JPH02241148A - スペクトラム拡散波を用いた伝搬経路測定装置 - 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】 く本発明の産業上の利用分野〉 本発明は、ＰＮ信号（疑似雑音信号）で拡散変調された
信号を受信するスペクトラム拡散型受信装置に関する。

〈従来技術〉（第３〜４図） 例えば電波を利用して直接波と反射波等の伝搬経路の距
離差を計測する場合、電波の到達時間の差を検出して、
その時間差を光速に乗算すればよい。

しかし、通常の送受信システムでは大きな゛距離差の計
測しかできない。

この種の目的のため、他の通信や雑音等の影響を受けに
くり、小さな距離差まで計測できるスペクトラム拡散型
の送受信システムが従来より用いられている。

第３図は、このような目的で用いられているスペクトラ
ム拡散型の送信装置１および受信装置１０の構成を示す
図である。

送信装置１は、所定周波数ｆ１の搬送信号を、ＰＮ発生
器２から所定周波数ｆ２のクロック信号に同期して出力
されるＰＮ信号で拡散変調し、変調器３から出力される
拡散変調信号をアンテナ４より空間に放射する。

受信装置１１０は、アンテナ１１で受けた信号を所定周
波数ｆ３の局発信号で周波数変換し、周波数変換器１２
からの変換信号を移相器１３によって位相の９０度異な
る２つの信号１１Ｑに分岐し、それぞれ２つの相関検波
器１４．１５に入力する。

一方、周波数（ｆｌ−ｆ３）の信号を、ＰＮ発生器１６
から周波数（ｆ２−Δｆ）のクロック信号に同期して出
力されるＰＮ信号で拡散変調した変調信号は、変調器１
７より２つの相関検波器１４．１５に入力されている。

２つの相関検波器１４１１５はミキサー型の相関乗痒器
１４ａ、１５ａと積分器１４ｂ、１５ｂで構成され、そ
の出力は９０度異なる電力成分を示しており、演算器１
８によって電力強度に相当する信号（自乗平均）が演算
出力される。

この強度信号は、オシロスコープ１９に入力されている
。

この受＠装＠１０で送信装置１からの直接波を受けると
、クロック周波数がΔｆだ【プ差のある２つのＰＮ発生
器２．１６からのＰＮ信号の位相が大きく異なるときは
、相関がとれず出力は無いが、位相差が小さくなると相
関出力が大きくなり、第４図のａに示すように時間とと
もに相関出力が増大し、はぼ同期（Δｆのため完全な同
期状態ではない）したとき（ｔｌ）を境に相関出力が減
少する。

ここで、ビル等の反射体Ｒに反射して受信されている反
射波のＰＮ信号は、その伝搬経路の距離差に相当する位
相差を有しているため、反射波の相関出力は、直接波の
相関出力より遅れて第４図のｂのように増大して、はぼ
同期したとき（ｔ２）を境に減少する。

なお、この相関出力の最大値Ａ、Ｂは直接波および、反
射波の電力強度に比例しており、それぞれの相関波形の
時間差Ｔから伝搬経路の距離差が得られる。

即ち、送信装置１のＰＮ信号の１ビット当りの遅延時間
は１／ｆ２であり、周波数ｆ２と周波数ｆ２−八ｆとが
１ビツトずれる時間は１／Δｆであるから、１秒間にＴ
／（’ｌ／Δｆ）＝Ｔ・Δｆビットずれたことになり、
その距離差しはＬ＝　（１／ｆ２）−Ｔ・Δｆ−Ｃ（ｍ
＞となる（ただしＣは光速）。

したがって、計測の分解能は１／ｆ２となる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、前記の受信装置のように電力強度に比例
した相関出力を画面観測する場合、直接波の強度に比べ
て反射波（２次、３次・・・・・・の反射波も含む）が
著しく小さいと、前記のような電力および距Ｗ＆差の計
測が著しく困難となってしまう。

即ち、オシロスコープでは観測レンジ（電圧レンジ）を
切換えないで同時に観測できる範囲が１００倍（４０ｄ
Ｂ＞程度であるため、反射物の減衰率の大きい場合は計
測ができない。

本発明はこの課題を解決したスペクトラム拡散型受信装
置を提供することを目的としている。

〈課題を解決するための手段〉 前記課題を解決するために、本発明のスペクトラム拡散
型受信装置は、 所定の信号を一連のＰＮ符号系列で変調して得た拡散変
調信号とこの一連のＰＮ符号系列で変調され伝搬された
被測定波である受信波との相関をとるとともに所定の中
間周波数に変換して出力する相関乗算器と、 相関乗算器の出力のうち所定の中間周波数帯の信号成分
を通過させる帯域フィルタと、中間周波数信号のレベル
を対数圧縮して出力する対数変換器と、 対数変換器からの出力をベースバンド復調するベースバ
ンド復調器とによって相関検波器を構成し、 所定の信号の周波数を、拡散変調波と受信波との乗篩出
力が所定の中間周波数となるように設定している。

