(57)【要約】【課題】信号検出を行う検波回路及び受信装置において、温度・周波数・帯域等の変化によりノイズレベルが変動したとき、ノイズレベルの制御を行わず、またＳ／Ｎ比が一定で信号検出が行える検波回路を得る。【解決手段】入力信号を検波する検波器と、その検波された検波信号からノイズレベルを測定し、その平均電圧を算出するノイズ平均算出回路と、予め算出したＳ／Ｎ電圧を出力するＳ／Ｎ設定電圧回路と、前記Ｓ／Ｎ電圧に前記ノイズ平均算出回路から出力されるノイズ平均電圧を加算してスライスレベルを出力する加算器と、その加算器から出力されるスライスレベルと前記検波された検波信号を比較し、前記スライスレベルを超える値の前記検波信号が入力されると、出力信号を生成するコンパレータとを備えて、Ｓ／Ｎ電圧にノイズ平均電圧を加算したスライスレベルにより信号検出を行う。【選択図】        図１
2004215160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を検波する検波器と、その検波された検波信号からノイズレベルを測定し、その平均電圧を算出するノイズ平均算出回路と、予め算出したＳ／Ｎ電圧を出力するＳ／Ｎ設定電圧回路と、前記Ｓ／Ｎ電圧に前記ノイズ平均算出回路から出力されるノイズ平均電圧を加算してスライスレベルを出力する加算器と、その加算器から出力されるスライスレベルと前記検波された検波信号を比較し、前記スライスレベルを超える値の前記検波信号が入力されると、出力信号を生成するコンパレータとを備えたことを特徴とする検波回路。
【請求項２】
前記ノイズ平均電圧が所定レベルを超えないように前記ノイズ平均算出回路のノイズ平均電圧を制限するリミッティング回路を備えた請求項１に記載の検波回路。
【請求項３】
前記ノイズレベルが変化したとき、前記スライスレベルが前記ノイズ平均電圧に追従して変化するまで前記ノイズレベルの変化する前記入力信号の動作検知して、前記コンパレータからの出力信号を遮断するトリガ無効回路を備えた請求項１に記載の検波回路。
【請求項４】
到来電波を受信するアンテナと、そのアンテナにより受信した受信信号をフィルタリングするバンドパスフィルタと帯域切替スイッチからなる帯域切替回路と、その帯域切替回路からの前記受信信号を分波する二分波器と、その二分波器によって分波された一方の前記受信信号を検波する検波器と、その検波器により検波された検波信号からそのノイズレベルの平均値を算出するノイズ平均算出回路と、Ｓ／Ｎ電圧を予め算出して出力するＳ／Ｎ設定電圧回路と、前記Ｓ／Ｎ電圧に前記ノイズ平均算出回路から出力されるノイズ平均電圧を加算してスライスレベルを出力する加算器と、前記検波信号と前記スライスレベルを比較し、前記スライスレベルを超える値の前記検波信号が入力されると、トリガ信号を生成するコンパレータと、前記トリガ信号に基いて前記二分波器によって分波された他方の前記受信信号の周波数を測定する周波数測定回路とを備えたことを特徴とする受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、予め設定したＳ／Ｎ電圧を変えずに信号検出を行う検波回路及びその検波回路を用いて入力信号の周波数を測定する受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、信号検出を行う受信装置及び検波回路において、温度・周波数・帯域等の変化によりノイズレベルが変動したとき、信号を検出するためにノイズレベルを一定値に制御するか、スライスレベルをノイズレベルの変動に追従させていた。例えば、ノイズレベルを測定する回路と補正ＲＯＭを設けてノイズレベルを測定した後に補正ＲＯＭによりノイズレベルを一定に値に調整を行ったり、また特許文献１に示されるように、閾値つまりＳ／Ｎ電圧を変更してスライスレベルをノイズレベルの変動に追従させていた。
【特許文献１】
