CN1531221A - 天线装置和具有天线装置的电子设备 - Google Patents

Abstract

一种能够被安装在移动物体中的天线装置，该天线装置包括：多个接收天线；天线开关装置，分别在连接状态和断开状态之间转换多个接收天线中的每一个；和控制装置，基于移动物体相对于至少一个接收信号的至少一个传播波的传播方向移动的方向和速度，来控制天线开关装置所进行的转换。

Description

天线装置和具有天线 装置的电子设备

本申请要求于2003年3月17日在日本提交的专利申请No.2003-072029的优先权，其全部内容以引用方式包含在本文的内容中。

                           技术领域

本发明涉及天线装置和装备天线装置的电子设备；特别地，本发明涉及用于便携式DVD设备、汽车导航设备以及例如可能被装备预定用于汽车或其他这种移动物体的视频播放设备和陆地数字广播接收机(调谐器)的其他设备中的天线装置，并且涉及装备天线装置的电子设备。

                           背景技术

今年来，对于那种允许在休闲型汽车车辆移动的同时在这种汽车内观看地面电视广播的车内电视接收机和电视接收天线的需求在日益增长。

因为移动中的汽车移动的方向随汽车沿道路行进而改变，在大多数情况下，通常采用分集天线作为当前使用的模拟广播的电视接收天线。它们被装备多个接收天线，其中具有最高信号强度的接收天线被选择并且用于接收电视广播。

而且，作为一种与汽车或其他这种移动物体的移动方向无关的接收信号的传统技术，已经提出了一种全方向的“组合U/V TV接收天线”(combined U/V TV receiving antenna)(参见日本专利申请公开号No.2000-232316)。

这种“组合U/V TV接收天线”包括：第一天线区和第二天线区—它们具有相同的结构，并且被以垂直方式排列以便共享公共中心—和电路区，以90°的相差给第一天线区和第二天线区提供电源；第一天线区和第二天线区每个包括UHF频带元件区和安装在UHF频带元件区轴向任一末端的一对VHF频带元件区；VHF频带元件区包含在UHF频带工作的一个或多个波导元件；以及UHF频带元件区轴向的尖端与VHF频带元件区轴向的内端被通过负载线圈连接。

而且，在不久的将来，用于陆地电视广播的模拟广播将被数字广播代替；并且正交频分复用(OFDM)将被引入到陆地数字广播中。根据这种OFDM，通过利用相互正交的载波进行频率调制，可以并行发送多个窄带调制信号，其全体被作为宽带数字信号发送。

现在，为了适应这种OFDM，已经提出了一种用于移动物体的“接收机和接收方法”，它使用多个天线进行接收(参见例如日本专利申请公开号No.2000-183844)。

在正交频分复用型接收机接收并解调利用正交频分复用所复用的发送信号的上下文中，这种“接收机和接收方法”的特征在于它具有：接收装置，通过使用多个接收天线来接收所发送的数据；加权因子计算装置，根据由接收装置接收到的多个接收信号来计算加权因子；乘法装置，将由接收装置接收到的多个接收信号与加权因子相乘；第一加法装置，确定由乘法装置所确定的积的和；和解调装置，对包含由第一加法装置所确定的和的信号执行正交频分复用解调。

据说将OFDM技术引入到陆地数字广播的一个优点是其相对多径衰落的稳定性使其非常适用于移动物体接收。另一方面，已经提到其较差的相对相位噪声的回弹力为缺点。

当接收天线与波从广播塔传播的方向垂直时，这种相位噪声伴随移动物体的移动而产生。这是由于多普勒频移效应引起的，在多普勒频移效应中，正在传播的波的频率依赖于移动物体的速度而波动。

图6是波自广播塔11传播的方向与移动物体10的移动方向之间的关系的示意图，如位于移动物体10的旁边的观察者所见，此时波的传播方向与移动物体移动的方向相同。

如图6所示，假设从广播塔11发送的广播传播波的方向与移动物体10的移动方向相同，并且移动物体10正在使其距离广播塔11后退的方向上移动。是否发生多普勒效应不依赖于传播波的方向与移动物体的移动方向之间的关系，而依赖于传播波的方向与接收天线的方位之间的关系。

图7A和7B是波自广播塔11传播的方向与移动物体10的移动方向之间的关系以及接收天线12的安装方向的示意图，如从上述移动物体10所见，此时传播波的方向与移动物体10的移动方向相同；图7A示出当接收天线12的安装方位平行于移动物体10的移动方向时的情形；而图7B示出当接收天线12的安装方位垂直于移动物体10的移动方向时的情形。

