JP2018174415A - マルチバンド受信装置、及びマルチバンド高周波信号の受信方法 - Google Patents
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Description
またさらに、このマルチバンド受信装置は、前記バンドパスフィルタ群の入力側または出力側に、前記バンドパスフィルタ群を構成する上記2以上のバンドパスフィルタを通過して前記サンプルホールド回路へ入力すべき信号の組み合わせを選択しうる信号選択部が設けられる。
また、前記クロック信号源が、前記周波数の異なるクロック信号を位相連続で生成する。
第1実施形態に係るマルチバンド受信装置100について、図1,図2を参照して説明する。以降、マルチバンド受信装置を「受信装置」と称することがある。また、以降、第1実施形態を、単に本実施形態ともいう。第1実施形態の受信装置100は、高周波信号を受信するとともに、高周波信号に直接アンダーサンプリングを行うことにより、高周波信号に対する受信処理を行なう受信装置である。ここで、受信装置100が受信して、アンダーサンプリングを行う高周波信号とは、アンダーサンプリング次数の異なる複数の帯域を有するマルチバンド高周波信号である。なお、受信装置100のサンプリング周波数をfsとした場合に、アンダーサンプリング次数n(nは1以上の整数を表す。)の周波数帯域は、fs×n−fs/2〜fs×n+fs/2で表される。マルチバンド高周波信号は、このようなアンダーサンプリング次数nが異なる複数の周波数帯域を有する。そして、受信装置100は、複数の周波数帯域にそれぞれ含まれる2以上の入力信号を受信することができる。
図1に表されるように、受信装置100は、アンテナ11、LNA(Low Noise Amplifier;ローノイズアンプ)21、BPF(Band-Pass Filter;バンドパスフィルタ)群70a、S/H(Sample-And-Hold;サンプルホールド)回路41、DDS(ダイレクトデジタルシンセサイザ)51、ADC(Analog-to-Digital Converter;アナログデジタルコンバータ)61、及び出力端子91を備える。
図2を参照して、受信装置100の動作とアンダーサンプリングについて説明する。
なお、本実施形態では、受信装置100と異なる送信装置により、それぞれ周波数fRF1=920MHz、fRF2=2.4GHz、及びfRF3=5.8GHzの入力信号が含まれる高周波信号が送信される。そして、受信装置100は、この高周波信号を受信する。
LNA21は、アンテナ11から入力された高周波信号を増幅し、増幅された高周波信号をBPF群70aへ出力する。
受信装置100は、デジタル信号に変換された標本化信号を出力端子91から出力する。
(1)上記の受信装置100では、S/H回路41によって、アンダーサンプリング次数の異なる複数の帯域を有するマルチバンド高周波信号に対するアンダーサンプリングを行なう。受信装置100は、従来の受信装置のようにアンチエイリアシングフィルタを用いてあらかじめ定められた単一の帯域幅の入力信号のみを検出するものではないため、複数帯域に含まれる高周波信号を、一つの受信装置で検出することができる。さらに、受信装置100では、クロック信号を変化させずとも複数帯域に含まれる高周波信号を同時に(リアルタイムで)検出することができる。よって、受信装置100によれば、インパルス状に発生する信号も検出することができる。このため、受信装置100は、例えば、電波探知装置、電波環境モニタリング装置等の、高周波信号を検出するモニタとして用いることができる。
第2実施形態に係る受信装置200について、図3〜図5を参照して説明する。以降、第2実施形態を、単に本実施形態ともいう。第2実施形態は、第1実施形態に係る受信装置100において、SW(スイッチ部)80をさらに備え、BPF群70aをBPF群70bに変更した以外は同様に構成されている。そこで、上述した実施形態と同様のものについては説明を省略し、同符号を用いて説明する。
図3に表されるように、受信装置200は、アンテナ11、LNA21、スイッチ部80、BPF群70b、S/H回路41、DDS51、ADC61、及び出力端子91を備える。
図5を参照して、受信装置200の動作について説明する。
なお、本実施形態では、第1実施形態と同様にして、受信装置200と異なる送信装置により、それぞれ周波数fRF1=920MHz、fRF2=2.4GHz、及びfRF3=5.8GHzの入力信号が含まれる高周波信号が送信される。そして、受信装置200は、この高周波信号を受信する。
本実施形態に係る受信装置200は、上述のように構成されるため、上述した第1実施形態で得られる効果に加えて、以下のような作用及び効果を得ることができる。
第3実施形態に係る受信装置300について、図6,図7,図8を参照して説明する。以降、第3実施形態を、単に本実施形態ともいう。第3実施形態は、第2実施形態に係る受信装置200において、スイッチ部80をスイッチ部81に変更した以外は略同様に構成されている。そこで、第1実施形態と同様のものについては説明を省略し、同符号を用いて説明する。
図6に表されるように、受信装置300は、アンテナ11、LNA21、スイッチ部81、BPF群70b、S/H回路41、DDS51、ADC61、及び出力端子91を備える。
図8を参照して、受信装置300の動作について説明する。
信号の組合せとして、ステップS24で選択された信号が通過したBPF71,72のうち、BPF71以外の残りのBPF72を通過してS/H回路41へ入力する信号が選択されている。そして、通過帯域f2に含まれる高周波信号が、S/H回路41へ出力される。続いて、S/H回路41は、BPF群70bから入力された通過信号に対するアンダーサンプリングを行い、標本化信号を出力する(ステップS32)。ステップS32において得られる標本化信号に入力信号が含まれている場合には、この入力信号が通過帯域f2に含まれるものであることを同定することができる。
