JP2013223185A - Receiver unit and reception method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、受信装置及び受信方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to a receiving apparatus and a receiving method.
従来、電波中に含まれた不要波を低減するために、種々のフィルタを備えた受信装置が用いられている。係る受信装置では、並列接続されたフィルタにより不要波を低減するものが提案されており、各々のフィルタでフィルタ処理が施された信号が出力されるよう構成されている。 Conventionally, in order to reduce unnecessary waves contained in radio waves, receiving devices including various filters have been used. Such a receiving apparatus has been proposed in which unnecessary waves are reduced by filters connected in parallel, and is configured to output a signal subjected to filter processing by each filter.
しかしながら、並列接続されたフィルタを用いて不要波の低減を行う従来の技術では、不要波の増加に伴い電波の分配数やフィルタ処理に係る部品数が増加するため、装置構成が複雑化するという問題があった。 However, in the conventional technique for reducing unnecessary waves using filters connected in parallel, the number of radio wave distributions and the number of parts related to filter processing increase with the increase of unnecessary waves, which complicates the device configuration. There was a problem.
実施の形態の受信装置は、空中線と、複数のフィルタ部と、信号処理部とを備える。空中線は、所定周波数の希望波と当該周波数とは異なる不要波とを含む電波を、受信信号として受信する。複数のフィルタ部は、空中線に直列接続され、互いに異なる周波数帯域を減衰させるノッチフィルタをそれぞれ有し、前段からの前記受信信号を、前記ノッチフィルタを介して後段に出力するオン状態か当該ノッチフィルタを介さずに後段に出力するオフ状態かを選択可能に構成されている。信号処理部は、複数のフィルタ部を通過した受信信号に対し、少なくとも信号増幅を含む所定の信号処理を施す。さらに、複数のフィルタ部のオン/オフ状態が、前記受信信号に含まれる前記希望波及び前記不要波の周波数に応じて設定される。 The receiving apparatus according to the embodiment includes an antenna, a plurality of filter units, and a signal processing unit. The antenna receives, as a received signal, a radio wave including a desired wave having a predetermined frequency and an unnecessary wave different from the frequency. The plurality of filter units are connected in series to the antenna and each have a notch filter for attenuating different frequency bands, and the received signal from the previous stage is output to the subsequent stage via the notch filter or the notch filter. It is possible to select whether the output is in the off state without going through the output. The signal processing unit performs predetermined signal processing including at least signal amplification on the reception signals that have passed through the plurality of filter units. Further, ON / OFF states of the plurality of filter units are set according to the frequencies of the desired wave and the unnecessary wave included in the received signal.
以下、添付図面を参照して、この発明に係る受信装置及び受信方法の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of a receiving apparatus and a receiving method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態に係る受信装置1の構成を模式的に示す図である。同図に示すように、受信装置1は、空中線11と、複数のフィルタ部12と、増幅器13と、分配器14と、信号処理部15、16とを備えている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of a receiving device 1 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the receiving device 1 includes an antenna 11, a plurality of
空中線11は、例えばアンテナ素子等であり、空中の電波を受信し、受信信号としてフィルタ部12に出力する。なお、本実施形態の空中線11では、所定周波数の希望波と当該周波数とは異なる不要波とを含む電波を受信するものとする。
