(57)【要約】【課題】  Ｓ／Ｎ比を向上した受信器を提供する。【解決手段】  外部から入力された入力信号と局部発振器１が出力した基準信号とを混合するミキサ２と、所定の中間周波数の信号を選択的に通過させる中間周波フィルタ３との間に、インピーダンスが周波数に依存し周波数特性を変更可能に構成された整合調整回路５を設けた。受信の対象となる希望波においてインピーダンス整合がとれるように整合調製回路５を調整すれば、希望波とは周波数が異なる妨害波をインピーダンス不整合として減衰させることができるから、Ｓ／Ｎ比が向上する。【選択図】図１
2008028862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の基準周波数の基準信号を生成する局部発振器と、
外部から入力された入力信号と局部発振器が出力した基準信号とを混合するミキサと、
ミキサの出力に接続されてインピーダンスが周波数に依存し周波数特性を変更可能に構成された整合調整回路と、
ミキサの出力が整合調整回路を介して入力され所定の中間周波数の信号を選択的に通過させる中間周波フィルタとを備えることを特徴とする受信器。
【請求項２】
整合調整回路は、キャパシタンスが整合調整回路の周波数特性に影響する可変コンデンサと、インダクタンスが整合調整回路の周波数特性に影響する可変インダクタとを有し、
可変コンデンサのキャパシタンスと可変インダクタのインダクタンスとはそれぞれ手動操作によって調整されることを特徴とする請求項１記載の受信器。
【請求項３】
整合調整回路は、キャパシタンスが整合調整回路の周波数特性に影響する可変コンデンサと、インダクタンスが整合調整回路の周波数特性に影響する可変インダクタとを有し、
可変コンデンサのキャパシタンスと可変インダクタのインダクタンスとはそれぞれ電気信号によって制御されることを特徴とする請求項１記載の受信器。
【請求項４】
減衰されるべき妨害波の周波数を入力され、整合調整回路の出力インピーダンスが入力された妨害波の周波数の信号が整合調整回路において減衰するように可変コンデンサのキャパシタンスと可変インダクタのインダクタンスとをそれぞれ制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項３記載の受信器。
【請求項５】
整合調整回路は、それぞれキャパシタとインダクタとの少なくとも一方を含みそれぞれ周波数に対するインピーダンスの依存性が異なる複数個のインピーダンスブロックと、各インピーダンスブロックとミキサ及び中間周波フィルタとの接続を切り替える切り替え手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の受信器。
【請求項６】
局部発振器を制御して基準周波数を徐々に変化させ、その過程での中間周波フィルタの出力の信号強度のピークを検出するとともに、中間周波フィルタの出力の信号強度がピークとなるときの基準周波数に基づいて妨害波の周波数を検出する妨害周波数検出手段と、
妨害周波数検出手段によって検出された妨害波の周波数を表示する表示手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の受信器。
【請求項７】
局部発振器を制御して基準周波数を徐々に変化させ、その過程での中間周波フィルタの出力の信号強度のピークを検出するとともに、中間周波フィルタの出力の信号強度がピークとなるときの基準周波数に基づいて妨害波の周波数を検出して制御手段に入力する妨害周波数検出手段を備えることを特徴とする請求項４記載の受信器。
【請求項８】
中間周波フィルタの出力に基づいて妨害波の存在を検出する妨害波検出手段を備え、妨害周波数検出手段は、妨害波検出手段によって妨害波が検出されたときに妨害波の周波数を検出することを特徴とする請求項７記載の受信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えばアンテナから増幅器を介して入力された高周波の信号を所定の基準信号と混合することにより中間周波数に変換して受信するいわゆるスーパーヘテロダイン方式を用いた受信器が提供されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この種の受信器の一例を図９に示す。この受信器は、所定の周波数の基準信号を生成する局部発振器１と、局部発振器１が出力した基準信号と受信された入力信号とを混合するミキサ２と、バンドパスフィルタからなりミキサ２の出力のうち所定の中間周波数の信号を選択的に透過させる中間周波フィルタ３と、中間周波フィルタ３の出力を包絡線検波する検波器４とを備える。上記中間周波数は、入力信号のうち受信の対象となる希望波の周波数よりも基準信号の周波数（局部発信周波数）だけ低い周波数とされる。
