(57)【要約】【課題】本発明は、受信特性を向上させる周波数選択ダイバーシティを、受信装置の小型化、薄型化、低コストを維持しつつ実現することを目的とする。【解決手段】本発明は、基体と、基体に複数の導体部と複数のヘリカル導体部が設けられた多周波数チップアンテナと、チップアンテナで受信される複数の周波数の信号に対応する可変の局部周波数を発信し、初期状態では任意の周波数の受信信号に対応した局部周波数が選択されている可変局部発信器と、受信信号に選択されている局部周波数を乗算する乗算部と、乗算部でダウンコンバージョンされたベースバンド信号を復調する復調部と、復調部で復調された復調信号の電力を算出する電力算出部と、電力算出の結果、任意の周波数の受信信号電力が任意の閾値より低い場合には他の周波数の受信信号に対応する局部周波数を選択する局部周波数選択部をもつ構成とする。【選択図】  図９
2004356698.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一のデータを搬送する複数の異なる周波数を有する信号を受信し、該複数の周波数のうちから少なくとも一つの周波数の信号を選択して復調する周波数選択ダイバーシティであって、
基体と、前記基体に複数の導体部と複数のヘリカル導体部が設けられ、該ヘリカル導体部と導体部とが交互に電気的に接続され、前記基体の少なくとも両端部に設けられた端子部を有し、前記端子部の一つが給電部である多周波数チップアンテナと、
前記チップアンテナで受信された異なる周波数を有する受信信号の各々の電力を算出する電力算出部と、
前記受信信号の周波数をダウンコンバージョンする可変の局部周波数を発信する可変局部発信器と、
前記可変局部発信器において、前記電力算出部で算出された電力の最も高い信号の周波数に対応する局部周波数を選択する局部周波数選択部と、
前記受信信号に選択された局部周波数を乗算する乗算部と、
前記乗算部でダウンコンバージョンされたベースバンド信号をデータ復調する復調部を有することを特徴とする周波数選択ダイバーシティ。
【請求項２】
前記局部周波数選択部において、前記電力算出部で算出された各周波数の信号電力のうち最も電力の高いものを除いた上で電力の最も高い受信信号の周波数に対応する局部周波数を選択することを特徴とする請求項１に記載の周波数選択ダイバーシティ。
【請求項３】
同一のデータを搬送する複数の異なる周波数を有する信号を受信し、該複数の周波数のうちから少なくとも一つの周波数の信号を選択して復調する周波数選択ダイバーシティであって、
基体と、前記基体に複数の導体部と複数のヘリカル導体部が設けられ、該ヘリカル導体部と導体部とが交互に電気的に接続され、前記基体の少なくとも両端部に設けられた端子部を有し、前記端子部の一つが給電部である多周波数チップアンテナと、
前記チップアンテナで受信された異なる周波数を有する受信信号の各々の電力を算出する電力算出部と、
前記チップアンテナで受信される複数の周波数に対応し異なる局部周波数を発信してダウンコンバージョンする複数の局部発信器と、
前記電力算出部で算出される電力の最も高い信号の周波数に対応する前記局部発信器を選択する発信器選択部と、
前記受信信号に選択された局部発信器の出力である局部周波数を乗算する乗算部と、
前記乗算部でダウンコンバージョンされた信号をデータ復調する復調部を有することを特徴とする周波数選択ダイバーシティ。
【請求項４】
前記発信器選択部において、算出された信号電力のうち最も電力の高い受信信号を除いた上で電力の最も高い受信信号の周波数に対応する局部周波数をもつ前記局部発信器を選択することを特徴とする請求項３に記載の周波数選択ダイバーシティ。
【請求項５】
同一のデータを搬送する複数の異なる周波数を有する信号を受信し、該複数の周波数のうちから少なくとも一つの周波数の信号を選択して復調する周波数選択ダイバーシティであって、
基体と、前記基体に２つの導体部と２つのヘリカル導体部が設けられ、該ヘリカル導体部と導体部とが交互に電気的に接続され、前記基体の少なくとも両端部に設けられた端子部を有し、前記端子部の一つが給電部である２周波数用チップアンテナと、
前記チップアンテナで受信される周波数の受信信号をダウンコンバージョンする可変の局部周波数を発信するとともに、初期状態では１の周波数が選択されている可変局部発信器と、
前記受信信号に前記局部周波数を乗算する乗算部と、
前記乗算部でダウンコンバージョンされたベースバンド信号をデータ復調する復調部と、
前記復調部で復調された復調信号の電力を算出する電力算出部と、
前記電力算出部での電力算出の結果、第一周波数の受信信号電力が任意の閾値より低い場合には、前記可変局部発信器において前記チップアンテナで受信される第二周波数の受信信号をダウンコンバージョンする他の局部周波数を選択する局部周波数選択部を有することを特徴とする周波数選択ダイバーシティ。
【請求項６】
同一のデータを搬送する複数の異なる周波数を有する信号を受信し、該複数の周波数のうちから少なくとも一つの周波数の信号を選択して復調する周波数選択ダイバーシティであって、
基体と、前記基体に複数の導体部と複数のヘリカル導体部が設けられ、該ヘリカル導体部と導体部とが交互に電気的に接続され、前記基体の少なくとも両端部に設けられた端子部を有し、前記端子部の一つが給電部である多周波数チップアンテナと、
前記チップアンテナで受信される複数の周波数の受信信号をダウンコンバージョンする可変の局部周波数を発信し、初期状態では任意の周波数の受信信号に対応した局部周波数が選択されている可変局部発信器と、
前記受信信号に前記選択されている局部周波数を乗算する乗算部と、
前記乗算部でダウンコンバージョンされたベースバンド信号を復調する復調部と、
前記復調部で復調された復調信号の電力を算出する電力算出部と、
前記電力算出部での電力算出の結果、任意の周波数の受信信号電力が任意の閾値より低い場合には前記可変局部発信器において、前記チップアンテナで受信される他の周波数の受信信号をダウンコンバージョンする局部周波数を選択する局部周波数選択部を有することを特徴とする周波数選択ダイバーシティ。
【請求項７】
同一のデータを搬送する複数の異なる周波数を有する信号を受信し、該複数の周波数のうちから少なくとも一つの周波数の信号を選択して復調する周波数選択ダイバーシティであって、
基体と、前記基体に複数の導体部と複数のヘリカル導体部が設けられ、該ヘリカル導体部と導体部とが交互に電気的に接続され、前記基体の少なくとも両端部に設けられた端子部を有し、前記端子部の一つが給電部である多周波数チップアンテナと、
前記チップアンテナで受信される複数の周波数信号に対応し異なる局部周波数を発信してダウンコンバージョンする複数の局部発信器であって、初期状態では任意の周波数に対応する局部発信部が選択されており、
前記受信信号に選択されている前記局部発信器から出力される局部周波数を乗算する乗算部と、
前記乗算部でダウンコンバージョンされたベースバンド信号を復調する復調部と、
前記復調部で検波された復調信号の電力を算出する電力算出部と、
前記電力算出部での電力算出の結果、任意の周波数の復調信号電力が任意の閾値より低い場合には前記チップアンテナで受信される他の周波数の受信信号に対応する局部周波数を発信する局部発信器に切り替える局部発信器選択部を有することを特徴とする周波数選択ダイバーシティ。
【請求項８】
同一のデータを搬送する複数の異なる周波数を有する信号を受信し、該複数の周波数のうちから少なくとも一つの周波数の信号を選択して復調する周波数選択ダイバーシティであって、
基体と、前記基体に複数の導体部と複数のヘリカル導体部が設けられ、該ヘリカル導体部と導体部とが交互に電気的に接続され、前記基体の少なくとも両端部に設けられた端子部を有し、前記端子部の一つが給電部である多周波数チップアンテナと、
直交変調方式で変調されている受信信号であって前記チップアンテナで受信される信号をダウンコンバージョンする可変の局部周波数を発信し、初期状態においては任意の周波数の受信信号に対応した局部周波数が選択されている可変局部発信器と、
前記受信信号に前記選択されている局部周波数を乗算する乗算部と、
前記乗算部でダウンコンバージョンされたベースバンド信号を直交復調する直交復調部と、
前記直交復調部で復調された信号のコンスタレーションを算出する算出部と、
前記検出部で検出されたコンスタレーションの分散を算出する分散算出部と、
前記分散算出部での算出結果より、選択されている任意の周波数の受信信号分散が任意の閾値より大きい場合には前記可変局部発信器において前記チップアンテナで受信される他の周波数の受信信号に対応する局部周波数に切り替える局部周波数選択部と、
前記直交復調された信号をデータ復調する復調部を備えたことを特徴とする周波数選択ダイバーシティ。
【請求項９】
前記分散算出部において、コンスタレーションの分散を基に偏差値を求めて、この偏差値を基に前記チップアンテナで受信される他の周波数の受信信号に対応する局部周波数に切り替えることを特徴とする請求項８に記載の周波数選択ダイバーシティ。
【請求項１０】
同一のデータを搬送する複数の異なる周波数を有する信号を受信し、該複数の周波数のうちから少なくとも一つの周波数の信号を選択して復調する周波数選択ダイバーシティであって、
基体と、前記基体に複数の導体部と複数のヘリカル導体部が設けられ、該ヘリカル導体部と導体部とが交互に電気的に接続され、前記基体の少なくとも両端部に設けられた端子部を有し、前記端子部の一つが給電部である多周波数チップアンテナと、
前記チップアンテナで受信される信号をダウンコンバージョンする可変の局部周波数を発信し、初期状態においては任意の周波数の受信信号に対応した局部周波数が選択されている可変局部発信器と、
前記受信信号に選択されている前記局部周波数を乗算する乗算部と、
前記乗算部でダウンコンバージョンされたベースバンド信号をデータ復調する復調部と、
前記復調部で復調されたデータの誤り率を検出する誤り検出部と、
前記誤り検出部で検出された誤り率が任意の閾値を超えた場合には、前記可変局部発信器において前記チップアンテナで受信される他の周波数の受信信号に対応する局部周波数に変更する局部周波数選択部を有することを特徴とする周波数選択ダイバーシティ。
【請求項１１】
前記誤り検出部が巡回符号を用いた誤り検出部であることを特徴とする請求項１０に記載の周波数選択ダイバーシティ。
【請求項１２】
前記誤り検出部がパリティ符号を用いた誤り検出部であることを特徴とする請求項１０に記載の周波数選択ダイバーシティ。
【請求項１３】
前記誤り検出部がターボ符号を用いた誤り検出部であることを特徴とする請求項１０に記載の周波数選択ダイバーシティ。
【請求項１４】
前記誤り検出部がビタビ復号を用いた誤り検出部であることを特徴とする請求項１０に記載の周波数選択ダイバーシティ。
【請求項１５】
