JPH04504034A - 移動受信のための受信方法及び受信アンテナシステム - 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】 移動受信のための受信方法及び受信アンテナ・システム本発明は、複数の個別受 信アンテナを有し、個別アンテナ信号及び／又はアンテナ信号のリニアな結合か ら合信のための受信方法に関する。本発明は更に、複数の個別受信アンテナ、ア ンテナ信号及び／又はアンテナ信号から形成されるリニアな結合を加算する加算 回路および受信回路を有する移動受信のための受信アンテナ・システムに関する ものである。

移動受信において、例えば自動車内でラジオ及び／又はテレビジョン放送を受信 する時、受信を可成り害する受信妨害が発生する。このような受信妨害は、ラジ オお達することによる。このいわゆる多重通路受信は、ラジオ又はテレビジョン の電波が送信機から直接アンテナに到達するばかりではなく、例えばビルディン グで反射され他の通路に沿って受信アンテナに同様到達することから起こる。受 信アンテナで受ける複数信号に対する受信通路は、種々の長さを有するので、ラ ジオまたはテレビジョン信号において、得に周波数変調された搬送波をもつ信号 では混信妨害が起こり、そのため合成搬送波は振幅変調および位相変調を受ける 。これは可成り受信を妨害するうるさい受信妨害となり、アンテナがくり出し型 アンテナ、電子的な短いロッド・アンテナあるいは電子的なディスク・アンテナ の何れであろうと、その型に関係なく物理的状態によって起こる。

米国特許４．０７９．３１８号は、例えば電話の広帯域伝送、多重操作における テレビジョン及び／又はデータ信号等固定受信のための受信アンテナ・システム を開示している。このアンテナ・システムは、２つの受信アンテナを有し、その 出力信号は加算されて合成信号すなわち結合信号を作り、受信回路に与えられる 。アンテナ信号の一方は、加算される前に比較的低周波で位相変調される。

受信回路から取り出された中間周波信号を復調することにより、合成信号と位相 変調した個別信号間の位相差が得られ、前記位相差は前記アンテナ信号が合成信 号と同位相になるような方法で１つのアンテナ信号の位相位置を調整するために 使いうる。このようにしてダイパーシティ・システムの受信特性は固定アンテナ ・システムに対して改善することがてきる。

先行して公告されてはいないが現出願と同じ出願人から出され、内容が本出願の 主題の一部になっている先行のドイツ特許出願Ｐ３．７３７．０１１号の中で、 移動受信用、特に自動車内のラジオ受信のための受信方法が提案され、その中で 同様に個別受信アンテナにより供給される複数のアンテナ信号またはアンテナ信 号のリニアな結合が結合されて合成信号を生成する。時系列における１個だけで なく数個のアンテナの信号またはリニア結合の信号を高周波補助変調の手段によ り対応する変調を行い、続いて合成信号を振幅に関しまた周波数または位相に関 して復調することにより、振幅量の差および個別の信号と合成信号間の位相の位 置が測定され、また個々のアンテナ信号またはリニア結合信号のそれぞれの位相 に依存して個別の信号の位相位置が合成信号の位相位置に一致するように調整さ れる。この事がダイパーシティ・アンテナ・システムの動特性、特に移動操作中 における動特性を改善するのである。

両方法ともアンテナ信号またはリニア結合信号を加算する加算回路を有する。し かし加算器はつぎのような特性を有する、１つの入力に電圧が存在しないとき、 すなわち１つのアンテナに受信電力が発生していないとき、他のアンテナの受信 電力は前記入力へ一部反射される。

−例えばもしｎ個のアンテナ入力があって唯１つの信号が、実質的に対称構造の 加算回路の１つの入力に存在する場合、全受信電力内１／ｎのみが加算回路の出 力まで通過し、全受信電力のｎ−１／ｎは入力に向って再び反射される。従って アンテナ入力の内少くとも１つで入力電力が発生しないとき、受信回路で利用で きる受信電力は従来の受信アンテナ・システムにおいては小さくなる。入力への 電力のこの反射、従って受信回路へ供給される合成信号の低減は、前記アンテナ がシステムの全電力に全く寄与しないか殆んど寄与しないときアンテナをシステ ムから完全に切離すことにより回避できる。しかしこの切離した信号についての 情報がシステム内でもまた得られないので、十分な受信電力が再び前記アンテナ で発生するときに対応する接続ができない。

