JP2014204300A - 干渉波抑圧受信装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 受信機に過大な干渉波が入力されたとき、アナログ回路のアンプもしくはA/D変換器が飽和し、波形歪みが発生する。これにより干渉波を受けた信号だけでなく、隣接する信号の通信品質も劣化する。自動利得制御回路を設けた場合、アンプもしくはA/D変換器の飽和を回避できるが、干渉波で自動利得制御がかかり所望の信号レベルが小さくなって、通信品質が劣化するという問題があった。
【解決手段】 アナログ部に干渉波の有無を検出するレベル検波回路、ディジタル部にチャネル毎に干渉波有無と干渉波の周波数を検出する利得制御回路、2つの検出回路からの情報によりチューナブルノッチフィルタを選択し干渉波を抑圧することにより、通信品質を確保する。
【選択図】 図1
【解決手段】 アナログ部に干渉波の有無を検出するレベル検波回路、ディジタル部にチャネル毎に干渉波有無と干渉波の周波数を検出する利得制御回路、2つの検出回路からの情報によりチューナブルノッチフィルタを選択し干渉波を抑圧することにより、通信品質を確保する。
【選択図】 図1
Description
この発明は、受信信号に含まれる干渉波を抑圧する干渉波抑圧受信装置に関するものである。
人工衛星搭載用ディジタル受信機は、アナログ信号からディジタル信号に変換された周波数帯の異なる複数の通信用信号が入力され、周波数帯別に分離された信号の増幅、周波数帯別に対応するチャンネルの交換等の処理がなされる。人工衛星搭載用ディジタル受信機は、地上局送信機の送信レベル変動と、降雨減衰または伝播損失等の各種損失によって生じる人工衛星搭載用ディジタル受信機における受信レベル変動を補償するため、受信レベル検波回路、地上局からの制御コマンドによる利得制御回路もしくはAGC(自動利得制御:Auto Gain Control)回路を有する(例えば、特許文献1、2参照)。
従来の人工衛星搭載用ディジタル受信機は、所望の通信信号とは異なる過大な干渉波が受信機に入力された時、A/D(アナログーディジタル)変換器前段のアナログ回路のアンプもしくはA/D変換器が飽和し、波形歪みが発生する。これにより干渉波を受けた周波数帯の信号だけでなく、隣接する周波数帯の信号の通信品質も劣化する。
AGC回路を設けた場合は、アンプもしくはA/D変換器の飽和を回避できる。しかしながら過大な干渉波を受信した場合、その信号レベルを抑制するようにAGCがかかることにより、同時に所望の信号レベルが小さくなり、人工衛星搭載用ディジタル受信機の通信品質が劣化するという問題があった。
この発明は係る課題を解決するためになされたものであって、過大な干渉波を受信しても、通信品質を確保しつつ干渉波を抑圧することを目的とする。
この発明による干渉波抑圧受信装置は、受信信号を検波し、受信レベルを元に干渉波の有無を検出するレベル検波回路と、特定の周波数帯で干渉波を抑圧するチューナブルノッチフィルタと、上記レベル検波回路で検波された受信信号の利得を調整する利得可変減衰器と、上記利得可変減衰器で利得調整された受信信号をディジタル信号に変換するA/D変換器と、上記A/D変換器への入力信号レベルを一定にするように、上記利得可変減衰器の利得を自動的に調整する自動利得制御回路と、上記レベル検波回路にて検出された干渉波の有無により、上記チューナブルノッチフィルタを通過する経路と通過しない経路を選択的に切換えるセレクタと、上記A/D変換器で変換されたディジタル信号を、周波数帯の異なる複数のチャネルに分波する分波回路と、上記分波回路により分波されたチャネル毎の受信レベルを計測し、所定の閾値との比較によりチャネル毎に干渉波の有無を検出するとともに、検出された干渉波を有するチャネルの周辺のチャネルについて振幅及び位相を補正する利得制御回路と、上記レベル検波回路及び上記利得制御回路にて干渉波有のとき、干渉波の存在するチャネルを、上記チューナブルノッチフィルタで干渉波を抑圧する特定の周波数帯として設定する制御回路と、を備えたものである。
この発明によれば、アナログ部に干渉波の有無を検出するレベル検波回路、ディジタル部にチャネル毎に干渉波有無と干渉波の周波数を検出する利得制御回路を設けることで、2つの検出回路の検出情報によりチューナブルノッチフィルタを選択することで、通信品質を確保したまま干渉波を抑圧することができる。
実施の形態1.
