电波接收装置

申请号 CN200910150846.2 申请日 2009-06-23 公开(公告)号 CN101615918A 公开(公告)日 2009-12-30
申请人 卡西欧计算机株式会社; 发明人 染谷薰;
摘要 本 发明 提供一种电波接收装置,具备:将接收电波的天线的接收 频率 调谐为目的频率,并且使频率特性可变的 调谐 电路 (20);从天线(10)输入接收 信号 进行调制波的解调的接收电路;对包含调谐电路(20)的信号路径施加正反馈的正反馈电路(50);以及开启/关闭正反馈动作的切换 开关 ,通过正反馈电路(50)使信号振荡,来进行调谐电路(20)的修正处理。
权利要求

1.一种电波接收装置,具备:
接收电波的天线(10、60);
将该天线的接收频率调谐为目的频率,并且使频率特性为可以改变的调谐 单元(20);以及
从所述天线输入接收信号来进行调制波的解调的接收单元(31、32、33、 34、35),
该电波接收装置的特征在于,
具备:
在包含所述调谐单元的信号路径上施加正反馈的正反馈单元(50、70); 以及
开启/关闭所述正反馈单元的反馈动作的切换单元(SW51、SW53、SW71)。
2.根据权利要求1所述的电波接收装置,其特征在于,
具备能够切换所述调谐单元的频率特性的控制单元(40),
所述控制单元,在通过所述正反馈单元使信号振荡的状态下,切换所述调 谐单元的频率特性,与所述接收单元的信号进行比较,来进行所述调谐单元的 修正处理。
3.根据权利要求1所述的电波接收装置,其特征在于,
所述天线是线圈天线,
所述调谐单元与所述线圈天线连接,并且具有使电容量为可以改变的可变 电容单元(Cc、C1……Cn、M1……Mn)。
4.根据权利要求1所述的电波接收装置,其特征在于,
所述接收单元具备对从所述天线输入的接收信号进行放大的RF放大器 (31),
所述正反馈单元反馈所述RF放大器的后级的信号。
5.根据权利要求1所述的电波接收装置,其特征在于,
在所述接收单元中设置有从接收信号中仅提取包含调制波的预定频带的 信号的滤波器单元(33)。
6.根据权利要求1所述的电波接收装置,其特征在于,
所述正反馈单元具备:
放大反馈信号的反馈信号放大单元(51、53、54);以及
与所述调谐单元或所述天线耦合,衰减并传输所述反馈信号的阻抗元件 (Cf、Cf1、Cf2)。
7.根据权利要求6所述的电波接收装置,其特征在于,
所述反馈信号放大单元具备:
对所述天线的一方的端子侧传输反馈信号的第一反馈信号放大器(53); 以及
对所述天线的另一方的端子侧传输与所述第一反馈信号放大器相反极性 的反馈信号的第二反馈信号放大器(54)。
8.根据权利要求1所述的电波接收装置,其特征在于,
所述正反馈单元将反馈信号反馈给所述调谐单元的信号线。
9.根据权利要求1所述的电波接收装置,其特征在于,
所述正反馈单元将反馈信号反馈给所述天线的信号线。
10.根据权利要求1所述的电波接收装置,其特征在于,
所述正反馈单元将反馈信号反馈给与所述天线电磁耦合的二次线圈(58)。
11.根据权利要求1所述的电波接收装置,其特征在于,
所述调谐单元由调整所述天线(60)的频率特性的频率调整单元(61)构 成,
所述正反馈单元具备使反馈的所述接收信号成为电波进行发射的发射用 天线(74)。
12.根据权利要求11所述的电波接收装置,其特征在于,
所述频率调整单元(61)是能够调整所述天线(60)的共振频率的结构。
13.根据权利要求12所述的电波接收装置,其特征在于,
所述频率调整单元(61)是能够调整所述天线(60)的阻抗的结构。
14.根据权利要求11所述的电波接收装置,其特征在于,
在所述正反馈单元(70)中包含对反馈的信号进行放大的放大器(72)。
