(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波の電波を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナで受信した信号を広帯域バンドパスフィルタを介して中間周波数帯の信号に変換する周波数変換器と、前記周波数変換器から出力される信号に基づいてインパルス性雑音を検出するインパルス性雑音検出部と、前記周波数変換器から出力される信号を前記インパルス性雑音検出部から出力される信号に従い補正を行うインパルス性雑音補正部と、前記インパルス性雑音補正部から出力された信号を狭帯域バンドパスフィルタを介して復調する復調器とを有し、前記インパルス性雑音検出部は、前記周波数変換器から出力される信号を検波する包絡線検波器と、前記包絡線検波器から出力される信号の入力レベルの平均を検出する平均入力レベル検出器と、前記包絡線検波器及び前記平均入力レベル検出器から出力されるの２つの信号を比較してインパルス性雑音を検出する比較器とを備えたことを特徴とするディジタル通信用高周波受信装置。
【請求項２】
前記インパルス性雑音検出部の出力を整形する波形整形器と、前記波形整形器から出力されるディジタル信号のパルス幅を測定するパルス幅測定器と、前記パルス幅測定器１６から出力される信号に基づいて、受信データの信頼性について判定する判定器と、前記判定器の判定結果を使用者に知らせる表示出力部とを備えたことを特徴とする請求項１記載のディジタル通信用高周波受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば衛星通信などに用いられる装置であり、インパルス性雑音のようなノイズを影響を除去するディジタル通信用高周波受信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下に、従来のディジタル通信用高周波受信装置について、図面を参照しながら説明する。図７は従来のディジタル通信用高周波受信装置の構成を示すブロック図である。図７において、１は受信アンテナ、２は広帯域バンドパスフィルタ（以下「広帯域ＢＰＦ」と称する）、３は周波数変換器、４は狭帯域バンドパスフィルタ（以下「狭帯域ＢＰＦ」と称する）、５は復調器である。
【０００３】
以上のように構成されたディジタル通信用高周波受信装置について、以下にその動作について説明する。
【０００４】
図７に示すように、受信アンテナ１で電波を受信すると、受信信号は広帯域ＢＰＦ２を介して周波数変換器３で適当な中間周波数帯へ周波数変換される。周波数変換器３から出力された信号は、狭帯域ＢＰＦ４で必要な信号のみ抽出され、復調器５で復調信号となる。受信帯域外の不用波は広帯域ＢＰＦ３及び狭帯域ＢＰＦ４で除去している。特に、移動体用のディジタル通信用高周波受信機では、周波数の有効利用のために狭帯域ＢＰＦ４が必要不可欠であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のディジタル通信用高周波受信装置では、受信アンテナ１にインパルス性雑音のような妨害波が受信帯域の周波数帯で入ってきた場合、次のような問題が生じる。インパルス性雑音とは時間幅が非常に短く（約１０〜１００μｓｅｃ）、パワーの大きい雑音で、その発生源は輸送機関、工業用電子機器、電力線や車両などから出力されるもので、都市型雑音とも呼ばれている。このインパルス性雑音は広帯域ＢＰＦ２及び狭帯域ＢＰＦ４で除去することはできず、更に狭帯域ＢＰＦ４において、インパルス性雑音の時間幅が拡張してしまい信号成分を失う。したがって、インパルス性雑音のため受信誤り率が大きくなり、通信機能を喪失するといった問題点を生じていた。
【０００６】