The antenna 11 is an antenna element or the like, for example, receives an airwave in the air, and outputs it as a received signal to the
ここで、図2は、本実施形態に係る電波(受信信号)の一例を模式的に示す図であり、縦軸が信号レベル、横軸が周波数を表している。同図では二つの希望波DS1、DS2と、二つの不要波US1、US2が含まれた電波を示している。空中線11では、これら希望波DS1、DS2及び不要波US1、US2を含む電波を受信する。なお、図2に示した相互変調歪み波IMは、後述する増幅器13(増幅器25、26)及び信号処理部15、16(信号処理部31、32)の特性により、不要波US1、US2から発生した2信号3次相互変調歪み波である。
Here, FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an example of radio waves (reception signals) according to the present embodiment, where the vertical axis represents the signal level and the horizontal axis represents the frequency. In the figure, a radio wave including two desired waves DS1 and DS2 and two unnecessary waves US1 and US2 is shown. The antenna 11 receives radio waves including these desired waves DS1 and DS2 and unnecessary waves US1 and US2. The intermodulation distortion wave IM shown in FIG. 2 is generated from unnecessary waves US1 and US2 due to the characteristics of the amplifier 13 (
図1に戻り、複数のフィルタ部12は、直列に接続されており、先頭のフィルタ部12に入力された空中線11からの受信信号が、後段のフィルタ部12に順次出力されるよう構成されている。
Returning to FIG. 1, the plurality of
各フィルタ部12は、図1に示すように、ノッチフィルタ121と、このノッチフィルタ121の前後に接続されたスイッチ部122、123とを有し、スイッチ部122、123の切り替えにより、前段の空中線11又はフィルタ部12から入力された受信信号を、ノッチフィルタ121を介して後段に出力するか否かを選択することが可能となっている。以下、前段からの受信信号をノッチフィルタ121を介して後段に出力するスイッチ部122、123の状態を「オン状態」と表記し、前段からの受信信号を経路124を介して後段に出力するスイッチ部122、123の状態を「オフ状態」と表記する。
As shown in FIG. 1, each
各フィルタ部12に搭載されるノッチフィルタ121は、互いに異なる周波数帯域の信号レベルを所定量減衰させるフィルタ特性を有し、スイッチ部122、123のオン状態により受信信号が入力された場合、このフィルタ特性を用いて受信信号にフィルタ処理を施す。なお、ノッチフィルタ121のフィルタ特性は、急峻なスカート特性を有することが好ましく、例えば超伝導フィルタを用いて実現させる形態としてもよい。
The
ここで、図3は、各フィルタ部12のフィルタ特性を模式的に示す図であり、縦軸は信号レベル、横軸は周波数を表している。同図では、四つのフィルタ部12を備えた構成を想定しており、フィルタ部12の各々が有するノッチフィルタ121のフィルタ特性を、符号121a〜121dで表している。図3に示すように、各ノッチフィルタ121のフィルタ特性は、互いに異なる周波数帯域を所定レベルに減衰させるよう予め設定されている。
Here, FIG. 3 is a diagram schematically showing the filter characteristics of each
図1に戻り、増幅器13は、フィルタ部12を通過した受信信号の信号レベルを増幅し、分配器14に出力する。分配器14は、増幅器13で増幅された受信信号を、後段の信号処理部15、16に電力分配する。
Returning to FIG. 1, the
信号処理部15、16は、高周波増幅器や復調器等の高周波部品(図示せず)を有し、分配器14から入力された受信信号に所定の信号処理を施すことで互いに異なる希望波を抽出し、出力信号として図示しない外部装置に出力する。
The
以下、本実施形態に係る受信装置1の動作について説明する。まず、本実施形態の受信装置1と対比するために、従来の受信装置について説明する。 Hereinafter, the operation of the receiving apparatus 1 according to the present embodiment will be described. First, for comparison with the receiving apparatus 1 of the present embodiment, a conventional receiving apparatus will be described.
図6は、従来の受信装置2の構成例を模式的に示す図である。同図に示すように、受信装置2は、空中線21と、分配器22と、帯域制限フィルタ23、24と、増幅器25、26と、分配器27、28と、スイッチ部29、30と、信号処理部31、32とを備えている。
FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a configuration example of a conventional receiving device 2. As shown in the figure, the receiving device 2 includes an
空中線21は、空中の電波を受信し、受信信号として分配器22に出力する。なお、空中線21は、空中線11と同様、所定周波数の希望波と当該周波数とは異なる不要波とを含む電波を受信するものとする。
The
分配器22は、空中線21から入力される受信信号を、後段の帯域制限フィルタ23、24に電力分配する。帯域制限フィルタ23、24は、互いに異なる周波数帯域の信号を通過させるフィルタ特性を有し、フィルタ処理後の受信信号を、増幅器25、26にそれぞれ出力する。
The
