JP7208718B2 - GNSS signal receiver - Google Patents
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Description
本発明は、複数の周波数のＧＮＳＳ信号を受信するアンテナ素子と、受信したＧＮＳＳ信号を増幅する増幅回路とを備えるアンテナ装置、および、ＧＮＳＳ信号受信装置に関する。 The present invention relates to an antenna device including an antenna element for receiving GNSS signals of multiple frequencies and an amplifier circuit for amplifying the received GNSS signals, and a GNSS signal receiving device.
現在、ＧＮＳＳ（Ｇｒｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）では、衛星測位システム毎に、または、同一の衛星測位システム内において、それぞれに異なる複数の周波数からなるＧＮＳＳ信号が用いられている。 Currently, in GNSS (Global Navigation Satellite System), GNSS signals composed of a plurality of different frequencies are used for each satellite positioning system or within the same satellite positioning system.
特許文献１に記載の受信装置は、複数の衛星測位システムに対して共通の受信アンテナとＬＮＡとを備える。また、特許文献１に記載の受信装置は、衛星測位システム別の信号処理部を備える。受信アンテナは、各衛星測位システムの測位衛星からのＧＮＳＳ信号を受信し、ＬＮＡに出力する。ＬＮＡは、受信信号を増幅して、衛星測位システム別の信号処理部に出力する。
The receiving device described in
しかしながら、特許文献１に記載の受信装置のように、複数のＧＮＳＳ信号を１個の受信アンテナで受信し、１個のＬＮＡで増幅する場合、例えば、当該干渉波等によってＬＮＡが飽和すると、受信した全てのＧＮＳＳ信号に対する受信感度の低下等の受信品質の低下が生じてしまう。
However, when a plurality of GNSS signals are received by one receiving antenna and amplified by one LNA, as in the receiving device described in
したがって、本発明の目的は、干渉波等を受信しても、ＧＮＳＳ信号の受信品質の低下を抑制できるアンテナ装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an antenna device capable of suppressing deterioration in reception quality of GNSS signals even when interference waves or the like are received.
この発明のアンテナ装置は、アンテナ素子、分波回路、第１増幅器、第２増幅器、および、合波回路を備える。アンテナ素子は、第１周波数を用いた第１ＧＮＳＳ信号と、第１周波数と異なる第２周波数を用いた第２ＧＮＳＳ信号とを受信し、第１ＧＮＳＳ信号と第２ＧＮＳＳ信号とを含む受信信号を出力する。分波回路は、アンテナ素子に直接接続され、受信信号のうち第２ＧＮＳＳ信号を減衰させ、第１ＧＮＳＳ信号を通過させる第１フィルタ処理と、受信信号のうち第１ＧＮＳＳ信号を減衰させ、第２ＧＮＳＳ信号を通過させる第２フィルタ処理とを実行する。第１増幅器は、第１フィルタ処理後の信号を増幅する。第２増幅器は、第２フィルタ処理後の信号を増幅する。合波回路は、増幅後の第１フィルタの出力信号と増幅後の第２フィルタの出力信号とを合波する。 An antenna device of the present invention includes an antenna element, a branching circuit, a first amplifier, a second amplifier, and a combining circuit. The antenna element receives a first GNSS signal using a first frequency and a second GNSS signal using a second frequency different from the first frequency, and outputs a received signal including the first GNSS signal and the second GNSS signal. The branching circuit is directly connected to the antenna element, and includes a first filtering process that attenuates a second GNSS signal in the received signal and passes the first GNSS signal, and a first filtering process that attenuates the first GNSS signal in the received signal and passes the second GNSS signal. and a second filtering process to pass. The first amplifier amplifies the signal after the first filtering. A second amplifier amplifies the signal after the second filtering. The multiplexing circuit multiplexes the amplified output signal of the first filter and the amplified output signal of the second filter.
この構成では、第１ＧＮＳＳ信号と第２ＧＮＳＳ信号とがそれぞれ個別の増幅器で増幅される。これにより、第１ＧＮＳＳ信号の周波数に重なるまたは近接する周波数の干渉波があっても、第２ＧＮＳＳ信号の増幅にはこの干渉波による影響はない。また、第２ＧＮＳＳ信号の周波数に重なるまたは近接する周波数の干渉波があっても、第１ＧＮＳＳ信号の増幅にはこの干渉波による影響はない。 In this configuration, the first GNSS signal and the second GNSS signal are each amplified with separate amplifiers. Thus, even if there is an interfering wave whose frequency overlaps or is close to the frequency of the first GNSS signal, the amplification of the second GNSS signal is unaffected by this interfering wave. Also, even if there is an interfering wave whose frequency overlaps or is close to the frequency of the second GNSS signal, the amplification of the first GNSS signal is not affected by this interfering wave.
この構成によれば、干渉波等を受信しても、ＧＮＳＳ信号の受信品質の低下を抑制できる。 According to this configuration, even if an interference wave or the like is received, deterioration of reception quality of the GNSS signal can be suppressed.
本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置について、図を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置の等価回路図である。なお、以下では、ＧＮＳＳ（Ｇｒｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）の一種であるＧＰＳ（Ｇｒｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）に用いられるＧＰＳ信号に適用する態様を示すが、他のＧＮＳＳに用いられるＧＮＳＳ信号を受信するアンテナ装置に対しても、以下の構成を適用できる。さらには、複数種類のＧＮＳＳのＧＮＳＳ信号を受信するアンテナ装置に対しても、以下の構成を適用できる。 An antenna device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of an antenna device according to a first embodiment of the present invention. In the following, a mode of application to a GPS signal used in a GPS (Global Positioning System), which is a type of GNSS (Global Navigation Satellite System), will be described. However, the following configuration can be applied. Furthermore, the following configuration can also be applied to an antenna device that receives GNSS signals of multiple types of GNSS.
図１に示すように、アンテナ装置１０は、アンテナ素子２０、ハイブリッド回路３０、分波器４０、フィルタ５１１、フィルタ５１２、フィルタ５２１、フィルタ５２２、増幅器６１１、増幅器６１２、増幅器６２１、増幅器６２２、および、合波器７０を備える。
As shown in FIG. 1, the
アンテナ素子２０は、ハイブリッド回路３０に接続している。ハイブリッド回路３０は、分波器４０のアンテナ側端子に接続している。分波器４０は、フィルタ５１１およびフィルタ５１２のそれぞれに接続している。分波器４０、フィルタ５１１、および、フィルタ５１２からなる回路が、本発明の「分波回路」に対応する。
フィルタ５１１は、増幅器６１１に接続している。増幅器６１１は、増幅器６１２に接続している。増幅器６１２は、フィルタ５１２に接続している。
フィルタ５２１は、増幅器６２１に接続している。増幅器６２１は、増幅器６２２に接続している。増幅器６２２は、フィルタ５２２に接続している。
フィルタ５１２とフィルタ５２２は、合波器７０に接続している。そして、合波器７０の出力端は、アンテナ素子２０の出力端であり、同軸ケーブル９００等の伝送線路に接続している。フィルタ５１２、フィルタ５２２、および、合波器７０からなる回路が、本発明の「合波回路」に対応する。
（Ｌ１波、Ｌ２波、Ｌ５波、Ｌ６波で共通の伝送ルート）
アンテナ素子２０は、第１ＧＮＳＳ信号に対応するＬ１波と、第２ＧＮＳＳ信号に対応するＬ２波、Ｌ５波、Ｌ６波を受信して、ハイブリッド回路３０に出力する。この際、アンテナ素子２０は、後述のように、受信面の中心を基準として、９０°の角度差をもって配置された２個の給電体２０４を用いて、それぞれに９０°の位相差をもったＩ信号とＱ信号とからなる状態で、Ｌ１波、Ｌ２波、Ｌ５波、およびＬ６波を出力する。
(Common transmission route for L1, L2, L5, and L6 waves)
The
ハイブリッド回路３０は、所謂９０°ハイブリッド回路によって実現されている。ハイブリッド回路３０は、導体パターンの形状、抵抗、インダクタ、キャパシタによって実現が可能であり、受動素子のみからなる回路である。
The
ハイブリッド回路３０は、Ｌ１波、Ｌ２波、Ｌ５波、およびＬ６波に対して、それぞれにＩ信号とＱ信号とを合成する。ハイブリッド回路３０は、合成後のＬ１波、Ｌ２波、Ｌ５波、およびＬ６波を、分波器４０に出力する。なお、アンテナ素子２０からのＬ１波、Ｌ２波、Ｌ５波、およびＬ６波が、Ｉ信号およびＱ信号の組でない、それぞれに１信号で構成されていれば、ハイブリッド回路３０は、省略できる。そして、ハイブリッド回路３０を備える構成では、アンテナ素子２０とハイブリッド回路３０との組が、実質的に、本発明の「アンテナ素子」に対応する。
The
分波器４０は、所謂、電力分配を行う回路によって実現されている。分波器４０は、導体パターンの形状、抵抗、インダクタ、キャパシタによって実現が可能であり、受動素子のみからなる回路である。
The branching
分波器４０は、Ｌ１波、Ｌ２波、Ｌ５波、およびＬ６波をそれぞれ電力分配して、フィルタ５１１およびフィルタ５２１に出力する。
The
（Ｌ１波と、Ｌ２波、Ｌ５波、Ｌ６波とで異なる伝送ルート）
図２（Ａ）、図２（Ｂ）は、本実施形態に係るアンテナ装置のフィルタの通過特性を示す図である。図２（Ａ）は、アッパーバンド側のＧＮＳＳ信号を通過させるバンドパスフィルタの通過特性の一例であり、図２（Ｂ）は、ローバンド側のＧＮＳＳ信号を通過させるバンドパスフィルタの通過特性の一例である。
(Different transmission routes for L1 wave, L2 wave, L5 wave, and L6 wave)
2(A) and 2(B) are diagrams showing the pass characteristics of the filter of the antenna device according to this embodiment. FIG. 2A shows an example of pass characteristics of a bandpass filter that passes GNSS signals on the upper band side, and FIG. 2B shows an example of pass characteristics of a bandpass filter that passes GNSS signals on the low band side. is.
