WO2006061930A1

WO2006061930A1 - 受信装置

Info

Publication number: WO2006061930A1
Application number: PCT/JP2005/016545
Authority: WO
Inventors: Ryosuke Umeno; Tatsuya Obata
Original assignee: Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date: 2004-12-07
Filing date: 2005-09-08
Publication date: 2006-06-15
Also published as: JP2006166009A

Abstract

　受信装置１０は所望の送信信号を受信信号として受信しており、受信アンテナ１１はその共振周波数が調整可能であり、受信アンテナ１１の共振周波数は直流制御電圧生成部１６ｃから出力される直流制御電圧によって調整される。その結果、受信電界状況識別部１６ｂは受信アンテナで受信される受信信号の受信電界レベルに応じて直流制御電圧生成部を制御する。

Description

明細書

受信装置

技術分野

[0001] この発明は共振周波数が可変の受信アンテナを備える受信装置に関し、特に、受信アンテナの共振周波数を制御することのできる受信装置に関するものである。背景技術

[0002] 一般に、移動体用受信装置で用いられる受信アンテナは、単一のエレメントで構成されており、このような受信アンテナにおいては、中心周波数でのみ共振する所謂単峰性 VSWR (電圧定在波比)特性を有している。このため、中心周波数近傍を除く周波数帯域においては受信感度が大きく低下してしまうことになる。つまり、下限周波数の近傍及び上限周波数の近傍においては、 VSWRが著しく悪ィ匕して、中心周波数の近傍を除く周波数帯域では受信感度が大きく低下する。

[0003] このような不具合を防止して、受信周波数帯域内の感度低下を改善し、受信周波数に応じて最良の VSWRを得るため、受信用アンテナの基端部と受信機のアンテナ入力端との間に LC直列共振回路を介挿して、 LC直列共振回路に受信周波数に対応する制御電圧を印加し、受信周波数に応じた静電容量値に基づ!ヽて直列共振を生じさせるようにしたものがある。つまり、可変容量素子に制御電圧を印加して受信ァンテナの共振周波数を制御するようにしたものがある（例えば、特許文献 1参照)。

[0004] 特許文献 1 :特開平 10— 209897号公報 (第 3頁〜第 6頁、第 1図〜第 6図）

[0005] 従来の受信装置は以上のように構成されているので、受信周波数に対応する制御電圧を可変容量素子に印力 tlして、受信周波数帯域において良好な VSWR特性を得て、るものの（言、換えると、単一エレメントの受信アンテナを用いて広帯域で受信を行っているものの）、受信アンテナの受信周波数帯域内において所望の放送波に隣接して妨害波が存在すると、受信周波数帯域内において良好な VSWR特性が得られて、るにも拘わらず、妨害波の受信電界強度が高、と所望の放送波を良好に受信できなくなってしまうという課題があった。

[0006] この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、妨害波の影響を除去して、常に所望の放送波を良好に受信することのできる受信装置を提供することを目的とする。

発明の開示

[0007] この発明に係る受信装置は、所望の送信信号を受信信号として受信しており、共振周波数が調整可能な受信アンテナと、共振周波数を調整する周波数調整手段と、受信アンテナで受信される受信信号の受信電界レベルに応じて周波数調整手段を制御する制御手段とを備えたものである。

[0008] この発明によれば、受信アンテナで受信される受信信号の受信電界レベルに基づ

V、て受信アンテナの共振周波数を変更するように構成したので、妨害波の影響を除

V、て良好に所望の送信信号を受信信号として受信できると!、う効果がある。

図面の簡単な説明

[0009] [図 1]この発明の実施の形態 1による受信装置の一例を示すブロック図である。

[図 2]図 1に示す受信アンテナの単峰性 VSWR特性を示す図である。

[図 3]図 1に示す受信アンテナの共振周波数の変更を説明するための図である。

[図 4]デジタル放送波とアナログ放送波とが隣接する状態を示すチャンネルスぺクトラム図である。

[図 5]デジタル放送波の低周波数側に隣接するアナログ放送波を示す図である。

[図 6]図 5に示すアナログ放送波の影響を説明するための図であり、 (a)は図 1に示す RF— AGCへの入力レベルを示す図、（b)は図 1に示す SAWフィルタへの入カレべルを示す図、（c)は図 1に示す IF— AGCへの入力レベルを示す図、（d)は IF— AG Cの出力レベルを示す図である。

