JP2018164122A - 受信装置及び遅延時間補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 受信信号の周波数帯域幅を広げることなく、異なる伝送経路における遅延差を精度良く検出して、良好な特性の受信信号が得られる受信装置及び遅延時間補正方法を提供する。【解決手段】 第１のアンテナからの第１の伝送線路３５と、第２のアンテナからの第２の伝送線路３６での遅延差を補正するため、遅延部１６が、第２の伝送線路３６からの第２の信号を遅延させ、相関算出部１７が、第１の伝送線路３５からの第１の信号と、遅延された第２の信号との相関値を求め、相関値から第２の信号の振幅と位相を補正し、電力測定部１８が、第１の信号から補正された第２の信号を減算して、減算結果の電力値を算出し、通信部１９が、電力値が最小となる遅延時間を補正遅延時間として遅延補正部２２に設定し、遅延補正部２２が、当該補正遅延時間で第２の伝送線路３６からの第２の信号を遅延する受信装置及び遅延時間補正方法としている。【選択図】 図２

Description

本発明は、複数のアンテナからで受信した信号を入力する受信装置及び遅延時間補正方法に係り、特に各アンテナからの伝送経路における遅延時間の差を補正して、受信特性を向上させることができる受信装置及び遅延時間補正方法に関する。

［先行技術の説明：図５］
無線通信システムの基地局等に接続され、複数のアンテナを備えた受信装置がある。
このような受信装置では、信号を受信する第１のアンテナと、第２のアンテナとを備え、受信装置において、受信したそれぞれの信号の相関をとって遅延差が生じないよう遅延の特性を向上させるようにしている。

従来の受信装置について図５を用いて説明する。図５は、従来の受信装置の構成を示す構成ブロック図である。
図５に示すように、従来の受信装置４０は、信号を受信する第１のアンテナ５１と、第２のアンテナ５２とを備えている。
そして、第１のアンテナ５１は、伝送線路５３によって受信装置４０に接続され、第２のアンテナ５２は、伝送線路５４によって受信装置４０に接続されている。

ここで、伝送線路５３と伝送線路５４とは、ケーブルの長さが異なるため、信号の遅延時間にずれがある。また、第１のアンテナ５１と第２のアンテナ５２にも、アンテナの種類や個体差による遅延時間のずれが発生する場合がある。
そのため、受信装置４０では、第１のアンテナ５１からの信号と第２のアンテナ５２からの信号について、伝送経路やアンテナの違いによる遅延差を補正して、タイミングを合わせて信号処理を行う必要がある。

従来の受信装置４０は、フィルタ（１）４１と、フィルタ（２）４２と、Ａ／Ｄ（Analog/ Digital）変換部（１）４３と、Ａ／Ｄ変換部（２）４４と、相関算出部４５と、遅延検出部４６と、遅延補正部（１）４７と、遅延補正部（２）４８と、信号処理部４９とを備えている。

従来の受信装置４０の各部について説明する。
フィルタ（１）４１は、伝送線路５３から入力された信号について所望の帯域を通過させる。
フィルタ（２）４２は、伝送線路５４から入力された信号について所望の帯域を通過させる。
Ａ／Ｄ変換部（１）４３及びＡ／Ｄ変換部（２）４４は、入力されたアナログ信号をディジタル信号に変換する。

相関算出部４５は、Ａ／Ｄ変換部（１）４３及びＡ／Ｄ変換部（２）４４でＡ／Ｄ変換されたディジタル信号について相関値を算出し、ピーク位置を出力する。
遅延検出部４６は、ピーク位置に基づいて遅延時間を検出し、遅延補正部（１）４７及び遅延補正部（２）４８にそれぞれ適切な遅延時間を設定する。
例えば、第１のアンテナからの信号を基準として、遅延補正部（１）４７には遅延時間０（ゼロ）を設定し、第２のアンテナからの信号について、第１のアンテナからの信号と遅延時間を合わせるように遅延補正部（２）４８に適切な遅延時間を設定する。

遅延補正部（１）４７は、設定された遅延時間だけ第１のアンテナからの信号を遅延させて信号処理部４９に出力する。
遅延補正部（２）４８は、設定された遅延時間だけ第２のアンテナからの信号を遅延させて信号処理部４９に出力する。

信号処理部４９は、タイミングが一致した２つの信号を入力して、それぞれの信号の復調処理を行って上位装置（基地局等）にそれぞれ出力、または、それぞれの信号の合成と復調処理を行って上位装置に出力する。

［関連技術］
尚、受信装置の従来技術としては、特開２０１５−１７０８７７号公報「ノイズキャンセラー装置」（株式会社日立国際電気、特許文献１）がある。
特許文献１には、複数のサブアンテナで受信された信号を用いて、それぞれの相関値より遅延差を無くすことが記載されている。

