JP5025198B2 - Radio receiving apparatus and radio receiving method - Google Patents
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Description
本発明は、レーダ受信機などの広い受信ダイナミックレンジが要求される無線受信装置とその方法に関する。 The present invention relates to a radio receiving apparatus such as a radar receiver that requires a wide receiving dynamic range and a method thereof.
従来のレーダ装置で使用される無線受信装置では、空中線より受信した信号をフィルタ/アンプ/ミキサに通して、ADC(Analog to Digital Converter:アナログ・デジタル変換器)によりデジタル化して信号処理器に取り込むようにしている。この無線受信装置に要求される最小受信レベルと最大受信レベルのダイナミックレンジは、通常110dBにも及ぶ。このため、ADCの許容入力範囲や信号品質を確保することは極めて困難である。 In a radio receiving apparatus used in a conventional radar apparatus, a signal received from an antenna is passed through a filter / amplifier / mixer, digitized by an ADC (Analog to Digital Converter), and taken into a signal processor. I am doing so. The dynamic range of the minimum reception level and the maximum reception level required for this wireless reception apparatus normally reaches 110 dB. For this reason, it is extremely difficult to ensure the allowable input range and signal quality of the ADC.
そこで、従来では、AGC/STC(Auto Gain Control/Sensitivity Time Control:自動利得制御/利得時間制御)を用いて受信系の信号レベルを適切に制御して、ADCに入力する信号レベルをある程度一定に保つことにより、必要なダイナミックレンジを確保している。 Therefore, conventionally, the signal level of the receiving system is appropriately controlled using AGC / STC (Auto Gain Control / Sensitivity Time Control), and the signal level input to the ADC is kept constant to some extent. By maintaining it, the necessary dynamic range is secured.
しかしながら、近年のレーダ装置では、必要とするダイナミックレンジ総てに最適なADC入力レベルを瞬時に対応させ、常に最適受信レベルを確保できるようにすることが要望されている。また、AGC/STCによる信号品質劣化を防ぐことも要望されている。 However, in recent radar apparatuses, it is desired that an optimum ADC input level is instantly associated with all necessary dynamic ranges so that an optimum reception level can always be secured. It is also desired to prevent signal quality degradation due to AGC / STC.
尚、レーダ装置には関係しないが、AGCを利用した無線受信装置として、特許文献1には、AGC受信機を用いた携帯電話で、AGC動作において、アンテナ切り替えによる不安定な部分の無線受信信号を受信データとして使用することを防ぐ技術が開示されている。また、特許文献2には、複数の無線通信方式のいずれを扱う場合でもダイナミックレンジを擬制にすることなくAGC電圧を制御することのできるソフトウェア無線機に関する発明が記載されている。
以上述べたように従来の無線受信装置では、AGCの制御時間の短縮要求や信号品質の劣化低減要求に対応することがもはや困難な状況にある。 As described above, in the conventional radio receiving apparatus, it is no longer possible to respond to a request for shortening the control time of AGC and a request for reducing signal quality degradation.
本発明は上記の問題を解決するためになされたもので、必要とするダイナミックレンジ総てに最適なADC入力レベルを瞬時に対応させることができ、常に最適受信レベルを確保できると共に、AGC/STCによる信号品質の劣化を防ぐことが可能な無線受信装置とその方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and can instantly correspond to the optimum ADC input level for all the required dynamic ranges, always ensure the optimum reception level, and at the same time, AGC / STC. An object of the present invention is to provide a radio receiving apparatus and method capable of preventing deterioration of signal quality due to.