本実施形態に係る受信装置300は、上述のように構成されるため、上述した第1実施形態で得られる効果に加えて、以下のような作用及び効果を得ることができる。
第4実施形態に係る受信装置400について、図9,図10を参照して説明する。以降、第4施形態を、単に本実施形態ともいう。第4実施形態は、第1実施形態に係る受信装置100において、BPF71〜73を備えず、AGC31及びRSSI32を備えている以外は同様に構成されている。そこで、上述した実施形態と同様のものについては説明を省略し、同符号を用いて説明する。
図9に表されるように、受信装置400は、アンテナ11、LNA21、AGC(Auto Gain Control)31、RSSI(Received Signal Strength Indicator)32、S/H回路41、DDS51、ADC61、及び出力端子91を備える。
図2,図10を参照して、受信装置400の動作とアンダーサンプリングについて説明する。
なお、本実施形態では、受信装置400と異なる送信装置により、それぞれ周波数fRF1=920MHz、fRF2=2.4GHz、及びfRF3=5.8GHzの入力信号が含まれる高周波信号が送信される。
上記の受信装置400では、DDS51によりクロック周波数fCLKを切り替えて、S/H回路41によるアンダーサンプリングを行うことによって、標本化信号に含まれる入力信号の周波数が変化する。そして、クロック周波数fCLKの変更に伴う標本化信号の変化に基づいて、高周波信号に含まれる入力信号の周波数fRF1,fRF2,fRF3を同定することができる。さらには、DDS51によってクロック周波数fCLKを高速で切り替えることによって、アンダーサンプリング後の標本化信号に含まれる周波数成分が高速で変化する。これにより、高周波信号に含まれる入力信号の周波数fRF1,fRF2,fRF3をリアルタイムで同定することができる。またさらに、入力信号の周波数fRF1,fRF2,fRF3を同定することで、標本化信号から入力信号を復号できるため、受信装置400は、複数の帯域の信号を測定する、マルチバンド測定機として用いることができる。
(1)上記実施形態の受信装置100,200,300では、S/H回路41には、DDS51からクロック信号が入力されて、DDS51から入力されたクロック信号に同期したサンプリング周波数にてサンプリングを行なう場合について説明した。受信装置100,200,300で用いられるクロック信号源は、DDS51に限られず、PLL等の公知のクロック信号源を用いることができる。
11 アンテナ
21 LNA
31 AGC
32 RSII
41 S/H回路
51 DDS
61 ADC
70a,70b BPF群
71,72,73 BPF
80,81 スイッチ部
Claims (7)
- 受信された高周波信号に直接アンダーサンプリングを行なうことにより、前記高周波信号に対する受信処理を行なう受信装置であって、
所定のクロック信号を生成するクロック信号源と、
前記高周波信号としてアンダーサンプリング次数の異なる複数の帯域を有するマルチバンド高周波信号が入力されるとともに、前記クロック信号源からの前記クロック信号が入力されて、前記マルチバンド高周波信号に対するアンダーサンプリングを行なうサンプルホールド回路とを備える
ことを特徴とする、マルチバンド受信装置。 - 前記マルチバンド高周波信号における複数の帯域のうち少なくとも2以上の帯域の信号のそれぞれの信号をろ波する異なった通過帯域を有する2以上のバンドパスフィルタが相互に並列接続されたバンドパスフィルタ群が前記サンプルホールド回路の入力側に設けられる
請求項1に記載のマルチバンド受信装置。 - 前記バンドパスフィルタ群の入力側または出力側に、前記バンドパスフィルタ群を構成する上記2以上のバンドパスフィルタを通過して前記サンプルホールド回路へ入力すべき信号の組み合わせを選択しうる信号選択部が設けられる
請求項2に記載のマルチバンド受信装置。 - 前記クロック信号源が、相互に異なる周波数を有する複数のクロック信号を生成しうる周波数可変クロック信号源として構成される
請求項1〜3のいずれか1項に記載のマルチバンド受信装置。 - 前記クロック信号源が、前記周波数の異なるクロック信号を位相連続で生成する
請求項5に記載のマルチバンド受信装置。 - 請求項3に記載のマルチバンド受信装置を用いた前記マルチバンド高周波信号の受信方法であって、
前記信号選択部が、前記信号の組合せとして、前記バンドパスフィルタ群を構成する2以上のバンドパスフィルタを通過して前記サンプルホールド回路へ入力する全ての信号を選択する第1選択ステップと、
前記サンプルホールド回路が、前記第1選択ステップで選択された組み合わせの信号に対するアンダーサンプリングを行う第1受信ステップと、
を備えることを特徴とする、マルチバンド高周波信号の受信方法。 - 前記第1選択ステップでいずれかの帯域の信号を受信した場合、前記信号選択部が、前記信号の組合せとして、前記第1選択ステップで選択されたバンドパスフィルタのうちの1以上のバンドパスフィルタ以外の残りのバンドパスフィルタを通過して前記サンプルホールド回路へ入力する信号を選択する第2選択ステップを備え、
前記マルチバンド高周波信号の1つの帯域の信号が受信されるまで、前記バンドパスフィルタを通過して前記サンプルホールド回路へ入力する信号を選択していく
請求項6に記載のマルチバンド高周波信号の受信方法。
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