JPS5837733B2 - wireless receiving device - Google Patents

wireless receiving device

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Publication number
JPS5837733B2
JPS5837733B2 JP9386579A JP9386579A JPS5837733B2 JP S5837733 B2 JPS5837733 B2 JP S5837733B2 JP 9386579 A JP9386579 A JP 9386579A JP 9386579 A JP9386579 A JP 9386579A JP S5837733 B2 JPS5837733 B2 JP S5837733B2
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JP
Japan
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antenna
amount
variable
directivity
phase
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JP9386579A
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Japanese (ja)
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JPS5617533A (en
Inventor
文夫 池上
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5837733B2 publication Critical patent/JPS5837733B2/en
Expired legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/2605Array of radiating elements provided with a feedback control over the element weights, e.g. adaptive arrays
    • H01Q3/2611Means for null steering; Adaptive interference nulling

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は移動無線通信に適した可変指向性アンテナを
用いる無線受信装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a radio receiving device using a variable directional antenna suitable for mobile radio communications.

移動無線通信においては、多重路波の干渉によって生じ
るフエージングによる通信の瞬断など通信品質の劣化が
大きな問題となっている。
In mobile radio communications, deterioration of communication quality, such as instantaneous communication interruptions due to fading caused by multipath wave interference, has become a major problem.

この種のフエージングを効果的に軽減する方式として、
可変指向性アンテナを用い、その指向性を受信出力に応
じて制御するしきい値付指向性ダイバシテイ受信方式が
考えられている。
As a method to effectively reduce this kind of fading,
A directional diversity reception system with a threshold has been considered, which uses a variable directional antenna and controls its directivity according to the received output.

この力式は空間、周派数、偏波などの差によるダイバシ
テイ効果を利用する周知のダイバシテイ受信方式と比較
してアンテナ以後の受信系統が1組で済み経済的である
Compared to the well-known diversity reception method that utilizes diversity effects due to differences in space, frequency, polarization, etc., this power method is economical because it requires only one receiving system after the antenna.

また、この方式では複数のアンテナ出力をそれぞれに可
変移相器や可変減衰器を介して合威して1つの可変指向
性アンテナとして動作させるため、2つのアンテナと1
台の受信機を用い受信出力がしきい値以下に低下したと
き他のアンテナに切替えるしきい値付切替ダイバシテイ
受信方式と比較しても速応性、通信品質の向上の点で有
利である。
In addition, in this method, the outputs of multiple antennas are combined via variable phase shifters and variable attenuators to operate as one variable directional antenna, so two antennas and one
This method is advantageous in terms of quick response and improved communication quality compared to a switching diversity reception method with a threshold value that uses one receiver and switches to another antenna when the reception output drops below a threshold value.

すなわちしきい値付切替ダイバシテイ方式では、両方の
アンテナの受信出力が共にしきい値以下に低下したとき
切替器がバタツキを起して受信不能となるのを防ぐため
、フエージングを平均化して受信信号の平均値に応じて
切替器を動作させたり、切替後ある一定時間は受信出力
が低下してもそのままの状態を保持する等の対策が必要
であり、その結果早いフエージングに対する改善効果が
失なわれてしまう。
In other words, in the switching diversity method with a threshold, fading is averaged and reception is performed in order to prevent the switch from fluttering and becoming unable to receive when the reception output of both antennas drops below the threshold. It is necessary to take measures such as operating the switch according to the average value of the signal, or maintaining the same state for a certain period of time after switching, even if the reception output decreases, and as a result, the effect of improving fast fading can be improved. It gets lost.

また切替器の動作時に発生する信号の瞬断や、切替に伴
う信号の振幅、位相の不連続的変化による雑音の発生と
いった致命的な欠点がある。
Furthermore, there are fatal drawbacks such as instantaneous signal interruptions that occur during operation of the switching device, and noise generation due to discontinuous changes in signal amplitude and phase accompanying switching.

可変指向性アンテナを用いた場合は、指向性を電気的に
連続的に変化させることができるため、このような問題
は根本的に解決される。
When a variable directional antenna is used, the directivity can be changed electrically and continuously, so this problem is fundamentally solved.

しかしながら、この方式でも実用上次の問題がある。However, even this method has the following practical problems.