特開２００１―１６６０３５公報（第３頁段落［０００３］第４４行目乃至４７目の記載事項及び図１４の内容参照。）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、例えばノイズレベルを測定する回路と補正ＲＯＭを設けて、ノイズレベルを一定に保つように制御すると、その制御によりノイズレベルを一定値に調整するまでの期間は受信ができない。またノイズレベルを測定する回路と補正ＲＯＭは高価で、また回路全体の制御が複雑になるという問題点がある。一方、Ｓ／Ｎ電圧イコールスライスレベルとしてＳ／Ｎ電圧を固定にしたままノイズレベルが変動すると、Ｓ／Ｎ比が元の設定と異なってしまい、誤検出確率が上がったり、感度が落ちたりといった問題があった。
【０００４】
この発明は上記のような課題を解消するためになされたものであり、温度・周波数・帯域等の変化により回路内部のノイズレベルが変動に対しても、一定のＳ／Ｎ電圧にノイズ平均電圧を足し合わせたスライスレベルで信号検出を行い、ノイズレベルを一定値に制御する回路が必要無く、受信ができない期間をほぼ無くせ、誤検出確率が一定であり、またシステムが要求する到来電波の信号間隔に合うようノイズ平均電圧の算出時間を調整できる検波回路、またその検波回路を用いた受信装置を提供すること目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る検波回路は、入力信号を検波する検波器と、その検波された検波信号からノイズレベルを測定し、その平均電圧を算出するノイズ平均算出回路と、予め算出したＳ／Ｎ電圧を出力するＳ／Ｎ設定電圧回路と、前記Ｓ／Ｎ電圧に前記ノイズ平均算出回路から出力されるノイズ平均電圧を加算してスライスレベルを出力する加算器と、その加算器から出力されるスライスレベルと前記検波された検波信号を比較し、前記スライスレベルを超える値の前記検波信号が入力されると、出力信号を生成するコンパレータとを備えたものである。
【０００６】
請求項２の発明に係る検波回路は、前記ノイズ平均電圧が所定レベルを超えないように前記ノイズ平均算出回路のノイズ平均電圧を制限するリミッティング回路を備えたものである。
【０００７】
請求項３の発明に係る検波回路は、前記ノイズレベルが変化したとき、前記スライスレベルが前記ノイズ平均電圧に追従して変化するまで前記ノイズレベルの変化する前記入力信号の動作検知して、前記コンパレータからの出力信号を遮断するトリガ無効回路を備えたものである。
【０００８】
請求項４の発明に係る受信装置は、到来電波を受信するアンテナと、そのアンテナにより受信した受信信号をフィルタリングするバンドパスフィルタと帯域切替スイッチからなる帯域切替回路と、その帯域切替回路からの前記受信信号を分波する二分波器と、その二分波器によって分波された一方の前記受信信号を検波する検波器と、その検波器により検波された検波信号からそのノイズレベルの平均値を算出するノイズ平均算出回路と、Ｓ／Ｎ電圧を予め算出して出力するＳ／Ｎ設定電圧回路と、前記Ｓ／Ｎ電圧に前記ノイズ平均算出回路から出力されるノイズ平均電圧を加算してスライスレベルを出力する加算器と、前記検波信号と前記スライスレベルを比較し、前記スライスレベルを超える値の前記検波信号が入力されると、トリガ信号を生成するコンパレータと、前記トリガ信号に基いて前記二分波器によって分波された他方の前記受信信号の周波数を測定する周波数測定回路とを備えたものである。
【００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について図１を用いて説明する。図１は、実施の形態１による検波回路構成図であり、図１において１は入力信号を検波する検波器、２，３は検波信号を分離するオペアンプ、４は検波信号から入力信号のノイズレベルの平均値を算出するノイズ平均算出回路、６は受信回路の内部雑音からＳ／Ｎ比の電圧を設定するＳ／Ｎ電圧設定回路、５はノイズ平均電圧にＳ／Ｎ電圧を加算する加算器、７はノイズ平均電圧にＳ／Ｎ電圧を加算した電圧と検波信号を比較して検波信号がノイズ平均電圧にＳ／Ｎ電圧を加算した電圧を超えると出力信号を生成するコンパレータである。
