JPH1198091A

JPH1198091A - 無線通信装置

Info

Publication number: JPH1198091A
Application number: JP9255420A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Mabuchi; 光浩馬渕
Original assignee: Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1997-09-19
Filing date: 1997-09-19
Publication date: 1999-04-09

Abstract

(57)【要約】【課題】ノイズによる通信品質の低下及びノイズによ
って回路が飽和することによる通信品質の低下を防止す
ることができる無線通信装置を提供する。【解決手段】無線通信装置の信号帯域を電子レンジ等
のノイズ発生源から放射されるノイズの帯域と重ならな
い帯域に設定する。高周波バンドパスフィルタ１１を通
過したノイズの振幅がしきい値Ｖthより小さい場合に
は、利得制御手段１８は動作しない。この場合には、ノ
イズはベ−スバンドロ−パスフィルタ１６で除去され
る。一方、高周波バンドパスフィルタ１１を通過したノ
イズの振幅がしきい値Ｖthより大きい場合には、利得制
御手段１８は高周波バンドパスフィルタ１２の利得を下
げる。これにより、高周波増幅器１２や周波数ミキサ１
３がノイズによって飽和するのを防止することができ、
飽和によって信号が歪み、通信品質が低下するのを防止
することができる。また、利得制御手段１８は、高周波
増幅３２で抑えた利得を補うようにベ−スバンド増幅器
１６の利得を上げる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無線通信装置、特
にスペクトラム拡散通信方式を用いた無線通信装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、スペクトラム拡散通信方式を用い
た無線通信装置として、図７に示すような無線通信装置
が知られている。図７に示す無線通信装置は、高周波信
号を受信するアンテナ１００、受信した高周波信号の帯
域を制限する高周波バンドパスフィルタ１０１、帯域制
限した高周波信号の振幅を調整する高周波増幅器１０
２、振幅を調整された高周波信号をダウンコンバ−トす
る周波数ミキサ１０３、周波数ｆ０の局部発振信号を発
生する局部発振器１０４、ダウンコンバ−トされた信号
の帯域を制限するベ−スバンドロ−パスフィルタ１０
５、帯域制限された信号の振幅を調整するベ−スバンド
増幅器１０６、逆拡散及びデ−タ復調を行う復調器１０
７等により構成されている。この無線通信装置は以下の
ように動作する。拡散符号でスペクトラム拡散された高
周波信号は、アンテナ１００で受信され、高周波バンド
パスフィルタ１０１で帯域制限された後、高周波増幅器
１０２で増幅される。増幅された高周波信号は、周波数
ミキサ１０３で局部発振器１０４からの局部発信信号と
混合されてベ−スバンドの信号にダウンコンバ−トされ
る。ダウンコンバ−トされた信号は、ベ−スバンドロ−
パスフィルタ１０５で帯域制限されて不要信号が除去さ
れた後、ベ−スバンド増幅器１０６で増幅される。復調
器１０７は、逆拡散及びデ−タ復調を行って復調デ−タ
を出力する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようなスペクトラ
ム拡散通信方式を用いた無線通信装置では、ＩＳＭバン
ド（２．４〜２．５〔ＧHZ〕）内の２．４８４±０．０
１３〔ＧHZ〕を信号帯域として使用している。すなわ
ち、図８に示すように、無線中心周波数ｆ０を２．４８
４〔ＧHZ〕、ベ−スバンド信号の帯域幅Ｂｗ１を２６
〔ＭHZ〕としている。しかしながら、このＩＳＭバンド
内には電子レンジから放射されるノイズが存在する。こ
のため、スペクトラム拡散通信方式を用いた無線通信装
置の近くで電子レンジが稼働すると、図８に示すように
電子レンジから放射されるノイズが無線通信装置の信号
帯域内に存在し、通信品質が低下するという問題点があ
る。また、たとえベ−スバンドロ−パスフィルタ１０５
によりノイズを除去することができたとしても、その前
段にある高周波増幅器１０２や周波数ミキサ１０３が電
子レンジから放射される電力の大きいノイズによって飽
和してしまう恐れがある。高周波増幅器１０２や周波数
ミキサ１０３が飽和すると、信号が歪むため、通信品質
が低下する。この対応策として、高周波増幅器１０２や
周波数ミキサ１０３を能力が高いものを使用することが
考えられるが、装置の大型化やコストアップにつなが
り、あまり望ましくない。一方、電子レンジから放射さ
れるノイズの周波数成分は時間的に変動しており、ノイ
ズが信号帯域内に存在する期間と存在しない期間が交互
に発生する。そこで、このノイズの周期性を利用し、ノ
イズが信号帯域内に存在しない期間に通信を行うことに
よりノイズの影響を回避する方法が開発されている。し
かしながら、この方法は、例えばパケット通信の場合に
はパケット長をノイズが信号帯域内に存在しない期間よ
り長くすることができなくなり、１回のデ−タ伝送量が
少なくなり、通信時間が長くなるという問題点がある。
本発明は、このような従来技術の問題点を解決するため
に創案されたものであり、電子レンジ等のノイズ発生源
の近傍で使用しても通信品質が低下する恐れがない無線
通信装置を提供することを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、受信した高周波信号の帯
域を制限する高周波フィルタと、帯域制限された高周波
信号の振幅を調整する第１の利得器と、振幅を調整され
た高周波信号をダウンコンバ−トする周波数ミキサと、
ダウンコンバ−トされた信号の帯域を制限するフィルタ
と、帯域制限された信号の振幅を調整する第２の利得器
とを備える無線通信装置において、前記高周波信号の帯
域をノイズの帯域と重ならない帯域に設定し、前記第１
の利得器の利得を可変可能に構成することを特徴とす
る。また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の
無線通信装置において、前記第１の利得器を複数の高周
波増幅器と切り替えスイッチにより構成する。請求項
１、２に記載の無線通信装置を用いれば、電子レンジ等
のノイズ源から放射されるノイズによって通信品質が低
下するのを防止することができる。また、高周波信号の
振幅を調整する第１の利得器の利得を可変可能に構成し
たので、ノイズの電力が大きくても信号の帯域を制限す
るフィルタの前段で回路が飽和するのを防止することが
でき、回路の飽和による通信品質の低下を防止すること
ができる。また、請求項３に記載の発明は、請求項１ま
たは２に記載の無線通信装置において、前記帯域制限さ
れた高周波信号の振幅に応じて前記第１の利得器の利得
を下げる利得制御手段を設ける。請求項３に記載の無線
通信装置を用いれば、利得制御手段により高周波フィル
タを通過したノイズのレベルに応じて自動的に第１の利
得器の利得が下げられるので、第１の利得器の利得を調
整する作業が不要となる。また、請求項４に記載の発明
は、請求項１〜３のいずれかに記載の無線通信装置にお
いて、前記第２の利得器の利得を可変可能に構成する。
請求項４に記載の無線通信装置を用いれば、第１の利得
器で下げた利得を第２の利得器で補うことができるの
で、正常な振幅の復調デ−タを得ることができる。ま
た、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の無線通
信装置において、前記第２の利得器としてリミッタ増幅
器を用いる。また、請求項６に記載の発明は、請求項４
に記載の無線通信装置において、前記利得制御手段は、
帯域制限された高周波信号の振幅に応じて前記第１の利
得器の利得を下げるとともに第２の利得器の利得を上げ
るように構成する。請求項５、６に記載の無線通信装置
を用いれば、第２の利得器の利得を調整する作業が不要
となる。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面を用いて説明する。まず、本発明のスペクトラム拡散
通信方式を用いた無線通信装置の信号帯域を、図１に示
すように、ＩＳＭバンド内で電子レンジ等のノイズ発生
源から放射されるノイズの帯域と重ならない帯域に設定
する。ここで、ノイズの帯域と重ならない帯域とは、ノ
イズの帯域と完全に重ならない帯域が好ましいが、ノイ
ズが比較的少ない帯域であればよい。この場合、本発明
の無線通信装置の信号帯域幅Ｂｗ２は従来の無線通信装
置の信号帯域幅Ｂｗ１より狭くなるため信号伝送量が減
少するが、通信品質の向上を優先させる。

