(57)【要約】【課題】複数の不要波を低減することが可能な受信装置及び受信方法を提供する。【解決手段】所定周波数の希望波と当該周波数とは異なる不要波とを含む電波を、受信信号として受信する空中線と、前記空中線に直列接続され、互いに異なる周波数帯域を減衰させるノッチフィルタをそれぞれ有し、前段からの前記受信信号を、前記ノッチフィルタを介して後段に出力するオン状態か当該ノッチフィルタを介さずに後段に出力するオフ状態かを選択可能に構成された、複数のフィルタ部と、前記複数のフィルタ部を通過した前記受信信号に対し、少なくとも信号増幅を含む所定の信号処理を施す信号処理部と、を備え、前記複数のフィルタ部のオン／オフ状態が、前記受信信号に含まれる前記希望波及び前記不要波の周波数に応じて設定される。【選択図】図１
2013223185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定周波数の希望波と当該周波数とは異なる不要波とを含む電波を、受信信号として受信する空中線と、
前記空中線に直列接続され、互いに異なる周波数帯域を減衰させるノッチフィルタをそれぞれ有し、前段からの前記受信信号を、前記ノッチフィルタを介して後段に出力するオン状態か当該ノッチフィルタを介さずに後段に出力するオフ状態かを選択可能に構成された、複数のフィルタ部と、
前記複数のフィルタ部を通過した前記受信信号に対し、少なくとも信号増幅を含む所定の信号処理を施す信号処理部と、を備え、
前記複数のフィルタ部のオン／オフ状態が、前記受信信号に含まれる前記希望波及び前記不要波の周波数に応じて設定される受信装置。
【請求項２】
前記空中線で受信された前記受信信号から、前記希望波及び前記不要波を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づき、前記希望波及び前記不要波が存在する周波数帯域に対応する前記フィルタ部のオン／オフ状態を制御するフィルタ制御部と、
を更に備える請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
前記フィルタ制御部は、前記信号処理部の出力信号に含まれた前記希望波と複数の前記不要波により生じた相互変調歪み波とのＳＮ比を算出し、当該ＳＮ比に基づいて前記フィルタ部各々のフィルタ特性に係るフィルタ係数を調整する請求項２に記載の受信装置。
【請求項４】
受信装置で実行される受信方法であって、
前記受信装置は、互いに異なる周波数帯域を減衰させるノッチフィルタをそれぞれ有し、前段からの受信信号を、前記ノッチフィルタを介して後段に出力するオン状態か当該ノッチフィルタを介さずに後段に出力するオフ状態かを選択可能に構成された、直列接続の複数のフィルタ部を備え、
所定周波数の希望波と当該周波数とは異なる不要波とを含む電波を、前記受信信号として受信する受信工程と、
前記受信工程で受信された前記受信信号を、当該受信信号に含まれる前記希望波及び前記不要波の周波数に応じてオン／オフ状態が設定された前記複数のフィルタ部に入力するフィルタ処理工程と、
前記フィルタ処理工程後の前記受信信号に対し、少なくとも信号増幅を含む所定の信号処理を施す信号処理工程と、
を含む受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、受信装置及び受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電波中に含まれた不要波を低減するために、種々のフィルタを備えた受信装置が用いられている。係る受信装置では、並列接続されたフィルタにより不要波を低減するものが提案されており、各々のフィルタでフィルタ処理が施された信号が出力されるよう構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０６−０９７９０１号公報
