JP2007124350A - 端末装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】円偏波を受信する端末装置10であって、互いに指向性が異なる複数のアンテナと、各アンテナで受信したアナログ信号を、デジタル信号に変換するアナログデジタル変換手段44A等と、各デジタル信号の振幅を合致させる振幅調整手段と、各デジタル信号の位相を合致させる位相調整手段と、振幅調整手段及び位相調整手段によって振幅及び位相が合致させられたすべてのデジタル信号を合成する信号合成手段52と、を有する。
【選択図】図2
Description
GPS衛星から送信される衛星電波は円偏波であり、GPS受信機に搭載されるアンテナとしては例えば、パッチアンテナが使用されている(例えば、特許文献1)。
また、2つの直線偏波の小型アンテナ(チップアンテナ等)を、例えば、位相を90度ずらして配置し、各アンテナから受信した衛星電波をアナログ信号として合成し、全体として一つのアンテナとなるような構成が行われている。
また、複数の直線偏波の小型アンテナを位相をずらして配置して全体として一つのアンテナを構成することも考えられるが、機器を組み込む際に他の金属部品等との関係で、小型アンテナの位置が制限されるために、円偏波を効率的に受信することができない場合があるという問題がある。
このように、アナログ信号を合成するのではなくて、振幅及び位相が合致さたうえで前記デジタル信号を合成するから、各前記アンテナの相対的位置は、任意に規定することができる。このため、例えば、前記アンテナの性能に影響を与える金属部品の近傍か否かに関わらず、各前記アンテナを配置することができる。すなわち、各前記アンテナの位置は他の部品との関係での制限を受けることはない。
また、複数の前記アンテナで受信した前記アナログ信号を、前記デジタル信号に変換した上で合成するから、各前記アンテナは小型アンテナである例えば、チップアンテナでもよい。
さらに、前記端末装置は、振幅及び位相が合致したすべての前記デジタル信号を合成するから、効率的に円偏波を受信することができる。
これにより、機器を組み込む際に他の金属部品等との関係でアンテナの位置が制限されることなく、効率的に円偏波を受信することができる小型の端末装置を提供することができる。
これにより、前記端末装置は、その形状が変化するにも関わらず、効率的に円偏波を受信することができる。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
図1に示すように、端末10は、GPS受信機15を有する携帯電話機である。端末10は、端末装置の一例である。
図1に示すように端末10は、表示部筐体12に基板14、衛星電波受信アンテナ(以下、アンテナと呼ぶ)16A及び16Bを格納している。このアンテナ16Aと16Bは、互いに指向性(偏波)が異なる。
基板14には、GPS受信機15が配置されている。アンテナ16A等は、GPS受信機15の一部である。
アンテナ16A及び16Bは、複数のアンテナの一例である。アンテナ16A等は、測位衛星である例えば、GPS衛星8a,8b,8c及び8dからの電波(衛星電波)である例えば、衛星電波G1,G2,G3及びG4を受信するアンテナである。衛星電波G1等は、右旋回円偏波である。この衛星電波G1等は円偏波の一例である。
端末10は、複数のGPS衛星8a等からの衛星電波G1等に基づいて、端末10の現在位置を測位することができるようになっている。衛星電波G1等には、各GPS衛星8a等ごとに異なるPRN(Psude Random Noise)コードが乗せられており、そのPRNコードを利用して測位を行うようになっている。なお、測位方法の詳細については、説明を省略する。
なお、基板14はグラウンド(GND)電位が確保されている。
操作部筐体24は、操作ボタン群28及び、マイク孔30を有している。
表示部筐体12と操作部筐体24は、ヒンジ32によって、物理的電気的に接続されている。端末10は、ヒンジ32が回動することによって、表示部筐体12と操作部筐体24が開閉可能ないわゆる、フリップタイプの携帯電話機である。このため、端末10は複数の形状をとることができ、例えば、開いた状態と閉じた状態の2つの形状をとることができる。
このため、アンテナ16A及び16Bの近傍の金属部品の存在は、端末10が開いた状態と閉じた状態とで異なる。具体的には、端末10が開いた状態では操作部筐体24内に配置された金属部品の影響を受けないが、端末10が閉じた状態では操作部筐体24内に配置された金属部品の影響を受ける。金属部品の存在は、アンテナ16A等の性能に影響を与えるが、端末10は、以下に説明するように、端末10が開いた状態であっても、閉じた状態であっても、効率的に円偏波を受信することができるように構成されている。
