JP2010004451A - Noise reduction device for on-vehicle radio device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、受信した無線信号に混入するノイズ成分を低減させる車載無線装置用ノイズ低減装置に関する。 The present invention relates to a noise reduction device for an in-vehicle wireless device that reduces a noise component mixed in a received wireless signal.
従来、無線信号を受信する主アンテナとその主アンテナを備えた装置近傍で発生しているノイズをスキャンするためのノイズスキャンアンテナを備え、主アンテナで受信した無線信号からノイズスキャンアンテナで受信した信号を逆相加算することにより、主アンテナで受信した無線信号のノイズ成分を低減させるノイズ装置がある。 Conventionally, a main antenna that receives a radio signal and a noise scan antenna for scanning noise generated in the vicinity of a device equipped with the main antenna, and a signal received by a noise scan antenna from a radio signal received by the main antenna There is a noise device that reduces the noise component of the radio signal received by the main antenna by performing anti-phase addition.
このノイズ低減装置では、主アンテナとノイズスキャンアンテナとの距離あるいは受信信号のピーク値のレベル差から減衰回路の最適減衰率を設定し、主アンテナからの受信信号からノイズスキャンアンテナからの受信信号を逆相加算している(例えば、特許文献1参照)
ところが、上記ノイズ低減装置では、ノイズスキャンアンテナで受信したノイズの位相が主アンテナからの受信信号と同相でない場合には逆相加算をすることができないため、十分なノイズ低減効果が得られない可能性がある。 However, in the above-described noise reduction device, if the phase of the noise received by the noise scan antenna is not in phase with the received signal from the main antenna, it is not possible to perform anti-phase addition, so a sufficient noise reduction effect may not be obtained There is sex.
また、ノイズスキャンアンテナにも主アンテナと同じ無線信号が混入するため、主アンテナからの受信信号からノイズスキャンアンテナからの受信信号を単純に逆相加算すると、ノイズ成分だけでなく無線信号のレベルも低下し、ひいては信号品質が劣化する可能性もある。 Also, since the same radio signal as the main antenna is mixed in the noise scan antenna, if the received signal from the noise scan antenna is simply reversed-phase added from the received signal from the main antenna, not only the noise component but also the level of the radio signal There is also a possibility that the signal quality deteriorates.
さらに、逆相加算を主アンテナとノイズスキャンアンテナ各々の受信回路部の後段で行っているため各アンテナに受信回路が必要である。したがって、回路規模が大きくなるので、装置の小型化が困難であり、コストも大きくなるという問題もある。 Furthermore, since the anti-phase addition is performed after the receiving circuit section of each of the main antenna and the noise scan antenna, a receiving circuit is required for each antenna. Therefore, since the circuit scale becomes large, there is a problem that it is difficult to reduce the size of the apparatus and the cost increases.
また、従来、車室内のノイズ源は、オーディオ機器のように車室内に固定されているディジタル機器が多かったが、近年では、パソコンや携帯電話など車室内で移動するようになってきている。したがって、ノイズスキャンアンテナで受信したノイズの位相を、車室内におけるノイズ源の移動に従って適応的に制御して、ノイズ低減を行う必要が生じている。 Conventionally, many noise sources in the vehicle interior are fixed in the vehicle interior such as audio devices, but in recent years, they have moved in the vehicle interior such as personal computers and mobile phones. Therefore, it is necessary to perform noise reduction by adaptively controlling the phase of the noise received by the noise scan antenna according to the movement of the noise source in the vehicle interior.
本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、簡素な構成で、車室内で発生する電波(ノイズ信号)の影響を効率よく低減させる車載無線装置用ノイズ低減装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a noise reduction device for an in-vehicle wireless device that efficiently reduces the influence of radio waves (noise signals) generated in a vehicle interior with a simple configuration. .
かかる問題を解決するためになされた請求項1に記載の車載無線装置用ノイズ低減装置(1:この欄においては、発明に対する理解を容易にするため、必要に応じて「発明を実施するための最良の形態」欄において用いた符号を付すが、この符号によって請求の範囲を限定することを意味するものではない。)は、第1車外用アンテナ(10)、第1車室内用アンテナ(20)、第1振幅位相制御手段(30)、第1加算手段(40)、第1電力検出手段(50)及び最適制御手段(60)を備えたことを特徴とする。
The noise reduction device for an in-vehicle wireless device according to
第1車外用アンテナ(10)は、車外の電波を受信し、第1車室内用アンテナ(20)は、車室内の電波を受信する。また、第1振幅位相制御手段(30)は、第1車室内用アンテナ(20)で受信した電波の振幅及び位相を制御して出力し、第1加算手段(40)は、第1振幅位相制御手段(30)の出力と第1車外用アンテナ(10)で受信した電波とを加算して出力する。 The first vehicle exterior antenna (10) receives radio waves outside the vehicle, and the first vehicle interior antenna (20) receives radio waves inside the vehicle interior. The first amplitude phase control means (30) controls and outputs the amplitude and phase of the radio wave received by the first vehicle interior antenna (20), and the first addition means (40) is the first amplitude phase. The output of the control means (30) and the radio wave received by the first external antenna (10) are added and output.
第1電力検出手段(50)は、第1加算手段(40)の出力の電力を検出し、最適制御手段(60)は、第1振幅位相制御手段(30)を制御することにより、第1電力検出手段(50)で検出した電力を最小化する。 The first power detection means (50) detects the output power of the first addition means (40), and the optimum control means (60) controls the first amplitude / phase control means (30), thereby The power detected by the power detection means (50) is minimized.
このように構成された車載無線装置用ノイズ低減装置では、第1車室内用アンテナ(20)で受信した電波(主にノイズ信号を含む)が第1加算手段(40)により第1車外用アンテナ(10)で受信した電波に加算される。その際、加算された電波の電力が最小となるように、第1車室内用アンテナ(20)で受信した電波(主にノイズ信号を含む)の振幅及び位相が制御される。 In the noise reduction device for an in-vehicle wireless device configured as described above, radio waves (mainly including noise signals) received by the first vehicle interior antenna (20) are transmitted to the first vehicle exterior antenna by the first addition means (40). It is added to the radio wave received in (10). At that time, the amplitude and phase of the radio wave (mainly including the noise signal) received by the first vehicle interior antenna (20) are controlled so that the power of the added radio wave is minimized.
つまり、第1車外用アンテナ(10)で受信した電波(主に本来受信すべき信号を含む)に第1車室内用アンテナ(20)で受信した電波(主にノイズ信号を含む)を単純に逆位相加算するのではなく、第1車室内用アンテナで受信した電波の振幅と位相とを制御することにより、第1車外用アンテナ(10)で受信した電波と第1車室内用アンテナ(20)で受信した電波とを加算した電波のノイズ成分の強度が最小になるようにしている。 That is, the radio wave (mainly including a noise signal) received by the first vehicle interior antenna (20) is simply added to the radio wave (mainly including a signal to be originally received) received by the first vehicle exterior antenna (10). Rather than performing anti-phase addition, the amplitude and phase of the radio wave received by the first vehicle interior antenna are controlled, so that the radio wave received by the first vehicle exterior antenna (10) and the first vehicle interior antenna (20 ) To reduce the intensity of the noise component of the radio wave added to the radio wave received in (1).
したがって、第1車室内用アンテナ(20)で受信したノイズ信号と第1車室内用アンテナ(20)で受信したノイズ信号とが同相でなくとも十分なノイズ低減効果を得ることができる。 Accordingly, a sufficient noise reduction effect can be obtained even if the noise signal received by the first vehicle interior antenna (20) and the noise signal received by the first vehicle interior antenna (20) are not in phase.
