接收裝置、電波表以及接收方法

2023-09-16 23:49:30 2

專利名稱：接收裝置、電波表以及接收方法
技術領域：
本發明涉及接收包含時刻信息的通信信號的接收裝置、電波表以及 接收方法。
背景技術：
接收通過電波發送的時刻信號來顯示正確的時刻信息的電波表，除
了接收從地上基站發送的長波頻帶的標準電波、或從GPS (Global Positioning System:全球定位系統)衛星發送的極超短波頻帶的時刻信號 的方法之外，近年來，如下述專利文獻l所述，還提出了如下的表裝置 以移動通信為目的，接收經CDMA (Code Division Multiple Access:碼分 多址)調製後發送的極超短波頻帶的電波所包含的時刻信號，以取得正 確的時刻。這樣的極超短波頻帶的電波由於通過各種基站進行廣泛地中 繼，因此同時發送多個電波，與長波頻帶的標準電波或來自GPS衛星的電 波相比，即使在如建築物內或地下這樣的各種移動目的地中，也可以良 好地進行接收，這點是公知的。另一方面，在基站附近接收包含時刻信 號的電波時，從基站發送的電波的電場強度大，因此由於電波表所包含 的放大器的飽和而導致在接收信號中產生了失真。為了避免這樣的失真、 提高接收性能，如下述專利文獻2中所述，在移動通信裝置的天線和放大 器之間設有衰減器和切換開關，在電波的電場強度大的情況下，使衰減 器有效，在電波的電場強度小的情況下，使衰減器無效，並接收來自基 站的電波。日本特幵2000-321383號公報 [專利文獻2]日本特開平5-37409號公報
但是，在上述的移動通信裝置中，衰減器及切換開關被配置在移動 通信裝置的前級部分、即所輸入的信號的路徑上，所以產生切換開關的
插入損失，並且由於衰減器及切換開關的配置和布線的長度，導致阻抗 匹配的惡化以及噪音的混入，使接收品質降低。此外，在移動通信裝置 內部安裝有與高頻對應的衰減器，由此導致了移動通信裝置的製造成本 及尺寸的增大。

發明內容
本發明是為了解決上述課題的至少一部分而作出的，可作為以下形 態或適用例來實現。 [適用例l]
本適用例的接收裝置的特徵是，該接收裝置具有輸入包含時刻信 息的通信信號的天線；使天線發揮功能的接地線；導電部；增益特性變 更部，其通過中斷上述接地線與上述導電部的導通來變更上述天線的增 益特性；接收部，其從輸入到上述天線的上述通信信號中取得上述時刻 信息；以及控制部，其指示上述增益特性變更部中斷上述導通，並指示 上述接收部取得上述時刻信息，上述控制部在從輸入到具有一個增益,寺 性的上述天線的上述通信信號中無法取得上述時刻信息時，指示上述增 益特性變更部中斷上述導通，並且指示上述接收部從輸入到變更了上述 增益特性的上述天線的上述通信信號中取得上述時刻信息。
根據這樣的結構，在從輸入到具有一個增益特性的天線的通信信號 中無法取得時刻信息時，通過指示增益特性變更部中斷接地線與導電部 的導通，來變更天線的增益特性，並且指示接收部從輸入到具有已變更 的增益特性的天線的通信信號中取得時刻信息。因此，不用在輸入信號 的路徑上配置用於變更增益特性的衰減器或切換開關等電子元件就能夠 通過中斷接地線與導電部的導通來變更天線的增益特性，因此可以避免 切換開關的插入損失、由衰減器及切換開關的配置及布線長度而引起的 阻抗匹配的惡化、或噪音的混入，從而不會使接收品質降低，就能夠實 現接收性能的提高。而且，還不需要安裝衰減器，所以可實現接收裝置 的小型化及製造成本的降低。
在上述適用例的接收裝置中，最好上述增益特性變更部具有中斷上 述接地線與上述導電部的導通的開關，上述天線在上述開關非導通時比 在上述開關導通時具有更高的增益特性。
根據這樣的結構，天線在幵關為非導通時可取得高增益特性，所以 能夠進一步降低開關的插入損失的影響。
