JP3588560B2 - Receiver - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばパルス圧縮レーダやスペクトラム拡散信号受信装置など、特に広帯域信号を受信する受信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年になり、ディジタル信号処理技術の発展が著しい。このような背景から、アナログの受信信号をディジタル化したうえで受信処理を施す受信装置が提供されている。受信信号をディジタル化することで、耐ノイズ性の向上などの様々なメリットを得ることができる。
【0003】
ところで、近年ではパルス圧縮技術や周波数拡散技術などにより、受信対象信号の占有周波数帯域が広帯域化される傾向にある。ところが現状では、特にアナログ/ディジタル変換器(以下A/D変換器と標記する)の処理能力が対象信号の帯域に追いついておらず、忠実な受信再生を行うことが困難である。そこで、広帯域信号を複数の狭帯域信号に分割してそれぞれディジタル変換し、そのうえで受信処理を施すことで広帯域信号を忠実に受信できるようにする受信装置が考えられている。
【0004】
この種の受信装置の構成を図5に概略的に示す。以下の説明では、100MHzから340MHzまでの、240MHzなる帯域幅を持つ信号を受信するものと仮定する。
アンテナANTで受信された広帯域信号は、帯域分割フィルタ41〜412により12系統の狭帯域信号に分割される。帯域分割フィルタ41〜412はそれぞれ20MHzのパスバンドを有し、信号帯域を分割してカバーする。すなわち、フィルタ41には100〜120MHz、フィルタ42には120〜140MHz、…なる帯域が割り当てられる。
【0005】
帯域分割フィルタ41〜412から送出されるRFの狭帯域信号は、それぞれコンバータ51〜512、ローパスフィルタ(LPF)61〜612、コンバータ71〜712を介してIF信号にドロップされる。これらのIF信号は、それぞれアンチエイリアス・フィルタ8を介してA/D変換器2に与えられ、ディジタル変換される。各A/D変換器2はそれぞれそのサンプリング周波数Fsを80MHzとする。
【0006】
アンチエイリアス・フィルタ8は急峻な特性を持つローパスフィルタであり、各A/D変換器2におけるナイキスト周波数fN以上の周波数をカットすることで変換後の信号にノイズ(エイリアス)を生じるのを防ぐ。ナイキスト周波数fNとは、A/D変換器におけるサンプリング周波数fsの1/2として定義されるもので、したがって上記A/D変換器2のナイキスト周波数fNは40MHzである。ここでは各フィルタの特性にマージンを持たせる意味で、各A/D変換器2の処理帯域を20MHzに設定する。
【0007】
各A/D変換器2で得られたディジタル受信信号は、それぞれ次段の信号処理部3に与えられ、各種の受信信号処理を施される。そして、各系統の信号処理部3からの出力信号が、図示しないアップコンバータおよび合成器を介して合成されることにより元の帯域が復元される。このように、受信信号を狭帯域信号に分割したうえでそれぞれ信号処理を施すことにより、特に各A/D変換器8の処理能力に余裕を持たせることができ、その結果、忠実度の高い受信処理を行うことが可能になる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記構成による従来の受信装置には、帯域を分割した分、それだけ部品点数が多くなり、その結果重量の増加やコストの上昇を招くなどの不具合が有った。
本発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、構成簡易にして広帯域信号を受信可能な受信装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、到来信号を複数系統の信号に分割し、これらの信号の周波数をそれぞれ周波数変換器でドロップしたのち、さらに狭帯域信号に分割してこれらの狭帯域信号をそれぞれアナログ/ディジタル変換器に与えてディジタル信号に変換し、これにより得られるディジタル信号をもとに前記到来信号に対する受信復調処理を行う受信装置にあって、
前記アナログ/ディジタル変換器のうち少なくとも一つの出力にエイリアスを生じさせるようにしたことを特徴とする。
【0010】
また本発明は、到来信号の帯域を分割して複数の狭帯域信号を生成し、各狭帯域信号の周波数を周波数変換器でドロップしたのち、各狭帯域信号に対して設けられたアナログ/ディジタル変換器により各狭帯域信号をディジタル信号に変換し、これにより得られるディジタル信号をもとに前記到来信号に対する受信復調処理を行う受信装置にあって、
前記周波数変換器のうち少なくとも一つに2以上の狭帯域信号を与えてこれらの狭帯域信号を同じ周波数だけドロップさせ、このうち高域側にある狭帯域信号が与えられるアナログ/ディジタル変換器の出力にエイリアスを生じさせるようにしたことを特徴とする。
【0011】
より具体的には、到来信号の帯域をn分割し、n系統の狭帯域信号を送出する帯域分割手段と、この帯域分割手段から送出される前記狭帯域信号の占有帯域を周波数軸上でそれぞれ移動させる帯域移動手段と、前記帯域移動手段から送出される前記n系統の狭帯域信号をそれぞれディジタル信号に変換するもので、それぞれ与えられる狭帯域信号の帯域の幅以上のナイキスト周波数を持つn個のアナログ/ディジタル変換手段と、これらのアナログ/ディジタル変換手段から送出される前記ディジタル信号をもとに前記到来信号に対する受信復調処理を行う受信手段とを具備し、
前記帯域移動手段に、
