受信装置
【課題】複数の種類のＲＦ信号を１つの受信装置で受信する際に、受信装置の小規模化と制御の簡単化を図る。
【解決手段】第１のＲＦ受信パス１１０と第２のＲＦ受信パス１２０は、切り替えて動作する。段間フィルタ１３４は、第１のＲＦ受信パス１１０と第２のＲＦ受信パス１２０と接続され、動作中のＲＦ受信パスから出力されたＲＦ信号に対して所定の帯域のみを通過する。周波数変換部１４０は、段間フィルタ１３４から出力された信号をＩＦ信号に変換する。段間フィルタ１３４は、第１のＲＦ受信パス１１０により受信されるＲＦ信号の中心周波数に対応するものである。第２のＲＦ受信パス１２０は、 受信したＲＦ信号に対して、段間フィルタ１３４が通過する帯域に含まれるように中心周波数のシフトを行う中心周波数シフト部１２４を備える。
【解決手段】第１のＲＦ受信パス１１０と第２のＲＦ受信パス１２０は、切り替えて動作する。段間フィルタ１３４は、第１のＲＦ受信パス１１０と第２のＲＦ受信パス１２０と接続され、動作中のＲＦ受信パスから出力されたＲＦ信号に対して所定の帯域のみを通過する。周波数変換部１４０は、段間フィルタ１３４から出力された信号をＩＦ信号に変換する。段間フィルタ１３４は、第１のＲＦ受信パス１１０により受信されるＲＦ信号の中心周波数に対応するものである。第２のＲＦ受信パス１２０は、 受信したＲＦ信号に対して、段間フィルタ１３４が通過する帯域に含まれるように中心周波数のシフトを行う中心周波数シフト部１２４を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のＲＦ信号特に衛星測位用信号を受信する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
カーナビゲーションシステムなどのように、地球軌道を周回する人工衛星を利用して地上の現在位置を測定する全地球測位システム（ＧＮＳＳ：Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｉｔｅｓ Ｓｙｓｔｅｍ）が普及しつつある。このようなＧＮＳＳとしては、米国が構築したＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）、旧ソビエト連邦国が構築したＧＬＯＮＡＳＳ、欧州の諸国が中心となり構築は進められているＧａｌｉｌｅｏなどがある。
【０００３】
特許文献１には、ＧＮＳＳを構成する人工衛星から送出された衛星測位用信号を受信して現在位置を算出する受信装置（特許文献１の図１）が開示されている。この受信装置は、衛星測位用信号であるＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：無線周波数）信号をＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：中間周波数）信号に周波数変換し、このＩＦ信号をＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換してデジタルＩＦ信号を得る。そして、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのプロセッサにより構成されたデジタル処理部によりデジタルＩＦ信号に対して航法メッセージの復調処理などを行って現在位置を算出する。
【０００４】
特許文献１に開示された受信装置は、単一周波数帯域の衛星測位用信号を受信するものである。単一周波数帯域の受信機では、空中電離層や対流層などの影響で測位誤差が大きいという問題がある。そこで、複数の周波数帯域の衛星測位用信号を受信して利用することによって、従来以上の性能（受信エリアの広範囲化や、測位精度など）を実現することが希望されている。
【０００５】
このような背景において、各ＧＮＳＳも複数の周波数帯域を民間用に用意している。例えばＧＰＳとＧａｌｉｌｅｏでは、下記のようにそれぞれ複数の周波数帯域を民間用に開放されている。
【０００６】
ＧＰＳ：
Ｌ１帯域（中心周波数：１５７５．４２ＭＨｚ、帯域：±１．０２３ＭＨｚ）
Ｌ２Ｃ帯域（中心周波数：１２２７．６ＭＨｚ、帯域：±１．０２３ＭＨｚ）
Ｌ５Ｃ帯域（中心周波数：１１７６．４５ＭＨｚ、帯域：±１０．２３ＭＨｚ）
Ｇａｌｉｌｅｏ：
Ｌ１帯域（中心周波数：１５７５．４２ＭＨｚ、帯域：±２．０４６ＭＨｚ）
Ｅ５ａ帯域（中心周波数：１１７６．４５ＭＨｚ、帯域：±１０．２３ＭＨｚ）
Ｅ５ｂ帯域（中心周波数：１２０７．１４ＭＨｚ、帯域：±１０．２３ＭＨｚ）
Ｅ６帯域（中心周波数：１２７８．７５ＭＨｚ、帯域：±５．１１５ＭＨｚ）
そこで、例えばＧａｌｉｌｅｏのＥ５ａ帯域またはＥ５ｂ帯域と、ＧＰＳのＬ１帯域の両方の衛星測位用信号を受信できるようにすれば、この両方の信号の周波数帯域が大きく異なるので、空中電離層や対流層などの影響を互いにキャンセルすることができる。そのため、高精度な測位ができる。また、複数の帯域の航法メッセージのデータを受信できるようにすれば、最適なデータを選択して用いることによって地上環境によるフェージングが測位精度へ与える影響を抑制することができる。
【０００７】
１つの受信装置で複数の異なる周波数帯域の信号を受信できることを実現するために、周波数帯域毎に処理系を構成するのでは、受信装置の回路規模が大きくなりコストもかかるという問題がある。この問題を解決するために、特許文献２には、測位処理系の受信特性を切り替え可能に受信装置を構成し、所定の種類の衛星測位用信号を受信する際に、該衛星測位用信号に対応する受信特性になるように測位処理系の受信特性を切り替える技術が開示されている。この技術によれば、小規模な装置構成でありながら、複数種類の衛星測位用信号を利用できる。
【特許文献１】特開２００３−２５５０３６号公報
【特許文献２】特開２００５−２０７８８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
実際の測位処理系において、アンテナにより受信したＲＦ信号は、ミキサにより周波数変換がなされる前に下記の処理が施されることが考えられる。まず、ＲＦバンドパスフィルタにより所望帯域外の妨害波を除去した後にＲＦアンプに入力する。そして、ＲＦアンプにより増幅された信号は、ＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ：表面弾性波）フィルタと呼ばれるＲＦバンドパスフィルタにより所望帯域外の妨害波のレベルを再度抑制する。このように、ＲＦアンプ前後にバンドパスフィルタを挿入する処理は、特に携帯電話機に搭載される測位処理装置の場合には必要である。
【０００９】
衛星測位用信号を受信して測位処理を行う処理系が備えられた携帯電話機は、通話データの送信中でも測位機能が正常に動作することが要求される。しかし、携帯電話機の小型化も要求され、各メーカが小型機種の開発にしのぎを削る背景において、携帯電話機の通話用アンテナと、衛星測位用信号の受信用アンテナとを大きく離れて設けることができず、送信信号と受信信号間のアイソレーションに限界がある。例えば、携帯電話機が＋２７ｄｂｍのような大パワーの信号を通話用アンテナを介して送信する場合、この送信信号は、アイソレーションの分だけ減衰されて、衛星測位用信号の受信用アンテナを介して測位処理系に妨害波として入力される。測位処理系のＲＦアンプの前後に上述したフィルタの挿入は、この妨害波を除去するための対策である。妨害波の除去効果を高め、測位処理系の動作を安定にするために、特にＲＦアンプの後に設けられるＲＦバンドフィルタとしては、狭帯域フィルタを用いる必要がある。
【００１０】
ＲＦアンプの前後に設けられる２つのＲＦバンドパスフィルタの特性（例えばフィルタが通す帯域）は、測位処理系の受信特性に含まれる。
【００１１】
特許文献２に開示された技術は、衛星測位用信号の種類に応じて測位処理系の受信特性を切り替える。この技術によって例えば、ＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域（中心周波数：１５７５．４２ＭＨｚ）と、ＧａｌｉｌｅｏのＥ５ａ帯域（中心周波数：１１７６．４５ＭＨｚ）を１つの受信装置で対応する場合について考える。２つの帯域のＲＦ信号に対して、同じＲＦバンドフィルタを用いるのでは、ＲＦバンドフィルタは（１１７６．４５−２）ＭＨｚ〜（１５７５．４２＋１０）ＭＨｚまで対応する必要があり、狭帯域フィルタとはいい難い。特にＳＡＷを除去するためにＲＦアンプに後に設けられたＲＦバンドフィルタの妨害波の除去効果が低くなってしまう。一方、対象になり得る衛星測位用信号の種類毎に特性が異なるＲＦバンドパスフィルタを用意しておき、実際に受信する衛星測位用信号の種類に応じてこれらのＲＦバンドパスフィルタを切替えて使用するのでは、ＲＦバンドパスフィルタの数が多くなってしまう。例えば、上記２つの例の帯域の信号を１つの装置で受信するために、下記の４個のＲＦバンドパスフィルタが必要である：ＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域の信号のためのＲＦバンドパスフィルタ（１５７５．４２±２ＭＨｚ）２個と、ＧａｌｉｌｅｏのＥ５ａ帯域の信号のためのＲＦバンドパスフィルタ（１１７６．４５±１０ＭＨｚ）２個。
【００１２】
また、これらの４個のＲＦバンドパスフィルタを切替できるようにするために、切替のためのスイッチや、これらのスイッチの制御が必要であり、装置の構成が複雑になってしまう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の１つの態様は、受信装置である。この受信装置は、切り替えて動作する複数のＲＦ受信パスと、該複数のＲＦ受信パスと接続され、動作中のＲＦ受信パスから出力されたＲＦ信号に対して所定の帯域のみを通過するＲＦバンドパスフィルタと、該ＲＦバンドパスフィルタから出力された信号をＩＦ信号に変換する周波数変換部を備える。これらの複数のＲＦ受信パスのうちの、ＲＦバンドパスフィルタの所定の帯域外のＲＦ信号を受信するＲＦ受信パスは、受信したＲＦ信号に対して、この所定の帯域に含まれるように中心周波数のシフトを行う中心周波数シフト部を有する。
【００１４】
なお、上記態様を方法、システムまたは回路として表現したものも、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、小規模かつ制御が簡単な受信装置で異なる種類のＲＦ信号を利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる受信装置１００を示す。この受信装置１００は、ＧＮＳＳにおける２つの異なる周波数帯域の衛星測位用信号を切り換えて受信可能なマルチ周波数受信装置であり、第１のＲＦ受信パス１１０、第２のＲＦ受信パス１２０、同相結合器１３２、段間フィルタ１３４、周波数変換部１４０、ＩＦバンドパスフィルタ１５０、ＶＧＡ１６０、Ａ／Ｄ変換器１６５、利得調整部１７０、デジタル処理部１８０、リファレンス信号発振器１８５、ヒューマンインターフェイス１９０を備える。
【００１８】
ここで例として、受信装置１００は、ＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域（中心周波数：１５７５．４２ＭＨｚ、帯域幅：±２．０４６ＭＨｚ）と、ＧａｌｉｌｅｏのＥ５ａ帯域（中心周波数：１１７６．４５ＭＨｚ、帯域幅：±１０．２３ＭＨｚ）を受信対象とする。
【００１９】
第１のＲＦ受信パス１１０は、ＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域の信号を受信するものであり、該帯域のＲＦ信号を取得するアンテナ１１１、アンテナ１１１により取得したＲＦ信号に対してバンドパス処理を行って所望帯域（ここでＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域）以外の妨害波信号を除去するＲＦバンドパスフィルタ１１２、ＲＦバンドパスフィルタ１１２から出力されたＲＦ信号を増幅するＬＮＡ（低雑音増幅アンプ）１１３を有する。
【００２０】
第２のＲＦ受信パス１２０は、ＧａｌｉｌｅｏのＥ５ａ帯域の信号を受信するものであり、該帯域のＲＦ信号を取得するアンテナ１２１、アンテナ１２１により取得したＲＦ信号に対してバンドパス処理を行って所望帯域（ここでＧａｌｉｌｅｏのＥ５ａ帯域）以外の妨害波信号を除去するＲＦバンドパスフィルタ１２２、ＲＦバンドパスフィルタ１２２から出力されたＲＦ信号を増幅するＬＮＡ（低雑音増幅アンプ）１２３、ＬＮＡ１２３から出力されたＲＦ信号に対して中心周波数のシフト（その詳細については後述する）を行う中心周波数シフト部１２４を有する。
【００２１】
第１のＲＦ受信パス１１０におけるＬＮＡ１１３と、第２のＲＦ受信パス１２０におけるＬＮＡ１２３および中心周波数シフト部１２４は、排他的に動作する。すなわち、第１のＲＦ受信パス１１０と第２のＲＦ受信パス１２０とは、同時にＲＦ信号を出力することが無く、同じ時刻においてはいずれか一方からのみＲＦ信号が出力される。なお、いずれのＲＦ受信パスが動作するかは、デジタル処理部１８０により制御される。
【００２２】
第１のＲＦ受信パス１１０と第２のＲＦ受信パス１２０の出力端がそれぞれ同相結合器１３２に接続される。同相結合器１３２は、動作中のＲＦ受信パスから出力されたＲＦ信号をＲＦバンドフィルタ１３４に入力する。このＲＦバンドパスフィルタ１３４は、入力されたＲＦ信号からイメージなどの不要妨害波信号を除去するためのものである。
【００２３】
ＲＦバンドフィルタ１３４は、バンドパス処理をして得たＲＦ信号を周波数変換部１４０に入力する。周波数変換部１４０は、入力されたＲＦ信号に対して周波数変換を行ってＩＦ信号を得てＩＦバンドパスフィルタ１５０に入力する。
【００２４】
なお、ＲＦバンドパスフィルタ１３４は、ＲＦ信号段とＩＦ信号段との間に設けられているので、以下の説明において、それぞれのＲＦ受信パスにおいてＬＮＡの前に設けられたＲＦバンドパスフィルタと区別するためにＲＦバンドパスフィルタ１３４を段間フィルタという。
【００２５】
ＩＦバンドパスフィルタ１５０は、周波数変換部１４０からのＩＦ信号に対してバンドパス処理を行い、処理後の信号を利得可変増幅器（ＶＧＡという）１６０に入力する。
【００２６】
ＶＧＡ１６０は、ＩＦバンドパスフィルタ１５０から入力されたＩＦ信号をデジタル信号に変換してデジタル処理部１８０に出力する。また、Ａ／Ｄ変換器１６５とＶＧＡ１６０の間に、ＶＧＡ１６０の利得を調整する利得調整部１７０が接続されている。
【００２７】
デジタル処理部１８０は、Ａ／Ｄ変換器１６５により得られたデジタル信号に対して航法メッセージの復調処理や、現在位置算出処理などを行い、処理の結果をヒューマンインターフェイス１９０に出力する。
【００２８】
ヒューマンインターフェイス１９０は、ユーザが受信装置１００に対して種々の入力をするためのデバイスや、デジタル処理部１８０の処理結果を視覚／聴覚的に再生する装置などを有する。ユーザが入力する情報としては、例えば、第１のＲＦ受信パス１１０と第２のＲＦ受信パス１２０のいずれのＲＦ受信パスが対応する帯域のＲＦ信号を受信するかを挙げることができる。
【００２９】
リファレンス信号発振器１８５は、デジタル処理部１８０と、第２のＲＦ受信パス１２０における中心周波数シフト部１２４と、周波数変換部１４０が用いる外部クロック（以下リファレンス信号という）を生成するものであり、これらの機能ブロックと接続され、リファレンス信号を提供する。
【００３０】
デジタル処理部１８０は、Ａ／Ｄ変換器１６５により得られたデジタル信号の処理以外に、他の機能ブロックの制御も行う。これらの制御の詳細については、以下各機能ブロックの具体的な動作と共に説明する。なお、図面が分かりやすいように、これらの制御のための制御信号、および制御信号を伝送する信号線の図示は、省略する。
【００３１】
前述したように、第１のＲＦ受信パス１１０と第２のＲＦ受信パス１２０は、排他的に動作する。デジタル処理部１８０は、ヒューマンインターフェイス１９０を介してユーザが行った選択に従って、または２つの受信パスが交互に動作するように２つのＲＦ受信パスを制御する。
【００３２】
第１のＲＦ受信パス１１０はＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域の信号を受信するものであり、それに含まれるアンテナ１１１、ＲＦバンドパスフィルタ１１２、ＬＮＡ１１３は、この帯域に対応する。
【００３３】
第２のＲＦ受信パス１２０はＧａｌｉｌｅｏのＥ５ａ帯域の信号を受信するものであり、それに含まれるアンテナ１２１、ＲＦバンドパスフィルタ１２２、ＬＮＡ１２３は、この帯域に対応する。
【００３４】
すなわち、第１のＲＦ受信パス１１０におけるＬＮＡ１１３から出力されるＲＦ信号は、１５７５．４２±２．０４６ＭＨｚの信号であり、第２のＲＦ受信パス１２０におけるＬＮＡ１２３から出力されるＲＦ信号は、１１７６．４５±１０．２３ＭＨｚの信号である。
【００３５】
第１のＲＦ受信パス１１０におけるＬＮＡ１１３からのＲＦ信号は直接同相結合器１３２に出力されるが、第２のＲＦ受信パス１２０におけるＬＮＡ１２３からのＲＦ信号は、中心周波数シフト部１２４により中心周波数がシフトされてから同相結合器１３２に出力される。