また、第1車室内用アンテナ(20)に本来に受信すべき信号が混入しても、本来受信すべき信号とノイズ信号との振幅比及び位相差が、第1車外用アンテナ(10)の受信電波とは異なるので、ノイズ成分だけを低減することができ、本来受信すべき信号のレベルが必要以上に低下することがなくなるので、信号品質が劣化する可能性も減少する。 Further, even if a signal that should be originally received is mixed into the first vehicle interior antenna (20), the amplitude ratio and phase difference between the signal that should be received and the noise signal are different from those of the first vehicle antenna (10). Since it is different from the received radio wave, only the noise component can be reduced, and the level of the signal to be originally received is not lowered more than necessary, so that the possibility that the signal quality is deteriorated is also reduced.
さらに、加算を第1車外用アンテナ(10)と第1車室内用アンテナ(20)各々の受信回路部の後段で行うことができるため、アンテナごとの受信回路が不要となる。したがって、回路規模を小さくすることができるので、装置の小型化ができるとともに、コストも低減することができる。 Furthermore, since the addition can be performed after the receiving circuit portion of each of the first vehicle exterior antenna (10) and the first vehicle interior antenna (20), a reception circuit for each antenna becomes unnecessary. Therefore, since the circuit scale can be reduced, the apparatus can be reduced in size and the cost can be reduced.
また、車室内のノイズ源が、パソコンや携帯電話など車室内で移動するようなものであっても、第1車室内用アンテナ(20)で受信した電波(主にノイズ信号を含む)の振幅及び位相を車室内におけるノイズ源の移動に従って適応的に制御するので、ノイズ源が移動するものであっても、適切にノイズを低減させることができる。 Moreover, even if the noise source in the vehicle interior moves within the vehicle interior such as a personal computer or a mobile phone, the amplitude of the radio wave (mainly including the noise signal) received by the first vehicle interior antenna (20). Since the phase is adaptively controlled according to the movement of the noise source in the vehicle interior, noise can be appropriately reduced even if the noise source moves.
ところで、第1車外用アンテナ(10)は、車外から送信される電波を受信するためのものであり、第1車室内用アンテナ(20)は、車室内で発生する電波を受信するためのものである。 By the way, the first vehicle exterior antenna (10) is for receiving radio waves transmitted from outside the vehicle, and the first vehicle interior antenna (20) is for receiving radio waves generated in the vehicle interior. It is.
したがって、請求項2に記載のように、第1車外用アンテナ(10)は、車両の車外の電波を受信するための指向性を有し、第1車室内用アンテナ(20)は、車両の車室内の電波を受信するための指向性を有していると、それぞれの目的に応じた電波を効率よく受信することができ、かつ、目的以外の電波を受信しにくくなるので、効率よくノイズ低減を行うことができる。
Therefore, as described in
さらに、請求項3に記載のように、第1車外用アンテナ(10)を、車両の天井の車外側に設置し、第1車室内用アンテナ(20)を、車両の車室内側に設置すると、第1車外用アンテナ(10)を車室内に設置する場合に比べ、外部から送信される電波を受信する際に、車体の天井部分が障害とならない。
Further, as described in
また、第1車室内用アンテナ(20)を天井の車室外に設置する場合に比べ、車室内で発生する電波を受信する際に、車体の天井部分が障害とならない。したがって、各々のアンテナの指向性を生かして、最適な電波受信環境を得ることができるので、ノイズ低減効果を向上させることができる。 Further, compared to the case where the first vehicle interior antenna (20) is installed outside the vehicle compartment on the ceiling, the ceiling portion of the vehicle body does not become an obstacle when receiving radio waves generated in the vehicle interior. Therefore, an optimal radio wave reception environment can be obtained by making use of the directivity of each antenna, and the noise reduction effect can be improved.
また、第1車外用アンテナ(10)及び第1車室内用アンテナ(20)を請求項4に記載のように配置してもよい。すなわち、第1車外用アンテナ(10)及び第1車室内用アンテナ(20)を車室内の天井部分の前部に設置されたルームミラーの車室側から見て背面若しくは上部の天井に配置するのである。
Further, the first vehicle exterior antenna (10) and the first vehicle interior antenna (20) may be arranged as described in
このように配置すると、第1車外用アンテナ(10)の受信能力は多少劣るものの、2つのアンテナをルームミラーの背面若しくは上部の天井に配置するので、車室内において各アンテナを目立たないように配置することができる。 With this arrangement, although the reception capability of the first external antenna (10) is somewhat inferior, the two antennas are arranged on the rear or upper ceiling of the room mirror so that each antenna is not conspicuous in the vehicle interior. can do.
ところで、車室内のノイズには、異なる特性を有する種々の種類のものがある。そこで、請求項5に記載のように、第1車室内用アンテナ(20)とは異なる放射源の車室内の電波を抑圧するための第2車室内用アンテナ(22)及び第2車室内用アンテナ(22)で受信した電波の振幅及び位相を制御して出力する第2振幅位相制御手段(32)を備えるようにする。 Incidentally, there are various types of noise in the passenger compartment having different characteristics. Therefore, as described in claim 5, the second vehicle interior antenna (22) and the second vehicle interior antenna for suppressing radio waves in the vehicle interior of a radiation source different from the first vehicle interior antenna (20). Second amplitude phase control means (32) for controlling and outputting the amplitude and phase of the radio wave received by the antenna (22) is provided.
また、第1加算手段(40)を、第1車外用アンテナ(10)で受信した電波に第1振幅位相制御手段(30)の出力及び第2振幅位相制御手段(32)の出力を加算して出力するようにし、最適制御手段(60)によって、第1振幅位相制御手段(30)及び第2振幅位相制御手段(32)を制御することにより、第1電力検出手段(50)で検出した電力を最小化するようにするとよい。 In addition, the first addition means (40) adds the output of the first amplitude phase control means (30) and the output of the second amplitude phase control means (32) to the radio wave received by the first external antenna (10). The first power detection means (50) detects the first amplitude phase control means (30) and the second amplitude phase control means (32) by the optimum control means (60). It is advisable to minimize power.
このようにすると、第1車室内用アンテナ(20)で電波(主にノイズ信号を含む)を受信するとともに、第1車室内用アンテナ(20)で受信する電波とは異なる振幅比、位相差を有する電波(主にノイズ信号を含む)を第2車室内用アンテナ(22)で受信することができる。そして、第1振幅位相制御手段(30)及び第2振幅位相制御手段(32)によって、受信した各ノイズ信号の振幅及び移相を制御して、各ノイズ信号の影響を最小化することができる。 In this case, the first vehicle interior antenna (20) receives radio waves (mainly including noise signals), and the amplitude ratio and phase difference differ from the radio waves received by the first vehicle interior antenna (20). Can be received by the second vehicle interior antenna (22). The first amplitude phase control means (30) and the second amplitude phase control means (32) can control the amplitude and phase shift of each received noise signal to minimize the influence of each noise signal. .
つまり、車室内で発生する異なる放射源のノイズ信号に対して、その影響を最小化することができるので、ノイズ低減効果を向上させることができる。
また、車外からの電波を受信する場合、異なる伝搬経路の複数の電波を受信する場合がある。例えば、複数の車両間でデータ通信を行う車車間通信や、路側の基地局と車両間でデータ通信を行う路車間通信を行う際に、地面や周囲の反射物によって複数の伝搬経路が生じる場合である。
That is, since the influence can be minimized with respect to the noise signal of different radiation sources generated in the vehicle interior, the noise reduction effect can be improved.
