JP2008289087A - 無線受信機、無線通信システム及び無線受信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】妨害電波の影響を少なくして所定の周波数の信号の受信感度をより高くすることができる無線受信機、無線通信システム及び無線受信方法を提供する。
【解決手段】受信機１のアンテナ１０の出力と、高周波増幅回路１２との間に、帯域通過フィルタであるＳＡＷフィルタを備え、ＳＡＷフィルタの前段又は後段に、減衰させる周波数を制御することが可能な帯域除去フィルタであるノッチフィルタを含むフィルタ回路１１を備える。受信機１で受信すべき信号がキー２から送信されていない間に、ノッチフィルタが減衰させる信号の周波数を掃引させつつフィルタ回路１１を通過する信号の強度を信号強度測定回路１７で測定し、信号強度が極小値となるようなノッチフィルタが減衰させる周波数を保持し、受信すべき信号を受信する。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線による信号を受信する無線受信機に関し、特に妨害電波の影響を少なくして所定の周波数の信号の受信感度をより高くすることができる無線受信機、無線通信システム及び無線受信方法に関する。

近年の無線技術の進歩により、無線通信によって信号を送受信し非接触にて種々の処理を実行するシステムが開発されている。その１つの応用例として、例えば３００ＭＨｚ程度の周波数の信号を送信するキーと、キーから信号を受信し、信号が表わす情報に基づいてドアの開閉を制御することが可能なキーレスエントリーシステム等に応用される場合がある。

このような無線技術を応用したシステムにおける受信機で所定の周波数の信号を受信するためには、所定の周波数の信号を選択的に通過させるフィルタ、例えば帯域通過フィルタが有益である。なかでも、安価に入手することが可能であって小型化が可能なＳＡＷ（Surface Acoustic Wave：表面弾性波）フィルタが用いられる場合がある。

ＳＡＷフィルタは、通過させる所定の周波数の信号に対して通過帯域幅を有する帯域通過フィルタである。したがって、所定の周波数の近傍の周波数を有する過大な妨害電波が入力された場合、ＳＡＷフィルタで妨害電波を阻止することができず、増幅器の飽和による利得低下が発生する。また、所定の周波数の信号と妨害電波との相互変調歪波が発生することにより、受信機の感度の低下、所定の周波数の信号の受信可能範囲の低下、通信不可等の問題が発生する虞がある。

そこで、特許文献１には、スーパーヘテロダイン方式の受信機において局部発振回路から出力される電波の周波数を可変とし、周波数を掃引しつつ妨害波の電波強度が所定値以下となり、且つ所定の指令信号を受信することができる周波数を探索して使用する構成により、妨害波による影響を少なくして信号を受信することが可能な無線受信機の技術が開示されている。
特開２００３−４６４０２号公報

しかしながら、特許文献１の技術による場合、受信機に複数の周波数によって受信することを可能とする機構が夫々必要であり、送信機でも出力する信号の周波数として複数の周波数の信号を発振する機構が必要である。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、特定の周波数を減衰させ、更にその特定の周波数を妨害電波の周波数に相当させることができる帯域除去フィルタを備える構成とすることにより、所定の周波数の信号を妨害電波の影響を少なくして受信すべき信号の受信感度をより高くすることができる無線受信機を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、受信すべき信号が送信されていない間に受信する信号の全体的な強度を小さくするように帯域除去フィルタによる減衰周波数を制御させる構成とすることにより、妨害電波をより効果的に除去して影響を少なくし、受信すべき信号の受信感度をより高くことができる無線受信機、無線通信システム及び無線受信方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、受信すべき信号が送信されない所定の送信間隔が到来する都度、帯域除去フィルタによって減衰される信号の周波数を妨害電波の周波数に相当させる構成とすることにより、受信機の周辺環境が変化して妨害電波の要因が時間的に変動する場合でも、より効果的に妨害電波を除去して影響を少なくすることができる無線受信機、無線通信システム及び無線受信方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、帯域除去フィルタによって減衰させる周波数を妨害電波の周波数に相当させる場合、前回妨害電波の周波数に相当させた周波数に設定してから制御するように構成することにより、妨害電波をより迅速に効果的に除去して影響を少なくすることができる無線受信機及び無線受信方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、帯域通過フィルタに加え、通過帯域外の周波数の信号を除去する高域通過フィルタ及び／又は低域通過フィルタを備える構成とすることにより、妨害電波をより効果的に除去して影響を少なくし、受信すべき信号の受信感度をより高くすることができる無線受信機を提供することにある。

第１発明に係る無線受信機は、無線により送信される信号を受信して出力するアンテナ部と、前記所定の周波数の信号を通過させる帯域通過フィルタとを備える無線受信機において、減衰させる信号の周波数を制御することが可能な帯域除去フィルタを備えることを特徴とする。

第２発明に係る無線受信機は、前記帯域除去フィルタが減衰させる周波数を掃引する掃引手段と、前記帯域通過フィルタ及び前記帯域除去フィルタを通過して出力される信号の強度を測定する測定手段と、前記掃引手段により周波数を掃引している間に前記測定手段が測定した信号の強度が極小値であるか否かを判断する判断手段とを更に備え、前記判断手段が極小値であると判断した場合、前記掃引手段による掃引を停止し、前記信号の強度が極小値となる前記周波数を保持するようにしてあることを特徴とする。

第３発明に係る無線受信機は、前記所定の周波数の信号を受信した後、所定間隔で前記掃引手段による周波数の掃引、前記測定手段による信号強度の測定及び前記判断手段による判断を実行するようにしてあることを特徴とする。

