(57)【要約】【課題】デジタル受信装置では、実際の受信レベルに応じて受信パラメータを最適化したり、素子アンテナを効率よく使用するために、各受信処理部で使用する素子アンテナ数の適正化を図ることは行われていなかった。【解決手段】複数のアンテナ１１と、受信部１２と、ＡＤ変換処理部１３と、ビーム合成部１４と、受信処理部１５とを有したデジタル受信装置において、アンテナ・受信入力部１６から入力された、使用するアンテナとビームを指向する方位の情報をビーム合成部に設定し、周波数帯域幅、信号検出のルール、復調方式の情報を受信処理部に設定すると共に、受信処理部で処理された信号の受信レベルと必要受信レベルとを比較し、各受信処理部における受信レベルの過不足を算出する受信管理部１７を設け、各受信周波数における必要受信感度を確保した上で、受信周波数数をより多くするようにした。【選択図】図１
2008109461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ到来信号を受信する複数のアンテナと、
前記複数のアンテナが出力する受信信号をそれぞれ中間周波数の信号へ周波数変換する複数の受信部と、
前記複数の受信部が出力する周波数変換されたアナログ信号をデジタル信号に変換する複数のＡＤ変換処理部と、
前記複数のＡＤ変換処理部からのデジタル信号を選択的に入力し、選択された信号を元に、目的の信号を空間的に作り出し、これを出力する複数のビーム合成部と、
前記複数のビーム合成部の出力信号から指定された周波数帯域幅の信号を抽出し、信号検出処理を実施する複数の受信処理部と、
使用するアンテナ、ビームを指向する方位、信号の中心周波数、周波数帯域幅、信号検出のルール、復調方式、復調や信号検出に必要なＳＮ比の各情報を入力するアンテナ・受信入力部と、
前記アンテナ・受信入力部から入力された情報に従い、前記ビーム合成部で使用するアンテナとビームを指向する方位の情報を前記各ビーム合成部に設定し、前記各受信処理部で抽出する周波数帯域幅、信号検出のルール、復調方式の情報を前記各受信処理部に設定すると共に、前記各受信処理部から受信された信号の諸元データを受け取り、諸元データに含まれる受信レベルと、前記必要ＳＮ比を基に算出した必要受信レベルとを比較して、各受信処理部における受信レベルの過不足を算出し、受信レベルが不足している場合にはアラームを出す受信管理部と、
前記各ビーム合成部で使用するアンテナの情報と、前記各受信処理部に入力する信号の中心周波数の情報が入力され、これら入力に応じて前記各受信部に対して周波数変換を指示するアンテナ・周波数制御部とを備え、
前記受信管理部で検出した受信レベルの過不足に応じて前記受信処理部が使用するアンテナの数を変更するようにしたことを特徴とするデジタル受信装置。
【請求項２】
アンテナ・受信入力部は受信処理部の優先度の情報を入力できるようにし、受信管理部は前記優先度順に各受信処理部の受信レベルの不足を解消するよう、各ビーム合成部を再設定して、各受信処理部が使用するアンテナ数の配分を変更するようにした請求項１に記載のデジタル受信装置。
【請求項３】
それぞれ到来信号を受信する複数のアンテナと、
前記複数のアンテナが出力する受信信号をそれぞれ中間周波数の信号へ周波数変換する複数の受信部と、
前記複数の受信部が出力する周波数変換されたアナログ信号をデジタル信号に変換する複数のＡＤ変換処理部と、
前記複数のＡＤ変換処理部からのデジタル信号を選択的に入力し、選択された信号を元に、目的の信号を空間的に作り出し、これを出力する複数のビーム合成部と、
前記複数のビーム合成部の出力信号から指定された周波数帯域幅の信号を抽出し、信号検出処理を実施する複数の受信処理部と、
使用するアンテナ、ビームを指向する方位、信号の中心周波数、周波数帯域幅、信号検出のルール、復調方式、復調や信号検出に必要なＳＮ比、受信処理部の優先度の各情報を入力するアンテナ・受信・優先度入力部と、
前記アンテナ・受信・優先度入力部から入力された情報に従い、前記ビーム合成部で使用するアンテナとビームを指向する方位の情報を前記各ビーム合成部に設定し、前記各受信処理部で抽出する周波数帯域幅、信号検出のルール、復調方式の情報を前記各受信処理部に設定すると共に、前記各受信処理部から受信された信号の諸元データを受け取り、諸元データに含まれる受信レベルと、前記必要ＳＮ比を基に算出した必要受信レベルとを比較して、各受信処理部における受信レベルの過不足を算出し、受信レベルが不足している場合にはアラームを出す受信管理出力部と、
動作開始時に、前記各ビーム合成部で使用するアンテナの情報と、前記各受信処理部に入力する信号の中心周波数の情報が入力され、前記受信管理出力部から受信レベルが不足している情報が入力された場合には、前記各受信処理部の優先度順に、受信レベルの不足を解消するように、前記各ビーム合成部での使用アンテナ数の配分を変更する信号を前記受信管理出力部に出力する使用アンテナ配分部と、