【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、並列接続されたフィルタを用いて不要波の低減を行う従来の技術では、不要波の増加に伴い電波の分配数やフィルタ処理に係る部品数が増加するため、装置構成が複雑化するという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施の形態の受信装置は、空中線と、複数のフィルタ部と、信号処理部とを備える。空中線は、所定周波数の希望波と当該周波数とは異なる不要波とを含む電波を、受信信号として受信する。複数のフィルタ部は、空中線に直列接続され、互いに異なる周波数帯域を減衰させるノッチフィルタをそれぞれ有し、前段からの前記受信信号を、前記ノッチフィルタを介して後段に出力するオン状態か当該ノッチフィルタを介さずに後段に出力するオフ状態かを選択可能に構成されている。信号処理部は、複数のフィルタ部を通過した受信信号に対し、少なくとも信号増幅を含む所定の信号処理を施す。さらに、複数のフィルタ部のオン／オフ状態が、前記受信信号に含まれる前記希望波及び前記不要波の周波数に応じて設定される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る受信装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る電波（受信信号）の一例を模式的に示す図である。
【図３】図３は、図１に示した各フィルタ部のフィルタ特性を模式的に示す図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係る受信装置の動作を説明するための図である。
【図５】図５は、第２の実施形態に係る受信装置の構成を模式的に示す図である。
【図６】図６は、従来の受信装置の構成を模式的に示す図である。
【図７】図７は、図６に示した帯域制限フィルタのフィルタ特性を示す図である。
【図８】図８は、従来の受信装置の動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、添付図面を参照して、この発明に係る受信装置及び受信方法の実施形態について詳細に説明する。
【０００８】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る受信装置１の構成を模式的に示す図である。同図に示すように、受信装置１は、空中線１１と、複数のフィルタ部１２と、増幅器１３と、分配器１４と、信号処理部１５、１６とを備えている。
【０００９】
空中線１１は、例えばアンテナ素子等であり、空中の電波を受信し、受信信号としてフィルタ部１２に出力する。なお、本実施形態の空中線１１では、所定周波数の希望波と当該周波数とは異なる不要波とを含む電波を受信するものとする。
【００１０】
ここで、図２は、本実施形態に係る電波（受信信号）の一例を模式的に示す図であり、縦軸が信号レベル、横軸が周波数を表している。同図では二つの希望波ＤＳ１、ＤＳ２と、二つの不要波ＵＳ１、ＵＳ２が含まれた電波を示している。空中線１１では、これら希望波ＤＳ１、ＤＳ２及び不要波ＵＳ１、ＵＳ２を含む電波を受信する。なお、図２に示した相互変調歪み波ＩＭは、後述する増幅器１３（増幅器２５、２６）及び信号処理部１５、１６（信号処理部３１、３２）の特性により、不要波ＵＳ１、ＵＳ２から発生した２信号３次相互変調歪み波である。
【００１１】
図１に戻り、複数のフィルタ部１２は、直列に接続されており、先頭のフィルタ部１２に入力された空中線１１からの受信信号が、後段のフィルタ部１２に順次出力されるよう構成されている。
【００１２】
各フィルタ部１２は、図１に示すように、ノッチフィルタ１２１と、このノッチフィルタ１２１の前後に接続されたスイッチ部１２２、１２３とを有し、スイッチ部１２２、１２３の切り替えにより、前段の空中線１１又はフィルタ部１２から入力された受信信号を、ノッチフィルタ１２１を介して後段に出力するか否かを選択することが可能となっている。以下、前段からの受信信号をノッチフィルタ１２１を介して後段に出力するスイッチ部１２２、１２３の状態を「オン状態」と表記し、前段からの受信信号を経路１２４を介して後段に出力するスイッチ部１２２、１２３の状態を「オフ状態」と表記する。
【００１３】