【００３６】
第２のＲＦ受信パス１２０における中心周波数シフト部１２４は、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）周波数シンセサイザ（以下単にＰＬＬという）１２５と、例えばＶＣＯ（電圧制御発振器）となる局部発振器１２６と、ミキサ１２７を備え、ＬＮＡ１２３から出力されるＲＦ信号の中心周波数を１１７６．４５ＭＨｚから、第１のＲＦ受信パス１１０から出力されるＲＦ信号の中心周波数（１５７５．４２ＭＨｚ）にシフトする。
【００３７】
ＰＬＬ１２５と局部発振器１２６は、リファレンス信号発振器１８５からのリファレンス信号に基づいて、ＬＮＡ１２３からのＲＦ信号の中心周波数をシフトするための局部信号を生成してミキサ１２７に入力する。ここで、局部発振器１２６からミキサ１２７に出力される局部信号の周波数は３９８．９７ＭＨｚである。
【００３８】
ミキサ１２７は、ＬＮＡ１２３からのＲＦ信号と、局部発振器１２６からの局部信号を乗算するものであり、それによって、ＬＮＡ１２３からのＲＦ信号の中心周波数は３９８．９７ＭＨｚ分上方にシフトされ、１５７５．４２ＭＨｚになる。すなわち、中心周波数シフト部１２４は、ＬＮＡ１２３からのＲＦ信号の周波数を高くするアップコンバータである。
【００３９】
同相結合器１３２を介して、動作中のＲＦ受信パスからのＲＦ信号が段間フィルタ１３４に入力される。段間フィルタ１３４は、ＲＦ受信パスからのＲＦ信号に対して再度所望帯域外の妨害波を取り除くものであり、狭帯域のものが望まれる。
【００４０】
第１のＲＦ受信パス１１０からのＲＦ信号と、第２のＲＦ受信パス１２０からのＲＦ信号は、中心周波数が共に１５７５．４２ＭＨｚであるため、段間フィルタ１３４は、１５７５．４２ＭＨｚに対応するものが用いられる。２つのＲＦ受信パスのいずれからのＲＦ信号の中心周波数も１５７５．４２ＭＨｚであるため、段間フィルタ１３４としては、狭帯域のフィルタを用いることができる。
【００４１】
周波数変換部１４０は、段間フィルタ１３４から出力されたＲＦ信号をＩＦ信号に変換するダウンコンバータであり、ＰＬＬ１４１と、局部発振器１４２と、イメージリジェクションミキサ１４３を備える。ＰＬＬ１４１と局部発振器１４２は、リファレンス信号発振器１８５からのリファレンス信号に基づいて、段間フィルタ１３４からのＲＦ信号をＩＦ信号に周波数変換するための局部信号を生成してイメージリジェクションミキサ１４３に入力する。ここで、局部発振器１４２からイメージリジェクションミキサ１４３に出力される局部信号の周波数は、段間フィルタ１３４からのＲＦ信号の中心周波数と同様な１５７５．４２ＭＨｚである。
【００４２】
イメージリジェクションミキサ１４３は、段間フィルタ１３４からのＲＦ信号と、局部発振器１４２からの局部信号と乗算してＩＦ信号を得る。なお、この乗算により、段間フィルタ１３４からのＲＦ信号に含まれるイメージ周波数の妨害波信号も取り除かれる。
【００４３】
ＩＦバンドパスフィルタ１５０は、ローパスフィルタであり、周波数変換部１４０からのＩＦ信号から低域成分を取り出してＶＧＡ１６０に入力する。本実施の形態において、ＩＦバンドパスフィルタ１５０は、中心周波数が１５７５．４２ＭＨｚの信号に対応するものであり、そのバンド幅が±２ＭＨｚと±１０ＭＨｚ間で切替可能である。
【００４４】
ＩＦバンドパスフィルタ１５０のバンド幅の切替の制御は、デジタル処理部１８０により行われる。具体的に、第１のＲＦ受信パス１１０の動作時には該受信パスが受信するＲＦ信号のバンド幅に適合する±２ＭＨｚに、第２のＲＦ受信パス１２０の動作時には該受信パスが受信するＲＦ信号のバンド幅に適合する±１０ＭＨｚになるように切り替えられる。
【００４５】
ＩＦバンドパスフィルタ１５０により得られた信号は、ＶＧＡ１６０に入力され、ＶＧＡ１６０により増幅された後にＡ／Ｄ変換器１６５によりＡ／Ｄ変換される。ＶＧＡ１６０の利得は、利得調整部１７０により調整される。ここで利得調整部１７０の詳細については説明する。
【００４６】
一般的に、無線信号の受信装置において、量子化器すなわちＡ／Ｄ変換器の有効ビット数が大きいほど量子化誤差が小さくなり、受信感度が高くなる。また、Ａ／Ｄ変換器の有効ビット数は、Ａ／Ｄ変換器の物理ビット数のみならず、アナログ信号処理回路の線形性や、Ａ／Ｄ変換器に入力される信号の振幅にも影響される。アナログ信号処理回路の線形性が良いほど、最大有効ビット数はＡ／Ｄ変換器の物理ビット数に近づく。なお、Ａ／Ｄ変換器の有効ビット数が入力される信号の振幅によって変わり、有効ビット数が最大になるような入力振幅を持つ信号が入力されたときの有効ビット数は最大有効ビット数という。
【００４７】
ＧＰＳのＬ１帯域やＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域の信号を受信する受信装置において、Ａ／Ｄ変換器として物理ビット数が１ビットのものを用いることもあるが、受信感度を上げるために、２ビット以上の物理ビット数を有するＡ／Ｄ変換器を用いることが多い。本実施の形態の受信装置１００においても、Ａ／Ｄ変換器１６５は２ビット以上例えば４ビットの物理ビット数を有する。この場合、有効ビット数が４ビットに近づくようにＡ／Ｄ変換器に入力されるＩＦ信号の線形性を保ち、ＩＦ信号における歪みを抑制することが求められる。
【００４８】
ところで、実際の受信装置において、アンテナを介して取得されたＲＦ信号のレベルが、受信装置が置かれた環境に大きく左右されるため、受信装置内に利得調整可能な増幅器を設けなければ、Ａ／Ｄ変換器に入力されるＩＦ信号の振幅が変動する。そのため、Ａ／Ｄ変換器の有効ビット数が減少し、感度低下が起こる。すなわち、２ビット以上の物理ビット数を有するＡ／Ｄ変換器を使用された受信機では、最大感度を達成するために、利得調整部１７０の設置が必須である。
【００４９】
利得調整部１７０は、ＩＦ信号の振幅の変動を吸収するために設けられたものであり、ここで図２を参照してその構成を説明する。
【００５０】
本実施の形態における利得調整部１７０は、負帰還制御ループの手法を用いるものであり、図２に示すように、積分器１７１とコントロールロジック１７２を備える。コントロールロジック１７２は、Ａ／Ｄ変換器１６５に入力されるＩＦ信号の振幅の幾何平均が一定になるように、Ａ／Ｄ変換器１６５からのデジタル信号をコーディングし、パルス幅が可変なデジタルＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ：自動利得制御）信号を得て積分器１７１に出力する。
【００５１】
積分器１７１は、コントロールロジック１７２からのデジタルＡＧＣ信号を積分することによって平滑化し、ＤＣ（直流）コントロール信号としてＶＧＡ１６０の利得制御端子（図示せず）に入力する。
【００５２】
利得調整部１７０によって、Ａ／Ｄ変換器１６５に入力されるＩＦ信号の振幅は、Ａ／Ｄ変換器の有効ビット数が最大ビット数になるように制御される。そのため、良い受信感度を得ることができる。
【００５３】
図１に戻る。Ａ／Ｄ変換器１６５により得られたデジタル信号がデジタル処理部１８０に出力される。なお、デジタル処理部１８０による航法メッセージの復調などの詳細説明は、ここで省略する。
【００５４】
このように、本実施の形態の受信装置１００において、ＧａｌｉｌｅｏのＥ５ａ帯域のＥＦ信号を受信する第２のＲＦ受信パス１２０は、受信したＲＦ信号の中心周波数を、第１のＲＦ受信パス１１０により受信されるＲＦ信号（ＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域信号）の中心周波数１５７５．４２ＭＨｚに上方シフトする中心周波数シフト部１２４を備えることによって、１つの段間フィルタ１３４で、中心周波数が異なる２つのＲＦ信号に対応することができる。また、いずれのＲＦ受信パスからのＲＦ信号の中心周波数も同じ周波数になるため、段間フィルタ１３４として、妨害波の除去に十分な狭帯域幅（ここではバンド幅が上記２つのＲＦ信号の帯域幅をカバーできる±１０ＭＨｚ）のＲＦバンドパスフィルタ、例えばＳＡＷフィルタなどを用いることができ、イメージ信号などの妨害波を有効に除去することができる。すなわち、妨害波の除去効果を保ちつつ、ＲＦバンドパスフィルタの個数を減らすことによって受信装置の小規模化を実現でき、携帯電話機に実装されるものとしても高品質な受信が可能となる。
【００５５】
また、受信する衛星測位用信号を切り替える際に、ＲＦ受信パスの切替えと、ＩＦバンドパスフィルタ１５０のバンド幅のみを切り替えればよいので、制御ひいては装置の構成が簡単である。
【００５６】
本実施の形態の受信装置１００において、例として中心周波数も帯域幅も大きく異なる２つの衛星測位用信号に対応するために、ＩＦバンドパスフィルタ１５０のバンド幅をそれぞれの衛星測位用信号の帯域幅に合わせて切替えているが、中心周波数が異なっても、帯域幅が略同じまたは差が小さい２つの衛星測位用信号の場合には、ＩＦバンドパスフィルタ１５０のバンド幅を切り替える必要が無いため、制御がより簡単になる。なお、帯域幅の差小さい２つの衛星測位用信号の場合には、ＩＦバンドパスフィルタ１５０のバンド幅を、大きい方の帯域幅に合わせればよい。
【００５７】
また、本実施の形態の受信装置１００において、ＲＦ受信パスからのＲＦ信号の中心周波数を合わせることによって、周波数変換部１４０も１つで対応でき、受信装置をより小規模化することができる。
【００５８】
以上の説明において、分かりやすいように、２つのＲＦ受信パスがそれぞれ１種類の衛星測位用信号のみを受信するようにしているが、同じ中心周波数を有する複数の衛星測位用信号を同じＲＦ受信パスで受信してもよい。例えば、第１のＲＦ受信パス１１０は、ＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域信号以外に、同じ中心周波数を有するＧＰＳのＬ１帯域信号を受信してもよく、第２のＲＦ受信パス１２０は、ＧａｌｉｌｅｏのＥ５ａ帯域信号以外に、同じ中心周波数を有するＧＰＳのＬ５Ｃ帯域信号を受信してもよい。
【００５９】
ＧＰＳのＬ１帯域信号は１５７５．４２±１．０２３ＭＨｚの信号であるため、それを受信する際には、ＩＦバンドパスフィルタ１５０のバンド幅を±１ＭＨｚに切り替えればよい。さらに、±２ＭＨｚと±１ＭＨｚの差が小さいため、ＧＰＳのＬ１帯域信号の受信時に、ＩＦバンドパスフィルタ１５０のバンド幅をＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域信号のための±２ＭＨｚに切り替えるようにしてもよい。こうすることによって、ＩＦバンドパスフィルタ１５０のバンド幅を±２ＭＨｚと±１０ＭＨｚの間で切替えればよいので、制御が簡単である。
【００６０】
本実施の形態の受信装置１００において、第２のＲＦ受信パス１２０では、受信するＲＦ信号の周波数を第１のＲＦ受信パス１１０により受信されるＲＦ信号の中心周波数にシフトし、第１のＲＦ受信パス１１０により受信されるＲＦ信号の中心周波数を基準周波数としている。こうすることによって、第１のＲＦ受信パス１１０には、ＲＦ信号の中心周波数にシフトする中心周波数シフト部を備える必要が無いので、装置の規模を抑制できる。例えば、段間フィルタ１３４および周波数変換部１４０を、所定の基準周波数に対応するものにし、各ＲＦ受信パスに、それぞれのＲＦ信号の中心周波数をこの基準周波数にシフトする中心周波数シフト部を備えるようにしてもよい。
【００６１】
さらに、わかり易いように、本実施の形態の受信装置１００は、中心周波数の異なる２つの衛星測位用信号に対応するものであるが、中心周波数の異なる３つ以上の衛星測位用信号に対応する受信装置に、本発明の技術を適用してもよく、またその場合においても、受信装置１００と同じ効果を得ることができる。
【００６２】
＜第２の実施の形態＞
図３は、本発明の第２の実施の形態にかかる受信装置２００を示す。この受信装置２００は、利得調整部２７０が図１に示す受信装置１００における利得調整部１７０と異なる点を除き、他の各機能ブロックは同じである。そのため、図２において、図１に示す受信装置１００のものと同様の構成または機能を有する部分に対して同一の符号を付与すると共に、これらの部分に対する説明を省略する。
【００６３】
ここで図４を参照して、図２に示す受信装置２００における利得調整部２７０を説明する。
【００６４】
利得調整部２７０は、受信装置１００における利得調整部１７０と同じように負帰還制御ループの手法を用いてＶＧＡ１６０の利得を調整するものであり、図４に示すように、コントロールロジック２７２と、積分器２７１と、状態保存部２７３を備える。コントロールロジック２７２と積分器２７１は、受信装置１００におけるコントロールロジック１７２と積分器１７１とそれぞれ同様に動作する。
【００６５】
積分器２７１は、コントロールロジック２７２からのデジタルＡＧＣ信号を積分することによって平滑化し、ＤＣコントロール信号としてＶＧＡ１６０の利得制御端子に入力する。ところで、このようなＡＧＣコントロールループの動作開始から安定するまで、積分器２７１の時定数以上の時間がかかる。本実施の形態の受信装置２００のように、複数の種類の衛星測位用信号を切替えて受信する場合に、１つの種類の衛星測位用信号から別種類の衛星測位用信号の受信に切り替える際に、利得調整部１７０では、ＡＧＣコントロールループが安定するまで時間がかかるため、ループが安定するまで待機する事態になり得る。これは、無駄な電力消費と効率の悪化につながる。
【００６６】
受信装置２００における利得調整部２７０の状態保存部２７３は、この問題を解決するために設けられたものである。図４に示すように、状態保存部２７３は、Ａ／Ｄ変換器２７４と、書込部２７５と、レジスタ２７６と、読出部２７７と、Ｄ／Ａ変換器２７８を備え、デジタル処理部１８０により制御される。
【００６７】
デジタル処理部１８０は、ＲＦ受信パスを切り替えるのに際し、切替直前のＡＧＣコントロールの状態（具体的には積分器２７１から出力されているＤＣコントロール信号）の保存を状態保存部２７３に行わせる。状態保存部２７３において、デジタル処理部１８０から「状態保存」を示す制御信号を受信すると、Ａ／Ｄ変換器２７４は積分器２７１から出力されているＤＣコントロール信号をデジタル信号に変換し、書込部２７５はこのデジタル信号をレジスタ２７６に書き込む。そして、ＲＦ受信パスの切替後、読出部２７７はレジスタ２７６から当該デジタル信号を読出し、Ｄ／Ａ変換器２７８は読出部２７７により読み出されたデジタル信号をアナログ信号に変換してＶＧＡ１６０の利得制御端子に印加する。なお、デジタル処理部１８０に制御により、印加時には、元のＡＧＣコントロールループがオープンにされる一方、印加後は、状態保存部２７３とＶＧＡ１６０の利得制御端子の接続が切断され、ＡＧＣコントロールループがクローズドされる。
【００６８】
本第２の実施の形態の受信装置２００は、第１の実施の形態の受信装置１００と同じ効果を得ることができると共に、上記のような状態保存部２７３を利得調整部２７０に設けることにより、ＲＦ受信バスの切替時に、利得調整部２７０におけるＡＧＣコントロールループが迅速に安定することができる。そのため、受信する信号の切り替えに起因する時間のロスを削減でき、ひいては消費電力を抑制し、受信効率を高めることができる。
【００６９】
＜第３の実施の形態＞
図５は、本発明の第３の実施の形態にかかる受信装置３００を示す。この受信装置３００は、中心周波数が異なる３つの衛星測位用信号を切り換えて受信可能なものであり、第１のＲＦ受信パス３１０、第２のＲＦ受信パス３２０、同相結合器３３２、段間フィルタ３３４、周波数変換部３４０、ＩＦバンドパスフィルタ３５０、ＶＧＡ３６０、Ａ／Ｄ変換器３６５、利得調整部３７０、デジタル処理部３８０、リファレンス信号発振器３８５、ヒューマンインターフェイス３９０を備える。
【００７０】
本実施の形態の受信装置３００は、ＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域（中心周波数：１５７５．４２ＭＨｚ、帯域幅：±２．０４６ＭＨｚ）、ＧＰＳのＬ５Ｃ帯域（中心周波数：１１７６．４５ＭＨｚ、帯域幅：±１０．２３ＭＨｚ）、およびＧａｌｉｌｅｏのＥ５ｂ帯域（中心周波数：１２０７．１４ＭＨｚ、帯域幅：±１０．２３ＭＨｚ）を受信対象とする。
【００７１】
第１のＲＦ受信パス３１０は、ＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域の信号を受信するものであり、該帯域のＲＦ信号を取得するアンテナ３１１、アンテナ３１１により取得したＲＦ信号に対してバンドパス処理を行って所望帯域（ここでＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域）以外の妨害波信号を除去するＲＦバンドパスフィルタ３１２、ＲＦバンドパスフィルタ３１２から出力されたＲＦ信号を増幅するＬＮＡ（低雑音増幅アンプ）３１３を有する。
【００７２】
