JPH09307492A - ダイバーシチ受信回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダイバーシチ受信回路において、回路規模を
大きくせず、複雑な制御をすることなく最適な受信状態
を得る。 【解決手段】 指向性アンテナ１〜ｎ（図例ではｎ＝
４）を切替選択する選択部１２に比較部１８及び位相制
御回路１３、振幅制御回路１４を接続する。まず、制御
部１７により選択部１２を切替制御して、アンテナ毎に
受信信号を受信させ、その受信レベルを比較部１８で比
較する。比較結果に基づき制御部１７は選択部１２を選
択制御して、ｎ個のアンテナ１〜ｎの中から最大の受信
レベルのアンテナと次に大きな受信レベルのアンテナと
を選択する。選択された２つのアンテナの受信信号の位
相及び振幅は、最適な受信状態が得られるように、制御
部１７からの制御信号によって制御される位相制御回路
１３及び振幅制御回路１４によって制御される。制御部
１７からの制御信号は、合成部１５で合成された２つの
アンテナの受信信号を受信した受信部１６の信号に基づ
いて作成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は各種通信においてフ
ェージングの影響などによる干渉に起因する受信品質の
劣化を抑制するために用いるダイバーシチ受信回路に係
り、特に位相・振幅制御回路の簡素化を図ったものに関
する。

【０００２】

【従来の技術】ダイバーシチ受信回路の従来例として、
図２にアダプティブアレイ方式のブロック図を示す。同
図において、２１は多数の無指向アンテナをアレイ配置
したアンテナ部、２２は無指向アンテナの各素子毎に設
置され受信信号の位相を制御する位相制御回路部、２３
は無指向アンテナの各素子毎に設置され受信信号の振幅
を制御する振幅制御回路部、２４は各受信信号を合成す
る合成部、２５は合成信号を受信する受信部、２６は受
信信号に基づいて位相制御回路部２２及び振幅制御回路
部２３に最適な受信状態となる制御信号を出力する制御
部である。

【０００３】合成部２４で合成されたアンテナ各素子の
信号が受信部２５に加えられると、受信部２５は位相制
御回路部２２及び振幅制御回路部２３に最適な受信状態
を得るための信号を出力する制御部２６に、その出力信
号の演算の元となる信号を出力する。制御部２６による
制御は最適な受信状態が得られるまで繰り返される。こ
れにより、例えば図３のような指向性を最適化したフィ
ールドパターンを得ることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
のアダプティブアレイ方式によると、最適な受信状態を
得るために無指向アンテナの各素子毎に設置された多数
の位相制御回路と振幅制御回路とを制御しなければなら
ず、その制御も各素子の受信信号に複素ウェイトを乗じ
て指向性を合成するという非常に複雑な制御であり、ま
た回路規模も大きくなるといった問題が生じていた。

【０００５】本発明の目的は、上述した従来技術の問題
点を解消して、回路規模を大きくせず、複雑な制御をす
ることなく最適な受信状態を得ることができるダイバー
シチ受信回路を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のダイバーシチ受
信回路は、円の中心と円周状の任意の点とを結ぶ直線上
に設置され、かつ円周方向に等間隔に設置されたｎ個
（ｎ≧３）の指向性アンテナと、ｎ個のアンテナに接続
され、制御部からの制御信号によってｎ個のアンテナを
順次切替えて第１の出力端子から受信信号を出力すると
共に、最大の受信レベルのアンテナと次に大きな受信レ
ベルのアンテナとを選択して第２及び第３の出力端子か
らこれらの受信信号を出力する選択部と、選択部の第１
の出力端子に接続されｎ個のアンテナの受信レベルを順
次比較して、その比較結果を制御部に出力する比較部
と、選択部の第２及び第３の出力端子にそれぞれ接続さ
れ、選択部で選択された２個のアンテナで受信された受
信信号の位相及び振幅を制御部からの制御信号によって
制御する２つの位相・振幅制御回路と、２つの位相・振
幅制御回路にそれぞれ接続され位相・振幅制御された２
つの受信信号を合成する合成部と、合成部に接続され合
成した２つの受信信号を受信して制御部に出力する受信
部とを備える。

【０００７】そして、さらに上記比較部及び受信部に接
続され、ｎ個のアンテナを順次切替えて各アンテナ毎に
受信信号を比較部で受信させる制御信号を選択部に出力
し、比較部からの比較結果に基づいてｎ個のアンテナの
中から最大の受信レベルのアンテナと次に大きな受信レ
ベルのアンテナとを選択する制御信号を選択部に出力
し、受信部からの信号に基づいて上記選択された２本の
アンテナの合成受信レベルが最大となるような制御信号
を２つの位相・振幅制御回路に出力する制御部を備えた
ものである。

【０００８】ここに指向性アンテナの数をｎ個（ｎ≧
３）としたのは、３個以上であれば等価的に信号の到来
方向に指向性を向けることができ、十分に信号を受信で
きるのに対し、２個以下だとそれができなくなるからで
ある。

