(57)【要約】【課題】アンテナアンプの強電界入力特性の改善をはかり、受信性能の向上をはかる。【解決手段】制御回路５が、受信モジュール４から出力される自動利得制御信号から、アンテナアンプ２の特性が悪化する許容電界閾値に相当する強電界入力の有無を判定し、アンテナアンプ２の利得を制御するか、アンテナアンプ２をパススルーして受信モジュール４にアンテナに１より受信したＲＦ信号を出力する。【選択図】図１
2007282036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動利得制御回路を内蔵する受信モジュールと、
前記受信モジュールの前段に接続される利得調整用のアンテナアンプと、
前記受信モジュールにより生成される自動利得制御信号から、前記アンテナアンプの特性が悪化する許容電界閾値に相当する強電界入力の有無を判定し、前記アンテナアンプの利得を制御するか、前記アンテナアンプをパススルーして前記受信モジュールにアンテナにより受信したＲＦ信号を出力する制御回路と、
を備えた受信装置。
【請求項２】
前記制御回路は、
前記自動利得制御信号を所定時間分取得して電界レベルの経時変化判定を行い、平均的に強電界入力があったと判定されたときに、前記電界レベルと前記アンテナアンプの許容電界閾値との比較を行い、前記電界レベルが前記許容電界閾値を越える状態が所定時間継続したときに前記アンテナアンプをパススルーし、前記ＲＦ信号を前記受信モジュールに出力するために付加されるパススルースイッチの切替え信号を有効とし、前記電界レベルが前記許容電界閾値を下まわる状態が所定時間継続したときに前記切替え信号を無効とし、前記アンテナアンプ出力を前記受信モジュールに出力することを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
前記制御回路は、
前記電界レベルが前記許容電界閾値を越えたときに前記パススルースイッチ切替え信号を有効とし、前記強電界レベルが許容電界閾値を下回ったときにタイマによる時間監視をスタートさせ、前記電界レベルが安定し、前記タイマのタイムアイトが検出されるまでの間、前記パススルースイッチ切替え信号の状態を継続させる前記パススルースイッチ切替え信号のヒステリシス制御を行うことを特徴とする請求項２に記載の受信装置。
【請求項４】
利得調整用のアンテナアンプと、
前記アンテアナンプ出力を分配して複数の受信モジュールへ出力する分配器と、
前記分配器出力が入力される、自動利得制御回路を備えた前記複数の受信モジュールと、
前記一方の受信モジュールにより生成される自動利得制御信号から、前記アンテナアンプの特性が悪化する許容電界閾値に相当する強電界入力の有無を判定し、前記アンテナアンプの利得を制御するか、前記アンテナアンプをパススルーして前記複数の受信モジュールにアンテナにより受信したＲＦ信号を出力する制御回路と、
を備えた受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アンテナアンプの強電界入力時の入力特性を改善した受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
強電界環境下における受信装置は、前置増幅における非直線性を増大し、それにより、相互変調歪（ＩＭ）が増大する。従来、強電界入力に関する問題を最小化するために、自動利得制御回路（ＡＧＣ：Automatic Gain Control））をプリアンプ段と組み合わせて使用することが頻繁に行われていた。
ＡＧＣは、プリアンプの信号変化に比例する制御信号をフィードバックすることにより、プリアンプ段の出力において一定の振幅を提供する。しかしながら、ミキサやＩＦ（Intermediate Frequency）アンプのような受信装置の後段に接続される回路において発生する変動を補償しないことからＩＭ性能を劣化させることなく前置増幅が可能な受信装置の出現が望まれている。
【０００３】
