JPH1062518A

JPH1062518A - キャリア位相雑音抑圧回路

Info

Publication number: JPH1062518A
Application number: JP8229457A
Authority: JP
Inventors: Yuji Miura; 裕司三浦
Original assignee: Kenwood KK
Current assignee: Kenwood KK
Priority date: 1996-08-13
Filing date: 1996-08-13
Publication date: 1998-03-06

Abstract

(57)【要約】【課題】質問器の受信回路へ入力される洩れ波を減少
させ、移動体識別装置の受信感度を向上させるキャリア
位相雑音抑圧回路を提供する。【解決手段】移動体識別装置の質問器１におけるキャ
リア位相雑音抑圧回路６であって、アッテネーション回
路６１は質問器１からの送信波を入力し、出力信号のレ
ベルが合成回路６３に入力される洩れ波のレベルにほぼ
一致するように入力送信波を減衰させ、アッテネーショ
ン回路６１からの出力信号を移相回路６２に入力し、合
成回路６３に入力される洩れ波の位相とほぼ逆位相とな
るようにアッテネーション回路６１からの出力信号の位
相を移相回路６２にて移相し、質問器１の送信波から直
接受信される洩れ波と応答器１０からの反射波とに、移
相回路の出力信号を合成回路６３で合成して、合成回路
６３において洩れ波をほぼ打ち消して、合成回路６３の
出力信号を受信回路５へ送出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は移動体識別装置にお
けるキャリア、位相雑音を抑圧するキャリア位相雑音抑
圧回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の移動体識別装置は、例えば、図５
に示すように構成されていた。すなわち質問器１５は無
変調の連続波または被変調波（以下、送信波とも記す）
を送信する送信回路２からアンテナ３を介してマイクロ
波の電波として放射する。移動体に装着された応答器１
０は質問器１５からの電波をアンテナ１１を介して受信
し、送信波が無変調の連続波のときは、検波／変調回路
１２において、集積回路またはメモリなどの電子回路素
子１３に記憶している個別識別コードなどの情報で質問
器１５から放射された送信波を変調してアンテナ１１を
介して送り返す（以下、反射波とも記す）。

【０００３】質問器１５は応答器１０からの反射波をア
ンテナ４を介して受信回路５において受信し、反射波に
乗せられている情報を読み取って、情報処理回路５３に
おいて情報を判別し、移動体の通過の可否を判定した
り、移動体の移動位置等を識別する。

【０００４】移動体に装着された応答器１０は質問器１
５からの電波をアンテナ１１を介して受信し、送信波が
被変調波のときは、検波／変調回路１２において検波
し、そのレベルが所定レベル以上のときには、被変調波
に重畳されている書替えコードに基づき、集積回路また
はメモリなどの電子回路素子１３に記憶している個別識
別コードなどの情報の書き替えを行う。

【０００５】また、従来の移動体識別装置として、例え
ば、図６に示すように質問器１５Ａにサーキュレータ７
を設けて、送信回路２から出力される送信波をサーキュ
レータ７およびアンテナ３４を介して放射し、応答器１
０からの反射波をアンテナ３４及びサーキュレータ７を
介して受信するように構成された移動体識別装置もあ
る。図６に示した移動体識別装置も、図５に示した移動
体識別装置と同一の作用をする。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の移動体
識別装置では、質問器において、受信回路は反射波と同
時に送信側のアンテナと受信側のアンテナとの間のアイ
ソレーション分低下した送信波（以下、洩れ波とも記
す）も受信する。質問器と応答器との間の距離が増加す
るにしたがって反射波のレベルは低下するが、洩れ波の
レベルは変化せず、反射波のレベルよりも高くなる。

【０００７】したがって、受信側高周波（例えば２４５
０ＭＨｚ付近）信号の受信回路内における増幅器の増幅
度は、洩れ波により飽和しない範囲内でしか増加させる
ことはできないという問題点があった。

【０００８】また、送信回路においてＰＬＬ回路によっ
て送信波が生成されるために、送信波の近傍には位相雑
音が存在し、洩れ波と同時に質問器の受信回路において
受信される。しかるに質問器と応答器との距離が離れて
いるほど反射波のレベルが低いので質問器の受信回路の
Ｓ／Ｎ劣化の原因となるという問題点があった。