前記各ビーム合成部で使用するアンテナの情報と、前記各受信処理部に入力する信号の中心周波数の情報が入力され、これら入力に応じて前記各受信部に対して周波数変換を指示するアンテナ・周波数制御部とを備えたことを特徴とするデジタル受信装置。
【請求項４】
使用アンテナ配分部から受信管理出力部に対して使用アンテナ数の配分の変更があった場合は、その変更を反映した各ビーム合成部で使用するアンテナ、各受信処理部に入力する信号の中心周波数を、アンテナ・周波数制御部に出力するようにした請求項３に記載のデジタル受信装置。
【請求項５】
ビーム合成部は入力信号から実際にビームが指向している方位を測定して、その測定したビーム方位を受信管理出力部に伝送し、前記受信管理出力部はすでに入力されていたビーム指向方位を前記ビーム合成部から伝送されたビーム指向方位に変更して管理するようにした請求項３または４に記載のデジタル受信装置。
【請求項６】
ＡＤ変換処理部からの出力、および各ビーム合成部が使用するアンテナに関する情報を入力とし、各ビーム合成部が使用するアンテナに応じてスイッチを切換えて、前記ＡＤ変換処理部から入力したデータを、所定のビーム合成部に出力する切換スイッチを設けた請求項１〜５のいずれか１つに記載のデジタル受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の電波源が放射する電波を受信し、受信信号をＡＤ変換してデジタル信号処理することにより、複数の信号を受信することができるデジタル受信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタル受信装置では、アンテナからの信号をアナログ−デジタル（ＡＤ）変換し、その信号を複数のデジタル信号を処理する受信処理部に入力することにより、複数種類の電波源からの信号を受信することが可能である。たとえば、素子アンテナが複数あり、各アンテナからの信号が受信処理部に入力される場合には、ＤＢＦ（デジタルビームフォーミング）方式により受信処理部毎に異なるビームを形成し、信号毎に適切なビームを用意することで受信の適正化を図ることができる。
【０００３】
このように、アンテナで受信した信号を受信部で中間周波数に変換し、ＡＤ変換部でさらにデジタル信号へ変換し、変換されたデジタル信号を各ビーム合成部に入力し、ビーム合成された後の信号を受信処理部で受信処理することにより、複数種類の電波源からの信号を検出するようにしたデジタル受信装置において、予め到来信号に関する情報が蓄積された受信データベース部を設け、指定される受信目標に基づいて受信データベース部から対応する到来信号に関する情報を読出し、その情報に基づいてビーム合成部において生成するビーム幅を最適に制御すると共に、受信処理部で抽出する受信帯域幅を最適に制御するようにした受信処理装置がある。（例えば特許文献１）
【特許文献１】特開平９−２３００１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記した従来のデジタル受信装置では、予め設定した利得に基づいてビーム幅及び受信帯域幅を制御して探知確率を高めることはできるものの、実際の受信レベルに応じて受信パラメータを最適化したり、素子アンテナを効率よく使用するために、各受信処理部で使用する素子アンテナ数の適正化を図ることは行われていなかった。また上記デジタル受信装置で、周波数が異なる対象信号を同時に受信する場合、複数の受信処理部を用意して各周波数の受信が同時に行われるが、各受信周波数に対してアンテナ利得等の適正化を実施することは行われていないという課題があった。
【０００５】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、素子アンテナやそれに付随する構成部位を効率よく使用し、各受信周波数における必要受信感度を確保した上で、受信周波数の数をより多くする、もしくは、重要な周波数を受信できる確度を高めるようにしたデジタル受信装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明のデジタル受信装置は、それぞれ到来信号を受信する複数のアンテナと、複数のアンテナが出力する受信信号をそれぞれ中間周波数の信号へ周波数変換する複数の受信部と、複数の受信部が出力する周波数変換されたアナログ信号をデジタル信号に変換する複数のＡＤ変換処理部と、複数のＡＤ変換処理部からのデジタル信号を選択的に入力し、選択された信号を元に、目的の信号を空間的に作り出し、これを出力する複数のビーム合成部と、複数のビーム合成部の出力信号から指定された周波数帯域幅の信号を抽出し、信号検出処理を実施する複数の受信処理部と、使用するアンテナ、ビームを指向する方位、信号の中心周波数、周波数帯域幅、信号検出のルール、復調方式、復調や信号検出に必要なＳＮ比の各情報を入力するアンテナ・受信入力部と、アンテナ・受信入力