与えられる信号の周波数をドロップする周波数変換器と、前記複数のアナログ/ディジタル変換器の入力側にそれぞれ接続され、与えられる信号の帯域の幅を接続先のアナログ/ディジタル変換器のナイキスト周波数以下に制限するn個の帯域フィルタとを備え、
前記帯域分割手段から送出される前記n系統の狭帯域信号のうちm(m≧2)系統以上の狭帯域信号を結合して、前記周波数変換器のうち少なくとも1つに共に与えてそれぞれの狭帯域信号の周波数をドロップさせ、該周波数変換器の出力を前記n個の帯域フィルタのうちm個に与え、該m個の前記帯域フィルタのパス帯域を、それぞれ前記結合された狭帯域信号を分離すべく設定したことを特徴とする。
【0012】
このようにすることで、少なくとも一つのアナログ/ディジタル変換器にそのナイキスト周波数以上の狭帯域信号が与えられ、いわゆるアンダーサンプリングの状態となってその出力にエイリアスを生じ、このエイリアスに対しても受信復調のための処理が施される。すなわち、ナイキスト周波数以下に落とし込まない狭帯域信号を少なくとも一つ設けることで、一つの周波数変換器で該狭帯域信号を含む複数の狭帯域信号を周波数ドロップさせることが可能となる。
【0013】
この結果、帯域の分割数よりも少ない個数の周波数変換器で足りることになり、構成を簡易化することが可能となる。
【0014】
また本発明では、前記結合されるm系統の狭帯域信号の相互の帯域間に、および前記m個の帯域フィルタの相互のパス帯域間に、少なくとも前記アナログ/ディジタル変換器のうちもっとも低いナイキスト周波数を持つアナログ/ディジタル変換器の該ナイキスト周波数以上の周波数差を持たせたことを特徴とする。
【0015】
このようにすることで、エイリアスの反転を防ぐことが可能となる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図1に、本発明に係わる受信装置の構成を概略的に示す。この受信装置は、パルス圧縮レーダの受信部や、CDMA(Code Division Multiple Access)信号の受信装置などに適用可能である。
【0017】
なお比較のため、ここでも100MHzから340MHzまでの、240MHzなる帯域幅を持つ信号を受信するものとする。また図1において図5と共通する部分には同一の符号を付して示し、ここでは異なる部分についてのみ説明する。
【0018】
この受信装置は、図5と同様に12系統のA/D変換器2(2−1,2−2,2−3)およびこれに接続される信号処理部3を備えている。なお説明の便宜上、A/D変換器に2−1,2−2,2−3なる符号を付す。
【0019】
すなわち、アンテナANTで受信された広帯域信号はまずフィルタ部F1〜F4に与えられる。各フィルタ部F1〜F4には、それぞれ図2に示すように100〜280MHz、120〜300MHz、140〜320MHz、160〜340MHzなるパス帯域が設けられている。これらのパス帯域は、周波数軸上でそれぞれ異なる場所に位置しており、全体として100MHz〜340MHzをカバーするものとなっている。
【0020】
各フィルタ部F1〜F4からは、それぞれ図2に示した帯域に位置する帯域制限された信号が送出される。これらの信号は、それぞれコンバータC1〜C4に与えられて周波数ドロップされる。コンバータC1〜C4におけるドロップ周波数は、それぞれ−90,−110,−130,−150[MHz]である。これにより各コンバータC1〜C4からは、それぞれ10〜190[MHz]なる帯域の信号が送出されることになる。
【0021】
これらの信号は、帯域フィルタ11,12,13に与えられる。帯域フィルタ11,12,13には、それぞれ10〜30,90〜100,170〜190[MHz]なるパス帯域が設定されている。かくして、A/D変換器2−1,2−2,2−3には、それぞれ10〜30,90〜100,170〜190なる帯域の信号が与えられることになる。
【0022】
ここで、各A/D変換器2−1,2−2,2−3は、サンプリング周波数fs=80MHz、ナイキスト周波数fN=40MHz、処理帯域20MHzなる、従来と同様の諸元を持つものとする。
【0023】
さて、A/D変換器2−1には、諸元に合った10〜30MHz帯域の信号が与えられるため、その出力には何ら特徴的な点は無い。一方、A/D変換器2−2,2−3にはナイキスト周波数fNより高い帯域に位置する信号が与えられており、このため以下に示す特徴的な作用を生じる。
【0024】
図3を参照して、A/D変換器2−1,2−2,2−3に与えられる信号帯域とその出力との関係を説明する。なお、以下の議論は一般のサンプリングシステムに対しても同様に当てはめることができる。
【0025】
図3において、▲1▼,▲2▼,▲4▼が、それぞれ帯域フィルタ11,12,13のパス帯域を示し、斜線部分がA/D変換器2−1,2−2,2−3にそれぞれ与えられる信号帯域を示している。斜線部分の幅が、各A/D変換器2−1,2−2,2−3の処理帯域20MHzに相当する。
【0026】
一般に、サンプリングシステムではナイキスト周波数fN以上の周波数成分faが入力に含まれていると、faは別の周波数になってサンプリングしたデータ中に現れる。これをエイリアスと称し、ナイキスト周波数fNと折り返した形で現れる。例えば図3の▲1▼′に示す帯域の信号をA/D変換器2−1,2−2,2−3に与えると、それぞれあたかも▲1▼なる入力が与えられたに相当する出力データを得る。同様に、▲2▼〜▲5▼に示す帯域の信号をA/D変換器2−1〜2−3に与えると、▲1▼なる入力に相当する出力データを得る。ただし、帯域▲1▼′、▲3▼、▲5▼の信号は、出力において帯域が反転することに注意する。
【0027】
