JPH0336823A - 検波後ダイバーシチ受信回路 - 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、無線通信のダイバーシチ受信において、複数
の受信信号を検波した後に合成する検波後ダイバーシチ
受信回路に関する。

〔従来の技術〕

グイバーシチ受信は、マルチパスフェージングあるいは
降雨減衰等による影響を軽減するために、相関の少ない
複数の受信信号を合威し、受信電界の変動を救済する多
重受信合成技術である。

第６図は、従来の２ブランチ検波後ダイバ一シチ受信回
路の構成を示す図である。

図において、第１のアンテナ８１．に受信された周波数
ｆｃの信号ＡＨ（ｔ）は、混合器８３．に入力され、局
部発振器８２の出力である局部発振周波数ｆＬの信号と
混合され、バンドパスフィルタ（以下ｒＢＰＦＪという
）８４Ｉを介して中間周波数ｆｌＦの信号が抽出される
。ＢＰＦ８４１の出力は、自動利得調整増幅器（以下ｒ
ＡＧＣ回路」という）８５．で増幅される。この増幅出
力は、同期検波器８６．に入力され、局部発振器８７か
ら出力される中間周波数ｒａｐと周波数が同一でキャリ
ア位相が同期していない信号により検波される。この検
波出力は、第１のアンテナ８１□に受信された信号の同
相成分振幅１１（ｔ）と直交成分振幅Ｑｌ（ｔ）である
。第２のアンテナ８１．に受信された信号Ａｚ（ｔ　）
も同様に、混合器８３□、ＢＰＦ８４□、ＡＧＣ回路８
５□、同期検波器８６□を介して同相成分振幅１２（ｔ
）と直交成分振幅ＱｚＤ）になる。

ダイバーシチ合成回路８９において、複数の受信信号の
各搬送波対雑音比に比例するように重み付けを行なった
検波出力を加算し、搬送波対雑音比が最大になるように
合成する最大比合成を行なった場合には、同相成分振幅
１（ｔ）および直交成分振幅Ｑ（ｔ）は、それぞれ １　（ｔ）　−ａ、（１、ｃｏｓθ１−ロ、ｓｉｎθ１
）＋　ａ２（１２ｃｏｓθ２−Ｑ２ｓｉｎθ２）−−−
−−−−−〜（ｔ）Ｑ（ｔ）−ａ、（１，ｓｉｎθ、＋
Ｑ、ｃｏｓθ１）＋　ａｘ（Ｉｚｓｉｎθｚ＋Ｑｚｃｏ
ｓθ２　）　　　”−”’−”’−’　　　（２）に合
成される。

ここで、係数ａ、　、ａｚはそれぞれアンテナ８１．８
８の搬送波対雑音比の平方値に比例する値である。また
、θ、およびθ２は、複素数（１＋　Ｊ　Ｑ　＋）、（
＋２　＋Ｊ　Ｑｚ　）の位相角をθ１ｒ、θ２ｒとする
と、 θ１　＝−θ、　　　　　　　　　−−−−−−−（３
）θ２−−θ２　、　　　　　　　　−−−−−−−−
−　　（４）の関係にある。

第７図は、同１υ１検波器８６．の構成例（直交検波器
）を示す図である。

混合器１０４．１０６では、３　ｙ：４ｉ子１０１から
入力されるＡＧＣ回路８５の出力信号と、■、端子１０
３から入力される局部発振器８７の出力信号（周波数ｆ
　ＩＦ）とがｌ昆合される。ただし、混合器１０６に人
力される局部発振器８７の出力信号は、π／２移相器１
０５を介してπ／２移和されている。低域通過フィルタ
（以下ｒＬＰＦ、という）１０７．１０８では、混合器
１０４．１０６の各出力信号からそれぞれ同相成分振幅
ｉ　（ｔ）と直交成分振幅ｑ　（ｔ）のヘースバンド戚
分を抽出する。