各フィルタ部１２に搭載されるノッチフィルタ１２１は、互いに異なる周波数帯域の信号レベルを所定量減衰させるフィルタ特性を有し、スイッチ部１２２、１２３のオン状態により受信信号が入力された場合、このフィルタ特性を用いて受信信号にフィルタ処理を施す。なお、ノッチフィルタ１２１のフィルタ特性は、急峻なスカート特性を有することが好ましく、例えば超伝導フィルタを用いて実現させる形態としてもよい。
【００１４】
ここで、図３は、各フィルタ部１２のフィルタ特性を模式的に示す図であり、縦軸は信号レベル、横軸は周波数を表している。同図では、四つのフィルタ部１２を備えた構成を想定しており、フィルタ部１２の各々が有するノッチフィルタ１２１のフィルタ特性を、符号１２１ａ〜１２１ｄで表している。図３に示すように、各ノッチフィルタ１２１のフィルタ特性は、互いに異なる周波数帯域を所定レベルに減衰させるよう予め設定されている。
【００１５】
図１に戻り、増幅器１３は、フィルタ部１２を通過した受信信号の信号レベルを増幅し、分配器１４に出力する。分配器１４は、増幅器１３で増幅された受信信号を、後段の信号処理部１５、１６に電力分配する。
【００１６】
信号処理部１５、１６は、高周波増幅器や復調器等の高周波部品（図示せず）を有し、分配器１４から入力された受信信号に所定の信号処理を施すことで互いに異なる希望波を抽出し、出力信号として図示しない外部装置に出力する。
【００１７】
以下、本実施形態に係る受信装置１の動作について説明する。まず、本実施形態の受信装置１と対比するために、従来の受信装置について説明する。
【００１８】
図６は、従来の受信装置２の構成例を模式的に示す図である。同図に示すように、受信装置２は、空中線２１と、分配器２２と、帯域制限フィルタ２３、２４と、増幅器２５、２６と、分配器２７、２８と、スイッチ部２９、３０と、信号処理部３１、３２とを備えている。
【００１９】
空中線２１は、空中の電波を受信し、受信信号として分配器２２に出力する。なお、空中線２１は、空中線１１と同様、所定周波数の希望波と当該周波数とは異なる不要波とを含む電波を受信するものとする。
【００２０】
分配器２２は、空中線２１から入力される受信信号を、後段の帯域制限フィルタ２３、２４に電力分配する。帯域制限フィルタ２３、２４は、互いに異なる周波数帯域の信号を通過させるフィルタ特性を有し、フィルタ処理後の受信信号を、増幅器２５、２６にそれぞれ出力する。
【００２１】
ここで、図７は、帯域制限フィルタ２３、２４のフィルタ特性を模式的に示す図であり、縦軸は信号レベル、横軸は周波数を表している。同図に示すように、帯域制限フィルタ２３のフィルタ特性２３１と、帯域制限フィルタ２４のフィルタ特性２４１とは、互いに異なる周波数帯域の信号を通過させるよう予め設定されている。
【００２２】
図６に戻り、増幅器２５、２６は、帯域制限フィルタ２３、２４から出力された受信信号をそれぞれ増幅し、分配器２７、２８に出力する。分配器２７、２８は、増幅器２５、２６で増幅された受信信号を、スイッチ部２９、３０に電力分配する。
【００２３】
スイッチ部２９、３０は、分配器２７又は分配器２８に切り替え可能に接続され、この切り替えにより、分配器２７又は分配器２８で分配された受信信号を選択することが可能となっている。
【００２４】
信号処理部３１、３２は、高周波増幅器や復調器等の高周波部品（図示せず）を有し、スイッチ部２９、３０から入力された受信信号に所定の信号処理を施すことで互いに異なる希望波を抽出し、出力信号として図示しない外部装置に出力する。
【００２５】
ここで、従来の受信装置２を用いて、希望波及び不要波が複数含まれた電波から不要波を低減させる場合について説明する。例えば、図２に示したように、希望波ＤＳ１、ＤＳ２と不要波ＵＳ１、ＵＳ２とが含まれた電波を受信装置２が受信する場合、増幅器２５、２６及び信号処理部３１、３２が有する高周波部品の歪み特性により、相互変調歪み波ＩＭが発生する。この相互変調歪み波ＩＭの信号レベルの変化は、不要波ＵＳ１、ＵＳ２の信号レベルに比例するため、不要波ＵＳ１、ＵＳ２が大きいほど相互変調歪み波ＩＭも大きくなる。そして、この相互変調歪み波ＩＭが、例えば、図２に示すように、希望波ＤＳ２と同一周波数上にあり、且つ希望波ＤＳ２の信号レベルよりも大きくなると、ＳＮ比が低下するため、希望波ＤＳ２を受信することが困難となる。
