(57)【要約】【課題】アンテナ装置の使用形態又は環境が変化して共振周波数がずれた場合であっても共振周波数のずれを補正することができ、受信品質の改善を図ること。【解決手段】放射導体２２ａ〜２２ｆとバラクタダイオード２３ａ〜２３ｆとを内蔵するアンテナ装置１の後段に、所定の帯域幅を持つ受信チャンネルのデジタル信号を受信するデジタルチューナ部２を接続し、デジタルチューナ部２から出力されるデジタル受信信号を復調回路３に入力して復調する。復調回路３のＳＰレベル検出部１４において受信チャンネルの帯域幅内における複数の分散パイロット信号のレベルを検知してレベル差が所定値以下に抑えられるように同調電圧の補正量を求め、アンテナ同調制御部１５に指示してアンテナ装置１に供給する同調電圧を補正量で補正する。【選択図】図１
2007318585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射導体と前記放射導体に結合された可変容量素子とで共振回路を構成し、前記可変容量素子に供給される同調電圧に応じた共振周波数で共振するアンテナ装置と、
前記アンテナ装置の後段に接続され、所定の帯域幅を持つ受信チャンネルのデジタル信号を受信するデジタルチューナ部と、
前記デジタルチューナ部から出力されるマルチキャリア変調されているデジタル受信信号を復調する復調部と、
前記アンテナ装置に対して受信チャンネルに対応した同調電圧を供給するアンテナ同調制御手段と、
前記受信チャンネルの帯域幅内における複数キャリアのレベルを検知してキャリア間のレベル差が所定値以下に抑えられるように前記同調電圧を補正する補正手段と、
を具備したことを特徴とするデジタル信号受信装置。
【請求項２】
前記デジタル信号はデジタルテレビジョン信号であり、前記複数のキャリアは分散パイロット信号のキャリアであることを特徴とする請求項１記載のデジタル信号受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広帯域の周波数に同調できるように構成したアンテナ装置を備えるデジタル信号受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、放射性導体と該放射性導体に結合された可変容量素子とを内蔵し、広帯域の周波数に同調できるように構成したアンテナ装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４は特許文献１に記載のアンテナ装置の概念図である。誘電体材料又は磁性材料からなる角柱状の基体２１に例えば６個の帯状の放射導体２２ａ〜２２ｆが分割して巻回され、それらが同じ数の可変容量素子であるバラクタダイオード２３ａ〜２３ｆと交互に配置されて直列接続されている。
【０００４】
図５は図４のアンテナ装置の等価回路図である。バラクタダイオード２３ａと２３ｂとの間には放射導体２２ａが接続され、バラクタダイオード２３ｂと２３ｃとの間には放射導体２２ｂが接続される。以下同様の接続関係が連続し、最後は放射導体２２ｅと２２ｆとの間にはバラクタダイオード２３ｆが接続されるが、図５に示すように隣接するバラクタ同士の極性が逆となるように、給電端側のバラクタダイオード２３ａと２３ｂとのアノード間に放射導体２２ａが接続され、バラクタダイオード２３ｂと２３ｃとのカソード間に放射導体２２ｂが接続され、バラクタダイオード２３ｃと２３ｄとのアノード間に放射導体２２ｃが接続され、バラクタダイオード２３ｄと２３ｅとのカソード間に放射導体２２ｄが接続され、バラクタダイオード２３ｅと２３ｆとのアノード間に放射導体２２ｅが接続される。そして、バラクタダイオード２３ｆのカソードに接続された放射導体２２ｆが解放端側となる。なお、上記のバラクタダイオード２３は基体２１の一側面に取り付けられる。
【０００５】
さらに、基体２１の上記側面には各バラクタダイオード２３のアノードを接地するための第１の電極２４ａ〜２４ｃが形成され、上記バラクタダイオード２３のカソードに同調電圧を印加するための第２の電極２５ａ〜２５ｄが形成される。そして、放射導体２２ａ、２２ｃ、２２ｅのほぼ中央部がそれぞれ抵抗２６ａ、２６ｃ、２６ｅによって第１の電極２４ａ、２４ｂ、２４ｃに接続される。また、バラクタダイオード２３ａのカソードと放射導体の２２ｂ、２２ｄ、２２ｅｆのほぼ中央部とがそれぞれ抵抗２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄによって第２の電極２５ａ〜２５ｄに接続される。上記の各抵抗２６及び２７も基体２１の同一側面に取り付けられる。