In addition, when receiving radio waves from outside the vehicle, a plurality of radio waves with different propagation paths may be received. For example, when performing vehicle-to-vehicle communication for data communication between multiple vehicles or road-to-vehicle communication for data communication between a roadside base station and a vehicle, multiple propagation paths occur due to ground and surrounding reflectors. It is.
この場合には、請求項6に記載のように、第2車外用アンテナ(12)、分配手段(70)、第3振幅位相制御手段(34)、第2加算手段(42)及び第2電力検出手段(52)を備えるようにするとよい。 In this case, as described in claim 6, the second external antenna (12), the distribution means (70), the third amplitude phase control means (34), the second addition means (42), and the second power The detection means (52) may be provided.
そして、第2車外用アンテナ(12)は、第1車外用アンテナ(10)とは異なる位置及び指向性で車外の電波を受信し、分配手段(70)は、第1車室内用アンテナ(20)の受信電波を分配する。また、第3振幅位相制御手段(34)は、分配手段(70)により分配された受信電波のうちの1つの振幅及び位相を制御して出力する。 The second vehicle exterior antenna (12) receives a radio wave outside the vehicle at a position and directivity different from that of the first vehicle exterior antenna (10), and the distribution means (70) includes the first vehicle interior antenna (20 ) Received radio waves. The third amplitude phase control means (34) controls and outputs the amplitude and phase of one of the received radio waves distributed by the distribution means (70).
さらに、第2加算手段(42)は、第2車外用アンテナ(12)で受信した電波に第3振幅位相制御手段(34)の出力を加算して出力し、第2電力検出手段(52)は、第2加算手段(42)の出力の電力を検出する。 Further, the second addition means (42) adds the output of the third amplitude phase control means (34) to the radio wave received by the second vehicle exterior antenna (12) and outputs it, and the second power detection means (52) Detects the output power of the second addition means (42).
また、最適制御手段(60)は、第1振幅位相制御手段(30)及び第3振幅位相制御手段(34)を制御することにより、第1電力検出手段(50)及び第2電力検出手段(52)で検出した電力を最小化する。 Further, the optimum control means (60) controls the first amplitude phase control means (30) and the third amplitude phase control means (34), so that the first power detection means (50) and the second power detection means ( 52) to minimize the power detected.
このようにすると、第1車外用アンテナ(10)及び第2車外用アンテナ(12)によって、複数の異なる伝搬経路の車外からの電波を異なる位相関係で受信することができるので、複数の異なる伝搬経路で到来した電波を合成して通信品質を高めることができる。 In this case, the first vehicle exterior antenna (10) and the second vehicle exterior antenna (12) can receive radio waves from outside the vehicle on a plurality of different propagation paths in different phase relationships, so that a plurality of different propagations can be received. Communication quality can be improved by synthesizing radio waves that arrive along the route.
また、複数の各々の電波に対し、第1車室内用アンテナ(20)で受信した車室内電波(主にノイズ信号を含む)を分配手段(70)で分配したうえで、その振幅及び位相を制御して加算する。そして、加算した電波の電力が各々最小となるように制御している。 In addition, the distribution means (70) distributes vehicle interior radio waves (mainly including noise signals) received by the first vehicle interior antenna (20) to each of a plurality of radio waves, and then sets the amplitude and phase thereof. Control and add. The added radio wave power is controlled to be minimum.
したがって、第1車外用アンテナ(10)と第2車外用アンテナ(12)とで受信した各々の電波に対し、第1車室内用アンテナ(20)で受信した電波(主にノイズ信号を含む)の振幅及び位相を制御して加算するので、第1車外用アンテナ(10)と第2車外用アンテナ(12)とで受信した各々の電波に対しノイズを低減することができる。 Therefore, for each radio wave received by the first vehicle exterior antenna (10) and the second vehicle exterior antenna (12), a radio wave (mainly including a noise signal) received by the first vehicle interior antenna (20). Therefore, noise can be reduced for each radio wave received by the first vehicle exterior antenna (10) and the second vehicle exterior antenna (12).
ところで、第1車室内用アンテナ(20)で受信した電波の振幅及び位相を制御して出力する場合、受信した電波の振幅及び位相を直接制御する方法以外に、中間周波数に変換する課程で制御する方法がある。つまり、請求項7に記載のように、所定の基準周波数のクロック信号を出力する基準信号発生器(90)、基準信号発生器(90)が出力するクロック信号に基づいて車外から入力される電波の周波数近傍の局部発振信号を出力する第1局部発振器(92)及び車外から入力される電波の周波数を第1局部発振器(92)が出力する局部発振信号に基づいて車外から入力される周波数よりも低い周波数の中間周波数に変換する第1周波数変換器(94)を、第1車外用アンテナ(10)と第1加算手段(40)との間に設ける。 By the way, when controlling and outputting the amplitude and phase of the received radio wave by the first vehicle interior antenna (20), the control is performed in the process of converting to the intermediate frequency in addition to the method of directly controlling the amplitude and phase of the received radio wave. There is a way to do it. That is, as described in claim 7, a reference signal generator (90) that outputs a clock signal having a predetermined reference frequency, and a radio wave that is input from outside the vehicle based on the clock signal that is output from the reference signal generator (90). The first local oscillator (92) that outputs a local oscillation signal in the vicinity of the frequency of the signal and the frequency of the radio wave input from the outside of the vehicle based on the frequency input from the outside of the vehicle based on the local oscillation signal output from the first local oscillator (92) A first frequency converter (94) that converts the frequency to a lower intermediate frequency is provided between the first vehicle antenna (10) and the first adding means (40).
また、第1振幅位相制御手段(30)を、基準信号発生器(90)が出力するクロック信号の位相を移相して出力する第1移相器(100)、第1移相器(100)が出力する信号に基づいて、車室内から入力される電波の周波数近傍の局部発振信号を出力する第2局部発振器(102)及び車室内から入力される電波の周波数を、第2局部発振器(102)が出力する局部発振信号に基づいて車室内から入力される周波数よりも低い周波数の中間周波数に変換する第2周波数変換器(104)から構成する。 Further, the first amplitude phase control means (30) shifts the phase of the clock signal output from the reference signal generator (90) and outputs the first phase shifter (100) and the first phase shifter (100). ) Output a local oscillation signal in the vicinity of the frequency of the radio wave input from the vehicle interior, and the frequency of the radio wave input from the vehicle interior based on the signal output from the vehicle interior. The second frequency converter (104) converts the frequency to an intermediate frequency lower than the frequency input from the vehicle interior based on the local oscillation signal output from the vehicle.
このようにすると、第1車室内用アンテナ(20)で受信された電波の位相制御を基準信号発生器(90)が出力する所定の基準周波数のクロック信号によって正確に実現することができる。したがって、第1車室内用アンテナ(20)で受信した電波の位相を、アナログ移相器を用いて移相する場合に比べ、位相制御を高精度かつ広範囲にわたって行うことができるので、高いノイズ低減効果を得ることができる。 In this way, the phase control of the radio wave received by the first vehicle interior antenna (20) can be accurately realized by the clock signal of the predetermined reference frequency output from the reference signal generator (90). Therefore, compared with the case where the phase of the radio wave received by the first vehicle interior antenna (20) is phase-shifted using an analog phase shifter, phase control can be performed over a wide range with high accuracy, resulting in high noise reduction. An effect can be obtained.
ところで、第1車外用アンテナ(10)で本来受信すべき信号を受信しているときに第1電力検出手段(50)で検出した電力を最小化すると本来受信すべき信号を抑圧する可能性がある。これは、抑圧すべきノイズ信号の振幅及び位相の変化速度が、本来受信すべき信号の振幅及び位相の変化速度と同程度の場合に起こる可能性が高い。 By the way, if the power detected by the first power detection means (50) is minimized while the signal that should be originally received is received by the first external antenna (10), the signal that should be originally received may be suppressed. is there. This is likely to occur when the rate of change of the amplitude and phase of the noise signal to be suppressed is comparable to the rate of change of the amplitude and phase of the signal to be originally received.
