JPS5847101B2 - ダイバシテイ受信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はそれぞれ異なった直径を有する２つのアンテナ
によって受信された信号の位相を合わせて合成するいわ
ゆる位相合成ダイバシティ受信装置に関するものである
。

従来から無線回線のフェーディングによる回線品質の劣
化を防ぐために空間合成、周波数合成あるいは偏波合成
などを行なういわゆるダイバシテイ受信方式がある。

この場合に、例えば後で述べるセンシング法を用いて受
信波の位相差を検出し、その情報で一方（または両方）
の受信波の位相制御を行ない、２つの受信波を同相にな
るように合成している。

第１図は従来のセンシング法を用いるダイバシテイ受信
方式の−ｆｌＪを示す図で、対象とする周波数はマイク
ロ波帯のものである。

ここで、１ず受信したマイクロ波を２つのアンテナＡ１
．Ａ〆より集束し、信Ｊ４１．Ｗ２とする。

これらのうち任意の一方（たとえば舅）を位相変調器Ｐ
Ｍに加えて後述する位相変調を行ない、その後高周波合
成器ＨＹＢに加える。

他方光は３６００以上の位相を連続的に推移せしめうる
移相器ＥＰＳ（以下無限移相器と呼ぶ）に通した後上述
の高周波合成器ＨＹＢに加えてＷｌと合成し、中継装置
などに設けた受信部ＲＸで通常のように受信する。

ここで図中受信部ＲＸのＭＩＸは周波数変換器、Ｏ８Ｃ
は局部発振器、ＩＦ−ＡＭＰは中間周波増幅器、ＡＧＣ
−ＡＭＰは自動利得制御信号用増幅器を示している。

前述の受信と同時に、制御回路Ｃ０ＮＴから位相変調器
ＰＭに任意の低周波信号（これをセンシング波という）
を発振する発振器５ＥＮＳ−Ｏ８Ｃの出力を加え、Ｗｌ
を位相変調する。

このときＷ、とＷ２の間の位相差が約３００以下であれ
ば変調波であるセンシング波ｆｓはその位相差にほぼ比
例した振幅変化を受けた出力となって中間周波成分内に
存在する。

故にＡＧＣ−ＡＭＰの出力の一部を取り出せばセンシン
グ波成分子＝ｌを取り出すことができる。

この信号を２ｆｓを除去する帯域阻止フィルタＢＥＦに
通した後同期検波器Ｐ−ＤＥＴに加え５ＥＮＳ−Ｏ８Ｃ
出力と同期検波し、低域済波器ＬＰＦに通し、直流化さ
れた位相差情報を取り出し積分器ＩＮＴに通した後、そ
の出力信号で無限゛移相器ＥＰＳの位相を制御している
。

この制御は高周波合成器ＨＹＢに加えられる２信号間の
位相差がなくなる１で続き、位相差が無くなれば、ＡＧ
Ｃ−ＡＭＰから得られるセンシング信号は２ｆｓとなり
、帯域阻止済波器ＢＥＦによって除去されるため、同期
検波器Ｐ−ＤＥＴの出力が無くなり、位相制御は行なわ
れなくなりＥＰＳは積分された位相にとどする。

このように受信波を低周波で浅く位相変調し、その低周
波に現われるＡＭ成分から位相差情報を得る方法を、一
般に当分骨ではセンシング法と呼んでいる。

一方、空間ダイバシテイを用いる場合は、２面のアンテ
ナを設置する必要があり、設置場所等の問題から、それ
等の片側に小口径のアンテナ（このアンテナは大口径ア
ンテナに比べ利得が小さい。

）を用いており、この場合にも入力レベルの改善効果は
それ程減少しないことが知られている。

ここで、干渉雑音に関しては、通常は大口径アンテナの
干渉雑音が小口径アンテナの干渉雑音に比べ、アンテナ
利得の差だけ大きいと考えてよい。

このため、大小のアンテナを有する空間ダイバシテイ方
式に位相合成法を適用すれば、大口径アンテナの受信入
力レベルが小口径アンテナの受信入力レベルより減少し
た場合に、そのアンテナに受信された干渉が小口径アン
テナの干渉雑音レベルに比べ犬きくなり十分な改善効果
追得られない。