同一のデータを搬送する複数の異なる周波数を有する信号を受信し、該複数の周波数のうちから少なくとも一つの周波数の信号を選択して復調する周波数選択ダイバーシティであって、
基体と、前記基体に複数の導体部と複数のヘリカル導体部が設けられ、該ヘリカル導体部と導体部とが交互に電気的に接続され、前記基体の少なくとも両端部に設けられた端子部を有し、前記端子部の一つが給電部である多周波数チップアンテナと、
前記チップアンテナで受信される複数の周波数の受信信号を検波する可変の搬送波を発信し、初期状態では任意の受信信号の周波数に対応した搬送波が選択されている可変搬送波出力器と、
前記受信信号に前記選択された搬送波を乗算して検波する検波部と、
前記検波部で検波された検波信号の電力を算出する電力算出部と、
前記電力算出部での電力算出の結果、選択されている周波数の受信信号電力が任意の閾値より低い場合には前記可変搬送波出力器において、前記チップアンテナで受信される他の周波数の受信信号を検波する周波数の搬送波を選択する搬送波選択部と、
前記検波部で検波された検波信号を復調する復調部を有することを特徴とする周波数選択ダイバーシティ。
【請求項１６】
同一のデータを搬送する複数の異なる周波数を有する信号を受信し、該複数の周波数のうちから少なくとも一つの周波数の信号を選択して復調する周波数選択ダイバーシティであって、
基体と、前記基体に複数の導体部と複数のヘリカル導体部が設けられ、該ヘリカル導体部と導体部とが交互に電気的に接続され、前記基体の少なくとも両端部に設けられた端子部を有し、前記端子部の一つが給電部である多周波数チップアンテナと、
前記チップアンテナで受信される複数の周波数の受信信号を検波する可変の搬送波を発信し、初期状態では任意の受信信号の周波数に対応した搬送波が選択されている可変搬送波出力器と、
前記受信信号に前記選択された搬送波を乗算して検波する検波部と、
前記検波部で検波された信号をデータ復調する復調部と、
前記復調部で復調された復調信号の誤り率を検出する誤り検出部と、
前記誤り検出部での誤り率の結果、選択されている周波数の受信信号の誤り率が任意の閾値より高い場合には前記可変搬送波出力器において、前記チップアンテナで受信される他の周波数の受信信号を検波する周波数の搬送波を選択する搬送波選択部を有することを特徴とする周波数選択ダイバーシティ。
【請求項１７】
同一のデータを搬送する複数の異なる周波数を有する信号を受信し、該複数の周波数のうちから少なくとも一つの周波数の信号を選択して復調する周波数選択ダイバーシティであって、
基体と、前記基体に複数の導体部と複数のヘリカル導体部が設けられ、該ヘリカル導体部と導体部とが交互に電気的に接続され、前記基体の少なくとも両端部に設けられた端子部を有し、前記端子部の一つが給電部である多周波数チップアンテナと、
前記チップアンテナで受信される複数の周波数の受信信号を検波する可変の搬送波を発信し、初期状態では任意の受信信号の周波数に対応した搬送波が選択されている可変搬送波出力器と、
前記受信信号に前記選択された搬送波を乗算して検波する検波部と、
前記検波部で検波された信号を直交復調する直交復調部と、
前記直交復調部で復調された信号のコンスタレーションを算出する算出部と、
前記検出部で検出されたコンスタレーションの分散を算出する分散算出部と、
前記分散算出部での算出結果より、選択されている任意の周波数の受信信号分散が任意の閾値より大きい場合には前記可変搬送波出力器において前記チップアンテナで受信される他の周波数の受信信号に対応する周波数の搬送波に切り替える搬送波選択部と、
前記直交復調された信号をデータ復調する復調部を有することを特徴とする周波数選択ダイバーシティ。
【請求項１８】
前記分散算出部において、コンスタレーションの分散を基に偏差値を求めて、この偏差値を基に前記チップアンテナで受信される他の周波数の受信信号に対応する局部周波数に切り替えることを特徴とする請求項１７に記載の周波数選択ダイバーシティ。
【請求項１９】
前記可変搬送波出力器の代わりに、複数の異なる周波数の搬送波を出力する搬送波出力器を有し、前記複数の搬送波出力器のいずれかを選択することを特徴とする請求項１５〜１７いずれか１記載の周波数選択ダイバーシティ。
【請求項２０】
前記多周波数チップアンテナでの受信後にノイズを低減する低域通過フィルタが挿入されていることを特徴とする請求項１〜１９いずれか１記載の周波数選択ダイバーシティ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体通信や無線ＬＡＮなどの無線通信における受信装置での受信時に、その受信特性を高める周波数選択ダイバーシティに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話などに加えて、テレビ放送やラジオ放送、更には無線ＬＡＮなどの無線を用いた通信が年々増加の一途をたどっている。このような無線通信においては良好に受信するために種々の工夫が設けられることが多い。
【０００３】
ところで、無線通信においては伝送路における建物などの遮蔽物や車両などの移動物によりマルチパスが生じたり周波数選択性フェージングが生じたりしやすいことがわかっている。特に遮蔽物などが複雑に入り組んだ都市部では、遮蔽物による信号伝播の悪化の問題は、受信特性に対して非常に大きな影響を与える。ここで、送信局と受信装置との間に遮蔽物が存在する場合には、電波は回折や反射を利用して受信装置に達する。このとき信号の周波数によって回折や反射の条件が異なるため、受信装置への到達に相違がでる。即ち、ある周波数の信号は遮蔽物があっても適切に反射を繰り返して受信装置に到達する場合もある一方、別の周波数の信号は遮蔽物での反射レベルが低く、受信装置に到達する際にはその電力が著しく低下していることもある。
【０００４】
このような場合での受信性能を向上させるために、従来より周波数選択ダイバーシティが提案されている（たとえば特許文献１）。
【０００５】
図１６は従来の技術における周波数選択ダイバーシティのブロック図である。
【０００６】
１００は送信局であり、１０１はある周波数の伝播信号、１０２は別の周波数の伝播信号、１０３は伝播信号１０１の周波数の電波を受信するアンテナ、１０４は伝播信号１０２の周波数の電波を受信するアンテナである。１０５はアンテナ１０３で受信した信号電力を算出する電力算出部、１０６はアンテナ１０４で受信した信号電力を算出する電力算出部、１０７は比較部、１０８は局部周波数発信器（ローカルオスシレーター、図中では「ＬＯ」と示す）、１０９は乗算部であり周波数ダウンコンバージョンを行い、１１０はデータを復調する復調部であり、１１１は全体動作を制御する制御部である。
【０００７】
送信局１００からは２種類の周波数の信号が送信される。これらの信号は同一のデータが異なる周波数で搬送されており、たとえば伝播信号１０１は１ＧＨｚ、伝播信号１０２は１．１ＧＨｚで搬送されている。いずれの伝播信号を復調しても同一のデータが復調される。アンテナ１０３では１ＧＨｚで搬送される伝播信号１０１を受信する。即ちアンテナ１０３が１ＧＨｚの伝播信号にあわせた大きさや形状を有している。一方、アンテナ１０４では１．１ＧＨｚで搬送される伝播信号１０２が受信される。同様にアンテナ１０４は１．１ＧＨｚの伝播信号にあわせた大きさや形状を有している。それぞれのアンテナ１０３、１０４で受信された信号は、その電力が電力算出部１０５、１０６で算出される。算出された二つの信号の電力は比較部１０７でその大きさが比較される。比較部１０７で電力が大きいと判定された周波数を持つ信号が選択されて乗算部１０９でダウンコンバージョンされた後、復調部１１０で復調される。これにより、電力が大きい信号を復調することになり、受信特性を向上させることになる。受信環境の変化の激しい場合には、このような周波数選択ダイバーシティは有効な方式である。
【０００８】
ここで、信号の選択には、受信した信号の周波数をダウンコンバージョンする際の処理が利用される。即ち、受信した信号は高周波であるためそのままでは復調できない。このため低域周波数を乗じてその周波数を低下させて、ある一定の周波数の信号が復調部１１０に入力される。復調部１１０において変調方式に応じた復調がなされてデータが取り出される。このため、異なる周波数の信号のいずれかを選択する際には、選択する周波数にあわせた低域周波数を乗算してダウンコンバージョンすることで一つの周波数の信号を選択することができる。即ち、復調部１１０では２００ＭＨｚの周波数の信号を処理できる場合に、１ＧＨｚの周波数を有する伝播信号１０１に対しては８００ＭＨｚの低域周波数を乗算すればよい。逆に１．１ＧＨｚの周波数を有する伝播信号１０２に対しては９００ＭＨｚの低域周波数を乗算すればよい。低域周波数が９００ＭＨｚの時には、１．１ＧＨｚの伝播信号１０２については２００ＭＨｚに低下されるため、復調部１１０で復調されるのに対して、１ＧＨｚの伝播信号１０１は１００ＭＨｚとなってしまい、復調されないことになる。このようにダウンコンバージョンに用いる低域周波数を切り替えることで、異なる周波数を持つ複数の信号からいずれかを選択することができる。
【０００９】
以上のような、電力の高い周波数を持つ信号を選択する周波数選択ダイバーシティを用いることで受信特性を向上させることができる。
【００１０】
【特許文献１】
特開平０６−１６４５５４号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、周波数選択ダイバーシティを行う場合には、送信される周波数に応じた複数のアンテナが必要となる問題がある。たとえば、１ＧＨｚと１．１ＧＨｚ、１．２ＧＨｚの３種類の周波数を有する信号が送信される場合には、それに応じた３つのアンテナが必要となるため、部品コストが大きくなる問題があった。
【００１２】
あるいは、複数のアンテナを受信装置に実装するためにはお互いの干渉などを回避するための基板面積も必要となり、受信装置の大型化を引き起こすなどの問題があった。特に、近年ではノートパソコンや携帯端末に周波数選択ダイバーシティ受信を組み込む必要なども存在するが、これらの電子機器は小型化、薄型化が必須要件であり、極限まで高密度実装する必要があるため、多数のアンテナを実装することは現実的ではない。
【００１３】
一方、ロッドアンテナなどを複数用いて複数の周波数に対応して周波数選択ダイバーシティを行う場合もあるが、ロッドアンテナなどのアンテナ自体が大型であるために、やはり電子機器の小型化などを阻害する問題があった。