第２のＲＦ受信パス３２０は、ＧＰＳのＬ５Ｃ帯域とＧａｌｉｌｅｏのＥ５ｂ帯域を受信するものであり、この２つの帯域のＲＦ信号を取得可能なアンテナ３２１、アンテナ３２１により取得したＲＦ信号に対してバンドパス処理を行って所望帯域（ここではＧＰＳのＬ５Ｃ帯域とＧａｌｉｌｅｏのＥ５ｂ帯域）以外の妨害波信号を除去するＲＦバンドパスフィルタ３２２、ＲＦバンドパスフィルタ３２２から出力されたＲＦ信号を増幅するＬＮＡ３２３、ＬＮＡ３２３から出力されたＲＦ信号に対して中心周波数のシフトを行う中心周波数シフト部３２４を有する。なお、第１のＲＦ受信パス３１０と第２のＲＦ受信パス３２０により受信される３つの衛星測位用信号の周波数帯域を図６の上部に示している。
【００７３】
第１のＲＦ受信パス３１０におけるＬＮＡ３１３、第２のＲＦ受信パス３２０におけるＬＮＡ３２３および中心周波数シフト部３２４は、排他的に動作する。すなわち、第１のＲＦ受信パス３１０と第２のＲＦ受信パス３２０は、同時にＲＦ信号を出力することが無く、同じ時刻においてはいずれか一方からのみＲＦ信号が出力される。なお、いずれのＲＦ受信パスが動作するかは、デジタル処理部３８０により制御される。
【００７４】
ここで、第２のＲＦ受信パス３２０における中心周波数シフト部３２４を説明する。中心周波数シフト部３２４は、ＰＬＬ３２５と、局部発振器３２６と、ミキサ３２７を備える。
【００７５】
ＰＬＬ３２５と局部発振器３２６は、リファレンス信号発振器３８５からのリファレンス信号に基づいて、ＬＮＡ３２３からのＲＦ信号の中心周波数をシフトするための局部信号を生成してミキサ３２７に出力する。局部発振器３２６からミキサ３２７に出力される局部信号は、ＬＮＡ３２３から出力されるＲＦ信号と同相であり、周波数が３９８．９７ＭＨｚである。
【００７６】
ずなわち、中心周波数シフト部３２４は、アップコンバータであり、それにより、ＬＮＡ３２３から出力されたＲＦ信号の中心周波数は、３９８．９７ＭＨｚ分上方にシフトされる。
【００７７】
前述したように、第２のＲＦ受信パス３２０は、ＧＰＳのＬ５Ｃ帯域とＧａｌｉｌｅｏのＥ５ｂ帯域の信号を受信するものであり、それによって、ＧＰＳのＬ５Ｃ帯域の信号の中心周波数は１１７６．４５ＭＨｚから１５７５．４２ＭＨｚにシフトされ、ＧａｌｉｌｅｏのＥ５ｂ帯域の信号の中心周波数は１２０７．１４ＭＨｚから１６０６．１１ＭＨｚにシフトされる。すなわち、第２のＲＦ受信パス３２０から出力されるＲＦ信号の中心周波数は１５７５．４２ＭＨｚと１６０６．１１ＭＨｚであり、それらの中心周波数の平均値は１５９０．７６５ＭＨｚとなる。なお、第１のＲＦ受信パス３１０と第２のＲＦ受信パス３２０から出力される各ＲＦ信号の周波数帯域は、図６の下部に示されている。
【００７８】
第１のＲＦ受信パス３１０と第２のＲＦ受信パス３２０の出力端がそれぞれ同相結合器３３２に接続される。同相結合器３３２は、動作中のＲＦ受信パスから出力されたＲＦ信号を段間フィルタ３３４に入力する。
【００７９】
段間フィルタ３３４は、ＲＦ受信パスからのＲＦ信号に対して再度所望帯域該の妨害波を取り除くものであり、前述したように、狭帯域のものが望まれる。本実施の形態において、第１のＲＦ受信パス３１０から出力されるＲＦ信号の中心周波数は１５７５．４２ＭＨｚであり、第２のＲＦ受信パス３２０から出力されるＲＦ信号の中心周波数は、１５７５．４２ＭＨｚと１６０６．１１ＭＨｚであり、高い方の中心周波数と低い方の中心周波数間の差が僅か３０．６９ＭＨｚである。そのため、段間フィルタ３３４としては、狭帯域のフィルタを用いることができる。
【００８０】
段間フィルタ３３４は、バンドパス処理をして得たＲＦ信号を周波数変換部３４０に入力する。周波数変換部３４０は、段間フィルタ３３４から出力されたＲＦ信号をＩＦ信号に変換するダウンコンバータであり、ＰＬＬ３４１と、局部発振器３４２と、イメージリジェクションミキサ３４３を備える。ＰＬＬ３４１と局部発振器３４２は、リファレンス信号発振器３８５からのリファレンス信号に基づいて、段間フィルタ３３４からのＲＦ信号をＩＦ信号に周波数変換するための局部信号を生成してイメージリジェクションミキサ３４３に入力する。ここで、局部発振器３４２からイメージリジェクションミキサ３４３に出力される局部信号の周波数は１５９０．７６５ＭＨｚである。この周波数は、第２のＲＦ受信パス３２０から出力される２つのＲＦ信号の中心周波数の平均値と同じである。
【００８１】
本実施の形態の受信装置３００において、周波数変換部３４０のイメージリジェクションミキサ３４３は、局部発振器３４２からの局部信号の上部サイドと下部サイドのいずれを使用するかが切替え可能に構成されている。この切替も、デジタル処理部３８０により制御される。
【００８２】
前述したように、第１のＲＦ受信パス３１０から出力されるＲＦ信号の中心周波数は１５７５．４２ＭＨｚであり、第２のＲＦ受信パス３２０から出力されるＲＦ信号の中心周波数は１５７５．４２ＭＨｚと１６０６．１１ＭＨｚである。イメージリジェクションミキサ３４３を上部サイドに設定すれば、１６０６．１１ＭＨｚのＲＦ信号は１６．３４５ＭＨｚのＩＦ信号に変換され、イメージリジェクションミキサ３４３を下部サイドに設定すれば、１５７５．４２ＭＨｚのＲＦ信号も１６．３４５ＭＨｚに変換される。
【００８３】
デジタル処理部３８０は、いずれの衛星測位用信号を受信するかに応じて、下記のように２つのＲＦ受信パスおよびイメージリジェクションミキサ３４３を制御する：
Ａ．ＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域の受信時：第１のＲＦ受信パス３１０を動作させるとともに、イメージリジェクションミキサ３４３を下部サイドに設定する。
【００８４】
Ｂ．ＧＰＳのＬ５Ｃ帯域の受信時：第２のＲＦ受信パス３２０を動作させるとともに、イメージリジェクションミキサ３４３を下部サイドに設定する。
【００８５】
Ｃ．ＧａｌｉｌｅｏのＥ５ｂ帯域の受信時：第２のＲＦ受信パス３２０を動作させるとともに、イメージリジェクションミキサ３４３を上部サイドに設定する。
【００８６】
このような構成にすることによって、ＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域、ＧＰＳのＬ５Ｃ帯域、ＧａｌｉｌｅｏのＥ５ｂ帯域の３つの信号のうちのいずれを受信する場合においても、同じイメージリジェクションミキサ３４３を用いることができる。
【００８７】
また、イメージリジェクションミキサ３４３から出力されるＩＦ信号は、いずれの帯域のＲＦ信号の場合においても、１５．３４５ＭＨｚの信号となるため、ＩＦバンドパスフィルタ３５０としては同じものを用いることができる。
【００８８】
ＩＦバンドパスフィルタ３５０は１５．３４５ＭＨｚに対応するものであり、そのバンド幅は、デジタル処理部３８０により、受信するＲＦ信号の帯域幅に応じて±２ＭＨｚと±１０ＭＨｚ間で切り替えられる。
【００８９】
なお、ＩＦ信号処理段を構成するＶＧＡ３６０、Ａ／Ｄ変換器３６５、利得調整部３７０、およびリファレンス信号発振器３８５、ヒューマンインターフェイス３９０の詳細については、受信装置１００における相対応する機能ブロックと同様であるので、ここで説明を省略する。
【００９０】
このように、本第３の実施の形態の受信装置３００において、第２のＲＦ受信パス３２０は２つの帯域の信号を受信するとともに、受信した２つのＲＦ信号の中心周波数が周波数変換部３４０の局部信号の両側に分布するようにＲＦ信号の周波数を上方にシフトする。デジタル処理部３８０は、この２つの衛星測位用信号のいずれを受信するかによってイメージリジェクションミキサ３４３を上部サイドか下部サイドに設定する。こうすることによって、一方例えばＧａｌｉｌｅｏのＥ５ｂ帯域の信号を受信する際に、他方ここではＧＰＳのＬ５Ｃ帯域の信号は妨害波信号として抑制される。ＧＰＳのＬ５Ｃ帯域の信号を受信する際においても同様に、ＧａｌｉｌｅｏのＥ５ｂ帯域の信号は妨害波信号として抑制される。
【００９１】
すなわち、受信装置の耐妨害波能力を保ちながら、中心周波数が異なるもののそれほど大きく離れていない２つの衛星測位用信号を１つのＲＦ受信パスで切り替えて受信することができる。
【００９２】
また、１つの段間フィルタ３３４で中心周波数が異なる複数の衛星測位用信号を受信できるなどの効果は、受信装置１００と同様である。
【００９３】
ここで、説明が分かりやすいように、第１のＲＦ受信パス３１０がＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域の信号のみを受信するものとして説明したが、ＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域と中心周波数が同じであるＧＰＳのＬ１帯域の信号も受信するものとすることができる。第２のＲＦ受信パス３２０についても同じであり、ＧＰＳのＬ５Ｃ帯域と中心周波数が同じであるＧａｌｉｌｅｏのＥ５ａ帯域の受信するものとすることができる。すなわち、受信装置３００によって、小さな装置規模で５つの衛星測位用信号を受信することができる。
【００９４】
＜第４の実施の形態＞
図７は、本発明の第４の実施の形態にかかる受信装置４００を示す。この受信装置４００は、第３の実施の形態の受信装置３００を、ＧＰＳのすべての帯域の衛星測位用信号と、Ｇａｌｉｌｅｏの全ての帯域の衛星測位用信号を受信することに適用したものであり、２つのＲＦ受信パスを有し、その第２のＲＦ受信パス４２０が受信装置３００における第２のＲＦ受信パス３２０と異なる点、およびデジタル処理部４８０が行う制御と受信装置３００におけるデジタル処理部３８０が行う制御と一部異なる点を除き、他の各機能ブロックは、受信装置３００における相対応する部分と同じである。そのため、図７において、図５に示す受信装置３００のものと同様の構成または機能を有する部分に対して同一の符号を付与すると共に、これらの部分に対する説明を省略する。
【００９５】
ここでまず、ＧＰＳとＧａｌｉｌｅｏの帯域の信号の中心周波数に注目してみる。ＧＰＳのＬ１帯域とＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域の中心周波数は１５７５．４２ＭＨｚであり、他の帯域の信号の中心周波数は１１７６．４５ＭＨｚ〜１２７８．６ＭＨｚの範囲にある。前者を第１のグループとし、後者を第２のグループとする。本第４の実施の形態の受信装置４００は、受信装置３００の第１のＲＦ受信パス３１０と同じＲＦ受信パスで第１のグループの各信号を受信し、もう１つのＲＦ受信パスすなわち第２のＲＦ受信パス４２０で第２のグループの各信号を受信する。
【００９６】
第２のＲＦ受信パス４２０は、第２のグループの各信号を取得可能なアンテナ４２１、アンテナ４２１により取得したＲＦ信号に対してバンドパス処理を行って所望帯域（ここで第２グループの全ての信号の帯域）以外の妨害波信号を除去するＲＦバンドパスフィルタ４２２、ＲＦバンドパスフィルタ４２２から出力されたＲＦ信号を増幅するＬＮＡ４２３、ＬＮＡ４２３から出力されたＲＦ信号に対して中心周波数のシフトを行う中心周波数シフト部４２４を有する。
【００９７】
第１のＲＦ受信パス３１０におけるＬＮＡ３１３、第２のＲＦ受信パス４２０におけるＬＮＡ４２３および中心周波数シフト部４２４は、排他的に動作する。すなわち、第１のＲＦ受信パス３１０と第２のＲＦ受信パス４２０は、同時にＲＦ信号を出力することが無く、同じ時刻においてはいずれか一方からのみＲＦ信号が出力される。なお、いずれのＲＦ受信パスが動作するかは、デジタル処理部４８０により制御される。さらに、第２のＲＦ受信パス４２０は、中心周波数が異なる複数のＲＦ信号を切り替えて受信するものであり、これらの複数のＲＦ信号のうちのいずれを受信するかもデジタル処理部４８０により制御される。
【００９８】
受信装置３００の説明時に述べたように、周波数変換部３４０のイメージリジェクションミキサ３４３は、局部発振器３４２からの局部信号の上部サイドと下部サイドを切替えて使用可能に構成されている。この切替は、デジタル処理部４８０により制御される。
【００９９】
第２のＲＦ受信パス４２０における中心周波数シフト部４２４は、ＰＬＬ４２５と、局部発振器４２６と、ミキサ４２７を備え、受信したＲＦ信号の中心周波数を周波数変換部３４０におけるイメージリジェクションミキサ３４３の上部サイドまたは下部サイドに一致するようにシフトする。このシフトは、デジタル処理部４８０により、受信するＲＦ信号の種類に応じて、ＰＬＬ４２５と局部発振器４２６により生成される局部信号の周波数を変更させることによって制御される。
【０１００】
デジタル処理部４８０は、第２のＲＦ受信パス４２０から出力されるＲＦ信号の中心周波数が、周波数変換部３４０の局部信号の周波数１５９０．７６５ＭＨｚの両側に分布するようにＰＬＬ４２５と局部発振器４２６による局部信号の生成を制御する。具体的には下記のように制御する。
【０１０１】
Ａ．ＧＰＳのＬ５Ｃ（中心周波数：１１７６．４５ＭＨｚ）、ＧａｌｉｌｅｏのＥ５ａ（中心周波数：１１７６．４５ＭＨｚ）、ＧａｌｉｌｅｏのＥ５ｂ（中心周波数：１２０７．１４ＭＨｚ）のいずれを受信するとき：３９８．９７ＭＨｚの局部信号を生成させる。
【０１０２】
これにより、ＧＰＳのＬ５ＣとＧａｌｉｌｅｏのＥ５ａのＲＦ信号の中心周波数は１５７５．４２ＭＨｚにシフトされ、ＧａｌｉｌｅｏのＥ５ｂのＲＦ信号の中心周波数は１６０６．１１ＭＨｚにシフトされる。
【０１０３】
Ｂ．ＧＰＳのＬ２Ｃ（中心周波数：１２２７．６ＭＨｚ）を受信するとき：３４７．８２ＭＨｚの局部信号を生成させる。
【０１０４】
これにより、ＧＰＳのＬ２ＣのＲＦ信号の中心周波数は１５７５．４２ＭＨｚにシフトされる。
【０１０５】
Ｃ．ＧａｌｉｌｅｏのＥ６（中心周波数：１２７８．７５ＭＨｚ）を受信するとき：２９６．９７ＭＨｚの局部信号を生成させる。
【０１０６】
これにより、ＧａｌｉｌｅｏのＥ６のＲＦ信号の中心周波数は１５７５．７２ＭＨｚにシフトされる。
【０１０７】
このような構成によって、受信装置４００における第１のＲＦ受信パス３１０から出力されるＲＦ信号の中心周波数は１５７５．４２ＭＨｚであり、第２のＲＦ受信パス４２０から出力されるＲＦ信号の中心周波数は１５７５．４２ＭＨｚか１６０６．１１ＭＨｚのいずれかであり、差が小さい。そのため、狭帯域の段間フィルタ３３４を用いることができる。
【０１０８】
デジタル処理部４８０によるイメージリジェクションミキサ３４３およびＩＦバンドパスフィルタ３５０の制御は、ここで省略する。
【０１０９】
このように、本実施の形態の受信装置４００は、ＧＰＳとＧａｌｉｌｅｏのすべての帯域の信号を小規模な装置で切替えて受信可能になる。
【０１１０】
＜第５の実施の形態＞
図８は、本発明の第５の実施の形態にかかる受信装置５００を示す。受信装置５００は、第３の実施の形態の受信装置３００と同じように、中心周波数が異なる３つ衛星測位用信号（ＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域、ＧＰＳのＬ５Ｃ帯域、ＧａｌｉｌｅｏのＥ５ｂ帯域）を切替えて受信するものであり、第１のＲＦ受信パス５１０、第２のＲＦ受信パス５２０、同相結合器５３２、段間フィルタ５３４、周波数変換部５４０、周波数変換部５４０、ＶＧＡ５６０、利得調整部５７０、デジタル処理部５８０、リファレンス信号発振器５８５、ヒューマンインターフェイス５９０を備える。
【０１１１】
第１のＲＦ受信パス５１０は、ＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域の信号を受信するものであり、該帯域のＲＦ信号を取得するアンテナ５１１、アンテナ５１１により取得したＲＦ信号に対してバンドパス処理を行って所望帯域（ここでＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域）以外の妨害波信号を除去するＲＦバンドパスフィルタ５１２、ＲＦバンドパスフィルタ５１２から出力されたＲＦ信号を増幅するＬＮＡ５１３を有する。
【０１１２】
第２のＲＦ受信パス５２０は、ＧＰＳのＬ５Ｃ帯域とＧａｌｉｌｅｏのＥ５ｂ帯域を受信するものであり、この２つの帯域のＲＦ信号を取得可能なアンテナ５２１、アンテナ５２１により取得したＲＦ信号に対してバンドパス処理を行って所望帯域（ここではＧＰＳのＬ５Ｃ帯域とＧａｌｉｌｅｏのＥ５ｂ帯域）以外の妨害波信号を除去するＲＦバンドパスフィルタ５２２、ＲＦバンドパスフィルタ５２２から出力されたＲＦ信号を増幅するＬＮＡ５２３、ＬＮＡ５２３から出力されたＲＦ信号に対して中心周波数のシフトを行う中心周波数シフト部５２４を有する。なお、第１のＲＦ受信パス５１０と第２のＲＦ受信パス５２０により受信される３つの衛星測位用信号の周波数帯域を図９の上部に示している。
【０１１３】
第１のＲＦ受信パス５１０におけるＬＮＡ５１３、第２のＲＦ受信パス５２０におけるＬＮＡ５２３および中心周波数シフト部５２４は、排他的に動作する。すなわち、第１のＲＦ受信パス５１０と第２のＲＦ受信パス５２０は、同時にＲＦ信号を出力することが無く、同じ時刻においてはいずれか一方からのみＲＦ信号が出力される。なお、いずれのＲＦ受信パスが動作するかは、デジタル処理部５８０により制御される。