15.根据权利要求11所述的电波接收装置,其特征在于,
在所述正反馈单元(70)中包含使反馈的信号的相位位移的移相单元(71)。
16.根据权利要求11所述的电波接收装置,其特征在于,
所述正反馈单元(70)被连接成:输入并反馈从所述天线(60)输出后进 行频率转换前的接收信号。
17.根据权利要求11所述的电波接收装置,其特征在于,
所述发射用天线(74)是在芯片上图形形成导体的结构。
18.根据权利要求11所述的电波接收装置,其特征在于,
具备能够切换所述频率调整单元(61)的特性的控制单元(40),
所述控制单元(40)使所述反馈单元(70)成为动作状态,在所述天线、 所述反馈单元以及所述发射用天线的路径进行了环路振荡的状态下,切换所述 频率调整单元(61)的特性,并且比较所述接收单元(67)的接收电平,来进 行所述频率调整单元(61)的修正处理。

说明书全文

相关技术的交叉引用

申请基于先前在2008年6月24日递交的日本专利申请No.2008- 163953,并享受其优先权的好处;其全部内容被收容于本申请中,以资参考。

技术领域

发明涉及一种具备天线和调谐单元的电波接收装置。

背景技术

目前,具有一种自动地调整与天线连接的调谐电路频率特性,高效地接 收预定频率的电波信号的通信装置(例如,特开2000-231609公报、美国专利 第6177846号公报)。
当在这样的通信装置中进行接收时的调谐电路的调整时,需要一边接收实 际的发送电波一边进行调谐处理,或者准备生成与实际的发送电波相同频率的 信号的振荡器,一边接收该振荡器的信号一边进行调谐处理。在调谐处理中, 例如一边监视通过接收处理得到的检波输出的信号电平、AGC(自动增益控 制)信号,一边使调谐电路的电容值变动,调整调谐电路以使检波输出的信号 电平成为最大,或者使AGC信号成为最大增益控制。
此外,在特开2000-231609公报中公开了以下的技术:作为发送时的调谐 电路的自动调整处理,一边使发送电路工作一边使调谐电路的电容值变化,并 且比较天线的两个端子之间的信号相位来调整调谐电路,以使发送电波变得最 强。

发明内容

当为了进行电波接收装置中的调谐电路的自动调整,而采用接收实际的发 送电波进行调谐处理的方式时,存在以下的课题:在不是可以良好地接收发送 电波的环境时,无法正常地进行调谐电路的自动调整。
此外,在通过振荡电路生成模拟的发送电波,一边接收该发送电波一边进 行调谐处理的方式中,存在必须专准备通过与发送电波相同的频率正确地进 行振荡的振荡电路的课题。当在接收装置的内部设置振荡电路时,为了得到正 确的振荡频率需要使用晶体振子等,所以即使使接收电路等集成化,也难以将 振荡电路完全装载在该集成电路中。此外,虽然可以应用使用PLL(Phase Locked Loop)电路,根据集成电路的基准时钟生成预定频率的振荡信号的结 构,但在该结构中还存有必须专门准备振荡电路的课题。
本发明的目的在于提供一种不需要设置正确的振荡电路,仅通过追加简单 的电路便可以进行天线的调谐处理的电波接收装置。
为了达成上述的目的,本发明在具备接收电波的天线;将该天线的接收频 率调谐为目的频率,并且使频率特性可变的调谐单元;以及从所述天线输入接 收信号进行调制波的解调的接收单元的电波接收装置中,具备:在包含所述调 谐单元的信号路径上施加正反馈的正反馈单元;以及开启/关闭所述正反馈单 元的反馈动作的切换单元。
附图说明
图1是表示本发明实施方式的电波接收装置的整体的结构图。
图2是表示反馈电路的详细的一个例子的电波接收装置的结构图。
图3是表示反馈电路的第一变形例的电波接收装置的结构图。
图4是表示使信号的反馈目的地不同的反馈电路的第二变形例的电波接 收装置的结构图。