特開２０１５−１７０８７７号公報

しかしながら、従来の受信装置では、相関値に基づいて複数の伝送経路間の遅延差を検出するため、受信信号の周波数帯域幅が狭い場合や、受信信号の電力が小さい場合、また、受信信号が不定期な非連続信号であった場合などは、精度良く検出することができないという問題点があった。

また、従来の受信装置では、相関値の精度を向上させるために周波数帯域幅を広くすると、不要波を受信してしまい、かえって受信信号が劣化してしまうという問題点があった。

尚、特許文献１には、装置の運用前に、様々な遅延時間について、差分を取り、その電力値を測定して、最小となる遅延時間を補正遅延時間とすることは記載されていない。

本発明は上記実状に鑑みて為されたもので、受信信号の周波数帯域幅を広げることなく、異なる伝送経路からの信号の遅延差を精度良く検出して、良好な特性の受信信号を得ることができる受信装置及び遅延時間補正方法を提供することを目的とする。

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、信号を受信する第１のアンテナと第２のアンテナとを備え、第１のアンテナからの第１の伝送経路と第２のアンテナからの第２の伝送経路における信号の遅延時間の差を補正する受信装置であって、第２の伝送経路からの第２の信号の遅延を補正する遅延補正部と、第１の伝送経路からの第１の信号と、遅延補正部から出力された第２の信号とを入力して信号処理を行う信号処理部と、第２の信号を設定された遅延時間で遅延させる遅延部と、第１の信号と遅延部で遅延された第２の信号との相関値を算出し、相関値に基づいて遅延された第２の信号の振幅及び位相を補正する相関算出部と、第１の信号から相関算出部で補正された第２の信号を減算して差分信号を求め、前記差分信号の電力を算出する電力測定部と、遅延部に遅延時間を設定し、遅延補正部に電力値が最小となる遅延時間を補正遅延時間として設定する設定部とを備えたことを特徴としている。

また、本発明は、上記受信装置において、補正遅延時間には、第１のアンテナと第２のアンテナにおける遅延時間の差を補正する時間が含まれることを特徴としている。

また、本発明は、上記受信装置において、設定部が、電力測定部からの電力値を外部処理装置に出力すると共に、外部処理装置からの指示に従って、遅延部に遅延時間を設定し、遅延補正部に補正遅延時間を設定することを特徴としている。

また、本発明は、設定部が、予め記憶された遅延時間を順次遅延部に設定すると共に、電力測定部から入力された電力値が最小となる遅延時間を求め、遅延時間を補正遅延時間として遅延補正部に設定する制御部であることを特徴としている。

第１のアンテナに接続する第１の伝送経路と、第２のアンテナに接続する第２の伝送経路における信号の遅延時間の差を補正する遅延補正部を備えた受信装置における遅延時間補正方法であって、分配器が、信号発生器からの信号を分配して第１の伝送経路及び第２の伝送経路に入力し、遅延部が、第２の伝送経路からの第２の信号を遅延させ、相関算出部が、第１の伝送経路からの第１の信号と、遅延部で遅延された第２の信号との相関値を算出し、相関値に基づいて当該第２の信号の振幅と位相を補正し、電力測定部が、第１の信号から相関算出部で補正された第２の信号を減算して差分信号を求め、差分信号の電力を算出し、設定部が、電力測定部からの電力値を外部処理装置に出力すると共に、外部処理装置からの指示に従って、遅延部に遅延時間を設定し、遅延補正部に電力値が最小となる遅延時間を補正遅延時間として設定し、遅延補正部が、設定された補正遅延時間で第２の伝送経路からの第２の信号を遅延することを特徴としている。

本発明によれば、信号を受信する第１のアンテナと第２のアンテナとを備え、第１のアンテナからの第１の伝送経路と第２のアンテナからの第２の伝送経路における信号の遅延時間の差を補正する受信装置であって、第２の伝送経路からの第２の信号の遅延を補正する遅延補正部と、第１の伝送経路からの第１の信号と、遅延補正部から出力された第２の信号とを入力して信号処理を行う信号処理部と、第２の信号を設定された遅延時間で遅延させる遅延部と、第１の信号と遅延部で遅延された第２の信号との相関値を算出し、相関値に基づいて遅延された第２の信号の振幅及び位相を補正する相関算出部と、第１の信号から相関算出部で補正された第２の信号を減算して差分信号を求め、前記差分信号の電力を算出する電力測定部と、遅延部に遅延時間を設定し、遅延補正部に電力値が最小となる遅延時間を補正遅延時間として設定する設定部とを備えた受信装置としているので、異なる伝送経路からの信号の遅延差を精度良く検出して、良好な特性の受信信号を得ることができる効果がある。