上記目的を達成するために、本発明に係る無線受信装置は、無線受信信号を互いに異なる比率で複数系統に分波する不等分分波手段と、前記複数の系統でそれぞれ前記不等分分波手段によって分波された信号を互いに独立して検波し、デジタル信号に変換する複数の信号処理手段と、前記複数の信号処理手段の処理結果を選択的に取り込んで復調出力する出力手段とを具備し、要求ダイナミックレンジについて前記比率によって前記複数の系統が受け持つ利得範囲を割り当てるようにしたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a radio receiving apparatus according to the present invention includes an unequal demultiplexing unit that demultiplexes radio reception signals into a plurality of systems at different ratios, and the unequal demultiplexing in each of the plurality of systems. A plurality of signal processing means for detecting the signals separated by the wave means independently of each other and converting them into digital signals; and an output means for selectively taking in the processing results of the plurality of signal processing means and demodulating and outputting them. And a gain range of the plurality of systems assigned to the required dynamic range according to the ratio is allocated.
また、本発明に係る無線受信方法は、無線受信信号を互いに異なる比率で複数系統に不等分分波し、前記複数の系統でそれぞれ前記不等分分波された信号を互いに独立して検波してデジタル信号に変換し、前記複数の系統の処理結果を選択的に取り込んで復調出力し、要求ダイナミックレンジについて前記比率によって前記複数の系統が受け持つ利得範囲を割り当てるようにしたことを特徴とする。 Further, the radio reception method according to the present invention divides a radio reception signal into a plurality of systems with different ratios at different ratios, and independently detects the signals that are divided with the plurality of systems independently of each other. Then, the digital signal is converted, the processing results of the plurality of systems are selectively fetched and demodulated and output, and the gain range of the plurality of systems is assigned according to the ratio with respect to the required dynamic range. .
上記構成によれば、利得の異なる系統を並列にかつ同時に動作させ、互いに別々のダイナミックレンジを割り当てるようにしているので、いずれかの系統にて必要とするダイナミックレンジ総てに最適なADC入力レベルが得られる。このため、系統の選択切替によってレベル変動に瞬時に対応させることが可能であり、復調出力時に最適な系統を選択し、信号処理することが可能となる。また、常に最適受信レベルを確保できると共に、AGC/STCを採用しないため、従来のような信号品質劣化を排除することができる。 According to the above configuration, systems having different gains are operated in parallel and at the same time, and different dynamic ranges are assigned to each other. Therefore, an optimum ADC input level for all dynamic ranges required in any system. Is obtained. For this reason, it is possible to instantly respond to level fluctuations by switching the system selection, and it is possible to select an optimal system at the time of demodulation output and perform signal processing. In addition, the optimum reception level can always be ensured, and since AGC / STC is not employed, conventional signal quality degradation can be eliminated.
以上のように、本発明は、必要とするダイナミックレンジ総てに最適なADC入力レベルを瞬時に対応させることができ、常に最適受信レベルを確保できると共に、AGC/STCによる信号品質の劣化を防ぐことが可能な無線受信装置とその方法を提供することができる。 As described above, the present invention can instantly correspond to the optimum ADC input level for all necessary dynamic ranges, always ensure the optimum reception level, and prevent signal quality deterioration due to AGC / STC. It is possible to provide a wireless receiving apparatus and a method thereof that can be used.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明をレーダ装置の無線受信装置に適用した場合の構成を示すブロック図である。図1において、11はレーダ信号を捕捉する空中線であり、この空中線11で捕捉されたRF(無線周波)信号は帯域通過フィルタ(BPF)12で所定帯域が切り出され、不等分分波器13で互いに異なるレベルで分波される。ここでは、一例として、第1,2系統にそれぞれ0.01:0.99の割合で分波されるものとし、第1系統を低利得系、第2系統を高利得系とする。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration when the present invention is applied to a radio receiver of a radar apparatus. In FIG. 1, reference numeral 11 denotes an aerial line that captures a radar signal. A predetermined band is cut out by a band pass filter (BPF) 12 from an RF (radio frequency) signal captured by the aerial line 11, and an