如图7A所示，当接收天线12的安装方位平行于移动物体10的移动方向时，因为接收天线12的安装方位也平行于传播波的方向，所以不会发生传播波的多普勒效应。

但是如图7B所示，当接收天线12的安装方位垂直于移动物体10的移动方向时，接收天线12的安装方位也垂直于传播波的方向。这就是将引起传播波的频率改变并且产生相位噪声的情形，传播波的多普勒频移将依赖于移动物体10移动的速度而发生。

图8A到8C是说明多普勒频移效应的示意图，由于其可能影响传统广播的传播波；图8A仅示出了基本的传播波20；图8B仅示出了经过多普勒频移的传播波21；以及图8C示出了两个传播波的组合，事实上这就是实际接收到的传播波。

如图8A所示，以垂直轴为频率，以水平轴为时间，可以用垂直长的矩形区表示传统广播的基本传播波20。矩形区的垂直方向上的高度表示由此占用的频带，而矩形区的水平方向上的宽度表示一个码元周期。而且，注意在图8A中，所示出的是以时间系列方式表示的4个码元周期的传播波，四个矩形区彼此相邻地位于水平(时间)轴的方向上。

因为在传播波21经过多普勒频移的情况下，传播波的频率发生了改变，与该传播波相对应的矩形区，如图8B所示，相对于图8A所示的基本传播波20，仅在垂直(频率)轴的方向上被轻微偏移。

接收天线实际接收到的传播波是基本传播波20与经过多普勒频移的传播波21的组合；并且如图8C所示，与基本传播波20和经过多普勒频移的传播波21相对应的各矩形区重叠，以便仅在垂直(频率)轴的方向上被轻微偏移。因为在水平(时间)轴的方向上没有偏移，相邻码元周期的矩形区之间没有重叠。

由于传统广播是单载波传输类型，在传播波的单信道中存在宽频带的事实意味着，即使在由于多普勒频移而存在一些频率偏移的情况下，与相同码元相对应的传播波区将是大部分重叠区。而且，如果干扰不发生，就不存在与不同码元相对应的传播波区的重叠。

这就是为什么普遍采用的接收技术是分集技术的原因，在分集技术中选择两个天线中具有较高信号强度的天线。

但是，如上所述，关于单信道的传输，如此进行OFDM，以便通过使用相互正交的载波的频率复用来并行地发送多个窄带调制的信号，从而在总体上执行宽带数字传输。其特征是如下事实：频率域中相邻子信道之间的频率间隔较窄。

图9A到图9C是说明多普勒偏移效应的示意图，由于其可能影响OFDM广播的传播波；图9A仅示出了基本的传播波30；图9B仅示出了经过多普勒频移的传播波31；以及图9C示出了两个传播波的组合，事实上这就是实际接收到的传播波。

如图9A所示，以垂直轴为频率，以水平轴为时间，可以用多个水平长的矩形区表示OFDM广播的基本传播波30，这些矩形区彼此相邻地位于垂直轴的方向上。其中一个矩形区的垂直方向上的高度表示由子信道之一占用的频带，传输是利用这些子信道来并行执行的，而矩形区的水平方向上的宽度表示一个码元周期。而且，采用OFDM，因为单个码元周期的长度大于根据传统单信道传输的情况，图9A所示出的仅仅是单个码元周期中的传播波。

因为在传播波31经过多普勒频移的情况下，传播波的频率发生了改变，与该传播波相对应的矩形区，如图9B所示，相对于图9A所示的基本传播波30，仅在垂直(频率)轴的方向上被轻微偏移。这里，这种偏移量等于影响图8B所示的经过多普勒频移的传统广播的传播波21的偏移量。

接收天线实际接收到的传播波是基本传播波30与经过多普勒频移的传播波31的组合；并且如图9C所示，与基本传播波30和经过多普勒频移的传播波31相对应的各矩形区重叠，以便仅在垂直(频率)轴的方向上被轻微偏移。

与图8C所示的传统广播的传播波不同，采用OFDM，频率域中相邻子信道之间的频率间隔较窄，传输是利用该子信道来并行执行的。这就是图9C所示的情况，执行并行传输的各子信道上的传播波的多普勒频移，使在垂直(频率)轴的方向上相邻的矩形区相互重叠，如阴影区32所示。也就是说，传播波的多普勒频移引起频率域中相邻的子信道之间发生干扰。结果，这会扰乱载波间的正交性，导致传输特性的恶化；并且在这些发展到显著程度的情况下，接收可能会很困难。

