JP4711640B2

JP4711640B2 - 受信装置及び受信方法

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Publication number: JP4711640B2
Application number: JP2004113356A
Authority: JP
Inventors: 浩二郎大下; 芳明垂澤; 真司上林
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2004-04-07
Filing date: 2004-04-07
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2024-04-07
Also published as: JP2005300223A

Description

本発明は、無線通信を行う電子機器、無線端末等の放射妨害波測定を高精度に行うための受信装置及び受信方法に関する。

電波利用の拡大、各種電子機器の普及に伴い、機器・システムが他の機器・システムから電磁的な妨害を受けることが大きな問題となっている。このため、各種電子機器に対して無線妨害波（以下、放射妨害波という）の許容値が定められており、放射妨害波を測定し、定量的に把握することは無線障害となりうる電波の発生を抑制するという観点から重要である。

また、携帯電話等の無線装置についても、周辺の電子機器との電磁環境両立性(EMC：Electromagnetic Compatibility)を確保するために、放射妨害波測定の必
要性が高まっている。

従来、放射妨害波の測定は、図９に示すように、測定用受信アンテナ２１０（以下、受信アンテナという）と測定用受信機２２０（以下、受信機という）で構成される受信装置２００を用いて行われ、受信機２２０の受信周波数を、例えば、３０ＭＨｚ〜１８ＧＨｚまでの範囲で連続的に同調し、放射妨害波の周波数スペクトラムを測定している。

また、測定対象物から放射される妨害波を測定する放射妨害波測定装置に関して、例えば、特許文献１に開示されたものがある。この公報に開示された技術によれば、放射妨害波測定装置に、低雑音増幅回路の入力部に無線キャリアをキャンセルする信号を注入するためのスイッチ回路と広帯域結合回路が備えられ、該無線キャリアをキャンセルする信号を生成するためにキャリア受信用アンテナとキャリアキャンセル信号生成回路が設けられる。このような構成とすることで、放射妨害波測定用アンテナで受信したキャリア信号のみを選択的にキャンセルでき、携帯電話のように筺体に直接アンテナを備えた無線装置においても、無線装置の筺体内部の回路部品等から放射される放射妨害波を測定できるというものである。
特開２００２ −１４８２９３号公報

しかしながら、上記のような従来技術の場合には、下記のような問題が生じて
いた。

図８に示すような測定系において、測定対象物、例えば、無線端末の放射妨害波測定を試みても、無線通信を行う周波数帯の信号レベルが他の周波数成分と比較して強い。このため、受信機内部の非直線性に起因して混変調が発生しやすくなる。すなわち、このような混変調が発生すると、目的とする妨害波の信号が混変調によって埋もれてしまい、妨害波の信号（妨害波のスペクトル特性）が正しく測定できないといった問題が生じていた。特に、携帯電話のようにアンテナと筐体が一体となっている無線端末では、上記のような問題が生じやすい。

本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、測定対象物から放射される放射妨害波の測定を容易、かつ正確に行うことができる受信装置及び受信方法を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明の一形態によれば、アンテナと受信機とを備える受信装置であって、所定の周波数を中心とした所定の幅の周波数帯域を減衰させる複数の周波数帯域除去フィルタと、スルー線路と、前記複数の周波数帯域除去フィルタと前記スルー線路を選択的に切替える第１切替スイッチと、所定のカットオフ周波数を有するハイパスフィルタと、前記複数の周波数帯域除去フィルタと前記ハイパスフィルタを選択的に切替える第２切替スイッチと、を備えることを特徴としている。

また、本発明の一形態によれば、前記受信装置であって、前記第１切替スイッチは、外部からの指示に基づいて、前記複数の周波数帯域除去フィルタと前記スルー線路を選択的に切替えることを特徴としている。

また、本発明の一形態によれば、前記受信装置であって、前記第２切替スイッチの切替を制御する切替制御手段を備え、前記切替制御手段は、受信機から出力される切替え信号に基づいて、前記複数の周波数帯域除去フィルタと前記ハイパスフィルタを選択的に切替えることを特徴としている。

また、本発明の一形態によれば、前記受信装置であって、前記受信機は、受信周波数を挿引する周波数挿引手段と、前記受信周波数を挿引中、該受信周波数が所定閾値に達したかどうかを判定する判定手段と、前記受信周波数が所定閾値に達したときに、前記複数の周波数帯域除去フィルタと前記ハイパスフィルタを切替させるための切替え信号を前記切替制御手段に出力する切替信号出力手段と、を備えることを特徴としている。