第４発明に係る無線受信機は、前記信号の強度が極小値となる周波数を記憶する手段と、前記帯域除去フィルタが減衰させる周波数を記憶してある周波数に設定する手段とを備え、前記掃引手段は、記憶してある周波数に設定した後に周波数の掃引を開始するようにしてあることを特徴とする。

第５発明に係る無線受信機は、前記帯域通過フィルタは、表面弾性波フィルタで構成されていることを特徴とする。

第６発明に係る無線受信機は、前記帯域除去フィルタは可変容量ダイオードを含み、該可変容量ダイオードに印加する電圧値により減衰させる周波数を制御することが可能なフィルタで構成されていることを特徴とする。

第７発明に係る無線受信機は、前記所定の通過帯域よりも高周波の信号を通過させる高域通過フィルタ、及び／又は、前記所定の通過帯域よりも低周波の信号を通過させる低域通過フィルタを更に備え、前記帯域除去フィルタは、前記帯域通過フィルタと前記高域通過フィルタ又は前記低域通過フィルタとの間に接続されていることを特徴とする。

第８発明に係る無線通信システムは、所定の周波数の信号を無線により送信する送信手段を備える無線送信機、及び、該無線送信機から送信される信号を受信して出力するアンテナ部と、前記所定の周波数の信号を通過させる帯域通過フィルタとを備える無線受信機を含む無線通信システムにおいて、前記無線受信機は、減衰させる信号の周波数を制御することが可能な帯域除去フィルタと、該帯域除去フィルタが減衰させる周波数を掃引する掃引手段と、前記帯域通過フィルタ及び帯域除去フィルタを通過して出力される信号の強度を測定する測定手段と、前記掃引手段によって周波数を掃引している間に前記測定手段が測定した信号の強度が極小値であるか否かを判断する判断手段とを備え、前記判断手段が極小値であると判断した場合、前記掃引手段による掃引を停止して前記信号の強度が極小値となる前記周波数を保持するようにしてあることを特徴とする。

第９発明に係る無線通信システムは、前記無線送信機は、前記送信手段により所定の周波数の信号を所定の送信間隔を置き複数回送信するようにしてあり、前記無線受信機は、所定の周波数の信号を受信した後、前記所定の送信間隔に前記掃引手段による周波数の掃引、前記測定手段による信号強度の測定及び前記判断手段による判断を実行するようにしてあることを特徴とする。

第１０発明に係る無線受信方法は、所定の周波数の信号を無線により送信する無線送信機から信号を受信して出力するアンテナ部と、前記所定の周波数の信号を通過させる帯域通過フィルタとを備える無線受信機による無線受信方法において、減衰させる信号の周波数を制御することが可能な帯域除去フィルタを前記無線受信機に更に備え、前記帯域除去フィルタが減衰させる周波数を掃引しつつ、前記帯域通過フィルタ及び前記帯域除去フィルタを通過して出力される信号の強度を測定する測定ステップと、前記強度が極小値であるか否かを判断する判断ステップと、極小値であると判断した場合、周波数の掃引を停止して前記信号の強度が極小値となる周波数を保持する保持ステップとを含むことを特徴とする。

第１１発明に係る無線受信方法は、前記無線送信機から送信される所定の周波数の信号は所定の送信間隔が置かれて複数回送信され、前記無線受信機は、所定の周波数の信号を受信した後、前記所定の送信間隔に前記測定ステップ、前記判断ステップ、及び前記保持ステップを実行することを特徴とする。

第１２発明に係る無線受信方法は、前記掃保持ステップで保持した周波数を記憶しておくステップと、次の送信間隔に、前記帯域除去フィルタが減衰させる周波数を記憶してある周波数に設定するステップと、前記測定ステップ、前記判断ステップ、及び前記保持ステップを再度実行するステップとを実行することを特徴とする。

本発明では、無線受信機に所定の周波数の信号を通過させる帯域通過フィルタに加え、減衰させる周波数を制御することが可能な帯域除去フィルタが備えられる。これにより、周辺環境によって周波数が異なり、且つ帯域通過フィルタを通過する妨害電波の周波数に帯域除去フィルタが減衰させる周波数を相当させることが可能となる。

本発明では、受信すべき信号が送信されていない間にアンテナによって受信する信号は妨害電波を含むノイズ信号である。本発明では、帯域除去フィルタが減衰させる信号の周波数が掃引されつつ信号の全体強度が測定される。第１及び帯域除去フィルタを通過した信号の強度が極小値であると判断された場合、帯域除去フィルタが減衰させる信号の周波数の掃引が停止され、信号の強度が極小値となる周波数が保持される。保持された周波数は、帯域除去フィルタによってノイズ信号の強度が最小となる周波数であり、妨害電波のピーク周波数に相当する。したがって、無線受信機で受信すべき信号が送信されている間、妨害電波は帯域除去フィルタにより効果的に減衰される。

本発明では、無線受信機で受信すべき所定の周波数の信号は所定の送信間隔を置き、複数回送信される。本発明では、所定の周波数の信号を受信した後の所定の送信間隔に、帯域除去フィルタで減衰される特定の周波数が掃引され、妨害電波の周波数に相当して帯域通過フィルタ及び帯域除去フィルタを通過して受信される信号の強度が極小値となる周波数が保持される。受信すべき信号が送信されない送信間隔が到来する都度、帯域除去フィルタが減衰させる特定の周波数がその時点での妨害電波のピーク周波数に相当するように制御される。