在上述適用例的接收裝置中，最好上述控制部在從輸入到具有一個 增益特性的上述天線的上述通信信號中無法取得上述時刻信息時、且上 述測定的電場強度大於規定的基準值時，為了降低上述天線的增益特性 而指示中斷上述導通。
根據這樣的結構，在所測定的電場強度大於規定的基準值時，為了 降低天線的增益特性，可去除由放大器飽和導致的接收信號的失真。
在上述適用例的接收裝置中，上述增益特性變更部可通過開關二極 管來中斷上述導通。
在上述適用例的接收裝置中，上述增益特性變更部還通過切換與上 述導電部導通的位置來變更上述天線的增益特性。 [適用例7]
可提供一種電波表，通過在電波表中應用上述適用例的接收裝置， 利用簡化結構來使其小型化、低耗電化以及降低製造成本。 [適用例8]
在上述適用例的電波表中，上述導電部可以是包含金屬殼的封裝部
根據這樣的結構，將電波表的包含金屬殼的封裝部件用作使天線的 增益變化的導電部，由此除了能夠高效地變更增益特性之外，還因為使 用電波表的封裝部件而無需追加具有導電部功能的部件，所以可降低電 波表的製造成本和製造時間。
本適用例的接收方法具有以下步驟第1步驟，其對天線輸入包含時 刻信息的通信信號；第2步驟，其從輸入到上述天線的上述通信信號中取 得上述時刻信息；以及第3步驟，其在上述第2步驟中，在從輸入到具有 一個增益特性的上述天線的上述通信信號中無法取得上述時刻信息時， 通過中斷使上述天線發揮作用的接地線與導電部的導通，來變更上述天 線的上述增益特性，並從輸入到變更了上述增益特性的上述天線的上述 通信信號中取得上述時刻信息。
根據這樣的方法，在從輸入到具有一個增益特性的天線的通信信號 中無法取得時刻信息時，通過指示增益特性變更部中斷接地線與導電部 的導通，來變更天線的增益特性，並且指示接收部從輸入到具有已變,更 的增益特性的天線的通信信號中取得時刻信息。因此，不用在輸入信號 的路徑上配置用於變更增益特性的衰減器或切換開關等電子元件就能夠 通過中斷接地線與導電部的導通來變更天線的增益特性，因此可以避免 切換開關的插入損失、由衰減器及切換開關的配置及布線長度而引起的 阻抗匹配的惡化、或噪音的混入，從而不會使接收品質降低，能夠實現 接收性能的提高。而且，還不需要安裝衰減器，所以可實現接收裝置的 小型化及製造成本的降低。


圖l是表示實施方式l中的電波表的結構的框圖。 圖2是表示電波表內部的一部分的平面圖。
圖3 (a)表示未連接空中線部的接地線與金屬框體時的增益特性， (b)表示連接了空中線部的接地線與金屬框體時的增益特性的圖。
圖4是表示在實施方式1中電波表接收通信信號提取時刻信息並修正
顯示時刻的處理流程的流程圖。
圖5是表示實施方式2中的電波表的結構的框圖。 圖6是表示實施方式3中的電波表的結構的框圖。 符號說明-
l...電波表，IO...空中線部，ll...天線，12...增益特性變更部，13... 開關，14...控制部，16...時刻信息輸出部，17...運轉裝置(Movement)， 18...金屬框體，20...接收部，24...基帶處理部，26...時刻信息提取部， 27...數據取得判定部，28...同步部，30...數據取得部，32...解擴部，34... 調製判定部，36...解碼部，40...RF處理部，42...低噪音放大器，44...頻 率變換單元，46...局部振蕩信號生成單元，48...IF帶通濾波器，50...電 場強度測定部，121...二極體，122...電容，123...電阻。
具體實施例方式
以下，作為接收裝置的一個方式，參照附圖對電波表的實施方式進 行說明。
(實施方式l)