部から入力された情報に従い、ビーム合成部で使用するアンテナとビームを指向する方位の情報を各ビーム合成部に設定し、各受信処理部で抽出する周波数帯域幅、信号検出のルール、復調方式の情報を各受信処理部に設定すると共に、各受信処理部から受信された信号の諸元データを受け取り、諸元データに含まれる受信レベルと、必要ＳＮ比を基に算出した必要受信レベルとを比較して、各受信処理部における受信レベルの過不足を算出し、受信レベルが不足している場合にはアラームを出す受信管理部と、各ビーム合成部で使用するアンテナの情報と、各受信処理部に入力する信号の中心周波数の情報が入力され、これら入力に応じて各受信部に対して周波数変換を指示するアンテナ・周波数制御部とを備え、受信管理部で検出した受信レベルの過不足に応じて受信処理部が使用するアンテナの数を変更するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によるデジタル受信装置によれば、素子アンテナやそれに付随する構成部位を効率よく使用し、各受信周波数における必要受信感度を確保した上で、受信周波数の数をより多くする、もしくは、重要な周波数を受信できる確度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
この発明の実施形態１によるデジタル受信装置を図１〜図３について説明する。図１はデジタル受信装置のブロック構成図、図２はデジタル受信装置の受信管理部における詳細構成図、図３は動作を説明するためのフローチャートをそれぞれ示す。
図１及び図２において、この発明のデジタル受信装置は、アンテナ部１１-１〜１１-Ｎ、受信部１２-１〜１２-Ｎ、ＡＤ変換処理部１３-１〜１３-Ｎ、ビーム合成部１４-１〜１４-Ｍ、受信処理部１５-１〜１５-Ｍ、アンテナ・受信入力部１６、受信管理部１７、アンテナ・周波数制御部１８を備えている。なおアンテナ部１１からＡＤ変換処理部１３までの各構成はＮ個の複数の回路部で構成し、ビーム合成部１４から受信処理部１５までの各構成はＭ個の複数の回路部で構成している。以下、これらの回路構成を総称して説明する時は、符号（１〜Ｎ、１〜Ｍ）を省略する。
【０００９】
アンテナ部１１-１〜１１-Ｎは、空界の広覆域にある複数の電波源からの電波信号を捕らえ、捕捉した信号を出力する。受信部１２-１〜１２-Ｎは、アンテナ１１からの出力信号を入力して高周波増幅し、アンテナ・周波数制御部１８からの入力に従い、入力信号を中間周波数の信号へ周波数変換する。ＡＤ変換処理部１３-１〜１３-Ｎは、受信部１２からの出力信号を入力として、ＡＤ変換を行い、デジタル信号に変換する。また一般的には、ＡＤ変換の前、もしくは、後ろで、中間周波数が直流成分となるように周波数変換を行うことが多い。デジタル信号に変換された信号をＩＱデータと称する。
ビーム合成部１４-１〜１４-Ｍは、各ＡＤ変換処理部１３から入力されたＩＱデータを、受信管理部１７からの指定に従って選択し、選択されたＩＱデータを元に、デジタルビームフォーミングを実施する。こうして、ビーム合成部１４-１〜１４-Ｍは、受信管理部１７で指定された方位にビームが指向するよう信号合成し、その方向の信号が強調されたＩＱデータを出力する。受信処理部１５-１〜１５-Ｍは、受信管理部１７から指定された周波数帯域幅の信号を抽出する。抽出した信号の中から、レベルが高い、指定された時間幅に渡り信号が続いている等の指定された信号検出のルールに従い、信号を検出し、その信号の諸元（信号レベル、送信周波数、パルス繰返し周波数、パルス幅、アンテナ走査方式、アンテナ走査速度等）を測定する。
【００１０】
アンテナ・受信入力部１６は、各ビーム合成部１４で使用するアンテナＡｎとビームを指向する方位θｎ、各受信処理部１５に入力する信号の中心周波数Ｆｏ、各受信処理部１５で抽出する周波数帯域幅Ｆｂ、信号検出のルールＬ、復調方式Ｄｍ、復調や信号検出に必要なＳＮ比等の情報を入力する。
受信管理部１７は、アンテナ・受信入力部１６から入力された情報に従い、各ビーム合成部１４で使用するアンテナＡｎ及び指向する方位θｎの情報はアンテナ・ビーム制御部１７１に入力して信号処理し、各ビーム合成部１４に対してそれぞれ使用するアンテナ及び指向方位を設定する。また各受信処理部１５で抽出する周波数帯域幅Ｆｂ、復調方式Ｄｍ、信号検出のルールＬ等の情報は受信信号制御部１７２に入力して信号処理し、各受信処理部１５に対してそれぞれ周波数帯域幅、復調方式、信号検出のルールを設定する。更に必要ＳＮ比及びＮＦ（Noise Figure＝雑音指数）などの情報に基づき各受信処理部１５で必要とする必要受信レベルを算出して設定する必要受信レベル設定部１７３と、各受信処理部１５で受信された信号の諸元データの受信レベルを検出する受信信号レベル検出部１７４とを有し、比較器１７５で受信信号レベル検出部１７４が検出した信号レベルが必要受信レベル設定部１７３で設定した信号レベルに対して過不足かどうかを比較する。受信処理部１５からの受信レベルが必要受信レベルに足りない場合は、比較器１７５から信号を出力して警報器１７６でアラームを表示もしくは鳴らす。アンテナ・周波数制御部１８は、各ビーム合成部１４で使用するアンテナＡｎの情報、各受信処理部１５に入力する信号の中心周波数Ｆｏの情報を入力し、各受信部１２における局部発信器の周波数を制御する。
