(57)【要約】【課題】  弱電界でも、安定してダイバーシティ切替を行い、より良好な受信エリアの拡大を実現することができるダイバーシティ受信装置を提供する。【解決手段】  アンテナ１・２と、受信信号の電界強度を検出する電界強度検出部７１と、電界状況を検出する電界状況検出部７２と、受信に用いられるアンテナを切替えるスイッチ部３と、アンテナ切替に用いられる切替信号をスイッチ部３に出力する制御部１０とを有しており、制御部１０が、電界強度別の平均化時定数および電界強度別のダイバー切替閾値を記憶する記憶部１２と、電界強度検出部７１により検出された電界強度に対応した平均化時定数を用いて、電界状況検出部７２により検出された電界状況を示す電界状況値を平均化し、平均化された電界状況値と検出された電界強度に対応したダイバー切替閾値とを比較する演算部１１と、を備えており、演算部１１の比較に基づいて切替信号を出力する。【選択図】図１
2013165365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナと、
受信信号の電界強度を検出する電界強度検出部と、
受信信号の電界状況を検出する電界状況検出部と、
受信に用いられるアンテナを切替えるスイッチ部と、
アンテナ切替に用いられる切替信号を前記スイッチ部に出力する制御部とを有しており、
前記制御部が、
電界強度別の平均化時定数および電界強度別のダイバー切替閾値を記憶する記憶部と、
前記電界強度検出部により検出された電界強度に対応した前記平均化時定数を用いて、前記電界状況検出部により検出された電界状況を示す電界状況値を平均化し、平均化された電界状況値と検出された電界強度に対応した前記ダイバー切替閾値とを比較する演算部と、を備えており、
前記演算部の比較に基づいて前記切替信号を出力するダイバーシティ受信装置。
【請求項２】
前記記憶部が、通常電界用と弱電界用の２つの平均化時定数を記憶しており、
弱電界用の平均化時定数が、通常電界用よりも大きい請求項１に記載のダイバーシティ受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数個持っているアンテナのうち、電波状況が良いアンテナに切替えて受信するダイバーシティ受信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のダイバーシティ受信装置として、弱電界すなわち受信信号の電界強度が弱い場合でもダイバーを動作させるために、受信電界強度と使用アンテナに対応してアンテナ切替のしきい値を連続的に制御する構成を採用したものなどが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０８−１６３０１６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、ダイバーシティ受信装置は、電界強度の変動や、マルチパス歪成分をコンポジット信号の高域成分などを検出してマルチパスとして認識するものである。受信信号の電界強度が弱い弱電界においては、受信信号の位相などが大きく変動するために、電界強度検出値や受信状況を示す電界状況値が安定しない。結果として、従来のダイバーシティ受信装置は、電界強度が強い段階で、早めにメイン固定すなわちメインのアンテナによる受信に固定して、弱電界までダイバーシティ動作を維持していない場合が多かった。この為、サブのアンテナにおける電波状況が良好でも、サブのアンテナへの切替が行われないことがあった。
本発明は、弱電界でも、安定してダイバーシティ切替を行い、より良好な受信エリアの拡大を実現することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため本発明のダイバーシティ受信装置は、複数のアンテナと、受信信号の電界強度を検出する電界強度検出部と、受信信号の電界状況を検出する電界状況検出部と、受信に用いられるアンテナを切替えるスイッチ部と、アンテナ切替に用いられる切替信号を前記スイッチ部に出力する制御部とを有しており、前記制御部が、電界強度別の平均化時定数および電界強度別のダイバー切替閾値を記憶する記憶部と、前記電界強度検出部により検出された電界強度に対応した前記平均化時定数を用いて、前記電界状況検出部により検出された電界状況を示す電界状況値を平均化し、平均化された電界状況値と検出された電界強度に対応した前記ダイバー切替閾値とを比較する演算部と、を備えており、前記演算部の比較に基づいて前記切替信号を出力する構成を有する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、弱電界においても、ダイバーシティアンテナ切替が最適に行われ、より良好なＦＭラジオの受信エリアを拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施の形態における受信装置のブロック図
【図２】従来の電界状況例を示すグラフ
【図３】本発明の実施の形態における電界状況例を示すグラフ
【図４】本発明の実施の形態における通常電界時の擬似マルチパスとマルチパス検出値を示すグラフ