【０００６】
また、上記基体２１の側面には、信号給電用の第３の電極２８と接地用の第１の電極２４ｄとが形成される。そして、給電端側のバラクタダイオード２３ａのカソードがインピーダンス整合回路３０を介して第３の電極２８に接続される。インピーダンス整合回路３０はバラクタダイオード２３ａのカソードと第３の電極２８との間に接続されたインダクタンス素子３０ａと、第３の電極２８と第１の電極２４ｄとの間に接続された容量素子３０ｂとからなる。インダクタンス素子３０ａ及び容量素子３０ｂも基体２１の同一側面に取り付けられる。なお、インダクタンス素子３０ａは必ずしも必要ではなく、その場合は給電側のバラクタダイオードのカソードを直接第３の電極２８に接続すればよい。
【０００７】
図６は以上のように構成されたアンテナ装置２００を備えた受信装置の概略的な構成図である。アンテナ装置２００の出力するＲＦ信号をデジタルチューナ部２０１へ入力して周波数変換すると共に受信チャンネルにチューニングして当該受信チャンネルのデジタル受信信号を復調回路２０２へ入力する。復調回路２０２は、デジタル受信信号を復調して後段のアプリケーションプロセッサ２０３へ復調データを供給する一方、外部から指示される受信チャンネルに応じた同調電圧Ｖtuneを生成してアンテナ装置２００の第２の電極２５ａ〜２５ｄに印加している。
【０００８】
以上のように構成されたアンテナ装置２００における共振周波数特性及びＳＷＲ特性を図７（ａ）（ｂ）に示す。同図（ａ）に示すように、第２の電極２５ａ〜２５ｄに印加する同調電圧Ｖtuneが大きくなるのに比例してアンテナ装置２００の共振周波数が大きくなる。また、同図（ｂ）に示すように、アンテナ装置２００は各共振周波数（ｆｌ〜ｆｈ）において狭帯域通過特性を示しており、同調電圧Ｖtuneによって狭帯域通過特性がシフトすることが示されている。
【０００９】
広帯域の地上デジタル放送（日本では放送帯域が４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）を受信する場合、放送帯域（４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）を複数の共振周波数（狭帯域通過特性）で分割して受信すれば、比較的小型のアンテナ装置で広帯域の周波数を受信することができる。例えば、最小の同調電圧Ｖtune＝Ｖｌを印加した時のアンテナ装置２００の共振周波数ｆｌが放送帯域の最小周波数（４７０ＭＨｚ）となるようにし、最大の同調電圧Ｖtune＝Ｖｈを印加した時のアンテナ装置２００の共振周波数ｆｈが放送帯域の最大周波数（７７０ＭＨｚ）となるように設定し、各受信チャネルの共振周波数に制御する各同調電圧と受信チャンネルとを１対１で対応付けておく。そして、放送信号受信時に復調回路２０２において受信チャンネルに対応した同調電圧Ｖtuneを生成してプリセット電圧として第２の電極２５ａ〜２５ｄに印加する。アンテナ装置２００は同調電圧Ｖtuneに対応した共振周波数となり上記受信チャンネルの受信信号を受信できることとなる。
【特許文献１】特開２００４−３２８２８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記従来の受信装置では、受信チャンネルに対して復調回路２０２からアンテナ装置２００へ印加される同調電圧Ｖtuneが、予め決められた固定電圧であったので、アンテナ装置２００の使用形態又は環境が変化して共振周波数がずれた場合に、受信品質が劣化する問題がある。
【００１１】
図８（ａ）は同調電圧Ｖtune＝Ｖ１を印加した際に実際の共振周波数が所期の共振周波数ｆ１からずれている状態を示している。例えば、所期の共振周波数ｆ１から低域側にずれた場合、図８（ｂ）に示すように復調された受信信号の信号レベルは右肩下がりの状態となる。受信信号の信号レベルが右肩下がり又は左肩下がりの状態で歪んでいると、アプリケーションプロセッサ２０３により上記受信信号に基づいて再生される再生画像が停止し又は再生音が歪むなどの不具合が発生する可能性がある。