【０００６】本発明の無線通信装置の第１の実施の形態
を図２に示す。第１の実施の形態は、高周波信号を受信
するアンテナ１０、高周波バンドパスフィルタ１１、可
変利得高周波増幅器１２、周波数ミキサ１３、周波数ｆ
０の局部発振信号を発生する局部発振器１４、ベ−スバ
ンドロ−パスフィルタ１５、可変利得ベ−スバンド増幅
器１６、復調器１７、可変利得高周波増幅器１２及び可
変利得ベ−スバンド増幅器１６の増幅率を調整する利得
制御手段１８により構成されている。また、利得制御手
段１８は、高周波バンドパスフィルタ１１で帯域制限さ
れた高周波信号の振幅を検出する検出器１９、検出器１
９で検出した振幅としきい値Ｖthとを比較する比較器２
０、ロ−パスフィルタ２１、反転増幅器２２により構成
されている。なお、本発明の高周波信号の帯域を制限す
る高周波フィルタは高周波バンドパスフィルタに相当
し、帯域制限された高周波信号の振幅を調整する第１の
利得器は可変利得高周波増幅器１２に相当し、振幅を調
整された高周波信号をダウンコンバ−トする周波数ミキ
サは周波数ミキサ１３に相当し、ダウンコンバ−トされ
た信号の帯域を制限するフィルタはベ−スバンドロ−パ
スフィルタ１５に相当し、帯域制限された信号の振幅を
調整する第２の利得器は可変利得ベ−スバンド増幅器１
６に相当し、帯域制限された高周波信号の振幅に応じて
第１及び第２の利得器の利得を調整する利得制御手段は
利得制御手段１８に相当する。

