CN1781214A - 可变方向性天线和使用该天线的可变方向性天线系统 - Google Patents

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CN1781214A CN200480011195.4A CN200480011195A CN1781214A CN 1781214 A CN1781214 A CN 1781214A CN 200480011195 A CN200480011195 A CN 200480011195A CN 1781214 A CN1781214 A CN 1781214A
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城阪敏明
藤泽伸悟
藤田敏夫
楯川清隆
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Abstract

通常平行并分开小于所采用的波长的一半的距离放置折叠式偶极天线元(2，4)。天线元(2，4)经具有不同长度的馈线(12，14)连接到合成器(16)。馈线(12，14)的长度差使得由从前面到达天线元(2，4)并由天线元(2，4)接收的无线电波产生的接收信号在合成器(16)的输入(16a，16b)处彼此同相，而由从后面到达天线元(2，4)并由天线元(2，4)接收的无线电波产生的接收信号在合成器(16)的输入(16a，16b)处彼此180°异相。

Description

可变方向性天线和使用 该天线的可变方向性天线系统
技术领域
本发明涉及可变方向性天线(variable directivity antenna)和使用这种天线的可变方向性天线系统。
背景技术
可以使用定向天线来接收来自特定方向的无线电波好于来自其他方向的波。Yagi天线是熟知的定向天线。使用可变方向性天线以有选择地接收来自各个方向的无线电波中的所需无线电波。在1988年10月12日公开的日本实用新型公开号No.SHO63-38574Y2中公开了可变方向性天线的例子。
在该日本UM公开号中公开的可变方向性天线包括在同一水平面中彼此垂直交叉的第一和第二天线。使用偶极天线或折叠或偶极天线作为第一和第二天线。通过第一可变衰减器，将由第一天线接收的信号提供给合成器，以及通过第二可变衰减器，将由第二天线接收的信号提供给合成器。通过调整由第一和第二可变衰减器提供的衰减量，能改变可变方向性天线的方向性。
Yagi天线能更好地接收来自固定、特定方向的无线电波，但不能良好地接收来自其他方向的无线电波。上述可变方向性天线具有能旋转的方向性，因此，能仅接收从各个方向的无线电波中选择的期望方向的无线电波。然而，日本实用新型公开号No.SHO63-38574Y2的可变方向性天线具有“8”字形方向图，因此，天线也接收来自与所需方向相反的方向的无线电波。换句话说，日本实用新型公开号No.SHO63-38574Y2的天线具有低的F/B比。
本发明的目的是提供一种具有改进的F/B比并能有选择地良好地接收来自两个不同方向的无线电波的小型天线。本发明的另一目的是提供一种能通过使用可变方向性天线，有选择地满意地接收来自不同方向的无线电波中的所需无线电波的天线系统。
发明内容
根据本发明的一个实施例的可变方向性天线具有第一天线组。第一天线组包括用于接收第一频带内的无线电波的第一和第二天线，沿垂直于天线的长度方向的线，显示出8字型方向性，并彼此分开小于第一频带的波长的一半(1/2)的距离彼此平行放置。移相装置调整由第一和第二天线的接收的信号的相位，并以结果合成信号可以是第一方向性状态和第二方向性状态中的被选一个的方式合成它们，其中，在第一方向性状态下，合成信号显示出在从第一天线朝向第二天线的第一方向上的方向性，以及在第二方向性状态下，合成信号显示出在从第二天线朝向第一天线的第二方向上的方向性。
移相装置可以包括向其耦合第一和第二天线的接收信号的合成装置。第一固定移相器位于合成装置和第一天线之间。可变移相装置位于第二天线和合成装置之间。在第一方向性状态下，可变移相装置将第二天线的接收信号原样耦合到合成装置，以及在第二方向性状态下，在第二天线和合成装置之间连接第二固定移相器。确定由第一固定移相器提供的相移量，使得在第一方向性状态下，由第一和第二天线接收的来自第二方向的接收信号基本上具有相反的相位。确定由第二固定移相器提供的相移量，使得在第二方向性状态下，第二天线的接收信号基本上与第一固定移相器的输出信号处于相反相位。
分别在第一和第二放大器中放大从第一和第二天线接收的信号，然后，耦合到移相装置。
第一和第二天线可以形成在单个印刷电路板上。
第一和第二天线可以是第一和第二偶极天线，选择它们的长度以便能接收第一频带中的无线电波。在每个偶极天线的相对端外，与那个偶极天线成一直线放置延长元。确定第一偶极天线和位于第一偶极天线相对端外的延长元的总长度，使得能接收低于第一频带的第二频带内的无线电波。确定第二偶极天线和位于第二偶极天线相对端外的延长元的总长度，使得能接收第二频带内的无线电波。开关部件置于第一偶极天线和位于第一偶极天线相对端外的延长元之间，以及第二偶极天线和位于第二偶极天线相对端外的延长元之间。
根据本发明的另一实施例的可变方向性天线具有第一和第二天线组。第一天线组包括用于接收第一频带内的无线电波的第一和第二天线，沿垂直于其长度方向的线显示出8字型方向性，并彼此分开小于第一频带中的波长的一半的距离彼此平行放置。第二天线组包括用于接收第一频带内的无线电波的第三和第四天线，沿垂直于其长度方向的线显示出8字型方向性，彼此分开所述距离平行放置。第三和第四天线垂直于第一和第二天线。第一移相装置调整来自第一和第二天线的接收信号的相位，以及以合成信号能是合成信号显示出在从第一天线朝向第二天线的第一方向上的方向性的第一方向性状态，以及合成信号显示出在从第二天线朝向第一天线的第二方向上的方向性的第二方向性状态中的被选一个的方式合成它们。第二移相装置调整来自第三和第四天线的接收信号的相位，以及以合成信号能是合成信号显示出在从第三天线朝向第四天线的第三方向上的方向性的第三方向性状态，以及合成信号显示出在从第四天线朝向第三天线的第四方向上的方向性的第四方向性状态中的被选一个的方式合成它们。信号合成装置调整第一或第二方向性状态下第一移相装置的输出信号的值，以及第三或第四方向性状态下第二移相位装置的输出信号的值，合成调整后的输出信号，以及产生在第一至第四方向和第一至第四方向的各个之间的方向中，显示出选择的方向性之一的输出信号。