また、本発明によれば、補正遅延時間には、第１のアンテナと第２のアンテナにおける遅延時間の差を補正する時間が含まれる上記受信装置としているので、アンテナの特性の違い等によるアンテナ自体の遅延時間の差も合わせて補正することができ、良好な特性の信号を得ることができる効果がある。

また、本発明によれば、第１のアンテナに接続する第１の伝送経路と、第２のアンテナに接続する第２の伝送経路における信号の遅延時間の差を補正する遅延補正部を備えた受信装置における遅延時間補正方法であって、分配器が、信号発生器からの信号を分配して第１の伝送経路及び第２の伝送経路に入力し、遅延部が、第２の伝送経路からの第２の信号を遅延させ、相関算出部が、第１の伝送経路からの第１の信号と、遅延部で遅延された第２の信号との相関値を算出し、相関値に基づいて当該第２の信号の振幅と位相を補正し、電力測定部が、第１の信号から相関算出部で補正された第２の信号を減算して差分信号を求め、差分信号の電力を算出し、設定部が、電力測定部からの電力値を外部処理装置に出力すると共に、外部処理装置からの指示に従って、遅延部に遅延時間を設定し、遅延補正部に電力値が最小となる遅延時間を補正遅延時間として設定し、遅延補正部が、設定された補正遅延時間で第２の伝送経路からの第２の信号を遅延する遅延時間補正方法としているので、異なる伝送経路からの信号の遅延差を精度良く検出して、良好な特性の受信信号を得ることができる効果がある。

本発明の実施の形態に係る受信装置に、外部装置を接続した状態を示す構成ブロック図である。 本受信装置の運用時の構成を示す構成ブロック図である。 ３つ以上のアンテナを備えた本装置の構成を示す説明図である。 フィルタ及び信号増幅器を備えた本装置の運用時の構成を示す説明図である。 従来の受信装置の構成を示す構成ブロック図である。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る受信装置及び遅延時間補正方法は、第１のアンテナに接続する第１の伝送経路と、第２のアンテナに接続する第２の伝送経路における信号の遅延時間の差を補正する受信装置及び遅延時間補正方法であって、遅延部が、第２の伝送経路からの第２の信号を遅延させ、相関算出部が、第１の伝送経路からの第１の信号と、第２の信号との相関値を求め、相関値に基づいて第２の信号の振幅と位相を補正し、電力測定部が、第１の信号から補正された第２の信号を減算して、差分信号の電力値を算出し、設定部が、遅延部に遅延時間を設定し、遅延補正部に電力値が最小となる遅延時間を補正遅延時間として設定し、遅延補正部が、設定された補正遅延時間で第２の伝送経路からの第２の信号を遅延するようにしており、受信信号の周波数帯域幅を広げることなく、異なる伝送経路からの信号の遅延差を精度良く検出して、良好な特性の受信信号を得ることができるものである。

［実施の形態に係る測定装置の構成：図１］
本発明の実施の形態に係る受信装置（本受信装置）の構成について図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る受信装置に、外部装置を接続した状態を示す構成ブロック図である。
図１では、本受信装置の運用前において、複数（ここでは２つ）のアンテナに接続される伝送線路における遅延時間のずれを補正するための構成を示しており、本受信装置１０に、外部装置として信号発生器３１と、信号分配器３２と、パーソナルコンピュータ（Personal Computer；ＰＣ）３７とが接続されている。

本受信装置１０は、運用時には、Ａ点とＢ点に信号を受信するアンテナが接続されるものであり、図では同一の長さで示されているが、実際にはケーブルの長さが異なるものである。
また、それぞれのアンテナも、その特性に応じて形状が異なることがある。

信号分配器３２は、伝送線路３３，３５と、伝送線路３４，３６を介して本受信装置１０に接続されている。
そして、図１の構成により、伝送線路３５と伝送線路３６における遅延時間の違いを補正する。伝送線路３５，３６は、それぞれ、請求項における第１の伝送経路、第２の伝送経路に相当している。
尚、伝送線路３３及び伝送線路３４は、遅延差がないものを用いている。

信号発生器３１は、遅延時間のずれを測定するための信号を生成して出力するものであり、本受信装置の受信帯域幅分以上の信号を出力する。尚、信号発生器３１で発生する信号は、十分な信号レベルで連続性を備えた信号であり、相関検出を精度良く行うことができる信号である。
信号分配器３２は、信号発生器３１から入力される信号を伝送線路３３及び伝送線路３４に出力する。

