定方向に配置することで減衰の大きな信号と減衰の小さな信号を個別に受信し、これらを最適に合成することで円偏波の信号を効率よく受信することにより、アンテナの車内実装を可能にしてアンテナのコスト削減、構造の簡素化を狙っている。
In mobile satellite communications, the direction of the satellite and the mobile body cannot be specified, so circularly polarized radio waves that do not require polarization tracking are often used. As a technique for miniaturizing a circularly polarized antenna for satellite communication used in such a system, there is a technique realized by providing feeding points with a phase difference of 90 degrees on a patch antenna. Such an antenna has a simple configuration, but if there is a difference in the power of the horizontally polarized wave component and the vertically polarized wave component of the received circularly polarized signal, the received power will change depending on the direction of the antenna and the signal quality will deteriorate. It is also conceivable that the message cannot be received.
Such a power difference for each polarization appears remarkably when radio waves pass obliquely through the glass. The component in which the glass tilt direction and the polarization direction coincide with each other is greatly attenuated, and the component perpendicular to the glass tilt direction and the polarization direction is not attenuated so much. Using these circularly polarized radio wave transmission characteristics of glass, linearly polarized antennas that are orthogonal to the zenith direction and orthogonal to each other are arranged in a specific direction with respect to the inclination of the windshield. By receiving signals with high attenuation and signals with low attenuation individually and combining them optimally, circularly polarized signals can be received efficiently, enabling the antenna to be mounted in the vehicle and reducing the antenna cost. It aims to simplify the structure.
図9において、衛星局(通信衛星400)は、移動局(自動車100搭載の受信装置200)に対して放送、通信、測位などのための円偏波の信号を出力する。
図10のように、フロントガラス下部に天頂方向に対してそれぞれ直交するように直線偏波用のアンテナを配置する。
図11において、直線偏波用のアンテナ(第一の受信アンテナ211、第二の受信アンテナ221)が、円偏波の信号を水平偏波、垂直偏波に分離しそれぞれを受信する。
復調器(第一の復調部212、第二の復調部222)が、各アンテナからの信号を復調して、受信信号(第一の復調信号、第二の復調信号)を生成する。
最適合成器(合成部230)が、各アンテナの復調信号を合成した後に雑音対信号電力比が最大になるように各アンテナからの信号に対して位相および振幅に重みつけを行い合成する。
復号再生部(240)が、最適合成部の出力を複合し放送、通信、測位などのための信号および情報を外部に出力する。
In FIG. 9, a satellite station (communication satellite 400) outputs a circularly polarized signal for broadcasting, communication, positioning, etc. to a mobile station (receiving
As shown in FIG. 10, linearly polarized antennas are arranged at the lower part of the windshield so as to be orthogonal to the zenith direction.
In FIG. 11, linearly polarized antennas (first receiving antenna 211 and second receiving antenna 221) separate circularly polarized signals into horizontally polarized waves and vertically polarized waves and receive the signals.
The demodulator (the
The optimum synthesizer (synthesizer 230) synthesizes the demodulated signals of the antennas, weights the phase and amplitude of the signals from the antennas so that the noise-to-signal power ratio becomes maximum.
The decoding / playback unit (240) combines the output of the optimum combining unit and outputs signals and information for broadcasting, communication, positioning, etc. to the outside.
高仰角を移動する衛星を用いることにによりフロントガラス下部から衛星への見通しを確保し、円偏波の信号がガラスを通過する際に生じる減衰が垂直偏波と水平偏波で異なり片方の減衰は他方の減衰より小さいことからそれぞれを分離受信する構成とし、これらの信号を最適に合成することで信号の品質を保つことができる。アンテナの数量は、図12のように、2個以上でも実施可能である。
また、最適合成器のアルゴリズムは、図13〜図15に示すように、合成語の雑音対信号電力比が最大となる方法以外に、合成電力が最大になる方法、それぞれの雑音対信号電力比、受信電力などを比較し切り替える方法がある。あるいは、それら複数のアルゴリズムを選択切り替える方法としてもよい。それぞれの受信環境に応じたアルゴリズムを用いることで回線の品質が向上する。
By using a satellite moving at a high elevation angle, the line of sight from the lower part of the windshield to the satellite is secured, and the attenuation that occurs when a circularly polarized signal passes through the glass differs between the vertically polarized wave and the horizontally polarized wave. Since it is smaller than the other attenuation, each is separated and received, and the quality of the signal can be maintained by optimally combining these signals. The number of antennas can be two or more as shown in FIG.
