(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振幅変調信号を受信して復調する受信回路において、
受信した振幅変調信号からその搬送波を含んだ全搬送波の単側波帯信号を抽出する手段と、
抽出された全搬送波の単側波帯信号の位相項から情報信号を復調する手段と
を備えたことを特徴とする振幅変調信号受信回路。
【請求項２】
上記抽出する手段は、受信した振幅変調信号を二つに分岐し、その一方を振幅制限するとともに他方の信号を周波数変換して互いに掛け合わせることで、伝搬路で受けた位相項への影響や受信機の局部発振器の周波数変動などの不要な位相成分の除去を行う周波数変換手段を含む請求項１記載の振幅変調信号受信回路。
【請求項３】
上記抽出する手段は、受信した振幅変調信号とこれを周波数領域で信号配置を反転させた信号とを重ね合わせてひとつの単側波帯信号に変換する周波数ダイバーシチ手段を含む請求項１記載の振幅変調信号受信回路。
【請求項４】
上記周波数ダイバーシチ手段は、
受信した振幅変調信号を二つに分岐する手段と、
分岐された一方の振幅変調信号を振幅制限する振幅制限器と、
分岐された他方の振幅変調信号を局部発振信号により周波数変換して差周波数成分と和周波数成分を抽出する第一の周波数変換手段と、
この第一の周波数変換手段により抽出された差周波数成分を上記振幅制限器の出力により周波数変換して和周波数成分を抽出する第二の周波数変換手段と、
上記第一の周波数変換手段により抽出された和周波数成分を上記振幅制限器の出力により周波数変換して差周波数成分を抽出する第三の周波数変換手段と、
上記第二の周波数変換手段の出力と上記第三の周波数変換手段の出力とを加算する手段と
を含む
請求項３記載の振幅変調信号受信回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中波（ＭＦ、Ｍｅｄｉｕｍ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯や短波（ＨＦ、Ｈｉｇｈ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯で広く採用されているＡＭ（振幅変調で搬送波送出両側波帯、Ｄｏｕｂｌｅ  Ｓｉｄｅｂａｎｄ  ｗｉｔｈ  Ｅｍｉｔｔｅｄ  Ｃａｒｒｉｅｒ／Ｅｍｉｔｔｅｄ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎを意味する）信号を受信して復調する振幅変調信号受信回路に関し、特に、復調信号の品質を高めるための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＡＭ信号の受信機では、実用化された時代の技術レベルから、復調回路の規模が小さく、簡易で経済的な方式が求められた結果、復調方法には、最も簡便な包絡線復調（Ｅｎｖｅｌｏｐｅ  Ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）／包絡線検波（Ｅｎｖｅｌｏｐｅ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）が採用されている。
【０００３】
ＡＭ方式を利用している最も典型的な実用例には、現在、ＡＭ放送がある。ＡＭ放送は世界中で多くの人々が受信、利用しているので多数の受信機が存在する。歴史的な観点に立つと、ＡＭ放送が実用化された時点では、上記の復調・検波方法が最良のものであったと言える。
【０００４】
また、航空機無線では、ＡＭ変調波の復調が包絡線検波で行えるので、無線機の周波数安定度にほとんど依存しないという性質を重視して、復調信号の品質が悪くても現在でも用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＡＭ信号復調技術には以下のような問題があった。
【０００６】
▲１▼  ＡＭ信号が伝搬する伝搬路で発生する振幅や位相変動、たとえば、フェージングなどによって生じる相乗性外乱、電源雑音、蛍光灯雑音、都市雑音などに対して、従来の復調技術では品質の高い復調信号を得ることが困難である。
【０００７】
▲２▼  ＡＭ変調技術には長い歴史があるが、実用化した当時の技術レベルでは、変調信号形式にこれらの外乱を除去して、品質の高い復調信号を得るための手段が採れるように構成されなかった。
【０００８】
▲３▼  ＡＭ放送波の周波数特性は、４００  Ｈｚを０  ｄＢとして、５０  Ｈｚから７５００  Ｈｚの範囲では１．５  ｄＢから−  ３  ｄＢの範囲内に入るように送信されている。しかしながら、受信機の帯域特性は送信波に比べて平坦ではない。この帯域特性を受信・復調後に音質調整しても、音声品質は改善できない。このようになる主な原因は、従来の復調技術では、ＡＭ信号に影響を与える相乗性雑音を除去する手段がなく、さらに、相加性雑音に対しても弱いので、聴き易くするために単峰性の受信帯域特性を持つ受信機が製造されているためである。そこで、音楽などの音源に対しては、十分に広い平坦な周波数帯域が要求されるにもかわらず、現状の受信機では鑑賞に値する程の充分な品質が確保できないのである。