【００１４】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、電子機器の小型化、薄型化を維持しつつ、受信特性を向上させる周波数選択ダイバーシティを用いた受信装置や受信方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、同一のデータを搬送する複数の異なる周波数を有する信号を受信し、複数の周波数のうちから少なくとも一つの周波数の信号を選択して復調する周波数選択ダイバーシティであって、基体と、基体に複数の導体部と複数のヘリカル導体部が設けられ、ヘリカル導体部と導体部とが交互に電気的に接続され、基体の少なくとも両端部に設けられた端子部を有し、端子部の一つが給電部である多周波数チップアンテナと、チップアンテナで受信された異なる周波数を有する受信信号の各々の電力を算出する電力算出部と、受信信号の周波数をダウンコンバージョンする可変の局部周波数を発信する可変局部発信器と、可変局部発信器において、電力算出部で算出された電力の最も高い信号の周波数に対応する局部周波数を選択する局部周波数選択部と、受信信号に選択された局部周波数を乗算する乗算部と、乗算部でダウンコンバージョンされたベースバンド信号をデータ復調する復調部を有する構成とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、同一のデータを搬送する複数の異なる周波数を有する信号を受信し、複数の周波数のうちから少なくとも一つの周波数の信号を選択して復調する周波数選択ダイバーシティであって、基体と、基体に複数の導体部と複数のヘリカル導体部が設けられ、ヘリカル導体部と導体部とが交互に電気的に接続され、基体の少なくとも両端部に設けられた端子部を有し、端子部の一つが給電部である多周波数チップアンテナと、チップアンテナで受信された異なる周波数を有する受信信号の各々の電力を算出する電力算出部と、受信信号の周波数をダウンコンバージョンする可変の局部周波数を発信する可変局部発信器と、可変局部発信器において、電力算出部で算出された電力の最も高い信号の周波数に対応する局部周波数を選択する局部周波数選択部と、受信信号に選択された局部周波数を乗算する乗算部と、乗算部でダウンコンバージョンされたベースバンド信号をデータ復調する復調部を有することを特徴とする周波数選択ダイバーシティであって、電子機器の小型化、薄型化を維持しつつ、周波数選択ダイバーシティによって受信環境の変化に対応して受信特性を向上させることができる。
【００１７】
本発明の請求項２に記載の発明は、局部周波数選択部において、電力算出部で算出された各周波数の信号電力のうち最も電力の高いものを除いた上で電力の最も高い受信信号の周波数に対応する局部周波数を選択することを特徴とする請求項１に記載の周波数選択ダイバーシティであって、電子機器の小型化、薄型化を維持しつつ、周波数選択ダイバーシティによって受信環境の変化に対応して受信特性を向上させることができる。
【００１８】
本発明の請求項３に記載の発明は、同一のデータを搬送する複数の異なる周波数を有する信号を受信し、複数の周波数のうちから少なくとも一つの周波数の信号を選択して復調する周波数選択ダイバーシティであって、基体と、基体に複数の導体部と複数のヘリカル導体部が設けられ、ヘリカル導体部と導体部とが交互に電気的に接続され、基体の少なくとも両端部に設けられた端子部を有し、端子部の一つが給電部である多周波数チップアンテナと、チップアンテナで受信された異なる周波数を有する受信信号の各々の電力を算出する電力算出部と、チップアンテナで受信される複数の周波数に対応し異なる局部周波数を発信してダウンコンバージョンする複数の局部発信器と、電力算出部で算出される電力の最も高い信号の周波数に対応する局部発信器を選択する発信器選択部と、受信信号に選択された局部発信器の出力である局部周波数を乗算する乗算部と、乗算部でダウンコンバージョンされた信号をデータ復調する復調部を有することを特徴とする周波数選択ダイバーシティであって、電子機器の小型化、薄型化を維持しつつ、周波数選択ダイバーシティによって受信環境の変化に対応して受信特性を向上させることができる。
【００１９】
本発明の請求項４に記載の発明は、発信器選択部において、算出された信号電力のうち最も電力の高い受信信号を除いた上で電力の最も高い受信信号の周波数に対応する局部周波数をもつ局部発信器を選択することを特徴とする請求項３に記載の周波数選択ダイバーシティであって、電子機器の小型化、薄型化を維持しつつ、周波数選択ダイバーシティによって受信環境の変化に対応して受信特性を向上させることができる。
【００２０】
本発明の請求項５に記載の発明は、同一のデータを搬送する複数の異なる周波数を有する信号を受信し、複数の周波数のうちから少なくとも一つの周波数の信号を選択して復調する周波数選択ダイバーシティであって、基体と、基体に２つの導体部と２つのヘリカル導体部が設けられ、ヘリカル導体部と導体部とが交互に電気的に接続され、基体の少なくとも両端部に設けられた端子部を有し、端子部の一つが給電部である２周波数用チップアンテナと、チップアンテナで受信される周波数の受信信号をダウンコンバージョンする可変の局部周波数を発信するとともに、初期状態では１の周波数が選択されている可変局部発信器と受信信号に局部周波数を乗算する乗算部と、乗算部でダウンコンバージョンされたベースバンド信号をデータ復調する復調部と、復調部で復調された復調信号の電力を算出する電力算出部と、電力算出部での電力算出の結果、第一周波数の受信信号電力が任意の閾値より低い場合には、可変局部発信器においてチップアンテナで受信される第二周波数の受信信号をダウンコンバージョンする他の局部周波数を選択する局部周波数選択部を有することを特徴とする周波数選択ダイバーシティであって、電子機器の小型化、薄型化を維持しつつ、周波数選択ダイバーシティによって受信環境の変化に対応して受信特性を向上させることができる。
【００２１】
本発明の請求項６に記載の発明は、同一のデータを搬送する複数の異なる周波数を有する信号を受信し、複数の周波数のうちから少なくとも一つの周波数の信号を選択して復調する周波数選択ダイバーシティであって、基体と、基体に複数の導体部と複数のヘリカル導体部が設けられ、ヘリカル導体部と導体部とが交互に電気的に接続され、基体の少なくとも両端部に設けられた端子部を有し、端子部の一つが給電部である多周波数チップアンテナと、チップアンテナで受信される複数の周波数の受信信号をダウンコンバージョンする可変の局部周波数を発信し、初期状態では任意の周波数の受信信号に対応した局部周波数が選択されている可変局部発信器と、受信信号に選択されている局部周波数を乗算する乗算部と、乗算部でダウンコンバージョンされたベースバンド信号を復調する復調部と、復調部で復調された復調信号の電力を算出する電力算出部と、電力算出部での電力算出の結果、任意の周波数の受信信号電力が任意の閾値より低い場合には可変局部発信器において、チップアンテナで受信される他の周波数の受信信号をダウンコンバージョンする局部周波数を選択する局部周波数選択部を有することを特徴とする周波数選択ダイバーシティであって、電子機器の小型化、薄型化を維持しつつ、周波数選択ダイバーシティによって受信環境の変化に対応して受信特性を向上させることができる。
【００２２】
本発明の請求項７に記載の発明は、同一のデータを搬送する複数の異なる周波数を有する信号を受信し、複数の周波数のうちから少なくとも一つの周波数の信号を選択して復調する周波数選択ダイバーシティであって、基体と、基体に複数の導体部と複数のヘリカル導体部が設けられ、ヘリカル導体部と導体部とが交互に電気的に接続され、基体の少なくとも両端部に設けられた端子部を有し、端子部の一つが給電部である多周波数チップアンテナと、チップアンテナで受信される複数の周波数信号に対応し異なる局部周波数を発信してダウンコンバージョンする複数の局部発信器であって、初期状態では任意の周波数に対応する局部発信部が選択されており、受信信号に選択されている局部発信器から出力される局部周波数を乗算する乗算部と、乗算部でダウンコンバージョンされたベースバンド信号を復調する復調部と、復調部で検波された復調信号の電力を算出する電力算出部と、電力算出部での電力算出の結果、任意の周波数の復調信号電力が任意の閾値より低い場合にはチップアンテナで受信される他の周波数の受信信号に対応する局部周波数を発信する局部発信器に切り替える局部発信器選択部を有することを特徴とする周波数選択ダイバーシティであって、電子機器の小型化、薄型化を維持しつつ、周波数選択ダイバーシティによって受信環境の変化に対応して受信特性を向上させることができる。
【００２３】
本発明の請求項８に記載の発明は、同一のデータを搬送する複数の異なる周波数を有する信号を受信し、複数の周波数のうちから少なくとも一つの周波数の信号を選択して復調する周波数選択ダイバーシティであって、基体と、基体に複数の導体部と複数のヘリカル導体部が設けられ、ヘリカル導体部と導体部とが交互に電気的に接続され、基体の少なくとも両端部に設けられた端子部を有し、端子部の一つが給電部である多周波数チップアンテナと、直交変調方式で変調されている受信信号であってチップアンテナで受信される信号をダウンコンバージョンする可変の局部周波数を発信し、初期状態においては任意の周波数の受信信号に対応した局部周波数が選択されている可変局部発信器と、受信信号に選択されている局部周波数を乗算する乗算部と、乗算部でダウンコンバージョンされたベースバンド信号を直交復調する直交復調部と、直交復調部で復調された信号のコンスタレーションを算出する算出部と、検出部で検出されたコンスタレーションの分散を算出する分散算出部と、分散算出部での算出結果より、選択されている任意の周波数の受信信号分散が任意の閾値より大きい場合には可変局部発信器においてチップアンテナで受信される他の周波数の受信信号に対応する局部周波数に切り替える局部周波数選択部と、直交復調された信号をデータ復調する復調部を備えたことを特徴とする周波数選択ダイバーシティであって、電子機器の小型化、薄型化を維持しつつ、周波数選択ダイバーシティによって受信環境の変化に対応して受信特性を向上させることができる。
【００２４】
本発明の請求項９に記載の発明は、分散算出部において、コンスタレーションの分散を基に偏差値を求めて、この偏差値を基にチップアンテナで受信される他の周波数の受信信号に対応する局部周波数に切り替えることを特徴とする請求項８に記載の周波数選択ダイバーシティであって、電子機器の小型化、薄型化を維持しつつ、周波数選択ダイバーシティによって受信環境の変化に対応して受信特性を向上させることができる。
【００２５】
