(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１アンテナと第２アンテナとの少なくとも１つを無線受信機に選択的に結合する方法であって、
ａ）前記第１アンテナから前記無線受信機により受信された受信信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）のサンプルを得るステップと、
ｂ）前記第１アンテナから前記無線受信機により受信された実行平均受信信号強度を、過去の実行平均受信信号強度及び前記受信されたＲＳＳＩサンプルから計算するステップと、
ｃ）前記第１アンテナから受信された前記実行平均受信信号強度が無線周波数信号強度閾値信号レベルよりも低下する場合に、前記第２アンテナから前記無線受信機への第２信号経路の減衰を徐々に低減して、前記第１アンテナから前記無線受信機への第１信号経路の減衰を徐々に増加するステップと、
ｄ）前記無線周波数信号強度閾値信号レベルを実行平均受信信号強度値のピーク値から再計算するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記ステップｄ）は、
ｄ）ｉ）前記ピーク値に反比例かつＲＳＳＩの動的範囲に正比例する量だけ前記ピーク値を減少させることにより、前記無線周波数信号強度閾値信号レベルを決定するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ｅ）前記実行平均受信信号強度が前記無線周波数信号強度閾値信号レベルよりも低い場合に、前記ピーク値を、ステップｂ）によって現在更新された前記実行平均受信信号強度で置換するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ステップｂ）は、
ｂ）ｉ）前記受信されたＲＳＳＩサンプルを前記過去の実行平均受信信号強度に加算して２で除算することにより前記実行平均受信信号強度を決定するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
第１アンテナと第２アンテナとの少なくとも１つを無線受信機に選択的に結合する装置であって、
少なくとも１つのメモリと、
前記少なくとも１つのメモリと結合されて前記少なくとも１つのメモリに記録された命令に基づいて、
前記第１アンテナから前記無線受信機により受信された受信信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）のサンプルを得ることと、
前記第１アンテナから前記無線受信機により受信された実行平均受信信号強度を、過去の実行平均受信信号強度及び前記受信されたＲＳＳＩサンプルから計算することと、
前記第１アンテナから受信された前記実行平均受信信号強度が無線周波数信号強度閾値信号レベルよりも低下する場合に、前記第２アンテナから前記無線受信機への第２信号経路の減衰を徐々に低減して、前記第１アンテナから前記無線受信機への第１信号経路の減衰を徐々に増加することと、
前記無線周波数信号強度閾値信号レベルを実行平均受信信号強度値のピーク値から再計算することと
を実行する少なくとも１つのプロセッサと
を含む装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つのプロセッサは、
前記ピーク値に反比例かつＲＳＳＩの動的範囲に正比例する量だけ前記ピーク値を減少させることにより、前記無線周波数信号強度閾値信号レベルを決定することをさらに実行する、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つのプロセッサは、
