JPS61500405A - ダイバシチ結合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ダイバシチ結合装置 技術分野 本発明は、下記独立特許請求の範囲の前提部分に従ったダイパシチ結合装置に関 する。

背景技術 無線信号のダイバシチ受信の型式で、信号が別個の受信アンテナに衝突して、そ れらの信号が同一位相信号に変換され、変換された信号が一つの信号に集合され て復調器に加えられる場合には、受信信号が同一位相信号に変換される装置に、 前記の集合信号が帰還されるということが起る。このような帰還の原理は、１９ ５６年１１月に米国、マサチュセツツ州、ケンブリッジのマサチュセッツエ科大 学（Ｍ工Ｔ　）　、リンカーン研死所の技術報告１３５中のアイ・グランルンド （１，ＧｒａｎｌｕｎｃＬ　）による”散乱通信用アンテナの課題”に発表され ている。

この原理に従って製作されたダイバシチ結合装置では、通常、到来する受信信号 はその周波数とともに多重混合処理を受けて、到来信号の周波数と異る他の周波 数において同一位相信号が発生される。到来信号の位相角の和又は差の位相角を もつ一つの交流電圧の形で出力信号を生じる高周波数混合器の特性が、この場合 利用されている。この方法で実施された装置の一例は特許第ＣＡ−Ａ−１１４１ ４３７号に記述されている。しかしながら、到来信号の周波数とは異る多くの周 波数で信号を挿入すると擬似信号が形成されて、ある条件のもとでは希望信号に 干渉するという付随的な欠点を生じた。さらに、その装置には複数個の同調卒域 フィルタが必要であった。

発明の開示 本発明に従えば、各受信信号に対する高周波数混合器は、一つの変調器として実 施され、その変調器はゼロ周波数をもち、かつ変調器の変調入力へ接続される直 流電圧の信号により℃制御されるようになっているほか、位相感応検波器の前の 各無線周波数信号に対して位相器を配置しておいて、無線周波数信号を同一位相 信号を形成する副信号と直角位相信号を形成する副信号とに分割する。

このように構成したダイバシテ結合装置によって、多くの異る周波数をもつ信号 の装置において発生され不発明による装置の他の利点は、従来製作された装置よ りも構成がより簡単であることである。従来の装置は、対応する高周波数補助信 号に対して歪感フィルタを必要としたが、検波器からの出力信号に対しては簡単 な低域フィルタだけが必要であるからである。

図面の簡単な説明 本発明による装置を、添付図面を参照して以下に説明する。図面のうち、 第１図はダイバシチ結合装置の回路を原理的に示す図、 第２図は位相感応検波器の特性を示す図、第３図は変調器の特性を示す図、 第４図は検波器と変調器の共同動作の特性を示す図、第５図及び第６図は、１組 の検波器及び変調器の処理の前後における細別電圧に対するベクトル図、及び第 ７（Ａ、β、Ｑ）図は、実施したダイバシチ結合装置の配線図である。

実施例の説明 本発明によるダイパシチ結合装置は、二つの別個の受信アンテナに衝き当たる到 来無線信号を結合することを意図している。無扉信号は、同一の周波数と同一の 情報内容をもつ。高周波増幅器が各アンテナに結合されており、また、多くの混 合段が局部発振器と結合した中間周波数増幅段とを備えて、アンテナ信号を逐次 混合低下させて、この場合には４６０　ＫＨｚの最終中間周波数とする。受信さ れる無縁信号は可聴信号による周波数変調信号又はディジタル周波数偏移信号（ 周波数偏移キーイ／グ、ＦＳＫ）である。上述した装置は、既知実施例のものな のでこれ以上触れない。中間周波数信号が、ダイバシチ結合装置への入力信号と なる。

アンテナから中間周波数信号までの増幅は、両信号に対して同じであるが、これ は装置を整合させることによって達成される。

入力信号は低いレベルであるから、ダイパシチ結合装置の線形状動作回路は、入 力信号の雑音レベル以上で少なくとも４　Ｑ　ｄＢのダイナミック・レンジが与 えられる。

二つの入力信号は、フェージングによって異なるレベルと異なる位相角をもつこ とになる。課せられた仕事は、ダイバシチ結合装置の支援によって、信号を集合 して一つの出力信号をつくり、これを所定レベルで検波器に茄えることである。

このため、結合装置は各入力信号を、同一周波数をもつ基準信号の位相角と同一 の位相角をもつ新しい信号に変換するようになっている。基準信号の実際の位相 角は意ｉｔ−もたない。

