JP4238210B2 - ダイバーシティ受信装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車載用テレビや携帯用テレビのように、移動しながら受信するのに好適なダイバーシティ受信装置に関する。
図4を参照して従来のダイバーシティ受信装置を説明する。受信空中戦1、5により受信された同一周波数OFDM方式の高周波信号は、受信高周波部2、6によりそれぞれ増幅され、混合器3、7に入力される。混合器3、7には局部発振器4、8から互いに異なるが近接した周波数の局部発振信号が与えられる。このため、混合器3、7からは互いに異なり、かつ近接した周波数の中間周波信号が出力される。各混合器3、7から出力される中間周波信号は合成器9において合成される。合成器9の出力からは同期回路10により受信装置内で使用されるクロックが再生されると共に、A/D変換器11によりデジタル信号が得られる。
デジタル信号はFFT12によりOFDM信号を構成する各周波数の搬送波に対応した信号に変換され、合成回路13においてダイバーシティ合成され、搬送波復調回路14において各搬送波ごとに復調され、誤り訂正回路15による誤り訂正処理が施された後、デジタルの出力データとして出力される(例えば、特許文献1参照。)。
特開2000−041020号公報(図1)
移動体に搭載した受信装置でテレビジョン信号等を受信する場合には、移動に伴なう電界強度の変化の範囲が大きく、例えば、+10dBmから−90dBmまで変化する場合がある。このため、地上デジタルテレビジョン信号のような多数のキャリアを有するOFDM変調された信号を強電界地域で受信すると、受信高周波部内に設けられた増幅器が歪み、それによってC/Nが劣化して受信エラーが発生するという問題がある。
本発明は、弱電界地域で受信する場合には、受信感度を向上させるという本来の目的を達成しつつ、強電界地域では歪みを低減して受信エラーを無くすことを目的とする。
上記課題に対する第1の解決手段として、アンテナ及び前記アンテナに結合された増幅器を有する複数のアンテナブロックと、チューナ及び前記チューナに接続されたOFDM復調器を有して前記各アンテナブロックの出力側にそれぞれ接続される複数のチューナ部と、前記各チューナ部から出力される復調信号を合成する合成部とを備え、受信信号レベルが所定値以上になったときにのみ少なくとも1つの前記アンテナブロックの増幅器に入力される受信信号のレベルを下げるかまたは0とし、少なくとも他の1つの前記アンテナブロックの増幅器には前記受信信号のレベルの変化に関わらず前記受信信号のレベルを変えることなく入力した。
また、第2の解決手段として、前記少なくとも1つのアンテナブロックには前記増幅器の前段に可変減衰器を設け、前記少なくとも1つのアンテナブロックに接続される前記チューナ部には前記受信信号のレベルが前記所定値以上の範囲で電圧が変化するAGC電圧を発生するための発生回路を設け、前記AGC電圧によって前記可変減衰器の減衰量を制御した。
また、第3の解決手段として、前記各アンテナブロックから出力される前記受信信号を第1のケーブルを介して前記チューナ部に入力し、前記AGC電圧を第2のケーブルを介して前記可変減衰器に入力し、前記チューナ部には前記第1のケーブルに電源電圧を重畳する電源供給手段を設け、前記増幅器には前記第1のケーブルから前記電源電圧を供給した。
また、第4の解決手段として、前記少なくとも1つのアンテナブロックの増幅器には該増幅器を迂回するためのバイパス回路を並設し、受信信号のレベルが前記所定値以上の時にのみ前記受信信号を前記少なくとも1つのアンテナブロックの増幅器に入力せずに前記バイパス回路を介して出力した。
また、第5の解決手段として、前記少なくとも1つのアンテナブロックには、前記アンテナと前記増幅器との間に介挿されたスイッチダイオードを設けると共に、前記バイパス回路をスイッチ手段で構成して前記スイッチ手段を前記スイッチダイオードの入力側と前記増幅器の出力端との間に接続し、前記受信信号のレベルが前記所定値以上の時に前記スイッチダイオードをオフにすると共に前記スイッチ手段をオンにした。