图5是表示使信号的反馈目的地不同的反馈电路的第三变形例的电波接 收装置的结构图。
图6是表示由CPU执行的自动调谐处理的控制顺序的流程图
图7是表示了本发明第二实施方式的电波接收装置1A的整体的结构图。
图8是表示了天线频率调整电路61的详细的一例的结构图。
图9是表示了天线60中的天线增益的频率特性的特性图。
图10说明天线特性的调整处理的概要。

具体实施方式

以下根据附图说明本发明的实施方式。
图1是表示本发明的实施方式的电波接收装置的整体的结构图。
该实施方式的电波接收装置1是接收预定频带的电波,对该电波中包含的 调制波进行检波然后进行解调的装置。例如,用作通过电波时钟等接收60kHz 的标准电波,解调对该载波进行了振幅调制的时间码的接收电路。
该电波接收装置1具有:天线10;将天线10的接收频率调谐为目的频率 的调谐电路20;进行接收信号的放大的RF放大器31;从接收信号中提取接 收频带的信号的低通滤波器32以及带通滤波器33;进行通过了滤波器32、33 的信号的放大的放大器34;从接收信号对调制波进行检波的检波器3、进行 RF放大器31以及放大器34的增益控制,以使检波出的信号的信号电平稳定 的AGC(自动增益控制)电路36;将RF放大器31的输出正反馈给包含调谐 电路20的信号路径的反馈电路50;执行反馈电路50的动作控制、调谐电路 20的设定处理的CPU(中央运算处理装置)40;将检波信号数字化然后发送 给CPU40的AD转换器41;以及写入调谐电路20的设定状态的切换寄存器 42等。
天线10例如是在芯上形成了线圈的线圈天线。
调谐电路20例如具备:在天线10的两个端子之间可以并联连接的多个电 容元件Cc、C1~Cn以及对多个电容元件C1~Cn的连接/切断进行切换的多个 开关元件M1~Mn。通过采用适当的组合对这些开关元件M1~Mn进行接通关 断控制,调谐电路20的电容值变化,调整天线10的接收频率,以便通过与天 线10的电感成分相耦合的调谐频率能够得到高的接收强度。
切换寄存器42通过CPU40来设置表示多个开关元件M1~Mn的接通关断 的状态值,并且对各个开关元件M1~Mn输出与该状态值相对应的接通关断控 制信号,来实际切换这些开关元件M1~Mn的连接状态。
低通滤波器32和带通滤波器33被设定成从接收信号仅让包含预定频带 (例如60kHz频带)非常窄的频带的信号通过。
AGC电路36对RF放大器31、放大器34输出增益控制电压AGC_V1、 AGC_V2,来自动地控制这些放大器31、34,以使检波的信号的振幅稳定。详 细地说,AGC电路36对检波器35的输出进行整流,并且通过时间常数大的 电路使其平滑,比较该平滑后的信号的电平和参照电压。然后,进行动作,以 便通过生成并输出与该差电压成比例的增益控制电压AGC_V1、AGC_V2,使 检波器35的输出振幅成为一定的大小。
CPU40例如经由AD转换器41采样取得检波器35的输出,可以根据该 采样数据计算出检波信号的信号振幅,或者计算出S/N比等,来判定接收状态 的好坏或接收信号的强度。此外,如图1的虚线所示,CPU40可以经由AD 转换器41采样取得AGC电路36的输出(增益控制电压AGC_V1、AGC_V2)。 还可以根据增益控制电压AGC_V1、AGC_V2判断接收信号的强度。此外, 该CPU40执行后述的自动调谐处理的控制程序(图6)。
图2为详细表示了反馈电路50的电波接收装置结构图。
如图2所示,反馈电路50具备:输入并放大RF放大器31的输出的非反 转放大器51;将非反转放大器51的输出端子和调谐电路20的正极侧的信号 线耦合的耦合电容器Cf;接通关断非反转放大器51的电源供给,来切换动作 /非动作的开关元件SW51等。
