JPH0410817A - アンテナ切り換えダイバーシチ受信装置 - 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〕 この発明は、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）方式によ
る移動体通信システムで、高速フェージング回路を介し
て伝送される周波数変調（以下、ＦＭという）、位相変
調（以下、ＰＭという）などのアナログ変調信号の受信
、あるいは、移動体で高速フェージングを伴うＦＭ、Ｐ
Ｍなどのアナログラジオ放送の受信のためのアンテナ切
り換えダイバーシチ受信装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は例えば特公昭６４−２３０１号公報に示された
、従来のアンテナ切り換えダイバーシチ受信装置を示す
ブロック図である。図において、１は高速フェージング
回線を介して伝送されるＦＭ、ＰＭなどのアナログ変調
信号を受信するため、自動車等の移動体に取り付けられ
た第１のアンテナでちゃ、２は同様の第２のアンテナで
ある。３は前記第１のアンテナ１と第２のアンテナ２の
いずれか一方のアンテナ出力を選択する切り換えスイッ
チで、これは例えば半導体スイッチで構成されてい乞。

４はこのスイッチ３で選択されたアンテナ出力を受信す
る受信機であり、５は受信機４からの受信出力を拡声出
力するスピーカである。

６は受信機４の高周波入力に応じたレベルの信号を出力
するレベル検出端子である。

７はこのレベル検出端子６からの信号に基づいてダイバ
ーシチ受信をするためのダイバーシチ受信コントローラ
である。このダイバーシチ受信コントローラ７内におい
て、８は前記レベル検出端子６からの信号を受けて各部
を制御するタイミング回路である。９は第１サンプルホ
ールド回路で、第１のアンテナ１の受信レベルを切り換
えスイッチ３．受信機４を介して蓄えるためのものであ
る。

１０は同様に第２のアンテナ２の受信レベルを蓄えるた
めの第２サンプルホールド回路である。１１は第１サン
プルホールド回路９に蓄えられたレベルと第２サンプル
ホールド回路１０に蓄えられたレベルの大きさを比較す
る比較回路でおる。１２はこの比較回路１１の比較出力
に基づいて切り換えスイッチ３の切り換えを制御する駆
動回路である。１３は第１サンプルホールド回路からの
情報を得て駆動回路１２を制御する優先回路である。

次に動作について説明する。第３図に示すダイバーシチ
受信装置は、第１サンプルホールド回路９に蓄えられた
第１のアンテナ１の受信レベルが高いときには優先回路
１３が動作し、駆動回路１２を第１のアンテナ１に固定
し、受信レベルが低いときには優先回路１３を解除し、
第１のアンテナ１、第２のアンテナ２の受信レベルをそ
れぞれ測定し、レベルの高いアンテナ出力で受信復調を
するという動作を一定周期ごとに繰シ返すように動作す
る。

ここで、上記優先回路１３の構成を第４図に示す。同図
において、１４は第１のサンプルホールド回路９からの
信号を積分する積分回路、１５はこの積分回路１４の積
分出力を補正する電界レベル補正回路であり、１６はこ
の電界レベル補正回路１５の補正出力と第１サンプルホ
ールド回路９からの信号とを比較する優先用比較回路で
ある。

この優先回路１３では第１サンプルホールド回路９に蓄
えられた受信レベルは積分回路１４に入力されるととも
に、直接、優先用比較回路１６の一方の入力端子へ入力
される。積分回路１４は、車が走行中の７エージング、
マルチパスなトニよる電界変動には応答せず、走行地域
の平均電界となるように入力信号を積分するものである
。さらにその積分した出力は電界レベル補正回路１５に
加えられ、アンテナ入力電界対電界レベル補正回路の出
力の比の傾斜を緩やかにしている。

この様子を示したのが第５図である。ただし、この従来
例のデータでは、受信レベルが高くなると受信機４のレ
ベル検出端子６の出力が低下する負極性を有しているの
で、入力電界レベルと第１サンプルホールドレベルとが
逆極性となっている。

図中、第１サンプルホールド回路９の出力を実線で示し
、電界レベル補正回路１５の出力Ｅ８を点線で示しであ
る。

従って優先用比較回路１６では、この点線と実線のレベ
ルを比較することになシ、優先回路１３は強電界４０〜
７０μ■の範囲では駆動回路１２を、切υ換えスイッチ
３に第１のアンテナ１を選択させるように動作させる。