く作用〉 したがって、受信波と拡散変調信号との乗筒出力は、中
間周波数帯に変換され、対数圧縮された後にベースバン
ド＠調されるため、受信波のレベルに対して対数的に比
例した検波出力が得られる。

く本発明の実施例〉（第１図） 以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。

第１図は、前述（第３図）と同様の送信装置１からの電
波を受けて、その受信レベルや伝搬状況を観測する一実
施例の受信装置を示すブロック図である。

図において、２２はアンテナ２１で受けた受信信号を信
号発生器２３からの局発信号（周波数ｆ３）と混合して
所定周波数帯（例えば１４０Ｍ１−ＩＺ帯）にヘテロダ
イン変換する周波数変換器である。

なお、この信号発生器２３は信号基準源としてルビジュ
ウム発振器を用いたＰＬＬ方式の発生器で高精度かつ高
安定な信号を発生する。

２４は周波数変換器２２からの出力信号を位相の９０度
異数る２信号Ｉ、Ｑに分岐する移相器である。

分岐された受信波の一方は、第１の相関検波器２５の相
関乗算器２６に入力されている。

この相関乗算器２６は、例えばダブルバランスドミキサ
で構成されており、変調器２７から増幅器２８を介して
入力される拡散変調信号と受信波との相関検出を行なっ
ている。

変調器２７は信号発生器２３から分配器５１を介して出
力される所定周波数ｆ４（例えば１２９゜３ＭＨｚ）の
信号を、ＰＮ信号発生器５０からのＰＮ信号で拡散変調
している。

なお、ＰＮ信号発生器５０は信号発生器２３からの所定
周波数（ｆ２−Δｆ）のクロック信号に同期したＰＮ信
号を発生している。

２９は、相関乗算器からの出力のうち、所定の中間周波
数帯（例えば１０．７ＭＨｚ）の信号成分を通過させる
帯域通過フィルタ（以下、ＢＰＦと記す）である。

なお、分配器５１から出力される信号の周波数ｆ４は、
送信搬送波の周波数ｆ１から局発信号の周波数ｆ３を減
じた周波数とＢＰＦ２９の中心周波数との差に等しく設
定されている。

３０は、ＢＰＦ２９の通過出力のレベルを対数的に圧縮
して出力する対数圧縮器である。

３１はミキサ３２と低域通過フィルタ（以下、ＬＰＦと
記す）３３で構成されたベースバンド復調器であり、対
数圧縮器３０からの出力を、分配器５２を介して入力さ
れる信号発生器２３からの所定周波数ｆ５（例えば１０
．７ＭＨｚ）の局発信号で周波数変換し、変換出力の帯
域制限を行なって相関波形を出力している。

したがって、ＬＰＦ３３の出力は、受信波の一方のベク
トル成分の対数圧縮された電力強度に相当する信号を示
している。

また、他方側の受信波は、第２の相関検波器３５の相関
乗算器３６に入力されている。

第２の相関検波器３５は、第１の相関検波器２５と全く
同一に構成されており、変調器３７からの増幅器３８を
介して入力される拡散変調信号と受信波との乗算出力の
中間周波数帯の信号がＢＰＦ３９を通過して、対数圧縮
器４０で対数圧縮され、ベースバンド復調器４１のミキ
サ４２とＬＰＦ４３によって復調される。

５５は、第１、第２の相関検波器２５．３５からの検波
出力の自乗平均を演算する演算器であり、この演算出力
は、受信波の電力強度に相当する信号としてオシロスコ
ープ５６のＹ軸に入力されている。

なお、ＰＮ信号発生器５０は、一連のＰＮ信号を繰返し
発生するように構成されており、この繰返し毎にオシロ
スコープ５６に対するトリガ信号を出力しており、オシ
ロスコープ５６は、このトリガ信号に同期して時間軸を
掃引する。

く前記実施例の動作〉 以上のように構成されたスペクトラム拡散型受信装置に
対して、前述のように周波数ｆ１の搬送波を周波数ｆ２
のクロック信号に同期して発生するＰＮ信号で拡散変調
された電波が送信されると、その強力な直接波は、アン
テナ２１で受信され、周波数変換器２２で所定周波数ｆ
３の局発信号によって例えば１４０ＭＨｚ帯に周波数変
換される。

