JPH03187550A - ２相ｐｓｋ復調回路 - 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、２相ＰＳＫ変調された受信波を復調するため
の２相ＰＳＫ復調回路に関するものであり、例えば、電
波を用いた移動体識別システムに利用されるものである
。

［従来の技術］ 従来、搬送波にＯ又はπの位相変調をかけることにより
、Ｏ又は１のデータを伝送するようにした２相ＰＳＫ（
Ｐｈａｓｅ　５ｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ）変調方式が知
られている。また、この２相ＰＳＫ変調された受信波を
復調するために、送信波として使用した基準位相搬送波
を受信波と混合して、その位相差成分を検出する同期検
波方式（ホモダイン方式）が用いられている（特願昭６
２−１０１３３４号出願参照）、このような２相ＰＳＫ
変調方式とその同期検波方式は、電波を用いた移動体識
別システムの変復調方式として好適である。

第４図は従来の一般的な移動体識別システムの概略構成
図である。固定局に設けられた質問器２０は、移動体に
設けられた応答器３０が質問器２０の交信エリアＡを通
過する間に、マイクロ波等の信号波を用いて、交信エリ
アＡ内に存在する応答器３０から送出されるデータ（例
えば、応答器３０の識別番号等）を読み取るものである
。

このような移動体識別システムでは、応答器は移動体に
取り付けて使用されるものであるから、応答器の低消費
電力化、小型軽量化が必須の課題となる。このため、応
答器の内部に搬送波の発振回路を設けることは望ましく
なく、従来の移動体識別システムにおいては、応答器か
ら質問器へのデータ伝送方式として、反射型ＰＳＫ変調
方式が用いられている（特公昭６０−２７０７７号公報
参照）。

第５図は従来の反射型ＰＳＫ′ＪＲ調方式の原理図であ
る。質問器２０のアンテナ２１から送出された無変調の
搬送波Ｓ１は、応答器３０のアンテナ３１で受信され、
終端回路３２に到達し、反射して再びアンテナ３１から
質問器２０へ向けて送出される。このとき、終端回路３
２はスイッチ３３により終端インピーダンスを短絡状態
と開放状態に切り替えることができ、このスイッチ３３
の切り替えにより２相のＰＳＫ変調をかけるものである
。質問器２０はＰＳＫ変調のかかった反射波Ｓ２をアン
テナ２２で受信し、混合器２３で元の搬送波Ｓ１と混合
して、その混合出力の低周波成分として、両波Ｓ　＋　
、　Ｓ　２の位相差成分を取り出す、２４は混合器２３
に元の搬送波Ｓ、を与えるための局部発振器であり、２
５は混合出力を増幅する増幅器である。混合器２３の出
力信号Ａ　（ｔ）は次式％式％ ）） 上式において、Ａは質問器側の受信レベルに依存する振
幅であり、θ（１）は応答器側のＰＳＫ変調による位相
変化成分、φは伝送路の長さに依存する位相差成分であ
る。つまり、質問器２０は応答器３０に向けて基準位相
搬送波Ｓｌを送信するが、この信号を応答器３０が受信
したときには、質問器２０と応答器３０との距離に応じ
た位相差φ／２が生じている。そして、応答器３０では
、受信した搬送波にＯまたはπの位相変調θ（１）をか
けて質問器２０に向けて返信するが、この信号を質問器
２０が受信したときにも、質問器２０と応答器３０との
距離に応じた位相差φ／２が生じている。質問器２０で
は、この受信波Ｓ２を、送信した基準位相搬送波Ｓ１と
混合して、その位相差成分に応じた出力信号Ａ　（ｔ）
を抽出することになるが、抽出される出力信号Ａ　（ｔ
）には、応答器３０において位相変調されたＯ又はπの
位相変化成分θ０）のほかに、質問器２０と応答器３０
との距離に応じた位相差成分φが含まれることになる。

したがって、応答器３０の移動により、質問器２０と応
答器３０の距離が変化した場合には位相差成分φが変化
し、混合器２３の出力信号Ａ（ｔ）の大きさが変動する
という問題がある０例えば、位相差成分φがｍπ（ｍ　
＝　０　、±１．±２．・・・）である場合には、θ（
１）がＯであるかπであるかによって、出力信号Ａ　（
ｔ）は＋Ａまたは−Ａとなり、検波出力は最大となる。

