JP2003502977A - 超再生型ａｍ復調器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、アンテナ１２、トランジスタ１４、電流源１６及び電源１８を含むＡＭ受信器１０を提供する。アンテナ１２は、トランジスタ１４のゲート電極１４ｇに接続され、リンク２０を介して信号接地されている。動作において、アンテナ１２は、放射線を受信して対応する信号を発生してゲート電極１４ｇへ送る。トランジスタ１４は、２段階で動作可能であり、すなわち、第１段階でゲート電極において対応して反射増幅された入力信号を発生するように入力信号を反射増幅し、増幅された入力信号を第２段階で振幅復調する。トランジスタ１４は電流／電圧特性の非線形領域で動作可能であり、その領域において反射増幅と信号復調を同時に行う、すなわち、２つの段階を同時に行なう。これに対し、非線形で動作して振幅復調を行う利得デバイスを使用する従来の復調器は、送信増幅器として機能するように構成されたデバイスを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】

本発明は、振幅変調された放射及び信号を増幅しそして検出するための振幅変
調（ＡＭ）受信器に係る。

【０００２】

【背景技術】

振幅変調された放射を受信しそしてそれに対応する復調信号を発生するように
動作できる従来の受信器、例えば、家庭用ラジオのような受信器は、多くの場合
に、多数の要素を組み込んでおり、これら要素は、通常、放射を受信してそれに
対応する受信信号を発生するためのアンテナと、その受信信号を増幅及びフィル
タリングして、増幅された信号を形成するための透過高周波（ＲＦ）増幅器と、
その増幅された信号を復調して復調出力信号を発生するための検出器とを含む。
これらの要素は、動作時に著しい電力を消費し、これは、到来する放射、例えば
移動電話において「ウェークアップコード」を保持する放射を待機するスタンバ
イモードにおいて低い電力で動作するときでもそうである。この顕著な電力消費
は、これら要素に電力を供給する所与の１組のバッテリからの動作時間を制限す
るという問題を招く。又、この問題は、電力を供給するために小型電源セルを組
み込んだ無線トランスポンダタグ、例えば、認識タグや自動車用の電子アクセサ
リーキーにも関する。

【０００３】 受信信号がしばしばマイクロボルトの範囲であり、そして受信器の検出器にお
いて検出ダイオードを動作するに充分な大きさの増幅信号を与えるために著しい
増幅が必要とされる従来の増幅器では更に別の問題が生じ、即ちこれらの検出器
は、最小スレッシュホールド振幅より低い供給信号の検出を妨げるようなカット
オフ電圧をしばしば示す。スプリアス発信が生じるおそれなく与えることのでき
る増幅度に実際上の限度があるために、この実際上の限度が、受信放射に対して
低いスレッシュホールド振幅を課し、ひいては、受信器が応答するところの制限
された動作範囲を課する。この低いスレッシュホールド振幅は、ある用途、特に
リモート受信器の動作が意図された場合には問題となる。

【０００４】 従来の受信器において、非直線的伝達特性を備えたＲＦ透過増幅器を、振幅変
調信号を復調するための復調器として使用できるというのが良く知られた原理で
ある。この原理は、シリコン半導体装置が広く利用できるようになるときまでは
無線受信器に組み込まれる熱イオン電子管に関連してしばしば利用され、電子管
は透過増幅器として機能する。 本発明者は、多数の無線受信器要素を一緒に結合して、上記問題の１つ以上を
克服する簡単な受信回路を得ることが実現できると分かった。

【０００５】

【発明の開示】

本発明の１つの特徴によれば、入力信号を受信しそしてそれに対応する復調信
号を発生するためのＡＭ受信器において、入力信号を反射式に増幅する反射増幅
器として動作できると同時に、増幅された入力信号を検出して復調信号を発生す
るための検出器としても動作できるようにバイアスされたトランジスタを備えた
ことを特徴とするＡＭ受信器が提供される。 本発明は、受信器が次のことを行い得るという効果を発揮する。 （ａ）公知技術で使用された透過式増幅とは対照的に、反射式増幅を使用する
ために消費電力が低い。そして （ｂ）低い応答スレッシュホールドを課する検出ダイオードが組み込まれない
ので入力信号に対する感度が高い。