従ってこの発明は、最初に述べた型式の受信方法および受信アンテナ・システム を提供するという問題に基づいており、それは個別のアンテナが故障のときでも 個別アンテナの受信電力が受信に対して最適な方法で利用でき、そのためシステ ムには以上の状況にもかかわらず故障アンテナの信号については常に情報が伝達 される。

この問題は、次のような受信方法により本発明に従って解決されるが、それは、 サンプル信号が個別アンテナの又はリニア結合の信号から抽出され、特定の抽出 されたサンプル信号が補助変調により振幅変調及び／又は位相変調され、そして 合成信号に付加され、その合成信号は受信回路中て増幅、選択され且つ復調され たサンプル信号により影響され、それにより合成信号に対してそれぞれ個別信号 の振幅及び／又は位相が決定され、且つそれぞれのアンテナ又はリニア結合の信 号が、決定された振幅及び／又は決定された位相に依存して影響されるというも のである。アンテナのまたはリニア結合の信号自体を変調しないてサンプル信号 を取り出し前記信号を変調し且つそれを上記のごとく評価するという本発明の特 徴により、たとえ個別アンテナのまたはリニア結合の信号が合成信号に寄与しな いとき、またはアンテナ・システムが一時的に完全に切り離されたときでさえ、 入来アンテナ信号またはリニア結合信号についての情報が受信システム内で得ら れる。従って、個別アンテナのまたはリニア結合の信号から取り出したサンプル 信号を処理することにより、個別信号について連続して得られる情報を無しです ませねばならないということはしな（ても、受信システムの実質的に一層広範で 且つ一層効果的な制御および調整ができる。

本発明の好ましい実施例によれば、個別アンテナのまたはリニア結合の信号は合 成信号に対するサンプル信号るように位相及び／又は振幅が絶えず変化されると 言うものである。このように合成信号を最適化することに関して、それぞれのア ンテナのまたはリニア結合の信号を制御し調整することにおいて大きな自由度が 得られる。

例えば、それぞれのアンテナのまたはリニア結合の信号は、その位相を合成信号 の位相に対して連続的にあるいはまた不連続的に、例えば３０°、４５°、また は９０°のように変更することが可能である。

本発明の特に有利な実施例によれば、それぞれのアンテナのまたはリニア結合の 信号はその電力が所定のしきい値以下に低下するとき切り離される。この実施例 の特別の利点は、既に述べたごとく加算回路の入力端では電力の反射が生じない ようにその回路の入力を不活性にすることにある。残るアンテナのまたはリニア 結合の信号の受信電力は、そのため最適に利用される。この事は更にまた、小電 力の、アンテナのまたはリニア結合の信号のノイズ成分が、調整するのではなく て、全ノイズに何等の寄与もしないということを保証する。

もちろん数個のアンテナのまたはリニア結合の信号の電力が所定のしきい値以下 に低下したとき、これらの信号を切り離すことができる。この発明に従ってそれ ぞれのアンテナのまたはリニア結合の信号からサンプル信号を取り出すことによ り、切り離されたアンテナのまたはリニア結合の信号を、もしそれらの電力が所 定のしきい値を越えると直ちに再度接続できるように、これらの信号についての 情報か受信システムで連続的に得られることが、これらの場合に保証される。

取り出されたそれぞれのサンプル信号にとって無搬送波変調、好ましくは両側波 帯変調を受けることは、ここでは特に有利である。本発明のこの構成は、搬送波 に対して何の関係も存在しないこと、それゆえ関係は合成信号に対するもののみ が存在すること、という利点を有する。それ故に、更に別の実施例によれば、無 搬送波変調を受けたサンプル信号を９０°位相回転をして及び、位相回転をしな いで合成信号に供給することが可能である。