図２（Ａ）に示すフィルタは、ＧＰＳの利用周波数帯域におけるアッパーバンド側の周波数帯域ＵＬＢが通過域内になり、ローバンド側の周波数帯域ＬＬＢが減衰域内となるフィルタ特性を有する。図２（Ａ）に示すフィルタは、アッパーバンド側の周波数帯域ＵＬＢに対しては、信号を殆ど減衰せず、ローバンド側の周波数帯域ＬＬＢに対しては、信号を減衰させる。その減衰量は、例えば、約Ｙ［ｄＢ］である。 The filter shown in FIG. 2A has a filter characteristic that the frequency band ULB on the upper band side in the frequency band used by GPS is within the passband and the frequency band LLB on the low band side is within the attenuation band. The filter shown in FIG. 2A hardly attenuates signals in the upper band side frequency band ULB, and attenuates signals in the low band side frequency band LLB. The attenuation amount is, for example, about Y [dB].
図２（Ｂ）に示すフィルタは、ＧＰＳの利用周波数帯域におけるローバンド側の周波数帯域ＬＬＢが通過域内になり、アッパーバンド側の周波数帯域ＵＬＢが減衰域内となるフィルタ特性を有する。図２（Ｂ）に示すフィルタは、ローバンド側の周波数帯域ＬＬＢに対しては、信号を殆ど減衰せず、アッパーバンド側の周波数帯域ＵＬＢに対しては、信号を減衰させる。その減衰量は、例えば、約Ｘ［ｄＢ］である。 The filter shown in FIG. 2B has filter characteristics such that the low-band side frequency band LLB in the frequency band used by GPS is within the passband, and the upper-band side frequency band ULB is within the attenuation band. The filter shown in FIG. 2B hardly attenuates signals in the low-band side frequency band LLB, and attenuates signals in the upper-band side frequency band ULB. The attenuation amount is, for example, approximately X [dB].
ここで、アッパーバンド側の周波数帯域ＵＬＢは、Ｌ１波の周波数を含み、Ｌ２波、Ｌ５波、およびＬ６波の周波数を含まない周波数帯域からなる。一方、ローバンド側の周波数帯域ＬＬＢは、Ｌ２波、Ｌ５波、およびＬ６波の周波数を含み、Ｌ１波の周波数を含まない周波数帯域からなる。 Here, the frequency band ULB on the upper band side is composed of a frequency band that includes the frequency of the L1 wave and does not include the frequencies of the L2, L5, and L6 waves. On the other hand, the frequency band LLB on the low band side includes the frequencies of the L2 wave, the L5 wave, and the L6 wave, but does not include the frequency of the L1 wave.
（Ｌ１波の増幅ルート）
フィルタ５１１は、例えば、ＳＡＷフィルタによって実現可能であり、受動素子からなる。なお、フィルタ５１１は、導体パターンの形状、抵抗、インダクタおよびキャパシタによっても実現可能であり、この場合も受動素子からなる。
(L1 wave amplification route)
The
フィルタ５１１は、図２（Ａ）に示すフィルタ特性を有する。これにより、フィルタ５１１は、分波器４０から出力されたＬ１波、Ｌ２波、Ｌ５波、およびＬ６波に対して、Ｌ１波を通過させ、Ｌ２波、Ｌ５波、およびＬ６波を減衰させる。フィルタ５１１は、フィルタ処理後の信号（Ｌ１波を主とする信号）を、増幅器６１１に出力する。
増幅器６１１は、トランジスタ等の半導体素子からなる。増幅器６１１は、フィルタ５１１でフィルタ処理された信号を増幅して、増幅器６１２に出力する。なお、ここでは、増幅器６１１と増幅器６１２との２段構成を採用しているが、増幅器の段数は、必要な増幅率等に応じて適宜設定すればよい。
The
増幅器６１２は、トランジスタ等の半導体素子からなる。増幅器６１２は、増幅器６１１で増幅後の信号をさらに増幅して、フィルタ５１２に出力する。
The
フィルタ５１２は、フィルタ５１１と同様に、図２（Ａ）に示すフィルタ特性を有する。なお、フィルタ５１２のフィルタ特性とフィルタ５１１のフィルタ特性とは、完全に一致する必要はなく、類似する通過特性および減衰特性を有していればよい。これにより、フィルタ５１２は、増幅器６１２から出力された信号におけるＬ１波の周波数を含む所定の周波数帯域幅の周波数領域の信号を通過させ、Ｌ２波、Ｌ５波、およびＬ６波を含む所定の周波数帯域幅の周波数領域の信号を減衰させる。なお、フィルタ５１２も、例えば、ＳＡＷフィルタ、導体パターンの形状、抵抗、インダクタおよびキャパシタによっても実現可能であり、受動素子からなる。フィルタ５１２は、フィルタ処理後の信号を、合波器７０に出力する。
The
（Ｌ２波、Ｌ５波、Ｌ６波の増幅ルート）
フィルタ５２１は、例えば、ＳＡＷフィルタによって実現可能であり、受動素子からなる。なお、フィルタ５２１は、インダクタおよびキャパシタによっても実現可能であり、この場合も受動素子からなる。
(L2 wave, L5 wave, L6 wave amplification route)
The
フィルタ５２１は、図２（Ｂ）に示すフィルタ特性を有する。これにより、フィルタ５２１は、分波器４０から出力されたＬ１波、Ｌ２波、Ｌ５波、およびＬ６波に対して、Ｌ２波、Ｌ５波、およびＬ６波を通過させ、Ｌ１波を減衰させる。フィルタ５２１は、フィルタ処理後の信号（Ｌ２波、Ｌ５波、およびＬ６波を主とする信号）を、増幅器６２１に出力する。
The
増幅器６２１は、トランジスタ等の半導体素子からなる。増幅器６２１は、フィルタ５２１でフィルタ処理された信号を増幅して、増幅器６２２に出力する。増幅器６２２は、トランジスタ等の半導体素子からなる。増幅器６２２は、増幅器６２１で増幅後の信号をさらに増幅して、フィルタ５２２に出力する。なお、ここでは、増幅器６２１と増幅器６２２との２段構成を採用しているが、増幅器の段数は、必要な増幅率等に応じて適宜設定すればよい。
The
フィルタ５２２は、フィルタ５２１と同様に、図２（Ｂ）に示すフィルタ特性を有する。なお、フィルタ５２２のフィルタ特性とフィルタ５２１のフィルタ特性とは、完全に一致する必要はなく、類似する通過特性および減衰特性を有していればよい。これにより、フィルタ５２２は、増幅器６２２から出力された信号におけるＬ２波、Ｌ５波、およびＬ６波を含む所定の周波数帯域幅の周波数領域の信号を通過させ、Ｌ１波を含む所定の周波数帯域幅の周波数領域の信号を減衰させる。なお、フィルタ５２２も、例えば、ＳＡＷフィルタ、導体パターンの形状、抵抗、インダクタおよびキャパシタによっても実現可能であり、受動素子からなる。フィルタ５２２は、フィルタ処理後の信号を、合波器７０に出力する。
（Ｌ１波、Ｌ２波、Ｌ５波、Ｌ６波で共通の伝送ルート）
合波器７０は、分波器４０に類似する構成からなり、所謂、合波を行う回路によって実現されている。合波器７０は、導体パターンの形状、抵抗、インダクタ、キャパシタによって実現が可能であり、受動素子のみからなる回路である。
(Common transmission route for L1, L2, L5, and L6 waves)
The
合波器７０は、フィルタ５１２の出力信号（Ｌ１波を主とする信号）と、フィルタ５２２の出力信号（Ｌ２波、Ｌ５波、および、Ｌ６波を主とする信号）とを、合波して、同軸ケーブル９００に出力する。合波信号は、Ｌ１波、Ｌ２波、Ｌ５波、および、Ｌ６波を含む信号である。
The
（本願発明の作用効果の説明）
このような構成を備えることによって、アンテナ装置１０は、次に示す作用効果が得られる。
(Description of actions and effects of the present invention)
With such a configuration, the
（増幅器の前段のフィルタによる作用効果）
図３（Ａ）、図３（Ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置を用いた場合の干渉波の影響を抑制する概念を説明するための図である。図３（Ａ）は、ローバンド側の周波数帯域ＬＬＢに干渉波がある場合、図３（Ｂ）は、アッパーバンド側の周波数帯域ＵＬＢに干渉波がある場合を示している。
(Action and effect of the filter in front of the amplifier)
FIGS. 3A and 3B are diagrams for explaining the concept of suppressing the influence of interference waves when using the antenna device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3A shows a case where an interference wave exists in the frequency band LLB on the low band side, and FIG. 3B shows a case where an interference wave exists in the frequency band ULB on the upper band side.