【００１０】
次に動作について説明する。入力信号は検波器１で検波され検波信号となり、検波信号を分離してオペアンプ２，３でそれぞれ増幅する。検波信号の一方はノイズ平均算出回路４に送られてノイズ平均電圧が算出される。ノイズ平均電圧は加算器５でＳ／Ｎ電圧と加算されてスライスレベルとなり、コンパレータ７に送られる。検波信号の他方はビデオ電圧としてコンパレータ７に送られ、スライスレベルと比較されてスライスレベルを超える値のビデオ電圧値が入力されると、コンパレータ７が出力信号を出力する。また加算器５においてＳ／Ｎ電圧にノイズ平均電圧を加算しているので、スライスレベルはノイズレベルが変化しても、一定のＳ／Ｎ比で信号検出を行える。
【００１１】
次にノイズ平均算出回路４の動作について図２を用いて説明する。図２は入力信号が検出されたとき及び温度・周波数・帯域等の変化によりノイズレベルが変動したときの信号波形図である。８はノイズレベル、１０はノイズ平均電圧、９はＳ／Ｎ電圧にノイズ平均電圧を加算したスライスレベル、１２は入力信号によるノイズ平均電圧１０とスライスレベル９の波形変化曲線、１３は温度・周波数・帯域等の変化によるノイズ量変化点、１４はノイズ量変化後の入力信号、１５はノイズ量変化後の入力信号によるノイズ平均電圧１０とスライスレベル９の波形変化曲線である。
【００１２】
ノイズ平均算出回路４のノイズ平均算出時間は、スライスレベル９の波形変化曲線１２が入力信号１１の信号検出の妨げにならないように、入力信号が入力した直後にノイズ平均電圧をＳ／Ｎ電圧に加算しないように、ノイズ平均算出には、そのシステムに応じたある程度の時間をかける。入力信号１１が入力されるとノイズ平均電圧１０とスライスレベル９が波形変化曲線１２のように入力信号１１に遅れて変化するので、入力信号１１（斜線部）が検出される。またノイズ量変化点１３のように温度・周波数・帯域等の変化によりノイズ量が変化したときは、ノイズ平均電圧１０とスライスレベル９ともにノイズレベル９の変化に追従して変化して信号検出を行う。それから入力信号１４が入力されるとノイズ平均電圧１０とスライスレベル９が波形変化曲線１５のように入力信号１４に遅れて変化するので、入力信号１４（斜線部）が検出される。ノイズ平均算出に時間をかけすぎると、スライスレベル９の波形変化曲線１２が元のスライスレベル９の状態に戻る前に信号が入力したときに検出できなくなるので、ノイズ平均算出の時間は、システムが必要とする到来電波の時間間隔に合うよう調整する。
【００１３】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２について図３を用いて説明する。図３は、実施の形態２による検波回路構成図であり、１６は検波信号がノイズ平均算出回路４の飽和か飽和に近い状態になるような高い値にならないように制限を設けるリミッティング回路である。図中、同一符号は同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
【００１４】
リミッティング回路１６の動作について図４を用いて説明する。図４は入力信号が高いレベルのときの信号波形図であり、１７は高いレベルの入力信号、１８は検出された信号によるノイズ平均電圧１０とスライスレベル９の波形変化曲線、２０はノイズ平均電圧１０がリミッティング回路１６により制限されたノイズ平均電圧、１９はＳ／Ｎ設定電圧６にリミッティング回路１６により制限されたノイズ平均電圧２０を加算したスライスレベル、２１は高いレベルの入力信号の次の入力信号である。図中、同一符号は同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
【００１５】
