(57)【要約】【課題】回路構成を簡単にすることができるスペースダイバーシティ回路を提供する。【解決手段】第１のフェージング波信号Ｓf1及び第２のフェージング波信号Ｓf2をそれぞれ周波数変換して第１のＩＦ信号ｉf1及び第２のＩＦ信号ｉf2を得る周波数変換部と、第１のＩＦ信号ｉf1を増幅して第１の合成用ＩＦ信号ＩＦ1を得る可変利得増幅器１０９と、第２のＩＦ信号ｉf2を増幅して第２の合成用ＩＦ信号ＩＦ2を得る固定利得増幅器１１０と、第１の合成用ＩＦ信号を第２の合成用ＩＦ信号とを合成する合成回路１１３と、第１の合成用ＩＦ信号の位相と第２の合成用ＩＦ信号の位相とを一致させるように調整する位相調整部と、受信状態が反映された変量に応じて合成回路１１３から出力される信号のＳ／Ｎ比を最大とするように可変利得増幅器１０９の利得を制御する制御部１１７とを設けた。【選択図】    図１
2008060904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のアンテナから信号を受信して第１のフェージング波信号を出力する第１の受信機と、第２のアンテナから信号を受信して第２のフェージング波信号を出力する第２の受信機と、前記第１のフェージング波信号と第２のフェージング波信号とを合成する信号合成部とを備えたスペースダイバシティ回路において、
前記信号合成部は、前記第１のフェージング波信号及び第２のフェージング波信号をそれぞれ周波数変換して第１のＩＦ信号及び第２のＩＦ信号を得る周波数変換部と、前記第１のＩＦ信号を増幅して第１の合成用ＩＦ信号を得る可変利得増幅器と、前記第２のＩＦ信号を増幅して第２の合成用ＩＦ信号を得る固定利得増幅器と、前記第１の合成用ＩＦ信号を第２の合成用ＩＦ信号とを合成する合成回路と、前記第１の合成用ＩＦ信号の位相と第２の合成用ＩＦ信号の位相とを一致させるように調整する位相調整部と、前記第１の受信機及び第２の受信機によりそれぞれ受信された信号のレベルが反映された変量に応じて、前記合成回路から出力される信号のＳ／Ｎ比を最大とするように前記可変利得増幅器の利得を制御する制御部と、
を具備してなるスペースダイバシティ回路。
【請求項２】
第１のアンテナが受信した信号を入力として第１の受信用ＡＧＣ増幅器により増幅された一定レベルの第１のフェージング波信号を出力する第１の受信機と、第２のアンテナが受信した信号を入力として第２の受信用ＡＧＣ増幅器により増幅された一定レベルの第２のフェージング波信号を出力する第２の受信機と、前記第１のフェージング波信号と第２のフェージング波信号とを合成する信号合成部とを備えたスペースダイバシティ回路において、
前記信号合成部は、前記第１のフェージング波信号を局部発振周波数信号と混合して第１のＩＦ信号を得る第１の周波数変換部と、前記第２のフェージング波信号を前記局部発振周波数信号と混合して第２のＩＦ信号を得る第２の周波数変換部と、前記第１のＩＦ信号を増幅して第１の合成用ＩＦ信号を得る信号合成用可変利得増幅器と、前記第２のＩＦ信号を増幅して第２の合成用ＩＦ信号を得る固定利得増幅器と、前記第１の合成用ＩＦ信号と第２の合成用ＩＦ信号とを合成する合成回路と、前記第１の合成用ＩＦ信号の位相と第２の合成用ＩＦ信号の位相とを一致させるように前記局部発振周波数信号の位相を調整する位相調整部と、前記第１の受信用ＡＧＣ増幅器に与えられている第１のＡＧＣ電圧と前記第２の受信用ＡＧＣ増幅器に与えられている第２のＡＧＣ電圧とを入力として、前記合成回路から出力される信号のＳ／Ｎ比を最大にするように前記信号合成用可変利得増幅器の利得を制御する制御部と、
を具備し、
前記信号合成用可変利得増幅器は、与えられる利得制御電圧のリニアな変化に対して利得が対数的に変化する特性を有し、
前記固定利得増幅器の利得は、前記信号合成用可変利得増幅器に与える利得制御電圧を設定された基準電圧に等しくしたときの該信号合成用可変利得増幅器の利得に等しく設定され、
前記制御部は、前記第１の受信用ＡＧＣ増幅器に与えられている第１のＡＧＣ電圧と前記第２の受信用ＡＧＣ増幅器に与えられている第２のＡＧＣ電圧との差を前記基準電圧に加算して前記信号合成用可変利得増幅器に与える利得制御電圧の大きさを求める演算部を備えていて、前記第１のＡＧＣ電圧と第２のＡＧＣ電圧との差に応じて前記信号合成用可変利得増幅器に与える利得制御電圧を変化させることにより、前記合成回路から出力される信号のＳ／Ｎ比を最大にするように前記信号合成用可変利得増幅器の利得を制御すること、
を特徴とするスペースダイバシティ回路。
【請求項３】
第１のアンテナが受信した信号を入力として第１の受信用ＡＧＣ増幅器により増幅された一定レベルの第１のフェージング波信号を出力する第１の受信機と、第２のアンテナが受信した信号を入力として第２の受信用ＡＧＣ増幅器により増幅された一定レベルの第２のフェージング波信号を出力する第２の受信機と、前記第１のフェージング波信号と第２のフェージング波信号とを合成する信号合成部とを備えたスペースダイバシティ回路において、
