KR100418284B1

KR100418284B1 - 안테나 신호의 위상 제어 합산 기능을 갖는 안테나다이버시티 시스템

Info

Publication number: KR100418284B1
Application number: KR10-2001-0007988A
Authority: KR
Inventors: 하인즈린덴마이어; 조헨홉프; 레오폴드라이터
Original assignee: 푸바 오토모티브 게엠베하 운트 코. 카게
Priority date: 2000-02-17
Filing date: 2001-02-17
Publication date: 2004-02-11
Also published as: US6925293B2; JP2001267988A; EP1126631B1; ATE247880T1; EP1126631A2; KR20010082733A; DE50100506D1; EP1126631A3; US20010016478A1; ES2204759T3; DE10102616A1

Abstract

본 발명은 안테나 신호의 위상 제어 합산 형태로 주파수 변조된 무선 신호를 수신하고, 적어도 2개의 안테나 출력 신호를 포함하는 다중 안테나 장치(21)와, 제1 수신 신호 경로(31) 및 제2 수신 신호 경로(32)에 대하여 각각 하나의 입력을 갖는 수신 디바이스(4)를 구비한 차량용의, 안테나 다이버시티 시스템에 관한 것이며, 상기 수신 디바이스의 2개의 수신 신호 경로 중 제2 수신 신호 경로는 위상 전이 디바이스(phase-shifting device;33)를 지니고, 상기 위상 전이 디바이스(33)는 위상 제어기(34)에 의해 제어됨으로써, 상기 제2 수신 신호 경로의 수신 신호가 상기 위상 전이 디바이스의 출력상에서 상기 제1 수신 신호 경로(31)의 수신 신호와 동일한 위상을 지니고, 그럼으로써 2개의 수신 신호가 합산 회로(35)에서 동일 위상으로 합산되며, 합산된 신호(37)가 주파수 복조기에 공급된다. 상기 다중 안테나 장치(21)는 제어가능한 논리 스위치 디바이스(11)를 포함하며, 상기 제어가능한 논리 스위치 디바이스와 협력하여, 다이버시티의 견지에서 서로 다른 수신 신호(23)가 선택 스위치(5)에 의해 취해진 서로 다른 전환 위치에서 상기 수신 디바이스(4)의 2개의 입력 중 적어도 하나의 입력에 공급되고, 상기 합산 신호(37)는 주파수 스윙에 의해 간섭되는 합산 신호(37)를 신속하게 검출하기 위한 간섭 검출기(18)에 공급됨으로써, 수신 간섭이 존재하는 경우, 상기 간섭 검출기의 간섭 검출 신호(38 )가 상기 제어가능한 논리 스위치 디바이스(11)에 의하여 다른 전환 위치로 전환되게 하고, 위상 제어기(34)는 위상 제어 속도를 제한하기 위한 저역(low-pass) 특성을 지닌다.

Description

안테나 신호의 위상 제어 합산 기능을 갖는 안테나 다이버시티 시스템{ANTENNA DIVERSITY SYSTEM WITH PHASE-CONTROLLED SUMMATION OF ANTENNA SIGNALS}

본 발명은 안테나 신호의 위상 제어 합산 형태로 주파수 변조된 무선 신호를 수신하고, 적어도 2개의 안테나 출력 신호를 지니는 다중 안테나 장치와, 제1 수신 신호 경로 및 제2 수신 신호 경로에 대하여 각각 하나의 입력을 갖는 수신 디바이스를 구비한 차량용의, 안테나 다이버시티 시스템에 관한 것이며, 상기 수신 디바이스의 2개의 수신 신호 경로 중 제2 수신 신호 경로는 위상 전이 디바이스를 지니고, 상기 위상 전이 디바이스는 위상 제어기에 의해 제어된다. 상기 제2 수신 신호 경로의 수신 신호는 상기 위상 전이 디바이스의 출력상에서 상기 제1 수신 신호 경로의 수신 신호와 동일한 위상을 지니고, 그럼으로써 상기 2개의 수신 신호가 합산 회로에서 동일 위상으로 합산되며, 상기 합산 신호가 주파수 복조기에 공급된다.

상기한 형태의 안테나 다이버시티 시스템은 바람직하게는 초단파(VHF) 무선 수신을 위해 사용되는 것이 바람직하며, 예를들어, 미국 특허 제4,079,318호 및 미국 특허 제5,517,696호의 명세서에 개시되어 있다. 이러한 다이버시티 시스템의 목적은, 다중 전파 분야에서 레벨 페이딩의 발생 확률을 감소시키기 위해, 2개 또는 그 이상의 안테나 신호의 동일 위상 중첩에 의해 단일 안테나의 경우에서 보다도 강한 유용한 신호를 획득하는 것이다. 이것은 수신기의 잡음에 대하여 대개 보다 선호적인 신호 대 잡음 비가 합산 신호에서 얻어진다. 그러나, 이러한 안테나 다이버시티 시스템의 완전한 동작 형태는, 부분 파(레일리 파 수신 영역)가 순간 주파수에 대해 다소 서로 다르며, 그 결과, 가청 수신 간섭이 이러한 부분 파로부터 얻어지지 않는다라는 점에 의해 제한된다. 예를들어, 도1에 도시된 바와 같이, 상이한 전달 시간을 갖는 파동 빔(τ₀∼τ₃)이 수신 지점 위치에서 서로 중첩되는 수신 상태에서, 수신된 부분 파는 더 이상 동일한 주파수를 갖지 않으며, 이러한 중첩의 결과로 간섭 주파수 스윙이 초래된다. 차량의 주행중에, 이러한 주파수 스윙은, 주파수 복조후, 자연적으로 발생하는 고정 잡음(static noise)을 자주 초래시킨다. 상이한 경과 시간을 갖는 파동 빔은 차량에 장착된 상이한 안테나에 대하여 상이한 효과를 나타내는 레일리 분포에 의존하여 수신 지점에서 서로에 중첩되기 때문에, 차량상의 2개의 다이버시티 안테나의 안테나 신호는 특히 레벨 페이딩의 영역에서 상이한 순간 주파수를 지닐 수 있다. 이러한 주파수들 간의 차는 고주파 반송파의 주파수 변조에 의해 좌우되며, 대개는 극히 크고, 상기 주파수 변조로부터 생기는 위상 차는 제1 수신 신호 경로의 수신 신호가 간섭 주파수 스윙을 갖지 않는 경우, 제2 수신 신호 경로의 위상 전이 디바이스에 의해 제어되어야 한다. 그 반면에, 신속한 위상 제어에 대하여, 제1 수신 신호 경로에서 간섭되는 수신 신호는 제어 프로세스에 의해 그의 간섭을 제2 수신 신호 경로에 인가함에 따라 합산 신호에서도 이러한 간섭을 강제적으로 생기게 한다. 이러한 다이버시티 시스템의 다른 한 결점은, 상기 시스템이 2개의 안테나 신호에 한정되기 때문에, 다이버시티의 적절한 효과가 이러한 시스템에서는 얻어지지 않는다는 것이다. 중간 주파수의 레벨에서 선택이 제한되기 때문에, 인접 채널에서의 간섭이 마찬가지로 작용한다. 다른 VHF 송신기의 상호 변조로 인해 수신 채널에 발생하는 신호 조차도, 레벨 페이딩과 결합하여, 유용한 신호에 작용하는 간섭 주파수 스윙을 일으킨다. 이러한 주파수 스윙이 위상 제어기로는 제거될 수 없다.그러므로, 본 발명의 과제는 첨부된 특허청구범위 중 청구항 제1항의 전제 부분에서 정의된 바와 같은 안테나 다이버시티 시스템의 상기 결점을 회피하고, 저렴한 비용으로 유효한 안테나 신호의 개수를 증가시킴으로써, 안테나 다이버시티 시스템의 효율을 향상시키는 것이다.