そこで、請求項8に記載のように、最適制御手段(60)は、第1車外用アンテナ(10)で受信した電波の信号が所定の信号であるか否かを判定し、受信した電波の信号が所定の信号でないと判定されている限り、第1振幅位相制御手段(30)を動的に制御することにより、第1電力検出手段(50)で検出した電力を最小化し、受信した電波の信号が所定の信号であると判定された場合には、第1振幅位相制御手段(30)の制御を停止し、電力の最小化を行わないようにするとよい。 Therefore, as described in claim 8, the optimum control means (60) determines whether or not the signal of the radio wave received by the first vehicle antenna (10) is a predetermined signal, and As long as it is determined that the signal is not a predetermined signal, the first amplitude phase control means (30) is dynamically controlled to minimize the power detected by the first power detection means (50), and the received radio wave When it is determined that the signal is a predetermined signal, the control of the first amplitude phase control means (30) is stopped so that the power is not minimized.
このようにすると、抑圧すべきノイズ信号の振幅及び位相の変化速度が、本来受信すべき信号の振幅及び位相の変化速度と同程度の場合でも、本来受信すべき信号を抑圧することがない。 In this way, even when the amplitude and phase change rates of the noise signal to be suppressed are approximately the same as the amplitude and phase change rates of the signal to be originally received, the signal to be originally received is not suppressed.
なお、抑圧すべきノイズ信号の振幅及び位相の変化速度が、本来受信すべき信号の振幅及び位相の変化速度に比べて大幅に低い場合には、最適制御手段の応答速度を低くすることにより本来受信すべき信号を抑圧することを避けられる。 If the change rate of the amplitude and phase of the noise signal to be suppressed is significantly lower than the change rate of the amplitude and phase of the signal to be originally received, the response speed of the optimum control means is reduced to reduce the noise signal. It is possible to avoid suppressing the signal to be received.
ここで、「動的に制御する」とは、ノイズ信号の振幅や位相の変化速度に基づいて、第1振幅位相制御手段(30)の振幅や位相の制御を行うという意味である。 Here, “dynamically controlled” means that the amplitude and phase of the first amplitude phase control means (30) are controlled based on the change rate of the amplitude and phase of the noise signal.
以下、本発明が適用された実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。
[第1実施形態]
図1は、本発明が適用された車載無線装置用ノイズ低減装置1の概略の構成を示すブロック図であり、図2は、車両に取り付けられたアンテナの取付位置と指向性を示す図である。
Embodiments to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings. The embodiment of the present invention is not limited to the following embodiment, and can take various forms as long as they belong to the technical scope of the present invention.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a
車載無線装置用ノイズ低減装置1は、第1車外用アンテナ10、バンドパスフィルタ(以下、BPFと呼ぶ)200,204、増幅器202、第1車室内用アンテナ20、第1振幅位相制御部30、第1加算器40、第1電力検出部50、復調制御部60及び第1受信回路80を備えている。
The on-vehicle wireless device
第1車外用アンテナ10は、車外の電波を受信するためのアンテナであり、図2に示すように、車両後部の天井の車外側に設置されている。第1車外用アンテナ10は、車両の車外の電波を受信するための指向性を有するモノポールアンテナであり、その指向性は、図2に示すように、車両の上方に、車両の存在する平面と平行な面にアンテナのポール部分を中心としてドーナッツ状に広がっている。
The first
BPF200は、所定の帯域幅を有する高周波帯域通過フィルタであり、第1車外用アンテナ10で受信した電波のうち、本来受信したい電波の中心周波数から所定の周波数帯域分の電波のみを通過させ、それ以外の高域及び低域の電波を通過させないフィルタである。
The
増幅器202は、低雑音の高周波増幅器であり、BPF200で濾波した電波を所定の倍率で増幅し、第1加算器40に出力する。
第1加算器40は、第1車外用アンテナ10で受信され、BPF200で濾波され、さらに増幅器202で増幅された電波に第1振幅位相制御部30の出力を加算して出力する多入力1出力(本第1実施形態では、2入力1出力)の高周波加算器である。
The
The
第1電力検出部50は、第1加算器40の出力の電力を検出する高周波電力計である。また、第1受信回路80は、第1加算器40の出力の周波数をベースバンドに変換する変換器であり、局部発振器、混合器及び利得制御器などから構成され、第1加算器40の出力をベースバンド信号に変換する。
The first
第1車室内用アンテナ20は、車室内の電波を受信するためのアンテナであり、図2に示すように、車両の天井の車室内側に設置されている。第1車室内用アンテナ20は、車両の車室内の電波を受信するための指向性を有するマイクロストリップアンテナであり、図2に示すように、アンテナ部分から車室内側に略球状に広がっている。
The first
BPF204は、所定の帯域幅を有する高周波帯域通過フィルタであり、第1車室内用アンテナ20で受信した電波のうち、本来受信したい電波の中心周波数から所定の周波数帯域分の電波のみを通過させ、それ以外の高域及び低域の電波を通過させないフィルタである。
The
第1振幅位相制御部30は、第1車室内用アンテナ20で受信され、BPF204で濾波された電波の振幅及び位相を制御して出力するものであり、図1に示すように、入力された電波の振幅を復調制御部60からの指令信号に応じて増幅する可変増幅器30a及び入力された電波の位相を復調制御部60からの指令信号に応じて変化(移相)させる可変移相器30bとから構成される。
The first amplitude /
復調制御部60は、第1受信回路80から出力される電波を復調するするとともに第1振幅位相制御部30を制御することにより、第1電力検出部50で検出した電力を最小化するものである。
The
復調制御部60は、第1受信回路80から出力されるベースバンド信号をアナログディジタル変換するADC、ディジタル化したベースバンド信号を復調する復調器(FPGAなど)及び第1振幅移相制御部30を制御するためのCPU、ROM、RAM及びI/Oから構成されており、第1電力検出部50で検出した電力値を入力し、第1振幅位相制御部30の可変増幅器30a及び可変移相器30bに対して制御信号を出力し、第1電力検出部50で検出される電力を最小化する最適化処理を行う。
The
(最適化処理)
次に、復調制御部60において実行される最適化処理について、図3に基づき説明する。図3は、最適化処理の流れを示すフローチャートである。最適化処理は、復調制御部60の電源が投入された後、処理が開始され、図3に示すように、S100において利得制御電圧Vg(以下、単にVgと呼ぶ)、移相制御電圧Vp(以下、単にVpと呼ぶ)、Vgのステップ幅ΔVg(以下、単にΔVgと呼ぶ)、Vpのステップ幅ΔVp(以下、単にΔVpと呼ぶ)に初期値が設定される。
(Optimization process)
Next, optimization processing executed in the
続くS105において、第1電力検出部50から受信電力値が取得され、取得された受信電力値が変数F0に代入される。ただし、この受信電力値は、本来受信すべき信号がない状態、すなわちパケットの受信中でない状態で所定時間受信した場合の受信電力値を平均したものである(以下同様)。
In subsequent S105, the received power value is acquired from the first
続くS110において、Vpにステップ幅ΔVpが加えられ、続くS115において、再度第1電力検出部50から受信電力値を取得し、取得した受信電力値が変数F1に代入される。
In subsequent S110, the step width ΔVp is added to Vp. In subsequent S115, the received power value is acquired again from the first
続くS120では、S105で得られたF0の値とS115において得られたF1の値とが比較される。そして、予め設定された所定時間内であって、F1の値がF0の値より小さくなっていない場合(S120:Yes)、処理がS125へ移行され、F1の値がF0の値以上か又は所定時間を経過した場合(S120:No)、処理がS150へ移行される。 In subsequent S120, the value of F0 obtained in S105 is compared with the value of F1 obtained in S115. If the F1 value is not smaller than the F0 value within a predetermined time set in advance (S120: Yes), the process proceeds to S125, and the F1 value is equal to or greater than the F0 value or is predetermined. If the time has elapsed (S120: No), the process proceeds to S150.