ノイズ平均算出回路４に入力される検波信号が、ノイズ平均算出回路１４の飽和か飽和に近い状態になるような所定レベルを超える高いレベルの入力信号１７が入力したとき、高いレベルの入力信号１７が無くなった直後は、波形変化曲線１８が非常に大きい値になるのでノイズ平均電圧１０とスライスレベル９が本来のレベルに戻るまでの時間がかかり、この期間がシステムのブラインド期間となってしまうので、リミッティング回路１６がノイズ平均算出回路１４の飽和か飽和に近い状態になる入力信号を制限してノイズ平均電圧２０に制御すると、自ずとスライスレベルの波形変化曲線１８がスライスレベル１９に制限されるので、高いレベルの入力信号の終了後、直ちにスライスレベル９の状態に戻り、次の入力信号２１（斜線部）を検出可能となる。
【００１６】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３について図５を用いて説明する。図５は、実施の形態３による検波回路構成図であり、２２は入力信号の帯域切替等によりノイズレベルが変動したとき帯域切替信号を検知してコンパレータ７が生成する出力信号を無効にするトリガ無効回路である。図中、同一符号は同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
【００１７】
トリガ無効回路２２の動作について図６を用いて説明する。図６は帯域切替等によりノイズレベルが大きく変動したときの信号波形図である。図中、同一符号は同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
【００１８】
帯域切替等によりノイズレベル８の値が変動してスライスレベル９より大きい値になると、ノイズ平均算出回路４は、ノイズレベル８からのノイズ平均算出に時間をかけるようにしているためにノイズ平均電圧１０はノイズレベル８の変動よりも遅れて変動するのでスライスレベル９の変動も遅れる。従ってノイズ量変化点２３においてコンパレータ７がノイズを信号と判断して、出力信号を生成がするが、トリガ無効回路３３が帯域切替信号により帯域切替を検知して出力信号を無効にして信号の誤検出を防ぐ。
【００１９】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４について図７を用いて説明する。図７は、図１の実施の形態１による検波回路を適用した実施の形態４による受信装置構成図であり、図７において２４は到来電波を受信するアンテナ、２５は受信した受信信号を増幅するＲＦアンプ、２７はローカル切替スイッチ、２８はローカル信号発生器、２６はＲＦアンプで増幅された受信信号とローカル信号発生器５からの信号を混合するミキサ、２９はミキサ２６からの信号を増幅させるＩＦアンプ、３０は帯域切替スイッチＩ、３１はバンドパスフィルタ、３２は帯域切替スイッチＩＩ、３３は受信信号を分波する２分波器、３４はトリガ信号が生成されたときの受信信号の周波数を測定する周波数測定回路である。図中、同一符号は同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
【００２０】
次に動作について説明する。アンテナ２４において受信された受信信号は、ＲＦアンプ２５，ＩＦアンプ２６を介して増幅されて、受信信号の帯域により帯域切替スイッチ３０で帯域別に分けられたバンドパスフィルタ３１へ送られて周波数選択を行い帯域切替スイッチＩＩ３２を介して２分波器３３に送られる。
【００２１】
２分波器３３で分波された受信信号の一方は周波数測定回路３４に送られ、他方は検波器１に送られて検波され検波信号となり、検波信号を分離してオペアンプ２，３でそれぞれ増幅する。検波信号の一方はノイズ平均算出回路４に送られてノイズ平均電圧が算出される。ノイズ平均算出の時間は、システムが必要とする到来電波の時間間隔に合うよう調整する。ノイズ平均電圧は加算器５でＳ／Ｎ電圧と加算されてスライスレベルとなり、コンパレータ７に送られる。
【００２２】
検波信号の他方はビデオ電圧としてコンパレータ７に送られ、スライスレベルと比較されてスライスレベルを超える値のビデオ電圧値が入力されると、コンパレータ７がトリガ信号を周波数測定回路３４に送り、トリガ信号を周波数測定回路３４が受け取ると、そのときの受信信号の周波数を測定する。また加算器５においてＳ／Ｎ電圧にノイズ平均電圧を加算しているので、スライスレベルはノイズレベルが変化しても、一定のＳ／Ｎ比で信号検出を行える。
