JPH1041868A - 位相合成装置付アンテナ - Google Patents

位相合成装置付アンテナ

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JPH1041868A
JPH1041868A JP8197420A JP19742096A JPH1041868A JP H1041868 A JPH1041868 A JP H1041868A JP 8197420 A JP8197420 A JP 8197420A JP 19742096 A JP19742096 A JP 19742096A JP H1041868 A JPH1041868 A JP H1041868A
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Kazusuke Yanagisawa
和介 柳沢
Shinichi Naito
慎一 内藤
Teruo Amanuma
照男 天沼
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Yokowo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 周波数が比較的低くて、しかも車載用などの
小形化が必要とされる車載用TVアンテナにおいても、
アンテナからの受信信号を最適な状態で連続的に受信す
ることができ、かつ、複数のアンテナからの受信信号を
合成して大きな受信信号とすることができるダイバーシ
ティ型アンテナを提供する。 【解決手段】 複数個のアンテナANT1、ANT2を
具備し、該複数個のアンテナにより受信した信号を合成
し、最適な状態の受信信号を得る位相合成装置付アンテ
ナであって、前記複数個のアンテナにより受信したそれ
ぞれの信号を、位相調整用のそれぞれのローカル信号と
第1の混合器21、22により混合することにより、該
混合した出力のそれぞれの位相を合わせ、該位相が合わ
せられた信号を合成器6により合成する位相合成装置を
具備している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はフェージングの影響
などを避けるため、複数個のアンテナを具備し、最適な
受信状態を得る位相合成装置付アンテナに関する。さら
に詳しくは、車載用などに適した小形化が可能で、か
つ、複数個のアンテナにより受信した信号を合成して感
度の大きい最適な受信状態を得ることができる位相合成
装置付アンテナに関する。
【0002】
【従来の技術】長距離の無線伝送路では、一般にフェー
ジングの発生に伴い受信レベルの大幅な変動が生じる。
とくに、車載用アンテナでは車の位置などにより電波の
反射が異なり、その影響が大きい。このため、ダイバー
シティ技術を用いて受信レベルの変動の防止が図られて
いる。
【0003】従来の車載用TVアンテナにおいては、図
5に示されるように、数本のアンテナを接続し、最適な
受信状態のアンテナに切り替える構成になっている。図
5において、ANT1〜4は、それぞれ別々のアンテナ
で、101はアンテナ切替部で、アンテナ切替信号10
2により最適なアンテナに切り替えられる。103はR
F信号増幅器で受信したRF信号を増幅し、アンテナ出
力端子104より出力される。アンテナ切替信号102
はビデオ信号回路のノイズ検出などにより生成され、実
際に受信した信号のノイズにより最適なアンテナへの切
替信号が出される。
【0004】一方、2つのアンテナからの受信信号を合
成してノイズが小さくなるように、両者間の位相を調整
するダイバーシティの方法も知られている。しかし、従
来の2つのアンテナの受信信号を合成するダイバーシテ
ィの方法は、アンテナにより受信した信号を直接位相変
調などの信号処理をして合成するもので、信号処理のた
めの装置が大掛かりなものとなる。そのため、マイクロ
波などの周波数が高いものや地上で固定した装置に用い
る場合は良いが、車載用TVアンテナなどのように、周
波数が90〜770MHz程度と低く、小型で安価が要
求されるアンテナには実用的ではない。すなわち、周波
数が低くなると波長が長くなり、通常位相調整に用いら
れる1/4波長線路も大きくなる。そのため、車載用な
どに積載するには不適となる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、車載用
のアンテナでは、走行場所により電波の反射状況が大幅
に変化し、フェージングの影響をとくに受けやすいが、
車載用として要求される小形化のためには、前述のよう
に、複数のアンテナを1/4波長〜1/2波長程度の間
隔で設けておいて、最適な受信状態のアンテナにデジタ
ル的に切り替える方法しか採用できない。しかし、この
ような個々のアンテナをデジタル的に切り替えて使用す