（ローバンド側の周波数帯域ＬＬＢに干渉波がある場合）
上述のアンテナ装置１０においてフィルタ５１１を用いることで、図３（Ａ）に示すように、ローバンド側の周波数帯域ＬＬＢに干渉波ＩＷｉｎが存在しても、フィルタ５１１で減衰される。したがって、増幅器６１１および増幅器６１２に入力される干渉波ＩＷｏｕｔは極小さく抑えられ、干渉波ＩＷｏｕｔによる増幅器６１１および増幅器６１２の飽和は抑制される。
(When there is an interference wave in the frequency band LLB on the low band side)
By using the
これにより、アッパーバンド側の周波数帯域ＵＬＢに含まれる信号ＵＷは、所望の増幅率で増幅され、歪みも生じない。この結果、Ｌ２波、Ｌ５波、Ｌ６波の近傍の周波数に干渉波が存在しても、アンテナ装置１０は、Ｌ１波を、所望の増幅率で増幅できる。
As a result, the signal UW included in the frequency band ULB on the upper band side is amplified with a desired amplification factor and no distortion occurs. As a result, even if interference waves exist at frequencies near the L2, L5, and L6 waves, the
なお、フィルタ５１２を備えることによって、干渉波ＩＷｏｕｔは、更に小さく抑えられる。
By providing the
（アッパーバンド側の周波数帯域ＵＬＢに干渉波がある場合）
上述のアンテナ装置１０においてフィルタ５２１を用いることで、図３（Ｂ）に示すように、アッパーバンド側の周波数帯域ＵＬＢに干渉波ＩＷｉｎが存在しても、フィルタ５２１で減衰される。したがって、増幅器６２１および増幅器６２２に入力される干渉波ＩＷｏｕｔは極小さく抑えられ、干渉波ＩＷｏｕｔによる増幅器６２１および増幅器６２２の飽和は抑制される。
(When there is an interference wave in the frequency band ULB on the upper band side)
By using the
これにより、ローバンド側の周波数帯域ＬＬＢに含まれる信号ＬＷは、所望の増幅率で増幅され、歪みも生じない。この結果、Ｌ１波の近傍の周波数に干渉波が存在しても、アンテナ装置１０は、Ｌ２波、Ｌ５波、Ｌ６波を、所望の増幅率で増幅できる。
As a result, the signal LW included in the frequency band LLB on the low band side is amplified with a desired amplification factor, and distortion does not occur. As a result, even if an interference wave exists at a frequency near the L1 wave, the
なお、フィルタ５２２を備えることによって、干渉波ＩＷｏｕｔは、更に小さく抑えられる。
By providing the
このように、本実施形態の構成を用いることによって、アンテナ装置１０は、Ｌ２波、Ｌ５波、Ｌ６波の近傍の周波数に干渉波が存在しても、Ｌ１波を、所望の増幅率で増幅でき、Ｌ１波の近傍の周波数に干渉波が存在しても、Ｌ２波、Ｌ５波、Ｌ６波を、所望の増幅率で増幅できる。したがって、アンテナ装置１０は、干渉波が存在しても、当該干渉波の周波数から離間した周波数帯域に存在するＧＮＳＳ信号を、干渉波の影響を抑制して、所望の増幅率で増幅できる。
Thus, by using the configuration of the present embodiment, the
これにより、ＧＮＳＳ信号の受信に対してロバスト性が優れたアンテナ装置１０を実現できる。この結果、アンテナ装置１０の後段の回路は、常に少なくとも１個のＧＮＳＳ信号を検出でき、捕捉、追尾でき、復調できる。
Thereby, the
（増幅器の後段のフィルタによる作用効果）
図４（Ａ）は、本願構成における相互変調歪みが生じた場合のアンテナ装置の出力端における信号スペクトルを示す図である。図４（Ｂ）は、比較構成における相互変調歪みが生じた場合のアンテナ装置の出力端における信号スペクトルを示す図である。図４（Ｂ）に示す特性を有する比較構成は、本願構成においてフィルタ５１２を備えない構成に対応する。
(Action and effect of the filter in the post-stage of the amplifier)
FIG. 4A is a diagram showing the signal spectrum at the output end of the antenna device when intermodulation distortion occurs in the configuration of the present application. FIG. 4B is a diagram showing the signal spectrum at the output end of the antenna device when intermodulation distortion occurs in the comparative configuration. A comparative configuration having the characteristics shown in FIG. 4B corresponds to a configuration without the
アッパーバンド側の周波数帯域ＵＬＢ内もしくは近傍の周波数の信号において、増幅器６１１または増幅器６１２で相互変調歪みが発生すると、図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示すように、その周波数成分は、ローバンド側の周波数帯域ＬＬＢにも及ぶ。
When intermodulation distortion occurs in
しかしながら、フィルタ５１２を備えることによって、相互変調歪みによる信号（ＩＭ信号）におけるローバンド側の周波数帯域ＬＬＢの周波数成分は減衰する（例えば、図２（Ａ）の場合であれば、Ｙ［ｄＢ］の減衰）。
However, by providing the
これにより、Ｌ２波、Ｌ５波、Ｌ６波の増幅後の信号レベルに対して、減衰後の相互変調歪みによる信号（ＩＭ信号）におけるローバンド側の周波数帯域ＬＬＢの周波数成分の信号レベルは、所定値以下（Ｓ／Ｎ比が所定値以上）になる。したがって、増幅器６１１、増幅器６１２で相互変調歪みが生じても、後段の回路において、Ｌ２波、Ｌ５波、Ｌ６波を確実に検出でき、捕捉、追尾でき、復調できる。
As a result, the signal level of the frequency component of the frequency band LLB on the low band side in the signal (IM signal) due to intermodulation distortion after attenuation is a predetermined value with respect to the signal level after amplification of the L2 wave, L5 wave, and L6 wave. (the S/N ratio is equal to or greater than a predetermined value). Therefore, even if intermodulation distortion occurs in the
同様に、ローバンド側の周波数帯域ＬＬＢ内もしくは近傍の周波数の信号において、増幅器６２１または増幅器６２２で相互変調歪みが発生しても、フィルタ５２２を備えることによって、ローバンド側の相互変調歪みによる信号（ＩＭ信号）におけるアッパーバンド側の周波数帯域ＵＬＢの周波数成分は減衰する（例えば、図２（Ｂ）の場合であれば、Ｘ［ｄＢ］の減衰）。
Similarly, even if intermodulation distortion occurs in
これにより、Ｌ１波の増幅後の信号レベルに対して、減衰後の相互変調歪みによる信号（ＩＭ信号）におけるアッパーバンド側の周波数帯域ＵＬＢの周波数成分の信号レベルは、所定値以下（Ｓ／Ｎ比が所定値以上）になる。したがって、増幅器６２１、増幅器６２２で相互変調歪みが生じても、後段の回路において、Ｌ１波を確実に検出でき、捕捉、追尾でき、復調できる。
As a result, the signal level of the frequency component of the frequency band ULB on the upper band side in the signal (IM signal) due to intermodulation distortion after attenuation is less than or equal to a predetermined value (S/N ratio is greater than or equal to a predetermined value). Therefore, even if intermodulation distortion occurs in the
図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図５（Ｃ）、図５（Ｄ）、図５（Ｅ）、図５（Ｆ）、図５（Ｇ）、図５（Ｈ）は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置の各部での信号レベルのスペクトルの概略例を示す図である。図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図５（Ｃ）、図５（Ｄ）、図５（Ｅ）、図５（Ｆ）、図５（Ｇ）、図５（Ｈ）は、アッパーバンド側の周波数帯域ＵＬＢの近傍に干渉波が存在し、当該干渉波によって相互変調歪みが発生する場合を例に示している。 5(A), 5(B), 5(C), 5(D), 5(E), 5(F), 5(G), and 5(H) FIG. 4 is a diagram showing a schematic example of a spectrum of signal levels in each part of the antenna device according to the first embodiment of the invention; 5(A), 5(B), 5(C), 5(D), 5(E), 5(F), 5(G) and 5(H) show the upper A case is shown as an example in which an interference wave exists in the vicinity of the frequency band ULB on the band side, and intermodulation distortion is generated by the interference wave.