由于这个问题不在于接收信号的强度，因此不可能通过使用分集技术来避免多普勒频移导致的干扰的影响，在分集技术中基于接收信号的相对强度来选择天线。

                          发明内容

本发明的目的是提供一种天线装置，该天线装置能够在移动物体接收OFDM广播时禁止多普勒频移效应的发生。

根据本发明的一个或多个实施例的天线装置能够被安装在移动物体中，该天线装置包括：多个接收天线；天线开关装置，分别在连接状态和断开状态之间转换多个接收天线中的每一个；和控制装置，基于移动物体相对于至少一个接收信号的至少一个传播波的传播方向移动的方向和速度，来控制天线开关装置所进行的转换。

根据本发明这些实施例的天线装置可以如此，以便基于移动物体相对于接收信号的传播波的传播方向移动的方向和速度来确定是否发生多普勒频移。也就是说，当安装在移动物体上的接收天线的方位与接收信号的传播方向垂直时，可以确定当移动物体移动时，多普勒频移将发生。相反地，如果安装在移动物体上的接收天线的方位与接收信号的传播方向平行，可以确定不管移动物体如何移动，多普勒频移都不会发生。而且，当确定多普勒频移正在发生时，控制多个接收天线不时的转换可能保持这样的状态：其中实际用于接收信号的接收天线，相对于接收信号的传输源几乎是静止的。

这就使禁止多普勒频移的发生成为可能，从而允许执行优质接收，即使移动物体正在移动时也如此。

而且，在根据本发明的一个或多个实施例的天线装置中，多个接收天线可以如此，以便接收天线被排列以分别平行或者被多或少地平均分隔开。

根据本发明这些实施例的天线装置可以便利多个接收天线的排列。

而且，根据本发明的一个或多个实施例的天线装置可以如此，以便天线开关装置给接收天线或多个接收天线提供电能，其中由控制装置将多个接收天线中的每一个转换到连接状态。

根据本发明这些实施例的天线装置可以只给实际需要的接收天线提供电能。这就有可能减少电能消耗。

而且，根据本发明的一个或多个实施例的天线装置可以如此，以便天线开关装置分别根据控制装置的控制，将一个或多个接收天线同时转换到连接状态。

根据本发明这些实施例的天线装置，通过使用多个接收天线中的任何一个，并且/或者通过按照所需使用其任何两个或多个，可以灵活选择多个接收天线将被使用的方式。这就有可能实现与环境一致的优质接收。

而且，根据本发明的一个或多个实施例的天线装置可以如此，以便基于传播波或多个传播波中的至少一个的发射机位置信息或移动物体的当前位置信息，检测移动物体移动的方向与传播波或多个传播波中的至少一个的传播方向之间的差。

这里，关于当前位置信息，如果天线装置外部的设备具有位置信息检测系统(例如全球定位系统)，可以从这种设备获得当前位置信息；或者可以将位置信息检测系统安装在天线装置的内部。而且，移动物体移动的方向与传播波或多个传播波中的至少一个的传播方向之间的差，指相对于传播波或多个传播波中的至少一个的传播方向的矢量差；例如这些方向是否是相互垂直的，或者这些方向是否是相互平行的。

根据本发明这些实施例的天线装置，利用传播波的发射机位置信息或移动物体的当前位置信息，能够不断地且精确地检测移动物体移动的方向与传播波或多个传播波中的至少一个的传播方向之间的差。这就有可能执行对接收天线转换的适当控制，从而允许执行优质的接收。

而且，根据本发明的一个或多个实施例的天线装置可以如此，以便根据移动物体移动的方向与传播波或多个传播波中的至少一个的传播方向之间的差是否在至少一个规定范围内，来改变由控制装置所采用的至少一种天线转换方法。

这里，正如已经提到的，移动物体移动的方向与传播波或多个传播波中的至少一个的传播方向之间的差，指相对于传播波或多个传播波中的至少一个的传播方向的矢量差。实际上，矢量差不限于平行或垂直的情况，存在关于这两种情况的中间状态。因此，建立参考值，以便在该差在相对于垂直状态的规定角度内的情况下，即使不是精确的垂直，也将其视为垂直。而且，基于所获得的矢量差是否在参考值的范围内，来确定是否将其视为垂直或平行。而且，在考虑多种方法用于天线开关时，所引用的一个示例是一种与传统技术的分集技术类似的技术，其中多个接收天线被分别转换到连接状态并且给那些接收天线提供电能，并且通过选择具有最高信号强度的接收天线来执行接收。可以引用的另一种技术是只从多个接收天线中选择一个以被转换到连接状态并且被通过电能，并且必要时可以继续转换到不同的接收天线；但是本发明不限于这些技术。