Further, as shown in FIGS. 13 to 15, the optimum synthesizer algorithm is not limited to the method of maximizing the noise-to-signal power ratio of the synthesized word, but also the method of maximizing the synthesized power and the respective noise-to-signal power ratio. There is a method of comparing and switching received power. Or it is good also as the method of selecting and switching these some algorithms. The quality of the line is improved by using an algorithm corresponding to each reception environment.
図16において、受信で得られたそれぞれのアンテナに対する位相・振幅の制御情報を基に送信信号の位相・振幅に対する重みつけを(送信制御算出部332が)推定しそれぞれのアンテナ入力前に(送信調整部331が)重みつけを行なうことで、移動局(自動車100搭載の送信装置300)からの円偏波信号を最適化できる。
これによって通信用の送信アンテナ(第一の送信アンテナ311、第二の送信アンテナ321)も車内に実装できることから、更なるコスト削減が見込まれる。
図17のように、送信用アンテナと受信用アンテナを別のアンテナとすれば、送受信を同時に実現できる。送信周波数と受信周波数が別の時に有効である。
また、図16のように、送信用アンテナと受信用アンテナを共用としてもよい。
In FIG. 16, based on the phase / amplitude control information for each antenna obtained by reception, the weight for the phase / amplitude of the transmission signal is estimated (by the transmission control calculation unit 332) and transmitted before each antenna input (transmission). By performing weighting (adjustment unit 331), it is possible to optimize the circularly polarized signal from the mobile station (transmitting
As a result, communication transmission antennas (first transmission antenna 311 and second transmission antenna 321) can also be mounted in the vehicle, so that further cost reduction is expected.
As shown in FIG. 17, when the transmitting antenna and the receiving antenna are different antennas, transmission and reception can be realized simultaneously. This is effective when the transmission frequency and reception frequency are different.
Further, as shown in FIG. 16, the transmitting antenna and the receiving antenna may be shared.
100 自動車、110 フロントガラス、200 受信装置、210 第一の受信部、211 第一の受信アンテナ、212 第一の復調部、220 第二の受信部、221 第二の受信アンテナ、222 第二の復調部、230 合成部、231 受信調整部、232 受信制御算出部、240 復号再生部、300 送信装置、310 第一の送信部、311 第一の送信アンテナ、312 第一の変調部、320 第二の送信部、321 第二の送信アンテナ、322 第二の変調部、330 分離部、331 送信調整部、332 送信制御算出部、340 信号生成部、400 通信衛星、501,601 円偏波の電波、502,602 楕円偏波の電波、512 第一の復調信号、522 第二の復調信号。 100 automobile, 110 windshield, 200 receiving device, 210 first receiving unit, 211 first receiving antenna, 212 first demodulating unit, 220 second receiving unit, 221 second receiving antenna, 222 second receiving antenna Demodulation unit, 230 synthesis unit, 231 reception adjustment unit, 232 reception control calculation unit, 240 decoding reproduction unit, 300 transmission device, 310 first transmission unit, 311 first transmission antenna, 312 first modulation unit, 320 second Second transmission unit, 321 second transmission antenna, 322 second modulation unit, 330 separation unit, 331 transmission adjustment unit, 332 transmission control calculation unit, 340 signal generation unit, 400 communication satellite, 501 601 Radio wave 502, 602 Elliptical polarization radio wave, 512 first demodulated signal, 522 second demodulated signal.