図1はこの発明に係る実施の形態1による干渉波抑圧受信装置の構成を示す図である。図2は実施の形態1による干渉波抑圧受信装置100の干渉波除去の処理手順の一例を示す図である。図1において、実施の形態1による干渉波抑圧受信装置100は、レベル検波回路1、セレクタ(SEL)2、利得可変減衰器3、A/D変換器4、AGC回路5、分波回路6、利得制御回路7、スイッチ8、合波回路9、D/A変換器10、チューナブルノッチフィルタ11、及び制御回路12から構成される。
図1はこの発明に係る実施の形態1による干渉波抑圧受信装置の構成を示す図である。図2は実施の形態1による干渉波抑圧受信装置100の干渉波除去の処理手順の一例を示す図である。図1において、実施の形態1による干渉波抑圧受信装置100は、レベル検波回路1、セレクタ(SEL)2、利得可変減衰器3、A/D変換器4、AGC回路5、分波回路6、利得制御回路7、スイッチ8、合波回路9、D/A変換器10、チューナブルノッチフィルタ11、及び制御回路12から構成される。
レベル検波回路1は、受信アンテナ(図示せず)から受信信号が入力される。レベル検波回路1の第一の出力端子は、後段のセレクタ2の第一の入力端子及びチューナブルノッチフィルタ11の入力側に接続される。また、セレクタ2の第二の入力端子は、チューナブルノッチフィルタ11の出力側に接続される。セレクタ2の出力側は、後段の利得可変減衰器3の入力側に接続される。利得可変減衰器3の出力側は、後段のA/D変換器4の入力側に接続される。A/D変換器4の出力側は、後段の分波回路6の入力側に接続される。AGC回路5は、入力側がA/D変換器4の出力側に接続され、出力側が利得可変減衰器3の入力側に接続される。分波回路6の出力側は、後段の利得制御回路7の入力側に接続される。利得制御回路7の出力側は、後段のスイッチ8の入力側に接続される。スイッチ8の出力側は、後段の合波回路9の入力側に接続される。合波回路9の出力側は、後段のD/A変換器10の入力側に接続される。制御回路12の第一の入力端子は、第1の入力端子がレベル検波回路1の第二の出力端子に接続される。制御回路12の第二の入力端子は、利得制御回路7の制御信号出力端子に接続される。制御回路12の第一の出力端子は、セレクタ2の制御信号入力端子に接続される。制御回路12の第二の出力端子は、利得制御回路7の制御信号入力端子に接続される。制御回路12の第三の出力端子は、チューナブルノッチフィルタ11の制御信号入力端子に接続される。
図3は実施の形態1によるAGC回路5の構成を示す図である。図3において、AGC回路5は、電力変換部51、平均化部52、比較部53、制御値生成部54、及び電圧変換部55から構成される。電力変換部51の入力側は、上述したA/D変換器4の出力側に接続される。平均化部52の入力側は、比較部53の入力側に接続される。比較部53の出力側は、制御値生成部54の入力側に接続される。電圧変換部55は、制御値生成部54の出力側に接続される。電圧変換部55の出力側は、上述した利得可変減衰器3の入力側に接続される。
図4は実施の形態1による利得制御回路7の構成を示す図である。図4において、利得制御回路7は、振幅及び位相補正回路71、電力変換部72、平均化部73、比較及び判定部74から構成される。振幅及び位相補正回路71の入力側は、上述した分波回路6の出力側に接続される。振幅及び位相補正回路71の出力側は、上述したスイッチ8の入力側に接続される。電力変換部72は、入力側が分波回路6の出力側に接続され、出力側が平均化部73の入力側に接続される。平均化部73の出力側は、比較及び判定部74の入力側に接続される。比較及び判定部74の出力側は、制御回路12の制御信号出力端子に接続される。
図5は実施の形態1による振幅及び位相補正回路71の構成を示す図である。図5において、振幅及び位相補正回路71は、乗算器711、乗算器712、乗算器713、乗算器714、減算器715、加算器716から構成される。分波回路6の同相成分I出力端子は、乗算器711の第一同相成分入力端子及び乗算器713の第一同相成分入力端子に入力される。分波回路6の直交成分Q出力端子は、乗算器712の第一直交成分入力端子及び乗算器714の第一直交成分入力端子に入力される。また、振幅及び位相補正回路71は、周波数特性補正要求信号が入力される。周波数特性補正要求信号における補正値S2の同相成分Xは、乗算器711の第二同相成分入力端子及び乗算器714の第二同相成分入力端子に入力される。周波数特性補正要求信号における補正値S2の直交成分Yは、乗算器712の第二直交成分入力端子及び乗算器713の第二直交成分入力端子に入力される。