る方法では、切替時の不連続により最適な受信状態を連
続的に得ることができない。さらに、切替により常に1
本のアンテナの信号しか受信することができないため、
受信信号を大きくすることができないという問題があ
る。
【0006】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たもので、周波数が比較的低くて、しかも車載用などの
小形化が必要とされる車載用TVアンテナにおいても、
アンテナからの受信信号を最適な状態で連続的に受信す
ることができ、かつ、複数のアンテナからの受信信号を
合成して大きな受信信号とすることができる位相合成装
置付アンテナを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明による位相合成装
置付アンテナは、複数個のアンテナを具備し、該複数個
のアンテナにより受信した信号を合成し、最適な状態の
受信信号を得る位相合成装置付アンテナであって、前記
複数個のアンテナにより受信したそれぞれの信号を位相
調整用のそれぞれのローカル信号と混合することによ
り、該混合した出力のそれぞれの位相を合わせ、該位相
が合わせられた信号を合成する位相合成装置を具備して
いる。
【0008】前記位相合成装置が、ローカルオシレータ
と、該ローカルオシレータの出力を前記複数個のアンテ
ナにより受信した信号の位相の差をなくするための位相
差を有する複数個のローカル信号とする移相器と、該移
相器により位相を調整されたそれぞれのローカル信号お
よび前記アンテナのそれぞれにより受信した信号をそれ
ぞれミキシングする混合器と、該混合器によりミキシン
グされ相互に同位相となったそれぞれの出力を合成する
合成器とからなっている。
【0009】前記ローカル信号が前記アンテナにより受
信する信号の周波数より高い周波数で、前記受信した信
号とローカル信号との混合出力の周波数がアップコンバ
ートであることが、位相を調整する1/4波長線路など
が短くなり、移相器などを小形化することができて好ま
しい。
【0010】前記アンテナが車載用TVアンテナである
場合に、前記位相器はチューナ部のビデオ信号から検出
したノイズに基づき生成される位相差コントロール信号
により前記ローカルオシレータの位相を調整する構成と
することにより、簡単に位相調整をすることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】つぎに、図面を参照しながら本発
明の位相合成装置付アンテナについて説明をする。
【0012】図1は本発明の位相合成装置付アンテナの
一実施形態の主要部を示すブロック説明図、図2は図1
の各々のポイントにおける受信信号の波形の変化を示す
図、図3は図1のチューナ部のブロック説明図である。
【0013】図1に示される例はアンテナがANT1お
よびANT2の2個の例を示し、その間隔は1/4波長
〜1/2波長程度、すなわち50〜200cm程度であ
る。各々のアンテナANT1、ANT2により受信する
信号は、たとえばVHF帯またはUHF帯の90〜77
0MHzの範囲のテレビのチャネル信号で、図2のA
1、A2に示されるように、電波の伝搬途中の反射状況
の違いなどからその位相や振幅がずれた波形になる(図
2では振幅は同じに書かれている)。アンテナANT
1、ANT2でそれぞれ受信された信号は、ローノイズ
アンプやフィルターなどからなる第1の増幅部11、1
2を経て第1の混合器21、22にそれぞれ入力され
る。第1の増幅部11、12はそれぞれ簡略化して図示
されているが、図示しない制御部からのオートゲインコ
ントロール(AGC)により適当な振幅にローノイズア
ンプで増幅した後に、図示しない制御部からの信号によ
り受信するチャネルに合わせたチャネルフィルターによ
りノイズを除去し、さらに同様に制御部により制御され
たアンプおよびフィルターを通して増幅する数段の増幅
部で構成されており、必要な受信信号のみが増幅される
ようになっている。この増幅された状態の受信信号の波
形は、図2のB1、B2に示されるように、それぞれ振
幅が増大して両者の間の位相差はそのまま残っている。
【0014】第1の混合器21、22では、アンテナA
NT1、ANT2により受信した信号の他に、たとえば
2GHzのローカル信号を入力して混合することによ
り、受信した信号を、ローカル信号との差信号である
1.23〜1.91GHzにアップコンバートする。ロー
カル信号は、たとえば2GHz程度の周波数で発振した
第1のローカルオシレータ5の出力を移相器4によりそ
れぞれのアンテナANT1およびANT2により受信し
た信号の位相差を相殺するような位相Φ1、Φ2とする
ことにより生成され、図2のC1、C2に示されるよう
に、受信信号より高い周波数で位相が受信信号と逆側に