【特許文献１】特開平７−３３６２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の受信器においては、Ｓ／Ｎ比の向上が望まれている。
【０００５】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、Ｓ／Ｎ比を向上した受信器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、所定の基準周波数の基準信号を生成する局部発振器と、外部から入力された入力信号と局部発振器が出力した基準信号とを混合するミキサと、ミキサの出力に接続されてインピーダンスが周波数に依存し周波数特性を変更可能に構成された整合調整回路と、ミキサの出力が整合調整回路を介して入力され所定の中間周波数の信号を選択的に通過させる中間周波フィルタとを備えることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、受信の対象となる希望波においてインピーダンス整合がとれるように整合調製回路を調整すれば、希望波とは周波数が異なる妨害波をインピーダンス不整合として減衰させることができるから、Ｓ／Ｎ比が向上する。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、整合調整回路は、キャパシタンスが整合調整回路の周波数特性に影響する可変コンデンサと、インダクタンスが整合調整回路の周波数特性に影響する可変インダクタとを有し、可変コンデンサのキャパシタンスと可変インダクタのインダクタンスとはそれぞれ手動操作によって調整されることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、回路部品の特性のばらつきを、可変コンデンサのキャパシタンスと可変インダクタのインダクタンスとを調整することによって補償することができる。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、整合調整回路は、キャパシタンスが整合調整回路の周波数特性に影響する可変コンデンサと、インダクタンスが整合調整回路の周波数特性に影響する可変インダクタとを有し、可変コンデンサのキャパシタンスと可変インダクタのインダクタンスとはそれぞれ電気信号によって制御されることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、請求項２の発明に比べて短時間で正確な調整が可能となる。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、減衰されるべき妨害波の周波数を入力され、入力された妨害波の周波数の信号が整合調整回路において減衰するように可変コンデンサのキャパシタンスと可変インダクタのインダクタンスとをそれぞれ制御する制御手段を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１の発明において、整合調整回路は、それぞれキャパシタとインダクタとの少なくとも一方を含みそれぞれ周波数に対するインピーダンスの依存性が異なる複数個のインピーダンスブロックと、各インピーダンスブロックとミキサ及び中間周波フィルタとの接続を切り替える切り替え手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、整合調整回路の調整が容易となる。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項１の発明において、局部発振器を制御して基準周波数を徐々に変化させ、その過程での中間周波フィルタの出力の信号強度のピークを検出するとともに、中間周波フィルタの出力の信号強度がピークとなるときの基準周波数に基づいて妨害波の周波数を検出する妨害周波数検出手段と、妨害周波数検出手段によって検出された妨害波の周波数を表示する表示手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項７の発明は、請求項４の発明において、局部発振器の基準周波数を徐々に変化させ、その過程での中間周波フィルタの出力の信号強度のピークを検出するとともに、中間周波フィルタの出力の信号強度がピークとなるときの基準周波数に基づいて妨害波の周波数を検出して制御手段に入力する妨害周波数検出手段を備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項８の発明は、請求項７の発明において、中間周波フィルタの出力に基づいて妨害波の存在を検出する妨害波検出手段を備え、妨害周波数検出手段は、妨害波検出手段によって妨害波が検出されたときに妨害波の周波数を検出することを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、自動的に妨害波に対処することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、外部から入力された入力信号と局部発振器が出力した基準信号とを混合するミキサと、所定の中間周波数の信号を選択的に通過させる中間周波フィルタとの間に、インピーダンスが周波数に依存し周波数特性を変更可能に構成された整合調整回路を設けた。