JP4984869B2 - 受信回路、電子機器及びノイズキャンセル方法 - Google Patents

Description

本発明は、受信回路、電子機器及びノイズキャンセル方法に関する。

受信回路を内蔵した電子機器において、受信回路の近傍に配置されている電子回路の回路動作に伴う電磁場の変化に起因して交流信号が発生し、これが受信回路側に回り込んで、妨害波として受信信号に混在してしまう場合がある。かかる現象は、信号劣化の大きな要因となるため、受信信号に重畳された妨害波を除去するための様々な技術が考案されている。

その一例として、特許文献１には、電子回路からの発生信号の位相を遅延線を用いて反転させることで、当該発生信号を打ち消す信号（以下、「キャンセル信号」と称す。）を生成して、妨害波を除去する技術が開示されている。
特開２００６−１４５３１５号公報

ところで、アンテナ等の受信部で受信される信号は微弱な信号であり、増幅によって信号レベルを引き上げて信号処理を行うのが一般的である。しかし、特許文献１に開示されている技術では、増幅段の前の、アンテナと信号処理系統とを接続する信号線の途中位置に遅延線の接点を設け、受信直後の微弱な信号にキャンセル信号を加算する構成をとっている。

このため、加算するキャンセル信号の信号レベルを精確に制御し、微弱な受信信号に混在している妨害波成分を適切に打ち消す必要があった。キャンセル信号の信号レベルが不適切である場合、妨害波成分を打ち消すのに十分な信号レベルを超過した過度のキャンセル信号によって、逆に妨害波成分が増加してしまい、受信感度が劣化してしまうおそれがあった。

本発明は、上述した課題に鑑みて為されたものである。

以上の課題を解決するための第１の発明は、無線信号を受信する受信部近傍の電子回路からの発生信号を打ち消すキャンセル信号を生成するキャンセル信号生成部と、前記受信部により受信された受信信号の信号処理系統の途中所定位置で、該信号処理系統の信号に、前記キャンセル信号生成部により生成されたキャンセル信号を加算する加算部とを備えた受信回路である。

この第１の発明によれば、受信部により受信された受信信号の信号処理系統の途中所定位置で、該信号処理系統の信号にキャンセル信号生成部で生成されたキャンセル信号が加算されることで、受信信号に重畳されたノイズがキャンセルされる。従って、信号処理系統の信号レベルが高い状態でキャンセル信号が加算されるため、アンテナの直後で加算する場合に比べて、キャンセル信号の信号レベルの調整を簡単に行うことができる。

また、第２の発明として、第１の発明の受信回路であって、局部発振信号生成部と、前記局部発振信号生成部により生成された局部発振信号を前記受信部により受信された受信信号に乗算することで、当該受信信号を中間周波数の信号に変換して前記信号処理系統の後段に出力する中間周波変換部と、前記中間周波変換部から出力された信号のうち、前記無線信号の前記中間周波数に対応する帯域を通過させるフィルタ部と、を更に備えるとともに、前記キャンセル信号生成部は、前記局部発振信号生成部により生成された局部発振信号の位相を１８０度移相する移相部を有し、この移相部により移相された信号を前記発生信号に乗算することで前記キャンセル信号を生成し、前記加算部は、前記フィルタ部の前で、前記中間周波変換部から出力される中間周波数の信号に前記生成されたキャンセル信号を加算する受信回路を構成してもよい。

この第２の発明によれば、受信部により受信された信号が、中間周波変換部において局部発振信号と乗算されることで、中間周波数の信号に変換される。一方、キャンセル信号生成部では、受信部近傍の電子回路からの発生信号に、移相部において１８０度移相された局部発振信号が乗算されることで、キャンセル信号が生成される。そして、中間周波変換部で変換された中間周波数の信号が、キャンセル信号生成部で生成されたキャンセル信号と加算された後、無線信号の中間周波数に対応する帯域を通過させるフィルタ部に出力される。

受信部近傍の電子回路からの発生信号には、様々な周波数の信号が含まれており、信号レベルも一定ではない。一方、局部発振信号は、周波数が一定であり、信号レベルも一定であることから、移相を行うことは容易である。そこで、第２の発明によれば、移相した局部発振信号を乗算する構成により、電子回路からの発生信号の移相を簡易に実現することが可能となる。

また、加算部での加算後の信号は、無線信号の中間周波数に対応する帯域以外の帯域のノイズをキャンセルしきれていない可能性があるが、これらのノイズはフィルタ部によって除去されることになる。

また、第３の発明として、第２の発明における前記キャンセル信号生成部が、前記移相部により移相された信号と前記発生信号との乗算後の信号を所定の減衰率で減衰させる減衰部を有する受信回路を構成してもよい。

この第３の発明によれば、移相部により移相された局部発振信号と電子回路からの発生信号との乗算後の信号が、所定の減衰率で減衰されることになる。

また、第４の発明として、第３の発明における前記減衰率が、前記加算部により加算された後の信号のうち、前記無線信号の前記中間周波数に対応する帯域におけるノイズ成分の量が最低となる値に予め設定されている受信回路を構成してもよい。

