(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送波を送信信号で変調した無線信号を受信する無線受信回路と、局部発振信号を発振する局部発振回路と、前記無線信号と前記局部発振信号とを基にして前記送信信号を復調する復調回路と、を備えた無線受信機において、
前記無線信号を送信する無線送信機の搬送波周波数の周波数ドリフト幅以上の周波数帯域幅で、又は前記局部発振回路の発振周波数の周波数ドリフト幅以上の周波数帯域幅で、前記局部発振回路の発振周波数を止めることなく繰り返し掃引する発振周波数制御回路を設けたことを特徴とする無線受信機。
【請求項２】
前記送信信号は、誤り訂正符号を含むディジタルデータ信号である請求項１に記載の無線受信機。
【請求項３】
前記送信信号は、前記発振周波数制御回路により発振周波数を掃引する繰り返しの周期内に、同一内容のコードが繰り返されるディジタルデータ信号である請求項１または２に記載の無線受信機。
【請求項４】
前記発振周波数制御回路は、当該発振周波数制御回路により発振周波数を掃引する繰り返しの周期内で前記発振周波数を直線的に変化させる請求項３に記載の無線受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、搬送波や局部発振信号などを発生する発振回路の周波数ドリフトによる影響を回避する無線受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
キーレスエントリーシステムのように短い制御コードを短時間に送受信する無線通信では、対象ごとに割り振られた識別コードや制御コードなどの情報の乗った無線信号を無線送信機が送信するとともに、無線受信機で無線信号を受信してコードを復調し、その復調したコードをもとに制御装置で対象の認証やドアの施開錠などを行う。
【０００３】
このような無線通信を実現するためには、無線送信機が搬送波となる高周波信号を発振する発振回路を備え、無線受信機が周波数変換のための局部発振回路を備え、そして、無線送信機からの無線信号の搬送波の周波数と無線受信機の局部発振回路の周波数とがともに所定の値に安定化した状態で無線信号の送受信を行う必要がある。
【０００４】
しかし、無線信号の送受信を行うために必要な発振回路には、一般に温度変化や回路定数の経時変化、共振器の経時変化により発振周波数が変化する周波数ドリフトが生じる場合がある。このような周波数ドリフトによって無線送信機から送信される無線信号の搬送波周波数や、無線受信機の局部発振回路の発振周波数が所定の値からずれると、受信機における、無線信号と局部発振信号との混合により得られる中間周波信号の周波数が所定の値からずれてしまう。そして、この中間周波信号のずれが増大すると無線信号の送受信が行えなくなるという問題があった。
【０００５】
なお、無線信号の周波数帯域を広くとった場合には、若干の周波数ドリフトが生じても周波数ずれの問題は無視できるが、その一方で、無線信号の周波数帯域が広くなると無線信号を受信する際の信号雑音が比例して大きくなり、受信感度が低下してＢＥＲ（Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）などの通信信頼性が悪化してしまうという問題もある。そのため、無線信号の周波数帯域を狭くとることで通信信頼性を改善させる必要がある。
【０００６】
通常、上述のような無線信号の周波数帯域を狭くとるという条件のもとで無線信号の送受信を行う必要があるときには、ＴＣＸＯなどの温度補償機能を持った発振器を基準発振用信号源として用いることで、無線信号の周波数帯域を狭くとったままでも通信信頼性を悪化させずに周波数ドリフトによる影響を回避する方法がとられる。この方法によれば温度補償機能を持った発振器を用いて周波数ドリフトを抑制するため、無線信号の周波数帯域を狭帯域化しても無線信号の送受信が安定して行える。しかしＴＣＸＯなどの温度補償機能をもった発振器を用いる場合、発振器の単価が単純な発振器と比べて比較的高く、無線通信システム全体のコストアップ要因となってしまうという問題がある。
【０００７】
そのため、ＴＣＸＯなどの温度補償機能を持った発振器を用いずに、周波数ドリフトによる影響を補正して通信を実現する無線通信システムが特許文献１および２で提案されている。