また、第6の解決手段として、前記各アンテナブロックから出力される前記受信信号をそれぞれ第1のケーブルを介して前記各チューナ部に入力し、前記各チューナ部には前記第1のケーブルに電源電圧を供給する電源供給手段を設けると共に、前記各増幅器には前記各ケーブルを介して前記電源電圧を供給し、前記少なくとも1つのアンテナブロックに接続される前記チューナ部には前記受信信号のレベルが前記所定値以上のときに前記電源供給手段による前記第1のケーブルへの前記電源電圧の供給を停止し、前記電源電圧の供給停止によって前記スイッチダイオードをオフにすると共に前記スイッチ手段をオンにした。
また、第7の解決手段として、前記スイッチ手段をFETで構成し、前記スイッチダイオードのアノードを前記増幅器の入力端に結合すると共に、カソードを前記アンテナに結合し、前記FETのソースを前記スイッチダイオードのカソードに接続すると共にバイアス抵抗を介して接地し、前記FETのゲートを接地すると共にドレインを前記増幅器の出力端に結合した。
また、第8の解決手段として、前記少なくとも1つのアンテナブロックに接続される前記チューナ部には前記受信信号のレベルを検出する検波器と、前記所定値を示す基準電圧が一方の入力端に入力され、他方の入力端に前記検波器からの検波電圧が入力される比較回路とを設け、前記電源供給手段は電源にコレクタが接続され、エミッタが前記第1のケーブルに接続されたトランジスタで構成され、前記トランジスタのベースを前記比較回路の出力端に接続した。
第1の解決手段によれば、アンテナ及びアンテナに結合された増幅器を有する複数のアンテナブロックと、チューナ及びチューナに接続されたOFDM復調器を有して各アンテナブロックの出力側にそれぞれ接続される複数のチューナ部と、各チューナ部から出力される復調信号を合成する合成部とを備え、受信信号レベルが所定値以上になったときにのみ少なくとも1つのアンテナブロックの増幅器に入力される受信信号のレベルを下げるかまたは0とし、少なくとも他の1つのアンテナブロックの増幅器には受信信号のレベルの変化に関わらず受信信号のレベルを変えることなく入力したので、弱電界のときには受信信号が増幅器よって増幅されてチューナに入力されるので受信感度が向上する。また、強電界の時には、少なくとも1つのアンテナブロックの増幅器で発生する歪みが押さえられるのでチューナではC/Nが悪化せず、復調段階以降での受信エラーが発生しない。また、少なくとも他の1つのアンテナブロックは電界強度の大きさの如何に関わらず常に信号を受信しているので、電界強度が弱くなってもOFDM復調後の合成段階で同期が外れることがない。
また、第2の解決手段によれば、少なくとも1つのアンテナブロックには増幅器の前段に可変減衰器を設け、少なくとも1つのアンテナブロックに接続されるチューナ部には受信信号のレベルが所定値以上の範囲で電圧が変化するAGC電圧を発生するための発生回路を設け、AGC電圧によって可変減衰器の減衰量を制御したので、増幅器に入力される受信信号のレベルが下がる。
また、第3の解決手段によれば、各アンテナブロックから出力される受信信号を第1のケーブルを介してチューナ部に入力し、AGC電圧を第2のケーブルを介して可変減衰器に入力し、チューナ部には第1のケーブルに電源電圧を重畳する電源供給手段を設け、増幅器には第1のケーブルから電源電圧を供給したので、アンテナブロックをチューナ部から離れて車輌のフロントガラス等に取り付けた場合にもアンテナブロックに独立した電源を設ける必要がない。
また、第4の解決手段によれば、少なくとも1つのアンテナブロックの増幅器には該増幅器を迂回するためのバイパス回路を並設し、受信信号のレベルが所定値以上の時にのみ受信信号を少なくとも1つのアンテナブロックの増幅器に入力せずにバイパス回路を介して出力したので、少なくとも1つのアンテナブロックの増幅器には受信信号が入力されない。