【０００９】本発明は、質問器の受信回路へ入力される
洩れ波を減少させ、キャリアおよび位相雑音を減少させ
て、移動体識別装置の受信感度を向上させるキャリア位
相雑音抑圧回路を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明にかかるキャリア
位相雑音抑圧回路は、移動体識別装置の質問器における
キャリア位相雑音抑圧回路であって、質問器から出力さ
れる送信波を入力して減衰させるアッテネーション回路
と、アッテネーション回路からの出力信号を移相させる
移相回路と、質問器の送信波から直接受信される洩れ波
と移動体識別装置の応答器からの反射波とを、移相回路
の出力信号と合成する合成回路とを備え、アッテネーシ
ョン回路は出力信号のレベルが合成回路に入力される洩
れ波のレベルとほぼ一致するように入力送信波を減衰さ
せ、移相回路は合成回路に入力される洩れ波の位相とほ
ぼ逆位相となるようにアッテネーション回路の出力信号
を移相させ、かつ合成回路の出力信号を質問器の受信回
路に送出することを特徴とする。

【００１１】本発明にかかるキャリア位相雑音抑圧回路
によれば、アッテネーション回路には質問器の変調回路
から出力される送信波が入力されて、アッテネーション
回路の出力信号のレベルが合成回路に入力される洩れ波
のレベルにほぼ一致するように入力送信波が減衰させら
れて出力される。アッテネーション回路からの出力信号
は移相回路に入力されて、合成回路に入力される洩れ波
の位相とほぼ逆位相となるようにアッテネーション回路
からの出力信号の位相が移相させられる。合成回路では
質問器の送信波から直接受信される洩れ波と応答器から
の反射波とに、移相回路の出力が合成されて、合成出力
信号が質問器の受信回路に送出される。

【００１２】したがって、合成回路において洩れ波は移
相回路からの出力と合成されてほぼ打ち消され、合成回
路から打ち消さずに残った洩れ波と反射波とが受信回路
に送出されることになって、受信回路の高周波増幅器の
利得は増加させることができるとともに、移動体識別装
置のＳ／Ｎを劣化が防止できて、移動体識別装置の受信
感度を向上させることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるキャリア位
相雑音抑圧回路を実施の形態によって説明する。図１は
本発明の実施の一形態にかかるキャリア移相雑音抑圧回
路を備えた移動体識別装置の構成を示すブロック図であ
る。

【００１４】本発明の実施の一形態にかかるキャリア移
相雑音抑圧回路を備えた移動体識別装置において、図５
に示した移動体識別装置と同一の構成要素に対しては同
一の符号を付して示してある。

【００１５】質問器１における送信回路２は例えば２４
５０ＭＨｚ帯の周波数の発振をするキャリア発振器２１
と、キャリア発振器２１から出力されるキャリアを増幅
する増幅器２２と、増幅器２２にて増幅されたキャリア
を情報処理回路５３からの情報に基づき変調または無変
調する変調回路２３とを備え、キャリア発振器２１から
出力されるキャリアは増幅器２２において増幅され、増
幅器２２から出力される増幅されたキャリアを変調回路
２３において情報処理回路５３から出力される情報であ
るベースバンド信号に基づいて変調してまたは無変調
で、アンテナ３を介して送信する。アンテナ３からの送
信波に基づく応答器１０からの受信波はアンテナ４によ
って受信される。

【００１６】質問器１にはさらに、キャリア位相雑音抑
圧回路６を備えている。キャリア位相雑音抑圧回路６は
変調回路２３からの出力信号を入力して減衰させるアッ
テネーション回路６１と、アッテネーション回路６１の
出力信号を移相させる移相回路６２と、移相回路６２の
出力信号とアンテナ４を介して受信した反射波とを合成
する合成回路６３とを備えている。