前記信号合成部は、前記第１のフェージング波信号を局部発振周波数信号と混合して第１のＩＦ信号を得る第１の周波数変換部と、前記第２のフェージング波信号を前記局部発振周波数信号と混合して第２のＩＦ信号を得る第２の周波数変換部と、前記第１のＩＦ信号を増幅して第１の合成用ＩＦ信号を得る信号合成用可変利得増幅器と、前記第２のＩＦ信号を増幅して第２の合成用ＩＦ信号を得る固定利得増幅器と、前記第１の合成用ＩＦ信号と第２の合成用ＩＦ信号とを合成する合成回路と、前記第１の合成用ＩＦ信号の位相と第２の合成用ＩＦ信号の位相とを一致させるように前記局部発振周波数信号の位相を調整する位相調整部と、前記第１のＩＦ信号の包絡線レベル及び第２のＩＦ信号の包絡線レベルをそれぞれ検出する第１及び第２の包絡線検波器と、前記第１の受信用ＡＧＣ増幅器に与えられている第１のＡＧＣ電圧と前記第２の受信用ＡＧＣ増幅器に与えられている第２のＡＧＣ電圧と前記第１及び第２の包絡線検波器からそれぞれ得られる第１及び第２の包絡線レベル検出信号とを入力として、前記合成回路から出力される信号のＳ／Ｎ比を最大にするように前記信号合成用可変利得増幅器の利得を制御する制御部と、
を具備し、
前記信号合成用可変利得増幅器は、与えられる利得制御電圧のリニアな変化に対して利得が対数的に変化する特性を有し、
前記固定利得増幅器の利得は、前記信号合成用可変利得増幅器に与える利得制御電圧を設定された基準電圧に等しくしたときの該信号合成用可変利得増幅器の利得に等しく設定され、
前記制御部は、前記第１の受信用ＡＧＣ増幅器に与えられている第１のＡＧＣ電圧と前記第２の受信用ＡＧＣ増幅器に与えられている第２のＡＧＣ電圧との差をＡＧＣ電圧差として演算するＡＧＣ電圧差演算手段と、前記第１の包絡線検波器及び第２の包絡線検波器からそれぞれ出力される第１及び第２の包絡線レベル検出信号の電圧値の差を包絡線レベル検出信号電圧差として演算する包絡線レベル検出電圧差演算手段と、前記基準電圧と前記ＡＧＣ電圧差とが常時入力され、前記包絡線レベル検出信号電圧差が選択的に入力される加算手段とを備えて、前記ＡＧＣ電圧差と選択的に入力される前記包絡線レベル検出信号電圧差とを前記基準電圧に加算して前記信号合成用可変利得増幅器に与える利得制御電圧の大きさを求める演算部を備えていて、前記ＡＧＣ電圧差と選択的に入力される包絡線レベル検出信号電圧差とに応じて前記信号合成用可変利得増幅器に与える利得制御電圧を変化させることにより、前記合成回路から出力される信号のＳ／Ｎ比を最大にするように前記信号合成用可変利得増幅器の利得を制御すること、
を特徴とするスペースダイバシティ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＦＭ放送やテレメータ通信等の通信システムにおいて、フェージングの影響を軽減するために用いるスペースダイバシティ回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＦＭ放送やテレメータ通信等の通信システムにおいては、フェージングの影響を軽減するために、離れた箇所に設置された２つのアンテナから得られる２系統の受信信号のうち、受信状態が良好な方の系統の受信信号の割合を多くし、受信状態が悪い方の系統の受信信号の割合を少なくして両系統の受信信号を合成することにより、最大のＳ／Ｎ比を有する合成受信信号を得る（最大比合成を行う）スペースダイバシティ回路が用いられている。
【０００３】
この種のダイバシティ回路としては、特許文献１に示されているように、２つの受信系統を通してそれぞれ受信された信号をＩＦ信号（中間周波数信号）に変換する前に所定の重み付けをして合成することにより、Ｓ／Ｎ比を最大にした受信信号を得るようにしたものや、特許文献２に示されているように、２つの受信系統を通してそれぞれ受信された信号をＩＦ信号に変換した後に、所定の重み付けをして合成することにより、Ｓ／Ｎ比を最大にしたＩＦ信号を得るようにしたものがある。
【０００４】
特許文献１に示されたダイバシティ回路は、２つの受信系統を通して受信される信号の位相を比較する位相検出器と、位相検出器により検出された両系統の受信信号の位相差を零にするように調整する移相器と、位相が合わされた両系統の受信信号をそれぞれ増幅する２つの可変利得増幅器と、両可変利得増幅器の出力を合成する合成回路と、２つの受信系統で受信された信号の包絡線レベルをそれぞれ検出する２つの包絡線検出器と、両包絡線検出器により検出された包絡線レベルの比較結果に基づいて、２つの受信系統で受信された信号に重み付けを行うために２つの受信系統のそれぞれに対して設けられた可変利得増幅器の利得制御電圧を制御する制御部とにより構成される。
【０００５】
また特許文献２に示されたダイバシティ回路は、図５に示されているように、離れた箇所に設置された２つのアンテナ１及び２によりそれぞれ受信された信号を局部発振器３から得られる局部発振周波数信号と混合してＩＦ信号に変換する２つの周波数変換器４及び５と、これらの周波数変換器から得られる２系統のＩＦ信号をそれぞれ入力として同じレベルの出力を得るように利得が調整される２つのＡＧＣ増幅器７及び８と、両ＡＧＣ増幅器の出力をそれぞれ所定の割合で減衰させる２つの減衰器９及び１０と、両減衰器により減衰された２系統のＩＦ信号を合成する合成回路（ハイブリッド）１１と、２つのＡＧＣ増幅器７及び８の出力の一部をハイブリッド１２及び１３を通して取り入れて増幅されたＩＦ信号の位相を比較する位相検出器１４と、位相検出器１４により検出された位相差に基づいて周波数変換器４に与える局部発振周波数信号の位相をシフトさせて２系統のＩＦ信号の位相を合わせる移相器１５と、２つのＡＧＣ増幅器７及び８の利得を調整するために両ＡＧＣ増幅器に与えられているＡＧＣ電圧を入力として、受信レベルが低下している受信系統の減衰器の減衰量を増加させ、受信レベルが高い方の受信系統の減衰器の減衰量を減少させるように２つの減衰器を制御する制御部１６とにより構成される。