【０００９】
▲４▼  受信入力レベルを自動的に制御する自動利得制御（ＡＧＣ、Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路が用いられるが、復調信号の品質を高めるためには十分に機能していない。
【００１０】
本発明は、現在用いられているＡＭ送信波の電波型式を変更することなく、ＡＭ信号を受信して、品質の高い復調信号を得ることができる振幅変調信号受信回路を提供することを目的とする。さらには、ＡＭ信号が伝搬路で受けた外乱を復調過程で除去し、復調信号の品質を高めることができる振幅変調信号受信回路を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の振幅変調信号に対する受信回路（以下「ＡＭ信号受信回路」という）は、受信した振幅変調信号を全搬送波の単側波帯信号に変換する変換手段と、変換された単側波帯信号の位相項から情報信号を復調する復調手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明では、ＡＭ変調信号から全搬送波の単側波帯信号を抽出し、その位相項から情報信号を復調する。その理由は、変調信号の位相項に存在する情報信号成分は相乗性あるいは相加性の外来雑音の影響を受けにくく、その結果として、伝送品質が優れているからである。ＦＭ放送の受信特性がＡＭ放送波の受信特性に比べて良いのも、ＦＭ変調信号では情報信号成分が位相項にのみ存在し、その位相項から情報信号を復調するからである。
【００１３】
復調手段は、全搬送波単側波帯信号の位相項、すなわち、実数零点から情報信号を復調する処理手段を含むことが望ましい。このような復調処理技術はＲＺ
ＳＳＢ（Real Zero Single Sideband）変復調技術として知られ、外来雑音による振幅歪を復調過程で除去できる。以下では、ＲＺ
ＳＳＢ変復調技術により全搬送波下側波帯信号を処理するものとし、そのような信号を「ＲＺ ＳＳＢ信号」という。ＲＺ ＳＳＢ変復調技術については、特公平06-018333（特許第1888866号）に詳しい。
【００１４】
単側波帯信号に変換する変換手段は、受信した振幅変調信号を二つに分岐し、その一方を振幅制限するとともに他方の信号を周波数変換して互いに掛け合わせることで、伝搬路で受けた位相項への影響や受信機の局部発振器の周波数変動などの不要な位相成分の除去を行う周波数変換手段を含むことが望ましい。このような手段を中間周波段に設けると、高周波段の局部発振器の周波数安定度に依存せず、高い品質の復調信号が得られる。これにより本発明では、復調特性が周波数変動に依存しないという従来の包絡線復調方法の特徴が損なわれることはなく、送信された情報信号帯域特性を忠実に確保できる。
【００１５】
ＡＭ変調波は上側波帯と下側波帯から構成されるので、単側波帯信号に変換する変換手段は、受信した振幅変調信号とこれを周波数領域で信号配置を反転させた信号とを重ね合わせてひとつの単側波帯信号に変換する周波数ダイバーシチ手段を含むことが望ましい。
【００１６】
この周波数ダイバーシチ手段は、受信した搬送波送出振幅変調信号を二つに分岐する手段と、分岐された一方の搬送波送出振幅変調信号を振幅制限する振幅制限器（ハードリミタ）と、分岐された他方の搬送波送出振幅変調信号を局部発振信号により周波数変換して差周波数成分と和周波数成分を抽出する第一の周波数変換手段と、この第一の周波数変換手段により抽出された差周波数成分を上記振幅制限器（ハードリミタ）の出力により周波数変換して和周波数成分を抽出する第二の周波数変換手段と、上記第一の周波数変換手段により抽出された和周波数成分を上記振幅制限器（ハードリミタ）の出力により周波数変換して差周波数成分を抽出する第三の周波数変換手段と、上記第二の周波数変換手段の出力と上記第三の周波数変換手段の出力とを加算する手段とを含むことができる。
【００１７】
本発明のＡＭ信号受信回路は、高度な受信信号処理を行うにもかかわらず安価に構成できるように、デジタル信号処理（ＤＳＰ、Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）技術を用いて実施するが望ましい。この技術を用いると、回路の調整が不要になると共に、量産効果が期待できるＤＳＰプロセッサデバイスを用いるので、経済性が確保できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、ＡＭラジオ信号を受信する受信回路を例に説明する。以下の実施形態は本発明の主旨を理解するためのものであり、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