本発明の請求項１０に記載の発明は、同一のデータを搬送する複数の異なる周波数を有する信号を受信し、複数の周波数のうちから少なくとも一つの周波数の信号を選択して復調する周波数選択ダイバーシティであって、基体と、基体に複数の導体部と複数のヘリカル導体部が設けられ、ヘリカル導体部と導体部とが交互に電気的に接続され、基体の少なくとも両端部に設けられた端子部を有し、端子部の一つが給電部である多周波数チップアンテナと、チップアンテナで受信される信号をダウンコンバージョンする可変の局部周波数を発信し、初期状態においては任意の周波数の受信信号に対応した局部周波数が選択されている可変局部発信器と、受信信号に選択されている局部周波数を乗算する乗算部と、乗算部でダウンコンバージョンされたベースバンド信号をデータ復調する復調部と、復調部で復調されたデータの誤り率を検出する誤り検出部と、誤り検出部で検出された誤り率が任意の閾値を超えた場合には、可変局部発信器においてチップアンテナで受信される他の周波数の受信信号に対応する局部周波数に変更する局部周波数選択部を有することを特徴とする周波数選択ダイバーシティであって、電子機器の小型化、薄型化を維持しつつ、周波数選択ダイバーシティによって受信環境の変化に対応して受信特性を向上させることができる。
【００２６】
本発明の請求項１１に記載の発明は、誤り検出部が巡回符号を用いた誤り検出部であることを特徴とする請求項１０に記載の周波数選択ダイバーシティであって、電子機器の小型化、薄型化を維持しつつ、周波数選択ダイバーシティによって受信環境の変化に対応して受信特性を向上させることができる。
【００２７】
本発明の請求項１２に記載の発明は、誤り検出部がパリティ符号を用いた誤り検出部であることを特徴とする請求項１０に記載の周波数選択ダイバーシティであって、電子機器の小型化、薄型化を維持しつつ、周波数選択ダイバーシティによって受信環境の変化に対応して受信特性を向上させることができる。
【００２８】
本発明の請求項１３に記載の発明は、誤り検出部がターボ符号を用いた誤り検出部であることを特徴とする請求項１０に記載の周波数選択ダイバーシティであって、電子機器の小型化、薄型化を維持しつつ、周波数選択ダイバーシティによって受信環境の変化に対応して受信特性を向上させることができる。
【００２９】
本発明の請求項１４に記載の発明は、誤り検出部がビタビ復号を用いた誤り検出部であることを特徴とする請求項１０に記載の周波数選択ダイバーシティであって、電子機器の小型化、薄型化を維持しつつ、周波数選択ダイバーシティによって受信環境の変化に対応して受信特性を向上させることができる。
【００３０】
本発明の請求項１５に記載の発明は、同一のデータを搬送する複数の異なる周波数を有する信号を受信し、複数の周波数のうちから少なくとも一つの周波数の信号を選択して復調する周波数選択ダイバーシティであって、基体と、基体に複数の導体部と複数のヘリカル導体部が設けられ、ヘリカル導体部と導体部とが交互に電気的に接続され、基体の少なくとも両端部に設けられた端子部を有し、端子部の一つが給電部である多周波数チップアンテナと、チップアンテナで受信される複数の周波数の受信信号を検波する可変の搬送波を発信し、初期状態では任意の受信信号の周波数に対応した搬送波が選択されている可変搬送波出力器と、受信信号に選択された搬送波を乗算して検波する検波部と、検波部で検波された検波信号の電力を算出する電力算出部と、電力算出部での電力算出の結果、選択されている周波数の受信信号電力が任意の閾値より低い場合には可変搬送波出力器において、チップアンテナで受信される他の周波数の受信信号を検波する周波数の搬送波を選択する搬送波選択部と、検波部で検波された検波信号を復調する復調部を有することを特徴とする周波数選択ダイバーシティであって、電子機器の小型化、薄型化を維持しつつ、周波数選択ダイバーシティによって受信環境の変化に対応して受信特性を向上させることができる。
【００３１】
本発明の請求項１６に記載の発明は、同一のデータを搬送する複数の異なる周波数を有する信号を受信し、複数の周波数のうちから少なくとも一つの周波数の信号を選択して復調する周波数選択ダイバーシティであって、基体と、基体に複数の導体部と複数のヘリカル導体部が設けられ、ヘリカル導体部と導体部とが交互に電気的に接続され、基体の少なくとも両端部に設けられた端子部を有し、端子部の一つが給電部である多周波数チップアンテナと、チップアンテナで受信される複数の周波数の受信信号を検波する可変の搬送波を発信し、初期状態では任意の受信信号の周波数に対応した搬送波が選択されている可変搬送波出力器と、受信信号に選択された搬送波を乗算して検波する検波部と、検波部で検波された信号をデータ復調する復調部と、復調部で復調された復調信号の誤り率を検出する誤り検出部と、誤り検出部での誤り率の結果、選択されている周波数の受信信号の誤り率が任意の閾値より高い場合には可変搬送波出力器において、チップアンテナで受信される他の周波数の受信信号を検波する周波数の搬送波を選択する搬送波選択部を有することを特徴とする周波数選択ダイバーシティであって、電子機器の小型化、薄型化を維持しつつ、周波数選択ダイバーシティによって受信環境の変化に対応して受信特性を向上させることができる。
【００３２】
本発明の請求項１７に記載の発明は、同一のデータを搬送する複数の異なる周波数を有する信号を受信し、複数の周波数のうちから少なくとも一つの周波数の信号を選択して復調する周波数選択ダイバーシティであって、基体と、基体に複数の導体部と複数のヘリカル導体部が設けられ、ヘリカル導体部と導体部とが交互に電気的に接続され、基体の少なくとも両端部に設けられた端子部を有し、端子部の一つが給電部である多周波数チップアンテナと、チップアンテナで受信される複数の周波数の受信信号を検波する可変の搬送波を発信し、初期状態では任意の受信信号の周波数に対応した搬送波が選択されている可変搬送波出力器と、受信信号に選択された搬送波を乗算して検波する検波部と、検波部で検波された信号を直交復調する直交復調部と、直交復調部で復調された信号のコンスタレーションを算出する算出部と、検出部で検出されたコンスタレーションの分散を算出する分散算出部と、分散算出部での算出結果より、選択されている任意の周波数の受信信号分散が任意の閾値より大きい場合には可変搬送波出力器においてチップアンテナで受信される他の周波数の受信信号に対応する周波数の搬送波に切り替える搬送波選択部と、直交復調された信号をデータ復調する復調部を有することを特徴とする周波数選択ダイバーシティであって、電子機器の小型化、薄型化を維持しつつ、周波数選択ダイバーシティによって受信環境の変化に対応して受信特性を向上させることができる。
【００３３】
本発明の請求項１８に記載の発明は、分散算出部において、コンスタレーションの分散を基に偏差値を求めて、この偏差値を基にチップアンテナで受信される他の周波数の受信信号に対応する局部周波数に切り替えることを特徴とする請求項１７に記載の周波数選択ダイバーシティであって、電子機器の小型化、薄型化を維持しつつ、周波数選択ダイバーシティによって受信環境の変化に対応して受信特性を向上させることができる。
【００３４】
本発明の請求項１９に記載の発明は、可変搬送波出力器の代わりに、複数の異なる周波数の搬送波を出力する搬送波出力器を有し、複数の搬送波出力器のいずれかを選択する請求項１５〜１７いずれか１記載の周波数選択ダイバーシティであって、電子機器の小型化、薄型化を維持しつつ、周波数選択ダイバーシティによって受信環境の変化に対応して受信特性を向上させることができる。
【００３５】
本発明の請求項２０に記載の発明は、多周波数チップアンテナでの受信後にノイズを低減する低域通過フィルタが挿入されていることを特徴とする請求項１〜１９いずれか１記載の周波数選択ダイバーシティであって、電子機器の小型化、薄型化を維持しつつ、周波数選択ダイバーシティによって受信環境の変化に対応して受信特性を向上させることができる。
【００３６】
以下、実施の形態について図面を用いて説明する。
【００３７】
（実施の形態１）
図１ならびに図２は本発明の実施の形態１における周波数選択ダイバーシティに用いられる多周波数チップアンテナの斜視図である。図３は多周波数チップアンテナの等価回路図である。図４はモノポールアンテナの等価回路図である。図５は本発明の実施の形態１における周波数選択ダイバーシティのブロック図である。図６は本発明の実施の形態１におけるベースバンド信号の生成図である。図７は本発明の実施の形態１における電力比較図である。図８は本発明の実施の形態１における周波数選択ダイバーシティのブロック図であり、図５と構成が異なるものである。
【００３８】
まず多周波数チップアンテナについて図１〜図４を用いて説明する。
【００３９】
１は基体であり、アルミナもしくはアルミナを主成分とするセラミック材料等の絶縁体もしくは誘電体などをプレス加工、押し出し法等を施して形成される。なお、基体１の構成材料としては、フォルステライト、チタン酸マグネシウム系、チタン酸カルシウム系、ジルコニア・スズ・チタン系、チタン酸バリウム系、鉛・カルシウム・チタン系などのセラミック材料を用いてもよく、エポキシ樹脂などの樹脂材料を用いても良い。実施の形態１では、強度や絶縁性或いは加工の容易性の面からアルミナもしくはアルミナを主成分としたセラミック材料が用いられている。更に基体１には全体に銅、銀、金、ニッケル等の導電材料で構成された導電膜を単層乃至複数積層され、導電性を有する表面が形成される。
【００４０】
２と３は端部であり、基体１の両端に形成される。基体１は端部２、３と同一の大きさの断面を有していてもよいが、段落ちされてもよく、基体１の断面積は端部２、３の断面積よりも小さくされる。基体１の外周が段落ちされることで、実装時に基体１が電子基板の表面からの距離を持つことが可能となり、特性の劣化を防ぐことが可能になる。このとき段落ちを基体１の一部の面に対してのみおこなってもよく、全面に渡って段落ちさせてもよい。全面に渡って段落ちさせた場合には、実装時に電子基板との接する面を選択する留意が不要となり、実装時のコストを低下させることができる。
【００４１】
なお、基体１の各角部に面取りが施される。この面取りを設けることで、基体１の欠けが防止され、後に説明する導体が薄くなるのが防止され、或いは導体部の損傷が防止される。
【００４２】
なお、基体１と端部２、３は個別に形成して後から貼り合わせるなどで一体化してもよく、あらかじめ一体で形成してもよい。また、基体１は四角の角形状でなくとも、三角や五角の多角形状でもよい。
【００４３】
５、６は基体１の端部２、３に設けられた端子部で、端子部５、６には導電性のメッキ膜、蒸着膜、スパッタ膜等の薄膜や、銀ペーストなどを塗布して焼き付けなどを行ったものなどの少なくとも一つが用いられる。また、端子部５、６の何れか一方は、給電端子部として使用され、他方は実装強度の確保のために回路とは切り離されたランドなどに半田などを用いて接続される。
【００４４】
なお、本実施の形態では、基体１の両端に端子部５、６を設けたが、給電端子部となる端子部のみを、すなわち端子部５、６のいずれか一方のみを設ける構成でも良い。
【００４５】
また、端子部５、６は端部２、３の全側面を覆うように設けてもよく、四側面の内少なくとも一つの側面上に設けてもよい。また、端部２、３の四側面全周にのみ端子部を設けてもよい。
【００４６】
