JP2009194499A

JP2009194499A - 受信装置

Info

Publication number: JP2009194499A
Application number: JP2008031252A
Authority: JP
Inventors: Koji Hirose; 浩二廣瀬
Original assignee: Kenwood KK
Current assignee: Kenwood KK
Priority date: 2008-02-13
Filing date: 2008-02-13
Publication date: 2009-08-27

Abstract

【課題】本発明は、放送電波を広範囲で受信することができる安価な受信装置を提供する。
【解決手段】複数のアンテナ１０ａ〜４０ａと、従来の受信装置に搭載されたＬＮＡ（Low Noise Amplifier）よりも大きな増幅度に設定された各アンテナに対応する複数のＬＮＡ１０ｂ〜４０ｂと、を備える受信装置１の制御部１２０は、アンテナ１０ａ〜４０ａが受信した信号の信号強度に基づいて、ＬＮＡ３０ｂ，４０ｂに電力を供給する電源部５０ｆとＬＮＡ３０ｂ，４０ｂとを接続する電力供給経路１３０ｈ途上にあるスイッチ部６０を制御して、電力供給経路１３０ｈを接続又は切断する。
【選択図】図１

Description

本発明は、放送電波を受信する受信装置に関する。

従来、車載用デジタル放送受信装置に用いられるデジタル放送受信装置として、例えば、特許文献１に開示されているような移動体テレビ用ダイバシティ装置が用いられてきた。自動車などの移動体に搭載される車載用デジタル放送受信装置は、家庭用デジタル放送受信装置で用いられる八木アンテナのような高感度アンテナを使用することができない。したがって、従来のデジタル放送受信装置は、低雑音増幅器（ＬＮＡ：Low Noise Amplifier）を内蔵して受信感度を補償するタイプのアンテナを使用している。

また、車載用デジタル放送受信装置は、移動体とともに移動する。したがって、車載用デジタル放送受信装置は、例えば東京タワー周辺のような電波強度が非常に強い地域から電波強度が弱い地域に至るまで、安定して電波を受信することができることが望ましい。

アンテナに内蔵されるＬＮＡは、信号強度の大きい信号と信号強度の小さい信号とを同程度の信号強度に増幅しなければならない。そこで、ＬＮＡは、信号強度の小さい信号の信号強度を大きくするために、増幅度を大きくする必要がある。しかしながら、増幅度を大きくすると、信号強度の大きい信号を受信した場合、ＬＮＡから出力された信号が歪む場合がある。この歪成分が雑音となり、見かけ上の信号対雑音比（Signal to Noise ratio：Ｓ／Ｎ比）が小さくなる。そこで、従来のＬＮＡは、信号強度の小さい信号は犠牲になるが、信号強度の大きい信号が入力された場合でも、出力信号が歪みにくいよう増幅度を下げた仕様になっていた。
特開２０００−３４１１８５号公報（第３頁、図１）

しかしながら、上記のようにＬＮＡの増幅度を下げた場合、受信感度が制限されていた。したがって、従来の車載用デジタル放送受信装置は、家庭用テレビと比較して、デジタル放送を受信することができるエリアが狭くなるという問題があった。

また、従来の車載用デジタル放送受信装置には、受信感度を調整するために、ＬＮＡの内部にＡＧＣアンプ（Automatic Gain Control amplifier）や制御回路が追加され、又は、シリコンゲルマニウムを用いた半導体等の高価なデバイスが使用されていた。このように従来の車載用デジタル放送受信装置では、受信感度を調整するための構成を追加しなければならなかった。そのため、従来の車載用デジタル放送受信装置は高価であった。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものである。本発明は、放送電波を広範囲で受信することができる安価な受信装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る受信装置は、
信号を受信する少なくとも１つ以上の第１の受信部と、
各第１の受信部に対応して配置され、前記第１の受信部が受信した信号を増幅する少なくとも１つ以上の第１の増幅部と、
信号を受信する少なくとも１つ以上の第２の受信部と、
各第２の受信部に対応して配置され、前記複数の第２の受信部が受信した信号を増幅する少なくとも１つ以上の第２の増幅部と、
前記第１の増幅部と第２の増幅部とに電力を供給する電源手段と、
前記複数の第２の増幅部と電源手段とを接続する電力供給経路と、
前記電力供給経路を接続又は切断する接続手段と、
前記第１の受信部と第２の受信部とが受信した信号の受信信号強度を求め、前記電力供給経路の接続状態を判別し、前記受信信号強度に基づいて、前記接続手段に前記電力供給経路を接続又は切断させる制御部と、を備えることを特徴とする。