据本发明这些实施例的天线装置，可以通过根据移动物体相对于传播波的传播方向移动的方向来选择适当的天线接收技术，从而来执行接收。这就有可能总是能够与移动物体移动的方向无关地执行满意的接收。

而且，根据本发明的一个或多个实施例的天线装置可以如此，以便根据移动物体相对于传播波或多个传播波中的至少一个的传播方向上的方向，来控制控制装置中的至少一个天线开关率(antenna switching rate)。而且，可以控制控制装置中的至少一个天线开关率，以便成为这样的至少一个天线开关率：它将引起所连接的接收天线或多个接收天线相对于传播波或多个传播波中的至少一个的至少一个传输源几乎静止。

根据本发明这些实施例的天线装置，可以使实际用于接收的接收天线几乎静止，相对地说，相对于接收信号的传输源，而不管移动物体自身正在移动的事实。这就有可能禁止多普勒频移的发生，从而允许执行优质的接收。

而且，根据本发明的一个或多个实施例的天线装置可以如此，以便用集成电路方式形成多个接收天线和天线开关装置。可替换地，可以用集成电路方式形成多个接收天线和控制装置。可替换地，可以用集成电路方式形成天线开关装置和控制装置。可替换地，可以用集成电路方式形成多个接收天线、天线开关装置和控制装置。

而且，根据本发明的一个或多个实施例的天线装置可以如此，以便天线装置能够被用于接收使用正交频分复用的一个或多个信号。

根据本发明这些实施例的天线装置，即使在移动时，也可以执行正交频分复用信号的优质接收。

可替换地或者附加地，根据本发明的一个或多个实施例的电子设备可以是装有一个或多个上述天线装置的电子设备。注意本发明不限于只在这种电子设备中提供一个天线的实施例；也可能在其中提供多个天线。

这里，关于电子设备，在引用便携式DVD设备、汽车导航设备以及可能装备用于移动物体的视频播放设备和陆地数字广播接收机(调谐器)的其他设备作为示例的同时，本发明不限于此。

根据本发明这些实施例的具有天线装置的电子设备，即使在移动时，也可以执行优质的接收，从而增加了这种电子设备的实用性。

                          附图说明

图1是示出根据本发明的天线装置实施例的简要结构的方框图。

图2是示出天线装置的接收天线阵列中的构造和位置关系的示意图。

图3A是移动物体的移动方向与接收天线阵列的安装方位之间关系的示意图，从移动物体的上方所观察；所示情形是当接收天线阵列的安装方位与移动物体的移动方向平行时可能存在的情形。

图3B是移动物体的移动方向与接收天线阵列的安装方位之间关系的示意图，从移动物体的上方所观察；所示情形是当接收天线阵列的安装方位与移动物体的移动方向垂直时可能存在的情形。

图4A是移动物体的移动方向与从广播塔传播的波的方向之间关系的示意图，从移动物体的上方所观察；所示情形是当移动物体的移动方向与传播波的方向垂直时可能存在的情形。

图4B是移动物体的移动方向与从广播塔传播的波的方向之间关系的示意图，从移动物体的上方所观察；所示情形是当移动物体的移动方向与传播波的方向平行时可能存在的情形。

图5A是示出本发明的另一个实施例的简要结构的方框图，示出了两个天线装置被连接到外部设备的情形。

图5B是示出本发明的另一个实施例的简要结构的方框图，示出了多个天线装置被连接到外部设备的情形。

图6是从广播塔传播的波的方向与移动物体的移动方向之间的关系的示意图，此时波传播的方向与移动物体移动的方向相同，从位于移动物体旁边的观察者的角度所见。

图7A是从广播塔传播的波的方向、移动物体的移动方向与接收天线的安装方位之间的关系的示意图，从移动物体的上方所观察；所示情形是当传播波的方向与移动物体的移动方向相同并且接收天线的安装方位与移动物体的移动方向平行时可能存在的情形。

图7B是从广播塔传播的波的方向、移动物体的移动方向与接收天线的安装方位之间的关系的示意图，从移动物体的上方所观察；所示情形是当传播波的方向与移动物体的移动方向相同并且接收天线的安装方位与移动物体的移动方向垂直时可能存在的情形。