本発明は、インパルス性雑音を受けても受信誤り率の増大を防ぐことのできるディジタル通信用高周波受信装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、高周波の電波を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナで受信した信号を広帯域バンドパスフィルタを介して中間周波数帯の信号に変換する周波数変換器と、前記周波数変換器から出力される信号に基づいてインパルス性雑音を検出するインパルス性雑音検出部と、前記周波数変換器から出力される信号を前記インパルス性雑音検出部から出力される信号に従い補正を行うインパルス性雑音補正部と、前記インパルス性雑音補正部から出力された信号を狭帯域バンドパスフィルタを介して復調する復調器とを有し、前記インパルス性雑音検出部は、前記周波数変換器から出力される信号を検波する包絡線検波器と、前記包絡線検波器から出力される信号の入力レベルの平均を検出する平均入力レベル検出器と、前記包絡線検波器及び前記平均入力レベル検出器から出力されるの２つの信号を比較してインパルス性雑音を検出する比較器とを備える。
【０００８】
これにより、インパルス性雑音を受けても受信誤り率の増大を防ぐことのできるディジタル通信用高周波受信装置が得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、周波の電波を受信する受信アンテナと、受信アンテナで受信した信号を広帯域バンドパスフィルタを介して中間周波数帯の信号に変換する周波数変換器と、周波数変換器から出力される信号に基づいてインパルス性雑音を検出するインパルス性雑音検出部と、周波数変換器から出力される信号をインパルス性雑音検出部から出力される信号に従い補正を行うインパルス性雑音補正部と、インパルス性雑音補正部から出力された信号を狭帯域バンドパスフィルタを介して復調する復調器とを備える構成としたことにより、インパルス性雑音検出部でインパルス性雑音を検出したときに、インパルス性雑音補正部でインパルス性雑音を補正することができる。
【００１０】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、インパルス性雑音補正部は、開閉式二端子スイッチと、開閉式二端子スイッチの開閉動作に応じて信号を減衰させる減衰器とを備え、インパルス性雑音検出部によりインパルス性雑音が検出されたことを示す信号が出力されたとき、インパルス性雑音補正部は、開閉式二端子スイッチを開いて周波数変換器から出力される信号を減衰器により減衰させる構成としたことにより、インパルス性雑音検出部でインパルス性雑音を検出したときに、インパルス性雑音補正部でインパルス性雑音を減衰させることができる。
【００１１】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、インパルス性雑音補正部は、周波数変換器から出力された信号の入力端子である第１の端子と、インパルス性雑音補正部の出力端子である第２の端子と、グランドに接続された第３の端子とを有するマルチプレクサ型三端子スイッチを備え、インパルス性雑音検出部によりインパルス性雑音が検出されたことを示す信号が出力されたとき、インパルス性雑音補正部は、第２の端子を第３の端子と接続する構成としたことにより、インパルス性雑音検出部でインパルス性雑音を検出したときに、インパルス性雑音補正部でインパルス性雑音を除去させることができる。
【００１２】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１または請求項２または請求項３に記載の発明において、周波数変換器から出力された信号を遅延させてインパルス性雑音補正部に出力する遅延器を備える構成としたことにより、インパルス性雑音検出部で生じる応答速度の遅れをキャンセルすることができる。
【００１３】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１または請求項２または請求項３に記載の発明において、インパルス性雑音検出部は、周波数変換器から出力される信号を検波する包絡線検波器と、包絡線検波器から出力される信号の入力レベルの平均を検出する平均入力レベル検出器と、包絡線検波器及び平均入力レベル検出器から出力されるの２つの信号を比較してインパルス性雑音を検出する比較器とを備える構成としたことにより、比較器では入力レベルの平均値を基準にしているので広い入力レベルのダイナミックレンジにも対応することができる。