Claims (11)
楕円偏波の電波における所定方向の直線偏波成分を受信して、第一の受信信号とする第一の受信アンテナと、
楕円偏波の電波における上記第一の受信アンテナと異なる所定方向の直線偏波成分を受信して、第二の受信信号とする第二の受信アンテナと、
上記第一の受信アンテナが受信した第一の受信信号を入力し、入力した第一の受信信号を復調して、第一の復調信号とする第一の復調部と、
上記第二の受信アンテナが受信した第二の受信信号を入力し、入力した第二の受信信号を復調して、第二の復調信号とする第二の復調部と、
上記第一の復調部が復調した第一の復調信号と、上記第二の復調部が復調した第二の復調信号とを合成した信号の品質が所定の品質になるよう合成して、合成信号とする合成部と、
を有することを特徴とする受信装置。 In a receiver that receives elliptically polarized radio waves,
A first receiving antenna that receives a linearly polarized component in a predetermined direction in an elliptically polarized radio wave, and serves as a first received signal;
Receiving a linearly polarized wave component in a predetermined direction different from the first receiving antenna in the elliptically polarized radio wave, and a second receiving antenna as a second received signal;
A first demodulator that receives the first received signal received by the first receiving antenna, demodulates the input first received signal, and sets the first demodulated signal;
A second demodulator that receives the second received signal received by the second receiving antenna, demodulates the input second received signal, and sets the second demodulated signal;
Combining the first demodulated signal demodulated by the first demodulator and the second demodulated signal demodulated by the second demodulator so that the quality of the signal becomes a predetermined quality, And a synthesis unit
A receiving apparatus comprising:
上記第一の復調部が復調した第一の復調信号と、上記第二の復調部が復調した第二の復調信号と、上記第一の復調信号及び第二の復調信号の少なくともいずれかの増幅量及び減衰量及び移相量の少なくともいずれかを制御する受信制御信号とを入力し、入力した受信制御信号に基づいて、上記第一の復調信号及び第二の復調信号の少なくともいずれかを、増幅及び減衰及び移相の少なくともいずれかにより調整し、加算して合成信号とする受信調整部と、
上記合成信号の品質が所定の品質となる上記受信制御信号を求める受信制御算出部と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の受信装置。 The synthesis unit is
The first demodulated signal demodulated by the first demodulator, the second demodulated signal demodulated by the second demodulator, and the amplification of at least one of the first demodulated signal and the second demodulated signal A reception control signal for controlling at least one of an amount, an attenuation amount, and a phase shift amount, and based on the received reception control signal, at least one of the first demodulated signal and the second demodulated signal, A reception adjustment unit that adjusts by at least one of amplification, attenuation, and phase shift, and adds to a combined signal;
A reception control calculation unit for obtaining the reception control signal in which the quality of the combined signal is a predetermined quality;
The receiving apparatus according to claim 1, comprising:
円偏波の電波が、所定方向の直線偏波成分の減衰量と、上記所定方向と異なる所定方向の直線偏波成分の減衰量とが異なる伝送路を通過し、楕円偏波となった電波を受信する受信装置である
ことを特徴とする請求項1に記載の受信装置。 The receiving device is
A circularly polarized radio wave passes through a transmission line in which the attenuation amount of the linearly polarized wave component in a predetermined direction and the attenuation amount of the linearly polarized wave component in a predetermined direction different from the predetermined direction are elliptical polarized waves. The receiving apparatus according to claim 1, wherein the receiving apparatus is a receiving apparatus that receives a signal.
上記第一の受信アンテナ及び第二の受信アンテナが受信する電波の到来方向に、上記受信装置を保護し、電波を透過する保護部を有し、
円偏波の電波が上記保護部を透過する際の、所定方向の直線偏波成分の減衰量と、上記所定方向と異なる所定方向の直線偏波成分の減衰量が異なり、楕円偏波となった電波を受信する
ことを特徴とする請求項1に記載の受信装置。 The receiving device is
In the arrival direction of radio waves received by the first receiving antenna and the second receiving antenna, the receiving device is protected and has a protection unit that transmits radio waves,
When circularly polarized radio waves pass through the protection unit, the attenuation amount of the linear polarization component in a predetermined direction differs from the attenuation amount of the linear polarization component in a predetermined direction different from the predetermined direction, resulting in elliptical polarization. The receiving apparatus according to claim 1, wherein the receiving apparatus receives received radio waves.