信号合成装置可以包括向其耦合第一移相装置的输出信号的第一电平调整部件。在该配置中，第二移相装置的输出信号耦合到第二电平调整部件。在合成装置中合成第一和第二电平调整部件的输出信号。第一和第二电平调整部件的每一个适合于有选择地采用通过与第一因子成比例的电平输出输入到其中的信号的第一因子状态，通过与小于第一因子的第二因子成比例的电平输出输入到其中的信号的第二因子状态，以及截取输入信号的截取状态。电平控制信号生成部件向第一和第二电平调整部件提供第一和第二电平控制信号。连续地将第一和第二电平控制信号切换到第一电平调整部件采用第一因子状态和第二电平调整部件采用截取状态的第一步骤、第一电平调整部件采用第一因子状态以及第二电平调整部件采用第二因子状态的第二步骤、第一和第二电平调整部件采用第一因子状态的第三步骤、第一电平调整部件采用第二因子状态以及第二电平调整部件采用第一因子状态的第四步骤、第一电平调整部件采用截取状态以及第二电平调整部件采用第一因子状态的第五步骤、第一电平调整部件采用第二因子状态以及第二电平调整部件采用第一因子状态的第六步骤、第一和第二电平调整部件采用第一因子状态的第七步骤，以及第一电平调整部件采用第一因子状态以及第二电平调整部件采用第二因子状态的第八步骤。
方向性控制信号生成部件向第一和第二天线组提供方向性控制信号以便改变第一和第二天线组的方向性。在第一至第四步骤中，方向性控制信号有选择地使第一和第二天线组处于第一天线组的方向性处于第一方向性状态，以及第二天线组的方向性处于第三方向性状态的状态，以及第一天线组的方向性处于第二方向性状态以及第二天线组的方向性处于第四方向性状态的状态。另外，在第五至第八步骤中，方向性控制信号有选择地使第一和第二天线组的方向性处于第一天线组的方向性处于第二方向性状态以及第二天线组的方向性处于第三方向性状态的状态，以及第一天线组的方向性处于第一方向性状态和第二天线组的方向性处于第四方向性状态的状态。
第一至第四天线可以是选择其长度以便能接收第一频带中的无线电波的第一至第四偶极天线。在每个偶极天线的相对端外，与那个偶极天线成一直线放置延长元。确定第一至第四偶极天线的每一个和位于那个偶极天线相对端外的延长元的总长度，使得能接收小于第一频带的第二频带内的无线电波。开关元件分别置于第一偶极天线和位于第一偶极天线相对端外的延长元之间、第二偶极天线和位于第二偶极天线相对端外的延长元之间、第三偶极天线和位于第三偶极天线相对端外的延长元之间以及第四偶极天线和位于第四偶极天线相对端外的延长元之间。当要接收第一频带中的无线电波时，开关控制装置断开开关部件，以及当将接收第二频带内的无线电波时，闭合开关部件。
可以使用可变滤波装置。可变滤波装置包括接收从第一天线组接收的信号并具有响应第一通带改变信号，有选择地改变为第一和第二频带的通带的第一可变滤波器，以及接收从第二天线组接收的信号并具有响应第二通带改变信号而改变的通带的第二可变滤波器。通带改变信号生成部件向第一和第二可变滤波装置提供第一和第二通带改变信号。
当电平控制信号生成部件和方向性控制信号生成部件生成第一和第二电平控制信号和方向性控制信号以便向天线系统提供接收所需无线电波的方向性时，通带改变信号生成部件向第一和第二可变滤波器提供使第一和第二可变滤波器通过所需无线电波的第一和第二通带改变信号。
可以提供通过传输路径将接收信号从天线系统耦合到其上的接收装置。接收装置通过传输路径，传送与正通过传输线路传送的接收信号的信道有关的天线控制数据。
接收装置可以具有存储部件，用于在其中存储彼此关联的天线控制数据和与信道有关的数据。根据天线控制数据，生成用于所需信道的第一和第二电平控制信号、方向性控制信号以及第一和第二通带改变信号。当接收装置正接收所需信道时，从存储部件中读出用于所需信道的天线控制数据，并通过传输线，传送到电平控制信号生成部件、方向性控制信号生成部件和通带改变信号生成部件。
在将接收装置设置成接收所需信道之后，将第一和第二通带改变信号提供给第一和第二可变滤波器，以便使第一和第二可变滤波器通过所需信道，在监视接收装置的接收条件的同时，改变第一和第二电平控制信号以及方向性控制信号，以便当获得可容忍接收条件时，确定第一和第二电平控制信号和方向性控制信号。与由此确定的第一和第二电平控制信号以及方向性控制信号有关的数据段，以及与由通带改变信号生成部件提供的第一和第二通带改变信号有关的数据段存储在存储部件中作为天线控制数据。
当在接收装置处用于所需信道信号的接收条件变为不可容忍，以及第一和第二通带改变信号被提供给第一和第二可变滤波器以便使它们通过所需信道信号时，连续地改变第一和第二电平控制信号以及方向性控制信号，同时监视接收装置处的接收条件，并且当实现接收装置处的可允许接收条件时，获得第一和第二电平控制信号以及方向性控制信号。在可容忍接收条件下获得的第一和第二电平控制信号以及方向性控制信号替代与第一和第二电平控制信号以及方向性控制信号有关的天线控制数据中的在前数据。
可以在相关放大部件中，放大从第一至第四天线元接收的信号。
第一和第二天线元可以形成在第一印刷电路板上，以及第三和第四天线元形成在第二印刷电路板上。
附图说明
图1是根据本发明的第一实施例的可变方向性天线的平面图。
图2是图1所示的天线的一部分的电路图。
图3表示图1的天线的水平方向图。
图4表示图1的天线的F/B比相对于频率以及半宽相对于频率的特性。
图5表示图1的天线的C/N比相对于频率的特性。
图6示意性地表示根据本发明的第二实施例的可变方向性天线的排列；
图7是采用根据本发明的第三实施例的可变方向性天线系统的接收系统的电路框图。
图8表示用在图7的接收系统中的第三实施例的可变方向性天线系统的电路框图。
图9表示用在图8的天线系统中的可变衰减器中的两个因子的变化。
图10A、10B、10C、10D、10E和10F表示图8的天线系统的方向性的变化。
图11是图7的接收系统中的接收装置的框图。
图12表示用于说明如何将天线方向性存储在图11的接收装置的调谐器的存储器中的流程图的一部分。
图13表示用于说明如何将天线方向性存储在图11的接收装置的调谐器的存储器中的流程图的剩余部分。
图14表示用于说明当天线方向性偏离可接受状态时，图11的接收装置的调谐器中执行的处理的流程图的一部分。
图15表示用于说明当天线方向性偏离可接受状态时，图11的接收装置的调谐器中执行的处理的流程图的剩余部分。
图16是用在根据本发明的第四实施例的可变方向性天线系统中的电平调整器的电路图。
图17是图1所示的天线的改进的框图。
具体实施方式
可以使用根据本发明的第一实施例的可变方向性天线1来接收第一频带，例如用于电视广播的UHF频带(470-890MHz)中的无线电波。如图1所示，天线1具有多个，例如两个天线元2和4。天线元2和4是整个长度为例如等于UHF频带的中心频率620MHz的波长λ的约一半的约20cm的折叠式偶极天线。两个天线元2和4通过彼此间的预定距离 d彼此平行放置。距离 d可以是例如等于约λ/20的20mm。天线元2和4是通过在印刷电路板6上蚀刻金属膜而形成的平面型元件。