ここで、図7は、帯域制限フィルタ23、24のフィルタ特性を模式的に示す図であり、縦軸は信号レベル、横軸は周波数を表している。同図に示すように、帯域制限フィルタ23のフィルタ特性231と、帯域制限フィルタ24のフィルタ特性241とは、互いに異なる周波数帯域の信号を通過させるよう予め設定されている。
Here, FIG. 7 is a diagram schematically showing the filter characteristics of the
図6に戻り、増幅器25、26は、帯域制限フィルタ23、24から出力された受信信号をそれぞれ増幅し、分配器27、28に出力する。分配器27、28は、増幅器25、26で増幅された受信信号を、スイッチ部29、30に電力分配する。
Returning to FIG. 6, the
スイッチ部29、30は、分配器27又は分配器28に切り替え可能に接続され、この切り替えにより、分配器27又は分配器28で分配された受信信号を選択することが可能となっている。
The
信号処理部31、32は、高周波増幅器や復調器等の高周波部品(図示せず)を有し、スイッチ部29、30から入力された受信信号に所定の信号処理を施すことで互いに異なる希望波を抽出し、出力信号として図示しない外部装置に出力する。
The
ここで、従来の受信装置2を用いて、希望波及び不要波が複数含まれた電波から不要波を低減させる場合について説明する。例えば、図2に示したように、希望波DS1、DS2と不要波US1、US2とが含まれた電波を受信装置2が受信する場合、増幅器25、26及び信号処理部31、32が有する高周波部品の歪み特性により、相互変調歪み波IMが発生する。この相互変調歪み波IMの信号レベルの変化は、不要波US1、US2の信号レベルに比例するため、不要波US1、US2が大きいほど相互変調歪み波IMも大きくなる。そして、この相互変調歪み波IMが、例えば、図2に示すように、希望波DS2と同一周波数上にあり、且つ希望波DS2の信号レベルよりも大きくなると、SN比が低下するため、希望波DS2を受信することが困難となる。
Here, a case where unnecessary waves are reduced from a radio wave including a plurality of desired waves and unnecessary waves using the conventional receiving device 2 will be described. For example, as shown in FIG. 2, when the receiving device 2 receives radio waves including desired waves DS1 and DS2 and unnecessary waves US1 and US2, the high frequencies of the
このような場合、従来の受信装置2では、図8に示すように、帯域制限フィルタ23、24のフィルタ特性231、241により、二つの不要波US1、US2の信号レベルをそれぞれ減衰させ、これにより相互変調歪み波IMの低減を実現している。
In such a case, in the conventional receiving device 2, as shown in FIG. 8, the signal characteristics of the two unnecessary waves US1 and US2 are attenuated by the
しかしながら、従来の受信装置2の構成では、分配器22において受信信号の電力分配を行うことで、並列接続された各帯域制限フィルタ23、24に受信信号を出力する構成であるため、分配数の増加、すなわち不要波の増加に伴い受信感度が低下するという問題がある。また、不要波が一信号増加する毎に、当該不要波を低減させるためのフィルタセット(帯域制限フィルタ、増幅器、分配器等)が必要となり、スイッチ部29、30の個数及び組み合わせも増加する。そのため、従来の受信装置2では、不要波の増加に伴い部品数が増加し、装置構成が複雑化するという問題があった。
However, in the configuration of the conventional receiving device 2, the power of the received signal is distributed by the
そこで、本実施形態の受信装置1では、上記した従来の受信装置2の問題を解消するため、直列接続したフィルタ部12を用いることで、不要波(相互変調歪み波)の低減(減衰)を行う。
Therefore, in the receiving device 1 of the present embodiment, in order to solve the problems of the conventional receiving device 2 described above, the
具体的に、受信装置1では、例えば図2の電波を受信する場合、図3に示した四つのフィルタ特性のうち、二つの不要波US1、US2が存在する周波数帯を減衰させるフィルタ特性121a、121cを有したフィルタ部12(ノッチフィルタ121)のスイッチ部122、123をオン状態とし、このフィルタ特性121a、121c以外のフィルタ特性121b、121dを有したフィルタ部12(ノッチフィルタ121)のスイッチ部122、123をオフ状態とする。
Specifically, for example, when receiving the radio wave of FIG. 2, the receiving device 1 attenuates the frequency band in which two unnecessary waves US1 and US2 exist among the four filter characteristics shown in FIG. The
この結果、図4に示すように、図2の電波がフィルタ部12のフィルタ系列を通過することで、フィルタ特性121a、121cにより、不要波US1、US2の信号レベルがそれぞれ所定量減衰され、希望波DS1、DS2については元の信号レベルが保持される。これにより、相互変調歪み波IMの信号レベルを低減することができるため、希望波DS2の信号レベルを相対的に上昇させることができる。 As a result, as shown in FIG. 4, when the radio wave of FIG. The original signal level is maintained for the waves DS1 and DS2. Thereby, since the signal level of the intermodulation distortion wave IM can be reduced, the signal level of the desired wave DS2 can be relatively increased.