一方、位相差成分φが（ｍπ＋π／２）である場合には
、出力信号Ａ　（ｔ）は常に零となり、検波が不可能と
なる。このため、応答器３０の位置によって交信不能領
域（デッドゾーン）が発生してしまうという問題がある
。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、２相ＰＳＫ変調された受信波を
基準位相搬送波と混合して、その位相差成分を検出する
２相ＰＳＫ復調回路において、伝送路の長さに関係なく
、常に安定した復調出力が得られるようにすることにあ
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明にあっては、上記の課題を解決するために、第１
図に示すように、２相ＰＳＫ変調された受信波Ｓ２を基
準位相搬送波Ｓ１と混合して両波の位相差に応じた信号
を検出する復調回路において、受信波と基準位相搬送波
を混合して両波の位相差に応じた信号を出力する第１の
混合器２ａと、受信波と基準位相搬送波のうち一方の位
相を約９０度シフトさせる遅延回路３と、前記遅延回路
３により一方の位相が約９０度シフトされた受信波と基
準位相搬送波を混合して両波の位相差に応じた信号を出
力する第２の混合器２ｂと、第１の混合器２ａの出力信
号と第２の混合器２ｂの出力信号の和成分を演算する加
算器６と、第１の混合器２ａの出力信号と第２の混合器
２ｂの出力信号の差成分を演算する減算器７と、前記加
算器６により演算された和成分と前記減算器７により演
算された差成分のうち振幅の大きい方の成分を復調出力
として選択する第１の選択手段（選択スイッチ１２〉と
、和成分と差成分の選択が切替わる前後で極性が反転し
ないように、極性を選択する第２の選択手段（選択スイ
ッチ９　ａ、　９　ｂ）と有することを特徴とするもの
である。

なお、第１図に示す回路構成では、第２の混合器２ｂの
高周波入力の前段に遅延回路３を挿入しているが、局部
発振入力の前段に遅延回路３を挿入しても構わない、ま
た、遅延回路３で与える位相差は９０度であることが最
も望ましいが、厳密に９０度である必要は無く、０度あ
るいは１８０度から十分に離れていれば良い。

［作用１ 本発明にあっては、受信波と基準位相搬送波のうち一方
の位相を約９０度シフトさせる遅延回路３を設けたので
、この遅延回路３を使用しない第１の混合器２ａの出力
信号Ａ１と、この遅延回路３を使用する第２の混合器２
ｂの出力信号Ａ２の間には、第２図（ａ）に示すように
、約９０度の位相差が生じる。そして、これらの出力信
号Ａ　＋　、　Ａ　ｚの和成分（Ａ　＋　＋　Ａ　ｚ）
と差成分（Ａ　＋　−Ａ　２）は、いずれも元の出力信
号Ａ　Ｉ　、Ａ　２よりも振幅が大きくなり、約９０度
の位相差が生じる。したがって、和成分と差成分のうち
、一方の振幅が小さくなっても、他方の振幅は大きくな
るので、振幅の大きい方の成分を選択すれば、常に振幅
の大きい復調出力が得られる。また、２つの成分の極性
を比較し、和成分と差成分の選択が切替わる前後で復調
出力が反転しないように構成することにより、常に安定
した復調出力が得られるものである。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例に係る２相ＰＳＫ復調回路の
ブロック図である。この復調回路は、上述のような移動
体識別システムの質問器側に設けられる。応答器からの
反射波はアンテナ１で受信され、第１の混合器２ａの高
周波入力とされると共に、π／２の位相遅延を与える遅
延回路３を介して第２の混合器２ｂの高周波入力とされ
ている。

局部発振器４は送信波として使用される元の基準位相搬
送波を発生し、これを第１及び第２の混合器２ａ、２ｂ
の局部発振入力とする。第１及び第２の混合器２ｍ、２
ｂの出力信号Ａ、、Ａ２は、伝送路の長さ（つまり位相
差成分φ）に応じて、第２図（、）に示すように変化す
る。同図では、変調信号による位相変化成分θ（１）は
変化させずに、位相差成分φのみを変化させている。第
２図（う）は出力信号Ａ　＋　、　Ａ　ｚの位相の相対
関係を示すベクトル図である。同図に示すように、出力
信号Ａ２は出力信号Ａ、に対してπ／２だけ振幅の変化
が遅れた波形となる。

第１の混合器２ａの出力信号Ａ、は第１の増幅器５ａに
より増幅され、加算器６と減算器７の一方の入力となる
。第２の混合器２ｂの出力信号Ａ２は第２の増幅器５ｂ
により増幅され、加算器６と減算器７の他方の入力とな
る。第２図（ａ）から明らかなように、第１及び第２の
混合器２ａの出力信号Ａ　＋　、　Ａ　ｘの和成分（Ａ
　＋　＋　Ａ　ｔ　）と差成分（ＡＩ−Ａ２）は、いず
れも元の信号よりも振幅が大きくなり、しかも約９０度
の位相差を有する。このため、伝送路の長さが変化して
、和成分と差成分のうち、いずれか一方が零になっても
、他方は必ず出力されていることになる。したがって、
この和成分と差成分のうち、振幅の大きい方を自動的に
選択して出力するように構成すれば、従来のように交信
不能領域（デッドゾーン）が生じることはない、なお、
和成分と差成分を切り替えるときに、和成分と構成分の
極性が逆である場合には、その切り替えの前後で極性の
反転が生じないように一方の成分の極性を反転させる必
要がある。また、和成分と構成分の極性が同じである場
合には、和成分と差成分をそのまま切り替えれば良い。