すなわち前述したような可変指向性アンテナにおいて指
向性を連続的に変化させるには、可変位相器および可変
減衰器を用いて移相量および減衰量をそれぞれ連続的に
変化させることができるものが望ましい。
In other words, in order to continuously change the directivity of the variable directional antenna as described above, it is desirable to be able to continuously change the amount of phase shift and the amount of attenuation using a variable phase shifter and a variable attenuator. .

このうち可変減衰器については連続可変のものが容易に
得られるが、可変位相器については移動無線通信で用い
られるVHF,UHF帯用で移相量が連続可変のものは
非常に高価となる。
Among these, a continuously variable variable attenuator can be easily obtained, but a variable phase shifter with a continuously variable phase shift amount for VHF and UHF bands used in mobile radio communications is very expensive.

従って移動無線通信のように経済性が極めて重要視され
る場合は町変移相器として移相量が数段階に不連続に切
替可能な高価な切替移相器を使用せざるを得ない。
Therefore, in cases where economic efficiency is extremely important, such as in mobile radio communications, it is necessary to use an expensive switching phase shifter in which the amount of phase shift can be discontinuously switched in several steps.

ところがこのような切替移相器を用いると、切替のため
の移相の不連続な変化による雑音が発生し易く、受信品
質を劣化させるという結果を招くことになる。
However, when such a switching phase shifter is used, noise is likely to occur due to discontinuous changes in phase shift for switching, resulting in deterioration of reception quality.

この発明は移相量が不連続に切替可能な切替移相器およ
び減衰量が連続可変の可変減衰器を有する可変指向性ア
ンテナの制御手段を改良して、切替移相器の移相量切替
時における雑音の発生を防止し、安定良好な受信が行な
えるようにした無線受信装置を提供することを目的とす
る。
This invention improves the control means of a variable directional antenna having a switching phase shifter whose phase shift amount can be switched discontinuously and a variable attenuator whose attenuation amount is continuously variable, and by changing the phase shift amount of the switching phase shifter. An object of the present invention is to provide a radio receiving device that prevents the occurrence of noise at times and enables stable and good reception.

以下この発明を実施例により詳細に説明する。The present invention will be explained in detail below with reference to Examples.

第1図はこの発明の一実施例に係る無線受信装置の構或
を示したものである。
FIG. 1 shows the structure of a radio receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.

この図において10は可変指向性アンテナであり、複数
(この例では2個)のアンテナ素子11.12と、これ
らのアンテナ素子11.12の各出力をそれぞれ切替移
相器および可変減衰器を適宜直列に介して合成する電子
回路部分からなる。
In this figure, reference numeral 10 denotes a variable directional antenna, which includes a plurality of (two in this example) antenna elements 11, 12, and a phase shifter and a variable attenuator for switching the respective outputs of these antenna elements 11, 12 as appropriate. It consists of electronic circuit parts that are combined in series.

すなわちアンテナ素子11.12はこの例では水平偏波
ダイポール素子であり、互いに直交して配置されている
That is, the antenna elements 11, 12 are horizontally polarized dipole elements in this example and are arranged orthogonally to each other.

アンテナ素子11の出力は切替移相器14に直接加えら
れ、またアンテナ素子12の出力は固定移相器13を介
して切替移相器15に加えられる。
The output of antenna element 11 is applied directly to switched phase shifter 14 , and the output of antenna element 12 is applied via fixed phase shifter 13 to switched phase shifter 15 .

固定移相器13は例えばπ/2の一定の移相量を持ち、
また切替移相器14,15は外部からの電気的制御によ
って移相量が例えばOとπの2段階に不連続に切替可能
なもので、いずれも遅延線あるいは表面弾性派素子や半
導体素子などを用いて容易に実現できる。
The fixed phase shifter 13 has a constant phase shift amount of, for example, π/2,
Further, the switching phase shifters 14 and 15 can discontinuously switch the amount of phase shift into two stages, for example, O and π, by external electrical control, and both of them are composed of a delay line, a surface elastic element, a semiconductor element, etc. This can be easily realized using .

なお、固定移相器13は切替移相器15に含ませてもよ
い。
Note that the fixed phase shifter 13 may be included in the switching phase shifter 15.

切替移相器14,15の出力はそれぞれ可変減衰器16
.17に加えられる。
The outputs of the switching phase shifters 14 and 15 are connected to variable attenuators 16, respectively.
.. Added to 17.