従来のサンプリングシステムでは、A/D変換後の出力に原信号とエイリアスとの干渉によるノイズを避けるために、ナイキスト周波数fN以上の帯域にある信号を与えないようにしている。これに対し、本実施形態ではエイリアスを積極的に利用し、高い周波数帯域に位置する信号をA/D変換器に与えることで、帯域を落とし込んだ形での出力を得るようにしている。
【0028】
上記実施形態では、A/D変換器2−2,2−3に、それぞれ▲2▼、▲4▼の帯域の信号を入力している。したがってその出力には、反転の無いかたちでのサンプリングデータを得る。もちろん、フィルタ部F1〜F4、コンバータC1〜C4、帯域フィルタ11〜13の特性にそれぞれ適切な値を与えることで、各A/D変換器2−1〜2−3ごとに、ナイキスト周波数fN(40MHz)よりも帯域幅の狭い信号(それぞれ帯域幅20MHz)を一つずつ与えるようにしているので、出力に干渉を生じることはない。
【0029】
そして、これらのA/D変換器2−1〜2−3の出力をもとに、信号処理部3により信号処理を行い、100〜340MHzレンジの広帯域信号に対する受信復調を支障なく行うことが可能である。
【0030】
このように本実施形態では、例えば100〜340MHzなる帯域の信号を受信する場合、この信号の帯域をそれぞれ100〜280MHz、120〜300MHz、140〜320MHz、160〜340MHzなる帯域を持つ4系統の信号に分割する。これらの信号を低域側から順に−90,−110,−130,−150なる周波数ドロップ量の周波数変換器C1〜C4に導く。これによりドロップされた信号を、それぞれ20±10,100±10,180±10MHzなる帯域フィルタ11,12,13に与えることでさらに帯域を分け、それぞれA/D変換器2−1,2−2,2−3に与えるようにしている。
【0031】
このようにしたので、一つのコンバータにより複数帯域の周波数変換を行うことが可能となり、従ってコンバータの数を減らせることができ、構成を簡易にすることが可能となる。
【0032】
より一般的に、本発明の思想を図4を参照して説明する。図4(a)の点線に示すようにA/D変換器にナイキスト周波数fN以上の帯域の信号を与えると、その出力には図中左端に示すように、fNで折り返された形のエイリアスを生じる。なお斜線部分にある信号は、そのエイリアスが反転しない。
【0033】
従来では、図4(b)のように到来信号の帯域をfN以下の幅の狭帯域信号に分割し(この図では4つ)、全ての狭帯域信号をfN以下にまでドロップしていた。このため各狭帯域信号に対応した数のコンバータを必要とし、構成が繁雑であった。また特に高域の信号に対してはより多くのドロップ量を必要とするため、コンバータを多段構成とする必要があり、これによる系統誤差を生じる虞があった。
【0034】
これに対して上記実施形態では、エイリアスに対する受信信号処理を行うようにしているので、上記狭帯域信号を含む帯域制限された信号を同じドロップ量のコンバータを用いて周波数ドロップさせることができ、したがってコンバータの数は上記狭帯域信号の数よりも少なくて済む。また高域側の信号をfN以下までドロップさせる必要も無いので、コンバータを多段構成とする必要が無く、よって系統誤差を減らすこともできる。
【0035】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、A/D変換器2−1〜2−3の出力に、原信号との反転を生じないような構成としたが、これは本発明の思想に直接係わるものではない。すなわち、A/D変換器2−1〜2−3の出力に反転を許容する場合、後段の信号処理部3側で反転を補償するようにすれば良い。また、補償の必要すら無く、反転出力そのままの形での処理が許されるシステムも存在するであろう。
【0036】
またA/D変換器2−1〜2−3の出力に反転を許容するならば、更なる構成の簡素化を図ることが可能である。すなわち、例えば図1において到来信号の帯域を100〜220MHz、220〜340MHzのごとく分割し、それぞれ−90MHz、−210MHzとドロップするようにすれば、コンバータの数は2個で済む。またアンテナANT直後の帯域フィルタも2個設けるのみで済む。これにより更なる構成の簡易化を図ることが可能となる。
【0037】
またフィルタ部F1〜F4のパス帯域の設定は上記の限りではない。例えば上記実施形態において、フィルタ部F1に100〜120MHz、180〜200MHz、260〜280MHz、フィルタ部F2に120〜140MHz、200〜220MHz、280〜300MHz、フィルタ部F3に140〜160MHz、220〜240MHz、300〜320MHz、フィルタ部F4に160〜180MHz、240〜260MHz、320〜340MHzなるパス帯域を設定しても良い。これは、各フィルタ部F1〜F4にそれぞれ20MHzなるパス帯域を持つバンドパスフィルタを3つ設け、これらのバンドパスフィルタを3つ並列に接続することで実現可能である。このようにいしても、上記と同様の効果を得られるほか、フィルタ部F1〜F4の特性の設定の仕方如何によっては、帯域フィルタ11,12,13を省略することも可能となり、さらなる構成の簡略化を図れる。
このほか、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施を行うことができる。
【0038】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、構成簡易にして広帯域信号を受信可能な受信装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる受信装置の構成を示すブロック図。
【図2】図1の構成におけるフィルタ部F1〜F4のパス帯域の設定を示すための図。
【図3】A/D変換器2−1,2−2,2−3に与えられる信号帯域とその出力との関係を説明するための図。