なお、第７図に示す構成では、同相成分振幅ト（Ｌ）と
直交成分振幅ｑ　（ｔ）をＡ／Ｄ変換器１０９．１１０
によりディジタル信号に変換して、ダイバーシチ合成回
路８９に出力する。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した検波後ダイバーシチ受信回路では、ＡＣＣ回路
へ人力される信号Ａ＋（ｔ　）　、Ａｚ（Ｌ　）は、フ
ェージングにより例えば５０（ｄＢ）程度の大きな変動
を伴う。従って、ＡＧＣ回路では、大きく変動する人力
信号を線型に増幅し、かつ出力を一定レベルに保つため
にダイナミックレンジを大きくする必要があり、アナロ
グ回路としての設計および調整が困難であった。

また、ダイバーシチ合成する前段で各受信信号に対応し
た独立の検波器が必要であり、全体として回路の規模が
大きくなっていた。

本発明は、このような点を解決するためのものであり、
１系列のＡＧＣ回路と検波器により実現可能な検波後ダ
イバーシチ受信回路を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は、本発明の検波後ダイバーシチ受信回路の原理
ブロック図である。

図において、複数のアンテナで受信された各受信信号を
増幅検波した後にダイバーシチ合成する検波後ダイバー
シチ受信回路において、各受信信号を信号スペクトルが
互いに重ならない周波数領域に変換する周波数変換手段
と、各受信信号の周波数変換信号を１つの合成信号に合
成する合成手段と、合成信号を増幅する自動利得調整増
幅手段と、増幅された合成信号を各周波数領域に対応す
る所定の信号で検波し、各受信信号に対応する検波出力
を取り出す検波手段とを備えたことを特徴とする特 〔作　用］ 複数のアンテナに受信された受信信号は、周波数変換手
段で互いに重ならない周波数領域に変換され、合成手段
で合成される。このとき、？ｊ［の受信信号は互いに重
ならない周波数領域であるために、互いに干渉すること
なく合成される。この合成信号は複数の周波数成分を有
する１つの信号であり、自動利得調整増幅手段でそのま
ま増幅されて検波手段に入力される。

検波手段では、複数の周波数成分から各受信信号に対応
する検波出力が取り出される。

すなわち、複数の受信信号を互いに重ならない周波数領
域に変換することにより、ｌ系列の自動利得調整増幅手
段と検波手段で複数の受信信号に対応する検波出力を抽
出することができ、以下同様にしてダイバーシチ合成す
ることができる。

〔実施例〕

第２図は、本発明の実施例構成を示すブロック図である
。

図において、第１のアンテナ２１に受信される信号Ａ、
（ｔ　）は、混合器２３に人力される。混合器２３は、
この信号と局部発振器２２から出力される局部発振周波
数ｒｔ＋の信号とを混合する。混合器２３の出力は、Ｂ
ＰＦ２４を介して合成器２５に人力される。また、第２
のアンテナ２６に受信される信号Ａｚ（ｕ）は、混合３
２８に入力される。混合器２８は、この信号と局部発振
器２７から出力される局部発振周波数ｆＬ２の信号とを
混合する。混合器２日の出力は、ＢＰＦ２９を介して合
成器２５に入力される。

合成器２５の出力は、ＡＧＣ回路４０を介して同３ｔＪ
ｌ検波器５０の混合器５１および混合器５２に人力され
る。

混合器５１には局部発振器５３から局部発振周波数Ｃｆ
、、−Δｆ）の信号が人力され、混合器５２には局部発
振器５３から局部発振周波数（ｆ＋ｒΔｆ）の信号がπ
／２移相２Ｓ５４を介して人力される。

混合器５１．５２の出力は、それぞれ２分岐し、その一
方がＬＰＦ５５．５７を介してＡ／Ｄ変換器５６．５８
に人力され、他方がＢＰＦ６３．６５を介してＡ／Ｄ変
換器６４．６６に人力される。

各Ａ／Ｄ変換器５６．５８．６４．６６の出力１１（ｔ
）　、Ｑ＋（ｔ　）、Ｉ　ｚＤ　）　、Ｑ２（ｔ　）は
同期検波器５０の検波出力としてダイバーシチ合成回路
５９に人力される。