이러한 과제는 본 발명에 따른 청구항 제1항의 특징 부분에 의해 해결된다.본 발명에 따라 얻어지는 특히 중요한 이점은, 다수의 안테나 또는 다수의 안테나 신호가 한정된 개수의 위상 제어된 신호 경로와 관련하여 사용될 수 있으며 , 이로 인해, 간섭 수신 신호의 발생 확률이 상당히 감소된다는 점이다. 본 발명에 따라 달성가능한 신호 개선의 범위는 이하 본 발명의 실시예를 통해 보다 상세하게 설명된다. 고집적 회로의 결과로서 저렴한 비용으로 사용될 수 있는 전자 전환 장치 및 지능 전자 회로에 한정되기 때문에 필요한 기술적 비용이 극히 적게 든다. 이같은 본 발명의 안테나 다이버시티 시스템의 효율 증대는, 비용이 극히 많이 드는 주파수 변환기 및 위상 제어기를 추가하지 않더라도 유리한 방법으로 실현될 수 있다. 더우기, 제어 특성상 조작하기 어려운 복수개의 위상 제어기를 사용할 경우에는 안테나 다이버시티 시스템이 더 복잡해질 것이다. 심지어 이용가능한 안테나 신호들 중 적어도 1개의 안테나 신호가 간섭되지 않는 경우에서 조차도, 본 발명의 간섭 검출기(18)는 동일하고 유일한 간섭이 없는 수신 신호가 2개의 입력(31,32)에 존재할 때까지, 각각의 전환 프로세스 후에 간섭 검출 신호(38)들을 계속 발생시키고, 이러한 간섭이 없는 신호는 수신 디바이스(4)에서 간섭이 없는 합산 신호(37)가 된다.이하 첨부 도면을 참고하여 본 발명의 구성에 따른 실시예를 설명한다.

도1은 여러 방향의 전파에 의해 간섭되는 파동 영역에서의 수신 상태를 보여주는 도면.

도2는 본 발명에 의한 안테나 다이버시티 시스템을 보여주는 도면으로서, 상기 안테나 다이버시티 시스템은 스위치 디바이스(11)를 지니는 안테나 장치(21), 및 제1 수신 신호 경로(31)와 제2 수신 신호 경로(32)를 지니는 수신 디바이스(4)를 포함하며, 이들에 의해, 수신 신호들(23) 모두가 상기 2개의 수신 신호 경로(31 ,32) 모두에 일제히 이용될 수 있고, 합산 회로(35)에서 동일 위상으로 상기 신호들을 합산시키기 위해 위상 전이 디바이스(33) 및 저역 특성을 갖는 위상 제어기( 34)로 구성된 위상 제어 회로가 상기 수신 디바이스(4)에 배치되어 있으며, 합산 출력 신호(37)가, FM 수신기(1)에 공급됨과 아울러, 한편으로는 위상 제어를 위해 저역 특성을 갖는 위상 제어기(34)에 공급되며, 다른 한편으로는 신속한 간섭 식별을 위해 간섭 검출기(18)에 공급됨으로써, 다른 수신 신호(23)가 간섭 검출 신호( 38)에 의해 상기 스위치 디바이스(11)를 통해 상기 2개의 수신 신호 경로(31,32) 중 적어도 하나의 수신 신호 경로에 할당되는 것을 보여주는 도면.

도3은 도2에 도시된 것과 동일한 배치를 나타내지만 좀 더 복잡한 안테나 장치(21)를 보여주는 도면으로서, 상기 안테나 장치(21)는 스위치(8)에 의해 교호하는 방식으로 전환되며, 예를 들면, 한측이 접지(3)에 연결되어 있는 임피던스(7)에 의해서 추가의 다른 안테나 신호를 발생시키는 스위치 디바이스(11)를 포함하는 도면.

도4는 도2에 도시된 것과 동일한 배치를 보여주며, 수신 디바이스(4)의 믹서 (mixer;2)의 하향 스트림으로 중간 주파수 영역에서의 신호 합산의 이행을 보여주는 도면으로서, 상기 믹서는 공통 발진기(6)에 의해 제어되고, 상기 수신 디바이스는 간섭 검출기(18), 발생하는 간섭들 간의 시간 간격을 결정하는 시간 함수 회로( 27), 및 스위치 디바이스(11)를 제어하고 또한 위상 모드에서 스캔 모드로 전환하기 위한 논리 회로(14)를 포함하는 신호 평가 프로세서(26)를 포함하며, 상기 전환은, 합산 출력 신호(37)에서의 간섭 주파수가 지나치게 높은 경우, 신호 경로 스위치(16)를 사용하여 2개의 신호 경로 중 하나의 신호 경로를 분리시킴으로써, 그리고 위상 설정 신호(25)를 사용하여 저역 특성을 지니는 위상 제어기(34)를 차단시킴으로써 발생하며, 상기 합산 출력 신호(37)에서의 간섭 주파수가 스캔 모드에서 충분히 낮은 경우 본 시스템이 다시 위상 모드로 전환되는 것을 보여주는 도면.

도5는 도4에 도시된 것과 동일한 배치를 보여주지만, 신호 경로 선택기(15)가 합산 회로(35)의 출력상의 합산 출력 신호(37)와 2개의 수신 신호 경로(31,32)의 신호들 모두를 개별적으로 테스트하기 위해 사이클 신호(24)에 의해 순환 동작되는 것을 보여주는 도면으로서, 위상 모드에서, 합산 출력 신호(37)에 발생한 간섭 주파수가 지나치게 높은 경우, 본 시스템이 논리 회로(14)를 사용하여 스캔 모드로 전환되며, 수신 신호(23a)가 신호 경로(31)로 스위치-온되는 데, 이러한 신호는 우선순위 리스트로부터 상위 우선순위로 선택되고, 이러한 우선순위 리스트는 이용가능한 모든 수신 신호(23b)의 간섭 주파수를 순차적으로 스위치-온시켜 이를 테스트함으로써 제2 수신 신호 경로의 논리 회로(14)에 입력되며, 상기 우선순위 리스트는 연속적으로 갱신되고, 본 시스템이 위상 모드로 전환되는 경우, 이용가능한 모든 수신 신호 중 가장 품질이 높은 2개의 수신 신호(23)가 먼저 상기 우선순위 리스트에 따라 상기 수신 신호 경로(31,32)에 할당되며, 합산 출력 신호(37)에 간섭이 계속 발생하는 경우, 상기 2개의 수신 신호(23) 중 품질이 낮은 수신 신호가 항상 다른 신호로 교체되는 것을 보여주는 도면.

도6은 도5에 도시된 것과 동일한 배치를 보여주지만, 간섭 검출기(18b)가 높은 분해능을 지니며 도표화된 우선순위 리스트에서 수신 신호(23b)를 정밀하게 정렬시키며, 더군다나, 간섭 검출기(18a)가 신속한 간섭 표시를 나타내고, 합산 신호 경로(43)에서의 지나치게 긴 테스트 시간을 회피할 목적으로 그리고 이같이 지나치게 긴 테스트 시간과 관련된 가청 간섭을 회피하기 위하여 제공되는 것을 보여주는 도면.

도7은 도6에 도시된 것과 동일한 배치를 보여주지만, 2개의 개별 간섭 검출기(18b,18c)가 높은 분해능을 지니며 스캔 모드에서 우선순위 리스트를 고정적으로 이용가능하게 할 목적으로 그리고 위상 모드에서 보다 품질이 높은 신호의 표시를 향상시키기 위해 제공되는 것을 보여주는 도면.

도8은 본 발명에 의한 배치를 보여주는 도면으로서, I- 주파수 변환기(44)와 아울러 Q- 주파수 변환기(45)가 제1 및 제2 수신 신호 경로(31,32) 각각에 제공되며, 합산 회로(35)가 주파수 변조 신호를 재-정형하기 위해 상기 제1 및 제2 수신 신호 경로(31,32)에 제공되며 유사하게 동작하는 간섭 검출기(18)를 사용하여 간섭을 신속하게 검출할 목적으로 합산 신호 경로(43)에 제공되고, 위상 전이 디바이스 (33)에서 중간 주파수 I- 및 Q- 신호를 개별적으로 평가함으로써 위상이 전이되며, DSP 프로세서(41)에서, 신호(ΣQ,ΣI)들이 개별적으로 디지털화되고, 위상 전이 디바이스(33)가 저역 특성을 갖는 위상 제어기(34)에 의해 디지털 방식으로 바람직하게 제어되는 것을 보여주는 도면.

