JPH088521B2 - 複数個のアンテナを有する、無線波に対する受信機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は複数個のアンテナを有する無線波用の受信機
に関する。

従来の技術 例えば車両における超短波受信の達成可能な品質は、
実質的にマルチパス受信によりならびに他の車両から送
出される点火ノイズにより不利な影響を受ける。

走行中の車両における受信条件は変動するため、位置
固定の場合は通常は著しい品質改善に寄与する指向性ア
ンテナの使用が、この場合はそのままでは可能ではな
い。自動車におけるアンテナは、できるだけ方向に依存
しない感度の立場から設計される。受信改善のために複
数個のアンテナを用いた受信方法、いわゆるダイバシテ
ィ受信方法が公知である。しかしこの場合、アンテナ信
号の選択が電界強度だけにより行われ、この場合、この
選択は必ずしもS/N比の最適化を伴うものではない。

さらにドイツ連邦共和国特許出願公開公報第3510580
号に示された方法においては、２つのアンテナの、位相
の補正された中間周波信号が可調整の係数により重み付
けされて重畳される。この場合この係数の算出はディジ
タル制御により行われ、このディジタル制御は、中間周
波信号の位相のわずかな変化が互いにその都度に中間周
波の振幅全体の増加または減少を作動するか否かを、そ
の都度検査する。この種の変化が中間周波の振幅全体の
減少を作動すると、この位相の変化がもとにもどされ、
他方この振幅が増加する場合は位相の変化がさらに増加
される。しかしこのディジタル制御は位相の試験的な変
化および中間周波の振幅全体の続いての測定に対して時
間を必要とする。この時間は例えば正しくない方向への
サーチの場合に調整過程の速度を低下させてしまう。

発明の解決すべき問題点 本発明の課題は前記の公知の構成における欠点を除去
した受信機を提供することである。

問題点を解決するための手段 この課題は本発明の請求項１の構成により解決されて
いる。

発明の効果 本発明により、複数本のアンテナを有する無線波用の
受信機の受信品質が改善され、例えば多数のアンテナに
対して、公知の方法に比較して調整方法が著しくスピー
ドアップする利点が得られる。

本発明の受信機は、振幅が変調信号に依存しない形式
の無線波の受信に即ち周波数変調、位相変調、パルス変
調された信号波の受信に適しており、この場合、振幅は
変調信号に実質的に依存しない。そのため例えば周波数
変調された、位相変調されたおよび／またはパルス変調
された無線波に使用することができる。

実施例の説明 次に本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図の回路装置において、複数個のアンテナ11〜1n
が設けられており、そのうちのアンテナ11および1nだけ
が示されている。各アンテナに前置段21〜2nが配属され
ており。それの出力信号が各々の第１混合器31〜3nへ導
かれている。第１混合器31〜3nの別の各入力側に調整可
能な発振器71が接続れている。このようにして形成され
た混合信号U₁〜Unは、一方では第１乗算器41〜4nを介し
て、他方では位相回路素子51〜5nおよび第２乗算器61〜
6nを介して、加算回路70へ導かれる。加算回路70の出力
側に生ずる加算信号は公知のように、フィルタ72および
リミッタ73から成る中間波増幅器へ導かれる。中間周波
増幅器に復調器74が接続されており、それの出力側75に
低周波信号が送出される。

制御装置81〜8nを用いて第１乗算器41〜4nおよび第２
乗算器61〜6nへ係数が導かれる。これらの係数により混
合信号U₁〜Unおよび90°だけ位相の回転された混合信号
U₁′〜Un′が評価される。この場合これらの第１乗算器
41〜4nへ導かれる係数は複数係数Wiのそれぞれ実数部と
して、および第２乗算器61〜6nへ導かれる係数はそれぞ
れ虚数部として取り出される。制御装置81〜8nの１つは
それぞれ、混合信号U₁〜Unの１つの評価のためにおよび
これに所属する90°位相の回転された混合信号U₁′〜U
n′の評価のために用いられる。

第２図は制御装置の第１実施例を簡単に示す。各混合
信号Ui（ｉ＝１〜ｎ）と和信号Usとの間の位相差を測定
するために、両方の信号が、それぞれ入力側91.92およ
び帯域通過フィルタ93,94を介して、位相弁別器95へ導
かれる。帯域通過フィルタ93,94を用いて位相差の測定
が有効送信信号に制限される。帯域通過フィルタ93,94
の有効信号の位相に影響を与えるが、対称的な構成のた
めこの影響は導かれる両信号に対して実質的に等しい。
そのため測定結果の劣化は無視できる。