ずれたローカル信号が得られる(図2に示される例で
は、C1の位相はB1の位相と同じにし、C2の位相を
B2と逆側にずらせてB1の位相と合うようにしてい
る)。第1のオシレータ5は図示しない制御部からの指
令で、図示しない第1のPLLにより周波数がロックさ
れる。第1の混合器21、22のそれぞれで、各アンテ
ナANT1、ANT2で受信して増幅された信号と位相
調整されたローカル信号とがそれぞれミキシングされる
ことにより、図2のD1、D2に示されるように、ロー
カルオシレータ5の周波数よりは低くなるが、受信した
信号より高い周波数にアップコンバートされ、それぞれ
の信号は同位相となる。
【0015】この例では、位相調整されたローカル信号
の一方の位相をアンテナにより受信した信号の一方の位
相と一致させ、他方のローカル信号の位相を受信信号の
位相差分ずらせることにより、両者の位相を合致させる
ようにしたが、たとえば位相差の半分づつを両方のロー
カルオシレータでずらせるなど、それぞれのアンテナに
より受信した信号の位相差の中間部の位相にミキシング
後のそれぞれの位相が一致するようにローカルオシレー
タの位相を調整してもよく、実際にはビデオ信号のノイ
ズが小さくなるように移相器4により両方のローカル信
号の位相が調整される。
【0016】本発明ではこのようにローカル信号の位相
を変えて混合することにより2つのアンテナにより受信
した信号の位相を合わせているため、位相調整をするの
にローカル信号の位相を調整すれば良い。この位相調整
は、たとえばプリント基板に形成された1/4波長のパ
ターンで形成されたハイブリッドリングのたとえば容量
を可変することにより行われる。したがって、ローカル
信号の周波数を高くすることにより、位相調整用の1/
4波長線路を小さくすることができ、移相器4を大幅に
小形化することができる。さらに、このように受信信号
をアップコンバートすることにより、比帯域(信号の周
波数帯域/信号の周波数)は小さくなり、ノイズが小さ
くなる。この周波数を高くする範囲は、1〜2GHz程
度の範囲が好ましい。
【0017】ローカル信号と混合することにより位相調
整されると共に、周波数変換をされた受信信号は、第2
の増幅部31、32によりそれぞれ増幅およびフィルタ
ーされて1.23〜1.91GHzの変換された周波数の
みの信号となる。この第2の増幅部31、32も前述の
第1の増幅部11、12と同様に数段のアンプの組み合
わせで構成されている。この増幅されたそれぞれの信号
は合成器6で合成される。この際、両者の信号の位相は
合っているため、そのまま振幅が増大して合成され、図
2のEで示されるような波形となる。
【0018】その後、第2の混合器7により再度ローカ
ルオシレータ5の信号と混合され、元の受信した状態の
周波数に戻す。そのときの波形は図2のFで示されるよ
うに、周波数がアップコンバートされた周波数から元の
周波数に戻る。すなわち、2個のアンテナで受信した信
号の合成波がそのままの周波数の信号として出力され、
TVチューナ部8に送られる。図1に示される構成で、
第1の増幅部11、12から第2の混合器7までが位相
合成装置1になり、位相合成装置1における前述の図2
に示される波形が得られる部分に同じA1、A2などの
符号を付してある。
【0019】TVチューナ部8は、たとえば図3に示さ
れるような構成になっている。すなわち、チューナ81
で前述の合成された信号と第2のローカルオシレータ8
2の第2のローカル信号とミキシングされて中間周波の
信号が作成され、58MHz程度の中間周波信号とさ
れ、映像・音声の分離回路83に入力されて信号処理さ
れ、AGC信号を出力すると共に、ビデオ(映像)およ
びオーディオ(音声)の信号が出力される。第2のロー
カルオシレータ82は選択されるチャネルの周波数に応
じて、図示しない制御部からの指令で第2のPLLによ
り周波数がロックされる。なお、図3においてスーパイ
ンポーザ84はテレビにチャネルやボリュウムのレベル
を表示するためのものである。
【0020】また、映像・音声の分離回路83のビデオ
信号により、それぞれの受信信号の位相のずれに伴う合
成波のノイズを検出し、その検出したノイズに基づき図
示しない制御部を経て移相器4に位相差コントロール信
号を送り、ノイズがなくなるように前述の移相器4での
位相調整が行われる。すなわち、図4に合成によるノイ
ズを検出する回路例が示されるように、ビデオ信号をビ
デオバッファ91およびビデオアンプ92を経てノイズ
検出器93に入力し、ノイズレベルの検波信号の振幅レ
ベルにより検出したノイズをスイッチ94により切り替
えてホールドし、ピークホールド95、バッファ96を
経てマイクロプロセッサ97で、ビデオバッファ90お
よび同期分離する同期分離器99を介したビデオ信号と