前記実行平均受信信号強度が前記無線周波数信号強度閾値レベルよりも低い場合に、前記ピーク値を、前記計算することによって現在更新された前記実行平均受信信号強度で置換することをさらに実行する、請求項５に記載の装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つのプロセッサは、
前記受信されたＲＳＳＩサンプルを前記過去の実行平均受信信号強度に加算して２で除算することにより前記実行平均受信信号強度を決定することをさらに実行する、請求項５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の属する技術分野）
本発明は、ダイバーシティアンテナ切替えシステムに関する。特に、本発明は、高忠実音声装置に使用する廉価なダイバーシティアンテナ切替えシステムに関する。
【０００２】
（発明の背景）
ダイバーシティ受信システムおよびダイバーシティアンテナは、通信技術では周知である。一般的には、ダイバーシティアンテナシステムは、ＶＨＦ周波数およびＵＨＦ周波数で一般的であるＲＦ信号フェージングおよびマルチパス信号伝搬異常に対処するために使用される。信号フェージングおよびマルチパス信号は、無線周波数の信号の受信に悪影響を及ぼし、信号をピックアップする２つまたは３つ以上の空間的に分離されたアンテナの内の１つを選択的に選ぶことによって、フェージングおよびマルチパスの影響を削減することができる。複数のアンテナは、セルラー電話および自動車無線とともに日常的に使用される。
【０００３】
現在、複数のアンテナは、その信号が受信機により受信され復調される、遠隔低電力携帯送信機を含む無線マイクロフォンシステムとともにも使用される。無線マイクが部屋の回りで移動されると、マルチパス信号は受信プロセスで、はじける雑音のように聞こえたり、完全な音声の損失さえ引き起こすことがある位相異常を生じさせるために、マルチパス信号は受信機から出力される復調済みの音声に悪影響を及ぼすことがある。その結果、ダイバーシティアンテナシステムは、マルチパスおよび信号フェージングの悪影響を克服するためにこのような無線マイクロフォンシステムで利用される。
【０００４】
ダイバーシティアンテナシステムでの少なくとも１つの問題は、受信機を適切なアンテナに途切れなく結合するように、適切なアンテナを受信機に切り替えることである。従来の技術によるシステムは、無線受信機に結合される１つ、あるいは２つまたは３つ以上のアンテナの組み合わせを選択するために存在する。これらの従来の技術によるシステムのいくつかは、「移動装置用ダイバーシティ受信装置」に関するキシガミ(Kishigami)らに対する米国特許第５、７７７、６９３号、「受信された信号の位相位置合わせのためにパイロットトーン倍数を活用するＦＭステレオ用ダイバーシティ受信機」に関するケネディ(Kennedy)らに対する米国特許第５、５１７、６８６号、「ダイバーシティ受信機」に関するタロマル(Taromaru)に対する米国特許第５、５４８、８３６号、「切替え雑音削減付きダイバーシティ受信機」に関するコイケ(Koike)に対する米国特許第５、４６５、４１１号、「ダイバーシティ受信システム」に関するゲール(Gehr)らに対する米国特許第４、２９３、９５５号、「超可聴速度で切り替わるセレクタによるダイバーシティ受信」に関するボーズ(Bose)らに対する米国特許第５、７４２、８９６号、「ダイバーシティ受信機」に関するサノ(Sano)に対する米国特許第５、６９７、０８３号に開示されている。そして、「ダイバーシティアンテナＦＭ受信機用切替えシステム」に関するゴットフライド(Gottfried)らに対する米国特許第５、６０３、１０７号を参照する。
【０００５】