これの意味することは、単に９０°の位相回転により振幅変調から位相変調への 変更がなされ、これにより振幅変調と位相変調の機能が交換される。振幅変調器 または位相変調器は次に、合成信号に対するサンプル信号の実数部分と虚数部分 、従ってまたそれぞれのアンテナのまたはリニア結合の信号の振幅と位相とを時 系列で、単独に決定することができる。この事は、復調のための回路コストを半 分にすることができる。

それぞれのサンプル信号が時系列的に繰り返し取り出すことは有利である。繰り 返し期間の間、その長さはその時の条件および所望する切替速度によって選択で き、それぞれのアンテナのまたはリニア結合の信号はすべてこのように一度は評 価を受け、上記各部分または電力が合成信号とどの程度に深い関係にあるかを決 定する。それぞれのアンテナのまたはリニア結合の信号の制御また、は調整は繰 り返し周期毎に可能である。

本発明の更に有利な実施例は、位相変調及び／又は振幅変調されたサンプル信号 の供給の前で且つ受信回路の前で、サンプル用合成信号が合成信号から取り出さ れる点にある。サンプル用合成信号の取り出しが、各アンテナのまたはリニア結 合の信号のサンプル信号取り出し期間毎に実施されることが好ましい。このよう にして較正を行なうことができる。決定された位相角及び／又は決定された振幅 は、復調器により電子メモリ内に、例えば処理装置中に記憶され、それゆえサン プル信号を評価する際それを参照できる。このことは、温度で誘起された、ある いは経年で誘起された変化および組織的な変動が測定でき且つ修正できることを 意味する。これが製造における複雑な調整操作を省き、たとえ十分安定でない構 成部分および素子を使ったときでさえ回路の長時間の動作を改善することができ る。

本発明の更に別の実施例によれば、それぞれのサンプル信号及び／又はサンプル 合成信号及び／又は変調を受けた特定のサンプル信号の位相切替を行う瞬間およ び継続は、処理装置により制御される。処理装置の入力信号は、復調器の出力信 号であり、この出力信号はアナログ−ディジタル変換器中でディジタル信号に変 換される。

特に同じ処理装置が更に好ましくは、合成信号に対する重みに関しサンプル信号 を評価するために使用できるが、またサンプル信号の評価に依存してそれぞれの サンプル信号の位相及び／又は振幅の変更のため、及び／又はそれぞれのアンテ ナのまたはリニア結合の信号の切り離しのためにも使用できる。

設定されている課題は、初めに説明した型式の受信アンテナ・システムをもつ本 発明によれば、以下によっても解決される、それは、それぞれのサンプル信号を 取り上げる回路と、補助変調によりサンプル信号を変調する変調器と、変調され たサンプル信号により影響され受信回路中で増幅され且つ選択された合成信号を 復調する復調器と、決定された振幅及び／又は決定された位相に依存してそれぞ れのアンテナのまたはリニア結合の信号に影響を与える制御回路と、をもつ。こ のようにして、任意の時間にサンプル信号を取り出すことにより、それぞれのア ンテナのまたはリニア結合の信号がアンテナ・システムから完全に切り離されて いる時でさえ、各々のアンテナのまたはリニア結合の信号についての情報が連続 的に得られる。この方法で全アンテナ・システムの制御と調整に対する自由度が 拡大される。

本発明の便利なまたは別の展開によれば、各々の場合にスイッチが設けられてお り、それは制御回路がスイッの信号を受信アンテナ・システムから切り離すもの で、サンプル信号取り出し回路の後にある。既に述べたように、受信アンテナ・ システム用の本件の回路配置を用いれば、連続的な信号モニタなしですませねば ならないという事もなしに各々のアンテナのまたはりニアア結合の信号を完全に 切り離すことがこのようにしてでき、それゆえ、前記入力における反射は起こり 得ない。この方法で残るアンテナのまたはリニア結合の信号の受信電力は、その 後の処理のため最適に利用されることになる。

本発明のなお別の展開は、制御回路が各々のアンテナのまたはリニア結合の信号 用の各位相回転部材に接続されていることに特徴がある。復調後サンプル信号の 評価結果に依存して各アンテナのまたはリニア結合の信号は、その位相が関連の 位相回転部材により合成信号すなわち加算信号の方向に回転される。

