(57)【要約】【課題】  入力信号の信号振幅が小さい場合に、同相で合成する際の装置構成を簡素化する。【解決手段】  ２つの入力信号から分配器３，４によってそれぞれ分配されてきた信号を９０°合成器５で合成しその出力を電力検波器６，７でＬＯＧ検波し、この検波器から出力された信号を減算器８で減算して、この減算器８から出力された信号を位相検出器９で受けて位相の進み・遅れ・一致の検出を行い、この検出された位相のずれの方向に応じて第２のアンテナ２から入力された入力信号を移相器１０で所定角度分回転し、第１のアンテナから入力された信号と合成して同相合成出力として出力を行なう。副信号のずれを補正して同相合成を行なう。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主信号と副信号の同相合成を行う同相合成スペースダイバシティ回路装置において、前記主信号と前記副信号との位相ずれを検出する際に、２つの信号を９０°合成して得られた２つの出力をそれぞれＬＯＧ検波による電力検波をして、これらを減算してから検出することを特徴とする同相合成スペースダイバシティ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信における同相合成スペースダイバシティ(以下、同相合成ＳＤ)方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
同相合成ＳＤは、アンテナより入力される主信号と副信号で位相を検出し、副信号側の位相を主信号の位相と同相になるように副信号側に配置された移相器を制御することで同相合成を行う。同相合成ＳＤ方式の受信回路においては、入力信号を分配した信号をそれぞれ乗算器にかけ、この乗算された信号の位相検出を行い、検出された位相の元の信号に対するずれ分を、同相となるように回転させた後、同相化されたこの信号ともう一方の信号とを合成する。
【特許文献１】特開平６−２３２８４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述したような従来の同相合成ＳＤ回路では、乗算した信号の位相検波を行う。位相検波出力は入力信号Ａの振幅をＡ、入力信号Ｂの振幅をＢとしたとき、ＡＢsinΘに比例した値となる。すなわち、振幅Ａ、Ｂのどちらか一方でも微弱であると、精度が補償された位相検波を行うことが出来ない。そのため位相検波を行うために、ある一定以上の振幅のある波であることが必要となるために、乗算器にて乗算する前に、ＡＧＣ（Auto Gain Control）増幅器をもちいて、信号の強度を増幅させる必要がある。
【０００４】
しかしながら、ＡＧＣ増幅器をもちいたところで、振幅があまりにも小さい場合には増幅によるひずみが大きくなってしまったり、また、１つのＡＧＣ増幅器を構成するためには、アンプ２個と可変抵抗器２個とこの出力をフィードバックする線路と、フィードバック信号の電力を検波する電力検波器１個が必要で、部品点数が多くなるために、装置としての信頼性を確保することが困難であったり、信号をひずませる要因となる。
【０００５】
本発明は上記の事情に基づきなされたもので、その目的とするところは、簡素な部品構成の回路で入力信号の振幅の大小に関わりなく合成可能な回路を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は、主信号と副信号の同相合成を行う同相合成スペースダイバシティ回路装置において、前記主信号と前記副信号との位相ずれを検出する際に、２つの信号を９０°合成して得られた２つの出力をそれぞれＬＯＧ検波による電力検波をして、これらを減算してから検出することを特徴とする同相合成スペースダイバシティ装置を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
このような同相合成ダイバーシティ装置によれば、入力信号の強度に依存しにくい同相合成を可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施の形態について、図を参照しながら説明する。
【０００９】
図１は本発明による同相合成スペースダイバーシティ装置の回路構成を示す模式図である。
【００１０】
この同相合成ＳＤ回路装置は、入力信号を受信する信号入力部となる離間配置された第１のアンテナ１および第２のアンテナ２と、これらアンテナ１，２の下位に配設され、これらアンテナにおいて受信した信号をそれぞれ分配する第１の分配器３および第２の分配器４と、これら分配器から分配された信号を入力端子のそれぞれに受信し、９０°合成を行なって、２つの端子からそれぞれ出力を行なう９０°合成器５と、この９０°合成器５から出力されたそれぞれの信号を各々電力検波（ＬＯＧ検波）する第１の電力検波器６および第２の電力検波器７と、これら電力検波器から出力された信号を減算する減算器８と、この減算器８から出力された信号によって位相の進み・遅れ・一致の検出を行う位相検出器９と、第２のアンテナ２と第２の分配器４の間に配置され、この検出された位相のずれの方向に応じて第２のアンテナから入力された入力信号を所定角度分回転する移相器１０と、この移相器１０から出力された信号及び、第１のアンテナから入力された信号を合成して同相合成出力として出力を行なう合成器１１とを備えている。
【００１１】
第１のアンテナ１から入力された信号の振幅をＡとおくとき（１）式、第２のアンテナ２から入力された信号の振幅をＢとおくとき（２）式とおく。
【００１２】
Ａ・sin（ωｔ）          …（１）
Ｂ・sin（ωｔ＋Θ）      …（２）
（２）式の信号は（１）式の信号に比して位相がΘずれている。ただし、Θがどのような値であるかは不明である。
【００１３】
（１）（２）の各信号は分配器によって抽出されて、９０°合成器５の各入力端子に入力される。９０°合成器５から出力される信号についてそれぞれ（１）に対応する出力が（３）、（２）に対応する出力が（４）式で示される。