受信の対象となる希望波においてインピーダンス整合がとれるように整合調製回路を調整すれば、希望波とは周波数が異なる妨害波をインピーダンス不整合として減衰させることができるから、Ｓ／Ｎ比が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する
（実施形態１）
本実施形態は、図１に示すように、図９に示した従来の受信器においてミキサ２と中間周波フィルタ３との間に、整合調整回路５を設けたものである。
【００２１】
整合調整回路５は、例えば図２に示すように、それぞれ入力端と出力端との間に並列に接続された２個の可変インダクタＶＬＡ，ＶＬＢと、入力端と出力端との間に直列に接続された可変コンデンサＶＣとからなるπ形の回路である。
【００２２】
整合調整回路５を調整するに当たっては、受信の対象となる希望波では中間周波フィルタ３の入力端でのインピーダンス整合を維持しつつ、希望波とは周波数の異なる妨害波ではインピーダンス不整合とする。具体的には、ミキサ２の出力電流が一定である場合、受信器の設置場所において最も信号強度の高い特定の周波数の妨害波を考え、この妨害波の周波数において、ミキサ２の出力端における反射係数を、整合調整回路５がある図１の場合とない図９の場合とで変化しないようにしつつ、インピーダンスを低くする。こうすることで、希望波に対してはインピーダンス整合を維持しつつ、妨害波に対しては低インピーダンスとして、妨害波の信号強度（電圧値）を低くすることができる。
【００２３】
上記のような整合調整回路５を設計するに当たっては、妨害波に対する中間周波フィルタ３の入力インピーダンスをスミスチャートにプロットし、整合調整回路５の挿入によって、上記プロットされた点とスミスチャートの中心との距離（すなわち反射率）が変化せず、且つ、妨害波に対する整合調整回路５の入力インピーダンスＺ＝Ｒ＋ｊＸのリアクタンスＸが０となりレジスタンスＲが最小となるような変換がもたらされるように、インダクタ及びコンデンサを並列又は直列に接続して整合調整回路５を構成する。
【００２４】
例えば、希望波に対する中間周波フィルタ３の入力インピーダンスとミキサ２の出力インピーダンスＺ０とがそれぞれ５０（Ω）であって上記特定の妨害波に対する中間周波フィルタ３の入力インピーダンスＺが７０＋ｊ１００（Ω）であった場合、図２の整合調整回路５において各インダクタのインダクタンスをそれぞれ５００ｎＨとし、コンデンサのキャパシタンスを１５０ｐＦとする。すると、妨害波の周波数に対しては、整合調整回路５と中間周波フィルタ３とを合わせた回路の入力インピーダンスは１０．４２＋ｊ０．６６（Ω）となる。すなわち、ミキサ２の後段の回路の入力インピーダンスの大きさは整合調整回路５を設けない場合には１２２．０７（Ω）であるのに対し、整合調整回路５を設けた場合には１０．４４（Ω）と、１０分の１以下になっている。一方、希望波の周波数に対しては、整合調整回路５と中間周波フィルタ３とを合わせた回路の入力インピーダンスは５１．８１−ｊ０．５４（Ω）となる。すなわち、ミキサ２の後段の回路の入力インピーダンスの大きさは整合調整回路５を設けない場合には５０（Ω）であるのに対し、整合調整回路５を設けた場合には５１．８１（Ω）と、ほとんど変化していない。つまり、整合調整回路５を上記のように構成することで、希望波の信号強度を維持しつつ妨害波を減衰させてＳ／Ｎ比を向上することに成功している。
【００２５】
上記構成によれば、希望波よりも信号強度が高い妨害波が存在する場合に、その妨害波が整合調整回路５で希望波よりも大きく減衰するように各可変コンデンサのキャパシタンスと各可変インダクタのインダクタンスとをそれぞれ調整することにより、Ｓ／Ｎ比を向上することができる。
【００２６】
また、可変コンデンサ及び可変インダクタを用いたことにより、固定コンデンサや固定インダクタのみを用いる場合と違い、回路部品の特性のばらつきを、上記のようなキャパシタンスやインダクタンスの調整によって補償することができる。
【００２７】
なお、整合調整回路５は図２のものに限られず、例えば図３に示すように入力端子と出力端との間に可変コンデンサと可変インダクタとを直列と並列とに１個ずつ接続したものを用いてもよいし、図４に示すように可変コンデンサと可変インダクタとの並列回路を、入力端と出力端との間に、直列に少なくとも１個（図では２個）、並列に少なくとも１個（図では２個）接続したものを用いてもよい。