ＰＣ３７は、２つの伝送経路の遅延時間の差を補正する補正遅延時間を算出するものであり、遅延差補正の処理を実現する。
また、ＰＣ３７は、実際に設置されるアンテナによって生じる遅延時間のパラメータを記憶しており、アンテナに起因する遅延時間を考慮して補正遅延時間を算出する。ＰＣ３７の処理については、後述する。

本受信装置１０は、図１に示すように、従来と同様の構成部分として、フィルタ（１）１１と、フィルタ（２）１２と、Ａ／Ｄ変換部（１）１３と、Ａ／Ｄ変換部（２）１４と、遅延補正部（１）２３と、遅延補正部（２）２４と、信号処理部２５とを備え、本受信装置１０の特徴部分として、遅延部（１）１５と、遅延部（２）１６と、相関算出部１７と、電力測定部１８と、通信部１９と、遅延変更部２１と、遅延設定部２２とを備えている。

従来と同様の構成部分について簡単に説明する。
フィルタ（１）１１及びフィルタ（２）１２は、それぞれ、第１のアンテナからの信号と第２のアンテナからの信号について所望の帯域（本受信機の受信帯域）を通過させる。
Ａ／Ｄ変換部（１）１３及びＡ／Ｄ変換部（２）１４は、入力された信号をＡ／Ｄ変換する。
遅延補正部（１）２３及び遅延補正部（２）２４は、それぞれ、第１のアンテナからの信号と第２のアンテナからの信号について、設定された遅延補正時間だけ遅延させる。
信号処理部２５は、遅延補正部（１）２３からの信号と、遅延補正部（２）２４からの信号とを入力して、入力された信号を復調する信号処理を行う。なお、遅延時間を補正したそれぞれの信号を合成して復調、もしくはそれぞれの信号を個別に復調する信号処理を装置によって適宜行うものである。

本受信装置１０の特徴部分について具体的に説明する。
本受信装置１０の内部は、ディジタル回路部分を含め、遅延時間のずれが発生しないように構成されている。
遅延部（１）１５は、設定された遅延時間で、Ａ／Ｄ変換部（１）１３からの信号を遅延させる。
遅延部（２）１６は、設定された遅延時間で、Ａ／Ｄ変換部（２）１４からの信号を遅延させる。

ここでは、説明を簡単にするために、遅延部（１）１３の遅延時間を０としており、遅延部（２）１４の遅延時間を、特定の範囲内で様々に変えて設定し、最適な遅延時間を求めるようにしている。この場合、遅延部（１）１３を設けない構成としてもよい。
また、遅延部（１）１３及び遅延部（２）１４における遅延時間を両方とも変化させてもよいし、遅延部（２）１４の遅延時間を０として、遅延部（１）１３における遅延時間を変化させてもよい。

相関算出部１７は、遅延部（１）１３からの信号と、遅延部（２）１４で遅延された信号とを入力して、相関値を算出する。そして、相関算出部１７は、相関値に基づいて、遅延された信号の位相と振幅とを補正する。
伝送路の違いで負荷が変化するため、位相だけではなく振幅も補正するものである。

電力測定部１８は、相関算出部１７から出力された信号と、補正された信号とを入力して、両者の差分を算出し、差分信号の電力値を算出する。

通信部１９は、外部装置であるＰＣ３７に接続し、電力測定部１８からの電力値をＰＣ３７に出力する。
それと共に、通信部１９は、ＰＣ３７からの指示に従って遅延変更部２１に遅延時間を設定し、または、遅延設定部２２に補正遅延時間を設定する。
尚、通信部１９は、請求項に記載した設定部に相当している。

ここで、遅延変更部２１に設定される遅延時間は、予めＰＣ３７に記憶されている特定範囲内の複数の遅延時間の値であり、ＰＣ３７はこれらの遅延時間を順次切り替えて通信部１９に出力し、通信部１９を介して遅延変更部２１に設定するようになっている。
また、通信部１９が遅延設定部２２に設定する補正遅延時間は、上述した複数の遅延時間について電力値を測定した結果、差分信号の電力値が最小となった場合の遅延時間に相当しており、更に、アンテナに起因する遅延差が、ＰＣ３７に記憶されたパラメータで微調整された時間となっている。
すなわち、後述するように、まず、線路長に起因する遅延差を補正するため、差分信号の電力値が最小となる遅延時間が特定され、更に当該遅延時間についてアンテナに起因する遅延差が補正されて、遅延変更部２１に設定される補正遅延時間となるものである。