ここで、第１図と第２図との対応関係を説明する。

周波数変換手段は、局部発振器２２、混合器２３、ＢＰ
Ｆ２４、局部発振器２７、混合器２日、ＢＰＦ２９に相
当する。

合成手段は、合成器２５に相当する。

自動利得調整増幅手段は、ＡＧＣ回路４０に相当する。

検波手段は、局部発振器５３を含む同期検波器５０に相
当する。

なお、第２図に図示されるアンテナ２１．２６、ダイバ
ーシチ合成回路５９は、従来のダイハーソチ受信回路の
対応部分と同様である。

以下、実施例動作について説明する。

第１のアンテナ２１に受信される周波数ｆｃの信号ＡＩ
（ｔ　）は、局部発振周波数ｆ、の信号と混合され、Ｂ
ＰＦ２４を介して周波数（ｒ＋Ｆ−Δｒ）の信号が抽出
される。同様にして第２のアンテナ２６に受信される周
波数ｆｃの信号Ａ２（ｔ）は、混合器２８、ＢＰＦ２９
を介して周波数（ｒ　ＩＦ＋Δｒ）の信号が抽出される
。

周波数変換された信号は、合成器２５において合成され
る。第３図は、合成信号の周波数スペクトルを示す図で
ある。図において、横軸は周波数を示し、縦軸は周波数
変換された各信号の信号レベルを示し、Ａ１はＢＰＦ２
４から出力される周波数（ｆ＋ｒＡｆ）（７）信号に対
応し、Ａ２はＢＰＦ２９から出力される周波数（ｆ＋Ｆ
＋Δｆ）の信号に対応する。

ＡＧＣ回路４０には、第３図に示すような２つの周波数
成分を有する合成信号（Ａ、　十Ａ２　）が人力され、
増幅される。

第４図は、ＡＧＣ回路４０の構成を示す図である。

第４図において、ＡＧＣ回路４０は、人力される合成信
号（Ａ　Ｉ＋Ａ　２　）を増幅し、出力信号（Ａｎｔ　
＋　ＡＱ２）として出力する利得Ｇの増幅２３４，１と
、この出力信号から増幅器４Ｉの利得制御電圧■６を得
る２乗検波器４３およびＬＰＦ４５により構成される。

第５図は、受信信号レベルのフェージングによる変動を
示す図である。図において、縦軸は、受信信号レベルを
示し、横軸は時間を示す。実線は第１のアンテナ２１の
受信信号レベルの２乗値Ａ、＋２、細点線は第２のアン
テナ２６の受信信号レベルの２乗値ｌＡ２１２、火点線
は各信号レベルの２乗値の和（ＩＡＩ　　１２＋　ｌＡ
２１”　）を示す。

ＡＧＣ回路４０の出力信号（Ａｎｔ　＋　ＡＯ２）から
得られる利得制？ｆｆ１ｌ電圧■６は、Ｖｃ＝　　１Ａ
Ｏ１１２＋１ＡＯＺｌ　　　−（ｓ）となり、増幅器４
１の利得Ｇは近似的に、となる。

なお、分子はほぼ一定であるから分母の変動に応して利
得Ｇが変化する。

第６図に示す従来の回路であれば、例えばＡＧＣ回路８
５．の利得Ｇ１は、 であり、その分母ｌＡ１１２は、第５図に示すように５
０（ｄＢ）程度の変動がある。この変動を一定にするた
めに、ＡＧＣ回路８５Ｉは５０（ｄＢ：１程度の広いダ
イナミックレンジを必要としていた。

また、ＡＧＣ回路８５□においても同様であった。

しかし、本実施例では、２つのアンテナ２１．２６に受
信され、独立に変動する信号の和をとるために、ＡＧＣ
回路４０の人カレヘルの変動はＩＡｌ＋２　１Ａ２１２
が単独で変動する場合に比べて小さい。すなわち、（６
）式の分母（ＩＡ１１２＋ｌＡ２＋２）の変動は小さく
、ＡＧＣ回路４０のダイナミックレンジは、従来より小
さくすることができる。