图8A是说明多普勒频移效应的示意图，由于它可能影响传统广播的传播波，只示出了基本的传播波。

图8B是说明多普勒频移效应的示意图，由于它可能影响传统广播的传播波，只示出了经过多普勒频移的传播波。

图8C是图8A和图8B中的传播波的组合，事实上这就是实际接收到的传播波。

图9A是说明多普勒频移效应的示意图，由于它可能影响OFDM广播的传播波，只示出了基本的传播波。

图9B是说明多普勒频移效应的示意图，由于它可能影响OFDM广播的传播波，只示出了经过多普勒频移的传播波。

图9C是图9A和图9B中的传播波的组合，事实上这就是实际接收到的传播波。

                         具体实施方式

以下，将参照附图说明本发明的实施例。虽然本发明被应用于汽车以及其他这种移动物体的陆地数字广播接收天线阵列装置，但是本发明不限于此。

装置结构

图1是示出根据本发明的天线装置1的实施例的简要结构的方框图。

如图1所示，天线装置1包括：接收天线阵列2，具有多个接收天线2a到2z；开关阵列3(天线开关装置和/或天线开关器件)，具有多个天线开关3a到3z；方向传感器4，检测移动物体(例如汽车)移动的方向；速度传感器5，检测移动物体移动的速度；信息处理电路6(控制装置和/或控制器件)，控制开关阵列3的转换；和接口7，调节与汽车导航设备或其他这种外部设备8的连接。

虽然本文的开关阵列3包含多个半导体开关，但是本发明不限于此；例如，有可能替代采用多个开关、开关电路等。信息处理电路6可以是例如控制电路、CPU等。而且，这种开关阵列3和/或信息处理电路6可以采取集成电路的形式，或者可以由合成部件例如IC或分立部件的组合构成。

而且，开关阵列3中的天线开关3a到3z分别与接收天线阵列2中的接收天线2a到2z一一对应。例如，天线开关3a引起接收天线2a被连接到信息处理电路6的状态与接收天线2a被从信息处理电路6断开的状态之间的转换。相似地，天线开关3b引起接收天线2b被连接到信息处理电路6的状态与接收天线2b被从信息处理电路6断开的状态之间的转换。以及天线开关3z引起接收天线2z被连接到信息处理电路6的状态与接收天线2z被从信息处理电路6断开的状态之间的转换。电能被提供给所连接的接收天线。信息处理电路6与接收天线2a到2z之间的连接，可以如此以便将连接限制在单个接收天线上，或者可以如此以便对多个接收天线同时进行连接。注意，基于信息处理电路6输出的控制信号，执行对开关阵列3中发生的这种转换的控制，以下将对此进行说明。

外部设备8可以是例如汽车导航设备，它将全球定位系统(GPS)安装在该设备的内部，能够检测全球绝对位置信息。由GPS检测到的绝对位置信息以及其他各种信息，通过接口7被传送到信息处理电路6。而且，如果例如本文的外部设备8是汽车导航设备，可以采取整体形式来形成天线装置1和外部设备8，以便构造单个电子设备，这就是汽车导航设备。

方向传感器4是检测移动物体移动的方向的传感器，检测结果被传送到信息处理电路6。而且，关于方向传感器4，如果外部设备8装备有方向传感器，方向传感器的输出可以通过接口7被送到信息处理电路6。可替换地，可以根据由外部设备8所检测的绝对位置信息中的时间变化来计算移动物体移动的方向。

速度传感器5是检测移动物体移动的速度的传感器，检测结果被传送到信息处理电路6。而且，关于速度传感器5，该结构可以如此以便可以采用通常安装在汽车或其他这类移动物体中用于速度计显示的速度传感器，该速度传感器的输出信号被输入到信息处理电路6；或者独立地提供速度传感器。

信息处理电路6执行对整个天线装置1的控制；并且如上所述，移动物体移动的方向被从方向传感器4传送到这里，以及移动物体移动的速度被从速度传感器5传送到这里。而且，绝对位置信息以及其他各种信息被从外部设备8通过接口7传送到这里。基于这些信息，信息处理电路6计算移动物体相对于接收信号的传播波的传播方向而移动的方向和速度，并且根据计算结果输出控制开关阵列3中接收天线的转换的控制信号。