遅延変更部２１は、遅延部（１）１５，遅延部（２）１６に遅延時間を設定するものであり、例えば、通信部１９から遅延時間が設定されると、遅延部（２）に当該遅延時間を設定する。また、遅延変更部２１は、遅延部（１）１５には遅延時間０を設定しておく。

遅延設定部２２は、通信部１９から設定された補正遅延時間を、遅延補正部（１）２３及び遅延補正部（２）２４に設定する。
尚、ここでは、第１のアンテナの系からの信号を基準としているので、遅延補正部（１）２３には予め補正遅延時間として０を設定しておいてもよいし、遅延補正部（１）２３を設けない構成としてもよい。

これにより、遅延補正部（１）２３から出力される第１のアンテナの系からの信号と、遅延補正部（２）２４で遅延時間を補正された第２のアンテナの系からの信号との遅延時間が同一となり、信号処理部２５において、タイミングの合ったそれぞれの信号を用いて、遅延差を低減した受信信号を得ることができるものである。

［本受信装置における動作：図１］
次に、本受信装置における運用開始前の動作について図１を用いて説明する。
図１に示すように、本受信装置１０に接続された信号発生器３１において、本受信装置１０の受信帯域幅以上の信号が生成されて出力され、当該信号は、信号分配器３２において、第１の経路（伝送線路３３＋３５）と、第２の経路（伝送線路３４＋３６）に分配される。
上述したように、伝送線路３５と伝送線路３６の長さが異なるため、それぞれの経路間で、遅延時間にずれが生じる。

伝送線路３５から本受信装置１０に入力された信号（第１の信号とする）は、フィルタ（１）１１で帯域制限され、Ａ／Ｄ変換部（１）１３でディジタル信号に変換されて分岐され、一方は遅延部（１）１５に入力されるが、遅延されることなく、そのまま相関算出部１７に入力される。
分岐された他方の信号は、遅延補正部（１）２３に入力される。

伝送線路３６から本受信装置１０に入力された信号（第２の信号とする）は、フィルタ（２）１２で帯域制限され、Ａ／Ｄ変換部（２）１４でディジタル信号に変換されて分岐され、一方は遅延部（２）１６に入力され、設定された遅延時間だけ遅延されて、相関算出部１７に出力される。
分岐された他方の信号は、遅延補正部（２）１５に入力される。

第１の信号と、遅延された第２の信号は、相関算出部１７で相関演算が行われ、相関値が算出されて、相関値に基づいて、遅延された第２の信号の位相及び振幅が補正される。
相関算出部１７から出力された第１の信号と、補正された第２の信号は、電力測定部１８に入力されて、第１の信号から補正された第２の信号が減算され、差分信号の電力値が測定される。

電力測定部１８から出力された電力測定値は、通信部１９を介してＰＣ３７に入力される。
ＰＣ３７では、通信部１９の設定先を遅延変更部２１に切り替え、予め設定されている特定範囲内の遅延時間の値の一つを通信部１９に出力すると共に、通信部１９から電力値を受信すると、当該遅延時間に対応付けて記憶し、次の遅延時間の値を設定して、電力値を取得する。ＰＣ３７は、遅延時間の設定と電力値の取得の処理を、特定範囲内で予め決められている全ての遅延時間の値について繰り返す。

そして、ＰＣ３７は、特定範囲内の全ての遅延時間について電力測定値の取得が完了すると、最も電力測定値が小さい遅延時間の値を特定（選択）する。差分信号の電力が最小となる場合とは、２つの経路からの信号が最も等しくなる場合であり、順次設定した遅延時間の中で、当該遅延時間が最適であることを示している。
更に、ＰＣ３７は、実際にＡ点及びＢ点に取り付けられるアンテナ自体の遅延時間に関するパラメータ（アンテナパラメータ）を用いて、特定された遅延時間を微調整する。

そして、ＰＣ３７は、通信部１９の設定先を遅延設定部２２に切り替え、微調整された遅延時間を補正遅延時間として通信部１９に出力する。補正遅延時間は、伝送線路３５と伝送線路３６の経路における遅延時間の差を補償する最適な時間である。

つまり、ＰＣ３７は、特定範囲内の複数の遅延時間について、順次遅延部（２）１６に設定しながら、差分信号の電力値を取得し、電力値が最小となった遅延時間を特定し、アンテナの個体差を反映させた微調整を行って、補正遅延時間を出力する処理を行うものである。

通信部１９は、ＰＣ３７から入力された補正遅延時間を遅延設定部２２に出力し、遅延設定部２２は、入力された補正遅延時間を遅延補正部（２）２４に設定する。
これにより、Ａ／Ｄ変換部（２）１４から出力、分岐された第２の信号の内、他方の信号は、遅延補正部（２）２４で補正遅延時間だけ遅延されて、遅延されない第１の信号とタイミングが合った状態で信号処理部２５に入力されることになる。