小型サイズパッケージで可能な限り低いコストで高忠実音声再生が必要とされるとき、従来の技術によるダイバーシティアンテナ切替えシステムは複雑すぎるか、大きすぎるか、あるいは高価すぎる。従来の技術による廉価な切替えシステムも、それらがあるアンテナから別のアンテナへの困難な瞬間的な切替えを実行するときに受信機内で生じる音声切替え雑音スパイクを被る。音声忠実再生が最大限にされるように１つまたは複数のアンテナを選択するための廉価でコンパクトな方法および装置は、従来の技術の改善策となる。
【０００６】
（発明の要約）
ＰＩＮダイオードを、ダイバーシティアンテナシステムのアンテナのそれぞれと無線マイクロフォンシステム内の無線受信機入力の間で直列で、可変ＲＦ信号減衰器として使用すると、送信機から受信される最強の信号は、アンテナ間の位相差により引き起こされる雑音スパイクを生じさせることなく、受信機で途切れなく選択することができる。順方向にバイアスされるとき、ＰＩＮダイオードは無線周波数エネルギーを伝導する。順方向に導通するためにＰＩＮダイオードを徐々にバイアスすることにより、ＲＦ信号のその減衰は徐々に増減することができる。
【０００７】
ダイバーシティアンテナシステムでは、アンテナと受信機入力間で直列に接続されるＰＩＮダイオードを徐々に順バイアスし、それによりアンテナから入力までダイオードを通過するＦＲ信号の減衰を徐々に削減することができる。同時に、別のアンテナと直列で接続され、受信機入力に結合される別のＰＩＮダイオードは、徐々に他のアンテナからの信号を減衰させるために徐々に逆バイアスすることができる。
【０００８】
ＰＩＮダイオードのバイアス電流を徐々に変調することによって、それらは、無線受信機の入力に結合される１つの共通加算ノードに結合される２つまたは３つ以上のダイバーシティアンテナからの信号を漸次的に減衰および減衰させないために使用することができる。あるアンテナによって受信される信号は、受け入れ難い音声出力雑音スパイクを生じさせることがある突然の位相シフトを回避するように、別のアンテナからの信号と途切れなく結合することができる。
【０００９】
ＰＩＮダイオードは、そのＲＦ減衰レベルを変調するために小型で安価であり、容易に制御される。
【００１０】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
図１は、１組のこのようなアンテナの内の少なくとも１つのアンテナからの無線周波数信号を、復調のために無線受信機に結合するためのダイバーシティ受信装置の好ましい実施形態の概略図を示す。ダイバーシティ受信装置１００は、図示されていない送信機から放射される信号を検出するために、２つの無線アンテナ１０２と１０４から構成される。アンテナ１０２と１０４は図１に概略で示されているにすぎないが、信号受信を改善するために、実際のアンテナは、好ましくは、実際的に可能な限り離して間隔をあけて配置される。
【００１１】
第１アンテナ１０２は、第１ＰＩＮダイオード１０６の陰極に容量結合される１１２。第１ＰＩＮダイオード１０６の陽極は、アンテナ１０２でピックアップされる無線周波数信号を復調し、音声周波数信号を出力する無線周波数受信機１１０の入力に容量結合される１３０加算ノード１０９に接続される。第２アンテナ１０４も、第２ＰＩＮダイオード１０８の陰極に容量結合され１２３、その陽極も受信機入力１１０に容量結合される１３０。図示されているように、ＰＩＮダイオード１０６と１０８の陽極は、ＰＩＮダイオード１０６と１０８を通過する信号のための加算ノードと見なされる１つの共通ノード１０９に結合される。
【００１２】
ダイオード１０６と１０８は、これらのダイオードに印加されるバイアス電圧を徐々に変調することにより、可変ＲＦ信号レベル減衰器として動作する。ＰＩＮダイオードがｄｃ電圧が陰極および陽極に適用された状態で逆バイアスされると、ＰＩＮダイオードはＰＩＮ接続全体でＲＦ信号の通過を阻止する。ダイオードが順バイアスされるにつれて、ＲＦ信号のその減衰は、順バイアス電流が上昇し、最終的には、ＰＩＮダイオードが完全に順バイアスされると減衰の実質的にゼロｄＢまで減少するため減少する。