耦合电容器Cf是用于通过小的耦合度将反馈电路50与反馈信号的信号线 耦合的阻抗元件,与调谐电路20的各个电容元件Cc、C1~Cn相比被设定为电 容量小的电容器。通过将该耦合电容器Cf的阻抗值设定为大的值,在反馈电 路50处于非动作状态时,反馈电路50的影响不会波及到调谐电路20。此外, 几乎不会对反馈电路50进行的振荡的振荡频率造成影响。因为减弱与反馈电 路50的耦合度即可,所以可以使用电阻值大的电阻元件来代替耦合电容器Cf。
关于非反转放大器51,由于间隔了耦合电容器Cf,反馈给调谐电路20 的信号线的信号的振幅减小,所以为了修正该振幅的减小,非反转放大器51 进行信号的放大。该非反转放大器51在根据来自CPU40的ON/OFF控制信号, 开关元件SW51接通时被提供电源电压Vcc来进行信号放大,在开关元件 SW51关断时,电源电压Vcc被切断,停止放大动作。
通过上述那样的结构,如果开关元件SW51被接通非反转放大器51进行 动作,则RF放大器31的信号通过非反转放大器51进行放大,然后经由耦合 度小的耦合电容器Cf反馈给调谐电路20的正极一侧的信号线。该反馈信号因 为延迟基于调谐电路20的电容量和天线10的电感的时间常数,所以信号通过 与调谐电路20的调谐频率几乎相同的频率进行振荡。
另一方面,当开关元件SW51被关断,非反转放大器51变为非动作状态 时,因为耦合电容器Cf的耦合度非常小,所以几乎不会产生反馈电路50对接 收动作的影响。
此外,反馈电路50的结构可以进行各种各样的变形。在此,说明反馈电 路50的第一变形例~第三变形例。
(第一变形例)
图3是表示反馈电路的第一变形例的电波接收装置结构图。
图3的第一变形例是作为反馈电路50A应用平衡型的结构的例子。即, 该反馈电路50A具备:将RF放大器31的输出反馈给调谐电路20的正极一侧 的信号线的非反转放大器53以及耦合电容器Cf1;将RF放大器31的输出反 馈给调谐电路20的负极一侧的信号线的反转放大器54以及耦合电容器Cf2。
非反转放大器53以及耦合电容器Cf1是与图2的非反转放大器51以及耦 合电容器Cf几乎相同的结构。另一方的反转放大器54以及耦合电容器Cf2 仅是使输出信号的极性反转,其他的特性几乎与上述的非反转放大器53以及 耦合电容器Cf1相同。
此外,通过根据来自CPU40的ON/OFF控制信号接通开关元件SW53, 非反转放大器53和反转放大器54进行动作来执行信号的反馈,通过关断开关 元件SW53,非反转放大器53和反转放大器54成为非动作状态,信号反馈停 止。
根据这样的反馈电路50A的结构,可以进行适合于天线10和调谐电路20 为平衡型时的信号反馈,以接近调谐频率的频率进行振荡。
(第二变形例)
图4是表示使信号的反馈目的地不同的反馈电路的第二实施例的电波接 收装置结构图。
第二变形例在天线10的线圈中途设定了反馈电路50的反馈信号的输入节 点。即使是这样的反馈路径,也可以与上述实施方式相同地通过接近调谐频率 的频率使信号振荡。
此外,即使在使反馈信号的输入节点为天线10的线圈中途时,也可以像 第一变形例中所示的那样应用平衡型的反馈电路50A。此时,可以将正极性的 信号反馈给与天线10的线圈的正极一侧的端子接近的节点,负极性的信号反 馈给与天线10的线圈的负极侧的端子接近的节点。
(第三变形例)
图5是表示使信号的反馈目的地不同的反馈电路的第三变形例的电波接 收装置结构图。
第三变形例是通过电磁耦合,将反馈电路50的反馈信号反馈给天线10 的结构。即,在天线10的铁芯10a上设置二次线圈58,向该二次线圈58输 出反馈信号,由此通过电磁耦合将二次线圈58的信号传递给天线10的线圈 10b。
即使是这样的反馈电路,也可以与上述实施方式相同地,以接近调谐频率 的频率使信号振荡。