また、第5の解決手段によれば、少なくとも1つのアンテナブロックには、アンテナと増幅器との間に介挿されたスイッチダイオードを設けると共に、バイパス回路をスイッチ手段で構成してこのスイッチ手段をスイッチダイオードの入力側と増幅器の出力端との間に接続し、受信信号のレベルが所定値以上の時にスイッチダイオードをオフにすると共にスイッチ手段をオンにしたので、受信信号をバイパス回路を介して出力できる。
また、第6の解決手段によれば、各アンテナブロックから出力される受信信号をそれぞれ第1のケーブルを介して各チューナ部に入力し、各チューナ部には第1のケーブルに電源電圧を供給する電源供給手段を設けると共に、各増幅器には各ケーブルを介して電源電圧を供給し、少なくとも1つのアンテナブロックに接続されるチューナ部には受信信号のレベルが所定値以上のときに電源供給手段による第1のケーブルへの電源電圧の供給を停止し、電源電圧の供給停止によってスイッチダイオードをオフにすると共に記スイッチ手段をオンにしたので、アンテナブロックをチューナ部から離れて車輌のフロントガラス等に取り付けた場合にもアンテナブロックに独立した電源を設ける必要がない。
また、第7の解決手段によれば、スイッチ手段をFETで構成し、スイッチダイオードのアノードを増幅器の入力端に結合すると共に、カソードをアンテナに結合し、FETのソースをスイッチダイオードのカソードに接続すると共にバイアス抵抗を介して接地し、FETのゲートを接地すると共にドレインを増幅器の出力端に結合したので、電源供給の停止によってスイッチダイオードをオフにすると共に記スイッチ手段をオンにすることができる。
また、第8の解決手段によれば、少なくとも1つのアンテナブロックに接続されるチューナ部には受信信号のレベルを検出する検波器と、所定値を示す基準電圧が一方の入力端に入力され、他方の入力端に検波器からの検波電圧が入力される比較回路とを設け、電源供給手段は電源にコレクタが接続され、エミッタが第1のケーブルに接続されたトランジスタで構成され、トランジスタのベースを比較回路の出力端に接続したので、受信信号のレベルが所定値以上になれば自動的に電源供給を停止できる。
本発明のダイバーシティ受信装置に係る第1の実施形態を図1に示す。図1において、複数のアンテナブロック20(20a、20b、、)はそれぞれ対応する複数のチューナ部40(40a、40b、、)にケーブル30(30a、30b、、)、31によって接続される。また、各チューナ部40には合成部60が接続される。アンテナブロック20は、例えば、車輌のフロントガラスに取り付けられる。チューナ部40、合成部60、及び合成部60の後段側に接続されるディスプレイ等は車輌本体の内部に接地される。
各アンテナブロック20は、少なくともアンテナ21(21a、21b、、)と、その後段に接続された増幅器22(22a、22b、、)を有する。そして、アンテナ21によって、OFDM変調されたデジタルテレビジョン信号が受信される。少なくとも1つのアンテナブロック20aには、アンテナ21aと、増幅器22aと、アンテナ21aと増幅器22aとの間に介挿された可変減衰器23とが設けられ、少なくとも他の1つのアンテナブロック20bには、アンテナ21bと増幅器22bが設けられる。各増幅器22にはそれぞれ対応するケーブル30から電源電圧が供給される。
少なくとも1つのアンテナブロック20aに対応するチューナ部40aには、チューナ41aと、その後段に接続されたOFDM復調器42aと、ケーブル30aに電源電圧を重畳するための電源供給手段43aと、検波器44とAGC電圧発生回路45とが設けられる。