位于天线元2的中心部分的馈点2a和2b连接到匹配设备，例如平衡不平衡变换器8。类似地，天线元4的中心部分的馈点4a和4b连接到平衡不平衡变换器10。平衡不平衡变换器8和10也可以与天线元2和4一起形成在印刷电路板6上。分别在放大器11和13中放大平衡不平衡变换器8和10的输出。放大器11和13也可以形成在印刷电路板6上。通过馈线12和14，将放大器11和13的输出分别耦合到合成装置，例如合成器16的输入16a和16b。在由放大器11和13放大后，合成来自天线元2和4的信号提供比放大合成器的输出更好的C/N比。馈线12和14的长度彼此不同。例如，馈线12可以具有L+ΔL的长度，而馈线14可以具有长度L。换句话说，馈线12比馈线14要长ΔL。
用下述方式确定值ΔL。假定放置天线元2的天线1侧是前侧，而放置天线元4的天线1侧是后侧。由天线元2和4接收来自与印刷电路板6的表面平行并垂直于天线元2和4的长度方向的第二方向，即来自后面的无线电波，并通过馈线12和14分别传播到合成器16的输入16a和16b。由天线元2接收的来自第二方向的无线电波产生的信号比由天线元4接收的相同一无线电波产生的信号相位延迟对应于天线元2和4之间的距离d的量，以及到达合成器16的输入16a被延迟对应于馈线12和14之间的长度差ΔL的量。换句话说，当分别到达合成器16的输入16a和16b时，基于由天线元2接收的来自第二方向的无线电波的信号比基于由天线元4接收的同一无线电波的信号相位延迟对应于ΔL+d的量。确定值ΔL使得合成器16的输入处的两个信号相位相反。
由天线元2和4接收来自与印刷电路板6的表面平行并垂直于天线元2和4的长度方向的第一方向，即来自前面的无线电波，并通过馈线12和14分别传播到合成器16的输入16a和16b。由天线元4接收的来自第一方向的无线电波产生的信号比由天线元2接收的来自第一方向的同一无线电波产生的信号相位延迟对应于天线元2和4之间的距离 d的量。所述延迟被减小ΔL。
例如，确定ΔL，以便提供对应于约0.37λ的延迟。因此，尽管由天线元4接收的来自第一方向或前面的无线电波相对于由天线元2接收的来自前面的同一无线电波具有相位差+λ/20(＝0.05λ)，由无线电波产生的天线2和4的信号被合成相位差，等于0.32λ(＝0.37λ-0.05λ)，因为它们在到达合成器16的输入16a和16b之前，通过馈线12和14传播。同样，由天线元4接收的来自第二方向或后面的无线电波相对于由天线元2接收的来自后面的同一无线电波，具有-0.05λ的相位差。天线元2的信号当通过馈线12传送时，具有-0.37λ的延迟，以及在合成器16的输入16a处，相对于天线元4的信号，显示出-0.42λ(＝-0.05λ-0.37λ)的相位差。该相位差约为λ/2，因此，基本上抵消来自天线1的后面的信号。
然后，由天线元2和4接收的来自天线1的前面的无线电波产生的信号通过减小的相位差被合成，而基本上相反相位地合成由天线元2和4接收的来自后面的无线电波所产生的信号。结果，天线1作为无后向主瓣的定向天线操作。通常，如果从天线元2和4到合成器16的馈线的长度相等，则天线元2和4之间的距离 d必须是λ/4以便将由天线元2和4接收的来自前面的无线电波产生的信号彼此同相地耦合到合成器16的输入16a和16b，以及将由天线元2和4接收的来自后面的无线电波产生的信号反相地耦合到合成器16的输入16a和16b。λ/4的这种较大距离 d使天线变大。相反，根据本发明的第一实施例，天线元2和4之间的距离d能比λ/4更小，例如λ/20，因为在馈线12的长度和馈线14的长度之间提供差值ΔL，因此，天线1的尺寸能更小。
图3表示天线1在470MHz的水平方向图。如从该图理解到，天线1显示出大的F/B比，例如8.1dB，因此能比来自后面的无线电波更好地接收来自天线1的前面的无线电波。同时，天线1在约82°处显示出半宽。图4表示天线1的F/B比相对于频率的特性，以及半宽相对于频率的特性。实线用于F/B比，以及虚线用于半宽，如所看到的，F/B比在从约7.5dB至约11dB的范围内，实际上能足够地用在整个UHF频带中。同时，半宽在从约68°至约82°的范围内，也实际上可用在整个UHF频带中。图5表示天线1相对于去除放大器11和13的天线1的C/N比与频率的特性。如从图5可以看出，使用放大器11和13在最差的情况下，提高C/N比约2.8dB。图4和5所示的UHF频带的最高频率为约800MHz。在美国，然而，实际利用的UHF频带的最高频率为806MHz，因此，图4和5清楚地显示出天线1可用于接收UHF频带中的无线电波。
具有上述配置的天线1可用来仅良好地接收来自天线1的前面的无线电波。然而，天线1也有可能接收来自后面的无线电波。为此目的，可变相位装置，例如可变相位设备18连接到合成器16的输入16b，如图2所示。可变相位设备18能有选择地采用将由天线元4接收并通过馈线14传送的信号耦合到合成器16的输入16b而不改变它的第一状态，以及将所述信号耦合到合成器16的输入16b，对该信号提供相对于由天线元2接收并通过传输线12传送的信号的180°的相位差的第二状态。在第二状态下，可变相位设备18显示出与馈线12中的延迟量两倍大的延迟量。在第二状态下，合成器16的输入16a处的信号是由天线2接收并在传输线12中延迟ΔL的信号，以及合成器16的输入16b处的信号是由天线4接收并相对于由天线2接收的信号延迟对应于距离d的量，并另外在可变相位设备18中延迟2ΔL的信号。因此，合成器16中合成的两个信号之间的相位差为ΔL+d，因此，基本上抵消来自前面的无线电波。因此，天线1显示出向后向方向性。
可变相位设备18具有选择部件，例如，具有触点20a和20b的选择开关20。开关20还具有有选择地与触点20a和20b接触的触点元件20c。触点元件20c连接到馈线14，以及触点20a连接到合成器16的输入16b。连接在触点20a和20b之间的是延迟元件，例如具有为上述中心频率处的信号提供180°延迟的长度的延迟线22。通过由触点元件20c接触触点20a，将通过馈线14传送的信号耦合到合成器16的输入16b而不延迟。通过由触点元件20c接触触点20b，通过馈线14传送的信号在耦合到合成器16的输入16b之前，相位由延迟线22反相。选择开关20可以是电子选择开关，例如半导体开关器件。半导体开关器件可以是例如PIN二极管。通过电子选择开关，可以远程控制方向性开关。可变相位设备18可以连接到馈线12而不是馈线14。另外，可变相位设备18可以形成在印刷电路板6上。