可変減衰器16,1γは外部からの電気的制御によって
減衰量ωdB〜O dBの間で連続可変の減衰器であっ
て、例えばPINダイオードFETなとの半導体を可変
抵抗素子として用いた電子回路によって構成される。
The variable attenuators 16 and 1γ are attenuators that are continuously variable between the attenuation amount ωdB and O dB by external electrical control, and are made by an electronic circuit using a semiconductor such as a PIN diode FET as a variable resistance element, for example. configured.

可変減衰器16.17の出力はセンシンダ変調器18.
19をそれぞれ経由した後、合戊回路21で合成されて
1つの信号となる。
The output of the variable attenuator 16.17 is sent to the sensor modulator 18.
19, the signals are combined into a single signal by a combining circuit 21.

センシング変調器18.19はセンシング信号発生器2
0からの信号によって入力信号の振幅を変調、つまり周
期的に微小量だけ変化させるもので、この作用により可
変指向性アンテナ10の指向性は、切替移相器14,1
5の移相量や可変減衰器16,17の減衰量が一定であ
っても微小量だけ周期的に変化する。
Sensing modulators 18 and 19 are sensing signal generators 2
The amplitude of the input signal is modulated, that is, periodically changed by a minute amount by the signal from
Even if the amount of phase shift of 5 and the amount of attenuation of variable attenuators 16 and 17 are constant, they periodically change by a minute amount.

可変指向性アンテナ10の出力である合成回路21の出
力は受信機22に入力され、所望の信号が受信信号とし
て選択されて復調される。
The output of the combining circuit 21, which is the output of the variable directional antenna 10, is input to the receiver 22, and a desired signal is selected as a received signal and demodulated.

この受信機22の受信信号出力の一部は、レベル検出器
23および位相比較器24を経て制御回路25に加えら
れる。
A part of the received signal output of this receiver 22 is applied to a control circuit 25 via a level detector 23 and a phase comparator 24.

ここでレベル検出器23は、受信機22の受信信号レベ
ルがしきい値以下かどうかを検出し、規定値以下になる
と制御回路25に制御指令を送る。
Here, the level detector 23 detects whether the received signal level of the receiver 22 is below a threshold value, and sends a control command to the control circuit 25 when it becomes below a specified value.

一力、位相比較器24は受信機22の受信信号中のセン
シング変調器18.19による変調成分の位相をセンシ
ング信号発生器20からのセンシング信号の位相と比較
して、受信機22の受信信号レベルが増加する指向性の
遷移方向を決定するもので、その決定した遷移方向に対
応した出力信号を制御回路25に送る。
First, the phase comparator 24 compares the phase of the modulated component by the sensing modulators 18 and 19 in the received signal of the receiver 22 with the phase of the sensing signal from the sensing signal generator 20, and outputs the received signal of the receiver 22. It determines the transition direction of the directivity in which the level increases, and sends an output signal corresponding to the determined transition direction to the control circuit 25.

これにより論理回路を主体として構威された制御回路2
5は、レベル検出器23から制御指令が与えられると、
位相比較器24によって決定された遷移方向にアンテナ
10の指向性が遷移するように切替移相器14,15の
移相量および可変減衰器16.17の減衰量を適宜制御
して指向性の制御を行なう。
As a result, the control circuit 2 is constructed mainly of logic circuits.
5, when a control command is given from the level detector 23,
The directivity is changed by appropriately controlling the phase shift amounts of the switching phase shifters 14 and 15 and the attenuation amounts of the variable attenuators 16 and 17 so that the directivity of the antenna 10 transitions in the transition direction determined by the phase comparator 24. control.

上記の如く構成した装置において、アンテナ10がある
指向性に設定された状態でアンテナ10に到来する多重
路波を受信する場合、これらの多重路波が干渉して打消
し合ったとすると、受信機22の受信信号レベルは低下
し深いフエージングを生じることになる。
In the apparatus configured as described above, when receiving multipath waves arriving at the antenna 10 with the antenna 10 set to a certain directivity, if these multipath waves interfere and cancel each other out, the receiver The received signal level at 22 will drop and cause deep fading.

