JPH0474044A - ２相ｐｓｋ復調回路 - 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、２相ＰＳＫ変調された受信波を復調するため
の２相ＰＳＫ復調回路に関するものてあり、例えば、電
波を用いた移動体識別システムや移動無線システムに利
用されるものである。

［従来の技術］ 従来、搬送波に０又はπの位相変調をかけることにより
、０又は］のデータを伝送するようにした２相ＰＳＫ（
Ｐｈａｓｅ　５ｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ）変調方式が知
られている。また、この２相ＰＳＫ変調された受信波を
復調するために、送信波として使用した基準位相搬送波
を受信波と混合して、その位相差成分を検出する同期検
波方式（ホモダイン方式）が用いられている（特願昭６
１１０１３３４号出願参照）。このような２相ＰＳＫ変
調方式とその同期検波方式は、電波を用いた移動体識別
システムの変復調方式として好適である。

第５図は従来の一般的な移動体識別システムの概略構成
図である。固定局に設けられた質問器２０は、移動体に
設けられた応答器３０が質問器２０の交信エリアＫを通
過する間に、マイクロ波等の信号波を用いて、交信エリ
アに内に存在する応答器３０から送出されるデータ（例
えば、応答器３０の識別番号等）を読み取るものである
にのような移動体識別システムでは、応答器は移動体に
取り付けて使用されるものであるから、応答器の低消費
電力化、小型軽量化が必須の課題となる。このため、応
答器の内部に搬送波の発振回路を設けることは望ましく
なく、従来の移動体識別システムにおいては、応答器か
ら質問器へのデータ伝送方式として、反射型ＰＳＫ変調
方式が用いられている（特公昭６０−２７０７７号公報
参照）。

第５図は従来の反射型ＰＳＫ変調方式の原理図である。

質問器２０のアンテナ２１から送出された無変調の搬送
波Ｓ１は、応答器３０のアンテナ３１で受信され、終端
回路３２に到達し、反射して再びアンテナ３１から質問
器２０へ向けて送出される。このとき、終端回路３２は
スイッチ３３により終端インピーダンスを短絡状態と開
放状態に切り替えることがてき、このスイッチ３３の切
り替えにより２相のＰＳＫ変調をかけるものである。質
問器２０はＰＳＫ変調のかかった反射波Ｓ。

をアンテナ２２て受信し、混き器２３で元の搬送波Ｓ１
と混合して、その混合出力の低周波成分として、両波ｓ
、、Ｓ２の位相差成分を取り出す。２４は混合器２３に
元の搬送波ＳＩを与えるための局部発振器てあり、２５
は混合出力を増幅する増幅器である。混合器２３の出力
信号Ａ　（ｔ）は次式％式％ 上式において、Ａは質問器側の受信レベルに依存する振
幅であり、φ（Ｌ）は応答器側のＰＳＫ変調による位相
変化成分、θは伝送路の長さに依存する位相差成分であ
る。つまり、質問器２０は応答器３０に向けて基準位相
搬送波Ｓ１を送信するが、この信号を応答器３０が受信
したときには、質問器２０と応答器３０との距離に応じ
た位相差θ／２が生している。そして、応答器３０では
、受信した搬送波にＯまたはπの位相変調φ（１）をか
けて質問器２０に向けて返信するが、この信号を質問器
２０が受信したときにも、質問器２０と応答器３０との
距離に応じた位相差θ／２が生している。質問器２０で
は、この受信波Ｓ２を、送信した基準位相搬送波Ｓ１と
混合して、その位相差成分に応じた出力信号Ａ　（ｔ）
を抽出することになるが、抽出される出力信号Ａ　（ｔ
）には、応答器３０において位相変調された０又はπの
位相変化成分φ（１＞のほかに、質問器２０と応答器３
０との距離に応じた位相差成分θが含まれることになる
。したがって、応答器３０の移動により、質問器２０と
応答器３０の距離が変化した場合には位相差成分θが変
化し、混合器２３の出力信号Ａ　（ｔ）の大きさが変動
するという問題がある。例えば、位相差成分θがｍπ（
ｍ＝ｏ、±１．±２．・・・）である場合には、φ（１
）がＯであるかπであるかによって、出力信号Ａ　（ｔ
）は＋Ａまたは−Ａとなり、検波出力は最大となる。一
方、位相差成分θが（ｍπ＋π／２）である場合には、
出力信号Ａ　（ｔ）は常に零となり、検波が不可能とな
る。このため、応答器３０の位置によって交信不能領域
（プツトゾーン）が発生してしまうという問題がある。