また、弱電界Ｏ〜３０μＶの範囲では優先回路１３が解
除信号を出し、タイミング回路８である一定時間（約２
０μｓｅｃ　）第１サンプルホールド回路９に第１のア
ンテナ１の受信レベルを蓄える。その後タイミング回路
８で駆動回路１２を介して切り換えスイッチ３を第２の
アンテナ２に切り換えて受信機４が受信するようにする
。そして、タイミング回路８によシ第２サンプルホール
ド回路１０に受信レベルを蓄える。

このようにして蓄えられた、第１及び第２サンプルホー
ルド回路９及び１０のレベルを比較回路１１で比較し、
受信レベルの高い方のアンテナ出力を選択受信するよう
に、結果を駆動回路１２に与える。駆動回路１２ではタ
イミング回路８と連動して切り換えスイッチ３に、第１
のアンテナ１が受信レベルが高かった時には第１のアン
テナ１側に接続を戻すように、また、第２のアンテナ２
が受信レベルが高かった時にはそのまま第２のアンテナ
２で受信するように制御信号を与える。そして、このま
ま約７　ｍ　ｓｅｃ受信し、また前記動作を繰シ返し、
アンテナ処理選択する。但し、動作中、優先用比較回路
１６において第１のアンテナ１の受信レベルが強電界に
なった場合には、優先回路１３が再び作動し、駆動回路
１２を、切り換えスイッチ３に第１のアンテナ１を選択
させるように動作させる。

また、強電界であっても車が走行中にはフェージング、
マルチパスなどに起因するレベル変動がある。この情報
は第１サンプルホールド回路９の出力には含まれておシ
、電界レベル補正回路１５の出力には積分作用のため含
まれないので、この時には、優先回路１３は強電界であ
っても第１のアンテナ１のレベルがフェージング、マル
チノ（スなどで急に低下したとき駆動回路１２に作用し
て、時分割によるダイバーシチ受信を行う。

第６図は第４図の構成の優先回路１３の動作を説明する
ための波形図であり、（ａ）はレベル検出端子６の出力
ＥＯと第４図の電界レベル補正回路１５の出力Ｅｓを示
し、（ｂ）は優先用比較回路１６の出力すなわち優先回
路１３の出力を示している。図中、Ｅｓよシも受信レベ
ルが低下したときのみ時分割によるダイバーシチ受信を
行う部分を斜線で示している。

また、微弱電界でのダイバーシチ受信に際し、外来雑音
、白色ガウス雑音などが受信レベルと同等になった場合
、比較回路１１はランダムに誤動作してアンテナを切り
換えてしまう問題点があるが、これに対処するために、
この従来例では、第１のアンテナ１の受信レベルを蓄え
る第１サンプルホールド回路８の出力に微弱電界優先回
路を付加し、第７図に示されるように、第１サンプルホ
ールド回路９と第２サンプルホールド回路１０の間に微
弱電界領域で強制的に偏差をもたせ、アンテナを固定さ
せノイズによる誤動作を防ぐ対策がなされている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のアンテナ切り換えダイバーシチ受信装置は以上の
ように構成されているので、優先回路１３の作動、解除
が第１のアンテナ１の瞬時受信電界（サンプルホールド
回路出力）と、平均受信電界の大きさで決定されるため
、広いダイナミックレンジを有するレベル検出器が必要
であシ、特性の劣化を許容したレベル検出器を用いるか
、もしくは、コスト高を許容したレベル検出器を用いる
アンテナ切υ換えダイバーシチ受信装置となりてしまい
、さらに優先回路１３が全ての広いダイナミックレンジ
に渡って動作し得る方式となっているため、電界レベル
補正回路１５の補正（第５図のグラフの傾きの緩和）も
広いダイナミックレンジに渡って注意深く行う必要がち
シ、ルベル検出器の経時変化によシ特性が変化した場合
、電界レベル補正回路１５の補正量も変更する必要があ
るばかυか、電界レベル補正回路１５によシアンテナ入
力電界対電界レベル補正回路出力の比の傾斜を緩やかに
し、平均受信電界の高い時には受信レベルが多少低くな
っても優先回路１３が解除されにくいように設計されて
はいるものの、優先回路１３の動作、解除が平均受信電
界とアンテナ受信電界との相対関係で規定されているた
め、受信レベルによつては駆動回路１２が動作し、アン
テナ切り換え雑音のためかえって受信特性が悪くなる可
能性が存在するな″どの課題があった。