この第４の発明によれば、無線信号の中間周波数に対応する帯域のノイズ成分の量が最低となるように減衰率が調整された信号が、加算部から出力されることになる。

また、第５の発明として、第３の発明の受信回路であって、前記フィルタ部から出力される信号の信号レベルに基づき、前記減衰部の減衰率を制御する制御信号を生成して出力する減衰率制御部を備え、前記減衰部は、前記減衰率制御部から出力される前記制御信号に応じた減衰率で前記移相部により移相された信号を減衰させる受信回路を構成してもよい。

この第５の発明によれば、減衰部の減衰率が、フィルタ部から出力される信号の信号レベルに基づいて可変される。従って、例えば、フィルタ部から出力される信号の信号レベルを下げるように減衰率を変更することで、受信信号に重畳されたノイズを適切にキャンセルすることが可能となる。

また、第６の発明として、第１〜第５の何れかの発明の受信回路であって、無線信号を受信する受信部近傍に配置される電子回路ごとに、対応する電子回路からの発生信号を打ち消すキャンセル信号を生成する前記キャンセル信号生成部を備え、前記加算部は、前記各キャンセル信号生成部それぞれにより生成されたキャンセル信号を加算する受信回路を構成してもよい。

この第６の発明によれば、受信部近傍に配置される電子回路ごとに、対応する電子回路からの発生信号を打ち消すキャンセル信号が生成され、それぞれ生成されたキャンセル信号が受信信号に加算される。従って、ノイズの発生源が複数存在する場合であっても、受信信号に重畳されたノイズを適切にキャンセルすることが可能となる。

また、第７の発明として、測位用衛星からの衛星信号を受信する第１〜第６の何れかの発明の受信回路を備えた電子機器を構成してもよい。

この第７の発明によれば、上述した発明と相まって、測位用衛星からの衛星信号に重畳したノイズがキャンセルされることになる。

また、第８の発明として、第７の発明の電子機器における前記電子回路として、無線通信回路を所定位置に内蔵配置した電子機器を構成してもよい。

この第８の発明によれば、上述した発明と相まって、測位用衛星からの衛星信号に重畳した無線通信回路部からのノイズがキャンセルされることになる。

また、第９の発明として、第８の発明の電子機器における前記受信回路はＧＰＳ衛星信号を受信する回路であり、前記無線通信回路は携帯電話用の通信回路である携帯型電話機である電子機器を構成してもよい。

この第９の発明によれば、上述した発明と相まって、携帯型電話機において、受信されたＧＰＳ衛星信号に重畳した携帯電話用の通信回路からのノイズがキャンセルされることになる。

以下、図面を参照して、電子機器の１つであるナビゲーション機能を備えた携帯型電話機に本発明を適用した場合の実施形態について説明する。但し、本発明を適用可能な実施形態がこれに限定されるものではない。

１．第１実施形態
１−１．構成
図１は、第１実施形態における携帯型電話機１の機能構成を示すブロック図である。携帯型電話機１は、ＧＰＳアンテナ１０と、ＲＦ（Radio Frequency）受信回路部２０と、ベースバンド処理回路部１２０と、携帯用アンテナ１３０と、携帯用無線通信回路部１４０と、ホストＣＰＵ（Central Processing Unit）１５０と、操作部１６０と、表示部１７０と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１８０と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１９０とを備えて構成される。

携帯型電話機１のうち、ＲＦ受信回路部２０と、ベースバンド処理回路部１２０とは、それぞれ別のＬＳＩ（Large Scale Integration）として製造することも、１チップとして製造することも可能である。

ＧＰＳアンテナ１０は、ＧＰＳ衛星から送信された無線信号としてのＧＰＳ衛星信号を含むＲＦ信号を受信するアンテナであり、受信した信号Ｓ１をＲＦ受信回路部２０に出力する。

ＲＦ受信回路部２０は、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）フィルタ３０と、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）４０と、加算部５０と、キャンセル信号生成部６０と、局部発振信号生成部７０と、乗算部８０と、増幅部９０と、フィルタ１００と、Ａ／Ｄ（Analog Digital）変換部１１０とを備えて構成されるＲＦ信号の受信回路である。尚、以下では、ＧＰＳアンテナ１０及びＲＦ受信回路部２０でなるＧＰＳ衛星信号の受信部をＧＰＳ受信部と称する。

ＳＡＷフィルタ３０は、ＧＰＳアンテナ１０から出力された信号Ｓ１のうち、所定の周波数帯域成分を通過させる帯域通過フィルタであり、通過させた信号Ｓ２をＬＮＡ４０に出力する。

ＬＮＡ４０は、ＳＡＷフィルタ３０を通過した信号Ｓ２を増幅するローノイズアンプであり、増幅した信号を加算部５０に出力する。

加算部５０は、ＬＮＡ４０で増幅された信号と、キャンセル信号生成部６０で生成されたキャンセル信号Ｓ１２とを加算する加算器で構成され、加算結果の信号Ｓ３を乗算部８０に出力する。