しかしこのよらな場合は、レベル検出器23で受信信号
レベルがしきい値以下となったことが検出され、これに
基き制御回路25によってアンテナ10の指向性が自動
的に制御される結果、到来する多重路波は干渉による打
消し状態から自動的に脱して、受信信号レベルが上昇し
、フエージングが改善される。
However, in this case, the level detector 23 detects that the received signal level is below the threshold, and based on this, the control circuit 25 automatically controls the directivity of the antenna 10. The multipath waves automatically escape from the state of cancellation due to interference, the received signal level increases, and fading is improved.

以下、アンテナ10の指向性変化によりフエージングが
改善される原理を述べる。
The principle by which fading is improved by changing the directivity of the antenna 10 will be described below.

移動無線通信では周囲の建物などの反射により多数の多
重路波が受信アンテナに到来するが、受信電界はこれら
の波のベクトル和で与えら゛れる。
In mobile radio communications, many multipath waves arrive at the receiving antenna due to reflections from surrounding buildings, and the received electric field is given by the vector sum of these waves.

これをベクトル図で表わすと第2図の実線のようになり
、多重路波IE1,IE2,・・・の合成ベクトルIE
の大きさが受信電界強度を与える。
If this is represented in a vector diagram, it will look like the solid line in Fig. 2, and the composite vector IE of the multipath waves IE1, IE2, ...
The magnitude of gives the received electric field strength.

このIEの大きさが図のように小さくなったとき深いフ
エージングが生じることになる。
When the size of this IE becomes small as shown in the figure, deep fading will occur.

このようなとき例えばIE1の波の振幅をIE1/に変
化させるベクトル図は点線のようになり、合成ベクトル
Igは大きくなってフエージングが改善される。
In such a case, a vector diagram for changing the amplitude of the IE1 wave to IE1/, for example, becomes as shown by a dotted line, and the composite vector Ig becomes larger, improving fading.

この場合IE,の位相を変えても同様な効果が得られる
In this case, a similar effect can be obtained by changing the phase of IE.

すなわちアンテナの振幅あるいは位相の指向特性を適宜
変化させればフエージングを改善することができる。
That is, fading can be improved by appropriately changing the amplitude or phase directivity characteristics of the antenna.

この原理を第1図の装置に当てはめて考えると、次のよ
うになる。
When this principle is applied to the device shown in FIG. 1, it becomes as follows.

アンテナ素子11.12には上述したような多重路波が
それぞれ到来し、その合戒出力はそれら多重路波のベク
トル和となる。
The multipath waves as described above arrive at the antenna elements 11 and 12, respectively, and the combined output is the vector sum of these multipath waves.

アンテナ素子11.12の出力は、固定移相器13、切
替移相器14,15および可変減衰器16,17の部分
でそれぞれ位相および振幅の変化が与えられた後合戒回
路21で合成されるので、アンテナ素子11.12の枝
の出力(合或回路21の入力)をl R+ , I R
2とすると、受信信号は第3図、第4図に示すようにそ
のベクトル和IRとして表わされる。
The outputs of the antenna elements 11 and 12 are changed in phase and amplitude by the fixed phase shifter 13, the switching phase shifters 14 and 15, and the variable attenuators 16 and 17, respectively, and then synthesized by the combination circuit 21. Therefore, the outputs of the branches of the antenna elements 11 and 12 (inputs of the combination circuit 21) are expressed as l R+ , I R
2, the received signal is expressed as its vector sum IR as shown in FIGS. 3 and 4.

多重路波が打消し合って深いフエージングを生じたとい
うことは、lRtとlR2とが打消し合って合或ベクト
ルIRが小さくなったことにほかならない。
The fact that the multipath waves cancel each other out and cause deep fading means that lRt and lR2 cancel each other out and the combined vector IR becomes smaller.

ここで、例えばアンテナ素子12の枝にある可変減衰器
11の減衰量を増加させて、第3図に示すように、IR
2の振幅をIR2′の如く変化させたとすると合戊ベク
トルはIR’となり、打消し状態を脱してフエージング
が改善される。
Here, for example, by increasing the amount of attenuation of the variable attenuator 11 on the branch of the antenna element 12, as shown in FIG.
If the amplitude of 2 is changed as shown in IR2', the combined vector becomes IR', which eliminates the cancellation state and improves fading.

