(57)【要約】【課題】  アンテナ内蔵受信機において、アンテナのインピーダンス整合を、アンテナゲインを犠牲にすることなく、機器毎に個別に、しかも簡単かつ確実に実施可能とする。【解決手段】  インピーダンス整合回路３を可変容量ダイオードＤを用いて構成すると共に、可変容量ダイオードＤに印加する逆バイアス電圧の大きさを、Ｄ／Ａ変換器９により任意に設定できるように構成する。動作モードが調整モードの時は、Ｄ／Ａ変換器９が生成する逆バイアス電圧を変化させながら、ＲＳＳＩ信号の信号レベルを測定し、測定結果が最大となる時のＤ／Ａ変換器９の入力データを、調整データとしてＥＥＰＲＯＭ１３に保存する。動作モードが通常モードの時は、ＥＥＰＲＯＭ１３に保存された調整データを読み出して、Ｄ／Ａ変換器９の入力データとして設定することで、調整データに応じた逆バイアス電圧を可変容量ダイオードＤに印加する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナを内蔵した受信機において、
可変容量ダイオードを用いて構成され、前記アンテナとのインピーダンス整合を行うインピーダンス整合回路と、
前記可変容量ダイオードに印加する逆バイアス電圧を発生させる電圧発生手段と、
前記インピーダンス整合回路を介して供給される前記アンテナの受信信号の強度を検出する受信強度検出手段と、
調整モード又は通常モードのうちいずれかの動作モードに設定する動作モード設定手段と、
該動作モード設定手段により設定された動作モードが調整モードである場合に、前記電圧発生手段での発生電圧の大きさを変化させながら、前記受信強度検出手段にて検出される受信信号の強度を測定し、該測定結果が最大となる時の逆バイアス電圧の大きさを調整電圧値とし、前記逆バイアス電圧の大きさが前記調整電圧値となるよう前記電圧発生手段を駆動するのに必要な調整データを記憶する調整データ記憶手段と、
前記動作モード設定手段により設定された動作モードが通常モードである場合に、前記調整データ記憶手段により記憶された調整データに基づいて前記電圧発生手段を駆動することで前記逆バイアス電圧を設定する電圧設定手段と、
を備えることを特徴とする受信機。
【請求項２】
前記インピーダンス整合回路の周囲温度を検出する温度検出手段を備え、
前記電圧設定手段は、前記可変容量ダイオードの温度特性が補償されるように、前記温度検出手段が検出する周囲温度に従って前記調整データを補正することを特徴とする請求項１に記載の受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナを内蔵した受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、アンテナを筐体内に内蔵する受信機では、機器の小型化によってアンテナを搭載するスペースを十分に確保することができず、受信すべき電波の波長に適したサイズのアンテナを搭載することが困難になってきている。このように、アンテナのサイズが受信すべき電波の波長に適していない受信機では、アンテナからの受信信号を入力する受信回路の入力端でインピーダンスの不整合（反射係数ＶＳＷＲの劣化）が生じ、十分な受信感度を確保することができない。このような事態を防止するため、図６に示すように、アンテナ１０１と受信回路１０５との間に、インダクタＬやコンデンサＣにより構成されたインピーダンス整合回路１０３を挿入することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３１３１９６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、インピーダンス整合回路１０３に整合させるべきインピーダンスは、アンテナ周囲の電波環境によって大きく変化する。このため、インピーダンス整合回路１０３を設計する際には、実際に使用される電波環境を再現して、実験的に設計パラメータを設定する必要がある。
【０００４】
しかし、電波環境は、受信機の設置位置や設置方法のわずかな違いによって個々に大きくばらつくため、事実上、電波環境を正確に再現することは困難であるという問題があった。具体的には、例えば、受信機を取り付けるために金属製のブラケットを用いたり、受信機を防水するための樹脂ポッティングを行ったりするだけでも、アンテナ近傍に導体が存在すること、及びアンテナ近傍の空間の一部が樹脂に置換され誘電率が変化することによって電波環境が大きく異なってしまうのである。