【図4】本発明の思想をより一般的な形で説明するための図。
【図5】従来の受信装置の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
ANT…アンテナ
41〜412…帯域分割フィルタ
51〜512、71〜712…コンバータ
61〜612…ローパスフィルタ(LPF)
8…アンチエイリアス・フィルタ
2(2−1,2−2,2−3)…アナログ/ディジタルコンバータ(A/D)
3…信号処理部
F1〜F4…フィルタ部
C1〜C4…コンバータ
11,12,13…帯域フィルタ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a receiving device for receiving a wideband signal, such as a pulse compression radar and a spread spectrum signal receiving device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the development of digital signal processing technology has been remarkable. From such a background, there has been provided a receiving apparatus that performs a receiving process after digitizing an analog received signal. By digitizing the received signal, various advantages such as improved noise resistance can be obtained.
[0003]
By the way, in recent years, the frequency band occupied by the signal to be received has been broadened by a pulse compression technique, a frequency spreading technique, or the like. However, at present, the processing capability of an analog / digital converter (hereinafter, referred to as an A / D converter) cannot keep up with the band of a target signal, and it is difficult to perform faithful reception and reproduction. Therefore, there has been proposed a receiving apparatus that divides a wideband signal into a plurality of narrowband signals, converts each of the signals into digital signals, and then performs a receiving process so that the wideband signal can be faithfully received.
[0004]
FIG. 5 schematically shows the configuration of this type of receiving apparatus. In the following description, it is assumed that a signal having a bandwidth of 240 MHz from 100 MHz to 340 MHz is received.
The wideband signal received by the antenna ANT is divided by the band division filters 41 to 412 into 12 narrowband signals. Each of the band division filters 41 to 412 has a pass band of 20 MHz, and divides and covers a signal band. That is, a band of 100 to 120 MHz is assigned to the filter 41, and a band of 120 to 140 MHz is assigned to the filter 42.
[0005]
The RF narrow band signals transmitted from the band division filters 41 to 412 are dropped to IF signals via converters 51 to 512, low pass filters (LPF) 61 to 612, and converters 71 to 712, respectively. These IF signals are respectively supplied to the A / D converter 2 via the anti-aliasing filter 8 and are converted into digital signals. Each A / D converter 2 has a sampling frequency Fs of 80 MHz.