このようにして、運用開始前の本受信装置１０では、アンテナからの伝送線路３５と伝送線路３６における遅延時間の差や、Ａ点及びＢ点に取り付けられるアンテナの個体差による遅延時間の差を補正して、２つの伝送経路における遅延時間を等しくし、運用時には適切に２つの伝送経路における遅延時間を等しくし、良好な受信信号を得ることができるものである。
尚、通信部１９の代わりに、補正遅延時間を求める処理を行う制御部を設け、ＰＣ３７で行っている処理を受信装置１０の内部で行う構成としてもよい。

［差分信号の電力値測定］
次に、電力測定部１８における電力の測定箇所（周波数）について説明する。
電力測定部１８において、差分信号の電力を測定する周波数範囲は、受信装置の受信帯域幅全体に亘る範囲としてもよいし、もっと狭い特定の帯域幅分でもよい。
また、狭い帯域を１箇所選択してもよいし、複数の帯域を選択して測定してもよい。
広い周波数範囲を測定する場合、当該周波数範囲に含まれる特定間隔の周波数毎に電力値が測定されるため、遅延時間に対応して記憶される電力値の数も多くなる。

そして、本受信装置１０では、電力測定部１８の入力段に、電力値を測定するように設定された周波数範囲（周波数帯域）に応じたフィルタを設け、所望の帯域について電力値を算出するようにしている。
１つの電力測定部１８において、順次帯域を切り替えて電力値を測定してもよいし、複数の電力測定部１８を設けて、並列的に測定してもよい。
電力測定部１８における電力の測定帯域（中心周波数）及び帯域幅は、ＰＣ３７から設定される。

［最適な遅延時間の選択方法］
次に、最適な遅延時間（パラメータ調整を行う前の遅延時間）を求める場合の選択方法について説明する。
電力値を測定する周波数帯域を複数箇所とした場合、ＰＣ３７では、それぞれの周波数帯域について、遅延部（２）に設定した遅延時間と、電力測定部１８からの電力値とを対応付けて記憶する。

そして、例えば、遅延時間毎に当該複数の周波数帯域における電力値を合計し、合計値が最小となる遅延時間を最適な遅延時間として選択する方法がある。
また、複数の周波数帯域のうち、特定の周波数帯域における電力値が最小となる遅延時間を最適な遅延時間とする方法もある。

また、複数の帯域について電力値を測定する場合には、遅延時間に対応して複数の電力値が記憶されているので、帯域毎に遅延時間毎の最大の電力値を比較して最大となる電力値を選択し、それらの電力値を比較して、最小となる遅延時間を最適な遅延時間として選択する方法でもよい。
これらの選択方法は、実際の通信状態等に応じて、適宜選択して外部からＰＣ３７に設定しておく。また、遅延時間の選択方法は随時変更可能としている。

［運用時における本受信装置：図２］
次に、本受信装置の運用時の構成について図２を用いて説明する。図２は、本受信装置の運用時の構成を示す構成ブロック図である。
図２に示すように、運用時には、信号を受信する第１のアンテナ３８が図１に示した伝送線路３５のＡ点に接続され、信号を受信する第２のアンテナ３９が伝送線路３６のＢ点に接続され、図１に示した伝送線路３３，３４から先は接続されない。

上述したように、本受信装置１０の運用開始前に、図１の構成を用いて、伝送線路３５と伝送線路３６における遅延時間の差を補正すると共に、アンテナ３８とアンテナ３９の違いによる遅延時間の差を補正するように、遅延補正部（２）に補正遅延時間が設定されている。

遅延設定部２２は不揮発性メモリを備えており、通知された補正遅延時間を不揮発性メモリに記憶しておく。これにより、本受信装置１０の電源が切断されても、補正遅延時間が消去されることはない。
そして、電源が再投入されると、遅延設定部２２は不揮発性メモリから補正遅延時間を読み込んで、遅延補正部（２）２４に設定する。

［３つ以上のアンテナを備えた例：図３］
次に、本受信装置において３つ以上のアンテナを備えた例について図３を用いて説明する。図３は、３つ以上のアンテナを備えた本装置の構成を示す説明図である。
図３に示すように、本受信装置６０には、伝送線路６２−１，６２−２，…６２−ｎを介して、アンテナ６１−１，６１−２，…６１−ｎが接続されている。