[図 7]互いに異なるデジタル放送波同士が隣接する状態を示すチャンネルスぺクトラム図である。

[図 8]図 7に示す隣接デジタル放送波の影響を説明するための図であり、 (a)は図 1 に示す RF— AGCへの入力レベルを示す図、（b)は RF— AGCの出力レベルを示す図、（c)は図 1に示す IF— AGCへの入力レベルを示す図、（d)は IF— AGCの出力レベルを示す図である。

[図 9]図 1に示す受信電界状況識別部の構成を示すブロック図である。 [図 10]図 9に示す電界判定部の動作を説明するためのフロー図である。

[図 11]図 5に示す共振周波数の位置を高周波数側に少しずらした状態を示す図である。

[図 12]デジタル放送波の高周波数側に隣接するアナログ放送波を示す図である。

[図 13]図 7に示す共振周波数の位置を低周波数側に大きくずらした状態を示す図である。

発明を実施するための最良の形態

[0010] 以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための最良の形態について、添付の図面に従って説明する。

実施の形態 1.

まず、図 1を参照して、ここでは、放送波として地上デジタル TV放送波（以下単にデジタル放送波と呼ぶ)を受信する受信装置について説明するが、アナログ放送波を受信する受信装置についても同様にして適用することができる。図 1に示す受信装置 10は車両等の移動体に搭載され、後述するようにして、デジタル放送波（送信信号)を受信信号として受信する。受信装置 10には単一エレメントの受信アンテナ 11 が備えられ、この受信アンテナ 11は受信機 12に接続されている。

[0011] この受信アンテナ 11は、図 2に示すように、中心周波数 fOで共振する単峰性 VSW R特性を有しており、下限周波数 fLの近傍及び上限周波数 fHの近傍にお、ては、 VSWRが悪ィ匕してしまうため、受信アンテナ 11に可変リアクタンス素子 1 laを備えて、この可変リアクタンス素子 11aに後述するようにして、直流制御電圧を印加して受信アンテナ 11の共振周波数を制御するようにしている。つまり、図 3に示すように、可変リアクタンス素子 11aに直流制御電圧を印カロして中心周波数 (共振周波数)を周波数軸に沿って移動し、あた力も受信周波数帯域を広くして VSWR特性を改善するようにしている。

[0012] ところで、国内地上デジタル TV放送 ISDB—T(Integrated Service Digital Broadcasting - Terrestrial)は、現行の国内地上アナログ放送からの移行期にあり、 2011年まではデジタル放送及びアナログ放送の両方が放送される予定である（サイマル放送）。現状では、アナログ放送が 90MHzから 108MHzまで、 170MHz から 194MHzまで、 192MHz力ら 222MHzまで、 470MHzから 770MHzまでの周波数を用い、デジタル放送が 470MHzから 770MHzまでの周波数を用いると規定されている。

[0013] このような状況下においては、デジタル放送波を送信するチャンネルに隣接してァナログ放送波を送信するチャンネルが存在し、例えば、図 4に示すように、デジタル放送波 Dに隣接して、デジタル放送波 Dよりも低周波数側にアナログ放送波 A1 (ァナログ映像波 AV1及びアナログ音声波 AS 1)が存在し、デジタル放送波 Dよりも高周波数側にアナログ放送波 A2 (アナログ映像波 AV2及びアナログ音声波 AS2)が存在することがある。

[0014] 現状ではアナログ放送波の受信に支障をきたさないように、デジタル放送波の送信出力（送信電力）をアナログ放送波の送信電力よりも低くしており、このため、デジタル放送波 Dに隣接してアナログ放送波 A1及び A2が存在する際に、デジタル放送波 Dを受信しょうとすると、アナログ放送波 A1又は A2が妨害波となってデジタル放送波 Dを良好に受信できな、と、う事態が生じてしまう。

