(57)【要約】【課題】  簡易な構成で相互変調波の影響を排除することが可能で、かつ、広い周波数範囲の電波を受信可能な無線受信装置を提供する。【解決手段】  増幅器による増幅レベルが、希望波の増幅器による増幅レベルよりも高い、という特性を有する相互変調波を除去可能な無線受信装置１であって、受信波を増幅して増幅波を生成する第２のアンプ３１と、第３のアンプ３２によって生成された増幅波のレベルを下げて、レプリカ波を生成するゲイン調整部３５と、ゲイン調整部３５によって生成されたレプリカ波を受信波から減算する減算部４１と、を備える。【選択図】  図１
2014053740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
増幅器による増幅レベルが、希望波の増幅器による増幅レベルよりも高い、という特性を有する相互変調波を除去可能な無線受信装置であって、
受信波を増幅して増幅波を生成する増幅波生成手段と、
前記増幅波生成手段によって生成された前記増幅波のレベルを下げて、レプリカ波を生成するレプリカ波生成手段と、
前記レプリカ波生成手段によって生成されたレプリカ波を、前記受信波から減算する減算手段と、
を備えることを特徴とする無線受信装置。
【請求項２】
増幅器による増幅レベルが、希望波の増幅器による増幅レベルよりも高い、という特性を有する相互変調波を除去可能な無線受信方法であって、
受信波を増幅して増幅波を生成する増幅波生成ステップと、
前記増幅波生成ステップによって生成された前記増幅波のレベルを下げて、レプリカ波を生成するレプリカ波生成ステップと、
前記レプリカ波生成ステップによって生成されたレプリカ波を、前記受信波から減算する減算ステップと、
を備えることを特徴とする無線受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、相互変調（ＩＭ、インターモジュレーション）波の影響を排除することが可能な無線受信装置および無線受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、２つの電波を受信して増幅した場合に、本来出るはずがない（希望しない）周波数の電波が出力される場合があり、このような現象は、相互変調歪や３次混変調波歪、インターモジュレーションなどと呼ばれている。この相互変調歪は、例えば、２つの放送波（希望波）の周波数間隔と同じ間隔だけ離された周波数に、相互変調波（妨害波、不要波）が出力され、ノイズの発生などの障害が生じてしまう。
【０００３】
このような相互変調波を除去して希望波を高精度・適正に受信するための技術として、例えば、ダブルスーパーヘテロダインが知られている（例えば、特許文献１参照。）。このダブルスーパーヘテロダインは、スーパーヘテロダインのＩＦ（中間周波数）アンプの後に、さらに、ミキサ（混合器）と局部発振器とを設け、周波数変換を２回行う。そして、２回に分けて周波数を落とすため、１回目または２回目のフィルタを狭帯域にすることができ、このフィルタで、隣接チャンネル波、次隣接チャンネル波を落とすことができる。この１回目、２回目のフィルタ後に復調処理ができるレベルまで大きく増幅できるので、これらのフィルタ通過前では、増幅ゲインは小さくてよく相互変調歪を抑えられる、というメリットがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−０７９１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のようなダブルスーパーヘテロダインでは、ミキサと局部発振器とを２組設けなければならないため、回路が大きくなり、費用もかさむ。また、狭帯域フィルタを用いるため、広い周波数範囲の電波・信号を取り込むことができない。
【０００６】
そこで、この発明は、簡易な構成で相互変調波の影響を排除することが可能で、かつ、広い周波数範囲の電波を受信可能な無線受信装置および無線受信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、増幅器による増幅レベルが、希望波の増幅器による増幅レベルよりも高い、という特性を有する相互変調波を除去可能な無線受信装置であって、受信波を増幅して増幅波を生成する増幅波生成手段と、前記増幅波生成手段によって生成された前記増幅波のレベルを下げて、レプリカ波を生成するレプリカ波生成手段と、前記レプリカ波生成手段によって生成されたレプリカ波を、前記受信波から減算する減算手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、受信波を受信すると、増幅波生成手段によって受信波が増幅されて増幅波が生成される。このとき、相互変調波は、希望波に比べてより多く生成される。次に、レプリカ波生成手段によって増幅波のレベルが下げられて、レプリカ波が生成される。このとき、増幅波における希望波は、相互変調波よりもレベルが小さいため、レプリカ波における希望波も、相互変調波よりもレベルが小さくなる。