【００１４】
本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１または請求項２または請求項３または請求項５に記載の発明において、インパルス性雑音検出部の出力を整形する波形整形器と、波形整形器から出力されるディジタル信号のパルス幅を測定するパルス幅測定器と、パルス幅測定器から出力される信号に基づいて、受信データの信頼性について判定する判定器と、判定器の判定結果を使用者に知らせる表示出力部とを備える構成としたことにより、受信データの信頼性を使用者に知らせることができる。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
（実施例１）
図１は本発明の第１の実施例におけるディジタル通信用高周波受信装置の構成ブロック図である。図１において、１は受信アンテナ、２は広帯域バンドパスフィルタ（以下「広帯域ＢＰＦ」と称する）、３は周波数変換器、４は狭帯域バンドパスフィルタ（以下「狭帯域ＢＰＦ」と称する）、５は復調器、６はインパルス性雑音検出部、７はインパルス性雑音補正部である。また、インパルス性雑音補正部７は、抵抗器からなる減衰器８、開閉式二端子スイッチ９を備えている。
【００１７】
受信アンテナ１は広帯域ＢＰＦ２を介して周波数変換器３に接続されている。周波数変換器３の出力は、インパルス性雑音検出部６及びインパルス性雑音補正部７にそれぞれ入力される。インパルス性雑音検出部６の出力は、インパルス性雑音補正部７のゲート信号入力端子（図示せず）に接続されている。インパルス性雑音補正部７の出力は狭帯域ＢＰＦ４に入力され、狭帯域ＢＰＦ４の出力は復調器５に入力される。
【００１８】
以上のように構成されたディジタル通信用高周波受信装置について、以下にその動作を説明する。図４は各部から出力される波形を示す図であり、図４（ａ）から図４（ｄ）示すものが本実施例に該当する。
【００１９】
図１に示すように、受信アンテナ１で電波を受信し、得られた受信信号は、広帯域ＢＰＦ２で不用波を削除され、周波数変換器３で中間周波数帯へ周波数変換される。受信アンテナ１から出力された波形を図４（ａ）に、周波数変換器３から出力された波形を図４（ｂ）にそれぞれ示す。インパルス性雑音を受けても受信アンテナ１の出力と周波数変換器の出力までは変わらない。ここまでは従来例と同様である。
【００２０】
インパルス性雑音検出部６では、周波数変換器３から出力された信号を包絡線検波によりインパルス性雑音が存在するのかどうか検出する。図４（ｃ）に示すように、波形の山の部分を結んだ波形が固定の基準電圧以上であるかどうかによって検出する。固定の基準電圧以上であればインパルス性雑音とみなし、波形整形してゲート信号としてインパルス性雑音補正部７へ出力する。
【００２１】
インパルス性雑音補正部７では、ゲート信号が”０”のとき、つまりインパルス性雑音でないとき、開閉式二端子スイッチ９が閉じ、信号はそのまま狭帯域ＢＰＦ４へ出力される。一方、ゲート信号が”１”のとき、開閉式二端子スイッチ９が開き、インパルス性雑音を持つ信号は減衰器８を通ることでインパルス性雑音を減衰し狭帯域ＢＰＦ４へ出力される。インパルス性雑音が減衰されたインパルス性雑音補正部７からの出力波形を図４（ｄ）に示す。
【００２２】
インパルス性雑音補正部７から出力された信号は、従来例と同様に狭帯域ＢＰＦ４を介して復調器５にて復調される。
【００２３】
以上のように本実施例では、インパルス性雑音のような妨害波が受信帯域の周波数帯で入ってきて、受信信号にインパルス性雑音が含まれてても、インパルス性雑音検出部６で検出したとき、インパルス性雑音補正部７の減衰器８で減衰させることにより、インパルス性雑音による悪影響を防ぎ、受信誤り率の増大を防ぐことができる。
【００２４】
（実施例２）
