JPH03185943A - 狭帯域干渉信号の除去装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はスペクトラム拡散（Ｓ　Ｓ）通信方式等に好適
な狭帯域干渉信号の除去装置の改良に関する。

［発明の概要］ ＳＡＷの伝播路に２つのダイオードアレイ群を設け、１
つのダイオードアレイ群で逆方向に伝播するＳＡＷの信
号強度を検波して入力信号のスペクトラム強度の情報を
得ると共にこれに応じて他のダイオードアレイ群のバイ
アスを制御するようにした狭帯域干渉信号の除去装置で
ある。

［従来の技術］ 広帯域な周波数領域を使うスペクトラム拡散（Ｓ　Ｓ）
通信方式での問題点の一つに高レベルの狭帯域干渉によ
って通信不能あるいは誤り率が高くなるという問題があ
る。この問題点を解決するために弾性表面波（ＳＡＷ）
を用いたフィルタが発明されている。

本発明者等は、上記問題を解消する手段として、先に特
願昭６３−１８０８２２号、特願昭６３−２７８７６９
号及び特願昭６３−２８４８８４号を出願している。

［発明が解決しようとする課題］ 上記先願発明では、未だ次のような点で改良の余地があ
る。

例えば特願昭６３−２７８７６９号及び特願昭６３−２
８４８８４号では狭帯域干渉抑圧の適応動作はＳＡＷ素
子に設けられたｐｎダイオードアレイの自己バイアス効
果を利用して行っているがこの場合、入力信号は比較的
大きなパワーを必要とする。

また特願昭６３−１８０８２２号では適応機能を有しな
いプログラマブル・ノツチ・フィルタを用いているため
、外部回路として入力信号モニター回路及びバイアス制
御回路が必要となる。

また上記先願特許では、素子の動作原理上、Ｓｉ基板中
の不純物濃度は低い、つまり高抵抗である必要がある。

そのため高抵抗のシリコン・エピタキシャル層の形成が
必須である。

［発明の目的コ 本発明の目的はスペクトラム拡散通信方式等で有用な狭
帯域干渉抑圧の適応システムの高性能化を図ることであ
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するため、第１導電型高抵抗シ
リコン基板と、絶縁膜と、圧電膜とを含む積層体と、上
記圧電体上に形成され、入力信号３− を周波数分類し複数の伝播路を発生せしめる入力トラン
スデューサと、上記圧電体上に形成され、各伝播路に伝
播された弾性表面波から出力信号を得る出力トランスデ
ューサと、上記各伝播路上に夫々対応する上記圧電体上
に形成されたゲート電極群と、上記第１導電型シリコン
基板表面側であって、各入出力トランスデューサに挟ま
れた区域に夫々形成された第１のＰＮダイオードアレイ
群と、上記第１導電型シリコン基板表面側であって、各
入力トランスデューサに対し、上記各第１のダイオード
アレイ群の反対側に形成された第２のＰＮダイオードア
レイ群と、該第２のＰＮダイオードアレイから夫々独立
に引き出された検出端子と、上記第１のＰＮダイオード
アレイから夫々独立に引き出されたバイアス印加用端子
と、を含むことを要旨とする。

［作用］ 本発明は先願特許の構成に入力信号のスペクトラム強度
をモニターする機能を付加したものである。従来の素子
では、入力トランスデューサで励４− 振される双方向に伝播するＳＡＷのうち、一方の信号強
度を伝播路に設けたｐｎダイオードアレイで制御してい
た。すなわち逆方向に伝播するＳＡＷは利用されていな
い。

本発明はこの逆方向に伝播するＳＡＷの信号強度を、ｐ
ｎダイオードで検波し、入力信号のスペクトラム強度の
情報を得て、フィードバック回路により伝播制御を実際
の使用状況にそくして、任意の電波環境に応じて適応的
に行えるよう改良したものである。