【特許文献１】特開平８−７９１４６号公報
【特許文献２】特開平５−２２２０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のスペースダイバシティ回路では、２つの受信系統の双方に可変利得増幅器（またはＡＧＣ増幅器）や減衰器が必要になる上に、合成する２系統の受信信号にそれぞれ重み付けをするために、制御部で複雑な演算を行う必要があるため、回路の構成が大がかりになり、コストが高くなるという問題があった。
【０００７】
また特許文献２に示されたスペースダイバシティ回路では、２系統の信号の受信状態が反映されているＡＧＣ電圧に基づいて合成回路に与える２系統のＩＦ信号の減衰量（重み付けの割合）を制御しているが、ＡＧＣ電圧の応答には遅れがあるため、混合するＩＦ信号の重み付けの割合を、両系統の受信状態の瞬時的な変化に対して、的確に修正することができず、受信状態が急変したときに、合成回路１１から出力される信号のＳ／Ｎ比が悪くなることがあった。また特許文献１に示されたように、受信信号の包絡線レベルのみに基づいて、合成回路に与える２系統の受信信号の重み付けの割合を制御するようにした場合には、２つの系統を通して受信される信号の包絡線レベルの瞬時的な変化に敏感に応答してＡＧＣ増幅器の利得が変化するため、受信信号の包絡線レベルが大きく変動する場合に、合成後の信号のレベルも変動し、かえって受信状態が悪くなるおそれがあった。安定な受信を行わせるためには、受信状態が反映されたＡＧＣ電圧に基づいて２系統の受信信号の合成割合を制御する時定数が長い制御と、受信信号の包絡線レベルの瞬時的な変化に基づく瞬時的な制御との双方を行わせるようにしておくことが好ましい。但し、包絡線レベルの変化に基づく瞬時的な制御は、必要時にのみ行うように用途に応じて選択し得るようにしておくのが好ましい。
【０００８】
本発明の目的は、回路構成の簡素化を図り、コストの低減を図ることができるようにしたスペースダイバシティ回路を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、受信信号レベルが反映されたＡＧＣ電圧に基づいて２系統の受信信号の合成割合を制御する時定数が長い制御動作を行わせるだけでなく、必要時には、受信信号の包絡線レベルの変化に基づく瞬時的な制御動作をも行わせることができるようにして、安定な受信を行わせることができるようにしたスペースダイバシティ回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、第１のアンテナから信号を受信して第１のフェージング波信号を出力する第１の受信機と、第２のアンテナから信号を受信して第２のフェージング波信号を出力する第２の受信機と、第１のフェージング波信号と第２のフェージング波信号とを合成する信号合成部とを備えたスペースダイバシティ回路を対象とする。
【００１１】
本発明においては、上記信号合成部が、第１のフェージング波信号及び第２のフェージング波信号をそれぞれ周波数変換して第１のＩＦ信号及び第２のＩＦ信号を得る周波数変換部と、第１のＩＦ信号を増幅して第１の合成用ＩＦ信号を得る可変利得増幅器と、第２のＩＦ信号を増幅して第２の合成用ＩＦ信号を得る固定利得増幅器と、第１の合成用ＩＦ信号と第２の合成用ＩＦ信号とを合成する合成回路と、第１の合成用ＩＦ信号の位相と第２の合成用ＩＦ信号の位相とを一致させるように調整する位相調整部と、第１の受信機及び第２の受信機によりそれぞれ受信された信号のレベルが反映された変量に応じて、合成回路から出力される信号のＳ／Ｎ比を最大とするように（最大比合成を行わせるように）可変利得増幅器の利得を制御する制御部とにより構成される。
【００１２】
上記のように、第１のアンテナから受信する系統にのみ可変利得増幅器を設けて、この可変利得増幅器の利得を制御することにより最大比合成を行わせるようにすると、可変利得増幅器を一系統にのみ設ければよいため、回路構成を簡単にすることができる。また制御部は、１つの可変利得増幅器に与える利得制御電圧のみを制御すればよく、該制御部では、２系統の受信レベルが反映された変量に応じて、合成回路に与える２系統の合成用ＩＦ信号の割合を、合成回路から出力される信号のＳ／Ｎ比を最大にするのに適した割合とするように、一つの可変利得増幅器に与える利得制御電圧を決定するための演算を行えばよいため、２系統のＡＧＣ増幅器のＡＧＣ電圧をそれぞれ制御する場合に比べて、制御部で行わせる演算を簡単にすることができ、制御部の構成を簡単にすることができる。
【００１３】
第１の受信機及び第２の受信機によりそれぞれ受信された信号のレベルが反映された変量としては、受信機に設けられているＡＧＣ増幅器に与えられているＡＧＣ電圧や、２つの系統のＩＦ信号の包絡線レベルを用いることができる。
【００１４】
本発明の好ましい態様では、第１の受信機が、第１のアンテナにより受信した信号を入力として第１の受信用ＡＧＣ増幅器により増幅された一定レベルの第１のフェージング波信号を出力するように構成される。同様に第２の受信機は、第２のアンテナが受信した信号を入力として第２の受信用ＡＧＣ増幅器により増幅された一定レベルの第２のフェージング波信号を出力するように構成される。
【００１５】