また、同じくアンテナ素子12の枝にある切替移相器1
5の移相量を切替えて、第4図に示すようにIR2の位
相をπだけ変化させて−IR2としでも、合威ベクトル
はl R’となって同様にフエージングが改善される。
In addition, the switching phase shifter 1 also located on the branch of the antenna element 12
Even if the phase shift amount of 5 is changed and the phase of IR2 is changed by π to -IR2 as shown in FIG. 4, the resultant vector becomes lR' and fading is similarly improved.

上記の如く切替移相器15の移相量や可変減衰器17の
減衰量を変えることは、アンテナ10の指向性を変える
ということであるが、第1図ではアンテナ素子11の枝
にも切替移相器14および可変減衰器16があるため、
これらの組合せを変えることによって指向性の状態を多
種類に変えることができる。
As mentioned above, changing the amount of phase shift of the switching phase shifter 15 and the amount of attenuation of the variable attenuator 17 means changing the directivity of the antenna 10, but in FIG. Since there is a phase shifter 14 and a variable attenuator 16,
By changing these combinations, it is possible to change the directivity state in many different ways.

第5図はアンテナ素子11.12のそれぞれの枝をA,
Bとしたときの枝A,Bにおける信号の振幅および位相
の8状態の組合せと、それぞれの状態におけるアンテナ
10の指向性を示したものである。
FIG. 5 shows the respective branches of antenna elements 11 and 12 as A,
8 shows combinations of eight states of signal amplitude and phase in branches A and B, and the directivity of the antenna 10 in each state, where B is the amplitude and phase of the signal in branches A and B.

この図で状態■,■,■,■における指向性の図は、タ
ーンスタイルアンテナの指向性を示し、矢印はその位相
回転方向を示している。
In this figure, the directivity diagrams in states ■, ■, ■, and ■ indicate the directivity of the turnstile antenna, and the arrows indicate the direction of phase rotation.

また状態■,■,■,■における指向性の図は、ダイポ
ールアンテナの指向性を示している。
Also, the diagrams of directivity in states ■, ■, ■, and ■ show the directivity of the dipole antenna.

これらの状態はその状態遷移図を第6図に示したように
、■→■→■→・・・■→■→・・・の方向および■→
■→■→・・・■→■→・・・の方向のいずれにも遷移
可能である。
As shown in the state transition diagram in Figure 6, these states change in the direction of ■→■→■→...■→■→... and ■→
Transition is possible in any of the directions ■→■→...■→■→....

この場合、ある状態から飛越して他の状態(こ遷移する
ことはない。
In this case, there is no jumping from one state to another state.

第5図を見れば明らかなように、枝A,Hの信号の振幅
および位相の組合せは8種類であるが、状態■〜■の指
向性は状態■〜■の指向性と同じであり、結局計4種類
の指向性を実現できる。
As is clear from FIG. 5, there are eight combinations of amplitude and phase of the signals of branches A and H, but the directivity of states ■ to ■ is the same as that of states ■ to ■. In the end, a total of four types of directivity can be realized.

実際の受信にはこれら4種類の指向性の全部を適宜用い
てもよいが、そのうちの特定の2種類の指向性のみを選
択的に用い、それ以外の指向性は遷移過程で通過させる
ようにしてもよい。
All of these four types of directivity may be used as appropriate for actual reception, but only two specific types of directivity may be used selectively, and the other directivity may be passed through during the transition process. It's okay.

その場合2つの指向性は、それぞれの状態、つまり第2
図〜第4図における実線と点線の状態での受信信号レベ
ルが共に低い値をとる確率が小さくなるように、フエー
ジングの相関係数が小さいものを選ぶことが望ましい。
In that case, the two directivities are in their respective states, i.e. the second
It is desirable to select one with a small fading correlation coefficient so that the probability that the received signal levels both take a low value in the states of the solid line and the dotted line in FIGS.

実験によれば■と■の問および■と■の間ではフエージ
ングの相関係数が極めて小さいので、これらの組合せの
いずれかを用い、他の状態は遷移過程で単に通過させる
ようにするとよい。
According to experiments, the fading correlation coefficient between ■ and ■ and between ■ and ■ is extremely small, so it is better to use one of these combinations and simply pass the other states through the transition process. .