【００１２】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、アンテナ装置の使用形態又は環境が変化して共振周波数が所期の位置からずれた場合であっても共振周波数のずれを補正することができ、受信品質の改善を図ることのできるデジタル信号受信装置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】
【００１３】
本発明のデジタル信号受信装置は、放射導体と前記放射導体に結合された可変容量素子とで共振回路を構成し、前記可変容量素子に供給される同調電圧に応じた共振周波数で共振するアンテナ装置と、前記アンテナ装置の後段に接続され、所定の帯域幅を持つ受信チャンネルのデジタル信号を受信するデジタルチューナ部と、前記デジタルチューナ部から出力されるマルチキャリア変調されているデジタル受信信号を復調する復調部と、前記アンテナ装置に対して受信チャンネルに対応した同調電圧を供給するアンテナ同調制御手段と、前記受信チャンネルの帯域幅内における複数キャリアのレベルを検知してキャリア間のレベル差が所定値以下に抑えられるように前記同調電圧を補正する補正手段とを具備したことを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、受信チャンネルの帯域幅内における複数キャリアのレベルを検知してキャリア間のレベル差が所定値以下に抑えられるように同調電圧を補正するので、アンテナ装置の使用形態又は環境が変化して共振周波数がずれた場合であっても共振周波数のずれを補正することができ、受信品質の改善を図ることができる。
【００１５】
また本発明は、上記デジタル信号受信装置において、前記デジタル信号はデジタルテレビジョン信号であり、前記複数のキャリアは分散パイロット信号のキャリアであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、アンテナ装置の使用形態又は環境が変化して共振周波数がずれた場合であっても共振周波数のずれを補正することができ、受信品質の改善を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の実施の形態に係るデジタル信号受信装置の機能ブロック図である。同図に示すように、本実施の形態のデジタル信号受信装置は、広帯域の周波数に同調できるように構成したアンテナ装置１と、アンテナ装置１から出力される受信信号であるＲＦ信号を周波数変換すると共に受信チャンネルにチューニングしてデジタル受信信号を出力するデジタルチューナ部２と、デジタルチューナ部２から出力されるデジタル受信信号を復調する復調回路３とを備え、復調したデジタル信号を後段のアプリケーションプロセッサ４へ出力するように構成されている。
【００１８】
アンテナ装置１は、放射導体と前記放射導体に結合された可変容量素子とを内蔵し、受信信号に対して共振可能に構成されている。アンテナ装置１は、図４、図５に示すアンテナ装置２００と同様に構成することができ、本実施の形態では前述したアンテナ装置２００と同一構成を有するものとし、適宜図４、図５に示す符号を用いて説明する。
【００１９】
復調回路３は、デジタル受信信号からシンボルを抽出するシンボル抽出部１１と、抽出されたシンボルデータをＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理して復調するＯＦＤＭ復調部１２と、ＯＦＤＭ復調した復調データを誤り訂正する誤り訂正部１３とを備えている。さらに本実施の形態では、受信チャンネルの帯域幅内における複数キャリアのレベル差が所定値以下に抑えられるように同調電圧を補正する機能を有する補正手段としてのＳＰレベル検出部１４と、受信チャンネルに対応して予め決められている同調電圧をＳＰレベル検出部１４で指示された補正量で補正して出力するアンテナ同調制御部１５とを備えている。
【００２０】
図２（ａ）（ｂ）を参照して、受信信号レベルの傾きと初期の共振周波数からのずれとの関係について説明する。現在の地上波デジタルテレビ放送（例えば、日本のＩＳＤＢ-Ｔ）では、送信データの変調方式としてマルチキャリア変調の一つであるＯＦＤＭ変調方式が採用されており、変調キャリアとして全５６１７本のキャリアを用いると共に１２キャリア毎に１本のパイロット信号（以下、「分散パイロット信号ＳＰ」という）が配置されるようにしている。
