(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイバーシチ方式で受信した複数の受信信号の内の少なくとも１つの受信信号の位相を遅延する移相器と、該移相器で位相遅延された受信信号と他の受信信号とを合成する合成器と、該合成器の出力に基づいて上記移相器を制御する位相制御器を含む受信機において、
上記移相器での受信信号の位相遅延量に対応するレベルの制御信号を上記移相器に出力する上記位相制御器は、上記位相制御器の制御電圧の中間値にあるときよりも、上記位相制御器の制御電圧の最小値近傍と最大値近傍の方が、制御信号変化量に対応する上記移相器での受信信号の位相遅延量の変化量が小さくなるように制御信号を出力する位相制御器であることを特徴とする受信機。
【請求項２】
請求項１記載の受信機において、
上記位相遅延量に対応するレベルの上記制御信号を上記移相器に出力するときに用いる上記制御信号のレベルと上記位相遅延量との関係のデータテーブルを有する記憶部を上記位相制御器に備え、上記データテーブルは、上記位相制御器の制御電圧の中間値にあるときよりも、上記位相制御器の制御電圧の最小値近傍と最大値近傍の方が、制御信号変化量に対応する上記移相器での受信信号の位相遅延量の変化量が小さくなるように設定されたデータテーブルであることを特徴とする受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム等に適用されるダイバーシチ方式受信機に係り、更に詳しくは、ダイバーシチ受信機で受信した各受信信号の合成出力に基づく受信信号の位相制御に関するものである。。
【背景技術】
【０００２】
従来の一例である受信機での受信信号の合成について、図５、図８を用いて説明する。図５は、従来の受信機のダイバーシチ合成部分の構成を示すブロック図である。各アンテナで受信した受信信号の内、受信信号１は合成器１０２に直接入力されるのに対し、受信信号２は可変移相器１０１を介して合成器１０２に入力される。可変移相器１０１は、合成器１０２の合成出力に基づいて位相制御器１０３により制御されることで、受信信号２の位相を受信信号１の位相に合わせるように受信信号２の位相を変化させている。本例では、位相を遅くする場合で説明する。可変移相器１０１での位相遅延量は、電圧制御移相器であることにより、図８の通り、位相制御器１０３出力の制御電圧によって決まる。制御電圧と位相遅延量との関係は、図８の通りであるため、可変移相器１０１の位相遅延量が大きいときは制御電圧が大きくなり、一方、可変移相器１０１の位相遅延量が小さいときは制御電圧が小さくなる。なお、例えば、受信信号２の位相が受信信号１の位相より１度遅れている場合、受信信号２の位相を１度早くしなければならないが、受信信号２の位相を３５９度遅らせることと同じであるため、位相遅延量が３５９度であるときの制御電圧を可変移相器１０１に出力することにより、受信信号２の位相を受信信号１の位相に合わせるようにする。各アンテナで受信した受信信号を合成するダイバーシチ方式受信機に関連する公知例として、例えば、特許文献１（特開２００４−１１２１５５号公報）がある。
【０００３】
次に、位相制御器１０３による可変移相器１０１の制御について、図６を用いて説明する。図６は、位相制御器１０３から可変移相器１０１に供給される制御電圧変化、受信信号１と受信信号２との合成出力の振幅変化を示す図である。上段は制御電圧レベル、下段は受信信号１と受信信号２の合成出力の振幅レベルを示すデータ、即ち、合成器１０２より出力される両受信信号の合成出力の振幅レベルを示すデータである。なお、説明の便宜上、同一タイムスロット内において、上段の制御電圧変化が即座に下段の振幅変化に反映されているものとする。また、制御方法としては、タイムスロット毎に制御電圧を一定量ずつ変化させることにより受信信号２の位相を一定量変化させて合成出力の振幅が最大となるように制御を行っているものとする。図６において、タイムスロットｔ３の状態のときに受信信号１の位相と受信信号２の位相が一致している場合を例にして説明する。タイムスロットｔ１〜ｔ３の間は制御電圧を一定量ずつ増加させることにより受信信号２の位相を一定量ずつ遅延させていくに伴い、合成振幅は増加する。しかし、タイムスロットｔ４で更に制御電圧を増加させることにより受信信号２の位相を遅延させると、最適位相からずれるため最大振幅とはならずに逆に合成振幅が減少する。