また、本発明の一形態によれば、前記受信装置であって、前記受信アンテナとは異なる受信アンテナと、該受信アンテナを介して受信される受信信号の受信周波数を検出する周波数検出手段と、を備え、前記切替制御手段は、前記周波数検出手段の検出結果から、検出された受信周波数の周波数帯に該当する周波数帯域除去フィルタを、前記複数の周波数帯域除去フィルタの中から選択させるように前記第１切替スイッチを制御することを特徴としている。

また、本発明の一形態によれば、前記受信装置であって、前記受信アンテナを介して受信される受信信号のレベルを検出する振幅検出手段と、を備え、前記切替制御手段は、前記振幅検出手段の検出結果に基づいて、スルー線路に切替させるように前記第１切替スイッチを制御することを特徴としている。

また、本発明の一形態によれば、前記受信装置であって、前記切替制御手段は、前記振幅検出手段から、検出された受信信号のレベルが所定値より低い、または前記受信信号のレベルが他の周波数帯の信号レベルより低いとの検出結果を得た場合に、スルー線路に切替させるように前記第１切替スイッチを制御することを特徴としている。

本発明の一形態による受信装置は、
受信アンテナと受信機とを備える受信装置であって、
所定の周波数を中心とした所定の幅の周波数帯域を減衰させる複数の周波数帯域除去フィルタと、
スルー線路と、
前記複数の周波数帯域除去フィルタと前記スルー線路を選択的に切替える第１切替スイッチと、
複数のハイパスフィルタと、
前記複数の周波数帯域除去フィルタの内の何れかの周波数除去フィルタと該周波数除去フィルタに関連付けられているハイパスフィルタとの間で選択的な切替えを行う第２切替スイッチと
を備え、前記第２切替スイッチは、受信信号の受信周波数が前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数未満であるか否かに応じて前記の切替えを行い、
ハイパスフィルタの前記カットオフ周波数は、該ハイパスフィルタに関連付けられている周波数除去フィルタが除去する対象の対象周波数より大きくかつ該対象周波数の２倍より小さい、受信装置である。
上記のような本発明によれば、受信アンテナと受信機の間に無線通信の周波数帯を対象とした帯域除去フィルタと該帯域除去フィルタに合わせたハイパスフィルタを切替スイッチにより使い分けることにより、測定対象物が無線通信に利用する周波数成分の影響を軽減することができるので、高精度な放射妨害波測定が可能となる。

本願発明によれば、受信アンテナと受信機の間に無線通信周波数帯信号除去機能を組み込むことにより、測定対象物の放射妨害波測定を高精度に行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施の一形態に係る受信装置の基本構成を示す図である。

同図において、この受信装置１は、第１受信アンテナ１０と、帯域除去フィルタ部２０と、受信機３０とから構成される。第１受信アンテナ１０と帯域除去フィルタ部２０の間は、ケーブル１で接続され、帯域除去フィルタ部２０と受信機３０の間はケーブル２で接続される。同図に示されるように、本実施形態では、第１受信アンテナ１０と受信機間３０に帯域除去フィルタ部２０が備えられ、この帯域除去フィルタ部２０によって電子機器、例えば、無線端末から送信される無線通信の信号が減衰させられる。すなわち、第１受信アンテナ１０と受信機３０との間に帯域除去フィルタ（バンド・エリミネーション・フィルタ：Band Elimination Filter）を入れることにより、放射妨害波測定の対象が無線通信端末の場合には、無線通信周波数帯の信号だけが減衰され、それ以外の周波数の信号、すなわち、放射妨害波を容易に測定することが可能になる。

次に本発明の具体的な実施形態について図２を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図２は、本実施形態における受信装置２の構成図である。

同図に示されるように、本実施形態では、受信装置２は、第１の受信アンテナ１０と受信機３０との間に帯域除去フィルタ部５０を備え、さらに、切替制御回路４０を備える。切替制御回路４０と帯域除去フィルタ部５０の間は切替信号線１で接続され、受信機３０と切替制御回路４０の間は切替信号線２で接続される。

帯域除去フィルタ部５０には、無線通信で利用されている周波数帯（８００ＭＨｚ帯、１．５ＧＨｚ帯、２ＧＨｚ帯、２．４ＧＨｚ帯、５ＧＨｚ帯）それぞれの帯域除去フィルタ５１〜５５と、スルー線路７１が備えられる。本例では、無線端末に使われる周波数帯を上記５種類とし、その周波数帯に応じて帯域除去フィルタ５１〜５５を備える態様を例示したが、帯域除去フィルタ部５０の帯域除去フィルタは測定対象物に使われる周波数帯応じて設ければよく、本実施形態の態様に限定されるものではない。