【００１１】
次に、この発明の実施の形態１による動作を図３に示すフローチャートに基づいて説明する。
ステップＳ１０１では、アンテナ・受信入力部１６により、各ビーム合成部１４で使用するアンテナＡｎとビームを指向する方位θｎ、各受信処理部１５に入力する信号の中心周波数Ｆｏ、各受信処理部１５で抽出する周波数帯域幅Ｆｂ、信号検出のルールＬ、復調方式Ｄｍ、復調や信号検出に必要なＳＮ比等の情報を入力して、使用アンテナと受信条件を設定する。
例えば、図１の複数のアンテナ１１-１〜１１-Ｎで電波源１〜電波源３の３つの信号を検出しようとする場合、中心周波数Ｆｏを３つ入力し、更にアンテナのビームを指向する方位θｎを設定する。ビームを指向する方位θｎはそれぞれ３つとも違う方位を入力してもよいし、同じ方位を入力してもよい。
【００１２】
ステップＳ１０２では、受信管理部１７において、アンテナ・受信入力部１６から入力された情報に従い、各ビーム合成部１４に対して使用するアンテナＡｎ、指向する方位θｎ、各受信処理部１５に対して入力する信号の中心周波数Ｆｏ、抽出する周波数帯域幅Ｆｂ、復調方式Ｄｍ、信号検出のルールＬ等の受信条件を設定する。
例えば、図１のアンテナ１１-１〜１１-３は電波源１からの信号を検出するため、ビーム合成部１４-１はアンテナ１１-１〜１１-３に接続されたＡＤ変換処理部１３-１〜１３-３からの出力信号を入力するよう、ビーム合成部１４-１に対してアンテナ１１-１〜１１-３を設定すると共に、そのビーム指向方位θ１を設定する。同様にビーム合成部１４-２に対してはアンテナ１１-４〜１１-５を設定すると共に、そのビーム指向方位θ２を設定する。ビーム合成部１４-３に対してはアンテナ１１-Ｎを設定すると共に、そのビーム指向方位θ３を設定する
【００１３】
またビーム合成部１４-１に接続された受信処理部１５-１には、中心周波数Ｆｏ１、抽出する周波数帯域幅Ｆｂ１、復調方式Ｄｍ、信号検出のルールＬ等の受信条件を設定する。同様にビーム合成部１４-２に接続された受信処理部１５-２には、中心周波数Ｆｏ２、抽出する周波数帯域幅Ｆｂ２、復調方式Ｄｍ、信号検出のルールＬ等の受信条件を設定する。ビーム合成部１４-３に接続された受信処理部１５-３には、中心周波数Ｆｏ３、抽出する周波数帯域幅Ｆｂ３、復調方式Ｄｍ、信号検出のルールＬ等の受信条件を設定する。
【００１４】
さらに、各受信処理部１５-１〜１５-３で使用する周波数帯域幅Ｆｂ１〜Ｆｂ３、復調や信号検出に必要なＳＮ比、事前にわかっている装置のＮＦ（Noise Figure＝雑音指数）の各情報から、必要受信レベル設定部１７３で、各受信処理部１５-１〜１５-３で必要とする必要受信レベルを算出する。
【００１５】
ステップＳ１０３では、アンテナ・周波数制御部１８に、各ビーム合成部１４で使用するアンテナＡｎの情報、各受信処理部１５に入力する信号の中心周波数Ｆｏの情報が入力される。受信処理部１５とビーム合成部１４は１対１で対応しているため、各ビーム合成部１４で使用するアンテナから、あるアンテナを使用する受信処理部１５がわかる。あるアンテナを使用する受信処理部１５に入力する信号の中心周波数をＦｏとした場合、そのアンテナに対応する受信部１２では、周波数Ｆｏが中間周波数Ｆｉｆとなる周波数変換を実施するように受信部１２に対して指示する。
例えば、アンテナ１１-１〜１１-３を使用する受信部１２-１〜１２-３に対しては、中間周波数がＦｉ１となるよう局部発信器の発振周波数を変換する。またアンテナ１１-４〜１１-５を使用する受信部１２-４〜１２-５に対しては、中間周波数がＦｉ２となるよう局部発信器の発振周波数を変換する。更にアンテナ１１-Ｎを使用する受信部１２-Ｎに対しては、中間周波数がＦｉ３となるよう局部発信器の発振周波数を変換する。
【００１６】
ステップＳ１０４では、アンテナ部１１-１〜１１-Ｎは、空界に存在する複数の電波源１〜電波源３から発生されている各周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３の電波信号を捕らえ、その受信信号を出力する。
ステップＳ１０５では、受信部１２-１〜１２-Ｎは、アンテナ１１-１〜１１-Ｎからの出力信号を入力として、アンテナ・周波数制御部１８からの入力に従い、入力信号を中間周波数の信号へ周波数変換する。
【００１７】
ステップＳ１０６では、ＡＤ変換処理部１３-１〜１３-Ｎは、各受信部１２からの出力信号を入力として、ＡＤ変換を行い、デジタル信号に変換する。また一般的には、ＡＤ変換の前、もしくは、後ろで、中間周波数が直流成分となるように周波数変換を行うことが多い。デジタル信号に変換された信号をＩＱデータと呼ぶこととする。