原信号を入力する入力部と、
上記入力部が入力した原信号を、第一の送信信号及び第二の送信信号に分離する分離部と、
上記分離部が分離した第一の送信信号を変調して、第一の変調信号とする第一の変調部と、
上記分離部が分離した第二の送信信号を変調して、第二の変調信号とする第二の変調部と、
上記第一の変調部が変調した第一の変調信号を、所定方向の直線偏波の電波として送信する第一の送信アンテナと、
上記第二の変調部が変調した第二の変調信号を、上記第一の送信アンテナと異なる所定方向の直線偏波の電波として送信する第二の送信アンテナと、
を有し、上記第一の送信アンテナ及び上記第二の送信アンテナが送信した電波の合成により楕円偏波の電波を放射することを特徴とする送信装置。 In a transmitter that transmits elliptically polarized radio waves,
An input section for inputting the original signal;
A separation unit that separates the original signal input by the input unit into a first transmission signal and a second transmission signal;
A first modulation unit that modulates the first transmission signal separated by the separation unit into a first modulation signal;
A second modulation unit that modulates the second transmission signal separated by the separation unit into a second modulation signal; and
A first transmission antenna that transmits the first modulated signal modulated by the first modulator as a linearly polarized radio wave in a predetermined direction;
A second transmission antenna that transmits the second modulated signal modulated by the second modulation unit as a linearly polarized radio wave in a predetermined direction different from that of the first transmission antenna;
And transmitting an elliptically polarized radio wave by combining the radio waves transmitted by the first transmission antenna and the second transmission antenna.
上記入力部が入力した原信号と、原信号を分割した信号の少なくともいずれかの増幅量及び減衰量及び移相量の少なくともいずれかを制御する送信制御信号とを入力し、入力した原信号を分割して第一の分割信号及び第二の分割信号とし、入力した送信制御信号に基づいて、上記第一の分割信号及び第二の分割信号の少なくともいずれかを、増幅及び減衰及び移相の少なくともいずれかにより調整して、第一の送信信号及び第二の送信信号とする送信調整部と、
上記第一の送信アンテナ及び上記第二の送信アンテナが送信した電波の合成により生ずる楕円偏波の電波が所定の伝送路を通過後に円偏波となる上記送信制御信号を求める送信制御算出部と、
を有することを特徴とする請求項6に記載の送信装置。 The separation part is
The original signal input by the input unit and a transmission control signal for controlling at least one of the amplification amount, attenuation amount, and phase shift amount of the signal obtained by dividing the original signal are input. The first divided signal and the second divided signal are divided and at least one of the first divided signal and the second divided signal is amplified, attenuated, and phase-shifted based on the input transmission control signal. A transmission adjusting unit that adjusts at least one of the first transmission signal and the second transmission signal;
A transmission control calculation unit for obtaining the transmission control signal in which elliptically polarized radio waves generated by combining the radio waves transmitted by the first transmission antenna and the second transmission antenna are circularly polarized after passing through a predetermined transmission path; ,
The transmission apparatus according to claim 6, further comprising:
楕円偏波の電波を受信し、受信した楕円偏波の電波の所定方向の直線偏波成分と、上記所定方向以外の所定方向の直線偏波成分との振幅比及び位相差の少なくともいずれかを示す成分比信号を出力する受信装置を有し、
上記送信制御算出部は、
上記受信装置が出力した成分比信号を入力し、
入力した成分比信号に基づいて、上記受信した楕円偏波の電波が上記伝送路を通過した際の、所定方向の直線偏波成分の減衰量と、上記所定方向と異なる所定方向の直線偏波成分の減衰量とを推定し、推定した減衰量に基づいて、上記送信制御信号を求める
ことを特徴とする請求項7に記載の送信装置。 The transmitter is
An elliptically polarized radio wave is received, and at least one of an amplitude ratio and a phase difference between a linearly polarized component in a predetermined direction of the received elliptically polarized radio wave and a linearly polarized component in a predetermined direction other than the predetermined direction is determined. A receiving device that outputs the component ratio signal shown,
The transmission control calculation unit
Input the component ratio signal output by the receiver,
Based on the input component ratio signal, when the received elliptically polarized radio wave passes through the transmission line, the amount of attenuation of the linearly polarized component in a predetermined direction and the linearly polarized wave in a predetermined direction different from the predetermined direction The transmission apparatus according to claim 7, wherein an attenuation amount of a component is estimated, and the transmission control signal is obtained based on the estimated attenuation amount.