如上所述，天线1显示出前向和后向中的被选一个的方向性，以及尺寸能很小，因为其形成在印刷电路板6上。
上述天线1用于接收UHF频带内的无线电波。如图6所示的根据本发明的第二实施例的天线30配置成除了UHF频带内的电波外，还能接收第二频带，例如VHF电视广播电波(54-88MHz和174-216MHz频率)内的无线电波。为了天线30能在UHF和VHF两个频带内操作，将偶极天线用作天线元32和34。天线元32和34具有约250mm的长度，以及彼此平行放置。天线元32和34分隔约30mm的距离 d。与第一实施例的天线1相同，天线元32和34形成在印刷电路板上。
在天线元32的各相反外端之外并接近各相反外端，与天线元32成一直线放置延长元36和38。类似地，在天线元34的各相反外端之外并接近各相反外端，与天线元34成一直线放置延长元40和42。延长元36、38、40和42也通过蚀刻板上的金属层，形成在印刷电路板上。延长元36、38、40和42的每一个的长度约为100mm。因此，天线元32及其延长元36和38的长度总和约为450mm，以及天线元34及其延长元40和42的长度总和约为450mm。
分别在天线元32的外端和延长元36和38之间，连接可以是半导体开关元件，例如PIN二极管44和46的开关部件。PIN二极管44和46的阳极连接到天线元32以及阴极分别连接到延长元36和38的。类似地，PIN二极管48和50分别连接在天线元34的外端和延长元40和42之间。PIN二极管48和50的阳极连接到天线元34以及阴极分别连接到延长元40和42。通过导电的PIN二极管44、46、48和50，天线元32连接到延长元36和38，以及天线元34连接到延长元40和42，使得通过它们的延长元，天线元32和34能操作为VHF天线。通过使其不导电的PIN二极管44、46、48和50，仅天线元32和34操作并充当UHF天线。
为了使PIN二极管44、46、48和50导电和不导电，经各个电流通路，例如高频阻塞线圈52、54、56和58，将延长元36、38、40和42连接到参考电势点，例如，地电势点。为了使DC电流从天线元32流过PIN二极管44和46以及高频阻塞线圈52和54，将开关64和DC电源68连接到与天线元32的中心馈电点相连的平衡不平衡转换器60。类似地，为了使DC电流从天线元34流过PIN二极管48和50以及高频阻塞线圈56和58，将开关66和DC电源70连接到与天线元34的中心馈电点相连的平衡不平衡转换器62。代替使用分别与开关64和66有关的DC电源68和70，可以将单个DC电源连接到开关64和66。
平衡不平衡转换器60和62具有相同的结构，因此，仅详细地描述平衡不平衡转换器62。电感器72和74的一端连接到天线元34的两个馈电点。电感器72的另一端经电容器76接地，以及电感器74的另一端连接到平衡不平衡转换器62的输出端78。以彼此电感耦合的方式，相对于电感器72放置电感器80，以及以彼此电感耦合的方式，相对于电感器74放置电感器82。电感器80和82具有互连的一端，以及电感器80的另一端连接到电感器74的另一端，以及电感器82的另一端连接到电感器72的另一端。开关66和DC电源70的串联合成经低通滤波器84连接到电感器74和80的接合处。低通滤波器84包括高频阻塞线圈84a和电容器84b。
通过闭合的开关66，来自DC电源70的电流流过电感器74、天线元34和PIN二极管50至高频阻塞线圈58，以及还流过电感器80、82和72、天线元34以及PIN二极管48至高频阻塞二极管56。这使得PIN二极管48和50导通以接收UHF频带。如果断开开关66，无DC电流从DC电源70流出，使得PIN二极管48和50不导通以接收UHF频带。
类似地，通过断开或闭合与平衡不平衡转换器60相连的开关64，能选择UHF或VHF频带接收模式。期望彼此同步地操作开关64和66。通过将半导体开关器件用作开关64和66，以及将外部开关控制信号提供给开关64和66，遥控是可能的。
天线30的剩余部分与图1的天线1类似，与图1中使用的相同的数字和符号用于相同或类似的部件，以及不再详细描述。然而，应注意到代替可变相位设备18，使用可变相位设备18a。可变相位设备18a包括两个用于接收VHF和UHF频带的可变设备18b和18c，通过开关18d有选择使用。当断开开关64和66时，使用用于UHF频带的可变相位设备18b，而当闭合开关64和66时，使用用于VHF频带的可变相位设备18c。通过将半导体开关器件用作开关18d，可变相位设备18a的遥控是可能的。
上述配置使得可以有选择地接收从其前后到达天线30的UHF和VHF频带内的无线电波。
根据本发明的第三实施例的可变方向性天线系统90如图7至11所示。可变方向性天线系统90包括由与根据图6所示的第二实施例的天线相同结构的天线30a和30b形成的天线组。天线系统90能良好地接收来自各个方向的UHF和VHF无线电波的任何一个。
天线系统90在其输入端90a处，接收由卫星广播接收天线，例如卫星广播接收抛物面天线92接收的卫星广播信号产生并在与抛物面天线92相关提供的变频器94中变频的卫星广播中频信号。使卫星广播中频信号与由天线系统90接收的UHF或VHF频带电视广播信号混合，并从天线系统90的输出端90b输出该混合信号。通过传输线96，将输出端90b处的混合信号耦合到分离器98，在其中将混合信号分为卫星广播中频信号和VHF或UHF频带电视广播信号。将卫星广播中频信号耦合到接收装置100的卫星广播中频信号输入端100a，以及将VHF或UHF频带电视广播信号耦合到VHF/UHF频带电视广播信号输入端100b。
如图8所示，使天线系统90的天线30a和30b放置成彼此正交。通过蚀刻，在单独的印刷电路板上形成天线30a和30b并位于不同层以便在它们的馈电点彼此正交。天线30a和30b可以形成在单个印刷电路板上。
将来自天线30a和30b的信号耦合到可变滤波装置，例如可变滤波器102和104。可变滤波器102和104是带通滤波器，每个具有可变成例如UHF频带和VHF频带的所需一个的通带，以及响应由通带改变控制装置，例如控制单元106提供的通带改变信号，改变通带。改变通带，使得由天线系统90接收的无线电波的频率能位于通带内。代替通带滤波器，可以使用可变截止频率高通或低通滤波器。改变这种高通或低通滤波器的截止频率，使得将接收的电波的频率能处于滤波器的通带内。
可变滤波器102和104的输出信号分别在放大器108和110中被放大并分别耦合到电平调整部件，例如可变衰减器112和114。可变衰减器112和114可以包括半导体器件，例如PIN二极管，其导电率响应从可以为控制单元106的电平控制信号生成部件提供给它的各个电平控制信号而改变。代替可变衰减器112和114，可以使用可变增益放大器。