图2是示出如上构造的天线装置1的接收天线阵列2中的构造和位置关系的示意图。

如图2所示，接收天线阵列2如此以便将相同的杆状的多个接收天线2a到2z排列在单个平面中，从而使它们相互平行，并且它们之间具有恒定间距A。但是，注意接收天线不限于杆状。

装置操作的描述

现在将说明如上构造的天线装置1的操作。

图3A和3B是移动物体10的移动方向与接收天线阵列2的安装方位之间关系的示意图，从移动物体10的上方所观察；图3A示出当接收天线阵列2的安装方位与移动物体10的移动方向平行时存在的情形；并且图3B示出当接收天线阵列2的安装方位与移动物体10的移动方向垂直时存在的情形。

注意，虽然为简化附图起见，接收天线阵列2被描述为由四个接收天线组成，但是本发明不限于存在四个接收天线的结构。

概括地说，关于将接收天线阵列2附着在移动物体10上，可以想到两种情形。这就是当接收天线阵列2的各个接收天线被以这种方式安装以便使它们如图3A所示与移动物体10的移动方向平行时存在的情形和当接收天线阵列2的各个接收天线被以这种方式安装以便使它们如图3B所示与移动物体10的移动方向垂直时存在的情形。

正如已经参照图7A和7B进行的说明，移动物体的移动是否将引起多普勒频移的发生，依赖于传播波的传播方向与接收天线的方位之间的关系。

因此，用户初始采用可驱动部件，未示出，以便输入先前附着在移动物体10上的接收天线阵列2的安装方位是否与移动物体10的移动方向平行，或者与其垂直。

这就有可能基于传播波的传播方向与移动物体的移动方向之间的关系，检测传播波的传播方向与接收天线阵列2的方位之间的关系。

而且，当接收天线阵列2已经被附着时，接收天线阵列2的安装方位就被固定，或者与移动物体10的移动方向平行，或者与其垂直。因此，在接收天线阵列2被附着时，就可以将该信息存储在天线装置1的信息处理电路6中。如果已完成这些工作，将有必要由用户输入与接收天线阵列2的安装方位有关的信息。

为了进行以下说明，将假设接收天线阵列2的安装方位与移动物体的移动方向垂直。而且，因为当计算移动物体10移动的方向与从广播塔向移动物体10传播的传播波的方向之间的矢量差(以下将说明)时，所有在接收天线阵列2的安装方位与移动物体的移动方向平行时需要做的工作包含方位差，所以这里将省略对它的说明。

此外，用户先前获取发射陆地数字广播信号广播塔的位置信息，用户利用汽车导航设备或其他这种外部设备8(参见图1)上的可驱动部件，未示出，输入该信息。

这里输入的广播塔位置信息，与利用外部设备8中包含的GPS所获取的移动物体10的绝对位置信息，一起通过接口7(参见图1)被传送到天线装置1的信息处理电路6(参见图1)。

这就使信息处理电路6有可能基于从外部设备8被传送到此的移动物体10的绝对位置信息和广播塔的位置信息，来计算从广播塔向移动物体10传播的传播波的方向。

而且，因为天线装置1装备有方向传感器4(参见图1)，所以有可能检测移动物体10移动的方向；并且移动物体10移动方向的方向传感器4的检测结果，被传送到信息处理电路6。

因此，信息处理电路6能够计算移动物体10移动的方向与从广播塔向移动物体10传播的传播波的方向之间的矢量差。

而且，因为陆地数字广播塔位置是固定的而接收场所和接收信道是已知的，这三项构成集合，广播塔位置信息可以用这种集合的形式被预先存储在外部设备8中。因为能够基于可利用外部设备8中包含的GPS获取的绝对位置信息来识别接收场所，能够从广播塔位置信息的存储集合中自动选择与接收信道相对应的广播塔位置信息。如果完成这些工作，用户将不必输入广播塔位置信息。

接下来，将说明对接收天线阵列2的转换的控制。

图4A和4B是移动物体10的移动方向与从广播塔11传播的波的方向之间关系的示意图，从移动物体10的上方所观察；图4A示出当移动物体10的移动方向与传播波的方向垂直时存在的情形；并且图4B示出当移动物体10的移动方向与传播波的方向平行时存在的情形。

注意，虽然为简化附图起见，接收天线阵列2被描述为由四个接收天线组成，但是本发明不限于存在四个接收天线的结构。

例如，如图4A所示，当移动物体10的移动方向与来自广播塔11的传播波的方向垂直时，因为接收天线阵列2的安装方位与移动物体10的移动方向垂直，所以接收天线阵列2的各个接收天线将被如此定位，以便它们与传播波的方向平行。如上所述，此时不会发生传播波的多普勒频移。