一方の系統では、分波信号をアッテネータ16でレベル調整し、ミキサ17でローカル発振器15からのローカル信号と混合して帯域通過フィルタ(BPF)18に通すことでIF(中間周波)信号に周波数変換する。このIF信号をアンプ19で増幅し、再度帯域通過フィルタ20に通して無駄な周波数成分を除去し、再度アンプ21で増幅してADC22に入力し、デジタル信号に変換する。
In one system, the level of the demultiplexed signal is adjusted by the
他方の系統も同様であり、分波信号をアッテネータ23でレベル調整し、ミキサ24でローカル発振器15からのローカル信号と混合して帯域通過フィルタ(BPF)25に通すことでIF(中間周波)信号に周波数変換する。このIF信号をアンプ26で増幅し、再度帯域通過フィルタ27に通して無駄な周波数成分を除去し、再度アンプ28で増幅してADC29に入力し、デジタル信号に変換する。
The same applies to the other system. The level of the demultiplexed signal is adjusted by the
上記の各系統で得られたデジタル信号は復調・信号処理器30に入力され、その内部の信号選択回路31で選択的に復調・信号処理される。信号選択回路31は、不等分分波器13の入力レベルをモニタし、そのレベル変化に応じて選択的に切り替える。あるいは、低感度/高感度それぞれの要求される期間が区分されている場合には、それに応じて切り替える。
The digital signals obtained by the above systems are input to the demodulator /
上記構成において、以下、図2を参照してその処理動作について説明する。 In the above configuration, the processing operation will be described below with reference to FIG.
従来の運用では、AGCによりADCの入力レベルを安定化していた。これに対して本実施形態の方式では、不等分分波器13及びアッテネータ16,23により受信信号レベル差をつけて分波し、それぞれADC22,29に入力して並列動作させる。そして、復調・信号処理器30の内部の信号選択回路31により、最適な利得の系統を選択することより、最適なダイナミックレンジで信号レベルを得るようにしている。しかも、信号選択回路31を切り替えるだけでレベル変動に瞬時に対応可能である。また、利得の異なる第1系統16〜22と第2系統17〜29にて最適な部品を選定することにより、信号品質を向上させることができる。また、AGC/STCを使用しないことから、従来のような信号品質低下は生じない。
In the conventional operation, the ADC input level is stabilized by AGC. In contrast, in the system of this embodiment, the received signal level difference is added by the
図2は上記構成による無線受信装置において、要求されるダイナミックレンジAに対する第1系統、第2系統それぞれの受け持つダイナミックレンジB,Cを示す図である。要求されるダイナミックレンジAが約110dBとし、ADC1個で実現可能なダイナミックレンジは約70dBである。そこで、両系統のオーバーラップさせるレンジDとして約30dB確保しておく。これにより、受信信号のレベル変動に対して系統の選択切替を的確に行うことが可能となる。 FIG. 2 is a diagram showing the dynamic ranges B and C which the first system and the second system respectively handle for the required dynamic range A in the radio receiving apparatus having the above configuration. The required dynamic range A is about 110 dB, and the dynamic range that can be realized with one ADC is about 70 dB. Therefore, about 30 dB is secured as the range D in which both systems overlap. As a result, it is possible to accurately switch the system selection with respect to the level fluctuation of the received signal.
上記の動作を利用し、レーダ装置において、例えば送受信制御装置(図示せず)から与えられる送受切替信号に基づき受信期間を判別し、その受信期間を近距離用と遠距離用とに区分する。そして、比較的強い反射波が返ってくる近距離では低利得の第1系統を選択し、反射波のレベルが低い遠距離では高利得の第2系統を選択する。このようにすれば、効率よく最適なダイナミックレンジを確保することが可能となる。 Using the above operation, the radar apparatus determines the reception period based on, for example, a transmission / reception switching signal provided from a transmission / reception control apparatus (not shown), and divides the reception period into short-distance use and long-distance use. Then, the first system having a low gain is selected at a short distance where a relatively strong reflected wave returns, and the second system having a high gain is selected at a long distance where the level of the reflected wave is low. In this way, it is possible to efficiently secure an optimal dynamic range.