然后,说明由上述的电波接收装置1的CPU40执行的自动调谐处理。
图6是表示该自动调谐处理的控制顺序的流程图。
例如在工厂出货前的设定工序时、电波接收一定期间以上不良时,或者在 存在用户的预定的操作输入时,开始进行自动调谐处理。当开始了自动调谐处 理时,首先,CPU40在切换寄存器42中设定初始值(步骤S1)。由此,调谐 电路20的开关元件M1~Mn成为初始的切换模式,调谐电路20的设定成为初 始状态。
然后,CPU40接通接收电路(RF放大器31、放大器34、BPF33、检波器 35、AGC电路36)(步骤S2),然后,接通反馈电路50(步骤S3)。由此,在 电波接收装置1中开始接收动作,并且在包含调谐电路20的信号路径中经由 反馈电路50正反馈信号,信号以与调谐频率几乎相同的频率进行振荡。
通过低通滤波器32、带通滤波器33、放大器34、检波器35传输并处理 振荡信号,在振荡频率偏离了接收频率时,通过低通滤波器32和带通滤波器 33的信号变小检波输出极端地降低。另一方面,当振荡频率与接收频率重叠 时,通过低通滤波器32和带通滤波器33的信号增多,可以得到一定的检波输 出。
在此,CPU40反复执行步骤S4~S6的循环处理。即,经由AD转换器41 采样取得检波器35的输出(步骤S4),将切换寄存器42更新为不同的值(步 骤S5),确认是否已完成将切换寄存器42更新为全部不同的模式(步骤S6)。
通过重复进行该步骤S4~S6的循环处理,CPU40取得调谐电路20的各个 电容元件C1~Cn全连接模式下的检波信号的采样数据。即,取得从振荡频率 (≈调谐频率)偏离接收频率检波输出极端降低时的采样数据,直到振荡频率 与接收频率重叠得到一定的检波输出时的采样数据。
如果取得了这样的采样数据,则然后比较这些采样数据,提出接收状态良 好的采样数据以及此时的切换寄存器42的值(步骤S7)。然后,使用判断该 接收状态为良好时的值设置切换寄存器42(步骤S8)。由此,修正为调谐电路 20的调谐频率与接收频率重叠的良好的状态。
然后,如果调谐电路20的设定结束,则CPU40关断反馈电路50和接收 电路(步骤S9、S10),结束自动调谐处理。
如上所述,根据上述实施方式的电波接收装置1,通过接通反馈电路50 (50A)使其动作,在包含调谐电路20的信号路径中进行正反馈,可以以与 调谐频率几乎相同的频率使信号振荡。并且,通过在接收电路(31~35)中处 理该振荡信号,如果调谐频率与接收频率重叠,则成为一定的检波输出、输出 了AGC电压的状态,如果调谐频率偏离了接收频率,则检波输出极度地降低, AGC电压也成为上升到饱和电平的状态。
因此,通过上述的自动调谐处理,在监视检波输出的同时使调谐电路20 的频率特性变化,找出接收状态良好的设定,由此可以将调谐电路20修正为 适合于接收频带的特性。
此外,与为了进行这样的自动调谐处理,要设置以正确的频率进行振荡的 振荡电路的情况相比,可以减少追加的电路的数量。此外,在对电路进行集成 化时,还可以避免追加附加部件的必要性。
此外,在不进行调谐处理时,通过关断反馈电路50,经由反馈电路50的 振荡停止,可以像通常那样执行电波接收处理。
此外,反馈电路50因为是输入并反馈RF放大器31的输出的结构,所以 能够高效地进行振荡。
此外,因为反馈电路50由放大反馈信号的放大电路(非反转放大器51、 反转放大器54)、以及使放大后的信号衰减然后进行发送的阻抗元件(耦合电 容器Cf、Cf1、Cf2)构成,所以通过将放大电路切换为动作状态/非动作状态, 可以切实地切换反馈动作的开启/关闭。此外,在关闭了反馈动作时,可以使 不良影响不会波及到接收动作。
此外,根据图3~图5所示的反馈电路的变化,可以应对平衡型的天线、 调谐电路,并且可以通过更接近由天线10和调谐电路20的特性决定的调谐频 率的频率进行振荡。