本発明では、妨害電波のピーク周波数に相当し、帯域除去フィルタが妨害電波を減衰させている場合における周波数が記憶される。次回に無線受信機で帯域除去フィルタが減衰させる信号の周波数が掃引される際には、記憶されている周波数に設定されてから掃引が開始される。妨害電波の周波数に、減衰させる周波数を前回相当させた時点から妨害電波の周波数が変化していない場合、周波数の掃引は迅速に収束する。

本発明では、所定の周波数帯域を有して所定の周波数の信号を通過させる帯域通過フィルタは、表面弾性波フィルタで構成されるので、小型で軽量な構成で所定の周波数の信号を通過させ、特定の周波数の信号を減衰させる帯域除去フィルタと併せて使用することにより、妨害電波の効果的な減衰が可能となる。

本発明では、特定の周波数の信号を減衰させる帯域除去フィルタは、可変容量ダイオードを含む構成であり、可変容量ダイオードへ印加する電圧値によって減衰させる特定の信号の周波数を制御することが可能となる。

本発明では、所定の周波数の信号を通過させる帯域通過フィルタの通過帯域外の周波数を減衰させる高域通過フィルタ及び／又は低域通過フィルタが備えられるので、受信すべき周波数の信号以外の信号がさらに減衰される。

本発明による場合、特定の周波数を減衰させる帯域除去フィルタのその特定の周波数を制御することが可能であり、周辺環境によって周波数が異なる妨害電波のピーク周波数に対応させることができる。したがって、アンテナ部で受信してしまう妨害電波を減衰させ、妨害電波の影響を少なくして受信すべき所定の周波数の信号を受信することができる。妨害電波の影響を少なくするために、通信機と受信機とで複数の周波数の電波を送受信することができる機構を備える必要がない。

本発明による場合、帯域除去フィルタが減衰させる周波数が妨害電波のピーク周波数に対応するように探索されて保持されるので、妨害電波をより効果的に除去して影響を少なくすることができる。これにより、受信すべき信号の受信感度をより高くすることができる。

本発明による場合、無線受信機で所定の周波数の信号を受信する期間（送信間隔）が到来する都度、帯域除去フィルタによって減衰させる周波数を妨害電波のピーク周波数に相当させる制御がなされる。したがって、本発明の無線受信機による場合は、無線受信機の周辺環境が変化して妨害電波の要因が時間的に変動する場合でも、その時点での妨害電波をより効果的に除去して影響を少なくすることができる。

本発明による場合、無線受信機で減衰させる周波数を妨害電波のピーク周波数に相当させた後、再度減衰させる周波数を相当させる場合、迅速に収束するように前回保持された周波数から開始するので、妨害電波をより迅速に効果的に除去して影響を少なくすることができる。

また、本発明による場合、帯域通過フィルタを表面弾性波フィルタで構成することにより、小型で軽量な構成で妨害電波の影響を少なくして受信すべき信号の受信感度をより高くすることができる。

さらに、帯域除去フィルタは可変容量ダイオードを含んで構成することにより、可変容量ダイオードへ印加する電圧値によって減衰させる特定の信号の周波数を制御することができるので、減衰させる特定の信号の周波数を妨害電波のピーク周波数に相当させて妨害電波の影響を少なくすることができる。

本発明による場合、無線受信機に備えられる帯域通過フィルタの通過帯域外の周波数の信号を除去する高域通過フィルタ及び／又は低域通過フィルタが更に備えられることにより、妨害電波をより効果的に除去して影響を少なくし、受信すべき信号の受信感度をより高くすることができる。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。

なお、以下に説明する実施の形態において、本発明に係る受信機は車輌に設置され、車輌のドアキーに備えられた送信機から無線により放射される微弱電波を受信し、微弱電波に乗せられたキーコードを取り出し、ドアロックを制御するボディＥＣＵ（Electronic Control Unit）に送信するキーレスエントリシステムに適用される。勿論、本発明の受信機は、以下の実施の形態で説明するキーレスエントリシステムに含まれるものと限定されるものではない。

図１は、本実施の形態における本発明の受信機の構成を模式的に示すブロック図である。図１中の１に示される受信機は、アンテナ１０と、フィルタ回路１１と、高周波増幅回路１２と、周波数混合回路１３と、局部発振回路１４と、中間周波増幅回路１５と、復調回路１６と、信号強度測定回路１７と、ＣＰＵ１８と、ＲＡＭ１９とを備えている。図１中の２に示されるキーは、アンテナ２０と、送信部２１とを備えている。

キー２に含まれるアンテナ２０は、無線により所定の周波数（例えば３１５ＭＨｚ）の電波を放射する。キー２に備えられている図示しないボタンの押下が検知された場合、送信部２１から所定の送信コード、キーコード等の所定のコードを含む信号が出力され、送信部２１から出力された信号を乗せた電波がアンテナ２０により放射される。

なお、キー２のアンテナ２０は、前記ボタンの押下が検知された場合、所定の周波数の電波を所定の送信間隔を置き、複数回送信する。これは、妨害電波により受信機１が電波を受信することができなくなる確率を低減するためである。具体的には、本実施の形態の場合におけるアンテナ２０は、例えば３０ミリ秒間電波を放射し、３０ミリ秒の送信間隔を置き、放射をバースト的に３回繰り返す。