位相弁別器95は２つの出力側96,97を有し、これらの
出力側にそれぞれ信号が送出される。これらの信号は位
相弁別器の入力信号間の位相角の正弦にまたは余弦に比
例する。後置接続の低域通過フィルタ100,101の出力側9
8,99から制御電圧が取り出される。出力側99から、係数
Wiの実数部を表わす制御電圧がそれぞれの第１乗算器41
〜4nへ導かれる。他方、第２乗算器61〜6nは90°位相回
転された混合信号に対して、制御装置81〜8nの相応の出
力側98と接続されている。

第２図の実施例の場合、制御のために，前述の和信号
Usの振幅は用いられない。そのため、和信号の振幅が最
大値を有するように係数を調整するような調整は行われ
ない。混合信号と和信号との間のそれぞれの位相差にも
とづいて混合信号の位相が、和信号に対して有利に寄与
するように、回転される。

第２図に示されている方法と、ドイツ連邦共和国特許
出願第P3634439.7号に示された実施例における、和信号
の振幅の付加的な評価との組み合わせにより、有効送信
機への最適の調整も、周波数選択性フェージングを生ぜ
させるエコーが入射する受信方向を遮断することも可能
となる。

この種の制御装置の基本的構成を第３図が示す。この
場合、混合信号Uiのそれぞれ１つと和信号Usが、第２図
の制御装置のように、位相弁別器95へ導かれる。和信号
はさらに振幅復調器102の入力側へ達する。この場合、
振幅復調器は、調整される前置増幅器を含む。振幅復調
器およびこれに後置接続されている高域通過フィルタ10
3は、電界強度の変動に起因する振幅変化を除去する目
的で、用いられる。そのためこのフィルタは、和信号の
変調度が平均の信号レベルにほとんど依存することなく
求められるようにするために、寄与する。高域通過フィ
ルタ103の出力信号は第２混合器105、第３混合器106へ
導かれる。これらの混合器にはさらに位相弁別器95の出
力信号が加えられる。第２混合器105、第３混合器106の
出力信号は第１減算回路107および第２減算回路108にお
いて、位相弁別器95の出力信号から減算される。次にこ
の減算結果が、第２図の実施例におけるように低域通過
濾波されて、出力側98,99から第１乗算器41〜4nへない
し第２乗算器61〜6nへ導かれる。

第４図は位相弁別器95のブロック図を示し、これは第
２図および第３図の回路に適切に使用される。比較され
るべき信号は入力側121および122へ導かれそれぞれ振幅
リミッタ123,124および低域通過フィルタ125,126を介し
て導かれる。この振幅リミッタは、比較されるべき信号
の振幅変動が測定結果を誤らせることを、阻止する。振
幅リミッタにより生ずる高調波振動は、低域通過フィル
タ125,126において制圧される。

低域通過フィルタ125,126の出力信号は２つの対称的
な混合器ないしアナログ乗算器127,128へ導かれる。こ
の場合、低域通過フィルタ125の出力側と混合器128の相
応の入力側との間に90°位相回転素子129が設けられて
いる。混合器127,128の出力電圧は直流電圧成分と交流
電圧成分とを含む。直流電圧成分は位相差の余弦ないし
正弦に比例する。交流電圧成分の周波数は比較されるべ
き信号の周波数の２倍である。交流電圧成分は後置接続
されている低域通過フィルタ100,101（第２図および第
３図）を用いて除去される。

第５図から第９図ｂ）を用いて第３図の実施例により
設計された本発明の受信機による受信の改善を説明す
る。この場合、第６図〜第９図ｂ）は、第５図に示され
た４つの受信アンテナの配置にもとづくシミュレーショ
ンの結果を示す。この場合、各対角線に配置された放射
器の間隔は1/2波長に等しい。

第６図ａ）は合成アンテナ指向性ダイヤグラムであ
り、これは右から入射する平面波の場合に動作開始状態
において設定される。入射方向の突発的変化が、第６図
ｂ）に一例として示されている過渡的な指向性ダイヤグ
ラムを経て、第６図ｃ）に示された新たな定常的な指向
性ダイヤグラムへ形成される。