【０００６】 増幅された入力信号の検出は、信号の混合を行うトランジスタによって行われ
るのが便利である。このトランジスタは、その電流／電圧伝達特性の非直線領域
で動作できるのが好都合である。これは、増幅された入力信号がそれ自身と混合
され、即ち「自己ヘテロダイン化」され、それを基本帯域へ直接復調して、復調
信号を与えるという効果を発揮する。 このトランジスタは、その非直線領域において比較的低い供給電流で機能し、
受信器の電力効率を良くする。従って、例えば、トランジスタは、その非直線領
域で機能するときに５μＡないし１００μＡの範囲の電流を導通するように動作
することができる。

【０００７】 トランジスタが反射増幅器及び検出器として同時に機能するようにするために
、トランジスタは、増幅された反射信号がトランジスタの入力に発生されて、そ
の後にトランジスタにおいて検出されるように構成されるのが好ましく、トラン
ジスタは、この機能を達成するためにその入力に負の入力抵抗を与える。これと
対照的に、透過増幅器を使用する従来の非直線的ミクサは、増幅された信号をそ
の入力に発生せず、そしてそれらを復調目的で後方に注入しない。トランジスタ
は、入力信号を受け取るための電極を含むのが好都合であり、この電極は、信号
経路を経て信号接地点に接続され、信号経路は、反射信号をトランジスタと信号
接地点との間に搬送し、そして入力信号を電極へと転向するよう動作し得る。

【０００８】 本発明の第２の特徴によれば、本発明の第１の特徴による受信器をＧＰＳ受信
器に組み込むことができ、従って、動作電流の消費を比較的減少し、そして検出
感度を高めることができる。このＧＰＳ受信器は、本発明による複数の受信器と
、入力放射を受け取りそしてそれに対応する受信信号を発生するための受信手段
と、その受信信号をフィルタリング、増幅及びゲーティングして複数の増幅器の
入力信号を与え、復調を行って復調信号を形成し、そこからＧＰＳ受信器の位置
基準を導出できるようにする処理手段とを備えているのが好都合である。 本発明の第３の特徴によれば、第１の特徴によるＡＭ受信器を用いて入力信号
を振幅復調する方法であって、（ａ）入力信号を受信しそしてそれをトランジス
タにおいて反射式に増幅して、増幅された入力信号を発生し、そして（ｂ）その
増幅された入力信号を、非直線モードで動作するトランジスタに通してそれを復
調し、そしてそれに対応する復調信号を発生するという同時に実行可能な段階を
含む方法が提供される。

【０００９】

【発明を実施するための最良の形態】

以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。 図１には、ＡＭ受信器が１０で示されている。この受信器１０は、パッチアン
テナ１２と、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）１４と
、電流源１６と、電源１８とを備えている。アンテナ１２は、トランジスタ１４
のゲート電極１４ｇに接続されると共に、リンク２０を経て信号接地点Ｅｇにも
接続される。電源１８は、その出力Ｐがトランジスタ１４のドレイン電極１４ｄ
に接続されている。又、トランジスタ１４は、ソース電極１４ｓも含み、これは
、電流源１６の第１端子Ｉ１に接続される。電流源１６の第２端子Ｉ２は、信号
接地点Ｅｇに接続される。リンク２０及び端子Ｉ２の両方は、信号接地点Ｅｇに
おける単一ポイントに接続される。

【００１０】 ソース電極１４ｓは、受信器１０から復調された信号が与えられる出力Ｑにも
接続される。 図１を参照して、受信器１０の動作を以下に説明する。トランジスタ１４は、
接地ゲート構成にあり、電源１８によってその出力Ｐに供給される正のバイアス
は、マイクロアンペア程度の電流Ｉ_FETを電極１４ｄ、１４ｓ間及び電流源１６
を経て通流させる。電流Ｉ_FETは、５μＡないし１００μＡの範囲であるのが好
ましい。電流Ｉ_FETは、トランジスタ１４がその伝達特性の非直線領域において
反射増幅器として動作するに充分なほど小さい。トランジスタ１４は、受信器１
０により発生される信号利得を測定することにより反射増幅を与えることが実験
で確認されており、即ちトランジスタ１４が透過増幅器として機能する場合のよ
うな高い増幅度を受信器１０が与えることはできない。電流源１６は、トランジ
スタ１４を非直線領域にバイアスした状態に維持するように動作し得る。