キャンセル信号生成部６０は、携帯用アンテナ１３０及び携帯用無線通信回路部１４０で成る携帯電話用の電子回路（以下、「携帯用電子回路」と称す。）からの発生信号Ｓ１１を入力して１８０度移相させた後、振幅を減衰させることでキャンセル信号Ｓ１２を生成する回路部である。

ここで、携帯型電話機１に内蔵される関係上、携帯用電子回路とＧＰＳアンテナ１０或いはＲＦ受信回路部２０とは互いに近傍する位置に配置される。この結果、携帯用電子回路の回路動作に伴う電磁場の変化に起因して発生する交流信号が、ＧＰＳアンテナ１０で受信された受信信号に対して妨害波として重畳することになる。特に、携帯用電子回路は、ＧＰＳ衛星信号の周波数である１．５［ＧＨｚ］帯に近い、１．７［ＧＨｚ］や２．０［ＧＨｚ］の周波数帯域の電波を送受信するため、その携帯電話用の周波数信号が妨害波として重畳することになる。

図２は、キャンセル信号生成部６０の回路構成の一例を示す図である。キャンセル信号生成部６０は、移相部６０１と、減衰部６０２とを備えて構成される。

移相部６０１は、遅延器等により構成される移相回路であり、発生信号Ｓ１１の位相を１８０度移相した後、減衰部６０２に出力する。尚、移相の対象とする周波数は、ＧＰＳ衛星信号と同一の周波数である。

減衰部６０２は、移相部６０１から出力された信号を所定の減衰率（ゲイン）で減衰させる減衰器であり、減衰させた信号をキャンセル信号Ｓ１２として加算部５０に出力する。

減衰部６０２の減衰率は、ＧＰＳ受信部と携帯用電子回路との位置関係が確定した後の携帯型電話機１の製造段階で設定される。具体的には、加算部５０により加算された後の信号のうち、ＧＰＳ衛星信号の中間周波数に対応する帯域のノイズ成分の量が最低となるように減衰率が調整され、その調整結果の値が設計値として設定される。

局部発振信号生成部７０は、ＬＯ（Local Oscillator）等の発振器で構成されるＲＦ信号乗算用の局部発振信号を生成する回路部であり、生成した局部発振信号を乗算部８０に出力する。

乗算部８０は、加算部５０による加算結果の信号Ｓ３に、局部発振信号生成部７０で生成された局部発振信号を乗算することで、ＲＦ信号を中間周波数の信号（以下、「ＩＦ信号」と称す。）にダウンコンバートし、増幅部９０に出力する。

増幅部９０は、乗算部８０から出力されたＩＦ信号を所定の増幅率で増幅する増幅器であり、増幅した信号をフィルタ１００に出力する。

フィルタ１００は、増幅部９０で増幅された信号のうち、ＩＦ信号の信号成分の周波数帯を含む所定の周波数帯域成分を通過させる帯域通過フィルタであり、通過させた信号Ｓ４をＡ／Ｄ変換部１１０に出力する。

Ａ／Ｄ変換部１１０は、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器であり、フィルタ１００を通過した信号をデジタル信号に変換した後、ベースバンド処理回路部１２０に出力する。

ベースバンド処理回路部１２０は、ＲＦ受信回路部２０から出力されたＩＦ信号に対して相関検出処理等を行ってＧＰＳ衛星信号を捕捉・抽出し、データを復号して航法メッセージや時刻情報等を取り出し、疑似距離の演算や測位演算等を行う回路部である。尚、ＧＰＳ衛星信号は、Ｃ／Ａコード（Coarse and Acquisition）と呼ばれるスペクトラム拡散変調された信号である。

携帯用アンテナ１３０は、携帯型電話機の通信サービス事業者が設置した無線基地局との間で携帯用無線信号の送受信を行うアンテナである。

携帯用無線通信回路部１４０は、ＲＦ変換回路、ベースバンド処理回路等によって構成される携帯電話の通信回路部であり、携帯用無線信号の変調・復調等を行うことで、通話やメールの送受信等を実現する。

ホストＣＰＵ１５０は、ＲＯＭ１８０に記憶されているシステムプログラム等の各種プログラムに従って携帯型電話機１の各部を統括的に制御するプロセッサであり、主に電話機としての機能を司る他、ベースバンド処理回路部１２０において測位された携帯型電話機１の現在位置をプロットしたナビゲーション画面を表示部１７０に表示させる。

操作部１６０は、操作キーやボタンスイッチ等により構成される入力装置であり、これらの押下信号をホストＣＰＵ１５０に出力する。この操作部１６０の操作により、通話要求や、ナビゲーション画面の表示要求等の各種指示入力がなされる。

表示部１７０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成され、ホストＣＰＵ１５０から入力される表示信号に基づいた各種表示を行う表示装置である。表示部１７０には、日付及び時刻の情報や、ナビゲーション画面等が表示される。

ＲＯＭ１８０は、読み出し専用の記憶装置であり、携帯型電話機１を統括的に制御するためのシステムプログラムや、通話やメールの送受信を実現するためのプログラム、ナビゲーション機能を実現するためのプログラム等の各種プログラムやデータを記憶している。ホストＣＰＵ１５０は、これらのプログラムやデータに従って処理を実行する。