既に述べたように振幅変調から位相変調への切り替えが、単に位相を９０°回転 させるだけで行うことができるように、変調器がサンプル信号に対して無搬送波 変調を行うことが好都合である。この変調器は両側波帯変調器（例えばリング変 調器）であることが好都合である。９００の位相切替により、振幅変調または位 相変調に対して選択的に応動できる単一の変調器のみを使って、且つ測定段の数 を２倍にして、サンプル信号の実数部分と虚数部分の両方、従ってまた振幅と位 相を決定することができる。この事は実質的に回路経費を減らす。更に受信回路 の周波数復調器は、また印加した補助変調を復調するためにも使用できる。その 理由は、振幅情報が９０°移相したサイクル中の位相情報として存在するからで あり、従って信号は受信回路のリミツタ段の後でターン・オフできる。

サンプル信号取り出し回路が切替スイッチ（サンプル信号切替スイッチ）に接続 されていることが好ましく、それにより後者がサンプル信号取り出し回路の時系 列にある各出力信号を繰り返し変調にかけるためである。サンプル信号切替スイ ッチの制御信号は、制御回路により作られ、そして制御回路による問い合わせお よび評価を一層低い頻度であるいは一層高い頻度で行うかの状況に応じて修正す ることができることが好ましい。

特に、無搬送波変調用変調器と共にその出力が交互切替スイッチにより直接また は９０°位相器経由で加算回路の出力線に接続されていることは便利である。交 互スイッチの切替頻度は、切替が１つのサンプル信号からもう１つのサンプル信 号に行われる頻度の２倍の高さである。

換言すれば、交互切替スイッチの切替頻度はサンプル信号切替スイッチの頻度の ２倍の大きさである。

本発明のなお別の優れた展開は、加算回路の出力がサンプル信号切替スイッチの 端子に接続されている点にある。この方法によれば既に上で述べたように較正が 可能である。

制御スイッチはマイクロ処理装置であるか、またはそ”のような処理装置を有す ることが好都合である。

本発明を一実施例の模式図の助けにより下文で詳細に説明する。

それぞれのアンテナ１−１．１−２．・・・ｕｎのアンテナ信号はマトリックス 回路２に到達し、その各出力においてアンテナ出力信号のそれぞれのリニア結合 が得られる。このようなマトリックス回路は一般に知られており、例えばＥＰ− Ａ２０２０１９７７に記載されているので、ここでは詳に述べる必要はない。マ トリックス回路２の出力は各位相回転部材３−１．３−２．・・・３−ｎの入力 に接続されている。

位相回転を制御する信号は、以下の文に詳細に説明する態様でバス線４を経由し てそれぞれの位相回転部材３−１゜３−２．・・・３−ｎに供給される。位相回 転部材３−１．３−２．・・・３−ｎの出力は、サンプル信号取り出し回路５− １．５−２．・・・５−ｎに接続され、その各々に信号サンプルが入力され、サ ンプル信号切替スイッチ７の端子に印加される。位相回転部材３−１．３−２． ・・・３−ｎの出力信号は、各サンプル信号取り出し回路５−１．５−２．・・ ・５−ｎを経て、バス線９により接続されているスイッチ８−１．８−２．・・ ・８−ｎまで通過し、それぞれのアンテナのまたはリニア結合の信号を加算回路 １０まで通過させるか、または前記信号を対応するインピーダンス１１−１．１ １−２．・・・　Ｊｕｎを経て成端する。サンプル信号切替スイッチ（デマルチ プレクサ）７の出力は、無搬送波変調用の変調器１２、すなわち両側波帯変調器 に接続され、そこではサンプル信号切替スイッチ７により通過したサンプル信号 は変調を受け、補助周波数ｆ）ｌは補助周波数発生器１３により変調器１２の供 給される。変調器１２の出力信号は、交互スイッチ１４の２つのスイッチ端子に 供給されるが、一方は直接に、他方は９０’位相回転部材１５経出で与えられて いる。交互スイッチ１４は変調器１２の出力信号を直接または９０°位相回転部 材１５を経由しラジオ受信機の受信回路１６に接続されている加算回路１０の出 力線に切替え出力する。交互スイッチ１４の出力と加算回路ＩＯの出力との間に は結合インピーダンス１７がある。

