(57)【要約】【課題】外付け部品の増加が抑制された受信装置を提供する。【解決手段】無線信号を空中から捉えるアンテナ素子１０と、アンテナ素子１０に接続され、アンテナ素子１０から出力される受信信号ＲＳの信号処理を行うフロントエンド回路３０と、アンテナ素子１０とフロントエンド回路３０との接続点に並列接続されたシャント抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４及びシャント抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４それぞれの導通状態を制御するスイッチ素子Ｓ１１〜Ｓ１４を有し、アンテナ素子１０のインピーダンスとシャント抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４により受信信号ＲＳを減衰させるＳＡＧＣ回路２０と、受信信号ＲＳの大きさに基づいてスイッチ素子Ｓ１１〜Ｓ１４のオンオフ状態を制御し、ＳＡＧＣ回路２０による受信信号ＲＳの減衰度を制御する制御回路５２とを備える。【選択図】図１
2012015627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線信号を空中から捉えるアンテナ素子と、
前記アンテナ素子に接続され、前記アンテナ素子から出力される受信信号の信号処理を行うフロントエンド回路と、
前記アンテナ素子と前記フロントエンド回路との接続点に並列接続された複数のインピーダンス素子及び前記複数のインピーダンス素子それぞれの導通状態を制御する複数のスイッチ素子を有し、前記アンテナ素子のインピーダンスと前記複数のインピーダンス素子により前記受信信号を減衰させるＳＡＧＣ回路と、
前記受信信号の大きさに基づいて前記複数のスイッチ素子のオンオフ状態を制御し、前記ＳＡＧＣ回路による前記受信信号の減衰度を制御する制御回路と
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記制御回路が、前記フロントエンド回路が前記受信信号を信号処理して生成する伝搬信号と規定値とを比較して、前記複数のスイッチ素子のオンオフ状態を制御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】
前記制御回路が、前記伝搬信号が前記規定値より大きい場合に、前記複数のスイッチ素子のいずれかをオン状態にすることを特徴とする請求項２に記載の受信装置。
【請求項４】
前記複数のスイッチ素子が、前記複数のインピーダンス素子のそれぞれとＧＮＤとの間に接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の受信装置。
【請求項５】
前記インピーダンス素子が、抵抗又は容量であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の受信装置。
【請求項６】
前記フロントエンド回路が、
前記受信信号から希望周波数の信号を選択する同調回路と、
前記同調回路に接続され、前記制御回路の制御によって前記希望周波数の信号を減衰するＲＡＧＣ回路と
を備え、前記ＲＡＧＣ回路が前記希望周波数の信号を減衰させている状態で前記受信信号が所定値を超えたときに、前記ＳＡＧＣ回路が前記受信信号を一定量減衰させ、同時に前記ＲＡＧＣ回路による前記希望周波数の信号の減衰量を前記一定量だけ少なくすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の受信装置。
【請求項７】
前記ＲＡＧＣ回路が、
前記同調回路に接続された減衰抵抗と、
前記減衰抵抗に接続された複数のシャント抵抗と、
前記複数のシャント抵抗にそれぞれ直列接続され、前記制御回路によってオンオフ状態が制御される複数のスイッチ素子と
を備えることを特徴とする請求項６に記載の受信装置。
【請求項８】
前記フロントエンド回路が、
前記同調回路に接続され、前記同調回路から出力された前記希望周波数の信号を増幅する第１の増幅器と、
前記ＲＡＧＣ回路に接続され、前記ＲＡＧＣ回路によって減衰された前記希望周波数の信号を増幅する第２の増幅器と
を更に備え、前記第１の増幅器の出力信号と前記第２の増幅器の出力信号のいずれかが前記フロントエンド回路を伝搬することを特徴とする請求項６又は７に記載の受信装置。
【請求項９】