可变衰减器112的输出是放大器108的输出信号乘以因子K1，以及可变衰减器114的输出是放大器110的输出信号乘以因子K2。因子K1响应用于可变衰减器112的电平控制信号而改变，以及因子K2响应用于可变衰减器114的电平控制信号而改变。如图9所示，用于可变衰减器112的电平控制信号将因子K1从第一值，例如1通过0改变成绝对值相同但具有与第一值相反的符号的第二值，例如-1。变化是以余弦波形形式。用于可变衰减器114的电平控制信号使因子K2从零通过第一值，例如1，改变回0，因子K2的变化是正弦形并与因子K1同步。因此，K12+K22的值总是第一值，例如1。合计值K12+K22能不同于1，如图9所示，只要因子K1和K2以上述同步的正弦和余弦波形形式改变。
控制单元106向天线30a和30b提供频带切换信号，用于在UHF接收模式和VHF接收模式之间切换天线30a和30b，即，有选择地接通和关闭图6所示的开关64和66，以及切换可变相位设备18a的开关18d。同时，控制单元106向天线30a和30b提供方向性反转信号，用于在可变相位设备18a和18b中，使信号的相位反转180°。
使可变衰减器112和114的输出信号在合成装置，例如合成器116中彼此合成。因此，如所公知的，通过改变因子K1和K2，能将在合成器116中合成的天线30a和30b的合成信号的方向性改变成任何所需方向。采用调整移相器18b和18c以便例如向天线30a提供图8的页的平面中的向上方向性，以及向天线30b提供向左方向性。在这种情况下，如果用于可变衰减器112的因子K1为1以及用于可变衰减器114的因子K2为0，则合成器116的输出处的信号的方向性如图10A所示。当因子K1为cos30°以及因子K2为sin°时，方向性从图10A所示旋转30°到图10B所示。通过分别为cos45°和sin45°的因子K1和K2，方向性旋转45°，从图10A所示到图10C所示。通过分别为cos60°和sin60°的因子K1和K2，方向性旋转60°，从图10A所示到图10D所示。通过分别为cos90°和sin90°的因子K1和K2，方向性旋转90°，从图10A所示到图10E所示。类似地，当因子K1改变成cos180°和因子K2改变成sin180°时，方向性从图10E所示改变成图10F所示。通过适当地选择因子K1和K2的值，方向性能改变成位于图10A至10F的相邻一个间的任何一个。为了将方向性从图10F所示改变成图10F和10A所示的方向性之间的任何所需一个，调整与天线30a和30b有关的可变相位设备18b和18c以便将天线30a和30b固有的方向性反转180°，然后，以与上述类似的方式，改变因子K1和K2。
如上所述，由于天线系统90的方向性能改变成360°范围内的任一方向，能从各个方向良好地接收任何所需无线电波。控制单元106控制可变滤波器102和104的通带以便当由天线系统90接收时，通过所需的无线电波，由此防止天线系统90接收不需要的无线电波，能提高D/U比。
通过放大器118放大合成器116的输出信号，然后，通过DC阻塞电容器120耦合到混频器122。混频器122还从天线系统90的输入终端90a接收卫星广播中频信号。合成器116的输出信号和卫星广播中频信号还在混频器122中彼此混合，以及经传输线96，将在天线系统90的输出端90b处产生的混合信号耦合到分离器98，在其中，分离混频器116的输出信号和卫星广播中频信号以便用于接收装置100的卫星广播中频信号输入端100a和电视广播信号输入端100b，如前所述。
接收装置100的电视广播信号处理单元包括如图11所示，通过DC阻塞块124耦合电视广播信号，即混频器116的输出信号的调谐器126，以及调谐器126解调所接收的电视广播信号。接收机100包括电源单元，例如DC电源单元128，用于驱动天线系统90。DC电源单元128的DC电压通过输入端100b、分离器98、传输线、天线系统90的输出端90b以及混频器122耦合到DC电源单元130(图8)。DC电源单元130调节应用于各个部件的电压。DC电源单元130将DC电源提供给天线30a和30b的PIN二极管。
接收装置100还包括存储器装置，例如存储器131。存储器131在其中存储天线系统90接收所需无线电波(例如将接收的所需电视广播信道)所需的天线控制数据。这种控制数据与表示各个所需电视广播信道的相应信道数据有关地存储，并表示将接收的接收频带，即UHF或VHF频带、方向性的所需方向、可变带通滤波器的通带以及可变相位设备18b和18c的相位条件。当调谐器126从存储器131中读出信道数据时，将相关的天线控制数据提供给天线控制命令器132。天线控制命令器132将天线控制数据转换成FSK信号或ASK信号。通过输入端100b、分离器98、传输线96、天线系统90的输出端90b和混频器122，将最终FSK或ASK信号提供给控制单元106。当收到FSK或ASK信号时，控制单元106将FSK或ASK信号解调成天线控制数据。根据解调的天线控制数据，开-闭控制天线30a和30b的开关66和68，修改可变滤波器102和104的通带，修改用于可变衰减器112和114的因子K1和K2，以及设置天线30a和30b的可变相位设备18b和18c以便提供同相或180°异相的相位状况。
为了提供这种控制，需要在存储器131中彼此相关地存储接收信道数据和相应的天线控制数据。为此目的，在调谐器126中执行如图12和13所示的处理。调谐器126能接收模拟电视广播信号和数字电视广播信号。
首先，选择自动信道模式(步骤S2)。这使得信道计数器n中的信道指定值被设置成初始值。信道计数器n用于指定将接收的信道。然后，信道计数器n中的值递增1，用于指定将接收的某一信道(步骤S4)，由此，在调谐器126中选择该信道，同时，用于使可变滤波器102和104具有用于接收那个信道的通带的数据从天线控制命令器122传送到控制单元106。然后，调谐器126做出有关被选信道是否是模拟电视广播信道的判断(步骤S6)。