도9는 특히 다음과 같은 경우, 즉,-

PhaseDiv_2Ant: 2개의 안테나가 위상 모드로 배치됨.

ScanDiv_2Ant : 2개의 안테나가 순수한 스캔 모드로 배치됨.

ScanDiv_4Ant : 4개의 안테나가 순수한 스캔 모드로 배치됨.

ScanPhaseDiv_4Ant: 4개의 이용가능한 안테나 신호 각각으로부터 적어도 2개의 간섭 안테나 신호가 본 발명에 따라 위상 모드로 배치됨.-에 대해 파장에 기초한 요소들 간의 간격의 함수로서 안테나의 선형 그룹에 대한 다이버시티 효율을 보여주는 도면.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1: FM 수신기; 2: 믹서; 3: 접지; 4:수신 디바이스; 5: 선택 스위치(다중-극); 6: 발진기; 7: 임피던스; 8: 전환 스위치(2-극); 9: 선택 스위치로 이어지는 제어 라인; 10: 간섭 표시 신호; 11: 스위치 디바이스; 14: 논리 회로; 15: 신호 경로 선택기; 16: 신호 경로 스위치; 18: 간섭 검출기; 18a: 신속한 간섭 표시의 간섭 검출기; 18b: 높은 분해능을 갖는 간섭 검출기; 18c: 높은 분해능을 갖는 간섭 검출기; 19: 중간 주파수(IF) 신호; 21: 스위치 디바이스를 갖는 안테나 장치(다중 안테나 장치); 23: 수신 신호; 24: 사이클 신호; 25: 위상 설정 신호; 26: 신호 평가 프로세서; 27: 시간 함수 회로; 29: 클럭 발생기; 31: 제1 수신 신호 경로; 32: 제2 수신 신호 경로; 33: 위상 전이 디바이스; 34: 저역 특성을 갖는 위상 제어기; 35: 합산 회로(가산기); 36: 보조 변조 생성용의 전송 블록; 37: 합산 출력 신호; 38: 간섭 검출 신호; 39: 어드레스 신호; 40: 중간 주파수(IF) 필터; 41: DSP 프로세서; 42: 90°위상 전이 디바이스; 43: 합산 신호 경로; 44: I- 주파수 변환기; 45: Q- 주파수 변환기; 46a,46b: 진폭 평가 회로

본 발명에 의한 안테나 다이버시티 시스템의 기본적인 구성이 도2에 도시되어 있다. 수신 디바이스(4)는 제1 수신 신호 경로(31) 및 제2 수신 신호 경로(32)를 지니고, 상기 제2 수신 신호 경로(32)에는 위상 전이 디바이스(33)가 접속되어 있다. 전송 블럭(36)에서, 종래기술에 따라 상기 제2 수신 신호 경로(32)의 신호가 보조 변조되고, 상기 보조 변조에 의해 상기 위상 전이 디바이스(33)는, 상기 제1 수신 신호 경로(31) 및 제2 수신 신호 경로(32)의 신호가 합산 회로(35)의 출력에서 동일 위상으로 합산되도록 위상 제어 디바이스(34)에 의해 제어된다. 다중 안테나 장치(21)에서는 제어가능한 선택 스위치(5)가 구비되어 있다. 상기 제어가능한 선택 스위치(5)에 의해 취해진 전환 위치에 따라, 수신 신호(23a,23b)들 각각이 제1 수신 신호 경로(31) 또는 제2 수신 신호 경로(32)에 각각 전송된다. 따라서, 안테나 신호들 중 2개의 안테나 신호가 상기 수신 신호 경로를 사용하여 동일 위상으로 합산되고, 그럼으로써, 이러한 합산이 고주파 수신 신호의 레벨에서도 행해질 수 있으며 또한 중간 주파수의 레벨에서도 행해질 수 있다.

합산 신호(37)에서 위상 전이 디바이스(33)에 의해 제거될 수 없는 간섭 주파수 스윙을 회피하기 위하여는, 상기 합산 신호가, 주파수 스윙에 의해 간섭된 합산 신호를 신속하게 검출하기 위해, 간섭 검출기(18)에 공급되며, 상기 합산 신호의 간섭 검출 신호(38)는 그후 제어가능한 논리 스위치 디바이스(11)에 공급되며, 이러한 스위치 디바이스(11)는, 다중-안테나 장치(21)에서 스위치(5a,5b)들의 다른 전환 위치를 선택함으로써 입력(31,32)들 중 적어도 한 입력에 다른 수신 신호를 공급한다. 상기 스위치(5a,5b)들의 보다 신속한 전환으로 인해, 우선 위상 제어기가 차단되는 효과가 있다.

지나치게 빠른 위상 변화의 시간적인 유도에 의하여, 가청 간섭 주파수 스윙이 발생되지만, 위상 전이 디바이스(33)에 의한 위상 제어기의 갱신된 응답으로부터, 지나치게 빠른 위상 변화가 생기지 않도록 보장하기 위하여, 본 발명에 따라，저역 전송 기능의 특성을 갖는 위상 제어기(34)를 설치하는 것이 필요한 데, 다시 말하면, 최고 위상 변화 속도는，위상 제어의 트랩(trap) 범위에서도 가청 간섭 주파수 스윙이 생기지 않도록 조정되어야 한다. 그 반면에, 합산 회로(35)에서 동일 위상으로 신호를 중첩하는 데 필요한 위상 변화를 제공하는 위상 제어기가 주행시 레일리 파 수신 영역에 의해 생기는 주파수 스윙으로 인한 간섭되지 않는 신호( 23a,23b)의 위상 변화에 따르도록 상기 위상 제어의 속도가 제한되어야 한다. 이를 위해, 1∼20ms 정도의 시정수가 유용하다. 새로운 쌍의 안테나 신호에 대한 위상 제어기의 응답 시간 동안, 추가의 간섭이 생기지는 않지만, 상기 시간 동안 합산 출력 신호(37)의 시간 응답은 다소 레일리 파 수신 영역의 수신과 동등하게 된다. 그럼으로써, 위상 제어기가 응답할 수 없는 불명확한 경우에도, 다수의 안테나를 사용하여 간섭이 없는 합산 출력 신호(37)가 취해지는 데, 그 이유는 상기 신호가 간섭 검출기(18)에 의해 감시되기 때문이다.

도3에는 보다 복잡하며 일반적으로 형성된 다중 안테나 장치(21)가 도시되어 있다. 전환 스위치(8a∼8d)를 사용하여 임피던스(7a∼7d)를 전환시킴으로써, 서로 다를 수 있는 신호 쌍(23a,23b)이 상기 다중 안테나 장치를 사용하여 수신 신호 경로(31,32)에 각각 공급된다.

수신 품질의 실질적인 개선은 안테나 다이버시티 시스템에 의해 달성된다. 이러한 개선은 다이버시티 효율로부터 얻어지며, 이러한 효율도 이러한 안테나 다이버시티 시스템에 의한 주파수 간섭의 감소로부터 확인될 수 있다. 이 경우, 다이버시티 효율(n)은 서로 무관한, 즉 서로 관계없는 동일 개수의 안테나 신호로 정의된다. 각각의 안테나 신호에 생기는 간섭 확률이 P_e로 표시되는 경우, 다이버시티 효율(n)을 갖는 안테나 다이버시티 시스템의 수신기에 생기는 간섭 확률(P_d)은 P_d= P_e ⁿ이다. 이러한 정의에 따라, 서로 다른 시스템을 이들의 성능 효율에 관하여 서로 비교하는 것이 가능하다. 복수개의 안테나 다이버시티 시스템의 다이버시티 효율( n)은, 동일하거나 인접한 채널에서의 빈번히 발생하는 간섭의 경우에 대하여, 도9에서의 drel = 간격/λ에 근거한 상대적인 간격(drel)으로 서로 1개의 선에 위치결정된 최대 4개의 전방향성 안테나의 실시예로 비교되어 있다.