第７図は周波数選択性フェージングの際の本発明の受
信機の特性を示す。この場合、直線区間は直接波のない
し時間Δt₁〜Δt₃だけ遅延された入射エコーの振幅なら
びに入射方向を識別する。適応制御過程の開始において
調整係数の初期値は任意に選定される。シミュレーショ
ンは100MHzの搬送周波に対して実施され、この場合、変
調周波数は2KHzで周波数偏差は±75KHzである。

第８図ａ）は中間周波の振幅（和信号の振幅）Usを示
しさらに調整過程中の中間周波レベルを点で記入したも
のである。調整過程中も第８図ｂ）は所属の復調された
信号UNFを示す。このUsは第１図における加算回路70の
出力信号であり、UNFは出力側75における信号である。
障害は既に1ms後に、わずかな残留を除いて、減衰して
いることが示されている。比較のために第９図ａ）に従
来の受信機に現れる中間周波の振幅のおよび中間周波レ
ベルの時間経過が示され、第９図ｂ）に変調された信号
の時間経過が示されている。

発明の効果 本発明により異なる形成で変調された無線波、例えば
周波数変調、位相変調、パルス変調された信号波は迅速
に復調できる制御装置を備えた、複数個のアンテナを有
する受信機が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の受信機のブロック図、第２図は第１図
の受信機に対して用いられる制御装置の第１実施例のブ
ロック図、第３図は制御装置の第２実施例のブロック
図、第４図は第２図および第３図に用いられる位相弁別
器のブロック図、第５図はアンテナ装置のシミュレーシ
ョンモデル図、第６図は入際波の方向変化の場合の合成
アンテナ指向性ダイヤグラム図、第７図は複数個の電波
が入射する場合の合成アンテナ指向性ダイヤグラム図、
第８図ａ）、第８図ｂ）は本発明の受信機の場合の中間
周波レベルのおよび復調された信号の中間周波振幅のダ
イヤグラム図、および第９図ａ）、第９図ｂ）は公知の
受信機の場合の相応の信号図を示す。 11〜1n……アンテナ、21〜2n……前置段、31〜3n……第
１混合器、41〜4n……第１乗算器、51〜5n……位相回転
素子、61〜6n……第２乗算器、70……加算段、72……フ
ィルタ、73……リミッタ、74……復調器、93,94……帯
域通過フィルタ、95……位相弁別器、100,101……低域
通過フィルタ、102……振幅復調器、103……高域通過フ
ィルタ、104……増幅器、105……第２混合器、106……
第３混合器、107……第１減算回路、108……第２減算回
路、123,124……振幅制限器、125,126……低域通過フィ
ルタ、127,128……アナログ乗算器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】超短波領域の無指向性の複数のアンテナ
   （1l……1n）でそれぞれ受信された受信入力信号を、受
   信機内で発生された搬送波と混合するそれぞれのアンテ
   ナに対応して設けられた第１混合器（3l……3n）と、第
   １混合器の出力信号が第１入力側へ供給されるそれぞれ
   対応する第１乗算器（4l……4n）と、前記第１混合器
   （3l……3n）の出力信号が90°位相回転して供給される
   それぞれ対応する第２乗算器（6l……6n）と、すべての
   第１乗算器（4l……4n）の出力信号とすべての第２乗算
   器の出力信号を加算する加算器（70）と、加算器の出力
   信号（Us）とそれぞれの第１混合器（3l……3n）の出力
   信号との間の位相差を測定するための位相弁別器（95）
   とを有しており、位相弁別器（95）は正弦関数出力側
   （96）および余弦関数出力側（97）を有しており、位相
   弁別器（95）の各出力側（96,97）が第２、第３混合器
   （105,106）の第１入力側および第１、第２減算器回路
   （107,108）の第１入力側と接続されており、第２、第
   ３混合器（105,106）の第２入力側に加算器（70）の出
   力側が振幅復調器（102）および高域通過フィルタ（10
   3）を介して接続されており、第１、第２減算器回路（1
   07,108）の第２の入力側が第２、第３混合器（105,10
   6）の各出力側と接続されており、第１、第２減算器回
   路（107,108）の出力側がそれぞれ対応する低域通過フ
   ィルタ（100,101）を介して、それぞれ対応する第１、
   第２乗算器（4l〜4n,6l〜6n,）の第２入力側と接続され
   ていることを特徴とする、無線波に対する受信機。