この場合、信号合成部には、第１のフェージング波信号を局部発振周波数信号と混合して第１のＩＦ信号を得る第１の周波数変換部と、第２のフェージング波信号を局部発振周波数信号と混合して第２のＩＦ信号を得る第２の周波数変換部と、第１のＩＦ信号を増幅して第１の合成用ＩＦ信号を得る信号合成用可変利得増幅器と、第２のＩＦ信号を増幅して第２の合成用ＩＦ信号を得る固定利得増幅器と、第１の合成用ＩＦ信号と第２の合成用ＩＦ信号とを合成する合成回路と、第１の合成用ＩＦ信号の位相と第２の合成用ＩＦ信号の位相とを一致させるように局部発振周波数信号の位相を調整する位相調整部と、第１の受信用ＡＧＣ増幅器に与えられている第１のＡＧＣ電圧と前記第２の受信用ＡＧＣ増幅器に与えられている第２のＡＧＣ電圧とを入力として、合成回路から出力される信号のＳ／Ｎ比を最大にするように信号合成用可変利得増幅器の利得を制御する制御部とが設けられる。
【００１６】
そして、信号合成用可変利得増幅器としては、与えられる利得制御電圧のリニアな変化に対して利得が対数的に変化する特性を有するものを用い、固定利得増幅器の利得は、信号合成用可変利作増幅器に与える利得制御電圧を設定された基準電圧に等しくしたときの該信号合成用可変利得制御増幅器の利得に等しく設定する。
【００１７】
また制御部は、第１の受信用ＡＧＣ増幅器に与えられている第１のＡＧＣ電圧と第２の受信用ＡＧＣ増幅器に与えられている第２のＡＧＣ電圧との差を基準電圧に加算して信号合成用可変利得増幅器に与える利得制御電圧の大きさを求める演算部を備えていて、第１のＡＧＣ電圧と第２のＡＧＣ電圧との差に応じて信号合成用可変利得増幅器に与える利得制御電圧を変化させることにより、合成回路から出力される信号のＳ／Ｎ比を最大にするように信号合成用可変利得増幅器の利得を制御する。
【００１８】
上記のように構成すると、制御部では、基準電圧に第１及び第２のＡＧＣ電圧の差を加算する演算を行えばよいため、制御部で行わせる演算を簡単にして制御部の構成を簡単にすることができる。
【００１９】
本発明の他の好ましい態様では、信号合成部に、第１のフェージング波信号を局部発振周波数信号と混合して第１のＩＦ信号を得る第１の周波数変換部と、第２のフェージング波信号を局部発振周波数信号と混合して第２のＩＦ信号を得る第２の周波数変換部と、第１のＩＦ信号を増幅して第１の合成用ＩＦ信号を得る信号合成用可変利得増幅器と、第２のＩＦ信号を増幅して第２の合成用ＩＦ信号を得る固定利得増幅器と、第１の合成用ＩＦ信号と第２の合成用ＩＦ信号とを合成する合成回路と、第１の合成用ＩＦ信号の位相と第２の合成用ＩＦ信号の位相とを一致させるように局部発振周波数信号の位相を調整する位相調整部と、第１のＩＦ信号の包絡線レベル及び第２のＩＦ信号の包絡線レベルをそれぞれ検出する第１及び第２の包絡線検波器と、第１の受信用ＡＧＣ増幅器に与えられている第１のＡＧＣ電圧と第２の受信用ＡＧＣ増幅器に与えられている第２のＡＧＣ電圧と第１及び第２の包絡線検波器からそれぞれ得られる第１及び第２の包絡線レベル検出信号とを入力として、合成回路から出力される信号のＳ／Ｎ比を最大にするように前記信号合成用可変利得増幅器の利得を制御する制御部とが設けられる。
【００２０】
この場合も、信号合成用可変利得増幅器としては、与えられる利得制御電圧のリニアな変化に対して利得が対数的に変化する特性を有するものを用い、固定利得増幅器の利得は、信号合成用可変利得増幅器に与える利得制御電圧を設定された基準電圧に等しくしたときの該信号合成用可変利得増幅器の利得に等しく設定しておく。
【００２１】
また制御部は、第１の受信用ＡＧＣ増幅器に与えられている第１のＡＧＣ電圧と第２の受信用ＡＧＣ増幅器に与えられている第２のＡＧＣ電圧との差をＡＧＣ電圧差として演算するＡＧＣ電圧差演算手段と、第１の包絡線検波器及び第２の包絡線検波器からそれぞれ出力される第１及び第２の包絡線レベル検出信号の電圧値の差を包絡線レベル検出信号電圧差として演算する包絡線レベル検出電圧差演算手段と、基準電圧とＡＧＣ電圧差とが常時入力され、包絡線レベル検出信号電圧差が選択的に入力される加算手段とを備えて、ＡＧＣ電圧差と選択的に入力される包絡線レベル検出信号電圧差とを基準電圧に加算して信号合成用可変利得増幅器に与える利得制御電圧の大きさを求める演算部を備えていて、ＡＧＣ電圧差と選択的に入力される包絡線レベル検出信号電圧差とに応じて信号合成用可変利得増幅器に与える利得制御電圧を変化させることにより、合成回路から出力される信号のＳ／Ｎ比を最大にするように信号合成用可変利得増幅器の利得を制御する。
【００２２】
上記のように構成すると、制御部では、基準電圧に第１及び第２のＡＧＣ電圧の差と、第１及び第２の包絡線レベル検出信号の電圧値の差とを加算する演算を行えばよいため、制御部で行わせる演算を簡単にして制御部の構成を簡単にすることができる。
【００２３】
また上記のように構成すると、受信信号レベルが反映されたＡＧＣ電圧に基づいて２系統の受信信号の合成割合を制御する時定数が長い制御を行わせることができるだけでなく、必要時には、受信信号の包絡線レベルの変化に基づく瞬時的な制御をも行わせることができるため、安定な受信を行わせることができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように、本発明によれば、第１のアンテナから受信する系統にのみ可変利得増幅器を設けて、この可変利得増幅器に与える利得制御電圧を制御することにより最大比合成を行わせるようにしたので、可変利得増幅器を一系統にのみ設ければよく、回路構成を簡単にすることができる。また制御部は、１つの可変利得増幅器に与える利得制御電圧のみを制御すればよく、該制御部では、２系統の受信レベルが反映された変量に応じて、合成回路に与える２系統の受信信号（ＩＦ信号）の割合を、合成回路から出力される信号のＳ／Ｎ比を最大にするのに適した割合とするように、一つの可変利得増幅器に与える利得制御電圧を決定するための演算を行えばよいため、２系統にそれぞれ別個に設けた可変利得増幅器の利得制御電圧をそれぞれ制御する場合に比べて、制御部で行わせる演算を簡単にして制御部の構成を簡単にすることができる。