[0015] そこで、アナログ放送波 A1又は A2が妨害波として存在しても、良好にデジタル放送波 Dを受信するため、図示の受信装置 10においては以下の構成を有している。図 1において、受信機 12は電子同調回路 13、信号処理回路 (復調手段） 14、エラー検出部 (エラー検出手段） 15、及び制御回路 16を備えており、電子同調回路 13は、高周波自動利得制御回路 (RF— AGC：高周波利得手段） 13a、第 1の混合器 (ミキサ） 13b、 SAW (弾性表面波）フィルタ 13c、中間周波自動利得回路 (IF— AGC :中間周波利得手段） 13d、及び第 2のミキサ 13eを有している。また、信号処理回路 14は A/D (アナログ Zデジタル)変換部 14a及び信号処理部 14bを備えており、制御回路 16は受信周波数制御部 16a、受信電界状況識別部 (制御手段） 16b、及び直流制御電圧生成部 (周波数調整手段） 16cを有して、る。

[0016] 図示の受信装置 10においては、受信アンテナ 11で受信されたデジタル放送波（つまり、 RF信号）は RF— AGC13aによってその信号レベルが調整された後、第 1のミキサ 13bによって第 1の中間周波 (IF)信号に変換される。そして、この第 1の IF信号は SAWフィルタ 13cにおいて妨害波が除去されて、 IF— AGC13dにおいて再度信号レベルが調整される。 IF-AGC 13dの出力は第 2のミキサ 13eによって第 2の IF 信号に変換され、この第 2の IF信号は信号処理回路 14に入力される。

[0017] 信号処理回路 14においては、まず AZD変換部 14aにおいて第 2の IF信号を AZ D変換してデジタル信号とし、信号処理部 14bではこのデジタル信号に所定の信号処理を行って映像信号及び音声信号 (復調信号)を得て、映像信号は CRT17に出力されて映像として表示される。一方、音声信号はスピーカ 18に出力されて音声としてスピーカ 18から出力される。

[0018] 信号処理部 14bでは信号処理に当ってエラー検出及びエラー訂正を行っており、エラー数がエラー検出部 15に与えられる。そして、エラー検出部 15ではエラー数を検知すると、このエラー数に応じたエラー検出信号を受信電界状況識別部 16bに与える。また、受信電界状況識別部 16bには RF—AGC 13a及び IF— AGC 13dからそれぞれ RFレベル及び IFレベルを表す RFレベル信号及び IFレベル信号が入力されており、後述するようにして、受信電界状況識別部 16bではエラー検出信号、 RFレベル信号、及び IFレベル信号に応じて受信電界状況を示す受信電界状態信号を直流制御電圧生成部 16cに出力する。

[0019] 一方、受信周波数制御部 16aでは、ユーザが受信周波数選択操作を行うと、この受信周波数選択操作に応じて選択された受信周波数 (つまり、チャンネル)を選択するため、第 1及び第 2のミキサ 13b及び 13eを制御するとともに、直流制御電圧生成部 16cに受信周波数選択信号を与える。そして、直流制御電圧生成部 16cでは受信電界状態信号及び受信周波数選択信号に基づいて後述するように、直流制御電圧を生成して、可変リアクタンス素子 1 laに与えることになる。

[0020] 次に動作について説明する。

図 1及び図 5を参照して、受信装置 10がオンされ、ユーザが受信周波数選択操作によって所望の受信周波数 (つまり、チャンネル)を選択すると、受信周波数制御部 1 6aでは受信周波数選択操作に応じて第 1及び第 2のミキサ 13b及び 13eを制御するとともに、直流制御電圧生成部 16cに受信周波数選択信号を与える。そして、直流制御電圧生成部 16cでは受信周波数選択信号に応じた直流制御電圧を可変リアクタンス素子 11aに与え、受信アンテナ 11の共振周波数を調整する。 [0021] 図 5は受信周波数選択操作によって共振周波数が調整された際の受信アンテナ 1 1の受信周波数帯域を示す図であり、図示の例では、受信周波数帯域内に所望のチヤンネルであるデジタル放送波 Dの他に低周波数側のチャンネルに妨害チャンネル (つまり、妨害波）としてアナログ放送波 A1のアナログ音声波 AS1が存在する。