【０１１４】
ここで、第２のＲＦ受信パス５２０における中心周波数シフト部５２４を説明する。中心周波数シフト部５２４は、分周器５２５とミキサ５２７を備える。
【０１１５】
分周器５２５は、後述する周波数変換部５４０における局部発振器５４２からの信号を分周し、中心周波数をシフトするための局部信号を得てミキサ５２７に供する。詳細については後述するが、局部発振器５４２の発振周波数が３１２０ＭＨｚに固定されており、分周器５２５の分周数が１４４／１７に固定されているため、分周器５２５からミキサ５２７に供される局部信号の周波数は約３６８．３３ＭＨｚである。
【０１１６】
ミキサ５２７は、分周器５２５から供される局部信号とＬＮＡ５２３からのＲＦ信号を乗算することによって、ＬＮＡ５２３からのＲＦ信号の中心周波数を３６８．３３分上方にシフトする。
【０１１７】
前述したように、第２のＲＦ受信パス５２０は、ＧＰＳのＬ５Ｃ帯域とＧａｌｉｌｅｏのＥ５ｂ帯域の信号を受信するものである。ＧＰＳのＬ５Ｃ帯域の信号を受信する際に、中心周波数シフト部５２４はその中心周波数を１１７６．４５ＭＨｚから１５４４．７８ＭＨｚにシフトする。また、ＧａｌｉｌｅｏのＥ５ｂ帯域の信号を受信する際に、中心周波数シフト部５２４はその中心周波数を１５７５．４７ＭＨｚにシフトする。すなわち、第２のＲＦ受信パス５２０から出力されるＲＦ信号の中心周波数は１５４４．７８ＭＨｚまたは１５７５．４７ＭＨｚである。
【０１１８】
図９の下部には、第１のＲＦ受信パス５１０と第２のＲＦ受信パス５２０から出力される各ＲＦ信号の周波数帯域が示されている。
【０１１９】
第１のＲＦ受信パス５１０と第２のＲＦ受信パス５２０の出力端がそれぞれ同相結合器５３２に接続される。同相結合器５３２は、動作中のＲＦ受信パスから出力されたＲＦ信号を段間フィルタ５３４に入力する。
【０１２０】
図９の下部に示すように、第１のＲＦ受信パス５１０から出力されるＲＦ信号の中心周波数は１５７５．４２ＭＨｚであり、第２のＲＦ受信パス５２０から出力されるＲＦ信号の中心周波数は、１５４４．７８ＭＨｚと１５７５．４７ＭＨｚであり、高い方の中心周波数と低い方の中心周波数間の差が僅か２０．６９ＭＨｚである。そのため、段間フィルタ５３４としては、狭帯域のフィルタを用いることができる。
【０１２１】
段間フィルタ５３４は、バンドパス処理をして得たＲＦ信号を周波数変換部５４０に入力する。周波数変換部５４０は、段間フィルタ５３４から出力されたＲＦ信号をＩＦ信号に変換するダウンコンバータであり、ＰＬＬ６００と、局部発振器５４２と、イメージリジェクションミキサ５４３を備える。ＰＬＬ５４１と局部発振器５４２は、リファレンス信号発振器５８５からのリファレンス信号に基づいて、段間フィルタ５３４からのＲＦ信号をＩＦ信号に周波数変換するための局部信号を生成してイメージリジェクションミキサ５４３に入力する。
【０１２２】
ＰＬＬ６００は、分周器６１０、ＰＤ＆ＣＰ６２０、ループフィルタ６３０、分周器６４０、分周器６５０を有する。分周器６１０は、リファレンス信号発振器５８５からのリファレンス信号を分周してＰＤ＆ＣＰ（ＰＤ：Ｐｈａｓｅ Ｄｅｃｔｏｒ、ＣＰ：Ｃｈａｒｇｅ Ｐｕｍｐ）６２０に入力し、ＰＤ＆ＣＰ６２０は、分周器６１０と分周器６５０からの信号の位相差を検出すると共に、検出した位相差に応じたパルス幅を有する信号を出力する。ループフィルタ６３０は、ＰＤ＆ＣＰ６２０からの信号のパルス幅に応じた直流電圧を生成して局部発振器５４２に入力する。局部発振器５４２は、電圧制御発振器であり、ループフィルタ６３０からの直流電圧に応じた周波数の信号を生成して分周器６４０、および中心周波数シフト部５２４における分周器５２５に出力する。分周器６４０は、局部発振器５４２からの信号を２分周して、局部発振器５４２の発振周波数の半分の周波数の局部信号を得る。また、分周器６４０は、局部信号として、周波数が同様で、相対位相差が０度、９０度、１８０度、２７０度の４相の信号を生成する。
【０１２３】
本実施の形態の受信装置５００において、デジタル処理部５８０は、局部発振器５４２の発振周波数が３１２０ＭＨｚに固定されるようにＰＬＬ６００を制御する。そのために、リファレンス信号発振器５８５により生成されるリファレンス信号の周波数が１３ＭＨｚの１倍、または２倍または４倍とされている。また、分周器６４０により得られて周波数変換部５４０に入力される局部信号の周波数が１６５０ＭＨｚとなる。
【０１２４】
第１のＲＦ受信パス５１０または第２のＲＦ受信パス５２０から出力されたＲＦ信号は、同相結合器５３２を介して段間フィルタ５３４に入力され、段間フィルタ５３４によりバイパス処理が施されて周波数変換部５４０に入力される。周波数変換部５４０におけるイメージリジェクションミキサ５４３は、分周器６４０からの局部信号の上部サイドと下部サイドのいずれかを用いて、段間フィルタ５３４からのＲＦ信号をＩＦ信号に変換する。イメージリジェクションミキサ５４３が局部信号の上部サイドと下部サイドのいずれを用いるかは、デジタル処理部５８０によりＲＦ信号の種類に応じて切替えられる。具体的には、段間フィルタ５３４からＲＦ信号が分周器６４０からの局部信号の周波数１６５０ＭＨｚより低い場合（ここではＧＰＳのＬ５Ｃを受信する場合）には下部サイドを用い、１６５０ＭＨｚより高い場合（ここではＧａｌｉｌｅｏのＬ１またはＥ５ｂを受信する場合）には上部サイドを用いる。
【０１２５】
このような構成によって、第２のＲＦ受信パス５２０が動作し、ＧＰＳのＬ５Ｃ帯域の信号を受信する際に、段間フィルタ５３４から出力されるＲＦ信号の中心周波数が１５４４．７８ＭＨｚとなる。周波数変換部５４０のイメージリジェクションミキサ５４３は、分周器６４０からの局部信号の下部サイドを用いてこのＲＦ信号をＩＦ信号に変換するため、周波数変換部５４０から出力されるＩＦ信号の中心周波数が１５．２２ＭＨｚとなる。
【０１２６】
また、第２のＲＦ受信パス５２０が動作し、ＧａｌｉｌｅｏのＥ５ｂ帯域の信号を受信する際に、段間フィルタ５３４から出力されるＲＦ信号の中心周波数が１５７５．４７ＭＨｚとなる。イメージリジェクションミキサ５４３は、分周器６４０からの局部信号の上部サイドを用いてこのＲＦ信号をＩＦ信号に変換した結果、中心周波数が１５．４７ＭＨｚのＩＦ信号が得られる。
【０１２７】
また、第１のＲＦ受信パス５１０が動作し、ＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域の信号を受信する際に、段間フィルタ５３４から出力されるＲＦ信号の中心周波数が１７５．４２ＭＨｚとなる。イメージリジェクションミキサ５４３は、分周器６４０からの局部信号の上部サイドを用いてこのＲＦ信号をＩＦ信号に変換した結果、中心周波数が１５．４５ＭＨｚのＩＦ信号が得られる。
【０１２８】
すなわち、３つの衛星測位用信号に対して、周波数変換部５４０により得られるＩＦ信号の中心周波数はそれぞれ１５．２２ＭＨｚ、１５．４５ＭＨｚ、１５．４７ＭＨｚである。これらのＩＦ信号の中心周波数の差が僅かであるため、ＩＦバンドパスフィルタ５５０として同じものを用いることができる。
【０１２９】
なお、３つのＩＦ信号の中心周波数の差が僅かであるため、後にデジタル処理部５８０においてデジタル信号処理時にリサンプラーを用いれば容易に対応することができる。
【０１３０】
ＩＦバンドパスフィルタ５５０、ＶＧＡ５６０、Ａ／Ｄ変換器５６５、利得調整部５７０、ヒューマンインターフェイス５９０は、受信装置１００〜受信装置４００のいずれにおける相対応するものと同じ構成および機能を有するので、ここで詳細な説明を省略する。
【０１３１】
このように本実施の形態の受信装置５００によれば、第３の実施の形態の受信装置３００と同じ効果を得ることができると共に、分周器５２５とミキサ５２７のみで中心周波数シフト部５２４を構成しているため、より装置の小規模化を図ることができる。
【０１３２】
上記各実施の形態の受信装置は、中心周波数が異なる複数のＲＦ信号を受信する際に、フィルタの数を減らすことができるため、装置の小規模化を図ることができる。また、ＲＦ受信パスにおけるＲＦアンプの後のＲＦフィルタを狭帯域のフィルタを用いることができるので、携帯電話機のようなど大パワー送信を行う場合もある通信機器に搭載する場合にも高い耐妨害波能力を発揮できる。
【０１３３】
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。実施の形態は例示であり、本発明の主旨から逸脱しない限り、さまざまな変更、増減、各実施の形態の要素の組合せなどをしてもよい。これらの変更、増減、組合せがなされた変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる受信装置を示す図である。
【図２】図１に示す受信装置における利得調整部を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態にかかる受信装置を示す図である。
【図４】図２に示す受信装置における利得調整部を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態にかかる受信装置を示す図である。
【図６】図５に示す受信装置における第２のＲＦ受信パスの動作を説明するための図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態にかかる受信装置を示す図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態にかかる受信装置を示す図である。
【図９】図８に示す受信装置における第２のＲＦ受信パスの動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１３５】
１００ 受信装置 １１０ 第１のＲＦ受信パス
１１１ アンテナ １１２ ＲＦバンドパスフィルタ
１１３ ＬＮＡ １２０ 第２のＲＦ受信パス
１２１ アンテナ １２２ ＲＦバンドパスフィルタ
１２３ ＬＮＡ １２４ 中心周波数シフト部
１２５ ＰＬＬ １２６ 局部発振器
１２７ ミキサ １３２ 同相結合器
１３４ 段間フィルタ １４０ 周波数変換部
１４１ ＰＬＬ １４２ 局部発振器
１４３ イメージリジェクションミキサ １５０ ＩＦバンドパスフィルタ
１６０ ＶＧＡ １６５ Ａ／Ｄ変換器
１７０ 利得調整部 １７１ 積分器
１７２ コントロールロジック １８０ デジタル処理部
１８５ リファレンス信号発振器 １９０ ヒューマンインターフェイス
２００ 受信装置 ２７０ 利得調整部
２７１ 積分器 ２７２ コントロールロジック
２７３ 状態保存部 ２７４ Ａ／Ｄ変換器
２７５ 書込部 ２７６ レジスタ
２７７ 読出部 ２７８ Ｄ／Ａ変換器
３００ 受信装置 ３１０ 第１のＲＦ受信パス
３１１ アンテナ ３１２ ＲＦバンドパスフィルタ
３１３ ＬＮＡ ３２０ 第２のＲＦ受信パス
３２１ アンテナ ３２２ ＲＦバンドパスフィルタ
３２３ ＬＮＡ ３２４ 中心周波数シフト部
３２５ ＰＬＬ ３２６ 局部発振器
３２７ ミキサ ３３２ 同相結合器
３３４ 段間フィルタ ３４０ 周波数変換部
３４１ ＰＬＬ ３４２ 局部発振器
３４３ イメージリジェクションミキサ ３５０ ＩＦバンドパスフィルタ
３６０ ＶＧＡ ３６５ Ａ／Ｄ変換器
３７０ 利得調整部 ３８０ デジタル処理部
３８５ リファレンス信号発振器 ３９０ ヒューマンインターフェイス
４００ 受信装置 ４２０ 第２のＲＦ受信パス
４２１ アンテナ ４２２ ＲＦバンドパスフィルタ
４２３ ＬＮＡ ４２４ 中心周波数シフト部
４２５ ＰＬＬ ４２６ 局部発振器
４２７ ミキサ ４８０ デジタル処理部
５００ 受信装置 ５１０ 第１のＲＦ受信パス
５１１ アンテナ ５１２ ＲＦバンドパスフィルタ
５１３ ＬＮＡ ５２０ 第２のＲＦ受信パス
５２１ アンテナ ５２２ ＲＦバンドパスフィルタ
５２３ ＬＮＡ ５２４ 中心周波数シフト部
５２５ 分周器 ５２７ ミキサ
５３２ 同相結合器 ５３４ 段間フィルタ
５４０ 周波数変換部 ５４２ 局部発振器
５４３ イメージリジェクションミキサ ５５０ ＩＦバンドパスフィルタ
５６０ ＶＧＡ ５６５ Ａ／Ｄ変換器
５７０ 利得調整部 ５８０ デジタル処理部
５８５ リファレンス信号発振器 ５９０ ヒューマンインターフェイス
６００ ＰＬＬ ６１０ 分周器
６２０ ＰＤ＆ＣＰ ６３０ ループフィルタ
６４０ 分周器 ６５０ 分周器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のＲＦ信号特に衛星測位用信号を受信する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
カーナビゲーションシステムなどのように、地球軌道を周回する人工衛星を利用して地上の現在位置を測定する全地球測位システム（ＧＮＳＳ：Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｉｔｅｓ Ｓｙｓｔｅｍ）が普及しつつある。このようなＧＮＳＳとしては、米国が構築したＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）、旧ソビエト連邦国が構築したＧＬＯＮＡＳＳ、欧州の諸国が中心となり構築は進められているＧａｌｉｌｅｏなどがある。
【０００３】
特許文献１には、ＧＮＳＳを構成する人工衛星から送出された衛星測位用信号を受信して現在位置を算出する受信装置（特許文献１の図１）が開示されている。この受信装置は、衛星測位用信号であるＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：無線周波数）信号をＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：中間周波数）信号に周波数変換し、このＩＦ信号をＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換してデジタルＩＦ信号を得る。そして、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのプロセッサにより構成されたデジタル処理部によりデジタルＩＦ信号に対して航法メッセージの復調処理などを行って現在位置を算出する。
【０００４】
特許文献１に開示された受信装置は、単一周波数帯域の衛星測位用信号を受信するものである。単一周波数帯域の受信機では、空中電離層や対流層などの影響で測位誤差が大きいという問題がある。そこで、複数の周波数帯域の衛星測位用信号を受信して利用することによって、従来以上の性能（受信エリアの広範囲化や、測位精度など）を実現することが希望されている。
【０００５】
このような背景において、各ＧＮＳＳも複数の周波数帯域を民間用に用意している。例えばＧＰＳとＧａｌｉｌｅｏでは、下記のようにそれぞれ複数の周波数帯域を民間用に開放されている。
【０００６】
ＧＰＳ：
Ｌ１帯域（中心周波数：１５７５．４２ＭＨｚ、帯域：±１．０２３ＭＨｚ）
Ｌ２Ｃ帯域（中心周波数：１２２７．６ＭＨｚ、帯域：±１．０２３ＭＨｚ）
Ｌ５Ｃ帯域（中心周波数：１１７６．４５ＭＨｚ、帯域：±１０．２３ＭＨｚ）
Ｇａｌｉｌｅｏ：
Ｌ１帯域（中心周波数：１５７５．４２ＭＨｚ、帯域：±２．０４６ＭＨｚ）
Ｅ５ａ帯域（中心周波数：１１７６．４５ＭＨｚ、帯域：±１０．２３ＭＨｚ）
Ｅ５ｂ帯域（中心周波数：１２０７．１４ＭＨｚ、帯域：±１０．２３ＭＨｚ）
Ｅ６帯域（中心周波数：１２７８．７５ＭＨｚ、帯域：±５．１１５ＭＨｚ）
そこで、例えばＧａｌｉｌｅｏのＥ５ａ帯域またはＥ５ｂ帯域と、ＧＰＳのＬ１帯域の両方の衛星測位用信号を受信できるようにすれば、この両方の信号の周波数帯域が大きく異なるので、空中電離層や対流層などの影響を互いにキャンセルすることができる。そのため、高精度な測位ができる。また、複数の帯域の航法メッセージのデータを受信できるようにすれば、最適なデータを選択して用いることによって地上環境によるフェージングが測位精度へ与える影響を抑制することができる。
【０００７】
１つの受信装置で複数の異なる周波数帯域の信号を受信できることを実現するために、周波数帯域毎に処理系を構成するのでは、受信装置の回路規模が大きくなりコストもかかるという問題がある。この問題を解決するために、特許文献２には、測位処理系の受信特性を切り替え可能に受信装置を構成し、所定の種類の衛星測位用信号を受信する際に、該衛星測位用信号に対応する受信特性になるように測位処理系の受信特性を切り替える技術が開示されている。この技術によれば、小規模な装置構成でありながら、複数種類の衛星測位用信号を利用できる。
【特許文献１】特開２００３−２５５０３６号公報
【特許文献２】特開２００５−２０７８８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