図５（Ａ）は、図１のＡ点（分波器４０のアンテナ素子２０側）のスペクトルを示す。図５（Ｂ）は、図１のＢ点（フィルタ５２１の出力端）のスペクトルを示す。図５（Ｃ）は、図１のＣ点（増幅器６２２の出力端）のスペクトルを示す。図５（Ｄ）は、図１のＤ点（フィルタ５２２の出力端）のスペクトルを示す。図５（Ｅ）は、図１のＥ点（フィルタ５１１の出力端）のスペクトルを示す。図５（Ｆ）は、図１のＦ点（増幅器６１２の出力端）のスペクトルを示す。図５（Ｇ）は、図１のＧ点（フィルタ５１２の出力端）のスペクトルを示す。図５（Ｈ）は、図１のＨ点（合波器７０の同軸ケーブル９００側）のスペクトルを示す。
FIG. 5A shows the spectrum at point A (
図５（Ａ）に示すように、アンテナ装置１０は、ローバンド側の周波数帯域ＬＬＢのＧＮＳＳ信号ＬＷ（以下、ローバンド側ＧＮＳＳ信号ＬＷとし、ＧＰＳ信号のＬ２波、Ｌ５波、Ｌ６波に対応）、アッパーバンド側の周波数帯域ＵＬＢのＧＮＳＳ信号ＵＷ（以下、アッパーバンド側ＧＮＳＳ信号ＵＷとし、ＧＰＳ信号のＬ１波に対応）を、受信環境に応じた信号レベルで受信する。この際、アンテナ素子２０の受信可能な周波数範囲に干渉波ＩＷが存在すると、アンテナ装置１０は、この干渉波ＩＷも、受信環境に応じた信号レベルで受信する。図５（Ａ）の場合、干渉波ＩＷの周波数は、アッパーバンド側ＧＮＳＳ信号ＵＷに近接している。
As shown in FIG. 5A, the
フィルタ５２１に入力された受信信号は、フィルタ５２１によってフィルタ処理されることで、図５（Ｂ）に示すように、ローバンド側ＧＮＳＳ信号ＬＷのみとなる。フィルタ５２１によるフィルタ処理後のローバンド側ＧＮＳＳ信号ＬＷは、増幅器６２１および増幅器６２２で増幅され、図５（Ｃ）に示すように、信号レベルが向上する。ローバンド側ＧＮＳＳ信号ＬＷの周波数は、フィルタ５２２の通過帯域内であるので、図５（Ｄ）に示すように、ローバンド側ＧＮＳＳ信号は、減衰されることなく、合波器７０に出力される。
The received signal input to the
フィルタ５１１に入力された受信信号は、フィルタ５１１によってフィルタ処理されることで、図５（Ｅ）に示すように、アッパーバンド側ＧＮＳＳ信号ＵＷと干渉波ＩＷとになる。フィルタ５１１によるフィルタ処理後のアッパーバンド側ＧＮＳＳ信号ＵＷと干渉波ＩＷは、増幅器６１１および増幅器６１２で増幅され、図５（Ｆ）に示すように、信号レベルが向上する。
The received signal input to the
この際、干渉波ＩＷの信号レベルが高く、干渉波ＩＷの信号レベルが増幅器６１１、増幅器６１２の非線形領域に達すると、相互変調歪みＩＭが発生する。
At this time, when the signal level of the interference wave IW is high and the signal level of the interference wave IW reaches the nonlinear region of the
アッパーバンド側ＧＮＳＳ信号ＵＷｄと干渉波ＩＷｄの周波数は、フィルタ５１２の通過帯域内であるので、図５（Ｇ）に示すように、アッパーバンド側ＧＮＳＳ信号ＵＷｄと干渉波ＩＷｄは、減衰されることなく、合波器７０に出力される。また、相互変調歪みＩＭにおけるアッパーバンド側ＧＮＳＳ信号ＵＷｄの周波数に重なるまたは近接する周波数成分は、図５（Ｇ）に示すように、減衰されることなく、合波器７０に出力される。
Since the frequencies of the upper band side GNSS signal UWd and the interference wave IWd are within the passband of the
しかしながら、相互変調歪みＩＭにおけるローバンド側ＧＮＳＳ信号ＬＷの周波数に重なるまたは近接する周波数成分は、フィルタ５１２の減衰域内にあるので、図５（Ｇ）に示すように、大きく減衰されて、合波器７０に出力される。
However, since the frequency component overlapping or close to the frequency of the low-band side GNSS signal LW in the intermodulation distortion IM is within the attenuation range of the
これにより、図５（Ｈ）に示すように、合波器７０の出力端では、ローバンド側ＧＮＳＳ信号ＬＷの周波数において、Ｓ／Ｎが劣化しないレベルまで、十分に相互変調歪みＩＭが低減する。すなわち、ローバンド側ＧＮＳＳ信号ＬＷに対する受信感度を高くでき、優れた受信特性を実現できる。
As a result, as shown in FIG. 5(H), at the output end of the
なお、ローバンド側の周波数帯域ＬＬＢの近傍に干渉波が存在し、当該干渉波によって相互変調歪みが発生する場合には、図示を省略しているが、上述の構成によって、逆に、アッパーバンド側ＧＮＳＳ信号ＵＷに対する受信感度を高くでき、優れた受信特性を実現できる。 In the case where an interference wave exists in the vicinity of the frequency band LLB on the low band side, and intermodulation distortion is generated by the interference wave, although not shown in the drawing, the above configuration causes the upper band side to conversely The reception sensitivity to the GNSS signal UW can be increased, and excellent reception characteristics can be achieved.