このため、タイムスロットｔ５では制御電圧を減少させることで受信信号２の位相遅延量を減少させることにより、受信信号２の位相を最適位相に戻すことで再び合成振幅は増加する。しかし、タイムスロットｔ６で更に制御電圧を減少させることにより受信信号２の位相遅延量を減少させると、最適位相からずれるため最大振幅とはならずに逆に合成振幅が減少する。このため、タイムスロットｔ７では制御電圧を増加させることで受信信号２の位相遅延量を増加させることにより、受信信号２の位相を最適位相に戻すことで再び合成振幅が増加する。以上のように、合成振幅が最大となるようにタイムスロット毎に一定の位相量を変化させることにより、位相合成を行う。
【０００４】
次に、可変移相器１０１の他の構成について、図７のブロック図を用いて説明する。可変移相器１０１は、本例では、図７に示すベクトル合成移相器を用いている。このベクトル合成器は、入力した受信信号２の位相を変化させないで出力すると共に受信信号２の位相を９０°変化させて出力する移相器７０１と、移相器７０１のそれぞれの出力に対し与えられた係数を乗算する乗算器７０２、７０３と、乗算器７０２、７０３の出力を合成する合成器７０４より構成されている。このベクトル合成移相器は、受信信号を位相量θだけ遅延させる制御を行うとすると、移相器７０１の出力Ｉに対しｃｏｓθを係数として乗算器７０２に与えて乗算し、移相器７０１の出力Ｑに対しｓｉｎθを係数として乗算器７０３に与えて乗算し、その後、合成することで位相量θだけ遅延させることが可能である。
【特許文献１】特開２００４−１１２１５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述の従来の受信機では、例えば、図７のベクトル合成移相器では、各素子において充分な精度を確保できずに受信品質が低下したり装置が高価になり実用上支障が出る場合がある。また、図８のように、受信信号の合成出力の振幅が最大となるときに可変移相器へ出力される制御信号のレベル（例えば、制御電圧）が０近傍（例えば、０Ｖ近傍）もしくは最大レベル近傍（例えば、制御電圧の最大値が１２Ｖであるときには１２Ｖ近傍）である場合、前述に記載されているようにタイムスロット毎に制御信号のレベルを変化させているため、制御信号のレベルが最大レベルから０に変化することがあると共に、制御信号のレベルが０から最大レベルに変化することがある。制御信号のレベルが最大レベルから０に変化したとき、例えば、移相器に電圧制御型の移相器を用いた場合で移相器に経年変化、温度変化がおきると、制御信号のレベルと位相遅延量との関係が変化することにより、移相器の位相遅延量が０度とならないことがある。移相器の位相遅延量が０度とならないことにより、位相遅延された受信信号の位相をもう一方の受信信号の位相に合わせることができなくなる場合があり、この場合、受信信号の合成出力レベルが低下するという不具合が発生する。また、制御信号のレベルが０から最大レベルに変化したときも、同様にして、受信信号の合成出力レベルが低下するという不具合が発生する。更に、制御信号のレベルが０近傍もしくは最大レベル近傍に変化したときも、同様にして、受信信号の合成出力レベルが低下するという不具合が発生する。
【０００６】
そこで本発明では、移相器が経年変化、温度変化をおこしたことにより、制御信号のレベルと位相遅延量との関係が変化しても、合成する受信信号の位相のずれを小さく抑えることができる受信機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】
【０００７】
本発明は、前述の目的を達成するために、ダイバーシチ方式で受信した複数の受信信号の内の少なくとも１つの受信信号の位相を遅延する移相器と、該移相器で位相遅延された受信信号と他の受信信号とを合成する合成器と、該合成器の出力に基づいて上記移相器を制御する位相制御器を含む受信機において、上記移相器での受信信号の位相遅延量に対応するレベルの制御信号を上記移相器に出力する上記位相制御器を備え、上記位相遅延量が所定範囲外（例えば、０度近傍または３６０度近傍）にあるとき、所定範囲内（例えば、０度近傍以外で且つ３６０度近傍以外）にあるときよりも、対応する制御信号のレベルの変化量が小さくなるように制御するようにしたものである。
【０００８】