７、８はヘリカル導体部、１０、１１は導体部、７ｂ、８ｂはスパイラル溝で、ヘリカル導体部７、８と導体部１０、１１は交互に配置されている。ヘリカル導体部７、８には基体１の導電性を有する表面をレーザーなどによるトリミングを用いて螺旋状に掘削してスパイラル溝７ｂ、８ｂが形成され、インダクタ成分を有している。一方、導体部１０、１１は基体１の表面への加工がなく、容量成分を有している。ヘリカル導体部７の一方の端部は端子部５と接続されており、ヘリカル導体８の一方の端部は導体部１１を介して端子部６と接続されている。導体部１０はヘリカル導体部７とヘリカル導体部８の間に設けられ、端子部５、ヘリカル導体部７、導体部１０、ヘリカル導体部８、導体部１１、端子部６は直列接続構造を有している。
【００４７】
図２にはヘリカル導体部と導体部がそれぞれ３つある場合が示されている。
【００４８】
図２で図１と同じ番号を割り当てている要素については説明を省略する。９はヘリカル導体部であり、９ｂはヘリカル導体部９に形成されたスパイラル溝であり、１２は導体部であり、各々は３つ目のヘリカル導体部と導体部である。導体部１２が端子部６と接続され、全体として直列接続構造を有している。
【００４９】
次にこのチップアンテナで複数の周波数を送受信する動作を図３を用いて説明する。
【００５０】
５は端子部であり、電源に接続された給電端子部である。Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３はそれぞれ容量成分であり、導体部１０、１１、１２の有する容量が該当する。Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３はそれぞれインダクタ成分であり、ヘリカル導体部７、８、９がそれぞれ該当する。すなわち図２に示すようにヘリカル導体部と導体部の交互の配置により、インダクタ成分と容量成分とが基体１上に交互に存在する状態を形成することが可能である。
【００５１】
一般的にモノポールアンテナは、図４の直列共振回路で等価できる。入力インピーダンスは、
【００５２】
【数１】
2004356698.tif 000003
【００５３】
となり、共振条件から共振周波数ω０は、
【００５４】
【数２】
2004356698.tif 000004
【００５５】
となる（Ｚは入力インピーダンス、Ｒは抵抗成分、Ｌはインダクタ成分、Ｃは容量成分である）。このため、インダクタ成分と容量成分が存在すれば、アンテナとしてある周波数の電波の送受信が可能となり、更にインダクタ成分と容量成分の大きさにより、送受信できる電波の周波数が決定される。
【００５６】
図１のチップアンテナは図３（ｂ）の等価回路で表され、Ｌ１とＣ１により定まる周波数の電波の送受信が可能となる。更に、Ｌ１とＣ１とＬ２とＣ２の４つにより定まる周波数の電波の送受信も可能となる。このため、図１に示す実施の形態１におけるチップアンテナでは、２種類の周波数の電波の送受信が単一のチップアンテナで可能となっている。このとき、Ｌ１とＣ１とにより高周波の電波の送受信が可能となり、Ｌ１、Ｃ１、Ｌ２、Ｃ２により低周波の電波の送受信が可能となる。更に図２に示すチップアンテナは図３（ｃ）の等価回路で表され、Ｌ３とＣ３が追加され、更に低周波の電波の送受信が単一のチップアンテナで可能となっている。すなわち、図２で表されるチップアンテナでは、３種類の周波数の電波の送受信を、単一のチップアンテナで実現することができる。
【００５７】
例えば、周波数が１ＧＨｚと１．１ＧＨｚの伝播信号の受信は、図１に示すチップアンテナにより実現される。図３（ｂ）に示すように、１ＧＨｚの周波数の電波を送受信する場合には、容量成分Ｃ１、Ｃ２とインダクタ成分Ｌ１、Ｌ２を電気的に接続した長いアンテナと見なすことができる。１．１ＧＨｚの周波数の電波を送受信する場合には、容量成分Ｃ１とインダクタ成分Ｌ１を電気的に接続した短いアンテナと見なすことができる。あるいは、１ＧＨｚ、１．１ＧＨｚ、１．２ＧＨｚの３種類の周波数の伝播信号の受信は図２に示すチップアンテナにより実現される。
【００５８】
なお、４種類以上の周波数を送受信する場合は、４つ以上のヘリカル導体部と導体部を設ければよい。しかしながら、多数のヘリカル導体部と導体部を直列に並べると、チップアンテナが長くなるため、２〜５種類の周波数に対応して、ヘリカル導体部と導体部を２〜５個設けることが好ましい。
【００５９】
このとき、送受信できる最大の周波数はＬ１とＣ１のインダクタ成分と容量成分とで定まり、インダクタ成分はその巻き数（スパイラル数）の平方根に反比例するから、巻き数の少ない方が送受信できる周波数を高くすることができる。このため、給電端子部５に接続するヘリカル導体部７の巻き数をもっとも少なくすることで、送受信できる電波の周波数をより高くすることが可能となる。
【００６０】
次に、アンテナのＱ値は、
【００６１】
【数３】
2004356698.tif 000005
【００６２】
で定まる。このため、Ｃを大きくして、Ｌを小さくすると、チップアンテナのＱ値を小さくすることができる。Ｑ値を小さくすることにより、アンテナの入力インピーダンスの周波数特性を平坦にすることができ、アンテナの送受信の広帯域化が可能となる。
【００６３】
実施の形態１におけるチップアンテナでは、複数の導体部１０、１１、１２を設けることにより、容量成分を大きくして、インダクタ成分を小さくすることができ、広帯域化が可能となる。
【００６４】
以上の構成により、実施の形態１による単一のチップアンテナにより、複数の周波数の電波の送受信が可能となり、更に従来のモノポールアンテナよりも広帯域での受信が可能となる。
【００６５】
更に、通常のロッドアンテナやホイップアンテナ、パッチアンテナや基板上の構成されたパターンアンテナなどに比較して非常に小型の多周波数チップアンテナを実現し、複数の周波数の伝播信号を同時に受信することが可能となる。
【００６６】
チップアンテナの大きさの一例として、長さＬ、高さＨ、幅Ｗは、
Ｌ＝４．０〜４０．０ｍｍ
Ｈ＝０．５〜１０．０ｍｍ
Ｗ＝０．５〜１０．０ｍｍ
であるものが実現される。もちろん、これ以外の大きさのものであっても同様である。
【００６７】
次に、この多周波数チップアンテナを用いた周波数選択ダイバーシティについて図５を用いて説明する。
【００６８】
１３は周波数選択ダイバーシティ受信装置であり、１４は多周波数チップアンテナであり説明のために２周波数（１ＧＨｚと１．１ＧＨｚ）の２周波数の受信が可能なものである。もちろん、これ以外の周波数であってもよい。１５は信号伝送路であり、多周波数チップアンテナ１４で受信した受信信号が伝送される。１６は電力算出部であり、受信した２つの周波数を持つ信号の電力がそれぞれ算出される。１７は局部周波数選択部であり、電力算出部１６で算出された電力の高い周波数を持つ信号のダウンコンバージョンを可能とする局部周波数を選択する。１８は可変局部発信器（以下「局部発信器」を「ＬＯ」と図示する）であり、局部周波数選択部１７で選択された局部周波数を発信する。１９は乗算部であり、受信信号に局部周波数を乗じる。２０は帯域通過フィルタ（以下「ＢＰＦ」という）であり、復調に用いるベースバンド信号のみを通過させる。２１はベースバンド信号であり、２２は復調部であり、２３は全体を制御する制御部である。なお、ノイズ対策のために多周波数チップアンテナ１４の後に低域通過フィルタを挿入することも好適である。
【００６９】
周波数選択ダイバーシティ受信装置１３の動作について説明する。
【００７０】
送信局（図には不示）から同一のデータが１ＧＨｚと１．１ＧＨｚの２つの周波数の伝播信号をもって搬送されている。多周波数チップアンテナ１４は、複数のヘリカル導体部と導体部を持ち、これらの共振周波数が１ＧＨｚと１．１ＧＨｚに調整されている。このため、多周波数チップアンテナ１４では１ＧＨｚと１．１ＧＨｚの二つの周波数の伝播信号を同時に受信することが可能で、信号伝送路１５には１ＧＨｚにピークをもつ受信信号と、１．１ＧＨｚにピークをもつ受信信号が伝送されている。電力算出部１６ではこれらの二つの周波数をもつそれぞれの信号の電力が算出される。電力算出においては、一定期間の電力を算出するためにループフィルタなどを用いることも好適である。このときループフィルタの係数を変化させることで、電力算出の追従性を変化させることができるので、周辺環境の変動が激しい場合には追従性を上げ、変動が緩やかな場合には追従性を下げるなどを行うことも好適である。
【００７１】
電力算出部１６で算出された結果は局部周波数選択部１７に通知される。局部周波数選択部１７では電力算出部の結果を受けて、受信信号のダウンコンバージョンのための局部周波数が選択される。ここで、ダウンコンバージョンは受信した信号をベースバンド周波数にまで落してデータ復調を行うために必要なものであって、周波数選択ダイバーシティ受信装置１３では２００ＭＨｚにダウンコンバージョンしてデータ復調が行われる。このため、２００ＭＨｚのベースバンド信号を、１ＧＨｚと１．１ＧＨｚの受信信号からの生成は、局部周波数を乗算することで実現される。１ＧＨｚの周波数をもつ受信信号を２００ＭＨｚにダウンコンバージョンするには、８００ＭＨｚの局部周波数を乗算する。これにより（１ＧＨｚ−８００ＭＨｚ）と（１ＧＨｚ＋８００ＭＨｚ）の二つの周波数をもつ信号が生成される。すなわち２００ＭＨｚと１．８ＧＨｚの二つの周波数をもつ信号である。同様に１．１ＧＨｚの信号を２００ＭＨｚのベースバンド信号にダウンコンバージョンするには９００ＭＨｚの局部周波数を乗算する。これにより２００ＭＨｚの信号と、２ＧＨｚの信号が生成される。生成された高調波である１．８ＧＨｚ、２ＧＨｚの信号は低域通過フィルタ（以下「ＬＰＦ」）やＢＰＦで遮断することで２００ＭＨｚのベースバンド信号のみを取り出すことができる。
【００７２】
１ＧＨｚと１．１ＧＨｚの受信信号のうち、１．１ＧＨｚの受信信号の電力が高いと電力算出部１６で判定された場合には、１．１ＧＨｚの受信信号を選択して復調することが受信特性を向上させることになるので、１．１ＧＨｚの受信信号を選択してベースバンド信号２１にするために局部周波数として９００ＭＨｚを選択する必要がある。局部周波数選択部１７での９００ＭＨｚを選択するという結果は可変局部発信器１８に通知され、可変局部発信器１８から９００ＭＨｚの局部周波数が乗算部１９に出力される。乗算部１９では受信信号にこの９００ＭＨｚの局部周波数が乗算されるので、１．１ＧＨｚの受信信号から２００ＭＨｚと２ＧＨｚの信号が生成され、１ＧＨｚの受信信号から１００ＭＨｚと１．９ＧＨｚの信号が生成される。これら４つの生成された信号はＢＰＦ２０において２００ＭＨｚ以外が遮断され、２００ＭＨｚの周波数を持つベースバンド信号２１のみが復調部２２に入力する。復調部２２においては、送信局で施されている変調方式に従った復調がなされて、ベースバンド信号２１に含まれるデータを復調することができる。例えばＢＰＳＫやＱＰＳＫなどの位相変調が施されている場合には、Ｉ軸とＱ軸からなる直交平面上へのデマッピングを行って、データが復調される。復調部２２では復調されたデータの信頼性を高めるために、巡回符号やパリティ符号といった誤り検出符号を元に誤り検出を行う。誤りが検出されれば送信局に対してその旨を送信して、データの再送信を要求する。あるいはビタビ復号やリードソロモンといった誤り訂正を行うことで、再送信を要求することなく誤りを訂正して正確なデータを復調することができる。復調されたデータには、音声データや画像データが含まれているので、再生装置に出力されて、音声や画像が再生される。制御部２３は全体の処理手順を制御する。