チューナ41a内には、図示のように接続された可変減衰器46、可変利得増幅器47、周波数変換器48が構成される。周波数変換器48は受信信号を中間周波数信号に周波数変換してその出力をOFDM復調器42aに供給する。OFDM復調器42aは復調信号とAGC電圧とを出力する。AGC電圧は可変減衰器46、可変利得増幅器47に供給される。
検波器46には中間周波信号が入力される。検波器46から出力される検波電圧は受信信号のレベルを示す。AGC電圧発生回路47は、受信信号のレベルが所定値以上の範囲の時に電圧が変化するAGC電圧を発生する。従って、受信信号のレベルが所定値以下の範囲ではAGC電圧は一定値に保たれる。AGC電圧はケーブル31を介して可変減衰器23に供給される。
検波器44とAGC電圧発生回路45との構成例を図2に示す。検波器44は検波用ダイオード44a、コンデンサ44b、可変抵抗44cを有し、コンデンサ44bに保持された検波電圧が可変抵抗44cを介してAGC電圧発生回路45に供給される。AGC電圧発生回路45はトランジスタ45a、エミッタバイアス抵抗45b、コレクタ給電抵抗45c、コレクタ接地抵抗45dとから構成される。そして、コレクタからAGC電圧が出力される。可変抵抗44cの分圧比と、エミッタバイアス抵抗45b、コレクタ給電抵抗45c、コレクタ接地抵抗45dの各抵値の設定とによって、AGC電圧の変化スタートポイントが決定される。
また、電源供給手段43aはチョークコイルによって構成される。
少なくとも他の1つのアンテナブロック20bに対応するチューナ部40bには、チューナ41bと、その後段に接続されたOFDM復調器42bと、ケーブル30bに電源電圧を重畳するための電源供給手段43bとは設けられる。チューナ41bはチューナ41aと同一構成であり、OFDM復調器42bはOFDM復調器42aと同一構成であり、電源供給手段43bは電源供給手段43aと同一構成である。
合成部60は合成回路61と誤り訂正回路62とを有する。合成回路61は各チューナ部40のOFDM復調器42a、42bから出力される復調信号を合成する。誤り訂正回路62はビットエラーを訂正し、訂正されたMPEGデジタル映像信号(トランスポートストリーム)を出力する。
以上の構成において、1つのアンテナブロック20a側の受信系統においては、検波器44によって得られる検波電圧が、所定値の受信レベル以下を示す場合、すなわち、受信信号の電界強度が所定値よりも低いときは、AGC電圧が一定値に保持され、アンテナ21aで受信された受信信号は減衰することなく増幅器22aに入力される。そして、増幅された受信信号はケーブル30aを介してチューナブ部40aに入力され、OFDM復調器42aから復調信号が出力される。他の1つのアンテナブロック20bで受信された信号は増幅器22bで増幅されてチューナ部40bに入力され、OFDM復調器42bからも復調信号が出力される。各復調信号は合成される。よって受信感度が向上する。
また、電界強度が所定値よりも大きいときは、AGC電圧によって可変減衰器23の減衰量が受信強度の値に対応して増加し、減衰された受信信号が増幅器22aに入力される。従って、増幅器22aでは歪みを発生しないのでチューナ41aではC/Nが悪化せず、復調段階以降での受信エラーが発生しない。また、他の1つのアンテナブロック20bは電界強度の大きさの如何に関わらず常に信号を受信しているので、電界強度が弱くなってもOFDM復調後の合成段階で同期が外れることがない。
図2は第2の実施形態の示す。図2においては、図1と同一構成に対して同一符号を付してその説明を省略する。
少なくとも1つのアンテナブロック20aには、アンテナ21aと増幅器22aとの間に介挿されたスイッチダイオード24と、スイッチダイオード24の入力側と増幅器22aの出力側との間に接続され、増幅器22aをバイパスするためのバイパス回路25とが設けられる。バイパス回路25はスイッチ手段であるFET(デプレッションタイプの電界効果トランジスタ)25aで構成される。スイッチダイオード24のアノードは増幅器22aに結合され、カソードはアンテナ21aに結合される。そして、スイッチダイオード24のカソードはバイアス抵抗26によって接地されると共に、FET25aのソースに接続される。ゲートは接地され、ドレインは増幅器22aの出力端に結合される。スイッチダイオード24のアノードにはケーブル30aから電源電圧が供給される。
