JP2013168744A - In-vehicle receiver - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車載受信機に関し、特に、受信用アンテナが受信した電波からノイズを除去する技術に関する。 The present invention relates to an in-vehicle receiver, and more particularly to a technique for removing noise from radio waves received by a receiving antenna.
受信機の受信用アンテナが受信する電波からノイズを除去する技術が種々知られている。たとえば、特許文献1には、電源ラインノイズ検出回路により電源ラインにおけるノイズ電圧変動を検出し、アンテナが受信した電波から、電源ラインノイズ検出回路が検出したノイズをノイズキャンセラにより除去する技術が開示されている。
Various techniques for removing noise from radio waves received by a receiving antenna of a receiver are known. For example,
また、この特許文献1には、受信機の周囲に配設される複数の電装品が発生するノイズを除去する技術も開示されている。具体的には、受信機の周囲に配設される複数の電装品が通電中である場合、各電装品から通電中の通知を受ける受信回路を備えている。また、重み付け回路と電圧信号発生回路からなるノイズ環境評価回路を備えている。そして、重み付け回路において、受信回路が通電中の通知を受けた電装品に応じて重み付けが決定され、電圧信号発生回路でその重み付けに応じた電圧信号を発生させる。この電圧信号を、通電中の電装品が発生するノイズとして、アンテナが受信した電波からノイズを除去している。
In addition,
特許文献1の技術では、各電装品から通電中の通知を受信回路が受ける必要があることから、電装品と受信回路とをワイヤーハーネスで接続する必要があり、ワイヤーハーネスの増加によりコスト高なってしまう。
In the technique of
また、ノイズ環境評価回路の重み付け加算回路で重み付け処理を行なう必要があることから、処理負荷が高いという問題もある。 In addition, since it is necessary to perform weighting processing by the weighting addition circuit of the noise environment evaluation circuit, there is also a problem that the processing load is high.
さらに、ノイズ環境評価回路の電圧信号発生回路が発生させる電圧信号は、各電装品が通電中であるか通電中でないかしか反映されていないが、実際には、各電装品が通電中に発生するノイズは常に同じではない。従って、特許文献1の技術ではノイズを十分に除去できない可能性がある。
In addition, the voltage signal generated by the voltage signal generation circuit of the noise environment evaluation circuit reflects only whether each electrical component is energized or not, but in reality, it is generated while each electrical component is energized. The noise you do is not always the same. Therefore, there is a possibility that the technique of
なお、特許文献1では、電源ラインについては、ノイズ検出回路によりノイズを検出する技術も開示されている。電装品についても電源ラインと同様に、ノイズ検出回路を設けることも考えられる。しかし、電装品毎にノイズ検出回路を設けるとすると、非常に高コストとなってしまう。
本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、ノイズ除去のための機器を少なくしつつ、簡易な処理により良好にノイズを除去することができる車載受信機を提供することにある。 The present invention has been made based on this situation, and an object of the present invention is to provide an in-vehicle receiver that can remove noise satisfactorily by simple processing while reducing the number of devices for noise removal. Is to provide.
その目的を達成するための本発明は、車両に搭載されて車外から到来する目的電波を受信する受信用アンテナ(10)を備えた車載受信機(1)であって、前記受信用アンテナよりも前記目的電波が到達しにくい場所に、前記車両の車体から電気的に離隔して配置された金属体(21、21A)と、前記金属体と車体との間の電圧を検出する電圧検出部(22)と、前記電圧検出部が検出した電圧をノイズとして、前記受信用アンテナが受信する電波からノイズを除去するノイズ除去部(17)とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the object, the present invention provides an in-vehicle receiver (1) including a receiving antenna (10) that is mounted on a vehicle and receives a target radio wave coming from outside the vehicle. A metal body (21, 21A) disposed at a position where the target radio wave is difficult to reach from a vehicle body of the vehicle, and a voltage detection unit for detecting a voltage between the metal body and the vehicle body ( 22) and a noise removing unit (17) for removing noise from the radio wave received by the receiving antenna using the voltage detected by the voltage detecting unit as noise.
