JPH08511407A - 無線受信機用広帯域幅弁別器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 広帯域幅周波数弁別器回路２００は、広帯域幅制限増幅器２０２を採用して被受信ＲＦ信号のＩＦ信号部分を増幅する。マイクロ・ストリップ伝送線などの遅延回路２０４は、被増幅信号の遅延表現を乗算器回路２０６に提供する。乗算器は、次に被増幅出力信号と被増幅出力信号の遅延表現との積である積信号を提供する。周知のように、前記積信号は、被増幅出力信号と被増幅出力信号の遅延表現との間の位相差に比例する。この弁別器２００は、所望成分と非所望成分とがほとんど同じ振幅にあるときにも、被受信ＲＦ信号の所望成分と非所望成分とを弁別することのできる検出システムを形成するよう動作する。これは、一部には弁別器２００によって提供される強化された周波数応答による。

Description

【発明の詳細な説明】 無線受信機用広帯域幅弁別器 発明の分野 本発明は、無線周波数（ＲＦ）受信機に関し、特にこのような受信機内で用い る弁別器回路の構造に関する。 発明の背景 データの送信に角度変調（たとえば、周波数変調（ＦＭ）または位相変調（Ｐ Ｍ））を採用するＲＦ通信システムは、従来、同一チャネル干渉（co‐channel interference）の有害な効果にきわめて敏感である。同一チャネル干渉は、目的 の通信チャネル上の近隣の信号源からの信号の送信により起こる。周知のように 、従来のＦＭ受信機には、特に送信が同じ通信チャネル（すなわち、周波数）上 で行われる場合に、所望の信号と干渉源からの望ましくない信号とを区別するこ とができないという基本的な欠点がある。 この欠点を克服しシステム性能の充分なレベルを保証するために、ＦＭ受信機 を採用する通信システムは、このようなすべての受信機が所定の所望信号（すな わち、搬送波）対干渉（Ｃ／Ｉ）比を維持することを必要とする場合が多 い。モトローラ社により配備されたＡＭＰＳAdvanced Mobile Phone Service） またはＮＡＭＰＳ（Narrowband Advanced Mobile Phone Service）セルラ・シス テムなどの通常のセルラ通信システムは、少なくとも１８デシベル（ｄＢ）のＣ ／Ｉ比を必要とする。所望の搬送波と干渉源との間が１８ｄＢ離れると、システ ムを同一チャネル干渉から保護するには充分であるが、これでも、特に問題のシ ステムが既知の周波数再利用法の１つをも用いる場合には、スペクトル効率を最 大にすることはできない。 従って、従来の技術で教示されるより低いＣ／Ｉ分離で動作して、システム性 能に悪影響を与えずに全体のスペクトル効率を上げる無線受信機構造を提供する ことがきわめて有利である。ＡＭＰＳおよびＮＡＭＰＳシステムに関する追加情 報は、モトローラ社（1303 East Algonquin Road，Schaumburg，Illinois 60196 ）に問い合わせることにより、すでに入手可能であることに留意されたい。 発明の概要 簡単に説明すると、本発明は、無線受信機内で用いるための広帯域幅周波数弁 別器回路である。この弁別器は、被受信ＲＦ信号のＩＦ信号部分を増幅して被増 幅出力信号を提供する広帯域幅制限増幅器を採用する。増幅器に結合された遅延 回路が、被増幅出力信号の遅延表現を乗算器回路 に提供する。乗算器は、次に被増幅出力信号と被増幅出力信号の遅延表現との積 である積信号を提供する。ご承知のように、前記の積信号は、被増幅出力信号と この被増幅出力信号の遅延表現との間の位相差に比例する。 図面の簡単な説明 第１図は、当技術で既知のＦＭ受信機回路のブロック図である。 第２図は、本発明の弁別器回路を示す第１図のＦＭ受信機の部分のブロック図 である。 好適な実施例の説明 第１図は、当技術で既知のＦＭ受信機１００のブロック図である。説明のため に、受信機１００を前端部と後端部とに分割する。