図３では、運用時の構成を示しているが、図２と同様に、受信装置６０は、各伝送線路６２−１，６２−２，…６２−ｎに対応する遅延補正部を備え、例えば伝送線路６２−１を基準とした場合の他の伝送線路６２−２，…６２−ｎの遅延量を補正遅延時間で補正するようになっている。
また、図１の遅延部（１）１５、遅延部（２）１６のように、各伝送線路に対応する遅延部が設けられている。

また、受信装置６０の運用開始前には、図１と同様に、信号分配器３１から信号分配器３２を介して、伝送線路６２−１，６２−２，…６２−ｎに共通の信号を出力し、例えば伝送線路６２−１基準として、他の各伝送線路の補正遅延時間を求めておく。

具体的には、本受信装置６０において、図１に示したように、相関算出部１７が、伝送線路６２−１と６２−２、６２−１と６２−３、…６２−１と６２−ｎの組み合わせについて相関値を算出し、それに基づいて伝送線路６２−２、６２−３、…６２−ｎからの信号の位相及び振幅を補正し、電力測定部１８で各組み合わせの差分信号の電力値を算出する。

そして、ＰＣ３７において、遅延時間とそれに対応する電力値とから、それぞれの組み合わせにおいて伝送線路６２−２、６２−３、…６２−ｎにおける最適な遅延時間を選択し、アンテナパラメータを用いて調整し、補正遅延時間を求めて、通信部１９を介して遅延設定部２２に設定する。
そして、遅延設定部２２が、各遅延補正部に補正遅延時間を設定するようになっている。

これにより、３つ以上のアンテナを備えた構成においても、各伝送線路における遅延及びアンテナの個体差に基づく遅延を遅延補正部で補正することができ、良好な受信信号を得ることができるものである。

［フィルタ及び信号増幅器を備えた構成例：図４］
次に、フィルタ及び信号増幅器を備えた構成例について図４を用いて説明する。図４は、フィルタ及び信号増幅器を備えた本装置の運用時の構成を示す説明図である。
アンテナからの伝送経路上には、信号の帯域を調整するフィルタや伝送によるロスを補う増幅器が設けられることがある。

図４では、図２の受信装置１０の運用時において、アンテナ３８の経路にフィルタ６３を設け、アンテナ３９の経路に信号増幅器６４を設けた構成を示している。
このような構成においても、本受信装置１０は、運用開始前に、フィルタ６３や信号増幅器６４を備えた経路全体の遅延量を調整することができるものである。

例えば、図１に示したＰＣ３７が、「伝送線路３５ａ＋フィルタ６３＋伝送線路３５ｂ」の経路を基準として、「伝送線路３６ａ＋信号増幅器６４＋伝送線路３６ｂ」の遅延時間を補正する補正遅延時間を求め、遅延補正部（２）４８に設定することにより、フィルタ６３や信号増幅器６４があっても、２つの経路の遅延時間を合わせて、精度の高い受信信号を得ることができるものである。

［実施の形態の効果］
本発明の実施の形態に係る受信装置及び遅延時間補正方法は、信号を受信する第１のアンテナからの第１の伝送線路３５と、信号を受信する第２のアンテナからの第２の伝送線路３６における信号の遅延時間の差を補正する受信装置であって、遅延部（２）１６が、第２の伝送線路３６からの第２の信号を遅延させ、相関算出部１７が、第１の伝送線路３５からの第１の信号と、遅延された第２の信号との相関値を求め、相関値に基づいて第２の信号の振幅と位相を補正し、電力測定部１８が、第１の信号から補正された第２の信号を減算して、減算結果となる差分信号の電力値を算出し、通信部１９が、遅延部（２）１６に遅延時間を設定し、遅延補正部２２に、電力値が最小となる遅延時間を補正遅延時間として設定し、遅延補正部２２が、設定された補正遅延時間で第２の伝送線路３６からの第２の信号を遅延して、信号処理部２５に出力する受信装置及び遅延時間補正方法としているので、受信信号の周波数帯域幅を広げることなく、異なる伝送線路で伝送される信号の遅延差を精度良く検出して、良好な特性の受信信号を得ることができる効果がある。

また、本受信装置及び本遅延時間補正方法によれば、アンテナ毎の個体差による遅延時間の違いを、パラメータとして記憶しておき、補正遅延時間を当該パラメータで調整するようにしているので、アンテナに起因する遅延差も含めて補正することができ、高精度に遅延時間を補正できる効果がある。

また、本受信装置及び本遅延時間補正方法によれば、電力測定部１８において、第１の信号から補正された第２の信号を減算した差分信号について、受信装置の受信帯域幅全てに亘って電力値を求めてもよいし、特定の帯域について求めてもよいし、複数の帯域について求めてもよく、受信装置の特性や使用目的に応じて適宜選択することにより、実際の運用に合わせて精度良く遅延差を補正することができる効果がある。