ＲＡＭ１９０は、読み書き可能な記憶装置であり、ホストＣＰＵ１５０により実行されるシステムプログラム、各種処理プログラム、各種処理の処理中データ、処理結果等を一時的に記憶するワークエリアを形成している。

１−２．原理・動作
図３は、妨害波除去の原理を説明するための図である。図３では、横軸を周波数（ｆ）、縦軸を信号レベル（Ｐ）とし、図１の信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ１１，Ｓ１２の周波数スペクトルを模式的に示している。但し、信号Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ１２については、本実施形態の特徴を簡明に説明するため、ＧＰＳ衛星信号のインバンドＩＢ近傍の領域Ｒの周波数スペクトルを拡大した図を示している。

ＧＰＳアンテナ１０からＲＦ受信回路部２０に出力される信号Ｓ１は、ＧＰＳ衛星信号に種々のノイズが重畳した信号である。しかし、ノイズの多くは、ＲＦ受信回路部２０の近傍位置に配置されている携帯用電子回路からＧＰＳ受信部側に回り込んだ携帯用無線信号である。ＧＰＳ衛星信号の周波数スペクトルを「Ｓ_G」、携帯用無線信号の周波数スペクトルを「Ｓ_C」として、信号Ｓ１，Ｓ２の図に図示する。

ＧＰＳ衛星信号は、１．５７５４２［ＧＨｚ］（以下、「ＧＰＳ周波数」と称す。）の搬送波（キャリア）が拡散された１．５［ＧＨｚ］帯の信号である。このＧＰＳ衛星信号は、強度の弱い信号であり、その周波数スペクトル「Ｓ_G」は、ＧＰＳ周波数「ｆ_G」を中心とする所定帯域をインバンドＩＢとする。

一方、携帯用無線信号の周波数は、通信方式にもよるが、１．７［ＧＨｚ］，２．０［ＧＨｚ］等である。この携帯用無線信号は、ＧＰＳ衛星信号に対して強度の強い信号であり、その周波数スペクトル「Ｓ_C」は、例えば携帯用周波数「ｆ_C（＞ｆ_G）」に最大ピーク「ＭＰ」を有し、その近傍に複数の局所ピーク「ＬＰ」を有する。

以下の説明では、携帯用無線信号の周波数スペクトル「Ｓ_C」において、最大ピーク「ＭＰ」に対応する周波数帯を「メインローブ」、それ以外の周波数帯を「サイドローブ」と称する。

携帯用無線信号は、スペクトラム拡散変調により搬送波（キャリア）が広帯域に拡散されており、その周波数スペクトル「Ｓ_C」は広がりを持っている。このため、携帯用無線信号のサイドローブの信号が、受信したＧＰＳ衛星信号のインバンドＩＢにおける妨害波となる。

ＧＰＳアンテナ１０からＲＦ受信回路部２０に信号Ｓ１が出力されると、ＳＡＷフィルタ３０は、当該信号Ｓ１のうち、ＧＰＳ衛星信号のインバンドＩＢを中心とする一定帯域の信号を通過させる。即ち、大概的ではあるが、ＳＡＷフィルタ３０によって、概ねインバンドＩＢを中心とする信号が抽出されることとなり、携帯用無線信号のメインローブの信号と、サイドローブの一部の信号とが減衰・除去される。そして、ＬＮＡ４０は、ＳＡＷフィルタ３０を通過した信号Ｓ２を増幅した後、加算部５０に出力する。

一方、携帯用電子回路からキャンセル信号生成部６０に入力される発生信号Ｓ１１の周波数スペクトルは、信号Ｓ１中に重畳されている携帯用無線信号の成分と同一であり、信号Ｓ１の図中の周波数スペクトル「Ｓ_Ｃ」と同一形状で表される。キャンセル信号生成部６０は、入力した発生信号Ｓ１１を移相部６０１で１８０度移相した後、減衰部６０２で減衰させ、キャンセル信号Ｓ１２として加算部５０に出力する。

ここで、移相部６０１は、ＧＰＳ周波数「ｆ_G」を移相対象の周波数とするように設計されているため、発生信号Ｓ１１のうちのインバンドＩＢの信号成分を１８０度移相することになる。

その後、加算部５０は、ＬＮＡ４０で増幅された信号に、キャンセル信号生成部６０で生成されたキャンセル信号Ｓ１２を加算し、信号Ｓ３として乗算部８０に出力する。信号Ｓ３の周波数スペクトルは、ＧＰＳ衛星信号のインバンドＩＢの部分の信号レベルが減少した形状となる。

これは、インバンドＩＢにおいて、キャンセル信号Ｓ１２が信号Ｓ２と逆位相になっており、加算によって信号Ｓ２と相殺されたことによるものである。これにより、インバンドにおいて信号Ｓ１に重畳していた携帯用無線信号の妨害波が除去されたことになる。

その後、乗算部８０は、加算部５０から出力された信号Ｓ３に、局部発振信号生成部７０で生成された局部発振信号を乗算することで、信号Ｓ３をダウンコンバートしてＩＦ信号とし、増幅部９０に出力する。