【００７３】
図６（ａ）〜（ｃ）を用いて１．１ＧＨｚの周波数をもつ受信信号が選択されることを説明する。
【００７４】
図６（ａ）の横軸は周波数であり、縦軸は電力である。図６（ａ）から明らかな通り、１ＧＨｚに比較して１．１ＧＨｚの受信信号の電力が大きいため、こちらの受信信号を選択することで受信特性を向上させることができる。図６（ｂ）には９００ＭＨｚの局部周波数が乗算された場合が表されており、１００ＭＨｚ、２００ＭＨｚ、１．９ＧＨｚ、２ＧＨｚの４つの周波数の信号が生成されている。ここでＢＰＦ２０のカットオフ特性が図の破線で示され、ＢＰＦ２０を通過した信号は図６（ｃ）に示される様に２００ＭＨｚのみの信号となり、これがベースバンド信号２１となる。
【００７５】
以上の動作により、二つの周波数の信号の電力を比較して、電力の大きい受信信号を選択して復調することで、受信特性を向上させることができる。更に、非常に小型の多周波数チップアンテナ１４のみで二つの周波数を同時受信することが可能となるので、アンテナやこれを実装する回路基板やインピーダンス整合に必要となる各種部品などが削減され、装置の小型化、薄型化、低コスト化が実現される。
【００７６】
なお、図５では１ＧＨｚと１．１ＧＨｚの２つの周波数の場合が説明されたが、他の周波数であってもよく、３以上の周波数であっても同様である。
【００７７】
また、３以上の周波数の場合には、最も電力の高いものを除いた上で、次に電力の高い周波数の受信信号を選択することも好適である。電力が非常に高いものは、ノイズなどにより電力が上昇していることもあり、受信電力自体は大きくてもキャリア対ノイズ比（いわゆるＣ／Ｎ比）が低い場合もあり、この場合には受信特性が劣化するからである。あるいは、図７に示されるように、任意に設けた閾値よりも電力の高い周波数の受信信号以外から選択するようにしてもよい。これも同様の理由で、ノイズなどにより以上に電力が高くなっているＣ／Ｎ比の悪い受信信号を排除した上で、選択を行って受信特性を適切に向上させるためである。図７では２４は任意の閾値であり、この閾値を越えている１．１ＧＨｚの受信信号を除いた残りの受信信号のうちで電力の高いものが選択される。ここでは１．２ＧＨｚの受信信号が選択される。すなわち、この場合にはベースバンド信号を２００ＭＨｚとすると局部周波数としては１ＧＨｚが選択される。
【００７８】
次に図８を用いて、異なる局部周波数を発信する局部発信器が複数ある場合の周波数選択ダイバーシティについて説明する。
【００７９】
図６と同じ符号が割り当てられているものについては説明を省略する。２５は周波数選択ダイバーシティ受信装置であり、２６は局部発信器選択部、２７、２８は局部発信器であり、それぞれ異なる局部周波数を出力する。２９は切り替えスイッチであり、局部発信器２７と２８のいずれかを選択して、その出力を乗算部１９に接続する。図６を用いて説明したのと同じように、多周波数チップアンテナ１４で１ＧＨｚと１．１ＧＨｚの二つの周波数をもつ伝播信号が受信され、これらの二つの周波数を持つ受信信号の電力が電力算出部１６で算出される。算出された電力の結果は局部発信器選択部２６に通知され、局部発信器選択部２６では電力の高い周波数に対応する局部周波数を出力する局部発信器を選択する。ベースバンド信号２１が２００ＭＨｚであり、１．１ＧＨｚの受信信号のほうが１ＧＨｚの受信信号よりも電力が高いとする。局部発信器２７の局部周波数が８００ＭＨｚ、局部発信器２８の局部周波数が９００ＭＨｚとすると、１．１ＧＨｚを選択して復調部２２に出力するために、９００ＭＨｚの局部周波数をもつ局部発信器２８が選択される。すなわち切り替えスイッチ２９では局部発信器２８の出力が乗算部１９に接続される。ＢＰＦ２０で余分な周波数の信号が遮蔽され、２００ＭＨｚの周波数を持つ信号のみが復調部２２に出力されて、データ復調される。これにより受信特性が向上する。
【００８０】
以上のように、局部発信器を複数設け、受信信号の電力に従って局部発信器を選択することで、受信電力の高い周波数の受信信号を選択して受信特性を向上させる、周波数選択ダイバーシティが実現される。更に、非常に小型の多周波数チップアンテナ１４で多数の周波数の信号を同時に受信できるので、受信装置を非常に小型にすることができる。
【００８１】
なお、図５の周波数選択ダイバーシティ受信装置１３で説明したのと同様に、他の周波数でもよく、３以上の周波数を同時受信する場合でも同様である。また、ノイズの影響で電力が増加したＣ／Ｎ比の低い受信信号を排除して周波数選択ダイバーシティを行うために、最も電力の高い周波数の受信信号を除いた上で選択したり、図７のように任意の閾値を超える電力の周波数を持つ受信信号を除いた上で選択したりすることも好適である。
【００８２】
なお、乗算部１９、ＢＰＦ２０、電力算出部１６、復調部２２、可変局部発信器１８、局部周波数選択部１７、制御部２３は、これらの一部、もしくは全部を一つの集積回路（ＩＣ、ＬＳＩ）で実現されても良く、この場合には更なる小型化が実現される。
【００８３】
（実施の形態２）
最初に各図面の位置づけを説明する。
【００８４】
図９は本発明の実施の形態２における周波数選択ダイバーシティのブロック図である。図１０は本発明の実施の形態２における周波数選択ダイバーシティの動作チャートである。図１１は本発明の実施の形態２における周波数選択ダイバーシティのブロック図であり、図９とは別の構成のものである。図１２は本発明の実施の形態２における周波数選択ダイバーシティのブロック図であり、図９、図１１とは別の構成のものである。
【００８５】
まず実施の形態２における周波数ダイバーシティについて図９、図１０を用いて説明する。
【００８６】
図９で他の図面と同一の符号を割り当てているものは説明を省略する。３０は周波数選択ダイバーシティ受信装置であり、３１は可変の局部周波数を発信する可変局部発信器、３２は電力算出部、３３は局部周波数選択部である。なお、ノイズ対策のために多周波数チップアンテナ１４の後に低域通過フィルタを挿入することも好適である。
【００８７】
この周波数選択ダイバーシティ受信装置３０の動作について説明する。
【００８８】
図には表していない送信局から１ＧＨｚと１．１ＧＨｚの２つの周波数に同一のデータが搬送されて送信される。多周波数チップアンテナ１４ではこの二つの周波数に共振し、１ＧＨｚと１．１ＧＨｚの二つの伝播信号が受信され、受信信号が信号伝送路１５を伝達する。この周波数選択ダイバーシティ受信装置３０では初期状態では１ＧＨｚの信号が選択されて復調される。すなわち可変局部発信器３１からは１ＧＨｚの受信信号をベースバンド信号に変換する必要があり、局部周波数選択部３３では１ＧＨｚの受信信号をベースバンド信号に変換するための局部周波数が選択されている。ベースバンド信号が２００ＭＨｚの周波数をもつとすると、可変局部発信器３１からは８００ＭＨｚの局部周波数が乗算部１９に出力されている。乗算部１９で１ＧＨｚの受信信号に８００ＭＨｚの局部周波数が乗じられることで２００ＭＨｚと１．８ＧＨｚの信号が生成され、これを２００ＭＨｚを通過帯域とするＢＰＦ２０を通して２００ＭＨｚの周波数をもつベースバンド信号２１が生成される。ベースバンド信号２１は復調部２２でデータ復調され、復調されたデータは誤り検出や誤り訂正されて、画像や音声などに再生される。
【００８９】
ベースバンド信号２１は、復調部２２に入力してデータ復調されると同時に、電力算出部３２に入力して、その電力が算出される。電力算出部３２では検波などにより信号波形の電圧レベルを算出した後に電力が算出される。このため、図では電力算出部３２と復調部２２を分けて記載しているが、復調部２２には検波処理も含まれることが普通であるので、復調部２２の中に含まれる検波処理を共用して電力算出が行われることも多い。このため電力算出部３２は復調部２２に含まれて構成されても良い。
【００９０】
電力算出の結果は局部周波数選択部３３に通知される。局部周波数選択部３３には、任意の電力の閾値が設定されており算出された電力とこの任意の閾値との比較がなされる。任意の閾値としては、例えばビットエラーレート（以下「ＢＥＲ」という）が誤り訂正を行ってエラーフリーとなる１０の−４乗のオーダーに達する電力値としておくことなどが考えられる。すなわち復調するためのベースバンド信号２１の電力がエラーフリーとなる電力より低い場合には、現在選択されている１ＧＨｚの周波数を持つ受信信号は受信特性から見て十分な電力を有していないと判断される。ここで、ベースバンド信号２１の算出された電力が閾値を下回っている場合には選択されている１ＧＨｚの受信信号を用いて復調するのではなく、もう一方の１．１ＧＨｚの受信信号を用いて復調するほうが受信特性を向上させることができる。このため、局部周波数選択部３３では１．１ＧＨｚの周波数の受信信号を選択するために、可変局部発信器３１の周波数を９００ＭＨｚに変更する。９００ＭＨｚの局部周波数が乗算部１９で受信信号に乗算されることで１．１ＧＨｚの周波数の受信信号から２００ＭＨｚと２ＧＨｚの周波数の信号が生成され、ＢＰＦ２０により２００ＭＨｚのベースバンド信号２１が生成される。このベースバンド信号２１は局部周波数を変更する前と異なり、１．１ＧＨｚの周波数をもつ受信信号から作られているため、別の周波数である１．１ＧＨｚが選択されて復調されることになる。これにより電力が低下して受信特性に悪影響を与えることが判断されていた１ＧＨｚの受信信号から１．１ＧＨｚの受信信号に切り替えることができ、受信特性を向上させることができる。
【００９１】
ここで、１．１ＧＨｚの受信信号から生成されたベースバンド信号２１も同様に電力が算出されて、電力算出の結果、任意の閾値よりも低い場合には局部周波数選択部３３において別の周波数である１ＧＨｚの受信信号を選択することが判断される。すなわち、局部周波数選択部３３で８００ＭＨｚの局部周波数が選択されて、可変局部発信器３１から８００ＭＨｚの局部周波数が出力されて乗算部１９で乗算される。これにより再び１ＧＨｚの周波数の受信信号が選択されて復調される。このように、電力算出から受信する周波数の選択を、可変局部発信器３１からの局部周波数を変更することで実現し、結果として受信特性を向上させることが可能となる。しかも小型の多周波数チップアンテナ１４により二つの周波数を同時受信できるため、部品点数の削減や実装面積の削減により、受信装置の小型化、薄型化、低コスト化が実現される。