図２は本発明の第２の実施例におけるディジタル通信用高周波受信装置の構成ブロック図である。図２において、インパルス性雑音補正部７にマルチプレクサ型三端子スイッチ１０を用い、第１の端子１０ａをインパルス性雑音補正部７の入力端子、第２の端子１０ｂをインパルス性雑音補正部７の出力端子とし、第３の端子１０ｃをグランドに接続している。第２の端子１０ｂはゲート信号で第１の端子１０ａまたは第３の端子１０ｃを選択できる構成としている。その他の構成は第１の実施例と同様であり説明を省略する。
【００２５】
図２示すように、第１の実施例に示したように、受信アンテナ１で受信した信号は、広帯域ＢＰＦ２、周波数変換器３を介してインパルス性雑音検出部６においてインパルス性雑音の検出が行われる。インパルス性雑音検出部６から出力されるゲート信号が”０”のとき、インパルス性雑音補正部７では、第１の端子１０ａと第２の端子１０ｂが閉じ、信号はそのまま狭帯域ＢＰＦ４へ出力される。一方、ゲート信号が”１”のとき、インパルス性雑音補正部７では、第２の端子１０ｂと第３の端子１０ｃが閉じ、インパルス性雑音を持つ信号は完全に遮断される。インパルス性雑音補正部７の出力波形を示したのが図４（ｅ）である。
【００２６】
以上のように、受信信号にインパルス性雑音が含まれていても、インパルス性雑音検出部６で検出したとき、インパルス性雑音補正部７のマルチプレクサ型三端子スイッチ１０をグランド側に接続してやることにより、インパルス性雑音を遮断することができ、インパルス性雑音による悪影響を防ぎ、受信誤り率の増大を防ぐことができる。
【００２７】
（実施例３）
図３は本発明の第３の実施例におけるディジタル通信用高周波受信装置の構成ブロック図である。図３に示すように、本実施例のディジタル通信用高周波受信装置は、図２に示す第２の実施例の構成に加えて、周波数変換器３とインパルス性雑音補正部７との間に遅延器１１を設けた構成となっている。その他の構成は第２の実施例と同様であり、説明を省略する。
【００２８】
周波数変換器３から出力された信号はインパルス性雑音検出部６を通ることで微小な応答速度の遅れを生じてしまう。この応答速度の遅れにより、第１または第２の実施例で行う補正では、図４（ｄ）及び図４（ｅ）に示すように、インパルス性雑音を補正してもインパルス性雑音を完全に補正することができず、一部にインパルス性雑音が残ってしまうことがあるといった問題を有していた。
【００２９】
図３に示すように、周波数変換器３から出力された信号は、インパルス性雑音検出部６及び遅延器１１にそれぞれ出力される。インパルス性検出部６を通過する信号は、微小な応答速度の遅れを生じる。この微小な応答速度の遅れを考慮して、遅延器１１は周波数変換器３から出力された信号を遅延してインパルス性雑音補正部７に出力する。これにより、インパルス性雑音補正部７では、リアルタイムな信号処理が可能となり、インパルス性雑音検出部６からの信号に応じてインパルス性雑音を全て補正することができる。インパルス性雑音補正部７の出力波形を図４（ｇ）に示す。
【００３０】
なお、本実施例は、図２に示す第２の実施例の構成に遅延器１１を設けた構成を示しているが、図１に示す第１の実施例の構成に設けても良い。
【００３１】
以上のように本実施例では、インパルス雑音検出部６で生じる応答速度の遅れを考慮して、周波数変換器３から出力される信号を遅延器１１により遅延させてインパルス性雑音補正部７に出力させるので、インパルス性雑音を全て補正することができると共に、インパルス性雑音により受信誤り率が増大するのを防ぐことができる。
【００３２】
（実施例４）
図５は本発明の第４の実施例におけるディジタル通信用高周波受信装置の構成ブロック図である。図５において、１２は周波数変換器３の出力を検波する包絡線検波器、１３は包絡線検波器１２の出力から入力レベルを検出する平均入力レベル検出器、１４は包絡線検波器１２及び平均入力レベル検出器１３からの２つの出力信号を比較しインパルス性雑音を検出する比較器である。
【００３３】
インパルス性雑音検出部６は、包絡線検波器１２、平均入力レベル検出器１３、比較器１４を備える。本実施例は、前述の第１の実施例、第２の実施例及び第３の実施例におけるインパルス性雑音検出部６の構成及び動作をより詳しく説明するものである。