そして、増幅部９０は、乗算部８０から出力された信号を増幅した後、フィルタ１００に出力する。フィルタ１００は、増幅部９０で増幅された信号のうち、ＧＰＳ衛星信号の中間周波数に対応する帯域（インバンドＩＢに対応する中間周波数の帯域）の信号を通過させ、信号Ｓ４としてＡ／Ｄ変換部１１０に出力する。

信号Ｓ４は、アウトバンドの信号がフィルタ１００によって遮断された信号である。尚、信号Ｓ４はＩＦ信号であるため、周波数スペクトルを全体的に低域側にシフトさせ、ＩＦ信号の中心周波数「ＩＦ_G」、即ちインバンドＩＢの中心周波数を縦軸として図示している。

１−３．作用効果
第１実施形態によれば、ＧＰＳアンテナ１０で受信された信号がＬＮＡ４０において増幅された後、加算部５０において、キャンセル信号生成部６０で生成されたキャンセル信号と加算されることで、受信信号に重畳されたインバンドのノイズがキャンセルされる。

受信信号がＬＮＡ４０で増幅され、信号レベルが引き上げられた後にキャンセル信号と加算されるため、ＧＰＳアンテナ１０の直後でキャンセル信号を加算する場合に比べて、キャンセル信号の信号レベルの調整を簡単に行うことができ、過度のキャンセル信号によって妨害波成分が増加することを防止することができる。

２．第２実施形態
２−１．構成
図４は、第２実施形態における携帯型電話機２の機能構成を示すブロック図である。尚、携帯型電話機１と同一の構成要素については同一の符号を付して、説明を省略する。携帯型電話機２は、ＧＰＳアンテナ１０と、ＲＦ受信回路部２２と、ベースバンド処理回路部１２０と、携帯用アンテナ１３０と、携帯用無線通信回路部１４０と、ホストＣＰＵ１５０と、操作部１６０と、表示部１７０と、ＲＯＭ１８０と、ＲＡＭ１９０とを備えて構成される。

ＲＦ受信回路部２２は、ＳＡＷフィルタ３０と、ＬＮＡ４０と、乗算部８２と、加算部５２と、キャンセル信号生成部６２と、局部発振信号生成部７０と、増幅部９０と、フィルタ１００と、Ａ／Ｄ変換部１１０とを備えて構成される。

ＲＦ受信回路部２２が携帯型電話機１のＲＦ受信回路部２０と大きく異なる点は、受信信号が乗算部８２においてＩＦ信号にダウンコンバートされた後に、加算部５２において、キャンセル信号生成部６２で生成されたキャンセル信号と加算される点である。従って、キャンセル信号生成部６２で生成されるキャンセル信号もまた中間周波数の信号である。

図５は、キャンセル信号生成部６２の回路構成の一例を示す図である。キャンセル信号生成部６２は、局部発振信号移相部６２１と、乗算部６２２と、減衰部６２３とを備えて構成される。

局部発振信号移相部６２１は、局部発振信号生成部７０から入力された局部発振信号Ｓ４１を１８０度移相する移相回路であり、直流信号乗算部６２１１と、同相信号増幅部６２１２と、遅延器６２１３と、直流信号乗算部６２１４と、直交信号増幅部６２１５と、加算部６２１６とを備えて構成される。この局部発振信号移相部６２１は、直交変調器を用いて局部発振信号の移相器を構成したものであるが、他の構成としてもよいことは勿論である。

直流信号乗算部６２１１は、所定の電圧を分圧等することにより生成された直流（ＤＣ）信号を局部発振信号Ｓ４１に乗算する乗算器であり、乗算結果の信号を局部発振信号の同相信号（Ｉ信号）として、同相信号増幅部６２１２に出力する。

同相信号増幅部６２１２は、直流信号乗算部６２１１から出力された同相信号を所定の増幅率で増幅する増幅器であり、増幅した信号を加算部６２１６に出力する。

遅延器６２１３は、局部発振信号Ｓ４１の位相を９０度遅延させる遅延器であり、遅延させた信号を直流信号乗算部６２１４に出力する。

直流信号乗算部６２１４は、遅延器６２１３から出力された信号に、所定の電圧を分圧等することにより生成された直流信号を乗算する乗算器であり、乗算結果の信号を局部発振信号の直交信号（Ｑ信号）として、直交信号増幅部６２１５に出力する。

直交信号増幅部６２１５は、直交信号乗算部６２１４から出力された直交信号を所定の増幅率で増幅する増幅器であり、増幅した信号を加算部６２１６に出力する。

加算部６２１６は、同相信号増幅部６２１２で増幅された同相信号と、直交信号増幅部６２１５で増幅された直交信号とを加算する加算器であり、加算結果の信号を乗算部６２２に出力する。

乗算部６２２は、携帯用電子回路からの発生信号Ｓ３１に、発振信号移相部６２１において移相された局部発振信号を乗算する乗算器であり、乗算結果の信号を減衰部６２３に出力する。