すなわち、アンテナ装置１０は、ＧＮＳＳ信号を受信していれば、定常的に、少なくとも１個のＧＮＳＳ信号を、高い受信感度で受信することができる。
That is, the
一方、分波器４０よりもアンテナ素子２０側に増幅器を備えた構成（従来の一般的な構成）では、干渉波ＩＷの周波数によることなく、干渉波ＩＷが存在することによって、アッパーバンド側ＧＮＳＳ信号ＵＷおよびローバンド側ＧＮＳＳ信号ＬＷの増幅に影響を与え、且つ、フィルタによって、アッパーバンド側ＧＮＳＳ信号ＵＷおよびローバンド側ＧＮＳＳ信号ＬＷを、干渉波ＩＷおよびその相互変調歪みＩＭから識別することが難しい。したがって、従来の構成では、定常的に、少なくとも１個のＧＮＳＳ信号を、高い受信感度で受信することができない。
On the other hand, in a configuration (conventional general configuration) in which an amplifier is provided on the
言い換えれば、本願発明のアンテナ装置１０は、周波数帯域が近接していない複数種類のＧＮＳＳ信号に共通の伝送経路には、増幅器等のアクティブ素子を配置しない。これにより、アンテナ装置１０は、定常的に、少なくとも１個のＧＮＳＳ信号を、高い受信感度で受信できる。
In other words, the
図６は、干渉波の電力に対するＧＮＳＳ信号の受信感度のＬｏｓｓを示すグラフである。図６において、実線は、本願発明の構成による特性を示し、破線は、従来構成による特性を示す。図６に示すように、従来構成では、干渉波の電力（信号レベル）が、約－３０［ｄＢ］から、ＧＮＳＳ信号の受信感度が低下し始め、干渉波の電力が大きくなるほど、ＧＮＳＳ信号の受信感度が低下する。特に、干渉波の電力が、約０［ｄＢ］を超えると、ＧＮＳＳ信号の受信感度は、大きく低下してしまう。 FIG. 6 is a graph showing the loss of reception sensitivity of GNSS signals with respect to the power of interference waves. In FIG. 6, the solid line indicates the characteristics of the configuration of the present invention, and the dashed line indicates the characteristics of the conventional configuration. As shown in FIG. 6, in the conventional configuration, the reception sensitivity of the GNSS signal starts to decrease when the power (signal level) of the interference wave is about -30 [dB], and the higher the power of the interference wave, the more the GNSS signal becomes weaker. Receiving sensitivity decreases. In particular, when the power of the interference wave exceeds approximately 0 [dB], the reception sensitivity of the GNSS signal is greatly reduced.
一方、本願発明の構成では、干渉波の電力が、約＋２５［ｄＢ］もあっても、ＧＮＳＳ信号の受信感度は、低下しない。 On the other hand, in the configuration of the present invention, even if the power of the interference wave is approximately +25 [dB], the reception sensitivity of the GNSS signal does not decrease.
このように、アンテナ装置１０は、干渉波の電力が大きくなっても、干渉波と異なる周波数の少なくとも１種類のＧＮＳＳ信号を受信して、干渉波等と識別可能な状態で出力できる。
In this way, even if the power of the interference wave increases, the
これにより、アンテナ装置１０は、複数種類のＧＮＳＳ信号の受信環境における、受信のロバスト性を高くできる。したがって、例えば、自動運転等に用いられる車載の測位装置に対して、アンテナ装置１０は、測位に利用可能なＧＮＳＳ信号を定常的に出力でき、特に有効な活用先となる。
Thereby, the
なお、上述の回路構成からなるアンテナ装置１０は、例えば、図７に示すような構造によって実現可能である。図７は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置の構成を示す外観斜視図である。
Note that the
図７に示すように、アンテナ装置１０は、アンテナ素子２０、および、回路基板２１０を備える。アンテナ素子２０は、回路基板２１０の表面に実装されている。
As shown in FIG. 7,
図示していないが、ハイブリッド回路３０、分波器４０、フィルタ５１１、フィルタ５１２、フィルタ５２１、フィルタ５２２、増幅器６１１、増幅器６１２、増幅器６２１、増幅器６２２、および、合波器７０は、回路基板２１０に実装された電子部品によって実現されている。回路基板２１０の表面および裏面には、図１に示す回路を実現する導体パターンが形成されている。そして、同軸ケーブル９００は、例えば、図２に示すように回路基板２１０の裏面の導体パターンに接続されている。
Although not shown,
アンテナ素子２０は、図２に示すように、基材２００、放射導体２０１、放射導体２０２、グランド導体２０３、および、給電体２０４を備える。基材２００は、略直方体形状の誘電体からなる。放射導体２０１は、基材２００の天面に形成されている。放射導体２０１の形状は、第１ＧＮＳＳ信号の周波数（第１周波数）、具体的に本実施形態では、Ｌ１波の周波数（１５７５．４２ＭＨｚ）に応じて設定されている。放射導体２０２は、基材２００の天面から底面に向かう方向（高さ方向）の途中位置に形成されている。放射導体２０２の形状は、第２ＧＮＳＳ信号の周波数（第２周波数）、具体的に本実施形態では、Ｌ２波の周波数（１２２７．６０ＭＨｚ）、Ｌ５波の周波数（１１７６．４５ＭＨｚ）、および、Ｌ６波（１２７８．７５ＭＨｚ）の周波数を含む周波数帯域に応じて設定されている。
The
グランド導体２０３は、基材２００の底面に形成されている。給電体２０４は、基材２００を高さ方向に沿って貫く導体であり、当該給電体２０４によって、放射導体２０１および放射導体２０２に対する給電が行われる。給電体２０４は、２個あり、平面視において、放射導体２０１および放射導体２０２の中心を基準として、９０°の角度差をもって配置されている。
A
この構成により、アンテナ素子２０は、測位衛星（ＧＰＳ衛星）からＬ１波、Ｌ２波、Ｌ５波、Ｌ６波、すなわち、第１ＧＮＳＳ信号および第２ＧＮＳＳ信号を受信し、２個の給電体２０４から９０°の位相差をもって出力できる。
With this configuration, the
このような構成からなるアンテナ装置１０は、例えば、次に示すＧＮＳＳ信号受信装置に適用される。図８は、本発明の第１の実施形態に係るＧＮＳＳ信号受信装置の等価回路図である。
The
図８に示すように、ＧＮＳＳ信号受信装置１は、アンテナ装置１０、信号処理部９０、および、同軸ケーブル９００を備える。アンテナ装置１０は、上述の図１に示した構成を有しており、以下では説明を省略する。
As shown in FIG. 8, the
信号処理部９０は、分波器９１、フィルタ９２１、フィルタ９２２、フィルタ９２３、フィルタ９２４、増幅器９３１、増幅器９３２、増幅器９３３、増幅器９３４、受信回路９４、および、測位演算部９５を備える。
The
分波器９１のアンテナ側端子は、同軸ケーブル９００を介して、アンテナ装置１０の合波器７０の出力端に接続している。また、分波器９１は、フィルタ９２１、フィルタ９２２、フィルタ９２３、およびフィルタ９２４にそれぞれ接続している。
An antenna-side terminal of the branching
フィルタ９２１は、増幅器９３１に接続しており、フィルタ９２２は、増幅器９３２に接続している。フィルタ９２３は、増幅器９３３に接続しており、フィルタ９２４は、増幅器９３４に接続している。増幅器９３１、増幅器９３２、増幅器９３３、および、増幅器９３４は、受信回路９４に接続している。受信回路９４は、測位演算部９５に接続している。
分波器９１は、所謂、電力分配を行う回路によって実現されている。分波器９１は、導体パターンの形状、抵抗、インダクタ、キャパシタによって実現が可能であり、受動素子のみからなる回路である。分波器９１は、アンテナ装置１０からの入力信号をそれぞれ電力分配して、フィルタ９２１、フィルタ９２２、フィルタ９２３、およびフィルタ９２４に出力する。
The branching
フィルタ９２１、フィルタ９２２、フィルタ９２３、およびフィルタ９２４は、例えば、ＳＡＷフィルタ等の受動素子によって構成されている。フィルタ９２１、フィルタ９２２、フィルタ９２３、およびフィルタ９２４は、捕捉、追尾の対象となるＧＮＳＳ信号毎に対応したフィルタ特性を有する。より具体的には、本実施形態では、フィルタ９２１は、ＧＰＳ信号のＬ１波に対応したフィルタ特性を有し、フィルタ９２２は、ＧＰＳ信号のＬ２波に対応したフィルタ特性を有し、フィルタ９２３は、ＧＰＳ信号のＬ５波に対応したフィルタ特性を有し、フィルタ９２４は、ＧＰＳ信号のＬ６波に対応したフィルタ特性を有する。すなわち、フィルタ９２１は、ＧＰＳ信号のＬ１波の周波数が通過域内となり、ＧＰＳ信号のＬ２波、Ｌ５波、Ｌ６波の周波数が減衰域内となるフィルタ特性を有する。フィルタ９２２は、ＧＰＳ信号のＬ２波の周波数が通過域内となり、ＧＰＳ信号のＬ１波、Ｌ５波、Ｌ６波の周波数が減衰域内となるフィルタ特性を有する。フィルタ９２３は、ＧＰＳ信号のＬ５波の周波数が通過域内となり、ＧＰＳ信号のＬ１波、Ｌ２波、Ｌ６波の周波数が減衰域内となるフィルタ特性を有する。フィルタ９２４は、ＧＰＳ信号のＬ６波の周波数が通過域内となり、ＧＰＳ信号のＬ１波、Ｌ２波、Ｌ５波の周波数が減衰域内となるフィルタ特性を有する。