【００３４】
図５に示すように、インパルス性雑音検出部６では、包絡線検波器１２において周波数変換器３から出力された信号を包絡線検波し、包絡線検波器１２の出力信号を平均入力レベル検出器１３において入力レベルの平均値を検出する。平均入力レベル検出器１３の入力レベルの平均値と包絡線検波器１２の出力値とを比較器１４で比較し、包絡線検波器１２の出力値が入力レベルの平均値を越えているときにインパルス性雑音であると判断し、その旨をインパルス性雑音補正部７へ出力する。比較器１４はコンパレータ、平均入力レベル検出器１３は抵抗とキャパシタからなるローパスフィルタによりそれぞれ実現できる。
【００３５】
比較器１４の比較基準に平均入力レベル検出器１３により検出した入力レベルの平均値を用いることで、入力レベルが変化してもインパルス性雑音を検出することができる。つまり広いダイナミックレンジに対応できることになる。
【００３６】
（実施例５）
図６は本発明の第５の実施例におけるディジタル通信用高周波受信装置の構成ブロック図である。図６において、１５はインパルス性雑音検出部６の出力信号を整形する波形整形器、１６は波形整形器１５で波形整形したディジタル信号のパルス幅を測定するパルス幅測定器、１７はパルス幅測定器１６の出力から受信データに信頼性について判定する判定器、１８はアラーム信号出力端子である。
【００３７】
図６に示すように、インパルス性雑音検出部６から出力される信号は波形整形器１５で波形整形される。パルス幅測定器１６は波形整形器１５から出力される信号のパルス幅を測定し、その旨を判定器１７に出力する。判定器１７はパルス幅測定器１６から出力された信号、つまり、インパルス性雑音検出部６がインパルス性雑音であると見なした時間を得る。この時間が所定の時間、例えば２０６μｓｅｃ（伝送速度４８００ｂｐｓの時の１ビット）を超えた時、判定器１７は信頼性が低いと判断し、アラーム信号出力端子１８からアラーム信号が出力されて、使用者は受信したデータの信頼性が低いことを知ることができる。
【００３８】
使用者は、アラーム信号を受けて受信データの信頼性が低いことを知ると、再送信を要求したり、場所を変える（端末装置として用いられる場合）などの処置を取ることによって信頼性の高いデータを得ることが可能となる。
【００３９】
なお、本実施例では、判定器１７の判断結果を使用者に知らせる際にアラーム信号を用いているが、発行ダイオードなどを用いて視覚的に知らせるようにしても良い。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、周波の電波を受信する受信アンテナと、受信アンテナで受信した信号を広帯域バンドパスフィルタを介して中間周波数帯の信号に変換する周波数変換器と、周波数変換器から出力される信号に基づいてインパルス性雑音を検出するインパルス性雑音検出部と、周波数変換器から出力される信号をインパルス性雑音検出部から出力される信号に従い補正を行うインパルス性雑音補正部と、インパルス性雑音補正部から出力された信号を狭帯域バンドパスフィルタを介して復調する復調器とを備える構成としたことにより、インパルス性雑音検出部でインパルス性雑音を検出したときに、インパルス性雑音補正部でインパルス性雑音を補正することができ、インパルス性雑音による受信誤り率の増大を防ぐことができ、通信機能を喪失することを防ぐことができる。
【００４１】
また、インパルス性雑音補正部は、開閉式二端子スイッチと、開閉式二端子スイッチの開閉動作に応じて信号を減衰させる減衰器とを備え、インパルス性雑音検出部によりインパルス性雑音が検出されたことを示す信号が出力されたとき、インパルス性雑音補正部は、開閉式二端子スイッチを開いて周波数変換器から出力される信号を減衰器により減衰させる構成としたことにより、インパルス性雑音検出部でインパルス性雑音を検出したときに、インパルス性雑音補正部でインパルス性雑音を減衰させるので、インパルス性雑音による受信誤り率の増大を防ぐことができ、通信機能を喪失することを防ぐことができる。