1つのアンテナブロック20aに対応するチューナ部40aには、検波器44と比較器49とトランジスタ(PNP型)50とが設けられる。トランジスタ50も電源供給手段であり、そのコレクタが電源にプルアップされ、エミッタはチョークコイル43aに接続される。従って、トランジスタ50がオンの時はケーブル30aに電源電圧が重畳され、オフのときは電源電圧の供給が停止される。
検波器44はチューナ41aに入力される受信信号を検波する。検波電圧は比較器49の一方の入力端に入力される。比較器49の他方の入力端には所定値の受信信号レベルに対応する基準電圧Vrefが入力される。そして、比較器49は、検波電圧が基準電圧よりも低いときはローレベルの電圧を出力し、その逆の場合はハイレベルの電圧を出力する。
以上の構成において、受信信号レベルが所定値以下のときは検波電圧は基準電圧以下となり、比較器49の出力はローレベルとなってトランジスタ50はオンとなる。従って、ケーブル30aに電源電圧が供給され、増幅器22aにはケーブル30aを介して電源電圧が印加される。また、このときは、スイッチダイオード24がオンとなり、FET25aはオフとなる。従って、アンテナ21aで受信された受信信号は増幅器22aによって増幅され、ケーブル30aを介してチューナ41aに入力される。また、他の1つのアンテナブロック20bは電界強度の大きさの如何に関わらず常に信号を受信しているので、OFDM復調後の合成段階で同期が外れることがない。受信感度も向上する。
また、受信信号レベルが所定値よりも大きいときは、検波器44によって得られる検波電圧が基準電圧以上となり、比較器49の出力はハイレベルとなってトランジスタ50はオフとなる。従って、ケーブル30aへの電源供給が停止され、増幅器22aに電源電圧が印加されなくなると共に、スイッチダイオード24はオフとなる。また、これによってFET25aはオンとなる。従って、受信信号は増幅器22aには入力されず、バイパス回路25を介して出力される。また、電源供給が停止されることで、増幅器22aの動作も停止する。よって、受信電界強度が大きくても増幅器によって歪みが発生せず、チューナ41aではC/Nが悪化せず、復調段階以降での受信エラーが発生しない。
また、第2の実施形態によれば、チューナ部40aで検出した受信信号レベルによって、アンテナブロック20a側の増幅器22aとバイパス回路25との切替を自動的に行うことができる。
本発明のダイバーシティ受信装置にかかる第1の実施形態の構成を示す回路図である。 本発明のダイバーシティ受信装置にかかる第2の実施形態の構成を示す回路図である。 本発明のダイバーシティ受信装置に使用するAGC電圧発生回路の回路図である。 従来のイバーシティ受信装置の回路図である。
符号の説明
20:アンテナブロック
20a:1つのアンテナブロック
20b:他の1つのアンテナブロック
21:アンテナ
22:増幅器
22a:1つの増幅器
22b:他の1つの増幅器
23:可変減衰器
24:スイッチダイオード
25:バイパス回路
25a:FET(スイッチ手段)
30、31:ケーブル
40:チューナ部
41:チューナ
42:OFDM復調器
43:電源供給手段
44:検波器
45:AGC電圧発生回路
46:可変減衰器
47:可変利得増幅器
48:周波数変換器
49:比較器
50:トランジスタ(電源供給手段)
60:合成部
61:合成回路
62:誤り訂正回路

Claims (8)