예를들어, 오로지 간섭 검출기(18)가 스위치 오프된 위상 제어로만, 즉 종래 기술에 따른 위상 제어로만 도2에 도시된 시스템이 작동되고, 또한 2개의 수신 신호(23)가, 상대적인 간격(drel)으로 위치결정된 2개의 전방향성 안테나에 의해 고정된 방식으로 스위치 온된 경우, 이들로부터 얻어지는 다이버시티 효율은, 도9에서 곡선(PhaseDiv_2Ant)으로 도시되어 있다. 이에 비하여, 동일한 2개의 안테나를 갖는 순수한 스캔 다이버시티 시스템의 다이버시티 효율은 곡선(ScanDiv_2Ant)으로 도시되어 있다. 도9에 도시된 곡선(ScanDiv_4Ant)은 4개의 안테나로 확충되고 한 라인에 배치된 안테나 그룹의 다이버시티 효율을 나타낸다. 도9의 곡선에서는, 다수의 안테나를 이용가능함으로써 다이버시티 효율은 현저하게 증가하고 , 또한 간격이 충분히 넓은 경우 거의 안테나의 개수에 영향을 받을 수 있다는 것을 알 수 있다.

종래 기술을 능가하는 본 발명에 따라 달성할 수 있는 개선점이, 예를들어 도9에 도시된 안테나 그룹에 대하여 곡선(ScanPhaseDiv_4Ant)으로 표시되어 있다. 안테나 그룹의 개별 방사기들 사이의 간격에 따라, 본 발명의 실시예에서는, 순수한 4-안테나 스캔 동작에서 본 발명을 적용함으로써 다이버시티 효율을 1.5 팩터( factor) 만큼 상승시키는 것이 가능하다. P_d= P_e ⁿ인 지수 법칙에 근거하여, 오차 확률이 P_e= 0.1일때, 본 발명에 의한 안테나 다이버시티 시스템에 대한 오차 확률은 순수한 스캔 동작에 근거하여 볼 때 추가로 P_e ^1.5= 0.03 인 팩터만큼 감소된다. 유사한 개선점은 차량의 윈도우상에 배치된 4개의 콤팩트한 안테나를 지닌 시스템에서도 달성될 수 있으며, 이러한 안테나의 다양한 수신 특성은, 서로에 근접함에도 불구하고 차체와의 다양한 협동에 의해 달성된다. 합산 출력 신호(37)에서 발생하는 간섭의 감소로 인해, 이 합산 출력 신호에서 전환 빈도가 추가로 감소되고, 그 결과로 이하에 개시된 바와 같이 본 발명이 유리하게 실현되는 경우 주관적으로 감지되는 VHF-수신이 보다 안정된다. 더욱이, 위상 모드에서는, 2개의 수신 신호 경로에서의 유용한 신호의 동일 위상 중첩에 의해 바람직한 신호/잡음 비의 개선이 달성된다. 본 발명은 공지의 모든 다이버시티 시스템에도, 즉 최대 비 제어 기능을 수행하거나 또는 극히 일반적으로는 인접하거나 동일한 채널에서의 간섭에 대해서도 합산 출력 신호(37)에서의 최적의 유용한 신호-잡음 비를 고려한 위상 제어 기능을 수행하는 시스템에서도 마찬가지로 적용될 수 있다.

위상 설정 신호(25)의 상한 주파수로서는, 현존하는 실용의 시스템이 VHF 무선 방송 범위의 수신을 위하여 약 50Hz가 극히 적합하다고 증명되었다. 이에 따라 응답 시간(TE)이 약 20ms보다 짧지 않다. 본 발명은 스위치 디바이스를 갖는 안테나 장치(21)에서 2개 이상의 수신 신호가 사용될 수 있다는 점을 이용한다. 품질이 낮은 공급에 의한 수신 지역, 즉 개별적인 안테나 신호에서, 결과적으로는 이들 안테나 신호의 각각 2개의 안테나 신호로부터 형성된 합산 신호에서도 간섭 빈도가 큰 수신 지역에서는, 이러한 신호의 동일 위상 합산으로 실제상 이점이 제공되지 않는 데, 그 이유는 이러한 지역에서 위상 제어기가 연속적인 간섭 표시들 사이에 충분한 응답 시간을 갖지 못하기 때문이다. 이러한 수신 상태에서는, 한 신호 경로의 스위치 오프에 의해 합산 형성이 생략되고, 각각의 간섭이 발생됨에 따라 신속한 표시의 간섭 검출기(18)를 이용하여 나머지 신호 경로(제1 수신 신호 경로(31), 제2 수신 신호 경로(32))에 다른 수신 수신 신호(23)가 공급되는 것이 본질적으로 유리하다. 이에 따라 상기 장치는 순수한 스캔 모드로 작동한다.

안테나 신호의 간섭 빈도가 다양한 지역에서 2개의 신호 경로의 유용한 이용을 보장하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 이하에서 논의되는 전략에 의한 상이한 안테나의 할당에 따른 위상 모드와 순수한 스캔 모드 사이로의 전환이 행해진다. 안테나 장치가 스캔 모드로 시동되는 경우, 즉 도4에서의 제2 신호 경로가 신호 경로 스위치(16)의 개방에 의해 스위치-오프될 때, 저역 특성을 갖는 위상 제어기(34)의 위상 설정 신호(25)가 차단되며, FM-수신기(1)는 합산 회로(35)의 출력에서 수신 신호(23a)만을 수신한다. 합산 출력 신호(37)에 간섭이 발생하는 경우, 논리 회로(14)를 거쳐 어드레스 신호(39)가 발생되며, 이러한 어드레스 신호에 의해 스위치 디바이스(11)를 거쳐 다른 수신 신호(23a)가 전환된다. 간섭 검출 신호(38)에 의해, 신호 평가 프로세서(26)에 있는 시간 함수 회로(27)가 작동되고, 이에 따라, 다음의 간섭 검출 신호(38)가 검출될 때까지의 시간이 확인된다. 본 발명에 의하면, 충분한 회수의 이러한 시퀀스를 거쳐 연속 수신 신호(23a)의 스위치-온 시간(TA)이 위상 제어기의 응답 시간(TE)보다도 현저하게 긴 경우, 스캔 모드로부터 위상 모드로의 전환이 유용하다. 그러므로, 스캔 모드로부터 위상 모드로의 전환을 위한 전환 명령(S-P)을 수행하는 기준으로서, 응답 시간(TE)의 5∼10배로 선택되는 것이 바람직한 소정의 스위치-온 시간(TASP)이 사용된다. 스위치-온 시간(TA)이 기준으로서 선택된 시간(TASP)에 이르게 되면, 제2 수신 신호 경로(32)는 신호 경로 스위치(16)를 폐쇄함으로써 추가되고, 저역 특성을 갖는 위상 제어기 (34)는 위상 설정 신호(25)에 의한 해제에 의해 작동되고, 그럼으로써 상기 위상 제어기가 폐쇄 회로로 된다. 스위치-온 시간(TA)을 사용하여 테스트된 충분히 적은 간섭 빈도에 근거하여, 상기 위상 제어기가 응답할 수 있다. 이러한 응답은 이용가능한 수신 신호(23)로부터의 임의의 바람직한 쌍에 의해 행해질 수 있다. 이용가능한 수신 신호로부터 2개의 수신 신호 경로(31,32)에 공급되는 수신 신호(23)의 최적의 선택에 대하여는 이하에 설명한다.