図6は実施の形態1によるチューナブルノッチフィルタ11の構成を示す図である。図6において、チューナブルノッチフィルタ11は、可変コンデンサ素子111,112,113、及び抵抗114,115,116から構成される。抵抗114及び抵抗115の直列回路と、可変コンデンサ素子112及び可変コンデンサ素子113の直列回路とが並列に接続される。抵抗114と抵抗115の接続点は可変コンデンサ素子111の一端側に接続される。可変コンデンサ素子111の他端側は接地される。可変コンデンサ素子112と可変コンデンサ素子113の接続点は抵抗116の一端側に接続される。抵抗116の他端側は接地される。制御回路12の第三の出力端子は、上述の通り、チューナブルノッチフィルタ11の制御信号入力端子に接続されて、可変コンデンサ素子111,112,113にそれぞれ制御電圧が入力される。このとき、可変コンデンサ素子111,112,113に入力される制御電圧は、同じ制御信号であっても、異なる制御信号であっても良い。
次に、図1から図6を用いて、実施の形態1による干渉波抑圧受信装置100の動作について説明する。
図1において、干渉波抑圧受信装置100の受信信号はレベル検波回路1に入力される。レベル検波回路1は受信信号の受信電力を計測して受信電力のレベル(受信レベル)を検波する。レベル検波回路1は、この受信レベルに基いて干渉波の有無を検出して、その情報を制御回路12の第一の入力端子に出力する。例えば、レベル検波回路1の受信レベルが所定の閾値以上である場合に、干渉波の存在有と判断し、制御回路12に干渉波の存在有の情報を出力する。また、レベル検波回路1の受信レベルが所定の閾値よりも小さい場合に、干渉波の存在無と判断し、制御回路12に干渉波の存在無の情報を出力する。
図1において、干渉波抑圧受信装置100の受信信号はレベル検波回路1に入力される。レベル検波回路1は受信信号の受信電力を計測して受信電力のレベル(受信レベル)を検波する。レベル検波回路1は、この受信レベルに基いて干渉波の有無を検出して、その情報を制御回路12の第一の入力端子に出力する。例えば、レベル検波回路1の受信レベルが所定の閾値以上である場合に、干渉波の存在有と判断し、制御回路12に干渉波の存在有の情報を出力する。また、レベル検波回路1の受信レベルが所定の閾値よりも小さい場合に、干渉波の存在無と判断し、制御回路12に干渉波の存在無の情報を出力する。
初め、セレクタ2では、レベル検波回路1の出力を直接利得可変減衰器3に入力する経路が選択され、第一の入力端子に切換えられる。セレクタ2は、第一の入力端子からの入力信号を利得可変減衰器3に入力する。利得可変減衰器3は、AGC回路5からの制御電圧に基づいて減衰量を変え、A/D変換器4に入力される電圧レベルが常に一定となるように、セレクタからの入力電圧の利得を可変する。
分波回路6は、入力信号をディジタルフィルタによりN個(Nは2以上の整数)の異なる周波数帯(チャネル)に分波し、分波したチャネル毎の信号をそれぞれ利得制御回路7に入力する。利得制御回路7ではチャネル毎の電力を算出し、チャネル毎の干渉波の存在有無を判定する。利得制御回路7は、干渉波の存在有の場合には、干渉波が存在したチャネルを識別するチャネル番号の情報を、制御信号出力端子から制御回路12の第二の入力端子に出力する。また利得制御回路7では、その制御信号入力端子に入力される制御回路12の第二の出力端子からの周波数特性補正要求に基づき、分波回路6にて分波したチャネル毎の入力信号の中で、特定のチャネルについて信号の振幅と位相を補正し、補正した信号をスイッチ8に出力する。また、利得制御回路7では、その制御信号入力端子に入力される制御回路12の第二の出力端子からの周波数特性補正要求に基づき、分波回路6にて分波したチャネル毎の入力信号の中で、特定のチャネル以外のその他のチャネルについては、信号の振幅と位相を補正せずに、入力信号をそのままスイッチ8に出力する。