例えば、前記制御部は、前記接続手段が前記電力供給経路を接続していると判別した場合、前記受信信号強度と第１の信号強度との大小を判別し、前記受信信号強度が前記第１の信号強度より大きいと判別したときに、前記接続手段に前記電力供給経路を切断させてもよい。

例えば、前記制御部は、前記接続手段が前記電力供給経路を切断していると判別した場合、前記受信信号強度と前記第１の信号強度より小さい第２の信号強度との大小を判別し、前記受信信号強度が前記第２の信号強度より小さいと判別したきに、前記接続手段に前記電力供給経路を接続させてもよい。

例えば、前記受信装置は、前記第１の受信部と第２の受信部とが受信した信号のうちの最新の受信信号の信号強度を所定時間分記憶する記憶部、をさらに備え、
前記制御部は、前記記憶部に記憶された最新の所定時間分の信号強度を前記所定時間で平均した平均値を前記受信信号強度に設定してもよい。

本発明によれば、放送電波を広範囲で受信することができる安価な受信装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

本発明に係る受信装置を、デジタル放送の電波信号を受信して映像・音声を再生する車載用デジタル放送受信装置に適用した例について説明する。

本実施の形態に係る車載用デジタル放送受信装置の構成を図１に示す。本実施の形態に係る車載用デジタル放送受信装置１は、アンテナ１０ａ〜４０ａと、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier：低雑音増幅器）１０ｂ〜４０ｂと、チューナ１０ｃ〜４０ｃと、電源回路１０ｄ〜４０ｄと、電源部５０ｅ，５０ｆと、スイッチ部６０と、復調部７０と、データ処理部８０と、映像音声再生部９０と、記憶部１００と、入力部１１０と、制御部１２０と、電力供給経路１３０ｇ，１３０ｈと、から構成される。

車載用デジタル放送受信装置１は、デジタル放送の放送電波を受信して、映像と音声とを出力する。車載用デジタル放送受信装置１は、移動体とともに移動し、例えば自動車に搭載される。車載用デジタル放送受信装置１は、デジタル放送の放送電波を受信して、放送電波を放送信号に変換し、映像及び音声を再生する。

放送電波は、地上波放送のものであり、複数のチャネルの映像データ、音声データ等を含む。この放送電波は、デジタル放送の送信装置（図示せず）から送出される。

この送信装置は、付加データと映像データと音声データとを多重化してＴＳ（Transport Stream：トランスポートストリーム）信号を生成し、生成したＴＳ信号にデスクランブル処理、変調処理を施して放送電波を生成する。

ここで付加データとは、ＰＳＩ（Program Specific Information：番組特定情報）、ＳＩ（Service Information：番組配列情報）等のような、デジタル放送に付属したデータである。ＰＳＩは、放送信号処理部１２が、チャネルを構成する要素（符号化された映像データ、音声データ、データコンポーネント等）をＴＳ信号から抜き出すための情報である。ＳＩは、ＥＰＧ（電子番組表）を作成するための情報である。

アンテナ１０ａ〜４０ａは、デジタル放送の送信装置から送出された放送電波を受信し、それぞれＬＮＡ（Low Noise Amplifier：低雑音増幅器）１０ｂ〜４０ｂに受信した信号を供給する。また、アンテナ１０ａ〜４０ａは、それぞれ同調回路１０ｉ〜４０ｉを内蔵している。同調回路１０ｉ〜４０ｉは、アンテナ１０ａ〜４０ａが受信した信号の信号強度を示す信号を制御部１２０に供給する。