図2に示すように、GPS受信機15は、RF部15AとBB部15Bを有する。
RF部15Aは、アンテナ16A及び16Bによって受信した衛星電波G1等をアナログ信号として処理し、さらに、デジタル信号に変換する部分である。
BB部15Bは、RF部15Aから出力されたデジタル信号を処理する部分である。
そして、アンテナ16Aで受信された電波G1等は、増幅器40Aで増幅され、ミキサー42Aによってダウンコンバート(周波数変換)され、A/Dコンバータ44Aにおいてデジタル信号に変換される。
同様に、アンテナ16Bで受信された電波G1等は、増幅器40Bで増幅され、ミキサー42Bによってダウンコンバートされ、A/Dコンバータ44Bにおいてデジタル信号に変換される。
上述の増幅器40Aの利得と増幅器40Bの利得は同一である
上述のA/Dコンバータ44A及び44Bは、アナログデジタル変換手段の一例である。
また、A/Dコンバータ44A及び44Bにおいては、同一の発振源(図示せず)からのサンプリング周波数の信号によってデジタル信号への変換が行われる。言い換えると、2系統のアナログ信号を同じタイミングでサンプリングして、デジタル信号に変換する。
このため、アンテナ16Aで受信した衛星電波G1等の位相と、アンテナ16Bで受信した衛星電波G1等の位相との間の位相差(以下、当初位相差と呼ぶ)は、RF部15Aにおいて維持される。そして、当初位相差は、RF部15Aから出力されるデジタル信号
においても維持される。
また、上述増幅器40Aの利得と増幅器40Bの利得は同一であるから、アンテナ16Aで受信した衛星電波G1等の振幅(信号強度)と、アンテナ16Bで受信した衛星電波G1等の振幅との間の振幅差(以下、当初振幅差と呼ぶ)は、RF部15Aにおいて維持される。そして、当初振幅差は、RF部15Aから出力されるデジタル信号においても維持される。
積算器46A及び46Bにおいては、入力したデジタル信号を積算し、振幅調整が行われる。具体的には、積算器46Aから出力するデジタル信号の振幅と、積算器46Bから出力するデジタル信号の振幅が合致するように振幅調整が行われる。ここで、デジタル信号の「振幅」は「信号強度」と同義で使用している。
一方、積算器46Bから出力されたデジタル信号は、ミキサー48BにおいてNCO50Bからの出力信号と掛け合わされることによって、位相調整が行われる。どのような位相調整が行われるかは、NCO50Bからの出力信号によって規定される。
具体的には、ミキサー48Aから出力されるデジタル信号の位相と、ミキサー48Bから出力されるデジタル信号の位相が合致するように、位相調整が行われる。
上述の積算器46Aと46B及び制御値設定部56は一体として、振幅調整手段の一例である。
また、上述のNCO50Aと50B及び制御値設定部56は一体として、位相調整手段の一例である。
加算器52から出力されたデジタル信号は、相関処理部54に入力され、デジタル信号に乗っているPRNコードと、相関処理部54が有するレプリカPRNコードとの相関がとられる。端末10は、この相関結果を使用して、現在位置を測位し、表示画面20(図1参照)に表示するようになっている。
図3に示すように、制御値設定部56は、開閉状態検知部54a、補正値記憶部54b、及び補正値設定部54cから構成されている。
開閉状態検知部54aは、端末10が開いた状態であるか、又は、閉じた状態であるかを検知する。開閉状態の検知は、例えば、表示部筐体12(図1参照)と操作部筐体14が近接すると(すなわち、閉じた状態になると)微量な電流が流れるようにしておき、その電流を検出することによって実施することができる。
以下、図4を使用して、補正値の算出方法について説明する。
まず、図4(a)に示すように、位相設定値α、すなわち、NCO50A及び50Bの設定値を「0」に設定する。ここで、「0」は、位相調整を全く行わない設定である。
また、振幅設定値β、すなわち、積算器46A及び46Bの設定値を「1」に設定する。ここで、「1」は、振幅を維持する(1倍にする)設定である。
ここで、A/Dコンバータ44Aからの出力信号の位相をα1、振幅をβ1とする。そして、A/Dコンバータ44Bからの出力信号の位相をα2、振幅をβ2とする。
端末10の閉じた状態の位相補正値をcα1、振幅補正値をcβ1とする。そして、端末10の開いた状態の位相補正値をcα2、振幅補正値をcβ2とする。
このように、制御値設定部54は端末10の各形状ごとに各デジタル信号の振幅を合致させる振幅補正値cβ1及びcβ2を予め格納しており、端末10の各形状に応じて、振幅補正値cβ1及びcβ2のいずれかを選択するようになっている。