【００１７】質問器１にはまたさらに、受信回路５を備
えている。受信回路５は合成回路６３からの出力信号を
増幅する高周波増幅器としての増幅器５１と、増幅器２
２からの出力信号を受けて増幅器５１の出力信号の周波
数を処理しやすい周波数に変換のうえ復調し、復調出力
信号を信号処理回路５３へ出力する復調回路５２とを備
えている。

【００１８】上記のように構成された質問器１におい
て、応答器１０からの反射波を受信して応答器１０に固
別の情報を識別するときは、変調回路２３においては情
報処理回路５３からの出力ベースバンド信号に基づいて
無変調でキャリア信号が送信される。したがって、この
場合はキャリア発振器２１から出力され、増幅器２２に
おいて増幅されたキャリアは変調回路２３において無変
調で、変調回路２３から出力されてアンテナ３から送信
波として放射される。送信波はアンテナ４を介して応答
器１０において受信され、応答器１０に割り当てられて
いる個別の情報に基づいて送信波は例えばＦＳＫ変調方
式またはＰＳＫ変調方式などにより変調されてアンテナ
４を介して反射波として送り返される。

【００１９】また、応答器１０のメモリなどの電子回路
素子１３に記憶の個別の情報を書き換えるときは、増幅
器２２において増幅されたキャリアは情報処理回路５３
から出力されるベースバンド信号に基づいて例えばＡＳ
Ｋ変調されて、アンテナ３から送信波として放射され
る。送信波はアンテナ４を介して応答器１０にて受信さ
れ、応答器１０に割り当てられている個別の情報がＡＳ
Ｋ変調信号に基づく情報に更新される。この場合の変調
方式はＡＳＫに限らず、ＦＳＫ、ＰＳＫ等であってもよ
い。

【００２０】一方、変調回路２３から出力された変調出
力信号はアッテネーション回路６１にて減衰され、アッ
テネーション回路６１において減衰された信号は移相回
路６２において移相される。

【００２１】送信波を受信した応答器１０から、電子回
路素子１３に記憶されている応答器１０に割り当てられ
ている個別の情報に基づいて送信波を変調した反射波が
放射され、反射波はアンテナ４によって受信される。同
時に洩れ波もアンテナ４によって受信される。アンテナ
４によって受信された反射波および洩れ波は、合成回路
６３において移相回路６２からの出力信号と合成され
る。

【００２２】合成回路６３から出力される合成出力信号
は増幅器５１にて増幅され、増幅器５１から出力される
信号は復調回路５２において、増幅器２２からの出力信
号に基づいて処理の容易な周波数の信号に周波数変換さ
れ、周波数変換された信号は復調されて、情報処理回路
５３に送出されて、復調された信号が応答器１０に割り
当てられた個別の識別コードなどの情報か否かが識別さ
れて、識別結果に基づく出力が情報処理回路５３から出
力される。

【００２３】上記したように、反射波の受信と同時に洩
れ波もアンテナ４において受信される。一方、変調回路
２３からの被変調波は、キャリア位相雑音抑圧回路６に
供給されてアッテネーション回路６１において減衰さ
れ、移相回路６２において移相され、移相回路６２から
の出力信号は合成回路６３において反射波および洩れ波
と合成されて、受信された洩れ波と打ち消し合う。しか
し、反射波は応答器１０において変調されているため
に、そのまま合成回路６３から出力される。合成回路６
３から出力された出力信号は増幅器５１において増幅さ
れ、復調回路５２において復調されて、応答器１０に割
り当てた個別の識別コードが識別される。したがってキ
ャリア位相雑音抑圧回路６が設けられたために、個別の
識別コードなどの応答器１０の情報に影響を与えること
はない。

【００２４】いま、キャリア周波数ｆｃ＝２４５０ＭＨ
ｚ、送信出力Ｐ₀＝１０ｄＢｍ、アンテナ３とアンテナ
４との間のアイソレーションＰｉ＝３０ｄＢ、反射波の
周波数偏移Δｆ＝３２ｋＨｚ、データスピード＝４ｋｂ
ｐｓ、増幅器５１の利得＝４０ｄＢ、増幅器５１のＰ１
ｄＢ（１ｄＢコンプレッションポイント入力電力）＝０
ｄＢｍとする。