【００１１】 アンテナ１２は、到来する放射２２を受信しそしてそれを受信信号Ｓ_Rに変換
する。この信号Ｓ_Rは、アンテナ１２からゲート電極１４ｇへ伝播し、そしてリ
ンク２０を経て伝播する。リンク２０は、放射２２の搬送波周波数において信号
接地点Ｅｇとゲート電極１４ｇとの間にほぼ１／４波長の信号経路を与え、その
結果、リンク２０は、受信信号Ｓ_Rをゲート電極１４ｇから転向しない。という
のは、リンク２０が接地点Ｅｇに接続されるところでリンク２０により与えられ
る低いインピーダンスが、ゲート電極１４ｇにおける開路へと伝達されるからで
ある。又、リンク２０は、インピーダンス整合部品としても機能し、即ちトラン
ジスタ１４とアンテナ１２との間のインピーダンス整合を与えるようにその長さ
を調整することができる。 トランジスタ１４は、信号Ｓ_Rに対して２段階プロセスで動作し、即ちトラン
ジスタ１４は、 （ａ）受信信号Ｓ_Rをそのゲート電極１４ｇにおいて反射により増幅し、反射
増幅された信号Ｓ_Aをそこに発生し、そして （ｂ）非直線的伝達特性を備えたトランジスタ１４によって信号Ｓ_Aを復調し
て、復調された信号をソース電極１４ｓに出力する。復調された信号は、その後
の処理のために出力Ｑへ伝播する。 実際に、２つの段階（ａ）及び（ｂ）は、同時に行われる。

【００１２】 この２段階プロセスとは対照的に、公知の復調器は、本来の位置で反射増幅及
びそれと同時の検出を与えるものではなく、それ故、受信器１０に比して比較的
感度が低い。受信器１０に比して、非直線的に動作する利得装置を使用して振幅
復調を与える従来の復調器は、透過式増幅器として機能するよう構成された装置
を組み込んでいる。反射モードの動作では、トランジスタ１４は、式１に基づく
２乗則信号伝達特性を与える。 ｉ_FET＝ｋ₀(ｖ_gS)² 式１ 但し、ｉ_FET＝Ｉ_FETの小さな信号変化であり、ｖ_gsは、ゲート電極１４ｇとソー
ス電極１４Ｓとの間の電位差の小さな信号変化であり、そしてｋ₀は、利得定数
である。

【００１３】 次のような第１の近似を仮定する。 ｖ_gs＝ｋ₁Ｓ_R 式２ 但し、ｋ₁＝定数である。そして、 Ｓ_R＝ｋ₂Ｓ_m sin ω_Rｔ 式３ 但し、ｋ₂＝定数であり、Ｓ_m＝振幅変調信号であり、ω_R＝放射２２の角度搬送
波周波数であり、そしてｔ＝時間である。 従って、式１ないし３から、次のようになる。 ｉ_FET＝ｋ₀ｋ₁ ²ｋ₂ ²Ｓ_m ² sin² sin²ω_Rｔ ＝１／２ｋ₀ｋ₁ ²ｋ₂ ²Ｓ_m ² (１−cos２ω_Rｔ) 式４ 高周波成分即ち角度周波数ω_R以上における成分が出力Ｑからフィルタ除去され
る場合には、出力が次の式５に従うものとなる。 Ｑ＝ｋ₃Ｓ_m ² 式５ 但し、ｋ₃＝定数、即ちｋ₃＝ｋ₀ｋ₁ ²ｋ₂ ²である。

【００１４】 実際、高周波成分のフィルトレーション(filtration)が受信器１０に接続され
た回路に発生し、例えば、オーディオ増幅器がそのような成分に応答しない５０
Ｈｚ〜２０Ｈｚのバンド幅を示す。 式５は、出力Ｑにおける復調されたベースバンドに対応する。従って、トラン
ジスタ１４は、低動作電流で信号増幅を与えることができ、また、ベースバンド
に直流復調を与えることができる。 信号Ｓ_mがバイナリデータの場合には、式の非線形暗示は重要ではない。

【００１５】 受信器１０は以下の利点を与える。 （ｉ）それは比較的低電流、例えばμＡで動作する。 （ｉｉ）それは、高周波数からベースバンドまで直接増幅及び検出の双方を与え
る。 （ｉｉｉ）それは、従来の受信器よりも比較的低い振幅の信号で動作できる。 （ｉｖ）それは、潜在的に安価であり、数個の要素だけしか必要としない。

【００１６】 この利点は、受信器１０を、例えば遠隔呼掛け可能な識別タグのためのワイヤ
レスローカルエリアコンピュータネットワークのような短距離ラジオリンクで使
用するのに魅力的なものにし、また、移動電話及び全世界測位システム（ＧＰＳ
）受信器における高性能検出器として使用するのに魅力的なものにする。