위상 모드의 모든 수신 신호(23)에 대하여 품질이 낮은 수신 상태로 인해 합산 출력 신호(37)에 수신 간섭이 나타나는 경우, 이러한 간섭은 신속 표시의 간섭 검출기(18)에 의해 검출되며, 시간 함수 회로(27)가 작동되고, 또한 논리 회로(14)와 스위치 디바이스(11)를 통해 먼저 상기 수신 신호(23) 중 적어도 하나의 수신 신호가 연속적으로 교체된다. 동시에, 간섭 검출 신호(38)가 발생할 때마다, 상기 수신 신호(23)의 스위칭-온 쌍에 대한 스위치-온 시간(TA)이 결정된다. 그러므로, 위상 모드로부터 스캔 모드로의 전환을 위한 전환 명령(P-S)을 수행하는 기준으로서, 마찬가지로 응답 시간(TE)의 5∼10배로 선택되는 것이 바람직한 소정의 스위칭 -온 시간(TAPS)이 사용된다. 스위치-온 시간(TA)이 기준으로 선택된 시간(TAPS)에 이르게 되면, 제2 수신 신호 경로(32)는 신호 경로 스위치(16)를 개방시킴으로써 스위치-오프되며, 저역 특성을 갖는 위상 제어기(34)는 위상 설정 신호(25)에 의해 고정 설정되며, 또한 그럼으로써 상기 위상 제어기는 개방 회로로 된다. 따라서, 본 시스템은 다시 스캔 모드로 전환된다. 그럼으로써, 상기 기준(TASP,TAPS)에 의해, 본 시스템이 상기 위상 제어기의 저역 특성을 고려하여 2가지 동작 모드 사이로 전환될 수 있고, 결과적으로는 수신 간섭이 빈번하게 생기는 지역에서 정지하지 않는 위상 제어기의 결함이 본 발명에 의해 회피될 수 있다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에서는, 도5 내지 도8에 도시된 형태의 구성에 의해 스캔 모드로의 전략이 구현되는 데, 이 경우에, 스위치-오프된 제2 수신 신호 경로를 사용하여, 이용가능한 수신 신호(23b)를 교호하는 방식으로 스위치-온시킴으로써 개별 신호의 간섭 빈도가 결정되며, 또한 논리 회로(14)에서 수신 신호(23b)의 간섭 단위에 관한 우선순위 리스트가 작성된다.

따라서, 안테나 다이버시티 시스템이 스캔 모드로 동작하고 있는 동안에 논리 회로(14)에서는 우선순위 리스트가 항상 갱신된 형태로 이용가능하다. 스캔 모드로부터 위상 모드로의 전환을 위한 기준(TASP)이 만족되는 경우, 우선순위 리스트를 선도하는 신호가 본 발명에 따라 스위치 디바이스(11)를 거쳐 제1 수신 신호 경로(31) 및 제2 수신 신호 경로(32)에 할당된다. 따라서, 상기 시스템은 위상 모드에서 2개의 가장 품질이 높은 신호로 응답하는 것이 가능하다. 이에 인해 위상 모드에서 합산 출력 신호(37)에 간섭이 발생할 확률은 최소화되며, 상기 시스템의 최대 가능한 안정도가 보장된다. 위상 모드에서는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 수신 신호(23a,23b)에서의 수신 간섭을 개별적으로 검출하는 것이 가능하며, 또한 합산 출력 신호(37)에 간섭이 발생할 경우, 2개의 수신 신호(23a,23b) 중 보다 품질이 낮은 신호를 다른 이용가능한 수신 신호(23)와 교체하는 것이 가능하다. 대개, 이러한 교체는 어떠한 합산 출력 신호(37)의 간섭 없이 행해진다.

도5에 따른 구성에 있어서, 이러한 방법은 논리 회로(14)에 있는 클럭 발생기(29)에 의해 제어되는 신호 경로 선택기(15)를 사용하여 실현된다. 이 경우, 스캔 모드에서는, 간섭 검출기(18)가 제2 수신 신호 경로의 수신 신호(23) 또는 합산 출력 신호(37)의 수신 신호(23)를 테스트하기 위해 전환 위치(1,S) 사이로 클럭 발생기(29)에 의해 교호하는 방식으로 전환된다. 클럭 발생기(29)는 필요한 테스트 시간에 걸쳐서 간섭 검출기(18)로 상기 신호들 각각을 전환시키고, 그 결과 논리 회로(14)에서는 어드레스 신호(39)가 출력됨으로 인해, 한편으로는 합산 출력 신호 (37)에 간섭이 존재하는 경우에 수신 신호(23a)의 전환이 행해지고, 다른 한편으로는 제2 수신 신호 경로의 수신 신호(23b)를 테스트함으로써 이용가능한 수신 신호( 23)에 관한 우선순위 리스트를 갱신한다. 이와 같이, 신속한 간섭 표시의 간섭 검출기(18a)로 실현되는 신호 경로 선택기(15)를 이용함으로써, 비용이 드는 복수의 간섭 검출기(18)의 사용이 회피된다. TASP 기준이 만족되는 경우, 본 시스템이 위상 모드로 전환되며 또한 상위 또는 최상위 우선순위로 논리 회로(14)의 리스트에서 갱신되어 존재하는 수신 신호(23)가 2개의 수신 신호 경로(31,32)에 공급된다. 위상 모드에서는, 신호 경로 선택기(15)가 각각 간섭 검출기(18)에 의해 소요되는 테스트 시간에 걸쳐서 3개의 전환 위치사이에서 순차적으로 전환되며, 그 결과 이러한 모드에서는, 2개의 수신 신호 경로의 개별 신호 및 합산 출력 신호(37)의 간섭 빈도가 논리 회로(14)에 존재한다. 합산 출력 신호(37)에 간섭이 발생한 경우에, 보다 큰 간섭 빈도를 갖는 신호 경로의 신호가 교체된다. 가청 간섭을 회피하기 위해, 간섭 검출기(18)의 간섭 검출 시간은 50㎲를 실질적으로 초과하지 않아야 한다.

공지된 종래의 신속 간섭 표시의 간섭 검출기(18)는, 예를들어 독일 특허 제P 33 26 062.9호, 제P 33 34 735.2호 및 제P 35 17 247.90호의 명세서에 기재되어 있는 바와 같이, 50㎲ 미만의 소요 시간내에 합산 출력 신호(37)의 수신 간섭을 검출하는 간섭 검출기의 성능을 위해, 간섭량에 대하여 비교적 낮은 분해능을 지니다. 따라서, 우선순위 리스트내의 배열을 위한 간섭량을 정량화하여 결정하기 위해, 예를들어 독일 특허 제P 32 43 146.5-35호의 명세서에 개시되어 있는 바와 같은 높은 분해능을 갖는 간섭 검출기(18b)를 이용하는 것이 바람직하다. 그러므로, 도6에는, 우선순위 리스트를 작성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예로, 높은 분해능을 갖는 간섭 검출기(18b)가 신호 경로 선택기(15)를 통해 연결되며, 이러한 간섭 검출기에 의해 스캔 모드에서 수신 신호(23b)에서의 신호가 테스트된다. 합산 출력 신호(37)의 테스트는 신속한 간섭 표시의 간섭 검출기(18a)를 사용하여 짧은 테스트 소요 시간으로 이행되어야 한다. 본 시스템을 위상 모드로 전환한 후에, 2개의 수신 신호 경로(31,32)의 수신 신호(23)는 신호 경로 선택기(15)를 순차적으로 전환함으로써 테스트된다.

도7에서는, 또 다른 바람직한 시스템으로서, 높은 분해능을 갖는 추가의 간섭 검출기(18c)가 도입되며, 그 결과 신호 경로 선택기(15)는 생략될 수 있다. 그럼으로써, 우선순위 리스트의 품질이 부가적으로 개선된다. 도5 내지 도7에 도시된 시스템의 경우, 소정의 안테나 구성과 관련하여 최대 달성가능한 다이버시티 효율이 최소 간섭의 전환 동작으로 실현되는 것이 가능하다.