【００４２】
また、インパルス性雑音補正部は、周波数変換器から出力された信号の入力端子である第１の端子と、インパルス性雑音補正部の出力端子である第２の端子と、グランドに接続された第３の端子とを有するマルチプレクサ型三端子スイッチを備え、インパルス性雑音検出部によりインパルス性雑音が検出されたことを示す信号が出力されたとき、インパルス性雑音補正部は、第２の端子を第３の端子と接続する構成としたことにより、インパルス性雑音検出部でインパルス性雑音を検出したときに、インパルス性雑音補正部でインパルス性雑音をほとんど零に除去させるので、ノイズ量が減り、主信号が更なる低入力レベルでも受信誤り率の増大を防ぐことができ、通信機能を喪失することを防ぐことができる。
【００４３】
また、周波数変換器から出力された信号を遅延させてインパルス性雑音補正部に出力する遅延器を備える構成としたことにより、インパルス性雑音検出部で生じる応答速度の遅れをキャンセルすることができ、応答速度の遅れによるインパルス性雑音の補正残しが無くなり、受信誤り率の増大を防ぐことができると共に、インパルス性雑音の補正残しが無いのでスパイク状の雑音も無く、高耐圧の素子を用いる必要もなく小型で安価な素子を用いることができ、装置の小型化、低価格化が実現できるという効果もある。
【００４４】
また、インパルス性雑音検出部は、周波数変換器から出力される信号を検波する包絡線検波器と、包絡線検波器から出力される信号の入力レベルの平均を検出する平均入力レベル検出器と、包絡線検波器及び平均入力レベル検出器から出力されるの２つの信号を比較してインパルス性雑音を検出する比較器とを備える構成としたことにより、比較器では入力レベルの平均値を基準にしているので広い入力レベルのダイナミックレンジにも対応することができ、インパルス性雑音の検出機能を向上させることができる。
【００４５】
また、インパルス性雑音検出部の出力を整形する波形整形器と、波形整形器から出力されるディジタル信号のパルス幅を測定するパルス幅測定器と、パルス幅測定器から出力される信号に基づいて、受信データの信頼性について判定する判定器と、判定器の判定結果を使用者に知らせる表示出力部とを備える構成としたことにより、受信データの信頼性を使用者に知らせることができ、使用者が使用者が再送信の要求や受信位置を変更することなどによって、受信したデータ全体の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例におけるディジタル通信用高周波受信装置の構成ブロック図
【図２】本発明の第２の実施例におけるディジタル通信用高周波受信装置の構成ブロック図
【図３】本発明の第３の実施例におけるディジタル通信用高周波受信装置の構成ブロック図
【図４】各部からの出力波形を示す図
【図５】本発明の第４の実施例におけるディジタル通信用高周波受信装置の構成ブロック図
【図６】本発明の第５の実施例におけるディジタル通信用高周波受信装置の構成ブロック図
【図７】従来のディジタル通信用高周波受信装置の構成ブロック図
【符号の説明】
１  受信アンテナ
２  広帯域バンドパスフィルタ
３  周波数変換器
４  狭帯域バンドパスフィルタ
５  復調器
６  インパルス性雑音検出部
７  インパルス性雑音補正部
８  減衰器
９  開閉式二端子スイッチ
１０  マルチプレクサ型三端子スイッチ
１１  遅延器
１２  包絡線検波器
１３  平均入力レベル検出器
１４  比較器
１５  波形整形器
１６  パルス幅測定器
１７  判定器
１８  アラーム信号出力端子
【図１】
0003627349.tif 000002
【図２】
0003627349.tif 000003
【図３】
0003627349.tif 000004
【図４】
0003627349.tif 000005
【図５】
0003627349.tif 000006
【図６】
0003627349.tif 000007
【図７】
0003627349.tif 000008