如果被选信道是模拟电视广播信道，则将命令从天线控制命令器132传送到控制单元106，以便连续改变K1和K2以及调整可变相位设备18b和18c，以便提供同相或180°异相状况，由此连续地改变天线的方向性的方向。在调谐器126中测量每个方向的接收电平并存储(步骤S8)。在步骤S10中，判断是否已经对于360°角度范围内的所有预定方向测量了天线的方向性。如果不是，则循环地重复执行步骤S8和S10直到步骤S10中的询问答案变为是为止。当步骤S10中的询问答案变为是时，检查所测量的电平的最大一个处于还是高于预定参考电平(步骤S12)。换句话说，判断是否存在提供可接受接收条件的方向性。如果答案为是，连同最大接收电平，将提供最大接收电平的方向性的方向存储在存储器131中(步骤S14)。同时，在存储器131中，与最大方向性提供方向和最大接收电平相关联地存储表示可变滤波器102和104的通带的数据，以及表示可变相位设备18b和18c提供的，当已经获得最大接收电平时采用何种条件，同相或180°异相条件的数据。在此之后，判断信道计数器n中的值是否是用于接收信道的最后一个的值(步骤S16)。如果答案为否，则表示还有未确定方向性的方向的剩余信道。然后，从步骤S4重复处理直到步骤S16中的询问答案为是。
步骤S12中的询问答案为否表示存在在一种可能性，即那个信道中未广播无线电波。在这种情况下，执行步骤S4以便指定下一接收信道。
如果在步骤S6中判断被选信道是数字电视广播信道，则改变天线系统90的方向性的方向，并测量和存储每个方向的误码率(BER)(步骤S18)，如图13所示。然后，判断是否已经对于360°角度范围内的所有预定方向，测量和存储了误码率(步骤S20)。如果未完成测量和存储，则循环地重复步骤S18和S20直到步骤S20中的答案改变为是为止。当步骤S20中的询问答案改变为是时，判断测量误码率的最小一个是否等于或小于预定误码率(步骤S22)。最小误码率不大于预定误码率表示能通过可允许电平，由天线系统90接收数字电视广播信号，天线方向性的那个方向和最小误码率存储在存储器131中(步骤S24)。同时，在存储器131中，与测得最小误码率的天线方向性的方向和那个最小误码率相关联地存储指定可变滤波器102和104的通带的数据，以及表示可变相位设备18b和18c提供的，当获得可允许的最小误码率时采用何种条件，即同相或180°异相条件的数据。此后，确定信道计数器n中的值是否是对应于最大信道的值(步骤S26)，以及如果该值不是用于最大信道，则从步骤S4重复步骤，如所示。
步骤S22中的询问答案NO可以表示在那个信道中不广播电波，因此，从步骤S4重复处理。
用这种方式，完成天线系统90接收所需无线电波所需的在存储器131中存储天线控制数据。
当由调谐器126接收某一电视信道的无线电波时，可能发生广播信号条件恶化到不能接受的条件。在这种情况下，对于那个电视信道，执行图14和15所示的处理。
参考图14，选择和设置要接收的所需信道(步骤S28)。判断所需信道是模拟电视广播信道还是数字电视广播信道(步骤S30)。如果被选信道是模拟信道，则从存储器131读出与用于所需信道的方向性的方向有关的天线控制数据并设置(步骤S32)。然后，测量所设置的方向性的接收信号电平(步骤S34)。检查所测量的电平是否等于或高于参考电平(步骤S36)。如果电平处于或高于参考电平，表示在良好条件下接收该信号，循环地重复步骤S34和S36，继续该信道的无线电波的接收。
如果在步骤S36判断所接收的信号电平低于参考电平，则连续地改变天线方向性的方向，以及测量和存储在每个改变方向处的信号电平(步骤S38)。然后，判断是否已经测量和存储了360°角度范围内的所有预定方向的信号电平(步骤S40)，以及如果不是，则循环地重复步骤S38和S40直到步骤S40的答案变为是为止。当在步骤S40中判断已经测量和存储了所有预定方向的信号电平时，检查测量的信号电平中的最高一个是否等于或高于参考电平(步骤S42)。如果答案为是，则获得最高电平的方向和接收电平被存储在存储器131中(步骤S44)。然后，对那个方向，设置天线方向性(步骤S46)，以及处理从步骤S34继续。
步骤S42中的询问答案否可表示不能通过任何方向性以可允许条件接收信道中的信号或该信号已经消失。因此，放弃接收那个信道中的信号。
如果在步骤S30中判断将接收的所需信号是数字电视广播信道信号，则执行图15所示的处理。使用从存储器131读出的数据，对在步骤S28中设置的信道，天线系统设置天线方向性(步骤S48)。然后，测量用于那个方向性的BER(误码率)(步骤S50)。检查所测量的BER是否大于参考值(步骤S52)。所测量的BER等于或小于参考值的事实表示在允许的电平接收所设置的数字广播信道的信号，继续接收以及重复步骤S50和S52的执行。如果对于步骤S52中的查询答案为否，则在360°角度范围上，逐步连续地改变天线方向性，并存储用于每个方向性的BER(步骤S54)。判断天线方向性是否旋转了360°(步骤S56)，以及如果答案为否，则重复步骤S54和S56的执行直到答案转变为是为止。当对于步骤S56中的询问答案转变为是时，检查存储的BER值的最小一个是否不大于参考BER值(步骤S58)。如果答案为是，则连同那个BER一起，在存储器131中存储用于获得最小BER的方向或方向性(步骤S60)。将天线方向性调整到存储的方向(步骤S62)，以及再次从步骤S50重复处理。
对于步骤S58中的询问答案为否表示不能通过任何方向性，在可允许的条件下接收该信道中的信号，或信号已经消失。因此，放弃接收那个信道中的信号。
根据第四实施例的可变方向性天线与根据第三实施例的可变方向性天线的不同之处在于电平调整部件的配置如图16所示。电平调整部件例如由可变衰减器1136a和1136b形成。可变衰减器1136a和1136b具有可调整到三个衰减量，例如0dB、7dB和∞的任何被选一个的衰减量。通过可变相位设备18a，适当地合成由可变衰减器1136a和1136b提供的衰减量的调整以及天线30a和30b的方向性的调整，可以在从0°的前向方向的顺时针方向上，以预定角度间隔，例如22.5°，用总共十六步调整方向性。
为此目的，可变衰减器1136a具有开关元件，例如串联连接在放大器108和合成器116之间的PIN二极管1140a和1142a。PIN二极管1140a的阴极连接到放大器108的输出，PIN二极管1140a和1142a的阳极连接在一起，以及PIN二极管1140a的阴极连接到合成器116的输入。PIN二极管1140a和1142a的阳极通过电阻器1144a连接到电压源单元1146a，以及PIN二极管1140a和1142a的阴极分别通过高频阻塞线圈1148a和1150a连接到参考电势点。因此，当正电压被耦合到电压源单元1146a时，使PIN二极管1140a和1142a导通，以便将来自放大器108的信号耦合到合成器116而不衰减。
可变衰减器1136a具有固定衰减器，例如T型衰减器1154a。衰减器1154a由三个电阻器1152a组成并提供7dB的衰减。开关元件连接到衰减器1154a的输入。例如，PIN二极管1156a的阳极连接到衰减器1154a的输入，以及阴极连接到PIN二极管1140a的阴极。类似地，开关元件，例如PIN二极管1158a的阳极连接到衰减器1154a的输出，以及阴极连接到PIN二极管1142a的阴极。T型衰减器1154a的三个电阻器的接合处通过电阻器1160a连接到电压源单元1162a。因此，当正电压被耦合到电压源单元1162a时，使PIN二极管1156a和1158a导通，使得T型衰减器1154a耦合在放大器108和合成器116之间，因此，使来自放大器108的信号衰减7dB。