本発明はこめような点に需みてなされたちのてあり、そ
の目的とするところは、２相ＰＳＫ変調された受信波を
基準位相搬送波と混合して、その位相差成分を検出する
２相ｐｓＫｆｉｇ回路において、伝送路の長さに関係な
く、常に安定した復調出力が得られるようにすることに
ある。

［課題を解決するための手段］ 本発明にあっては、上記の課題を解決するために、第１
図に示すように、２相ＰＳＫ変調された受信波Ｓ２を基
準位相搬送波Ｓｌと混合して両波の位相差に応した信号
を検出する復調回路において、受信波Ｓ２と基準位相搬
送波Ｓ１のうち一方の位相ごジフトさせる移相器１と、
前記移相器１による移相量を２相ＰＳＫ変調信号の周期
よりも短い周期τで切り換える切換回路２と、前記移相
器１により一方の位相がシフトされた受信波ｓ２と基準
位相搬送波Ｓ１を混合して両波の位相差に応じた信号Ａ
　＜ｔ）を出力する混合器３と、前記混合器３の出力信
号Ａ　（ｊ）を前記切換回路２の周期τに応じた時間（
例えば２τ）遅延させる遅延回路５ヒ、前記混合器３の
出力信号と前記遅延回路５の出力信号の極性を比較する
極性比較器６とを有することを特徴とするものである。

なお、第１図に示す回路構成では、混合器３の局部発振
信号となる基準位相搬送波Ｓ＋の側に移相器１を挿入し
ているが、受信波Ｓ２の側に移相器１を挿入しても楕わ
ない。

また、移相器１て与える位相差は（π／２）の倍数であ
ることが最も望ましいが、厳密に（π７／２）の倍数で
ある必要は無い。

［作用］ 本発明にあっては、このように、受信波Ｓ２と基準位相
搬送波Ｓ、のうち一方の位相をシフトさせる移相器１を
設けて、この移相器１による移相量を２相ＰＳＫ変調信
号の周期よりも短い周期τで切り換えるようにしたから
、混合器３により受信波Ｓ２と基準位相搬送波Ｓ１を混
合すると、２相ＰＳＫ変！Ｉ！ｌ信号の周期内において
必ず両波の位相差に応じた信号の振幅が得られる。そし
て、遅延回路５により混合器３の出力信号を周期τに応
じた時間（例えば２τ）遅延させて、極性比較器６によ
り混合器３の出力信号Ａ　（Ｌ）と極性を比較すること
により、２相Ｐ　Ｓ　Ｋ変調信号の変化点を検出するこ
とができる。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例のブロック図である。