【００２１】
例えば、同調電圧Vｔｕｎｅ＝Ｖ１で設定される共振周波数が本来の周波数ｆ１から低周波側へずれている場合（図８（ａ）参照）、図２（ａ）に示すように受信チャンネルの帯域尾幅内のマルチキャリアも右肩下がりの状態となり、図２（ｂ）に示すように復調された受信チャンネルの信号レベルも右肩下がりとなる。
【００２２】
ここで、マルチキャリア全体にほぼ均等に分散配置された分散パイロット信号ＳＰに着目すると、分散パイロット信号ＳＰの信号レベルの傾斜もマルチキャリア全体の傾斜と同様の右肩下がりとなっていることが判る。アンテナ装置１における共振周波数が本来の周波数ｆ１から高周波側へずれている場合は、復調されたマルチキャリアも左肩下がりの状態となり、分散パイロット信号ＳＰもマルチキャリア全体の傾斜と同様の左肩下がりとなる。分散パイロット信号ＳＰの信号レベルの傾きは現在の共振周波数が本来の周波数位置からずれていることを表し、分散パイロット信号ＳＰの信号レベルの傾き方向は本来の周波数ｆ１からどちらの方向にずれているかを表すことになる。
【００２３】
ＳＰレベル検出部１４は、少なくとも受信チャンネルの帯域幅内に含まれる全て又は所定本数の分散パイロット信号ＳＰの信号レベルを検出し、検出された信号レベルの傾きから現在の同調電圧Ｖtune＝Ｖ１に対する補正量ΔＶを求め、アンテナ同調制御部１５へ補正量ΔVを指示するように構成されている。例えば、ある配置位置Ｐ１の分散パイロット信号ＳＰの信号レベルとそこから所定周波数だけ離れた配置位置Ｐ２の分散パイロット信号ＳＰの信号レベルとの差分Ｄを求める。求めた差分Ｄの極性は傾き方向を表し、差分Ｄの絶対値をパイロット間隔（Ｐ１−Ｐ２）で割った値は傾きの大きさであるずれ幅を表す。したがって、差分Ｄの極性と傾きの大きさとから、現在の同調電圧からいずれの方向（上昇又は下降）にどの程度補正すべきかを判定することができる。なお、分散パイロット信号ＳＰの本数を増やすことにより検出精度を上げることができ、要求される検出精度に応じた本数及び配置位置の分散パイロット信号ＳＰを選択することが望ましい。ＳＰレベル検出部１４は、予め決めた複数の分散パイロット信号ＳＰ間の信号レベルの差分Ｄの計算結果から分散パイロット信号ＳＰの信号レベルが受信チャンネルの帯域に亘り平坦になるような補正量ΔＶを求める。すなわち、分散パイロット信号ＳＰの差分Ｄと閾値とを比較し、差分Ｄが閾値以下に抑制されるような補正量を決定する。
【００２４】
アンテナ同調制御部１５は、図示していないチャンネル選択信号に基づいて予め定められている同調電圧（補正前の固定電圧）を、ＳＰレベル検出部１４から指示される補正量ΔVで補正して、補正同調電圧Ｖtune＝Ｖ１＋補正量ΔＶを生成してアンテナ装置１へ印加するように構成されている。
【００２５】
次に、以上のように構成された本実施の形態の動作について説明する。
アンテナ同調制御部１５においてチャンネル選択信号に基づいて予め定められている補正前の固定電圧である同調電圧Ｖtune＝Ｖ１が生成され、アンテナ装置１の第２の電極第２の電極２５ａ〜２５ｄに印加される。アンテナ装置１は第２の電極２５ａ〜２５ｄに印加された同調電圧Ｖtune＝Ｖ１に応じて共振周波数が変化する。ここでは、同調電圧Ｖtune＝Ｖ１を印加したところ、図８（ａ）に示すように所期の共振周波数ｆ１から低周波側に所定量だけずれた共振周波数に変化したものとする。アンテナ装置１は、所期の共振周波数ｆ１からずれた共振周波数（ｆ１−α）を中心周波数とする狭帯域特性となり、当該狭帯域特性に基づいて受信されたＲＦ受信信号が解放端側（放射導体２２ｆ）からデジタルチューナ部２へ出力される。デジタルチューナ部２においてＲＦ受信信号から中間周波数信号に周波数変換されると共に受信チャンネルにチューニングして受信チャンネルから所定量ずれた信号成分からなるデジタル受信信号を出力する。
【００２６】