【００９２】
なお、乗算部１９、ＢＰＦ２０、電力算出部３２、復調部２２、可変局部発信器３１、局部周波数選択部３３、制御部２３は、これらの一部、もしくは全部を一つの集積回路（ＩＣ、ＬＳＩ）で実現されても良く、この場合には更なる小型化が実現される。
【００９３】
なお、受信環境の変動の激しい場所では電力算出により受信信号の周波数切り替えを頻繁に行い、受信環境の変動が緩やかな場所では緩やかに切り替えを行うようにするため、局部周波数選択部３３での搬送波の切り替えを時間間隔で区切り、その時間間隔を長くしたり短くしたりして調整することも好適である。これにより状況に即した周波数選択ダイバーシティが実現される。また、ループフィルタを用いて電力算出の応答性のスピードを調整することも好適である。
【００９４】
また、図９では受信信号の周波数を１ＧＨｚと１．１ＧＨｚの二つとしたが、別の周波数でもよく、３以上の周波数の受信信号を受信して、これらを選択しても良い。この場合には、閾値を２以上設けておいてベースバンド信号の電力がどの閾値領域に入るかで、どの周波数を選択するかを決定しても良い。例えば受信信号が１ＧＨｚと１．１ＧＨｚと１．２ＧＨｚの３つある場合には、閾値Ａと閾値Ｂを設けておいて、ベースバンド信号の電力が閾値Ａ未満であれば１ＧＨｚの受信信号を、閾値Ａ以上閾値Ｂ未満であれば１．１ＧＨｚの受信信号を、閾値Ｂ以上であれば１．２ＧＨｚの受信信号を選択する、周波数選択ダイバーシティとして、受信特性を向上させても良い。もしくは、閾値は一つにしておいて、切り替えの順番のみを規定しておいてもよい。例えば初期状態では１ＧＨｚの受信信号を選択し、この電力が閾値未満のときには１．１ＧＨｚの受信信号の選択に切り替えて、次いでこの１．１ＧＨｚの受信信号の電力が閾値未満であれば１．２ＧＨｚの受信信号の選択に切り替え、更にこの１．２ＧＨｚの受信信号の電力が閾値未満であった場合には再び１ＧＨｚの受信信号の選択に切り替えるという実行手順を繰り返すことで、受信特性を向上させても良い。
【００９５】
ここで、１ＧＨｚ、１．１ＧＨｚ、１．２ＧＨｚの３種類の周波数をもつ受信信号をベースバンド信号の周波数を２００ＭＨｚとした場合の周波数選択ダイバーシティの動作フローを図１０を用いて説明する。
【００９６】
ＳＴ１は受信スタートであり、受信スタート直後の初期状態では１ＧＨｚの受信信号が選択されるため、局部周波数として８００ＭＨｚが選択される（ＳＴ２）。ついで、１ＧＨｚの受信信号から生成されたベースバンド信号の電力が算出され（ＳＴ３）、電力が任意の閾値と比較され（ＳＴ４）、閾値未満の場合には、１．１ＧＨｚの受信信号が選択され、局部周波数が９００ＭＨｚに切り替えられる（ＳＴ５）。閾値以上の場合には、周波数の切り替えが行われず、１ＧＨｚの受信信号の受信が続行される。１．１ＧＨｚの受信信号から生成されたベースバンド信号の電力が算出され（ＳＴ６）、その電力が閾値と比較される（ＳＴ７）。比較の結果、閾値未満であれば１．２ＧＨｚの受信信号が選択され、局部周波数が１ＧＨｚに切り替えられる（ＳＴ８）。もちろん閾値以上の場合にはそのままである。次いで、１．２ＧＨｚの受信信号から生成されるベースバンド信号の電力が算出され（ＳＴ９）、その電力が閾値と比較されて（ＳＴ１０）、閾値未満の時には再び１ＧＨｚの受信信号が選択されて局部周波数は８００ＭＨｚに切り替えられる。こうして再び１ＧＨｚの受信信号から生成されるベースバンド信号の電力算出（ＳＴ３）のフローが開始される。
【００９７】
以上のように、３以上の周波数の受信信号の周波数選択ダイバーシティが実現される。
【００９８】
次に図１１を用いて別の構成による周波数選択ダイバーシティについて説明する。
【００９９】
３４は周波数選択ダイバーシティ受信装置であり、３５は局部発信器選択部、３６、３７は局部発信器でそれぞれ異なる局部周波数を有し、３８は切り替えスイッチである。なお、ノイズ対策のために多周波数チップアンテナ１４の後に低域通過フィルタを挿入することも好適である。
【０１００】
多周波数チップアンテナ１４において１ＧＨｚと１．１ＧＨｚの周波数をもつ受信信号が受信され、ベースバンド信号を２００ＭＨｚとするときには、局部発信器３６は８００ＭＨｚの局部周波数を出力し、局部発信器３７は９００ＭＨｚの局部周波数を出力する。もちろん逆であっても良い。図９を用いて説明したのと同様に、受信開始初期状態では１ＧＨｚの受信信号を選択して復調する。このため、局部発信器選択部３５では８００ＭＨｚの局部周波数を出力する局部発信器３６を選択する。ベースバンド信号２１は図９を用いて説明したのと同様に電力算出部３２でその電力が算出される。算出された電力の結果は局部発信器選択部３５に通知され、局部発信器選択部３５では任意の閾値と電力値が比較される。比較の結果、閾値未満である場合には、１．１ＧＨｚの受信信号を選択するために、９００ＭＨｚの局部周波数を有する局部発信器３７が選択される。選択は切り替えスイッチ３８の切り替えにより実現される。これにより１．１ＧＨｚの受信信号が選択され、復調される。このようにして周波数選択ダイバーシティが実現され、受信特性を向上させることができる。しかも小型の多周波数チップアンテナ１４により二つの周波数を同時受信できるため、部品点数の削減や実装面積の削減により、受信装置の小型化、薄型化、低コスト化が実現される。なお、受信信号の周波数を１ＧＨｚと１．１ＧＨｚの二つとしたが、別の周波数でもよく、３以上の周波数の受信信号を受信して、これらを選択しても良い。
【０１０１】
次に局部発信器によるダウンコンバージョンを用いない周波数選択ダイバーシティについて図１２を用いて説明する。
【０１０２】
３９は周波数選択ダイバーシティ受信装置であり、４０は検波部、４１は電力算出部、４２は搬送波選択部、４３は可変搬送波出力器である。これは伝播信号の周波数が十分に低く、ダウンバージョンが不要である場合や、復調部２２の高周波性能が高いために高周波のままでも復調することができるためにダウンコンバージョンが不要である場合である。
【０１０３】
図には示していないが、送信局から同一データが１００ＭＨｚと２００ＭＨｚの二つの周波数の伝播信号により搬送される。多周波数チップアンテナ１４で１００ＭＨｚと２００ＭＨｚの二つの周波数の伝播信号が受信される。初期状態では１００ＭＨｚの受信信号が選択されて復調される。検波部４０では搬送波が受信信号に乗算されることで検波が行われる。搬送波は受信信号の周波数と同一周波数の信号が主に用いられる。信号がＢＰＳＫという位相変調で変調されている場合には、同一位相の場合には搬送波の乗算によりその振幅が大きくなり、逆位相の場合には搬送波の乗算により振幅が低下する。例えば同一位相には「１」が逆位相には「０」が割り当てられる位相変調であれば、振幅の大きくなるところが「１」、そうでないところが「０」とみなして検波される。検波に用いられる搬送波は１００ＭＨｚの受信信号にあわせて１００ＭＨｚの周波数であるので、２００ＭＨｚの受信信号には有効に働かず、１００ＭＨｚの受信信号のみが選択されて検波され、復調部２２でデータ復調される。
【０１０４】
検波された信号はその電圧レベルが分かるため電力算出部４１でその電力が算出される。電力算出の結果は搬送波選択部４２に通知され、任意の閾値と比較される。電力が任意の閾値未満の時には、受信特性が悪くなる場合であるので、搬送波を切り替えて、受信信号を１００ＭＨｚのものから２００ＭＨｚのものに切り替える必要がある。このため搬送波選択部４２の結果を受けて、可変搬送波出力部では、それまでの１００ＭＨｚの搬送波から２００ＭＨｚの搬送波に切り替えて、２００ＭＨｚの受信信号を選択することを実現する。このとき２００ＭＨｚの受信信号の電力が高ければ、１００ＭＨｚの受信信号を受信し続けるよりも受信特性が向上することになる。２００ＭＨｚの受信信号の電力は電力算出部４１で算出されるので、同様に任意の閾値と比較され、任意の閾値未満であれば、再び１００ＭＨｚの受信信号を選択するべく、搬送波が１００ＭＨｚに選択される。この繰り返しにより、周波数選択ダイバーシティが実現される。
【０１０５】
なお、受信環境の変動の激しい場所では電力算出により受信信号の周波数切り替えを頻繁に行い、受信環境の変動が緩やかな場所では緩やかに切り替えを行うようにするため、搬送波選択部４２での搬送波の切り替えを時間間隔で区切り、その時間間隔を長くしたり短くしたりして調整することも好適である。これにより状況に即した周波数選択ダイバーシティが実現される。また、ループフィルタを用いて電力算出の応答性のスピードを調整することも好適である。
【０１０６】
なお、搬送波の切り替えのために可変搬送波を出力する可変搬送波出力器４３を用いたが、異なる周波数の搬送波を出力する複数の搬送波出力器を用いて、電力算出部４１での結果に従い、搬送波出力器を切り替える切り替えスイッチを制御することで、同様に周波数選択ダイバーシティを実現しても良い。
【０１０７】
また、二つの周波数の受信信号だけでなく、３以上の周波数の受信信号を選択する場合でも同様であり、初期状態をいずれに設定しておいても良い。また、複数の周波数をもつ受信信号の電力算出において重み付けを行い、ある周波数の受信信号が選択されやすくすることもよい。この場合には、周波数選択の切り替えが頻繁に起こりにくくなるために、回路動作の負担が減少し、受信装置の消費電力の低下などにも効果的である。
【０１０８】
以上のように、周波数選択ダイバーシティを実現することで受信特性を向上させることが可能となる。しかも小型の多周波数チップアンテナ１４により複数の周波数を同時受信できるため、部品点数の削減や実装面積の削減により、受信装置の小型化、薄型化、低コスト化が実現される。
【０１０９】
更に、乗算部１９、ＢＰＦ２０、復調部２２などは、これらの一部、もしくは全部が一つの集積回路（ＩＣ、ＬＳＩ）で実現されても良く、この場合には更なる小型化が実現される。
【０１１０】
（実施の形態３）
最初に図面の概要を説明する。
【０１１１】
図１３は本発明の実施の形態３における周波数選択ダイバーシティのブロック図である。図１４は本発明の実施の形態３における周波数選択ダイバーシティのブロック図であり、図１３とは別の構成を持つものである。図１５はコンスタレーション図である。
【０１１２】
実施の形態２では、電力を算出することで受信信号の周波数を選択するダイバーシティを説明したが、実施の形態３では電力算出以外を選択の基準とする周波数選択ダイバーシティについて複数の構成を用いて説明する。
【０１１３】
図１３を用いて周波数選択ダイバーシティについて説明する。
【０１１４】