ここで、同相信号増幅部６２１２及び直交信号増幅部６２１５のゲインをそれぞれ「−１」とすることで、加算部６２１６から出力される信号は、１８０度移相された局部発振信号となる。従って、乗算部６２２において、１８０度移相された局部発振信号と乗算されることで、発生信号Ｓ３１は、１８０度移相された中間周波数の信号となる。

減衰部６２３は、乗算部６２２によって中間周波数に変換された発生信号Ｓ３１を所定の減衰率で減衰させる減衰器であり、減衰させた信号をキャンセル信号Ｓ３２として、加算部５２に出力する。減衰部６２３の減衰率は、加算部５２により加算された後の信号のうち、ＧＰＳ衛星信号の中間周波数に対応する帯域のノイズ成分の量が最低となるような値に製造時に予め設定される。

２−２．原理・動作
図６は、第２実施形態における妨害波除去の原理を説明するための図である。図６では、横軸を周波数（ｆ）、縦軸を信号レベル（Ｐ）とし、図４の信号Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４，Ｓ３１，Ｓ３２の周波数スペクトルを模式的に示している。但し、信号Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４，Ｓ３２の周波数スペクトルについては、本実施形態の特徴を簡明に説明するため、ＧＰＳ衛星信号のインバンドＩＢの近傍の領域Ｒを拡大したものを示している。

信号Ｓ２１は、ＧＰＳアンテナ１０からＲＦ受信回路部２２に出力される信号であり、信号Ｓ２１に重畳されているノイズの多くは携帯用無線信号である。尚、この信号Ｓ２１の周波数スペクトルは、図３の信号Ｓ１の周波数スペクトルと同一である。

信号Ｓ２１は、ＳＡＷフィルタ３０を通過することで、携帯用無線信号のメインローブの信号を中心とした所定帯域の信号が抽出される。その後、ＳＡＷフィルタ３０を通過した信号は、ＬＮＡ４０において増幅された後、乗算部８２において局部発振信号と乗算されることでダウンコンバートされ、信号Ｓ２２として加算部５２に出力される。尚、信号Ｓ２２はＩＦ信号であるため、周波数スペクトルを全体的に低域側にシフトさせ、ＩＦ信号の中心周波数「ＩＦ_G」、即ちインバンドＩＢの中心周波数を縦軸として図示している。

一方、キャンセル信号生成部６２に入力される発生信号Ｓ３１の周波数スペクトルは、信号Ｓ２１中に重畳されている携帯用無線信号の成分と同一であり、信号Ｓ２１の図中の周波数スペクトル「Ｓ_Ｃ」と同一の形状で表される。発生信号Ｓ３１は、キャンセル信号生成部６２の乗算部６２２において、局部発振信号移相部６２１から出力された信号と乗算されることで、１８０度移相されるとともに、ダウンコンバートされて中間周波数の信号となる。

但し、発生信号Ｓ３１に乗算した信号は、局部発振信号の位相を１８０度移相した信号であるため、乗算後の信号も、局部発振信号の位相から１８０度ずれた位相となる。そして、中間周波数に変換された発生信号Ｓ３１は、減衰部６２３において減衰されてキャンセル信号Ｓ３２となり、加算部５２に出力される。

加算部５２において、受信信号の中間周波数の信号である信号Ｓ２２にキャンセル信号Ｓ３２が加算される。この際、信号Ｓ２２とキャンセル信号Ｓ３２とは、位相が１８０度異なる。なぜならば、発生信号Ｓ３１に乗算された信号は、受信信号に乗算された局部発振信号に対して１８０度位相が異なる信号だからである。この結果、インバンドＩＢにおいて、信号Ｓ２１に重畳していた携帯用無線信号の妨害波が除去されたものとなる。

そして、増幅部９０で増幅された信号は、フィルタ１００を通過して信号Ｓ２４となる。信号Ｓ２４は、アウトバンドの信号がフィルタ１００によって遮断された信号である。

２−３．作用効果
第２実施形態によれば、ＧＰＳアンテナ１０で受信された信号が、乗算部８２において局部発振信号と乗算されることでＩＦ信号にダウンコンバートされた後、加算部５２において、キャンセル信号生成部６２で生成されたキャンセル信号と加算されることで、受信信号に重畳されたインバンドのノイズがキャンセルされる。

加算部５２において加算されるキャンセル信号は、携帯用電子回路からの発生信号と、局部発振信号生成部７０で生成された局部発振信号とに基づいて生成される。具体的には、携帯用電子回路からの発生信号が、１８０度移相された局部発振信号と乗算されて中間周波数の信号となり、所定の減衰率で減衰されて、キャンセル信号として加算部５２に出力される。

携帯用電子回路からの発生信号には、様々な周波数の信号が含まれており、信号レベルも一定ではない。一方、局部発振信号の周波数は一定であり、信号レベルも一定であることから、移相を行うことは容易である。このため、移相した局部発振信号を乗算する構成により、携帯用電子回路からの発生信号の移相を簡易に実現することができる。