【０００５】
また、仮に、所望の特性を実現する（例えば、図６（ｂ）に実線で示すように、予め設定された希望周波数にて十分に小さな反射係数（ＶＳＷＲ）が得られるようにする）ために必要な、インピーダンス整合回路１０３を構成する各素子のパラメータを決定することができたとしても、次のような問題もあった。
【０００６】
即ち、設計通りに受信機を製造したとしても、インピーダンス整合回路１０３の構成要素となる素子Ｌ，Ｃのインダクタンスや容量のばらつきにより、図６（ｂ）に点線や一点鎖線で示すように、インピーダンス整合回路１０３の特性（反射係数の周波数特性）にばらつきが生じ、希望周波数で十分なマッチングをとることができない場合があるという問題である。
【０００７】
このような、インピーダンス整合回路１０３の特性のばらつきを抑える方法として、ばらつきの小さい高精度な素子を用いてインピーダンス整合回路１０３を構成することや、図６（ｃ）に示すように、アンテナゲインを落としてアンテナの帯域を広げることが考えられる。
【０００８】
しかし、前者の場合、インピーダンス整合回路１０３が非常に高価なものとなるという問題があり、また、後者の場合、受信機として必要な感度を確保することができない場合があるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するために、アンテナ内蔵受信機において、アンテナのインピーダンス整合を、アンテナゲインを犠牲にすることなく、機器毎に個別に、しかも簡単かつ確実に実施可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するためになされた本発明の受信機は、アンテナが内蔵されていると共に、可変容量ダイオードを用いて構成され、アンテナとのインピーダンス整合を行うインピーダンス整合回路を備えている。つまり、インピーダンス整合回路は、可変容量ダイオードに印加する逆バイアス電圧を調整することにより、その特性（整合するインピーダンス）が変化するように構成されている。
【００１１】
そして、電圧発生手段が、可変容量ダイオードに印加する逆バイアス電圧を発生させ、また、受信強度検出手段が、インピーダンス整合回路を介して供給されるアンテナの受信信号の強度を検出し、動作モード設定手段が、調整モード又は通常モードのうちいずれかの動作モードに設定するように構成されている。
【００１２】
そして、動作モード設定手段により動作モードが調整モードに設定された場合には、調整データ記憶手段が、電圧発生手段での発生電圧の大きさを変化させながら、受信強度検出手段にて検出される受信信号の強度を測定し、該測定結果が最大となる時の逆バイアス電圧の大きさを調整電圧値とし、逆バイアス電圧の大きさが調整電圧値となるように電圧発生手段を駆動する際に使用する調整データを記憶する。
【００１３】
一方、動作モード設定手段により動作モードが通常モードに設定された場合には、電圧設定手段が、調整データ記憶手段により記憶された調整データを用いて電圧発生手段を駆動することで逆バイアス電圧を設定する。
【００１４】
つまり、アンテナに一定出力の連続信号（キャリア）を受信させた状態で、動作モードを調整モードに設定すると、受信信号の強度（ＲＳＳＩ）が最大、即ちインピーダンス整合回路によるインピーダンス整合が最良となる調整ポイントに対応した調整データ（調整電圧値）が特定され、この調整データが記憶される。
【００１５】
その後、動作モードを通常モードに設定すると、記憶した調整データに基づいて、インピーダンス整合回路でのインピーダンス整合が最良となる状態に設定され、この最良の状態で受信機としての動作が行われることになる。
【００１６】
このように本発明の受信機によれば、実際に使用される状態に設置してから、その機器に最適な調整データを個別に設定できるため、アンテナゲインを犠牲にしたり、高精度な素子を使用したりすることなく、簡単かつ確実に、個々の電波環境に即したインピーダンス整合を実現することができる。
【００１７】
また、本発明の受信機は、インピーダンス整合回路の周囲温度を検出する温度検出手段を備え、電圧設定手段は、可変容量ダイオードの温度特性が補償されるように、温度検出手段が検出する周囲温度に従って、調整データ記憶手段により記憶された調整データを補正するように構成してもよい。
【００１８】