前記ＲＡＧＣ回路を動作させて前記希望周波数の信号を減衰する場合において前記第１の増幅器を動作させずに前記第２の増幅器を動作させ、前記ＲＡＧＣ回路を動作させない場合において前記第２の増幅器を動作させずに前記第１の増幅器を動作させることを特徴とする請求項８に記載の受信装置。
【請求項１０】
前記制御回路が、前記第２の増幅器の利得を制御することを特徴とする請求項８又は９に記載の受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線信号の受信装置に係り、特に受信した信号の利得を自動制御する受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦ信号等の無線信号を受信する受信装置では、受信した信号の強度の変化に対応するために、受信信号の利得を制御する自動利得制御（ＡＧＣ）回路が用いられている。例えば、受信信号の大きさをモニタするＡＧＣ回路から出力される制御信号が受信装置に外付けされたピンダイオードに伝達され、ピンダイオードを用いて受信信号の減衰度を制御する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。そして、減衰された受信信号が、フロントエンド（ＦＥ）回路において信号処理される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００５／０５３１７１号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ピンダイオードを使用して受信信号を減衰させる方法では、受信装置にピンダイオードを外付けする必要があり、外付け部品が増加するという問題があった。
【０００５】
上記問題点に鑑み、本発明は、外付け部品の増加が抑制された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】
【０００６】
本発明の一態様によれば、（イ）無線信号を空中から捉えるアンテナ素子と、（ロ）アンテナ素子に接続され、アンテナ素子から出力される受信信号の信号処理を行うフロントエンド回路と、（ハ）アンテナ素子とフロントエンド回路との接続点に並列接続された複数のインピーダンス素子及び複数のインピーダンス素子それぞれの導通状態を制御する複数のスイッチ素子を有し、アンテナ素子のインピーダンスと複数のインピーダンス素子により受信信号を減衰させるＳＡＧＣ回路と、（ニ）受信信号の大きさに基づいて複数のスイッチ素子のオンオフ状態を制御し、ＳＡＧＣ回路による受信信号の減衰度を制御する制御回路とを備える受信装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、外付け部品の増加が抑制された受信装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る受信装置の構成を示す模式的な回路図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る受信装置の構成を示す模式的な回路図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る受信装置のＲＡＧＣ回路の構成例を示す模式的な回路図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る受信装置の構成を示す模式的な回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、図面を参照して、本発明の第１乃至第３の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。又、以下に示す第１乃至第３の実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施形態は、構成部品の構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の実施形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１０】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る受信装置１は、図１に示すように、無線信号を空中から捉えるアンテナ素子１０と、アンテナ素子１０に接続され、アンテナ素子１０から出力される受信信号ＲＳの信号処理を行うフロントエンド回路３０と、アンテナ素子１０とフロントエンド回路３０との接続点に並列接続された複