３．第３実施形態
３−１．構成
図７は、第３実施形態における携帯型電話機３の機能構成を示すブロック図である。尚、携帯型電話機１と同一の構成要素については同一の符号を付して、説明を省略する。携帯型電話機３は、ＧＰＳアンテナ１０と、ＲＦ受信回路部２４と、ベースバンド処理回路部１２０と、携帯用アンテナ１３０と、携帯用無線通信回路部１４０と、ホストＣＰＵ１５０と、操作部１６０と、表示部１７０と、ＲＯＭ１８０と、ＲＡＭ１９０と、無線アンテナ２００と、無線通信回路部２１０とを備えて構成される。

ＲＦ受信回路部２４は、ＳＡＷフィルタ３０と、ＬＮＡ４０と、乗算部８４と、第１加算部５４と、第２加算部５６と、第１キャンセル信号生成部６４と、第２キャンセル信号生成部６６と、局部発振信号生成部７０と、増幅部９０と、フィルタ１００と、Ａ／Ｄ変換部１１０とを備えて構成される。

無線通信回路部２１０は、無線アンテナ２００を介して、例えばBluetooth（登録商標）やIEEE802.11によるワイヤレスＬＡＮ等の通信規格に則った無線通信を他機との間で行う回路部である。

携帯型電話機３には、携帯用アンテナ１３０及び携帯用無線通信回路部１４０でなる携帯用電子回路と、無線アンテナ２００及び無線通信回路部２１０でなる無線通信用電子回路との２つの電子回路が内蔵される関係上、この２つの電子回路とＧＰＳ受信部とは互いに近傍する位置となり、ＧＰＳ受信部が受信するＧＰＳ衛星信号（受信信号）に対する妨害波の発生源が２つ存在する。

そこで、携帯用電子回路からの発生信号を打ち消すキャンセル信号を生成する第１キャンセル信号生成部６４と、無線通信用電子回路からの発生信号を打ち消すキャンセル信号を生成する第２キャンセル信号生成部６６とを設け、生成したキャンセル信号を、第１加算部５４及び第２加算部５６において、それぞれダウンコンバート後の中間周波数の信号に加算することで、受信信号に重畳される各々の電子回路からのインバンドの妨害波をキャンセル可能に構成している。尚、第１キャンセル信号生成部６４及び第２キャンセル信号生成部６６の回路構成は、携帯型電話機２のキャンセル信号生成部６２の回路構成と同一である。

３−２．作用効果
第３実施形態によれば、携帯電話用の電子回路からの発生信号と、無線通信用の電子回路からの発生信号とのそれぞれを打ち消すためのキャンセル信号が、第１キャンセル信号生成部６４及び第２キャンセル信号生成部６６において生成され、第１加算部５４及び第２加算部５６において受信信号とそれぞれ加算されることで、受信信号に重畳されたインバンドのノイズがキャンセルされる。従って、複数のノイズの発生源が筐体内に存在する場合であっても、受信信号に重畳されたノイズを適切にキャンセルすることが可能となる。

４．変形例
４−１．適用例
本発明は、携帯型電話機の他、携帯型のナビゲーション装置やカーナビゲーション装置、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）等の各種電子機器に適用することが可能である。即ち、無線信号を受信する受信回路と、当該受信信号にとっての妨害波（ノイズ）となる信号を発生する電子回路とを備えた電子機器であれば適用可能である。

受信回路としては、ＧＰＳ信号受信回路の他、他の各種の通信回路等であってもよい。また、受信回路の受信信号に対する妨害波を発生する電子回路としては、コンピュータシステムや各種の通信回路等であってよい。

４−２．衛星測位システム
上述した実施例では、衛星測位システムとしてＧＰＳを一例として説明したが、ＷＡＡＳ、ＱＺＳＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、ＧＡＬＩＬＥＯ等の衛星測位システムに適用することが可能である。

４−３．減衰部
キャンセル信号生成部が、加算部によって加算された後の信号に基づいて減衰部の減衰率を調整するようにしてもよい。これは、ＧＰＳ受信部近傍に設置される電子回路は常時一定の回路動作をしているとは限らず、動作時／停止時等に応じて回路動作を適宜変化させることが予想されるからである。

具体的には、例えば、フィルタ１００の出力信号を減衰部に入力して、フィルタ１００を通過したノイズキャンセル後の信号が減衰部にフィードバックされるように構成する。そして、減衰部は、当該フィードバック信号に基づいて減衰率を調整する。

図８は、この場合における減衰部の回路構成の一例を示す図である。減衰部は、減衰器と、信号レベル検出部と、差動増幅部とを備えて構成される。

減衰器は、入力信号を差動増幅部から出力された減衰率の制御信号（以下、「ゲイン制御信号」と称す。）に応じた減衰率で減衰させる可変減衰器であり、減衰させた信号をキャンセル信号として加算部に出力する。

信号レベル検出部は、公知の信号レベル検出回路により構成される回路部であり、フィードバック信号の信号レベルを検出して差動増幅部に出力する。

差動増幅部は、オペアンプ等により構成される公知の差動増幅回路であり、信号レベル検出部で検出された信号の信号レベルと、基準信号の信号レベルとを比較し、その差分に応じた信号をゲイン制御信号として減衰器に出力する。尚、基準信号は、所定電圧を分圧する等して生成される。