[0006]
The anti-alias filter 8 is a low-pass filter having a steep characteristic, and cuts a frequency equal to or higher than the Nyquist frequency fN in each A / D converter 2 to prevent generation of noise (alias) in the converted signal. The Nyquist frequency fN is defined as 1/2 of the sampling frequency fs in the A / D converter, and therefore, the Nyquist frequency fN of the A / D converter 2 is 40 MHz. Here, the processing band of each A / D converter 2 is set to 20 MHz in order to give a margin to the characteristics of each filter.
[0007]
The digital reception signal obtained by each A / D converter 2 is provided to a signal processing unit 3 in the next stage, and is subjected to various kinds of reception signal processing. Then, the output signals from the signal processing units 3 of the respective systems are combined via an upconverter and a combiner (not shown) to restore the original band. As described above, by dividing the received signal into narrowband signals and then performing signal processing on each of them, it is possible to give a margin particularly to the processing capacity of each A / D converter 8, and as a result, high fidelity is achieved. It becomes possible to perform reception processing.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional receiving apparatus having the above configuration has a problem in that the number of components increases as much as the band is divided, resulting in an increase in weight and an increase in cost.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a receiving apparatus capable of receiving a wideband signal with a simple configuration.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention divides an incoming signal into a plurality of systems of signals, drops the frequency of each of these signals by a frequency converter, and further divides these signals into narrowband signals, thereby dividing these narrowband signals. To an analog / digital converter to convert the digital signal into a digital signal, and perform a receiving demodulation process on the arriving signal based on the digital signal obtained thereby.
An alias is generated in at least one output of the analog / digital converter.
[0010]
The present invention also provides an analog / digital signal provided for each narrowband signal after a plurality of narrowband signals are generated by dividing the band of an incoming signal, and the frequency of each narrowband signal is dropped by a frequency converter. A converter that converts each narrowband signal into a digital signal by a converter and performs reception demodulation processing on the incoming signal based on the digital signal obtained thereby,
At least one of the frequency converters is provided with two or more narrow band signals, and these narrow band signals are dropped by the same frequency. Among them, an analog / digital converter provided with a narrow band signal on the higher frequency side is provided. An alias is generated in the output.
[0011]
More specifically, the band of the arriving signal is divided into n, and the band dividing means for transmitting n systems of narrow band signals, and the occupied band of the narrow band signal transmitted from the band dividing means on the frequency axis. A band shifting means for shifting, and each of the n systems of narrow-band signals transmitted from the band shifting means are converted into digital signals, and n signals having a Nyquist frequency equal to or greater than the bandwidth of the given narrow-band signal are provided. Analog / digital converting means, and receiving means for performing reception demodulation processing on the incoming signal based on the digital signal transmitted from the analog / digital converting means,
In the band moving means,
A frequency converter for dropping the frequency of a given signal; and a frequency converter connected to the input side of each of the plurality of analog / digital converters to reduce the bandwidth of the given signal to the Nyquist frequency of the connected analog / digital converter. And n band filters for limiting,
M (m ≧ 2) or more narrow band signals among the n narrow band signals transmitted from the band dividing means are combined and supplied to at least one of the frequency converters to provide each narrow band signal. Drop the frequency of the band signal, apply the output of the frequency converter to m of the n band filters, and separate the passbands of the m band filters from the combined narrow band signals. It is characterized in that it has been set as much as possible.
[0012]
In this way, at least one analog / digital converter is provided with a narrow band signal equal to or higher than the Nyquist frequency, causing a so-called undersampling state, causing an alias at the output, and receiving the alias. Processing for demodulation is performed. In other words, by providing at least one narrow-band signal that does not fall below the Nyquist frequency, it is possible to drop a plurality of narrow-band signals including the narrow-band signal with one frequency converter.
[0013]
As a result, the number of frequency converters smaller than the number of band divisions is sufficient, and the configuration can be simplified.
[0014]
Further, in the present invention, at least the lowest Nyquist frequency of the analog / digital converters is provided between the mutual bands of the m narrow-band signals to be combined and between the mutual pass bands of the m band filters. Wherein an analog / digital converter having a frequency difference of not less than the Nyquist frequency is provided.
[0015]
This makes it possible to prevent alias inversion.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 schematically shows a configuration of a receiving apparatus according to the present invention. This receiving apparatus is applicable to a receiving section of a pulse compression radar, a receiving apparatus of a CDMA (Code Division Multiple Access) signal, and the like.
[0017]
For comparison, a signal having a bandwidth of 240 MHz from 100 MHz to 340 MHz is also received here. In FIG. 1, the same parts as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and only different parts will be described here.
[0018]
This receiving apparatus includes 12 A / D converters 2 (2-1, 2-2, 2-3) and a signal processing unit 3 connected thereto, as in FIG. For convenience of description, A / D converters are denoted by reference numerals 2-1 to 2-2 and 2-3.