特許文献１では、伝達すべき情報を送る前に、予め無線送信機側からビット同期信号を含む信号をＦＳＫ変調して送信し（Ｐｒｅａｍｂｌｅ方式）、無線受信機側ではその信号を受信し、受信信号レベルが最大となる周波数に局部発振回路を制御する。この特許文献１に記載されている無線システムは、予め搬送波周波数に対応した周波数に無線受信機の局部発振回路の周波数を合わせて同期させることで通信の確立を保証している。
【０００８】
また、特許文献２においては無線受信機側で局部発振回路の発振周波数を掃引するとともに、受信信号強度（ＲＳＳＩ：Ｒａｄｉｏ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を監視し、受信信号強度のレベルが大きくなったときに掃引を停止し局部発振回路の発振周波数を調整する。また、この受信信号強度が大きくなった時には、ＩＦ信号フィルタの帯域を広いものから狭いものに切り替えることでＢＥＲを抑制し受信感度を向上させる。
【０００９】
これらの特許文献１および２に記載の通信システムにおいては、無線信号の周波数帯域を狭帯域化しても周波数ドリフトによる影響を回避することができるが、その反面、特許文献１に記載のようなＰｒｅａｍｂｌｅ方式の通信システムではビット同期信号などと無線信号とを切り替える回路が必要があり、複雑で大きな回路が必要であった。また、特許文献２に記載の通信システムにおいても、ＲＳＳＩ監視回路や複数のフィルタや、フィルタの切換え回路などが必要であるために回路が複雑で大きいものであり、さらに、通信信頼性が悪化する問題を有するものであった。このように従来の方法は、部品点数の増加やＩＣ面積の増大を招き、無線通信システム全体としてのコストアップ要因となるという新たな問題を有するものであった。
【特許文献１】特開平０８−１３９７７３号公報
【特許文献２】特開平１１−３４８７３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述のように従来の手法でも、無線信号の周波数帯域を狭帯域化して通信信頼性を確保しながら周波数ドリフトによる影響を回避することができていたが、同時に、回路が複雑化し、部品点数の増加やＩＣ面積の増大を招き、全体としてのコストアップ要因となるという問題を有していた。
【００１１】
そこで本発明は、通信信頼性を確保しながら周波数ドリフトによる影響を回避し、しかも、簡易で低コストな無線受信機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】
【００１２】
（１）本発明の無線受信機は、無線信号を送信する無線送信機の搬送波周波数の周波数ドリフト幅以上の周波数帯域幅で、又は局部発振回路の発振周波数の周波数ドリフト幅以上の周波数帯域幅で、局部発振回路の発振周波数を止めることなく繰り返し掃引する発振周波数制御回路を設けたことを特徴とする。なお、この際、途中の何らかの周波数で掃引を止めることはしない。
【００１３】
このように局部発振信号の発振周波数が掃引されることにより、次に述べるように搬送波に乗った送信信号の復調が可能となる。
先ず、無線信号と局部発振信号とを混合して中間周波信号に変換するスーパーへテロダイン方式の無線受信機について考える。スーパーへテロダイン方式の場合、局部発振信号の発振周波数が掃引されると、それにともない中間周波信号の周波数が掃引されることになる。
【００１４】
ここで、無線送信機からの搬送波に周波数ドリフトが生じているとする。この場合、搬送波の周波数ドリフト幅以上の周波数帯域幅で無線受信機の局部発振回路の周波数を掃引すると、中間周波信号の周波数は設計値を含む周波数帯域にわたって変化するため、掃引中に一時的に中間周波数信号が無線信号の受信可能な周波数となり、送信信号の復調が可能となる。このようにして、搬送波周波数のドリフトが結果的に吸収されることになる。
【００１５】
また、無線受信機の局部発振信号に掃引のための信号を加えない状態において、本来あるべき値からの周波数ドリフトが生じているとする。この場合、局部発振信号の周波数ドリフト幅以上の周波数帯域幅で無線受信機の局部発振回路の周波数が掃引されると、この場合も中間周波信号の周波数は設計値を含む周波数帯域にわたって変化するため、掃引中に一時的に中間周波数信号が無線信号の受信可能な周波数となり、送信信号の復調が可能となる。このようにして、局部発振信号の周波数ドリフトが結果的に吸収されることになる。