実際の測位処理系において、アンテナにより受信したＲＦ信号は、ミキサにより周波数変換がなされる前に下記の処理が施されることが考えられる。まず、ＲＦバンドパスフィルタにより所望帯域外の妨害波を除去した後にＲＦアンプに入力する。そして、ＲＦアンプにより増幅された信号は、ＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ：表面弾性波）フィルタと呼ばれるＲＦバンドパスフィルタにより所望帯域外の妨害波のレベルを再度抑制する。このように、ＲＦアンプ前後にバンドパスフィルタを挿入する処理は、特に携帯電話機に搭載される測位処理装置の場合には必要である。
【０００９】
衛星測位用信号を受信して測位処理を行う処理系が備えられた携帯電話機は、通話データの送信中でも測位機能が正常に動作することが要求される。しかし、携帯電話機の小型化も要求され、各メーカが小型機種の開発にしのぎを削る背景において、携帯電話機の通話用アンテナと、衛星測位用信号の受信用アンテナとを大きく離れて設けることができず、送信信号と受信信号間のアイソレーションに限界がある。例えば、携帯電話機が＋２７ｄｂｍのような大パワーの信号を通話用アンテナを介して送信する場合、この送信信号は、アイソレーションの分だけ減衰されて、衛星測位用信号の受信用アンテナを介して測位処理系に妨害波として入力される。測位処理系のＲＦアンプの前後に上述したフィルタの挿入は、この妨害波を除去するための対策である。妨害波の除去効果を高め、測位処理系の動作を安定にするために、特にＲＦアンプの後に設けられるＲＦバンドフィルタとしては、狭帯域フィルタを用いる必要がある。
【００１０】
ＲＦアンプの前後に設けられる２つのＲＦバンドパスフィルタの特性（例えばフィルタが通す帯域）は、測位処理系の受信特性に含まれる。
【００１１】
特許文献２に開示された技術は、衛星測位用信号の種類に応じて測位処理系の受信特性を切り替える。この技術によって例えば、ＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域（中心周波数：１５７５．４２ＭＨｚ）と、ＧａｌｉｌｅｏのＥ５ａ帯域（中心周波数：１１７６．４５ＭＨｚ）を１つの受信装置で対応する場合について考える。２つの帯域のＲＦ信号に対して、同じＲＦバンドフィルタを用いるのでは、ＲＦバンドフィルタは（１１７６．４５−２）ＭＨｚ〜（１５７５．４２＋１０）ＭＨｚまで対応する必要があり、狭帯域フィルタとはいい難い。特にＳＡＷを除去するためにＲＦアンプに後に設けられたＲＦバンドフィルタの妨害波の除去効果が低くなってしまう。一方、対象になり得る衛星測位用信号の種類毎に特性が異なるＲＦバンドパスフィルタを用意しておき、実際に受信する衛星測位用信号の種類に応じてこれらのＲＦバンドパスフィルタを切替えて使用するのでは、ＲＦバンドパスフィルタの数が多くなってしまう。例えば、上記２つの例の帯域の信号を１つの装置で受信するために、下記の４個のＲＦバンドパスフィルタが必要である：ＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域の信号のためのＲＦバンドパスフィルタ（１５７５．４２±２ＭＨｚ）２個と、ＧａｌｉｌｅｏのＥ５ａ帯域の信号のためのＲＦバンドパスフィルタ（１１７６．４５±１０ＭＨｚ）２個。
【００１２】
また、これらの４個のＲＦバンドパスフィルタを切替できるようにするために、切替のためのスイッチや、これらのスイッチの制御が必要であり、装置の構成が複雑になってしまう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の１つの態様は、受信装置である。この受信装置は、切り替えて動作する複数のＲＦ受信パスと、該複数のＲＦ受信パスと接続され、動作中のＲＦ受信パスから出力されたＲＦ信号に対して所定の帯域のみを通過するＲＦバンドパスフィルタと、該ＲＦバンドパスフィルタから出力された信号をＩＦ信号に変換する周波数変換部を備える。これらの複数のＲＦ受信パスのうちの、ＲＦバンドパスフィルタの所定の帯域外のＲＦ信号を受信するＲＦ受信パスは、受信したＲＦ信号に対して、この所定の帯域に含まれるように中心周波数のシフトを行う中心周波数シフト部を有する。
【００１４】
なお、上記態様を方法、システムまたは回路として表現したものも、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、小規模かつ制御が簡単な受信装置で異なる種類のＲＦ信号を利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる受信装置１００を示す。この受信装置１００は、ＧＮＳＳにおける２つの異なる周波数帯域の衛星測位用信号を切り換えて受信可能なマルチ周波数受信装置であり、第１のＲＦ受信パス１１０、第２のＲＦ受信パス１２０、同相結合器１３２、段間フィルタ１３４、周波数変換部１４０、ＩＦバンドパスフィルタ１５０、ＶＧＡ１６０、Ａ／Ｄ変換器１６５、利得調整部１７０、デジタル処理部１８０、リファレンス信号発振器１８５、ヒューマンインターフェイス１９０を備える。
【００１８】
ここで例として、受信装置１００は、ＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域（中心周波数：１５７５．４２ＭＨｚ、帯域幅：±２．０４６ＭＨｚ）と、ＧａｌｉｌｅｏのＥ５ａ帯域（中心周波数：１１７６．４５ＭＨｚ、帯域幅：±１０．２３ＭＨｚ）を受信対象とする。
【００１９】
第１のＲＦ受信パス１１０は、ＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域の信号を受信するものであり、該帯域のＲＦ信号を取得するアンテナ１１１、アンテナ１１１により取得したＲＦ信号に対してバンドパス処理を行って所望帯域（ここでＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域）以外の妨害波信号を除去するＲＦバンドパスフィルタ１１２、ＲＦバンドパスフィルタ１１２から出力されたＲＦ信号を増幅するＬＮＡ（低雑音増幅アンプ）１１３を有する。
【００２０】
第２のＲＦ受信パス１２０は、ＧａｌｉｌｅｏのＥ５ａ帯域の信号を受信するものであり、該帯域のＲＦ信号を取得するアンテナ１２１、アンテナ１２１により取得したＲＦ信号に対してバンドパス処理を行って所望帯域（ここでＧａｌｉｌｅｏのＥ５ａ帯域）以外の妨害波信号を除去するＲＦバンドパスフィルタ１２２、ＲＦバンドパスフィルタ１２２から出力されたＲＦ信号を増幅するＬＮＡ（低雑音増幅アンプ）１２３、ＬＮＡ１２３から出力されたＲＦ信号に対して中心周波数のシフト（その詳細については後述する）を行う中心周波数シフト部１２４を有する。
【００２１】
第１のＲＦ受信パス１１０におけるＬＮＡ１１３と、第２のＲＦ受信パス１２０におけるＬＮＡ１２３および中心周波数シフト部１２４は、排他的に動作する。すなわち、第１のＲＦ受信パス１１０と第２のＲＦ受信パス１２０とは、同時にＲＦ信号を出力することが無く、同じ時刻においてはいずれか一方からのみＲＦ信号が出力される。なお、いずれのＲＦ受信パスが動作するかは、デジタル処理部１８０により制御される。
【００２２】
第１のＲＦ受信パス１１０と第２のＲＦ受信パス１２０の出力端がそれぞれ同相結合器１３２に接続される。同相結合器１３２は、動作中のＲＦ受信パスから出力されたＲＦ信号をＲＦバンドフィルタ１３４に入力する。このＲＦバンドパスフィルタ１３４は、入力されたＲＦ信号からイメージなどの不要妨害波信号を除去するためのものである。
【００２３】
ＲＦバンドフィルタ１３４は、バンドパス処理をして得たＲＦ信号を周波数変換部１４０に入力する。周波数変換部１４０は、入力されたＲＦ信号に対して周波数変換を行ってＩＦ信号を得てＩＦバンドパスフィルタ１５０に入力する。
【００２４】
なお、ＲＦバンドパスフィルタ１３４は、ＲＦ信号段とＩＦ信号段との間に設けられているので、以下の説明において、それぞれのＲＦ受信パスにおいてＬＮＡの前に設けられたＲＦバンドパスフィルタと区別するためにＲＦバンドパスフィルタ１３４を段間フィルタという。
【００２５】
ＩＦバンドパスフィルタ１５０は、周波数変換部１４０からのＩＦ信号に対してバンドパス処理を行い、処理後の信号を利得可変増幅器（ＶＧＡという）１６０に入力する。
【００２６】
ＶＧＡ１６０は、ＩＦバンドパスフィルタ１５０から入力されたＩＦ信号をデジタル信号に変換してデジタル処理部１８０に出力する。また、Ａ／Ｄ変換器１６５とＶＧＡ１６０の間に、ＶＧＡ１６０の利得を調整する利得調整部１７０が接続されている。
【００２７】
デジタル処理部１８０は、Ａ／Ｄ変換器１６５により得られたデジタル信号に対して航法メッセージの復調処理や、現在位置算出処理などを行い、処理の結果をヒューマンインターフェイス１９０に出力する。
【００２８】
ヒューマンインターフェイス１９０は、ユーザが受信装置１００に対して種々の入力をするためのデバイスや、デジタル処理部１８０の処理結果を視覚／聴覚的に再生する装置などを有する。ユーザが入力する情報としては、例えば、第１のＲＦ受信パス１１０と第２のＲＦ受信パス１２０のいずれのＲＦ受信パスが対応する帯域のＲＦ信号を受信するかを挙げることができる。
【００２９】
リファレンス信号発振器１８５は、デジタル処理部１８０と、第２のＲＦ受信パス１２０における中心周波数シフト部１２４と、周波数変換部１４０が用いる外部クロック（以下リファレンス信号という）を生成するものであり、これらの機能ブロックと接続され、リファレンス信号を提供する。
【００３０】
デジタル処理部１８０は、Ａ／Ｄ変換器１６５により得られたデジタル信号の処理以外に、他の機能ブロックの制御も行う。これらの制御の詳細については、以下各機能ブロックの具体的な動作と共に説明する。なお、図面が分かりやすいように、これらの制御のための制御信号、および制御信号を伝送する信号線の図示は、省略する。
【００３１】
前述したように、第１のＲＦ受信パス１１０と第２のＲＦ受信パス１２０は、排他的に動作する。デジタル処理部１８０は、ヒューマンインターフェイス１９０を介してユーザが行った選択に従って、または２つの受信パスが交互に動作するように２つのＲＦ受信パスを制御する。
【００３２】
第１のＲＦ受信パス１１０はＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域の信号を受信するものであり、それに含まれるアンテナ１１１、ＲＦバンドパスフィルタ１１２、ＬＮＡ１１３は、この帯域に対応する。
【００３３】
第２のＲＦ受信パス１２０はＧａｌｉｌｅｏのＥ５ａ帯域の信号を受信するものであり、それに含まれるアンテナ１２１、ＲＦバンドパスフィルタ１２２、ＬＮＡ１２３は、この帯域に対応する。
【００３４】
すなわち、第１のＲＦ受信パス１１０におけるＬＮＡ１１３から出力されるＲＦ信号は、１５７５．４２±２．０４６ＭＨｚの信号であり、第２のＲＦ受信パス１２０におけるＬＮＡ１２３から出力されるＲＦ信号は、１１７６．４５±１０．２３ＭＨｚの信号である。
【００３５】
第１のＲＦ受信パス１１０におけるＬＮＡ１１３からのＲＦ信号は直接同相結合器１３２に出力されるが、第２のＲＦ受信パス１２０におけるＬＮＡ１２３からのＲＦ信号は、中心周波数シフト部１２４により中心周波数がシフトされてから同相結合器１３２に出力される。
【００３６】
第２のＲＦ受信パス１２０における中心周波数シフト部１２４は、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）周波数シンセサイザ（以下単にＰＬＬという）１２５と、例えばＶＣＯ（電圧制御発振器）となる局部発振器１２６と、ミキサ１２７を備え、ＬＮＡ１２３から出力されるＲＦ信号の中心周波数を１１７６．４５ＭＨｚから、第１のＲＦ受信パス１１０から出力されるＲＦ信号の中心周波数（１５７５．４２ＭＨｚ）にシフトする。
【００３７】
ＰＬＬ１２５と局部発振器１２６は、リファレンス信号発振器１８５からのリファレンス信号に基づいて、ＬＮＡ１２３からのＲＦ信号の中心周波数をシフトするための局部信号を生成してミキサ１２７に入力する。ここで、局部発振器１２６からミキサ１２７に出力される局部信号の周波数は３９８．９７ＭＨｚである。
【００３８】
ミキサ１２７は、ＬＮＡ１２３からのＲＦ信号と、局部発振器１２６からの局部信号を乗算するものであり、それによって、ＬＮＡ１２３からのＲＦ信号の中心周波数は３９８．９７ＭＨｚ分上方にシフトされ、１５７５．４２ＭＨｚになる。すなわち、中心周波数シフト部１２４は、ＬＮＡ１２３からのＲＦ信号の周波数を高くするアップコンバータである。
【００３９】
同相結合器１３２を介して、動作中のＲＦ受信パスからのＲＦ信号が段間フィルタ１３４に入力される。段間フィルタ１３４は、ＲＦ受信パスからのＲＦ信号に対して再度所望帯域外の妨害波を取り除くものであり、狭帯域のものが望まれる。
【００４０】
第１のＲＦ受信パス１１０からのＲＦ信号と、第２のＲＦ受信パス１２０からのＲＦ信号は、中心周波数が共に１５７５．４２ＭＨｚであるため、段間フィルタ１３４は、１５７５．４２ＭＨｚに対応するものが用いられる。２つのＲＦ受信パスのいずれからのＲＦ信号の中心周波数も１５７５．４２ＭＨｚであるため、段間フィルタ１３４としては、狭帯域のフィルタを用いることができる。
【００４１】
周波数変換部１４０は、段間フィルタ１３４から出力されたＲＦ信号をＩＦ信号に変換するダウンコンバータであり、ＰＬＬ１４１と、局部発振器１４２と、イメージリジェクションミキサ１４３を備える。ＰＬＬ１４１と局部発振器１４２は、リファレンス信号発振器１８５からのリファレンス信号に基づいて、段間フィルタ１３４からのＲＦ信号をＩＦ信号に周波数変換するための局部信号を生成してイメージリジェクションミキサ１４３に入力する。ここで、局部発振器１４２からイメージリジェクションミキサ１４３に出力される局部信号の周波数は、段間フィルタ１３４からのＲＦ信号の中心周波数と同様な１５７５．４２ＭＨｚである。
【００４２】
イメージリジェクションミキサ１４３は、段間フィルタ１３４からのＲＦ信号と、局部発振器１４２からの局部信号と乗算してＩＦ信号を得る。なお、この乗算により、段間フィルタ１３４からのＲＦ信号に含まれるイメージ周波数の妨害波信号も取り除かれる。
【００４３】
ＩＦバンドパスフィルタ１５０は、ローパスフィルタであり、周波数変換部１４０からのＩＦ信号から低域成分を取り出してＶＧＡ１６０に入力する。本実施の形態において、ＩＦバンドパスフィルタ１５０は、中心周波数が１５７５．４２ＭＨｚの信号に対応するものであり、そのバンド幅が±２ＭＨｚと±１０ＭＨｚ間で切替可能である。
【００４４】
ＩＦバンドパスフィルタ１５０のバンド幅の切替の制御は、デジタル処理部１８０により行われる。具体的に、第１のＲＦ受信パス１１０の動作時には該受信パスが受信するＲＦ信号のバンド幅に適合する±２ＭＨｚに、第２のＲＦ受信パス１２０の動作時には該受信パスが受信するＲＦ信号のバンド幅に適合する±１０ＭＨｚになるように切り替えられる。
【００４５】
ＩＦバンドパスフィルタ１５０により得られた信号は、ＶＧＡ１６０に入力され、ＶＧＡ１６０により増幅された後にＡ／Ｄ変換器１６５によりＡ／Ｄ変換される。ＶＧＡ１６０の利得は、利得調整部１７０により調整される。ここで利得調整部１７０の詳細については説明する。
【００４６】
一般的に、無線信号の受信装置において、量子化器すなわちＡ／Ｄ変換器の有効ビット数が大きいほど量子化誤差が小さくなり、受信感度が高くなる。また、Ａ／Ｄ変換器の有効ビット数は、Ａ／Ｄ変換器の物理ビット数のみならず、アナログ信号処理回路の線形性や、Ａ／Ｄ変換器に入力される信号の振幅にも影響される。アナログ信号処理回路の線形性が良いほど、最大有効ビット数はＡ／Ｄ変換器の物理ビット数に近づく。なお、Ａ／Ｄ変換器の有効ビット数が入力される信号の振幅によって変わり、有効ビット数が最大になるような入力振幅を持つ信号が入力されたときの有効ビット数は最大有効ビット数という。
【００４７】
ＧＰＳのＬ１帯域やＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域の信号を受信する受信装置において、Ａ／Ｄ変換器として物理ビット数が１ビットのものを用いることもあるが、受信感度を上げるために、２ビット以上の物理ビット数を有するＡ／Ｄ変換器を用いることが多い。本実施の形態の受信装置１００においても、Ａ／Ｄ変換器１６５は２ビット以上例えば４ビットの物理ビット数を有する。この場合、有効ビット数が４ビットに近づくようにＡ／Ｄ変換器に入力されるＩＦ信号の線形性を保ち、ＩＦ信号における歪みを抑制することが求められる。
【００４８】
ところで、実際の受信装置において、アンテナを介して取得されたＲＦ信号のレベルが、受信装置が置かれた環境に大きく左右されるため、受信装置内に利得調整可能な増幅器を設けなければ、Ａ／Ｄ変換器に入力されるＩＦ信号の振幅が変動する。そのため、Ａ／Ｄ変換器の有効ビット数が減少し、感度低下が起こる。すなわち、２ビット以上の物理ビット数を有するＡ／Ｄ変換器を使用された受信機では、最大感度を達成するために、利得調整部１７０の設置が必須である。
【００４９】
利得調整部１７０は、ＩＦ信号の振幅の変動を吸収するために設けられたものであり、ここで図２を参照してその構成を説明する。
【００５０】