【図５】従来の実施の形態における弱電界時の擬似マルチパスとマルチパス検出値を示すグラフ
【図６】本発明の実施の形態における弱電界時の擬似マルチパスとマルチパス検出値を示すグラフ
【図７】本発明の実施形態における制御部の動作フローチャート
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、本発明の実施の形態におけるダイバーシティ受信装置について、図面を使用しながら説明する。本実施の形態においては、自動車などの車両に搭載されるダイバーシティ受信装置を例として説明する。
【０００９】
図１は、本発明における受信装置のブロック図である。図１に示すとおり、ダイバーシティ受信装置である受信装置１００は、車両のボディや窓ガラスなどに固定されたアンテナ１およびアンテナ２に対して電気的に接続可能な構成である。そして、受信装置１００は、アンテナ１またはアンテナ２から受信した電波（受信した放送波あるいは放送信号の受信信号）に対して所望の信号処理を行って、放送信号を音声信号として出力する。
【００１０】
受信装置１００から出力された音声信号は、受信装置１００に接続可能に設けられたスピーカー９によって音波として放出され、使用者に音として認識される。ただし、受信装置１００とスピーカー９との間に、音声信号を増幅する増幅器が設けられる場合もある。
受信装置１００は、スイッチ部３、高周波受信ブロック２０、および制御部１０を備えている。
【００１１】
スイッチ部３は、アンテナ１およびアンテナ２に接続されている。そして、制御部１０からの制御信号に基づいて、ダイバーシティアンテナ切替、具体的にはアンテナ１とアンテナ２との切替を行う。スイッチ部３により選択されたアンテナ１またはアンテナ２により受信した受信信号は、スイッチ部３に接続されている高周波受信ブロック２０のＬＮＡ部４に出力される。
【００１２】
高周波受信ブロック２０は、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier、高周波増幅）部４、ミキサ（ＭＩＸ）部５、中間周波数増幅（ＩＦアンプ）部６および検波部７を備えている。高周波受信ブロック２０を構成する要素のうち、ＬＮＡ部４、ミキサ部５および中間周波数増幅部６は、ＦＭ受信の高周波受信ブロック２０として一般的なものである。このため、これらは他のものに置き換えることができる。
【００１３】
本実施形態の高周波受信ブロック２０の検波部７は、電界強度検出部７１と電界状況検出部７２とを備えている。電界強度検出部７１は、アンテナ１またはアンテナ２により受信された受信信号の電界強度を検出するものである。電界状況検出部７２は、受信信号の電界状況を検出するものである。そして、検波部７における検出結果は、制御部１０の演算部１１に出力される。
【００１４】
電界状況検出部７２は、電波状況として、例えば、検波したコンポジット信号の高域成分（数十kＨｚ付近など）のレベルを検出するものである。電界状況検出部７２により検出されたレベルすなわち電界状況値は、マルチパス歪みと連動した値（マルチパス検出値）であり、受信信号の電界状況を示している。
【００１５】
高周波受信ブロック２０は、検波部７において、復調部８と接続されている。復調部８は、高周波受信ブロック２０から出力された信号を復調し、音声信号としてスピーカー９に出力する。
【００１６】
制御部１０は、信号処理を統括的に制御するものである。制御部１０は、演算部１１および記憶部１２を備えている。演算部１１は、検波部７から出力された検出結果（電界強度および電界状況値）と、記憶部１２に記憶されている電界強度別のダイバー切替閾値とに基づいて、アンテナ１とアンテナ２とを切替える切替信号をスイッチ部３に対して出力する。演算部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit、中央演算処理装置）を用いることができる。また、記憶部１２は、予め記憶された情報の読み込みだけが可能な記録媒体であるＲＯＭ（Read Only Memory）や、記憶された情報を後に書き換えることが可能なフラッシュメモリなどを用いることができる。
【００１７】
記憶部１２には、予め、事前に検証された電界強度別の平均化時定数およびダイバー切替閾値が記憶されている。演算部１１は、電界強度検出部７１により検出された電界強度別に対応する平均化時定数に従って、電界状況検出部７２により検出されたマルチパス検出値などの電界状況を示す値（電界状況値）を平均化する。ここで、「平均化時定数」とは、電界状況値を平均化する際の単位時間のことをいう。そして、電界強度別のダイバー切替閾値と平均化された電界状況値とを比較し、平均化された電界状況値がダイバー切替閾値を越えていた場合、制御部１０は切替信号をスイッチ部３に送る。
【００１８】