최근의 수신 기술에서는, 주파수 변환을 위해 직교 변조기가 종종 이용된다. 도8에서의 수신 디바이스는 I- 주파수 변환기(44a,44b), Q- 주파수 변환기(45a,45) 를 각각 포함하는 데, 이들 변환기는 공통 발진기(6)에 의해 제어되며, 또한 Q- 주파수 변환기의 제어는 90°위상 전이 회로(42)를 통해 행해진다. 중간 주파수 I- 및 Q- 신호는 디지털 방식으로 동작하는 프로세서(41;DSP)에서 최근의 수신기 개념으로 처리된다. 현재 여전히 한정되어 있는 비트 속도 때문에, 이러한 프로세서는 신속한 간섭 표시의 간섭 검출기(18)를 아날로그 동작 요소로 제작하고, 이를 수신기의 아날로그 영역에 배치시킬 필요가 있을 수 있다. 주파수 변조의 완전한 중간 주파수(IF) 신호는 합산 회로(35)를 사용하여 2개의 수신 신호 경로(31,32)에서 얻어지며, 상기 합산 회로(35)의 출력은 신호 경로 선택기(15)의 단자(1,2)에 연결된다. 합산 출력 신호(37)를 형성하기 위해, 부가적인 합산 회로(35)가 존재하는 데, 이러한 합산 회로에서 신호(ΣI,ΣQ)가 합산되어, 상기 신호 경로 선택기(15)의 단자(S)에 공급된다. 제2 수신 신호 경로(32)의 위상은 진폭 평가 회로(46a,46b)에 의해 제어되며, 상기 진폭 평가 회로는 위상 조정을 위한 DSP 프로세서(41)에 의해 제어되는 것이 바람직하다. 상대적으로 느린 제어 프로세스 때문에, 위상 조정은 DSP 프로세서(41)의 데이터 속도가 제한되는 경우에도 행해질 수 있다.

마이크로 전자공학 분야에서의 장래의 발전으로, 디지털 신호 처리 범위내에서의 DSP 프로세서(41)의 신속한 간섭 검출이 수행될 정도의 데이터 속도가 가까운 장래에 예상될 것이라고 기대한다. 그럼으로써, 이용가능한 수신 신호(23)를 평가하기 위한 상기에 언급한 전반적인 전략은 DSP 프로세서(41)에서의 디지털화된 신호 처리를 위해 적절히 제작된 소프트웨어로 행해질 수 있다.도1은 여러 방향의 전파에 의해 간섭되는 파동 영역에서의 수신 상태를 보여준다.도2는 본 발명에 의한 안테나 다이버시티 시스템을 보여주며, 상기 안테나 다이버시티 시스템은 스위치 디바이스(11)를 지니는 안테나 장치(21), 및 제1 수신 신호 경로(31)와 제2 수신 신호 경로(32)를 지니는 수신 디바이스(4)를 포함하며, 이들에 의해, 수신 신호들(23) 모두가 상기 2개의 수신 신호 경로(31,32) 모두에 일제히 이용될 수 있고, 합산 회로(35)에서 동일 위상으로 상기 신호들을 합산시키기 위해 위상 전이 디바이스(33) 및 저역 특성을 갖는 위상 제어기(34)로 구성된 위상 제어 회로가 상기 수신 디바이스(4)에 배치되어 있으며, 합산 출력 신호(37)가, FM 수신기(1)에 공급됨과 아울러, 한편으로는 위상 제어를 위해 저역 특성을 갖는 위상 제어기(34)에 공급되며, 다른 한편으로는 신속한 간섭 식별을 위해 간섭 검출기(18)에 공급됨으로써, 다른 수신 신호(23)가 간섭 검출 신호(38)에 의해 상기 스위치 디바이스(11)를 통해 상기 2개의 수신 신호 경로(31,32) 중 적어도 하나의 수신 신호 경로에 할당되는 것을 보여준다.도3은 도2에 도시된 것과 동일한 배치를 나타내지만 좀 더 복잡한 안테나 장치(21)를 보여주며, 상기 안테나 장치(21)는 스위치(8)에 의해 교호하는 방식으로 전환되며, 예를 들면, 한측이 접지(3)에 연결되어 있는 임피던스(7)에 의해서 추가의 다른 안테나 신호를 발생시키는 스위치 디바이스(11)를 포함한다.도4는 도2에 도시된 것과 동일한 배치를 보여주며, 수신 디바이스(4)의 믹서 (mixer;2)의 하향 스트림으로 중간 주파수 영역에서의 신호 합산의 이행을 보여주며, 상기 믹서는 공통 발진기(6)에 의해 제어되고, 상기 수신 디바이스는 간섭 검출기(18), 발생하는 간섭들 간의 시간 간격을 결정하는 시간 함수 회로(27), 및 스위치 디바이스(11)를 제어하고 또한 위상 모드에서 스캔 모드로 전환하기 위한 논리 회로(14)를 포함하는 신호 평가 프로세서(26)를 포함하며, 상기 전환은, 합산 출력 신호(37)에서의 간섭 주파수가 지나치게 높은 경우, 신호 경로 스위치(16)를 사용하여 2개의 신호 경로 중 하나의 신호 경로를 분리시킴으로써, 그리고 위상 설정 신호(25)를 사용하여 저역 특성을 지니는 위상 제어기(34)를 차단시킴으로써 발생하며, 상기 합산 출력 신호(37)에서의 간섭 주파수가 스캔 모드에서 충분히 낮은 경우 본 시스템이 다시 위상 모드로 전환되는 것을 보여준다.도5는 도4에 도시된 것과 동일한 배치를 보여주지만, 신호 경로 선택기(15)가 합산 회로(35)의 출력상의 합산 출력 신호(37)와 2개의 수신 신호 경로(31,32)의 신호들 모두를 개별적으로 테스트하기 위해 사이클 신호(24)에 의해 순환 동작되는 것을 보여주며, 위상 모드에서, 합산 출력 신호(37)에서 발생한 간섭 주파수가 지나치게 높은 경우, 본 시스템이 논리 회로(14)를 사용하여 스캔 모드로 전환되며, 수신 신호(23a)가 신호 경로(31)로 스위치-온되는 데, 이러한 신호는 우선순위 리스트로부터 상위 우선순위로 선택되고, 이러한 우선순위 리스트는 이용가능한 모든 수신 신호(23b)의 간섭 주파수를 순차적으로 스위치-온시켜 이를 테스트함으로써 제2 수신 신호 경로의 논리 회로(14)에 입력되며, 상기 우선순위 리스트는 연속적으로 갱신되고, 본 시스템이 위상 모드로 전환되는 경우, 이용가능한 모든 수신 신호 중 가장 품질이 높은 2개의 수신 신호(23)가 먼저 상기 우선순위 리스트에 따라 상기 수신 신호 경로(31,32)에 할당되며, 합산 출력 신호(37)에서 간섭이 계속 발생하는 경우, 상기 2개의 수신 신호(23) 중 품질이 낮은 수신 신호가 항상 다른 신호로 교체되는 것을 보여준다.도6은 도5에 도시된 것과 동일한 배치를 보여주지만, 간섭 검출기(18b)가 높은 분해능을 지니며 도표화된 우선순위 리스트에서 수신 신호(23b)를 정밀하게 정렬시키며, 더군다나, 간섭 검출기(18a)가 신속한 간섭 표시를 나타내고, 합산 신호 경로(43)에서의 지나치게 긴 테스트 시간을 회피할 목적으로 그리고 이같이 지나치게 긴 테스트 시간과 관련된 가청 간섭을 회피하기 위하여 제공되는 것을 보여준다.도7은 도6에 도시된 것과 동일한 배치를 보여주지만, 2개의 개별 간섭 검출기(18b,18c)가 높은 분해능을 지니며 스캔 모드에서 우선순위 리스트를 고정적으로 이용가능하게 할 목적으로 그리고 위상 모드에서 보다 품질이 높은 신호의 표시를 향상시키기 위해 제공되는 것을 보여준다.도8은 본 발명에 의한 배치를 보여주며, I- 주파수 변환기(44)와 아울러 Q- 주파수 변환기(45)가 제1 및 제2 수신 신호 경로(31,32) 각각에 제공되며, 합산 회로(35)가 주파수 변조 신호를 재-정형하기 위해 상기 제1 및 제2 수신 신호 경로( 31,32)에 제공되며 유사하게 동작하는 간섭 검출기(18)를 사용하여 간섭을 신속하게 검출할 목적으로 합산 신호 경로(43)에 제공되고, 위상 전이 디바이스(33)에서 중간 주파수 I- 및 Q- 신호를 개별적으로 평가함으로써 위상이 전이되며, DSP 프로세서(41)에서, 신호(ΣQ,ΣI)들이 개별적으로 디지털화되고, 위상 전이 디바이스( 33)가 저역 특성을 갖는 위상 제어기(34)에 의해 디지털 방식으로 바람직하게 제어되는 것을 보여준다.도9는 특히 다음과 같은 경우, 즉,- PhaseDiv_2Ant:2개의 안테나가 위상 모드로 배치됨; ScanDiv_2Ant:2개의 안테나가 순수한 스캔 모드로 배치됨; ScanDiv_ 4Ant:4개의 안테나가 순수한 스캔 모드로 배치됨; ScanPhaseDiv_4Ant:4개의 이용가능한 안테나 신호 각각으로부터 적어도 2개의 간섭 안테나 신호가 본 발명에 따라 위상 모드로 배치됨 - 에 대해 파장에 기초한 요소들 간의 간격의 함수로서 안테나의 선형 그룹에 대한 다이버시티 효율을 보여준다.