また、本受信装置に接続されるＰＣ３７が、最適な遅延時間を選択する際に、遅延時間毎に電力値を合計し、合計の電力値が最小になる遅延時間を選択してもよいし、特定の周波数帯域の電力値が最小となる遅延時間を選択してもよいし、遅延時間毎に複数の周波数帯域について電力値を測定した場合に、帯域毎に最大の電力値を選択し、帯域間で最大の電力値を比較して、それが最小となる遅延時間を選択してもよく、受信装置の特性や使用目的に応じて適宜選択することにより、実際の運用に合わせて精度良く遅延差を補正することができる効果がある。

本発明は、複数のアンテナからの伝送経路における遅延時間の差を補正して、受信特性を向上させることができる受信装置及び遅延時間補正方法に適している。

１０，４０，６０…受信装置、 １１，４１…フィルタ（１）、 １２，４２…フィルタ（２）、 １３，４３…Ａ／Ｄ変換部（１）、 １４，４４…Ａ／Ｄ変換部（２）、 １５…遅延部（１）、 １６…遅延部（２）、 １７，４５…相関算出部、 １８…電力測定部、 １９…通信部、 ２１…遅延変更部、 ２２…遅延設定部、 ２３，４７…遅延補正部（１）、 ２４，４８…遅延補正部（２）、 ２５，４９…信号処理部、 ３１…信号発生器、 ３２…信号分配器、 ３３，３４，３５，３６…伝送線路、 ３７…ＰＣ、 ３８，３９，５１，５２，６１…アンテナ、 ４６…遅延検出部

Claims (5)

1. 信号を受信する第１のアンテナと第２のアンテナとを備え、前記第１のアンテナからの第１の伝送経路と前記第２のアンテナからの第２の伝送経路における信号の遅延時間の差を補正する受信装置であって、
   前記第２の伝送経路からの第２の信号の遅延を補正する遅延補正部と、
   前記第１の伝送経路からの第１の信号と、前記遅延補正部から出力された第２の信号とを入力して信号処理を行う信号処理部と、
   前記第２の信号を設定された遅延時間で遅延させる遅延部と、
   前記第１の信号と前記遅延部で遅延された第２の信号との相関値を算出し、前記相関値に基づいて前記遅延された第２の信号の振幅及び位相を補正する相関算出部と、
   前記第１の信号から前記相関算出部で補正された第２の信号を減算して差分信号を求め、前記差分信号の電力を算出する電力測定部と、
   前記遅延部に遅延時間を設定し、前記遅延補正部に前記電力値が最小となる遅延時間を補正遅延時間として設定する設定部とを備えたことを特徴とする受信装置。
2. 補正遅延時間には、第１のアンテナと第２のアンテナにおける遅延時間の差を補正する時間が含まれることを特徴とする請求項１記載の受信装置。
3. 設定部が、前記電力測定部からの電力値を外部処理装置に出力すると共に、前記外部処理装置からの指示に従って、遅延部に遅延時間を設定し、遅延補正部に補正遅延時間を設定することを特徴とする請求項１又は２記載の受信装置。
4. 設定部が、予め記憶された遅延時間を順次遅延部に設定すると共に、前記電力測定部から入力された電力値が最小となる遅延時間を求め、前記遅延時間を補正遅延時間として遅延補正部に設定する制御部であることを特徴とする請求項１又は２記載の受信装置。
5. 第１のアンテナに接続する第１の伝送経路と、第２のアンテナに接続する第２の伝送経路における信号の遅延時間の差を補正する遅延補正部を備えた受信装置における遅延時間補正方法であって、
   分配器が、信号発生器からの信号を分配して前記第１の伝送経路及び前記第２の伝送経路に入力し、
   遅延部が、前記第２の伝送経路からの第２の信号を遅延させ、
   相関算出部が、前記第１の伝送経路からの第１の信号と、前記遅延部で遅延された第２の信号との相関値を算出し、前記相関値に基づいて当該第２の信号の振幅と位相を補正し、
   電力測定部が、前記第１の信号から前記相関算出部で補正された第２の信号を減算して差分信号を求め、前記差分信号の電力を算出し、
   設定部が、前記電力測定部からの電力値を外部処理装置に出力すると共に、前記外部処理装置からの指示に従って、前記遅延部に遅延時間を設定し、前記遅延補正部に前記電力値が最小となる遅延時間を補正遅延時間として設定し、
   前記遅延補正部が、前記設定された補正遅延時間で前記第２の伝送経路からの第２の信号を遅延することを特徴とする遅延時間補正方法。

Images