【００１９】
［第一の実施形態］
本発明の第一の実施形態について、図１および図２を参照して説明する。図１は本発明の第一の実施形態を示すブロック構成図であり、図２はＡＭ信号に対する受信回路内での周波数変換処理時の信号配置例を示す。図１に示す第一の実施形態において、１００はＡＭ送信機、１０１は送信アンテナ、１０２はＡＭ受信機の受信アンテナ、１０３はフロントエンド増幅器、１０４は周波数変換器、１０５は局部発振器、１０６はＩＦ（中間周波数）フィルタ、１０７は振幅制限器（ハードリミタ）、１０８は周波数変換器、１０９は局部発振器、１１０はＩＦフィルタ、１１１は周波数変換器、１１２はＩＦフィルタ、１１３はＲＺ  ＳＳＢ復調処理回路、１１４はＡＭ復調信号出力端子である。
【００２０】
図１に示した第一の実施形態について、信号の流れと共にそれぞれの回路の機能について簡単に説明する。
【００２１】
ＡＭ送信機１００の出力は、送信アンテナ１０１によってＡＭ変調波として送出される。このＡＭ変調波は、ＡＭ受信機のアンテナ１０２で受信され、フロントエンド増幅器１０３にて増幅された後、周波数変換器１０４で、局部発振器１０５からの局部発振信号を用いて、たとえば差周波数となるようなＩＦ信号に変換され、ＩＦフィルタ１０６によってその必要なＩＦ信号が抽出される。
【００２２】
この信号は２分割され、その一部は振幅制限器（ハードリミタ）１０７に導かれ振幅が一定な信号に変換される。分割された他方の信号は、周波数変換器１０８に導かれ、局部発振器１０９の出力によって、和周波数信号に変換され、ＩＦフィルタ１１０によってその必要なＩＦ信号が抽出される。ＩＦフィルタ１１０の出力信号と振幅制限器（ハードリミタ）１０７の出力は周波数変換器１１１によって差周波数信号が生成できるように変換され、ＩＦフィルタ１１２によって不要な雑音成分が除去されて、搬送波を伴った下側波帯成分が抽出される。ＩＦフィルタ１１２の出力はＲＺ  ＳＳＢ復調処理回路１１３に導かれ復調され、その信号は端子１１４から出力される。
【００２３】
各々の回路の動作を、数式を用いて説明する。送信アンテナ１０１から送出されるＡＭ変調波は、情報信号をｇ（ｔ）とおくと、
Ｓｔ１（ｔ）  ＝  （１  ＋  ｇ（ｔ））ｃｏｓ（ωｃｔ）    ．．．（１）
と記述できる。上式で（ωｃ）は送信波の角周波数である。ＡＭ変調波が過変調にならないためには、
｜ｇ（ｔ）｜＜  １    ．．．（２）
でなければならない。次に、（１）式を以下のように変形できる。
【００２４】
0003594921.tif 000002
ここで、Ｈ（ｇ（ｔ））はｇ（ｔ）のヒルベルト変換を表す。また、ｇ＋（ｔ）とｇ−（ｔ）は、それぞれ送信波の上側波帯領域と下側波帯領域に存在する情報信号を表す。そして、
ｇ＋（ｔ）  ＝  ｇ−（ｔ）
Ｈ（ｇ＋（ｔ））  ＝  Ｈ（ｇ−（ｔ））
である。（３）式の第一項は搬送波成分、第二項は上側波帯成分、第三項は下側波帯成分を数学的に表している。（３）式から、過変調を起こさないＡＭ信号、すなわち、（２）式の条件を満たすＡＭ信号においては、搬送波成分は側波帯成分より常に６ｄＢ大きいことが分かる。図１および図２では、上側波帯成分と下側波帯成分が区別できるように図示した。（１）式と（３）式は全く同じであるが、単側波帯成分を考える場合であって、上側波帯成分あるいは下側波帯成分のどちらの単側波帯成分を抽出しているか考慮する必要がある場合には、（３）式を用いる。
【００２５】
送信アンテナ１０１から放射された信号は、伝搬中に、振幅と位相項にそれぞれρ（ｔ）とθ（ｔ）で表示できるレーレ分布則に従うランダムな振幅変動とランダムＦＭ雑音と呼ばれる位相変動を受ける。これらの振幅変動と位相変動は、信号に対して相乗的な外乱として影響を与える。このため、ＡＭ受信機アンテナ１０２に到達する信号は、
Ｓｒ１（ｔ）  ＝ρ（ｔ）（１＋ｇ（ｔ））ｃｏｓ（ωｃｔ＋θ（ｔ））    ．．．（４）
となる。
【００２６】
受信信号をフロントエンド増幅器１０３（増幅度が受信電力（ＲＳＳＩ、Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）で変化するものを用いてもよい）にて増幅した後、この信号と局部発振器１０５からの中心角周波数が（ωｃ−ω１）でその角周波数変動が（δω）なる局部発振信号とを用い、周波数変換器１０４で差周波数を得る。これにより受信信号は中心角周波数が（ω１）なるＩＦ信号に変換され、この信号からＩＦフィルタ１０６によってその必要なＩＦ信号成分のみを抽出する。抽出される信号は、フロントエンド増幅器１０３で相加される熱雑音を無視すると、（４）式から容易に求められ、