結合装置内における信号処理の原理を、第１図を参照して最初に説明する。入力 信号ｓｌは、後でわかる理由からＳよ、とも呼ぶが、この信号が制限回路つき増 幅器１で増幅されて、位相感応検波器２に加えられて、こ＼でその位相角が、導 運Ａ上の基準信号と比較される。Ｂ点における出力信号は、加えられた二つの交 流電圧信号の位相差ψ、の関数となる振幅をもち、またその信号は原則として、 中間周波数から分離した直流電圧であるが、他の重畳された信号を含む。増幅器 １ｚ６の中にまとめられている。その回路は通常のものなので、これ以上説明し ない。

低域フィルタ３を挿入して、位相検波器２からの出力信号をろ波する。

位相検波器からフィルタを通った出力信号は、変調器Ｚ２において、元の信号Ｓ ｌ、を中間周波数において変調するのに使用されて、０点における変調器の出力 信号は、中間周波数に等しい周波数をもち、大きさが５ｌｌｃＯ８ψ□でかつＡ 点における基準信号の位相角に等しい位相角をもつ交流電圧となる。この変調器 は型式ＭＣ１５９６の集積回路である。その回路は通常のものであるので、これ 以上の説明を加えない。

次に第２図を参照して、変調器Ｚ２と共同動作する位相検波器２の動作を説明す る。第１図のＢ点における出力電圧Ｕは、図示したように位相差ψ、に支配され る。変調器Ｚ’ｌｔτおいては、その傾斜すなわちシーメンス（Ｓ）で測った（ 出力電流）／（入力電圧）は第６図に図示したような形状で制御電圧Ｕに応答し て変化する。二つの図面を総合すると、信号Ｓ１．の傾＠０は第４図に図示した 形状で位相角ψ、に応答して変化する。良好な近似をもって、傾斜はｃｏｓψ、 に比例する。

位相角についての情報が位相感応検波器からの直流電圧信号によって担持される ものであるとき、変化しない振＠をもつ入力信号Ｓ１を再創造するために、Ｓｌ と等位相の副信号Ｓｘｉと移相器４によって正方向に９０′位相偏移した直角位 相信号と呼ばれ、第１図に示すような信号Ｓ１．との２つの副信号に、信号Ｓ１ は分割される。これらの信号を第５図のベクトル図に示した。位相偏移された信 号Ｓ１ｑは、前述した装置Ｚ６及びＺ２と同一の位相検波器Ｚ７及び変調器Ｚ３ 　において処理される。副信号は、処理された後に第１図のＤ点において加算さ れるが、こ＼の加算信号を８０′と表わす。この場合次の関係式が適用される。

Ｓｌ’＝　ＳＩｉ　Ｃｏｇψｚ＋５ｘｑＣＣ３（ψｌ＋９０つ＝Ｓ　ｌｉ＜Ｏ１ ９）Ｓ　１ｑ　５ｉｎ９１第６図に示すようにＳｌ′への両者の貢献のベクトル 合成により、またＳ１ｉと８１ｑの大きさが共：（＄１の大きさに等しいことか ら、合成ベクトルはＳよの大きさをもち、かつ基準電圧の位相角に一致する位相 角をもって創造される。

第２信号Ｓ２も、全く同様な方法においてその適用回路で処理されて、合成ベク トルが次のように形成さｎて、Ｓ２の大きさ金もち、かつ位相角は基準電圧の位 相角に一致するベクトルとなる。

Ｓ２’＝　Ｓ２４．ｃｏｓψ２＋５２ｑＣｏＳ（ψ２＋９０°）＝Ｓ、、、ｃｏ ｓψ２−３２ｑｓｉｎψ２信号電圧は、もはや同位相になるので、那算増幅器Ｚ ８で合成される。第１図のＥ点における合成信号は、入力信号Ｓ１及び＄２が含 んでいたすべての周波数変調を含んでいるがダイバシチ結合装置から取り出され て次の周波数検波器５に加えられて処理される。

Ｚ８内の合成信号用最終増幅器は、振幅制限を行うので、出力信号は一定のレベ ルでかつ高いレベルとなる。

こ＼に述べるダイバシチ結合装置では、すべての位相感応検波器Ｚ６　、ｚ７　 、Ｚ９及び２１０に使用される基準電圧を２点１（おける出力電圧から取ること 、すなわち、出力電圧が帰還されることが典型的である０人力信号の４周波数を もつ基準信号用の特別発振器を除（こと１（よって、擬似信号を避けることが可 能となった。このようにしないときは、特別発振器からの交流電圧が入力信号に 混合されるとき通常擬似信号を発生する。本発明によるこの装置においては、基 準電圧の周波数変調成分は入力信号の周波数変調成分と同一であるので、その結 果として、検波器Ｚ５．Ｚ７．Ｚ９及びＺｌｏから取出される信号には周波数変 調成分を含まない。加えられる両電圧の変調が相互に打消し合うからである。