【００１８】
ステップＳ１０７では、ビーム合成部１４-１〜１４-Ｍは、各ＡＤ変換処理部１３から入力されたＩＱデータを指定に従って選択し、選択されたＩＱデータを元に、デジタルビームフォーミングを実施して、指定された方位にビームを指向し、その方向の信号が強調されたＩＱデータを出力する。デジタルビームフォーミングでは、指定する方位は複数とすることも可能であり、かつ、強調する方位だけでなく、抑圧する方位も指定することが可能である。
例えば、ビーム合成部１４-１では、アンテナ１１-１〜１１-３及びそのビーム指向方位はθ１が設定されているから、それに基づいてビーム合成部１４-１は、ＡＤ変換処理部１３-１〜１３-３の出力でデジタルビームフォーミングを実施してそのＩＱデータを出力する。同様に、ビーム合成部１４-２では、アンテナ１１-４〜１１-５及びそのビーム指向方位θ２に基づいて、ＡＤ変換処理部１３-４〜１３-５の出力でデジタルビームフォーミングを実施してそのＩＱデータを出力する。ビーム合成部１４-３では、アンテナ１１-Ｎ及びそのビーム指向方位θ３に基づいて、ＡＤ変換処理部１３-Ｎの出力でデジタルビームフォーミングを実施してそのＩＱデータを出力する。
【００１９】
ステップＳ１０８では、受信処理部１５-１〜１５-Ｍは、受信管理部１７から指定された周波数帯域幅Ｆｂの信号を抽出する。抽出した信号の中から、レベルが高い、指定された時間幅に渡り信号が続いている等の指定された信号検出のルールＬに従い、信号を検出し、その信号のレベル等の諸元を測定する。さらに、信号が通信であれば、指定された復調方式Ｄｍに従い、復調処理を行う。測定された信号の諸元データを受信管理部１７の受信信号レベル検出部１７４に出力する。
例えば、受信処理部１５-１は、中心周波数Ｆｏ１の信号を周波数帯域幅Ｆｂ１で抽出し、電波源１に対応する周波数ｆ１の信号を検出する。同様に、受信処理部１５-２は、中心周波数Ｆｏ２の信号を周波数帯域幅Ｆｂ２で抽出し、電波源２に対応する周波数ｆ２の信号を検出する。また、受信処理部１５-３は、中心周波数Ｆｏ３の信号を周波数帯域幅Ｆｂ３で抽出し、電波源３に対応する周波数ｆ３の信号を検出する。
【００２０】
そしてステップＳ１０９では、各受信処理部１５から受信された信号のレベル等の諸元データを受け取った受信信号レベル検出部１７４は、諸元データに含まれる受信信号レベルを検出し、必要受信レベル設定部１７３で算出された必要受信レベルと比較器１７５で比較する。
ステップ１１０では、各受信処理部１５における受信レベルの過不足を比較器１７５で判定し、ある受信処理部１５の受信レベルが必要受信レベルに対して不足している場合には、受信状況を表示する画面において、警報器１７６によりその受信処理部１５の受信レベルが足りないことをアラーム表示もしくはアラームで鳴らす。アラームを認識した操作者は、ステップＳ１０１に戻り、アンテナ・受信入力部１６で再設定する。
例えば、受信処理部１５-２で受信された信号の受信レベルが、算出された必要受信レベルより不足していれば、アンテナ・受信入力部１６で、ビーム合成部１４-２に設定するアンテナの数を２個から３または４個に増加するよう設定し直し、受信処理部１５-２が使用するアンテナの数を変更するようにする。同時に、受信処理部１５-２に設定する周波数帯域幅Ｆｂ２を狭くしたりして、アンテナ利得を増加するようにしてもよい。周波数帯域幅を変更する場合は、受信信号のスペクトルを表示機器に表示して帯域幅と比較し、受信信号の帯域が小さければ帯域幅を狭くするようにする。
一方、受信信号レベル検出部１７４で検出した信号レベルが設定した必要信号レベルよりも過分の場合は、ビーム合成部１４に設定するアンテナの数を減少するよう設定し直したり、受信処理部１５に設定する周波数帯域幅Ｆｂを狭くしたりして、アンテナ利得を減少させ、その減少分を信号レベルが不足している他の受信処理部１５に振り分けるようにしてもよい。
【００２１】
このように、この発明の実施の形態１によれば、各素子アンテナで受信する周波数を受信処理部１５で処理する周波数に設定できるため、複数の周波数の受信ができ、かつ、受信レベルに応じて各受信処理部１５が使用するアンテナ数、すなわち、アンテナ利得を操作者が変更できるため、状況に応じて必要なアンテナ利得を使った受信が可能となる。
【００２２】
実施の形態２．
この発明の実施形態２によるデジタル受信装置を図４〜図６について説明する。図４はデジタル受信装置のブロック構成図、図５はデジタル受信装置の受信管理出力部における詳細構成図、図６は使用するアンテナの配分を変更する場合のフローチャートを示す。
図４および図５において、この発明のデジタル受信装置は、アンテナ部１１-１〜１１-Ｎ、受信部１２-１〜１２-Ｎ、ＡＤ変換処理部１３-１〜１３-Ｎ、ビーム合成部１４-１〜１４-Ｍ、受信処理部１５-１〜１５-Ｍ、アンテナ・周波数制御部１８、アンテナ・受信・優先度入力部２０、受信管理出力部２１、使用アンテナ配分部２２を備えている。