なお、利得制御回路7では、制御回路12の第二の出力端子からの周波数特性補正要求が入力されない場合には、分波回路6にて分波したチャネル毎の入力信号を、信号の振幅と位相を補正せずにそのままスイッチ8に出力する。
なお、利得制御回路7では、制御回路12の第二の出力端子からの周波数特性補正要求が入力されない場合には、分波回路6にて分波したチャネル毎の入力信号を、信号の振幅と位相を補正せずにそのままスイッチ8に出力する。
スイッチ8では、利得制御回路7からのチャネル毎の出力信号について、それぞれ出力経路の選択を行い、合波回路9に入力する。合波回路9では、N個の入力信号を合波し、D/A変換器10を経由して、合波したディジタル信号をアナログ信号に変換し、当該変換したアナログ信号について、送信機(図示せず)にて周波数変調及び信号増幅を行い、送信信号を生成し、生成した送信信号を送信アンテナ(図示せず)に出力する。
レベル検波回路1と利得制御回路7において共に干渉波の存在有と判定された場合、制御回路12は、この干渉波存在有の情報に基いて第一の出力端子から切り替え要求を出力し、当該切り替え要求をセレクタ2の制御信号入力端子に入力する。同時に、レベル検波回路1及び利得制御回路7にて共に干渉波の存在有と判定された場合に、制御回路12は、第二の出力端子から上記の周波数特性補正要求を出力し、当該周波数特性補正要求を利得制御回路7の制御信号入力端子に入力する。なお、レベル検波回路1もしくは利得制御回路7にて干渉波の存在有と判定された場合、制御回路12は、第二の出力端子から上記の周波数特性補正要求を出力しない。
セレクタ2は、制御回路12から切り替え要求が入力されると、レベル検波回路1の出力がチューナブルノッチフィルタ11を経由して、セレクタ2の第二の入力端子に入力する経路を選択する。チューナブルノッチフィルタ11は、制御回路12の第三の出力端子から出力される制御電圧に基づき、可変コンデンサ素子(111,112,113)の容量を変更することにより周波数特性を変更し、干渉波を抑圧する。制御回路12は、特定のチャネルにノッチ部を形成するようにチューナブルノッチフィルタ11の周波数特定を変更するように、可変コンデンサ素子(111,112,113)の容量を変更する制御電圧を出力する。
また、レベル検波回路1は、受信レベルが所定の閾値よりも大きく干渉波の存在有と判断した後、受信レベルが所定の閾値よりも小さくなって干渉波の消失を検出したら、その時点で干渉波存在無の情報を制御回路12に送る。このとき、制御回路12は、レベル検波回路1から干渉波存在無の情報が入力され、干渉波存在有から干渉波存在無に状態が変化したことを検知すると、セレクタ2の制御信号入力端子に切り替え要求を出力する。セレクタ2は、制御回路12から切り替え要求が入力されると、レベル検波回路1の出力がチューナブルノッチフィルタ11を経由せずに、セレクタ2の第一の入力端子に入力する経路に切り替える。同時に、利得制御回路7の制御信号入力端子への周波数特性補正要求の出力を解除する。また、利得制御回路7は、制御回路12の第二の出力端子からの周波数特性補正要求が制御信号入力端子に入力されていない状態を検知すると、分波回路6にて分波したチャネル毎の入力信号について、信号の振幅と位相を補正せずにそのままスイッチ8に出力する。
次に、図2、3、4、5、6を用いて実施の形態1による干渉波抑圧受信装置100の干渉波除去の詳細な処理手順を説明する。
図2(a)は、A/D変換器4から分波回路6に入力されるベースバンド信号の一例を示している。ベースバンド信号は所望の主信号と干渉波を含み、図2(a)ではそれらのスペクトラムを示している。図2(a)に示した例では、主信号のスペクトラムの帯域の一部に干渉波のスペクトラムが重なっている。分波回路6は図2(a)で例示した信号をN個の周波数帯(チャネル)に分波する。図2はN=8とした例である。
図2(a)は、A/D変換器4から分波回路6に入力されるベースバンド信号の一例を示している。ベースバンド信号は所望の主信号と干渉波を含み、図2(a)ではそれらのスペクトラムを示している。図2(a)に示した例では、主信号のスペクトラムの帯域の一部に干渉波のスペクトラムが重なっている。分波回路6は図2(a)で例示した信号をN個の周波数帯(チャネル)に分波する。図2はN=8とした例である。