此外,本发明并不限于上述的实施方式,可以进行各种变更。例如,作为 反馈电路50,表示了组合有通过低的耦合度与反馈目的地耦合来发送反馈信 号的阻抗元件、以及对反馈信号进行放大的放大单元的结构,但还可以使用以 下的结构:经由信号线直接地耦合RF放大器31的输出端子和天线10、调谐 电路20的信号线。此时,在反馈用信号线中设置开关元件,以便能够连接/ 切断信号线,由此可以切换反馈动作的执行和停止。
此外,作为反馈电路50,表示了反馈RF放大器31的输出的结构,但本 发明并不限于此,例如,如果在反馈电路50中具备了放大器,则可以反馈RF 放大器的输入级的信号。此外,如果在接收电路的中途没有进行频率转换,则 可以反馈滤波器电路(32、33)、第2级放大器34的输出。
此外,判定接收状态好坏的方法也不限于数字地采样并处理检波信号、 AGC电压的方法,可以采用各种方法,例如,如果通过模拟比较器得到了比 阈值高的信号,则判定接收状态为良好。
此外,在上述实施方式中,表示了通过CPU40自动地进行调谐电路20的 调整的结构,但也可以通过设定者手动进行调谐电路20的调整。
此外,在上述实施方式中,说明了将电波接收装置1、调谐电路20的结 构设为仅接收60kHz的1个频道的电波的结构,例如,还可以设成切换调谐 电路20的电容值可以切换为与多个频道对应的调谐频率的结构,或者可以准 备与多个频道相同量的接收电路的滤波器电路32、33能够进行切换,或者如 果是超外差方式的接收电路,可以设置将多个频道的接收信号转换为中间频率 的结构,由此可以设为能够进行多个频道的接收的结构。对于这样的多频道的 接收,作为进行每一个频道的调谐处理的结构,同样可以应用本发明。
此外,在上述实施方式中,表示了对直接方式的接收电路应用了本发明的 例子,但还可以将本发明用于在接收电路的中途将接收信号转换为中间频率的 超外差方式的接收电路,或者还可以用于直接转换方式的接收电路。在为超外 差方式时,中间频率的信号成为包含有滤波器单元提取的调制波的频带的信 号。
此外,在不超出本发明的主旨的范围内,接收电波的种类、天线和调谐电 路的结构、自动调谐处理的各处理步骤等、在实施方式中表现出的细节可以进 行适当的变更。
(第二实施方式)
图7是表示了本发明第二实施方式的电波接收装置1A的整体的结构图。
第二实施方式的电波接收装置1A,例如在移动电话等中安装的接收高频 的电波信号的装置中,是进行自振荡可以自动地调整天线的频率特性的电波接 收装置。
如图7所示,该电波接收装置具有:接收电波的天线60;调整天线60的 频率特性的天线频率调整电路61;放大接收信号的LNA(Low Noise Amplier) 等RF放大器62;将接收信号转换为中间频率的频率转换器(例如混频器)64; 向频率转换器64提供本地信号的振荡器63;使预定的中间频带的信号通过, 并且使其他频率信号衰减的带通滤波器65;放大中间频率的信号的IF放大器 66;进行接收信号的解调处理的解调电路67;以及对解调后的信号进行各种 信号处理的信号处理器68等。通过这些中的RF放大器62、频率转换器64、 振荡器63、带通滤波器65、IF放大器66、解调电路67、信号处理器68,构 成从接收信号中提取信息信号的接收单元。
并且,该电波接收装置1A具备:为了自动调整天线的特性,反馈从天线 60输出的接收信号的反馈电路70;使反馈电路70反馈的接收信号成为电波然 后进行发射的反射用天线74;以及进行天线特性的自动调整控制的CPU(中 央运算处理装置)40等。