本発明は、このような従来技術の欠点を解消するために
、異なった利得のアンテナを用いかつ位相合成法を使用
する空間ダイバシテイ方式に釦いて、利得の犬なるアン
テナを用いる第１の信号路によって受信された受信信号
レベルが利得の小なるアンテナを用いる第２の信号通路
によって受信された受信信号レベルに基すいて予め定め
た規定値に比べて低くなったことが検知されたとき、第
１の信号通路の利得と前記第２の信号通路の利得の差を
減少させるように制御することにより、グイバシテイ効
果を増大するようにしたダイバシテイ受信装置を提供す
るものである。

以下図面を用いて詳細に説明する。

第２図は本発明の実施例であって、１は大口径アンテナ
、２は小口径アンテナ、３，４は検波用ダイオード、５
は差動増幅器、６は識別回路、７は可変減衰器、８は無
限移相器、９は位相変調器、１０は合成器、１１は第１
図の受信部ＲＸと同様の受信部、１２は第１図の制御回
路Ｃ０ＮＴと同様の制御回路、１３は信号出力端子であ
り、８〜１３は第１図の同一番号の回路にそれぞれ相当
している。

この実施例の動作は次の通りである。

すなわち、２つのアンテナ１卦よび２で受信したマイク
ロ波を集束し、それぞれを２分岐し、それらの一方をそ
れぞれ検波用ダイオード３釦よび４に加え、それぞれの
入力レベルに比例した直流信号を取り出す。

−！た、２分岐した残余の信号のうち大口径アンテナ側
すなわち利得の犬なるアンテナを用いる第１の信号通路
の信号は、可変減衰器７を介し無限移相器８に加え、小
口径アンテナ側のすなわち利得の小なるアンテナを用い
る第２の信号通路の信号は位相変調器９に加え、第１図
と同様な操作を行なわしめ、２つのアンテナ入力の位相
を合わせて合成器１０により合成する。

検波ダイオード３釦よび４の出力信号は差動増幅器５に
加え、入力レベルの差信号を取り出し、識別回路６に加
える。

識別回路６は２つの入力信号間レベル差があらかじめ設
定された値以下になった場合に制御信号を発生し、可変
減衰器７ｖＣ加え、大口径アンテナ側信号のレベルを規
定値（例えばアンテナ利得差１０ｄｂ〜１５ｄｂ）だけ
減衰させる。

このような作用で、大口径アンテナ受信レベルが小口径
アンテナの受信レベルに比べて低くなるか予め定めた値
より低くなった場合、すなわち、第１の信号通路によっ
て受信された第１の受信信号レベルが第２の信号通路で
受信された第２の受信信号レベルに比べて低くなるか後
で示す予め定めた値より低くなったとき、可変減衰器７
により第１の信号通路の利得を所定値だけ低下させて大
口径アンテナ側干渉信号の影響を除去することが可能と
なる。

また、第２図に釦いては、大口径アンテナ側に可変減衰
器７を挿入しているが、この代りに小口径アンテナ側に
利得可変の増幅器を挿入し、大口径アンテナ側入力レベ
ルと小口径アンテナ側レベルとの差が規定値以下になっ
た場合に利得を増加させても等価な効果を得ることがで
きる。

一方、通常のアンテナに釦いては、先に述べたように大
口径アンテナの干渉雑音へか小口径アンテナの干渉雑音
％に比べ、大口径アンテナの利得へと小口径アンテナの
利得Ｇ８との差（ＧＡ−〇Ｒ）だけ大きいと考えられる
が、アンテナの特性によっては２つの干渉雑音の差が正
確に利得差の分だけ大きいとは限らない。

たとえば、大口径アンテナ側の干渉雑音レベルと小口径
アンテナ側の干渉雑音レベルとの差が大口径と小口径の
二つのアンテナが有する利得の差よりＡｄＢだけ大きい
ような場合（Ａ−人−ＮＢ−（ＧＡ−〇Ｂ）、（Ａは正
オたは負）の場合）には高い利得を有するアンテナの受
信レベルが低い利得を有するアンテナの受信レベルより
も大きい場合でも利得を減少させる必要がある。