更に詳しくは、上記位相遅延量に対応するレベルの上記制御信号を上記移相器に出力するときに用いる上記制御信号のレベルと上記位相遅延量との関係のデータテーブルを有する記憶部を上記位相制御器に備え、上記データテーブルは、上記位相遅延量が所定範囲外にあるとき、所定範囲内にあるときよりも、対応する制御信号のレベルの変化量が小さくなるように設定されたデータテーブルとしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、移相器が経年変化、温度変化をおこして制御信号のレベルと位相遅延量との関係が変化したとき、位相遅延量が０度近傍または３６０度近傍において、即ち、制御信号のレベルが０近傍もしくは最大レベル近傍において、制御信号のレベルの変化に対する位相遅延量の変化が小さくなるようにすることにより、経年変化、温度変化により制御信号のレベルの変化に対する位相遅延量が変化しても、その変化量を小さく抑えることができる。その結果、位相遅延量のずれを小さくすることができるため、合成する受信信号の位相のずれを小さく抑えることができる受信機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】
【００１０】
以下、本発明の一実施例である受信機について、図１を用いて説明する。図１は、本実施例の受信機のダイバーシチ合成部分の構成を示すブロック図である。なお、本実施例の受信機は、従来の受信機と比較して位相制御器１０３´が異なるのみであるため、受信機の構成についての詳細説明は省略する。本実施例の受信機の位相制御部１０３´について説明する。位相制御部１０３´は、記憶部１０４と、位相遅延制御部１０５を有している。位相遅延量制御部１０５は記憶部１０４に記憶されている制御電圧と位相遅延量との関係のデータテーブルを用いることにより、合成器１０２からの合成出力の振幅が最大となるよう、可変移相器１０１に供給する制御電圧を出力する。なお、可変移相器１０１は電圧制御型の移相器である。位相遅延量制御部１０５からの制御電圧により受信信号２の位相が所定量遅延されることにより、合成器１０２からの合成出力の振幅が変動する。この変動に基づき、位相遅延量制御部１０５は制御電圧のレベルを上下させることにより、合成器１０２からの合成出力の振幅が最大となるように制御する。
【００１１】
次に、記憶部１０４に記憶されている制御電圧と位相遅延量との関係のデータテーブルについて、図２を用いて説明する。図２は、記憶部１０６に記憶されているデータテーブルでの制御電圧と位相遅延量との関係を示す図である。図２の通り、グラフの傾きが制御電圧に応じて異なり、制御電圧が０Ｖ近傍（例えば、０〜３Ｖ）もしくは１２Ｖ近傍（例えば、１０〜１２Ｖ）でのグラフの傾きは８度／Ｖに設定されているのに対し、制御電圧が０Ｖ近傍以外で且つ１２Ｖ近傍以外（例えば、３〜１０Ｖ）でのグラフの傾きが約４５．７度／Ｖに設定されている。即ち、制御電圧が０Ｖ近傍もしくは１２Ｖ近傍であるときでは、制御電圧が０Ｖ近傍以外で且つ１２Ｖ近傍以外であるときよりも、制御電圧が所定量変化したときの位相遅延の変化量が小さく設定されている。
【００１２】
次に、この設定のデータテーブルを有する本実施例の受信機の動作について説明する。本実施例の受信機も、位相制御器１０３´が合成器１０２の出力に基づいてタイムスロット毎に制御電圧のレベルを一定量ずつ変化させることにより受信信号２の位相遅延量を変化させて合成出力の振幅が最大となるように制御を行っている。即ち、制御電圧のレベル増加により合成出力の振幅が増加してピーク値に達したものの、制御電圧のレベルが更に増加したために合成出力の振幅が減少した場合、制御電圧のレベルを減少することによりピーク値に戻すよう制御する。逆に、制御電圧のレベル減少により合成出力の振幅が増加してピーク値に達したものの、制御電圧のレベルが更に減少したために合成出力の振幅が減少した場合、制御電圧のレベルを増加することによりピーク値に戻すよう制御する。ここで、本実施例では、図２に示すデータテーブルを有することにより、合成出力の振幅がピーク値に達したときの制御電圧が０Ｖ近傍もしくは１２Ｖ近傍であるときは、０Ｖ近傍以外で且つ１２Ｖ近傍以外であるときに比べて、制御電圧の変化に対する受信信号２の位相遅延の変化量が小さくなるように可変移相器１０１を制御する。従って、可変移相器１０１の経年変化、温度変化により制御電圧と位相遅延量との関係が変化しても、本実施例の受信機では、制御電圧が０Ｖ近傍または１２Ｖ近傍において、制御電圧の変化に対する受信信号の位相遅延量の変化量が小さくなるようにしていることにより、可変移相器１０１の経年変化、温度変化による制御電圧に対する位相遅延量の変化量を小さく抑えることができる。その結果、経年変化、温度変化による位相遅延量のずれを小さくすることができるため、受信信号の合成出力レベルの低下を抑えることができる。