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので広いダイナミックレンジに渡って動作するレベル
検出器を必要とせず、なおかつ、広いダイナミックレン
ジに渡って効果的な受信特性を簡易に実現できるダイバ
ーシチ受信装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るアンテナ切υ換えダイバーシチ受信装置
は、受信機の高周波入力に応じた受信レベルを検出する
レベル検出器と、受信レベルに応じて用意された複数の
選択基準から、あらかじめ与えられた既定レベルとレベ
ル検出器の検出出力との比較によって選択基準の選定を
行い、複数のアンテナのいずれか１つのアンテナ出力を
選択する切υ換えスイッチへのアンテナ選択信号を、当
該選定された選択基準に基づいて生成するアンテナ切り
換え制御回路を設けたものである。

〔作用〕

この発明におけるアンテナ切り換え制御回路は、アンテ
ナ切り換えに伴うダイバーシチ受信の効果が入力レベル
に応じて異なることを利用して、受信レベルが非常に大
きな場合、非常に小さな場合、およびその中間の場合な
ど、攬々な場合で期待できる効果を最大限に発揮でき、
かつ、レベル検出器のダイナミックレンジをそれほど必
要とすることのない選択基準を選定し、それぞれに応じ
た選択基準に従ってアンテナの切り換え制御を行うこと
によシ、広いダイナミックレンジに＃−）”Ｃ動作する
レベル検出器を必要とせず、かつ、広いダイナミックレ
ンジに渡って効果的な受信特性が得られるアンテナ切り
換えダイバーシチ受信装置を実現する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、１．２は従来のそれと同等の第１のアンテ
ナおよび第２のアンテナであり、１７は第１のアンテナ
１のアンテナ出力より帯域外の不要成分を除去する第１
の受信フィルタ、１８は第２のアンテナ２のアンテナ出
力よシ帯域外の不要成分を除去する第２の受信フィルタ
である。

３はこの第１の受信フィルタ１７あるいは第２の受信フ
ィルタ１８で不要成分が除去されたアンテナ出力の一方
を選択する切り換えスイッチであシ、４は切υ換えスイ
ッチ３によって選択されたアンテナ出力を増幅・復調す
る受信機である。

また、この受信機４内において、１９は切り換えスイッ
チ３で選択されたアンテナ出力を増幅する高周波増幅器
であシ、２０はこの高周波増幅器１９の増幅出力に局部
発振信号を混合する周波数混合器、２１はその局部発振
信号を発生する局部発振器である。２２は周波数混合器
２０の混合出力を増幅する中間周波増幅器であり、２３
はこの中間周波増幅器２２の増幅出力を復調する復調器
である。５はこのように構成された受信機４で増幅Φ復
調された信号を拡声出力するスピーカである。

２４は前記受信機４の中間周波増幅器２２の増幅出力よ
り、高周波入力に応じた受信レベルを検出するレベル検
出器である。２５はこのレベル検出器２４で検出された
受信レベルに基づいて、前記切り換えスイッチ３へのア
ンテナ選択信号を生成するアンテナ切り換え制御回路で
ある。

このアンテナ切り換え制御回路２５内において、２６は
レベル検出器２４で検出された受信レベルが、第１のア
ンテナ１のアンテナ出力に基づくものである場合にそれ
を蓄える第１のメモリであシ、２７は前記受信レベルが
第２のアンテナ２のアンテナ出力に基づくものである場
合にそれを蓄える第２のメモリである。２８は前記切９
換えスイッチ３へのアンテナ選択信号で切り換えられ、
レベル検出器２４の検出出力を第１のメモリ２６と第２
のメモリ２７のいずれに蓄積するかを選択するスイッチ
である。２９は外部よシ３つの既定レベルＬ１〜Ｌ３と
既定時刻Ｔ１が予め与えられており、第１および第２の
メモ！ｊ２６．２７からの受信レベルとスイッチ２８よ
シ直接入力される受信レベルを、前記既定レベルＬ１〜
Ｌ３と比較しながら、受信レベルによっては既定時刻Ｔ
Ｉも考慮して、切り換えスイッチ３へのアンテナ選択信
号を生成するとともに、必要な時には復調器２３へのミ
ュート（スケルチ）作動信号の生成も行うアンテナ選択
判定器である。

次に動作について説明する。第１のアンテナ１のアンテ
ナ出力は第１の受信フィルタ１７により帯域外の不要成
分が除去され、切り換えスイッチ３にへ入力される。同
様にして第２のアンテナ２のアンテナ出力は第２の受信
フィルタ１８によυ帯域外の不要成分が除去され、切９
換えスイッチ３に入力される。切り換えスイッチ３では
アンテナ切り換え制御回路２５よｐ与えられるアンテナ
選択信号にしたがって、その何れか一方を選択して受信
機４に入力する。