復調回路３では、シンボル抽出部１１においてデジタル受信信号からシンボルが抽出され、ＯＦＤＭ復調部１２においてＯＦＤＭ復調がなされる。このときの復調データは図２（ｂ）に示すように右肩下がりの周波数特性となる。ＳＰレベル検出部１４では、予め決めた複数の分散パイロット信号ＳＰの信号レベルから差分Ｄを計算する。差分Ｄの計算結果から少なくとも受信チャンネルの帯域における信号レベルの傾きを平坦にするような補正量ΔＶを求め、その補正量ΔＶをアンテナ同調制御部１５へ指示する。アンテナ同調制御部１５では、現在の同調電圧Ｖ１を補正量ΔＶで補正した補正同調電圧Ｖtune＝Ｖ１＋補正量ΔＶを生成してアンテナ装置１へ印加する。
【００２７】
アンテナ装置１では、第２の電極２５ａ〜２５ｄに補正同調電圧Ｖtune＝Ｖ１＋補正量ΔＶが印加されたことにより、図３（ａ）に示すように共振周波数が本来の周波数ｆ１へシフトする。これにより、アンテナ装置１の現実の共振周波数が周波数ｆ１となるので、現在選択されている受信チャンネルを損失無く受信することができる。その結果、ＯＦＤＭ復調部１２においてＯＦＤＭ復調される復調データの信号レベルは、図３（ｂ）に示すように平坦な形状となる。
【００２８】
なお、図３（ｂ）に示すように復調データの信号レベルが平坦な形状の場合、ＳＰレベル検出部１４で計算される差分Ｄは閾値以下となる。ＳＰレベル検出部１４は差分Ｄが閾値以下に抑えられている場合は、現在の同調電圧Ｖtuneを維持するために更なる補正は行わないようにする。
【００２９】
このように本実施の形態によれば、複数の分散パイロット信号ＳＰの差分Ｄから信号レベルの傾きを検出し、分散パイロット信号ＳＰの差分が閾値以下となるような補正量ΔＶで同調電圧Ｖtuneを補正するように構成したので、アンテナ装置１の使用形態又は環境が変化して共振周波数がずれた場合であっても共振周波数のずれを補正することができ、受信品質の改善を図ることができる。
【００３０】
なお、以上の説明では複数の分散パイロット信号ＳＰの差分から信号レベルの傾きを検出しているが、本発明は分散パイロット信号ＳＰに限定されるものではなく、情報または制御キャリア等の他のキャリアを用いることもできる。また、信号レベルの傾き検出は、差分方式に限らず、微分方式や検波方式など他の検出原理を採用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、アンテナ装置に対して受信チャンネルに合わせた同調電圧をプリセッティングするデジタル信号受信装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施の形態に係るデジタル信号受信装置の機能ブロック図
【図２】（ａ）分散パイロット信号が配置されたマルチキャリアの信号レベルの状態を示す波形図、（ｂ）同図（ａ）に示すマルチキャリアに対するＯＦＤＭ復調後の信号レベルの状態を示す周波数特性図
【図３】（ａ）補正後の共振周波数の状態を示す図、（ｂ）同図（ａ）に示す共振周波数で受信した受信チャンネルに対するＯＦＤＭ復調後の信号レベルの状態を示す周波数特性図
【図４】従来のアンテナ装置の概略図
【図５】図４に示すアンテナ装置の等価回路図
【図６】従来のデジタル信号受信装置の機能ブロック図
【図７】（ａ）アンテナ装置に印加する同調電圧と共振周波数との関係を示す特性図、（ｂ）共振周波数とＳＷＲとの関係を示すＳＷＲ特性図
【図８】（ａ）共振周波数が本来の位置からずれた際のＳＷＲ特性を示す図、（ｂ）同図（ａ）に示す共振周波数で受信した受信チャンネルに対するＯＦＤＭ復調後の信号レベルの状態を示す周波数特性図
【符号の説明】
【００３３】
１  アンテナ装置
２  デジタルチューナ部
３  復調回路
４  アプリケーションプロセッサ
１１  シンボル抽出部
１２  ＯＦＤＭ復調部
１３  誤り訂正部
１４  ＳＰレベル検出部
１５  アンテナ同調制御部
２１  基体
２２ａ〜２２ｆ  放射導体
２３ａ〜２３ｆ  バラクタダイオード
２４ａ〜２４ｃ  第１の電極
２５ａ〜２５ｄ  第２の電極
２８  第３の電極
【図１】
2007318585.tif 000003
【図２】
2007318585.tif 000004
【図３】
2007318585.tif 000005
【図４】
2007318585.tif 000006
【図５】
2007318585.tif 000007
【図６】
2007318585.tif 000008
【図７】
2007318585.tif 000009
【図８】
2007318585.tif 000010