すなわち第１の信号通路によって受信された第１の受信
信号レベルが第２の信号通路で受信された第２の受信信
号レベルをＡｄＢ越える規定値に比べて低くなったとき
、上記のように第１の信号通路の利得を所定値だけ低下
させる制御を行なえば、干渉雑音抑圧の効果が得られる
。

以上の説明より明らかなように、前記の「第１の受信信
号レベルが予め定めた値より低くなった場合」の「予め
定めた値」とは、「第２の受信信号レベル十Ａという値
」である。

第３図は本発明の他の実施例であって１４は低周波発振
器、１５，１６は振幅変調器、１７はセンシング信号周
波数のみを通過させる帯域フィルタ、２４．２５は低周
波増幅器、２６．２７は検波器であり、他は第２図の対
応する番号の各回路と同じである。

この実施例にかいて２つのアンテナで集束された信号は
それぞれ振幅変調器１５．１６に加えられ、１４で発生
したセンシング信号とは異なった周波数ｆ１を有する信
号で変調される。

変調器１５．１６の各出力信号はそれぞれ２分岐され、
その一方は第２図で示したものと同様に検波器３．４に
加え、発振器１４と同一の周波数を有する信号成分を抽
出する。

この信号の振幅は、人力レベルに比例した成分となって
いる。

これ等の信号を増幅器２４．２５に加え、十分なレベル
にした後検波器２６．２７に加え、入力レベルに比例し
た直流成分を得策２図と同様な動作を行なわしめる。

さらに帯域フィルタ１７はセンシング信号に漏洩する周
波数１１の信号を除去するために挿入する。

このような動作を行なわせれば、入力レベルを交流成分
に変換でき、第２図に示した直流動作に比し、安定性が
向上する。

第４図は本発明の他の実施例であって１８．１９は帯域
フィルタ、２０は低周波発振器、２８は制御回路を示し
、他の部分は第３図のものど同等の回路である。

この実用例［１−いては、アンテナ１で集束した信号は
第３図と同様に１１の周波数で振幅変調し、アンテナ２
で集束した信号は発振器２０より得られるｆΦよびｆｌ
とは異なった周波数ｆ２を有する信号で振幅変調する。

これ等の変調信号ｆ１．ｆ２ば、受信部１１のＡＧＣ−
ＡＭＰから抽出され、帯域フィルタ１８．１９によって
分離される。

これ等の信号振幅は入力レベルに比例しているため、第
３図と同様にしてレベル差に比例した直流成分を抽出す
ることができる。

このレベル差信号を制御回路２８に加え、可変減衰器制
御信号を抽出する。

制御回路２８は、第５図のように動作し入力信号電圧Ｖ
ｉｎＫ対し、あらかじめ定められた電圧Ｖ１で可変減衰
器制御信号ＶｏｕｔをＯＮにし、アンテナ１側の信号レ
ベルを減少させる。

このとき同時にＶｉｎは減衰した量に相当した電圧だけ
減少し■３となる。

ＶｏｕｔがＯＦ”Ｆａｔ：なるのは、■３より少し高い
あらかじめ定めた電圧■２とし、減衰器のＯＮ、ＯＦＦ
が連続して発生する・・ンチフグ現象を除去し、第３図
と等価な動作を行なわせることができる。

この回路は第３図に比べ増幅器を用いずに制御が可能と
なるという特長を有する。

渣た第６図は本発明の他の実施例であり、２９は加算回
路、３０．３１は利得可変の増幅器で、ｅ ｙｆ ｙｌ
ｓｊｓｇ ＊に＊ｔは第４図のそれと同じ符号の端子
に接続し、第４図の７．１５．１６を除去して使用する
。

増幅器３０．３１は共にｂまたはｇに印加される電圧に
よって利得が変化するもので、第４図の振幅変調ならび
に減衰器の作用を利得を有する増幅器を用いて構成して
いる。