S150においては、F1の値とF0の値の差と受信電力値変化の閾値Lm(以下、単にLmと呼ぶ)とが比較され、差がLmより小さい場合(S150:Yes)処理がS155へ移行され、差がLm以上の場合(S150:No)、処理がS160へ移行される。 In S150, the difference between the value of F1 and the value of F0 is compared with the threshold value Lm (hereinafter simply referred to as Lm) of the received power value change. If the difference is smaller than Lm (S150: Yes), the process proceeds to S155. If the difference is greater than or equal to Lm (S150: No), the process proceeds to S160.
S155では、ΔVpが、ステップ幅調整用の定数であるkで除されて符号が反転されたものが新たなΔVpとされ、S160では、ΔVpの初期ステップ幅であるΔVpiがΔVpに代入され、処理がS110へ戻される。 In S155, ΔVp is divided by k, which is a step width adjustment constant, and the sign is inverted to be a new ΔVp. In S160, ΔVpi, which is the initial step width of ΔVp, is substituted into ΔVp, and processing is performed. Is returned to S110.
一方、S125では、F0にF1の値が代入され、続くS130において、Vgにステップ幅ΔVgが加えられ、続くS135において、再度第1電力検出部50から受信電力値が取得され、取得された受信電力値がF1に代入される。
On the other hand, in S125, the value of F1 is substituted for F0, and in subsequent S130, the step width ΔVg is added to Vg. In subsequent S135, the received power value is acquired again from the first
続くS140では、S125で得られたF0の値とS135において得られたF1の値とが比較される。そして、予め設定された所定時間内であって、F1の値がF0の値より小さくなっていない場合(S140:Yes)、処理がS145へ移行され、F1の値がF0の値以上か又は所定時間を経過した場合(S140:No)、処理がS165へ移行される。 In subsequent S140, the value of F0 obtained in S125 is compared with the value of F1 obtained in S135. If the value of F1 is not smaller than the value of F0 within the predetermined time set in advance (S140: Yes), the process proceeds to S145, and the value of F1 is equal to or greater than the value of F0 or is predetermined. When the time has elapsed (S140: No), the process proceeds to S165.
S165においては、F1の値とF0の値の差と受信電力値変化の閾値Lmとが比較され、差がLmより小さい場合(S165:Yes)処理がS170へ移行され、差がLm以上の場合(S165:No)、処理がS175へ移行される。 In S165, the difference between the values of F1 and F0 is compared with the threshold value Lm of the received power value change. If the difference is smaller than Lm (S165: Yes), the process proceeds to S170, and the difference is greater than or equal to Lm. (S165: No), the process proceeds to S175.
S170では、ΔVgがkで除されて符号が反転されたものが新たなΔVgとされ、S175では、ΔVgの初期ステップ幅であるΔVgiがΔVgに代入され、処理がS130へ戻される。 In S170, ΔVg divided by k and inverted in sign is set as a new ΔVg. In S175, ΔVgi which is the initial step width of ΔVg is substituted into ΔVg, and the process returns to S130.
一方、S145では、F0にF1の値が代入された後、処理がS110へ戻され、最適化処理が繰り返される。
(車載無線装置用ノイズ低減装置1の特徴)
以上に説明した車載無線装置用ノイズ低減装置1では、第1車室内用アンテナ20で受信した車室内の電波(主にノイズ信号を含む)が第1加算器40により第1車外用アンテナ10で受信した電波に加算される。その際、加算された電波の電力が最小となるように、第1車室内用アンテナ20で受信した電波(主にノイズ信号を含む)の振幅及び位相が制御される。
On the other hand, in S145, after the value of F1 is assigned to F0, the process returns to S110, and the optimization process is repeated.
(Characteristics of
In the vehicle-mounted radio apparatus
つまり、第1車外用アンテナ10で受信した電波に第1車室内用アンテナ20で受信した電波を単純に逆位相加算するのではなく、第1車室内用アンテナ20で受信した電波の振幅と位相とを制御することにより、第1車外用アンテナ10で受信した電波と第1車室内用アンテナ20で受信した電波とを加算した電波のノイズ成分の強度が最小になるように制御する。
In other words, the amplitude and phase of the radio wave received by the first
したがって、第1車室内用アンテナ20で受信したノイズ信号と第1車室内用アンテナ20で受信したノイズ信号とが同相でなくとも十分なノイズ低減効果を得ることができる。
Therefore, a sufficient noise reduction effect can be obtained even if the noise signal received by the first
また、第1車室内用アンテナ20に本来受信すべき信号が混入しても、本来受信すべき信号とノイズ信号との振幅比及び位相差が、第1車外用アンテナ10の受信電波とは異なるので、ノイズ成分だけを低減することができ、本来受信すべき信号のレベルが必要以上に低下することがなくなるので、信号品質が劣化する可能性も減少する。
In addition, even if a signal that should be originally received is mixed into the first
さらに、加算を第1車外用アンテナ10と第1車室内用アンテナ20各々の受信回路部の後段で行うことができるためアンテナごとの受信回路が不要となる。したがって、回路規模を小さくすることができるので、装置の小型化ができるとともに、コストも低減することができる。
Furthermore, since the addition can be performed after the receiving circuit portion of each of the first
さらに、車室内のノイズ源が、パソコンや携帯電話など車室内で移動するようなものであっても、第1車室内用アンテナ20で受信したノイズ信号の振幅及び位相を車室内におけるノイズ源の移動に従って適応的に制御するので、ノイズ源が移動するものであっても、適切にノイズを低減させることができる。
Furthermore, even if the noise source in the vehicle interior moves within the vehicle interior, such as a personal computer or a mobile phone, the amplitude and phase of the noise signal received by the first
また、第1車外用アンテナ10は、車両の車外の電波を受信するための指向性を有し、第1車室内用アンテナ20は、車両の車室内の電波を受信するための指向性を有している。したがって、それぞれの目的に応じた電波を効率よく受信することができ、かつ、目的以外の電波を受信しにくくなるので、効率よくノイズ低減を行うことができる。
The
さらに、第1車外用アンテナ10は、車両の天井の車外側に設置され、第1車室内用アンテナ20は、車両の車室内側に設置されている。したがって、第1車外用アンテナ10を車室内に設置する場合に比べ、外部から送信される電波を受信する際に、車体の天井部分が障害とならない。また、第1車室内用アンテナ20を天井の車室外に設置する場合に比べ、車室内で発生する電波を受信する際に、車体の天井部分が障害とならない。
Furthermore, the first
したがって、各々のアンテナの指向性を生かして、最適な電波受信環境を得ることができるので、ノイズ低減効果を向上させることができる。
[第2実施形態]
次に、第1実施形態の車載無線装置用ノイズ低減装置1に対して、主に車室内ノイズを受信するアンテナを複数にした第2実施形態の車載無線装置用ノイズ低減装置2について、図4に基づいて説明する。図4は、車載無線装置用ノイズ低減装置2の概略の構成を示すブロック図である。
Therefore, an optimal radio wave reception environment can be obtained by making use of the directivity of each antenna, and the noise reduction effect can be improved.