ＡＧＣ回路４０で増幅された信号は、同期検波器５０に
より検波される。この同期検波器５０では、局部発振周
波数（ｆｏＦ−Δｒ）の信号との混合（一方はπ／２移
相）により、ＬＰＦ５５．５７から第１のアンテナ２１
に受信された信号Ａ、（Ｌ）の同相成分振幅１　＋（ｔ
　）と直交成分振幅Ｑ、（Ｌ）が出力される。一方、２
Δｆに同調したＢＰＦ６３．６５から第２のアンテナ２
６に受信された信号Ａ２（ｔ　）の同相成分振幅１ｚＤ
）と直交成分振幅Ｑ２（ｔ　）が出力される。

ただし、この同相成分振幅１ｚ（ｔ）と直交成分振幅Ｑ
ｚ（ｔ　）は、２π（２Δｆ）の角周波数で回転してい
るので、ダイバーシチ合成回路５９のθ。

に−４πΔｆを加え、回転を止めて合成する。

すなわち、（１）式、（２）式で示したダイバーシチ合
成回路５９の動作は、θ２を（θ２−４πΔｒ）に置換
して、 １（Ｌ）＝ａ＋（Ｉｔｃｏｓθ「Ω、ｓｉｎθＩ）＋　
　ａｚ（Ｉｚｃｏｓ（θ　２−４π　Δｆ）−Ｑｚｓｉ
ｎ（θ　２−４π　Δｆ））（８） Ｑ（ｔ）＝ａ＋　（１、ｓｉｎθ１＋口、ｃｏｓθ１）
＋　ａｚ（Ｉｚｓｉｎ（θ２−４πΔｆ）＋ＱｚｃｏＳ
（θ２−４πΔｆ））（９） になる。

このようにして、２つのアンテナ２１．２６で受信され
た信号は、異なる周波数領域に変換され、合成された後
に１つのＡＧＣ回路４０により増幅され、１つの同期検
波器５０で検波されてダイノ＼−シチ合成される。

［発明の効果］ 上述したように、本発明によれば、■系列の自動利得調
整増幅器と検波器により検波後ダイバーシチ受信回路を
構成できるので、回路構成を簡単にすることができる。

また、複数の受信信号の合成信号を用いることにより、
受信信号レベルの変動に対するＡＧＣ回路のグイナミソ
クレンシを小さくできるので、ＡＧＣ回路の設計、調整
が容易になる。

このように、構成および設計が簡易になり小型化が可能
になるので、移動通信用の受信機に適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理ブロック図。 第２図は実施例構成を示すブロック図。 第３図は合成信号の周波数スペクトルを示す図。 第４図はＡＧＣ回路の構成を示す図。 第５図は受信信号レヘルのフェージングによる変動を示
す図。 第６図は２ブランチ検波後ダ・ｆハーシチ受信回路の構
成を示す図。 第７図は同期検波器の構成を示す図。 ２１．２６．８１・・・アンテナ ２２．２７．５３．８２．８７・・・局部発振器２３．
２８．５　ｌ、５２．８３、１０４、１０６・・骨昆合
器 ２４　、２９、６３　、６５、８４　・・・ＢＰＦ２５
・・・合成器 ４０．８５・・・ＡＧＣ回路 ４１・・・増幅器 ４３・・・２乗検波器 ４５．５５．５７・・・ＬＰＦ ５０．８６・・・同期検波器 ５４．１０６・・・移相器 ５６．５８．６４．６６．１０９．１１０・・・Ａ／Ｄ
変換器 ５９．８９・・・ダイバーシチ合成回路第 図 第 図 第 図 セ６ン）「−Σ゛＜〉

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のアンテナで受信された各受信信号を増幅検
   波した後にダイバーシチ合成する検波後ダイバーシチ受
   信回路において、 前記各受信信号を信号スペクトルが互いに重ならない周
   波数領域に変換する周波数変換手段と、前記各受信信号
   の周波数変換信号を１つの合成信号に合成する合成手段
   と、 前記合成信号を増幅する自動利得調整増幅手段と、 増幅された合成信号を前記各周波数領域に対応する所定
   の信号で検波し、前記各受信信号に対応する検波出力を
   取り出す検波手段と を備えたことを特徴とする検波後ダイバーシチ受信回路
   。