４５は周波数選択ダイバーシティ受信装置であり、４６は誤り検出部である。送信局から１ＧＨｚと１．１ＧＨｚの二つの伝播信号が送信されているとし、ベースバンド信号２１の周波数を２００ＭＨｚとする。多周波数チップアンテナ１４で受信された複数の周波数の受信信号は信号伝送路１５を通じて乗算部１９に入力する。初期状態では１ＧＨｚの受信信号が選択されるとした場合には、可変局部発信器３１からは８００ＭＨｚの局部周波数が出力されて乗算される。ＢＰＦ２０を通過後、２００ＭＨｚのベースバンド信号は復調部２２で復調され、誤り検出部４６に入力する。誤り検出部４６ではパリティ符号や巡回符号などを用いて復調データの誤り率が検出される。誤り検出部４６で検出された誤り率は局部周波数選択部３３に通知される。誤り率は任意の閾値と比較され、誤り率が任意の閾値以上の場合には１．１ＧＨｚの周波数の受信信号に切り替えるために、局部周波数を９００ＭＨｚに切り替える。すなわち局部周波数選択部３３で局部周波数を切り替えて、可変局部発信器３１から乗算部１９に９００ＭＨｚの局部周波数を出力する。１．１ＧＨｚの受信信号を選択して、再び誤り率を検出し、検出された誤り率が閾値と比較され、閾値以上の場合には再び１ＧＨｚの受信信号の選択に切り替える。もちろん初期状態を１．１ＧＨｚとしておいても同様である。また誤り検出結果による周波数の切り替えの時間間隔は、周囲環境の変動に合わせて適正に調整することが望ましい。
【０１１５】
以上のように、誤り率を基準にして周波数選択ダイバーシティが実現され、受信特性を向上させることが可能となる。しかも小型の多周波数チップアンテナ１４により二つの周波数を同時受信できるため、部品点数の削減や実装面積の削減により、受信装置の小型化、薄型化、低コスト化が実現される。
【０１１６】
なお、２つの周波数だけでなく、３以上の周波数を用いた場合であっても同様である。また、誤り検出には巡回符号やパリティ符号以外に、ターボ符号やビタビ複合、リードソロモン符号を用いたものであっても良い。
【０１１７】
なお、図１３では局部発信器を可変の局部周波数を出力する可変局部発信器として、局部周波数を切り替えたが、図１１と同様に、異なる局部周波数を出力できる局部発信器を複数有し、誤り率にしたがってこの複数の局部発信器の一つを選択する方式でも同様の効果が得られる。
【０１１８】
また、図１２の場合と同様に、ダウンコンバージョンを行わない場合には、検波部４０で用いる搬送波の周波数を誤り率を基準に切り替えて、受信信号の周波数を選択することでも良い。あるいは複数の搬送波出力器を誤り率を基準に切り替えることで、受信信号の周波数を選択してもよい。これらにより同様に周波数選択ダイバーシティが実現され、受信特性の向上が図られる。
【０１１９】
次に、図１４を用いて送信信号が直交変調により直交変調されている場合に、直交復調後のコンスタレーションを基準として周波数選択ダイバーシティを行う場合について説明する。
【０１２０】
４７は周波数選択ダイバーシティ受信装置であり、４８は直交復調部、４９はコンスタレーション算出部、５０は分散算出部である。
【０１２１】
ベースバンド信号２１は直交復調部４８でＩ軸とＱ軸の直交平面に展開される。展開された結果、コンスタレーション算出部４９で直交平面上のコンスタレーションが算出される。次いで、算出されたコンスタレーション結果は分散算出部５０に出力され、受信点と受信ポイントの距離の分散が算出される。算出された分散の値は局部周波数選択部３３に通知され、任意の閾値と比較される。分散値が任意の閾値以上の場合には、選択されている周波数の受信信号では受信特性が低いものとみなして、別の周波数の受信信号を選択する。すなわち局部周波数を切り替えることで実現される。
【０１２２】
ここで、図１５をもちいてコンスタレーションについて説明する。図１５にはＱＰＳＫの場合のコンスタレーションが示されている。黒丸により表されているのは本来の理想的な受信ポイントであり、×印で表されている点は受信した結果の受信点である。５１は受信ポイントの一つ、５２は受信点の一つ、５３は相対距離である。相対距離５３は受信ポイント５１と受信点５２の距離の相違を表しており、多数の受信点についてこれらの距離を測定し、その合計の平均を算出することで分散が算出される。分散値が大きいほど、受信状態が悪いことが示される。
【０１２３】
ＱＰＳＫなどの直交変調を用いて送信される伝播信号を受信して復調する場合には、直交復調が行われる。このときＩ軸とＱ軸の直交平面上に受信点が描かれるコンスタレーションが算出される。コンスタレーションに描かれる受信点と、本来のあるべき受信ポイントとの距離的な相違は、受信信号の振幅や位相のずれを示しており、すなわちこのずれが受信特性を表す指標となる。受信点と受信ポイントとの距離が小さい場合は受信エラーが少なく、受信特性が高い状態であると判断される。一方、受信点と受信ポイントの距離が大きい場合には、送信時の振幅や位相とは大きくずれてしまっており、復調しても誤る可能性が高く、受信特性が低い状態であると判断される。このため、このコンスタレーションから、受信状態を判断し、受信信号の周波数選択を切り替えることで、受信特性を向上させることが可能となる。
【０１２４】
なお、可変局部発信器ではなく、複数の異なる局部周波数を出力する局部発信器をもちいて、これらのいずれかを選択することで、周波数の選択を実現することでも良い。あるいは３以上の周波数の受信信号であっても同様である。
【０１２５】
また、図１２の場合と同様に、ダウンコンバージョンを行わない場合には、検波部４０で用いる搬送波の周波数を、コンスタレーションの分散値を基準に切り替えて、受信信号の周波数を選択することでも同様に周波数選択ダイバーシティが実現され、受信特性の向上が図られる。
【０１２６】
なお、コンスタレーションで求められる受信点と受信ポイントの距離の分散値のみでなく、その偏差値を用いても同様であり、周波数の切り替え時間間隔を適切にするために、分散値算出時間間隔を調整することも好適である。
【０１２７】
以上のように、誤り率やコンスタレーションなどを利用した基準を用いて周波数選択ダイバーシティを実現して受信特性を向上させることが可能となる。しかも小型の多周波数チップアンテナ１４により複数の周波数を同時受信できるため、部品点数の削減や実装面積の削減により、受信特性を向上させる受信装置の小型化、薄型化、低コスト化が実現される。
【０１２８】
更に、乗算部１９、ＢＰＦ２０、復調部２２などは、これらの一部、もしくは全部が一つの集積回路（ＩＣ、ＬＳＩ）で実現されても良く、この場合には更なる小型化が実現される。
【０１２９】
【発明の効果】
以上のように、本発明では非常に小型の多共振の多周波数チップアンテナを用い、受信信号の電力を基準に受信信号の周波数切り替えを行う周波数選択ダイバーシティによる受信特性を高めた受信装置を、非常に小型、薄型で低コストで実現することが可能となる。
【０１３０】
更に、多周波数チップアンテナでの同時受信できる周波数を増加させた場合であっても、周波数選択ダイバーシティを行う受信装置の小型化、低コストを実現することが可能となる。
【０１３１】
また、多周波数チップアンテナの共振数を多くすることで、より精度の高い周波数選択ダイバーシティを実現することができ、受信装置の小型化、薄型化、低コストを維持したまま受信特性を更に向上することが可能となる。
【０１３２】
また、受信信号の電力に加えて、誤り率やコンスタレーションの分散値を基準として周波数を選択することで、周辺環境に応じたフレキシビリティな周波数ダイバーシティを実現でき、受信特性を更に向上させることを、小型を維持した装置で実現することが可能となる。
【０１３３】
更に、周波数の選択をダウンコンバージョンのための局部発信器や、検波のための搬送波出力器を用いて行うことで、余分な回路や装置を追加することなく周波数選択ダイバーシティを実現でき、小型を維持した受信装置で受信特性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における周波数選択ダイバーシティに用いられる多周波数チップアンテナの斜視図
【図２】本発明の実施の形態１における周波数選択ダイバーシティに用いられる多周波数チップアンテナの斜視図
【図３】多周波数チップアンテナの等価回路図
【図４】モノポールアンテナの等価回路図
【図５】本発明の実施の形態１における周波数選択ダイバーシティのブロック図
【図６】本発明の実施の形態１におけるベースバンド信号の生成図
【図７】本発明の実施の形態１における電力比較図
【図８】本発明の実施の形態１における周波数選択ダイバーシティのブロック図
【図９】本発明の実施の形態２における周波数選択ダイバーシティのブロック図
【図１０】本発明の実施の形態２における周波数選択ダイバーシティの動作チャート
【図１１】本発明の実施の形態２における周波数選択ダイバーシティのブロック図
【図１２】本発明の実施の形態２における周波数選択ダイバーシティのブロック図
【図１３】本発明の実施の形態３における周波数選択ダイバーシティのブロック図
【図１４】本発明の実施の形態３における周波数選択ダイバーシティのブロック図
【図１５】コンスタレーション図
【図１６】従来の技術における周波数選択ダイバーシティのブロック図
【符号の説明】
１  基体
２、３  端部
４  凸部
５、６  端子部
７、８、９  ヘリカル導体部
７ｂ、８ｂ、９ｂ  スパイラル溝
１０、１１、１２  導体部
１３、２５、３０、３４、３９、４５、４７  周波数選択ダイバーシティ受信装置
１４  多周波数チップアンテナ
１５  信号伝送路
１６  電力算出部
１７  局部周波数選択部
１８  可変局部発信器
１９  乗算部
２０  帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）
２１  ベースバンド信号
２２  復調部
２３  制御部
２４  閾値
２６、３５  局部発信器選択部
２７、２８、３６、３７  局部発信器
２９、３８  切り替えスイッチ
３１  可変局部発信器
３２  電力算出部
３３  局部周波数選択部
４０  検波部
４１  電力算出部
４２  搬送波選択部
４３  可変搬送波出力器
４６  誤り検出部
４８  直交復調部
４９  コンスタレーション算出部
５０  分散算出部
５１  受信ポイント
５２  受信点
５３  相対距離
１００  送信局
１０１、１０２  伝播信号
１０３、１０４  アンテナ
１０５、１０６  電力算出部
１０７  比較部
１０８  局部周波数発信器
１０９  乗算部
１１０  復調部
１１１  制御部
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３  容量成分
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３  インダクタ成分
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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