続いて、減算手段によって受信波からレプリカ波が減算される。このとき、レプリカ波における相互変調波のレベルが希望波よりも大きいため、受信波から相互変調波がより減算される。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、増幅器による増幅レベルが、希望波の増幅器による増幅レベルよりも高い、という特性を有する相互変調波を除去可能な無線受信方法であって、受信波を増幅して増幅波を生成する増幅波生成ステップと、前記増幅波生成ステップによって生成された前記増幅波のレベルを下げて、レプリカ波を生成するレプリカ波生成ステップと、前記レプリカ波生成ステップによって生成されたレプリカ波を、前記受信波から減算する減算ステップと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１、２に記載の発明によれば、上記のようにして、受信波から相互変調波がより減算される。つまり、受信波から相互変調波がより除去され、希望波が残ることになり、相互変調波の影響を排除することが可能となる。しかも、複数のミキサや局部発振器などを設ける必要がなく、受信波を増幅したりレベルを下げたり、受信波からレプリカ波を減算したりするだけでよいため、無線機を簡易に構成することが可能となる。さらに、狭帯域フィルタを用いないため、広い周波数範囲の電波を受信することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態に係る無線受信装置を示す概略構成ブロック図である。
【図２】希望波と相互変調波との増幅器による増幅レベルの特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、この発明の実施の形態について、図面を用いて詳しく説明する。
【００１３】
図１は、この発明の実施の形態に係る無線受信装置１を示す概略構成ブロック図である。この無線受信装置１は、希望波に対して相互変調波が発生する場合に、相互変調波の影響を排除・除去して、希望波を高精度・適正に受信することができる受信器である。
【００１４】
ここで、相互変調波の増幅器による増幅レベル（増幅強度）は、希望波の増幅器による増幅レベルよりも高い、という特性を有している。例えば、図２に示すように、希望波の増幅器による増幅レベル（入出力特性）Ｌ１は、増幅器の入力に対して出力が対数値で１対１であるのに対して、相互変調波の増幅器による増幅レベルＬ２は、増幅器の入力に対して出力が対数値で１対３となる。すなわち、増幅器で希望波と相互変調波とを同時に増幅した場合、相互変調波は希望波よりも対数値で３倍（３乗倍）増幅されることになる。また、希望波の増幅レベルＬ１と相互変調波の増幅レベルＬ２とが交わる点Ｐを、インターセプトポイントと称し、このインターセプトポイントＰよりも大きい領域（図中右側）では、相互変調波の出力レベルが希望波の出力レベルよりも大きくなる。
【００１５】
本無線受信装置１は、アンテナ１１で受信した受信波から、第１のバンドパスフィルタ１２、ローノイズアンプ１３および第２のバンドパスフィルタ１４を介して、所定の周波数および強度レベルの受信波を得る。次に、この受信波を第１のアンプ２１で増幅して、第１のアナログ／デジタル変換器２２でデジタル変換して、さらに第１の復調バンドパスフィルタ２３で所定の周波数にする。ここで、ＴＣＸＯ（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ、温度補償型水晶発振器）１５から出力される基準信号に基づいて、第１のアンプ２１および後述する第２のアンプ３１、第３のアンプ３２の出力値が補正されるようになっている。
【００１６】
一方、第２のバンドパスフィルタ１４から出力された受信波を、第２のアンプ（増幅波生成手段）３１によって増幅して増幅波を生成する。このとき、相互変調波の出力レベルが希望波の出力レベルよりも桁違いに大きくなるように、受信波を増幅する。例えば、上記のように、希望波の増幅レベルＬ１が増幅器の入力に対して対数値で１対１で、相互変調波の増幅レベルＬ２が増幅器の入力に対して対数値で１対３となるため、第２のアンプ３１のゲインを１０ｄＢに設定すると、希望波の出力レベルが１０ｄＢ（１０倍）となるのに対して、相互変調波の出力レベルは３０ｄＢ（１０００倍）となる。
【００１７】
次に、生成した増幅波を第３のアンプ３２で増幅して、第２のアナログ／デジタル変換器３３でデジタル変換して、さらに第２の復調バンドパスフィルタ３４で所定の周波数にする。ここで、第３のアンプ３２のゲインは、第１のアンプ２１と同じゲインになるように設定され、かつ、インターセプトポイント等の飽和特性も同じものである（同じ特性のアンプを使用する。）。従って、この第３のアンプ３２でも相互変調波が生成される。第２のアンプ３１に比べ第３のアンプ３２の方が、信号入力レベルが高いため、結局、第３のアンプ３２での出力でみると、相互変調波は、ほぼ第１のアンプ２１の特性と同じ第３のアンプ３２で生成されたものと考えてよい。
【００１８】