【００２５】
また請求項３に記載された発明によれば、制御部では、基準電圧と、第１及び第２のＡＧＣ電圧の差と、第１及び第２の包絡線レベル検出信号の電圧値の差とを加算する演算を行えばよいため、制御部で行わせる演算を簡単にして制御部の構成を簡単にすることができる。
【００２６】
また請求項３に記載された発明によれば、２系統の受信機に設けられているＡＧＣ増幅器のＡＧＣ電圧に基づいて２系統の受信信号の合成割合を制御する時定数が長い制御を行う状態と、この時定数が長い制御とＩＦ信号の包絡線レベルの変化に基づく瞬時的な制御との双方を行う状態とを切り換えることができるので、受信状態が如何なる状態にあるときでも、常に合成回路に与える合成用ＩＦ信号の割合を的確に制御してＳ／Ｎ比を改善し、安定な受信を行わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態を示したもので、同図において、１０１及び１０２はそれぞれ離れた箇所に設置された第１及び第２のアンテナである。第１及び第２のアンテナの出力はそれぞれ第１及び第２の受信機１０３及び１０４に入力されている。第１及び第２の受信機１０３及び１０４はそれぞれ第１及び第２のアンテナ１０１及び１０２が受信した信号を局部発振周波数信号と混合して中間周波数信号に変換する第１及び第２の受信用周波数変換器と、これらの周波数変換器の出力を増幅する第１及び第２の受信用ＡＧＣ増幅器とを備えた周知のものである。第１及び第２の受信機１０３及び１０４は、第１及び第２のアンテナ１０１及び１０２からそれぞれ得られるアンテナ出力を、出力レベルを一定にするように入力電圧に応じて利得が調整される第１及び第２のＡＧＣ増幅器により増幅して、一定レベルの第１及び第２のフェージング波信号Ｓf1及びＳf2を出力する。
【００２８】
第１の受信機１０３及び第２の受信機１０４から出力された第１及び第２のフェージング波信号Ｓf1及びＳf2は、第１及び第２の信号合成用周波数変換器１０５及び１０６に入力されている。第１の信号合成用周波数変換器１０５にはまた信号合成用局部発振器１０７から得られる局部発振周波数信号ＬＦが入力され、第２の信号合成用周波数変換器１０６には、信号合成用局部発振器１０７から得られる局部発振周波数信号ＬＦが移相器１０８を通して入力されている。この例では、周波数変換器１０５及び１０６と局部発振器１０７とにより、第１のフェージング波信号Ｓf1及び第２のフェージング波信号Ｓf2をそれぞれ周波数変換して第１のＩＦ信号ｉf1及び第２のＩＦ信号ｉf2を得る周波数変換部が構成されている。
【００２９】
第１及び第２の信号合成用周波数変換器１０３及び１０４はそれぞれ第１及び第２のフェージング波信号Ｓf1及びＳf2と局部発振周波数信号ＬＦとを混合して第１及び第２のＩＦ信号ｉf1及びｉf2を出力する。
【００３０】
第１のＩＦ信号ｉf1は信号合成用可変利得増幅器１０９に入力され、第２のＩＦ信号ｉf2は固定利得増幅器（利得が一定値に固定された増幅器）１１０に入力されている。信号合成用可変利得増幅器１０９としては、図４に示すように、その利得制御端子に与えられる利得制御電圧ＧＣｖのリニアな変化に対して利得が対数的に変化する特性を有する増幅器が用いられる。可変利得増幅器１０９としては、例えば、アナログデバイセズ株式会社製の可変利得増幅器ＡＤ８３０９を用いることができる。この可変利得増幅器の利得（ゲイン）対利得制御電圧特性は、そのモードピンに印加する電圧を切り換えることにより、図４に示した曲線ａのような上昇特性と、曲線ｂに示すような下降特性とに切り換えることができる。本実施形態では、可変利得増幅器１０９に、図４の曲線ａに示すような上昇特性を持たせておく。
【００３１】
固定利得増幅器１１０の利得は、信号合成用可変利得増幅器１０９に与える利得制御電圧ＧＣｖを設定された基準電圧ＲＥＦに等しくしたときの該信号合成用可変利得増幅器の利得に等しく設定されている。
【００３２】
可変利得増幅器１０９及び固定利得増幅器１１０は、それぞれ第１及び第２のＩＦ信号ｉf1及びｉf2を増幅して、第１及び第２の合成用ＩＦ信号ＩＦ1及びＩＦ2を出力する。第１及び第２の合成用ＩＦ信号ＩＦ1及びＩＦ2はそれぞれ第１及び第２のハイブリッド１１１及び１１２を通して、ハイブリッドからなる合成回路１１３に入力されるとともに、位相比較部１１４に入力されている。位相比較部１１４の出力は移相器１０８に入力され、移相器１０８は、位相比較部１１４により検出された第１及び第２の合成用ＩＦ信号ＩＦ1及びＩＦ2の位相差を零にするように（第１及び第２の合成用ＩＦ信号ＩＦ1及びＩＦ2の位相を合わせるように）第２の周波数変換器１０６に与える局部発信周波数信号の位相を調整する。
【００３３】