共に位相差コントロール信号を生成する。なお、ビデオ
信号はビデオバッファ98を介してビデオ出力として利
用される。
【0021】前述の例では、アンテナの数が2個の場合
であったが、3個以上でも良く、その場合、移相器4を
アンテナの数に合わせて位相を調整できる構成とし、そ
れぞれのアンテナにより受信した信号をローカル信号と
ミキシングして周波数変換をし、その後合成することに
より、一層信頼性の高い受信信号が得られる。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、位相合成装置におい
て、ローカル信号とのミキシングにより位相調整をする
と共に、周波数変換をしてから合成をしているため、合
成するそれぞれの受信信号の位相調整をローカル信号で
行えば良く、簡単に位相を合致させて合成することがで
きる。
【0023】さらに、ローカル信号を受信する信号より
高い周波数とすることにより、位相調整が高い周波数に
より行えるため、一層小形の移相器とすることができ、
車載用などの小形化が必要とされる場合でも複数のアン
テナにより受信した信号を合成することができる。さら
に、比帯域が小さくなり、ノイズを小さくすることがで
きる。その結果、車載用の位相合成装置付アンテナで、
各アンテナの受信信号を合成して受信することができ、
切替による不連続が生じたり、感度のバラツキが大きく
出ることがなく、高感度でローノイズの安定した受信を
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の位相合成装置付アンテナの一実施形態
のブロック図である。
【図2】図1の各部における受信信号の波形を示す図で
ある。
【図3】図1のチューナ部の構成例を示す図である。
【図4】合成によるノイズを検出する回路例を示す図で
ある。
【図5】従来の車載用位相合成装置付アンテナの構成例
を示す図である。
【符号の説明】
1 位相合成装置 4 移相器 5 ローカルオシレータ 6 合成器 8 チューナ部 11、12 第1の増幅部 21、22 第1の混合器

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数個のアンテナを具備し、該複数個の
    アンテナにより受信した信号を合成し、最適な状態の受
    信信号を得る位相合成装置付アンテナであって、前記複
    数個のアンテナにより受信したそれぞれの信号を位相調
    整用のそれぞれのローカル信号と混合することにより、
    該混合した出力のそれぞれの位相を合わせ、該位相が合
    わせられた信号を合成する位相合成装置を具備してなる
    位相合成装置付アンテナ。
  2. 【請求項2】 前記位相合成装置が、ローカルオシレー
    タと、該ローカルオシレータの出力を前記複数個のアン
    テナにより受信した信号の位相の差をなくするための位
    相差を有する複数個のローカル信号とする移相器と、該
    移相器により位相を調整されたそれぞれのローカル信号
    および前記アンテナのそれぞれにより受信した信号をそ
    れぞれミキシングする混合器と、該混合器によりミキシ
    ングされ相互に同位相となったそれぞれの出力を合成す
    る合成器とからなる請求項1記載の位相合成装置付アン
    テナ。
  3. 【請求項3】 前記ローカル信号が前記アンテナにより
    受信する信号の周波数より高い周波数で、前記受信した
    信号とローカル信号との混合出力の周波数がアップコン
    バートである請求項1または2記載の位相合成装置付ア
    ンテナ。
  4. 【請求項4】 前記アンテナが車載用TVアンテナで、
    前記位相器がチューナ部のビデオ信号から検出したノイ
    ズに基づき生成される位相差コントロール信号により前
    記ローカルオシレータの位相を調整する請求項2または
    3記載の位相合成装置付アンテナ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100418284B1 (ko) * 2000-02-17 2004-02-11 푸바 오토모티브 게엠베하 운트 코. 카게 안테나 신호의 위상 제어 합산 기능을 갖는 안테나다이버시티 시스템

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100418284B1 (ko) * 2000-02-17 2004-02-11 푸바 오토모티브 게엠베하 운트 코. 카게 안테나 신호의 위상 제어 합산 기능을 갖는 안테나다이버시티 시스템

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