例えば、弱電界すなわち電界強度が弱い場合は、平均化時定数が大きい（電界状況値を平均化する単位時間が長い）設定とする。これにより、電界状況値を安定化させること、すなわち電界状況値の変化を抑制することができる。また、強電界すなわち電界強度が強い場合は、平均化時定数が小さい（電界状況値を平均化する単位時間が短い）設定とする。これにより、ダイバー切替反応を早くすることができる。このようにして、演算部１１によるダイバー切替を電界毎に最適なものとすることができる。
【００１９】
次にダイバーシティ動作について説明する。
例えば、電界強度６０ｄＢｕなど、十分に電界強度がある状態においては、アンテナ１による放送信号の受信中に、検波部７は、電界強度検出部７１が検出した放送信号の電界強度、および電界状況検出部７２が検出した電波状況のレベルである電界状況値を演算部１１に出力する。
【００２０】
演算部１１は、単位時間当たりの電界状況値を平均化する。ただし、電界状況値を平均化する際の単位時間（平均化時定数）は、電界強度検出部７１により検出された電界強度ごとに異なる値が予め記憶部１２に記憶されているものとする。
【００２１】
演算部１１は、平均化された後のマルチパス検出値が、予め記憶部１２に記憶されていた電界強度別のダイバー切替閾値を越えたかどうかを確認し、越えていた場合、スイッチ部３に切替信号を出力して、アンテナ１からアンテナ２に切替える。
【００２２】
次に、弱電界でのダイバーシティ受信について従来の動作と共に説明する。
例えば１５ｄＢｕ以下のような弱電界になると、位相変化や雑音が大きくなり、電界状況検出部７２により検出される電界状況値が大きく変動する。従来、位相変化や雑音の影響を受けて大きく変動する電界状況値をそのまま用いていた。図２は、従来の電界状況例を示すグラフであり、横軸が時間、縦軸が電界状況値の検出レベルを示している。
【００２３】
この状態すなわち図２に示すように電界状況値をそのまま用いてダイバー切替を行うと、電界状況値が大きく変動するため、電界状況値が頻繁にダイバー閾値を越えて、不適切にアンテナ切替が発生する。
しかし、本実施形態の受信装置１００は、電界状況検出部７２により検出された電界状況値をそのまま用いるのではく、電界強度別の平均化時定数に従って演算部１１により電界状況値を平均化し、平均化された電界状況値を用いてダイバー切替を行う。
【００２４】
電界強度検出部７１により検出された電界強度が弱い場合、電界状況検出部７２により検出された電界状況値に対し、平均化時定数を長く設定する。この弱電界用の平均化時定数を用いて電界状況値を平均化することにより、位相変化や雑音の影響を緩和して、電界状況値を安定化させることができる。図３は、本発明の実施の形態における電界状況例、すなわち、演算部１１によるスイッチ部３の制御に用いられる電界状況値の変化の一例を示すグラフである。同図に示すように、演算部１１は、変動の小さい平均化された電界状況値と記憶部１２に記憶されているダイバー切替閾値とを比較する。そして、制御部１０は、演算部１１の比較結果に基づいて切替信号をスイッチ部３に出力しダイバー切替を行う。
【００２５】
平均化時定数の設定の例としては、電界強度が相対的に強い通常電界用と、電界強度が相対的に弱い弱電解用とで異なる値を用いる組み合わせが挙げられる。具体的には、弱電界用の平均化時定数が、通常電界用の平均化時定数よりも大きくなるように設定する。このように、通常電界では、電界状況値に対して、平均化時定数を小さく（平均化の単位時間を相対的に短く）設定することにより、電波状況の変化に敏感に反応させてダイバー切替を行うことができる。また、弱電界では、電界状況値に対して、平均化時定数を大きく（平均化の単位時間を相対的に長く）設定することにより、電界状況値を安定させて不適切なダイバー切替えの発生を防止できる。ダイバー切替閾値もそれぞれの電界に合わせて、設定し最適化する。
【００２６】
図４、図５および図６に実際に平均化時定数を変化させたときの、電界状況とダイバー切替閾値の例を示す。何れの図においても、横軸は、疑似マルチパス（ＡＭ変調度）の程度を示しており、右に行くほど、大きなマルチパスがかかり、受信状況も悪くなることを示す。ＦＭ受信状態にて、ＳＧ（Signal Generator、信号発生器）にＡＭ変調を掛けて、疑似マルチパスすなわちＡＭ変調度を上げていき、擬似的にマルチパスを印加した。縦軸は、演算部１１が平均化処理を実施した後の電界状況値であるマルチパス検出値を示している。
【００２７】
図４は、本発明の実施の形態における通常電界における擬似マルチパスとマルチパス検出値を示す、電界強度が６０ｄＢｕで十分な電界がある状態でのマルチパス検出値のグラフである。図中に実線で示す４−１がマルチパス検出値の最大値であり、実線で示す４−２がマルチパス検出値の最小値であり、破線で示す４−３がダイバー切替閾値である。
【００２８】
通常電界では、マルチパス検出値の最大値４−１と最小値４−２の線がほぼ一致している。このため、マルチパス検出値のレベルに不安定な変動が生じることは少ない。このときの平均化時定数は、３０μｓ毎などのように小さい値とする（３０μｓを単位時間としてマルチパス検出値を平均化する。）。このため、演算部１１によるダイバー切替は高速であり、マルチパス検出値の変動に対して反応の速い設定にしている。ダイバー切替閾値は、擬似マルチパスが８０％になる所で切替わるように設定されている。