受信機４ではそれを高周波増幅器１９で増幅し、増幅出
力を周波数混合器２０に入力する。周波数混合器２０は
この増幅出力と局部発振器２１よｐ与えられる局部発振
信号とを周波数混合して、中間周波数帯に周波数変換し
、それを中間周波増幅器２２で選択増幅する。

この中間周波増幅器２２からは、復調器２３ならびにレ
ベル検出器２４のそれぞれに増幅出力が出力される。こ
れら両増幅出力は基本的には同一のものであるが、中間
周波増幅器２２で受信信号の包結線を一定にするリミッ
タ増幅機能が含まれている場合には、レベル検出器２４
への出力はリミッタ増幅される前の受信中間周波信号と
する。

復調器２３に導かれた中間周波増幅器２２の増幅出力は
復調され音声信号となり、スピーカ５を介して拡声出力
される。

一方、レベル検出器２４に導かれた中間周波増幅器２２
の増幅出力は受信レベル（包絡線レベル）が検出され、
検出出力がアンテナ切多換え制御回路２５へ入力される
。アンテナ切り換え制御回路２５はこのレベル検出器２
４の検出した受信レベルと、３つの異なる既定レベルＬ
１〜Ｌ３．および既定時刻Ｔ１とを入力とし、アンテナ
選択判定器２９において受信レベルに応じたアンテナ選
択を行い、アンテナ選択信号とミュート作動信号を出力
する。

次にこのアンテナ切り換え制御回路２５を中心とした動
作について説明する。この発明においては、受信レベル
とそれに応じた受信状態から受信レベルを４つの領域に
分割し、それぞれの領域において期待できる効果を最大
限に発揮できる選択基準を適用するダイバーシチ受信を
行うようになっている。第１表に受信レベルによって分
割される領域と、それに対応する受信状態の一例を示す
。

前記アンテナ選択判定器２９に与えられている３つの既
定レベルＬ１〜Ｌ３はそれぞれの領域の境界に対応して
いる。

第１表 第１表において、領域１はレベル検出器２４の検出レベ
ルが既定レベルＬ１以上となる領域であシ、このレベル
は良好な受信状態を与えるレベルである。この領域では
クリック雑音があまシ生じないような受信レベルの領域
であシ、アンテナ切り換え雑音を考えれば、より受信レ
ベルの高いアンテナに切り換えるよりも現在のまま受信
をした方が望ましいような受信レベルの領域である。

領域２はレベル検出器２４の検出レベルが既定レベルＬ
２以上Ｌ１未満となる領域である。この領域ではクリッ
ク雑音が比較的頻繁に生じる領域であシ、アンテナ切り
換え雑音を許容してもアンテナ切り換えダイバーシチ受
信を行りた方が特性のよい受信が期待できる受信レベル
の領域である。

領域３はレベル検出器２４の検出レベルが既定レベルト
３以上Ｌ２未満となる領域である。この領域では受信電
界が低レベルであシ、レベル比較によるアンテナ切り換
えを行っても雑音による誤動作を生じる可能性の高い領
域であることから、受信レベルが両方ともこの領域に入
るような場合には、誤動作の防止、アンテナ切り換え雑
音の抑圧の観点から、比較的切り換えの頻度を抑えたダ
イバーシチ受信管行った方が望ましいような受信レベル
の領域である。

領域４はレベル検出器２４の検出レベルが既定レベルＬ
３未満の領域である。この領域では信号が雑音に抑圧さ
れてしまう受信不能な領域であシ、受信を続行するよシ
も、早く、この領域から抜け出した方が望ましい領域で
ある。

以上のことからアンテナ選択基準は領域１〜３に応じて
３種類用意し、領域４では受信レベル比較を繰シ返し、
他領域への遷移を図るアンテナ切り換え制御を行えば広
いダイナミックレンジに渡りて高品質なダイバーシチ受
信特性が実現できることが分かる。この発明においては
このような観点から３通シの選択基準を用意している。

なお、既定レベルＬ１．Ｌ２．Ｌ３の具体的な受信レベ
ルはＦＭもしくはＰＭの変調指数、復調方式によって異
なるため、本発明においては特に既定するものではない
が、適用するシステムの再生音声の受信状態が、第１表
の受信状態に対応するように既定されれば良い。