ステレオの多重信号は、ＦＭ復調器の直後で受信回路１６から取り出され補助周 波数フィルタ１７に供給され、そこで補助周波数成分が濾波で除去される。補助 周波数フィルタ１７に続く同期復調器１８は、受信回路１６内で符号決定時に起 こる可能性のある望ましくない変換生成物を一層よく選別し分離するために役立 つ。補助周波数発生器１３により発生された補助周波数信号は、同様に同期復調 器１８に供給される。同期復調器１８の出力信号は、アナログ／ディジタル変換 器１９を経由してディジタル信号として処理器２０まで通過する。処理器２０は 線２１および２２経由で唯一の信号切替スイッチ７および交互スイッチ１４を制 御し、位相回転部材３−１．３−２．・・・３−ｎを制御するためのバス線４は 同様に処理装置２０に接続されている。

同期復調器１８の出力信号は、サンプリング信号回路５−１、５−２．・・・５ −ロを経て取り出したそれぞれサンプル信号の振幅と位相についての情報、従っ てまた各々のアンテナのまたはリニア結合の信号についての情報を時系列で包含 している。この情報から、また処置装置により制御されるサンプル信号切替スイ ッチ７および同様に処理装置２０により制御される交互スイッチ１４の位置から 、各々のアンテナ信号の振幅および位相が処理装置２０内で測定される。測定結 果に依存して、それぞれの位相回転部材３−１．３−２．・・・３−ｎは、電力 追加が加算回路１０内で起こるようにパス線４を経由して設定される。あるアン テナ信号またはあるアンテナ信号のリニア結合の信号電力が、所定のしきい値以 下に低下したことを処理装置が判定するとき、電力が前記入力枝路へ反射される ことを避けそれにより合成信号の全電力が減少することを防止するために、処理 装置はバス線９を経てスイッチ８−１．８−２．・・・８−ｎにより前記アンテ ナのまたはリニア結合の信号を切り離す。

本発明による回路の更に便利な拡張は、加算回路１０の出力をサンプル信号切替 スイッチ７の端子に接続することにより得られる。この方法で実際の合成信号は 試験サイクルにつきその都度試験され、サンプル取り出しをしＪそれにより較正 することを可能にしている。処理装置２０のメモリ内で、同期復調器１８の出力 信号に包含される位相角及び／又は出力信号に包含される振幅は記憶され、各々 のアンテナのまたはリニア結合の信号のサンプリングに対する基準を与える。