ＰＳＫ変調された受信波Ｓ２は混合器３の一方の入力と
されている。また、基準位相搬送波Ｓ、は、第１及び第
２の移相器１　ｍ、　１　ｂを介して混合器３の他方の
入力とされている。第１の移相器１ａては、Ｏ又はπの
位相シフトが与えられ、第２の移相器１ｂでは、０又は
π／２の位相シフＩ・が与えられる。各移相器１ａ、１
ｂは切換回路２により位相シフト（移相ｆＥ）を選択可
能とされている。したがって、第１及び第２の移相器１
ａ、ｌｂを合わせた移相器１の全体としては、０、π／
２、π、３π／２のいずれかの位相シフトを選択的に与
える二とができる。本実施例ては、位相シフトが所定の
周期τごとにπ／２ずつ増加するように切換回路２で制
御しており、移相器１による位相シフトをベクＩ・ルで
表現した場合には、反時計方向にヘクトルが回転してい
ることになる。この位相シフトをψりｔ）とし１、移相
器１の入力をＳ　、　＝　Ａ　、５ｉｎ（ωｔ）とする
と、移相器１の出力はＡ＋５ｉｎ（ωｔ＋ψ（ｔ））と
なる。これを混合器３により受信波Ｓ２−”Ａ）Ｓｉｎ
（ωＬ＋φ（１＞＋θ）と混合すると、その低周波成分
として、基準移相搬送波Ｓｌと受信波ｓ２どの位相差成
分が混合器３の出力信号Ａ（ｔ）−Ａｃｏｓ（φ（１）
−ψｍ＋θ）として得られる。この出力信号Ａ（ｔ）は
、ＩＰアンプ４により増幅されて、極性比較器６の一方
の入力とされると共に、遅延回路５の入力となる。ここ
で、遅延回路５は例えばシフトレジスタで構成されてお
り、前記切換回路２の周期τの２倍の時間２τにわたり
混合器３の出力信号を遅延させる。この遅延回路５の出
力信号は、極性比較器６の他方の入力とされている。極
性比較器６は一方の入力と他方の入力との積の極性を示
す信号Ｂ　（Ｌ）を出力する。

以下、本実施例の動作について説明する。第２図（、）
はθ≠０．π／２．π、３π／２の場合の動作波形図て
あり、第２図（ｂ）はθ−０．π／２．π、３π、′２
の場合の動作波形図である。変調信号φ（１）グ）周期
よりも短い周期τで移相器１の位相シフト（移相ｉ）を
切り換えると、第２図（ａ）の場合には、位相シフトが
π増加する毎に、つまり、時間２τが経過する毎に、混
合器３の出力信号Ａ　（ｔ）の極性が反転する。また、
出力信号Ａ　（ｔ）は、変調信号φ（１）の変化点にお
いても極性が反転する。このため、極性比較器６の出力
信号Ｂ　（ｔ）は、変調信号φ（ｔ）の変化点から２τ
の時間にわたって正の極性となり、その他の場合には、
常に負の極性となる０次に、第２図（ｂ）の場合には、
位相シフトがπ／２増加する毎に、混合器３の出力信号
Ａ（１＞の振幅がゼロの状態とゼロでない状態とが交互
に生しる。振幅がゼロてない状態では、混合器３の出力
信号Ａ　（ｔ）の極性は、交互に正／負に切り換わる。

ただし、変調信号φ（１）の変化点では、振幅がゼロて
ない出力信号Ａ　（ｔ）の極性は反転しない。このため
、極性比較器６の出力信号Ｂ（ｔ）は、変調信号φ（Ｃ
）の変化点てはτの時間にわたって正の極性となり、そ
の他の場合には、負の極性となる。ただし、この出力信
号Ｂ　（ｔ）もτの時間毎に振幅がゼロの状態とゼロで
ない状態とが交互に切り換わることになる。

第３図は本発明の他の実施例のブロック図である。本実
施例では、第１図に示した実施例において、第１の移相
器１ａを省略し、第２の移相器１ｂのみを使用したもの
である。この移相器１ｂでは、切換回路２の制御下でＯ
又はπ／２の位相シフトが与えられる。

以下、本実施例の動作について説明する。第４図（、）
は０〈θくπ／２の場合、第４図（ｂ）はπ７／２くθ
くπの場合、第４図（ｃ）はπくθく３π／２の場合、
第４図（ｄ）は３π／２〈θく２πの場合の動作波形図
であり、第４図（ｅ）はθ−０，π／２の場合、第４図
（「）はθ＝π、３π／２の場合の動作波形図である。

上記各図に示すように、０くθてπ／′２又はπ〈θ〈
３π／２の場合には、位相シフトがＯ又はπ／２に切り
換わっても、混合器３の出力信号Ａ　（ｔ）の極性は反
転しないが、π／′２てθ〈π又は３π／２くθく２π
の場合には、位相シフｈが０又はπ／２に切り換わる度
に、混合器３の出力信号Ａ　（ｔ）の極性が反転する。