本実施の形態における利得調整部１７０は、負帰還制御ループの手法を用いるものであり、図２に示すように、積分器１７１とコントロールロジック１７２を備える。コントロールロジック１７２は、Ａ／Ｄ変換器１６５に入力されるＩＦ信号の振幅の幾何平均が一定になるように、Ａ／Ｄ変換器１６５からのデジタル信号をコーディングし、パルス幅が可変なデジタルＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ：自動利得制御）信号を得て積分器１７１に出力する。
【００５１】
積分器１７１は、コントロールロジック１７２からのデジタルＡＧＣ信号を積分することによって平滑化し、ＤＣ（直流）コントロール信号としてＶＧＡ１６０の利得制御端子（図示せず）に入力する。
【００５２】
利得調整部１７０によって、Ａ／Ｄ変換器１６５に入力されるＩＦ信号の振幅は、Ａ／Ｄ変換器の有効ビット数が最大ビット数になるように制御される。そのため、良い受信感度を得ることができる。
【００５３】
図１に戻る。Ａ／Ｄ変換器１６５により得られたデジタル信号がデジタル処理部１８０に出力される。なお、デジタル処理部１８０による航法メッセージの復調などの詳細説明は、ここで省略する。
【００５４】
このように、本実施の形態の受信装置１００において、ＧａｌｉｌｅｏのＥ５ａ帯域のＥＦ信号を受信する第２のＲＦ受信パス１２０は、受信したＲＦ信号の中心周波数を、第１のＲＦ受信パス１１０により受信されるＲＦ信号（ＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域信号）の中心周波数１５７５．４２ＭＨｚに上方シフトする中心周波数シフト部１２４を備えることによって、１つの段間フィルタ１３４で、中心周波数が異なる２つのＲＦ信号に対応することができる。また、いずれのＲＦ受信パスからのＲＦ信号の中心周波数も同じ周波数になるため、段間フィルタ１３４として、妨害波の除去に十分な狭帯域幅（ここではバンド幅が上記２つのＲＦ信号の帯域幅をカバーできる±１０ＭＨｚ）のＲＦバンドパスフィルタ、例えばＳＡＷフィルタなどを用いることができ、イメージ信号などの妨害波を有効に除去することができる。すなわち、妨害波の除去効果を保ちつつ、ＲＦバンドパスフィルタの個数を減らすことによって受信装置の小規模化を実現でき、携帯電話機に実装されるものとしても高品質な受信が可能となる。
【００５５】
また、受信する衛星測位用信号を切り替える際に、ＲＦ受信パスの切替えと、ＩＦバンドパスフィルタ１５０のバンド幅のみを切り替えればよいので、制御ひいては装置の構成が簡単である。
【００５６】
本実施の形態の受信装置１００において、例として中心周波数も帯域幅も大きく異なる２つの衛星測位用信号に対応するために、ＩＦバンドパスフィルタ１５０のバンド幅をそれぞれの衛星測位用信号の帯域幅に合わせて切替えているが、中心周波数が異なっても、帯域幅が略同じまたは差が小さい２つの衛星測位用信号の場合には、ＩＦバンドパスフィルタ１５０のバンド幅を切り替える必要が無いため、制御がより簡単になる。なお、帯域幅の差小さい２つの衛星測位用信号の場合には、ＩＦバンドパスフィルタ１５０のバンド幅を、大きい方の帯域幅に合わせればよい。
【００５７】
また、本実施の形態の受信装置１００において、ＲＦ受信パスからのＲＦ信号の中心周波数を合わせることによって、周波数変換部１４０も１つで対応でき、受信装置をより小規模化することができる。
【００５８】
以上の説明において、分かりやすいように、２つのＲＦ受信パスがそれぞれ１種類の衛星測位用信号のみを受信するようにしているが、同じ中心周波数を有する複数の衛星測位用信号を同じＲＦ受信パスで受信してもよい。例えば、第１のＲＦ受信パス１１０は、ＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域信号以外に、同じ中心周波数を有するＧＰＳのＬ１帯域信号を受信してもよく、第２のＲＦ受信パス１２０は、ＧａｌｉｌｅｏのＥ５ａ帯域信号以外に、同じ中心周波数を有するＧＰＳのＬ５Ｃ帯域信号を受信してもよい。
【００５９】
ＧＰＳのＬ１帯域信号は１５７５．４２±１．０２３ＭＨｚの信号であるため、それを受信する際には、ＩＦバンドパスフィルタ１５０のバンド幅を±１ＭＨｚに切り替えればよい。さらに、±２ＭＨｚと±１ＭＨｚの差が小さいため、ＧＰＳのＬ１帯域信号の受信時に、ＩＦバンドパスフィルタ１５０のバンド幅をＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域信号のための±２ＭＨｚに切り替えるようにしてもよい。こうすることによって、ＩＦバンドパスフィルタ１５０のバンド幅を±２ＭＨｚと±１０ＭＨｚの間で切替えればよいので、制御が簡単である。
【００６０】
本実施の形態の受信装置１００において、第２のＲＦ受信パス１２０では、受信するＲＦ信号の周波数を第１のＲＦ受信パス１１０により受信されるＲＦ信号の中心周波数にシフトし、第１のＲＦ受信パス１１０により受信されるＲＦ信号の中心周波数を基準周波数としている。こうすることによって、第１のＲＦ受信パス１１０には、ＲＦ信号の中心周波数にシフトする中心周波数シフト部を備える必要が無いので、装置の規模を抑制できる。例えば、段間フィルタ１３４および周波数変換部１４０を、所定の基準周波数に対応するものにし、各ＲＦ受信パスに、それぞれのＲＦ信号の中心周波数をこの基準周波数にシフトする中心周波数シフト部を備えるようにしてもよい。
【００６１】
さらに、わかり易いように、本実施の形態の受信装置１００は、中心周波数の異なる２つの衛星測位用信号に対応するものであるが、中心周波数の異なる３つ以上の衛星測位用信号に対応する受信装置に、本発明の技術を適用してもよく、またその場合においても、受信装置１００と同じ効果を得ることができる。
【００６２】
＜第２の実施の形態＞
図３は、本発明の第２の実施の形態にかかる受信装置２００を示す。この受信装置２００は、利得調整部２７０が図１に示す受信装置１００における利得調整部１７０と異なる点を除き、他の各機能ブロックは同じである。そのため、図２において、図１に示す受信装置１００のものと同様の構成または機能を有する部分に対して同一の符号を付与すると共に、これらの部分に対する説明を省略する。
【００６３】
ここで図４を参照して、図２に示す受信装置２００における利得調整部２７０を説明する。
【００６４】
利得調整部２７０は、受信装置１００における利得調整部１７０と同じように負帰還制御ループの手法を用いてＶＧＡ１６０の利得を調整するものであり、図４に示すように、コントロールロジック２７２と、積分器２７１と、状態保存部２７３を備える。コントロールロジック２７２と積分器２７１は、受信装置１００におけるコントロールロジック１７２と積分器１７１とそれぞれ同様に動作する。
【００６５】
積分器２７１は、コントロールロジック２７２からのデジタルＡＧＣ信号を積分することによって平滑化し、ＤＣコントロール信号としてＶＧＡ１６０の利得制御端子に入力する。ところで、このようなＡＧＣコントロールループの動作開始から安定するまで、積分器２７１の時定数以上の時間がかかる。本実施の形態の受信装置２００のように、複数の種類の衛星測位用信号を切替えて受信する場合に、１つの種類の衛星測位用信号から別種類の衛星測位用信号の受信に切り替える際に、利得調整部１７０では、ＡＧＣコントロールループが安定するまで時間がかかるため、ループが安定するまで待機する事態になり得る。これは、無駄な電力消費と効率の悪化につながる。
【００６６】
受信装置２００における利得調整部２７０の状態保存部２７３は、この問題を解決するために設けられたものである。図４に示すように、状態保存部２７３は、Ａ／Ｄ変換器２７４と、書込部２７５と、レジスタ２７６と、読出部２７７と、Ｄ／Ａ変換器２７８を備え、デジタル処理部１８０により制御される。
【００６７】
デジタル処理部１８０は、ＲＦ受信パスを切り替えるのに際し、切替直前のＡＧＣコントロールの状態（具体的には積分器２７１から出力されているＤＣコントロール信号）の保存を状態保存部２７３に行わせる。状態保存部２７３において、デジタル処理部１８０から「状態保存」を示す制御信号を受信すると、Ａ／Ｄ変換器２７４は積分器２７１から出力されているＤＣコントロール信号をデジタル信号に変換し、書込部２７５はこのデジタル信号をレジスタ２７６に書き込む。そして、ＲＦ受信パスの切替後、読出部２７７はレジスタ２７６から当該デジタル信号を読出し、Ｄ／Ａ変換器２７８は読出部２７７により読み出されたデジタル信号をアナログ信号に変換してＶＧＡ１６０の利得制御端子に印加する。なお、デジタル処理部１８０に制御により、印加時には、元のＡＧＣコントロールループがオープンにされる一方、印加後は、状態保存部２７３とＶＧＡ１６０の利得制御端子の接続が切断され、ＡＧＣコントロールループがクローズドされる。
【００６８】
本第２の実施の形態の受信装置２００は、第１の実施の形態の受信装置１００と同じ効果を得ることができると共に、上記のような状態保存部２７３を利得調整部２７０に設けることにより、ＲＦ受信バスの切替時に、利得調整部２７０におけるＡＧＣコントロールループが迅速に安定することができる。そのため、受信する信号の切り替えに起因する時間のロスを削減でき、ひいては消費電力を抑制し、受信効率を高めることができる。
【００６９】
＜第３の実施の形態＞
図５は、本発明の第３の実施の形態にかかる受信装置３００を示す。この受信装置３００は、中心周波数が異なる３つの衛星測位用信号を切り換えて受信可能なものであり、第１のＲＦ受信パス３１０、第２のＲＦ受信パス３２０、同相結合器３３２、段間フィルタ３３４、周波数変換部３４０、ＩＦバンドパスフィルタ３５０、ＶＧＡ３６０、Ａ／Ｄ変換器３６５、利得調整部３７０、デジタル処理部３８０、リファレンス信号発振器３８５、ヒューマンインターフェイス３９０を備える。
【００７０】
本実施の形態の受信装置３００は、ＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域（中心周波数：１５７５．４２ＭＨｚ、帯域幅：±２．０４６ＭＨｚ）、ＧＰＳのＬ５Ｃ帯域（中心周波数：１１７６．４５ＭＨｚ、帯域幅：±１０．２３ＭＨｚ）、およびＧａｌｉｌｅｏのＥ５ｂ帯域（中心周波数：１２０７．１４ＭＨｚ、帯域幅：±１０．２３ＭＨｚ）を受信対象とする。
【００７１】
第１のＲＦ受信パス３１０は、ＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域の信号を受信するものであり、該帯域のＲＦ信号を取得するアンテナ３１１、アンテナ３１１により取得したＲＦ信号に対してバンドパス処理を行って所望帯域（ここでＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域）以外の妨害波信号を除去するＲＦバンドパスフィルタ３１２、ＲＦバンドパスフィルタ３１２から出力されたＲＦ信号を増幅するＬＮＡ（低雑音増幅アンプ）３１３を有する。
【００７２】
第２のＲＦ受信パス３２０は、ＧＰＳのＬ５Ｃ帯域とＧａｌｉｌｅｏのＥ５ｂ帯域を受信するものであり、この２つの帯域のＲＦ信号を取得可能なアンテナ３２１、アンテナ３２１により取得したＲＦ信号に対してバンドパス処理を行って所望帯域（ここではＧＰＳのＬ５Ｃ帯域とＧａｌｉｌｅｏのＥ５ｂ帯域）以外の妨害波信号を除去するＲＦバンドパスフィルタ３２２、ＲＦバンドパスフィルタ３２２から出力されたＲＦ信号を増幅するＬＮＡ３２３、ＬＮＡ３２３から出力されたＲＦ信号に対して中心周波数のシフトを行う中心周波数シフト部３２４を有する。なお、第１のＲＦ受信パス３１０と第２のＲＦ受信パス３２０により受信される３つの衛星測位用信号の周波数帯域を図６の上部に示している。
【００７３】
第１のＲＦ受信パス３１０におけるＬＮＡ３１３、第２のＲＦ受信パス３２０におけるＬＮＡ３２３および中心周波数シフト部３２４は、排他的に動作する。すなわち、第１のＲＦ受信パス３１０と第２のＲＦ受信パス３２０は、同時にＲＦ信号を出力することが無く、同じ時刻においてはいずれか一方からのみＲＦ信号が出力される。なお、いずれのＲＦ受信パスが動作するかは、デジタル処理部３８０により制御される。
【００７４】
ここで、第２のＲＦ受信パス３２０における中心周波数シフト部３２４を説明する。中心周波数シフト部３２４は、ＰＬＬ３２５と、局部発振器３２６と、ミキサ３２７を備える。
【００７５】
ＰＬＬ３２５と局部発振器３２６は、リファレンス信号発振器３８５からのリファレンス信号に基づいて、ＬＮＡ３２３からのＲＦ信号の中心周波数をシフトするための局部信号を生成してミキサ３２７に出力する。局部発振器３２６からミキサ３２７に出力される局部信号は、ＬＮＡ３２３から出力されるＲＦ信号と同相であり、周波数が３９８．９７ＭＨｚである。
【００７６】
ずなわち、中心周波数シフト部３２４は、アップコンバータであり、それにより、ＬＮＡ３２３から出力されたＲＦ信号の中心周波数は、３９８．９７ＭＨｚ分上方にシフトされる。
【００７７】
前述したように、第２のＲＦ受信パス３２０は、ＧＰＳのＬ５Ｃ帯域とＧａｌｉｌｅｏのＥ５ｂ帯域の信号を受信するものであり、それによって、ＧＰＳのＬ５Ｃ帯域の信号の中心周波数は１１７６．４５ＭＨｚから１５７５．４２ＭＨｚにシフトされ、ＧａｌｉｌｅｏのＥ５ｂ帯域の信号の中心周波数は１２０７．１４ＭＨｚから１６０６．１１ＭＨｚにシフトされる。すなわち、第２のＲＦ受信パス３２０から出力されるＲＦ信号の中心周波数は１５７５．４２ＭＨｚと１６０６．１１ＭＨｚであり、それらの中心周波数の平均値は１５９０．７６５ＭＨｚとなる。なお、第１のＲＦ受信パス３１０と第２のＲＦ受信パス３２０から出力される各ＲＦ信号の周波数帯域は、図６の下部に示されている。
【００７８】
第１のＲＦ受信パス３１０と第２のＲＦ受信パス３２０の出力端がそれぞれ同相結合器３３２に接続される。同相結合器３３２は、動作中のＲＦ受信パスから出力されたＲＦ信号を段間フィルタ３３４に入力する。
【００７９】
段間フィルタ３３４は、ＲＦ受信パスからのＲＦ信号に対して再度所望帯域該の妨害波を取り除くものであり、前述したように、狭帯域のものが望まれる。本実施の形態において、第１のＲＦ受信パス３１０から出力されるＲＦ信号の中心周波数は１５７５．４２ＭＨｚであり、第２のＲＦ受信パス３２０から出力されるＲＦ信号の中心周波数は、１５７５．４２ＭＨｚと１６０６．１１ＭＨｚであり、高い方の中心周波数と低い方の中心周波数間の差が僅か３０．６９ＭＨｚである。そのため、段間フィルタ３３４としては、狭帯域のフィルタを用いることができる。
【００８０】
段間フィルタ３３４は、バンドパス処理をして得たＲＦ信号を周波数変換部３４０に入力する。周波数変換部３４０は、段間フィルタ３３４から出力されたＲＦ信号をＩＦ信号に変換するダウンコンバータであり、ＰＬＬ３４１と、局部発振器３４２と、イメージリジェクションミキサ３４３を備える。ＰＬＬ３４１と局部発振器３４２は、リファレンス信号発振器３８５からのリファレンス信号に基づいて、段間フィルタ３３４からのＲＦ信号をＩＦ信号に周波数変換するための局部信号を生成してイメージリジェクションミキサ３４３に入力する。ここで、局部発振器３４２からイメージリジェクションミキサ３４３に出力される局部信号の周波数は１５９０．７６５ＭＨｚである。この周波数は、第２のＲＦ受信パス３２０から出力される２つのＲＦ信号の中心周波数の平均値と同じである。
【００８１】
本実施の形態の受信装置３００において、周波数変換部３４０のイメージリジェクションミキサ３４３は、局部発振器３４２からの局部信号の上部サイドと下部サイドのいずれを使用するかが切替え可能に構成されている。この切替も、デジタル処理部３８０により制御される。
【００８２】
前述したように、第１のＲＦ受信パス３１０から出力されるＲＦ信号の中心周波数は１５７５．４２ＭＨｚであり、第２のＲＦ受信パス３２０から出力されるＲＦ信号の中心周波数は１５７５．４２ＭＨｚと１６０６．１１ＭＨｚである。イメージリジェクションミキサ３４３を上部サイドに設定すれば、１６０６．１１ＭＨｚのＲＦ信号は１６．３４５ＭＨｚのＩＦ信号に変換され、イメージリジェクションミキサ３４３を下部サイドに設定すれば、１５７５．４２ＭＨｚのＲＦ信号も１６．３４５ＭＨｚに変換される。
【００８３】
デジタル処理部３８０は、いずれの衛星測位用信号を受信するかに応じて、下記のように２つのＲＦ受信パスおよびイメージリジェクションミキサ３４３を制御する：
Ａ．ＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域の受信時：第１のＲＦ受信パス３１０を動作させるとともに、イメージリジェクションミキサ３４３を下部サイドに設定する。
【００８４】
Ｂ．ＧＰＳのＬ５Ｃ帯域の受信時：第２のＲＦ受信パス３２０を動作させるとともに、イメージリジェクションミキサ３４３を下部サイドに設定する。
【００８５】
Ｃ．ＧａｌｉｌｅｏのＥ５ｂ帯域の受信時：第２のＲＦ受信パス３２０を動作させるとともに、イメージリジェクションミキサ３４３を上部サイドに設定する。
【００８６】
このような構成にすることによって、ＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域、ＧＰＳのＬ５Ｃ帯域、ＧａｌｉｌｅｏのＥ５ｂ帯域の３つの信号のうちのいずれを受信する場合においても、同じイメージリジェクションミキサ３４３を用いることができる。