圖l是表示實施方式l中的電波表l的結構的框圖。另外，圖2是表示 電波表l內部的一部分的平面圖。電波表l具有接收裝置，該接收裝置取 得經CDMA調製後發送的極超短波頻帶的電波所包含的標準時刻的時刻 信息，該電波表l根據標準時刻來顯示己修正的正確時刻。即，該電波表 l具有空中線部IO、增益特性變更部12、控制部14、接收部20、時刻信 息輸出部16、運轉裝置17以及金屬框體18。其中，空中線部IO、增益特 性變更部12、控制部14、接收部20以及時刻信息輸出部16構成接收裝置。 在本實施方式l中，電波表1假定為圖2所示的手錶的樣態，金屬框體18假 定為手錶的封裝金屬殼，但是並非將金屬框體18限定為封裝金屬殼，只 要是構成手錶的金屬部件，什麼樣的部件都可以。
空中線部10具有天線11、和使該天線11發揮作用的接地線GND，該 空中線部10接收對表示標準時刻的時刻信息進行CDMA調製後從基站通 過電波發送的通信信號。在本實施方式l中，天線11的形狀如圖2所示釆
用晶片型天線，在通常狀態下，使用如安裝有該天線U的基板的GND部 分那樣的金屬部件來作為虛擬地線。此外，天線ll的形狀不限於晶片型 天線，還可以是其他的形狀。
增益特性變更部12根據來自控制部14的指示，中斷空中線部10的接 地線GND和導電部的導通，由此來變更天線ll的增益特性。在本實施方 式1中，增益特性變更部12通過使空中線部10的接地線GND和金屬框體18 的導通中斷的1接點的機械開關13，來中斷兩者間的導通。這裡，圖3是 表示天線ll的增益特性的圖。圖3 (a)表示在空中線部10的GND和金屬 框體18非導通的狀態、即空中線部10的GND為基板的GND部分時的增益 特性，圖3 (b)表示在空中線部10的GND和金屬框體18導通的狀態、即 空中線部10的GND為基板的GND部分和金屬框體18時的增益特性。如這 兩圖所示，由於天線ll附近的金屬物的影響而損害了天線ll的特性。因 此，在空中線部10的GND和金屬框體18導通的狀態下的天線11的增益特 性，與它們為非導通的情況相比，降低了10dB左右。另外，即使在增益 特性變更部12由有源元件構成時，也因為沒有配置在天線正下方，而大 大降低了靜電破壞的可能性。
此外，在本實施方式l中，通過中斷空中線部10的GND和金屬框體18 的導通，來切換兩個增益特性，但是通過對如金屬框體18那樣的一個金 屬部切換導通位置不同的多個開關、或者切換與多個金屬部分別對應的 開關，可以切換三個以上的增益特性。而且，還可以通過與已省略圖示 的線圈或電容等電子元件的中斷來變更天線11的阻抗，由此能夠變更增 益特性。另外，還可以與根據電場強度使放大器的增益可變的周知的自 動增益控制(AGC)組合。
返回圖l，接收部20具有RF (Radio Frequency:射頻)處理部40、 基帶處理部24、時刻信息提取部26以及數據取得判定部27，該接收部20 根據來自控制部14的指示，從空中線部10所接收的通信信號中取得時刻 信息。RF處理部40具有低噪音放大器42、頻率變換單元44、 IF (Intermediate Frequency:中間頻率)帶通濾波器48以及局部振蕩信號生 成單元46。輸入到空中線部10的通信信號利用低噪音放大器42進行放大， 並通過頻率變換單元44與局部振蕩信號生成單元46所生成的局部振蕩信 號進行混合，從而在將該通信信號所包含的時刻信號變換為IF信號後， 利用IF帶通濾波器48進行濾波後輸出，其中，該IF信號將與局部振蕩信號 的頻率(局部振蕩頻率)的差分作為頻率。