  1. アンテナ及び前記アンテナに結合された増幅器を有する複数のアンテナブロックと、チューナ及び前記チューナに接続されたOFDM復調器を有して前記各アンテナブロックの出力側にそれぞれ接続される複数のチューナ部と、前記各チューナ部から出力される復調信号を合成する合成部とを備え、受信信号レベルが所定値以上になったときにのみ少なくとも1つの前記アンテナブロックの増幅器に入力される受信信号のレベルを下げるかまたは0とし、少なくとも他の1つの前記アンテナブロックの増幅器には前記受信信号のレベルの変化に関わらず前記受信信号のレベルを変えることなく入力したことを特徴とするダイバーシティ受信装置。
  2. 前記少なくとも1つのアンテナブロックには前記増幅器の前段に可変減衰器を設け、前記少なくとも1つのアンテナブロックに接続される前記チューナ部には前記受信信号のレベルが前記所定値以上の範囲で電圧が変化するAGC電圧を発生するための発生回路を設け、前記AGC電圧によって前記可変減衰器の減衰量を制御したことを特徴とする請求項1に記載のダイバーシティ受信装置。
  3. 前記各アンテナブロックから出力される前記受信信号を第1のケーブルを介して前記チューナ部に入力し、前記AGC電圧を第2のケーブルを介して前記可変減衰器に入力し、前記チューナ部には前記第1のケーブルに電源電圧を重畳する電源供給手段を設け、前記増幅器には前記第1のケーブルから前記電源電圧を供給したことを特徴とする請求項2に記載のダイバーシティ受信装置。
  4. 前記少なくとも1つのアンテナブロックの増幅器には該増幅器を迂回するためのバイパス回路を並設し、受信信号のレベルが前記所定値以上の時にのみ前記受信信号を前記少なくとも1つのアンテナブロックの増幅器に入力せずに前記バイパス回路を介して出力したことを特徴とする請求項1に記載のダイバーシティ受信装置。
  5. 前記少なくとも1つのアンテナブロックには、前記アンテナと前記増幅器との間に介挿されたスイッチダイオードを設けると共に、前記バイパス回路をスイッチ手段で構成して前記スイッチ手段を前記スイッチダイオードの入力側と前記増幅器の出力端との間に接続し、前記受信信号のレベルが前記所定値以上の時に前記スイッチダイオードをオフにすると共に前記スイッチ手段をオンにしたことを特徴とする請求項4に記載のダイバーシティ受信装置。
  6. 前記各アンテナブロックから出力される前記受信信号をそれぞれ第1のケーブルを介して前記各チューナ部に入力し、前記各チューナ部には前記第1のケーブルに電源電圧を供給する電源供給手段を設けると共に、前記各増幅器には前記各ケーブルを介して前記電源電圧を供給し、前記少なくとも1つのアンテナブロックに接続される前記チューナ部には前記受信信号のレベルが前記所定値以上のときに前記電源供給手段による前記第1のケーブルへの前記電源電圧の供給を停止し、前記電源電圧の供給停止によって前記スイッチダイオードをオフにすると共に前記スイッチ手段をオンにしたことを特徴とする請求項5に記載のダイバーシティ受信装置。
  7. 前記スイッチ手段をFETで構成し、前記スイッチダイオードのアノードを前記増幅器の入力端に結合すると共に、カソードを前記アンテナに結合し、前記FETのソースを前記スイッチダイオードのカソードに接続すると共にバイアス抵抗を介して接地し、前記FETのゲートを接地すると共にドレインを前記増幅器の出力端に結合したことを特徴とする請求項6に記載のダイバーシチ受信装置。
  8. 前記少なくとも1つのアンテナブロックに接続される前記チューナ部には前記受信信号のレベルを検出する検波器と、前記所定値を示す基準電圧が一方の入力端に入力され、他方の入力端に前記検波器からの検波電圧が入力される比較回路とを設け、前記電源供給手段は電源にコレクタが接続され、エミッタが前記第1のケーブルに接続されたトランジスタで構成され、前記トランジスタのベースを前記比較回路の出力端に接続したことを特徴とする請求項7に記載のダイバーティ受信装置。
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