受信機１のアンテナ１０は、放射されている電波を受信し、信号を取り出して出力する。

フィルタ回路１１は、アンテナ１０から出力される信号を受け付けて、所定の周波数の信号を抽出する回路である。本発明の場合、フィルタ回路１１には帯域通過フィルタ（Band-Pass filter：ＢＰＦ）である表面弾性波フィルタ（以下、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）フィルタと呼ぶ）１１０と、特定の周波数の信号を急峻に減衰させる帯域除去フィルタ（Band-Elimination filter：ＢＥＦ）であるノッチフィルタ１１１と、ＳＡＷフィルタの通過帯域よりも高周波信号を通過させるハイパスフィルタ（以下ＨＰＦ（Hi-Pass Filter）と呼ぶ）１１２と、ＳＡＷフィルタ１１０の通過帯域よりも低周波信号を通過させるローパスフィルタ（以下ＬＰＦ（Low-Pass Filter）と呼ぶ）１１３とを含む。フィルタ回路１１については後述にて詳細を説明する。

高周波増幅回路１２は、フィルタ回路１１により抽出された信号の信号強度を増幅するアンプ素子等を含む回路である。

周波数混合回路１３は、フィルタ回路１１により抽出されて高周波増幅回路１２により信号強度が増幅された信号と、後述の局部発振回路１４から入力される信号との周波数の差に相当する中間周波数（例えば１０．７（＝３２５．７−３１５）ＭＨｚ）の中間周波信号を生成する。周波数混合回路１３は、生成した中間周波信号を中間周波増幅回路１５へ出力する。

局部発振回路１４は、水晶発振子、ＳＡＷ発振子等の発振子を含み所定の周波数（例えば３２５．７ＭＨｚ）の信号を生成して周波数混合回路１３へ入力する。

中間周波増幅回路１５は、周波数混合回路１３から出力される中間周波数の信号に変換された信号の信号強度を増幅する回路である。変換後の中間周波信号を抽出する中間周波フィルタを備える構成でもよい。

復調回路１６は、中間周波増幅回路１５によって増幅された信号を復調し、キー２から送信された信号に含まれる所定のコードを抽出してＣＰＵ１８へ入力する。

信号強度測定回路１７は、フィルタ回路１１を通過した信号の全体の強度を測定し、ＣＰＵ１８へ強度を表わす値を入力する。本実施の形態では、信号強度測定回路１７は測定した信号の強度をＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）値で表わしてＣＰＵ１８に入力する。

ＣＰＵ１８は、復調回路１６から入力された所定のコードの検知、検知した所定のコードに基づくキーコードの抽出、抽出したキーコードのボディＥＣＵ３への送信、後述するフィルタ回路１１に含まれるノッチフィルタ１１１に印加する電圧値の制御等の各処理を行なう。ＲＡＭ１９は揮発性のメモリであり、ＣＰＵ１８は各処理によって発生する各種情報をＲＡＭ１９に記憶して使用する。

なおＣＰＵ１８は、復調回路１６から入力された所定のコードに所定の送信コードが含まれているか否かを判断することにより、キー２からキーコードを含む信号が送信されたか否かを判断することが可能である。キー２からは、前述のように所定の送信間隔が置かれて複数回に分けて信号が送信される。したがって、ＣＰＵ１８はキー２から信号が送信されたと判断した場合、その後所定の送信間隔を置いてキー２から信号が送信されることを認識することが可能である。

このように構成される本発明の受信機１は本実施の形態において、車輌に設置されているが、車輌の周辺環境によってはキー２から送信される例えば３１５ＭＨｚの微弱電波と周波数が近く、受信機１にとって妨害電波となる電波が放射されている場合がある。このような妨害電波を含むノイズ信号が高周波増幅回路１２によって増幅された場合、高周波増幅回路１２の飽和による利得低下等により受信機１の感度が低下し、キー２からの信号を検知できる距離範囲の減少、更にはキー２からの信号を受信することが不可になり、キー２によって車輌のドアロックが開閉できない等の問題が発生する。

このため本発明の場合、アンテナ１０の出力と高周波増幅回路１２の入力との間に前述のフィルタ回路１１を備えている。図２は、本実施の形態における本発明の受信機１に備えられるフィルタ回路１１の構成例を示す回路図である。

図２の回路図に示すように、本実施の形態ではフィルタ回路１１はアンテナ１０の出力側からＨＰＦ１１２、ノッチフィルタ１１１、ＳＡＷフィルタ１１０、ＬＰＦ１１３の順で接続されて構成されている。

本実施の形態におけるノッチフィルタ１１１は、インダクタＬ及び可変容量ダイオードＶＤが直列に接続されて構成され、インダクタＬの可変容量ダイオードＶＤとは逆側の端がＨＰＦ１１２の出力とＳＡＷフィルタ１１０の入力との接続点に接続されている。可変容量ダイオードＶＤのアノードは接地されており、カソードにはＣＰＵ１８の制御により制御電圧Ｖが印加される。ＣＰＵ１８の制御によって制御電圧Ｖの値を変更することにより、可変容量ダイオードＶＤのコンデンサ容量が変化し、ノッチフィルタ１１１によって減衰される信号の周波数を制御することが可能である。

次に、図２の回路図に示したフィルタ回路１１を構成するＳＡＷフィルタ１１０及びノッチフィルタ１１１の周波数特性を示すことにより、フィルタ回路１１によってキー２から送信される信号以外の妨害電波等のノイズ信号を除去することができることを説明する。