この場合、可変容量ダイオードの特性が周囲温度によって大きく変化するような場合でも、インピーダンス整合回路の特性を、常に、良好な状態に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
［第１実施形態］
図１は、車両のタイヤ空気圧モニタシステムやスマートキーシステム等において使用される実施形態のアンテナ内蔵型受信機の構成を示すブロック図である。
【００２０】
なお、本実施形態の受信機は、アンテナを含めたその全体に防水のための樹脂ポッティングが施され、しかも、車両へは金属製のブラケットを用いて取り付けられる。
本実施形態の受信機は、図１に示すように、電波を受信するアンテナ１と、インダクタＬ及び可変容量ダイオードＤにより構成され、アンテナ１とのインピーダンス整合を行うインピーダンス整合回路３と、インピーダンス整合回路３を介して入力される受信信号を復調して受信データを抽出すると共に、受信信号の強度を表すＲＳＳＩ（Receive Signal Strength Indication）信号を生成する受信回路５と、受信データやＲＳＳＩ信号に基づいて各種処理を実行する制御部７と、制御部７から入力される調整データに従って、可変容量ダイオードＤに印加する逆バイアス電圧を発生させるＤ／Ａ変換器９と、制御部７の動作モードを、調整モード又は通常モードのいずれかに設定するためのモード設定スイッチ１１と、調整データを記憶するためのＥＥＰＲＯＭ１３とを備えている。
【００２１】
なお、インピーダンス整合回路３は、インダクタＬとコンデンサＣとで構成される周知のＬＣ回路において、コンデンサＣの部分を可変容量ダイオードＤに置き換えた構成を有しており、可変容量ダイオードＤの逆バイアス電圧を増減することによって特性を調整できるようにされている。また、可変容量ダイオードＤは、図２（ａ）に示すように、印加電圧（逆バイアス電圧）が大きいほど、容量が小さくなる特性を有している。
【００２２】
また、制御部７は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏ等を備えた周知のマイクロコンピュータを中心に構成され、電源が投入されＣＰＵが起動すると、最初に起動時処理を実行するように構成されている。
【００２３】
この起動時処理の詳細を、図３に示すフローチャートに沿って説明する。
本処理が起動すると、まず、モード設定スイッチ１１が調整モードに設定されているか否かを判断し（Ｓ１１０）、調整モードに設定されていれば、受信信号の強度（ＲＳＳＩ信号の信号レベル）の測定を行う（Ｓ１２０）。この測定では、Ｄ／Ａ変換器９に生成させる逆バイアス電圧の大きさを順次変化させ、測定したＲＳＳＩ信号の信号レベルと、その時のＤ／Ａ変換器９への入力データ（以下「Ｄ／Ａ入力データ」と称する。）とを対応づけて記憶する。この測定が終了すると、図２（ｂ）に示すような測定結果が得られるため、この測定結果からＲＳＳＩ信号の最大値を検出し（Ｓ１３０）、その最大値に対応するＤ／Ａ入力データを、調整データとしてＥＥＰＲＯＭ１３に記憶して（Ｓ１４０）、本処理を終了する。
【００２４】
一方、先のＳ１１０にてモード設定スイッチ１１が調整モードではなく、通常モードに設定されていると判定された場合は、ＥＥＯＲＯＭ１３に記憶された調整データを読み込み（Ｓ１５０）、その読み込んだ調整データをＤ／Ａ入力データとして設定する（Ｓ１６０）。これにより、このＤ／Ａ入力データ（即ち、調整データ）に応じた逆バイアス電圧が可変容量ダイオードＤに印加される。その後、受信データに基づいて各種処理を実行する通常の受信制御を起動して（Ｓ１７０）、本処理を終了する。
【００２５】
このように構成された本実施形態の受信機は、車両に取り付けられた後、次のような調整データ設定作業が施される。
即ち、受信機にて受信されるべき周波数を有する一定強度の連続信号（キャリア）を、この連続信号がアンテナ１にて受信されるように受信機に向けて照射し、この状態で、動作モードを調整モードに設定して受信機を作動させる。
【００２６】
これにより、調整モード時の処理（Ｓ１２０〜Ｓ１４０）が実行されることにより、ＲＳＳＩ信号の信号レベルを最大とする、即ち、アンテナとのインピーダンス整合が最良となるような逆バイアス電圧をＤ／Ａ変換器９に発生させるＤ／Ａ入力データ（調整データ）が、ＥＥＰＲＯＭ１３に保存される。
【００２７】