また、Ｓｉ基板の構成はプロセスを簡易化するために、
エピタキシャル層を形成せず、高抵抗Ｓｉ基板のみの構
成である。

［実施例］ 以下図面に示す一実施例を参照して本発明を説明する。

第１図は本発明による狭帯域干渉信号の除去装置のある
一つの中心周波数をもつｌチャンネル分のＳＡＷ素子の
構成を示している。

同図において、１は高抵抗ｐ（ｎ）Ｓｉ単結晶基板、２
はその基板上に形成された熱酸化膜層、３はその熱酸化
膜層上に形成されたＺｎＯ圧電薄膜、４，５．６はその
上に形成された金属電極で各々入力用表面波櫛形トラン
スデユーサ、出力用表面波櫛形トランスデユーサ及びゲ
ート電極である。

７はトランスデユーサの金属電極下のｐ　（ｎ）型Ｓｉ
内に形成された高濃度不純物拡散領域であり、トランス
デユーサの励振効率を向上させる役目を果たすものであ
る。　８はゲート電極６の下のｐ　（ｎ）型Ｓｉ基板１
内に形成されたｎ”　（ｐ”）不純物拡散領域であり、
９はゲート電極６の下のｐ（ｎ）型Ｓｉ基板ｌ内に形成
されたｐ”　（ｎ”）不純物拡散領域であり、ＳＡＷ伝
播路にそって第１のｐｎダイオードアレイが形成されて
いる。このｐｎダイオードアレイの動作は先願特許で示
したように、ダイオードバイアスの制御でシリコン基板
内のキャリア密度が制御され、ＳＡＷとキャリアとの相
互作用によりＳＡＷの減衰定数を１００ｄ　Ｂ　／　ｃ
ｍ以上も大きく変化させる役目を果たしている。つまり
チャンネルのオン・オフを高速に行う機能がある。１０
は入力トランスデューサの外側のｐ（ｎ）型Ｓｉ基板１
内に形成されたｎ（ｐ）不純物拡散領域であり、第２の
ｐｎダイオードアレイが形成される。１１はｐｎダイオ
ードアレイに接続された抵抗、１２はＤＣ電源である。

１３は入力信号がＳＡＷに変換され、第２のｐｎダイオ
ードアレイで検波された電圧信号モニタ一端子であり、
そのチャンネル（周波数範囲）内の入力信号の強度（電
力）が電圧変化として観測される端子である。１４は第
１のｐｎダイオードアレイのバイアス制御端子である。

また、図には示していないが、先願の改良型も考えられ
る。この構造は第１図の伝播制御用の第１のｐｎダイオ
ードアレイの（８及び９）を入力トランスデューサ４下
にまで延長した構成で、これによりさらにフィルタ特性
が向上する。次に、本発明の第２のｐｎダイオードアレ
イによるＳＡＷ信号の検出機能について説明する。入力
トランスデューサ４の外側に設けられた第２のｐｎダイ
オードアレイ１０は抵抗１１を介してＤＣ電源１２でバ
イアスされている。ＳＡＷの検出感度の７− 最良バイアス点は少し順バイアスした点にある。

入力トランスデューサで変換されたＳＡＷは第２のｐｎ
ダイオードアレイ上を伝播しダイオード電位を空間的、
時間的に変調する。第２のｐｎダイオードのもつ非線形
抵抗によりＳＡＷの信号強度に依存した直流成分が発生
し、モニタ一端子１３の電位が初期のバイアス電圧から
逆バイアスへと電圧がシフトする。このシフト量が入力
信号強度に対応する。