また、制御値設定部54は端末10の各形状ごとに各デジタル信号の位相を合致させる位相補正値cα1及びcα2を予め格納しており、端末10の各形状に応じて、位相補正値cα1及びcα2のいずれかを選択するようになっている。
上述のように、端末10は、A/Dコンバータ44Aから出力したデジタル信号とA/Dコンバータ44Bから出力したデジタル信号の振幅及び位相を合致させることができる。
そして、端末10は、加算器52によって、振幅及び位相が合致させられたすべてのデジタル信号を合成することができる。
このように、アナログ信号を合成するのではなくて、振幅及び位相が合致させられたデジタル信号を合成するから、各アンテナ16Aと16Bの相対的位置は、任意に規定することができる。このため、例えば、アンテナ16A及び16Bの性能に影響を与える金属部品の近傍であるか否かに関わらず、各アンテナ16A及び16Bを配置することができる。すなわち、各アンテナ16A及び16Bの位置は他の部品との関係での制限を受けることはない。このため、設計の自由度が向上する。
また、アンテナ16A等で受信したアナログ信号をデジタル信号に変換した上で合成するから、各アンテナ16A等は小型アンテナアンテナである例えば、チップアンテナでよい。
さらに、端末10は、振幅及び位相が合致したすべてのデジタル信号を合成するから、効率的に円偏波を受信することができる。
これにより、端末10は小型の端末装置に構成することができるにも関わらず、機器を組み込む際に他の金属部品等との関係でアンテナの位置が制限されることなく、効率的に円偏波を受信することができる。
これにより、端末10は、その形状が変化するにも関わらず、効率的に円偏波を受信することができる。
さらに、端末10のようなフリップタイプの携帯電話機では、上述のように、開閉を認識し、補正値を変更することができる。このため、形状が変化する端末10において、状況に合わせた指向性(又は偏波)を実現することができる。
さらに、上述の積算器46A、46B、ミキサー48A,48Bのようなデジタル回路は、他の機能を有する部品と回路を共用することができる。
図5は、端末10における信号処理の説明の前提を説明するための図である。
図5(a)に示すように、基準となる正弦波Iに対して、端末10に信号Sが入力するとする。信号Sは、正弦波Iに対して、振幅と位相のずれを有する。
信号Sの振幅と位相のずれは、図5(b)に示す座標において、ベクトルvで表現される。すなわち、ベクトルvは、入力した信号の振幅と位相のずれを示している。
以下、端末10における信号処理について説明する。
図6(a)に示すように、アンテナ16Aへ入力するアナログ信号Saと、アンテナ16Bへ入力するアナログ信号Sbとの間には、振幅において2倍、位相において90度のずれがある。
そして、図6(b)に実線で示すように、A/Dコンバータ44Aから出力するデジタル信号Sad1と、A/Dコンバータ44Bから出力するデジタル信号Sbd1との間には、振幅において2倍、位相において90度のずれがある。
このように、アナログ信号Saとアナログ信号Sbとの間における振幅及び位相のずれは、デジタル信号Sad1とデジタル信号Sbd1との間における振幅及び位相のずれとして、そのまま維持される。
Claims (3)
- 円偏波を受信する端末装置であって、
互いに指向性が異なる複数のアンテナと、
各前記アンテナで受信したアナログ信号を、デジタル信号に変換するアナログデジタル変換手段と、
各前記デジタル信号の振幅を合致させる振幅調整手段と、
各前記デジタル信号の位相を合致させる位相調整手段と、
前記振幅調整手段及び前記位相調整手段によって振幅及び位相が合致させられたすべての前記デジタル信号を合成する信号合成手段と、
を有することを特徴とする端末装置。 - 前記端末装置は、複数の形状をとることができ、
前記振幅調整手段は、
各前記形状ごとに各前記デジタル信号の振幅を合致させる振幅調整値を予め格納しており、
各前記形状に応じて、前記振幅調整値を選択する構成となっており、
前記位相調整手段は、
各前記形状ごとに各前記デジタル信号の位相を合致させる位相調整値を予め格納しており、
各前記形状に応じて、前記位相調整値を選択する構成となっていることを特徴とする請求項1に記載の端末装置。 - 前記端末装置は、測位衛星からの円偏波を受信する構成となってい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端末装置。
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