【００１７】 受信器１０は、信号トランジスタを使用して反射増幅及び検出の相乗的な利点
を与える。更に、受信器１０は、マイクロ波周波数例えば約１．５ＧＨｚで動作
することが可能であり、これらの周波数における実験結果は、それが振幅変調さ
れた放射線を増幅し検出してアンテナ１２から−８０ｄＢｍのオーダで受信信号
を生じさせることが可能であることを示している。その実験結果は、受信器１０
が従来のダイオード型検出器に比べてかなり改良されたものであり、従来のダイ
オードは、ダイオード検出の前に受信信号を増幅するためにかなりの送信増幅を
行わずにそのような小さな受信信号を検出することができないことを示している
。

【００１８】 受信器１０の用途は、以下のものとして使用することを含む。 （ａ）マルチモードタグデバイス、例えば、パーソナル携帯可能なタグ用低電力
受信器。従来のマルチモードタグは、そのマルチモードタグが半受動モードでメ
ッセージを受信できるレンジよりも大きなレンジで能動モードでメッセージを送
信できる。能動モードは、半能動モードに比べて高い消費電力を伴うという欠点
を有する。従来、タグ電力消費は、タグが合間をあけて比較的低い周期で能動モ
ードに入るサンプリング技術により減少させることができる。受信器１０は、マ
ルチモードタグに組み込まれた場合に、高感度「ウェークアップ」受信能力を与
えることができ、この能力は、タグに高動作レンジを与え、複雑な動作プロトコ
ルの必要性を減少させる。

【００１９】 （ｂ）自動車のセキュリティ受信器。受信器１０を含むそのようなセキュリティ
受信器は、以下のことが可能である。 （１）低い電力消費、例えば、１０μＷのオーダの電力消費を示す。 （２）低コストである。 （３）従来のセキュリティ受信器に比べて約５００ＭＨｚ〜６００ＭＨｚの超高
周波（ＵＨＦ）で動作する。 受信器１０を含むセキュリティ受信器は、セキュリティコード例えば「ラジオ
キー」を通信するように動作でき、それにより、自動車へのアクセスの許可及び
自動車内部に組み込まれた非運行（immobilisation）システムの制御を可能にす
る。受信器１０は、キーフォブに組み込むのに十分に簡単でコンパクトであり、
それにより、車両とそれに付属のキーフォブとの間に双方向通信リンクを設ける
のを可能にする。このような双方向通信リンクは、更に複雑なセキュリティプロ
トコルを使用するのを可能にし、従って、セキュリティを高め、更に付加価値の
ある機能をタブに追加することを可能にする。例えば、フォブが位置的な関係を
得ることができる低電力ラジオ送信器のコンステレーションを含む駐車場におい
て関連自動車の駐車位置の記憶を可能にする。

【００２０】 （ｃ）超低電力ＧＰＳ受信器。 ＧＰＳ受信器は、地球表面上の位置的な関係を測定するのに使用するのに良く
知られている。従来のＧＰＳ受信器は、コード化された放射線を１．５ＧＨｚの
オーダの多数のキャリヤ周波数で赤道上の静止衛星のコンステレーションに送信
し、放射線がその衛星に到達し、そこで増幅され、その後そこから送信されてＧ
ＰＳ受信器において受信されるまでの時間を測定することにより機能する。各衛
星は、それに関連する特定の周波数レンジの放射線に応答する。その時間に対応
する距離が、ＧＰＳ受信器において計算され、その後、幾何学的な計算が適用さ
れて、衛星の位置は予め知られているのでその距離から受信器の位置的関係が決
定される。ＧＰＳ受信器により発生される放射線は、受信器内で発生された擬似
ランダムビットシーケンスによりコード化され、このコード化により、ＧＰＳ受
信器が衛星から返信された放射線を認識することができる。

【００２１】 時間の測定は、ＧＰＳ受信器において、擬似ランダムビットシーケンスの「早
期」、「オンタイム」及び「遅延」のバージョンとＧＰＳ受信器において返信さ
れた放射線との相関をとることにより達成される。これは、信号の同期を確保し
て高信頼性の正確な時間測定を達成するために必要である。