図３は、本発明の受信機１を構成するフィルタ回路１１に含まれるＳＡＷフィルタ１１０の周波数特性の例を示すグラフである。横軸は周波数をＭＨｚ単位で示し、縦軸は通過損失をｄＢ単位で示している。本実施の形態におけるフィルタ回路１１を構成するＳＡＷフィルタ１１０は、キー２から送信される信号の周波数に合わせて、具体例として３１５ＭＨｚの信号を通過させるように構成されている。したがって、図３のグラフに示すように、３１５ＭＨｚ近傍の周波数を持つ信号に対する通過損失はほぼマイナス２〜マイナス３ｄＢと非常に少ない。

また、図３のグラフに示すように、ＳＡＷフィルタ１１０は３１５ＭＨｚ近傍にプラスマイナス約３ＭＨｚの通過帯域を有する周波数特性を持つ。したがって、約３１２ＭＨｚから３１８ＭＨｚの間の周波数の信号はほとんど減衰されずに、ＳＡＷフィルタ１１０を通過することができる。

これに対して図３のグラフに示すように、ＳＡＷフィルタ１１０は３１５ＭＨｚからプラスマイナス約２５ＭＨｚ以内の周波数帯域（近傍阻止域）を有する周波数特性を持つ。図３のグラフの内の二つの破線に挟まれた周波数帯域が近傍阻止域である。図３のグラフに示すように、近傍阻止域外での通過損失は約マイナス６０ｄＢと大きく、約２９０ＭＨｚ以下の周波数の信号及び約３４０ＭＨｚ以上の周波数の信号は大きく減衰されてＳＡＷフィルタ１１０を通過することが困難である。

このようにフィルタ回路１１を構成するＳＡＷフィルタ１１０により、アンテナ１０から出力される信号の内の約２９０ＭＨｚ以下の周波数の信号及び約３４０ＭＨｚ以上の周波数のノイズ信号を除去することが可能になる。

ところが、図３のグラフに示されているように、ＳＡＷフィルタ１１０の近傍阻止域内では、近傍阻止域外での通過損失と比較した場合に通過損失が小さい帯域がある。例えば、図３のグラフには、近傍阻止域内の３１５ＭＨｚよりも特に高周波側に、通過損失がマイナス約３０ｄＢであるピークが示されている。即ち、ＳＡＷフィルタ１１０の約３３０ＭＨｚの周波数の信号に対する通過損失は約３０ｄＢであり、妨害電波が３３０ＭＨｚの近傍の周波数にピークを有している場合、ＳＡＷフィルタ１１０による妨害電波の除去率が低下し、フィルタ回路１１の後続の高周波増幅回路１２における利得低下等の問題が発生する可能性がある。

そこで本発明の受信機１のフィルタ回路１１は、ＳＡＷフィルタ１１０の通過帯域に対する近傍阻止域内（約２９０ＭＨｚから約３１２ＭＨｚまで、及び約３１８ＭＨｚから約３４０ＭＨｚまで）の内のいずれかの周波数の信号を急峻に減衰させる帯域除去フィルタであるノッチフィルタ１１１を含む構成としている。図４及び図５は、本発明の受信機１を構成するフィルタ回路１１に含まれるノッチフィルタ１１１の周波数特性を示すグラフである。横軸は周波数をＭＨｚ単位で示し、縦軸は通過損失をｄＢ単位で示している。図４及び図５は具体的に、ノッチフィルタ１１１を構成する可変容量ダイオードＶＤへ印加する制御電圧Ｖを制御してコンデンサ容量を変化させることにより、夫々のコンデンサ容量に対応するノッチ周波数（ノッチフィルタ１１１により減衰される周波数）の減衰量をシミュレーションにより求めたグラフを示している。

なお、図４及び図５のグラフを求めるためのシミュレーションでは、ノッチフィルタ１１１に含まれるインダクタＬのインダクタンスを７９．６ｎＦに設定している。これにより、ノッチフィルタ１１１により減衰させるノッチ周波数は、可変容量ダイオードＶＤのコンデンサ容量を３．８ｐＦに設定した場合は２９０ＭＨｚ、３．２７ｐＦに設定した場合は３１２ＭＨｚ、３．１５ｐＦに設定した場合は３１８ＭＨｚ、２．７５ｐＦに設定した場合は３４０ＭＨｚとなる。さらに、ノッチフィルタ１１１の可変容量ダイオードＶＤのコンデンサ容量を３．８ｐＦに設定する場合はカソードへ印加する制御電圧Ｖを２．０Ｖに、コンデンサ容量を３．２７ｐＦに設定する場合は制御電圧Ｖを２．３Ｖに、コンデンサ容量を３．１５ｐＦに設定する場合は制御電圧Ｖを２．５Ｖに、コンデンサ容量を２．７５ｐＦに設定する場合は制御電圧Ｖを２．７Ｖに制御する。

図４（ａ）は、ノッチ周波数が２９０ＭＨｚになるように設定した場合のグラフであり、この場合の２９０ＭＨｚの周波数の信号に対するノッチフィルタ１１１の減衰量は、マイナス３２．１５ｄＢとなる。同様に、図４（ｂ）は、ノッチ周波数が３１２ＭＨｚになるように設定した場合のグラフであり、この場合の３１２ＭＨｚの周波数の信号に対するノッチフィルタ１１１の減衰量はマイナス５４．６ｄＢとなる。図５（ａ）は、ノッチ周波数が３１８ＭＨｚになるように設定した場合のグラフであり、この場合の３１８ＭＨｚの周波数の信号に対するノッチフィルタ１１１の減衰量はマイナス４３．７６ｄＢとなる。図５（ｂ）は、ノッチ周波数が３４０ＭＨｚになるように設定した場合のグラフであり、この場合の３４０ＭＨｚの周波数の信号に対するノッチフィルタ１１１の減衰量はマイナス４３．３ｄＢとなる。