以後、動作モードは通常モードに固定され、通信機が起動される毎に、制御部７は、ＥＥＰＲＯＭ１３に保存された調整データを読み出して、Ｄ／Ａ入力データとして設定することで、この調整データに応じた逆バイアス電圧を可変容量ダイオードＤに印加する。これにより、インピーダンス整合回路３は、インピーダンス整合が最良となる状態に設定され、この最良の状態で受信機は作動することになる。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態の受信機によれば、実際に使用される状態に設置してから、その機器に最適な調整データを個別に設定できるため、アンテナゲインを犠牲にしたり、高精度な素子を使用したりすることなく、簡単かつ確実に、個々の電波環境に即したインピーダンス整合を実現することができる。
【００２９】
なお、本実施形態において、Ｄ／Ａ変換器９が電圧発生手段、受信回路５が受信強度検出手段、モード設定スイッチ１１が動作モード設定手段、Ｓ１２０〜Ｓ１４０が調整データ記憶手段、Ｓ１５０〜Ｓ１７０が電圧設定手段に相当する。
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。
【００３０】
本実施形態では、第１実施形態の通信機に対して構成及び処理を追加しただけであるため、同一構成については、図中において同一符号を付して説明を省略し、この追加した部分についてのみ説明する。
【００３１】
即ち、本実施形態の通信機は、図４に示すように、可変容量ダイオードＤの周囲温度を検出するサーミスタ１５を備え、サーミスタ１５の検出値を制御部７に入力するように構成されている。また、制御部７を構成するＲＯＭには、可変容量ダイオードＤの温度特性を補償するために必要な調整データの補正量と、周囲温度とを対応づけてなる補正テーブルが記憶されている。
【００３２】
そして、制御部７では、起動時処理のＳ１７０にて通常の受信制御が起動されると、その受信制御の一つとして、Ｄ／Ａ入力データ補正処理を実行する。
このＤ／Ａ入力データ補正処理を、図５に示すフローチャートに沿って説明する。
【００３３】
なお、本処理は、予め設定された時間間隔で周期的に起動される。
本処理が起動すると、まず、サーミスタ１５から温度検出値を読み込み（Ｓ２１０）、その読み込んだ温度検出値により補正テーブルを参照し、現在設定されているＤ／Ａ入力データは、周囲温度に適合した適正値であるか否かを判断する（Ｓ２２０）。
【００３４】
そして、適正値であれば、そのまま本処理を終了し、適正値でなければ、補正テーブルに従って、周囲温度に適合した適正値を求め、これを新たなＤ／Ａ入力データとして再設定して（Ｓ２３０）、本処理を終了する。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態の受信機においては、可変容量ダイオードＤ（ひいてはインピーダンス整合回路３）の温度変動分が吸収されるように、サーミスタ１５が検出する周囲温度に従って、Ｄ／Ａ入力データ（初期値は調整データ）を補正するようされている。
【００３６】
従って、本実施形態の受信機によれば、可変容量ダイオードＤの特性が周囲温度によって大きく変化するような場合でも、インピーダンス整合回路３の特性を、常に、良好な状態に保つことができる。
【００３７】
なお、本実施形態において、サーミスタ１５が温度検出手段に相当する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】第１実施形態の受信機の構成を示すブロック図である。
【図２】可変ダイオードの特性、及び調整モードでの測定結果を示すグラフである。
【図３】制御部が実行する起動時処理の内容を示すフローチャートである。
【図４】第２実施形態の受信機の構成を示すブロック図である。
【図５】制御部が受信制御の一つとして実行するＤ／Ａ入力データ補正処理の内容を示すフローチャートである。
【図６】従来装置の構成を示すブロック図、及び従来装置の問題点を説明するためのグラフである。
【符号の説明】
【００３９】
１…アンテナ、３…インピーダンス整合回路、５…受信回路、７…制御部、９…Ｄ／Ａ変換器、１１…モード設定スイッチ、１５…サーミスタ。
【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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