The
フィルタ９２１は、分波毎の信号（Ｌ１波を含む信号）を、増幅器９３１に出力する。フィルタ９２２は、分波毎の信号（Ｌ２波を含む信号）を、増幅器９３２に出力する。フィルタ９２３は、分波毎の信号（Ｌ５波を含む信号）を、増幅器９３３に出力する。フィルタ９２４は、分波毎の信号（Ｌ６波を含む信号）を、増幅器９３４に出力する。
The
増幅器９３１、増幅器９３２、増幅器９３３、および、増幅器９３４は、それぞれに入力された信号を増幅して、受信回路９４に出力する。
受信回路９４は、ＧＮＳＳ信号毎に捕捉追尾回路を有している。なお、捕捉追尾回路は、既知の測位装置の構成によって実現でき、詳細な回路構成の説明は省略する。受信回路９４は、Ｌ１波、Ｌ２波、Ｌ５波、Ｌ６波のそれぞれを捕捉、追尾し、コード位相差、搬送波位相差等の観測データを、測位演算部９５に出力する。
The receiving
測位演算部９５は、観測データを用いて、既知の構成および既知の方法を用いて、測位演算を実行する。
The
このような構成からなるＧＮＳＳ信号受信装置１は、上述のアンテナ装置１０を備えていることによって、干渉波を受信しても、干渉波と異なる周波数の少なくとも１種類のＧＮＳＳ信号を、高いＳ／Ｎ比で受信でき、捕捉追尾を継続でき、測位を行うことができる。これにより、ＧＮＳＳ信号受信装置１は、複数種類のＧＮＳＳ信号の受信環境において、測位を継続的に行うことができる。
The GNSS
さらに、ＧＮＳＳ信号受信装置１は、干渉波や相互変調歪みＩＭと、Ｌ１波、Ｌ２波、Ｌ５波、Ｌ６波との全てが含まれる信号の伝送経路には、受動素子からなる分波器９１のみが配置されている。そして、ＧＮＳＳ信号受信装置１は、フィルタ９２１、フィルタ９２２、フィルタ９２３、フィルタ９２４によって、Ｌ１波、Ｌ２波、Ｌ５波、Ｌ６波を分離した後に、増幅器９３１、増幅器９３２、増幅器９３３、増幅器９３４による増幅を行う。
Furthermore, the
これにより、信号処理部９０においても、上述のような干渉波が存在することによる、干渉波の周波数から離間する周波数のＧＮＳＳ信号が、干渉波の影響を受けることを抑制できる。
As a result, even in the
したがって、ＧＮＳＳ信号受信装置１は、捕捉追尾を更に確実に継続でき、測位を更に確実に継続的に行うことができる。
Therefore, the
次に、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置について、図を参照して説明する。図９は、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置の等価回路図である。 Next, an antenna device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is an equivalent circuit diagram of the antenna device according to the second embodiment of the present invention.
図９に示すように、第２の実施形態に係るアンテナ装置１０Ａは、図１に示した第１の実施形態に係るアンテナ装置１０に対して、増幅器６１２、増幅器６２２、フィルタ５１２、フィルタ５２２を省略した点で異なる。アンテナ装置１０Ａの他の構成は、アンテナ装置１０と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。
As shown in FIG. 9, the
増幅器６１１の出力端および増幅器６２１の出力端は、合波器７０に接続されている。
The output end of
この構成であっても、増幅器６１１、および、増幅器６２１よりもアンテナ素子２０側の構成によって、アンテナ装置１０Ａは、アンテナ装置１０と同様に、干渉波による影響を抑制できるという作用効果を奏することができる。
Even with this configuration, the
次に、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置について、図を参照して説明する。図１０は、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置の等価回路図である。 Next, an antenna device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is an equivalent circuit diagram of the antenna device according to the third embodiment of the present invention.
図１０に示すように、第３の実施形態に係るアンテナ装置１０Ｂは、第２の実施形態に係るアンテナ装置１０Ａに対して、分波器４０、フィルタ５１１、フィルタ５２１の組合せに代えて、デュプレクサ４０Ｂを備える点で異なる。アンテナ装置１０Ｂの他の構成は、アンテナ装置１０Ａと同様であり、同様の箇所の説明は省略する。
As shown in FIG. 10, the
デュプレクサ４０Ｂは、フィルタ４１１とフィルタ４２１とを備える。デュプレクサ４０Ｂは、アンテナ側端子、フィルタ４１１側の端子、およびフィルタ４２１側の端子を備える。アンテナ側端子は、ハイブリッド回路３０に接続しており、フィルタ４１１側の端子は、増幅器６１１に接続しており、フィルタ４２１側の端子は、増幅器６２１に接続している。
フィルタ４１１は、上述のフィルタ５１１と同様に、例えば、ＳＡＷフィルタによって実現可能であり、受動素子からなる。なお、フィルタ４１１は、インダクタおよびキャパシタによっても実現可能であり、この場合も受動素子からなる。フィルタ４１１は、Ｌ１波を通過させ、Ｌ２波、Ｌ５波、およびＬ６波を減衰させる。
フィルタ４２１は、上述のフィルタ５２１と同様に、例えば、ＳＡＷフィルタによって実現可能であり、受動素子からなる。なお、フィルタ４２１は、インダクタおよびキャパシタによっても実現可能であり、この場合も受動素子からなる。フィルタ４２１は、Ｌ２波、Ｌ５波、およびＬ６波を通過させ、Ｌ１波を減衰させる。
このような構成であっても、Ｌ１波、Ｌ２波、Ｌ５波、およびＬ６波、すなわち、第１ＧＮＳＳ信号と第２ＧＮＳＳ信号とに共通の伝送経路には、受動素子しか配置されない。そして、このような増幅器６１１、および、増幅器６２１よりもアンテナ素子２０側の構成によって、アンテナ装置１０Ｂは、アンテナ装置１０Ａと同様に、干渉波による影響を抑制できるという作用効果を奏することができる。
Even with such a configuration, only passive elements are placed in the transmission path common to the L1, L2, L5, and L6 waves, ie, the first and second GNSS signals. With such a configuration on the
次に、本発明の第４の実施形態に係るアンテナ装置について、図を参照して説明する。図１１は、本発明の第４の実施形態に係るアンテナ装置の等価回路図である。 Next, an antenna device according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 11 is an equivalent circuit diagram of the antenna device according to the fourth embodiment of the present invention.
図１１に示すように、第４の実施形態に係るアンテナ装置１０Ｃは、第３の実施形態に係るアンテナ装置１０Ｂに対して、合波器７０に代えて、デュプレクサ７０Ｃを備える点で異なる。アンテナ装置１０Ｃの他の構成は、アンテナ装置１０Ｂと同様であり、同様の箇所の説明は省略する。なお、アンテナ装置１０Ｃのデュプレクサ４０Ｃは、アンテナ装置１０Ｂのデュプレクサ４０Ｂと同様の構成を備える。
As shown in FIG. 11, the
デュプレクサ７０Ｃは、フィルタ７１１とフィルタ７２１とを備える。デュプレクサ７０Ｃは、出力側端子、フィルタ７１１側の端子、およびフィルタ７２１側の端子を備える。出力側端子は、同軸ケーブル９００に接続しており、フィルタ７１１側の端子は、増幅器６１１に接続しており、フィルタ７２１側の端子は、増幅器６２１に接続している。
フィルタ７１１は、上述のフィルタ５１２と同様に、例えば、ＳＡＷフィルタによって実現可能であり、受動素子からなる。なお、フィルタ７１１は、インダクタおよびキャパシタによっても実現可能であり、この場合も受動素子からなる。フィルタ７１１は、Ｌ１波を通過させ、Ｌ２波、Ｌ５波、およびＬ６波を減衰させる。
フィルタ７２１は、上述のフィルタ５２２と同様に、例えば、ＳＡＷフィルタによって実現可能であり、受動素子からなる。なお、フィルタ７２１は、インダクタおよびキャパシタによっても実現可能であり、この場合も受動素子からなる。フィルタ７２１は、Ｌ２波、Ｌ５波、およびＬ６波を通過させ、Ｌ１波を減衰させる。
このような構成によって、デュプレクサ７０Ｃは、第１の実施形態に係るアンテナ装置１０における、フィルタ５１２、フィルタ５２２、および、合波器７０の組と同様の作用効果を奏することができる。すなわち、アンテナ装置１０Ｃは、アンテナ装置１０と同様に、相互変調歪みによる影響を抑制できる。
With such a configuration, the
次に、本発明の第５の実施形態に係るアンテナ装置について、図を参照して説明する。図１２は、本発明の第５の実施形態に係るアンテナ装置の等価回路図である。 Next, an antenna device according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 12 is an equivalent circuit diagram of the antenna device according to the fifth embodiment of the present invention.