【００１６】
次に、たとえば直交検波器を用いて、アンテナからの高周波信号に局部発振信号を直接掛け合わせてベースバンドの直交信号に変換して復調を行うダイレクトコンバージョン方式の無線受信機について考える。ダイレクトコンバージョン方式の場合、局部発振信号の周波数で搬送波周波数が選択されることになるので、局部発振信号の発振周波数が掃引されると、受信される搬送波周波数が等価的に掃引されることになる。
【００１７】
ここで、無線送信機からの搬送波に周波数ドリフトが生じているとする。この場合、その周波数ドリフト幅以上の周波数帯域幅で無線受信機の局部発振回路の周波数が掃引されると、受信される搬送周波数が設計値を含む周波数帯域にわたって変化するため、掃引中に一時的に所定の搬送波周波数の無線信号が受信され、復調されることになる。このことにより、搬送波周波数のドリフトが結果的に吸収されることになる。
【００１８】
また、無線受信機の局部発振信号に掃引のための信号を加えない状態において、本来あるべき値からの周波数ドリフトが生じているとする。この場合、局部発振信号の周波数ドリフト幅以上の周波数帯域幅で無線受信機の局部発振回路の周波数が掃引されると、この場合も受信される搬送波周波数が設計値を含む周波数帯域にわたって変化するため、掃引中に一時的に所定の搬送波周波数の無線信号が受信され、復調されることになり、局部発振信号の周波数ドリフトが結果的に吸収される。
【００１９】
このようにして、従来のように無線送信機−無線受信機間で互いの周波数ドリフトを検知してフィードバックや同期をとるといったことが不要となり、簡易な回路構成で周波数ドリフトの影響を回避することができる。
【００２０】
（２）また、本発明の送信信号は、誤り訂正符号を含むディジタルデータ信号である。
【００２１】
そのため、ディジタルデータ信号のコードの全部を受信できず、ある程度ＢＥＲなどの通信信頼性が悪い場合でも、コードを回復させ、所定の制御などを行うことができる。
【００２２】
（３）また、本発明の送信信号は、発振周波数制御回路により発振周波数を掃引する繰り返しの周期内に、同一内容のコードが繰り返されるディジタルデータ信号である。
【００２３】
このように比較的短いコードを用いて同一内容のコードを繰り返し送信すると、そのコードのそれぞれが短時間で情報伝達されることになり、無線受信機での受信および復調が可能となる時間が短くても、その時間内で通信が可能となる。また、同一内容のコードを複数回送受信するため、掃引により周波数が変化する周波数帯域の略全域にわたって同一内容のコードが送受信される。そのため、複数回受信する同一内容のコードのうち、ＢＥＲなどの通信信頼性が最も良好な状態での送信信号の復調が可能となり、高品位な通信を行うことができる。
【００２４】
（４）また、本発明の発振周波数制御回路は、前記掃引の繰り返しの周期内で周波数を直線的に変化させる。そのため、掃引により生じる周波数変化の波形が三角波状となる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、簡易な回路でありながら低精度な発振回路の周波数ドリフトの影響を吸収して無線送信機−無線受信機間での通信の確立を保証することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明を実施する好適な形態として、ＦＳＫ方式の無線信号を受信するスーパーヘテロダイン型無線受信機の発振周波数を掃引する第１の実施形態を以下に示す。
【００２７】
図１に、第１の実施形態の構成のブロック図を示している。
【００２８】
この実施形態において無線受信機１００は、空中線１から３１５ＭＨｚ帯の搬送波の無線信号を受信して、高周波増幅器５１に出力する。また、電圧制御型の３８ＭＨｚの発振器ＶＣＸＯ２の発振信号を周波数逓倍器３で８逓倍し、そのＶＣＸＯ２と周波数逓倍器３とから局部発振回路を構成する。周波数ドリフトの無い理想的な状態で、且つ掃引を行わない場合においては、ＶＣＸＯ２の３８．０３７５ＭＨｚの周波数を周波数逓倍器３により８逓倍することにより、３０４．３ＭＨｚの局部発振信号を得る。また、この局部発振信号と３１５ＭＨｚの搬送波とをミクサ回路４により混合することで１０．７ＭＨｚの中間周波信号（以下、ＩＦ信号という。）を得る。