前端部は、アンテナ１０１， ＲＦフィルタ１０２，ＲＦ増幅器１０４，ミキサ１０６，局部発振器１０８およ びＩＦフィルタ１１０によって構成される。後端部は、ＩＦ増幅器１１２，弁別 器１１４回路および出力端子１１６によって構成される。 動作中は、アンテナ１０１によって受信され、ＲＦフィルタ１０２に印加され 、ＲＦ増幅器１０４によって増幅されたＲＦ信号には、所望の信号と干渉信号の 両方が含まれ る。干渉信号は、通常、所望信号とは異なる振幅を示すが、干渉信号と所望信号 とは、ほとんど同じ周波数を示す。従って、搬送波対干渉（Ｃ／Ｉ）比という用 語は、受信されたＲＦエネルギを特徴化するために用いられ、所望信号の振幅を 干渉信号の振幅で除算した値を表す。 当技術では周知のように、ミキサ１０６は被受信ＲＦ信号を、局部発振器１０ ８からの信号でミキシングすることによって、ＩＦ信号にダウン・コンバート（ down-convert）する。このＩＦ信号は、被受信ＲＦ信号の搬送波対干渉比と、所 望信号および干渉信号の周波数とを維持する。ＩＦフィルタ１１０は、受信機が 向けられる所望の集団の信号の公称ＲＦ帯域幅内のすべての信号の前検出濾波を 行う。 増幅器１１２は、提示された信号のすべての振幅変動を排除するがすべての位 相変動は維持する非線形装置を表す。被増幅ＩＦ信号は、次に被濾波ＩＦ信号の 出力内のデータを検出するよう動作する弁別器１１４に通される。 当技術で周知のように、従来の技術による弁別器は、これらが動作するＩＦ信 号の帯域幅にほぼ等しい周波数帯域幅で動作するよう設計される。しかし、干渉 があると、公称ＩＦ帯域幅外の周波数がＩＦ増幅器１１２の出力に現れるのが普 通である。狭帯域弁別器が採用されると、これらの信号の高周波成分が振幅制限 され、それによって帯域内（すなわち、ＩＦ周波数）周波数成分だけが残る。干 渉の これらの帯域内周波数成分が、所望信号の最大の歪みを起こすことは当業者には 理解頂けよう。この問題に関してさらに興味をもたれた場合、ＩＲＥの予稿集「 Theory of Stronger‐Signal Capture in ＦＭ Reception」（Elie J．Baghdady 著，１９５８年４月発行，728〜738ページ）を参照されたい。 すべての干渉成分を適切に検出および弁別するためには、本発明の弁別器回路 は、ＩＦ増幅器１１２の出力に現れる信号の帯域幅より大きい帯域幅を採用する 。 第２図は、本発明の弁別器回路２００を示す、第１図のＦＭ受信機１００の部 分のブロック図である。弁別器回路２００は、広帯域制限増幅器２０２，乗算器 ２０６および遅延回路２０４によって構成される。 動作中は、ＩＦフィルタ１１０からのＩＦ信号が広帯域制限増幅器２０２の入 力に印加される。このような広帯域制限増幅器は当技術では周知のものであり、 追加の説明は必要ない。前述のように、被受信ＩＦ信号は、被受信ＲＦ信号の搬 送波対干渉比と、所望信号および干渉信号の周波数とを維持する。広帯域制限増 幅器２０２の被増幅出力信号は、ＩＦ信号自身の帯域幅の少なくとも３倍の帯域 幅を有する。この被増幅出力信号は、遅延回路２０４と乗算器２０６の両方に印 加される。 遅延回路２０４は、被増幅出力信号の遅延されたものを乗算器２０６に提供す るために採用される。本発明におい て、遅延回路２０４は、能動フィルタ（active filter），受動フィルタ（passi ve filter），マイクロ・ストリップ伝送線および同軸ケーブルなどの周知の遅 延装置のうち任意のものによって構成することができる。遅延回路２０４の帯域 幅は、制限増幅器２０２の出力に現れる信号の帯域幅より大きいか、それと等し くしなければならないことが重要である。 乗算器２０６は、被増幅出力信号と制限増幅器２０２の被増幅出力信号の遅延 表現との積である積信号を提供する。積信号の振幅は、被増幅出力信号の増幅さ れたものと遅延表現との位相差に比例する。本発明の広帯域弁別器は、広帯域制 限増幅器２０２と共に用いられると、所望信号と非所望信号とがほとんど同じ振 幅にあるときにも、これらの信号を弁別することのできる検出システムを形成す るよう動作する。