反馈电路70具有使反馈信号的相位位移的移相器71、以及放大反馈信号 的放大器72。虽然没有特别的限定,但在该实施方式中,将反馈电路70的输 入端子与RF放大器62的输出端子连接。能够对反馈电路70输入频率转换前 的接收信号即可,例如,可以在RF放大器62的前级连接输入端子,把由RF 放大器62进行放大前的信号作为反馈用信号进行输入。
移相器71是为了通过环路的信号反馈来进行振荡,使反馈信号的相位位 移的移相器。如果即使没有相位的位移,也可得到振荡,还可以省略该移相器 71。
在反馈电路70中还设置了能够接通/切断向放大器72的电源供给的开关 SW71。并且,根据来自CPU40的ON/OFF控制信号,切换开关SW71的状态。
发射用天线74例如除了小型的偶极天线、单极天线、螺旋天线等之外, 还可以应用在基板上图形形成半导体的天线、通过WLP(Wafer Level Package) 的技术进行了小型多层化的天线等。希望该发射用天线74的频率特性是在振 荡信号的频带中平的特性。此外,例如可以使发射用天线74的一方的端子为 开路,或者为了降低反射等连接适当的阻抗元件75。
CPU40例如通过经由AD转换器41输入来自解调电路67的表现接收电 平的接收电平信号,可以监视接收电平。此外,通过ON/OFF控制信号的输出, 可以将反馈电路70切换为动作状态和非动作状态,还可以通过切换控制信号 的输出,变更天线频率调整电路61的设定。
图8是表示了天线频率调整电路61的详细的一例的结构图。
天线频率调整电路61的结构为:在天线60和RF放大器62之间的路径 中连接了电感器L1、L2以及可变电容CV1、CV2。可变电容CV1、CV2例如 可以为像变容二极管那样连接地变更电容值的结构,或者可以为经由开关连接 或切断多个电容,由此可以阶段性地变更电容值的结构。关于电感器L1、L2, 可以采用通过使其连接点变化,能够使电感值变化的结构。
天线频率调整电路61通过上述的结构使电容值、电感值变化,由此可以 使天线60的共振频率变化,可以进行天线60的阻抗的调整。电感器L1、L2、 可变电容CV1、CV2的元件数量以及连接形式并不限于图8的形式,可以适 当地进行变更。
图9是表示了天线60中的天线增益的频率特性的特性图。
天线60没有特别的限定,例如是小型的单极天线、偶极天线、螺旋天线 等。如图9所示,天线60的频率特性具有以下的特性:在共振频率fa其增益 成为峰值,随着接收信号的频率偏离共振频率fa,天线增益降低。
(动作的说明)
上述结构的电波接收装置1A,如下地自动调整天线60的频率特性,来进 行电波接收的动作。
图10说明天线特性的调整处理的概要。
CPU40例如在多频段通信中变更了通信频段时,进行了通信模式的切换 (例如,从与通信基站的通信向与周边设备的短距离通信的切换等)时,在工 厂出货时输入了天线调整的处理命令时,以及在通常使用中无线信号的接收电 平降低时等,根据这些转移到天线特性的调整处理。
当转移到天线特性的调整处理时,首先,CPU40接通反馈电路70的开关 SW71,使反馈电路70成为工作状态。于是,从反馈电路70对发射用天线74 传送信号进行电场发射,该发射通过天线60接收。由此,经由电场发射来耦 合发射用天线74和天线60。并且,通过由天线60、天线频率调整电路61、 RF放大器62、移相器71、放大器72以及发射用天线74形成的环路,使该环 路的增益成为1以上,通过移相器71等使信号的相位适当地重合,由此产生 振荡动作。
如图10所示,通过该振荡动作得到的振荡信号的频率,与天线60的共振 频率fa几乎一致。并且,该共振频率fa的振荡信号在从RF放大器62输出后, 通过频率转换器64进行频率转换,然后传输给带通滤波器65。
