JPH02230825A - 角度ダイバーシチ受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は角度ダイバーシチ受信装置に係り、特に主ビー
ム受信用ホーンと角度ビーム受信用ホーン間の角度オフ
セットの制御技術に関する．（従来の技術》 周知のように、フェージング伝送路を有する無線通信で
は、ダイバーシチ受信方式が用いられ、これには空間ダ
イバーシチ受信方式、周波数ダイバーシチ受信方式、角
度ダイバーシチ受信方式などが良く知られている．その
うち角度ダイバーシチ受信方式は、空間グイバーシチ受
信方式に比べると、受信アンテナが１面で構成でき、比
較的容易に実現できるので良く用いられている．角度ダ
イバーシチ受信方式は、見通し内通信でも用いられてい
るが、例えば第２図に示すように、対流圏散乱伝搬（　
ｔｒｏｐｏｓｃａｔｔｅｒ　ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ　
）を利用した見通し外通信にも用いられている．第２図
において、２１は位相変調器、２２は送信機、２３は送
信アンテナ、２４は送信ホーン、２５は受信アンテナ、
２６は主ビーム受信用ホーン、２７は角度ビーム受信用
ホーン、２８ａおよび２８ｂは受信機、２９はダイバー
シチ合成器、３０は位相復調器である．送信側において
送信データは位相変調器２１により変調され送信機２２
、送信ホーン２４を介して送信される．対流圏における
散乱点ａおよび散乱点ｂにおいて散乱したマイクロ波の
前方散乱波は、受信側にて、受信アンテナ２５に取り付
けられている主ビーム受信用ホーン２６および角度ビー
ム受信用ホーン２７により受信され、それぞれ対応する
受信機２８ａ，同２８ｂにより増幅、周波数変換され、
ダイバーシチ合成器２９により合成され、位相復調器３
０により、復調され、受信データが得られる．ここで、
この角度ダイバーシチ受借方式にて実用上必要なダイバ
ーシチ・ゲインを得るなめには、ダイバーシチ・ルート
間の相互相関係数が０．５以下とする必要がある．相互
相関係数を小さくするには、主ビームと角度ビームとが
作る角度オフセットθを大きくすればよい．しかし、余
り大きくすると角度ビームの伝搬距離が増加し、さらに
散乱点がさらｔこ上空高くなるので、伝搬損失が増え、
角度ビームの受信電界が大きく低下する．そこで、従来
では、相互相関係数および損失の両面を考慮した上で角
度オフセット値を決定し、角度オフセットθを固定的に
設定するようにしている．（発明が解決しようとする課
題） しかしながら、電波伝搬路では、温度、湿度、屈折率、
気象などが、短期的、長期的に変動しているので、これ
に伴い散乱点ａおよび散乱点ｂが変動する．そうすると
、主ビームと角度ビーム間の相互相関値も変動すること
になるので、ある時点で角度オフセットθを最適値に設
定したとしても、電波伝搬路の伝搬状況の変動により、
最適値からずれることになる．この場合、主ビームと角
度ビームとの相互相関が大きくなると、ダイバーシチ・
ゲインが低下することになる．また、散乱点ｂが上空方
向に高くなると、相互相関は低下するが、角度ビームの
受信電界が大きく低下するので、同様にダイバーシチ・
ゲインが低下するという問題がある． 本発明は、このような従来の間組点に鑑みなされたもの
で、その目的は、電波伝搬路の伝搬状況に応じて角度オ
フセットを変更制御できるようにすることによって、最
適ダイバーシチ受信をなし得るダイバーシチ受信装置を
提供することにある．（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するために、本発明の角度ダイバーシチ
受信装置は次の如き構成を有する．即ち、本発明の角度
ダイバーシチ受信装置は、主ビーム受信用ホーンと角度
ビーム受信用ホーンとが取り付けられる受信アンテナと
；　前記各ホーンで受信された信号を合成するグイバー
シチ合成器と；　前記ダイバーシチ合成器の出力から判
定データを復調形成する復調器と；　を備える角度ダイ
バーシチ受信装置において；　前記主ビーム受信用ホー
ンと前記角度ビーム受信用ホーンとの双方または一方が
その指向方向を制御信号に従って変更するようになされ
ているとともに；　前記判定データを再変調して基準信
号を形成出力する変調器と；　前記各ホーンから前記ダ
イバーシチ合成器へｌる経路からそれぞれ取り出した信
号と前記基準信号との間で相関処理を行う第１および第
２の相関器と；　前記第１および第２の相関器の各出力
間で相関処理を行う相互相関器と；前記第１および第２
の相関器の各出力状態と前記相互相関器の出力状態とを