【００２９】
実際には、無線送信機からの無線信号の搬送波の周波数、無線受信機１００の局部発振回路の局部発振信号、ともに周波数ドリフトが生じるため前記の周波数にはそれぞれ多少なりとも周波数ずれが生じる。そのため、ここでは、ＶＣＸＯ２の制御端子に掃引発生回路５からの掃引信号を印加し発振周波数を掃引する。なお、この掃引発生回路５では、掃引途中の何らかの周波数で掃引を止めることはしない。
【００３０】
掃引された局部発振信号と空中線１より受信した無線信号とをミクサ回路４で混合してＩＦ信号とし、このＩＦ信号を後段のバンドパスフィルタ６によりフィルタリングし、２つの中間周波増幅器５２Ａ，５２Ｂを介して周波数弁別器７に出力する。周波数弁別器７ではＦＭ検波し、直流増幅器５３を介してコンパレータ８に出力する。コンパレータ８ではデジタル信号復調を行う。
【００３１】
例えば無線信号の搬送波周波数が周波数ドリフトにより１．５ＭＨｚずれた３１３．５ＭＨｚの場合では、掃引発生回路５を用いないと局部発振信号の周波数が所定の３０４．３ＭＨｚのままである。そのため、ＩＦ信号の周波数が９．２ＭＨｚとなり、前述の１０．７ＭＨｚという規定のＩＦ信号の周波数からずれてしまって、無線信号が受信できず送信信号の復調ができなくなってしまう。
【００３２】
それに対して、本発明のように掃引発生回路５を用いて、例えば５ＭＨｚの周波数帯域幅で掃引を繰り返す場合を考えると、局部発振周波数は３０４．３ＭＨｚを中心として、上下２．５ＭＨｚの幅で掃引される。すると、掃引中に局部発振周波数が３０２．８ＭＨｚになったときにＩＦ信号の周波数がちょうど規定の値である１０．７ＭＨｚになり、送信信号の復調ができるようになる。局部発振周波数の掃引幅が５ＭＨｚなので、周波数のずれが±２．５ＭＨｚ以内である３１２．５〜３１７．５ＭＨｚの範囲内に搬送波周波数があれば同様に送受信が可能となる。なお、掃引を途中で止めるということはしないので、ＩＦ信号の周波数が送受信可能な範囲に入るのは短時間である。
【００３３】
また、仮に搬送波の周波数が所定の３１５．０ＭＨｚのままで、局部発振信号の周波数が所定の３０４．３ＭＨｚから１．５ＭＨｚずれて３０２．８ＭＨｚである場合には、通常は同様にＩＦ信号の周波数が規定の１０．７ＭＨｚからずれて９．２ＭＨｚになってしまって送信信号の復調ができなくなる。しかし本実施形態では、局部発振回路の周波数を例えば５ＭＨｚの周波数帯域幅で上下２．５ＭＨｚ掃引する。すると、周波数ドリフトにより局部発振信号が１．５ＭＨｚずれていても、そのずれた局部発振信号の周波数が掃引され、局部発振周波数が所定の３０４．３ＭＨｚになる時間ができる。そのため、ＩＦ信号が規定の１０．７ＭＨｚとなり、その時に送信信号の復調ができるようになる。このように周波数ドリフトによる局部発振回路の周波数のずれが±２．５ＭＨｚ以内である３０１．８ＭＨｚ〜３０６．８ＭＨｚの範囲内に局部発振回路の発振周波数があれば同様に無線信号が受信可能となる。なお、この場合にも掃引を途中で止めるということはしないので、ＩＦ信号の周波数が送受信可能な範囲に入るのは短時間である。
【００３４】
さらに、搬送波周波数と局部発振回路の掃引範囲の中心周波数の両方がずれていたとしても、掃引範囲のどこかでＩＦ信号の周波数が規定の範囲内になる時間がありさえすれば受信は可能となる。よって、局部発振回路の掃引範囲は、想定される又は許容される、送信機側、受信機側両方のずれの最大値に基づいて決めればよい。
【００３５】
なお、本発明はこの実施形態に限らず、ＦＳＫ方式の変わりに、ＡＳＫ方式のディジタルデータ変調方式や、アナログデータ変調方式などにも同様に適用可能である。またダブルスーパーヘテロダイン方式などの無線受信機に適用してもよい。
【００３６】
また、ＦＳＫ復調を行う回路には周波数弁別器以外にも、レシオ検波、フォスター検波、スロープ検波などの検波回路を用いてもよい。また、掃引波形は、三角波、階段波などの波形にしてもよく、階段波状の波形を発生させる際には、ディジタル値を発生させるカウンタ回路にアナログ／ディジタル変換回路を接続して掃引発生回路とし、掃引発生回路によりアナログ変換されたカウンタ値を掃引信号として発生させるとよい。