Ｓ１１（ｔ）  ＝ρ（ｔ）（１＋ｇ（ｔ））ｃｏｓ（（ω１±δω）ｔ＋θ（ｔ））    ．．．（５）
で表される。
【００２７】
ここで、ＡＭ受信機（中波ＡＭ放送用受信機や短波帯のＡＭ受信機）における通常の周波数変換について考察する。中波や短波帯の受信信号はその性質から周波数が低いので、局部発振周波数（ωL1）として受信信号周波数（ωc）より高い周波数を用い、ＩＦ周波数（ωIF1）に変換する場合が多い。このようにすることによって、ＩＦ周波数領域へのスプリアス（不要波）信号の混入を防いでいる。この場合、受信信号の側波帯について観測すると、上下の側波帯が反転している。得られたＩＦ周波数（ωL1）をさらに低周波なＩＦ周波数（ωIF2）領域に変換する場合、同じようにＩＦ周波数（ωIF1）より高い周波数を用いて周波数変換すると、側波帯は、再度、反転して、もとに戻る。本実施形態では、このようなことを想定しながら、簡単のために上記のような周波数変換を用いたが、本発明はこのような例に限定されるものではない。以下の実施形態においても、このようなことを考え、模式的に周波数変換を表した。
【００２８】
（５）式で表される信号を二分し、まず、振幅制限器（ハードリミタ）107に導き、振幅が一定な信号に変換する。それは、
S1lim = cos((ω1±δω)t+θ(t))    ...(6)
となり、ランダムな振幅変動成分ρ(t)が除去される。二分された他方の信号については、角周波数が（ω2）なる局部発振器109を用い、周波数変換器108で和周波数を生成し、中心角周波数が（ω1+ω2）なるＩＦ信号に変換し、ＩＦフィルタ110によってその必要なＩＦ信号成分のみを抽出する。その信号は、
S12(t) =ρ(t)(1+g(t))cos(((ω1±δω)+ω2)t+θ(t))    ...(7)
となる。（６）式で表される振幅制限器（ハードリミタ）107の出力と（７）式で表されるＩＦフィルタ110の出力とを周波数変換器111に入力して、その差周波数成分を抽出すると、
S13(t) =ρ(t)(1+g(t))cos(ω2t）    ...(8)
となり、位相項に存在した角周波数変動（δω）やランダムな外乱成分θ(t)が完全に除去できると共に、搬送波の角周波数は（ω2）となる。そこで、これ以後の復調処理においては、周波数の安定度は局部発振器109にのみ依存することになる。この結果、角周波数（ω2）が低周波であれば、周波数安定度はほとんど考慮する必要はなく、急峻なＩＦフィルタ112を用いて、不要な雑音成分を除去して搬送波が付加した下側波帯信号を抽出することができる。その信号は、雑音成分の数式上の記述を省略して、（３）式を援用すると、
S14(t) =ρ(t){(1+g-(t)/2)cos(ω2t)+(H(g-(t))/2)sin(ω2t)}    ...(9)
と送信波の下側波帯に相当する成分が抽出される。この式はまた、
S14(t) =ρ(t)A(t)cos(ω2t-Θ(t))
A(t) = {(1+g-(t)/2)2+(H(g-(t))/2)2}1/2
tanΘ(t) = H(g-(t))/(2+g-(t))
と、情報信号により変化する位相項を含む形式に変形することができる。（９）式で表される搬送波を伴った下側波帯信号は、既に述べたように搬送波成分が情報信号の最大値に対して６ｄＢ大きいので、ＲＺ
ＳＳＢ信号となる。そこで、ＲＺ ＳＳＢ復調処理回路を用いると、ランダムな振幅成分ρ(t)が除去できて高い品質の情報信号が復調できる。
【００２９】
ＩＦフィルタ１０６以後の信号処理はデジタル信号処理（ＤＳＰ、Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）回路で実行することができる。搬送波が付加された下側波帯信号を抽出するには、上記で説明したように周波数安定度が局部発振器１０９でのみ決定されるので、ＩＦフィルタ１１２として急峻な遮断特性を持つものを用いればよい。また、ＤＳＰ回路によるフィルタでは温度特性等を考慮しなくても良いなどの利点がある。
【００３０】
図１に示した回路をＤＳＰデバイスを用いて実現する場合に、ＤＳＰの消費電力を低下させるために、ＲＺ  ＳＳＢ復調処理回路のサンプリング周波数を低くする必要がある。その場合には、周波数変換器１１１の出力に周波数変換器を挿入して、処理すべき周波数領域を下げることができる。そのような処理の例を以下に説明する。
【００３１】
図３は図１に示した受信回路の信号処理周波数をさらに下げた例を示すブロック構成図であり、図４はＡＭ信号に対する受信回路内での周波数変換処理時の信号配置例を示す。図３において、１２０はＩＦフィルタ、１２１は周波数変換器、１２２は局部発振器、１２３はＩＦフィルタである。
【００３２】