図１２に示すように、第５の実施形態に係るアンテナ装置１０Ｄは、第１の実施形態に係るアンテナ装置１０に対して、フィルタ５１１Ｄ、フィルタ５１２Ｄ、フィルタ５２１Ｄ、および、フィルタ５２２Ｄを備える点で異なる。アンテナ装置１０Ｄの他の構成は、アンテナ装置１０と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。
As shown in FIG. 12, the
アンテナ装置１０Ｄは、アンテナ装置１０における帯域通過型のフィルタ５１１を、高域通過型のフィルタ５１１Ｄに置き換えた構成を備える。アンテナ装置１０Ｄは、アンテナ装置１０における帯域通過型のフィルタ５１２を、高域通過型のフィルタ５１２Ｄに置き換えた構成を備える。アンテナ装置１０Ｄは、アンテナ装置１０における帯域通過型のフィルタ５２１を、低域通過型のフィルタ５２１Ｄに置き換えた構成を備える。アンテナ装置１０Ｄは、アンテナ装置１０における帯域通過型のフィルタ５２２を、低域通過型のフィルタ５２２Ｄに置き換えた構成を備える。
The
フィルタ５１１Ｄ、フィルタ５１２Ｄ、フィルタ５２１Ｄ、および、フィルタ５２２Ｄは、インダクタおよびキャパシタの少なくとも一方を備えた構成からなり、受動素子のみによって構成されている。
このような構成によって、アンテナ装置１０Ｄは、アンテナ装置１０と同様の作用効果を奏することができる。
With such a configuration, the
次に、本発明の第６の実施形態に係るアンテナ装置について、図を参照して説明する。図１３は、本発明の第６の実施形態に係るアンテナ装置の等価回路図である。 Next, an antenna device according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 13 is an equivalent circuit diagram of the antenna device according to the sixth embodiment of the present invention.
図１３に示すように、第６の実施形態に係るアンテナ装置１０Ｅは、第４の実施形態に係るアンテナ装置１０Ｃに対して、デュプレクサ４０Ｅ、および、デュプレクサ７０Ｅを備える点において異なる。アンテナ装置１０Ｅの他の構成は、アンテナ装置１０Ｃと同様であり、同様の箇所の説明は省略する。
As shown in FIG. 13, the
アンテナ装置１０Ｅのデュプレクサ４０Ｅは、アンテナ装置１０Ｃのデュプレクサ４０Ｃにおける帯域通過型のフィルタ４１１を、高域通過型のフィルタ４１１Ｅに置き換えた構成を備える。また、デュプレクサ４０Ｅは、デュプレクサ４０Ｃにおける帯域通過型のフィルタ４２１を、低域通過型のフィルタ４２１Ｅに置き換えた構成を備える。
The
また、アンテナ装置１０Ｅのデュプレクサ７０Ｅは、アンテナ装置１０Ｃのデュプレクサ７０Ｃにおける帯域通過型のフィルタ７１１を、高域通過型のフィルタ７１１Ｅに置き換えた構成を備える。また、デュプレクサ７０Ｅは、デュプレクサ７０Ｃにおける帯域通過型のフィルタ７２１を、低域通過型のフィルタ７２１Ｅに置き換えた構成を備える。
Further, the
フィルタ４１１Ｅ、フィルタ４１２Ｅ、フィルタ７１１Ｅ、および、フィルタ７２１Ｅは、インダクタおよびキャパシタの少なくとも一方を備えた構成からなり、受動素子のみによって構成されている。
このような構成によって、アンテナ装置１０Ｅは、アンテナ装置１０Ｃと同様の作用効果を奏することができる。
With such a configuration, the
なお、上述の各実施形態の構成は、適宜、部分的に組み合わせることが可能であり、この組合せに応じた作用効果を奏することができる。 It should be noted that the configurations of the respective embodiments described above can be partially combined as appropriate, and effects according to this combination can be achieved.
また、上述の説明では、干渉波が存在する場合を例に示したが、干渉波に限るものではなく、受信すべきＧＮＳＳ信号とは別の各種ノイズが存在する場合にも、上述の構成を適用でき、干渉波の場合と同様の作用効果を得ることができる。 Further, in the above description, the case where an interference wave exists is shown as an example, but it is not limited to the interference wave. It can be applied, and the same effects as in the case of interference waves can be obtained.
また、上述の説明では、アンテナ素子２０は、２点給電される態様を示したが、給電点数は、これに限るものではなく、例えば、１点給電、４点給電等を用いてもよい。
Also, in the above description, the
また、上述の説明では、アンテナ装置１０は、２種類の信号に分波する態様を示したが、さらに多くの種類の信号に分波する態様を適用することも可能である。同様に、上述の説明では、信号処理部９０は、４種類の信号に分波する態様を示したが、さらに多くの種類の信号に分波する態様を適用することも可能である。
Also, in the above description, the
１：ＧＮＳＳ信号受信装置
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ：アンテナ装置
２０：アンテナ素子
３０：ハイブリッド回路
４０：分波器
４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｅ：デュプレクサ
７０：合波器
７０Ｃ、７０Ｅ：デュプレクサ
９０：信号処理部
９１：分波器
９４：受信回路
９５：測位演算部
２００：基材
２０１、２０２：放射導体
２０３：グランド導体
２０４：給電体
２１０：回路基板
４１１、４１１Ｅ、４１２Ｅ、４２１、４２１Ｅ、５１１、５１１Ｄ、５１２、５１２Ｄ、５２１、５２１Ｄ、５２２、５２２Ｄ：フィルタ
６１１、６１２、６２１、６２２：増幅器
７１１、７１１Ｅ、７２１、７２１Ｅ：フィルタ
９００：同軸ケーブル
９２１、９２２、９２３、９２４：フィルタ
９３１、９３２、９３３、９３４：増幅器
1: GNSS
Claims (6)
前記アンテナ装置の出力信号に対して信号処理を実行する信号処理部と、
を備え、
前記アンテナ装置は、
第１周波数を用いた第１ＧＮＳＳ信号と、前記第１周波数と異なる複数の周波数帯域のＧＮＳＳ信号で構成された第２周波数を用いた第２ＧＮＳＳ信号とを受信し、前記第１ＧＮＳＳ信号と前記第２ＧＮＳＳ信号とを含む受信信号を出力するアンテナ素子と、
前記アンテナ素子に直接接続され、前記受信信号のうち前記第２ＧＮＳＳ信号を減衰させ、前記第１ＧＮＳＳ信号を通過させる第１フィルタ処理と、前記受信信号のうち前記第１ＧＮＳＳ信号を減衰させ、前記第２ＧＮＳＳ信号を通過させる第２フィルタ処理とを実行する分波回路と、
前記第１フィルタ処理後の信号を増幅する第１増幅器と、
前記第２フィルタ処理後の信号を増幅する第２増幅器と、
増幅後の前記第１フィルタ処理の出力信号と増幅後の前記第２フィルタ処理の出力信号とを合波する合波回路と、
を備え、
前記信号処理部は、
前記アンテナ装置の出力信号から前記第１ＧＮＳＳ信号を抽出した第１抽出信号と、前記第２ＧＮＳＳ信号を抽出した第２抽出信号とを出力する抽出部を備え、
前記抽出部は、
前記第２ＧＮＳＳ信号に対して、前記第２ＧＮＳＳ信号を構成する複数の周波数帯域のＧＮＳＳ信号を個別に抽出し、
前記合波回路は、
前記第１ＧＮＳＳ信号の周波数が通過域内となり、前記第２ＧＮＳＳ信号の周波数が減衰域内となるフィルタ特性を有し、前記第１フィルタ処理の出力信号をフィルタ処理する第３フィルタと、
前記第２ＧＮＳＳ信号の周波数が通過域内となり、前記第１ＧＮＳＳ信号の周波数が減衰域内となるフィルタ特性を有し、前記第２フィルタ処理の出力信号をフィルタ処理する第４フィルタと、
前記第３フィルタの出力信号と前記第４フィルタの出力信号とを合波する合波器と、
を備える、
ＧＮＳＳ信号受信装置。 an antenna device;
a signal processing unit that performs signal processing on an output signal of the antenna device;
with
The antenna device is
receiving a first GNSS signal using a first frequency and a second GNSS signal using a second frequency composed of GNSS signals of a plurality of frequency bands different from the first frequency, and receiving the first GNSS signal and the second GNSS an antenna element that outputs a received signal including a signal;
a first filtering process directly connected to the antenna element for attenuating the second GNSS signal of the received signals and passing the first GNSS signal; and attenuating the first GNSS signal of the received signal and passing the second GNSS signal. a branching circuit that performs a second filtering process to pass the signal;
a first amplifier that amplifies the signal after the first filtering;
a second amplifier that amplifies the signal after the second filtering;
a multiplexing circuit that multiplexes the amplified output signal of the first filtering process and the amplified output signal of the second filtering process;
with
The signal processing unit is
An extraction unit that outputs a first extraction signal obtained by extracting the first GNSS signal from the output signal of the antenna device and a second extraction signal obtained by extracting the second GNSS signal,
The extractor is
GNSS signals of a plurality of frequency bands constituting the second GNSS signal are individually extracted from the second GNSS signal;
The multiplexing circuit is
a third filter that has a filter characteristic that the frequency of the first GNSS signal is within a passband and the frequency of the second GNSS signal is within an attenuation band, and filters the output signal of the first filtering;
a fourth filter that has a filter characteristic that the frequency of the second GNSS signal is within a passband and the frequency of the first GNSS signal is within an attenuation band, and filters the output signal of the second filtering;
a combiner for combining the output signal of the third filter and the output signal of the fourth filter;
comprising
GNSS signal receiver.