【０００９】本発明の作用を説明すると、まず、制御部
は選択部に制御信号を出力し、その制御信号を受けた選
択部はｎ個のアンテナを順次切替えて各アンテナ毎に受
信信号を比較部に与える。比較部は順次加えられる受信
号の受信レベルを比較していき、比較結果を制御部に加
える。

【００１０】次に、この比較部からの比較結果に基づい
て制御部はｎ個のアンテナの中から最大の受信レベルの
アンテナと次に大きな受信レベルのアンテナとを選択す
る制御信号を出力する。その制御信号を受けた選択部
は、ｎ個のアンテナの中から最大の受信レベルのアンテ
ナと次に大きな受信レベルのアンテナとを選択する。選
択された２個のアンテナの受信信号は２つの位相制御回
路及び振幅制御回路に入力されて位相及び振幅が制御さ
れる。

【００１１】２つの位相・振幅制御回路の出力は合成部
に加えられ、ここで位相・振幅制御された２つの受信信
号が合成され、その合成信号は受信部に入力される。受
信部は、上記選択された２本のアンテナの合成受信レベ
ルが最大となるための制御信号を出力する制御部に、そ
の制御信号の元となる信号を出力する。

【００１２】受信部からの信号に基づいて制御部は、選
択された２本のアンテナに関して合成受信レベルが最大
になるように、２つの位相制御回路及び振幅制御回路に
制御信号を加え、それぞれのアンテナ出力の振幅と位相
とを制御する。この制御は受信部で受信される受信レベ
ルが最大受信レベルと判断されるまで繰り返される。こ
のようにしてアンテナがｎ個あっても２つの位相制御回
路及び振幅制御回路を制御するだけで、最大の受信レベ
ルを容易に得ることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に本発明のダイバーシチ受信
回路の実施の形態を図面を用いて説明する。図１に本発
明の実施の形態のブロック図を示す。

【００１４】同図において、１１はアンテナ部であり、
アンテナ部を構成する指向性アンテナ１〜４は、円の中
心と円周状の任意の点とを結ぶ直線上に設置され、かつ
円周方向に９０°間隔に設置されている。図では４素子
の指向性アンテナ１〜４より構成されているが、アンテ
ナ数はｎ個（ｎ≧３）であれば何個でもよい。また、指
向性アンテナは、受信周波数帯域において最適な受信信
号を得られれば、形状、種類は問わない。

【００１５】以下、説明をわかりやすくするため、ｎ＝
４の例をとりあげる。

【００１６】１２は４個（ｎ＝４）のアンテナに接続さ
れ、制御部１７からの制御信号によって４個のアンテナ
を順次切替えて第１の出力端子ａから受信信号を出力す
ると共に、制御信号によって最大の受信レベルのアンテ
ナと次に大きな受信レベルのアンテナとを選択して、第
２及び第３の出力端子ｂ、ｃからそれらの受信信号を出
力する選択部である。

【００１７】１８は選択部１２の第１の出力端子ａに接
続され、４個のアンテナ１〜４の受信レベルを順次比較
して、４個のアンテナ１〜４の中から最大受信レベルの
アンテナと次に大きな受信レベルのアンテナとを選択す
るための比較出力を出す比較部である。

【００１８】１３は選択部１２の第２の出力端子ｂと第
３の出力端子ｃに接続され、選択部１２で選択された２
つのアンテナの受信信号の位相を制御する２つの位相制
御回路、１４は選択部１２で選択された２つのアンテナ
の受信信号の振幅を制御する２つの振幅制御回路であ
る。図では位相制御回路１３の後段に振幅制御回路１４
が接続されている場合を示しているが、振幅制御回路１
４が前段に、位相制御回路１３が後段に配置されていて
もよい。

【００１９】１５は２つの振幅制御回路１４に接続さ
れ、位相及び振幅制御された２つの受信信号を合成する
合成部である。１６は合成部１５に接続され、合成され
た２つの受信信号を受信して制御部１７に出力する受信
部である。１７は比較部１８と受信部１６からの信号を
基に、選択部１２と位相制御回路１３と振幅制御回路１
４とに最適な受信状態を得るための制御信号を出力する
制御部である。制御部はマイクロコンピュータで構成す
ることができる。

【００２０】まず、制御部１７から選択部１２に制御信
号を送り、選択部１２を順次切替えていくことにより、
４個の指向性アンテナ１〜４から受信する受信信号レベ
ルを比較部１８で順次比較していく。比較部１８からそ
の大小結果を示す比較出力が制御部１７に出力される。
比較部１８からの比較出力に基づいて制御部１７はｎ個
のアンテナの中から最大の受信レベルのアンテナと次に
大きな受信レベルのアンテナとを選択する制御信号を形
成し、これを選択部１２に出力することにより最大受信
レベルと次に受信レベルの大きな指向性アンテナを選択
する。