【００２３】
またこの受信装置は図３及び５の実施の形態２及び３による検波回路を適用できる。実施の形態２の検波回路を適用すると、受信装置の受信回路を介してノイズ平均算出回路４に入力される到来電波が、ノイズ平均算出回路１４の飽和か飽和に近い状態になるような高いレベルの入力信号１７であるとき、高いレベルの入力信号１７が無くなった直後は、波形変化曲線１８が非常に大きい値になるのでノイズ平均電圧１０とスライスレベル９が本来のレベルに戻るまでの時間がかかり、この期間がシステムのブラインド期間となり到来電波を受信できなくなるので、リミッティング回路１６がノイズ平均算出回路１４の飽和か飽和に近い状態になる受信信号を制限してノイズ平均電圧２０に制御すると、自ずとスライスレベルの波形変化曲線１８がスライスレベル１９に制限されるので、高いレベルの入力信号の終了後、直ちにスライスレベル９の状態に戻り、次の到来電波を検出可能となる。
【００２４】
実施の形態３の検波回路を適用すると、受信する到来電波が帯域切替等によりノイズレベル８の値が変動してスライスレベル９より大きい値になると、ノイズ平均算出回路４は、ノイズレベル８からのノイズ平均算出に時間をかけるようにしているためにノイズ平均電圧１０はノイズレベル８の変動よりも遅れて変動するのでスライスレベル９の変動も遅れる。従ってノイズ量変化点２３においてコンパレータ７がノイズを信号と判断して、出力信号を生成がするが、トリガ無効回路３３が帯域切替信号により帯域切替を検知して出力信号を無効にして信号の誤検出を防ぐ。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、入力信号を検波する検波器と、その検波された検波信号からノイズレベルを測定し、その平均電圧を算出するノイズ平均算出回路と、予め算出したＳ／Ｎ電圧を出力するＳ／Ｎ設定電圧回路と、前記Ｓ／Ｎ電圧に前記ノイズ平均算出回路から出力されるノイズ平均電圧を加算してスライスレベルを出力する加算器と、その加算器から出力されるスライスレベルと前記検波された検波信号を比較し、前記スライスレベルを超える値の前記検波信号が入力されると、出力信号を生成するコンパレータとを備えたことを特徴とする検波回路を設けたことにより、予め設定したＳ／Ｎ電圧にノイズ平均電圧を加算してスライスレベルを構成するので、ノイズレベルの変動に合わせてノイズレベルを制御したりせずに一定のＳ／Ｎ比で信号検出を行える検波回路を得ることができる。
【００２６】
請求項２に係る発明によれば、前記ノイズ平均電圧が所定レベルを超えないように前記ノイズ平均算出回路のノイズ平均電圧を制限するリミッティング回路を設けたことにより、ノイズ平均算出回路の飽和か飽和に近い状態になるような高いレベルの入力信号を受信したとき、検波信号に制限がかかるので、高いレベルの入力信号が無くなった後にノイズ平均電圧が本来の状態に戻るまでにかかる時間（システムのブラインド期間）を極力無くす検波回路を得ることができる。
【００２７】
請求項３に係る発明によれば、前記ノイズレベルが変化したとき、前記スライスレベルが前記ノイズ平均電圧に追従して変化するまで前記ノイズレベルの変化する前記入力信号の動作検知して、前記コンパレータからの出力信号を遮断するトリガ無効回路を設けたことにより、入力信号の帯域切替等によるノイズ量が変化してスライスレベルよりも大きい値になったとき、ノイズを信号として誤検出することを防ぐ検波回路を得ることができる。
【００２８】