かかる構成により、ノイズキャンセルの結果をフィードバックして減衰率を調整することができ、電子回路からの発生信号の信号レベルが変化したとしても、随時適切な信号レベルのキャンセル信号を生成することができる。尚、この減衰部の回路構成は、上述した全ての実施形態におけるキャンセル信号生成部に適用することが可能である。

４−４．ＲＦ受信回路部
第３実施形態で説明した携帯型電話機３のＲＦ受信回路部２４の構成を、第１実施形態で説明した携帯型電話機１のＲＦ受信回路部２０の構成に置き換えてもよい。具体的には、携帯電話用の通信回路と、無線通信用の通信回路とのそれぞれに対応するキャンセル信号生成部６０を設ける。そして、受信信号をＬＮＡ４０において増幅した後に、加算部５０において、各々のキャンセル信号生成部６０で生成されたキャンセル信号を受信信号に加算し、加算結果の信号に対して乗算部８０でのダウンコンバートを行うようにする。

第１実施形態における携帯型電話機の構成を示すブロック図。 第１実施形態におけるキャンセル信号生成部の回路構成を示す図。 第１実施形態における妨害波除去の原理を説明するための図。 第２実施形態における携帯型電話機の構成を示すブロック図。 第２実施形態におけるキャンセル信号生成部の回路構成を示す図。 第２実施形態における妨害波除去の原理を説明するための図。 第３実施形態における携帯型電話機の構成を示すブロック図。 変形例における減衰部の回路構成を示す図。

符号の説明

１ 携帯型電話機、 １０ ＧＰＳアンテナ、 ２０ ＲＦ受信回路部、
３０ ＳＡＷフィルタ、 ４０ ＬＮＡ、 ５０ 加算部、
６０ キャンセル信号生成部、 ７０ 局部発振信号生成部、 ８０ 乗算部、
９０ 増幅部、 １００ フィルタ、 １１０ Ａ／Ｄ変換部、
１２０ ベースバンド処理回路部、 １３０ 携帯用アンテナ、
１４０ 携帯用無線通信回路部、 １５０ ホストＣＰＵ、 １６０ 操作部、
１７０ 表示部、 １８０ ＲＯＭ、 １９０ ＲＡＭ

Claims (10)

1. 無線信号を受信する受信部と、
   局部発振信号を生成する局部発振信号生成部と、
   前記局部発振信号を用いて、前記受信部により受信された受信信号を中間周波数の信号に変換する中間周波変換部と、
   前記局部発振信号を１８０度移相した信号と、前記受信部近傍の電子回路からの発生信号とを乗算してキャンセル信号を生成するキャンセル信号生成部と、
   前記中間周波変換部から出力される信号に前記キャンセル信号を加算する加算部と、
   を備えた受信回路。
2. 前記中間周波変換部から出力された信号のうち、前記無線信号の前記中間周波数に対応する帯域を通過させるフィルタ部を更に備えるとともに、
   前記加算部は、前記受信部により受信された受信信号の信号処理系統の途中所定位置であって前記フィルタ部の前で、前記中間周波変換部から出力される中間周波数の信号に前記キャンセル信号を加算する、
   請求項１に記載の受信回路。
3. 前記キャンセル信号生成部は、前記乗算後の信号を所定の減衰率で減衰させる減衰部を有する請求項１又は２に記載の受信回路。
4. 前記減衰率が、前記加算部により加算された後の信号のうち、前記無線信号の前記中間周波数に対応する帯域におけるノイズ成分の量が最低となる値に予め設定されている請求項３に記載の受信回路。
5. 前記キャンセル信号生成部は、前記乗算後の信号を所定の減衰率で減衰させる減衰部を有し、
   前記フィルタ部から出力される信号の信号レベルに基づき、前記減衰部の減衰率を制御する制御信号を生成して出力する減衰率制御部を備え、
   前記減衰部は、前記減衰率制御部から出力される前記制御信号に応じた減衰率で前記移相部により移相された信号を減衰させる、
   請求項２に記載の受信回路。
6. 無線信号を受信する受信部近傍に配置される電子回路ごとに、対応する電子回路からの発生信号を打ち消すキャンセル信号を生成する前記キャンセル信号生成部を備え、
   前記加算部は、前記各キャンセル信号生成部それぞれにより生成されたキャンセル信号を加算する、
   請求項１〜５の何れか一項に記載の受信回路。
7. 測位用衛星からの衛星信号を受信する請求項１〜６の何れか一項に記載の受信回路を備えた電子機器。
8. 前記電子回路として無線通信回路を所定位置に内蔵配置した請求項７に記載の電子機器。
9. 前記受信回路はＧＰＳ衛星信号を受信する回路であり、
   前記無線通信回路は携帯電話用の通信回路である、
   携帯型電話機である請求項８に記載の電子機器。
10. 局部発振信号を用いて、無線信号を受信する受信部の受信信号を中間周波数の信号に変換することと、
    前記局部発振信号を１８０度移相した信号と、前記受信部近傍の電子回路からの発生信号とを乗算してキャンセル信号を生成することと、
    前記変換された信号に前記キャンセル信号を加算することと、
    を含むノイズキャンセル方法。

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