第7図は市街地での移動無線通信において、単一アンテ
ナで受信したときのフエージングの実測例を示したもの
であるが、この場合のと■の状態つまり位相回転方向の
異なるターンスタイルアンテナで受信を行なったときの
相関係数は約0.5、また■と■の状態、つまり最大受
信振幅方向が直交するダイポールアンテナで受信を行な
ったときの相関係数は約0.2となり、いずれの組合せ
でも指向性グイバシテイ効果の著しいことが確認された
Figure 7 shows an example of actual measurement of fading when receiving data with a single antenna in mobile radio communication in an urban area. The correlation coefficient when receiving is approximately 0.5, and the correlation coefficient is approximately 0.2 when receiving with a dipole antenna where the directions of maximum reception amplitude are orthogonal, which is the state of ■ and ■. It was confirmed that the combination of the two also had a significant directional directional effect.

このことは、しきい値付指向性ダイバシテイ受信により
フエージングが効果的に改善されることを示すものであ
る。
This shows that fading can be effectively improved by directional diversity reception with a threshold.

このフエージング改善効果を実験的に確認するために、
この発明の構成によりしきい値付指向性ダイバシテイ受
信を行なった結果を第8図に示す。
In order to experimentally confirm this fading improvement effect,
FIG. 8 shows the results of directional diversity reception with a threshold using the configuration of the present invention.

この図は単一のアンテナ素子で受信を行なった場合とこ
の発明に基くしきい値付指向性ダイバシテイ受信を行な
った場合の受信信号レベルの累積確率分布を比較して示
したものである。
This figure compares the cumulative probability distribution of the received signal level when receiving with a single antenna element and when performing directional diversity reception with a threshold according to the present invention.

点線はレーリーフエージングの理論値で、単一アンテナ
素子で受信した場合の実測値(○印で示す)は、ほぼレ
ーリー分商に従っている。
The dotted line is the theoretical value of Rayleigh aging, and the actual measured value (indicated by a circle) when receiving with a single antenna element approximately follows the Rayleigh quotient.

そして実線はしきい値付指向性ダイバシテイ受信の場合
の理論値で、実測値(×印)はこれと極めてよく一致し
ている。
The solid line is the theoretical value in the case of directional diversity reception with a threshold value, and the actual measured value (marked with an x) matches this value extremely well.

これよりこの発明によればフエージングを10数dB以
上も改善できることが分る。
From this, it can be seen that according to the present invention, fading can be improved by more than 10 dB.

なおこの実施例によるしきい値付指向性ダイバシテイ受
信の場合でも、実際に受信に使用する指向性(上記例で
は■と■または■と■)での受信信号レベルが共にしき
い値以下に低下したときは従来のしきい値付切替ダイバ
シテイ受信の場合と同様にバタツキを生ずることになる
Note that even in the case of directional diversity reception with a threshold according to this embodiment, the received signal level in the directivity actually used for reception (in the above example, ■ and ■ or ■ and ■) both fall below the threshold. When this happens, fluctuations will occur as in the case of conventional switching diversity reception with a threshold value.

しかしながら第5図に示したように振幅の変化を正弦的
あるいは余弦的に連続的に変化させて指向性を遷移させ
るようにし、この変化による受信信号レベルの正弦的変
化の周波数を受信信号帯域外に設定すれば、このバタツ
キによって雑音が生ずることはない。
However, as shown in Figure 5, the directivity is transitioned by continuously changing the amplitude in a sine or cosine manner, and the frequency of the sinusoidal change in the received signal level due to this change is shifted outside the received signal band. If set to , this fluttering will not cause noise.

従ってしきい値付切替ダイバシテイ受信のようにバタツ
キ対策によって早いフエージングに対する改善効果が低
下することはなく、また指向性の遷移速度には原理的に
制約がないため、早いフエージングに対する改善効果を
十分に発揮できる。
Therefore, unlike switching diversity reception with a threshold, the improvement effect on fast fading will not be reduced by countermeasures against flapping, and since there is no restriction in principle on the directivity transition speed, the improvement effect on fast fading will not be reduced. I can fully demonstrate my abilities.

ところで、第4図に示したように切替移相器14,15
の移相量を切替えてアンテナ10の指向性を変化させる
場合には、その移相量の切替による雑音の発生が問題と
なる。
By the way, as shown in FIG.
When changing the directivity of the antenna 10 by changing the amount of phase shift, noise generation due to the change in the amount of phase shift becomes a problem.