【００３７】
次に、本発明を実施する好適な形態として、ＱＰＳＫ方式の無線信号を受信するダイレクトコンバージョン型無線受信機の、局部発振周波数を掃引する第２の実施形態を以下に示す。図２には、この実施形態の構成のブロック図を示している。
【００３８】
ダイレクトコンバージョン方式の無線受信機においては、直交検波器を用いて、アンテナからの高周波信号に局部発振信号を直接掛け合わせてベースバンドの直交信号に変換して復調を行う。局部発振信号の周波数で搬送波周波数が選択されることになるので、局部発振信号の発振周波数が掃引されると、受信される搬送波周波数が等価的に掃引されることになる。
【００３９】
この実施形態において無線受信機１００は、空中線１から無線信号を受信して、２つの高周波増幅器５１Ａ，５１Ｂを介して増幅した信号を、２つの直交検波回路２７Ａ，２７Ｂのそれぞれに出力する。また、電圧制御型の発振器ＶＣＸＯ２の発振信号を周波数逓倍器３で逓倍し、そのＶＣＸＯ２と周波数逓倍器３とから局部発振回路を構成する。さらに、この局部発振回路からの局部発振信号を位相器２６により９０°位相差の２つの信号として直交検波回路２７Ａ，２７Ｂのそれぞれに出力する。ここで、ＶＣＸＯ２の周波数制御端子に掃引発生回路５により掃引波形を印加することにより、局部発振周波数を掃引する。なお、この掃引発生回路５では、掃引途中の何らかの周波数で掃引を止めることはしない。直交検波回路２７Ａは無線信号と局部発振信号とを直接掛け合わせてベースバンドの直交信号に変換しＬＰＦ１１Ａと増幅器５４Ａとを介して出力する。また、直交検波回路２７Ｂは無線信号と局部発振信号とを直接掛け合わせてベースバンドの直交信号に変換しＬＰＦ１１Ｂと増幅器５４Ｂとを介して出力する。
【００４０】
ここで、無線送信機からの搬送波に周波数ドリフトが生じているとする。この場合、その周波数ドリフト幅以上の周波数帯域幅で無線受信機の局部発振回路の周波数が掃引されると、受信される搬送周波数が設計値を含む周波数帯域にわたって変化する。そのため、掃引中に一時的に局部発振信号の周波数で実際の搬送波周波数を選択することができ、無線信号を受信し送信信号を復調することができる。このようにして、搬送波周波数のドリフトが結果的に吸収されることになる。
【００４１】
また、無線受信機の局部発振信号に周波数ドリフトが生じているとする。この場合、局部発振信号の周波数ドリフト幅以上の周波数帯域幅で局部発振信号の周波数を掃引すると、この場合も受信される搬送波周波数が設計値を含む周波数帯域にわたって変化する。そのため、掃引中に一時的に規定の搬送波周波数の無線信号が受信され、復調されることになる。このようにして、局部発振信号の周波数ドリフトが結果的に吸収されることになる。
【００４２】
次に、本発明の実施に好適な第３の実施形態として、掃引信号の波形をノコギリ状にして掃引を行うスーパーヘテロダイン型無線受信機でのキーレスエントリーシステムを示す。なおキーレスエントリーシステム以外にも、短い制御コードを送受信する無線通信のシステムであれば同様にして適用することができる。
【００４３】
受信装置の周波数掃引波形を図３（Ａ）に示し、送信されてくる無線信号のデータ信号の概念図を図３（Ｂ）に示す。
【００４４】
この例では、無線信号を送信してくる無線送信機は、自動車の鍵と一体に形成された、いわゆるキーレスエントリーシステムのキーであり、３１５ＭＨｚ帯の周波数の無線信号をパルスバースト信号として送信する。さらに、ひとつのバーストには、制御信号や識別コード、ＦＥＣ方式の誤り訂正符号などをビット／バイトインターリーブ方式で重畳する。すると、無線受信機側ではある程度のＢＥＲにおいてもデータの復調が可能となり、ビット／バイトインターリーブ方式としているために、マルチパス環境などにも対応可能となる。また、利用者のキーの操作の間に同一内容の情報の乗ったバースト部分（ｂｉｔ列）が複数回くり返し送信される。
【００４５】
ここで、データ通信速度を２４００ｂｐｓとし、ひとつのバーストに乗せる情報量を２５ｂｉｔとする。すると、図３（Ｂ）に示すひとつのバーストは約１０．４ｍｓ（時間Ｔ３）で送信される。また、キーレスエントリーシステムの利用者が無線送信機であるキーの操作を約１ｓ（時間Ｔ１）行う場合、利用者の操作により時間Ｔ１の間に約９６バーストが同一内容で繰り返し送信される。