【００２８】
また、整合調整回路５は、可変コンデンサや可変インダクタを用いる代わりに、図５に示すように、それぞれキャパシタンスやインダクタンスが異なるインピーダンスブロックとしての複数個の固定コンデンサＣｓ１〜Ｃｓｎ，Ｃｐ１〜Ｃｐｎや固定インダクタＬｓ１〜Ｌｓｎ，Ｌｐ１〜Ｌｐｎを、切り替え手段としての切り替えスイッチＳＣＳ，ＳＬＳ，ＳＣＰ，ＳＬＰによって択一的に回路に接続されるように構成しても、可変コンデンサや可変インダクタを用いた場合と同様の効果が得られる。図５の構成では、入力端と出力端との間に直列に接続される固定コンデンサＣｓ１〜Ｃｓｎ並びに固定インダクタＬｓ１〜Ｌｓｎを選択する切替スイッチＳＣＳ，ＳＬＳにおいては、素子が接続されていない経路にも切替可能となっている。また、入力端と出力端との間に並列に接続される固定コンデンサＣｐ１〜Ｃｐｎ並びに固定インダクタＬｐ１〜Ｌｐｎを選択する切替スイッチＳＣＰ，ＳＬＰについては、いずれの経路も接続されていないフローティング状態にも切替可能となっている。上記構成を採用すれば、キャパシタンスやインダクタンスのとり得る値が離散的となり部品点数が多くなる代わりに、制御が容易となる。ここで、図５の構成では、固定コンデンサＣｓ１〜Ｃｓｎ，Ｃｐ１〜Ｃｐｎや固定インダクタＬｓ１〜Ｌｓｎ，Ｌｐ１〜Ｌｐｎをそれぞれｎ個としているが、これらの個数は互いに異なっていてもよい。
【００２９】
また、整合調整回路５の可変インダクタや可変コンデンサや切り替えスイッチは、それぞれ調整用のハンドルを有して手動操作によって調整されるものであってもよいし、鉄心を駆動するモータを有する可変インダクタや、周知のバリキャップからなる可変コンデンサや、半導体スイッチで構成された切り替えスイッチのように、電気信号によって制御されるものであってもよい。上記のような整合調整回路５の制御に用いられる電気信号は、例えば使用者によって操作される押釦のような操作部を備える専用の操作パネルから出力されるものであってもよいし、パーソナルコンピュータのような外部の機器から出力されるものであってもよい。電気信号によって整合調整回路５が制御される構成を採用した場合、手動操作による場合よりも短時間で厳密な調整が容易となるという利点がある。上記の各構成は周知技術で実現可能であるので、詳細な説明は省略する。
【００３０】
（実施形態２）
本実施形態の基本構成は実施形態１と共通であるので、共通する部分については同じ符号を付して説明を省略する。
【００３１】
本実施形態は、図６に示すように、局部発振器１の基準周波数を徐々に変化させ、その過程での中間周波フィルタ３の出力の信号強度のピークを検出するとともに、中間周波フィルタ３の出力の信号強度がピークとなるときの基準周波数に基づいて妨害波の周波数を検出する妨害周波数検出回路６を備える。妨害周波数検出回路６は、具体的には上記信号強度がピークとなるときの基準周波数に中間周波数を加算することにより妨害波の周波数を得る。
【００３２】
また、妨害波の周波数に基づき、妨害波の周波数において整合調整回路５の入力インピーダンスが低くなるように整合調整回路５を制御する制御回路７を備える。さらに、検波器４から出力された信号に基づいて妨害波の存在を検出する妨害波検出回路８を備える。妨害波検出回路８は、具体的には例えば検波器４の出力をＡ／Ｄ変換し、パリティチェックのような周知の誤り検出方法により妨害波の存在を検出する。
【００３３】
具体的に説明すると、制御回路７は、まず、入力された妨害波の周波数での中間周波フィルタ３の入力インピーダンスＺｉ＝Ｒ＋ｊＸを算出する。次に、得られたレジスタンスＲとリアクタンスＸとの数値に基づいて、例えば切替接点を制御して回路を切り替えることで、整合調整部５を４通りの構成のいずれかに択一的に切り替える。
【００３４】
例えば、実施形態１で挙げた例のように、ミキサ２の出力インピーダンスが５０（Ω）である場合、Ｘ≧０且つＲ≧５０（Ω）の場合とＸ≧５０（Ω）の場合と（つまり、中間周波フィルタ３の入力インピーダンスがスミスチャートにおいて右上部分にプロットされる場合）には、図７（ａ）に示すように、それぞれ入力端と出力端との間に並列に接続された２個のインダクタと、入力端と出力端との間に直列に接続されたコンデンサとを備えるπ形の回路に切り替える。この場合の各インダクタのインダクタンスはそれぞれ５００ｎＨとし、コンデンサのキャパシタンスは１５０ｐＦとする。なお、上記の回路構成並びにインダクタンス及びキャパシタンスは、これは、入力インピーダンスＺｉが７０＋ｊ１００（Ω）（Ｒ＝７０（Ω）、Ｘ＝１００（Ω））であるときの最適となるように選択されたものである。
【００３５】
