(57)【要約】【課題】  必要とするダイナミックレンジ総てに最適なＡＤＣ入力レベルを瞬時に対応させることができるようにする。【解決手段】  無線受信信号を互いに異なる比率で２系統に分波し（１３）、各系統（１６〜２２，２３〜２９）でそれぞれ不等分分波された信号を互いに独立して検波してデジタル信号に変換し、各系統の処理結果を選択的に取り込んで復調出力（３０，３１）するものとし、要求ダイナミックレンジについて比率によって各系統が受け持つ利得範囲を割り当てるようにした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線受信信号を互いに異なる比率で複数系統に分波する不等分分波手段と、
前記複数の系統でそれぞれ前記不等分分波手段によって分波された信号を互いに独立して検波し、デジタル信号に変換する複数の信号処理手段と、
前記複数の信号処理手段の処理結果を選択的に取り込んで復調出力する出力手段とを具備し、
要求ダイナミックレンジについて前記比率によって前記複数の系統が受け持つ利得範囲を割り当てるようにしたことを特徴とする無線受信装置。
【請求項２】
前記複数の信号処理手段それぞれが受け持つ利得のダイナミックレンジを他の信号処理手段のレンジと一部重複するようにしたことを特徴とする請求項１記載の無線受信装置。
【請求項３】
前記出力手段は、前記無線受信信号の受信レベルに応じて前記選択系統を切り替えることを特徴とする請求項１記載の無線受信装置。
【請求項４】
前記無線受信信号がレーダ送信波の受信信号であるとき、前記複数の信号処理手段は近距離用として低利得系統を割り当て、遠距離用として高利得系統を割り当てることを特徴とする請求項１記載の無線受信装置。
【請求項５】
無線受信信号を互いに異なる比率で複数系統に不等分分波し、
前記複数の系統でそれぞれ前記不等分分波された信号を互いに独立して検波してデジタル信号に変換し、
前記複数の系統の処理結果を選択的に取り込んで復調出力し、
要求ダイナミックレンジについて前記比率によって前記複数の系統が受け持つ利得範囲を割り当てるようにした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】
本発明は、レーダ受信機などの広い受信ダイナミックレンジが要求される無線受信装置とその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のレーダ装置で使用される無線受信装置では、空中線より受信した信号をフィルタ／アンプ／ミキサに通して、ＡＤＣ（Analog to Digital Converter：アナログ・デジタル変換器）によりデジタル化して信号処理器に取り込むようにしている。この無線受信装置に要求される最小受信レベルと最大受信レベルのダイナミックレンジは、通常１１０ｄＢにも及ぶ。このため、ＡＤＣの許容入力範囲や信号品質を確保することは極めて困難である。
【０００３】
そこで、従来では、ＡＧＣ／ＳＴＣ（Auto Gain Control/Sensitivity Time Control：自動利得制御／利得時間制御）を用いて受信系の信号レベルを適切に制御して、ＡＤＣに入力する信号レベルをある程度一定に保つことにより、必要なダイナミックレンジを確保している。
【０００４】
しかしながら、近年のレーダ装置では、必要とするダイナミックレンジ総てに最適なＡＤＣ入力レベルを瞬時に対応させ、常に最適受信レベルを確保できるようにすることが要望されている。また、ＡＧＣ／ＳＴＣによる信号品質劣化を防ぐことも要望されている。
【０００５】
尚、レーダ装置には関係しないが、ＡＧＣを利用した無線受信装置として、特許文献１には、ＡＧＣ受信機を用いた携帯電話で、ＡＧＣ動作において、アンテナ切り替えによる不安定な部分の無線受信信号を受信データとして使用することを防ぐ技術が開示されている。また、特許文献２には、複数の無線通信方式のいずれを扱う場合でもダイナミックレンジを擬制にすることなくＡＧＣ電圧を制御することのできるソフトウェア無線機に関する発明が記載されている。
【特許文献１】特開２００４−３２８５８１公報
【特許文献２】特開２００５−２１０３５７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上述べたように従来の無線受信装置では、ＡＧＣの制御時間の短縮要求や信号品質の劣化低減要求に対応することがもはや困難な状況にある。
【０００７】
本発明は上記の問題を解決するためになされたもので、必要とするダイナミックレンジ総てに最適なＡＤＣ入力レベルを瞬時に対応させることができ、常に最適受信レベルを確保できると共に、ＡＧＣ／ＳＴＣによる信号品質の劣化を防ぐことが可能な無線受信装置とその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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る無線受信装置は、無線受信信号を互いに異なる比率で複数系統に分波する不等分分波手段と、前記複数の系統でそれぞれ前記不等分分波手段によって分波された信号を互いに独立して検波し、デジタル信号に変換する複数の信号処理手段と、前記複数の信号処理手段の処理結果を選択的に取り込んで復調出力する出力手段とを具備し、要求ダイナミックレンジについて前記比率によって前記複数の系統が受け持つ利得範囲を割り当てるようにしたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る無線受信方法は、無線受信信号を互いに異なる比率で複数系統に不等分分波し、前記複数の系統でそれぞれ前記不等分分波された信号を互いに独立して検波してデジタル信号に変換し、前記複数の系統の処理結果を選択的に取り込んで復調出力し、要求ダイナミックレンジについて前記比率によって前記複数の系統が受け持つ利得範囲を割り当てるようにしたことを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、利得の異なる系統を並列にかつ同時に動作させ、互いに別々のダイナミックレンジを割り当てるようにしているので、いずれかの系統にて必要とするダイナミックレンジ総てに最適なＡＤＣ入力レベルが得られる。このため、系統の選択切替によってレベル変動に瞬時に対応させることが可能であり、復調出力時に最適な系統を選択し、信号処理することが可能となる。また、常に最適受信レベルを確保できると共に、ＡＧＣ／ＳＴＣを採用しないため、従来のような信号品質劣化を排除することができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明は、必要とするダイナミックレンジ総てに最適なＡＤＣ入力レベルを瞬時に対応させることができ、常に最適受信レベルを確保できると共に、ＡＧＣ／ＳＴＣによる信号品質の劣化を防ぐことが可能な無線受信装置とその方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１３】