ＬＮＡ１０ｂ〜４０ｂは、受信機初段に適用される雑音指数の小さい増幅器である。ＬＮＡ１０ｂ〜４０ｂは、それぞれアンテナ１０ａ〜４０ａからデジタル放送の信号を取得して、信号を増幅し、それぞれチューナ１０ｃ〜４０ｃに供給する。
ＬＮＡ１０ｂ〜４０ｂの増幅度は、従来の車載用デジタル放送受信装置で用いられたＬＮＡの増幅度よりも３ｄＢ〜６ｄＢ程度高い値に設定されている。

チューナ１０ｃ〜４０ｃは、制御部１２０の制御のもとに、それぞれＬＮＡ１０ｂ〜４０ｂから増幅されたデジタル放送の信号を取得する。デジタル放送の信号を取得すると、チューナ１０ｃ〜４０ｃは、信号に含まれるチャネル情報に基づいて、複数のチャネルのうちの１つのチャネルを選局する。そして、チューナ１０ｃ〜４０ｃは、選局したチャネルの放送信号の周波数を中間周波数に変換し、復調部７０に供給する。

電源回路１０ｄ，２０ｄは、電源部５０ｅから供給された電力をそれぞれＬＮＡ１０ｂ，２０ｂが動作するのに必要な電力に変換し、それぞれＬＮＡ１０ｂ，２０ｂに供給する。
電源回路３０ｄ，４０ｄも同様に、電源部５０ｆから供給された電力をそれぞれＬＮＡ３０ｂ、４０ｂが動作するのに必要な電力に変換し、それぞれＬＮＡ３０ｂ、４０ｂに供給する。
なお、電源部５０ｆと電源回路３０ｄ，４０ｄとを接続する電力供給経路１３０ｈには、スイッチ部６０が設けられている。スイッチ部６０については後述する。

電源部５０ｅは、電源回路１０ｄ，２０ｄに電力を供給する。
電源部５０ｆも同様に、電源回路３０ｄ，４０ｄに電力を供給する。

電力供給経路１３０ｇ，１３０ｈは、電源部５０ｅ，５０ｆとＬＮＡ１０ａ〜４０ａとを接続して、電源部５０ｅ，５０ｆから供給される電力をＬＮＡ１０ａ〜４０ａに供給する。
なお、電力供給経路１３０ｈには次に述べるスイッチ部６０が設置されている。

スイッチ部６０は、電源部５０ｆと電源回路３０ｄ，４０ｄとを接続する電力供給経路１３０ｈに設けられている。スイッチ部６０は、制御部１２０の制御のもとに、電力供給経路１３０ｈを接続又は切断する。
スイッチ部６０が電源部５０ｆと電源回路３０ｄ，４０ｄとを接続する電力供給経路１３０ｈを切断すると、電源部５０ｆからＬＮＡ３０ｂ，４０ｂへと電力が供給されなくなる。すると、ＬＮＡ３０ｂ，４０ｂはデジタル放送の信号を増幅せずにチューナ３０ｃ，４０ｃへと供給する。

復調部７０は、各アンテナが受信した信号を復調するとともに、信号対雑音特性が最も良くなるようにダイバシティ合成処理を実行し、１つの信号に合成する。

データ処理部８０は、デマルチプレクサ等から構成され、復調されたＴＳ信号から付加データと映像データと音声データとを分離する。そして、データ処理部８０は、分離した映像データと音声データとを映像音声再生部９０に供給する。

映像音声再生部９０は、ビデオデコーダ、オーディオデコーダ等から構成され、データ処理部から供給された映像データと音声データとをデコードして、映像及び音声を再生する。

記憶部１００は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等から構成され、制御部１２０から供給された信号強度データを記憶する。記憶部１００は、常に過去のデータを上書きしながら、予め決められた直近α時間分の最新の受信信号強度データを一時的に記憶していく。

入力部１１０は、キーボード等から構成され、ユーザによって操作され、入力された操作情報を制御部１２０に供給する。

制御部１２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等から構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従って車載用デジタル放送受信装置１全体を制御する。例えば、制御部１２０は、記憶部１００にアクセスして各アンテナが受信した信号の受信信号強度データを読み出し、読み出したデータに基づいて、スイッチ部６０を制御し、電源部５０ｆと電源回路３０ｄ，４０ｄとを接続する電力供給経路１３０ｈを接続又は切断する。