図４（ａ）、図４（ｂ）、図５（ａ）及び図５（ｂ）のグラフに示すように、ノッチフィルタ１１１の周波数特性は、ノッチ周波数に対して急峻な減衰を示している。したがって、ノッチフィルタ１１１の可変容量ダイオードＶＤに印加する制御電圧Ｖの値を、２．０Ｖから２．３Ｖまで、及び２．５Ｖから２．７Ｖまでの間で制御することにより、ＳＡＷフィルタ１１０の近傍阻止域内の周波数の信号を急峻に減衰させる効果を得ることができる。このようにフィルタ回路１１にノッチフィルタ１１１を含む構成とすることにより、ＳＡＷフィルタ１１０の通過帯域の周波数の信号に対する通過損失を増大させてしまうことなしに、ＳＡＷフィルタ１１０の近傍阻止域内の周波数のノイズ信号を効果的に減衰させることが可能になる。

上述のように構成されるフィルタ回路１１により、キー２から放射される電波を受信するアンテナ１０から出力される信号の内の、受信すべき約３１５ＭＨｚの信号以外のノイズ信号を効果的に除去することができる。しかも、ノッチフィルタ１１１で減衰させることができる信号の周波数を制御することができる構成であるので、車輌の周辺環境が変化して妨害電波が異なる要因によって放射されている場合であっても、妨害電波をより効果的に除去して影響を少なくすることができる。

次に、上述のようにノッチフィルタ１１１によって減衰される信号の周波数を制御することができる構成に対し、ノッチフィルタ１１１の可変容量ダイオードＶＤに印加する制御圧Ｖを制御し、ノッチフィルタ１１１のノッチ周波数を制御する処理について説明する。

送信機のＣＰＵ１８は、キー２から信号が送信されない所定の送信間隔を認識することができる。ＣＰＵ１８は、送信間隔でノッチフィルタ１１１の可変容量ダイオードＶＤに印加する制御電圧Ｖの値を掃引（Sweep）しつつ、フィルタ回路１１を通過する信号のトータルの強度を測定する信号強度測定回路１７から入力されるＲＳＳＩ値を受け付ける。ＣＰＵ１８は、受け付けるＲＳＳＩ値をＲＡＭ１９に記憶しつつ、ＲＳＳＩ値が極小値であるか否かを判断する。ＣＰＵ１８は、ＲＳＳＩ値が極小値であると判断した場合、ノッチフィルタ１１１の可変容量ダイオードＶＤに印加する制御電圧Ｖの値の掃引を停止し、ＲＳＳＩ値が極小値となる制御電圧Ｖの値を保持する。キー２から信号が送信されていない間にアンテナ１０から受信する信号の強度を極小値にすることができるノッチフィルタ１１１のノッチ周波数が、妨害電波のピーク周波数であると推測できるからである。

ＣＰＵ１８は、掃引を停止した時点でノッチフィルタ１１１の可変容量ダイオードＶＤに印加する制御電圧Ｖの値を次回の掃引の開始時に設定する電圧値としてＲＡＭ１９に記憶するようにしてもよい。これにより、次回に可変容量ダイオードＶＤへ印加する制御電圧Ｖの値を掃引する際、ＲＳＳＩ値が極小値となるか否かの判断の収束が迅速になるからである。

このようなＣＰＵ１８による処理をフローチャートを用いて説明する。図６は、本実施の形態における本発明の送信機のＣＰＵ１８が、ノッチフィルタ１１１を構成する可変容量ダイオードＶＤへ印加する制御電圧Ｖの値を制御する処理手順を示すフローチャートである。

送信機のＣＰＵ１８は、キー２から信号が送信されたか否かを判断する（ステップＳ１１）。ＣＰＵ１８は、キー２から信号が送信されていないと判断した場合（Ｓ１１：ＮＯ）、処理をステップＳ１１へ戻し、キー２から信号が送信されたと判断するまで待機する。

ＣＰＵ１８は、キー２から信号が送信されたと判断した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、キー２から信号が送信される所定時間待機する（ステップＳ１２）。キー２から信号が送信されなくなる所定の送信間隔が次に到来するまで待機するためである。

ＣＰＵ１８は所定時間待機した後、ノッチフィルタ１１１を構成する可変容量ダイオードＶＤへ印加する制御電圧Ｖの値を設定し（ステップＳ１３）、２．０Ｖから２．３Ｖまで、及び２．５Ｖから２．７Ｖまでの範囲で印加する制御電圧Ｖの値の掃引を開始する（ステップＳ１４）。

ステップＳ１３においてＣＰＵ１８が設定する制御電圧Ｖの値は、ＳＡＷフィルタ１１０の近傍阻止域の内の最も低周波数に相当する電圧値（２．０Ｖ）でもよく、逆に最も高周波数に相当する電圧値（２．７Ｖ）でもよい。また、ＣＰＵ１８は、ステップＳ１３において、次回の掃引の開始時に設定する電圧値としてＲＡＭ１９に記憶してある電圧値を設定してもよい。これにより、前述したようにステップＳ１３の処理を行なうことにより、ＲＳＳＩ値が極小値であるとの判断が迅速に収束する効果が得られる可能性が高い。

ＣＰＵ１８は、印加する制御電圧Ｖの値の掃引を実行しつつ、その間に信号強度測定回路１７から入力されるＲＳＳＩ値が極小値であるか否かを判断する（ステップＳ１５）。ＣＰＵ１８は、ＲＳＳＩ値が極小値でないと判断した場合（Ｓ１５：ＮＯ）、処理をステップＳ１５へ戻してＲＳＳＩ値が極小値であると判断するまで待機する。