図2(b)は、A/D変換器4から分波回路6に入力されるベースバンド信号において、分波を行うための8つのチャネルの周波数特性を示している。図2(b)に示した点線は分波を行うための8つのチャネルの周波数特性をそれぞれ示すものである。分波回路6は、複数のローパスフィルタ(ハーフバンドフィルタ)をツリー状に接続して分波するディジタルフィルタであっても良い。あるいはポリフェーズフィルタとFFT(高速フーリエ変換)を組み合わせた分波方法を用いるディジタルフィルタであっても良い。なお、ハーフバンドフィルタをツリー状に接続した構造の分波回路6は、例えば国際公開番号WO2010/064485、国際公開番号WO2011/065287に記載されているので、ここでは詳細な説明を省く。
図2(c)は、分波回路6によって8つに分波された各チャネルの信号(信号(1)〜信号(8))を切り出したスペクトラムの一例を示している。ここでは、利得制御回路7により、3番目のチャネルに干渉波が存在することが検出された例を示している。
図2(d)において、3番目のチャネルにチューナブルノッチフィルタ11のフィルタ特性の一例を示しており、その周波数特性はV字型の刻み目(ノッチ部)で振幅が落ち込むヌルを有した曲線をなしている。また、図2(d)は、3番目のチャネルに存在する干渉波がチューナブルノッチフィルタ11により抑圧されることを示している。このようにチューナブルノッチフィルタ11は、ノッチ部を特定の周波数(チャネル)に対応させることで、特定のチャネルに存在する干渉波を除去することができる。また、図2(d)に示すように、3番目のチャネルに隣接する2番目と4番目のチャネル(周辺チャネル)の信号は、チューナブルノッチフィルタ11によりスペクトル波形の角部が落ち込み周波数特性が劣化している。
図2(e)は、利得制御回路7により3番目のチャネルに隣接する2番目と4番目のチャネルの信号の振幅と位相が補正された後のスペクトラムを示している。かくして、チューナブルノッチフィルタ11の適用により3番目のチャネルの干渉波除去がなされる。また、これに伴い周波数特性が劣化する2番目と4番目の隣接チャネルは、スペクトラムの振幅と位相の補正がなされ、劣化したスペクトル波形が修復され、周波数特性が補正されている。
ここで、図3を用いてAGC回路5の各構成の詳細な動作を説明する。
AGC回路5の電力変換部51はA/D変換器4から出力された信号の電力値をそれぞれ求める。平均化部52は、電力変換部51が求めた電力値を平均化し、平均電力値として出力する。比較部53は平均化部52が求めた各チャネルの平均電力値と予め設定された閾値を比較し、平均電力値と閾値の差異と平均電力値が閾値より大きいか小さいかの情報を制御値生成部54に入力する。制御値生成部54は、比較部53からの入力情報により、利得可変減衰器3にて可変させる減衰量の制御値を生成する。電圧変換部55は制御値生成部54にて生成された制御値を制御電圧に変換し、利得可変減衰器3の制御電圧を設定する。利得可変減衰器3は、電圧変換部55から入力された制御電圧に基いて、減衰量を可変する。
AGC回路5の電力変換部51はA/D変換器4から出力された信号の電力値をそれぞれ求める。平均化部52は、電力変換部51が求めた電力値を平均化し、平均電力値として出力する。比較部53は平均化部52が求めた各チャネルの平均電力値と予め設定された閾値を比較し、平均電力値と閾値の差異と平均電力値が閾値より大きいか小さいかの情報を制御値生成部54に入力する。制御値生成部54は、比較部53からの入力情報により、利得可変減衰器3にて可変させる減衰量の制御値を生成する。電圧変換部55は制御値生成部54にて生成された制御値を制御電圧に変換し、利得可変減衰器3の制御電圧を設定する。利得可変減衰器3は、電圧変換部55から入力された制御電圧に基いて、減衰量を可変する。
次に、図4を用いて利得制御回路7の各構成の詳細な動作を説明する。