したがって、上記構成による無線受信装置によれば、最適なダイナミックレンジで信号レベルを得ることができ、しかも、レベル変動に瞬時に対応することができる。また、利得の異なる第1、第2系統で別々に最適な部品を選定することにより、信号品質を向上させることができる。また、AGC/STCレスのため、従来のような信号品質低下は生じない。 Therefore, according to the radio reception apparatus having the above-described configuration, it is possible to obtain a signal level with an optimum dynamic range, and to instantly cope with level fluctuations. Moreover, signal quality can be improved by selecting optimal components separately for the first and second systems having different gains. Further, since there is no AGC / STC, the conventional signal quality degradation does not occur.
尚、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
11…空中線、12…帯域通過フィルタ(BPF)、13…不等分分波器、15…ローカル発振器、16…アッテネータ、17…ミキサ、18…帯域通過フィルタ(BPF)、19…アンプ、20に…帯域通過フィルタ、21…アンプ、22…ADC、23…アッテネータ、24…ミキサ、25…帯域通過フィルタ(BPF)、26…アンプ、27…帯域通過フィルタ、28…アンプ、29…ADC、30…復調・信号処理器、31…信号選択回路。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Antenna, 12 ... Band-pass filter (BPF), 13 ... Inequal branching filter, 15 ... Local oscillator, 16 ... Attenuator, 17 ... Mixer, 18 ... Band-pass filter (BPF), 19 ... Amplifier, 20 ... band pass filter, 21 ... amplifier, 22 ... ADC, 23 ... attenuator, 24 ... mixer, 25 ... band pass filter (BPF), 26 ... amplifier, 27 ... band pass filter, 28 ... amplifier, 29 ... ADC, 30 ... Demodulation /
Claims (4)
前記複数の系統でそれぞれ前記不等分分波手段によって分波された信号を互いに独立して検波し、デジタル信号に変換する複数の信号処理手段と、
前記複数の信号処理手段の処理結果を選択的に取り込んで復調出力する出力手段とを具備し、
全体の要求ダイナミックレンジに対して、前記複数の信号処理手段それぞれが受け持つ利得のダイナミックレンジを他の信号処理手段のレンジと一部重複するようにし、
前記比率によって前記複数の系統が受け持つ利得範囲を割り当てるようにしたことを特徴とする無線受信装置。 Unequal demultiplexing means for demultiplexing radio reception signals into a plurality of systems at different ratios;
A plurality of signal processing means for independently detecting the signals demultiplexed by the unequal demultiplexing means in the plurality of systems and converting them into digital signals;
Output means for selectively capturing and demodulating the processing results of the plurality of signal processing means,
With respect to the entire required dynamic range, the dynamic range of the gain that each of the plurality of signal processing means is responsible for partially overlaps the range of other signal processing means,
A radio receiving apparatus according to claim 1, wherein a gain range assigned to the plurality of systems is assigned according to the ratio.
前記複数の系統でそれぞれ前記不等分分波された信号を互いに独立して検波してデジタル信号に変換し、
前記複数の系統の処理結果を選択的に取り込んで復調出力し、
全体の要求ダイナミックレンジに対して、前記複数の信号処理手段それぞれが受け持つ利得のダイナミックレンジを他の信号処理手段のレンジと一部重複するようにし、
前記比率によって前記複数の系統が受け持つ利得範囲を割り当てるようにしたことを特徴とする無線受信方法。 Divide radio reception signals into multiple systems at different ratios,
Independently demultiplexed signals in each of the plurality of systems are detected independently of each other and converted into digital signals,
Selectively fetching the processing results of the plurality of systems and demodulating them;
With respect to the entire required dynamic range, the dynamic range of the gain that each of the plurality of signal processing means is responsible for partially overlaps the range of other signal processing means,
A radio receiving method according to claim 1, wherein a gain range assigned to the plurality of systems is assigned according to the ratio.
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