上記第一の送信アンテナ及び第二の送信アンテナが送信する電波の放射方向に、上記送信装置を保護し、電波を透過する保護部を有し、
送信した楕円偏波の電波が上記保護部を透過する際の、所定方向の直線偏波成分の減衰量と、上記所定方向と異なる所定方向の直線偏波成分の減衰量とが異なり、円偏波となる
ことを特徴とする請求項6に記載の送信装置。 The transmitter is
In the radiation direction of the radio wave transmitted by the first transmission antenna and the second transmission antenna, the transmission device is protected and has a protection unit that transmits the radio wave.
When the transmitted elliptically polarized radio wave passes through the protection unit, the attenuation amount of the linear polarization component in a predetermined direction differs from the attenuation amount of the linear polarization component in a predetermined direction different from the predetermined direction. The transmission device according to claim 6, wherein the transmission device is a wave.
楕円偏波の電波における所定方向の直線偏波成分を受信して、第一の受信信号とする第一の受信部と、
楕円偏波の電波における上記第一の受信部と異なる所定方向の直線偏波成分を受信して、第二の受信信号とする第二の受信部と、
原信号を入力する入力部と、
上記入力部が入力した原信号を、第一の送信信号及び第二の送信信号に分離する分離部と、
上記第一の受信アンテナが受信した第一の受信信号と、上記第二の受信アンテナが受信した第二の受信信号とを入力し、入力した第一の受信信号と第二の受信信号との振幅比及び位相差の少なくともいずれかを示す成分比信号を生成し、上記分離部が分離した第一の送信信号と第二の送信信号とを入力し、生成した成分比信号に基づいて、上記第一の送信信号と第二の送信信号との少なくともいずれかの振幅及び位相の少なくともいずれかを制御する制御部と、
上記第一の送信信号を、所定方向の直線偏波の電波として送信する第一の送信部と、
上記第二の送信信号を、上記第一の送信部と異なる所定方向の直線偏波の電波として送信する第二の送信部と、
を有することを特徴とする送信装置。 In a transmitter that transmits elliptically polarized radio waves,
A first receiving unit that receives a linearly polarized component in a predetermined direction in an elliptically polarized radio wave and sets it as a first received signal;
A second receiving unit that receives a linearly polarized wave component in a predetermined direction different from the first receiving unit in the elliptically polarized radio wave, and sets the second received signal;
An input section for inputting the original signal;
A separation unit that separates the original signal input by the input unit into a first transmission signal and a second transmission signal;
The first reception signal received by the first reception antenna and the second reception signal received by the second reception antenna are input, and the first reception signal and the second reception signal that are input A component ratio signal indicating at least one of an amplitude ratio and a phase difference is generated, the first transmission signal and the second transmission signal separated by the separation unit are input, and based on the generated component ratio signal, the above A control unit that controls at least one of amplitude and phase of at least one of the first transmission signal and the second transmission signal;
A first transmitter for transmitting the first transmission signal as a linearly polarized radio wave in a predetermined direction;
A second transmitter that transmits the second transmission signal as a linearly polarized radio wave in a predetermined direction different from that of the first transmitter;
A transmission device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005215383A JP2007036521A (en) | 2005-07-26 | 2005-07-26 | Receiver, transmitter and automobile |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005215383A JP2007036521A (en) | 2005-07-26 | 2005-07-26 | Receiver, transmitter and automobile |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007036521A true JP2007036521A (en) | 2007-02-08 |
Family
ID=37795253
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005215383A Pending JP2007036521A (en) | 2005-07-26 | 2005-07-26 | Receiver, transmitter and automobile |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007036521A (en) |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1082810A (en) * | 1996-09-06 | 1998-03-31 | Mitsubishi Electric Corp | Polarized wave measuring device |
JPH11239020A (en) * | 1997-04-18 | 1999-08-31 | Murata Mfg Co Ltd | Circular polarizing antenna and radio device using same |
JP2001237757A (en) * | 2000-01-05 | 2001-08-31 | Lucent Technol Inc | Communication using transmission of triply polarized waves |
JP2002319815A (en) * | 2001-04-24 | 2002-10-31 | Ee C Ii Tec Kk | Antenna system |
JP2003531545A (en) * | 2000-04-14 | 2003-10-21 | レセプテック・エルエルシー | Dual antenna system for single frequency band |
JP2004260398A (en) * | 2003-02-25 | 2004-09-16 | Advanced Telecommunication Research Institute International | Array antenna apparatus, and its control method and apparatus |