各帯域除去フィルタ５１〜５５は、第１切替スイッチ８１によって切替られ、放射妨害波の対象測定物（本例では：無線端末に相当）で使用される無線周波数帯を減衰させる。これにより、微弱な放射妨害波を抽出することができ、放射妨害波の測定を正確に行うことが可能となる。一方で、対象測定物が無線端末でない場合には、第1切替スイッチによってスルー線路に切替られて測定が行われる。

上記第１切替スイッチ８１の制御は、手動による制御操作のほか、外部からの遠隔操作（例：外部からの制御信号により上記第１切替スイッチ８１を制御する）等が可能であり、いずれを用いてもよい。

ところで、帯域除去フィルタ５１〜５５のみを用いて無線通信周波数帯の信号を減衰させる場合、減衰させたい周波数帯の２倍、３倍の周波数成分をも減衰させてしまう。そこで、本実施形態では、帯域除去フィルタ５１〜５５よりも高いしきい値を所定のカットオフ周波数として持つハイパスフィルタａ〜ｅ６１〜６５が帯域除去フィルタ毎に設けられて帯域除去フィルタ部５０に組み込まれる。

帯域除去フィルタ５１〜５５とそれに対応するハイパスフィルタ（ハイパスフィルタａ〜ｅ）６１〜６５は、第２切替スイッチａ〜ｅ９１〜９５によって切替られ、不必要な周波数成分のみが減衰させられる。

上記ハイパスフィルタａ〜ｅ６１〜６５の特性は、図３に示されるように各帯域除去フィルタの周波数帯に合わせて、帯域除去フィルタの対象周波数（ｆ_０）より大きく、対象の２倍周波数（２ｆ_０）よりも小さいしきい値（ｆ_１）をカットオフ周波数として持つものである。

帯域除去フィルタ５１〜５５は、上記の如く、希望の周波数帯を減衰させるが、図４に示すように、Ｎ倍の周波数成分も減衰させてしまう性質を持っている。そこで、本実施形態では、図３に示すような特性をもつハイパスフィルタを利用する。

次に、帯域除去フィルタとハイパスフィルタの切替制御動作について図５のフローチャートを用いて説明する。ここでは、一例として、８００ＭＨｚ帯の無線周波数帯を持つ無線端末の放射妨害波を測定する場合を説明する。したがって、放射妨害波の測定開始時に、８００ＭＨｚ帯域除去フィルタ５１が選択されているものとする。

受信機３０は、まず、受信周波数を挿引（スイープ）するために、受信周波数の初期値を設定（ステップＳ１）する。この初期値は、例えば、下端の周波数（スイープ開始周波数）であって、測定対象物の無線周波数帯に応じて定められる。
受信機３０は、受信周波数の初期値を設定した後、受信周波数のスイ−プを開始（ステップＳ２）する。

受信機３０は、上記スイ−プ開始後、受信周波数がハイパスフィルタ（ＨＰＦ）のしきい値に達したかどうかを判定（ステップＳ３）し、受信周波数がしきい値に達したと判定（ステップＳ３でＹｅｓ）されたときは、その判定結果を、切替制御回路４０に出力し、受信周波数がしきい値に達していないと判定（ステップＳ３でＮｏ）されたときは、ステップＳ２に戻って受信周波数スイ−プを続行する。なお、上記スイ−プ開始周波数から上端の周波数（スイープ停止周波数）までが周波数スイ−プ範囲として設定される。

切替制御回路４０は、受信機３０から受けとった上記判定結果から受信周波数がハイパスフィルタ使用範囲に入ることを認識し、先に選択されていた８００ＭＨｚ帯域除去フィルタ５１をハイパスフィルタａ６１に切替させるための切替信号を、切替信号線１を介して第２切替スイッチａ９１に出力し、第２切替スイッチａ９１を制御して８００ＭＨｚ帯域除去フィルタ５１からハイパスフィルタａ６１に切替える。これにより、測定対象物が利用する無線周波数帯成分のみを減衰させた状態で該測定対象物から放射される妨害波を測定することができる（図６参照）。

このように本実施形態によれば、第１受信アンテナと受信機の間に無線通信の周波数帯を対象とした帯域除去フィルタを組み込むことにより、異なる無線周波数帯を持つ無線端末の放射妨害波測定を容易に行うことが可能となる。