次に、制御部１２０がスイッチ部６０を制御してＬＮＡ３０ｂ，４０ｂへの電力供給を制御する車載用デジタル放送受信装置１の動作について、図２のフローチャートを参照して説明する。

なお、各ＬＮＡの増幅度は、従来の車載用デジタル放送受信装置のＬＮＡの増幅度よりも３ｄＢ〜６ｄＢ程度高い値に設定されている。

制御部１２０は、各アンテナが信号を受信し、各アンテナに内蔵された同調回路が信号を供給すると、図２のフローチャートで示す電源制御処理を開始する。

まず、制御部１２０は、各アンテナが受信した信号の受信信号強度データを各アンテナから取得し、記憶部１００に記憶する（ステップＳ１１）。

制御部１２０は、現在から所定時間αだけ前までの間の受信信号強度データを記憶部１００から取得し、データに示された受信信号強度の所定時間α分の移動平均を算出する（ステップＳ１２）。

次いで制御部１２０は、スイッチ部６０が電源部５０ｆとＬＮＡ３０ｂ，４０ｂとの間の電力供給経路１３０ｈを接続しているか否かを判別する（ステップＳ１３）。

スイッチ部６０が電力供給経路１３０ｈを接続していると判別した場合（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、制御部１２０は、ステップＳ１２で算出した移動平均と信号強度閾値ＴＡとの大小を判別する（ステップＳ１４）。
移動平均が信号強度閾値ＴＡよりも小さいと判別した場合（ステップＳ１４；Ｎｏ）、制御部１２０は、処理をステップＳ１１に戻す。すなわち、移動平均が信号強度閾値ＴＡよりも小さいと判別した場合、各アンテナが受信した信号強度は、各ＬＮＡが増幅して出力した信号に歪成分が発生しない程度に適切な強度である。このため、制御部１２０は、電力供給経路１３０ｈの接続を維持する。
移動平均が信号強度閾値ＴＡよりも大きいと判別した場合（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、制御部１２０は、スイッチ部６０に電力供給経路１３０ｈを切断させる。すると、電源部５０ｆからＬＮＡ３０ｂ，４０ｂへの電力供給が停止し、ＬＮＡ３０ｂ，４０ｂはアンテナ３０ａ，４０ａが受信した信号を増幅せずにチューナ３０ｃ，４０ｃに供給する。そして、制御部１２０は、処理をステップＳ１１に戻す。すなわち、移動平均が信号強度閾値ＴＡよりも大きいと判別した場合、各アンテナが受信した信号強度は、各ＬＮＡが増幅して出力した信号に歪成分が発生してしまう。このため、制御部１２０は、電力供給経路１３０ｈの接続を切断し、ＬＮＡ３０ｂ，４０ｂが信号を増幅するのを停止する。

一方、スイッチ部６０が電力供給経路１３０ｈを切断していると判別した場合（ステップＳ１３；Ｎｏ）、制御部１２０は、信号強度の移動平均と信号強度閾値ＴＢ（ＴＢ＜ＴＡ）との大小を判別する（ステップＳ１５）。
移動平均が信号強度閾値ＴＢ（ＴＢ＜ＴＡ）よりも大きいと判別した場合（ステップＳ１５；Ｎｏ）、制御部１２０は、処理をステップＳ１１に戻す。すなわち、移動平均が信号強度閾値ＴＢ（ＴＢ＜ＴＡ）よりも大きいと判別した場合、各アンテナが受信した信号強度は、全てのＬＮＡが受信信号を増幅しなくても良好に映像・音声を再生できる適切な信号強度である。このため、制御部１２０は、電力供給経路１３０ｈの切断状態を維持する。
一方、移動平均が信号強度閾値ＴＢ（ＴＢ＜ＴＡ）よりも小さいと判別した場合（ステップＳ１５；Ｙｅｓ）、制御部１２０は、スイッチ部６０に電力供給経路１３０ｈを接続させる。すると、電源部５０ｆからＬＮＡ３０ｂ，４０ｂへと電力が供給され、ＬＮＡ３０ｂ，４０ｂはアンテナ３０ｂ，３０ｂが受信した信号の増幅を開始する。そして、制御部１２０は、処理をステップＳ１１に戻す。すなわち、移動平均が信号強度閾値ＴＢ（ＴＢ＜ＴＡ）よりも小さいと判別した場合、各アンテナが受信した信号強度は、放送信号の強度とノイズの強度とが同程度な程に微弱である。このため、制御部１２０は、受信信号を増幅するＬＮＡを増やし、よりノイズの少ない信号に基づいて映像・音声を再生する。