[0022] 図 6も参照して、図 5に示す状態において、 RF— AGC13aでは受信アンテナ 11から受信出力（RF信号)を受けると、デジタル放送波 Dの受信電界レベルが最適であるとしても、妨害波であるアナログ放送波 A1 (アナログ音声波 AS 1)の受信電界レベルが高、ため（図 6 (a)参照）、アナログ放送波 A1の受信電界レベルが加わると強受信電界レベルであるとして、受信電界レベルを下げるように動作し、結果的に RF信号の受信電界レベルを低下させる（図 6 (b)参照)。

[0023] そして、 RF— AGC13aの出力は第 1のミキサ 13bで第 1の IF信号に変換されて、 S AWフィルタ 13cに与えられて、ここで妨害波成分が除去されて、デジタル放送波成分が IF— AGC13dに与えられる。 IF— AGC13dでは、 RF— AGC13aのレベル抑圧によってデジタル放送波成分の受信電界レベルが低くなりすぎて、るとして、デジタル放送波成分の受信電界レベルを上げるように作用することになる（図 6 (c)参照）。ところが、 IF— AGC13dの利得調整によってデジタル放送波成分の受信電界レべルを上げると、図 6 (d)に示すように、不可避的にノイズ成分 Nを増幅されてしまい、 C ZN比 (搬送波対雑音比）が低下してしま!/、、信号処理回路 14で信号処理を行う際に発生するエラーが増大して、結果的に所望のデジタル放送波を良好に受信できないという事態が生じる。

[0024] 一方、図 7に示すように、所望のデジタル放送波（所望のチャンネル) D1に隣接するチャンネルがデジタル放送波 D2及び D3であることもあり（図示の例では、デジタル放送波 D1の低周波数側に隣接デジタル波 D2が、高周波数側に隣接デジタル波 D 3が存在している）、デジタル放送波 D1を受信しょうとすると、受信周波数帯域が広い場合、後述するように、ノイズ成分の抑圧をすることが難しくなつて、所望のデジタル放送波を良好に受信できな、と、う事態が生じてしまう。

[0025] 図 8を参照して、図 7に示す状態において、っまり、1«^—八0じ13&には図8 (&)に示すデジタル放送波 Dl、 D2及び D3が入力されているものとすると、 RF-AGC13 aではデジタル放送波 Dlの受信電界レベルが十分に高いと、隣接デジタル放送波（つまり、ここでは妨害波である） D2及び D3の受信電界レベルが加わるため、総受信電界レベルが RF—AGC13aの飽和電界レベル以上となることがあり、このように、総受信電界レベルが飽和電界レベル以上となると、 RF— AGC13aで利得調整を行う際に、飽和状態に起因するノイズ成分 Nが加わってしまうことになる（図 8 (b)参照)。

[0026] RF— AGC13aの出力は第 1のミキサ 13bで第 1の IF信号に変換されて、 SAWフィルタ 13cに与えられて、ここで妨害波成分である隣接デジタル放送波 D2及び D3が除去されて、デジタル放送波 D1が IF— AGC13dに与えられる。 IF— AGC13dでは、利得調整を行って、例えば、デジタル放送波 D1の受信電界レベルをさらに下げる（図 8 (c)参照）。そして、 IF—AGC13dから、例えば、図 8 (d)に示す受信電界レベルを有する出力が送出されることになる。

[0027] ところが、 RF—AGC13aが飽和状態となると、ノイズ成分 Nを除去することができず

(図 8 (d)参照）、結果的に CZN比 (搬送波対雑音比）が低下してしまい、信号処理回路 14で信号処理を行う際に発生するエラーが増大して、結果的に所望のデジタル放送波 D1を良好に受信できないという事態が生じる。

[0028] 従って、ここでは、後述するようにして、 RFレベル信号、 IF信号、及びエラー検出信号に応じて、受信電界状況識別部 16bが直流制御電圧生成部 16cを制御して直流制御電圧を調整して (変化させて)、受信アンテナ 11の共振周波数を変更し、受信周波数帯域を周波数軸に沿ってずらし、妨害波の影響を除く。

[0029] 図 9を参照すると、受信電界状況識別部 16bはエラー判定部 21、第 1及び第 2の比較部 (比較手段） 22及び 23、電界判定部 (第 1及び第 2の調整手段） 24、及び出力要否判定部（出力判定手段) 25を有しており、エラー判定部 21は前述のエラー検出部 15に接続され、出力要否判定部 25は直流制御電圧生成部 16cに接続されている