【０００７】第１の実施の形態の無線通信装置は以下の
ように動作する。アンテナ１０で受信した高周波信号
は、高周波バンドパスフィルタ１１で帯域制限され所望
帯域外の不要信号が除去される。ただし、高周波バンド
パスフィルタの特性等により所望帯域近傍の不要信号は
完全に除去することができない。帯域制限された高周波
信号は、可変利得高周波増幅器１２で増幅された後、周
波数ミキサ１３で局部発振器１４からの周波数ｆ０の局
部発振信号と混合されてベ−スバンドの信号にダウンコ
ンバ−トされる。ダウンコンバ−トされた信号は、ベ−
スバンドロ−パスフィルタ１５で信号帯域（Ｂｗ２／
２）に帯域制限された後、可変利得ベ−スバンド増幅器
１６で増幅される。そして、復調器１７は、逆拡散およ
びデ−タ復調を行って復調デ−タを出力する。

【０００８】このような無線通信装置をノイズ源である
電子レンジの近傍で使用する時、電子レンジから放射さ
れるノイズのうち所望帯域近傍の周波数成分のノイズは
信号と共に高周波バンドパスフィルタ１１を通過する。
高周波バンドパスフィルタ１１を通過したノイズの振幅
が小さい場合には、利得制御手段１８は動作しない。こ
の場合は、可変利得高周波増幅器１２や周波数ミキサ１
３が飽和しないため、信号は可変利得高周波増幅器１２
や周波数ミキサ１３で歪むことはない。そして、周波数
ミキサ１３でダウンコンバ−トされた後ベ−スバンドロ
−パスフィルタ１５に供給され、ベ−スバンドロ−パス
フィルタ１５でノイズが除去される。これにより、通信
品質が低下することはない。一方、高周波バンドパスフ
ィルタ１１を通過したノイズの振幅が大きい場合には、
可変利得高周波増幅器１２や周波数ミキサ１３が飽和す
るため、信号が可変利得高周波増幅器１２や周波数ミキ
サ１３で歪み、通信品質が低下する。これを防止するた
め、検出器１９で検出した高周波信号の振幅がしきい値
Ｖthを越えた場合には、比較器２０から信号が出力され
る。比較器２０の出力信号は所定の時定数を有するロ−
パスフィルタ２１を介して可変利得高周波増幅器１２に
供給されるとともに、反転増幅器２２を介して可変利得
ベ−スバンド増幅器１６に供給される。これにより、可
変利得高周波増幅器１２の利得が抑えられ、可変利得高
周波増幅器１２や周波数ミキサ１３がノイズによって飽
和するのが防止される。また、可変利得ベ−スバンド増
幅器１６は、可変利得高周波増幅器１２で抑えられた利
得を補うように利得を上げる。このように構成すること
により、ノイズによって通信品質が低下することがな
く、また強いノイズが存在していても通信品質が低下す
ることがない。なお、利得制御手段１８は、高周波信号
の振幅に応じて連続的に可変利得高周波増幅器１２及び
可変利得ベ−スバンド増幅器の増幅率を調整するように
構成してもよい。