数のインピーダンス素子であるシャント抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４及びシャント抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４それぞれの導通状態を制御するスイッチ素子Ｓ１１〜Ｓ１４を有し、アンテナ素子１０のインピーダンスとシャント抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４により受信信号ＲＳを減衰させるＳＡＧＣ回路２０と、受信信号ＲＳの大きさに基づいて複数のスイッチ素子Ｓ１１〜Ｓ１４のオンオフ状態を制御し、ＳＡＧＣ回路２０による受信信号ＲＳの減衰度を制御する制御回路５２とを備える。
【００１１】
アンテナ素子１０は、容量Ｃ１を介して接続点ＰでＳＡＧＣ回路２０と接続している。フロントエンド回路３０は、容量Ｃ２を介して接続点Ｐに接続する。
【００１２】
フロントエンド回路３０は、例えば図１に示すように、同調回路３１、低雑音増幅回路（ＬＮＡ）３２、混合回路（ＭＩＸ）３３、局部発振回路（ＬＯＳＣ）３４、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３５、中間周波増幅回路（ＩＦＡ）３６、アナログデジタル変換回路（ＡＤＣ）３７を有する。図１に示した実施形態では、同調回路３１は、インダクタＬｓと可変容量Ｃｓが並列接続されたＬＣ同調回路である。フロントエンド回路３０は、受信信号ＲＳを信号処理して伝搬信号ＴＳを生成する。
【００１３】
フロントエンド回路３０は、制御回路５２を有するデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）５０に伝搬信号ＴＳを出力する。ＤＳＰ５０は、伝搬信号ＴＳを処理する信号処理回路５１を更に有する。
【００１４】
図１に示したＳＡＧＣ回路２０は、インピーダンス素子としてシャント抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４を採用した例である。シャント抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４の一方の端子は、容量Ｃ１を介してアンテナ素子１０に接続されている。シャント抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４の他方の端子は、それぞれスイッチ素子Ｓ１１〜Ｓ１４を介してＧＮＤに接続されている。なお、ここでいうＧＮＤは交流的なグランドである（以下において同様。）。図１では、スイッチ素子Ｓ１１〜Ｓ１４がトランジスタＴ１１〜Ｔ１４である例を示している。したがって、ＳＡＧＣ回路２０を集積回路としてチップ化が可能である。
【００１５】
トランジスタＴ１１〜Ｔ１４がそれぞれオンすると、シャント抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４がそれぞれ導通状態になる。したがって、トランジスタＴ１１〜Ｔ１４のオンしている数によって、アンテナ素子１０とＧＮＤ間のインピーダンス（以下において、「接地インピーダンス」という。）が定まる。ＳＡＧＣ回路２０のデコーダ２１に制御回路５２から出力される制御信号ＣＳ１が入力され、制御信号ＣＳ１に応じてデコーダ２１から出力される信号Ｄ１１〜Ｄ１４によって、トランジスタＴ１１〜Ｔ１４のオンオフ状態はそれぞれ制御される。
【００１６】
制御回路５２は、受信信号ＲＳの大きさに応じて信号の大きさが定まる伝搬信号ＴＳを監視する。後述するように、制御回路５２が伝搬信号ＴＳの大きさに応じてスイッチ素子Ｓ１１〜Ｓ１４のオンオフ状態を設定することにより、接地インピーダンスが調整され、その結果、アンテナ素子１０から出力される受信信号ＲＳの減衰度が設定される。以上のように、受信装置１は自動利得制御機能を実現する。減衰された受信信号ＲＳは、フロントエンド回路３０に入力される。
【００１７】
以下に、図１に示した受信装置１の動作について説明する。
【００１８】
空中から無線信号を捉えたアンテナ素子１０は、接続点Ｐに受信信号ＲＳを出力する。受信信号ＲＳは、容量Ｃ１及び容量Ｃ２を介してフロントエンド回路３０の同調回路３１に入力される。受信信号ＲＳの強度が小さい場合にはＳＡＧＣ回路２０は動作せず、受信信号ＲＳは減衰されずに同調回路３１に入力される。
【００１９】