【００２５】上記から、送信出力Ｐ₀が１０ｄＢｍであ
り、アンテナ３とアンテナ４との間のアイソレーション
Ｐｉが３０ｄＢであるため、送信出力Ｐ₀（１０ｄＢ
ｍ）からアイソレーションＰｉ（３０ｄＢ）分低下し
て、洩れ波の電力値Ｐｃは−２０ｄＢｍとなる。洩れ波
がこのまま増幅器５１に入力されると増幅器５１は飽和
してしまう。しかし、キャリア位相雑音抑圧回路６にお
いて、移相回路６２の移相角θは、送信周波数（キャリ
ア周波数）が２４５０ＭＨｚのとき、洩れ波との位相差
が１８０度となる値、すなわち合成回路６３からの出力
で２４５０ＭＨｚのキャリア周波数の信号の電力値が最
小となる値に調整されている。

【００２６】また、移相回路６２を介して合成回路６３
に入力される被変調波の電力値はアッテネーション回路
６１で、アンテナ４に入力される洩れ波の電力値と同一
の値となるように調整されている。

【００２７】上記のように調整されたときにおいて、実
験結果では、移相回路６２からの出力を受けた合成回路
６３からの合成出力で洩れ波の電力値は３０ｄＢ以上抑
圧できた。この値は、キャリア発振器２１の発振周波数
の精度、移相回路６２の移相精度、アッテネーション回
路６１の減衰精度に基づいて左右される。

【００２８】上記のように合成回路６３から出力される
洩れ波の電力値が、３０ｄＢ以上抑圧されることによっ
て、この３０ｄＢの抑圧と、前記したアンテナ３とアン
テナ４との間のアイソレーションＰｉ（＝３０ｄＢ）と
共に、実質的にアイソレーションは合計６０ｄＢとなっ
て、増幅器５１の入力端で洩れ波は−５０ｄＢ低下させ
られている。したがって、増幅器５１の利得は最大５０
ｄＢまで可能となる。しかるに、増幅器５１の利得は４
０ｄＢであり、増幅器５１の利得が４０ｄＢでは余裕を
持ってＰ１ｄＢを下回る値である。このように、余裕が
１０ｄＢ存在し、増幅器５１は飽和することはなく、飽
和の問題は解消される。

【００２９】位相雑音については、反射波の周波数偏移
は３２ｋＨｚであり、Ｓ／Ｎ劣化が問題になるのは、３
２ｋＨｚ近傍のノイズである。キャリア位相雑音抑圧回
路６ではキャリアを抑圧すると共に、キャリアの近傍の
位相雑音も低減される。図２は周波数に対するキャリア
抑圧値を示す特性図である。図２において、キャリア位
相雑音抑圧回路６におけるキャリア抑圧測定値であり、
キャリア周波数が２４５０ＭＨｚのときに合わせてあっ
て−３０ｄＢであり、キャリア周波数を２４５０から２
４３５ＭＨｚに減少方向に変化させるとキャリア抑圧値
は低下し、２４５０から２４６５ＭＨｚに増加方向に変
化させるとキャリア抑圧値は低下する。

【００３０】また、キャリア周波数に対する復調後のノ
イズ低減値の特性は図３に示すごとくである。キャリア
周波数２４５０ＭＨｚにおいてノイズ低減値が最大値
（この例では−１４．６ｄＢ）となるように調整してあ
り、キャリア周波数を２４５０から２４３５ＭＨｚに減
少方向に変化させるとノイズ低減値は悪化し、２４５０
から２４６５ＭＨｚに増加方向に変化させるとノイズ低
減値は悪化する。

【００３１】さらに、位相雑音以外のノイズ、例えば増
幅器の雑音指数、アンテナの温度雑音、デジタル回路な
ど他の回路のノイズ等を減らせばさらにノイズ低減値は
さらに良好となる。

【００３２】本発明の実施の一形態にかかるキャリア位
相雑音抑圧回路６を設けた移動体識別装置によれば、ノ
イズは１４．６ｄＢ低下する。一方、質問器１と応答器
１０との間の距離をｒ（ｍ）、電波の波長をλ（ｍ）と
すれば、電波の空気中の伝搬損失は往復のために、自由
空間伝搬損失Ｌ（ｄＢ）は、Ｌ＝４０ｌｏｇ〔λ／（４
πｒ）〕となる。ノイズ低下＝損失の低下であるから、
応答距離の拡大値Δｒは、１０の（１４．６／４０）乗
であり、Δｒ≒２．３倍となる。