【００２６】
このような場合、従来の受信装置２では、図８に示すように、帯域制限フィルタ２３、２４のフィルタ特性２３１、２４１により、二つの不要波ＵＳ１、ＵＳ２の信号レベルをそれぞれ減衰させ、これにより相互変調歪み波ＩＭの低減を実現している。
【００２７】
しかしながら、従来の受信装置２の構成では、分配器２２において受信信号の電力分配を行うことで、並列接続された各帯域制限フィルタ２３、２４に受信信号を出力する構成であるため、分配数の増加、すなわち不要波の増加に伴い受信感度が低下するという問題がある。また、不要波が一信号増加する毎に、当該不要波を低減させるためのフィルタセット（帯域制限フィルタ、増幅器、分配器等）が必要となり、スイッチ部２９、３０の個数及び組み合わせも増加する。そのため、従来の受信装置２では、不要波の増加に伴い部品数が増加し、装置構成が複雑化するという問題があった。
【００２８】
そこで、本実施形態の受信装置１では、上記した従来の受信装置２の問題を解消するため、直列接続したフィルタ部１２を用いることで、不要波（相互変調歪み波）の低減（減衰）を行う。
【００２９】
具体的に、受信装置１では、例えば図２の電波を受信する場合、図３に示した四つのフィルタ特性のうち、二つの不要波ＵＳ１、ＵＳ２が存在する周波数帯を減衰させるフィルタ特性１２１ａ、１２１ｃを有したフィルタ部１２（ノッチフィルタ１２１）のスイッチ部１２２、１２３をオン状態とし、このフィルタ特性１２１ａ、１２１ｃ以外のフィルタ特性１２１ｂ、１２１ｄを有したフィルタ部１２（ノッチフィルタ１２１）のスイッチ部１２２、１２３をオフ状態とする。
【００３０】
この結果、図４に示すように、図２の電波がフィルタ部１２のフィルタ系列を通過することで、フィルタ特性１２１ａ、１２１ｃにより、不要波ＵＳ１、ＵＳ２の信号レベルがそれぞれ所定量減衰され、希望波ＤＳ１、ＤＳ２については元の信号レベルが保持される。これにより、相互変調歪み波ＩＭの信号レベルを低減することができるため、希望波ＤＳ２の信号レベルを相対的に上昇させることができる。
【００３１】
以上のように、本実施形態に係る受信装置１では、直列接続されたフィルタ部１２のオン／オフ状態を切り替えることにより、電波中に含まれた不要波の信号レベルを減衰させ、希望波の信号レベルを保持するフィルタ系列を実現している。そのため、受信信号の電力分配を行う従来の受信装置２の構成と比較し、当該受信信号の出力電力を保持することができるため、受信感度の低下を抑制することができる。また、不要波が増加する場合であっても、当該不要波の周波数帯に対応するフィルタ部１２をオン状態、或いは、この周波数帯に対応するフィルタ部１２を追加することで対処することができるため、従来の受信装置２の構成と比較し、より簡易な構成で不要波（相互変調歪み波）を低減することができる。
【００３２】
なお、上記実施形態の受信装置１では、フィルタ部１２の個数を四個とした例について説明したが、複数であればその個数は特に問わないものとする。また、上記実施形態では、電波中に含まれる希望波及び不要波の個数を二個としたが、これに限らず、その個数は特に問わないものとする。なお、電波中に複数の希望波が含まれる場合には、各希望波用の受信部（信号処理部１５、１６）を備えるものとする。
【００３３】
［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、フィルタ部１２のオン／オフ状態を自動で切り替えることが可能な構成例について説明する。なお、第１の実施形態と同様の構成要素については、同一の符号を付与し説明を省略する。
【００３４】
図５は、第２の実施形態に係る受信装置１Ａの構成を模式的に示す図である。同図に示すように、受信装置１Ａは、空中線１１と、複数のフィルタ部１２と、増幅器１３と、分配器１４と、信号処理部１５、１６と、信号検出部１７と、フィルタ制御部１８とを備えている。
【００３５】