[0019]
That is, the wideband signal received by the antenna ANT is first provided to the filter units F1 to F4. Each of the filter units F1 to F4 is provided with a pass band of 100 to 280 MHz, 120 to 300 MHz, 140 to 320 MHz, and 160 to 340 MHz as shown in FIG. These pass bands are located at different locations on the frequency axis, respectively, and cover 100 MHz to 340 MHz as a whole.
[0020]
From each of the filter units F1 to F4, a band-limited signal located in the band shown in FIG. 2 is transmitted. These signals are applied to converters C1 to C4, respectively, and are frequency-dropped. Drop frequencies in the converters C1 to C4 are -90, -110, -130, and -150 [MHz], respectively. As a result, a signal in a band of 10 to 190 [MHz] is transmitted from each of the converters C1 to C4.
[0021]
These signals are provided to bandpass filters 11, 12, and 13. Pass bands of 10 to 30, 90 to 100, and 170 to 190 [MHz] are set in the bandpass filters 11, 12, and 13, respectively. Thus, the signals in the bands of 10 to 30, 90 to 100, and 170 to 190 are given to the A / D converters 2-1, 2-2, and 2-3, respectively.
[0022]
Here, each of the A / D converters 2-1, 2-2, and 2-3 has the same specifications as those of the related art, in which the sampling frequency fs = 80 MHz, the Nyquist frequency fN = 40 MHz, and the processing band is 20 MHz. .
[0023]
Now, since the A / D converter 2-1 is provided with a signal in the 10 to 30 MHz band that matches the specifications, there is no characteristic point in its output. On the other hand, the A / D converters 2-2 and 2-3 are provided with a signal located in a band higher than the Nyquist frequency fN, and therefore have the following characteristic operations.
[0024]
With reference to FIG. 3, the relationship between the signal band provided to A / D converters 2-1, 2-2, and 2-3 and the output thereof will be described. Note that the following discussion can be similarly applied to a general sampling system.
[0025]
In FIG. 3, (1), (2), and (4) indicate the pass bands of the bandpass filters 11, 12, and 13, respectively, and the hatched portions are the A / D converters 2-1 to 2-2, and 2-3. Shows the signal bands respectively given to. The width of the hatched portion corresponds to a processing band of 20 MHz for each of the A / D converters 2-1, 2-2 and 2-3.
[0026]
In general, in a sampling system, if a frequency component fa equal to or higher than the Nyquist frequency fN is included in the input, fa appears at a different frequency in the sampled data. This is called an alias, and appears in a form folded back to the Nyquist frequency fN. For example, when a signal in the band shown by (1) 'in FIG. 3 is given to the A / D converters 2-1, 2-2, and 2-3, output data corresponding to the input (1) is given. Get. Similarly, when signals in the bands indicated by (2) to (5) are given to the A / D converters 2-1 to 2-3, output data corresponding to the input (1) is obtained. However, it should be noted that the signals of the bands (1) ', (3), and (5) have inverted bands at the output.
[0027]
In a conventional sampling system, a signal in a band equal to or higher than the Nyquist frequency fN is not applied to an output after A / D conversion in order to avoid noise due to interference between an original signal and an alias. On the other hand, in the present embodiment, an alias is positively used and a signal located in a high frequency band is supplied to the A / D converter, thereby obtaining an output in a form where the band is reduced.
[0028]
In the above embodiment, signals in the bands of (2) and (4) are input to the A / D converters 2-2 and 2-3, respectively. Therefore, sampling data without inversion is obtained from the output. Of course, by giving appropriate values to the characteristics of the filter units F1 to F4, the converters C1 to C4, and the bandpass filters 11 to 13, the Nyquist frequency fN ( Since signals having a bandwidth smaller than 40 MHz) (each having a bandwidth of 20 MHz) are provided one by one, no interference occurs in the output.
[0029]
Then, based on the outputs of the A / D converters 2-1 to 2-3, signal processing is performed by the signal processing unit 3 so that reception and demodulation of a wideband signal in the range of 100 to 340 MHz can be performed without any trouble. It is.
[0030]
As described above, in the present embodiment, when a signal in a band of 100 to 340 MHz is received, for example, four signals having a band of 100 to 280 MHz, 120 to 300 MHz, 140 to 320 MHz, and 160 to 340 MHz are used. Divided into These signals are guided to the frequency converters C1 to C4 having frequency drop amounts of -90, -110, -130, and -150 in order from the low frequency side. The signals dropped by this are given to band filters 11, 12, and 13 of 20 ± 10, 100 ± 10, and 180 ± 10 MHz, respectively, to further divide the band, and A / D converters 2-1 and 2-2, respectively. , 2-3.