【００２３】
アンテナ部１１-１〜１１-Ｎ、受信部１２-１〜１２-Ｎ、ＡＤ変換処理部１３-１〜１３-Ｎ、ビーム合成部１４-１〜１４-Ｍ、受信処理部１５-１〜１５-Ｍ、アンテナ・周波数制御部１８は、実施の形態１と同様の構成につき、その説明は省略する。
【００２４】
アンテナ・受信・優先度入力部２０は、実施の形態１におけるアンテナ・受信入力部１６とほぼ同じ構成であるが、これに加えて、各受信処理部１５の優先度の情報も入力できるようになっている。この優先度の情報は受信管理出力部２１の受信信号制御部２１２に出力するようになっている。
受信管理出力部２１は、実施の形態１における受信管理部１７とほぼ同じ構成であるが、これに加えて、入力された各受信処理部１５の優先度及び抽出する周波数帯域幅Ｆｂ等の情報は受信信号制御部２１２から使用アンテナ配分部２２に出力するようになっている。また、各ビーム合成部１４で使用する使用アンテナＡｎとビームを指向する方位θｎに関する情報はアンテナ・ビーム制御部２１１から使用アンテナ配分部２２に出力するようになっている。更に比較器２１５で比較した各受信処理部１５での受信レベルの過不足の信号は使用アンテナ配分部２２に出力するようになっている。なお必要受信レベル設定部２１３と、各受信処理部１５から出力される信号のレベルを検出する受信信号レベル検出部２１４と、警報器２１６は実施の形態１のそれらと同じである。
【００２５】
使用アンテナ配分部２２は、動作開始時に初期値として、アンテナ・受信・優先度入力部２０から、各ビーム合成部１４で使用するアンテナＡｎ、各受信処理部１５に入力する信号の中心周波数ｆｏの情報が入力されるので、これらの情報をアンテナ・周波数制御部１８に出力する。なおこれら初期値の情報はアンテナ・ビーム制御部２１１および受信信号制御部２１２から使用アンテナ配分部２２に入力し、この使用アンテナ配分部２２からアンテナ・周波数制御部１８に出力してもよい。また使用アンテナ配分部２２は、入力された各受信処理部１５の優先度が高いものから順に、今どれだけのアンテナを使用しているかを記憶しておき、比較器２１５からの受信レベルの過不足に基づき、どのアンテナＡｎをどの受信処理部１５に割り当てるかを、適時、最適になるよう計算して、アンテナ・ビーム制御部２１１及び受信信号制御部２１２に信号を送るようになっている。そして使用アンテナ配分部２２からアンテナ・ビーム制御部２１１に対して、各ビーム合成部１４が使用しているアンテナを増加または減少するよう変更指示があった場合は、各ビーム合成部１４に対して使用アンテナを変更するよう再設定を行う。また使用アンテナ配分部２２から受信信号制御部２１２に対して、各受信処理部１５が使用している周波数帯域幅の変更指示があった場合は、各受信処理部１５の周波数帯域幅を再設定する。
【００２６】
次に、この発明の実施の形態２により使用するアンテナの配分を変更する動作を図６に示すフローチャートに基づいて説明する。
ステップＳ２０１では、比較器２１５で信号レベル（利得）が不足している受信処理部１５があるかどうかを検出する。もしいずれの受信処理部１５も信号レベル（利得）の不足がなければ、ステップＳ２０２に行って配分はそのままで終了する。１つでも受信処理部１５に利得の不足があればステップＳ２０３に行き、利得が不足している受信処理部１５の優先度を調べ、利得が不足して中で最も優先度の高い受信処理部ＲＳＰｎを選択する。ステップＳ２０４では、受信処理部１５の中で余剰利得を持つ受信処理部ＲＳＰｍがあるかどうか判断する。もし余剰利得を持つ受信処理部ＲＳＰｍがある場合はステップＳ２０５に進み、余剰利得を持つ受信処理部ＲＳＰｍから不足とならない範囲で、余剰利得を持つ受信処理部ＲＳＰｍに接続されていたアンテナを最も優先度の高い受信処理部ＲＳＰｎに増加するよう変更する。またステップＳ２０４で、受信処理部１５の中で余剰利得を持つ受信処理部ＲＳＰｍがない場合は、ステップＳ２０６に進む。ステップＳ２０６では、アンテナを配分されている優先度の最も低い受信処理部ＲＳＰｍに接続されていたアンテナを最も優先度の高い受信処理部ＲＳＰｎに変更するようにする。ステップＳ２０７では、アンテナが増加するように変更された優先度の高い受信処理部ＲＳＰｎの利得が足りたかどうか判断し、利得が足りている場合はステップＳ２０１に戻る。まだ利得が不足している場合は、ステップＳ２０４に戻って、受信処理部１５の中で余剰利得を持つ受信処理部ＲＳＰｍがあるかどうか判断し、上記の動作を繰り返す。
【００２７】
以上のようにして、受信管理出力部２１から、各受信処理部１５における優先度、受信レベルの過不足、使用アンテナＡｎ、ビームを指向する方位θｎの各情報が使用アンテナ配分部２２に入力された場合、各受信処理部１５の優先度順に、受信レベルの不足を解消するように、各受信処理部１５が使用するアンテナ数の配分を変更する。