【００４６】
また、無線受信機では、図３（Ａ）に示す２００ｍｓの周期（時間Ｔ２）で、掃引発生回路がノコギリ波状の掃引信号を局部発振回路の制御端子に印加すると、掃引の周期（Ｔ２）において無線送信機が約１８バーストを送信することとなる。
【００４７】
また、ＩＦ信号から送信信号を復調できる周波数は４００ｋＨｚを中心とした±２５ｋＨｚの周波数帯域幅を持ち、４００ｋＨｚを中心とした±１５０ｋＨｚの周波数帯域幅で掃引を行う場合、ＩＦ信号の周波数が、この±２５ｋＨｚの周波数帯域にある時間は図３（Ｃ）に示す約３３ｍｓ（時間Ｔ４）となる。この時間Ｔ４においては、約３．２バーストの送受信が可能となる。
【００４８】
そのため、キーレスエントリーシステムの無線信号を復調し、無線信号に重畳されていた自動車ごとの識別コードにより、無線送信機の認証を行い、識別コードの認証に成功した場合には、制御コードの指定する動作、例えばドアの開錠を制御することができる。
【００４９】
以上のキーレスエントリーシステムの例のように、情報量が少ない場合には、短時間の無線通信でひとつのバースト信号を伝達することができる。そのため、ＩＦ信号が復調可能な所定の周波数になっている時間が短くてもひとつのバースト信号に含まれる情報のほとんどが伝達可能となる。また、無線送信機から同一内容の無線信号が繰り返し送信されるため、無線受信機では同一内容のバーストを複数回受信でき、複数のバーストのうちもっとも良いＢＥＲとなるバーストで受信した情報の復調を行うことで、掃引を行わない場合よりもＢＥＲを抑制し高品位な無線信号の送受信が可能となる。
【００５０】
ここで、周波数ドリフトの影響により、無線受信機の搬送波の周波数にずれが生じた場合について説明する。図３（Ｃ）においてずれた信号を実線Ａ、ずれる前の設計値の信号を破線Ｂで示す。
【００５１】
キーレスエントリーシステムのキーからの搬送波周波数に周波数ドリフトが発生している場合、ＩＦ信号の周波数が破線Ｂから実線Ａへとずれてしまう。すると、ずれる前は復調可能な周波数たとえば１０．７ＭＨｚ周辺のＩＦ信号となっていた区間Ｂ１のバースト信号が、復調可能でない周波数のＩＦ信号になってしまう。しかし、新たに区間Ａ１のバースト信号が、局部発振信号との混合により復調可能な１０．７ＭＨｚの周波数のＩＦ信号となるため、たとえ周波数ドリフトが生じたとしても、ＩＦ信号を復調可能な所定の周波数とすることができる。
【００５２】
また、複数のバーストが受信できた場合には、その中に比較的良いＢＥＲとなるバーストが含まれているので、掃引を行わない場合よりもＢＥＲを抑制し高品位な無線信号の送受信が可能となる。
【００５３】
次に、第４の実施形態として、無線受信機の局部発振回路をＰＬＬシンセサイザーで構築する例を示す。ＰＬＬシンセサイザーを使うと局部発振周波数の選択範囲をより広げることができる。この実施形態における無線受信機のブロック図を図４に示す。
【００５４】
無線受信機１００は、空中線１から３１５ＭＨｚ帯の搬送波の無線信号を受信して、高周波増幅器５１に出力する。
【００５５】
また、ＰＬＬシンセサイザー５０において、分周回路１３はＶＣＯ１２の発振信号を分周し、位相比較器９の一方の入力に与える。また、基準信号源である水晶発振器５６と反転増幅器５７とからなる共振回路の発振信号を分周回路１４により分周し、位相比較器９の他方の入力に与える。この分周回路１３と分周回路１４とからの、２つの信号の位相を位相比較器９により比較し、位相比較器９の後段に設けた合算回路１０により、掃引発生回路５からの掃引信号と位相比較器９の出力とを合算する、合算した信号をＬＰＦ１１によりフィルタリングしてループ特性を決定し、ＬＰＦ１１の出力をＶＣＯ１２の周波数制御端子へ与える。これによりＶＣＯ１２は掃引された局部発振信号を増幅器５４を介してミクサ回路４に出力する。
【００５６】
また、この局部発振信号と３１５ＭＨｚの搬送波とをミクサ回路４により混合することで１０．７ＭＨｚの中間周波信号（以下、ＩＦ信号という。）を得る。
【００５７】