【００８７】
また、イメージリジェクションミキサ３４３から出力されるＩＦ信号は、いずれの帯域のＲＦ信号の場合においても、１５．３４５ＭＨｚの信号となるため、ＩＦバンドパスフィルタ３５０としては同じものを用いることができる。
【００８８】
ＩＦバンドパスフィルタ３５０は１５．３４５ＭＨｚに対応するものであり、そのバンド幅は、デジタル処理部３８０により、受信するＲＦ信号の帯域幅に応じて±２ＭＨｚと±１０ＭＨｚ間で切り替えられる。
【００８９】
なお、ＩＦ信号処理段を構成するＶＧＡ３６０、Ａ／Ｄ変換器３６５、利得調整部３７０、およびリファレンス信号発振器３８５、ヒューマンインターフェイス３９０の詳細については、受信装置１００における相対応する機能ブロックと同様であるので、ここで説明を省略する。
【００９０】
このように、本第３の実施の形態の受信装置３００において、第２のＲＦ受信パス３２０は２つの帯域の信号を受信するとともに、受信した２つのＲＦ信号の中心周波数が周波数変換部３４０の局部信号の両側に分布するようにＲＦ信号の周波数を上方にシフトする。デジタル処理部３８０は、この２つの衛星測位用信号のいずれを受信するかによってイメージリジェクションミキサ３４３を上部サイドか下部サイドに設定する。こうすることによって、一方例えばＧａｌｉｌｅｏのＥ５ｂ帯域の信号を受信する際に、他方ここではＧＰＳのＬ５Ｃ帯域の信号は妨害波信号として抑制される。ＧＰＳのＬ５Ｃ帯域の信号を受信する際においても同様に、ＧａｌｉｌｅｏのＥ５ｂ帯域の信号は妨害波信号として抑制される。
【００９１】
すなわち、受信装置の耐妨害波能力を保ちながら、中心周波数が異なるもののそれほど大きく離れていない２つの衛星測位用信号を１つのＲＦ受信パスで切り替えて受信することができる。
【００９２】
また、１つの段間フィルタ３３４で中心周波数が異なる複数の衛星測位用信号を受信できるなどの効果は、受信装置１００と同様である。
【００９３】
ここで、説明が分かりやすいように、第１のＲＦ受信パス３１０がＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域の信号のみを受信するものとして説明したが、ＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域と中心周波数が同じであるＧＰＳのＬ１帯域の信号も受信するものとすることができる。第２のＲＦ受信パス３２０についても同じであり、ＧＰＳのＬ５Ｃ帯域と中心周波数が同じであるＧａｌｉｌｅｏのＥ５ａ帯域の受信するものとすることができる。すなわち、受信装置３００によって、小さな装置規模で５つの衛星測位用信号を受信することができる。
【００９４】
＜第４の実施の形態＞
図７は、本発明の第４の実施の形態にかかる受信装置４００を示す。この受信装置４００は、第３の実施の形態の受信装置３００を、ＧＰＳのすべての帯域の衛星測位用信号と、Ｇａｌｉｌｅｏの全ての帯域の衛星測位用信号を受信することに適用したものであり、２つのＲＦ受信パスを有し、その第２のＲＦ受信パス４２０が受信装置３００における第２のＲＦ受信パス３２０と異なる点、およびデジタル処理部４８０が行う制御と受信装置３００におけるデジタル処理部３８０が行う制御と一部異なる点を除き、他の各機能ブロックは、受信装置３００における相対応する部分と同じである。そのため、図７において、図５に示す受信装置３００のものと同様の構成または機能を有する部分に対して同一の符号を付与すると共に、これらの部分に対する説明を省略する。
【００９５】
ここでまず、ＧＰＳとＧａｌｉｌｅｏの帯域の信号の中心周波数に注目してみる。ＧＰＳのＬ１帯域とＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域の中心周波数は１５７５．４２ＭＨｚであり、他の帯域の信号の中心周波数は１１７６．４５ＭＨｚ〜１２７８．６ＭＨｚの範囲にある。前者を第１のグループとし、後者を第２のグループとする。本第４の実施の形態の受信装置４００は、受信装置３００の第１のＲＦ受信パス３１０と同じＲＦ受信パスで第１のグループの各信号を受信し、もう１つのＲＦ受信パスすなわち第２のＲＦ受信パス４２０で第２のグループの各信号を受信する。
【００９６】
第２のＲＦ受信パス４２０は、第２のグループの各信号を取得可能なアンテナ４２１、アンテナ４２１により取得したＲＦ信号に対してバンドパス処理を行って所望帯域（ここで第２グループの全ての信号の帯域）以外の妨害波信号を除去するＲＦバンドパスフィルタ４２２、ＲＦバンドパスフィルタ４２２から出力されたＲＦ信号を増幅するＬＮＡ４２３、ＬＮＡ４２３から出力されたＲＦ信号に対して中心周波数のシフトを行う中心周波数シフト部４２４を有する。
【００９７】
第１のＲＦ受信パス３１０におけるＬＮＡ３１３、第２のＲＦ受信パス４２０におけるＬＮＡ４２３および中心周波数シフト部４２４は、排他的に動作する。すなわち、第１のＲＦ受信パス３１０と第２のＲＦ受信パス４２０は、同時にＲＦ信号を出力することが無く、同じ時刻においてはいずれか一方からのみＲＦ信号が出力される。なお、いずれのＲＦ受信パスが動作するかは、デジタル処理部４８０により制御される。さらに、第２のＲＦ受信パス４２０は、中心周波数が異なる複数のＲＦ信号を切り替えて受信するものであり、これらの複数のＲＦ信号のうちのいずれを受信するかもデジタル処理部４８０により制御される。
【００９８】
受信装置３００の説明時に述べたように、周波数変換部３４０のイメージリジェクションミキサ３４３は、局部発振器３４２からの局部信号の上部サイドと下部サイドを切替えて使用可能に構成されている。この切替は、デジタル処理部４８０により制御される。
【００９９】
第２のＲＦ受信パス４２０における中心周波数シフト部４２４は、ＰＬＬ４２５と、局部発振器４２６と、ミキサ４２７を備え、受信したＲＦ信号の中心周波数を周波数変換部３４０におけるイメージリジェクションミキサ３４３の上部サイドまたは下部サイドに一致するようにシフトする。このシフトは、デジタル処理部４８０により、受信するＲＦ信号の種類に応じて、ＰＬＬ４２５と局部発振器４２６により生成される局部信号の周波数を変更させることによって制御される。
【０１００】
デジタル処理部４８０は、第２のＲＦ受信パス４２０から出力されるＲＦ信号の中心周波数が、周波数変換部３４０の局部信号の周波数１５９０．７６５ＭＨｚの両側に分布するようにＰＬＬ４２５と局部発振器４２６による局部信号の生成を制御する。具体的には下記のように制御する。
【０１０１】
Ａ．ＧＰＳのＬ５Ｃ（中心周波数：１１７６．４５ＭＨｚ）、ＧａｌｉｌｅｏのＥ５ａ（中心周波数：１１７６．４５ＭＨｚ）、ＧａｌｉｌｅｏのＥ５ｂ（中心周波数：１２０７．１４ＭＨｚ）のいずれを受信するとき：３９８．９７ＭＨｚの局部信号を生成させる。
【０１０２】
これにより、ＧＰＳのＬ５ＣとＧａｌｉｌｅｏのＥ５ａのＲＦ信号の中心周波数は１５７５．４２ＭＨｚにシフトされ、ＧａｌｉｌｅｏのＥ５ｂのＲＦ信号の中心周波数は１６０６．１１ＭＨｚにシフトされる。
【０１０３】
Ｂ．ＧＰＳのＬ２Ｃ（中心周波数：１２２７．６ＭＨｚ）を受信するとき：３４７．８２ＭＨｚの局部信号を生成させる。
【０１０４】
これにより、ＧＰＳのＬ２ＣのＲＦ信号の中心周波数は１５７５．４２ＭＨｚにシフトされる。
【０１０５】
Ｃ．ＧａｌｉｌｅｏのＥ６（中心周波数：１２７８．７５ＭＨｚ）を受信するとき：２９６．９７ＭＨｚの局部信号を生成させる。
【０１０６】
これにより、ＧａｌｉｌｅｏのＥ６のＲＦ信号の中心周波数は１５７５．７２ＭＨｚにシフトされる。
【０１０７】
このような構成によって、受信装置４００における第１のＲＦ受信パス３１０から出力されるＲＦ信号の中心周波数は１５７５．４２ＭＨｚであり、第２のＲＦ受信パス４２０から出力されるＲＦ信号の中心周波数は１５７５．４２ＭＨｚか１６０６．１１ＭＨｚのいずれかであり、差が小さい。そのため、狭帯域の段間フィルタ３３４を用いることができる。
【０１０８】
デジタル処理部４８０によるイメージリジェクションミキサ３４３およびＩＦバンドパスフィルタ３５０の制御は、ここで省略する。
【０１０９】
このように、本実施の形態の受信装置４００は、ＧＰＳとＧａｌｉｌｅｏのすべての帯域の信号を小規模な装置で切替えて受信可能になる。
【０１１０】
＜第５の実施の形態＞
図８は、本発明の第５の実施の形態にかかる受信装置５００を示す。受信装置５００は、第３の実施の形態の受信装置３００と同じように、中心周波数が異なる３つ衛星測位用信号（ＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域、ＧＰＳのＬ５Ｃ帯域、ＧａｌｉｌｅｏのＥ５ｂ帯域）を切替えて受信するものであり、第１のＲＦ受信パス５１０、第２のＲＦ受信パス５２０、同相結合器５３２、段間フィルタ５３４、周波数変換部５４０、周波数変換部５４０、ＶＧＡ５６０、利得調整部５７０、デジタル処理部５８０、リファレンス信号発振器５８５、ヒューマンインターフェイス５９０を備える。
【０１１１】
第１のＲＦ受信パス５１０は、ＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域の信号を受信するものであり、該帯域のＲＦ信号を取得するアンテナ５１１、アンテナ５１１により取得したＲＦ信号に対してバンドパス処理を行って所望帯域（ここでＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域）以外の妨害波信号を除去するＲＦバンドパスフィルタ５１２、ＲＦバンドパスフィルタ５１２から出力されたＲＦ信号を増幅するＬＮＡ５１３を有する。
【０１１２】
第２のＲＦ受信パス５２０は、ＧＰＳのＬ５Ｃ帯域とＧａｌｉｌｅｏのＥ５ｂ帯域を受信するものであり、この２つの帯域のＲＦ信号を取得可能なアンテナ５２１、アンテナ５２１により取得したＲＦ信号に対してバンドパス処理を行って所望帯域（ここではＧＰＳのＬ５Ｃ帯域とＧａｌｉｌｅｏのＥ５ｂ帯域）以外の妨害波信号を除去するＲＦバンドパスフィルタ５２２、ＲＦバンドパスフィルタ５２２から出力されたＲＦ信号を増幅するＬＮＡ５２３、ＬＮＡ５２３から出力されたＲＦ信号に対して中心周波数のシフトを行う中心周波数シフト部５２４を有する。なお、第１のＲＦ受信パス５１０と第２のＲＦ受信パス５２０により受信される３つの衛星測位用信号の周波数帯域を図９の上部に示している。
【０１１３】
第１のＲＦ受信パス５１０におけるＬＮＡ５１３、第２のＲＦ受信パス５２０におけるＬＮＡ５２３および中心周波数シフト部５２４は、排他的に動作する。すなわち、第１のＲＦ受信パス５１０と第２のＲＦ受信パス５２０は、同時にＲＦ信号を出力することが無く、同じ時刻においてはいずれか一方からのみＲＦ信号が出力される。なお、いずれのＲＦ受信パスが動作するかは、デジタル処理部５８０により制御される。
【０１１４】
ここで、第２のＲＦ受信パス５２０における中心周波数シフト部５２４を説明する。中心周波数シフト部５２４は、分周器５２５とミキサ５２７を備える。
【０１１５】
分周器５２５は、後述する周波数変換部５４０における局部発振器５４２からの信号を分周し、中心周波数をシフトするための局部信号を得てミキサ５２７に供する。詳細については後述するが、局部発振器５４２の発振周波数が３１２０ＭＨｚに固定されており、分周器５２５の分周数が１４４／１７に固定されているため、分周器５２５からミキサ５２７に供される局部信号の周波数は約３６８．３３ＭＨｚである。
【０１１６】
ミキサ５２７は、分周器５２５から供される局部信号とＬＮＡ５２３からのＲＦ信号を乗算することによって、ＬＮＡ５２３からのＲＦ信号の中心周波数を３６８．３３分上方にシフトする。
【０１１７】
前述したように、第２のＲＦ受信パス５２０は、ＧＰＳのＬ５Ｃ帯域とＧａｌｉｌｅｏのＥ５ｂ帯域の信号を受信するものである。ＧＰＳのＬ５Ｃ帯域の信号を受信する際に、中心周波数シフト部５２４はその中心周波数を１１７６．４５ＭＨｚから１５４４．７８ＭＨｚにシフトする。また、ＧａｌｉｌｅｏのＥ５ｂ帯域の信号を受信する際に、中心周波数シフト部５２４はその中心周波数を１５７５．４７ＭＨｚにシフトする。すなわち、第２のＲＦ受信パス５２０から出力されるＲＦ信号の中心周波数は１５４４．７８ＭＨｚまたは１５７５．４７ＭＨｚである。
【０１１８】
図９の下部には、第１のＲＦ受信パス５１０と第２のＲＦ受信パス５２０から出力される各ＲＦ信号の周波数帯域が示されている。
【０１１９】
第１のＲＦ受信パス５１０と第２のＲＦ受信パス５２０の出力端がそれぞれ同相結合器５３２に接続される。同相結合器５３２は、動作中のＲＦ受信パスから出力されたＲＦ信号を段間フィルタ５３４に入力する。
【０１２０】
図９の下部に示すように、第１のＲＦ受信パス５１０から出力されるＲＦ信号の中心周波数は１５７５．４２ＭＨｚであり、第２のＲＦ受信パス５２０から出力されるＲＦ信号の中心周波数は、１５４４．７８ＭＨｚと１５７５．４７ＭＨｚであり、高い方の中心周波数と低い方の中心周波数間の差が僅か２０．６９ＭＨｚである。そのため、段間フィルタ５３４としては、狭帯域のフィルタを用いることができる。
【０１２１】
段間フィルタ５３４は、バンドパス処理をして得たＲＦ信号を周波数変換部５４０に入力する。周波数変換部５４０は、段間フィルタ５３４から出力されたＲＦ信号をＩＦ信号に変換するダウンコンバータであり、ＰＬＬ６００と、局部発振器５４２と、イメージリジェクションミキサ５４３を備える。ＰＬＬ５４１と局部発振器５４２は、リファレンス信号発振器５８５からのリファレンス信号に基づいて、段間フィルタ５３４からのＲＦ信号をＩＦ信号に周波数変換するための局部信号を生成してイメージリジェクションミキサ５４３に入力する。
【０１２２】
ＰＬＬ６００は、分周器６１０、ＰＤ＆ＣＰ６２０、ループフィルタ６３０、分周器６４０、分周器６５０を有する。分周器６１０は、リファレンス信号発振器５８５からのリファレンス信号を分周してＰＤ＆ＣＰ（ＰＤ：Ｐｈａｓｅ Ｄｅｃｔｏｒ、ＣＰ：Ｃｈａｒｇｅ Ｐｕｍｐ）６２０に入力し、ＰＤ＆ＣＰ６２０は、分周器６１０と分周器６５０からの信号の位相差を検出すると共に、検出した位相差に応じたパルス幅を有する信号を出力する。ループフィルタ６３０は、ＰＤ＆ＣＰ６２０からの信号のパルス幅に応じた直流電圧を生成して局部発振器５４２に入力する。局部発振器５４２は、電圧制御発振器であり、ループフィルタ６３０からの直流電圧に応じた周波数の信号を生成して分周器６４０、および中心周波数シフト部５２４における分周器５２５に出力する。分周器６４０は、局部発振器５４２からの信号を２分周して、局部発振器５４２の発振周波数の半分の周波数の局部信号を得る。また、分周器６４０は、局部信号として、周波数が同様で、相対位相差が０度、９０度、１８０度、２７０度の４相の信号を生成する。
【０１２３】
本実施の形態の受信装置５００において、デジタル処理部５８０は、局部発振器５４２の発振周波数が３１２０ＭＨｚに固定されるようにＰＬＬ６００を制御する。そのために、リファレンス信号発振器５８５により生成されるリファレンス信号の周波数が１３ＭＨｚの１倍、または２倍または４倍とされている。また、分周器６４０により得られて周波数変換部５４０に入力される局部信号の周波数が１６５０ＭＨｚとなる。
【０１２４】
第１のＲＦ受信パス５１０または第２のＲＦ受信パス５２０から出力されたＲＦ信号は、同相結合器５３２を介して段間フィルタ５３４に入力され、段間フィルタ５３４によりバイパス処理が施されて周波数変換部５４０に入力される。周波数変換部５４０におけるイメージリジェクションミキサ５４３は、分周器６４０からの局部信号の上部サイドと下部サイドのいずれかを用いて、段間フィルタ５３４からのＲＦ信号をＩＦ信号に変換する。イメージリジェクションミキサ５４３が局部信号の上部サイドと下部サイドのいずれを用いるかは、デジタル処理部５８０によりＲＦ信号の種類に応じて切替えられる。具体的には、段間フィルタ５３４からＲＦ信号が分周器６４０からの局部信号の周波数１６５０ＭＨｚより低い場合（ここではＧＰＳのＬ５Ｃを受信する場合）には下部サイドを用い、１６５０ＭＨｚより高い場合（ここではＧａｌｉｌｅｏのＬ１またはＥ５ｂを受信する場合）には上部サイドを用いる。
【０１２５】
このような構成によって、第２のＲＦ受信パス５２０が動作し、ＧＰＳのＬ５Ｃ帯域の信号を受信する際に、段間フィルタ５３４から出力されるＲＦ信号の中心周波数が１５４４．７８ＭＨｚとなる。周波数変換部５４０のイメージリジェクションミキサ５４３は、分周器６４０からの局部信号の下部サイドを用いてこのＲＦ信号をＩＦ信号に変換するため、周波数変換部５４０から出力されるＩＦ信号の中心周波数が１５．２２ＭＨｚとなる。
【０１２６】
また、第２のＲＦ受信パス５２０が動作し、ＧａｌｉｌｅｏのＥ５ｂ帯域の信号を受信する際に、段間フィルタ５３４から出力されるＲＦ信号の中心周波数が１５７５．４７ＭＨｚとなる。イメージリジェクションミキサ５４３は、分周器６４０からの局部信号の上部サイドを用いてこのＲＦ信号をＩＦ信号に変換した結果、中心周波数が１５．４７ＭＨｚのＩＦ信号が得られる。