信号合成用可変利得増幅器１０９の利得を制御するため、第１のＩＦ信号ｉf1の包絡線レベル及び第２のＩＦ信号ｉf2の包絡線レベルをそれぞれ検出して、第１のＩＦ信号ｉf1の包絡線レベル及び第２のＩＦ信号ｉf2の包絡線レベルにそれぞれ比例した電圧値を有する第１及び第２の包絡線レベル検出信号ＡＭ1及びＡＭ2を出力する第１及び第２の包絡線検波器１１５及び１１６と、制御部１１７とが設けられている。
【００３４】
制御部１１７は、第１の受信機１０３内に設けられた第１の受信用ＡＧＣ増幅器に与えられている第１のＡＧＣ電圧ＡＧＣ1と、第２の受信機１０４内に設けられている第２の受信用ＡＧＣ増幅器に与えられている第２のＡＧＣ電圧ＡＧＣ2と、第１及び第２の包絡線検波器１１５及び１１６からそれぞれ得られる第１及び第２の包絡線レベル検出信号ＡＭ1及びＡＭ2とを入力として、合成回路１１３から出力される信号のＳ／Ｎ比を最大にするように信号合成用可変利得増幅器１０９に与える利得制御電圧ＧＣｖを制御する。本実施形態において第１の受信機及び第２の受信機にそれぞれ設けられているＡＧＣ増幅器に与えられるＡＧＣ電圧ＡＧＣ1及びＡＧＣ2は、それぞれの受信機の受信電力に対してリニアに変化する。従って、受信状態が良い系統の受信用ＡＧＣ増幅器に与えられているＡＧＣ電圧は、受信状態が悪い系統の受信用ＡＧＣ増幅器に与えられているＡＧＣ電圧よりも高くなっている。
【００３５】
制御部１１７は、図３に示す演算部１１８を備えている。この演算部は、第１の受信用ＡＧＣ増幅器に与えられている第１のＡＧＣ電圧ＡＧＣ1と第２の受信用ＡＧＣ増幅器に与えられている第２のＡＧＣ電圧ＡＧＣ2との差ＡＧＣ1−ＡＧＣ2をＡＧＣ電圧差として演算する減算器１１９と、第１の包絡線検波器及び第２の包絡線検波器からそれぞれ出力される第１及び第２の包絡線レベル検出信号ＡＭ1及びＡＭ2の電圧値の差ＡＭ1−ＡＭ2を包絡線検出信号電圧差として演算する減算器１２０と、第１及び第２のＡＧＣ電圧ＡＧＣ1及びＡＧＣ2の差ＡＧＣ1−ＡＧＣ2（ＡＧＣ電圧差）と基準電圧ＲＥＦとが常時入力され、第１及び第２の包絡線レベル検出信号ＡＭ1及びＡＭ2の電圧値の差ＡＭ1−ＡＭ2（包絡線検出信号電圧差）がスイッチ１２２を通して選択的に入力される加算器１２１とにより構成され、ＡＧＣ電圧差（ＡＧＣ1−ＡＧＣ2）と選択的に入力される包絡線検出信号電圧差（ＡＭ1−ＡＭ2）とを基準電圧ＲＥＦに加算して、信号合成用可変利得増幅器に与える利得制御電圧の大きさを演算する。この例では、減算器１１９によりＡＧＣ電圧差演算手段が構成され、減算器１２０により包絡線検出信号電圧差演算手段が構成されている。
【００３６】
制御部１１７は、ＡＧＣ電圧差と、選択的に（スイッチ１２２がオン状態にあるときに）入力される包絡線レベル検出信号電圧差とに応じて信号合成用可変利得増幅器１０９に与える利得制御電圧ＧＣvを変化させることにより、合成回路から出力される信号のＳ／Ｎ比を最大にするように信号合成用可変利得増幅器１０９の利得を制御する。
【００３７】
第１及び第２の受信機１０３及び１０４から与えられる信号ｉf1及びｉf2のそれぞれのＳ／Ｎ比をＳ１／Ｎ１及びＳ２／Ｎ２としたとき、最大比合成を行うと、合成後の信号のＳ／Ｎ比は、
（Ｓ／Ｎ）＝｛（Ｓ１２＋Ｓ２２）１／２｝／（Ｎ１＋Ｎ２）                （１）
に改善されることが知られている。第１の受信機１０３及び第２の受信機１０４からそれぞれ出力される信号ｉf1及びｉf2はＡＧＣ増幅器により一定レベルを有するように増幅されているため、Ｓ１＋Ｎ１＝Ｓ２＋Ｎ２となっている。
【００３８】
Ｓ／Ｎ比を（１）式により与えられる値まで改善するためには、第１の受信機１０３から出力されるフェージング波信号のＳ／Ｎ比と、第２の受信機１０４から出力されるフェージング波信号のＳ／Ｎ比との差（ｄＢ）に応じて、Ｓ／Ｎ比が大きい系統のＩＦ信号の重み付けを大きくし、Ｓ／Ｎ比が小さい系統のＩＦ信号の重み付けを小さくして、両系統のＩＦ信号を合成すればよい。例えば、第１の受信機１０３から出力されるフェージング波信号Ｓf1のＳ／Ｎ比と第２の受信機から出力されるフェージング波信号Ｓf2のＳ／Ｎ比との差が１ｄＢであるとすると、合成回路に入力するＩＦ信号ＩＦ1及びＩＦ2のうち、Ｓ／Ｎ比が大きい方の系統の信号のレベルとＳ／Ｎ比が小さい方の系統の信号のレベルとの比を真数比の場合１：0.798として合成するとＳ／Ｎ比を（１）式の値に改善して最大比合成を実現することができる。
【００３９】
また第１の受信機から出力される信号ｉf1のＳ／Ｎ比及び第２の受信機から出力される信号ｉf2のＳ／Ｎ比の差が２ｄＢであるときには、合成回路に入力するＩＦ信号ＩＦ1及びＩＦ2のうち、Ｓ／Ｎ比が大きい方の系統の信号のレベルとＳ／Ｎ比が小さい方の系統の信号のレベルとの比を真数比の場合１：0.63として合成するとＳ／Ｎ比を（１）式の値に改善して最大比合成を実現することができる。
【００４０】
実際には、図４より、ゲインの対数の変化に対しＧＣｖはリニアに動き、入力のＡＧＣ電圧ＡＧＣ1、ＡＧＣ2も受信電力の対数の変化に対しリニアに変化する。このため、ＡＧＣ電圧差（ＡＧＣ1−ＡＧＣ2）に所定の倍率をかけて図４のグラフの傾きに合わせることで上記真数比が実現可能であり、図３の減算器１１９を差動増幅器として減算結果に抵抗値で決まる倍率を掛けることで容易に実現可能である。
【００４１】