車両においては種々の機器がノイズを発生するが、種々の機器が発生するノイズは、車体−受信用アンテナ間の浮遊容量と、受信用アンテナ−大地間の浮遊容量との分圧により、受信用アンテナに受信されることを発見した。そこで、本発明では、受信用アンテナよりも目的電波が到達しにくい場所に、車両の車体から電気的に離隔して金属体を配置する。これにより、車体−金属体間の浮遊容量と、金属体−大地間の浮遊容量との分圧により、種々の機器が発生するノイズは金属体にも受信される。よって、車体と金属体との間の電圧を電圧検出部で検出することで、受信アンテナに受信されるノイズと周波数特性が近いノイズを検出することができる。 Various devices generate noise in vehicles, but the noise generated by various devices is due to the partial pressure between the stray capacitance between the vehicle body and the receiving antenna and the stray capacitance between the receiving antenna and the ground. I found it to be received by the antenna. Therefore, in the present invention, the metal body is disposed in a place where the target radio wave is less likely to reach than the receiving antenna, and is electrically separated from the vehicle body. Thereby, the noise which various apparatuses generate | occur | produce by the partial pressure of the stray capacitance between a vehicle body-metal body and the stray capacitance between a metal body-ground is received also by a metal body. Therefore, by detecting the voltage between the vehicle body and the metal body by the voltage detection unit, it is possible to detect noise having a frequency characteristic close to noise received by the receiving antenna.
しかも、金属体は、受信用アンテナよりも目的電波が到達しにくい場所に配置される。よって、車体と金属体との間の電圧は、受信用アンテナが受信する電波に比較して、相対的にノイズ成分の比率が高い。従って、電圧検出部で検出した電圧をノイズとすることで、受信用アンテナが受信する電波からノイズを良好に除去できる。 Moreover, the metal body is disposed in a place where the target radio wave is less likely to reach than the receiving antenna. Therefore, the voltage between the vehicle body and the metal body has a relatively high ratio of noise components as compared with the radio wave received by the receiving antenna. Therefore, noise can be satisfactorily removed from radio waves received by the receiving antenna by using the voltage detected by the voltage detection unit as noise.
また、金属体と車体との間の電圧が示すノイズは、種々のノイズが一体となったものであることから、ノイズ源毎にノイズ検出器を設ける必要がない。よって、コストを低減することができる。 Further, since the noise indicated by the voltage between the metal body and the vehicle body is a combination of various noises, it is not necessary to provide a noise detector for each noise source. Therefore, cost can be reduced.
さらに、ノイズ源の数によらず同じ処理でノイズを除去できることから、ノイズを除去するための処理が簡易な処理となる。 Furthermore, since noise can be removed by the same process regardless of the number of noise sources, the process for removing noise becomes a simple process.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1において、受信用アンテナである放送波用アンテナ10は、車外の放送局から送信されて車両に到達する放送波(目的電波)を受信するために車両に設置されるアンテナである。よって、放送波を受信しやすい位置に設置される。放送波用アンテナ10の具体的設置位置としては、たとえば、車体の上面あるいは側面がある。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, a
高周波増幅部11は、放送波用アンテナ10が受信した信号を増幅する。選局部12は、利用者が選局操作を行なう際に操作する部分である。局部発振部13は、選局部12によって選択された周波数の信号を発振する。ミキサ部14は、高周波増幅部11が増幅した受信信号と、局部発振部13が発生した信号とを混合する。これにより、受信信号は、放送周波数の信号から中間周波数の信号に周波数変換される。中間周波増幅部15は、ミキサ部14で周波数変換された中間周波数の信号を増幅する。検波部16は、増幅後の中間周波数の信号の検波を行なう。