例えば、図４において、３個の受信処理部１５-１〜１５-３を使用していて、受信処理部１５-１が最も優先度が高い優先度Ａ、受信処理部１５-２が優先度Ｂ、受信処理部１５-３が優先度が最も低い優先度Ｃであった場合、優先度Ａの受信処理部１５-１が必要ＳＮ比を満たせるように、使用するアンテナ数を増加させ、それにより優先度の低い受信処理部１５-３が必要ＳＮ比を満たせなくなっても仕方がない。また必要ＳＮ比よりも十分に大きい受信処理部１５があった場合には、アンテナ数を減少させる。
【００２８】
また、アンテナ数の配分をする際は、ビーム幅を考慮し、なるべく近接するアンテナ１１を同じビーム合成部１４で使うように、もしくは、逆に、なるべく遠く離れたアンテナ１１を同じビーム合成部１４で使うように配分するような条件も考慮することが考えられる。
さらに、アンテナが指向する方位θｎが個々に異なる場合には、これを考慮して、アンテナの配分を変更することも考えられる。
【００２９】
使用するアンテナの配分を変更した後、その変更を反映した、ビーム合成部１４で使用するアンテナＡｎ、各受信処理部１５に入力する信号の中心周波数Ｆｏの情報を、アンテナ・周波数制御部１８に出力するとともに、各ビーム合成部１４が使用するアンテナの情報については、受信管理出力部２１にも出力する。
【００３０】
この発明の実施の形態２によれば、素子アンテナやそれに付随する構成部位を効率よく使用し、各受信周波数における必要受信感度を優先度に応じて確実に確保できる。
なお実施の形態２では、使用アンテナ配分部２２を設け、受信管理出力部２１との間で情報のやり取りを行なって、使用アンテナ配分部２２が優先度順に使用アンテナを配分するよう計算して、アンテナ・ビーム制御部２１１及び受信信号制御部２１２を制御していた。しかしながら実施の形態１において、アンテナ・受信入力部１６に受信処理部１５の優先度を設定できるようにして、その優先度の情報を受信信号制御部１７２に入力し、その情報をアンテナ・ビーム制御部１７１に送るようにすると共に、アンテナ・ビーム制御部１７１は比較器１７５からの信号レベル不足の信号をも入力するようにして、このアンテナ・ビーム制御部１７１で実施の形態２の使用アンテナ配分部２２の機能を持たせることにより、実施の形態２と同様に受信処理部１５の優先度に応じて必要受信感度を確保するようにしてもよい。
【００３１】
実施の形態３．
この発明の実施形態３によるデジタル受信装置のブロック構成図を図７に示す。
図７に示すこの発明のデジタル受信装置は、アンテナ部１１-１〜１１-Ｎ、受信部１２-１〜１２-Ｎ、ＡＤ変換処理部１３-１〜１３-Ｎ、ビーム合成・方測部３０-1〜３０-Ｍ、受信処理部１５-１〜１５-Ｍ、アンテナ・受信・優先度入力部２０、アンテナ・周波数制御部１８、使用アンテナ配分部２２、受信方測管理出力部３１を備えている。
【００３２】
アンテナ部１１-１〜１１-Ｎ、受信部１２-１〜１２-Ｎ、ＡＤ変換処理部１３-１〜１３-Ｎ、受信処理部１５-１〜１５-Ｍ、アンテナ・受信・優先度入力部２０、アンテナ・周波数制御部１８、使用アンテナ配分部２２は、実施の形態２と同様の構成につき、その説明は省略する。
【００３３】
ビーム合成・方測部３０-１〜３０-Ｍは、実施の形態２におけるビーム合成部１４とほぼ同じ構成であるが、これに加えて、ＡＤ変換処理部１３の出力信号から実際にアンテナのビームが指向している方位測定も実施し、この方位測定結果に基づき、ビーム方位を切り替え、この結果を受信方測管理出力部３１に出力する。
【００３４】
受信方測管理出力部３１は、実施の形態２における受信管理出力部２１とほぼ同じ構成である。ただし、各ビーム合成・方測部３０-１〜３０-Ｍに対して入力する、ビームを指向する方位は、まず初期値は、アンテナ・受信・優先度入力部２０から入力されたビームを指向する方位であるが、ビーム合成・方測部３０-１〜３０-Ｍで測定した方位測定結果が入力された場合には、初期値から方位測定結果の方位に変更して管理する。
【００３５】
アンテナ・受信・優先度入力部２０から入力されるビームを指向する方位θｎは想定であり、実際には異なったり、少しずれたりしている。したがってビーム合成・方測部３０-１〜３０-Ｍで実際の方位を測定し、これにより精密な方位にビームを指向するようにする。
この発明の実施の形態３によれば、ビーム方位を方位測定結果に基づき、すなわち、事前に決めた値でなく、実際に電波が到来する方位に向けることができるので、受信性能を向上することができる。
【００３６】
実施の形態４．
この発明の実施形態４によるデジタル受信装置のブロック構成図を図８に示す。