基帶處理部24具有同步部28和數據取得部30，在對IF信號進行A/D 轉換以轉換為數位訊號後，對相位正交的兩個數位訊號(I信號、Q信號) 進行CDMA的解調處理，並對包含時刻信息的數據進行解碼。這裡，對 基帶處理部24的功能進行詳細敘述。同步部28從高頻信號所包含的導頻 信道信號中取得用於與基站取得同步的同步定時。另外，數據取得部30 具有根據所取得的同步定時從上述數位訊號中解調同步信道信號，對已 解調的同步信道信號進行解碼而取得同步信道信號的數據的功能，該數 據取得部30具備解擴部32、調製判定部34和解碼部36。
在本實施方式l中，將I信號及Q信號分別輸入同步部28和解擴部32， 同步部28為了識別基站而進行基帶信號和短周期PN代碼的相關運算，並 向解擴部32通知相關峰值的定時。解擴部32根據所通知的定時同步，使I 信號和Q信號與短周期PN代碼相乘，並且通過乘以信道化代碼即Walsh碼 的第O位來進行積分，由此解調導頻信道信號，另外，通過乘以Walsh碼 的第32位來進行積分，由此解調同步信道信號。此外，為了取得基站與 接收機的同步而採用導頻信道信號，為了從基站通知時刻信息及系統設 定信息等而採用同步信道信號。
調製判定部34通過導頻信道信號來除去相位旋轉，並判定同步信道 信號的二相位偏移調製(BPSK)數據。解碼部36將在從基站發送數據時 由轉發器以及交織器實施的數據順序的重新排列，通過解交織器以及逆 轉發器返回原來的順序。而且，解碼部36利用未圖示的糾錯處理部進行 與發送時實施的巻積編碼處理相反的處理，由此將以128位為單位發送的 數據復原至以32位為單位。在利用該數據取得部30解碼的數據中，同步 信道信號被發送至時刻信息提取部26。
在利用數據取得部30無法正常解碼同步信道信號時，數據取得判定 部27對控制部14發送表示數據取得失敗的意思的信息。另一方面，在已
正常解碼同步信道信號時，時刻信息提取部26從已解碼的同步信道信號 的數據中提取與時刻相關的信息，已提取的與時刻相關的信息被發送到
時刻信息輸出部16。
時刻信息輸出部16為了顯示或列印與時刻相關的信息，而對其他設 備進行輸出。此外，在本實施方式l的電波表l中，將與時刻相關的信息 發送到運轉裝置17，並根據標準時刻來修正顯示時刻。此外，運轉裝置 17為表的驅動部，可以是數字表或模擬表的任意形態。另外，根據所取 得的時刻信息來修正運轉裝置17的顯示時刻的具體內容不是本發明的主 旨，所以省略(關於該方式例如參照日本特開2004-301712號公報)。
控制部14指示增益特性變更部12中斷空中線部10的接地線GND與金 屬框體18的導通、指示接收部20取得時刻信息。另外，在從數據取得判 定部27發送表示同步信道信號解碼失敗的意思的信息時，控制部14指示 增益特性變更部12中斷接地線GND與金屬框體18的導通，並且指示接收 部20從輸入到因該中斷而變更了增益特性的天線11的通信信號中取得時 刻信息。
上述的這些各功能部雖然省略了圖示，但可以利用電氣電路來實現， 也可以由CPU (Central Processing Unit:中央處理器)、RAM (Random Access Memory:隨機存儲器)、ROM (Read Only Memory:只讀存儲器) 以及存儲卡等構成，並使這些硬體和軟體協作來實現。另外，還可以是 這些功能部的至少一部分被安裝到集成電路上的形態。
接著，根據圖4來說明電波表1接收通信信號後提取時刻信息並修正 顯示時刻的處理流程。當開始該處理時，最初在空中線部10的接地線GND 與金屬框體18為非導通的狀態(高增益狀態)下，經由天線ll輸入通信 信號(步驟S50)。接著，接收部20從利用天線11接收的通信信號中提取 時刻信息(步驟S52)。
接著，判定接收部20是否能夠從通信信號中提取時刻信息(步驟 S54)，在能夠從通信信號中提取時刻信息時(步驟S54中為"是")， 將所提取的時刻信息輸出至運轉裝置17 (步驟S60)，運轉裝置17根據時 刻信息來修正顯示時刻(步驟S62)，並結束一連串的處理。