【００１３】
なお、本実施例の受信機では、０〜３６０度の範囲で位相遅延を行う可変移相器を位相制御器により制御する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図３に示すように、０〜１８０度の範囲で位相遅延を行う１８０度可変移相器３０１、３０２を備えると共に、位相制御部３０３に、記憶部３０４、位相遅延量制御部３０５を備える構成の受信機としても良い。この構成の受信機では、位相遅延量制御部３０５が記憶部３０４に記憶されている制御電圧と位相遅延量との関係のデータテーブルを用いることにより、合成器１０２からの合成出力の振幅が最大となるよう、１８０度可変移相器３０１、３０２に供給する制御電圧を出力することで、位相制御部３０３が１８０度可変移相器３０１、３０２を制御している。２つの可変移相器（１８０度可変移相器３０１、３０２）で位相遅延するため、記憶部３０４のデータテーブルは、図４の通り、図２のデータテーブルと比較して、制御電圧の変化に対する位相遅延量の変化が小さくなるよう設定している。即ち、図４のグラフの傾きが、図２のグラフの傾きより緩やかになるよう設定している。例えば、制御電圧が０Ｖ近傍（例えば、０〜３Ｖ）もしくは１２Ｖ近傍（例えば、１０〜１２Ｖ）でのグラフの傾きが４度／Ｖに設定されているのに対し、制御電圧が０Ｖ近傍以外で且つ１２Ｖ近傍以外（例えば、３〜１０Ｖ）でのグラフの傾きが約２２．９度／Ｖに設定されている。また、制御電圧が０Ｖ近傍（例えば、０〜３Ｖ）もしくは１２Ｖ近傍（例えば、１０〜１２Ｖ）でのグラフの傾きが、制御電圧が０Ｖ近傍以外で且つ１２Ｖ近傍以外（例えば、３〜１０Ｖ）でのグラフの傾きよりも小さく設定されていることにより、経年変化、温度変化が発生しても１８０度可変移相器３０１、３０２の位相遅延のずれ量を小さくすることができる。その結果、位相遅延された受信信号ともう一方の受信信号の位相差が小さくなるため、受信信号の合成出力レベルの低下を抑えることができるという効果を有する。
【００１４】
更に、可変移相器を３つ以上有する場合（可変移相器を３つ有する場合には、１２０度可変移相器を用いる）でも、同様にして、経年変化、温度変化が発生しても、位相遅延された受信信号ともう一方の受信信号の位相差が小さくなるため、受信信号の合成出力レベルの低下を抑えることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例である受信機のダイバーシチ合成部分の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の一実施例である受信機で、可変移相器に供給する制御電圧と受信信号の位相遅延量との関係を示す図。
【図３】本発明の一実施例である受信機のダイバーシチ合成部分の構成を示すブロック図。
【図４】本発明の一実施例である受信機で、可変移相器に供給する制御電圧と受信信号の位相遅延量との関係を示す図。
【図５】従来の一例である受信機のダイバーシチ部分の構成を示すブロック図。
【図６】従来の一例である受信機で、位相制御器により可変移相器を制御したときの制御電圧変化、両受信信号の合成出力の振幅変化を示す図。
【図７】従来の一例である受信機の可変移相器の構成を示すブロック図。
【図８】従来の一例である受信機で、可変移相器に供給する制御電圧と受信信号の位相遅延量との関係を示す図。
【符号の説明】
【００１６】
１、２：受信信号    １０１：可変移相器
１０２：合成器      １０３、１０３´：位相制御器
１０４：記憶部      １０５：位相遅延量制御部
３０１、３０２：１８０度可変移相器
３０３：位相制御部  ３０４：記憶部
３０５：位相遅延量制御部
７０１：移相器      ７０２、７０３：乗算器
７０４：合成器      
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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