[0030] 図 10も参照して、第 1及び第 2の比較部 22及び 23にはそれぞれ RFレベル信号及び IFレベル信号が与えられ、第 1の比較部 22では RFレベル信号と予め設定された RFレベル閾値 Thlとを比較して、 RFレベル >Thlである際に、ハイレベル（High Level)信号を第 1の比較結果信号として出力する（なお、 RFレベル≤Thlである際には、第 1の比較結果信号としてロウレベル (Low Level)信号を出力することになる）。一方、第 2の比較部 23では IFレベル信号と予め設定された IFレベル閾値 Th2 とを比較して、 IFレベル >Th2であると、ハイレベル信号を第 2の比較結果信号として出力し、 IFレベル≤Th2であると、第 2の比較結果信号としてロウレベル信号を出力する。

[0031] これら第 1及び第 2の比較結果信号は電界判定部 24に送られ、電界判定部 24では第 1の比較結果信号がハイレベルであると（つまり、 RFレベルがハイレベルであると:ステップ ST1)、続いて第 2の比較結果信号がハイレベルである力否かを判定する (つまり、 IFレベルがハイレベルであるか否かを判定する：ステップ ST2)。そして、電界判定部 24では、 IFレベルがロウレベルであると（ハイレベルでないと）、アナログ放送波による隣接妨害が存在すると判定する（第 1の判定:ステップ ST3)。一方、 IFレベルがハイレベルであると、隣接デジタル放送波によって受信強電界レベル状態が生じていると判定する（第 2の判定:ステップ ST4)。つまり、 RF— AGC13aが飽和状態にあると判定する。そして、電界判定部 24では第 1の判定となると、共振周波数を少しずらすことを示す第 1の電圧制御信号 (第 1の周波数調整信号)を送出し (ステツプ ST5)、第 2の判定となると、共振周波数を大きくずらすことを示す第 2の電圧制御信号 (第 2の周波数調整信号)を送出する (ステップ ST6)。

[0032] エラー判定部 21ではエラー検出部 15から与えられるエラー検出信号で示される検出エラー数が予め規定されたエラー数を越えると、エラー判定を行い出力要否判定部 25にエラー判定信号を与える。出力要否判定部 25ではエラー判定信号を受けると、第 1又は第 2の電圧制御信号を直流制御電圧生成部 16cに与えることになる。そして、直流制御電圧生成部 16cでは第 1又は第 2の電圧制御信号に応じた直流制御電圧を生成して、可変リアクタンス素子 1 laに直流制御電圧を与える。

[0033] 第 1の電圧制御信号に応じた直流制御電圧を可変リアクタンス素子 11aに与えると、例えば、図 11に示すように、受信アンテナ 11の共振周波数 fOが少し高周波数側にずらされ (例えば、図 11に示すように、デジタル放送波 Dの帯域の上限まで共振周波数がずらされる (第 1の量だけ共振周波数をずらす) )、受信アンテナ 11の受信周波数帯域内に妨害波 (アナログ音声波 AS1)が存在量が少ない状態となる。 [0034] 上述のようにして、受信アンテナ 11の共振周波数を高周波数側にずらすと、デジタル放送波 Dの受信電界レベルは若干低下するものの、妨害波の影響が低減されるので、信号処理回路 14における信号処理の際のエラー数が減少し、デジタル放送波の受信には何等問題が生じることはない。

[0035] なお、図 12に示すように、受信周波数帯域内に所望のチャンネルであるデジタル放送波 Dの他に高周波数側のチャンネルに妨害チャンネル (つまり、妨害波）としてアナログ放送波 A2のアナログ音声波 AS2が存在する場合には、共振周波数 fOを低周波数側にずらして、受信アンテナ 11の受信周波数帯域内に妨害波 (アナログ音声波 AS2)が存在しなヽ状態とすればよ!ヽ。

[0036] 一方、第 2の電圧制御信号に応じた直流制御電圧を可変リアクタンス素子 11aに与えると、受信アンテナ 11の共振周波数 fOが大きくずらされ (例えば、図 13に示すように、デジタル放送波 D1の帯域の下限を外れるまで共振周波数が大きくずらされることになる（第 1の量よりも大きい第 2の量共振周波数をずらす)、結果的に RF—AGC 13aの入力電界レベルを低下させて、 RF— AGC 13aの飽和に起因するノイズ成分の発生を抑制し、所望のデジタル放送波 D1の受信を良好にする。