The
ノイズ除去部17は、検波部16で検波された信号から、ノイズ受信部20で検出されたノイズをもとにして、ノイズを除去する。信号処理部18は、ノイズ除去部17でノイズが除去された信号を用いて、電気信号を音声信号に変換して出力する。
The
次に、本実施形態の特徴であるノイズ受信部20を説明する。ノイズ受信部20は、図2に示すノイズ検出用アンテナ21と電圧検出回路22を備えている。図2に示すように、本実施形態のノイズ検出用アンテナ21は、車体30の底部31に絶縁物32を介して取り付けられている。つまり、ノイズ検出用アンテナ21は車体30の底部31の下方に配置されている。この位置では、車体30による遮蔽のため、放送波は放送波用アンテナ10よりも到達しにくい。
Next, the
また、ノイズ検出用アンテナ21の形状は、平な薄板状であり、車体30の底部31と平行になっている。なお、薄板の厚さは膜と称される程度の薄さの板を意味する。なお、車体30は金属製(すなわち導体製)である。
The shape of the
電圧検出回路22は、車体30の底部31とノイズ検出用アンテナ21との間の電圧を検出する。この電圧検出回路22が検出した電圧がノイズを示す信号としてノイズ除去部17に入力される。ノイズ除去部17は、このノイズを示す信号をもとにしてノイズを除去する。ノイズを除去する具体的処理は、公知の種々の手法を用いることができ、たとえば、ノイズ信号を所定の増幅率で増幅し、この増幅した信号を検波部16で検波した信号から減算する。
The
次に、電圧検出回路22が検出する電圧がノイズを示していることを、図3A、図3Bを用いて説明する。なお、図3Bは、図3Aと同じ回路であるが、放送波用アンテナ10とノイズ検出用アンテナ21とをより対比し易く示した回路である。
Next, the fact that the voltage detected by the
図3A、図3Bにおいて、Cgは車体30の底部31と大地面40との間の浮遊容量を示している。Caは車体30と放送波用アンテナ10との間の静電容量を示し、Cbは放送波用アンテナ10と大地面40との間の静電容量を示し、Ccは車体30とノイズ検出用アンテナ21との間の静電容量を示し、Cdはノイズ検出用アンテナ21と大地面40との間の静電容量を示す。また、VNは、車体30に誘起されて、静電容量Cgにより車体30の底部31から大地面40へ流れるノイズ電圧を示し、VAは車両内部の電装品が発生したノイズにより車体30に誘起されて放送波用アンテナ10に受信されるノイズ電圧を示し、VNaは、車体30に誘起されてノイズ検出用アンテナ21に受信されるノイズ電圧を示す。
3A and 3B, Cg indicates the stray capacitance between the bottom 31 of the
図3A、図3Bの等価回路から分かるように、車体30に誘起されたノイズ電圧VNは、静電容量Caと静電容量Cbとの分圧により放送波用アンテナ10に受信される。また、それとともに、ノイズ電圧VNは、静電容量Ccと静電容量Cdの分圧によりノイズ検出用アンテナ21に受信される。従って、ノイズ電圧VNaをノイズ受信部20により検出し、この検出したノイズ電圧VNaをもとに、放送波用アンテナ10が受信する電波からノイズを除去できるのである。
As can be seen from the equivalent circuits of FIGS. 3A and 3B, the noise voltage V N induced in the
次に、ノイズの一例として、プラグインハイブリッド(PHV)車両に対して、充電ケーブル50を用いて充電を行なう際のノイズの流れる経路を調べた実験を図4に基づいて説明する。図4に示すように、この実験では、商用電源端子51に模擬電源回路(LISN)52を接続し、このLISN52を介して充電ケーブル50をPHV車両に接続している。また、53もケーブルである。このケーブル53により、バッテリ54のマイナス端子と大地面40とを接続した場合、および、ケーブル53を取り外した場合とにおいて、それぞれ、車体30と大地面40との間の電圧を測定した。なお、55は発泡材であり絶縁体である。この実験は電波暗室にて行なった。
Next, as an example of noise, an experiment in which a route through which noise flows when charging a plug-in hybrid (PHV) vehicle using the charging
上記実験の結果を示す図5のグラフでは、横軸が周波数、縦軸が車体30と大地面40との間の電圧を示している。また、実線はケーブル53を外した場合、破線はケーブル53を接続した場合である。
In the graph of FIG. 5 showing the results of the experiment, the horizontal axis indicates the frequency, and the vertical axis indicates the voltage between the
図5に示す実験結果から、ケーブル53を接続することで、すなわち、バッテリ54のマイナス端子を大地面40にショートさせることで、車体30と大地面40との間の電圧が減少していることが分かる。このことから、充電ケーブル50に発生したコモン電流は車体30に伝わり、車体30から、車体30と大地面40との間の浮遊容量を流れていることが分かる。
From the experimental results shown in FIG. 5, the voltage between the
図6A、図6B、図6Cには、車両をモデル化してノイズ電圧を測定したシミュレーションにおける車体モデル60を示されている。この車体モデル60はセダン形状の車両を模しており、そのサイズは、幅1800mm、長さ4800mm、高さ1700mm(地上高200mm)とした。
FIGS. 6A, 6B, and 6C show a
図6Aは、この車体モデル60において放送波用アンテナ70の設置位置を示している。放送波用アンテナ70は、車体モデル60の屋根部61に設置している。より詳細には、屋根部61の中心より右300mm、後ろ600mmに設置した。また、エレメント長さを300mmとした。ただし、300mmのうち60mm分は設置側の長さである。