また、上記以外の場合には、図７（ｂ）に示すように、それぞれ入力端と出力端との間に並列に接続された２個のコンデンサと、入力端と出力端との間に直列に接続されたインダクタとを備えるπ形の回路に切り替える。
【００３６】
０≦Ｘ＜５０（Ω）且つＲ＜５０（Ω）の場合（つまり、中間周波フィルタ３の入力インピーダンスがスミスチャートにおいて左上部分にプロットされる場合）には、入力側のコンデンサのキャパシタンス、インダクタのインダクタンス、出力側のコンデンサのキャパシタンスを、それぞれ、５０ｐＦ、１５０ｎＨ、２０ｐＦとする。これは、入力インピーダンスＺｉが１５＋ｊ２０（Ω）（Ｒ＝１５（Ω）、Ｘ＝２０（Ω））であるときの最適値である。
【００３７】
Ｘ＜０（Ω）且つＲ≧５０（Ω）の場合とＸ＜−５０（Ω）の場合と（つまり、中間周波フィルタ３の入力インピーダンスがスミスチャートにおいて右下部分にプロットされる場合）には、入力側のコンデンサのキャパシタンス、インダクタのインダクタンス、出力側のコンデンサのキャパシタンスを、１００ｐＦ、３２０ｎＨ、１００ｐＦとする。これは、入力インピーダンスＺｉが７０−ｊ１００（Ω）（Ｒ＝７０（Ω）、Ｘ＝−１００（Ω））であるときの最適値である。
【００３８】
Ｘ≦−５０（Ω）且つＲ＜５０（Ω）の場合（つまり、中間周波フィルタ３の入力インピーダンスがスミスチャートにおいて左下部分にプロットされる場合）には、入力側のコンデンサのキャパシタンス、インダクタのインダクタンス、出力側のコンデンサのキャパシタンスを、５０ｐＦ、１５０ｎＨ、２０ｐＦとする。これは、入力インピーダンスＺｉが１５−ｊ２０（Ω）（Ｒ＝１５（Ω）、Ｘ＝−２０（Ω））であるときの最適値である。
【００３９】
なお、上記４通りの回路は、例えば制御回路７によって切替制御される切替スイッチ（図示せず）によって択一的に選択されるように構成する。
【００４０】
上記構成によれば、妨害波が存在するときに妨害波検出回路８により検出し、自動的に妨害波の周波数の検出と妨害波に合わせた整合調整回路５の調整とが可能となる。
【００４１】
なお、整合調整回路５を実施形態１と同様の構成とするとともに、制御回路７が、実施形態１において説明した設計方法において人間が行うのと同様の方法によって最適な回路構成を導出して整合調整回路５を制御する構成としてもよいが、本実施形態では、整合調整回路５が４通りの回路のいずれかに択一的に切り替えられる構成としたことにより、制御回路７にかかる負荷が低減されるから、例えば制御回路７としてより安価なマイコンを用いて製造コストを低減することが可能となっている。
【００４２】
また、妨害波検出回路を設ける代わりに、例えば押操作されてトリガを生成する押釦スイッチ（図示せず）を設け、妨害周波数検出回路は押釦スイッチがトリガを生成したときに妨害波の周波数の検出を行うようにしてもよい。この構成を採用すれば、使用者の任意で妨害波の周波数の検出が可能となる。
【００４３】
または、図８に示すように、制御回路７を設ける代わりに例えば液晶パネルを有して妨害波の周波数を表示する周知の表示装置９を備え、表示装置９に表示された妨害波の周波数を使用者が参照して実施形態１と同様に整合調整回路５を調製するという簡易な構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施形態１を示すブロック図である。
【図２】同上における整合調整回路の一例を示す回路図である。
【図３】同上における整合調整回路の別の例を示す回路図である。
【図４】同上における整合調整回路の更に別の例を示す回路図である。
【図５】同上における整合調整回路の別の例を示す回路図である。
【図６】本発明の実施形態２を示すブロック図である。
【図７】（ａ）（ｂ）はそれぞれ同上における整合調整回路の一例を示す回路図であり、（ａ）（ｂ）は択一的に切り替えられる回路を示す。
【図８】同上の別の形態を示すブロック図である。
【図９】従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  局部発振器
２  ミキサ
３  中間周波フィルタ
５  整合調整回路
６  妨害周波数検出回路
７  制御回路
８  妨害波検出回路
Ｃｓ１〜Ｃｓｎ，Ｃｐ１〜Ｃｐｎ  固定コンデンサ（請求項におけるインピーダンスブロック）
Ｌｓ１〜Ｌｓｎ，Ｌｐ１〜Ｌｐｎ  固定インダクタ（請求項におけるインピーダンスブロック）
ＳＣＳ，ＳＬＳ，ＳＣＰ，ＳＬＰ  切り替えスイッチ（請求項における切り替え手段）
【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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【図９】
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