信号検出部１７は、空中線１１で受信された受信信号に含まれる希望波及び不要波の周波数及び信号レベルを検出し、その検出結果をフィルタ制御部１８に出力する。なお、希望波及び不要波の検出方法は特に問わないものとする。例えば、希望波及び不要波の周波数を予め設定しておき、当該周波数の信号レベルを検出（測定）する形態としてもよいし、公知の技術を用いて希望波及び不要波の周波数及び信号レベルを検出する形態としてもよい。
【００３６】
フィルタ制御部１８は、信号検出部１７から出力された検出結果と、信号処理部１５、１６からの出力信号に含まれた希望波及び相互変調歪み波とに基づいて、各フィルタ部１２のオン／オフ状態を決定する。そして、フィルタ制御部１８は、決定したオン／オフ状態に従い、各フィルタ部１２のスイッチ部１２２、１２３を切り替えることで、不要波及び相互変調歪み波を低減させるフィルタ系列を実現する。
【００３７】
具体的に、フィルタ制御部１８は、信号検出部１７の検出結果に基づき、不要波が存在する周波数帯を減衰させるフィルタ特性を有したフィルタ部１２をオン状態とするとともに、希望波が存在する周波数帯に対応するフィルタ部１２をオフ状態とする。なお、不要波及び希望波の周波数帯域以外のフィルタ部１２については、オン状態又はオフ状態の何れとしてもよい。
【００３８】
また、フィルタ制御部１８は、信号処理部１５、１６からの出力信号に含まれた希望波及び相互変調歪み波のＳＮ比を算出し、このＳＮ比が最大となるフィルタ部１２のオン／オフ状態の組み合わせをフィードバック制御により導出する形態としてもよい。なお、希望波及び相互変調歪み波のＳＮ比の算出方法は特に問わず、公知の技術を用いてもよい。
【００３９】
さらに、各フィルタ部１２のノッチフィルタ１２１を、フィルタ特性（フィルタ係数）の調整可能な適応型ノッチフィルタ等とした場合には、上記のオン／オフ制御に加え、フィルタ係数を動的に調整する形態としてもよい。
【００４０】
具体的に、フィルタ制御部１８は、信号検出部１７からの検出結果に基づく各フィルタ部１２のオン／オフ制御後、信号処理部１５、１６から出力される信号に含まれた希望波及び相互変調歪み波のＳＮ比を算出し、このＳＮ比の値がより高くなるフィルタ係数を、オン状態としたノッチフィルタ１２１に反映しながらフィードバック制御により調整することで、フィルタ係数の最適化を行う。
【００４１】
なお、フィルタ係数の調整対象は、特に問わず、フィルタ特性の中心周波数や減衰傾度（スカート特性）、減衰レベルの強度等、ノッチフィルタ１２１において調整可能なフィルタ係数の何れか全てを調整する形態としてもよい。
【００４２】
以上のように、第２の実施形態の受信装置１Ａによれば、各フィルタ部１２のオン／オフ状態を受信信号に応じて動的に設定することで、受信信号に柔軟に対応することが可能となるため、上述した第１の実施形態と同様の効果を効率的に奏することができる。
【００４３】
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記各実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上記各実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、追加等を行うことができる。また、上記各実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４４】
１、１Ａ  受信装置
１１  空中線
１２  フィルタ部
１２１  ノッチフィルタ
１２２、１２３  スイッチ部
１３  増幅器
１４  分配器
１５、１６  信号処理部
１７  信号検出部
１８  フィルタ制御部
【図１】
2013223185.tif 000003
【図２】
2013223185.tif 000004
【図３】
2013223185.tif 000005
【図４】
2013223185.tif 000006
【図５】
2013223185.tif 000007
【図６】
2013223185.tif 000008
【図７】
2013223185.tif 000009
【図８】
2013223185.tif 000010