第２図に入力信号の電力とモニタ一端子のバイアスシフ
ト量の関係を示す。バイアスシフト量はＳＡＷの電力（
入力信号電力）の２乗に比例する。

このように入力トランスデューサ外側に設けたｐｎダイ
オードアレイによってＳＡＷのポテンシャルが２乗検波
され、ベースバンド信号として入力信号強度が得られる
。

従って各々中心周波数の異なった上述のＳＡＷ素子を複
数チャンネル並列に接続して構成することで入力信号の
周波数スペクトル強度分布の情報が容易に得られる。

８− 第３図に上述した構造のＳＡＷ素子をｎチャンネルを並
列接続して成る狭帯域干渉抑圧フィルタシステムの構成
例を示す。以後この狭帯域干渉抑圧フィルタをＡ　Ｉ　
Ｓ　Ｆ　（Ａｄａｐｔｉｖｅ　Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃ
ｅＳｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ　Ｆｉｌｔｅｒ）と呼ぶこと
にする。

第３図中の入力トランスデューサ群１７と第２のｐｎダ
イオードアレイ群２０で構成されている部分が、入力ス
ペクトラムの強度分布をモニター−する部分である。入
出力トランスデューサ群１７．１８が入力信号を周波数
に応じて分類し、伝播させて、再び合成する分類フィル
タ（ｓｏｒｔｉｎｇｆｉｌｔｅｒ）の機能を果たしてい
る″。

各チャンネル毎に設けられたＳＡＷ伝播路上の第１のｐ
ｎダイオードアレイ群１９が各チャンネルのＳＡＷの減
衰定数を制御する。

第３図のＡｌ５Ｆシステムの動作は次の通りである。入
力信号が入力トランスデューサ群１７でＳＡＷに変換さ
れ、第２のｐｎダイオードアレイ群２０のバイアスシフ
ト量をモニターしてそれに応じて、伝播制御用の第１の
ｐｎダイオードのバイアスミ圧をバイアス制御回路２工
が制御する。

このバイアス制御回路２１の機能は、各チャンネルの信
号強度に応じた第２のｐｎダイオード２０のバイアスシ
フト量を増幅し、シフト量が大きいチャンネルのｐｎダ
イオード１９のバイアスを逆方向にバイアスすることで
ある。または、単に増幅するだけでなく、あるしきい値
を設定して、比較器により第Ｉのｐｎダイオード１９の
バイアスをＯＮ（順方向バイアス）、０ＦＦ（逆方向バ
イアス）する機能を有する。

第１図、第３図をみるとわかるように、第３図のＡｌ５
Ｆシステムは同−Ｓｉ基板上にモノリシックに集積でき
る利点を有しており、システムの高性能化と共に小型化
も図れる。

第４図はＡｌ５Ｆシステムの信号処理の流れを説明して
いる。（ａ）は広帯域の５Ｓ−ＤＳ信号（Ａ）に狭帯域
干渉波（Ｂ、Ｃ）が加わった入力信号スペクトルを示し
ている。

干渉波Ｂ、Ｃの周波数に相当するチャンネル番号に、ｍ
が検出されその環境に適応してＡｌ５Ｆのフィルタ特性
が（ｂ）に示すようにに、ｍチャンネル部にノツチが形
成された特性となる。この特性をもつＡｌ５Ｆの出力信
号のスペクトラムは干渉波Ｂ、Ｃが抑圧されたスペクト
ラム（ｃ）となる。

第５図は第３図のＡｌ５ＦシステムをＤＳ−８Ｓシステ
ムの受信部の入力段に組み込んだシステム構成例を示す
。Ａｌ５Ｆシステム３０は相関器の前段に設けられ、そ
の前段にＡ　Ｇ　Ｃ（ａｕｔｏ　ｇａｉｎｃｏｎｔｒｏ
ｌ）回路３１が設けられている。　このシステムの構成
例では、Ａｌ５Ｆシステム３０の出力をフィードバック
してＡＧＣ３１により増幅器のゲイン制御が行われる。