このため、電界レベルに応じて出力される制御信号に基づき前段に位置する増幅器のゲインを制御する仕組みが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１には、増幅器のゲインが閾値レベルまで低減されたときに、増幅器をバイパスするように受信信号をバイパスネットワークに提供する技術も開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特表平４−５０５３９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ゲイン調整、あるいはアンテナ入力分配器を有する受信システムのような、アンテナアンプを持つ受信装置では、受信モジュールでＩＭ歪み等により強電界入力特性が悪化する前に、その前段に位置するアンテナアンプで強電界入力特性が悪化することから、受信性能の低下を引き起こしてしまうという課題があった。
また、上記した特許文献１に開示された技術によっても、強電界環境下にあっては制御信号が飽和し、したがって依然として歪は解消されることなく、受信性能の劣化は不可避である。また、上記した特許文献１に開示された技術によれば、電界強度によりゲインが都度変化し、チャタリングの問題も発生する。
【０００６】
この発明は上記した課題を解消するためになされたものであり、ＡＧＣ信号を利用することで、アンテナアンプにおける強電界入力特性が悪化すると判定された場合にアンテナアンプの動作を変化させ、アンテナアンプの強電界入力特性の改善をはかり、受信性能の向上をはかった受信装置を提供することを目的とする。
また、アンテナアンプの動作制御にマイコンを介在させることで、動作制御にヒステリシスを持たせることでチャタリングの問題を解消し、最適な動作制御を実現する受信装置を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る受信装置は、自動利得制御回路を内蔵する受信モジュールと、前記受信モジュールの前段に接続される利得調整用のアンテナアンプと、前記受信モジュールにより生成される自動利得制御信号から、前記アンテナアンプの特性が悪化する許容電界閾値に相当する強電界入力の有無を判定し、前記アンテナアンプをパススルーして前記受信モジュールにアンテナにより受信されたアンテナ信号を出力する制御回路と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、この発明の受信装置は、利得調整用のアンテナアンプと、前記アンテアンプ出力を分配して複数の受信モジュールへ出力する分配器と、前記分配器出力が入力される、自動利得制御回路を備えた前記複数の受信モジュールと、前記一方の受信モジュールにより生成される自動利得制御信号から、前記アンテナアンプの特性が悪化する許容電界閾値に相当する強電界入力の有無を判定し、前記アンテナアンプをパススルーして前記複数の受信モジュールにアンテナにより受信したＲＦ信号を出力する制御回路と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、制御回路が、受信モジュールから出力される自動利得制御信号から、アンテナアンプの特性が悪化する許容電界閾値に相当する強電界入力の有無を判定し、アンテナアンプをパススルーして受信モジュールにアンテナにより受信したＲＦ信号を出力することにより、アンテナアンプの強電界入力特性の改善をはかり、受信性能の向上をはかった受信装置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】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１にかかわる受信装置の内部構成を示すブロック図である。図１に示されるように、この発明の実施の形態１にかかわる受信装置は、アンテナ１と、アンテナアンプ２と、パススルースイッチ３と、受信モジュール４と、制御回路５とで構成される。