同調回路３１は、フロントエンド回路３０を伝搬する伝搬信号ＴＳとして、希望周波数の信号を受信信号ＲＳから選択する。同調回路３１から出力された伝搬信号ＴＳは、ＬＮＡ３２によって増幅される。このように、同調回路３１とＬＮＡ３２により高周波増幅回路が構成される。
【００２０】
ＬＮＡ３２により増幅された伝搬信号ＴＳは、混合回路３３に入力される。混合回路３３は、局部発振回路３４から出力される局部発振周波数の信号ｆｃと伝搬信号ＴＳとを混合して、伝搬信号ＴＳの周波数を中間周波数（ＩＦ）に変換する。その後、伝搬信号ＴＳはバンドパスフィルタ３５を通過して、一定の周波数の伝搬信号ＴＳのみが中間周波増幅回路３６に入力される。中間周波増幅回路３６によって増幅された伝搬信号ＴＳは、アナログデジタル変換回路３７によってアナログ信号からデジタル信号に変換（ＡＤ変換）される。
【００２１】
ＡＤ変換された伝搬信号ＴＳは、ＤＳＰ５０の信号処理回路５１及び制御回路５２に入力される。信号処理回路５１は、デジタル化された伝搬信号ＴＳについて所定の信号処理を行う。
【００２２】
制御回路５２は、デジタル信号に変換された伝搬信号ＴＳの信号値ＶTRが規定値Ｖａより大きい場合に、制御信号ＣＳ１をＳＡＧＣ回路２０に送信する。ＳＡＧＣ回路２０のデコーダ２１は、受信した制御信号ＣＳ１に従ってスイッチ素子Ｓ１１〜Ｓ１４のオンオフ状態を制御し、これにより接続点Ｐの接地インピーダンスが調整される。その結果、受信信号ＲＳの減衰度が設定され、フロントエンド回路３０に入力する受信信号ＲＳの大きさが制御される。
【００２３】
規定値Ｖａの大きさは任意に設定可能である。例えば、伝搬信号ＴＳの振幅が、伝搬信号ＴＳが伝搬するフロントエンド回路３０に含まれる回路で許容される最大振幅になるように、規定値Ｖａの大きさを設定する。つまり、伝搬信号ＴＳがフロントエンド回路３０を伝搬する際に、伝搬信号ＴＳの波形がクリップしない範囲で伝搬信号ＴＳの振幅ができるだけ大きくなるように、受信信号ＲＳの減衰度が制御される。
【００２４】
上記のように、受信信号ＲＳの信号値ＶTRの大きさに応じて、スイッチ素子Ｓ１１〜Ｓ１４のオンオフ状態が制御される。例えば、スイッチ素子Ｓ１１〜Ｓ１４がすべてオフ（非導通）状態である場合に、伝搬信号ＴＳの信号値ＶTRが規定値Ｖａより大きくなると、接地インピーダンスを増大させるように制御回路５２が制御信号ＣＳ１をＳＡＧＣ回路２０に出力する。制御信号ＣＳ１に制御されて、ＳＡＧＣ回路２０のデコーダ２１は例えばスイッチ素子Ｓ１１をオン状態にする。これにより、シャント抵抗Ｒ１１は接地され、アンテナ素子１０から出力される受信信号ＲＳは減衰される。そして、減衰された受信信号ＲＳが、容量Ｃ２を介してフロントエンド回路３０に入力される。このため、フロントエンド回路３０を伝搬する伝搬信号ＴＳの振幅が小さくなる。その結果、例えばフロントエンド回路３０において伝搬信号ＴＳの波形がクリップされることを防止できる。
【００２５】
制御回路５２は、受信信号ＲＳの大きさに応じた所望の接地インピーダンスを実現するために、シャント抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４のうちの接地される数を決定し、オン状態のスイッチ素子Ｓ１１〜Ｓ１４の数を設定する。
【００２６】
スイッチ素子Ｓ１１のみがオン状態である場合の受信信号ＲＳの減衰度ＡＴＴは、以下の式（１）で表される：
ＡＴＴ＝（Ｒ１１＋ＲON）／（Ｚｓ＋Ｒ１１＋ＲON）  ・・・（１）
式（１）で、Ｒ１はシャント抵抗Ｒ１１の抵抗値、ＲONはトランジスタＴ１１のオン抵抗、Ｚｓはアンテナ素子１０側のインピーダンス（信号源インピーダンス）である。
【００２７】
上記のように、ＳＡＧＣ回路２０は、シャント抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４を含むシャント回路によって受信信号ＲＳを減衰させる自動制御利得（ＡＧＣ）回路である。図１では並列接続されたシャント抵抗の数が４である場合を例示したが、シャント抵抗の数が４に限られないことはもちろんである。例えばシャント抵抗の抵抗値や所望の減衰特性等に応じて、シャント抵抗の数を適宜決定すればよい。また、シャント抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４の抵抗値は同一でもよいし、互いに異なる抵抗値であってもよい。
【００２８】