また、無線通信に使われている周波数帯それぞれの帯域除去フィルタをあらかじめ準備し、切替スイッチによって帯域除去フィルタを使い分けることで、種々の無線端末の放射妨害波測定に対応させることができ、使用者の利便性を向上させることができるという効果を奏する。

さらに、各周波数帯の帯域除去フィルタに合わせたハイパスフィルタを用意し、帯域除去フィルタとハイパスフィルタを切替スイッチにより使い分けることで、正確な放射妨害波測定を実現することが可能である。

また、スイッチの切替えで多周波用のフィルタを実現する方法もあるが、この方法では、減衰させたい周波数帯の整数倍の周波数成分の減衰を避けることができない。本発明法では、第２切替スイッチとハイパスフィルタを備える構成とすることにより、上記整数倍の周波数成分の減衰が避けられるので、放射妨害波測定の高精度化という面で有利となる。

（第２の実施形態）
図７は、本実施形態における受信装置３の構成図である。本実施形態における受信装置３は、図２に示した受信装置２と基本的構成を同様とするので、各構成要素には同一の符合を付しその説明は省略すると共に、ここでは、図２に示す受信装置２との差異である第２受信アンテナ１００と周波数検出器１１０の動作に着目して説明する。

通常、無線周波数帯の成分は信号レベルが他の周波数と比較して、非常に大きい。そこで、本実施形態では、放射妨害波測定用の第１受信アンテナ１０とは別に、第２受信アンテナ１００を備え、第２受信アンテナ１００とケーブル３を介して接続される周波数検出器１１０によって、測定対象物の使用する無線周波数帯を検出（認識）する。

周波数検出器１１０は、上記のようにして検出された無線周波数帯の検出結果を、切替信号線４を介して切替制御回路４０に出力する。切替制御回路４０は、周波数検出器１１０から受けとった上記検出結果を基に認識された周波数帯に該当する帯域除去フィルタ５１〜５５が選択されるように、第１切替スイッチ８１を切替させる切替信号を、切替信号線３を介して第１切替スイッチ８１に出力し、第１切替スイッチ８１を制御する。

このように本実施形態によれば、第２受信アンテナと周波数検出器を備えることで、測定対象の無線端末が使用する周波数帯が分からない場合にも事前に無線通信周波数を識別できるため、適切な帯域除去フィルタの選択が可能になる。
（第３の実施形態）
図８は、本実施形態における受信装置４の構成図である。本実施形態における受信装置４は、図７に示した受信装置３と基本的構成を同様とするので、各構成要素には同一の符合を付しその説明は省略すると共に、ここでは、図７に示す受信装置３との差異である振幅検出器１２０の動作に着目して説明する。この振幅検出器１２０は第２受信アンテナ１００とケーブル４で接続される。

通常、無線周波数帯の信号成分は充分に大きく、上記の周波数検出器１１０を用いることで、無線端末で使用されている周波数帯が分かるので、その周波数に適した帯域除去フィルタを用いる必要がある。しかし、無線端末の出力が小さく、また他の周波数成分と大差が無い場合には、混変調も発生しないので、帯域除去フィルタを用いる必要がない。そこで、本実施形態では、振幅検出器１２０を用いて無線端末で使用されている周波数帯の信号レベルと他の周波数帯の信号レベルの比較を行い、比較結果を、切替信号線５を介して切替制御回路４０に出力する。切替制御回路４０は、振幅検出器１２０から「無線端末で使用されている周波数帯の信号レベルが低い」との比較結果を受けとった場合、スルー線路７１に切替させる切替信号を、切替信号線３を介して第１切替スイッチ８１に出力し、第１切替スイッチ８１を制御してスルー線路７１に切替える。

このように本実施形態によれば、振幅検出器を備えることで、無線端末の出力が弱いときあるいは測定対象が無線を用いない電子機器のときにはスルー線路を用いて、放射妨害波測定を行う事が可能となる。

なお、上記各実施形態では、無線端末の周波数帯毎に帯域除去フィルタを備える態様を例示したが、フィルタの中心周波数や帯域幅の制御が可能な周波数可変フィルタを用いることも可能である。その場合、帯域除去フィルタ部の部品点数が減少し、小型化、低コストを図ることができる。