본 발명은 간섭 수신 신호의 발생 확률을 상당히 감소시키도록 다수의 안테나 또는 다수의 안테나 신호가 한정된 개수의 위상 제어된 신호 경로로 사용가능하며, 고집적 회로의 결과로서 저렴한 비용으로 사용될 수 있는 전자 전환 장치 및 지능 전자 회로만을 사용하여 필요한 기술적 비용을 극소화시키고, 안테나 신호의 위상 제어 합산 기능을 갖는 안테나 다이버시티 시스템에 의하여 간섭된 수신 신호의 발생 가능성을 회피하며, 저렴한 비용으로 유효한 안테나 신호의 수를 증가시키고, 또한 주파수 변환기 및 위상 제어기를 추가하지 않더라도 상기 다이버시티 시스템의 효율성을 향상시킨다.

Claims

안테나 신호의 위상 제어 합산 형태로 주파수 변조된 무선 신호를 수신하고, 적어도 2개의 안테나 출력 신호를 포함하는 다중 안테나 장치(21)와, 제1 수신 신호 경로(31) 및 제2 수신 신호 경로(32)에 대하여 각각 하나의 입력을 갖는 수신 디바이스(4)를 구비한 차량용의, 안테나 다이버시티 시스템으로서, 상기 수신 디바이스의 2개의 수신 신호 경로 중 제2 수신 신호 경로가 위상 전이 디바이스(33)를 포함하고, 상기 위상 전이 디바이스(33)가 위상 제어기(34)에 의해 제어되어, 상기 제2 수신 신호 경로의 수신 신호가 상기 위상 전이 디바이스의 출력상에서 상기 제1 수신 신호 경로(31)의 수신 신호와 동일한 위상을 지니며, 상기 2개의 수신 신호(23a,23b)가 합산 회로(35)에서 동일 위상으로 합산되어, 합산 신호(37)가 주파수 복조기에 공급되는 안테나 다이버시티 시스템에 있어서,