利得制御回路7の電力変換部72は、分波回路6で8つに分波された各チャネルの信号の電力値をそれぞれ求める。平均化部73は、電力変換部72が求めた電力値を平均化し、平均電力値として出力する。比較及び判定部74は平均化部73が求めた各チャネルの平均電力値と、所定の閾値とを比較する。比較及び判定部74は、チャネル毎に、平均電力値が閾値以上の場合は干渉波の存在有と判定し、閾値以下の場合は干渉波の存在無と判定して、この干渉波存在有無の判定結果と当該判定を行ったチャネル番号を制御回路12へ出力する。制御回路12は、干渉波存在有の情報とその干渉波の存在するチャネル番号を振幅及び位相補正回路71に入力する。利得制御回路7の振幅及び位相補正回路71は、制御回路12から入力された干渉波存在有の情報とその干渉波の存在するチャネル番号に基いて、チューナブルノッチフィルタ11で劣化した周波数特性をもとの特性に補正する。
なおこの補正値はチューナブルノッチフィルタ11のノッチ部で除去する周波数から一意的に決まるため、予め求めておくことができる。
利得制御回路7の電力変換部72は、分波回路6で8つに分波された各チャネルの信号の電力値をそれぞれ求める。平均化部73は、電力変換部72が求めた電力値を平均化し、平均電力値として出力する。比較及び判定部74は平均化部73が求めた各チャネルの平均電力値と、所定の閾値とを比較する。比較及び判定部74は、チャネル毎に、平均電力値が閾値以上の場合は干渉波の存在有と判定し、閾値以下の場合は干渉波の存在無と判定して、この干渉波存在有無の判定結果と当該判定を行ったチャネル番号を制御回路12へ出力する。制御回路12は、干渉波存在有の情報とその干渉波の存在するチャネル番号を振幅及び位相補正回路71に入力する。利得制御回路7の振幅及び位相補正回路71は、制御回路12から入力された干渉波存在有の情報とその干渉波の存在するチャネル番号に基いて、チューナブルノッチフィルタ11で劣化した周波数特性をもとの特性に補正する。
なおこの補正値はチューナブルノッチフィルタ11のノッチ部で除去する周波数から一意的に決まるため、予め求めておくことができる。
次に、図5を用いて振幅及び位相補正回路71の詳細な動作を説明する。
振幅及び位相補正回路71の分波回路6から出力される信号をS1とし、その同相成分をI、直交成分をQ、位相をθ1とするとS1は以下の式(1)で表される。
振幅及び位相補正回路71の分波回路6から出力される信号をS1とし、その同相成分をI、直交成分をQ、位相をθ1とするとS1は以下の式(1)で表される。
ここで、制御回路12からの周波数特性補正要求信号に含まれる補正値S2により、S1の振幅及び位相を補正する。S2の同相成分をX、直交成分をY、位相をθ2とするとS2は以下の式(2)で表される。
ここで、Bは補正する振幅によって、またθ2は補正する位相によって変化する値である。振幅及び位相補正後の信号は、以下の式(3)で表され、図5に示す乗算器711〜714、減算器715及び加算器716を用いて生成することができる。
これにより、図2(d)に示すような干渉波の存在するチャネルに隣接した周波数特性の劣化したチャネルについて、図2(e)に示すように、チューナブルノッチフィルタ11で劣化した周波数特性の振幅及び位相を補正することが可能になる。なお、干渉波が存在しない場合は、振幅及び位相補正回路71による振幅及び位相補正機能が不要となるので、この場合は式(2)において、B=1、θ2=0とする。なお、これらの補正値は{X,Y}のベクトル情報として、振幅及び位相補正回路71に与えてもよい。
次に、図6を用いてチューナブルノッチフィルタ11の詳細な動作を説明する。
チューナブルノッチフィルタ11の可変コンデンサ素子111〜113は、例えばバリキャップダイオードのような制御電圧により容量が変化する素子を用いる。制御回路12から出力される制御電圧に基づき可変コンデンサ素子111〜113の容量を変更することにより、チューナブルノッチフィルタ11のフィルタ周波数特性を変更し、干渉波の存在するチャネルでその干渉波を抑圧する。例えば、可変コンデンサ素子111の容量を小さくすることにより、可変コンデンサ素子111が接地する周波数f0がより高周波数領域にずれる。このとき、低域から周波数f0に向かう周波数領域では、抵抗114及び抵抗115を流れる電流が漸次減少する特性を示す。