因此，以此方式使用接收天线阵列2的各个接收天线，以便实现最优接收。

即，信息处理电路6(参见图1)将控制信号传送到开关阵列3(参见图1)，以便关于所有接收天线同时进行连接和电能提供，监视各接收天线中的信号强度，并且选择具有最高信号强度的接收天线，接着使用所选接收天线执行接收。这就有可能通过使用与传统技术中的分集技术相似的技术来执行最优接收。

相反，如图4B所示，当移动物体10的移动方向与来自广播塔11的传播波的方向平行时，因为接收天线阵列2的安装方位与移动物体10的移动方向垂直，所以接收天线阵列2的各个接收天线将被如此定位，以便它们与传播波的方向垂直。

如上所述，此时会发生传播波的多普勒频移。移动物体的速度引起频率域上相邻的子信道之间产生干扰，从而扰乱载波间的正交性，并且导致传输特性的恶化。在这些发展到显著程度的情况下，接收可能会很困难。

为了避免受多普勒频移的影响，信息处理电路6改变传送到开关阵列3的控制信号。即，作为这种改变的结果，仅关于一个接收天线进行连接和电能提供，根据由速度传感器5(参见图1)所检测的移动物体10移动的速度，并且考虑各接收天线排列的间隔，来每次按次序且定时地转换一个实际用于接收的接收天线，以便使广播塔11与所使用的接收天线之间的位置关系基本上相互静止，相对地说。这样，就有可能实现与使用相对于广播塔11静止的接收天线执行接收的情形基本上相同的情形，从而有可能防止多普勒频移的发生。

而且，广播塔11与所使用的接收天线之间的位置关系基本上相互静止的状态，相对地说，被维持接收与一个码元周期相对应的信号所需的时间。

而且，如图4B所示，当移动物体10从广播塔11后退时，初始选择距离广播塔11最远的接收天线(移动物体10上放置在最前面的接收天线)，并且根据移动物体10移动的速度，从此到距离广播塔11最近的接收天线(移动物体10上放置在最后面的接收天线)顺序执行转换。

相反，当移动物体10靠近广播塔11时，初始选择距离广播塔11最近的接收天线(移动物体10上放置在最前面的接收天线)，并且根据移动物体10移动的速度，从此到距离广播塔11最远的接收天线(移动物体10上放置在最后面的接收天线)顺序执行转换。

在根据本发明的天线装置1的实际使用中，移动物体10的移动方向与从广播塔11传播的波的方向之间的关系，不限于“平行”和“垂直”两种选择，而是多数情况处于两者之间。

因此，在上述矢量差的计算中，为确定平行或垂直，建立矢量差参考值。例如，可以建立参考值以便假若该差在垂直状态的规定范围内，即使不是精确的垂直，也将这种关系视为垂直。而且，依赖于计算出的矢量差是否在参考值范围内，或者选择上述与分集技术相似的技术，或者选择每次按次序且定时地转换一个接收天线的技术，以便使广播塔11与所使用的接收天线之间的位置关系相对地说几乎相互静止。

形成装置和安装的方式

可以使用金属和/或其他这种导电材料，来形成根据本发明的上述接收天线1的组成接收天线阵列2的各个接收天线。

而且，可以使用薄膜晶体管(TFT)来构成参照图1说明的信息处理电路6和开关阵列3，这种TFT是使用连续晶体硅(CG硅)技术，例如日本专利申请公开号No.H7-161634(1995)中描述的技术，和/或多晶硅和/或其他这种结晶硅技术来形成的。

可以使用例如日本专利申请公开号No.H9-329655(1997)中描述的技术，利用硅半导体元件来构造方向传感器4；和/或，与信息处理电路6和开关阵列3相同，可以使用薄膜晶体管(TFT)来构造方向传感器4，这种TFT是使用CG硅技术，例如日本专利申请公开号No.H7-161634(1995)中描述的技术，和/或多晶硅和/或其他这种结晶硅技术来形成的。

因此，接收天线阵列2、开关阵列3和方向传感器4能够被形成在玻璃、塑料或金属衬底上。例如，在根据本发明的天线装置被安装在汽车上的情况下，接收天线阵列2、开关阵列3和/或方向传感器4的全部或部分可以被形成在汽车的挡风玻璃和/或后窗玻璃上。