図８に示すこの発明のデジタル受信装置は、アンテナ部１１-１〜１１-Ｎ、受信部１２-１〜１２-Ｎ、ＡＤ変換処理部１３-１〜１３-Ｎ、ビーム合成部１４-１〜１４-Ｍ、受信処理部１５-１〜１５-Ｍ、アンテナ・受信入力部１６、受信管理部１７、アンテナ・周波数制御部１８、切換スイッチ４１を備えている。この実施の形態４のデジタル受信装置は、実施の形態１におけるＡＤ変換処理部１３-１〜１３-Ｎとビーム合成部１４-１〜１４-Ｍとの間に切換スイッチ４１を設けた以外は、実施の形態１と同じ構成である。
切換スイッチ４１は、ＡＤ変換処理部１３-１〜１３-ＮからのＩＱデータ信号を入力すると共に、受信管理部１７から各ビーム合成部１４で使用するアンテナに関する情報が入力される。そしてこれら入力を基に各ビーム合成部１４が使用するアンテナ１１-１〜１１-Ｎに応じてスイッチを切換えて、ＡＤ変換処理部１３-１〜１３-ＮからのＩＱデータ信号を選択的にビーム合成部１４-１〜１４-Ｍへ入力する。
【００３７】
次に、この発明の実施の形態４による動作について説明する。
アンテナ部１１-１〜１１-Ｎ、受信部１２-１〜１２-Ｎ、ＡＤ変換処理部１３-１〜１３-Ｎ、ビーム合成部１４-１〜１４-Ｍ、受信処理部１５-１〜１５-Ｍ、アンテナ・受信入力部１６、アンテナ・周波数制御部１８は実施の形態１と同じ動作を行う。
受信管理部１７は、アンテナ・受信入力部１６で入力された各ビーム合成部１４が使用するアンテナＡｎに関する情報を、切換スイッチ４１に対して出力する。切換スイッチ４１には、各ＡＤ変換処理部１３からＩＱデータが入力されるので、各ビーム合成部１４が使用するアンテナ１１に基づいてスイッチを切替え、各ビーム合成部１４に指定のＡＤ変換処理部１３、すなわち、アンテナ１１からのＩＱデータを出力するようにする。
例えば、ビーム合成部１４-１には、ＡＤ変換処理部１３-１〜１３-３からのＩＱデータのみが入力されるようにスイッチを切替える。同様に、ビーム合成部１４-２には、ＡＤ変換処理部１３-４〜１３-５からのＩＱデータのみが入力されるようにスイッチを切替える。ビーム合成部１４-３には、ＡＤ変換処理部１３-ＮからのＩＱデータのみが入力されるようにスイッチを切替える。
【００３８】
このように切換スイッチ４１を追加することにより、各ＡＤ変換処理部１３と各ビーム合成部１４の間でやり取りされるデータ量を削減することができる。
即ち、実施の形態１の場合は、全部のＡＤ変換処理部１３のＩＱデータが各ビーム合成部１４に入力され、ビーム合成部１４がＭ個の場合、ＡＤ変換処理部１３はＭ倍のＩＱデータを出力するので、データ量が多くなって処理時間も長くなっていた。しかし切換スイッチ４１を設けた場合は、各ＡＤ変換処理部１３は、スイッチのみデータを出し、これをスイッチで切換えてビーム合成部１４に出力するので、データ量は実施の形態１に比較して１／Ｍとなる。
【００３９】
なお、このような切換スイッチ４１の機能は、実施の形態２、もしくは、実施の形態３にも適応可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明の実施の形態１によるデジタル受信装置のブロック構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１によるデジタル受信装置の受信管理部における詳細構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１によるデジタル受信装置の動作を説明するためのフローチャート図である。
【図４】この発明の実施の形態２によるデジタル受信装置のブロック構成図である。
【図５】この発明の実施の形態２によるデジタル受信装置の受信管理出力部における詳細構成図である。
【図６】この発明の実施の形態２によるデジタル受信装置において、使用するアンテナの配分を変更する際のフローチャート図である。
【図７】この発明の実施の形態３によるデジタル受信装置のブロック構成図である。
【図８】この発明の実施の形態４によるデジタル受信装置のブロック構成図である。
【符号の説明】
【００４１】
１１-1〜１１-Ｎ：アンテナ部、        １２-１〜１２-Ｎ：受信部、
１３-1〜１３-Ｎ：ＡＤ変換処理部、    １４-１〜１４-Ｍ：ビーム合成部、
１５-１〜１５-Ｎ：受信処理部、        １６：アンテナ・受信入力部、
１７：受信管理部、                    １８：アンテナ・周波数制御部、
２０：アンテナ・受信・優先度入力部、  ２１：受信管理出力部、
２２：使用アンテナ配分部、
３０-1〜３０-Ｍ：ビーム合成・方測部、  ３１：受信方測管理出力部、
４１：切換スイッチ、
１７１、２１１：アンテナ・ビーム制御部、  １７２、２１２：受信信号制御部、
１７３、２１３：必要受信レベル設定部、    １７４、２１４：受信信号レベル検出部
１７５、２１５：比較器、                  １７６、２１６：警報器、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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