一方、可変コンデンサ素子112,113の容量を小さくすることにより、可変コンデンサ素子112,113による遮断周波数f0がより高周波数領域にずれる。このとき、周波数f0から高域に向かう周波数領域では、可変コンデンサ素子112,113を通過する電流が漸次増加する特性を示す。即ち、可変コンデンサ素子111〜113の容量を小さくすると、チューナブルノッチフィルタ11のナル位置が高周波領域側にずれることとなり、より高周波領域のチャネルで干渉波を除去することができるようになる。逆に、可変コンデンサ素子111〜113の容量を大きくすると、チューナブルノッチフィルタ11のナル位置が低周波領域側にずれることとなり、より低周波領域のチャネルで干渉波を除去することができるようになる。制御回路12は、干渉波の存在するチャネル番号情報に基いて、当該チャネル番号情報が対応する特定のチャネルが、当該特定のチャネルの干渉波が抑圧される周波数帯となるように、可変コンデンサ素子111〜113の容量設定を行なうための制御電圧を出力する。
チューナブルノッチフィルタ11の可変コンデンサ素子111〜113は、例えばバリキャップダイオードのような制御電圧により容量が変化する素子を用いる。制御回路12から出力される制御電圧に基づき可変コンデンサ素子111〜113の容量を変更することにより、チューナブルノッチフィルタ11のフィルタ周波数特性を変更し、干渉波の存在するチャネルでその干渉波を抑圧する。例えば、可変コンデンサ素子111の容量を小さくすることにより、可変コンデンサ素子111が接地する周波数f0がより高周波数領域にずれる。このとき、低域から周波数f0に向かう周波数領域では、抵抗114及び抵抗115を流れる電流が漸次減少する特性を示す。一方、可変コンデンサ素子112,113の容量を小さくすることにより、可変コンデンサ素子112,113による遮断周波数f0がより高周波数領域にずれる。このとき、周波数f0から高域に向かう周波数領域では、可変コンデンサ素子112,113を通過する電流が漸次増加する特性を示す。即ち、可変コンデンサ素子111〜113の容量を小さくすると、チューナブルノッチフィルタ11のナル位置が高周波領域側にずれることとなり、より高周波領域のチャネルで干渉波を除去することができるようになる。逆に、可変コンデンサ素子111〜113の容量を大きくすると、チューナブルノッチフィルタ11のナル位置が低周波領域側にずれることとなり、より低周波領域のチャネルで干渉波を除去することができるようになる。制御回路12は、干渉波の存在するチャネル番号情報に基いて、当該チャネル番号情報が対応する特定のチャネルが、当該特定のチャネルの干渉波が抑圧される周波数帯となるように、可変コンデンサ素子111〜113の容量設定を行なうための制御電圧を出力する。
図2(e)に示すような、振幅と位相が補正された分波後の各信号は、最終段のスイッチ8を経由して、合波回路9に入力される。スイッチ8は必ずしも必要な構成ではないが、例えば同様に分波された他の信号と合わせて合波したい場合、または信号の中心周波数を変更したい場合等に用いることとなる。この場合、利得制御回路7を通過した分波後の各信号は、スイッチ8による入力元と出力先の接続切換えにより、合波回路9の複数の入力ポートへの接続先がそれぞれ制御されることとなる。
合波回路9は、スイッチ8からのN個の入力信号を、ディジタルフィルタにより1個のチャネルに合波する。この合波により、干渉波が混在する位置だけ除去された信号スペクトラムを得ることができる。D/A変換器10は、この合波された信号をD/A変換して、送信機、送信アンテナ等に送信する。
このような一連の処理により、実施の形態1による干渉波抑圧受信装置は、チューナブルノッチフィルタを用いて干渉波を自動的に除去する信号中継を実現することができる。
なお、この実施の形態1による干渉波抑圧受信装置において、合波された信号をD/A変換しないでそのまま出力し、外付けの復調器及び誤り訂正器で復調及び復号しても良い。この場合、耐干渉性を有する復調器を得ることができる。
また、この実施の形態1では、チューナブルノッチフィルタ11は1個の構成で説明したが、1個である必要はなく、M(Mは1以上の整数)個のチューナブルノッチフィルタで構成し、同様にしてM個のノッチ部で干渉波を除去するようにしても良い。