なお、アンテナ素子１０とＳＡＧＣ回路２０とが容量Ｃ１を介して接続されているのは、以下の理由による。即ち、アンテナ素子１０の信号源インピーダンスは一般的には小さい値であり、例えば７５Ω程度である。したがって、インピーダンスマッチングを取りやすくするために、容量Ｃ１をアンテナ素子１０と接続点Ｐ間に挿入して見かけ上の信号源インピーダンスを増大させている。これにより、ＳＡＧＣ回路２０のシャント回路が有効に機能する。受信信号ＲＳの周波数が高いほど、容量Ｃ１の容量値を小さくする。
【００２９】
本発明の第１の実施形態に係る受信装置１によれば、アンテナ素子１０からの受信信号ＲＳをシャント回路を有するＳＡＧＣ回路２０によって減衰させる。受信信号ＲＳの減衰度は、アンテナ素子１０の信号源インピーダンスとシャント回路のインピーダンスによって決定される。このため、受信装置１にピンダイオードを外付けする必要がなく、外付け部品の増加を抑制することができる。
【００３０】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る受信装置１は、図２に示すように、同調回路３１に接続されたＲＡＧＣ回路３００を更に備えることが、図１と異なる点である。ＲＡＧＣ回路３００の出力は、ＬＮＡ３２に入力される。その他の構成については、図１に示す第１の実施形態と同様である。
【００３１】
図３に、ＲＡＧＣ回路３００の構成例を示す。ＲＡＧＣ回路３００は、ＲＡＧＣ回路３００の入力インピーダンスを規定する減衰抵抗Ｒｄと、減衰抵抗Ｒｄに接続されたシャント抵抗Ｒ２１〜Ｒ２４と、シャント抵抗Ｒ２１〜Ｒ２４にそれぞれ直列接続され、制御回路５２によってオンオフ状態が制御されるスイッチ素子Ｓ２１〜Ｓ２４を備える。より具体的には、減衰抵抗Ｒｄの一方の端子が同調回路３１に接続され、減衰抵抗Ｒｄの他方の端子にシャント抵抗Ｒ２１〜Ｒ２４の一方の端子がそれぞれ接続されている。また、シャント抵抗Ｒ２１〜Ｒ２４の他方の端子は、それぞれスイッチ素子Ｓ２１〜Ｓ２４に接続されている。図３では、スイッチ素子Ｓ２１〜Ｓ２４がトランジスタＴ２１〜Ｔ２４である例を示している。したがって、ＲＡＧＣ回路３００は集積回路として形成できる。
【００３２】
なお、減衰抵抗Ｒｄが小さいと、トランジスタＴ２１〜Ｔ２４のオン抵抗がシャント回路のインピーダンスに影響する。一方、減衰抵抗Ｒｄが大きいと、雑音が減衰抵抗Ｒｄを迂回して伝搬してしまうおそれがある。このため、例えば大きさが１〜２ｋΩ程度の減衰抵抗Ｒｄが使用される。
【００３３】
ＲＡＧＣ回路３００は、制御回路５２に制御されて、アンテナ素子１０の信号源インピーダンスと減衰抵抗Ｒｄ及びシャント抵抗Ｒ２１〜Ｒ２４とにより、同調回路３１が受信信号ＲＳから選択する希望周波数の伝搬信号ＴＳを減衰させる。つまり、同調回路３１から出力してＲＡＧＣ回路３００のＩＮ端子に入力された希望周波数の伝搬信号ＴＳは、ＲＡＧＣ回路３００を伝搬する間に減衰し、減衰された伝搬信号ＴＳは、ＯＵＴ端子からＬＮＡ３２に出力される。
【００３４】
ＲＡＧＣ回路３００においてトランジスタＴ２１〜Ｔ２４がオンすると、シャント抵抗Ｒ２１〜Ｒ２４がそれぞれ導通状態になる。したがって、トランジスタＴ２１〜Ｔ２４のオンしている数によって、希望周波数の伝搬信号ＴＳの減衰度が定まる。ＲＡＧＣ回路３００のデコーダ３０１に制御回路５２から出力される制御信号ＣＳ２が入力される。そして、制御信号ＣＳ２に応じてデコーダ３０１から出力される信号Ｄ２１〜Ｄ２４によって、トランジスタＴ２１〜Ｔ２４のオンオフ状態はそれぞれ制御される。
【００３５】
上記のように、図２に示した受信装置１においては、伝搬信号ＴＳを監視する制御回路５２によって、受信信号ＲＳの大きさに応じてシャント抵抗Ｒ２１〜Ｒ２４のうちの導通する抵抗の数を決定し、オン状態のスイッチ素子Ｓ２１〜Ｓ２４の数を設定するスイッチ素子Ｓ２１〜Ｓ２４のオンオフ状態を設定する。これにより、ＲＡＧＣ回路３００は、受信信号ＲＳの大きさに応じて希望周波数の伝搬信号ＴＳの減衰度を調整する高周波利得制御（ＲＦＡＧＣ）機能を実現する。
【００３６】
以下に、図２に示した受信装置１の動作について説明する。
【００３７】
空中から無線信号を捉えたアンテナ素子１０は、接続点Ｐに受信信号ＲＳを出力する。受信信号ＲＳは、容量Ｃ１及び容量Ｃ２を介してフロントエンド回路３０の同調回路３１に入力される。
【００３８】
受信感度が必要な場合は、希望周波数の伝搬信号ＴＳはＲＡＧＣ回路３００を経由せずに、ＬＮＡ３２に入力される。
【００３９】