受信モジュール４は、例えば、ラジオ／ＴＶ受信モジュール、データ放送受信モジュールであり、ここでは、内部構成として、ＡＧＣ回路４１と、フロントエンドＩＣ（図中、Ｆ／Ｅ−ＩＣ）４２のみが抽出され示されている。
【００１１】
フロントエンドＩＣ（４２）は、例えば受信する電波が、アンテナ１を介して受信されるＲＦ（Radio Frequency）信号を、復調ＩＣへ出力するＩＦ（Intermediate Frequency）信号に変換する機能を持つ。また、ここでは、そのとき生成されるＡＧＣ制御信号を、ＡＧＣ回路４１および制御回路５へ出力する。
【００１２】
アンテナ１により受信されるＲＦ信号は、後述する制御回路５による制御の下で、利得調整用のアンテナアンプ２、およびアンテナアンプ２をスルーして受信モジュール４に出力するために付加されるパススルースイッチ３に出力される。なお、アンテナアンプ２により前置増幅されたＲＦ信号は、受信モジュール４のＡＧＣ回路４１に出力される。
制御回路５は、例えば、マイコンにより構成され、受信モジュール４のフロントエンドＩＣ（４２）から出力されるＡＧＣ制御信号から、アンテナアンプ２の特性が悪化する許容電界閾値に相当する強電界入力の有無を判定し、パススルースイッチ３を介してアンテナアンプ２をスルーしてＲＦ信号を直接受信モジュール４に出力する。
【００１３】
図２は、図１に示す制御回路５の内部構成を機能展開して示したブロック図である。制御回路５の内部構成を機能的に大別すれば、ＡＧＣ制御信号取得部５１と、メモリ蓄積部５２と、電界強度経時変化判定部５３と、電界レベル判定部５４と、許容電界強度閾値記憶部５５と、パススルースイッチ切替え信号生成部５６と、ヒステリシス演算部５７と、タイマ監視部５８とから成る。
【００１４】
ＡＧＣ制御信号取得部５１は、受信モジュール４のフロントエンドＩＣ（４２）から出力されるＡＧＣ制御信号を、マイコンのアナログ／デジタルポート（以下、Ａ／Ｄポート）を介して取り込み、デジタル情報に変換して時系列にメモリ蓄積部５２へ出力する。
電界強度経時変化判定部５３は、メモリ蓄積部５２に蓄積されたＡＧＣ制御信号を所定時間分読み出して電界レベルの経時変化判定を行い、平均的電界入力を、電界レベル判定部５４へ出力する。また、電界レベル判定部５４は、ＡＧＣ制御信号の電界レベルと、電界強度閾値記憶部５５に記憶されたアンテナアンプ２の許容電界閾値との比較を行い、パススルースイッチ切替え信号制御部５６を制御する。
【００１５】
パススルースイッチ切替え制御信号生成部５６は、電界レベル判定部５４出力に基づき、ＡＧＣ制御信号の電界レベルが許容電界閾値を越える状態が所定時間継続したときにアンテナアンプ２をスルーしてＲＦ信号を受信モジュール４に出力するために付加されるパススルースイッチ３の切替え信号を有効とし、電界レベルが許容電界閾値を下まわる状態が所定時間継続したときにその切替え信号を無効とし、アンテナアンプ２出力を受信モジュール４に出力する機能を持つ。
なお、パススルースイッチ切替え制御信号生成部５６は、ヒステリシス演算部５７およびタイマ監視部５８によっても制御される。
【００１６】
すなわち、パススルースイッチ切替え制御信号生成部５６は、電界レベルが許容電界閾値を越えたときにパススルースイッチをＯＮ／ＯＦＦ設定する出力信号である切替え信号を有効とする（ＯＮ設定）。また、強電界レベルが許容電界閾値を下回ったときにタイマ監視部５８による時間監視をスタートさせ、更に、電界レベルが安定し、タイマ監視部５８のタイムアイトが検出されるまでの間、パススルースイッチ切り替え信号として出力される切り替え信号の状態を継続させるヒステリシス制御を実行する。
なお、ここでいうヒステリシス制御とは、切り替え信号の出力を、パススルースイッチのＯＮ／ＯＦＦ設定に即時追従することなく、時間的に反応を遅らせ出力する処理のことをいい、ここで、発生する遅延時間は、ヒステリシス演算部５７の演算によって定義される。
【００１７】