以下、上記の動作を実現するための回路構成について説
明する。加算器６の出力は選択スイッチ９ａの第１の入
力とされると共に、極性反転器８ａにより極性を反転さ
れて、選択スイッチ９ａの第２の入力とされる。減算器
７の出力は選択スイッチ９ｂの第１の入力とされると共
に、極性反転器８ｂにより極性を反転されて、選択スイ
ッチ９ｂの第２の入力とされる。！！択スイッチ９ａ、
９ｂの出力は、選択スイッチ１２により切り替えられて
、いずれか一方が復調出力となる。また、選択スイッチ
９ａ、９ｂの出力は、振幅比較器１０と極性比較器１１
に入力されている。振幅比較器１０は２つの出力の振幅
を絶対値として比較し、その比較結果に応じて、振幅の
大きい方の出力が復調出力となるように、制御回路１３
により選択スイッチ１２を制御する。また、極性比較器
１１は２つの出力の極性を比較し、その比較結果に応じ
て、選択スイッチ１２の切り替えの前後で極性が反転し
ないように、制御回路１３により選択スイッチ９ａ。

９ｂを制御する。

第３図は本実施例の動作を示す流れ図である。

同図に示すように、受信モードが開始すると、初期出力
設定が行われ、振幅比較器１０により和成分と構成１分
の振幅が比較される。そして、和成分の振幅が差成分の
振幅よりも大きいときには、選択スイッチ１２により和
成分が選択され、和成分の振幅が差成分の振幅よりも小
さいときには、選択スイッチ１２により差成分が選択さ
れる。そして、極性比較器１１により和成分と差成分の
極性が比較され、極性が同じであれば選択スイッチ９ｍ
。

９ｂを切り替えない、また、極性が逆であれば選択スイ
ッチ９ｍ、９ｂの切り替えを行い、和成分と構成分の切
り替えの前後で極性が逆にならないようにする。

なお、２相ＰＳＫ変復調方式では、変調信号θ（１）が
Ｏ２πであるときに、検波信号Ａ（ｔ）がそれぞれ正、
負となるのか、負、正となるのかは判らない、そこで、
送信信号の１．Ｏと受信信号の１．０とを対応させる必
要がある場合には、ＦＳＫ変調方式を併用することが一
般的である。つまり、変調信号が１である場合には、第
１の周期でθ（１）をＯ９πに切り替えて、変調信号が
Ｏである場合には、第２の周期でθ（１）をＯ１πに切
り替えるものである。

［発明の効果］ 本発明にあっては、上述のように、第１及び第２の混合
器により約９０度位相の異なる２つの出力信号を発生し
、この２つの出力信号の和成分と差成分のうち、振幅が
大きい方の成分を選択し、且つ和成分と差成分の選択が
切替わる前後で極性が反転しないように復調出力を発生
させているので、伝送路長に関係なく、常に安定した復
調出力が得られるという効果がある。また、第１及び第
２の混合器から得られる２つの出力信号の和成分と差成
分の振幅は、元の信号の振幅よりも大きいので、増幅器
のゲインが小さくても復調回路の感度を高くすることが
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る２相ＰＳＫ復調回路の
ブロック図、第２図（ａ）、（ｂ）は同上の動作説明図
、第３図は同上の動作を示す流れ図、第４図は従来の移
動体識別システムの概略構成図、第５図は従来の反射型
ＰＳＫ変調方式の原理説明図である。 ２ｍ、２ｂは混合器、３は遅延回路、４は局部発振器、
６は加算器、７は減算器、９ａ、９１＋及び１２は選択
スイッチである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）２相ＰＳＫ変調された受信波を基準位相搬送波と
   混合して両波の位相差に応じた信号を検出する復調回路
   において、 （ａ）受信波と基準位相搬送波を混合して両波の位相差
   に応じた信号を出力する第１の混合器と、（ｂ）受信波
   と基準位相搬送波のうち一方の位相を約９０度シフトさ
   せる遅延回路と、 （ｃ）前記遅延回路により一方の位相が約９０度シフト
   された受信波と基準位相搬送波を混合して両波の位相差
   に応じた信号を出力する第２の混合器と、 （ｄ）第１の混合器の出力信号と第２の混合器の出力信
   号の和成分を演算する加算器と、 （ｅ）第１の混合器の出力信号と第２の混合器の出力信
   号の差成分を演算する減算器と、 （ｆ）前記加算器により演算された和成分と前記減算器
   により演算された差成分のうち振幅の大きい方の成分を
   復調出力として選択する第１の選択手段と、 （ｇ）和成分と差成分の選択が切替わる前後で極性が反
   転しないように、極性を選択する第２の選択手段と、 を有することを特徴とする２相ＰＳＫ復調回路。