制御部１２０は、信号強度の移動平均と信号強度閾値ＴＡ，ＴＢとの大小に関わらず、すべてのアンテナが受信した信号に基づいてダイバシティ合成処理を実行し、復調する。

本実施の形態の車載用デジタル放送受信装置でデジタル放送信号を受信した場合の受信信号強度の経時変化を測定した結果を図３に示す。この測定では、信号強度閾値ＴＡ，ＴＢは、その差が１０ｄＢになるように設定されている。
信号強度閾値ＴＡ、ＴＢとの比較に、瞬間的に変化する受信信号そのものの信号強度を用いるのではなく、受信信号強度の移動平均を用いるため、頻繁な電源の切替が抑制される。また、信号強度閾値ＴＡ，ＴＢに１０ｄＢのヒステリシスを設けることで、頻繁な電源の切替がさらに抑制される。

この電源制御処理により、本実施の形態の車載用デジタル放送受信装置は、電波強度が強い領域では所定のＬＮＡへの電力供給を停止するので、ＬＮＡが出力する信号の歪みを抑制することができる。

また、本実施の形態の車載用デジタル放送受信装置は、ＬＮＡの増幅度が従来の車載用デジタル放送受信装置に搭載されたＬＮＡの増幅度よりも大きい値に設定されているため、従来のデジタル放送受信装置よりも広範囲でデジタル放送電波を受信することができる。例えば、従来のＬＮＡの増幅度よりも３ｄＢ〜６ｄＢ高い値に設定すると、受信が可能な範囲が従来の受信範囲の１．５〜２．０倍に拡大する。

また、ＬＮＡへの電力供給がある場合とない場合とでは、ＬＮＡの出力する信号強度の変化は数十ｄＢ程度あるため、スイッチ部を切り替えた瞬間、信号の位相が途切れてしまう。また、地上デジタルテレビ放送の変調方式では振幅位相変調方式が用いられている。したがって、従来の地上デジタル放送用の車載用デジタル放送受信装置は、電波強度が急激に低下すると信号の位相が途切れてしまうため、シームレスに映像・音声を再生することができなかった。

しかしながら、本実施の形態の車載用デジタル放送受信装置では、４本のアンテナのうち２本のアンテナが受信した信号が常にＬＮＡで増幅される。したがって、電源制御したアンテナが受信する信号の位相、振幅が急激に変化しても、電源制御しないアンテナが受信する信号をダイバシティ合成することで補償することが可能となり、復調誤りが発生しにくい。このため、特に地上デジタル放送を受信する場合に受信信号の信号強度が急激に低下しても映像・音声をシームレスに再生することができる。

また、本実施の形態の車載用デジタル放送受信装置を構成するには、従来の車載用デジタル放送受信装置の構成に加えて、ＬＮＡの動作を比較的容易な電源制御で制御して、ＬＮＡの増幅度を変更するだけでよい。したがって、本実施の形態の車載用デジタル放送受信装置は、受信感度を調整するためにＡＧＣアンプ（Automatic Gain Control amplifier）や制御回路又は高価なデバイス（シリコンゲルマニウムを用いた半導体等）を追加する必要がないため、従来の車載用デジタル放送受信装置よりも構成、制御が容易になる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明を実施するにあたっては、種々の形態による変形及び応用が可能であり、上記実施の形態に限られるものではない。