以上のように、本実施形態に係る受信装置1では、直列接続されたフィルタ部12のオン/オフ状態を切り替えることにより、電波中に含まれた不要波の信号レベルを減衰させ、希望波の信号レベルを保持するフィルタ系列を実現している。そのため、受信信号の電力分配を行う従来の受信装置2の構成と比較し、当該受信信号の出力電力を保持することができるため、受信感度の低下を抑制することができる。また、不要波が増加する場合であっても、当該不要波の周波数帯に対応するフィルタ部12をオン状態、或いは、この周波数帯に対応するフィルタ部12を追加することで対処することができるため、従来の受信装置2の構成と比較し、より簡易な構成で不要波(相互変調歪み波)を低減することができる。
As described above, in the receiving device 1 according to the present embodiment, by switching the on / off state of the
なお、上記実施形態の受信装置1では、フィルタ部12の個数を四個とした例について説明したが、複数であればその個数は特に問わないものとする。また、上記実施形態では、電波中に含まれる希望波及び不要波の個数を二個としたが、これに限らず、その個数は特に問わないものとする。なお、電波中に複数の希望波が含まれる場合には、各希望波用の受信部(信号処理部15、16)を備えるものとする。
In the receiving apparatus 1 of the above-described embodiment, the example in which the number of the
[第2の実施形態]
次に、第2の実施形態について説明する。第2の実施形態では、フィルタ部12のオン/オフ状態を自動で切り替えることが可能な構成例について説明する。なお、第1の実施形態と同様の構成要素については、同一の符号を付与し説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described. 2nd Embodiment demonstrates the structural example which can switch the ON / OFF state of the
図5は、第2の実施形態に係る受信装置1Aの構成を模式的に示す図である。同図に示すように、受信装置1Aは、空中線11と、複数のフィルタ部12と、増幅器13と、分配器14と、信号処理部15、16と、信号検出部17と、フィルタ制御部18とを備えている。
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a configuration of a
信号検出部17は、空中線11で受信された受信信号に含まれる希望波及び不要波の周波数及び信号レベルを検出し、その検出結果をフィルタ制御部18に出力する。なお、希望波及び不要波の検出方法は特に問わないものとする。例えば、希望波及び不要波の周波数を予め設定しておき、当該周波数の信号レベルを検出(測定)する形態としてもよいし、公知の技術を用いて希望波及び不要波の周波数及び信号レベルを検出する形態としてもよい。
The
フィルタ制御部18は、信号検出部17から出力された検出結果と、信号処理部15、16からの出力信号に含まれた希望波及び相互変調歪み波とに基づいて、各フィルタ部12のオン/オフ状態を決定する。そして、フィルタ制御部18は、決定したオン/オフ状態に従い、各フィルタ部12のスイッチ部122、123を切り替えることで、不要波及び相互変調歪み波を低減させるフィルタ系列を実現する。
The
具体的に、フィルタ制御部18は、信号検出部17の検出結果に基づき、不要波が存在する周波数帯を減衰させるフィルタ特性を有したフィルタ部12をオン状態とするとともに、希望波が存在する周波数帯に対応するフィルタ部12をオフ状態とする。なお、不要波及び希望波の周波数帯域以外のフィルタ部12については、オン状態又はオフ状態の何れとしてもよい。
Specifically, the
また、フィルタ制御部18は、信号処理部15、16からの出力信号に含まれた希望波及び相互変調歪み波のSN比を算出し、このSN比が最大となるフィルタ部12のオン/オフ状態の組み合わせをフィードバック制御により導出する形態としてもよい。なお、希望波及び相互変調歪み波のSN比の算出方法は特に問わず、公知の技術を用いてもよい。
Further, the
さらに、各フィルタ部12のノッチフィルタ121を、フィルタ特性(フィルタ係数)の調整可能な適応型ノッチフィルタ等とした場合には、上記のオン/オフ制御に加え、フィルタ係数を動的に調整する形態としてもよい。
Further, when the
具体的に、フィルタ制御部18は、信号検出部17からの検出結果に基づく各フィルタ部12のオン/オフ制御後、信号処理部15、16から出力される信号に含まれた希望波及び相互変調歪み波のSN比を算出し、このSN比の値がより高くなるフィルタ係数を、オン状態としたノッチフィルタ121に反映しながらフィードバック制御により調整することで、フィルタ係数の最適化を行う。
Specifically, the
なお、フィルタ係数の調整対象は、特に問わず、フィルタ特性の中心周波数や減衰傾度(スカート特性)、減衰レベルの強度等、ノッチフィルタ121において調整可能なフィルタ係数の何れか全てを調整する形態としてもよい。
The adjustment target of the filter coefficient is not particularly limited, and any of the filter coefficients that can be adjusted in the
以上のように、第2の実施形態の受信装置1Aによれば、各フィルタ部12のオン/オフ状態を受信信号に応じて動的に設定することで、受信信号に柔軟に対応することが可能となるため、上述した第1の実施形態と同様の効果を効率的に奏することができる。
As described above, according to the
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記各実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上記各実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、追加等を行うことができる。また、上記各実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, each said embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. Each of the embodiments described above can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, changes, additions, and the like can be made without departing from the scope of the invention. Each of the above embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1、1A 受信装置
11 空中線