移相器２４によって９０度異数る位相に分岐された受信
波はそれぞれ第１、第２の相関検波器２５．３５に入力
される。

中心周波数が１４０ＭＨｚに周波数変換された受信波を
変調しているＰＮ信号と、１２９．３ＭＨｚの信号を変
調しているＰＮ信号発生器５０からのＰＮ信号との位相
が大きく異なるときは、相関乗算器２６．３６からの乗
算出力は中間周波数帯になく、位相が近づくと中間周波
数（１０，７Ｍ）Ｉｚ）のビート信号がＢＰＦ２９．３
９より出力される。

このビート信号のレベルは対数圧縮器３０．４０で圧縮
され、それぞれベースバンド復調器３１．４１で直流レ
ベルに復調される。

この復調された２方向の検波レベルの自乗平均即ち直接
波の電力強度に相当する信号が演算器５５によって算出
されオシロスコープ５６に第２図のａに示すように対数
的に表示される。

一方、ビル等に反射して大きく減衰（例えば６０ｄＢ）
して受信された微弱な反射波も前記同様に復調されるが
、対数圧縮されているため、第２図のｂのように直接波
のピークより１秒後に反射波のピークが比較的大きな山
として画面に表示されることになる。

したがって、この山の大きさから電波の伝搬経路におけ
る反射物の有無、その減衰量および経路差（前記演算を
用いる）等を広い範囲で観測することができる。

なお、この実施例では第１、第２の相関検波器２５．３
５の出力を演算器５５に入力してその出力をオシロスコ
ープ５６で観測するようにしていたが、各検波出力をＡ
Ｄ］ンバータでディジタル値に変換してから演算を行な
ってもよく、この場合演算データを記憶しておけば、後
で印字したり画面に表示したりすることができる。

く本発明の他の実施例〉 なお本発明はこの実施例に限定されるものでなく、拡散
変調された受信波を１個の相関検波器のみで復調する受
信装置についても適用できる。

また、前記実施例では、第１、第２の相関検波器２５．
３５の前段で周波数変換器２２による周波数変換を１回
行なっていたが、この周波数変換を行なわないで、アン
テナ２１で受けた受信波を直接移相器２４を介して第１
、第２の相関検波器２５．３５に入力するように送信も
含めて周波数関係を設定するようにしてもよく、周波数
変換器２２の前段あるいは後段、対数圧縮器３０．４０
の前段あるいは後段に周波数変換器を設けるようにして
もよい。

く本発明の効果〉 本発明のスペクトラム拡散型受信装置は前記説明のよう
に、受信波と内部で発生させた拡散変調信号との乗算出
力を所定の中間周波数帯に変換し、対数圧縮して復調す
るように構成されているため、その検波出力を画面観測
する場合に、格段に広い観測範囲をレンジ切換えなしで
観測することかでき、この種の計測を著しく容易にする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
、一実施例の受信状態を示す両面図τ′ある。 第３図は、従来装置を含む送受信システムを示すブロッ
ク図、第４図は従来装置の観測画面を示す図である。 ２１・・・・・・アンテナ、２２・・・・・・周波数変
換器、２３・・・・・・信号発生器、２４・・・・・・
移相器、２５・・・・・・第１の相関検波器、２６・・
・・・・相関乗算器、３０・・・・・・対数圧縮器、３
１・・・・・・ベースバンド復調器、３５・・・・・・
第２の相関検波器、３６・・・・・・相関乗算器、４０
・・・・・・対数圧縮器、４１・・・・・・ベースバン
ド復調器。 特許出願人　　　　　アンリツ株式会社日本電信電話株
式会社 代理人　　弁理士　　早　川　誠　志

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 所定の信号を一連のＰＮ符号系列で変調して得た拡散変
   調信号と前記一連の符号で変調され伝搬された被測定波
   である受信波とを相関検波器に入力して、両者の相関検
   波出力を得るスペクトラム拡散型受信装置において、 前記相関検波器は、前記拡散変調信号と受信波との相関
   をとるとともに所定の中間周波数に変換して出力する相
   関乗算器（２６、３６）と、前記所定の中間周波数帯の
   信号成分を通過させる帯域通過フィルタ（２９、３９）
   と、 前記中間周波数の信号のレベルを対数圧縮して出力する
   対数変換器（３０、４０）と、 前記対数変換器からの出力をベースバンド復調するベー
   スバンド復調器（３１、４１）とを備え、前記所定の信
   号は、前記相関乗算器の乗算出力を前記所定の中間周波
   数帯に変換するための周波数に設定されていることを特
   徴とするスペクトラム拡散型受信装置。