FIG. 6A shows the installation position of the
図6Bは、車体モデル60においてノイズ検出用アンテナ71の設置位置を示している。ノイズ検出用アンテナ71は、車体モデル60の底面62に設置している。より詳細には、底面62において、中心より前に900mmの位置に設置した。また、底面62との距離は10mmとした。ノイズ検出用アンテナ71の形状は600mm×600mmの矩形薄膜形状とした。
FIG. 6B shows the installation position of the
図6Cは、この車体モデル60においてノイズ源72の設置位置を示している。ノイズ源72は、車体モデル60において、実際の車両のエンジンルームに相当する位置に設置した。そして、このノイズ源72が発生するノイズの振幅を1Vとした。
FIG. 6C shows the installation position of the
図6のシミュレーションの結果を示す図7において、横軸は周波数、縦軸はノイズ電圧である。また、黒四角は放送波用アンテナ70の端子電圧であり、白抜きの菱形はノイズ検出用アンテナ71の端子電圧である。図7から分かるように、ノイズ検出用アンテナ71は放送波用アンテナ70よりも効率良くノイズを検出できている。
In FIG. 7 showing the result of the simulation of FIG. 6, the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents noise voltage. The black square is the terminal voltage of the
次に放送波については、放送波用アンテナ70のほうがノイズ検出用アンテナ71よりも検出感度がよいことを確認したシミュレーションを説明する。このシミュレーションは、図8に示すように、放送局のアンテナ80はアンテナ長を10mとし、このアンテナ80と車体モデル60との距離を100mとした。
Next, a simulation for confirming that the
図9に示すシミュレーション結果のグラフにおいて、横軸は周波数、縦軸は電圧である。また、黒四角および白抜きの菱形は図7と同様、それぞれ、放送波用アンテナ70の端子電圧、ノイズ検出用アンテナ71の端子電圧である。図9から分かるように、ノイズ検出用アンテナ71も放送波を受信するが、放送波用アンテナ70のほうが効率良く放送波を受信できている。
In the graph of the simulation result shown in FIG. 9, the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents voltage. Black squares and white diamonds are the terminal voltage of the
図7、図9に示したシミュレーション結果から次のことが分かる。すなわち、放送波用アンテナ70、ノイズ検出用アンテナ71は、いずれも放送波およびノイズを検出するが、ノイズについてはノイズ検出用アンテナ71のほうが検出感度がよい一方、放送波については放送波用アンテナ70のほうが検出感度がよいことが分かる。よって、ノイズ検出用アンテナ71で検出した信号をもとにして放送波用アンテナ70が受信した信号からノイズを効果的に除去することができると言える。
The following can be understood from the simulation results shown in FIGS. That is, the
以上、説明したように、車両において種々の機器が発生するノイズは、車体30と放送波用アンテナ10との間の浮遊容量Caと、放送波用アンテナ10と大地面40との間の浮遊容量Cbの分圧により、放送波用アンテナ10に受信される(図3)。また、本実施形態では、車体30の底部31の下方にノイズ検出用アンテナ21を配置している。よって、そのノイズは、車体30とノイズ検出用アンテナ21との間の浮遊容量Ccと、ノイズ検出用アンテナ21と大地面40との間の浮遊容量Cdの分圧により、ノイズ検出用アンテナ21にも受信される。
As described above, noises generated by various devices in the vehicle are the stray capacitance Ca between the
よって、車体30とノイズ検出用アンテナ21との間の電圧VNaを検出することで、放送波用アンテナ10に受信されるノイズと周波数特性が近いノイズを検出することができる。
Therefore, by detecting the voltage V Na between the
しかも、ノイズ検出用アンテナ21は、放送波用アンテナ10よりも放送波が到達しにくい場所に配置される。よって、車体30とノイズ検出用アンテナ21との間の電圧VNaは、放送波用アンテナ10が受信する電波に比較して、相対的にノイズ成分の比率が高い。従って、電圧VNaをノイズとすることで、放送波用アンテナ10が受信する電波からノイズを良好に除去できる。
Moreover, the
また、電圧VNaが示すノイズは、種々のノイズが一体となったものであることから、ノイズ源毎にノイズ検出器を設ける必要がない。よって、コストを低減することができる。さらに、ノイズ源の数によらず同じ処理でノイズを除去できることから、ノイズを除去するための処理が簡易な処理となる。 Further, since the noise indicated by the voltage V Na is a combination of various noises, it is not necessary to provide a noise detector for each noise source. Therefore, cost can be reduced. Furthermore, since noise can be removed by the same process regardless of the number of noise sources, the process for removing noise becomes a simple process.