另外，可变衰减器1136a具有匹配电阻器1164a，其阻抗等于天线30a的阻抗。匹配电阻器1164a的一端连接到参考电势点，以及另一端通过DC阻塞电容器1170a连接到开关元件，例如PIN二极管1166a的阳极。PIN二极管1166a的阴极连接到PIN二极管1140a的阴极，以及阳极通过电阻器1172a，连接到电源单元1174a。因此，当正电压耦合到电压源单元1174a时，使PIN二极管1166a导通，使得放大器108的输出通过匹配电阻器1164a连接到参考电势点，产生无限衰减。
由于可变衰减器1136b的配置类似于可变衰减器1136a，用下标“b”代替附加到等效于衰减器1136a的用于部件的标记的下标“a”，以及不再描述。
为了在多频带天线中获得上述可变方向性，对于从0度至67.5度的方位角，使天线30a显示出前向方向性，以及使天线30b显示出右向方向性。对于90度至157.5度的方位角，使天线30a显示出后向方向性，同时使天线30b显示出右向方向性。对于180度至247.5度的方位角，使天线30a显示出后向方向性，同时使天线30b显示出左向方向性。对于270度至387.5度的方位角，使天线30a显示出前向方向性，同时使天线30b显示出左向方向性。
对于0度至45度的方位角，可变衰减器1154a提供零(0)衰减，但对于从67.5度至90度的角度，其衰减从7dB增加到无穷大(∞)。对于从112.5度至135度的角度，衰减量从7dB减少到零(0)，以及对于从157.5度至225度的角度，保持零(0)。对于247.5度至270度的角度，衰减量从7dB增加到无穷大(∞)，对于292.5度至315度的角度，从7dB减小到零(0)，以及对于337.5度的角度，为零(0)。
关于可变衰减器1154b，对于从0度至45度的方位角，衰减量从无穷大(∞)减少到7dB并到零(0)，以及对于67.5度至135度的角度，保持零(0)。对于从157.5度至180度的方位角，衰减量从7dB增加到无穷大(∞)。对于202.5度至225度的角度，由可变衰减器1154b提供的衰减量从7dB减少到零(0)，对于247.5度至315度的角度，保持零(0)，以及对于337.5度为7dB。如此，当一个衰减器的衰减量为零(0)时，另一个的衰减量增加或减少。
该实施例的可变衰减器1154a和1154b将7dB用作一个可变衰减量。采用值7dB的原因是天线系统90的合成方向性的半宽为从75度到80度。如果天线系统90的合成方向性的半宽不同于从75度至80度的值，则采用除7dB外的衰减量。例如，如果天线系统90的合成方向性的半宽宽于从75度至80度的范围，则所采用的衰减量大于7dB。如果天线系统90的合成方向性的半宽窄于75度至80度的范围，则所采用的衰减量小于7dB。
图1所示的天线1配置成将从天线元2和4接收的信号彼此同相地耦合到平衡不平衡转换器8和10，馈线12的长度比馈线14长ΔL以提供延迟，以及使用可变相位设备18。另外，如图17所示，通过与从天线元4耦合到平衡不平衡转换器10的接收信号的相位相反的相位，将从天线元2接收的信号耦合到平衡不平衡转换器8，馈线14比馈线12长ΔL用来向馈线14提供由延迟元件150表示的延迟，以及可变相位设备18连接在延迟元件150的后级。可以对根据图6所示的第二实施例的可变方向性天线进行相同的修改。
在图1所示的天线1中，放置馈电点2a、2b和4a、4b的天线元2和4的部分是图1中的天线元2和4的上面部分。换句话说，天线元2和4并不是相对于沿印刷电路板6的长度方向延伸的虚对称轴线对称地放置。然而，可以相对于虚对称轴，线对称地放置天线元2和4。例如，当如图1所示，保持天线元4的位置时，可以如下放置天线元2，在图1中，提供馈电点2a和2b的天线元2的部分向下。另外，当如图1所示，保持天线元2的位置时，可以如下放置天线元4，在图1中，使提供馈电点4a和4b的天线元4的部分向下。
根据第三实施例的天线系统使用两个天线30a和30b，但数量不限于两个，以及可以使用更多天线。此外，代替将偶极天线用作天线30a和30b，可以采用如在图1所示的天线中使用的折叠式偶极天线。

Claims (17)

1.一种可变方向性天线，包括：
第一天线组，包括第一和第二天线，用于接收第一频带内的无线电波，所述第一和第二天线平行放置并彼此分开小于所述第一频带内的波长的一半的距离，所述第一和第二天线显示出沿垂直于其长度方向的线的8字型方向性；以及
移相部件，用于调整来自所述第一和第二天线的接收信号的相位，并以合成信号有选择地采用所述合成信号在从所述第一天线到所述第二天线的第一方向上显示出方向性的第一方向性状态，以及所述合成信号在从所述第二天线到所述第一天线的第二方向上显示出方向性的第二方向性状态的方式，合成调相后的信号。
2.如权利要求1所述的可变方向性天线，其中，所述移相部件包括：
合成部件，被提供来自所述第一和第二天线的接收信号；
第一固定移相器，位于所述合成部件和所述第一天线之间；以及
可变移相部件，位于所述第二天线和所述合成部件之间；
所述可变移相部件，在所述第一方向性状态下，将来自所述第二天线的接收信号原样耦合到所述合成部件，以及在所述第二方向性状态下，在所述第二天线和所述合成部件之间耦合第二固定移相器；
所述第一固定移相器提供使得在所述第一方向性状态下，由所述第一和第二天线接收的来自所述第二方向的信号基本上处于相反相位的移相量，以及所述第二固定移相器提供使得在所述第二方向性状态下，来自所述第二天线的接收信号基本上与所述第一固定移相器的输出信号处于相反相位的移相量。
3.如权利要求1或2所述的可变方向性天线，其中，从所述第一和第二天线接收的信号在所述第一和第二放大器中放大后，提供给所述移相部件。
4.如权利要求1所述的可变方向性天线，其中，所述第一和第二天线形成在单个印刷电路板上。
5.如权利要求1所述的可变方向性天线，其中，所述第一和第二天线分别是第一和第二偶极天线，选择它们的整个长度以便接收所述第一频带内的无线电波，与每个所述偶极天线的相对端成一直线并向外放置延长元，所述第一偶极天线和位于所述第一偶极天线外的所述延长元的长度总和达到接收低于所述第一频带的第二频带内的无线电波，所述第二偶极天线和位于所述第二偶极天线外的所述延长元的长度总和达到接收所述第二频带内的无线电波，以及开关部件连接在所述第一偶极天线和位于所述第一偶极天线外的所述延长元之间，以及所述第二偶极天线和位于所述第二偶极天线外的所述延长元之间。