ＢＰＦ３２はバインドパスフィルタである。Ａｌ５Ｆシ
ステムを設けないで、ＡＧＣ回路を設けると大電力の狭
帯域干渉波があると、その干渉信号自体でゲイン制御を
するためＤＳ−８Ｓ通信システムでは通信不能あるいは
誤り率の増大などの問題がおこる。しかしＡｌ５Ｆシス
テム３０を設けると、干渉波を抑圧した信号すなわちス
ペクトラム拡散信号自体の信号強１１− 度に応じてゲイン制御が可能となりＤＳ−８Ｓシステム
の機能が飛躍的に向上する。

なお、第６園長は第１図の実施例の変形例で、第２のダ
イオードアレイ１０に対応してＺｎ○圧電圧電上膜上−
ト電極６′を設けている。

［発明の効果コ 以上説明した通り、本発明によればＡｌ５Ｆシステムと
して次のような効果が得られる。

（１）ダイオードのバイアス制御でフィルタのノツチ特
性を制御するため応答時間が極めて速い。

（２）入力信号のスペクトルを検出してダイオードのバ
イアス制御を行うため高感度検出により、入力信号の必
要電力を小さくできる。

（３）狭帯域の高レベル干渉信号の数に制限なく適応的
な抑圧が可能。

（４）干渉波の適応抑圧システムがモノリシックで構成
できシステムの簡易化ならびに小型化が図れる。また素
子の生産性も良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す概略図、第２図１２− は上記実施例における入力信号モニタ一端子の電圧と入
力電力の関係を示す図、第３図は本発明の狭帯域干渉抑
圧をフィルタのシステム構成例を示すブロック図、第４
図は該システムの信号処理の流れを示す図、第５図は第
３図のシステムを用いたＤＳ−８Ｓシステムの受信部の
一部を示すブロック図、第６図は第１図の実施例の変形
例を示す概略図である。 １・・・・・・・・・Ｐ（ｎ）型窩抵抗ＳＬ単結晶基板
、２・・・・・・・・・シリコン酸化膜、３・・・・・
・・・・ＺｎＯ圧電薄膜、４・・・・・・・・・入力ト
ランスデューサ、５・・・・・・・・・出力トランスデ
ューサ、６，６′・・・・・・・・・ゲート電極、７・
・・・・・・・・高濃度不純物領域、８・・・・・・・
・・ｎ＋　（ｐ　＋　）不純物拡散領域（第１のＰＮダ
イオードアレイ）、９・・・・・・・・・ｐ”（ｎ”）
不純物拡散領域、１０・・・・・・・・・ｎ（ｐ）不純
物拡散領域（第２のＰＮダイオードアレイ）、１１・・
・・・・・・・抵抗、１２・・・・・・・・・ＤＣ電源
、１３・・・・・・・・・入力信号モニタ一端子、１４
・・・・・・・・・バイアス制御端子。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１導電型高抵抗シリコン基板と、絶縁膜と、圧
   電膜とを含む積層体と、 上記圧電体上に形成され、入力信号を周波数分類し複数
   の伝播路を発生せしめる入力トランスデューサと、 上記圧電体上に形成され、各伝播路に伝播された弾性表
   面波から出力信号を得る出力トランスデューサと、 上記各伝播路上に夫々対応する上記圧電体上に形成され
   たゲート電極群と、 上記第１導電型シリコン高抵抗基板表面側であって、各
   入出力トランスデューサに挟まれた区域に夫々形成され
   た第１のＰＮダイオードアレイ群と、 上記第１導電型シリコン高抵抗基板表面側であって、各
   入力トランスデューサに対し、上記各第１のダイオード
   アレイ群の反対側に形成された第２のＰＮダイオードア
   レイ群と、 該第２のＰＮダイオードアレイから夫々独立に引き出さ
   れた検出端子と、 上記第１のＰＮダイオードアレイから夫々独立に引き出
   されたバイアス印加用端子と、を含むことを特徴とする
   狭帯域干渉信号の除去装置。
2. （２）上記バイアス印加用端子に印加されるバイアス電
   圧を制御するバイアス制御回路を備えたことを特徴とす
   る請求項（１）に記載の狭帯域干渉信号の除去装置。