【０００９】次に、第２の実施の形態を図３に示す。第
２の実施の形態は、アンテナ３０、高周波バンドパスフ
ィルタ３１、可変利得高周波増幅器３２、周波数ミキサ
３３、局部発振器３４、ベ−スバンドロ−パスフィルタ
３５、リミッタ増幅器３６、復調器３７、利得制御手段
３８により構成されている。利得制御手段３８は、検出
器３９、検出した振幅としきい値Ｖthとを比較する比較
器４０、ロ−パスフィルタ４１により構成されている。
第２の実施の形態は、第１の実施の形態の可変利得ベ−
スバンド増幅器１６に代えてリミッタ増幅器３６を用い
るとともに、可変利得高周波増幅器１２及び可変利得ベ
−スバンド増幅器１６の利得を調整する利得制御手段１
８に代えて可変利得高周波増幅器３２の利得を調整する
利得制御手段３８を用いた点が第１の実施の形態と異な
っている。リミッタ増幅器３６は、入力された信号の振
幅に関わらず一定振幅の信号を出力するものである。こ
のため、可変利得高周波増幅器３２の利得が下がって
も、リミッタ増幅器３６は可変利得高周波増幅器３２で
抑えた利得を補うように動作するので、利得制御手段に
よって利得を調整する必要がない。第２の実施の形態の
動作は、第１の実施の形態の動作と同じであるため省略
する。なお、本発明の帯域制限された高周波信号の振幅
に応じて第１の利得器の利得を調整する利得制御手段は
利得制御手段３８に相当する。

【００１０】次に、第３の実施の形態を図４に示す。第
３の実施の形態は、アンテナ５０、高周波バンドパスフ
ィルタ５１、高周波増幅器５２、５４、切替スイッチ５
３、５５、周波数ミキサ５６、局部発振器５７、ベ−ス
バンドロ−パスフィルタ５８、リミッタ増幅器５９、復
調器６０、利得制御手段６１により構成されている。利
得制御手段３８は、検出器６２、検出した振幅としきい
値Ｖthとを比較する比較器６３により構成され、切替ス
イッチ５３、５５に制御信号を出力する。第３の実施の
形態は、第２の実施の形態の可変利得高周波増幅器３２
を、複数の高周波増幅器５２、５４及び高周波増幅器の
段数を切り替える切替スイッチ５３、５５により構成し
たものである。すなわち、高周波バンドパスフィルタ５
１を通過したノイズの振幅がしきい値Ｖthより小さい場
合には、比較器６１の出力によって切替スイッチ５３及
び５５は直列接続された高周波増幅器５２及び５４によ
り高周波増幅器を構成するように切り替えられ、ノイズ
がしきい値Ｖthより大きい場合には、比較器６１の出力
によって切替スイッチ５３及び５５は高周波増幅器５４
を切り離し、高周波増幅器５２のみによって高周波増幅
器を構成するように切り替えられる。なお、高周波増幅
器の数及び切り替え段数は適宜変更可能である。また、
リミッタ増幅器５９に代えて、利得制御手段により制御
される可変利得ベ−スバンド増幅器を用いることもでき
る。この場合、複数のベ−スバンド増幅器と切替スイッ
チにより構成してもよい。

【００１１】次に、第４の実施の形態を図５に示す。第
４の実施の形態は、アンテナ７０、高周波バンドパスフ
ィルタ７１、高周波増幅器７２、７４、切替スイッチ７
３、７５、周波数ミキサ７６、局部発振器７７、ベ−ス
バンドロ−パスフィルタ７８、リミッタ増幅器７９、復
調器８０により構成されている。第４の実施の形態は、
無線通信装置の使用環境が判明している場合には、高周
波増幅器の利得を予め設定しておけばよいため、第３の
実施の形態の可変利得制御手段６１は省略し、手動で切
り替え可能な切替スイッチ７３、７５を設けたものであ
る。すなわち、周囲のノイズが小さく高周波増幅器や周
波数ミキサが飽和する恐れがない場合には、直列接続さ
れた高周波増幅７２及び７４によって高周波増幅器が構
成されるように切替スイッチ７３及び７５を切り替え、
周囲のノイズが大きく高周波増幅器や周波数ミキサが飽
和する恐れがある場合には、高周波増幅器７４を切り離
し高周波増幅器７２のみによって高周波増幅器が構成さ
れるように切替スイッチ７３及び７５を切り替える。な
お、高周波増幅器の数及び切り替え段数は適宜変更可能
である。また、リミッタ増幅器７９に代えて、利得制御
手段により制御される可変利得ベ−スバンド増幅器を用
いることもできる。この場合、複数のベ−スバンド増幅
器と切替スイッチにより構成してもよい。