【００２２】 図２を参照すると、ＧＰＳ受信器１００が示されている。受信器１００は、円
形に極配置されたアンテナ１１０、静磁気表面波デバイス（ＭＳＷＤ）フィルタ
／アイソレータ１２０、反射増幅器１３０、３方向スプリッタユニット１４０、
反射増幅器アセンブリ１５０、狭バンド表面音響波フィルタアセンブリ１６０、
受信器アセンブリ１７０を含んでいる。アセンブリ１７０は、３つの受信器１７
２、１７４、１７６を含んでおり、それらの受信器はそれぞれ図１の受信器１０
と同じである。受信器１００は、また、アセンブリ１７０により発生された「遅
延」、「オンタイム」及び「早期」の各出力を処理して、アセンブリ１５０で使
用するために端子Ｊ₁、Ｊ₂、Ｊ₃に信号を発生するための測定ユニット１７８を
含んでいる。更に、受信器１００は、計算ユニット１８０を付加的に含んでおり
、この計算ユニット１８０は、測定ユニット１７８により与えられた時間測定値
から三角測量により位置的関係を決定し、その位置的関係をユニット１８０の端
子Ｍ₀においてデータとして与える。測定ユニット１７８及び計算ユニット１８
０の設計は、ＧＰＳ受信器設計分野の当業者に良く知られている。

【００２３】 反射増幅器１３０及びアッセンブリ１５０は、本件出願人の英国特許ＧＢ２２
８４３２３Ｂに係る反射増幅器を含んでいる。その英国特許の内容は、転送特性
の線形レンジで動作する反射増幅器として機能するトランジスタについて参考の
ためここに組みこまれている。反射増幅器は、それぞれ、電界効果トランジスタ
（ＦＥＴ）、すなわち、その電流／電圧特性の線形レンジ内で動作するようにフ
ィードバック装置で構成され、それにより受信した信号を増大した振幅と共に反
射するようになったシリコン接合ＦＥＴ（ＪＦＥＴ）又はガリウム砒素（ＧａＡ
ｓ）デバイスを含んでいる。

【００２４】 アンテナ１１０は、フィルタ／アイソレータ１２０の第１入力端子Ｈ₁に接続
された出力Ｓ_Aを含んでいる。フィルタ／アイソレータ１２０は、増幅器１３０
の入力／出力端子Ｆに接続された第２端子Ｈ₂を含んでおり、また、スプリッタ
ユニット１４０の入力端子Ｋ₀に接続された第３端子Ｈ₃を含んでいる。

【００２５】 ユニット１４０は、それぞれ反射増幅器１５２、１５４、１５６の入力端子Ｂ ₁ 、Ｂ₂、Ｂ₃に接続された３つの出力端子Ｋ₁、Ｋ₂、Ｋ₃を含んでいる。反射増幅
器１５２、１５４、１５６はアセンブリ１５０に含まれる。増幅器１５２、１５
４、１５６は、また、制御端子Ｃ₁、Ｃ₂、Ｃ₃も含んでおり、この制御端子Ｃ₁、
Ｃ₂、Ｃ₃に、「遅延」、「オンタイム」及び「早期」の制御信号が、測定ユニッ
ト１７８の対応する端子Ｊ₁、Ｊ₂、Ｊ₃からそれぞれ送られる。これらの制御信
号は、同一の擬似ランダムビット流れ、すなわち、データシーケンスであり、通
常そのシーケンスにおいて１／２又は１ビット時間に対応する周期だけ相互に時
間シフトされたデータシーケンスである。

【００２６】 端子Ｋ₁，Ｋ₂，Ｋ₃はまたそれぞれ、表面弾性波（ＳＡＷ）フィルター１６２
，１６４，１６６の入力Ｇ₁，Ｇ₂，Ｇ₃に接続されている。フィルターは、それ
ぞれ受信器１７２，１７４，１７６の入力Ｚ₁，Ｚ₂，Ｚ₃に接続される出力Ｗ₁，
Ｗ₂，Ｗ₃を受け入れる。受信器１７２，１７４，１７６は、それぞれ「遅延」、
「オンタイム」及び「早期」信号が出力される出力Ｄ₁，Ｄ₂，Ｄ₃を含んでいる
。これらの出力Ｄ₁，Ｄ₂，Ｄ₃はそれぞれ測定装置１７８の対応する入力Ｅ₁，Ｅ ₂ ，Ｅ₃に接続されている。

【００２７】 フィルター／アイソレーター１２０は、アルミニウム又は石英基板に堆積され
たイットリウム・鉄・ガーネット（ＹＩＧ）の薄層、さらに細かく言えば、１０
μｍから１００μｍの厚さ範囲に組込まれ、アイソレーター１２０を通る信号伝
搬経路を提供する。