監視し、相互相関器の出力値が所定値以下となり、かつ
、第１および第２の相関器の各出力値間の差値が所定値
以下となるように、前記主ビーム受信用ホーンと角度ビ
ーム受信用ホーンとの双方または一方の指向方向を制御
する前記制御信号を発生する制御回路と；を設けたこと
を特徴とするものである．（作　用） 次に、前記の如く構成される本発明の角度グイバーシチ
受信装置の作用を説明する． 各ホーンからダイバーシチ合成器へ至る経路は、それぞ
れダイバーシチ・ルートに対応しているが、このグイバ
ーシチ・ルートの信号と基準信号とは第１および第２の
相関器にてそれぞれ相関が取られ、得られたダイバーシ
チ・ルートに対応する相関値は、相互相関器にて相互相
関が取られる．そして、この相互相関値と各ダイバーシ
チ・ルートでの相関値が制御回路に入力される．これに
より、制御回路は、これら相関値入力を監視し、主ビー
ムおよび角度ビームのダイバーシチ・ルート間の相互相
関係数がある値以下になるように、かつ、例えば、角度
ビーム側の受信信号レベルがある値以下にならないよう
に、角度ビーム受信用ホーンの角度オフセットを制御す
る． その結果、伝搬状況の変動に拘らずダイバーシチ・ゲイ
ンを低下させることなく、常に最適な角度グイバーシチ
受信をなし得ることになる．（実　施　例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する． 第１図は本発明の一実施例に係るダイバーシチ受信装置
を示す．第１図において、１は受信アンテナ、２は主ビ
ーム受信用ホーン、３は角度ビーム受信用ホーン、４ａ
，４ｂは受信機（ＲＸ）、５ａ，５ｂは帯域通過ろ波器
（　ＢＰＦ）、６ａ，６ｂはハイブリッド、７ａ，７ｂ
はＡＧＣ増幅器、８はダイバーシチ合成器（ＣＯＭＢ）
、９は位相復調器（Ｄ）、１０は位相変調器ＣＭ）、ｌ
ｌａ，ｌｌｂは固定ゲインの増幅器、１２ａ，１２ｂは
相関器、１３は相互相関器（ＣＲＯＳＳ　ＣＯＲＲ）、
１４は制御回路（ＣＯＮＴ）、１５はハイブリッドであ
る． ここで、受信機４ａ，同４ｂ、ダイバーシチ合成器８お
よび位相復調器９は、従来例におけるものと同様のもの
である．また、受信アンテナ１には、従来と同様に主ビ
ーム受信用ホーン２と角度ビーム受信用ホーン３とが取
り付けられるが、本発明では双方または一方がその指向
方向を変更できるようになっている．この変更機構は周
知技術で構成できるので、説明および図示を省略するが
、指向方向の変更制御は制御回路１４からの制御信号（
ＡＮＧＬＥ　ＯＦＦＳＥＴ　ＣＯＮＴ）によって行う．
本実施例では、角度ビーム側が不安定であることに鑑み
、角度ビーム受信用ホーン３の指向方向を変更制御する
こととしてある． 第１図において、受信アンテナ１に取り付けられた主ビ
ーム受信用ホーン２および角度ビーム受信用ホーン３に
て受信された信号はそれぞれのグイバーシチ・ルートに
対応した信号であり、それらは対応した受信機（４ａ，
４ｂ）にて増幅され、中間周波数のパスバンド信号に変
換される．この受信パスバンド信号は帯域通過ろ波器（
５ａ．５ｂ）にて帯域外雑音が遮断され、ハイブリッド
（６ａ，６ｂ）にて２分岐される．−そのうち一方はＡ
ＧＣ増幅器（７ａ，７ｂ）に入力され、所要の一定レベ
ルに増幅された後、ダイバーシチ合成器８にてダイバー
シチ合成される．ダイバーシチ合成器８の出力は位相復
調器９にて復調され判定データが得られる．即ち、ビッ
ト誤り率が所定値以下の受信データが得られる． 本発明では、この判定データが位相変調器１０にて送信
側と同様の手順で再変調され、基準信号（ＤＡＴＡ　Ｍ
ＯＤ　ＩＦ）となる．この基準信号（ＤＡＴＡ　ＭＯＤ
ＩＦ）はハイブリッド１５には２分岐され、各ダイバー
シチ・ルートの相関器１２ａ，同１２ｂの一方の入力と
なる． また、前記ハイブリッド５ａ，同６ｂでそれぞれ２分岐
された他方の信号は、対応する固定ゲイン増幅器（ｌｌ
ａ，ｌｌｂ）にて増幅され、対応する相関器（１２ａ，
１２ｂ）の他方の入力となる．即ち、相関器（ｌｌａ，
ｌｌｂ）は対応するダイバーシチ・ルートの信号と基準
信号との間で相関処理を行う． ここで、入力変調波のシンボルをａ。＋　ａ　１　，ａ
　２・・・ａｉ・・・とすると、シンボルａ１が位相変
調器９にて復調され、位相変調器１０にて再変調され、
相関器１２ａ，１２ｂへ入力されると同時に、受信され
たシンボルａ；が固定ゲイン増幅器（Ｉｌａ，１ｌｂ）
を通り相関器（１２ａ，１２ｂ）へ入力されるように各
構成要素の遅延時間は調整されているものとする．主ビ
ームおよび角度ビームに対応する伝搬路のインパルス応
答をそれぞれｈ．＋，ｈ．Ｂ（ｉはサンプル点　ｉ＝１