【００２１】ここで信号の到来方向が指向性アンテナの
正面ではなくても、例えば図４のように指向角度に適度
な広がりがあるフィールドパターンを示す指向性アンテ
ナを用いていると、両者の振幅を振幅制御回路１４で重
みづけしながら位相制御回路１３により同相合成するこ
とにより、等価的に信号の到来方向に指向性を向けるこ
とができ、２つのアンテナだけでも十分に受信可能とな
る。

【００２２】次に２本のアンテナによる受信信号が合成
部１５で合成され、受信部１６で受信されると、受信部
１６からの信号に基づいて制御部１７は制御信号を形成
し、これを位相制御回路１３、振幅制御回路１４に出力
して、最適な受信状態が得られるように、選択された２
本のアンテナの受信信号の位相及び振幅を制御する。こ
の一連のルーチンにより常に最適な受信状態が得られ
る。次に制御部１７の動作フローを図５に示す。

【００２３】制御部１７は、まずステップ５１により選
択部１２に制御信号を出力し、４個のアンテナ１〜４を
順次切替えて各アンテナ毎に受信するように制御して、
各アンテナの受信レベルを比較部１８で感知させるよう
にする。次にステップ５２により比較部１８からの比較
結果から最大受信レベルのアンテナと、次に大きな受信
レベルのアンテナとを演算により求め、その２本のアン
テナの選択制御信号を選択部１２に出力し、２本のアン
テナの受信信号が２つの位相制御回路１３に加わるよう
に制御する。そしてステップ５３により、ステップ５２
により選択された２本のアンテナに関して受信部１６に
おける合成受信レベルが最大となるように、それぞれの
アンテナ出力の振幅と位相を制御する。ステップ５３に
よる制御はステップ５４により最大受信レベルと判断さ
れるまで繰り返される。

【００２４】本実施の形態によれば、アンテナ素子が何
個あっても、制御の必要な位相・振幅制御回路は２つな
ので、簡単な回路及び簡単な制御により最大の受信レベ
ルを得ることができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、ｎ個（ｎ≧３）の指向
性アンテナから予め受信レベルが一番大きいアンテナと
次に大きいアンテナを選択して、これらから受信した信
号の位相及び振幅を制御することにより最良の受信状態
を得るようにしたので、位相・振幅制御回路の規模を小
さくすることができ、さらに簡単かつ最良の受信状態を
得ることができる。また、指向性アンテナを用いるので
高い受信利得を確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のダイバーシチ受信回路の実施の形態を
示すブロック図である。

【図２】従来例のアダプティブアレイ方式を示すブロッ
ク図である。

【図３】図２に示す従来例から得られる指向性の測定値
を示す特性図である。

【図４】本実施の形態で使用する指向性アンテナの指向
性の測定値を示す特性図である。

【図５】本実施の形態の制御部のフローチャートを示す
図である。

【符号の説明】

１〜４ 指向性アンテナ １１ アンテナ部 １２ 選択部 １３ 位相制御回路 １４ 振幅制御回路 １５ 合成部 １６ 受信部 １７ 制御部 １８ 比較部 ａ 選択部の第１の出力端子 ｂ 選択部の第２の出力端子 ｃ 選択部の第３の出力端子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円の中心と円周状の任意の点とを結ぶ直線
   上に設置され、かつ円周方向に等間隔に設置されたｎ個
   （ｎ≧３）の指向性アンテナと、 ｎ個のアンテナに接続され、制御部からの制御信号によ
   ってｎ個のアンテナを順次切替えて第１の出力端子から
   受信信号を出力すると共に、最大の受信レベルのアンテ
   ナと次に大きな受信レベルのアンテナとを選択して第２
   及び第３の出力端子からこれらの受信信号を出力する選
   択部と、 選択部の第１の出力端子に接続されｎ個のアンテナの受
   信レベルを順次比較して、その比較結果を制御部に出力
   する比較部と、 選択部の第２及び第３の出力端子にそれぞれ接続され、
   選択部で選択された２個のアンテナで受信された受信信
   号の位相及び振幅を制御部からの制御信号によって制御
   する２つの位相・振幅制御回路と、 ２つの位相・振幅制御回路にそれぞれ接続され位相・振
   幅制御された２つの受信信号を合成する合成部と、 合成部に接続され合成した２つの受信信号を受信して制
   御部に信号を出力する受信部と、 上記比較部及び受信部に接続され、ｎ個のアンテナを順
   次切替えて各アンテナ毎に受信信号を比較部で受信させ
   る制御信号を選択部に出力し、比較部からの比較結果に
   基づいてｎ個のアンテナの中から最大の受信レベルのア
   ンテナと次に大きな受信レベルのアンテナとを選択する
   制御信号を選択部に出力し、受信部からの信号に基づい
   て上記選択された２本のアンテナの合成受信レベルが最
   大となるような制御信号を２つの位相・振幅制御回路に
   出力する制御部とを備えたダイバーシチ受信回路。