【００１２】図６は、コンデンサを実装する方向を切り
替えことによって高周波増幅器の段数を切り替える切替
スイッチを示す図である。図６ａに示すように、コンデ
ンサ９４を導電路９１と９２間に実装すると、導電路９
１と９２が接続され、例えば高周波増幅器が２段で構成
される。一方、図６ｂに示すように、コンデンサ９４を
導電路９１と９３間に実装すると、導電路９１と９３が
接続され、例えば高周波増幅器が１個のみで構成される
ようになる。

【００１３】以上の実施の形態では可変利得高周波増幅
器を用いたが、高周波増幅器と可変利得減衰器を用いて
もよい。また、ダイレクトコンバ−ジョン方式の無線通
信装置について説明したが、ス−パ−ヘテロダイン方式
の無線通信装置にも適用することができる。また、高周
波フィルタ、第１の利得器、第２の利得器、信号の帯域
を制限するフィルタは種々の構成のものを使用すること
ができる。また、帯域制限された信号の振幅を調整する
第２の利得器を設けたが、帯域制限された信号の振幅を
調整する必要がなければ第２の利得器は省略してもよ
い。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１、２に記
載の無線通信装置を用いれば、ノイズによって通信品質
が低下するのを防止することができ、またノイズによる
回路の飽和によって通信品質が低下するのを防止するこ
とができる。また、請求項３に記載の無線通信装置を用
いれば、第１の利得器の利得を調整する作業が不要とな
る。また、請求項４に記載の無線通信装置を用いれば、
正常な振幅の復調デ−タを得ることができる。また、請
求項５、６に記載の無線通信装置を用いれば、第２の利
得器の利得を調整する作業が不要となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の無線通信装置の信号の帯域を説明する
図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態を示す図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態を示す図である。

【図４】本発明の第３の実施の形態を示す図である。

【図５】本発明の第４の実施の形態を示す図である。

【図６】切替スイッチの例を示す図である。

【図７】従来の無線通信装置を示す図である。

【図８】従来の無線通信装置の信号の帯域を示す図であ
る。

【符号の説明】

１１、３１、５１、７１、１０１高周波バンドパスフ
ィルタ１２、３２可変利得高周波増幅器１３、３３、５６、７６、１０３周波数ミキサ１５、３５、５８、７８、１０５ベ−スバンドロ−パ
スフィルタ１６可変利得ベ−スバンド増幅器１８、３８、６１利得制御手段３６、５９、７９リミッタ増幅器５２、５４、７２、７４、１０２高周波増幅器５３、５５、７３、７５切替スイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】受信した高周波信号の帯域を制限する高
周波フィルタと、帯域制限された高周波信号の振幅を調
整する第１の利得器と、振幅を調整された高周波信号を
ダウンコンバ−トする周波数ミキサと、ダウンコンバ−
トされた信号の帯域を制限するフィルタと、帯域制限さ
れた信号の振幅を調整する第２の利得器とを備える無線
通信装置において、前記高周波信号の帯域をノイズの帯
域と重ならない帯域に設定し、前記第１の利得器の利得
を可変可能に構成することを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】前記第１の利得器は、複数の高周波増幅
器と切り替えスイッチにより構成されていることを特徴
とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】前記帯域制限された高周波信号の振幅に
応じて前記第１の利得器の利得を下げる利得制御手段を
設けることを特徴とする請求項１または２に記載の無線
通信装置。
【請求項４】前記第２の利得器の利得を可変可能に構
成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載
の無線通信装置。
【請求項５】前記第２の利得器としてリミッタ増幅器
を用いることを特徴とする請求項４に記載の無線通信装
置。
【請求項６】前記利得制御手段は、帯域制限された高
周波信号の振幅に応じて前記第１の利得器の利得を下げ
るとともに前記第２の利得器の利得を上げることを特徴
とする請求項４に記載の無線通信装置。