[Second Embodiment]
Next, with respect to the
なお、第2実施形態の車載無線装置用ノイズ低減装置2は、第1実施形態の車載無線装置用ノイズ低減装置1と同じ構成品が多いので、同じ構成品には同じ符号を付し、その説明を省略する。
In addition, since the
車載無線装置用ノイズ低減装置2は、図4に示すように、車載無線装置用ノイズ低減装置1(図1参照)に対し、第1車室内用アンテナ20とは異なる放射源の車室内の電波を抑圧するための第2車室内用アンテナ22、第2車室内用アンテナ22で受信した電波のうち所定の周波数帯域分の電波のみを通過させるBPF206及び第2車室内用アンテナ22で受信した電波の振幅及び位相を制御して出力する第2振幅位相制御部32を備えている。
As shown in FIG. 4, the in-vehicle wireless device
第1実施形態で説明したように、第1車室内用アンテナ20は、マイクロストリップアンテナであり、車両の天井の車室内側に設置してあるが、第2車室内用アンテナ22は、第1車室内用アンテナ20とは異なる振幅比、位相差を有する電波を受信するものであるので、第1車室内用アンテナとは異なる指向性のアンテナ(例えば、ループアンテナ、形状が異なるマイクロストリップアンテナなど)で、異なる位置(例えば、車両天井の車室内側の異なる位置、ダッシュボード、車室内側の側面など)に設置されていることが望ましい。
As described in the first embodiment, the first
そして、第1加算器40を、3入力1出力の高周波加算器とし、第1車外用アンテナ10、第1振幅位相制御部30の出力及び第2振幅位相制御部32の出力を入力として加算して出力する。つまり、第1車外用アンテナ10で受信した電波に第1振幅位相制御部30の出力及び第2振幅位相制御部32の出力を加算して出力する。
Then, the
第2振幅位相制御部32は、第2車室内用アンテナ22で受信され、BPF206で濾波された電波の振幅及び位相を制御して出力するものであり、図4に示すように、入力された電波の振幅を復調制御部60からの指令信号に応じて増幅する可変増幅器32a及び入力された電波の位相を復調制御部60からの指令信号に応じて変化(移相)させる可変移相器32bとから構成される。
The second amplitude /
復調制御部60は、第1振幅位相制御部30に加え、第2振幅位相制御部32を制御することにより、第1電力検出部50で検出した電力を最小化する。
第1電力検出部50で検出した電力を最小化するための最適化処理では、第1振幅位相制御部30を最適化した後、第1振幅位相制御部30の最適化処理と同様な処理で第2振幅位相制御部32を最適化する。
The
In the optimization process for minimizing the power detected by the first
以上に説明した車載無線装置用ノイズ低減装置2では、第1車室内用アンテナ20でノイズ信号を受信するとともに、第1車室内用アンテナ20で受信する電波とは異なる振幅及び位相のノイズ信号を第2車室内用アンテナ22で受信することができる。
In the on-vehicle wireless device
そして、第1振幅位相制御部30及び第2振幅位相制御部32によって、受信した各ノイズ信号の振幅及び移相を制御して、各ノイズ信号の影響を最小化することができる。
つまり、車室内で発生する異なる放射減のノイズ信号に対して、その影響を最小化することができるので、ノイズ低減効果を向上させることができる。
[第3実施形態]
次に、第1実施形態の車載無線装置用ノイズ低減装置1に対して、主に車外からの電波を受信するアンテナを複数にした第3実施形態の車載無線装置用ノイズ低減装置3について、図5に基づいて説明する。図5は、車載無線装置用ノイズ低減装置3の概略の構成を示すブロック図である。
The first amplitude
That is, since the influence can be minimized with respect to the different radiation noise signals generated in the passenger compartment, the noise reduction effect can be improved.
[Third Embodiment]
Next, with respect to the
なお、第3実施形態の車載無線装置用ノイズ低減装置3は、第1実施形態の車載無線装置用ノイズ低減装置1と同じ構成品が多いので、同じ構成品には同じ符号を付し、その説明を省略する。
In addition, since the
車載無線装置用ノイズ低減装置3は、図5に示すように、車載無線装置用ノイズ低減装置1(図1参照)に対し、第2車外用アンテナ12、BPF208、増幅器210、分配器70、第3振幅位相制御部34、第2加算器42、第2受信回路82及び第2電力検出部52を備えている。
As shown in FIG. 5, the in-vehicle wireless device
第2車外用アンテナ12は、第1車外用アンテナ10とは異なる位置及び指向性のいずれかで主に車外の電波を受信するアンテナであり、例えば、第1車外用アンテナ10が車両後部の天井の車外側に設置されているモノポールアンテナであれば、第2車外用アンテナ12は車両前部の天井の車外側に設置されているモノポールアンテナであったり、ルームミラー付近に設置されているループアンテナであったりする。
The
BPF208は、所定の帯域幅を有する高周波帯域通過フィルタであり、第2車外用アンテナ12で受信した電波のうち、本来受信したい電波の中心周波数から所定の周波数帯域分の電波のみを通過させ、それ以外の高域及び低域の電波を通過させないフィルタである。
The
増幅器210は、低雑音の高周波増幅器であり、BPF208で濾波した電波を所定の倍率で増幅し、第2加算器42に出力する。
分配器70は、1入力多出力の高周波分配器であり、本第3実施形態では、第1車室内用アンテナ20の受信電波を第1振幅位相制御部30及び第3振幅位相制御部34に分配する。
The
The
第3振幅位相制御部34は、入力された電波の振幅を復調制御部60からの指令信号に応じて増幅する可変増幅器34a及び入力された電波の位相を復調制御部60からの指令信号に応じて変化(移相)させる可変移相器34bとから構成され、分配器70により分配された受信電波のうちの1つの振幅を制御して第2加算器42に出力する。
The third amplitude
第2加算器42は、第2車外用アンテナ12で受信した電波に第3振幅位相制御部34の出力を加算して第1受信回路80に出力する。
第2電力検出部52は、第2加算器42の出力の電力を検出する。そして、復調制御部60は、第1振幅位相制御部30に加え、第3振幅位相制御部34を制御することにより、第1電力検出部50及び第2電力検出部52で検出した電力を最小化する。
The
The
第1電力検出部50で検出した電力を最小化するための最適化処理では、第1振幅位相制御部30を最適化した後、第1振幅位相制御部30の最適化処理と同様な処理で第3振幅位相制御部34を最適化する。
In the optimization process for minimizing the power detected by the first
以上に説明した車載無線装置用ノイズ低減装置3では、第1車外用アンテナ10及び第2車外用アンテナ12によって、複数の異なる位置及び指向性のいずれかで車外からの電波を受信することができるので、複数の異なる伝搬経路で到来した電波を合成して通信品質を高めることができる。
In the on-vehicle wireless device
また、複数の各々の電波に対し、第1車室内用アンテナ20で受信した車室内で発生するノイズ信号を分配器70で分配したうえで、その振幅及び位相を制御して加算する。そして、加算した電波の電力が各々最小となるように制御している。
Further, a noise signal generated in the vehicle interior received by the first
したがって、第1車外用アンテナ10と第2車外用アンテナ12とで受信した各々の電波に対し、第1車室内用アンテナ20で受信したノイズ信号の振幅及び位相を制御して加算するので、第1車外用アンテナ10と第2車外用アンテナ12とで受信した各々の電波に対しノイズを低減することができる。
[第4実施形態]
次に、第1実施形態の車載無線装置用ノイズ低減装置1に対して、基準周波数のクロック信号に基づいて位相制御を行うようにした第4実施形態の車載無線装置用ノイズ低減装置4について、図6に基づいて説明する。図6は、車載無線装置用ノイズ低減装置4の概略の構成を示すブロック図である。
Therefore, the amplitude and phase of the noise signal received by the first
[Fourth Embodiment]
Next, the
なお、第4実施形態の車載無線装置用ノイズ低減装置4は、第1実施形態の車載無線装置用ノイズ低減装置1と同じ構成品が多いので、同じ構成品には同じ符号を付し、その説明を省略する。
In addition, since the
車載無線装置用ノイズ低減装置4は、図6に示すように、車載無線装置用ノイズ低減装置1(図1参照)に対し、第1車外用アンテナ10と第1加算器40との間に、基準信号発生器90、第1局部発振器92及び第1周波数変換器94を備えている。
As shown in FIG. 6, the vehicle-mounted wireless device
基準信号発生器90は、所定の基準周波数のクロック信号を出力する
第1局部発振器92は、基準信号発生器90が出力するクロック信号に基づいて、車外から入力される電波の周波数近傍の局部発振信号を出力する
第1周波数変換器94は、車外から入力される電波の周波数を、第1局部発振器92が出力する局部発振信号に基づいて車外から入力される周波数よりも低い周波数の中間周波数に変換する。
The