ＣＰＵ１８は、ＲＳＳＩ値が極小値であると判断した場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）、ノッチフィルタ１１１の可変容量ダイオードＶＤへ印加する制御電圧Ｖの値の掃引を停止し（ステップＳ１６）、ＲＳＳＩ値が極小値となる制御電圧Ｖを保持する（ステップＳ１７）。ＣＰＵは、保持している制御電圧Ｖの値を次回設定する電圧値としてＲＡＭ１９に記憶する（ステップＳ１８）。キー２から信号が送信されていない所定の送信間隔内であればステップＳ１３からステップＳ１６までの処理を複数回行う構成でもよい。

次にＣＰＵ１８は、ステップＳ１２からステップＳ１８までの処理を、キー２から信号が送信される回数よりも少ない所定回数実行したか否かを判断する（ステップＳ１９）。ＣＰＵ１８は所定回数実行していないと判断した場合（Ｓ１９：ＮＯ）、処理をステップＳ１２へ戻して所定回数実行したと判断するまでステップＳ１２からステップＳ１８までの処理を実行する。キー２から信号が送信されていない送信間隔に、ステップＳ１３からステップＳ１８までの処理を実行するためである。したがってＣＰＵ１８は、所定回数実行したと判断した場合（Ｓ１９：ＹＥＳ）、処理を終了する。

なお、上述の処理のように、キー２から複数回に分けて所定のコードを含む信号が送信されていない送信間隔に印加する制御電圧Ｖの値を掃引し、ＲＳＳＩ値が極小値になる制御電圧Ｖの値を探索する処理を実行するのは、キー２から信号が送信される時間の直近における妨害電波のピーク周波数に、ノッチフィルタ１１１のノッチ周波数を相当させるためである。

図６のフローチャートに示したＣＰＵ１８の処理により、キー２から送信される所定の周波数（ここでは３１５ＭＨｚ）の信号に対し、ＳＡＷフィルタ１１０の近傍阻止域に含まれる周波数をピークに持つ妨害電波が車輌の周辺環境に放射されていた場合であっても、ノッチフィルタ１１１のノッチ周波数を妨害電波のピーク周波数に相当させることができる。これにより、フィルタ回路１１後の高周波増幅回路１２以降への妨害電波の影響を少なくすることができ、高周波増幅回路１２での飽和による利得低下等を防ぎ、キー２から放射される信号の受信感度を高くすることができる。

なお、本実施の形態では図２の回路図に示したように、フィルタ回路１１のノッチフィルタ１１１をＨＰＦ１１２とＳＡＷフィルタ１１０との間に接続する構成とした。しかしながら本発明はこれに限らず、ノッチフィルタ１１１をＳＡＷフィルタ１１０とＬＰＦ１１３との間に接続する構成としてもよい。

また、本実施の形態では、可変容量ダイオードＶＤへ印加する制御電圧Ｖの値の掃引をＳＡＷフィルタ１１０の近傍阻止域内（具体的には２．０Ｖか２．３Ｖまで、及び２．５Ｖから２．７Ｖまで）で行う構成とした。しかしながら、本発明はこれに限らず、可変容量ダイオードＶＤへ印加する制御電圧Ｖの値の掃引を、ＳＡＷフィルタ１１０の近傍阻止域内の内の高周波側（２．５Ｖから２．７まで）のみ又は低周波側（２．０Ｖから２．３Ｖまで）の間で行う構成としてもよい。ノッチフィルタ１１１をＨＰＦ１１２とＳＡＷフィルタ１１０との間に接続するのか、又はＳＡＷフィルタ１１０とＬＰＦ１１３との間に接続するのかの条件によって、より効果的に妨害電波を含むノイズ信号を除去できる構成とすることが望ましい。

本実施の形態では、フィルタ回路１１はノッチフィルタ１１１を含んで構成され、ノッチフィルタ１１１の可変容量ダイオードＶＤへ印加する制御電圧Ｖの値を制御することにより、ノッチフィルタ１１１で減衰させる信号の周波数を掃引し、ＳＡＷフィルタ１１０で減衰させることが不十分な周波数帯域の信号を減衰させる構成とした。しかしながら、本発明の受信機のアンテナ１０に接続されるフィルタ回路１１は、ノッチフィルタ１１１を含む構成に限らず、他の帯域除去フィルタによって構成されてもよい。例えば、ＣＰＵ１８から入力される制御信号により特定の周波数の信号を選択的に減衰させることができるフィルタ素子によって実現してもよい。

本実施の形態では、受信機をヘテロダイン方式で構成した。しかしながら、本発明では受信機としてはヘテロダイン式には限らない。所定の周波数以外のノイズ信号を除去するためのフィルタ回路を含む多様な受信機に応用可能である。

本実施の形態における本発明の受信機の構成を模式的に示すブロック図である。 本実施の形態における本発明の受信機に備えられるフィルタ回路の構成例を示す回路図である。 本発明の受信機を構成するフィルタ回路に含まれるＳＡＷフィルタの周波数特性の例を示すグラフである。 本発明の受信機を構成するフィルタ回路に含まれるノッチフィルタの周波数特性を示すグラフである。 本発明の受信機を構成するフィルタ回路に含まれるノッチフィルタの周波数特性を示すグラフである。 本実施の形態における本発明の送信機のＣＰＵが、ノッチフィルタを構成する可変容量ダイオードへ印加する制御電圧Ｖの値を制御する処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 受信機
１０ アンテナ
１１ フィルタ回路
１１０ ＳＡＷフィルタ（帯域通過フィルタ）
１１１ ノッチフィルタ（帯域除去フィルタ）
１１２ ＨＰＦ
１１３ ＬＰＦ
１７ 信号強度測定回路
１８ ＣＰＵ
２ キー（通信機）
ＶＤ 可変容量ダイオード