【００２８】 ＳＡＷフィルター１６２，１６４，１６６はそこに伝搬する遅延信号及び帯域
フィルターに実施可能である。増幅器１３０はそこで受信され、その後にそこか
ら＋２３ｄＢで反射された信号を増幅するように配置されている。受信器１７２
，１７４，１７６は受信器１０に関して上述したような振幅変化の検出と同様に
＋２０ｄＢの増幅利得を供給するように実施可能である。増幅器１５２，１５４
，１５６はそれぞれそれらの端子Ｃ₁，Ｃ₂，Ｃ₃で切換え可能であり、それぞれ
高利得状態で＋２０ｄＢの利得を供給し、低利得状態で−２０ｄＢの利得を供給
するするようになっている。

【００２９】 以下、図２を参照してＧＰＳ受信器１００の動作を説明する。 ＧＰＳ受信器１００は、測定装置１７８に接続されたその送信装置（図示せず
）から第１静止衛星（図示せず）へ符号化された放射線を発し、第１静止衛星は
符号化された放射線を増幅すると共に送信し、アンテナ１１０に入射する入力放
射線１９０を供給する。

【００３０】 アンテナ１１０は入力放射線１９０を受信し、放射線は１５７４．４２ＭＨｚ
でＣ符号のＧＰＳ放射線であり、それに対応する信号Ｓ₁を発生する。信号Ｓ₁は
フィルター／アイソレーター１２０の第１端子Ｈ₁に伝搬し、それは第２端子Ｈ₂ へ通過し、そこでそれは増幅器１３０の端子Ｆに出力され、フィルター／アイソ
レーター１２０は信号Ｓ₁の成分を選択的に限定するように作用し、その振幅は
しきいレベルを超え、そのレベルはフィルター／アイソレーター１２０の製造中
に決定される。増幅器１３０は負抵抗として機能し、信号Ｓ₁を反射的に増幅し
、端子Ｆからフィルター／アイソレーター１２０の端子Ｈ₂へ戻って伝搬する対
応の増幅信号Ｓ₂を発生する。信号Ｓ₂はフィルター／アイソレーター１２０で端
子Ｈ₂から端子Ｈ₂へ伝搬し、そこでそれは信号Ｓ₁として出力される。信号Ｓ₃は
スプリッター装置の入力Ｋ₀に伝搬し、スプリッタ装置１４０は信号Ｓ₃を分割し
、それぞれ出力Ｋ₁，Ｋ₂，Ｋ₃で３個の信号Ｓ₁₀，Ｓ₁₁，Ｓ₁₂を発生する。端子
Ｃ₁，Ｃ₂，Ｃ₃に適用される制御信号に応じて、増幅器１５２，１５４，１５６
はそれぞれ信号Ｓ₁₀，Ｓ₁₁，Ｓ₁₂を選択的又は反射的に増幅又は弱め、したがっ
て、それにより信号Ｓ₁₀，Ｓ₁₁，Ｓ₁₂は、１又はそれ以上の制御信号とのそれの
相関関係が起きた時に突起した振幅となるように時間ゲートされる。

【００３１】 それぞれ増幅又は弱められる増幅器１５２，１５４，１５６により切換えられ
た信号Ｓ₁₀，Ｓ₁₁，Ｓ₁₂はそれぞれ入力Ｇ₁，Ｇ₂，Ｇ₃に伝搬する。フィルター
１６２，１６４，１６６は帯域フィルターであり、そこを伝搬する信号Ｓ₁₀，Ｓ ₁₁ ，Ｓ₁₂を遅らせ、それぞれ出力Ｗ₁，Ｗ₂，Ｗ₃で対応する信号Ｓ₂₀，Ｓ₂₁，Ｓ_{2 2} を供給する。入力Ｚ₁，Ｚ₂，Ｚ₃は受信器１７２，１７４，１７６に通る信号Ｓ ₂₀ ，Ｓ₂₁，Ｓ₂₂を受信し、そこでそれらは増幅又は復調され、それぞれ出力Ｄ₁
，Ｄ₂，Ｄ₃で「遅延」、「オンタイム」及び「早期」出力信号を供給する。信号
Ｄ₁，Ｄ₂，Ｄ₃は測定装置１７８のそれぞれの入力Ｅ₁，Ｅ₂，Ｅ₃に伝搬する。

【００３２】 装置１７８は入力Ｅ₁，Ｅ₂，Ｅ₃を監視し、端子Ｋ₁，Ｋ₂，Ｋ₃にある信号の相
関関係に対応してそこで信号を確認し、それらは測定装置１７８内で発生し、端
子Ｊ₁，Ｊ₂，Ｊ₃を介してそれぞれ端子Ｃ₁，Ｃ₂，Ｃ₃に出力される。そうするこ
とにより、測定装置１７８は、反復処理により、受信器１００から放射され、第
１衛星に伝搬され、受信器１００により再び受信される放射線の期間を決定する
。