以下、図１を参照してこの発明の実施形態１にかかわる受信装置の動作について説明する。図１に示されるように、この発明の実施の形態１にかかわる受信装置は、例えば、ラジオ／ＴＶ受信機等、受信モジュール４の前段に位置するゲイン調整用のアンテナアンプ２をスイッチ３によりパススルーすることができる切り換えパスを設けている。
通常、受信モジュール４内のフロントエンドＩＣ（４２）には、強電界入力時、ミキサに対して強電界入力が供給され、ＩＭ歪等、強電界入力特性が悪化するのを防ぐために、規定値以上の電界レベルに対してはミキサへの入力レベルを低減し、一定化させるアッテネータ回路を制御するためのＡＧＣ制御信号（ＤＣ電圧）が出力される。
【００１８】
このＤＣ電圧は、電界レベルに応じて電圧変換を行い、制御回路５のＡ／Ｄポートを介して取込むことで、高入力時の電界レベルを推定することが可能である。
すなわち、制御回路５のＡ／Ｄポートの検出レベルを定期的にモニタし、制御回路５が内蔵するメモリに蓄えて経時変化を平均化することにより、現在の定常的（平均的）な受信状態を判定することが出来る。
【００１９】
上記したように、図１に示すこの発明の実施形態の形態１にかかわる受信装置によれば、平均的な電界レベルを判定することにより、現在の電界レベルが、アンテナアンプ２の強電界入力特性悪化が発生するレベルであるか否かを判定することが可能になる。
また、強電界入力時、上記したアンテナアンプ２をスルーして受信モジュール４にＲＦ信号を出力するために付加されるパススルースイッチ３のＯＮ／ＯＦＦ切替えは、遷移チャタリングを防止するために、最低、一定時間はＯＮ／ＯＦＦのいずれかに固定されるようにタイマ制御により時間的なヒステリシスをかけている。このことにより、パススルースイッチ３のＯＮ／ＯＦＦ判定を行い、パススルースイッチ３の制御を行うことで、チャタレングを防止し、適宜最適な状態を保つことができる。
【００２０】
図３は、この発明の実施の形態１にかかわる受信装置の動作を説明するために引用したフローチャートである。
以下、図３に示すフローチャートを参照しながら、図２に示す制御回路５の動作について詳細に説明する。
【００２１】
制御回路５のＡＧＣ制御信号取得部５１は、Ａ／Ｄポートを介し、受信モジュール４のフロントエンドＩＣ（４２）からＡＧＣ制御信号を取得し（ステップＳＴ３０１）、メモリ蓄積部５２に蓄積する（ステップＳＴ３０２）。そして、電界強度経時変化判定部５３は、メモリ蓄積部５２から所定時間分の時系列のＡＧＣ制御信号を読み出し、電界強度の経時変化判定を行なう（ステップＳＴ３０３）。
ここで、瞬間的な電界変動（ステップＳＴ３０３“瞬時変化”）に対しては、制御を行なわずに現状を維持する。
【００２２】
一方、定常的（平均的）に高入力であると判定され（ステップＳＴ３０３“定常安定”）、また、パススルースイッチ３がＯＦＦの状態（初期状態はＯＦＦ）であって、そのときの電界レベルαが、アンテナアンプ２において強電界入力特性の悪化を引き起こす許容電界閾値β以下であれば（ステップＳＴ３０４“α＜β”）、制御を行なわずに現状を維持する（ステップＳＴ３０５：パススルースイッチＯＦＦ継続）。
【００２３】
一方、電界レベル（α）が許容電界閾値記憶部５５に記憶される許容電界閾値（β）以上であれば（ステップＳＴ３０４“α＞β”）、アンテナアンプ２において強電界入力特性の悪化を引き起こす可能性があるため、パススルースイッチ切替え信号生成部５６は、特性悪化を防ぐために以下の処理を行なう。
すなわち、パススルースイッチ切替え信号生成部５６は、まず、パススルースイッチ３のＯＮ／ＯＦＦ状態を検知する（ステップＳＴ３０６）。また、このとき、ＯＮ／ＯＦＦの経過時間γも合わせてチェックする（ステップＳＴ３０６７）。
【００２４】
ここで、パススルースイッチ３がＯＦＦ状態で（ステップＳＴ３０６“ＯＦＦ”）、一定時間（δ）以上、高電界入力状態（閾値電界以上）が継続していれば（ステップＳＴ３０７“γ＞δ”）、アンテナアンプ２において強電界入力特性悪化が懸念されるため、パススルースイッチ３をＯＮ設定し（ステップＳＴ３０９）、アンテナアンプ２をパススルーすることで、高電界入力特性悪化を回避する。