実施の形態1による干渉波抑圧受信装置100は、受信信号を検波し、受信レベルを元に干渉波の有無を検出するレベル検波回路1と、特定の周波数帯で干渉波を抑圧するチューナブルノッチフィルタ11と、上記レベル検波回路1で検波された受信信号の利得を調整する利得可変減衰器3と、上記利得可変減衰器3で利得調整された受信信号をディジタル信号に変換するA/D変換器4と、上記A/D変換器4への入力信号レベルを一定にするように、上記利得可変減衰器3の利得を自動的に調整する自動利得制御回路5と、上記レベル検波回路1にて検出された干渉波の有無により、上記チューナブルノッチフィルタ11を通過する経路と通過しない経路を選択的に切換えるセレクタ2と、上記A/D変換器4で変換されたディジタル信号を、周波数帯の異なる複数のチャネルに分波する分波回路6と、上記分波回路6により分波されたチャネル毎の受信レベルを計測し、所定の閾値との比較によりチャネル毎に干渉波の有無を検出するとともに、検出された干渉波を有するチャネルの周辺のチャネルについて振幅及び位相を補正する利得制御回路7と、上記レベル検波回路1及び上記利得制御回路7にて干渉波有のとき、干渉波の存在するチャネルを、上記チューナブルノッチフィルタ11で干渉波を抑圧する特定の周波数帯として設定する制御回路12と、を備えたことを特徴とする。また、利得制御回路7は、チューナブルノッチフィルタ11により劣化する信号の周波数特性を補正する。また、チューナブルノッチフィルタ11は、干渉波の存在するチャネルの位置により周波数特性を可変する。
これにより、アナログ部に干渉波の有無を検出するレベル検波回路、ディジタル部にチャネル毎に干渉波有無と干渉波の周波数を検出する利得制御回路を設けることで、2つの検出回路の検出情報によりチューナブルノッチフィルタ11を選択することで、通信品質を確保したまま干渉波を抑圧することができる。
1 レベル検波回路、2 セレクタ、3 利得可変減衰器、4 A/D変換器、5 AGC回路、6 分波回路、7 利得制御回路、8 スイッチ、9 合波回路、10 D/A変換器、11 チューナブルノッチフィルタ、12 制御回路、51 電力変換部、52 平均化部、53 比較部、54 制御値生成部、55 電圧変換部、100 干渉波抑圧受信装置、711,712,713,714 乗算器、715 減算器、716 加算器、111,112,113 可変コンデンサ素子、114,115,116 抵抗。
Claims (3)
- 受信信号を検波し、受信レベルを元に干渉波の有無を検出するレベル検波回路と、
特定の周波数帯で干渉波を抑圧するチューナブルノッチフィルタと、
上記レベル検波回路で検波された受信信号の利得を調整する利得可変減衰器と、
上記利得可変減衰器で利得調整された受信信号をディジタル信号に変換するA/D変換器と、
上記A/D変換器への入力信号レベルを一定にするように、上記利得可変減衰器の利得を自動的に調整する自動利得制御回路と、
上記レベル検波回路にて検出された干渉波の有無により、上記チューナブルノッチフィルタを通過する経路と通過しない経路を選択的に切換えるセレクタと、
上記A/D変換器で変換されたディジタル信号を、周波数帯の異なる複数のチャネルに分波する分波回路と、
上記分波回路により分波されたチャネル毎の受信レベルを計測し、所定の閾値との比較によりチャネル毎に干渉波の有無を検出するとともに、検出された干渉波を有するチャネルの周辺のチャネルについて振幅及び位相を補正する利得制御回路と、
上記レベル検波回路及び上記利得制御回路にて干渉波有のとき、干渉波の存在するチャネルを、上記チューナブルノッチフィルタで干渉波を抑圧する特定の周波数帯として設定する制御回路と、
を備えた干渉波抑圧受信装置。 - 上記利得制御回路は、チューナブルノッチフィルタにより劣化する信号の周波数特性を補正することを特徴とする請求項1の干渉波抑圧受信装置。
- 上記チューナブルノッチフィルタは、干渉波の存在するチャネルの位置により周波数特性を可変することを特徴とする請求項1または請求項2記載の干渉波抑圧受信装置。
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