続いて、第２の復調バンドパスフィルタ３４から出力された増幅波のレベルを、ゲイン調整部（レプリカ波生成手段）３５によって下げて（減幅させて）、レプリカ波を生成する。ここで、生成されるレプリカ波における相互変調波のレベルが、上記の受信波における相互変調波のレベル（元の受信波レベル）と同等になるように、増幅波のレベルを下げる。例えば、上記のように第２のアンプ３１のゲインを１０ｄＢに設定し、増幅波における相互変調波の出力レベルが３０ｄＢ（１０００倍）となる場合、ゲイン調整部３５のゲインを１／１０００に設定する。
【００１９】
そして、減算部（減算手段）４１によって、第１の復調バンドパスフィルタ２３から出力された受信波から、ゲイン調整部３５で生成されたレプリカ波を減算するものである。これにより、受信波における希望波と相互変調波とから、それぞれ、レプリカ波における希望波と相互変調波とが減算される。
【００２０】
このような構成の無線受信装置１による無線受信方法によれば、まず、第２のアンプ３１によって受信波が増幅されて増幅波が生成される（増幅波生成ステップ）。このとき上記のように、相互変調波は、第３のアンプ３２によって希望波に比べてより大きく増幅される。例えば、受信波のレベルを１とし、第２のアンプ３１のゲインが１０ｄＢの場合、増幅波における希望波の出力レベルが１０（１０ｄＢ）で、増幅波における相互変調波の出力レベルが１０００（３０ｄＢ）となる。
【００２１】
次に、ゲイン調整部３５によって増幅波のレベルが下げられて、レプリカ波が生成される（レプリカ波生成ステップ）。このとき、増幅波における希望波は、相互変調波よりもレベルが小さいため、レプリカ波における希望波も、相互変調波よりもレベルが小さくなる。例えば、上記のケースで、ゲイン調整部３５のゲインが１／１０００の場合、レプリカ波における希望波のレベルが０．０１（＝１０／１０００）で、レプリカ波における相互変調波のレベルが１（＝１０００／１０００）となる。
【００２２】
続いて、減算部４１によって受信波からレプリカ波が減算される（減算ステップ）。このとき、レプリカ波における相互変調波のレベルが希望波よりも大きいため、受信波から相互変調波がより大きく減算される。例えば、上記のケースの場合、次のような結果となる。
希望波：１−０．０１≒１
相互変調波：１−１＝０
つまり、受信波から相互変調波が減算、除去され、希望波のみが残ることになる。
【００２３】
以上のように、本無線受信装置１および本無線受信方法によれば、受信波から相互変調波が減算、除去されて、希望波のみを取り込むことになり、相互変調波の影響を排除することができる。また、複数のミキサや局部発振器などを設ける必要がなく、受信波を増幅する第２のアンプ３１や減幅するゲイン調整部３５、信号（電波）を減算する減算部４１を設けるだけでよいため、簡易に構成することができる。
【００２４】
しかも、通常のアンプ２１、３１、３２などで構成したアナログ回路を使用するため、回路が簡易であるばかりでなく、多数の妨害波で発生する相互変調波を瞬時に除去することができる。さらに、低い周波数に変換せず、狭帯域フィルタを用いないため、広い周波数範囲の電波を受信することができる。つまり、広範囲の周波数をそのまま受信することができる。
【００２５】
また、増幅波（レプリカ波）も第２のアナログ／デジタル変換器３３でデジタル変換して、レベル調整を行うため、補正レベルの校正をデジタル的に処理することができ、誤差調整の補正がしやすい。
【００２６】
以上、この発明の実施の形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、上述した実施の形態では、ＴＣＸＯ１５を設けているが、アンプ２１、３１、３２の精度や要求精度などに応じて設けなくてもよく、同様に、必要レベルなどに応じて第１のアンプ２１および第３のアンプ３２を設けなくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
１局からの電波を受信する業務用無線などに適用することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１      無線受信装置
１１    アンテナ
１２    第１のバンドパスフィルタ
１３    ローノイズアンプ
１４    第２のバンドパスフィルタ
１５    温度補償型水晶発振器
２１    第１のアンプ
２２    第１のアナログ／デジタル変換器
２３    第１の復調バンドパスフィルタ
３１    第２のアンプ（増幅波生成手段）
３２    第３のアンプ
３３    第２のアナログ／デジタル変換器
３４    第２の復調バンドパスフィルタ
３５    ゲイン調整部（レプリカ波生成手段）
４１    減算部（減算手段）
Ｌ１    希望波の増幅器による増幅レベル
Ｌ２    相互変調波の増幅器による増幅レベル
Ｐ      インターセプトポイント
【図１】
2014053740.tif 000003
【図２】
2014053740.tif 000004