さらに、第1振幅位相制御部30を、第1移相器100、第2局部発振器102、第2周波数変換器104及び第1可変増幅器106で構成する。
第1移相器100は、基準信号発生器90が出力するクロック信号の位相を移相して出力する
第2局部発振器102は、第1移相器100が出力する信号に基づいて、前記車室内から入力される電波の周波数近傍の局部発振信号を出力する
第2周波数変換器104は、車室内から入力される電波の周波数を、第2局部発振器102が出力する局部発振信号に基づいて前記車室内から入力される周波数よりも低い周波数の中間周波数に変換する。
Further, the first amplitude
The
第1可変増幅器106は、復調制御部60からの指令電圧により増幅率を変化させることができる増幅器であり、第2周波数変換器104の出力を復調制御部60により所定の増幅率で第1加算器40に出力する。
The first
以上に説明した車載無線装置用ノイズ低減装置4では、第1車室内用アンテナ20で受信された電波の位相制御を基準信号発生器90が出力する所定の基準周波数のクロック信号によって正確に実現することができる。したがって、第1車室内用アンテナ20で受信した電波の位相を、アナログ移相器を用いて移相する場合に比べ、位相制御を高精度かつ広範囲にわたって行うことができるので、高いノイズ低減効果を得ることができる。
In the on-vehicle wireless device
[その他の実施形態]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、以下のように種々の態様を採ることができる。
[Other Embodiments]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this embodiment, A various aspect can be taken as follows.
(1)上記実施形態では、第1車外用アンテナ10を車室の天井の外側、第1車室内用アンテナ20を車室内の天井部分に取り付けていた(図2参照)が、図7に示すように、第1車外用アンテナ10及び第1車室内用アンテナ20を、車室内の天井部分の前部に設置されたルームミラーの車室側から見て背面若しくは上部の天井に配置してもよい。
(1) In the embodiment described above, the first
このように配置すると、第1車外用アンテナ10の受信能力は多少劣るものの、2つのアンテナをルームミラーの背面若しくは上部の天井に配置するので、車室内において各アンテナを目立たないように配置することができる。
If arranged in this way, the reception capacity of the
(2)上記実施形態では、振幅制御部、加算器及び電力検出部をアナログ回路で構成していたが、図8に示すように構成してもよい。
つまり、第1振幅位相制御部30、第1加算器40及び第1電力検出部50などの機能を復調制御部60に内蔵させ、増幅器212の出力を第2受信回路82でベースバンド信号に変換して復調制御部60に入力する。つまり、第1車外用アンテナ10で受信した電波と第1車室内用アンテナ20で受信した電波との合成を、ディジタル信号処理で行うのである。
(2) In the above embodiment, the amplitude control unit, the adder, and the power detection unit are configured by analog circuits, but may be configured as shown in FIG.
That is, functions such as the first amplitude
このようにすると、各アンテナで受信した電波の合成前の信号が得られるため、公知のディジタル処理による最適化手法(最急降下法、直接解法、再帰的最小二乗法など)を用いて最適化に必要な時間を短縮することができるので、ノイズ低減の応答性を高めることができる。また、振幅制御部の精度を高められるため、ノイズ低減の効果も高めることができる。 In this way, a signal before synthesis of radio waves received by each antenna is obtained, so optimization using a known digital processing optimization method (steepest descent method, direct solution method, recursive least square method, etc.) Since the required time can be shortened, the response of noise reduction can be improved. In addition, since the accuracy of the amplitude control unit can be increased, the effect of noise reduction can also be increased.
なお、本実施形態(図8参照)では、第1車外用アンテナ10と第1車室内用アンテナ20を用いているが、実施形態1乃至3に示すように、各々のアンテナを増やしてもそれらを独立に処理すれば同様な効果が得られる。
In the present embodiment (see FIG. 8), the first
(3)第1実施形態では、BPF200,204は、アンテナ10,20の直後段に配置され、増幅器202,210はその直後段に配置されていたが、図9に示すように、それらを第1加算器40の後段に配置するようにしてもよい。
(3) In the first embodiment, the
このようにすると、受信機としての受信感度は多少劣ることになるが、受信感度が低くてもよい場合には、適用可能であり、構造が簡単でコストが低減できるというメリットがある。 In this way, the receiver sensitivity as a receiver is somewhat inferior, but when the receiver sensitivity may be low, it is applicable, and there is an advantage that the structure is simple and the cost can be reduced.
1,2,3,4…車載無線装置用ノイズ低減装置、10…第1車外用アンテナ、12…第2車外用アンテナ、20…第1車室内用アンテナ、22…第2車室内用アンテナ、30…第1振幅位相制御部、30a,32a,34a…可変増幅器、30b,32b,34b…可変移相器、32…第2振幅位相制御部、34…第3振幅位相制御部、40…第1加算器、42…第2加算器、50…第1電力検出部、52…第2電力検出部、60…復調制御部、70…分配器、80…第1受信回路、82…第2受信回路、90…基準信号発生器、92…第1局部発振器、94…第1周波数変換器、100…第1移相器、102…第2局部発振器、104…第2周波数変換器、106…第1可変増幅器、200,204,206,208…バンドパスフィルタ(BPF)、202,210,212…増幅器。
1, 2, 3, 4, noise reducing device for in-vehicle wireless device, 10, first antenna for outside the vehicle, 12, antenna for the second vehicle, 20, antenna for the first vehicle interior, 22, antenna for the second vehicle interior, DESCRIPTION OF
Claims (8)
車室内の電波を受信する第1車室内用アンテナと、
前記第1車室内用アンテナで受信した電波の振幅及び位相を制御して出力する第1振幅位相制御手段と、
前記第1車外用アンテナで受信した電波に前記第1振幅位相制御手段の出力を加算して出力する第1加算手段と、
前記第1加算手段の出力の電力を検出する第1電力検出手段と、
前記第1振幅位相制御手段を制御することにより、前記第1電力検出手段で検出した電力を最小化する最適制御手段と、
を備えたことを特徴とする車載無線装置用ノイズ低減装置。 A first external antenna for receiving radio waves outside the vehicle;
A first vehicle interior antenna for receiving radio waves in the vehicle interior;
First amplitude and phase control means for controlling and outputting the amplitude and phase of the radio wave received by the first vehicle interior antenna;
First addition means for adding the output of the first amplitude phase control means to the radio wave received by the first vehicle antenna;
First power detection means for detecting the output power of the first addition means;
Optimal control means for minimizing the power detected by the first power detection means by controlling the first amplitude phase control means;
A noise reduction device for an in-vehicle wireless device.