【００１３】
ＰＩＮダイオードのバイアス電圧調整は、マイクロプロセッサにより供給される電圧によって駆動される反応ネットワークを使用して達成される。第１ＰＩＮダイオード１０６は、ともに低域フィルタを形成する抵抗器１１６，１２０およびコンデンサ１１８から構成される抵抗容量ネットワークと直列の誘導無線周波数チョーク１１４から構成される第１反応ネットワークを通してマイクロ制御装置１５０の出力１４０に結合される。第１フィルタの時間定数は、第１ダイオード１０６の陰極にかけられるバイアス電圧を適切に高速でまたは低速で切り替え、アンテナ１０２で信号のフェージングに対処するために経験的に求められる。第１ＰＩＮダイオード１０６は、図示されるように加算ノード１０９に直列で接続されている、電流制限抵抗器１３２およびＲＦチョーク１３４を通してＰＩＮダイオード１０６の陽極に送達される電圧１３６によって順バイアスされる。第２ＰＩＮダイオード１０８は、その構成要素が、好ましくは前述された第１反応ネットワークの構成要素に整合できる第２反応ネットワーク１２２、１２４、１２８および１２６を使用して制御される。
【００１４】
電源電圧１３６によってＰＩＮダイオード１０６と１０８の陽極の上に印加されるｄ．ｃ．電圧のおかげで、ＰＩＮダイオードは、ＰＩＮダイオードの陰極端子にかけられる複数のバイアス電圧を制御することによって、アンテナ１０２と１０４から加算ノード１０９に、およびその後受信機１１０に結合される信号を可変自在に減衰するために制御することができる。通常、０ボルトまたは５ボルトのどちらかである二進値の電圧であるマイクロプロセッサ１５０の出力１４０および１４２が、ピン１４０と１４２での出力電圧がゼロボルトに設定されると、ＰＩＮダイオードの１つまたは両方のどちらかを順バイアスさせるために使用される。
【００１５】
運転中、ピン１４０と１４２のどちらかからの＋５電圧は、最終的には、コンデンサ１１８と１２６の値だけではなく、抵抗器１２０、１１６、１３２、１２４および１２８の値によっても確立される時間変数に従ってコンデンサ１１８と１２６を充電する。コンデンサ１１８および１２６がマイクロプロセッサからの出力電圧に充電するので、ＰＩＮダイオード１０６と１０８は、最終的には逆バイアスされるようになり、それらを通して加算ノード１０９に結合される無線周波数信号を減衰する。
【００１６】
ピン１４０または１４２のどちらかにあるマイクロプロセッサ１５０の出力がゼロボルトレベルになると、コンデンサ１１８または１２６は抵抗器１２０または１２８を通してマイクロ制御装置の中に最終的に放電し、それぞれのダイオード１０６または１０８を導電状態に徐々に順バイアスする。ＰＩＮダイオードが導通し始めると、ＲＦ信号のその減衰は減少し、それにより受信機１１０に結合されるアンテナで受信される信号を減衰させなくする。
【００１７】
マイクロプロセッサ１５０による２つのＰＩＮダイオード１０６と１０８のどちらを順バイアスさせるのか、あるいは逆バイアスさせるのかの制御は、受信機１１０の出力により作成される、受信信号強度インジケータ信号１５６によって決定される。受信信号強度インジケータ信号（ＲＳＳＩ）１５６は、マイクロ制御装置１５０内の入力ポート１５４に対する低域反エイリアシングフィルタ１５７を通してアナログ／デジタル変換器１５２、好ましくはマイクロプロセッサ１５０の含まれている機能に結合される。好ましい実施形態においては、ＲＳＳＩは、フィリップスＳＡ６２６  ＦＭ  ＩＦシステムによってなされる。
【００１８】