請求項４に係る発明によれば、到来電波を受信するアンテナと、そのアンテナにより受信した受信信号をフィルタリングするバンドパスフィルタと帯域切替スイッチからなる帯域切替回路と、その帯域切替回路からの前記受信信号を分波する二分波器と、その二分波器によって分波された一方の前記受信信号を検波する検波器と、その検波器により検波された検波信号からそのノイズレベルの平均値を算出するノイズ平均算出回路と、Ｓ／Ｎ電圧を予め算出して出力するＳ／Ｎ設定電圧回路と、前記Ｓ／Ｎ電圧に前記ノイズ平均算出回路から出力されるノイズ平均電圧を加算してスライスレベルを出力する加算器と、前記検波信号と前記スライスレベルを比較し、前記スライスレベルを超える値の前記検波信号が入力されると、トリガ信号を生成するコンパレータと、前記トリガ信号に基いて前記二分波器によって分波された他方の前記受信信号の周波数を測定する周波数測定回路とを設けたことにより、到来電波を受信するときに温度・周波数・帯域等の変化によりノイズレベルが変動しても、ノイズレベルを一定値に制御するためにノイズレベルを測定する回路と補正ＲＯＭを設けたり、ノイズレベルを加算していないＳ／Ｎ電圧のみのスライスレベルをノイズレベルの変動に合わせて変動させることなく、一定のＳ／Ｎ比で信号検出して、受信信号の周波数を測定する受信装置を得ることができる。
【００２９】
また実施の形態２の検波回路をこの受信装置に適用すると、前記ノイズ平均電圧が所定レベルを超えないように前記ノイズ平均算出回路のノイズ平均電圧を制限するリミッティング回路を設けたことにより、ノイズ平均算出回路の飽和か飽和に近い状態になるような所定レベルを超える高いレベルの入力信号が入力したとき、検波信号に制限がかかるので、高いレベルの入力信号が無くなった後にノイズ平均電圧が本来の状態に戻るまでにかかる時間（システムのブラインド期間）を極力無くす受信装置を得ることができる。
【００３０】
実施の形態３の検波回路をこの受信装置に適用すると、前記ノイズレベルが変化したとき、前記スライスレベルが前記ノイズ平均電圧に追従して変化するまで前記ノイズレベルの変化する前記入力信号の動作検知して、前記コンパレータからの出力信号を遮断するトリガ無効回路を設けたことにより、受信信号の帯域切替等によりノイズ量が変化してスライスレベルよりも大きい値になったとき、ノイズを信号として誤検出することを防ぐ受信装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による検波回路構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による入力信号が検出されたとき及び温度・周波数・帯域等の変化によりノイズレベルが変動したときの信号波形図である。
【図３】この発明の実施の形態２による検波回路構成図である。
【図４】この発明の実施の形態２による入力信号が高いレベルのときの信号波形図である。
【図５】この発明の実施の形態３による検波回路構成図である。
【図６】この発明の実施の形態３による帯域切替等によりノイズレベルが大きく変動したときの信号波形図である。
【図７】この発明の実施の形態４による受信装置構成図である。
【符号の説明】
１…検波器、  ２，３…オペアンプ、  ４…ノイズ平均算出回路、
５…加算器、  ６…Ｓ／Ｎ設定電圧、  ７…コンパレータ、
８…ノイズレベル、  ９…スライスレベル、  １０…ノイズ平均電圧、
１１，１４，２１…入力信号、  １２，１５，１８…波形変化曲線、
１３…ノイズ量変化点、  １６…リミッティング回路、
１７…高いレベルの入力信号、  １９…制限されたスライスレベル、
２０…制限されたノイズ平均電圧、  ２２…トリガ無効回路、
２３…帯域変化によるノイズ変化点、  ２４…アンテナ、  ２５…ＲＦアンプ、
２６…ミキサ、  ２７…ローカル切替スイッチ、  ２８…ローカル信号発信器、
２９…ＩＦアンプ、  ３０…帯域切替スイッチＩ、
３１…バンドパスフィルタ、  ３２…帯域切替スイッチＩＩ、  ３３…２分配器、３４…周波数測定回路。
【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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