前記第1車外用アンテナは、前記車両の車外の電波を受信するための指向性を有し、
前記第1車室内用アンテナは、前記車両の車室内の電波を受信するための指向性を有していることを特徴とする車載無線装置用ノイズ低減装置。 The noise reduction device for in-vehicle wireless device according to claim 1,
The first vehicle exterior antenna has directivity for receiving radio waves outside the vehicle of the vehicle,
The in-vehicle wireless device noise reduction device, wherein the first vehicle interior antenna has directivity for receiving radio waves in the vehicle interior of the vehicle.
前記第1車外用アンテナは、前記車両の天井の車外側に設置され、
前記第1車室内用アンテナは、前記車両の車室内側に設置されていることを特徴とする車載無線装置用ノイズ低減装置。 In the noise reduction device for in-vehicle wireless device according to claim 1 or 2,
The first vehicle exterior antenna is installed outside the ceiling of the vehicle,
The first vehicle interior antenna is installed on a vehicle interior side of the vehicle.
前記第1車外用アンテナ及び前記第1車室内用アンテナは、
前記車室内の天井部分の前部に設置されたルームミラーの車室側から見て背面若しくは上部の天井に配置されていることを特徴とする車載無線装置用ノイズ低減装置。 In the noise reduction device for in-vehicle wireless device according to claim 1 or 2,
The first vehicle exterior antenna and the first vehicle interior antenna are:
A noise reduction device for an in-vehicle wireless device, which is disposed on a back or upper ceiling of a rearview mirror installed at a front portion of a ceiling portion of the vehicle interior as viewed from the vehicle interior side.
前記第1車室内用アンテナとは異なる振幅比及び位相差で車室内の電波を受信する第2車室内用アンテナと、
前記第2車室内用アンテナで受信した電波の振幅及び位相を制御して出力する第2振幅位相制御手段と、
を備え、
前記第1加算手段は、前記第1車外用アンテナで受信した電波に前記第1振幅位相制御手段の出力及び前記第2振幅位相制御手段を加算して出力し、
前記最適制御手段は、
前記第1振幅位相制御手段及び前記第2振幅位相制御手段を制御することにより、前記第1電力検出手段で検出した電力を最小化することを特徴とする車載無線装置用ノイズ低減装置。 In the on-vehicle wireless device noise reduction device according to any one of claims 1 to 4,
A second vehicle interior antenna for receiving radio waves in the vehicle interior with a different amplitude ratio and phase difference from the first vehicle interior antenna;
Second amplitude and phase control means for controlling and outputting the amplitude and phase of the radio wave received by the second vehicle interior antenna;
With
The first adding means adds the output of the first amplitude phase control means and the second amplitude phase control means to the radio wave received by the first vehicle antenna, and outputs the result.
The optimum control means is:
An on-vehicle wireless device noise reduction device characterized in that the power detected by the first power detection means is minimized by controlling the first amplitude phase control means and the second amplitude phase control means.
前記第1車外用アンテナとは異なる位置及び指向性で車外の電波を受信する第2車外用アンテナと、
前記第1車室内用アンテナの受信電波を分配する分配手段と、
前記分配手段により分配された受信電波のうちの1つの振幅及び位相を制御して出力する第3振幅位相制御手段と、
前記第2車外用アンテナで受信した電波に前記第3振幅位相制御手段の出力を加算して出力する第2加算手段と、
前記第2加算手段の出力の電力を検出する第2電力検出手段と、
を備え、
前記最適制御手段は、
前記第1振幅位相制御手段及び前記第3振幅位相制御手段を制御することにより、前記第1電力検出手段及び前記第2電力検出手段で検出した電力を最小化することを特徴とする車載無線装置用ノイズ低減装置。 In the noise reduction device for in-vehicle wireless device according to any one of claims 1 to 5,
A second vehicle antenna for receiving radio waves outside the vehicle at a position and directivity different from the first vehicle antenna;
Distributing means for distributing received radio waves of the first vehicle interior antenna;
Third amplitude phase control means for controlling and outputting the amplitude and phase of one of the received radio waves distributed by the distribution means;
Second addition means for adding the output of the third amplitude phase control means to the radio wave received by the second vehicle antenna;
Second power detection means for detecting the output power of the second addition means;
With
The optimum control means is:
An in-vehicle wireless device characterized in that the power detected by the first power detection means and the second power detection means is minimized by controlling the first amplitude phase control means and the third amplitude phase control means. Noise reduction device.
所定の基準周波数のクロック信号を出力する基準信号発生器と、
前記基準信号発生器が出力するクロック信号に基づいて、前記車外から入力される電波の周波数近傍の局部発振信号を出力する第1局部発振器と、
前記車外から入力される電波の周波数を、前記第1局部発振器が出力する局部発振信号に基づいて前記車外から入力される周波数よりも低い周波数の中間周波数に変換する第1周波数変換器と、
を前記第1車外用アンテナと前記第1加算手段との間に備え、
前記第1振幅位相制御手段は、
前記基準信号発生器が出力するクロック信号の位相を移相して出力する第1移相器と、
前記第1移相器が出力する信号に基づいて、前記車室内から入力される電波の周波数近傍の局部発振信号を出力する第2局部発振器と、
前記車室内から入力される電波の周波数を、前記第2局部発振器が出力する局部発振信号に基づいて前記車室内から入力される周波数よりも低い周波数の中間周波数に変換する第2周波数変換器と、
から構成されていることを特徴とする車載無線装置用ノイズ低減装置。 In the noise reduction device for in-vehicle wireless device according to any one of claims 1 to 5,
A reference signal generator that outputs a clock signal of a predetermined reference frequency;
A first local oscillator that outputs a local oscillation signal in the vicinity of a frequency of a radio wave input from outside the vehicle, based on a clock signal output from the reference signal generator;
A first frequency converter that converts a frequency of a radio wave input from outside the vehicle into an intermediate frequency that is lower than a frequency input from outside the vehicle based on a local oscillation signal output from the first local oscillator;
Between the first vehicle antenna and the first adding means,
The first amplitude phase control means includes:
A first phase shifter that shifts and outputs the phase of the clock signal output by the reference signal generator;
A second local oscillator that outputs a local oscillation signal in the vicinity of a frequency of a radio wave input from the vehicle interior based on a signal output by the first phase shifter;
A second frequency converter for converting a frequency of a radio wave input from the vehicle interior to an intermediate frequency lower than a frequency input from the vehicle interior based on a local oscillation signal output from the second local oscillator; ,
The noise reduction apparatus for vehicle-mounted radio | wireless apparatuses characterized by comprising.
前記最適制御手段は、
前記第1車外用アンテナで受信した電波の信号が所定の信号であるか否かを判定し、前記受信した電波の信号が所定の信号でないと判定されている限り、前記第1振幅位相制御手段を動的に制御することにより、前記第1電力検出手段で検出した電力を最小化し、前記受信した電波の信号が所定の信号であると判定された場合には、前記第1振幅位相制御手段の制御を停止し、前記電力の最小化を行わないことを特徴とする車載無線装置用ノイズ低減装置。 In the on-vehicle wireless device noise reduction device according to any one of claims 1 to 7,
The optimum control means is:
It is determined whether or not the radio wave signal received by the first antenna for outside the vehicle is a predetermined signal, and as long as it is determined that the received radio wave signal is not the predetermined signal, the first amplitude phase control means When the signal detected by the first power detection means is minimized and the received radio wave signal is determined to be a predetermined signal, the first amplitude phase control means The noise reduction device for in-vehicle wireless devices is characterized by stopping the control of the vehicle and not minimizing the power.
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