この回路の動作を簡単に説明する。周波数変換器１１１の出力からＩＦフィルタ１２０を用いて、角周波数が（ω２）なるＡＭ信号を抽出する。そして、角周波数が（ω２−ω３）なる局部発振器１２２の出力と周波数変換器１２１によって、周波数を低域に変換して、ＩＦフィルタ１２３によって角周波数が（ω３）なる搬送波が付加した下側波帯信号を抽出する。このように、処理すべき周波数領域を下げると無駄な処理を行う周波数領域が少なくなり低消費電力化に大きく寄与する。
【００３３】
〔第二の実施形態〕
本発明の第二の実施形態について、図５および図６を参照して説明する。図５は本発明の第二の実施形態を示すブロック構成図であり、図６はＡＭ信号に対する受信回路内での周波数変換処理時の信号配置例を示す。図５に示す第二の実施形態において、２００はＡＭ送信機、２０１は送信アンテナ、２０２はＡＭ受信機の受信アンテナ、２０３はフロントエンド増幅器、２０４は周波数変換器、２０５は局部発振器、２０６はＩＦフィルタ、２０７は振幅制限器（ハードリミタ）、２０８は周波数変換器、２０９は局部発振器、２１０はＩＦフィルタ、２１１は周波数変換器、２１２はＩＦフィルタ、２１３はＲＺ  ＳＳＢ復調処理回路、２１４はＡＭ復調信号出力端子である。
【００３４】
図５に示した第二の実施形態について、信号の流れと共にそれぞれの回路の機能について簡単に説明する。
【００３５】
ＡＭ送信機２００の出力は、送信アンテナ２０１によってＡＭ変調波として送出される。このＡＭ変調波は、ＡＭ受信機のアンテナ２０２で受信され、フロントエンド増幅器２０３にて増幅された後、周波数変換器２０４と局部発振器２０５によって、差周波数信号に変換され、ＩＦフィルタ２０６によってその必要なＩＦ信号が抽出される。この信号は２分割され、一方の信号は振幅制限器（ハードリミタ）２０７に導かれ振幅が一定な信号に変換される。分割された他方の信号は、周波数変換器２０８に導かれ、局部発振器２０９の信号との差周波数となる信号がＩＦフィルタ２１０によって抽出される。ＩＦフィルタ２１０の出力信号は、振幅制限器（ハードリミタ）２０７の出力を用いて周波数変換器２１１によって和周波成分が生成され、ＩＦフィルタ２１２によって、不要な雑音成分が除去されて搬送波を伴った下側波帯成分が抽出される。ＩＦフィルタ２１２の出力はＲＺ  ＳＳＢ復調処理回路２１３に導かれて復調され、その信号は端子２１４から出力される。
【００３６】
各々の回路の動作を、数式を用いて説明する。送信アンテナ２０１から送出されるＡＭ放送波は、情報信号をｇ（ｔ）とおくと、
Ｓｔ２（ｔ）  ＝  （１＋ｇ（ｔ））ｃｏｓ（ωｃｔ）    ．．．（１０）
上式で（ωｃ）は送信波の角周波数である。ＡＭ波が過変調にならないためには、
｜ｇ（ｔ）｜＜  １    ．．．（１１）
でなければならない。送信アンテナ２０１から放射された信号は、伝搬中に振幅と位相項にそれぞれρ（ｔ）とθ（ｔ）で表示できる相乗的な外乱を受けるので、ＡＭ受信機アンテナ２０２に到達する信号は、
Ｓｒ２（ｔ）  ＝ρ（ｔ）（１＋ｇ（ｔ））ｃｏｓ（ωｃｔ＋θ（ｔ））    ．．．（１２）
となる。
【００３７】
受信信号をフロントエンド増幅器２０３にて増幅した後、この信号と局部発振器２０５からの中心角周波数が（ωｃ−ω１）でその角周波数変動が（δω）なる局部発振信号とにより、周波数変換器２０４で差周波数を得る。これにより受信信号は中心角周波数が（ω１）なるＩＦ信号に変換され、この信号からＩＦフィルタ２０６によって必要なＩＦ信号成分のみを抽出する。抽出される信号は、（１２）式から、
Ｓ２１（ｔ）  ＝ρ（ｔ）（１＋ｇ（ｔ））ｃｏｓ（（ω１±δω）ｔ＋θ（ｔ））    ．．．（１３）
と求まる。ただし、フロントエンド増幅器２０３で相加される熱雑音は無視した。
【００３８】
（１３）式で記述できる信号を二分し、まず、振幅制限器（ハードリミタ）２０７に導き、振幅が一定な信号に変換する。それは、
Ｓ２ｌｉｍ  ＝  ｃｏｓ（（ω１±δω）ｔ＋θ（ｔ））    ．．．（１４）
となる。二分された他方の信号については、角周波数が（ω２）なる局部発振器２０９を用い、周波数変換器２０８で差周波数を得て、その中心角周波数が（ω２−ω１）なるＩＦ（中間周波数＃２）に変換、ＩＦフィルタ２１０によって必要なＩＦ信号成分のみを抽出する。その信号は、
Ｓ２２（ｔ）  ＝ρ（ｔ）（１＋ｇ（ｔ））ｃｏｓ（（ω２−（ω１±δω））ｔ−θ（ｔ））    ．．．（１５）
となる。ここで、ω２＞ω１とした。（１４）式で表される振幅制限器（ハードリミタ）２０７の出力と（１５）式で表されるＩＦフィルタ２１０の出力とを周波数変換器２１１に入力して、その和周波数成分を抽出すると、
Ｓ２３（ｔ）  ＝ρ（ｔ）（１＋ｇ（ｔ））ｃｏｓ（ω２ｔ）    ．．．（１６）