基準電圧用の帰還回路は、実質上低域フィルタ３等で決定される帯域幅３　ＫＨ ｚ　ｆもつことを付言してお（。

ダイバシチ結合装置の実施例の詳細を、第７図の配線図に示した。この図１（お ける集積回路の呼称は、第１図の呼称と同じである。入力信号＄１及びＳ２の緩 衝及び９０′位相偏移は、Ｎ−Ｐ−Ｎ）ランジスタｖ５゜ｖ６及び入力信号の搬 送周波数に同調している発振回路Ｌｉ　、Ｃ２及びＬ２　、Ｃ４によって実行さ れる。位相偏移されたＳｌ、副信号及び位相偏移されないＳｘｉ副信号は、振幅 制限回路内の増幅器入力、２６等の入力１４、及び平衡変調器内の増幅器入力、 ２２等の入力１に加えられる。

ダイバシテ結合装置からの集合出力信号は、４個の平衡変調器Ｚ２から２５まで の出力６からの信号Ｃを共通負荷の同調回路Ｌ３．Ｃ４６に接続することによっ て形成される。合成された信号はＺ８で振幅制限を受けて平衡信号Ｅとして出力 ６及び１０から取り出されて、基準信号Ａとして、４個の位相検波器ｚ６゜２７ 、Ｚ９．Ｚｌｏの入カフ及び９１Ｃ帰還さレル。変調用出力信号は、出力８から 得られる。抵抗３５等が出力信号レベルを定める。第１図１（示した低域フィル タ３に相当するＲＣフィルタＣ１５、Ｒ２１、Ｃ２７等が挿入されて、無線周波 数をろ過しかつ制御回路の帯域幅を約３　ＫＨｚ　Ｋ定める。

変調信号Ｂは２２等の入カフに加えられる。バイアス電圧はポテンシオメータＲ ６６から取出して、平衡用入力８に加える。バイアス電圧は、抵抗Ｒ４Ｂを通っ て流れるＺ６からＺｌｏまでへの供給電流によって得られる。

供給電流は装置量の温度に従って変化するが、入力８へ加わるバイアスも変化す るために、温度変化に対する若干量の補償が得られる。

Ｚ２から２５までの中の増幅段に対するバイアス電圧はＲ１７、Ｒ１８回路の電 圧分割によって得られる。

振幅制限器は、組込みバイアス回路網をもつ。

Ｚ２から２５までの変調器入力に対する必要なバイアス電圧は、これらに＋１１ ボルトを供給して得られる。振幅制限器は＋８ボルトが供給される。

増幅器Ｚ８は、型式ＴＢＡ　１２０　Ｓ　Ｋよって構成されルカ、こ１７）ＴＢ Ａ　１２０５Ｉｌｃは余分な検波器を含んでいるので、その検波器を、ダイバシ チ結合装置の出力信号Ｅに対する周波数検波器として使用する。この検波器に対 する直角位相基準電圧は、同調回路Ｌ４゜Ｃ４０から得られる。復調された信号 は出力８１（発生する。

ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、７Ａ ＦＩＧ、７Ｂ ＦＩＧ、７Ｇ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．指定された同一周波数の搬送波をもつ２個又はそれ以上の無線信号を、検波 前に加え合せるためのダイバシテ結合装置であって、 無線信号（Ｓ１，Ｓ２）のそれぞれに対し、すべての位相感応検波器に共通な基 準信号（Ａ）によって制御され、かつ無線信号の位相角に関する情報を含む出力 信号をもつ位相感応検波器（２）、及び結合した位相感応検波器（２）の出力信 号によって制御されて、無線信号を、基準信号（Ａ）の位相角と同一の位相角を もつ交流電圧信号（Ｃ）に変換する装置（Ｚ２−Ｚ５） ならびにすべての無線信号全体に対し、すべての変換装置（Ｚ２−Ｚ５）からの 同一位相交流電圧信号を合成信号（Ｅ）に加算する加算器（Ｚ８）を含み、前記 の合成信号（Ｅ）には、受信した無線信号が加算され、その合成信号（Ｅ）は位 相感応検波器（２）の制御入力に接続されて、そこですべてり検波器に共通な基 準信号として作用するものであり、 前記変換装置（Ｚ２−Ｚ５）は結合されている位相感応検波器（２）の出力信号 によって制御されるようになっている変調器であって、その信号はゼロ周波数を もって、変調器の変調入力に接続される直流電圧であることを特徴とする前記の ダイバシテ結合装置。
2. ２．請求の範囲第１項において、位相感応検波器（２）より前で各無線信号に対 し移相器（４）を配置して、無線信号を、同一位相を形成する副信号（Ｓ１ｉ； Ｓ２ｉ）と直角位相を形成する副信号（Ｓ１ｑ；Ｓ２ｑ）とに分割することを特 徴とするダイバシテ結合装置。