しかしながら、いずれの場合にも、出力信号Ａ　（Ｌ）
を２τの時間遅延さぜな信号と出力信号Ａ　（ｔ）との
積の極性は、変調信号φ（１）の変化点でのみ２τの時
間にわたり負の極性となり、その他の場合には、常に正
の極性となる。これが極性反転器６の出力信号Ｂ　（ｔ
）となる。θ−〇、π／２又はθ−π３π／２の場自に
Ｌ出力信号Ｂ　（ｔ）の極性は上記と同様となるが、こ
れらの場合には、出力信号Ｂ（Ｌ）の振幅がゼロの状態
とゼロでない状態とが時間τ毎に切り換わることになる
。

なお、２相Ｐ　Ｓ　Ｋ変復調方式では、変調信号φ（Ｌ
）が０．πであるときに、検波信号Ａ　（ｔ）がそれぞ
れ正、負となるのが、負、正となるのかは判らない。そ
こで、送信信号の１，０と受信信号の１．０とを対応さ
せる必要がある場合には、ＦＳＫ変調変調方式用併用こ
とが一般的である。つまり、伝送信号が１である場合に
は、第１の周期でφ（１）をＯ１πに切り替えて、伝送
信号がＯである場合には、第２の周期でφ（１）をＯ１
πに切り替えるものである。このため、混合器３から出
力される出力信号Ａ（ｔ）は、所定の周期で正、負に交
番する矩形波信号となるものである。切換回路２ては、
この周期よりも短い周期τで移相器１の移相量を切り換
えるものである。これにより、極性比較器６からは変調
信号φ（１＞の変化点でのみ所定の極性の出力信号Ｂ　
（ｔ）が得られるから、・この変化点が第１の周期で検
出されるか、第２の周期で検出されるかを判定すること
により、１又はＯの伝送信号を判別することができるも
のである。

［発明の効果コ 本発明にあっては、上述のように、２相ＰＳＫ変調され
た受信波を基準位相搬送波と混合して両波の位相差に応
じた信号を検出する復調回路において、受信波と基準位
相搬送波のうち一方の位相をシフトさせる移相器を設け
て、この移相器による移相量を２相Ｐ　Ｓ　Ｋ変調信号
の周期よりも短い周期で切り換えるようにしたので、前
記移相器により一方の位相がシフトされた受信波と基準
位相搬送波を混合すれば、２相Ｐ　Ｓ　Ｋ変調信号の周
期［Ｊ、内て・ピ・ず両波の位相差に応じた信号の振幅
が得られるものであり、また、このＪ昆合器の出力信号
を前記移相量切換の周期に応した時間遅延させて、前記
混合器の出力信号と極性を比較するようにしたのて、２
相Ｐ　Ｓ　Ｋ変調信号の変化点を検出する二とができる
ものであり、したがって、伝送路長に関係なく、常に復
調出力が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は同上
の動作波形図、第３図は本発明の他の実施例のブロック
図、第４図は同上の動作波形図、第５図は従来の移動体
識別システムの概略構成図、第６図は従来の反射型ＰＳ
Ｋ変調方式の原理説明図である。 Ｓｌは基準位相搬送波、Ｓ２は受信波、１は移相器、２
は切換回路５３は混合器、４はＩＦアンプ５は遅延回路
、６は極性比較器である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）２相ＰＳＫ変調された受信波を基準位相搬送波と
   混合して両波の位相差に応じた信号を検出する復調回路
   において、 （ａ）受信波と基準位相搬送波のうち一方の位相をシフ
   トさせる移相器と、 （ｂ）前記移相器による移相量を２相ＰＳＫ変調信号の
   周期よりも短い周期で切り換える切換回路と、 （ｃ）前記移相器により一方の位相がシフトされた受信
   波と基準位相搬送波を混合して両波の位相差に応じた信
   号を出力する混合器と、 （ｄ）前記混合器の出力信号を前記切換回路の周期に応
   じた時間遅延させる遅延回路と、（ｅ）前記混合器の出
   力信号と前記遅延回路の出力信号の極性を比較する極性
   比較器と、を有することを特徴とする２相ＰＳＫ復調回
   路。