となり、位相項に存在した角周波数変動（δω）や外乱成分θ（ｔ）が完全に除去できると共に、搬送波の角周波数は（ω２）となる。そこで、これ以後の復調処理においては、周波数の安定度は局部発振器２０９にのみ依存することになる。この結果、角周波数（ω２）が低周波であれば、周波数安定度については考慮する必要はなく、急峻なＩＦフィルタ２１２を用いて、不要な雑音成分を除去して搬送波が付加した下側波帯信号を抽出することができる。その信号は、雑音成分の数式上の記述を省略して、（３）式を援用すると、
Ｓ２４（ｔ）  ＝ρ（ｔ）｛（１＋ｇ＋（ｔ）／２）ｃｏｓ（ω２ｔ）              ＋（Ｈ（ｇ＋（ｔ））／２）ｓｉｎ（ω２ｔ）｝    ．．．（１７）
と送信波の上側波帯に相当する成分が抽出される。ここで、（１７）式と（９）式の側波帯成分の関係は、（３）式に示したＡＭ受信信号の表記を参照すると、それぞれ上側波帯と下側波帯成分に相当する。
【００３９】
（１７）式のように抽出した下側波帯信号は、第一の実施形態で述べたように、ＲＺ  ＳＳＢ信号となることが分かる。そこで、ＲＺ  ＳＳＢ復調処理回路を用いると、外乱成分ρ（ｔ）が除去できて高い品質の情報信号が復調できる。
【００４０】
図５に示した回路を、ＤＳＰデバイスを用いて実現する場合に、ＤＳＰの消費電力を低下させるために、ＲＺ  ＳＳＢ復調処理回路のサンプリング周波数を低くする必要がある。その場合には、周波数変換器２１１の出力に周波数変換器を挿入して、処理すべき周波数領域を下げることができる。そのような処理の例を以下に説明する。
【００４１】
図７は図５に示した受信回路の修正例を示すブロック構成図であり、図８はＡＭ信号に対する受信回路内での周波数変換処理時の信号配置例を示す。図７において、２２０はＩＦフィルタ、２２１は周波数変換器、２２２は局部発振器、２２３はＩＦフィルタである。
【００４２】
この回路の動作を簡単に説明する。周波数変換器２１１の出力からＩＦフィルタ２２０を用いて、角周波数が（ω２）なるＡＭ信号を抽出する。そして、角周波数が（ω２−ω３）なる局部発振器２２２の出力を用いて、周波数変換器２２１により周波数を低域に変換して、ＩＦフィルタ２２３によって搬送波が付加された下側波帯信号を抽出する。このように処理すべき周波数領域を下げると、無駄な処理を行う周波数領域が少なくなり、デバイスの低消費電力化に大きく寄与する。
【００４３】
〔第三の実施形態〕
本発明の第三の実施形態について、図９および図１０を参照して説明する。図９は本発明の第三の実施形態を示すブロック構成図であり、図１０はＡＭ信号に対する受信回路内での周波数変換処理時の信号配置例を示す。図９において、３００はＡＭ送信機、３０１は送信アンテナ、３０２はＡＭ受信機の受信アンテナ、３０３はフロントエンド増幅器、３０４は周波数変換器、３０５は局部発振器、３０６はＩＦフィルタ、３０７は振幅制限器（ハードリミタ）、３０８は周波数変換器、３０９は局部発振器、３１０はＩＦフィルタ、３１１はＩＦフィルタ、３１２は周波数変換器、３１３は周波数変換器、３１４は加算回路、３１５はＩＦフィルタ、３１６はＲＺ  ＳＳＢ復調処理回路、３１７はＡＭ復調信号出力端子である。
【００４４】
図９に示した第三の実施形態について、信号の流れと共にそれぞれの回路の機能について簡単に説明する。
【００４５】
ＡＭ送信機３００の出力は、送信アンテナ３０１によってＡＭ変調波として送出される。このＡＭ変調波は、ＡＭ受信機のアンテナ３０２で受信され、フロントエンド増幅器３０３にて増幅された後、周波数変換器３０４と局部発振器３０５によって、差周波数信号に変換され、ＩＦフィルタ３０６によって所要のＩＦ信号が抽出される。この信号は２分割され、一方の信号は振幅制限器（ハードリミタ）３０７に導かれ、振幅が一定な信号に変換される。分割された他方の信号は、周波数変換器３０８に導かれ、局部発振器３０９の信号との和と差周波数が生成される。和周波数となる信号をＩＦフィルタ３１０で、また、差周波数となる信号をＩＦフィルタ３１１によって抽出する。ＩＦフィルタ３１０の信号からは、振幅制限器（ハードリミタ）３０７の出力を用いて、周波数変換器３１２によって差周波成分が生成され、また、ＩＦフィルタ３１１の信号からは、振幅制限器（ハードリミタ）３０７の出力を用いて、周波数変換器３１３によって和周波成分が生成される。周波数変換器３１２と周波数変換器３１３の出力は加算回路３１４で加算され、ＩＦフィルタ３１５によって、不要な雑音成分が除去されて搬送波を伴った下側波帯成分が抽出される。ＩＦフィルタ３１５の出力はＲＺ  ＳＳＢ復調処理回路３１６に導かれて復調され、復調信号は端子３１７から出力される。
【００４６】
各々の回路の動作を、数式を用いて説明する。送信アンテナ３０１から送出されるＡＭ放送波は、情報信号をｇ（ｔ）とすると、
Ｓｔ３（ｔ）  ＝  （１＋ｇ（ｔ））ｃｏｓ（ωｃｔ）    ．．．（１８）