Ａ・sin（ωｔ）＋Ｂ・sin（ωｔ＋Θ−Π／２）    …（３）
Ａ・sin（ωｔ−Π／２）＋Ｂ・sin（ωｔ＋Θ）    …（４）
【００１４】
（３）（４）の各信号は、それぞれ第１の電力検波器６、第２の電力検波器７に入力される。これらの電力検波器は、常用対数で電力を検波するＬＯＧ検波器である必要がある。ここで検波される電力の単位はdBmとなり、ＬＯＧ検波器を通過したあとの各信号は、（５）（６）式で表される。
１０・log１０[（Ａ２＋Ｂ２＋２ＡＢsinΘ）sin２ωｔ]…（５）
１０・log１０[（Ａ２＋Ｂ２−２ＡＢsinΘ）sin２ωｔ]…（６）
【００１５】
検波された各出力（５）（６）について、その差を見るために（５）−（６）の処理を行なう。（５）（６）の各信号を減算器８に入力すると、（７）式が得られる。
【００１６】
【数１】
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（７）の信号を位相検出器９に入力する。位相検出器９は（７）式の値が正、ゼロ、負のいずれとなるかを検出しており、正、ゼロ、負のそれぞれに応じた識別信号を出力する。
【００１７】
位相検出器９から出力された識別信号が移相器１０に入力されると、この識別信号に応じて位相の回転がなされる。移相器による移相の回転は、正を示す識別信号の場合は負の回転を、負を示す識別信号の場合は正の回転を、それぞれ行なう。この回転量は初期に設定された定量的な回転量であり、一回の回転動作につき０．１°であったり０．５°であったりする。位相差がゼロの場合は回転はなされない。なお、ゼロの識別信号を出力しないタイプの移相検出器である場合には、識別信号の入力がなされないので、位相の回転も行わない。
【００１８】
このようにして位相が回転された第２のアンテナ２からの入力信号は、さらに上記した同回路によって位相検出がなされるフィードバック回路が形成されている。少しずつ回転がなされて位相差がゼロになるまで回転されて所望の同相合成出力が得られる結果となる。
【００１９】
さて、ここでα＝Ｂ／Ａとおくと、（７）式は（８）式になる。
【００２０】
【数２】
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この式はαが大きくても小さくても発散せずに解ける式であり、またαがＢ／Ａであることから、ＡやＢの絶対的な強度の強弱に左右されずに測定可能であることも示している。従来の方法ではＡ×Ｂに比例する信号を用いていたため微弱な信号の場合にはよい合成出力が得られなかったが、本実施形態の回路においては、そのような問題が無いことが分かる。
【００２１】
以上詳述したように、本発明を用いた同相合成ＳＤは、副信号側に移相器を有し、主信号(Ａsinωt)、移相器通過後の副信号(Ｂsin(ωt＋θ))をそれぞれ分配器により分配する。分配された信号はそれぞれ９０°合成器により９０°合成する。９０°合成器からの出力を電力（dBm）−電圧（V）の関係に変換するＬＯＧ検波を利用した電力検波器によりそれぞれ検波する。
【００２２】
ＬＯＧ検波により電力検波された信号の差を使って位相検出、すなわち、位相の正負の判定をする。位相検波出力が正の場合は、0＜θ＜180°となり、信号（２）の位相が主信号の位相より進んでいることになる。位相検波出力が負の場合は、-180°＜θ＜0となり信号（２）の位相が主信号の位相より遅れていることになる。位相検波出力がゼロの場合は、θ＝０(同相)または180°(逆相)となる。信号（２）の位相が主信号の位相より進んでいる場合には、移相器での位相を減らし、逆に信号（２）の位相が主信号の位相より遅れている場合には、移相器での位相を増やすことで、副信号と主信号との位相差θをゼロになるように制御できる。主信号と同相になるように移相器で位相制御された信号を合成器で合成することにより主信号と副信号の同相合成出力を得ることができる。
【００２３】
上記位相検波の出力は、主信号、副信号の振幅（Ａ，Ｂ）の大きさによらずに主信号と副信号の大きさの比αで決定される。よって、主信号と副信号の入力レベル（Ａ，Ｂ）が微弱なときにも同じ精度で位相検出が行える。主信号と副信号のレベル差が大きいとき（または）には、位相検波の出力がθの値に関らずにゼロに近づくので位相の検出精度が劣化するが、同相合成ＳＤの場合は主信号と副信号でレベル差が大きいときはレベルの大きい方が支配的となるので位相の検出精度は問題とならない。
【００２４】
本位相検出方式を用いることで煩雑なＡＧＣ増幅が不要となるので、部品点数の削減を行うことが可能となる。
【００２５】
本実施形態にて説示した装置では、主信号と移相器を通過した後の副信号(信号（２）)でどちらの位相が進んでいるかを検出するために、それぞれの信号を分配器により分配した後、９０°合成器で合成し９０°合成器の出力をそれぞれ電力検波器(LOG検波：電力（dBm）-電圧（V）直線)で検波する。電力検波器からの出力を減算器で減算した位相検波出力の正、負を判定することで、主信号と副信号のどちらの位相が進んでいるか（または遅れているか）を判定できる。移相検波出力の結果に応じて移相器の位相を進めたり、遅らせたりすることで副信号の位相のずれθをゼロにするように制御できる。電力検波器を用いた本位相検出方式では、主信号と副信号の大きさにより位相検波の精度は変わらないので、分配した後の信号をＡＧＣ増幅する必要はない。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明のダイバーシティ回路装置は、地上波デジタル放送用の中継器などに用いることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の回路構成を示す模式図
【符号の説明】
【００２８】
１，２…アンテナ、３，４…分配器、５…９０°合成器、６，７…電力検波器、８…減算器、９…位相検出器、１０…移相器、１１…合成器
【図１】
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