JP2005045790A (en) * | 2003-07-23 | 2005-02-17 | Boeing Co:The | Method for reducing depolarization of signal passing through radome, method and apparatus for compensating depolarization, antenna system, and polarization controller |
JP2005079982A (en) * | 2003-09-01 | 2005-03-24 | Dx Antenna Co Ltd | Combined antenna |
JP2005101761A (en) * | 2003-09-22 | 2005-04-14 | Fujitsu Ten Ltd | Thin antenna |
WO2005043779A1 (en) * | 2003-10-30 | 2005-05-12 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Mobile satellite communication system |
-
2005
- 2005-07-26 JP JP2005215383A patent/JP2007036521A/en active Pending
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1082810A (en) * | 1996-09-06 | 1998-03-31 | Mitsubishi Electric Corp | Polarized wave measuring device |
JPH11239020A (en) * | 1997-04-18 | 1999-08-31 | Murata Mfg Co Ltd | Circular polarizing antenna and radio device using same |
JP2001237757A (en) * | 2000-01-05 | 2001-08-31 | Lucent Technol Inc | Communication using transmission of triply polarized waves |
JP2003531545A (en) * | 2000-04-14 | 2003-10-21 | レセプテック・エルエルシー | Dual antenna system for single frequency band |
JP2002319815A (en) * | 2001-04-24 | 2002-10-31 | Ee C Ii Tec Kk | Antenna system |
JP2004260398A (en) * | 2003-02-25 | 2004-09-16 | Advanced Telecommunication Research Institute International | Array antenna apparatus, and its control method and apparatus |
JP2005045790A (en) * | 2003-07-23 | 2005-02-17 | Boeing Co:The | Method for reducing depolarization of signal passing through radome, method and apparatus for compensating depolarization, antenna system, and polarization controller |
JP2005079982A (en) * | 2003-09-01 | 2005-03-24 | Dx Antenna Co Ltd | Combined antenna |
JP2005101761A (en) * | 2003-09-22 | 2005-04-14 | Fujitsu Ten Ltd | Thin antenna |
WO2005043779A1 (en) * | 2003-10-30 | 2005-05-12 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Mobile satellite communication system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7680516B2 (en) | Mobile millimeter wave communication link | |
EP1436904B1 (en) | Cellular telephone system with free space millimeter wave trunk line | |
US9397383B2 (en) | System and method for mast vibration compensation | |
US7912506B2 (en) | Wireless millimeter wave communication system with mobile base station | |
US7065326B2 (en) | Millimeter wave communications system with a high performance modulator circuit | |
JP4217711B2 (en) | Antenna device | |
US20090011704A1 (en) | Systems and methods for reducing power robbing impact of interference to a satellite | |
US20060111047A1 (en) | Wireless communication system | |
KR20050098028A (en) | Method and system for improving communication | |
TW201238275A (en) | Ground station antenna array for air to ground communication system | |
KR20100015599A (en) | A vehicle mounted antenna and methods for transmitting and/or receiving signals | |
US20020165002A1 (en) | Millimeter wave transceivers for high data rate wireless communication links | |
US20020164957A1 (en) | Point-to-point, millimeter wave, dual band free space gigabit per second communication link | |
JP4842333B2 (en) | Radio apparatus and polarization plane control method | |
JP2005295312A (en) | Portable radio equipment | |
US20080263601A1 (en) | Aeronautical satellite TV repeater | |
US20020198026A1 (en) | Method, communications system, and base station for transmitting signals with transmit diversity | |
US8618982B2 (en) | Communication device and method for controlling an antenna arrangement | |
JP2006211546A (en) | On-vehicle receiver | |
JP2009159453A (en) | Wireless communication system, polarization plane adjustment method, base station, and sensor station | |
US20050003862A1 (en) | Cellular telephone system with free space millimeter wave trunk line | |
JP2007036521A (en) | Receiver, transmitter and automobile | |
JP3142595U (en) | Diversity receiver for receiving digital terrestrial and / or satellite radio signals for automobiles | |
EP3618304A1 (en) | Radio communication device, radio reception device, and radio communication system | |
JP5796159B2 (en) | Vehicle antenna device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070608 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070612 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071016 |