上式で（ωｃ）は送信波の角周波数、また、ＡＭ波が過変調にならないためには、
｜ｇ（ｔ）｜＜  １    ．．．（１９）
でなければならない。送信アンテナ３０１から放射された信号は、伝搬中に振幅と位相項にそれぞれρ（ｔ）とθ（ｔ）で表示できる相乗的な外乱を受けるので、ＡＭ受信機アンテナ３０２に到達する信号は、
Ｓｒ３（ｔ）  ＝ρ（ｔ）（１＋ｇ（ｔ））ｃｏｓ（ωｃｔ＋θ（ｔ））    ．．．（２０）
となる。
【００４７】
受信信号をフロントエンド増幅器３０３にて増幅した後、この信号と、局部発振器３０５からの中心角周波数が（ωｃ−ω１）でその角周波数変動が（δω）なる局部発振信号とを用い、周波数変換器３０４で差周波数を得て、その中心角周波数が（ω１）なるＩＦ信号に変換、ＩＦフィルタ３０６によって所要のＩＦ信号成分のみを抽出すると、それは、（２０）式を用いて、
Ｓ３１（ｔ）  ＝ρ（ｔ）（１＋ｇ（ｔ））ｃｏｓ（（ω１±δω）ｔ＋θ（ｔ））    ．．．（２１）
と求まる。ここで、フロントエンド増幅器３０３で相加される熱雑音は無視した。
【００４８】
（２１）式で記述できる信号を二分し、まず、振幅制限器（ハードリミタ）３０７に導いて振幅が一定な信号に変換する。それは、
Ｓ３ｌｉｍ  ＝  ｃｏｓ（（ω１±δω）ｔ＋θ（ｔ））    ．．．（２２）
となる。
【００４９】
二分された他方の信号については、角周波数が（ω２）なる局部発振器３０９を用い、周波数変換器３０８の和周波数生成動作によって、その中心角周波数が（ω２＋ω１）なるＩＦ信号に変換、ＩＦフィルタ３１０によって、その所要ＩＦ信号成分のみを抽出すると、
Ｓ３２（ｔ）  ＝ρ（ｔ）（１＋ｇ（ｔ））ｃｏｓ（（ω２＋（ω１±δω））ｔ＋θ（ｔ））    ．．．（２３）
となる。ここで、ω２＞ω１なる周波数関係を用いた。また、角周波数が（ω２）なる局部発振器３０９を用い、周波数変換器３０８の差周波数生成動作によって、その中心角周波数が（ω２−ω１）なるＩＦ信号に変換、ＩＦフィルタ３１１によって、その所要ＩＦ信号成分のみを抽出すると、
Ｓ３３（ｔ）  ＝ρ（ｔ）（１＋ｇ（ｔ））ｃｏｓ（（ω２−（ω１±δω））ｔ−θ（ｔ））    ．．．（２４）
となる。
【００５０】
（２２）式で表される振幅制限器（ハードリミタ）307の出力と（２３）式で表されるＩＦフィルタ310の出力とを周波数変換器312に入力して、その差周波数成分を抽出すると、
0003594921.tif 000003
となり、位相項に存在した角周波数変動（δω）や外乱成分θ(t)が完全に除去できると共に、搬送波の角周波数は（ω2）となる。(25)式の第一項は搬送波成分、第二項は上側波帯成分、第三項は下側波帯成分であり、ρ+(t)とρ-(t)はそれぞれ上、下側波帯領域に存在するランダムな振幅変動である。
【００５１】
また、（２２）式で表される振幅制限器（ハードリミタ）307の出力と（２４）式で表されるＩＦフィルタ311の出力とを周波数変換器313に入力して、その和周波数成分を抽出すると、
0003594921.tif 000004
となり、同様に、位相項に存在した角周波数変動（δω）や外乱成分θ(t)が完全に除去できると共に、搬送波の角周波数は（ω2）となる。なお、(26)式の第一項は搬送波成分、第二項は下側波帯成分、第三項は上側波帯成分であり、アンテナ102に到達した時点で上、下側波帯領域にそれぞれ存在した振幅変動ρ+(t)、ρ-(t)、情報信号g+(t)、g-(t)、ヒルベルト変換H(g+(t)、H(g-(t)が、周波数変換によりそれぞれ下、上側波帯領域の信号となっている。
【００５２】
周波数変換器３１２と周波数変換器３１３の出力を加算回路３１４で加算し、ＩＦフィルタ３１５で角周波数が（ω２）なる搬送波を含む下側波帯成分を抽出する。
【００５３】
これ以後の復調処理においては、周波数の安定度は局部発振器３０９にのみ依存することになる。この結果、角周波数（ω２）が低周波であれば、周波数安定度については考慮する必要はなく、急峻なＩＦフィルタ３１５を用いて、不要な雑音成分を除去して搬送波が付加した下側波帯信号を抽出することができる。
【００５４】
ＩＦフィルタ３１５により抽出された信号は、雑音成分の数式上の記述を省略して、（２５）と（２６）式を援用して、
0003594921.tif 000005
と求まる。すなわち、(25)式の第一項および第三項と(26)式の第一項および第二項の加算となる。（２７）式の第２項と第３項は、それぞれ送信波における上、下側波帯の信号成分を含んでおり、伝搬中の劣化度合いが違うのでダイバーシチ効果が期待できる。（２７）式で示した下側波帯信号は、第一の実施例で述べたように、ＲＺ
ＳＳＢ信号となることが分かる。そこで、ＲＺ ＳＳＢ復調処理回路を用いると、外乱成分ρ(t)が除去でき、かつ、先のダイバーシチ効果と相まって高い品質の情報信号が復調できる。