国際調査報告 国際調査報告 ＤＥ　８９００４８８

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．複数の個別受信アンテナを有し、個別アンテナ信号及び／又はアンテナ信号 のリニアな結合から合成信号が作られて受信回路に与えられるところの移動受信 のための受信方法であって、 サンプル信号が個別アンテナのまたはリニア結合の信号から抽出され、 特定の抽出されたサンプル信号が補助変調によって振幅変調または位相変調され 、そして合成信号に付加され、 その合成信号は受信回路内で増幅・選択され且つ復調されたサンプル信号によっ て影響され、それにより合成信号に対するそれぞれの個別信号の振幅及び／又は 位相が決定され且つそれぞれのアンテナのまたはリニア結合の信号が決定された 振幅及び／又は決定された位相に依存して影響される ことを特徴とする受信方法。 ２．前記それぞれのアンテナのまたはリニア結合の信号は、前記信号が合成信号 に最適の寄与をするような方法で合成信号に対するサンプル信号の評価に依存し て位相及び／又は振幅が連続的に修正されることを特徴とする請求項１にしたが った受信方法。 ３．前記それぞれのアンテナのまたはリニア結合の信号は、その電力が所定のし きい値以下に低下したとき切り離されることを特徴とする請求項１または２にし たがった受信方法。 ４．前記取り出されたそれぞれのサンプル信号が、無搬送波変調を受けることを 特徴とする請求項１から３までのいずれかにしたがった受信方法。 ５．前記取り出されたそれぞれのサンプル信号が両側波帯変調を受けることを特 徴とする請求項４にしたがった受信方法。 ６．前記無搬送波変調を受けたサンプル信号は、位相回転なしでおよび９０°の 位相回転をされて合成信号に供給されることを特徴とする請求項４または５にし たがつた受信方法。 ７．前記それぞれのサンプル信号が時系列で繰り返し取り出されることを特徴と する請求項１から６までのいずれかにしたがった受信方法。 ８．サンプル合成信号が、位相変調及び／又は振幅変調されたサンプル信号の供 給前および受信回路の前で、合成信号から取り出されることを特徴とする請求項 １から７までのいずれかにしたがった受信方法。 ９．前記それぞれのサンプル信号及び／又はサンプル合成信号の取り出し及び／ 又は変調を受けた特定のサンプル信号の位相切替の瞬間及び／又は順序が処理装 置によって制御されることを特徴とする請求項１から８までのいずれかにしたが った受信方法。 １０．前記合成信号に対する重みに関してサンプル信号の評価が処理装置により 行われることを特徴とする請求項１から９までのいずれかにしたがった受信方法 。 １１．前記それぞれのサンプル信号の位相及び／又は振幅の変化が、サンプル信 号の評価に依存して制御され及び／又はそれぞれのアンテナのまたはリニア結合 の信号の切り離しが、その電力が所定のしきい値以下に低下した時に行われるこ とを特徴とする請求項１から１０までのいずれかにしたがった受信方法。 １２．複数の個別受信アンテナ、アンテナ信号及び／又はそれから作られるリニ ア結合を加算する加算回路および受信回路を有する移動受信のための受信アンテ ナ・システムであって、 それぞれのサンプル信号取り出し回路（５−１，５−２，５−ｎ）、 取り出されたサンプル信号を補助変調信号で変調する変調器（１２）、 変調されたサンプル信号により影響され、受信回路（１６）内で増幅・選択され た合成信号を復調する復調器（１８）、および 決定された増幅及び／又は決定された位相に依存して、それぞれのアンテナのお よびリニア結合の信号に影響を与える制御回路（２０） を有することを特徴とする受信アンテナ・システム。 １３．サンプル信号取り出し回路（５−１，５−２，・・・５−ｎ）の後に制御 回路（２０）が信号をスイッチ（８−１，８−２，・・・８−ｎ）に与えるたび ごとに受信アンテナ・システムからのそれぞれのアンテナのまたはリニア結合の 信号を切り離すスイッチ（８−１，８−２，・・・８−ｎ）が設けられているこ とを特徴とする請求項１２にしたがった受信アンテナ・システム。 １４．前記制御回路（２０）が、それぞれのアンテナのまたはリニア結合の信号 用のそれぞれの位相回転部材（３−１，３−２，・・・３−ｎ）に接続されてい ることを特徴とする請求項１２または１３にしたがった受信アンテナ・システム 。 １５．前記変調器（１２）がサンプル信号に無搬送波変調を行うことを特徴とす る請求項１２から１４までのいずれかにしたがった受信アンテナ・システム。 １６．前記変調器（１２）が両側波帯変調器であることを特徴とする請求項１５ にしたがった受信アンテナ・システム。 １７．前記それぞれのサンプル信号取り出し回路（５−１，５−２，・・・５− ｎ）が切替スイッチ（サンプル信号切替スイッチ）（７）に接続されていること を特徴とする請求項１２から１６までのいずれかにしたがった受信アンテナ・シ ステム。 １８．前記サンプル信号切替スイッチ（７）の制御信号が制御回路（２０）によ り作られることを特徴とする請求項１２から１７までのいずれかにしたがった受 信アンテナ・システム。 １９．前記変調器（１２）の出力が、交互切替スイッチ（１８）により加算回路 （１０）の出力線に直接にまたは９０°位相器（１を経由して交互に接続される ことを特徴とする請求項１２から１８までのいずれかにしたがった受信アンテナ システム。 ２０．前記加算回路（１０）の出力が、サンプル信号切替スイッチ（７）の端子 に接続されていることを特徴とする請求項１２から１９までのいずれかにしたが った受信アンテナ・システム。 ２１．前記制御回路（２０）がマイクロ処理装置を有することを特徴とする請求 項１２から２０までのいずれかにしたがった受信アンテナ・システム。