この発明は切替移相器14,15の移相量の切替制御を
、それと直列に接続された可変減衰器16.17の減衰
量を十分大きくした状態で行なうことによって、このよ
うな雑音の発生を防止するものである。
This invention eliminates the generation of such noise by controlling the switching of the amount of phase shift of the switching phase shifters 14 and 15 while making the attenuation amount of the variable attenuators 16 and 17 connected in series sufficiently large. This is to prevent

すなわち、第5図に示したように例えば枝Aでは位相、
つまり切替移相器14の移相量がOからπへまたはπか
ら0へ切替わるときには、振幅がO、つまり可変減衰器
16の減衰量かのとなっている。
That is, as shown in FIG. 5, for example, in branch A, the phase is
That is, when the phase shift amount of the switching phase shifter 14 switches from O to π or from π to 0, the amplitude becomes O, that is, the attenuation amount of the variable attenuator 16.

枝Bについても位相が星から幻へまたは22 ?から1へ切替わるとき、つまり切替移相器15の位相
量がOからπへまたはπからOへ切替わるときには、振
幅が0、つまり可変減衰器11の減衰量かのとなってい
る。
Also for branch B, the phase is from star to phantom or 22? When the phase shifter 15 switches from O to 1, that is, when the phase amount of the switching phase shifter 15 switches from O to π or from π to O, the amplitude is 0, that is, the attenuation amount of the variable attenuator 11.

従って切替移相器14,15の移相量切替に伴う雑音の
発生は原理的にない。
Therefore, in principle, no noise is generated due to switching of the amount of phase shift of the switching phase shifters 14 and 15.

以上述べたように、この発明によれば可変指向性アンテ
ナにおける可変移相器として移相量を不連続に切替可能
とした安価な切替移相器を使用しながら、移相量切替時
に雑音の発生を伴うことなくフエージングを改善するこ
とができ特に雑音による符号誤りが問題となるデイジタ
ル通信においても、符号誤りの極力少ない安定良好な受
信を行なうことができるという利点がある。
As described above, according to the present invention, an inexpensive switching phase shifter capable of discontinuously switching the phase shift amount is used as a variable phase shifter in a variable directional antenna, and noise is reduced when changing the phase shift amount. Fading can be improved without occurrence of fading, and even in digital communication where code errors caused by noise are a problem, there is an advantage that stable and good reception with as few code errors as possible can be performed.

なお、実施例ではアンテナ素子として2組の水平偏波ダ
イポール素子をそれぞれの枝A,Hの信号が第5図に示
した位相および振幅の組合せの状態で変化するようにし
て用いたが、この組合せを変えるが、また両アンテナ素
子の配置を変えることにより、ダイポールアンテナとし
ての指向性の振幅最大方向が第5図に対して45°異な
るものや、互いに反対方向に振幅の最大値を持つ単方向
性の指向性など各種の指向性を合或できる。
In the example, two sets of horizontally polarized dipole elements were used as antenna elements in such a way that the signals of each branch A and H changed in the combination of phase and amplitude shown in FIG. By changing the combination, and also by changing the arrangement of both antenna elements, it is possible to create dipole antennas in which the maximum amplitude direction of directivity differs by 45 degrees from that in Figure 5, or single antennas with maximum amplitude values in opposite directions. Various directivity such as directivity can be combined.

勿論水平偏波以外の他の偏波についても、同様に各種の
指向性を実現することができる。
Of course, various types of directivity can be similarly achieved for polarized waves other than horizontally polarized waves.

またアンテナ素子の個数が3個以上の場合にもこの発明
は適用可能である。
The present invention is also applicable to cases where the number of antenna elements is three or more.

さらに実施例では各アンテナ素子の枝を指向性ダイバシ
テイ効果を持つダイバシテイ枝として説明したが、この
発明は通常の空間ダイバシテイや偏波ダイバシテイなど
他の種類のダイバシテイ枝に対しても同様に適用できる
Further, in the embodiment, each antenna element branch has been described as a diversity branch having a directional diversity effect, but the present invention can be similarly applied to other types of diversity branches such as ordinary space diversity and polarization diversity.

これらの場合も各アンテナ素子の枝の信号を適宜合威し
た状態として使用することになるので、広義の可変指向
性アンテナとなる。
In these cases as well, the signals from the branches of each antenna element are used in a suitably combined state, resulting in a variable directivity antenna in a broad sense.