这样，就有可能以整体方式形成接收天线和/或各电路和/或相似物的全部或任何部分，从而便利于将部件和/或天线装置附着在移动物体上，并且/或者便利于对组件进行连接的方式。

虽然是利用将本发明应用于移动物体的陆地数字广播接收天线装置的实施例来进行上述说明的，但是本发明不限于陆地数字广播，而是可以附加地或可替换地应用于OFDM广播和/或与其兼容的广播的天线装置。而且，根据本发明的天线装置可以被安装在用于移动物体的电子设备中。

图5A和5B是示出本发明的另一个实施例的简要结构的方框图；图5A示出了两个天线装置1被连接到外部设备8的情形，并且图5B示出了多个天线装置1被连接到外部设备8的情形。

本发明不限于使用一个天线装置，有可能按照需要使用多个天线装置。例如，可以将图5A所示设想成：两个天线装置1被连接到外部设备8，各天线装置被安装在不同位置上，并且/或者被如此安装以便面向不同的方向，并且/或者按照其他方式进行安装。而且，可以将图5B所示设想成：多个天线装置1被连接到外部设备8，这些天线装置可以用不同的方式、在不同的环境下并且/或者其他条件下来使用。

在不脱离本发明的实质和范围的情况下，本发明可以体现为除本文所呈现之外的各种形式。因此，无论从哪一点来看，上述实施例和操作示例都只是说明性的，而不能被视为限制方式。由于本发明的范围由权利要求书表明，所以它不由说明书的主体以任何形式进行限制。而且，权利要求书的等效方案范围内的所有修改和改变都落在本发明的范围内。

Claims (17)

1.一种能够被安装在移动物体中的天线装置，所述天线装置包括：

多个接收天线；

天线开关装置，分别在连接状态和断开状态之间转换所述多个接收天线中的每一个；和

控制装置，基于相对于至少一个接收信号的至少一个传播波的传播方向的所述移动物体的移动的方向和速度，来控制所述天线开关装置所进行的转换。

2.如权利要求1所述的天线装置，其中，

所述多个接收天线被排列成分别平行并且被多或少地平均分隔开。

3.如权利要求1所述的天线装置，其中，

所述天线开关装置给所述接收天线或多个接收天线提供电能，其中由所述控制装置将所述接收天线或多个接收天线中的每一个转换到连接状态。

4.如权利要求1所述的天线装置，其中，

所述天线开关装置根据所述控制装置的控制，分别将一个或多个所述接收天线同时转换到连接状态。

5.如权利要求1所述的天线装置，其中，

基于所述传播波或多个传播波中的至少一个的发射机位置信息和所述移动物体的当前位置信息，检测所述移动物体移动的方向与所述传播波或多个传播波中的至少一个的传播方向之间的差。

6.如权利要求1所述的天线装置，其中，

根据所述移动物体移动的方向与所述传播波或多个传播波中的至少一个的传播方向之间的差是否在至少一个规定范围内，来改变由所述控制装置所采用的至少一种天线转换方法。

7.如权利要求1所述的天线装置，其中，

根据相对于所述传播波或多个传播波中的至少一个的传播方向上所述移动物体的方向，来控制所述控制装置中的至少一个天线开关率。

8.如权利要求7所述的天线装置，其中，

控制所述控制装置中的至少一个天线开关率，以便成为这样的至少一个天线开关率：它将引起所连接的接收天线或多个接收天线相对于所述传播波或多个传播波中的至少一个的至少一个传输源实际上成为静止状态。

9.如权利要求1所述的天线装置，其中，

所述多个接收天线和所述天线开关装置是用集成电路方式形成的。

10.如权利要求1所述的天线装置，其中，

所述多个接收天线和所述控制装置是用集成电路方式形成的。

11.如权利要求1所述的天线装置，其中，

所述天线开关装置和所述控制装置是用集成电路方式形成的。

12.如权利要求1所述的天线装置，其中，

所述多个接收天线、所述天线开关装置和所述控制装置是用集成电路方式形成的。

13.如权利要求9到12中的任何一个所述的天线装置，其中，

至少一个连续晶体硅处理过程被用作为了实施所述的集成电路方式的形成的至少一个手段。

14.如权利要求1所述的天线装置，其中，

所述天线装置能够被用于接收使用正交频分复用的一个或多个信号。

15.装有一个或多个如权利要求1到12中的任何一个所述的天线装置的电子设备。

16.装有一个或多个如权利要求13所述的天线装置的电子设备。

17.装有一个或多个如权利要求14所述的天线装置的电子设备。

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