[0031]
With this configuration, it is possible to perform frequency conversion in a plurality of bands by using one converter, so that the number of converters can be reduced and the configuration can be simplified.
[0032]
More generally, the idea of the present invention will be described with reference to FIG. When a signal in the band equal to or higher than the Nyquist frequency fN is given to the A / D converter as shown by a dotted line in FIG. 4A, an alias in the form folded back by fN is output to the output as shown at the left end in the figure. Occurs. The alias of the signal in the hatched portion is not inverted.
[0033]
Conventionally, as shown in FIG. 4B, the band of an incoming signal is divided into narrowband signals having a width of fN or less (four in this figure), and all narrowband signals are dropped to fN or less. This requires a number of converters corresponding to each narrowband signal, and the configuration is complicated. In addition, since a larger drop amount is required especially for a high-frequency signal, the converter needs to have a multi-stage configuration, which may cause a systematic error.
[0034]
On the other hand, in the above-described embodiment, the reception signal processing for the alias is performed, so that the band-limited signal including the narrow-band signal can be frequency-dropped using the converter having the same drop amount. The number of converters may be less than the number of narrowband signals. Further, since it is not necessary to drop the signal on the high frequency side to fN or less, there is no need to provide a converter in a multi-stage configuration, so that systematic errors can be reduced.
[0035]
Note that the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the output of the A / D converters 2-1 to 2-3 is configured not to invert the original signal, but this is not directly related to the idea of the present invention. That is, when the inversion of the outputs of the A / D converters 2-1 to 2-3 is allowed, the inversion may be compensated for in the signal processing unit 3 at the subsequent stage. Also, there may be systems that allow processing in the form of the inverted output without any need for compensation.
[0036]
Further, if the outputs of the A / D converters 2-1 to 2-3 are allowed to be inverted, it is possible to further simplify the configuration. That is, for example, if the band of the arriving signal is divided into 100 to 220 MHz and 220 to 340 MHz in FIG. 1 and dropped to −90 MHz and −210 MHz, the number of converters is two. Also, only two bandpass filters need be provided immediately after the antenna ANT. This makes it possible to further simplify the configuration.
[0037]
The setting of the pass bands of the filter units F1 to F4 is not limited to the above. For example, in the above embodiment, the filter unit F1 has 100 to 120 MHz, 180 to 200 MHz, 260 to 280 MHz, the filter unit F2 has 120 to 140 MHz, 200 to 220 MHz, 280 to 300 MHz, and the filter unit F3 has 140 to 160 MHz, 220 to 240 MHz, A pass band of 300 to 320 MHz and 160 to 180 MHz, 240 to 260 MHz, and 320 to 340 MHz may be set in the filter unit F4. This can be realized by providing three bandpass filters each having a pass band of 20 MHz in each of the filter units F1 to F4, and connecting these three bandpass filters in parallel. Even in this case, the same effect as described above can be obtained, and depending on how to set the characteristics of the filter units F1 to F4, the bandpass filters 11, 12, and 13 can be omitted, and further configuration can be achieved. It can be simplified.
In addition, various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
[0038]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, it is possible to provide a receiving apparatus capable of receiving a wideband signal with a simplified configuration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a receiving device according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing setting of a pass band of filter units F1 to F4 in the configuration of FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between signal bands provided to A / D converters 2-1 2-2 and 2-3 and their outputs.
FIG. 4 is a diagram for explaining the concept of the present invention in a more general form.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a conventional receiving apparatus.
[Explanation of symbols]
ANT antennas 41-412 band division filters 51-512, 71-712 converters 61-612 low-pass filter (LPF)
8 anti-alias filter 2 (2-1, 2-2, 2-3) analog / digital converter (A / D)
3. Signal processing units F1 to F4 Filter units C1 to C4 Converters 11, 12, 13 ... Bandpass filters

Claims (4)

到来信号を複数系統の信号に分割し、これらの信号の周波数をそれぞれ周波数変換器でドロップしたのち、さらに狭帯域信号に分割してこれらの狭帯域信号をそれぞれアナログ/ディジタル変換器に与えてディジタル信号に変換し、これにより得られるディジタル信号をもとに前記到来信号に対する受信復調処理を行う受信装置であって、
前記アナログ/ディジタル変換器のうち少なくとも一つの出力にエイリアスを生じさせるようにしたことを特徴とする受信装置。
The incoming signal is divided into a plurality of signals, and the frequencies of these signals are dropped by frequency converters. Then, the signals are further divided into narrow-band signals, and these narrow-band signals are supplied to an analog / digital converter and converted into digital signals. A receiving device that converts the signal into a signal and performs reception demodulation processing on the incoming signal based on the digital signal obtained thereby,
A receiving device, wherein an alias is generated in at least one output of the analog / digital converter.