【００５５】
図９に示した回路をＤＳＰデバイスを用いて実現する場合に、ＤＳＰの消費電力を低下させるために、ＲＺ  ＳＳＢ復調処理回路のサンプリング周波数を低くする必要がある。その場合には、加算回路３１４の出力に周波数変換器を挿入して、処理すべき周波数領域を下げることができる。そのような処理の例を以下に説明する。
【００５６】
図１１は図９に示した受信回路の信号処理周波数をさらに下げた例を示すブロック構成図であり、図１２はＡＭ信号に対する受信回路内での周波数変換処理時の信号配置例を示す。図１１において、３２０はＩＦフィルタ、３２１は周波数変換器、３２２は局部発振器、３２３はＩＦフィルタである。
【００５７】
この回路の動作を簡単に説明する。加算回路３１４の出力からＩＦフィルタ３２０を用いて、角周波数が（ω２）なるＡＭ信号を抽出する。そして、角周波数が（ω２−ω３）なる局部発振器３２２の出力と周波数変換器３２１によって、周波数を低域に変換して、ＩＦフィルタ３２３によって搬送波が付加した下側波帯信号を抽出する。このように、処理すべき周波数領域を下げると、無駄な処理を行う周波数領域が少なくなり、デバイスの低消費電力化に大きく寄与する。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、
▲１▼  送信波の周波数特性に忠実な周波数特性を持つ復調信号が得られ、従来の受信回路に比べて、復調品質が改善、向上する。
▲２▼  フェージングなどの外来の相乗性雑音に強い受信特性が得られ、復調品質が改善、向上する。
▲３▼  従来のＡＭ受信機の特長を踏襲して、復調信号が受信機の周波数変動に依存しないで得られるような受信回路構成としたので、安価に受信機が製造できる。
▲４▼  ＡＭ変調時に得られる上側波帯と下側波帯を用いて周波数ダイバーシチ効果が得られる受信回路構成とすることで、復調品質の向上が図れる。
と言う効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態を示すブロック構成図。
【図２】ＡＭ信号に対する受信回路内での周波数変換処理時の信号配置例を説明する図。
【図３】本発明の第一の実施形態の変形例であり、ＲＺ  ＳＳＢ復調処理を低周波領域で実施する構成例を示すブロック構成図。
【図４】ＡＭ信号に対する受信回路内での周波数変換処理時の信号配置例を説明する図。
【図５】本発明の第二の実施形態を示すブロック構成図。
【図６】ＡＭ信号に対する受信回路内での周波数変換処理時の信号配置例を説明する図。
【図７】本発明の第二の実施形態の変形例であり、ＲＺ  ＳＳＢ復調処理を低周波領域で実施する構成例を示すブロック構成図。
【図８】ＡＭ信号に対する受信回路内での周波数変換処理時の信号配置例を説明する図。
【図９】本発明の第三の実施形態を示すブロック構成図。
【図１０】ＡＭ信号に対する受信回路内での周波数変換処理時の信号配置例を説明する図。
【図１１】本発明の第三の実施形態の変形例であり、ＲＺ  ＳＳＢ復調処理を低周波領域で実施する構成例を示すブロック構成図。
【図１２】ＡＭ信号に対する受信回路内での周波数変換処理時の信号配置例を説明する図。
【符号の説明】
１００、２００、３００    ＡＭ送信機
１０１、２０１、３０１    送信アンテナ
１０２、２０２、３０２    受信アンテナ
１０３、２０３、３０３    フロントエンド増幅器
１０４、１０８、１１１、１２１、２０４、２０８、２１１、２２１、３０４、３０８、３１２、３１３、３２１    周波数変換器
１０５、１０９、１２２、２０５、２０９、２２２、３０５、３０９、３２２    局部発振器
１０６、１１０、１１２、１２０、１２３、２０６、２１０、２１２、２２０、２２３、３０６、３１０、３１１、３１５、３２０、３２３    ＩＦフィルタ
１０７、２０７、３０７    振幅制限器（ハードリミタ）
１１３、２１３、３１６    ＲＺ  ＳＳＢ復調処理回路
３１４    加算回路
１１４、２１４、３１７    ＡＭ復調信号出力端子
【図１】
0003594921.tif 000006
【図２】
0003594921.tif 000007
【図３】
0003594921.tif 000008
【図４】
0003594921.tif 000009
【図５】
0003594921.tif 000010
【図６】
0003594921.tif 000011
【図７】
0003594921.tif 000012
【図８】
0003594921.tif 000013
【図９】
0003594921.tif 000014
【図１０】
0003594921.tif 000015
【図１１】
0003594921.tif 000016
【図１２】
0003594921.tif 000017