ＲＳＳＩは、好ましくは、その振幅が、加算ノード１０９から現在受信されている１１０ＲＦ信号の相対信号強度の表示を提供するｄｃ信号レベルである。アンテナ１０２または１０４のどちらかから加算ノード１０９に送達される信号強度が変化するにつれて、受信機１１０からの受信信号強度インジケータ１５６の振幅も変化する。アンテナ１０２でのＲＦ信号強度が減少すると、受信信号強度レベルは減少し、マイクロ制御装置１５０に対し、アンテナ１０２によって受信される信号強度が、フェードし始めている、あるいはマルチパス信号によって破壊的に干渉され始めているというしるしを提供する。
【００１９】
マイクロプロセッサ１５０は、ＲＳＳＩ信号１５６の振幅を定期的にサンプル採取するために適切にプログラムされる。マイクロプロセッサは、ＲＳＳＩの実行平均レベルを計算し、この平均化された信号強度が上昇しているのか、あるいは低下しているのかを連続して監視する。経験的に引き出されたデータを使用すると、ＲＳＳＩレベルが所定の閾値信号レベルの下まで減少するとき、マイクロプロセッサ１５０は、現在加算ノード１０９に結合されているアンテナ１０２または１０４から信号フェードが開始していると判断する。信号フェードが進行中であるとの決定時に、マイクロプロセッサ１５０は、その他のアンテナのＰＩＮダイオード（１０６または１０８）の順バイアスを開始し、そのアンテナの減衰を徐々に減少し始め、それによりそのアンテナから加算ノード１０９に送達される信号のレベルを強めるように、出力ピン１４０と１４２に適切な信号を出力する。ある程度の遅延の後、マイクロプロセッサは、論理１または＋５出力電圧を出力し、それが第１アンテナまたは過去に選択されたアンテナから加算ノード１０９に送達した信号の振幅を徐々に抑制するＰＩＮダイオード１０８または１０６上の逆バイアス電圧を増加するように他のコンデンサ（１１８または１２６）を充電する。
【００２０】
いつ、あるアンテナからの信号の減衰させないことを開始し、別のアンテナからの信号を減衰するのかの決定は、アナログ受信信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）信号を数値に変換し、過去に計算された平均信号レベル値を使用してこの数値の実行平均を算術的に計算することにより、マイクロプロセッサによって下される。平均ＲＳＳＩレベルのピーク値は、いつＰＩＮダイオードを使用してアンテナの切替えを開始するのかを決定するために使用される閾値ＲＳＳＩレベルを計算する際に使用するためにマイクロプロセッサ１５０メモリに記録される。このＲＳＳＩ閾値レベルは、平均ＲＳＳＩレベルのピークに逆比例し、ＲＳＳＩ信号の動的範囲に正比例する量だけ平均ＲＳＳＩレベルのピークより少ない。比例関係の定数は帰納的に決定される。
【００２１】
平均ＲＳＳＩレベルが閾値レベル以下になると、マイクロプロセッサ１５０は、あるアンテナから信号を減衰しなくし、別のアンテナから信号を減衰するためにピン１４０と１４２に信号を出力する。マイクロプロセッサは、同時に、平均ＲＳＳＩのピーク値を現在の平均ＲＳＳＩレベルで置換し、新規閾値レベルを計算し直す。また、閾値レベルは、平均ＲＳＳＩのピーク値の変更により動的に調整される。
【００２２】
受信機でのＲＦ信号レベルが強いとき、ダイバーシティアンテナは、マルチパス信号が復調された信号の音声品質を破壊的に結合し、復調された信号に悪影響を及ぼすのを防ぐために切り替えられる必要がある。受信機でのＲＦ信号レベルが弱まると、ダイバーシティアンテナは、受信機がスケルチになるのを防ぐために切り替えられなければならない。非常に低い信号レベルでは、アンテナ切替えは行われてはならない。ＰＩＮダイオードを使用していつアンテナを切り替えるのかを決定するのは、ＲＳＳＩの実行平均および履歴ピーク実行平均ＲＳＳＩ値を使用して達成される。
【００２３】