【０１２７】
また、第１のＲＦ受信パス５１０が動作し、ＧａｌｉｌｅｏのＬ１帯域の信号を受信する際に、段間フィルタ５３４から出力されるＲＦ信号の中心周波数が１７５．４２ＭＨｚとなる。イメージリジェクションミキサ５４３は、分周器６４０からの局部信号の上部サイドを用いてこのＲＦ信号をＩＦ信号に変換した結果、中心周波数が１５．４５ＭＨｚのＩＦ信号が得られる。
【０１２８】
すなわち、３つの衛星測位用信号に対して、周波数変換部５４０により得られるＩＦ信号の中心周波数はそれぞれ１５．２２ＭＨｚ、１５．４５ＭＨｚ、１５．４７ＭＨｚである。これらのＩＦ信号の中心周波数の差が僅かであるため、ＩＦバンドパスフィルタ５５０として同じものを用いることができる。
【０１２９】
なお、３つのＩＦ信号の中心周波数の差が僅かであるため、後にデジタル処理部５８０においてデジタル信号処理時にリサンプラーを用いれば容易に対応することができる。
【０１３０】
ＩＦバンドパスフィルタ５５０、ＶＧＡ５６０、Ａ／Ｄ変換器５６５、利得調整部５７０、ヒューマンインターフェイス５９０は、受信装置１００〜受信装置４００のいずれにおける相対応するものと同じ構成および機能を有するので、ここで詳細な説明を省略する。
【０１３１】
このように本実施の形態の受信装置５００によれば、第３の実施の形態の受信装置３００と同じ効果を得ることができると共に、分周器５２５とミキサ５２７のみで中心周波数シフト部５２４を構成しているため、より装置の小規模化を図ることができる。
【０１３２】
上記各実施の形態の受信装置は、中心周波数が異なる複数のＲＦ信号を受信する際に、フィルタの数を減らすことができるため、装置の小規模化を図ることができる。また、ＲＦ受信パスにおけるＲＦアンプの後のＲＦフィルタを狭帯域のフィルタを用いることができるので、携帯電話機のようなど大パワー送信を行う場合もある通信機器に搭載する場合にも高い耐妨害波能力を発揮できる。
【０１３３】
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。実施の形態は例示であり、本発明の主旨から逸脱しない限り、さまざまな変更、増減、各実施の形態の要素の組合せなどをしてもよい。これらの変更、増減、組合せがなされた変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる受信装置を示す図である。
【図２】図１に示す受信装置における利得調整部を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態にかかる受信装置を示す図である。
【図４】図２に示す受信装置における利得調整部を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態にかかる受信装置を示す図である。
【図６】図５に示す受信装置における第２のＲＦ受信パスの動作を説明するための図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態にかかる受信装置を示す図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態にかかる受信装置を示す図である。
【図９】図８に示す受信装置における第２のＲＦ受信パスの動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１３５】
１００ 受信装置 １１０ 第１のＲＦ受信パス
１１１ アンテナ １１２ ＲＦバンドパスフィルタ
１１３ ＬＮＡ １２０ 第２のＲＦ受信パス
１２１ アンテナ １２２ ＲＦバンドパスフィルタ
１２３ ＬＮＡ １２４ 中心周波数シフト部
１２５ ＰＬＬ １２６ 局部発振器
１２７ ミキサ １３２ 同相結合器
１３４ 段間フィルタ １４０ 周波数変換部
１４１ ＰＬＬ １４２ 局部発振器
１４３ イメージリジェクションミキサ １５０ ＩＦバンドパスフィルタ
１６０ ＶＧＡ １６５ Ａ／Ｄ変換器
１７０ 利得調整部 １７１ 積分器
１７２ コントロールロジック １８０ デジタル処理部
１８５ リファレンス信号発振器 １９０ ヒューマンインターフェイス
２００ 受信装置 ２７０ 利得調整部
２７１ 積分器 ２７２ コントロールロジック
２７３ 状態保存部 ２７４ Ａ／Ｄ変換器
２７５ 書込部 ２７６ レジスタ
２７７ 読出部 ２７８ Ｄ／Ａ変換器
３００ 受信装置 ３１０ 第１のＲＦ受信パス
３１１ アンテナ ３１２ ＲＦバンドパスフィルタ
３１３ ＬＮＡ ３２０ 第２のＲＦ受信パス
３２１ アンテナ ３２２ ＲＦバンドパスフィルタ
３２３ ＬＮＡ ３２４ 中心周波数シフト部
３２５ ＰＬＬ ３２６ 局部発振器
３２７ ミキサ ３３２ 同相結合器
３３４ 段間フィルタ ３４０ 周波数変換部
３４１ ＰＬＬ ３４２ 局部発振器
３４３ イメージリジェクションミキサ ３５０ ＩＦバンドパスフィルタ
３６０ ＶＧＡ ３６５ Ａ／Ｄ変換器
３７０ 利得調整部 ３８０ デジタル処理部
３８５ リファレンス信号発振器 ３９０ ヒューマンインターフェイス
４００ 受信装置 ４２０ 第２のＲＦ受信パス
４２１ アンテナ ４２２ ＲＦバンドパスフィルタ
４２３ ＬＮＡ ４２４ 中心周波数シフト部
４２５ ＰＬＬ ４２６ 局部発振器
４２７ ミキサ ４８０ デジタル処理部
５００ 受信装置 ５１０ 第１のＲＦ受信パス
５１１ アンテナ ５１２ ＲＦバンドパスフィルタ
５１３ ＬＮＡ ５２０ 第２のＲＦ受信パス
５２１ アンテナ ５２２ ＲＦバンドパスフィルタ
５２３ ＬＮＡ ５２４ 中心周波数シフト部
５２５ 分周器 ５２７ ミキサ
５３２ 同相結合器 ５３４ 段間フィルタ
５４０ 周波数変換部 ５４２ 局部発振器
５４３ イメージリジェクションミキサ ５５０ ＩＦバンドパスフィルタ
５６０ ＶＧＡ ５６５ Ａ／Ｄ変換器
５７０ 利得調整部 ５８０ デジタル処理部
５８５ リファレンス信号発振器 ５９０ ヒューマンインターフェイス
６００ ＰＬＬ ６１０ 分周器
６２０ ＰＤ＆ＣＰ ６３０ ループフィルタ
６４０ 分周器 ６５０ 分周器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切り替えて動作する複数のＲＦ受信パスと、
該複数のＲＦ受信パスと接続され、動作中のＲＦ受信パスから出力されたＲＦ信号に対して所定の帯域のみを通過するＲＦバンドパスフィルタと、
該ＲＦバンドパスフィルタから出力された信号をＩＦ信号に変換する周波数変換部を備え、
前記複数のＲＦ受信パスのうちの、前記所定の帯域外のＲＦ信号を受信するＲＦ受信パスは、受信したＲＦ信号に対して、前記ＲＦバンドパスフィルタの前記所定の帯域に含まれるように中心周波数のシフトを行う中心周波数シフト部を有することを特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記複数のＲＦ受信パスは、中心周波数が異なる複数のＲＦ信号をそれぞれ受信するものであり、
前記所定の帯域は、所定の基準周波数を中心とする帯域であり、
前記中心周波数シフト部は、受信したＲＦ信号の中心周波数を前記基準周波数にシフトすることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
前記基準周波数は、前記複数のＲＦ受信パスのうちのいずれか１つにより受信されるＲＦ信号の中心周波数であることを特徴とする請求項２に記載の受信装置。
【請求項４】
前記周波数変換部により得られたＩＦ信号に対して所定の帯域のみを通過するＩＦバンドパスフィルタをさらに備え、
該ＩＦバンドパスフィルタは、受信したＲＦ信号の帯域幅に応じてバンド幅が切替え可能に構成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の受信装置。
【請求項５】
前記中心周波数シフト部を有するＲＦ受信パスは、中心周波数が互いに異なる複数のＲＦ信号であって、前記シフトによって前記所定の帯域に含まれるようになる前記複数のＲＦ信号を切替えて受信可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項６】
前記周波数変換部は、前記ＲＦバンドパスフィルタから出力された信号と、周波数変換用局部信号とを乗算するミキサを備え、
該ミキサは、前記ＲＦバンドパスフィルタから出力された信号の中心周波数が前記周波数変換用局部信号の周波数より高いときに前記周波数変換用局部信号の上部サイドを用い、前記ＲＦバンドパスフィルタから出力された信号の中心周波数が前記周波数変換用局部信号の周波数より低いときに前記周波数変換用局部信号の下部サイドを用いるように、周波数変換用局部信号の上部サイドと下部サイドのいずれを用いるかが切替え可能に構成されていることを特徴とする請求項５に記載の受信装置。
【請求項７】
前記中心周波数シフト部は、
中心周波数シフト用局部信号を生成するシフト用局部信号生成部と、
該シフト用局部信号生成部により生成された中心周波数シフト用局部信号を、受信したＲＦ信号に乗算するミキサとを備え、
前記シフト用局部信号生成部は、前記シフトがなされた後の前記複数のＲＦ信号の中心周波数が前記周波数変換用局部信号の周波数の両側に分布するように、前記複数のＲＦ信号のそれぞれの中心周波数に応じた中心周波数シフト用局部信号を生成可能に構成されていることを特徴とする請求項６に記載の受信装置。
【請求項８】
前記シフト用局部信号生成部は、
ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）回路と、
電圧制御発振器とを備えることを特徴とする請求項７に記載の受信装置。
【請求項９】
前記中心周波数シフト部は、
中心周波数シフト用局部信号を生成するシフト用局部信号生成部と、
該シフト用局部信号生成部により生成された中心周波数シフト用局部信号を、受信したＲＦ信号に乗算するミキサとを備え、
前記周波数変換部は、周波数変換用の局部信号を生成する周波数変換用局部信号生成部と、
該周波数変換用局部信号生成部により生成された周波数変換用局部信号を、前記ＲＦバンドパスフィルタからの信号に乗算するミキサとを備え、
前記周波数変換用局部信号生成部は、
ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）回路と、
電圧制御発振器とを有し、
前記シフト用局部信号生成部は、前記周波数変換用局部信号生成部における前記電圧制御発振器からの信号を分周する分周器であることを特徴とする請求項５または６に記載の受信装置。
【請求項１０】
前記ＩＦ信号を増幅する利得可変増幅器と、
該利得可変増幅により得られた信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
該Ａ／Ｄ変換器の出力に応じた制御値を前記利得可変増幅器の利得制御端子に印加する負帰還制御ループ式の利得調整部とをさらに備え、
該利得調整部は、受信するＲＦ信号の切替えがなされる際に、前記制御値を記憶し、前記切替えがなされた後に前記制御値を読み出して前記利得制御端子に印加する状態保存部を有することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の受信装置。
【請求項１】
切り替えて動作する複数のＲＦ受信パスと、
該複数のＲＦ受信パスと接続され、動作中のＲＦ受信パスから出力されたＲＦ信号に対して所定の帯域のみを通過するＲＦバンドパスフィルタと、
該ＲＦバンドパスフィルタから出力された信号をＩＦ信号に変換する周波数変換部を備え、
前記複数のＲＦ受信パスのうちの、前記所定の帯域外のＲＦ信号を受信するＲＦ受信パスは、受信したＲＦ信号に対して、前記ＲＦバンドパスフィルタの前記所定の帯域に含まれるように中心周波数のシフトを行う中心周波数シフト部を有することを特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記複数のＲＦ受信パスは、中心周波数が異なる複数のＲＦ信号をそれぞれ受信するものであり、
前記所定の帯域は、所定の基準周波数を中心とする帯域であり、
前記中心周波数シフト部は、受信したＲＦ信号の中心周波数を前記基準周波数にシフトすることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
前記基準周波数は、前記複数のＲＦ受信パスのうちのいずれか１つにより受信されるＲＦ信号の中心周波数であることを特徴とする請求項２に記載の受信装置。
【請求項４】
前記周波数変換部により得られたＩＦ信号に対して所定の帯域のみを通過するＩＦバンドパスフィルタをさらに備え、
該ＩＦバンドパスフィルタは、受信したＲＦ信号の帯域幅に応じてバンド幅が切替え可能に構成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の受信装置。
【請求項５】
前記中心周波数シフト部を有するＲＦ受信パスは、中心周波数が互いに異なる複数のＲＦ信号であって、前記シフトによって前記所定の帯域に含まれるようになる前記複数のＲＦ信号を切替えて受信可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項６】
前記周波数変換部は、前記ＲＦバンドパスフィルタから出力された信号と、周波数変換用局部信号とを乗算するミキサを備え、
該ミキサは、前記ＲＦバンドパスフィルタから出力された信号の中心周波数が前記周波数変換用局部信号の周波数より高いときに前記周波数変換用局部信号の上部サイドを用い、前記ＲＦバンドパスフィルタから出力された信号の中心周波数が前記周波数変換用局部信号の周波数より低いときに前記周波数変換用局部信号の下部サイドを用いるように、周波数変換用局部信号の上部サイドと下部サイドのいずれを用いるかが切替え可能に構成されていることを特徴とする請求項５に記載の受信装置。
【請求項７】
前記中心周波数シフト部は、
中心周波数シフト用局部信号を生成するシフト用局部信号生成部と、
該シフト用局部信号生成部により生成された中心周波数シフト用局部信号を、受信したＲＦ信号に乗算するミキサとを備え、
前記シフト用局部信号生成部は、前記シフトがなされた後の前記複数のＲＦ信号の中心周波数が前記周波数変換用局部信号の周波数の両側に分布するように、前記複数のＲＦ信号のそれぞれの中心周波数に応じた中心周波数シフト用局部信号を生成可能に構成されていることを特徴とする請求項６に記載の受信装置。
【請求項８】
前記シフト用局部信号生成部は、
ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）回路と、
電圧制御発振器とを備えることを特徴とする請求項７に記載の受信装置。
【請求項９】
前記中心周波数シフト部は、
中心周波数シフト用局部信号を生成するシフト用局部信号生成部と、
該シフト用局部信号生成部により生成された中心周波数シフト用局部信号を、受信したＲＦ信号に乗算するミキサとを備え、
前記周波数変換部は、周波数変換用の局部信号を生成する周波数変換用局部信号生成部と、
該周波数変換用局部信号生成部により生成された周波数変換用局部信号を、前記ＲＦバンドパスフィルタからの信号に乗算するミキサとを備え、
前記周波数変換用局部信号生成部は、
ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）回路と、
電圧制御発振器とを有し、
前記シフト用局部信号生成部は、前記周波数変換用局部信号生成部における前記電圧制御発振器からの信号を分周する分周器であることを特徴とする請求項５または６に記載の受信装置。
【請求項１０】
前記ＩＦ信号を増幅する利得可変増幅器と、
該利得可変増幅により得られた信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
該Ａ／Ｄ変換器の出力に応じた制御値を前記利得可変増幅器の利得制御端子に印加する負帰還制御ループ式の利得調整部とをさらに備え、
該利得調整部は、受信するＲＦ信号の切替えがなされる際に、前記制御値を記憶し、前記切替えがなされた後に前記制御値を読み出して前記利得制御端子に印加する状態保存部を有することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の受信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−１７７９５４（Ｐ２００８−１７７９５４Ａ）
【公開日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１０７３５（Ｐ２００７−１０７３５）
【出願日】平成１９年１月１９日（２００７．１．１９）
【出願人】（３０２０６２９３１）ＮＥＣエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１９日（２００７．１．１９）
【出願人】（３０２０６２９３１）ＮＥＣエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
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