【００３３】 受信器１００は、２、３の静止衛星に関して上述したような測定を反復して、
３つの継続時間測定を導き出す。測定ユニット１７８は、これらの測定を計算ユ
ニット１８０に出力し、計算ユニット１８０は、これらの測定から対応距離を測
定する。これらの対応距離から三角測量処理によって位置基準が計算され、出力
Ｍ₀に位置データが提供される。

【００３４】 総括すれば、端子Ｃ₁、Ｃ₂、Ｃ₃に付与された制御信号は、出力Ｄ₁、Ｄ₂、Ｄ₃ に出力信号を提供するためにアンテナ１１０からの信号Ｓ１をゲート制御するた
めに使用され、これらの出力信号は、継続時間を、故に、受信器１００のための
位置基準を決定するためにユニット１７８、１８０によって処理される。位置基
準の決定は、ＧＰＳ受信器設計の当業者にはよく知られているだろう。この設計
では、出力Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３における出力信号は、同期に使用するため、故に、
継続時間の決定に使用するため、測定ユニット１７８に組み入れられたコードジ
ェネレータを運転するために使用される。

【００３５】 ＧＰＳ受信器１００は、従来のＧＰＳ受信器に比べてより低い消費電力で動作
することができる。受信器１００は、増幅器１３０における、反射増幅器１５０
のアセンブリにおける、及び受信器１７０のアセンブリにおける、反射増幅を活
用することによって、この低い消費電力を達成する。反射増幅を活用することに
よって、関連するＭＳＷＤデバイスやＳＡＷデバイスに接続されたＧａＡｓマイ
クロウェイブモノリシック集積回路（ＭＭＩＣ）中へ受信器１００を製造するこ
とができる、といった他の利点も得られる。このＭＭＩＣは、ＧＰＳシステムへ
の組み込みに関して、比較的低コストでコンパクトな部品であるといった可能性
を秘めている。

【００３６】 本発明の範囲を逸脱することなく、前述した受信器１０やＧＰＳ受信器１００
に様々な変更を行うことができることが当業者には分かるだろう。例えば、リン
ク２０をフィルタネットワーク（このフィルタネットワークは、トランジスタ１
４をバイアスする働きを持ち、反射ゲインを提供する一方でより狭い通過帯域特
性を受信器１０に分け与えることによって、受信器１０をより周波数選択式のも
のとする）によって置きかえることができる。更に言えば、比較的低い周波数で
、例えば１００ＭＨｚ〜１５０ＭＨｚのＶＨＦ周波数で回路１０が放射を受信す
るように動作し得るときは、トランジスタ１４をシリコントランジスタとするこ
とができる。

【００３７】 受信器１０は、本質的に、自身に付与された信号のダイナミックレンジを圧縮
する自動ゲイン制御（ＡＧＣ）特性を提供するようにも動作し得る。電極１４ｇ
にてトランジスタ１４によって示される負の抵抗を適当に選択することにより、
増加する入力信号の強さに応答して電流Ｉ_FETが減少するように構成し、ゲート
電極１４ｇで示される負の抵抗を、ゲインを減少させるように変化させることが
できる。

【００３８】 アンテナ１２とゲート電極１４ｇの間の信号経路に、周波数感知カットオフフ
ィルタ、例えば、バンドパスフィルタを組み込むことにより、ＡＭ受信器１０を
、周波数変調された放射を復調するための周波数変調（ＦＭ）受信器に変換する
ことができる。このフィルタは、例えば、わずかにずれた共振では、信号の周波
数変化に応答して、そのフィルタ中を伝播する信号を信号減衰させるように動作
し得る（この信号減衰は、トランジスタ１４が復調を行うために動作可能な、フ
ィルタから提供される信号における振幅変調として明らかである。）更に言えば
、受信器１０はＦＭ受信器として適応され得ることから、この受信器１０は、位
相変調された放射や信号を復調するための位相検出器として機能することもでき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるＡＭ受信器の第１実施形態を示す回路図である。

【図２】 図１に示す受信器を組み込んだＧＰＳ受信器の回路図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ， ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，Ｋ Ｇ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ， ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ， ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ファー アドリアン ニゲル イギリス エセックス シーエム６ ３ア ールエス ダンモウ ステッビング ブラ ン エンド ザ ミル ハウス Ｆターム(参考） 5K061 AA02 BB17 CC08 CC26 CC28 CD01 JJ02