また実施例ではセンシング変調器18,19センシング
信号発生器20および位相比較器24を設けて、制御回
路25によるアンテナ10の指向性遷移方向を受信信号
レベルが常に増加する方向、つまり遷移過程で受信信号
レベルの低下を伴なわない方向に設定するようにしたが
、このような方法をとらず指向性の遷移力向を一方向に
規定してもフエージング改善効果は和尚確保できる。
Further, in the embodiment, sensing modulators 18 and 19, a sensing signal generator 20, and a phase comparator 24 are provided, so that the control circuit 25 detects the directivity transition direction of the antenna 10 in the direction in which the received signal level always increases, that is, in the transition process. Although the direction is set in a direction that does not involve a decrease in the signal level, the fading improvement effect can still be ensured even if the direction of transition force is defined in one direction without using such a method.

これは指向性の遷移過程における受信信号レベルの低下
は常に起るものではなく、また起ったとしても極めて短
時間であるため、遷移方向を一方向に規定したことによ
るフエージング改善度の低下は極く僅かであるからであ
り、経済性がより重要視される場合は、指向性の遷移方
向一方向に規定するることができる。
This is because the reduction in the received signal level during the directionality transition process does not always occur, and even if it does occur, it is only for a very short time, so the degree of fading improvement is reduced by specifying the transition direction as one direction. This is because the directionality is extremely small, and if economic efficiency is more important, the directivity transition direction can be specified to be one direction.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例に係る無線受信装置の構或
を示す図、第2図は多重路波によるフエージングを改善
する原理を示すベクトル図、第3図および第4図は同実
施例によるフエージングの改善の原理を示すベクトル図
、第5図は同実施例における各アンテナ素子の枝の信号
の位相および振幅の組合せとそれらに対応する指向性の
各種状態を示す図、第6図は上記指向性の状態遷移図、
第7図は単一アンテナによる移動無線通信の受信時のフ
エージングの実施例を示す図、第8図はこの発明による
フエージング改善効果の実測例を示す図である。 10・・・・・・可変指向性アンテナ、11,12・・
・・・・アンテナ素子、14,15・・・・・・切替移
相器、16,17・・・・・・可変移相器、21・・・
・・・合或回路、22・・・・・・受信機、23・・・
・・・レベル検出器、25・・・・・・制御回路。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a radio receiving device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a vector diagram showing the principle of improving fading due to multipath waves, and FIGS. 3 and 4 are the same diagrams. FIG. 5 is a vector diagram showing the principle of improving fading according to the embodiment. FIG. Figure 6 is a state transition diagram of the above directionality,
FIG. 7 is a diagram showing an example of fading during reception of mobile radio communication using a single antenna, and FIG. 8 is a diagram showing an actual measurement example of the fading improvement effect according to the present invention. 10...Variable directional antenna, 11, 12...
...Antenna element, 14, 15...Switching phase shifter, 16,17...Variable phase shifter, 21...
...combination circuit, 22...receiver, 23...
... Level detector, 25 ... Control circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 複数のアンテナ素子出力をそれぞれ移相量が不連続
に切替可能な切替移相器および減衰量が連続可変の可変
減衰器を直列に介して合或する可変指向性アンテナと、
このアンテナを介して信号を受信する受信機と、この受
信機の受信信号レベルに応じて前記切替移相器の移相量
および前記可変減衰器の減衰量を適宜制御することで前
記アンテナの指向性を変化させる制御回路とを備え、こ
の制御回路は前記切替移相器の移相量切替制御を前記可
変減衰器の減衰量を十分大きくした状態で行なうように
構成されることを特徴とする無線受信装置。
1. A variable directional antenna that connects a plurality of antenna element outputs in series through a switching phase shifter whose phase shift amount can be switched discontinuously and a variable attenuator whose attenuation amount is continuously variable;
A receiver that receives a signal via this antenna, and a directivity of the antenna by appropriately controlling the phase shift amount of the switching phase shifter and the attenuation amount of the variable attenuator according to the received signal level of this receiver. and a control circuit for changing the amount of attenuation of the variable attenuator, the control circuit being configured to control the amount of phase shift of the switching phase shifter in a state where the amount of attenuation of the variable attenuator is sufficiently large. Wireless receiving device.
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