前記アンテナ装置の出力信号に対して信号処理を実行する信号処理部と、 a signal processing unit that performs signal processing on an output signal of the antenna device;
を備え、 with
前記アンテナ装置は、 The antenna device is
第１周波数を用いた第１ＧＮＳＳ信号と、前記第１周波数と異なる複数の周波数帯域のＧＮＳＳ信号で構成された第２周波数を用いた第２ＧＮＳＳ信号とを受信し、前記第１ＧＮＳＳ信号と前記第２ＧＮＳＳ信号とを含む受信信号を出力するアンテナ素子と、 receiving a first GNSS signal using a first frequency and a second GNSS signal using a second frequency composed of GNSS signals of a plurality of frequency bands different from the first frequency, and receiving the first GNSS signal and the second GNSS an antenna element that outputs a received signal including a signal;
前記アンテナ素子に直接接続され、前記受信信号のうち前記第２ＧＮＳＳ信号を減衰させ、前記第１ＧＮＳＳ信号を通過させる第１フィルタ処理と、前記受信信号のうち前記第１ＧＮＳＳ信号を減衰させ、前記第２ＧＮＳＳ信号を通過させる第２フィルタ処理とを実行する分波回路と、 a first filtering process directly connected to the antenna element for attenuating the second GNSS signal of the received signal and passing the first GNSS signal; and attenuating the first GNSS signal of the received signal and passing the second GNSS signal. a branching circuit that performs a second filtering process to pass the signal;
前記第１フィルタ処理後の信号を増幅する第１増幅器と、 a first amplifier that amplifies the signal after the first filtering;
前記第２フィルタ処理後の信号を増幅する第２増幅器と、 a second amplifier that amplifies the signal after the second filtering;
増幅後の前記第１フィルタ処理の出力信号と増幅後の前記第２フィルタ処理の出力信号とを合波する合波回路と、 a multiplexing circuit that multiplexes the amplified output signal of the first filtering process and the amplified output signal of the second filtering process;
を備え、 with
前記信号処理部は、 The signal processing unit is
前記アンテナ装置の出力信号から前記第１ＧＮＳＳ信号を抽出した第１抽出信号と、前記第２ＧＮＳＳ信号を抽出した第２抽出信号とを出力する抽出部を備え、 An extraction unit that outputs a first extraction signal obtained by extracting the first GNSS signal from the output signal of the antenna device and a second extraction signal obtained by extracting the second GNSS signal,
前記抽出部は、 The extractor is
前記第２ＧＮＳＳ信号に対して、前記第２ＧＮＳＳ信号を構成する複数の周波数帯域のＧＮＳＳ信号を個別に抽出し、 GNSS signals of a plurality of frequency bands constituting the second GNSS signal are individually extracted from the second GNSS signal;
前記合波回路は、 The multiplexing circuit is
前記第１ＧＮＳＳ信号の周波数が通過域内となり、前記第２ＧＮＳＳ信号の周波数が減衰域内となるフィルタ特性を有し、前記第１フィルタ処理の出力信号をフィルタ処理する第３フィルタと、 a third filter that has a filter characteristic that the frequency of the first GNSS signal is within a passband and the frequency of the second GNSS signal is within an attenuation band, and filters the output signal of the first filtering;
前記第２ＧＮＳＳ信号の周波数が通過域内となり、前記第１ＧＮＳＳ信号の周波数が減衰域内となるフィルタ特性を有し、前記第２フィルタ処理の出力信号をフィルタ処理する第４フィルタと、 a fourth filter that has a filter characteristic that the frequency of the second GNSS signal is within a passband and the frequency of the first GNSS signal is within an attenuation band, and filters the output signal of the second filtering;
を備え、 with
前記第３フィルタの出力端と前記第４フィルタの出力端との接続端子は、前記合波回路の出力端子である、 A connection terminal between the output terminal of the third filter and the output terminal of the fourth filter is an output terminal of the multiplexing circuit,
ＧＮＳＳ信号受信装置。 GNSS signal receiver.
前記第１抽出信号を増幅する第３増幅器と、
前記第２抽出信号を構成する複数の周波数帯域のＧＮＳＳ信号を個別に増幅する複数の第４増幅器と、
を備える、
ＧＮＳＳ信号受信装置。 The GNSS signal receiving device according to claim 1 or claim 2 ,
a third amplifier that amplifies the first extracted signal;
a plurality of fourth amplifiers for individually amplifying GNSS signals in a plurality of frequency bands constituting the second extraction signal;
comprising
GNSS signal receiver.
前記合波回路と前記抽出部とは、伝送線路部材を用いて直接接続されている、
ＧＮＳＳ信号受信装置。 The GNSS signal receiving device according to any one of claims 1 to 3 ,
The multiplexing circuit and the extractor are directly connected using a transmission line member,
GNSS signal receiver.
前記分波回路は、
前記受信信号を分波して、第１分波信号と第２分波信号とを出力する分波器と、
前記第１分波信号に対して前記第１フィルタ処理を実行する第１フィルタと、
前記第２分波信号に対して前記第２フィルタ処理を実行する第２フィルタと、
を備える、ＧＮＳＳ信号受信装置。 The GNSS signal receiving device according to any one of claims 1 to 4 ,
The branching circuit is
a demultiplexer that demultiplexes the received signal and outputs a first demultiplexed signal and a second demultiplexed signal;
a first filter that performs the first filtering process on the first demultiplexed signal;
a second filter that performs the second filtering process on the second demultiplexed signal;
A GNSS signal receiver comprising:
前記分波回路は、
前記受信信号に対して前記第１フィルタ処理を実行する第１フィルタと、
前記受信信号に対して前記第２フィルタ処理を実行する第２フィルタと、
を備え、
前記第１フィルタの入力端と前記第２フィルタの入力端との接続端子は、前記分波回路における前記アンテナ素子に直接接続される端子である、
ＧＮＳＳ信号受信装置。 The GNSS signal receiving device according to any one of claims 1 to 4 ,
The branching circuit is
a first filter that performs the first filtering process on the received signal;
a second filter that performs the second filtering process on the received signal;
with
A connection terminal between the input terminal of the first filter and the input terminal of the second filter is a terminal directly connected to the antenna element in the branching circuit,
GNSS signal receiver.
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