[0037] 以上のように、この実施の形態 1によれば、信号処理部 14bで信号処理を行った際のエラー数が予め定められた数を越えると、 RF—AGC13aから得られる RFレベルと IF— AGC13dから得られる IFレベルとに応じて、受信アンテナ 11の共振周波数をずらすように構成したので、妨害波等の存在に拘わらず、所望のデジタル信号波を常に良好に受信できるという効果がある。

[0038] この実施の形態 1によれば、比較部 22によって RFレベルと RFレベル閾値とを比較して RFレベルが RFレベル閾値を越えて!/、るとハイレベルの第 1の比較結果信号を得て、比較部 23によって IFレベルと IFレベル閾値とを比較して IFレベルが IFレベル閾値を越えて、るとハイレベルの第 2の比較結果信号を得、 IFレベルが IFレベル閾値以下であるとロウレベルの第 2の比較結果信号を得て、第 1の比較結果信号がハイレベルであって第 2の比較結果信号がロウレベルであると受信アンテナ 11の共振周波数を第 1の量ずらし、第 1の比較結果信号がハイレベルであって第 2の比較結果信号がハイレベルであると受信アンテナの共振周波数を第 1の量よりも大きい第 2の量ずらすようにしたので、妨害波の影響を除くことができるば力りでなぐ RF— AGCの飽和による受信不良を防止できるという効果がある。

産業上の利用可能性

以上のように、この発明に係る受信装置は、妨害波の影響を除去して、常に所望の放送波を良好に受信するのに適して!/、る。

Claims

請求の範囲

[1] 共振周波数を調整可能な受信アンテナと、

前記共振周波数を調整する周波数調整手段と、

前記受信アンテナで受信される受信信号の受信電界レベルに応じて前記周波数調整手段を制御する制御手段とを備えた受信装置。

[2] 受信アンテナに接続され受信信号の受信電界レベルを調整して RFレベルとする高周波利得手段と、

前記高周波利得手段からの出力のレベル調整を行、IFレベルとする中間周波利得手段とを有し、

制御手段は前記 RFレベル及び前記 IFレベルに応じて周波数調整手段を制御することを特徴とする請求項 1記載の受信装置。

[3] 中間周波利得手段からの出力を復調して復調信号を得る復調手段と、

前記復調手段による復調の際のエラー数を検出してエラー検出信号を出力するェラー検出手段とを有し、

制御手段は前記エラー検出信号で示されるエラー数が予め定められた数を越えると、 RFレベル及び IFレベルに応じて周波数調整手段を制御することを特徴とする請求項 2記載の受信装置。

[4] 制御手段は、 RFレベルと予め規定された RFレベル閾値とを比較して、前記 RFレベルが前記 RFレベル閾値を越えているとハイレベルの第 1の比較結果信号を出力する第 1の比較手段と、

IFレベルと予め規定された IFレベル閾値とを比較して、前記 IFレベルが前記 IFレベル閾値を越えて、るとハイレベルの第 2の比較結果信号を出力し、前記 IFレベルが前記 IFレベル閾値以下であるとロウレベルの第 2の比較結果信号を出力する第 2 の比較手段と、

前記第 1の比較結果信号がハイレベルであって前記第 2の比較結果信号が口ウレベルであると第 1の周波数調整信号を出力する第 1の調整手段と、

前記第 1の比較結果信号がハイレベルであって前記第 2の比較結果信号がハイレベルであると第 2の周波数調整信号を出力する第 2の調整手段と、エラー検出信号に応じて前記第 1又は第 2の周波数調整信号を周波数調整手段に与える出力判定手段とを有することを特徴とする請求項 1記載の受信装置。

[5] 周波数調整手段は第 1の周波数調整信号を受けた際共振周波数を第 1の量だけずらし、第 2の周波数調整信号を受けた際前記共振周波数を前記第 1の量よりも大き V、第 2の量ずらすようにしたことを特徴とする請求項 4記載の受信装置。