受信装置１のＲＦＡＧＣ機能を実行する場合は、アンテナ素子１０から出力された受信信号ＲＳは、ＲＡＧＣ回路３００及びＬＮＡ３２を経由して、混合回路３３に入力される。ＲＦＡＧＣ機能を実行する場合には、希望周波数の伝搬信号ＴＳは、同調回路３１からＬＮＡ３２に直接は入力されない。
【００４０】
受信装置１は、例えばデジタル信号に変換された伝搬信号ＴＳの信号値ＶTRが予め設定された規定値より大きい場合に、ＲＦＡＧＣを行う。先ず、制御回路５２によってＲＡＧＣ回路３００を制御して、希望周波数の伝搬信号ＴＳの減衰量を大きくする第１の利得制御を行う。減衰された伝搬信号ＴＳはＬＮＡ３２に入力され、フロントエンド回路３０を伝搬する。そして、フロントエンド回路３０からＡＤ変換された伝搬信号ＴＳが、ＤＳＰ５０の信号処理回路５１及び制御回路５２に入力される。
【００４１】
制御回路５２は、ＲＡＧＣ回路３００が希望周波数の伝搬信号ＴＳを減衰させる第１の利得制御を行っている状態において、受信信号ＲＳが所定値Ｖｒを超えたときに、ＳＡＧＣ回路２０に受信信号ＲＳを一定量減衰させ、同時にＲＡＧＣ回路３００による希望周波数の伝搬信号ＴＳの減衰量を一定量だけ少なくする第２の利得制御を行う。
【００４２】
具体的には、デジタル信号に変換された伝搬信号ＴＳの信号値ＶTRが規定値Ｖｂを超えた場合に、制御信号ＣＳ１をＳＡＧＣ回路２０に送信する。規定値Ｖｂは、受信信号ＲＳの所定値Ｖｒに相当する値である。フロントエンド回路３０内の各回路の既知の利得等を用いて、規定値Ｖｂは予め設定可能である。ＳＡＧＣ回路２０のデコーダ２１は、受信した制御信号ＣＳ１に従ってスイッチ素子Ｓ１１〜Ｓ１４のオンオフ状態を制御し、受信信号ＲＳを一定量減衰させる。
【００４３】
更に制御回路５２は、制御信号ＣＳ１をＳＡＧＣ回路２０に送信するのと同時に、制御信号ＣＳ２をＲＡＧＣ回路３００に送信する。ＲＡＧＣ回路３００のデコーダ３０１は、受信した制御信号ＣＳ２に従ってスイッチ素子Ｓ２１〜Ｓ２４のオンオフ状態を制御し、ＲＡＧＣ回路３００による希望周波数の伝搬信号ＴＳの減衰量を、ＳＡＧＣ回路２０が受信信号ＲＳを減衰させた減衰量と同量だけ少なくする。
【００４４】
例えば、第１の制御利得を行っている状態において、アンテナ素子１０が出力する受信信号ＲＳが所定値Ｖｒである１００ｄＢμＶに達したとき、制御回路５２がＳＡＧＣ回路２０を制御して、受信信号ＲＳを２０ｄＢ減衰させる。同時に、制御回路５２はＲＡＧＣ回路３００を制御して、希望周波数の伝搬信号ＴＳの減衰量を２０ｄＢ少なくする。そして、希望周波数の伝搬信号ＴＳの減衰量を２０ｄＢ少なくした状態をスタート点として、ＲＡＧＣ回路３００は希望周波数の伝搬信号ＴＳを減衰させる第２の利得制御を行う。
【００４５】
例えばアンテナ素子１０の信号源インピーダンスが７５Ωである場合、ＳＡＧＣ回路２０によって受信信号ＲＳについて２０ｄＢの減衰量を実現するためには、ＳＡＧＣ回路２０のシャント抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４の並列抵抗値は約８Ωである。
【００４６】
フロントエンド回路３０における歪発生を抑制するためにＲＦＡＧＣを行う場合に、ＬＮＡ３２の利得を制御し、次にＳＡＧＣ回路２０を制御する方法がある。しかし、この制御方法では、ＬＮＡ３２による利得制御からＳＡＧＣ回路２０による利得制御に移行する際に、利得を制御する回路が異なることに起因して利得制御の単調性が失われる可能性がある。ここで「単調性」とは、利得が単調に減衰或いは増大することをいう。
【００４７】
更に、ＳＡＧＣ回路２０による利得制御では、アンテナ素子１０の信号源インピーダンスと、集積回路（ＩＣ）として製造される受信装置１内のシャント抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４との抵抗比によって、減衰量が決まる。このため、ＬＮＡ３２とＳＡＧＣ回路２０によるＲＦＡＧＣでは、半導体プロセスの変動等のばらつきに減衰量が影響されやすいという問題がある。
【００４８】
一方、図２に示した受信装置１では、ＳＡＧＣ回路２０による受信信号ＲＳの減衰量の増加量と、ＲＡＧＣ回路３００による希望周波数の伝搬信号ＴＳの減衰量の減少量とが同一である。このため、第１の利得制御から第２の利得制御に移行するときに、利得制御の単調性が維持される。したがって、利得制御動作が不安定にならない。
【００４９】