【００２５】
一方、パススルースイッチ３がＯＮ状態にあり（ステップＳＴ３０６“ＯＮ”）、一定時間δ以上強電界入力状態（閾値以上）が経過している場合（ステップＳＴ３０７“γ＜δ”）、受信モジュール４のフロントエンドＩＣ（４２）における強電界入力特性の性能に依存することになる。近年のフロントエンドＩＣ（４２）は性能が向上しており、特に強電界入力特性の悪化は発生しない。
【００２６】
以上の処理を繰り返すことで、電界レベルが低下し、一定時間継続すれば、強電界入力状態から開放されたとみなし、パススルースイッチ切り替え信号生成部５６は、パススルースイッチ３をＯＦＦする切り替え信号を生成出力し、パススルースイッチ３を制御することで強電界入力特性の悪化はなく、また、ゲインロスも生じることのない良好な受信状態を維持することができる。
また、電界レベルが高い場合は、適宜、パススルースイッチ３を切替えることで、アンテナアンプ２の強電界入力特性の悪化を回避し、良好な受信状態を保つことができる。
【００２７】
なお、この発明の実施の形態１にかかわる受信装置では、例えば、ステップＳ３０８に示されるように、上記したパススルースイッチ３のＯＮ／ＯＦＦ切替え設定にヒステリシス制御を付加している。
このことにより、チャタリング（切替えが電界レベルの変化に伴い反復動作を連続的に繰り返すチャタリングの問題を回避することが可能となる。図４にヒステリシス制御の一例がタイミングチャートで示されている。
【００２８】
図４は、上から順に、（ａ）ＡＧＣ制御信号から推定されるＲＦ信号の電界レベル変動、およびその許容電界閾値、（ｂ）切り替え信号、（ｃ）タイマ監視部５８出力、のそれぞれを示す。ヒステリシス制御は、ヒステリシス演算部５７およびタイマ監視部５８により実現される。
図４において、パススルースイッチ切替え信号生成部５６は、まず、電界レベルが許容電界閾値を越えたタイミングＡでパススルースイッチ３をＯＮするための切替え信号をＯＮする。そして、電界変動が一旦許容電界閾値を下まわったタイミングＢでタイマ監視部５８は内蔵タイマをスタートさせる。ここで、電界レベルの瞬時の落ち込みについては無視する。また、切り替え信号は、ヒステリシス演算部５７により生成される時間分だけＯＮ状態が維持される。
【００２９】
なお、続いて電界レベルが下降し、許容電界閾値を下回ってもタイマがタイムアウトを検出しない限り、切り替え信号のＯＮ状態は維持される。すなわち、パススルースイッチ切替え信号生成部５６は、電界レベルが下降して許容電界閾値を下まわり、電界レベルの変動が安定し、タイマ監視部５８がタイムアウトを検出したタイミングＣで切り替え信号をＯＦＦし、パススルースイッチ３をＯＦＦ制御する。
また、電界レベルが低い状態での安定常態から上昇し、許容電界閾値を超えたタイミングＤで、パススルースイッチ切替え信号生成部５６は、切り替え信号をＯＮ制御し、パススルースイッチ３をＯＮ設定する。
【００３０】
以上説明のようにこの発明の実施の形態１によれば、制御回路５が、受信モジュール４から出力されるＡＧＣ制御信号から、アンテナアンプ２の特性が悪化する許容電界閾値に相当する強電界入力の有無を判定し、アンテナアンプ２をパススルーして受信モジュール４にアンテナ１により受信したＲＦ信号を出力することで、アンテナアンプ２の強電界入力特性の改善をはかり、受信性能の向上をはかった受信装置を提供することができる。
また、ＡＧＣ制御信号を取込み、それをもとに電界レベルに対してヒステリシスを持たせることで、パススルーを含むアンテナアンプ２の制御を行うことができ、このとき、パススルースイッチ３のＯＮ／ＯＦＦ切替えに伴うチャタリングの発生を防止することができる。
【００３１】
実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２にかかわる受信装置の内部構成を示すブロック図である。図１に示す実施の形態１との差異は、パススルースイッチ３を含むアンテナアンプ２と受信モジュール４との間に分配器１０を接続し、この分配器１０を介して受信モジュール４（ラジオ／ＴＶ受信モジュール）の他に、受信モジュール６（データ放送受信モジュール、あるいはＴＶ受信モジュール）が接続されたことにある。