上述の説明では、説明を容易にするために、電源部５０ｆと電源回路３０ｄ，４０ｄとの間にスイッチ部６０を設けた回路構成を用いた。回路構成これに限定されない。例えば、図４に示すように、電源部５０ｅ，５０ｆと電源回路部１０ｄ〜４０ｄとの間にバイアストランス１４０ａ〜１４０ｈを設けた回路構成でもよい。

また、アンテナの数やスイッチの数は必要に応じて変更してもよい。また、ダイバシティ合成を行う信号を受信するアンテナの数も適宜変更してもよい。また、記憶する信号強度データの長さも適宜変更してもよい。

また、受信信号の信号強度の大小の判別に用いた信号強度を適宜変更してもよい。また、上記の実施の形態では、記憶した信号強度を時間積算し所定の時間で平均したが、例えば、所定時間の間に変化した信号強度の中央値などの代表値を用いてもよい。

また、本実施の形態では、ＬＮＡの増幅度を従来の車載用デジタル放送受信装置のＬＮＡの増幅度よりも３ｄＢ〜６ｄＢ高い値を設定したが、異なる値を設定してもよい。

また、デジタル放送の電波の電波強度は、例えば山間部では市街地に比べて低くなる。したがって、例えば本発明車載用デジタル放送受信装置をカーナビゲーションシステムに搭載する場合、ＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）から位置情報を取得し、取得した位置情報に基づいて電波強度を推定し、受信信号を増幅するＬＮＡを適宜選択してもよい。

本発明の実施の形態に係る車載用デジタル放送受信装置の構成を示す図である。本発明の実施の形態に係る車載用デジタル放送受信装置の制御部が実行する電源制御処理のフローチャートである。本発明の実施の形態に係る車載用デジタル放送受信装置が受信するデジタル放送信号の受信レベル、その移動平均及びスイッチの切替状態の一例を示す図である。本発明の実施の形態に係る車載用デジタル放送受信装置の構成の変形例を示す図である。

符号の説明

１・・・受信装置、１０ａ〜４０ａ・・・アンテナ、１０ｂ〜４０ｂ・・・ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）、５０ｅ，５０ｆ・・・電源部、６０・・・スイッチ部、７０・・・復調部、１００・・・記憶部、１２０・・・制御部、１３０ｇ，１３０ｈ・・・電力供給経路

Claims

信号を受信する少なくとも１つ以上の第１の受信部と、
各第１の受信部に対応して配置され、前記第１の受信部が受信した信号を増幅する少なくとも１つ以上の第１の増幅部と、
信号を受信する少なくとも１つ以上の第２の受信部と、
各第２の受信部に対応して配置され、前記第２の受信部が受信した信号を増幅する少なくとも１つ以上の第２の増幅部と、
前記第１の増幅部と第２の増幅部とに電力を供給する電源手段と、
前記第２の増幅部と電源手段とを接続する電力供給経路と、
前記電力供給経路を接続又は切断する接続手段と、
前記第１の受信部と第２の受信部とが受信した信号の受信信号強度を求め、前記電力供給経路の接続状態を判別し、前記受信信号強度に基づいて、前記接続手段に前記電力供給経路を接続又は切断させる制御部と、
を備えることを特徴とする受信装置。
前記制御部は、前記接続手段が前記電力供給経路を接続していると判別した場合、前記受信信号強度と第１の信号強度との大小を判別し、前記受信信号強度が前記第１の信号強度より大きいと判別したときに、前記接続手段に前記電力供給経路を切断させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
前記制御部は、前記接続手段が前記電力供給経路を切断していると判別した場合、前記受信信号強度と前記第１の信号強度より小さい第２の信号強度との大小を判別し、前記受信信号強度が前記第２の信号強度より小さいと判別したきに、前記接続手段に前記電力供給経路を接続させる、
ことを特徴とする請求項２に記載の受信装置。
前記受信装置は、前記第１の受信部と第２の受信部とが受信した信号のうちの最新の受信信号の信号強度を所定時間分記憶する記憶部、をさらに備え、
前記制御部は、前記記憶部に記憶された最新の所定時間分の信号強度を前記所定時間で平均した平均値を前記受信信号強度に設定する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の受信装置。