12 フィルタ部
121 ノッチフィルタ
122、123 スイッチ部
13 増幅器
14 分配器
15、16 信号処理部
17 信号検出部
18 フィルタ制御部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記空中線に直列接続され、互いに異なる周波数帯域を減衰させるノッチフィルタをそれぞれ有し、前段からの前記受信信号を、前記ノッチフィルタを介して後段に出力するオン状態か当該ノッチフィルタを介さずに後段に出力するオフ状態かを選択可能に構成された、複数のフィルタ部と、
前記複数のフィルタ部を通過した前記受信信号に対し、少なくとも信号増幅を含む所定の信号処理を施す信号処理部と、を備え、
前記複数のフィルタ部のオン/オフ状態が、前記受信信号に含まれる前記希望波及び前記不要波の周波数に応じて設定される受信装置。 An antenna that receives a radio wave including a desired wave of a predetermined frequency and an unnecessary wave different from the frequency as a reception signal;
Each of the antennas has a notch filter connected in series to attenuate different frequency bands, and the received signal from the previous stage is output to the subsequent stage through the notch filter, or the latter stage without passing through the notch filter. A plurality of filter units configured to be able to select whether the output is in an off state,
A signal processing unit that performs predetermined signal processing including at least signal amplification on the received signals that have passed through the plurality of filter units;
The receiving device in which the on / off states of the plurality of filter units are set according to the frequencies of the desired wave and the unnecessary wave included in the received signal.
前記検出部の検出結果に基づき、前記希望波及び前記不要波が存在する周波数帯域に対応する前記フィルタ部のオン/オフ状態を制御するフィルタ制御部と、
を更に備える請求項1に記載の受信装置。 A detection unit for detecting the desired wave and the unnecessary wave from the reception signal received by the antenna;
A filter control unit that controls an on / off state of the filter unit corresponding to a frequency band in which the desired wave and the unnecessary wave exist based on a detection result of the detection unit;
The receiving device according to claim 1, further comprising:
前記受信装置は、互いに異なる周波数帯域を減衰させるノッチフィルタをそれぞれ有し、前段からの受信信号を、前記ノッチフィルタを介して後段に出力するオン状態か当該ノッチフィルタを介さずに後段に出力するオフ状態かを選択可能に構成された、直列接続の複数のフィルタ部を備え、
所定周波数の希望波と当該周波数とは異なる不要波とを含む電波を、前記受信信号として受信する受信工程と、
前記受信工程で受信された前記受信信号を、当該受信信号に含まれる前記希望波及び前記不要波の周波数に応じてオン/オフ状態が設定された前記複数のフィルタ部に入力するフィルタ処理工程と、
前記フィルタ処理工程後の前記受信信号に対し、少なくとも信号増幅を含む所定の信号処理を施す信号処理工程と、
を含む受信方法。 A receiving method executed by a receiving device,
Each of the reception devices has a notch filter that attenuates different frequency bands, and outputs a reception signal from the previous stage to the subsequent stage without outputting the received signal from the previous stage through the notch filter or without the notch filter. It is provided with a plurality of series-connected filter units configured to be selectable in an off state,
A receiving step of receiving, as the received signal, a radio wave including a desired wave of a predetermined frequency and an unnecessary wave different from the frequency;
A filter processing step of inputting the reception signal received in the reception step to the plurality of filter units in which an on / off state is set according to the frequency of the desired wave and the unnecessary wave included in the reception signal; ,
A signal processing step of performing predetermined signal processing including at least signal amplification on the received signal after the filtering step;
Including receiving method.
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