【００３３】しかるに図５に示す従来の移動体識別装置
では最長応答距離は４ｍであり、本発明の実施の一形態
にかかるキャリア位相雑音抑圧回路６を備えた移動体識
別装置では、最長応答距離は４（ｍ）×２．３＝９．２
（ｍ）となって、移動体識別装置の使用範囲が広がるこ
とになる。

【００３４】次に図６に示すようにサーキュレータ７を
用いた移動体識別装置に本発明の実施の一形態にかかる
キャリア位相雑音抑圧回路を設けた場合について説明す
る。図４は、サーキュレータ７を用いた図６に示す移動
体識別装置に本発明の実施の一形態にかかるキャリア位
相雑音抑圧回路６を設けたときの構成を示すブロック図
である。

【００３５】図４に示すように、送信回路２の出力をサ
ーキュレータ７に供給すると共に、キャリア位相雑音抑
圧回路６に供給し、サーキュレータ７を介した反射波と
キャリア位相雑音抑圧回路６の合成回路６３において合
成し、合成出力を受信回路５に供給する。

【００３６】したがって、図４に示す場合の作用も図１
に示した場合と同様であり、その説明は重複を避けるた
めに、省略する。なお、サーキュレータ７に代わって、
方向性結合器を用いても同様である。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明にかかるキャ
リア位相雑音抑圧回路によれば、洩れ波が抑圧されるた
めに、受信回路の高周波増幅器の利得を増加させること
が可能となり、復調回路からの復調出力信号を増幅する
低周波増幅器の利得を減らすことができるので、低周波
増幅器の雑音指数を無視した回路設計が可能となる。こ
の結果、低価格の低周波増幅器が利用できることにな
る。

【００３８】また、本発明にかかるキャリア位相雑音抑
圧回路によれば、位相雑音が抑圧されるために、本発明
にかかるキャリア位相雑音抑圧回路が設けられた移動体
識別装置のＳ／Ｎがよくなり、移動体識別装置の質問器
と応答器との間の距離が拡大できる。この結果、移動体
識別装置の使用範囲が広がることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態にかかるキャリア位相雑
音抑圧回路を備えた移動体識別装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】本発明の実施の一形態にかかるキャリア位相雑
音抑圧回路によるキャリア抑圧特性を示す特性図であ
る。

【図３】本発明の実施の一形態にかかるキャリア位相雑
音抑圧回路によるノイズ低減特性を示す特性図である。

【図４】本発明の実施の一形態にかかるキャリア位相雑
音抑圧回路を備えた他の移動体識別装置の構成を示すブ
ロック図である。

【図５】従来の移動体識別装置の構成を示すブロック図
である。

【図６】従来の他の移動体識別装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１質問器２送信回路３、４、１１および３４アンテナ５受信回路６キャリア位相雑音抑圧回路７サーキュレータ１０応答器２１キャリア発振器２２および５１増幅器２３変調回路５２復調回路５３情報処理回路６１アッテネーション回路６２移相回路６３合成回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動体識別装置の質問器におけるキャリア
位相雑音抑圧回路であって、質問器から出力される送信波を入力して減衰させるアッ
テネーション回路と、アッテネーション回路からの出力信号を移相させる移相
回路と、質問器の送信波から直接受信される洩れ波と移動体識別
装置の応答器からの反射波とを、移相回路の出力信号と
合成する合成回路とを備え、アッテネーション回路は出
力信号のレベルが合成回路に入力される洩れ波のレベル
とほぼ一致するように入力送信波を減衰させ、移相回路
は合成回路に入力される洩れ波の位相とほぼ逆位相とな
るようにアッテネーション回路の出力信号を移相させ、
かつ合成回路の出力信号を質問器の受信回路に送出する
ことを特徴とするキャリア位相雑音抑圧回路。