このため、構成が簡単であり、かつ損失が増加しないと
いう利点を有する。

第７図は第６図の増幅器３０，３１の一例であり、３２
にはマイクロ波ＦＥＴ、３３はマイクロ波デュアルグー
）ＦＥＴ、３４は電源電圧端子を示し、図のｍ、ｎ 、
Ｏ端子は、第６図のｉ、ｊ、ｈｆたはｋ −Ｚ ｓ ｇ
に接続して使用する。

この回路でばｍＶｃ印加された入力信号はＦＥＴ３２で
増幅され、その出力信号をＦＥＴ３３の第１ゲートに印
加して増幅し、出力端子ｎに取り出す。

この際、端子０に加えた電正により第２ゲートの電圧が
変化し、この結果増幅器の利得を変化させることが可能
であり、第６図の実施例で必要な特性を得ることができ
る。

以上説明したように、本発明によれば大口径アンテナの
受信レベルが小口径アンテナ受信レベルより低下した場
合、大口径側に減衰を与えれば、干渉雑音を低減でき、
しかも十分な入力レベルの改善効果を得ることが可能と
なる。

オた、本発明の実施例に示したごとき回路を用いれば可
変減衰器の切替を安定かつ簡易にできるという利点を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のダイバシテイ受信装置を示すブロック図
、第２図は本発明の一実施例を示すブロック図、第３図
１よび第４図は本発明の他の実施例を示すブロック図、
第５図は第４図の実施例に用いる制御回路の動作を示す
特性図、第６図は本発明の他の実施例を示すブロック図
、第７図は第６図の実施例に用いる増幅器の一例を示す
回路図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 利得の異なる２つのアンテナによって受信された２
   つの受信信号の位相を合わせて合成するダイハシティ受
   信系ｖｃ釦いて、前記２つのアンテナのうち利得の犬な
   るアンテナを用いる第１の信号通路によって受信された
   第１の受信信号レベルが、利得の小なるアンテナを用い
   る第２の信号通路によって受信された第２の受信信号レ
   ベル、又は、前記２つのアンテナのうち利得の犬なるア
   ンテナのアンテナ利得釦よび干渉雑音レベルをそれぞれ
   ＧＡ、ＮＡとし、利得の小なるアンテナのアンテナ利得
   卦よび干渉雑音レベルをそれぞれＧＢ、ＮＢとし、入−
   ＮＢ−（ＧＡ−ＧＢ）−Ａで与えられる値Ａだげ前記第
   ２の受信信号１ノベルより大きい値のいずれか一方を規
   定値とし、該規定値に比べで低くなったことを検知する
   検知手段と、該検知手段の出力により前記第１の信号通
   路の利得と前記第２の信号通路の利得との差を減少させ
   るように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする
   ダイバシテイ受信装置。 ２ 前記の制御は、前記第１の信号通路に減衰を与える
   ことによって行なわれるように構成されたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のグイバシテイ受信装置
   。 ３ 前記の制御は、前記第２の信号通路に利得を与える
   ことによって行なわれるように構成されたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のグイバシテイ受信装置
   。 ４ 前記の制御は、可変利得増幅器によって利得又は減
   衰を与えることにより行なわれるように構成されたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第２項又は第３項のいずれ
   かに記載のグイバシティ受信装置。 ５ 前記の検知が、前記第１の信号通路の信号と前記第
   ２の信号通路の信号とに振幅変調を加えた後検波して前
   記第１の信号通路の信号と前記第２の信号通路の信号の
   電力差に比例する信号を検出することによって行なわれ
   るように構成されたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項から第４項のいずれかに記載のダイバシティ受信装
   置。 ６ 前記の比例する信号が前記第１の信号通路の信号に
   振幅変調を加えた出力と前記第２の信号通路の信号に振
   幅変調を加えた出力とから検出されるように構成された
   ことを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載のグイバ
   シテイ受信装置。 ７ 前記第１の信号通路の信号と前記第２の信号通路の
   信号とに対し相異なる周波数の２つの低周波信号を用い
   てそれぞれ前記の振幅変調を与え、前記ダイバシテイ受
   信系に含捷れる自動利得制御回路からの出力に含捷れる
   前記２つの低周波信号成分から前記の比例する信号を検
   知するように構成されたことを特徴とする特許請求の範
   囲第５項に記載のダイバシテイ受信装置。