これは、弁別器回路２００により強化された周波数応答が提供 されるためである。 乗算器２０６の帯域幅は、制限増幅器２０２の出力の信号の帯域幅の少なくと も３倍であることが重要である。本発明は、乗算器の使用を示唆するが、本発明 の精神から逸脱せずにミキサ，アナログ乗算器およびデジタル位相検出器など他 の乗算回路構成に置き換えることもできる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ)，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，Ｎ Ｚ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 レイ，ジョン アメリカ合衆国イリノイ州マックヘンリ ー、イースト ウッド・レーン1403

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．中間周波数（ＩＦ）信号を受信する入力； 前記入力に結合され、第１帯域幅を有して、被増幅出力信号を提供する広帯域 幅制限増幅器； 前記第１帯域幅と等しいかそれよりも大きい第２帯域幅を有し、前記増幅器に 結合されて、前記被増幅出力信号の遅延表現を提供する遅延回路；および 前記増幅器と前記遅延回路とに結合され、第３帯域幅をさらに有して、前記被 増幅出力信号と被増幅出力信号の前記遅延表現との積信号表現を提供する乗算器 ； によって構成されることを特徴とする広帯域幅周波数弁別器回路。 ２．前記第３帯域幅が前記第１および第２帯域幅よりも大きい請求項１記載の 回路。 ３．前記遅延回路であって： 能動フィルタ； 受動フィルタ； マイクロ・ストリップ伝送線；および 同軸ケーブル； からなる群から選択される請求項１記載の回路。 ４．前記乗算器であって： ミキサ； アナログ乗算器；および デジタル位相検出器； からなる群から選択される請求項１記載の回路。 ５．前記積信号が前記被増幅出力信号と被増幅出力信号の前記遅延表現との間 の位相差に比例する請求項１記載の回路。 ６．前記積信号が広帯域幅周波数応答を有する請求項５記載の回路。 ７．中間周波数（ＩＦ）信号を受信する入力； 前記入力に結合され、第１帯域幅を有して、被増幅出力信号を提供する広帯域 幅制限増幅器； 前記第１帯域幅と等しいかそれよりも大きい第２帯域幅を有し、前記増幅器に 結合されて、前記被増幅出力信号の遅延表現を提供する遅延回路；および 前記第２帯域幅よりも大きい第３帯域幅を有して、前記増幅器と前記遅延回路 とに結合され、前記被増幅出力信号と被増幅出力信号の前記遅延表現との積信号 表現を提供する乗算器； によって構成されることを特徴とする広帯域幅周波数弁別器回路。 ８．前記第３帯域幅が前記第１帯域幅の少なくとも３倍大きい請求項７記載の 回路。 ９．データによって構成されるＲＦ信号を受信し、それを中間周波数（ＩＦ） 信号に変換する手段； 前記受信手段に結合され、前記ＩＦ信号を濾波して所望 の周波数範囲より上および下の成分を除去するＩＦフィルタ；および 前記中間周波数フィルタに結合されるＦＭ弁別器回路であって： 第１帯域幅を有して、前記ＩＦフィルタに結合され、前記被濾波ＩＦ信号 の被増幅出力信号を提供する広帯域幅制限増幅器； 前記第１帯域幅と等しいかそれよりも大きい第２帯域幅を有し、前記広帯 域幅制限増幅器に結合されて、前記被増幅出力信号の遅延表現を提供する遅延回 路；および 前記第１帯域幅よりも少なくとも３倍大きい第３帯域幅を有して、前記広 帯域幅制限増幅器と前記遅延回路とに結合され、広帯域幅周波数応答を有する積 信号を提供する乗算器； によって構成されるＦＭ弁別器回路； によって構成されることを特徴とする無線周波数（ＲＦ）受信機。 １０．前記積信号の振幅が、前記被増幅出力信号と被増幅出力信号の前記遅延 表現との間の位相差に比例する請求項９記載の無線受信機。