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力信号(22)を受信しそしてそれに対応する復調信号(Q)を
   発生するためのＡＭ受信器(10)において、入力信号を反射式に増幅する反射増幅
   器として動作できると同時に、増幅された入力信号を検出して復調信号を発生す
   るための検出器としても動作できるようにバイアスされたトランジスタ(14)を備
   えたことを特徴とするＡＭ受信器。
2. 【請求項２】 上記トランジスタは、その電流／電圧伝達特性の非直線領域
   で動作する請求項１に記載の受信器。
3. 【請求項３】 上記トランジスタは、その非直線領域で機能するために５μ
   Ａないし１００μＡの範囲の電流を導通するように動作できる請求項２に記載の
   受信器。
4. 【請求項４】 上記トランジスタ(14)は、入力信号を受け取るための電極(1
   4g)を備え、この電極は、信号経路(20)を経て信号接地点へ接続され、信号経路(
   20)は、反射信号をトランジスタと信号接地点との間に搬送すると共に、入力信
   号を電極(14g)に転向するように働く請求項１、２又は３に記載の受信器。
5. 【請求項５】 上記受信器(10)は、入力放射(22)を受け取ってそこからトラ
   ンジスタの入力信号を発生するためのアンテナ組立体(12)を備えた請求項１、２
   、３又は４に記載の受信器。
6. 【請求項６】 入力信号の振幅に応じた利得を与えることにより、受信器に
   ＡＧＣ特性を与える請求項１、２、３又は４に記載の受信器。
7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれかに記載のＡＭ受信器を組み込ん
   だＦＭ受信器において、このＦＭ受信器は、更に、それに送り込まれた入力周波
   数変調信号を、それに対応する振幅変調信号に変換するための変換手段を備え、
   ＡＭ受信器がそれを復調して、復調出力信号を与えるように動作できることを特
   徴とするＦＭ受信器。
8. 【請求項８】 上記変換手段は、周波数変調信号をそれに対応する振幅変調
   信号に変換するために、共振とは別に動作し得るバンドパスフィルタを備えた請
   求項７に記載の受信器。
9. 【請求項９】 請求項１、２、３、４、６又は７に記載の１つ以上の受信器
   (170)と、入力放射を受け取りそしてそれに対応する受信信号(Ko)を発生するた
   めの受信手段(120,130)と、受信信号(Ko)をフィルタリング、増幅及びゲーティ
   ングして上記１つ以上の増幅器(170)の入力信号を与え、復調を行って復調信号
   を形成し、そこから、ＧＰＳ受信器の位置基準を導出できるようにする処理手段
   (140,150,160,170,178,180)とを備えたことを特徴とするＧＰＳ受信器(100)。
10. 【請求項１０】 上記受信手段は、円偏波アンテナである請求項９に記載の
    受信器。
11. 【請求項１１】 上記処理手段(140,150,160,170,178,180)は、受信信号を
    増幅及びゲーティングして処理信号を発生するための反射増幅器(172,174,176)
    を組み込んだ請求項９又は１０に記載の受信器。
12. 【請求項１２】 上記処理手段は、受信信号を処理するための静磁気フィル
    タリング及び周波数選択性制限手段(160)を備えた請求項９、１０又は１１に記
    載の受信器。
13. 【請求項１３】 請求項１ないし８のいずれかに記載の受信器を備え、そこ
    で受信した無線放射に応答するように動作し得ることを特徴とする識別タグ。
14. 【請求項１４】 コンピュータを相互接続するためのワイヤレスローカルエ
    リアネットワークにおいて、ネットワーク内の信号の復調を実行するために請求
    項１ないし８のいずれかに記載の受信器を備えたローカルエリアネットワーク。
15. 【請求項１５】 請求項１ないし８のいずれかに記載の受信器を備え、伝播
    する信号の復調を行うように動作し得る移動電話。
16. 【請求項１６】 請求項１ないし８のいずれかに記載の受信器を備え、伝播
    する信号の復調を行うための電子セキュリティキー。
17. 【請求項１７】 上記受信器がキーファブ内に収容された請求項１６に記載
    のキー。
18. 【請求項１８】 請求項１に記載のＡＭ受信器(10)を使用して入力信号を振
    幅復調する方法において、 （ａ）入力信号を受信しそしてそれをトランジスタ(14)において反射式に増幅
    して、増幅された入力信号を発生し、そして （ｂ）その増幅された入力信号を、非直線モードで動作するトランジスタ(14)
    に通してそれを復調し、そしてそれに対応する復調信号(Q)を発生する、 という同時に実行可能な段階を含むことを特徴とする方法。