更に、図３に示したＲＡＧＣ回路３００によるＲＦＡＧＣの減衰量は、減衰抵抗Ｒｄとシャント抵抗Ｒ２１〜Ｒ２４との抵抗比によって決まる。減衰抵抗Ｒｄとシャント抵抗Ｒ２１〜Ｒ２４は同一の半導体プロセスで形成可能である。このため、半導体プロセスの変動等のばらつきによって減衰量が影響されることはない。したがって、利得制御動作は安定である。
【００５０】
以上に説明したように、本発明の第２の実施形態に係る受信装置１によれば、外付け部品の増加を抑制することができると同時に、安定な利得制御を実現できる。他は、第１の実施形態と実質的に同様であり、重複した記載を省略する。
【００５１】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る受信装置１は、図４に示すように、同調回路３１に接続され、同調回路３１から出力された希望周波数の伝搬信号ＴＳを増幅するＬＮＡ３２１と、ＲＡＧＣ回路３００に接続され、ＲＡＧＣ回路３００によって減衰された希望周波数の伝搬信号ＴＳを増幅するＬＮＡ３２２とを備える。その他の構成については、図２に示す第２の実施形態と同様である。
【００５２】
図４に示した受信装置１では、ＬＮＡ３２１の出力信号Ｓ１とＬＮＡ３２２の出力信号Ｓ２のいずれかが伝搬信号ＳＴとしてフロントエンド回路３０を伝搬する。以下に、図４に示した受信装置１の動作について説明する。
【００５３】
空中から無線信号を捉えたアンテナ素子１０は、接続点Ｐに受信信号ＲＳを出力する。受信信号ＲＳは、容量Ｃ１及び容量Ｃ２を介してフロントエンド回路３０の同調回路３１に入力される。
【００５４】
受信感度が必要な場合は、アンテナ素子１０から出力された希望周波数の伝搬信号ＴＳはＬＮＡ３２１を経由して、混合回路３３に入力される。制御回路５２から出力される制御信号ＣＳ４によってＬＮＡ３２１の増幅率を制御可能である。
【００５５】
一方、受信装置１のＲＦＡＧＣ機能を実行する場合は、アンテナ素子１０から出力された受信信号ＲＳは、ＲＡＧＣ回路３００及びＬＮＡ３２２を経由して、混合回路３３に入力される。
【００５６】
ＲＦＡＧＣを行う場合は、先ず、制御回路５２から出力される制御信号ＣＳ３によってＬＮＡ３２２の増幅率を制御する。ＬＮＡ３２２によって利得が制御された伝搬信号ＴＳが、フロントエンド回路３０に伝搬する。そして、ＡＤ変換された伝搬信号ＴＳが、フロントエンド回路３０からＤＳＰ５０の信号処理回路５１及び制御回路５２に入力される。
【００５７】
その後、制御回路５２によってＲＡＧＣ回路３００が制御され、希望周波数の伝搬信号ＴＳの減衰量を調整する利得制御を行う。ＲＡＧＣ回路３００によって減衰された希望周波数の伝搬信号ＴＳはＬＮＡ３２２に入力され、フロントエンド回路３０を伝搬信号ＴＳとして伝搬する。ＲＡＧＣ回路３００による利得制御を開始する受信信号ＲＳのレベルは任意に設定可能である。例えば、ＬＮＡ３２２による利得制御だけでは伝搬信号ＴＳの波形がクリップしそうなタイミングで、ＲＡＧＣ回路３００による利得制御を開始する。
【００５８】
また、第２の実施形態で説明した方法と同様にして、図４に示した受信装置１においても、制御回路５２によってＳＡＧＣ回路２０とＲＡＧＣ回路３００を制御して、第１の制御利得と第２の制御利得を行うことができる。つまり、制御回路５２は、ＲＡＧＣ回路３００が希望周波数の伝搬信号ＴＳを減衰させている第１の利得制御を行っている状態において受信信号ＲＳが所定値Ｖｒを超えたときに、ＳＡＧＣ回路２０に受信信号ＲＳを一定量減衰させ、同時にＲＡＧＣ回路３００による希望周波数の伝搬信号ＴＳの減衰量を一定量だけ少なくする第２の利得制御を行う。
【００５９】
例えば図１に示した受信装置１において、ＬＮＡ３２の利得を制御し、次にＳＡＧＣ回路２０を制御してＲＦＡＧＣを行う方法では、アンテナ素子１０の信号源インピーダンスとシャント抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４との抵抗比によって、減衰量が決まる。このため、後述するように、小さな値の抵抗を、受信装置１を構成するＩＣ内部で実現しなければならない。更に、ＩＣ内部に大きな信号電流が流入する可能性がある。例えば、アンテナ素子１０の信号源インピーダンスが７５Ωである場合、ＳＡＧＣ回路２０による減衰量を４０ｄＢとするためには、約０．７５Ωという小さな値の抵抗が必要である。このとき、１３０ｄＢμＶ（４４７０ｍＶP-0）の受信信号ＲＳが受信されると、４４７０／（７５＋０．７５）＝５９ｍＡP-0という大きな信号電流が受信装置１に流入する。
【００６０】