如图10的BPF通过信号的特性线所示,带通滤波器65的通过特性成为 以下的特性:仅使该中心频率fo前后的窄频带的信号通过,使其他频率信号 较大地衰减。在该实施方式中,因为是由频率转换器64进行频率转换后的信 号通过带通滤波器65的结构,所以图10所示的中心频率fo不是表示实际的 带通滤波器65的中心频率,而是表示关于由频率转换器64进行转换之前的信 号的频率。即,通过频率转换器64对图10的中心频率fo的信号进行频率转 换后的频率为实际的带通滤波器65的中心频率。
因此,如图10所示,当天线60的共振频率fa偏离了通过带通滤波器65 的中心频率fo时,被带通滤波器65衰减,传输给IF放大器66、解调电路67 的接收信号的信号电平成为低的信号电平。
在天线特性的调整处理中,CPU40例如经由AD转换器41输入从解调电 路67传输出的接收电平信号,由此可以监视接收信号的信号电平(以下记载 为“接收电平”)。
然后,如果判断为接收电平低,则CPU40向天线频率调整电路61传输切 换控制信号来变更其设定状态。通过该设定变更,如果天线60的共振频率fa 接近带通滤波器65的中心频率fo,则由CPU40判断为接收电平已上升。然后, 通过由CPU40反复地进行这样的天线频率调整电路61的设定变更,可以找出 天线60的共振频率fa近似成为中心频率fo的最佳设定状态。
再者,在共振频率fa的调整之后,或与该调整并行地通过CPU40进行的 天线频率调整电路61的设定变更来进行天线60的阻抗的调整。而且,通过该 阻抗的调整,例如通过实现天线60的阻抗的匹配消除接收信号的反射,接收 电平上升。由此,CPU40对于天线60的阻抗特性同样也可以找出最佳设定状 态。
如上所述,如果通过天线频率调整电路61的调整接收电平上升,则关断 反馈电路70的开关SW71,使反馈动作停止。由此,天线频率特性的调整处 理结束。然后,在之后的接收处理中,因为改善了天线60的频率特性,所以 可以灵敏度良好地接收信号。
如上所述,根据第二实施方式的电波接收装置1A,因为经由发射用天线, 通过电场发射来反馈信号,产生振荡动作,所以即使在接收10Mhz以上或1GHz 以上的高频信号的电路中,也可以适当地产生振荡动作,生成自动调整处理所 需要的振荡信号。
此外,天线频率调整电路61因为是能够调整天线60的共振频率和阻抗的 结构,所以对于以高频信号为接收对象的天线60,可以适当地谋求该接收特 性的最佳化。
此外,因为在反馈电路70中设置了放大器72,所以即使在来自发射用天 线74的电场发射较小的情况下,也可以使环路的增益为1以上产生振荡动作。 此外,因为在反馈电路70中设置了移相器71,所以可以对高频信号适当地使 相位位移,来产生振荡动作。在为接收信号的频率大幅变化的结构时,为了对 应各个频带分别得到最佳的相位位移量,可以采用分多个阶段地可变更设定移 相器71的相位位移量的结构。并且,还可以由CPU40对应各个频带,进行移 相器71的设定的切换。
此外,作为发射用天线74,通过采用在芯片上图形形成半导体的天线或 WLP的天线,即使在小型的装置中装载电波接收装置1A的情况下,也可以缩 小电路整体的占用体积。
此外,CPU40因为一边确认接收信号的接收电平一边进行天线频率调整 电路61的设定变更,所以可以进行提高接收信号的实际的接收电平的天线特 性的设定。在该实施方式中,示例了从解调电路67的内部对CPU40输出接收 电平信号的结构,但可以进行适当的变更,例如,接收电平信号可以根据通过 了带通滤波器65的信号或IF放大器66的输出来生成,或者根据IF放大器66 的AGC信号来生成。
此外,本发明并不限于上述第二实施方式。例如,上述第二实施方式的电 波接收装置1A应用了超外差方式的接收电路,但例如也可以应用直接转换方 式的接收电路。此外,在不超出本发明的主旨的范围内,在实施方式中表示的 细节可以进行适当的变更。
QQ群二维码
意见反馈