另一方面，在從通信信號中無法提取時刻信息時(在步驟S54中為 "否")，增益特性變更部12變更空中線部10的接地線GND與金屬框體 18的導通狀態(步驟S64)。其結果，通過變更接地線GND和金屬框體18 導通的狀態，天線ll的增益特性轉移至低狀態(低增益狀態)。接著， 為了利用具有與上次不同的增益特性的天線ll來接收通信信號，而返回 最初的步驟(步驟S50)。
眾所周知，在發送包含時刻信號的電波的基站附近，電波的電場強 度極大，所以由於低噪音放大器42等放大器的飽和而產生失真，使接收 性能降低。此時，通過降低天線ll的增益特性，可避免放大器的飽和， 以實現接收性能的提高。此外，在本實施方式l中， 一次接收所需的時間 為300毫秒左右，所以即使再次接收通信信號來取得時刻信息也不會給電 波表l的使用者帶來不協調感。另外，在能夠選擇三個以上的增益特性時， 可依次切換增益特性，並返回最初的步驟(步驟S50)。
而且，在處理開始時、即初始狀態下，將天線ll的增益設為低增益 狀態，當從通信信號中無法提取時刻信息時，可轉移至高增益狀態。此 時，適合電波的電場強度弱、放大器不飽和這樣的環境，通過使天線ll 的增益成為高增益狀態，可以實現接收靈敏度的提高。
根據以上所述的實施方式l來取得如下這樣的效果。
(1) 當從已接收的通信信號中無法取得時刻信息時，在變更了天線 ll的增益特性之後，再次接收通信信號以嘗試取得時刻信息，所以能夠 提高從再次接收的通信信號中可取得時刻信息的可能性。
(2) 在變更了天線ll的增益特性之後，因為再次接收通信信號取得 時刻信息所需的時間為300毫秒左右，所以可取得時刻信息而不會給電波
表l的使用者帶來不協調感。 (實施方式2)
接著，參照圖5對實施方式2進行說明。此外，在以下的說明中，對 與已經說明過的部分相同的部分標註相同的符號，並省略其說明。在上 述的實施方式l中，控制部14在從通信信號中無法提取時刻信息時，指示 中斷空中線部10的接地線GND與金屬框體18的導通。在本實施方式2中， 如圖5的框圖所示，在RF處理部40的後級配置有測定電場強度的電場強度
測定部50。該電場強度測定部50根據來自控制部14的指示來測定電場強 度，並將與已測定的電場強度相關的信息發送至控制部14。控制部14在 從輸入到天線ll的通信信號中無法提取時刻信息時，指示電場強度測定 部50測定電場強度。其結果，在已測定的電場強度大於規定的基準值時， 因為電波的電場強度過大所以判斷為放大器飽和。其結果，指示增益特 性變更部12中斷空中線部10的接地線GND與金屬框體18的導通，以便實 現天線ll的增益特性的降低，並且指示接收部20進行接收，以便從通信 信號中取得時刻信息。
根據以上所述的實施方式2，除了實施方式l中所述的(1)以及(2) 的效果之外，還取得如以下這樣的效果。
(3) 在由電場強度測定部50所測定的電場強度大於規定的基準值 時，降低天線U的增益特性，所以可緩和放大器的飽和狀態，並除去接 收信號的失真，由此可實現接收性能的提高。
(實施方式3)
接著，參照圖6對實施方式3進行說明。該圖6是表示實施方式3的電 波表l的結構框圖。在上述的實施方式1以及實施方式2中，增益特性變更 部12利用機械的1接點開關13來中斷空中線部10的接地線GND與金屬框 體18的導通，由此來切換增益特性，但是在本實施方式3中，利用電氣開 關來進行中斷。即，增益特性變更部12具有二極體121、電容122以及電 阻123，並通過直流控制電壓和二極體121來控制空中線部10的接地線 GND與金屬框體18的導通。另外，可利用繼電器取代二極體121來進行中 斷。
根據以上所述的實施方式3，除了實施方式1以及實施方式2中所述的 (1) 、 (2)和(3)的效果之外，還取得如下這樣的效果。