Claims (12)

1. 無線により送信される信号を受信して出力するアンテナ部と、前記所定の周波数の信号を通過させる帯域通過フィルタとを備える無線受信機において、
   減衰させる信号の周波数を制御することが可能な帯域除去フィルタ
   を備えることを特徴とする無線受信機。
2. 前記帯域除去フィルタが減衰させる周波数を掃引する掃引手段と、
   前記帯域通過フィルタ及び前記帯域除去フィルタを通過して出力される信号の強度を測定する測定手段と、
   前記掃引手段により周波数を掃引している間に前記測定手段が測定した信号の強度が極小値であるか否かを判断する判断手段と
   を更に備え、
   前記判断手段が極小値であると判断した場合、前記掃引手段による掃引を停止し、前記信号の強度が極小値となる周波数を保持するようにしてあること
   を特徴とする請求項１に記載の無線受信機。
3. 前記所定の周波数の信号を受信した後、所定間隔で前記掃引手段による周波数の掃引、前記測定手段による信号強度の測定及び前記判断手段による判断を実行するようにしてあること
   を特徴とする請求項２に記載の無線受信機。
4. 前記信号の強度が極小値となる周波数を記憶する手段と、
   前記帯域除去フィルタが減衰させる周波数を記憶してある周波数に設定する手段と
   を備え、
   前記掃引手段は、記憶してある周波数に設定した後に周波数の掃引を開始するようにしてあること
   を特徴とする請求項２又は３に記載の無線受信機。
5. 前記帯域通過フィルタは、表面弾性波フィルタで構成されていること
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の無線受信機。
6. 前記帯域除去フィルタは可変容量ダイオードを含み、該可変容量ダイオードに印加する電圧値により減衰させる周波数を制御することが可能なフィルタで構成されていること
   を特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の無線受信機。
7. 前記所定の通過帯域よりも高周波の信号を通過させる高域通過フィルタ、及び／又は、
   前記所定の通過帯域よりも低周波の信号を通過させる低域通過フィルタ
   を更に備え、
   前記帯域除去フィルタは、前記帯域通過フィルタと前記高域通過フィルタ又は前記低域通過フィルタとの間に接続されていること
   を特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の無線受信機。
8. 所定の周波数の信号を無線により送信する送信手段を備える無線送信機、及び、該無線送信機から送信される信号を受信して出力するアンテナ部と、前記所定の周波数の信号を通過させる帯域通過フィルタとを備える無線受信機を含む無線通信システムにおいて、
   前記無線受信機は、減衰させる信号の周波数を制御することが可能な帯域除去フィルタと、
   該帯域除去フィルタが減衰させる周波数を掃引する掃引手段と、
   前記帯域通過フィルタ及び帯域除去フィルタを通過して出力される信号の強度を測定する測定手段と、
   前記掃引手段によって周波数を掃引している間に前記測定手段が測定した信号の強度が極小値であるか否かを判断する判断手段と
   を備え、
   前記判断手段が極小値であると判断した場合、前記掃引手段による掃引を停止して前記信号の強度が極小値となる前記周波数を保持するようにしてあること
   を特徴とする無線通信システム。
9. 前記無線送信機は、前記送信手段により所定の周波数の信号を所定の送信間隔を置き複数回送信するようにしてあり、
   前記無線受信機は、所定の周波数の信号を受信した後、前記所定の送信間隔に前記掃引手段による周波数の掃引、前記測定手段による信号強度の測定及び前記判断手段による判断を実行するようにしてあること
   を特徴とする請求項８に記載に無線通信システム。
10. 所定の周波数の信号を無線により送信する無線送信機から信号を受信して出力するアンテナ部と、前記所定の周波数の信号を通過させる帯域通過フィルタとを備える無線受信機による無線受信方法において、
    減衰させる信号の周波数を制御することが可能な帯域除去フィルタを前記無線受信機に更に備え、
    前記帯域除去フィルタが減衰させる周波数を掃引しつつ、前記帯域通過フィルタ及び前記帯域除去フィルタを通過して出力される信号の強度を測定する測定ステップと、
    前記強度が極小値であるか否かを判断する判断ステップと、
    極小値であると判断した場合、周波数の掃引を停止して前記信号の強度が極小値となる周波数を保持する保持ステップと
    を含むことを特徴とする無線受信方法。
11. 前記無線送信機から送信される所定の周波数の信号は所定の送信間隔が置かれて複数回送信され、
    前記無線受信機は、所定の周波数の信号を受信した後、前記所定の送信間隔に前記測定ステップ、前記判断ステップ、及び前記保持ステップを実行すること
    を特徴とする請求項１０に記載の無線受信方法。
12. 前記掃保持ステップで保持した周波数を記憶しておくステップと、
    次の送信間隔に、
    前記帯域除去フィルタが減衰させる周波数を記憶してある周波数に設定するステップと、
    前記測定ステップ、前記判断ステップ、及び前記保持ステップを再度実行するステップと
    を実行することを特徴とする請求項１１に記載の無線受信方法。

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