掃引された局部発振信号と空中線１より受信した無線信号とをミクサ回路４で混合してＩＦ信号とし、このＩＦ信号を後段のバンドパスフィルタ６によりフィルタリングし、２つの中間周波増幅器５２Ａ，５２Ｂを介して周波数弁別器７に出力する。周波数弁別器７ではＦＭ検波し、直流増幅器５３を介してコンパレータ８に出力する。コンパレータ８ではデジタル信号復調を行う。
【００５８】
ＰＬＬ回路においては、通常、常に所定周波数の信号を出力しようとする。しかし、ＶＣＯ１２の発振周波数が所定値からずれていると、ＶＣＯ１２の発振周波数がその所定値に安定するようにＶＣＯ１２の印加電圧が制御される。そのため、ＶＣＯ１２の発振周波数はＰＬＬシンセサイザー５０のＰＬＬループの時定数に従って、緩やかに所定の周波数に同調する。
【００５９】
ここで、三角波状などの波形の掃引信号を掃引発生回路５により発生させ、合算回路１０により位相比較器９の出力と合算させる。本来のＰＬＬ回路は、位相比較器９の出力がＬＰＦ１１にそのまま入力されて適正な帰還がなされるが、このように掃引発生回路５を設けたことにより、帰還量に送信信号が外乱として重畳されることになる。その結果、ＰＬＬシンセサイザー５０からの出力である局部発振信号の周波数が時間とともに掃引される。但し、掃引信号によりＶＣＯ１２の発振周波数が掃引される作用と、ＰＬＬ回路の同調作用とが拮抗するので、ＰＬＬシンセサイザー５０からの出力である局部発振信号の周波数変化の波形は掃引信号の波形と同周期であるが位相および波形は異なるものとなる。
【００６０】
このように、ＰＬＬシンセサイザーと掃引発生回路を用いる場合でもＩＦ信号を掃引することができる。なお、この場合にも掃引を途中で止めるということはしない。
【００６１】
搬送波の周波数が周波数ドリフトの影響で所定の値からずれている場合には、通常、ＩＦ信号の周波数が復調可能な規定の周波数からずれてしまい、送信信号の復調ができなくなる。しかし本実施形態では、掃引発生回路５によりＰＬＬシンセサイザー５０からの局部発振周波数を掃引する。そのため、局部発振信号と無線信号とをミクサ回路４で混合したＩＦ信号の周波数が掃引される。すると、周波数ドリフトによる搬送波の周波数のずれと局部発振信号の周波数の掃引とにより、ＩＦ信号の周波数が所定の範囲内になる時間ができる。そのため、そのＩＦ信号の周波数が所定の周波数の範囲内に入っている時間に送信信号の復調が可能となり、無線信号の受信を行うことができる。なお、掃引を途中で止めるということはしないので、ＩＦ信号の周波数が送受信可能な範囲に入るのは短時間である。
【００６２】
また、仮に搬送波の周波数が所定値であったとしても、ＰＬＬシンセサイザー５０からの局部発振周波数が所定値からずれている場合には、通常は同様にＩＦ信号の周波数が規定値からずれてしまって送信信号の復調ができなくなる。しかし本実施形態では、周波数ドリフトによりずれた局部発振周波数を掃引する。そのため、局部発振周波数が所定の範囲内になる時間ができる。すると、ＰＬＬシンセサイザー５０からの局部発振周波数の掃引範囲の中心が局部発振周波数の本来あるべき値からずれていても、掃引範囲の中に所定値が含まれてさえいれば無線信号が受信可能となる。なお、この場合にも掃引を途中で止めるということはしないので、ＩＦ信号の周波数が送受信可能な範囲に入るのは短時間である。
【００６３】
このようにＰＬＬシンセサイザー５０内に掃引発生回路５を付加している場合でも、ＩＦ信号を掃引して周波数ドリフトの影響を回避することができる。また、ＰＬＬシンセサイザー５０を用いることにより、基準信号源として汎用周波数の安価な水晶振動子ＸＯを用いることができ、全体に低コスト化が図れる。
【００６４】
なお、ＰＬＬ回路の時定数を極端に大きくとり、且つＰＬＬシンセサイザーが同調に要する時間よりも大きな周期の矩形波状の掃引信号を用いても局部発振信号を掃引することができる。その場合、まず矩形波状の掃引信号の立ち上がりにより局部発振信号の周波数が所定値から変化する。その後、ＰＬＬシンセサイザーの同調作用により局部発振周波数がなだらかに所定値に収束しようとする。その後、掃引信号の立ち下がりにより局部発振信号が再び変化を開始し、さらに同調作用により局部発振周波数が所定値に収束しようとする。このような周波数の変調の繰り返しにより、局部発振周波数を周期的に掃引することができる。
【００６５】
次に、第５の実施形態として、無線送信機の搬送波周波数を掃引する例を図５に示す。