ここでは、分配器１０の出力が入力される、ＡＧＣ回路４１を備えた受信モジュール４の制御回路５は、内蔵するフロントエンドＩＣ（４２）によって生成されるＡＧＣ制御信号から、アンテナアンプ２の特性が悪化する許容電界閾値に相当する強電界入力の有無を判定し、アンテナアンプ２をパススルー制御し、分配器１０を介し、複数の受信モジュール４、６に対して相当のＲＦ信号を出力する。
【００３２】
この発明の実施の形態２によれば、一方の受信モジュール４のＡＧＣ制御信号から、アンテナアンプ２の特性が悪化する許容電界閾値に相当する強電界入力の有無を判定し、アンテナアンプ２の利得を制御するか、アンテナアンプ２をパススルーして、受信モジュール４、あるいは分配器１０を介して接続される他方の受信モジュール６にＲＦ信号を出力するものである。この場合、受信モジュール６は、何ら負荷を要することなく、アンテナアンプ２の強電界入力特性の改善をはかり、受信性能の向上がはかれる。
なお、ここでは、受信モジュール４のＡＧＣ制御信号を利用し、受信モジュール４側の制御回路５が上記制御を実行することとしたが、受信モジュール６のＡＧＣ制御信号を利用し、受信モジュール６側の制御回路（図示せず）が同じ制御を行ってもよく、この場合、受信モジュール４は、何ら負荷を要することなく、アンテナアンプ２の強電界入力特性の改善をはかり、受信性能の向上がはかれる。
【００３３】
また、上記した実施の形態２においても、実施の形態１同様、ＡＧＣ制御信号を取込み、それをもとに電界レベルに対してヒステリシスを持たせることで、パススルー制御を行うことができ、このとき、パススルースイッチ３のＯＮ／ＯＦＦ切替えに伴うチャタリングの発生を防止することができることは言うまでもない。分配器１０を介して接続される他方の受信モジュールもこの恩恵にあずかることができる。
【００３４】
なお、この発明の実施の形態１、実施の形態２ともに、制御回路５を構成する、ＡＧＣ制御信号取得部５１、メモリ蓄積部５２、電界強度経時変化判定部５３、電界レベル判定部５４、許容電界強度閾値記憶部５５、パススルースイッチ切替え信号生成部５６、ヒステリシス演算部５７、タイマ監視部５８のそれぞれが持つ機能は、マイコンが、内蔵メモリに記録されたプログラムを逐次読み出し実行することにより実現されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の実施の形態１にかかわる受信装置の内部構成を示すブロック図である
【図２】図１に示す制御回路の内部構成を機能展開して示したブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態１にかかわる受信装置の動作を説明するために引用したフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１にかかわる受信装置が実行する時間的ヒステリシス制御を説明するために引用したタイミングチャートである。
【図５】この発明の実施の形態２にかかわる受信装置の内部構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  アンテナ、２  アンテナアンプ、３  パススルースイッチ、４、６  受信モジュール、５  制御回路、５１  ＡＧＣ制御信号取得部、５２  メモリ蓄積部、５３  電界強度経時変化判定部、５４  電界レベル判定部、５５  許容電界強度閾値記憶部、５６  パススルースイッチ切替え信号生成部、５７  ヒステリシス演算部、５８  タイマ監視部。
【図１】
2007282036.tif 000003
【図２】
2007282036.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2007282036.tif 000007