受信信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）は受信機からの出力であり、信号を受信するアンテナでのＲＦ信号の強度に比例している。好ましい実施形態では、ＲＳＳＩは、ゼロボルトから＋５ボルトＤ．Ｃ．に変わることができる。ＲＳＳＩは、マイクロプロセッサ１５０内でアナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）に入力され１５４、０−２５５までの１０進値を有する８ビットバイナリワードに変換される。マイクロプロセッサ１５０は、好ましい実施形態では「Ａ２Ｄ＿ＢＥＳＴＶＡＬＵＥ」と「Ａ２Ｄ＿ＡＶＥＲＡＧＥ」の両方に名付けられる第１のこのような値を記憶する。
【００２４】
（Ａ／Ｄによるデジタル形式への変換の後に）デジタル化されたＲＳＳＩの実行平均は、デジタル化されたＲＳＳＩを連続して読み取り直し、最も最近に読み取られた最新のＲＳＳＩ値を過去に記憶されたＡ２Ｄ＿ＡＶＥＲＡＧＥに加算し、その総計を２で除算することによって連続して計算される。結果として生じる平均ＲＳＳＩは、Ａ２Ｄ＿ＡＶＥＲＡＧＥとして記憶される。Ａ２Ｄ＿ＡＶＥＲＡＧＥがＡ２Ｄ＿ＢＥＳＴＶＡＬＵＥに記憶される値を超えるときは必ず、Ａ２Ｄ＿ＡＶＥＲＡＧＥが、Ａ２Ｄ＿ＢＥＳＴＶＡＬＵＥの新しい値としてＡ２Ｄ＿ＢＥＳＴＶＡＬＵＥにコピーされる。
【００２５】
Ａ／Ｄ変換器はＲＳＳＩをサンプル採取し、その出力は、Ａ／Ｄサンプル採取速度に一致する０．５ミリ秒ごとに一度、新しいＡ２Ｄ＿ＡＶＥＲＡＧＥを計算するために使用される。この速度は、Ａ２Ｄ＿ＡＶＥＲＡＧＥの最適変化率を提供するために選ばれた。現実の世界の環境では、Ａ２Ｄ＿ＡＶＥＲＡＧＥが経験的に決定された閾値を下回るため、マイクロプロセッサはアンテナ切替えを開始する。アンテナを切り替えるための閾値は、等式１によって表される。
【００２６】
Ａ２Ｄ＿ＢＥＳＴＶＡＬＵＥ−Ａ２Ｄ＿ＡＶＥＲＡＧＥ＞（Ｎｏ＿ＲＦ＿ＬＥＶＥＬ＋ＳＡＴ＿ＬＥＶＥＬ−Ａ２Ｄ＿ＢＥＳＴＶＡＬＵＥ）・Ｘ  （１）
ここでは、「Ｎｏ＿ＲＦ＿ＬＥＶＥＬ」＝受信機に対してＲＦ信号入力がないＦＭ検出器からのＲＳＳＩレベル
「ＳＡＴ＿ＬＥＶＥＬ」＝ＲＳＳＩ最大値、つまり受信機に対するより強いＲＦ信号レベルはさらに大きなＲＳＳＩ値を生じさせない。
【００２７】
「Ｘ」は、等式２によって求められる。
【００２８】
（Ｎｏ＿ＲＦ＿ＬＥＶＥＬ＋ＳＡＴ＿ＬＥＶＥＬ−Ａ２Ｄ＿ＢＥＳＴＶＡＬＵＥ）・Ｘ＝１／Ｙ・（ＳＡＴ＿ＬＥＶＥＬ−ＮＯ＿ＲＦ＿ＬＥＶＥＬ）
ＳＡＴ＿ＬＥＶＥＬ＝Ａ２Ｄ＿ＢＥＳＴＶＡＬＵＥのとき（２）
この場合、「Ｙ」は定数であり、適切な切替えレベル決定を提供するために設定される。好ましい実施形態の場合、Ｙ＝８であり、ＳＡＴ＿ＬＥＶＥＬ＝５．３ｖ．ｄ．ｃ．であり、ＮＯ＿ＲＦ＿ＬＥＶＥＬ＝１．２５ｖ．ｄ．ｃ．である。
【００２９】
これらの値を等式２に代入し、Ａ２Ｄ＿ＢＥＳＴＶＡＬＵＥ＝ＳＡＴ＿ＬＥＶＥＬにすると、以下になる。
【００３０】
（１．２５ｖ）・Ｘ＝１／８・（５．３ｖ−１．２５ｖ）
そこからＸは０．４０５に等しいと判断することができる。
【００３１】
Ｘの値を等式１に代入すると、以下になる。
【００３２】
Ａ２Ｄ＿ＢＥＳＴＶＡＬＵＥ−Ａ２Ｄ＿ＡＶＥＲＡＧＥ＞（１．２５ｖ＋５．３ｖ−Ａ２Ｄ＿ＢＥＳＴＶＡＬＵＥ）・０．４０５  （３）
この場合、等式３の右側は切替え閾値であり、Ａ２Ｄ＿ＢＥＳＴＶＡＬＵＥの現在値によって動的に調整される。
【００３３】
運転中、信号フェードが、受信信号強度インジケータ１５６によって示されるように開始すると、マイクロプロセッサは、その他のアンテナを加算ノード１０９に結合し始め、ある程度の遅延後に、一方のアンテナから他方のアンテナへのほぼ途切れのない遷移を提供するために、他方のアンテナに送達されるフェージング信号から信号を減少し始めることができる。従来の技術によるダイバーシティアンテナ切替えシステムと異なり、ここに開示されている方法および装置は、あるアンテナから別のアンテナへの困難な切り替えに伴った受信機１１０の出力から音声信号異常を生じさせない。