これに対し、図４に示した受信装置１において、ＲＡＧＣ回路３００による減衰量が４０ｄＢ、減衰抵抗Ｒｄが２ｋΩ、アンテナ素子１０の信号源インピーダンスが７５Ωの場合に、シャント抵抗Ｒ２１〜Ｒ２４の並列抵抗の値は、例えば２０Ωとする。このとき、受信信号ＲＳが１３０ｄＢμＶ（４４７０ｍＶP-0）であると、ＩＣ内部に流入する信号電流は、４４７０／（７５＋２０００＋２０）＝２．１ｍＡP-0である。したがって、図４に示した受信装置１によれば、ＩＣ内部に流入する信号電流を小さくできる。
【００６１】
制御回路５２は、ＲＡＧＣ回路３００を動作させて希望周波数の伝搬信号ＴＳを減衰する場合は、ＬＮＡ３２１を動作させずにＬＮＡ３２２を動作させる。一方、ＬＮＡ３２１を動作させる場合は、制御回路５２は、ＲＡＧＣ回路３００及びＬＮＡ３２２を動作させない。ＬＮＡ３２１、又はＬＮＡ３２２及びＲＡＧＣ回路３００の動作を停止するためには、例えば、制御回路５２の制御により、ＬＮＡ３２１、又はＬＮＡ３２２及びＲＡＧＣ回路３００への電源の供給を停止する。
【００６２】
ＲＡＧＣ回路３００を経由しない信号が入力されるＬＮＡ３２１には、例えば、高利得で低雑音の、ダイナミックレンジの狭い増幅回路が使用される。一方、ＬＮＡ３２２には、比較的利得の低い、ダイナミックレンジの広い増幅回路が使用される。
【００６３】
ＬＮＡ３２２による利得制御を行っている状態では、ＲＡＧＣ回路３００を介して伝搬信号ＴＳがＬＮＡ３２２に入力されている。また、ＲＡＧＣ回路３００による利得制御を行っている状態においても、伝搬信号ＴＳはＲＡＧＣ回路３００及びＬＮＡ３２２を経由する。つまり、ＬＮＡ３２２による利得制御とＲＡＧＣ回路３００による利得制御では、信号の伝搬経路が同じである。したがって、ＬＮＡ３２２による利得制御からＲＡＧＣ回路３００による利得制御への利得制御移行時において、利得制御の単調性は失われない。
【００６４】
更に、第２の実施形態において説明したように、第１の利得制御から第２の利得制御に移行するときには、利得制御の単調性は要求されない。また、ＲＡＧＣ回路３００によるＲＦＡＧＣの減衰量は、減衰抵抗Ｒｄとシャント抵抗Ｒ２１〜Ｒ２４との抵抗比によって決まる。したがって、図４に示した受信装置１の利得制御動作はプロセス変動の影響を受けない。
【００６５】
以上に説明したように、本発明の第３の実施形態に係る受信装置１によれば、外付け部品の増加を抑制することができると同時に、安定な利得制御を実現でき、且つ、利得制御の単調性を失うことなく、低雑音増幅回路（ＬＮＡ３２２）による利得制御からＲＡＧＣ回路３００による利得制御に制御移行が可能である。他は、第１、第２の実施形態と実質的に同様であるので、重複した記載を省略する。
【００６６】
（その他の実施形態）
上記のように、本発明は第１乃至第３の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００６７】
既に述べた第１乃至第３の実施形態の説明においては、接地インピーダンスを調整するインピーダンス素子として抵抗を採用し、ＳＡＧＣ回路２０がシャント抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４を有する場合を例示的に説明した。しかし、インピーダンス素子が容量であってもよい。
【００６８】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明の受信装置は、無線信号を受信する受信装置を製造する製造業を含む電子機器産業に利用可能である。
【符号の説明】
【００７０】
Ｒ１１〜Ｒ１４…シャント抵抗
Ｒ２１〜Ｒ２４…シャント抵抗
Ｒｄ…減衰抵抗
Ｓ１１〜Ｓ１４…スイッチ素子
Ｓ２１〜Ｓ２４…スイッチ素子
Ｔ１１〜Ｔ１４…トランジスタ
Ｔ２１〜Ｔ２４…トランジスタ
１…受信装置
１０…アンテナ素子
２０…ＳＡＧＣ回路
２１…デコーダ
３０…フロントエンド回路
３１…同調回路
３２…低雑音増幅回路
３３…混合回路
３４…局部発振回路
３５…バンドパスフィルタ
３６…中間周波増幅回路
３７…アナログデジタル変換回路
５０…ＤＳＰ
５１…信号処理回路
５２…制御回路
３００…ＲＡＧＣ回路
３０１…デコーダ
３２１、３２２…低雑音増幅回路
【図１】
2012015627.tif 000003
【図２】
2012015627.tif 000004
【図３】
2012015627.tif 000005
【図４】
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