상기 다중 안테나 장치(21)는 제어가능한 논리 스위치 디바이스(11)를 포함하며, 상기 스위치 디바이스(11)와 협력하여, 다이버시티의 견지에서 상이한 수신 신호(23)가 선택 스위치(5)의 상이한 전환 위치 각각에서 상기 수신 디바이스(4)의 2개의 입력 중 적어도 하나의 입력에 공급되고, 상기 합산 신호(37)가 주파수 간섭의 스윙에 의해 간섭되는 합산 신호(37)를 신속하게 검출하기 위해 간섭 검출기( 18)에 공급되며, 수신 간섭이 존재하는 경우, 상기 합산 신호의 간섭 검출 신호(38 )가 상기 스위치 디바이스(11)에 의하여 다른 전환 위치로 전환되게 하고, 상기 위상 제어기(34)가 위상 제어 속도를 제한하기 위한 저역 특성을 지니는 것을 특징으로 하는 안테나 다이버시티 시스템(도1 및 도2).
제1항에 있어서, 상기 선택 스위치(5) 및/또는 전환 스위치(8)의 전환 위치의 소정의 배열을 갖는 리스트가 상기 제어가능한 논리 스위치 디바이스(11)의 메모리에 저장되어, 상기 합산 신호(37)에서 간섭이 표시된 경우, 다른 수신 신호(23 )가 먼저 최소 전환 시간으로 상기 2개의 수신 신호 경로(31,32) 중 하나의 수신 신호 경로에 공급되며, 그후 계속해서 간섭이 표시되는 경우, 교호하는 방식으로 상기 2개의 수신 신호 경로(31,32) 중 다른 한 수신 신호 경로에 공급되는 것을 특징으로 하는 안테나 다이버시티 시스템.
제1항에 있어서, 신호 평가 프로세서(26)를 지니며，상기 신호 평가 프로세서는 간섭 검출기(18), 연속적인 간섭 표시 간의 시간 간격을 결정하기 위한 시간 함수 회로(27), 및 논리 회로(14)를 포함하고, 상기 시간 간격이 상기 논리 회로(14)에서 상기 위상 제어기(34)의 응답 시간(TE)과 비교되며, 상기 응답 시간이 소정의 응답 시간(TAPS)보다 1배 또는 수배 짧고, 상기 소정의 응답 시간이 상기 응답 시간(TE)보다 짧거나 또는 상기 응답 시간(TE)보다 상당히 길지 않게 선택된 경우에, 위상 모드에서 스캔 모드로 전환하기 위한 전환 명령(P-S)이 발생되는 것을 특징으로 하는 안테나 다이버시티 시스템(도4).
제3항에 있어서, 상기 위상 모드에서 스캔 모드로 전환하기 위한 전환 명령으로, 상기 위상 제어기를 차단시키고 상기 위상 전이 디바이스(33)를 시정수로 고정시키기 위한 위상 설정 신호(25)가 발생되며, 상기 간섭 검출기(18)에 의해 간섭이 표시된 경우에, 상기 논리 회로(14)에 의해 발생되고 상기 논리 스위치 디바이스(11)에 공급되는 어드레스 신호(39)를 통해 상기 2개의 수신 신호 경로(31,32) 중 적어도 하나의 수신 신호 경로에 다른 수신 신호(23)가 할당되고, 상기 시스템이 스캔 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 안테나 다이버시티 시스템(도4).
제4항에 있어서, 스캔 모드로 동작시키기 위해, 동일한 수신 신호(23)가 상기 논리 회로(14)를 거쳐 2개의 수신 신호 경로(31,32)에 공급되며, 상기 2개의 수신 신호 경로(31,32)로부터의 신호의 동일 위상 중첩이 상기 합산 회로(35)에서 발생되도록 상기 위상 전이 디바이스(33)가 고정적으로 조정되는 것을 특징으로 하는 안테나 다이버시티 시스템(도4).
제4항 및 제5항에 있어서, 스캔 모드로 동작시키기 위해 ，상기 논리 회로( 14)에서의 연속적인 간섭 표시 간의 시간 간격이 우선순위 리스트를 연속해서 갱신하는 테이블(table)내에 연속해서 등재되고 상기 스위치 디바이스를 갖는 안테나 장치(21)에서의 전환 위치와 연관되며, 상기 테이블이 시간 간격의 감소에 따라 분류되고, 상기 간섭 검출기(18)에 의해 간섭이 표시되는 경우에, 상기 논리 회로(14 )가 어드레스 신호(39)를 통해 상위 또는 최상위 우선순위를 갖는 다른 수신 신호(23)로 전환되는 것을 특징으로 하는 안테나 다이버시티 시스템.
제6항에 있어서, 신호 경로 선택기(15)를 지니며, 상기 신호 경로 선택기의 입력측상에 상기 제1 수신 신호 경로(31), 제2 수신 신호 경로(32) 및 상기 합산 신호 경로(43)가 연결되고, 상기 신호 경로 선택기의 출력측상에 상기 간섭 검출기 (18)가 연결되며, 상기 논리 회로(14)내에 클럭 발생기(29)를 지니고, 상기 간섭 검출기(18)에서의 간섭을 표시하는 데 소요되는 테스트 시간에 걸친 시간에 상기 신호 경로 중 하나의 신호 경로를 테스트하기 위해 상기 클록 발생기가 상기 신호 경로 선택기(15)를 상기 간섭 검출기(18)로 전환시키는 것을 특징으로 하는 안테나 다이버시티 시스템(도5).
제7항에 있어서, 스캔 모드로 동작시키기 위해，상기 2개의 수신 신호 경로( 31,32) 중 하나의 수신 신호 경로의 단지 하나의 수신 신호(23)만이, 상기 합산 회로(35)의 상향 스트림으로 다른 하나의 수신 신호 경로(32)에 배치된 신호 경로 스위치(16)를 개방시킴으로써, 상기 합산 회로(35)에 공급되고, 연속 사이클 주기에서, 한편으로는, 상이한 수신 신호(23b)의 순차적인 스위치-온과 관련하여 상기 논리 회로(14)에 의해 상기 2개의 수신 신호 경로(31,32) 사이로 상기 신호 경로 선택기(15)를 전환시킴으로써, 수신 신호(23b)의 간섭의 순도에 관한 우선순위 리스트가 항상 갱신된 형태로 이용가능하며, 다른 한편으로는, 상기 신호 경로 선택기( 15)가 합산 신호 경로(43)로 설정되고 상기 경로에 간섭이 있는 경우, 상기 논리 회로(14)를 통해, 상위 또는 최상위 우선순위를 갖고 상기 논리 회로(14)에 존재하는 우선순위 리스트에서 인식된 다른 수신 신호(23a)가 상기 합산 회로(35)에 공급되도록 상기 논리 회로(14)가 상기 클럭 발생기(29)와 결합되는 것을 특징으로 하는 안테나 다이버시티 시스템(도5).
제5항 내지 제8항에 있어서, 소정의 스위치-온(응답) 시간(TASP)이 스캔 모드에서 1배 또는 수배 초과되고, 상기 스위치-온 시간이 적어도 상기 응답 시간(TE ) 만큼 길지만, 바람직하기로는 상기 응답 시간(TE)보다 상당히 길게 선택되는 경우, 스캔 모드에서 위상 모드로 전환하기 위한 전환 명령(S-P)이 발생되는 것을 특징으로 하는 안테나 다이버시티 시스템(도4 내지 도8).
제7항과 관련한 제9항에 있어서, 상기 스캔 모드에서 위상 모드로 전환하기 위한 전환 명령(S-P)이 발생된 경우, 상기 논리 회로(14)에서의 위상 설정 신호(25 )를 통해 상기 위상 제어기가 폐쇄 회로로 되고, 상기 논리 회로(14)의 신호에 의해 상기 신호 경로 스위치(16)가 폐쇄되며, 상위 또는 최상위 우선순위를 갖는 수신 신호가 어드레스 신호(39) 및 이러한 어드레스 신호로부터 생기는 상기 스위치 디바이스(11)의 설정에 의해 관련 신호 경로(32)용으로 선택되는 것을 특징으로 하는 안테나 다이버시티 시스템.
제7항과 관련한 제9항에 있어서, 상기 합계 신호에서의 간섭을 표시하기 위해 신속한 간섭 표시의 간섭 검출기(18a)가 고정적으로 연결되며, 높은 분해능을 갖는 간섭 검출기(18b)를 지니고, 상기 높은 분해능을 갖는 간섭 검출기가 상기 2개의 수신 신호 경로(31,32) 사이로 순환 동작되는 신호 경로 선택기(15)에 접속됨으로써, 높은 분해능으로 간섭 표시 신호(10)가 상기 2개의 수신 신호 경로(31, 32)에 대하여 교호하는 방식으로 상기 신호 경로 선택기의 출력으로부터 상기 논리 회로(14)로 공급되는 것을 특징으로 하는 안테나 다이버시티 시스템(도6).
제11항에 있어서, 상기 간섭 표시 신호의 고정적인 이용가능성을 위해, 상기 2개의 수신 신호 경로(31,32) 각각에 대하여 높은 분해능을 갖는 개별 간섭 검출기 (18b,18c)를 지니는 것을 특징으로 하는 안테나 다이버시티 시스템(도7).
제1항 내지 제12항에 있어서, 상기 수신 장치(4)는 슈퍼헤테로다인 수신기로 형성되며, 상기 위상 전이 디바이스(33), 상기 합산 회로(35) 및 상기 간섭 검출기 (18) 또는 상기 간섭 검출기(18a,18b,18c)가 중간 주파수의 레벨로 인가되는 것을 특징으로 하는 안테나 다이버시티 시스템(도4 내지 도8).
제13항에 있어서, 저역 특성을 갖는 위상 제어기(34)를 사용하여 위상 전이 회로(33)를 통해 위상을 설정하기 위해, I-Q 성분의 개별 가중치로 상기 제1 및 제2 수신 신호 경로(31,32)에서의 중간 주파수 수신 신호의 동상 및 직교 성분을 발생시키도록 I- 및 Q- 주파수 변환기를 각각 포함하는 슈퍼헤테로다인 수신기를 지니며, 아날로그 동작용 간섭 검출기(18)에서의 신속한 간섭 검출용으로 완전한 주파수 변조된 중간 주파수 신호를 발생시키기 위해 상기 I-Q 성분 각각을 결합시키도록 합산 회로(35)를 또 지니는 것을 특징으로 하는 안테나 다이버시티 시스템(도8).
제14항에 있어서, 상기 합산 신호 경로(43)의 출력상에서 상기 I- 및 Q- 성분이 디지털 방식으로 동작하는 신호 처리 프로세서(DSP;41)로 디지털화되어 처리되는 것을 특징으로 하는 안테나 다이버시티 시스템.
제14항에 있어서, I- 및 Q- 주파수 변환기(44a,45a;44b,45b)의 출력상에서 상기 I- 및 Q- 성분이 디지털 방식으로 동작하는 신호 처리 프로세서(DSP;41)로 디지털화되며, 제1항 내지 제13항의 모든 기능이 디지털 신호 처리 방식으로 구현되는 것을 특징으로 하는 안테나 다이버시티 시스템.
제1항 내지 제14항에 있어서, 상기 위상 제어기의 응답 시간이 차량의 고속 주행을 위해 적절히 단축되지만, 가청 간섭 주파수 스윙을 회피하기 위하여 지나치게 단축되지 않으며, 즉, TE = 20㎳∼50㎳ 정도로 선택되며, 스캔 모드로부터 위상 모드로 전환하기 위한 전환 명령(S-P)을 수행하기 위한 기준으로서 스캔 모드에서 사용되는 소정의 스위치-온 시간(TASP)이 응답 시간(TE)의 5∼10배로 되고，위상 모드로부터 스캔 모드로 전환하기 위한 전환 명령(P-S)을 수행하기 위한 기준으로서 위상 모드에서 사용되는 소정의 스위치-온 시간(TAPS)이 또한 상기 TE의 5∼10배로 되는 것을 특징으로 하는 안테나 다이버시티 시스템.
제1항 내지 제14항에 있어서, 필터 통과 시간을 고려하여, 간섭이 50㎲ 이내로 표시되지만, 어떤 경우에는 100㎲ 이내로 표시되도록 신속한 간섭 표시의 간섭 검출기(18a)가 형성되며, 필터 통과 시간을 고려하여, 간섭이 1㎳∼5㎳ 이내로 표시되도록 높은 분해능을 갖는 간섭 검출기(18b,18c)가 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나 다이버시티 시스템.
제7항 및 제18항에 있어서, 상기 테스트 시간이 가능한 한 짧음으로써, 신속한 간섭 표시의 간섭 검출기(18a)에 의해 소요되는 시간의 1배∼2배로 선택되는 것을 특징으로 하는 안테나 다이버시티 시스템.
제1항 내지 제19항에 있어서, 신호대 잡음비가 항상 최대로 되도록 상기 위상 전이 디바이스(33)가 위상 모드에서 설정되는 것을 특징으로 하는 안테나 다이버시티 시스템.