【００６６】
この第５の実施形態は、ＦＳＫ方式で変調された３２５ＭＨｚ帯の搬送波を送信する無線送信機である。この無線送信機では、弾性表面共振子２１に可変容量ダイオード２２を接続し、可変容量ダイオード２２のカソード側に掃引発生回路５を接続する周波数制御端子２３を設け、アノード側にコード発生器１６を接続する周波数制御端子２４を設けている。コード発生器１６にはキーレスエントリーの所定の制御を行うためのスイッチ回路２５を設けている。ここで、電圧制御共振回路１５の周波数制御端子２３に掃引発生回路５からの掃引信号を印加するとともに、周波数制御端子２４にスイッチ回路２５の操作によりコード発生器１６からの制御コード信号を印加する。この電圧制御共振回路１５と増幅回路２０とによって発振回路を構成する。
【００６７】
ここで、電圧制御共振回路１５の周波数制御端子２３への掃引信号の印加により発振周波数を掃引し、周波数制御端子２４への印加電圧によりＦＳＫ変調する。このようにして弾性表面共振子２１の周波数を掃引信号とコード信号により変調し、その信号を増幅回路２０により増幅し無線信号として送信する。
【００６８】
無線送信機の弾性表面共振子２１の周波数が周波数ドリフトの影響で所定の値からずれている場合には、通常、無線受信機側でのＩＦ信号の周波数が復調可能な所定の周波数からずれてしまい送信信号の復調ができなくなる。しかし本実施形態では、周波数ドリフトによりずれた弾性表面共振子２１の周波数を掃引発生回路５により掃引する。そのため、ずれた周波数が掃引によって変調され、弾性表面共振子２１の周波数が、所定値になる時ができる。すると、弾性表面共振子２１の周波数の掃引範囲の中心が弾性表面共振子２１の本来あるべき値からずれていても、掃引範囲の中に所定値が含まれてさえいれば、無線受信機で、無線信号が受信可能となる。なお、この場合にも掃引を途中で止めるということはしない。その結果、受信した無線信号からＦＳＫ方式で変調されていたコードを復調し、制御コードと識別コードを読み取り、キーレスエントリーの所定動作を行うことができる。
【００６９】
また、仮に無線送信機の弾性表面共振子２１の周波数が所定の値であったとしても、無線受信機側の局部発振回路の周波数が所定の値からずれている場合には、通常は無線受信機側で、同様にＩＦ信号の周波数が所定の値からずれてしまって送信信号の復調ができなくなる。しかし、本実施形態では無線送信機の弾性表面共振子２１の周波数を掃引する。そのため、弾性表面共振子２１の周波数の掃引と、周波数ドリフトによる受信機側の局部発振周波数のずれとにより、受信機側でのＩＦ信号の周波数が所定の値になる時間ができる。その結果、ＩＦ信号の周波数が所定の周波数となった時間に送信信号の復調が可能となり、ＦＳＫ方式で変調されていたコードを復調し、制御コードと識別コードを読み取り、キーレスエントリーの所定動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】第１の実施形態に係る無線受信機の構成のブロック図である。
【図２】第２の実施形態に係る無線受信機の構成のブロック図である。
【図３】第３の実施形態に係る掃引波形と無線信号との概念図である。
【図４】第４の実施形態に係る無線受信機の構成のブロック図である。
【図５】第５の実施形態に係る無線送信機の構成のブロック図である。
【符号の説明】
【００７１】
１−空中線
２−ＶＣＸＯ
３−周波数逓倍器
４−ミクサ回路
５−掃引発生回路
６−ＢＰＦ
７−周波数弁別器
８−コンパレータ
９−位相比較回路
１０−合算回路
１１−ＬＰＦ
１２−ＶＣＯ
１３、１４−分周回路
１５−電圧制御共振回路
１６−コード発生器
２０−増幅回路
２１−弾性表面共振子
２２−可変容量ダイオード
２３、２４−周波数制御端子
２５−スイッチ回路
２６−位相器
２７−直交検波回路
５０−ＰＬＬシンセサイザー
５１−高周波増幅器
５２−中間周波増幅器
５３−直流増幅器
５４−増幅器
５６−水晶発振器
５７−反転増幅器
１００−無線受信機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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