到来信号の帯域を分割して複数の狭帯域信号を生成し、各狭帯域信号の周波数を周波数変換器でドロップしたのち、各狭帯域信号に対して設けられたアナログ/ディジタル変換器により各狭帯域信号をディジタル信号に変換し、これにより得られるディジタル信号をもとに前記到来信号に対する受信復調処理を行う受信装置であって、
前記周波数変換器のうち少なくとも一つに2以上の狭帯域信号を与えてこれらの狭帯域信号を同じ周波数だけドロップさせ、このうち高域側にある狭帯域信号が与えられるアナログ/ディジタル変換器の出力にエイリアスを生じさせるようにしたことを特徴とする受信装置。
A plurality of narrow-band signals are generated by dividing the band of the incoming signal, and the frequency of each narrow-band signal is dropped by a frequency converter. Then, each narrow-band signal is dropped by an analog / digital converter provided for each narrow-band signal. A receiving device that converts a band signal into a digital signal, and performs reception demodulation processing on the incoming signal based on the digital signal obtained thereby,
At least one of the frequency converters is provided with two or more narrow band signals, and these narrow band signals are dropped by the same frequency. Among them, an analog / digital converter provided with a narrow band signal on the higher frequency side is provided. A receiving device wherein an alias is generated in an output.
到来信号の帯域をn分割し、n系統の狭帯域信号を送出する帯域分割手段と、
この帯域分割手段から送出される前記狭帯域信号の占有帯域を周波数軸上でそれぞれ移動させる帯域移動手段と、
前記帯域移動手段から送出される前記n系統の狭帯域信号をそれぞれディジタル信号に変換するもので、それぞれ与えられる狭帯域信号の帯域の幅以上のナイキスト周波数を持つn個のアナログ/ディジタル変換手段と、
これらのアナログ/ディジタル変換手段から送出される前記ディジタル信号をもとに前記到来信号に対する受信復調処理を行う受信手段とを具備し、
前記帯域移動手段は、
与えられる信号の周波数をドロップする周波数変換器と、
前記複数のアナログ/ディジタル変換器の入力側にそれぞれ接続され、与えられる信号の帯域の幅を接続先のアナログ/ディジタル変換器のナイキスト周波数以下に制限するn個の帯域フィルタとを備え、
前記帯域分割手段から送出される前記n系統の狭帯域信号のうちm(m≧2)系統以上の狭帯域信号を結合して1の周波数変換器に入力してそれぞれの狭帯域信号の周波数をドロップさせ、該周波数変換器の出力を前記n個の帯域フィルタのうちm個に与え、該m個の前記帯域フィルタのパス帯域を、それぞれ前記結合された狭帯域信号を分離すべく設定したことを特徴とする受信装置。
Band dividing means for dividing a band of an incoming signal into n and transmitting n systems of narrow band signals;
Band moving means for moving the occupied band of the narrow band signal transmitted from the band dividing means on the frequency axis,
The n-band narrow-band signals transmitted from the band moving means are respectively converted into digital signals, and n analog / digital converting means having a Nyquist frequency equal to or more than the width of the band of the given narrow-band signal; ,
Receiving means for performing reception demodulation processing on the incoming signal based on the digital signal sent from the analog / digital conversion means,
The band moving means,
A frequency converter that drops the frequency of a given signal;
N bandpass filters connected to the input sides of the plurality of analog / digital converters, respectively, for limiting a band width of a given signal to a Nyquist frequency of a connected analog / digital converter or less.
Among the n narrow-band signals sent from the band dividing means, m (m ≧ 2) or more narrow-band signals are combined , input to one frequency converter, and the frequency of each narrow-band signal is changed. Dropping, applying the output of the frequency converter to m of the n band filters, and setting the pass bands of the m band filters to separate the combined narrowband signals. A receiving device characterized by the above-mentioned.
前記結合されるm系統の狭帯域信号の相互の帯域間に、および前記m個の帯域フィルタの相互のパス帯域間に、少なくとも前記アナログ/ディジタル変換器のうちもっとも低いナイキスト周波数を持つアナログ/ディジタル変換器の該ナイキスト周波数以上の周波数差を持たせたことを特徴とする請求項3に記載の受信装置。An analog / digital converter having at least the lowest Nyquist frequency among the analog / digital converters between the mutual bands of the m narrow-band signals to be combined and between the mutual pass bands of the m band filters. 4. The receiving device according to claim 3, wherein the converter has a frequency difference equal to or greater than the Nyquist frequency.
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