図１は本発明をレーダ装置の無線受信装置に適用した場合の構成を示すブロック図である。図１において、１１はレーダ信号を捕捉する空中線であり、この空中線１１で捕捉されたＲＦ（無線周波）信号は帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）１２で所定帯域が切り出され、不等分分波器１３で互いに異なるレベルで分波される。ここでは、一例として、第１，２系統にそれぞれ０．０１：０．９９の割合で分波されるものとし、第１系統を低利得系、第２系統を高利得系とする。
【００１４】
一方の系統では、分波信号をアッテネータ１６でレベル調整し、ミキサ１７でローカル発振器１５からのローカル信号と混合して帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）１８に通すことでＩＦ（中間周波）信号に周波数変換する。このＩＦ信号をアンプ１９で増幅し、再度帯域通過フィルタ２０に通して無駄な周波数成分を除去し、再度アンプ２１で増幅してＡＤＣ２２に入力し、デジタル信号に変換する。
【００１５】
他方の系統も同様であり、分波信号をアッテネータ２３でレベル調整し、ミキサ２４でローカル発振器１５からのローカル信号と混合して帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）２５に通すことでＩＦ（中間周波）信号に周波数変換する。このＩＦ信号をアンプ２６で増幅し、再度帯域通過フィルタ２７に通して無駄な周波数成分を除去し、再度アンプ２８で増幅してＡＤＣ２９に入力し、デジタル信号に変換する。
【００１６】
上記の各系統で得られたデジタル信号は復調・信号処理器３０に入力され、その内部の信号選択回路３１で選択的に復調・信号処理される。信号選択回路３１は、不等分分波器１３の入力レベルをモニタし、そのレベル変化に応じて選択的に切り替える。あるいは、低感度／高感度それぞれの要求される期間が区分されている場合には、それに応じて切り替える。
【００１７】
上記構成において、以下、図２を参照してその処理動作について説明する。
【００１８】
従来の運用では、ＡＧＣによりＡＤＣの入力レベルを安定化していた。これに対して本実施形態の方式では、不等分分波器１３及びアッテネータ１６，２３により受信信号レベル差をつけて分波し、それぞれＡＤＣ２２，２９に入力して並列動作させる。そして、復調・信号処理器３０の内部の信号選択回路３１により、最適な利得の系統を選択することより、最適なダイナミックレンジで信号レベルを得るようにしている。しかも、信号選択回路３１を切り替えるだけでレベル変動に瞬時に対応可能である。また、利得の異なる第１系統１６〜２２と第２系統１７〜２９にて最適な部品を選定することにより、信号品質を向上させることができる。また、ＡＧＣ／ＳＴＣを使用しないことから、従来のような信号品質低下は生じない。
【００１９】
図２は上記構成による無線受信装置において、要求されるダイナミックレンジＡに対する第１系統、第２系統それぞれの受け持つダイナミックレンジＢ，Ｃを示す図である。要求されるダイナミックレンジＡが約１１０ｄＢとし、ＡＤＣ１個で実現可能なダイナミックレンジは約７０ｄＢである。そこで、両系統のオーバーラップさせるレンジＤとして約３０ｄＢ確保しておく。これにより、受信信号のレベル変動に対して系統の選択切替を的確に行うことが可能となる。
【００２０】
上記の動作を利用し、レーダ装置において、例えば送受信制御装置（図示せず）から与えられる送受切替信号に基づき受信期間を判別し、その受信期間を近距離用と遠距離用とに区分する。そして、比較的強い反射波が返ってくる近距離では低利得の第１系統を選択し、反射波のレベルが低い遠距離では高利得の第２系統を選択する。このようにすれば、効率よく最適なダイナミックレンジを確保することが可能となる。
【００２１】
したがって、上記構成による無線受信装置によれば、最適なダイナミックレンジで信号レベルを得ることができ、しかも、レベル変動に瞬時に対応することができる。また、利得の異なる第１、第２系統で別々に最適な部品を選定することにより、信号品質を向上させることができる。また、ＡＧＣ／ＳＴＣレスのため、従来のような信号品質低下は生じない。
【００２２】
尚、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る無線受信装置の一実施形態を示すブロック図。
【図２】上記実施形態の信号ダイナミックレンジの関係を示す図。
【符号の説明】
【００２４】
１１…空中線、１２…帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）、１３…不等分分波器、１５…ローカル発振器、１６…アッテネータ、１７…ミキサ、１８…帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）、１９…アンプ、２０に…帯域通過フィルタ、２１…アンプ、２２…ＡＤＣ、２３…アッテネータ、２４…ミキサ、２５…帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）、２６…アンプ、２７…帯域通過フィルタ、２８…アンプ、２９…ＡＤＣ、３０…復調・信号処理器、３１…信号選択回路。
【図１】
2008072506.tif 000003
【図２】
2008072506.tif 000004