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, The following embodiment is also contained in the technical scope of this invention, and also the summary other than the following is also included. Various modifications can be made without departing from the scope.
たとえば、前述の実施形態では、ノイズ検出用アンテナ21は、車体30よりも下に配置されていたが、図10に示すように、ノイズ検出用アンテナ21Aを車内(すなわち車体30によって形成される車両内空間)に配置してもよい。図10に示すノイズ検出用アンテナ21Aは、車内において、車体30の底部31に絶縁物32を介して配置されている。
For example, in the above-described embodiment, the
図10のように、導電性の車体30の内部空間にノイズ検出用アンテナ21Aを配置する場合でも、車体30には窓部があることから、車体30に誘起されたノイズは、この窓部を介して大地面40との間の浮遊容量を流れる。ただし、車体30の下方に配置したノイズ検出用アンテナ21よりはノイズ検出レベルは低くなる。しかし、車内に配置する場合には、放送波も受信しにくいため、ノイズを精度よく検出することができる。
As shown in FIG. 10, even when the
また、前述のノイズ検出用アンテナ21、21Aは、平板形状であったが、ノイズ検出用アンテナの形状は、その他の形状(たとえば箱型、球形状)でもよい。また、線形状や、線が組み合わされた形状、すなわち、網形状でもよい。
Further, although the above-described
また、前述の実施形態はラジオ受信機1、すなわち、放送波を受信する受信機であったが、双方向通信のための受信機にも本発明は適用できる。
Moreover, although the above-mentioned embodiment was a
1:車載ラジオ受信機(車載受信機)
10:放送波用アンテナ(受信用アンテナ)
17:ノイズ除去部
20:ノイズ受信部
21、21A:ノイズ検出用アンテナ(金属体)
22:電圧検出回路(電圧検出部)
30:車体
31:底部
1: Car radio receiver (car receiver)
10: Broadcast wave antenna (receiving antenna)
17: Noise removing unit 20:
22: Voltage detection circuit (voltage detection unit)
30: Body 31: Bottom
Claims (4)
前記受信用アンテナよりも前記目的電波が到達しにくい場所に、前記車両の車体(30)から電気的に離隔して配置された金属体(21、21A)と、
前記金属体と車体との間の電圧を検出する電圧検出部(22)と、
前記電圧検出部が検出した電圧をノイズとして、前記受信用アンテナが受信する電波からノイズを除去するノイズ除去部(17)と
を備えることを特徴とする車載受信機。 An in-vehicle receiver (1) equipped with a receiving antenna (10) that is mounted on a vehicle and receives a target radio wave coming from outside the vehicle,
A metal body (21, 21A) disposed at a position where the target radio wave is less likely to reach than the receiving antenna, and electrically separated from the vehicle body (30) of the vehicle;
A voltage detector (22) for detecting a voltage between the metal body and the vehicle body;
A vehicle-mounted receiver comprising: a noise removing unit (17) that removes noise from radio waves received by the receiving antenna using the voltage detected by the voltage detecting unit as noise.
前記金属体(21)は、前記車体(30)の底部(31)の下方に、その底部から電気的に離隔して配置されることを特徴とする車載受信機。 In claim 1,
The in-vehicle receiver, wherein the metal body (21) is disposed below the bottom portion (31) of the vehicle body (30) and electrically separated from the bottom portion.
前記金属体(21A)は、前記車体によって形成される車両内空間において、前記車体から電気的に離隔して配置されることを特徴とする車載受信機。 In claim 1,
The in-vehicle receiver, wherein the metal body (21A) is disposed electrically separated from the vehicle body in a vehicle interior space formed by the vehicle body.
前記金属体(21、21A)は平板状であることを特徴とする車載受信機。 In any one of Claims 1-3,
The in-vehicle receiver, wherein the metal bodies (21, 21A) are flat.
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