【００３４】
図１に示されている実施形態は、ＰＩＮダイオード１０６と１０８に対する徐々のバイアス電圧の変化を生じさせるための反応ネットワークの使用を描くが、本発明の代替実施形態は、ＰＩＮダイオード１０６と１０８の陰極を、マイクロプロセッサ１５０出力に結合されるデジタル／アナログ変換器に直接的に結合することを含む。このような実施形態では、マイクロプロセッサは、ＰＩＮダイオードの陰極に対して所望されるバイアス電圧のデジタル表記を出力し、ＰＩＮダイオードの陰極（または陽極）にかけられるバイアス電圧をリアルタイムで直接的に制御できる。このような実施形態は、パーツコストは増加するが、ＰＩＮダイオードのバイアスのさらに密接な制御を提供する。反応ネットワークは、ＰＩＮダイオードのバイアス電圧が、マイクロ制御装置出力を直接的に使用して制御することができる廉価な物理的にコンパクトな手段を提供する。
【００３５】
本発明のその他の実施形態は、ＰＩＮダイオード１０６と１０８の極性または向きを、図１に示されているものから逆にすることを含む。代わりに述べられているように、ＰＩＮダイオードの陰極は加算ノード１０９に結合され、加算ノードが接地電位、つまりゼロボルトに結合されると、（反応ネットワークまたはＤ／Ａの出力のどちらかによって）順バイアスできる。マイクロ制御装置１５０から端子１４０または１４２への＋５ボルトの出力電圧は、それによりＰＩＮダイオードを順バイアスさせ、その減衰を減少する。
【００３６】
ＰＩＮダイオードを使用する代わりに、本発明のその他の代替実施形態は、ＰＩＮダイオード１０６と１０８の代わりのガリウム砒素電界効果トランジスタの使用を含む。ガリウム砒素電界効果トランジスタを適切にバイアスすることにより、それらは第１および第２の可変ＲＦ信号レベル減衰器としても機能できる。依然としてその他の可変ＲＦ減衰器は、そのベース端子にかけられる適切なバイアス電圧により、それらを通って加算ノード１０９へ通過するＲＦ信号レベルを増加または減少するために利用できるバイポーラトランジスタを含む。
【００３７】
好ましい実施形態で使用されるＰＩＮダイオードは、言うまでもなく、２端子装置であり、図１のトポロジに図示されているように、デバイス陽極は共通である。ＰＩＮダイオード陽極はこのようなダイオードの第１端子と見なすことができる。ＰＩＮダイオード陰極はダイオードの第２端子であると見なされる。
【００３８】
当業者は、ＰＩＮダイオードが順方向で伝導を開始し、陽極から陰極へ測定される電圧がゼロボルトを上回ると、順バイアスされるようになること、ならびに順バイアス電流が、順バイアス電圧が増加するにつれて上昇することを認識する。ＲＣネットワークの時間定数（１３２、１２０、１１６、１１８，１２８、１２４および１２６）は、ＰＩＮダイオードのバイアス状態が変化する速度に影響を及ぼす。ＲＣネットワークの時間定数を増加することにより、受信信号を一方のアンテナから他方に切り替える遷移時間は増加する。これらの時間定数を増加することにより、システムの切替え時間は、アンテナの一方または両方からの完全な信号ドロップアウトにより影響されやすくなる。代わりに、時間定数を過剰に短縮することにより、ＰＩＮダイオードは、一方のアンテナからの信号をより突然減衰し、他方のアンテナからの信号をより突然加算ノードに結合する。適切な時間定数は、図１に描かれている装置の動作の意図された環境において、信号フェード速度に対処するために経験的に決定される必要がある。
【００３９】