．２，・・・）とすると、受信信号は、主ビームについ
ては ｒ．ｉ＝Σｈａｉ−ＪａＪ　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　（　１　）ｊ 角度ビームについては、 ｒａｉ＝Σｈ亀：−Ｊａｊ　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　（２）ｊ となる．その結果、相関器（１２ａ，１２ｂ）では、主
ビーム、角度ビームについてそれぞれ次式のように相関
が取られる． ｒ　Ｉｌ＋＋　’　ａ　＋””　（Σｈ　ｓｉ−Ｊ　ａ
　Ｊ　）　’　ａ　ｉ”一ｈ　ｓＯ　ａ　ｉ　’　ａ　
ｉ””　ｈ＠。

Ｊ （３》 ｒ．ｉ−　ａｉ””　｛ΣＦｌａｔ−ＪａＪｌ　’　ａ
ｉ”＝ＦｌａＯａｉ’ａ＋”＝Ｆｌａ。

ｊ 上式において矢は複素共役を示し、一は平均を示す．（
注：上式導出において　ａ；・ａＪ”＝Ｏ　ａ１・ａ一
＝１となっている．）すなわち、主ビームおよび角度ビ
ームにおける相関器（１２ａ，１２ｂ）の出力は、伝搬
路のインパルス応答のピーク値、ｈ．Ｑ，ｈ．Ｑとなり
、これらにより、伝搬路の固有な、振幅、位相特性さら
にそれらの時間変動についても知ることができる．主ビ
ーム、角度ビームの相関器出力（１２ａ，１２ｂ》は相
互相関器１３へ入力し、ここで主ビームと角度ビームの
伝搬路のインパルス応答のピーク値の相互相関係数が求
められ、これは相関器（１２ａ，１２ｂ）の出力と共に
制御回路１４へ入力される． 制御回路１４は相互相関器１３の出力の相互相関係数が
０．　５以下となるように、また相関器（１２ａ，１２
ｂ）出力のインパルス応答値ｈ．ｏ，ｈ．ｏを監視する
ことにより、角度ビーム側の受信電界が主ビーム側に比
べてある値以下にならないように、角度ビーム受信用ホ
ーン３の角度オフセットを制御する． （発明の効果） 以上説明したように、本発明の角度ダイバーシチ受信装
置によれば、主ビームおよび角度ビームの各ダイバーシ
チ・ルート間の相互相関係数を求め、主ビーム側と角度
ビーム側間の受信電界の差値が、ある値以下とならない
ように、またダイバーシチ・ルート間の相関係数が所定
値以下となるように角度オフセットを制御するようにし
たので、伝搬状況の変動にかかわらず、ダイバーシチ・
ゲインを低下させることなく、常に最適な角度ダイバー
シチ受信を実現できる効果がある．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る角度グイバーシチ受信
装置の構成ブロック図、第２図は従来の角度ダイバーシ
チ受信方式の説明図である．１・・・・・・受信アンテ
ナ、　２・・・・・・主ビーム受信用ホーン、　３・・
・・・・角度ビーム受信用ホーン、４ａ，４ｂ・・・・
・・受信機、　５ａ，５ｂ・・・・・・帯域通過ろ波器
、　６ａ，６ｂ・・・・・・ハイブリッド、７ａ，７ｂ
・・・・・・ＡＧＣ増幅器、　８・・・・・・ダイバー
シチ合成器、　９・・・・・・位相復調器、　１０・・
・・・・位相変調器、　ｌｌａ，ｌｌｂ・・・・・・固
定ゲイン増幅器、　１２ａ，１２ｂ・・・・・・相関器
、　１３・・・・・・相互相関器、　　１４・・・・・
・制御回路、　１５・・・・・・ハイブリッド．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 主ビーム受信用ホーンと角度ビーム受信用ホーンとが取
   り付けられる受信アンテナと；前記各ホーンで受信され
   た信号を合成するダイバーシチ合成器と；前記ダイバー
   シチ合成器の出力から判定データを復調形成する復調器
   と；を備える角度ダイバーシチ受信装置において；前記
   主ビーム受信用ホーンと前記角度ビーム受信用ホーンと
   の双方または一方がその指向方向を制御信号に従つて変
   更するようになされているとともに；前記判定データを
   再変調して基準信号を形成出力する変調器と；前記各ホ
   ーンから前記ダイバーシチ合成器へ至る経路からそれぞ
   れ取り出した信号と前記基準信号との間で相関処理を行
   う第１および第２の相関器と；前記第１および第２の相
   関器の各出力間で相関処理を行う相互相関器と；前記第
   １および第２の相関器の各出力状態と前記相互相関器の
   出力状態とを監視し、相互相関器の出力値が所定値以下
   となり、かつ、第１および第２の相関器の各出力値間の
   差値が所定値以下となるように、前記主ビーム受信用ホ
   ーンと角度ビーム受信用ホーンとの双方または一方の指
   向方向を制御する前記制御信号を発生する制御回路と；
   を設けたことを特徴とする角度ダイバーシチ受信装置。