第１の受信機１０３及び１０４から出力される信号Ｓf1及びＳf2のＳ／Ｎ比は、それぞれの受信機が受信する信号のレベル（アンテナ１０１及び１０２の出力レベル）が低ければ低いほど（受信状態が悪いほど）小さくなる。従って、第１の受信機１０３内のＡＧＣ増幅器及び第２の受信機１０４内のＡＧＣ増幅器にそれぞれ与えられるＡＧＣ電圧ＡＧＣ1及びＡＧＣ2は、受信機１０３及び１０４が出力する信号Ｓf1及びＳf2のＳ／Ｎ比を反映しており、この例では、受信状態が良い系統の受信機のＡＧＣ増幅器に与えられているＡＧＣ電圧の方が、受信状態が悪い系統の受信機のＡＧＣ増幅器に与えられているＡＧＣ電圧よりも高くなっている。また両受信機内のＡＧＣ増幅器に与えられているＡＧＣ電圧ＡＧＣ1及びＡＧＣ2の差の大きさ（絶対値）は、両受信機が出力する信号Ｓf1及びＳf2のＳ／Ｎ比の差（ｄＢ）が大きければ大きいほど大きくなる。また第１の受信機１０３内及び第２の受信機１０４内のＡＧＣ増幅器は、対数入力の受信信号の強さに対しリニアに電圧を出力する。従って、第１の受信機１０３及び第２の受信機１０４にそれぞれ設けられているＡＧＣ増幅器に与えられているＡＧＣ電圧ＡＧＣ1及びＡＧＣ2の差を演算することにより、第１の受信機１０３及び第２の受信機１０４がそれぞれ出力する信号Ｓf1及びＳf2のＳ／Ｎ比の差Ｘ（ｄＢ）の情報を得ることができる。
【００４２】
本発明においては、ＡＧＣ電圧ＡＧＣ1及びＡＧＣ2の差を演算することにより、両系統の受信機が出力する信号Ｓf1及びＳf2のＳ／Ｎ比の差Ｘ（ｄＢ）に相当する電圧差を求め、この電圧差を基準電圧ＲＥＦ（可変利得増幅器１０９の利得を固定利得増幅器１１０の利得に等しくするために可変利得増幅器１０９に与える利得制御電圧ＧＣｖ）に加算することにより、信号合成用可変利得増幅器１０９に与える利得制御電圧ＧＣｖを基準電圧ＲＥＦから増減させる。これにより、可変利得増幅器１０９の利得を受信機１０３及び１０４が出力する信号のＳ／Ｎ比の差Ｘ（ｄＢ）に相当する分だけ増減させて、合成回路１１３に入力する合成用ＩＦ信号ＩＦ1及びＩＦ2の大きさの割合を、合成回路１１３から出力される信号ＩＦoutのＳ／Ｎ比を最大にする割合にする。利得制御電圧ＧＣｖのリニアな変化分に対して、可変利得増幅器１０９の利得を対数的に増減させる必要があるため、可変利得増幅器１０９としては、受信電力に対してリニアに変化する利得制御電圧ＧＣｖに対して利得が対数的に変化するものを用いる。
【００４３】
受信機１０３及び１０４がそれぞれ受信する信号のＳ／Ｎ比内に設けられているＡＧＣ増幅器のＡＧＣ電圧ＡＧＣ1及びＡＧＣ2の応答性には遅れがあり、両系統のＳ／Ｎ比が変化してからＡＧＣ電圧ＡＧＣ1及びＡＧＣ2が変化するまでには時間がかかるため、アンテナ出力が瞬時的な変動をすると、受信機１０３及び１０４の出力Ｓf1及びＳf2の間に差が生じる。そのため、ＡＧＣ電圧ＡＧＣ1及びＡＧＣ2から得られるＳ／Ｎ比の差の情報のみに基づいて可変利得増幅器１０９の利得制御電圧を制御しただけでは、制御に遅れが生じ、瞬時的な変動に追従できずに受信状態が部分的に悪化する場合がある。そこで、本実施形態では、包絡線検波器１１５及び１１６により周波数変換器１０５及び１０６からそれぞれ出力される第１及び第２のＩＦ信号ｉf1及びｉf2の包絡線レベルを検出することにより、ＡＧＣ電圧ＡＧ1及びＡＧＣ2の応答遅れに起因して生じるＩＦ信号ｉf1及びｉf2のレベル差を検出して、必要時に（スイッチ１２２により選択されたときに）ＡＧＣ電圧ＡＧＣ1及びＡＧＣ2の差に基づく制御と同じ考え方で、ＩＦ信号ｉf1及びｉf2のレベル差に応じても、可変利得増幅器１０９の利得を制御するようにしている。
【００４４】
演算部１１８が図３に示すように構成されている場合には、減算器１１９によりＡＧＣ電圧の電圧差（ＡＧＣ1−ＡＧＣ2）が演算され、減算器１２０により包絡線レベル検出信号の電圧差（ＡＭ2−ＡＭ1）が演算される。第１の受信機１０３の受信状態が第２の受信機１０４の受信状態よりも良く、ＡＧＣ電圧ＡＧＣ1がＡＧＣ電圧ＡＧＣ2よりも高くなったときには、ＡＧＣ1−ＡＧＣ2＞０となるため、加算器１２１から出力される利得制御電圧ＧＣｖが基準電圧ＲＥＦよりも高くなり、図４の曲線ａの特性に基づいて可変利得増幅器１０９の利得が上昇する。これにより、合成用ＩＦ信号ＩＦ1の重み付け割合を合成用ＩＦ信号ＩＦ2の重み付け割合よりも大きくして最大比合成を行う。
【００４５】
逆に、第１の受信機１０３の受信状態が第２の受信機１０４の受信状態よりも悪く、ＡＧＣ電圧ＡＧＣ1がＡＧＣ電圧ＡＧＣ2よりも低くなったときには、ＡＧＣ1−ＡＧＣ2＜０となるため、加算器１２１から出力される利得制御電圧ＧＣｖが基準電圧ＲＥＦよりも低くなり、図４の曲線ａの特性に基づいて可変利得増幅器１０９の利得が下降する。これにより、合成用ＩＦ信号ＩＦ2の重み付け割合を合成用ＩＦ信号ＩＦ1の重み付け割合よりも大きくして、最大比合成を行う。
【００４６】
またスイッチ１２２がオン状態にされている場合には、第１の受信機１０３の受信状態が瞬時的に悪化し、ＡＧＣ電圧ＡＧＣ1の応答遅れにより、ＩＦ信号ｉf1のレベルがｉf2のレベルよりも低くなったときに、ＡＭ1−ＡＭ2＜０となるため、加算器１２１から出力される利得制御電圧ＧＣｖが基準電圧ＲＥＦよりも低くなり、図４の曲線ａの特性に基づいて可変利得増幅器１０９の利得が低下する。これにより、合成用ＩＦ信号ＩＦ1の重み付け割合を合成用ＩＦ信号ＩＦ2の重み付け割合よりも小さくして、最大比合成を行う。
【００４７】