本発明の代替実施形態は、図２に描かれている。この実施形態２００では、ＲＦ減衰ＰＩＮダイオード２０６と２０８は、１つの共通の加算ノードに接続されていない。第１アンテナ２０２は、第１ＰＩＮダイオード２０６に容量結合される２１２。第２アンテナ２０４は、第２ＰＩＮダイオード２０８に容量結合される２２３。ＰＩＮダイオード２０６と２０８の陽極と陰極の両方にかけられるバイアス電圧は、マイクロプロセッサ２５０の出力ポート２４０、２４２、２４３およｂ２４４を通してマイクロプロセッサ２５０から得られる。各ＰＩＮダイオード２０６と２０８は、それぞれ無線受信機２１０の入力に容量結合される２３１と２３０。
【００４０】
図１に描かれているように、ＰＩＮダイオードのそれぞれの１つの端子を、その後に無線受信機の入力に接続される、加算ノードに接続する代わりに、図２に図示される実施形態では、図２のＰＩＮダイオードにかけられるバイアス電圧は、他の回路構成要素、つまりマイクロプロセッサ２５０によって生成される。更に他の実施形態は、追加の専用プロセッサを含むその他の回路によってバイアス電圧を発生させることを含む。
【００４１】
図２に図示されている実施形態においては、ＰＩＮダイオードの陽極と陰極の両方に印加される電圧は、マイクロプロセッサによって制御される。このような実現は、プロセッサ２５０から十分な数の出力があること、およびＰＩＮダイオードにかけられる電圧が、対応する装置の減衰を適切に調節することができるように規模および極性で調節されることを必要とする。図２に図示されるようにダイオードに印加されるバイアス電圧の極性を適切に制御することにより、ダイバーシティアンテナスイッチとしての回路の機能性を保持しつつ、ダイオードの向きまたは極性は、言うまでもなく逆にすることができる。
【００４２】
図２に図示されるように、可変電圧は、アンテナに結合されるノードでダイオードに適用され、固定電圧はダイオードの接続の反対側にあるダイオードに適用される。別の代替実施形態は、言うまでもなく、可変電圧をアンテナの反対側のダイオードのノードに適用すること、およびアンテナに結合されるダイオードのノードに適用される固定電圧を含む。
【００４３】
本発明の更に他の実施形態は、言うまでもなく、追加のＰＩＮダイオードおよび反応ネットワークを使用し、そのバイアス電圧を制御することを伴うだろう３つ以上のアンテナを使用することを含む。本発明の代替実施形態は、その対応するＰＩＮダイオードが、マイクロ制御装置１５０用の個々の出力によって制御される抵抗−容量ネットワークによって制御できるだろう、加算ノード１０９に結合される３つ、４つまたは５つ以上のアンテナを含む。３つ以上のアンテナのこのような代替実施形態は、図２に描かれている技法を使用してバイアス電圧を適用するためにも構成される可能性がある。つまり複数のアンテナは必ずしも１つの共通の加算ノードを共用する必要はない。
【００４４】
私は、信号フェード（ＲＳＳＩ）を表す信号のレベルに従って選択される複数のアンテナの内の少なくとも１つから信号を受信機に入力するために使用できる廉価な物理的にコンパクトなダイバーシティアンテナ切替えシステムおよび方法論を開示してきた。信号フェードが開始すると、可変ＲＦ信号レベル減衰器としての役割を果たすＰＩＮダイオードでのバイアス電圧を印加することによって完全な信号ドロップアウトおよび音声信号出力損失をおそらく排除するために、別のアンテナを途切れなく選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、２つのアンテナの内の少なくとも１つから信号を受信機の入力に結合するためのダイバーシティ受信装置の好ましい実施形態の概略図を示す。
【図２】  図２は、本発明の代替実施形態の概略図を示す。
【図１】
0004755764.tif 000002
【図２】
0004755764.tif 000003