【００２９】
図５は、従来の実施の形態における弱電界における擬似マルチパスとマルチパス検出値を示しており、平均化時定数が通常電界における場合と同様に小さいままとした場合のマルチパス検出値のグラフである。図中に実線で示す５−１がマルチパス検出値の最大値であり、実線で示す５−２がマルチパス検出値の最小値である。同図に示すように、平均化時定数を小さいままとすると、マルチパス検出値の最大値と最小値の幅が大きくなる。このように、マルチパス検出値の変動幅が大きすぎることから、ダイバー切替閾値を破線５−３のように設定しても、切替頻度が多くなりすぎる。したがって、ダイバー切替閾値が意味を持たないような状態となる。
【００３０】
そこで、本実施形態の演算部１１は、弱電界では、平均化時定数を５ｍｓなどのように大きく設定している（５ｍｓを単位時間としてマルチパス検出値を平均化する。）。図６は、本発明の実施の形態における弱電界時の擬似マルチパスとマルチパス検出値を示す、平均化時定数を通常電界時よりも大きく（長く）設定した場合におけるマルチパス検出値のグラフである。
【００３１】
図６のように、本実施形態の演算部１１では、平均化時定数を大きく設定することにより、マルチパス検出値の変動を抑えることができる。このため、同図中に実線で示す６−１の最大値と実線で示す６−２の最小値との間の幅を小さくすることができる。したがって、ダイバー切替閾値を破線６−３のように設定することにより、切替頻度を適切にして、ダイバー切替が有効に効くようにしている。
これにより、弱電界でも、所望のマルチパス検出値に対してダイバー切替を行うことができるようになる。
【００３２】
次に、演算部１１（図１参照）の動作について、フローチャートを用いて説明する。図７は、本発明の実施形態における制御部１０の動作フローチャートを示している。
【００３３】
演算部１１は、先ず、受信装置１００の電源立ち上げ時に、記憶部１２より、電界強度別の平均化時定数と、ダイバー切替閾値を読み込む（Ｓ１０１）
この電界強度別の平均化時定数としては、例えば、通常電界用には相対的に小さい値、弱電界用には相対的に大きい値を用いる。これにより、十分な電界強度がある通常電界では平均化処理時間を短くして、マルチパス等に対する反応を早くし、電界強度が十分ではない弱電界では、マルチパス等の検出された電界状況値に対する平均化処理時間を通常電界よりも長くして、安定させた変動幅の少ない電界状況値を使用することができる。
この平均化時定数と電界強度に関する設定は、事前の実験や、実際のフィールドにて、予め決定された値を使用する。
【００３４】
続いて、上述したＳ１０１において、記憶部１２より読み込んだ設定に従って、演算部１１は、随時、電界強度検出部７１に検出されて検波部７より出力されている電界強度を確認しながら、電界状況検出部７２に検出されて検波部７より出力された電界状況値を電界強度別に設定された平均化時定数を用いて平均化処理する（Ｓ１０２）。
【００３５】
続いて、演算部１１は、平均化処理により得られた電界状況値と、電界強度別のダイバー切替閾値とを比較する（Ｓ１０３）。
そして、制御部１０は、演算部１１の比較結果に基づいて、電界状況値がダイバー切替閾値を越えていた場合、切替信号をスイッチ部３に出力しアンテナ切替を行う（Ｓ１０４）。
制御部１０は、アンテナ切替を行った後、平均化処理（Ｓ１０２）のステップに戻って、再度アンテナ切替を行う。
【００３６】
以上のように、本発明の実施の形態によれば、演算部１１が、電界状況検出部７２から出力された電界状況値を、電界強度別に設定されている平均化時定数を用いて平均化処理する。これにより、電界強度別に適切なアンテナ切替を行うことができる。
より具体的には、電界強度が弱い場合、通常よりも平均化時定数を大きく設定して、電界状況値を平均する単位時間を長くすることにより、電界状況値の変動を抑えて、適切な頻度によりダイバー切替を行うことが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明のダイバーシティ受信装置によれば、弱電界でもダイバー切替が良好となり、従来、高い電界強度で、早めにメイン固定していたダイバー切替の設定を低い電界まで下げることができ、電波状況が良好なサブアンテナにより受信できる頻度が高まる。このため、より広いエリアで、良好な受信状態を維持できるようになる。
【符号の説明】
【００３８】
１  アンテナ
２  アンテナ
３  スイッチ部
４  ＬＮＡ部
５  ミキサ部
６  中間周波数増幅部
７  検波部
７１  電界強度検出部
７２  電界状況検出部
８  復調部
９  スピーカー
１０  制御部
１１  演算部
１２  記憶部
【図１】
2013165365.tif 000003
【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】
2013165365.tif 000008
【図７】
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