逆に、第２の受信機１０３の受信状態が瞬時的に悪化し、ＡＧＣ電圧ＡＧＣ2の応答遅れにより、ＩＦ信号ｉf2のレベルがｉf1のレベルよりも低くなったときには、ＡＭ1−ＡＭ2＞０となるため、加算器１２１から出力される利得制御電圧ＧＣｖが基準電圧ＲＥＦよりも高くなり、図４の曲線ａの特性に基づいて可変利得増幅器１０９の利得が高くなる。これにより、合成用ＩＦ信号ＩＦ1の重み付け割合を合成用ＩＦ信号ＩＦ2の重み付け割合よりも大きくして、最大比合成を行う。
【００４８】
図３に示した例において、スイッチ１２２がオフ状態にされたときには、２系統の受信機に設けられているＡＧＣ増幅器のＡＧＣ電圧に基づいて２系統の受信信号の合成割合を制御する時定数が長い制御のみが行われ、ＩＦ信号の包絡線レベルの変化に基づく瞬時的な制御は行われない。
【００４９】
以上のように、本発明によれば、第１のアンテナ１０１から受信する系統にのみ可変利得増幅器１０９を設けて、この可変利得増幅器に与える利得制御電圧ＧＣｖを制御することにより最大比合成を行わせるようにしたので、可変利得増幅器を一系統にのみ設ければよく、回路構成を簡単にすることができる。
【００５０】
また制御部１１７は、１つの可変利得増幅器１０９に与える利得制御電圧のみを制御すればよく、該制御部では、２系統の受信レベルが反映された変量に応じて、合成回路１１３に与える２系統の受信信号（ＩＦ信号）の割合を、合成回路１１３から出力される信号のＳ／Ｎ比を最大にするのに適した割合とするように、一つの可変利得増幅器１０９に与える利得制御電圧ＧＣｖを決定するための演算を行えばよいため、２系統にそれぞれ別個に設けた可変利得幅器の利得制御電圧をそれぞれ制御する場合に比べて、制御部で行わせる演算を簡単にして制御部の構成を簡単にすることができる。
【００５１】
また本発明によれば、制御部１１７では、基準電圧ＲＥＦと、第１及び第２のＡＧＣ電圧ＡＧＣ1及びＡＧＣ2の差と、第１及び第２の包絡線レベル検出信号ＡＭ1及びＡＭ2の電圧値の差とを加算する演算を行えばよいため、制御部で行わせる演算を簡単にして制御部の構成を簡単にすることができる。
【００５２】
更に本発明においては、２系統の受信機１０３及び１０４に設けられているＡＧＣ増幅器のＡＧＣ電圧に基づいて２系統の受信信号の合成割合を制御する時定数が長い制御動作と、ＩＦ信号ｉf1及びｉf2の包絡線レベルの瞬時的な変動に対応して２系統の受信信号の合成割合を瞬時に補正する瞬時的な制御動作との双方を行わせるので、ＩＦ信号の包絡線レベルにＡＧＣ電圧に基づく制御では対応できない瞬時的な変動が生じたときに包絡線レベルに基づく瞬時的な制御を行わせて、信号合成用可変利得増幅器の利得を的確に制御することができるので、常に合成回路に与える合成用ＩＦ信号の割合を的確に制御して、安定な受信を行わせることができる。
【００５３】
上記の実施形態では、第１の受信機１０３及び第２の受信機１０４にそれぞれ周波数変換器が設けられているとしたが、受信機に周波数変換器が設けられない場合にも本発明を適用できる。例えば、図２に示すように、前置増幅器Ａ1と、ＡＧＣ増幅器Ａ2と、ＡＧＣ増幅器Ａ2にＡＧＣ電圧を与えるためにＡＧＣ増幅器Ａ2の利得制御端子と入力端子との間に接続された増幅器Ａ3及びダイオードＤ1とを備えた第１及び第２の受信機１０３′及び１０４′が用いられる場合にも本発明を適用することができる。
【００５４】
上記の実施形態では、２系統の受信機に設けられているＡＧＣ増幅器のＡＧＣ電圧ＡＧＣ1及びＡＧＣ2に基づいて２系統の合成用ＩＦ信号ＩＦ1及びＩＦ2の合成割合を制御する制御と、第１及び第２のＩＦ信号ｉf1及びｉf2の包絡線レベルの差に基づいて２系統のＩＦ信号ＩＦ1及びＩＦ2の合成割合を制御する制御との双方を行わせるようにしたが、２つの系統の受信状態が比較的安定していることがわかっている場合や、受信レベルの瞬時的な変化に対する制御を必要としない場合には、ＩＦ信号ｉf1及びｉf2の包絡線レベルの差に基づく制御を省略しても良い。この場合には、包絡線検波器１１５及び１１６と、図３に示された減算器１２０とスイッチ１２２とが省略される。
【００５５】
また包絡線検波器１１５及び１１６と制御部１１７との間にそれぞれスイッチを挿入して、包絡線レベルに基づく制御が必要な場合にのみこれらのスイッチをオン状態にすることにより、必要なときにのみ包絡線レベルに基づく制御を行わせるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施形態の構成を示した構成図である。
【図２】本発明の他の実施形態の構成を示した構成図である。
【図３】図１及び図２に示した実施形態において制御部に設ける演算部の構成を示した回路図である。
【図４】本発明の実施形態で用いる信号合成用可変利得増幅器の利得対利得制御電圧特性を示したグラフである。
【図５】従来のスペースダイバーシティ回路の一例を示した構成図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０１  第１のアンテナ
１０２  第２のアンテナ
１０３，１０３′  第１の受信機
１０４，１０４′  第２の受信機
１０５  第１の周波数変換器
１０６  第２の周波数変換器
１０７  局部発振器
１０８  移相器
１０９  信号合成用可変利得増幅器
１１０  固定利得増幅器
１１１，１１２  ハイブリッド
１１３  合成回路
１１５  第１の包絡線検波器
１１６  第２の包絡線検波器
【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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