本発明の実施の一形態に係る受信装置の基本構成を示す図である。第１の実施形態における受信装置２の構成図である。ハイパスフィルタの特性を示す図である。帯域除去フィルタの特性を示す図である。本実施形態における切替制御動作を示すフローチャートである。帯域除去フィルタ通過後の信号を示す図である。第２の実施形態における受信装置３の構成図である。第３の実施形態における受信装置４の構成図である。従来の受信装置の基本構成を示す図である。

符号の説明

１、２、３、４、２００受信装置
１０第１受信アンテナ
２０、５０帯域除去フィルタ部
３０、２２０受信機
４０切替制御回路
５１〜５５帯域除去フィルタ
６１〜６５ハイパスフィルタａ〜ｅ
７１スルー線路
８１第１切替スイッチ
９１〜９５第２切替スイッチａ〜ｅ
１００第２受信アンテナ
１１０周波数検出器
１２０振幅検出器
２１０受信アンテナ

Claims

受信アンテナと受信機とを備える受信装置であって、
所定の周波数を中心とした所定の幅の周波数帯域を減衰させる複数の周波数帯域除去フィルタと、
スルー線路と、
前記複数の周波数帯域除去フィルタと前記スルー線路を選択的に切替える第１切替スイッチと、
複数のハイパスフィルタと、
前記複数の周波数帯域除去フィルタの内の何れかの周波数除去フィルタと該周波数除去フィルタに関連付けられているハイパスフィルタとの間で選択的な切替えを行う第２切替スイッチと
を備え、前記第２切替スイッチは、受信信号の受信周波数が前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数未満であるか否かに応じて前記の切替えを行い、
ハイパスフィルタの前記カットオフ周波数は、該ハイパスフィルタに関連付けられている周波数除去フィルタが除去する対象の対象周波数より大きくかつ該対象周波数の２倍より小さい、受信装置。
請求項１に記載の受信装置であって、
前記第１切替スイッチは、外部からの指示に基づいて、前記複数の周波数帯域除去フィルタと前記スルー線路を選択的に切替えることを特徴とする受信装置。
請求項１に記載の受信装置であって、
前記第２切替スイッチの切替を制御する切替制御手段を備え、
前記切替制御手段は、受信機から出力される切替え信号に基づいて、前記の選択的な切替えを行う、受信装置。
請求項３に記載の受信装置であって、
前記受信機は、前記受信周波数を挿引する周波数挿引手段と、
前記受信周波数を挿引中、該受信周波数が前記カットオフ周波数に達したかどうかを判定する判定手段と、
前記受信周波数が前記カットオフ周波数に達したときに、前記周波数帯域除去フィルタを前記ハイパスフィルタに切替えるための切替え信号を前記切替制御手段に出力する切替信号出力手段と
を備える、受信装置。
請求項１乃至４いずれかに記載の受信装置であって、
前記受信アンテナとは異なる受信アンテナを介して受信される受信信号の受信周波数を検出する周波数検出手段を備え、
前記切替制御手段は、前記周波数検出手段の検出結果から、検出された受信周波数の周波数帯に該当する周波数帯域除去フィルタを、前記複数の周波数帯域除去フィルタの中から選択するように前記第１切替スイッチを制御する、受信装置。
請求項５に記載の受信装置であって、
前記異なる受信アンテナを介して受信される受信信号のレベルを検出する振幅検出手段を備え、
前記切替制御手段は、前記振幅検出手段の検出結果に基づいて、スルー線路に切替えるように前記第１切替スイッチを制御する、受信装置。
請求項６に記載の受信装置であって、
前記切替制御手段は、検出された受信信号のレベルが所定値より低い、または前記受信信号のレベルが他の周波数帯の信号レベルより低いことを示す検出結果を、前記振幅検出手段から得た場合に、スルー線路に切替えるように前記第１切替スイッチを制御する、受信装置。
受信アンテナと受信機とを備える受信装置における受信方法であって、
所定の周波数を中心とした所定の幅の周波数帯域を減衰させる周波数帯域除去フィルタと、所定のカットオフ周波数を有するハイパスフィルタとの間で選択的な切替えを行うことで、所定の周波数帯を減衰させる工程と、
前記所定の周波数帯を減衰させた後の対象物からの放射波を受信する工程と、
を有し、所定の周波数帯を減衰させる工程において、受信信号の受信周波数が前記所定のカットオフ周波数未満であるか否かに応じて、前記選択的な切替えを行い、
前記カットオフ周波数は、前記周波数除去フィルタが除去する対象の対象周波数より大きくかつ該対象周波数の２倍より小さい、受信方法。