第２図にこの３通）の選択基準によるアンテナ選択ダイ
バーシチ受信状態・３つのレベル比較状態、並びに各状
態間の状態遷移の関係を表す状態遷移図を示す。同図に
おいてＡ−Ｆがそれぞれ状態を表し、（１０１）〜（１
１１）が状態遷移を表している。また、Ａ、Ｃ，Ｅがそ
れぞれ３つの選択基準によるダイバーシチ受信モードを
示し、Ｂ、Ｄ、Ｆがレベル比較モード（過度状態）を示
している。即ち、Ａ、Ｃ，Ｅはそれぞれ領域１〜３の受
信状態に対応したダイバーシチ受信モードに対応してい
る。

また、Ｆは領域４から抜は出すための連続的なレベル比
較（交互観測）モードに対応している。そして、Ｂ、Ｄ
は過度状態であり、つぎに遷移するダイバーシチ受信モ
ードを決定するための各受信アンテナの受信レベル比較
モードに対応している。

上記Ａ、Ｃ，Ｅのアンテナ選択基準、並びにＢ。

Ｄ、Ｆのレベル比較の方法を第２表に示す。

第２表 さらに、（１０１）〜（１１１）の各番号に対応する状
態遷移に関して、前の状態からの遷移条件、状態遷移後
のアンテナ選択法を第３表に示す。

第３表 第３表において（１０５）の遷移条件中の既定時刻Ｔ１
はフェージングの相関時間程度かその数倍程度であれば
良く、この発明で特に限定するものではない。この条件
は現在受信していないアンテナの受信レベルが現在受信
中のアンテナの受信レベルを上回っている可能性がある
ことを考慮して、よシ効果的なダイバーシチ受信を行う
ために付与された条件である。

また、レベル観測モードＦの状態にあるときは受信不能
であるので、アンテナ切り換え制御回路２５は復調器２
３に対してミエート作動信号を出力し、スピーカから不
要な雑音が発生するのを防止する。

なお、上記実施例ではアンテナが２本であるものを示し
たが、このアンテナは３本以上としてもよい。

また、上記実施例では、第１のメモリおよび第２のメモ
リをアンテナ選択判定器の機能と分離した場合について
説明したが、これらの機能をまとめてアンテナ選択判定
器に持たせるようにしてもよく、上記実施例と同様の効
果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、アンテナ切り換えに
伴うダイバーシチ受信の効果が入力レベルに応じて異な
ることを利用して、受信レベルに応じた複数のアンテナ
選択基準によってアンテナの切り換え制御を行うように
構成したので、レベル検出器は領域２においてのみ正確
に動作すれば、他の領域では既定レベルＬ１以上である
かＬ３以下であるかの判定さえできればよくなって、広
いダイナミックレンジに渡って動作するレベル検出器の
必要がなくなシ、かつ、広いダイナミックレンジに渡っ
て効果的な受信特性を実現することのできるアンテナ切
り換えダイバーシチ受信装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるアンテナ切り換えダ
イバーシチ受信装置を示すブロック図、第２図はその動
作を説明するための状態遷移図、第３図は従来のアンテ
ナ切り換えダイバーシチ受信装置を示すブロック図、第
４図はその優先回路の構成を示すブロック図、第５図は
この優先回路の動作を説明するための特性図、第６図お
よび第７図は従来のアンテナ切り換えダイバーシチ受信
装置の動作を説明するための波形図および特性図である
。 １はアンテナ（第１のアンテナ）、２はアンテナ（第２
のアンテナ）、３は切り換えスイッチ、４は受信機、２
４はレベル検出器、２５はアンテナ切・少換え制御回路
。 なお、図中、同一符号は同一　又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高速フェージング回線を介して伝送されるアナログ変調
   信号を受信する複数のアンテナと、前記複数のアンテナ
   のいずれか１つのアンテナ出力を、アンテナ選択信号に
   従って選択する切り換えスイッチと、前記切り換えスイ
   ッチによって選択された前記アンテナ出力を増幅・復調
   する受信機と、前記受信機の高周波入力に応じた受信レ
   ベルを検出するレベル検出器と、受信レベルに応じて用
   意された複数の選択基準から、あらかじめ与えられた既
   定レベルと前記レベル検出器の検出出力を比較すること
   によつて前記選択基準の選定を行い、選定された選択基
   準に基づいて前記アンテナ選択信号を生成し、前記切り
   換えスイッチに出力するアンテナ切り換え制御回路とを
   備えたアンテナ切り換えダイバーシチ受信装置。