(4) 因為通過電氣開關來中斷空中線部10的接地線GND與金屬框體 18的導通，所以容易進行外部的控制。
參照附圖對上述的實施方式1 3進行了說明，但是具體的結構不限 於此實施方式，還包括不脫離本發明主旨的範圍的設計變更等。例如， 接收裝置不僅限定為電波表1的形態，還可以適用於裝入通過電波來修 正時刻的時鐘功能的信息處理終端等。
權利要求
1.一種接收裝置，其特徵在於，該接收裝置具有輸入包含時刻信息的通信信號的天線；使上述天線發揮功能的接地線；導電部；增益特性變更部，其通過中斷上述接地線與上述導電部的導通來變更上述天線的增益特性；接收部，其從輸入到上述天線的上述通信信號中取得上述時刻信息；以及控制部，其指示上述增益特性變更部中斷上述導通，並指示上述接收部取得上述時刻信息，上述控制部在從輸入到具有一個增益特性的上述天線的上述通信信號中無法取得上述時刻信息時，指示上述增益特性變更部中斷上述導通，並且指示上述接收部從輸入到變更了上述增益特性的上述天線的上述通信信號中取得上述時刻信息。
2. 根據權利要求l所述的接收裝置，其特徵在於， 上述增益特性變更部具有中斷上述接地線與上述導電部的導通的開關，上述天線在上述開關非導通時比在上述開關導通時具有更高的增益 特性。
3. 根據權利要求1或2所述的接收裝置，其特徵在於， 上述接收裝置還具有對上述通信信號的電場強度進行測定的電場強度測定部，上述控制部還參照上述測定的電場強度，對上述增益特性變更部指 示中斷上述導通。
4. 根據權利要求3所述的接收裝置，其特徵在於， 上述控制部在從輸入到具有一個增益特性的上述天線的上述通信信 號中無法取得上述時刻信息時、且上述測定的電場強度大於規定的基準 值時，為了降低上述天線的增益特性而指示中斷上述導通。
5. 根據權利要求1至4中的任意一項所述的接收裝置，其特徵在於， 上述增益特性變更部通過開關二極體來中斷上述導通。
6. 根據權利要求1至5中的任意一項所述的接收裝置，其特徵在於， 上述增益特性變更部還通過切換與上述導電部導通的位置來變更上述天線的增益特性。
7. —種電波表，其特徵在於，該電波表使用了權利要求1至6中的任意一項所述的接收裝置。
8. 根據權利要求7所述的電波表，其特徵在於， 上述導電部為包括金屬外殼的封裝部件。
9. 一種接收方法，其特徵在於，該接收方法具有以下的步驟 第1步驟，其對天線輸入包含時刻信息的通信信號；第2步驟，其從輸入到上述天線的上述通信信號中取得上述時刻信 息；以及第3步驟，其在上述第2步驟中，在從輸入到具有一個增益特性的 上述天線的上述通信信號中無法取得上述時刻信息時，通過中斷使上述 天線發揮作用的接地線與導電部的導通，來變更上述天線的上述增益特 性，並從輸入到變更了上述增益特性的上述天線的上述通信信號中取得 上述時刻信息。
全文摘要
本發明涉及接收裝置、電波表及接收方法。通過簡化電波表中天線的增益特性的切換既能實現電波表的小型化及低成本化又能提高接收性能。電波表(1)具有輸入包含時刻信息的通信信號的天線(11)；接地線GND；金屬框體(18)；通過中斷接地線GND與金屬框體(18)的導通來變更天線(11)的增益特性的增益特性變更部(12)；從輸入到天線(11)的通信信號中取得時刻信息的接收部(20)；和控制部(14)，其在從輸入到具有一個增益特性的天線(11)的通信信號中無法取得時刻信息時，指示增益特性變更部(12)中斷導通，並且指示變更了增益特性的天線(11)進行再次接收。
文檔編號G04G7/02GK101364812SQ200810144919
公開日2009年2月11日 申請日期2008年8月7日 優先權日2007年8月8日
發明者入江三千夫 申請人:精工愛普生株式會社