6.一种可变方向性天线，包括：
第一天线组，包括第一和第二天线，用于接收第一频带内的无线电波，所述第一和第二天线平行放置并分开小于所述第一频带内的波长的一半的距离，所述第一和第二天线显示出沿垂直于其长度方向的线的8字型方向性；
第二天线组，包括第三和第四天线，用于接收第一频带内的无线电波，所述第三和第四天线平行放置并彼此分开所述距离，显示出沿垂直于其长度方向的线的8字型方向性，所述第三和第四天线垂直于所述第一和第二天线；
第一移相部件，用于调整来自所述第一和第二天线的接收信号的相位，并以合成信号有选择地采用所述合成信号在从所述第一天线到所述第二天线的第一方向上显示出方向性的第一方向性状态，以及所述合成信号在从所述第二天线到所述第一天线的第二方向上显示出方向性的第二方向性状态的方式，合成调相后的信号；
第二移相部件，用于调整来自所述第三和第四天线的接收信号的相位，并以合成信号有选择地采用所述合成信号在从所述第三天线到所述第四天线的第三方向上显示出方向性的第三方向性状态，以及所述合成信号在从所述第四天线到所述第三天线的第四方向上显示出方向性的第四方向性状态的方式，合成调相后的信号；以及
信号合成部件，用于调整值以及合成在所述第一或第二方向性状态下所述第一移相部件的输出信号与所述第三或第四方向性状态下所述第二移相部件的输出信号，并提供在所述第一至第四方向的被选一个以及所述第一至第四方向之间的方向上显示出方向性的输出信号。
7.如权利要求6所述的可变方向性天线，其中，所述信号合成部件包括：
第一电平调整部件，向其提供所述第一移相部件的输出信号；
第二电平调整部件，向其提供所述第二移相部件的输出信号；以及
合成部件，用于合成所述第一和第二电平调整部件的输出信号；
所述第一和第二电平调整部件有选择地采用通过与第一因子成比例的电平，输出输入到其中的信号的第一因子状态，通过与小于所述第一因子的第二因子成比例的电平，输出输入到其中的信号的第二因子状态，以及截取输入信号的截取状态；
所述可变方向性天线进一步包括：
电平控制信号生成部件，用于向所述第一和第二电平调整部件提供第一和第二电平控制信号，以便连续地使所述第一和所述第二电平调整部件处于所述第一电平调整部件采用第一因子状态和所述第二电平调整部件采用截取状态的第一步骤、所述第一电平调整部件采用第一因子状态以及所述第二电平调整部件采用第二因子状态的第二步骤、所述第一和第二电平调整部件采用第一因子状态的第三步骤、所述第一电平调整部件采用第二因子状态以及所述第二电平调整部件采用第一因子状态的第四步骤、第一电平调整部件处于截取状态以及所述第二电平调整部件采用第一因子状态的第五步骤、所述第一电平调整部件采用第二因子状态以及所述第二电平调整部件采用第一因子状态的第六步骤、所述第一和第二电平调整部件采用第一因子状态的第七步骤、以及所述第一电平调整部件采用第一因子状态以及所述第二电平调整部件采用第二因子状态的第八步骤。
8.如权利要求7所述的可变方向性天线，进一步包括方向性控制信号生成部件，向所述第一和第二天线组提供方向性控制信号，在所述第一至第四步骤中，使所述第一和第二天线组有选择地处于以下状态：所述第一天线组的方向性处于所述第一方向性状态以及所述第二天线组的方向性处于所述第三方向性状态，以及所述第一天线组的方向性处于第二方向性状态以及所述第二天线组的方向性处于第四方向性状态，以及在第五至第八步骤中，使所述第一和第二天线组的方向性有选择地处于以下状态：所述第一天线组的方向性处于所述第二方向性状态以及所述第二天线组的方向性处于所述第三方向性状态，以及所述第一天线组的方向性处于第一方向性状态和所述第二天线组的方向性处于第四方向性状态。
9.如权利要求6所述的可变方向性天线，其中，第一至第四天线是选择其整个长度以便接收第一频带内的无线电波的第一至第四偶极天线；与每个所述偶极天线的相对端成一直线并向外放置延长元；所述第一至第四偶极天线的每一个和位于那个偶极天线外的所述延长元的长度总和达到接收低于所述第一频带的第二频带内的无线电波；以及开关元件连接在所述第一偶极天线和位于所述第一偶极天线外的所述延长元之间、所述第二偶极天线和位于所述第二偶极天线外的所述延长元之间、所述第三偶极天线和位于所述第三偶极天线外的所述延长元之间以及所述第四偶极天线和位于所述第四偶极天线外的所述延长元之间；
所述可变方向性天线进一步包括开关控制部件，当将接收第一频带内的无线电波时，断开所述开关部件，以及当将接收第二频带内的无线电波时，闭合所述开关部件。
10.如权利要求9所述的可变方向性天线，进一步包括：
可变滤波部件，包括向其提供从所述第一天线组接收的信号和具有根据第一通带改变信号改变成第一和第二频带的被选一个的通带的第一可变滤波器，以及向其提供从所述第二天线组接收的信号并具有根据第二通带改变信号而改变的通带的第二可变滤波器；以及
通带改变信号生成部件，用于向所述第一和第二滤波器提供所述第一和第二通带改变信号。
11.如权利要求10所述的可变方向性天线，其中，当所述电平控制信号生成部件和所述方向性控制信号生成部件生成第一和第二电平控制信号和方向性控制信号以便向所述天线系统提供接收所需无线电波的方向性时，所述通带改变信号生成部件向所述第一和第二可变滤波器提供使所述第一和第二可变滤波器通过所述所需无线电波的第一和第二通带改变信号。
12.如权利要求11所述的可变方向性天线，进一步包括通过传输线将接收信号从所述天线系统耦合到其上的接收装置，所述接收装置通过所述传输线传送对应于正传送将接收的信号的信道的天线控制数据。
13.如权利要求12所述的可变方向性天线，其中，所述接收装置具有存储部件，用于在其中存储彼此关联的所述天线控制数据和与所述信道有关的数据，根据所述天线控制数据生成第一和第二电平控制信号、方向性控制信号以及对应于所需信道的第一和第二通带改变信号；以及
在所述接收装置正接收所需信道的状态下，从所述存储部件中读出用于所需信道的所述天线控制数据，并通过所述传输线传送到所述电平控制信号生成部件、所述方向性控制信号生成部件和所述通带改变信号生成部件。
14.如权利要求13所述的可变方向性天线，其中，
在将所述接收装置设置成能够接收所需信道，同时所述第一和第二通带改变信号正提供给所述第一和第二可变滤波器以便使所述第一和第二可变滤波器通过所需信道之后，改变所述第一和第二电平控制信号和所述方向性控制信号，同时在所述接收装置处监视信号接收条件，以便确定提供可允许接收条件的第一和第二电平控制信号和方向性控制信号；
与由此确定的第一和第二电平控制信号和方向性控制信号有关的数据，以及与当已经获得可允许接收条件时提供给所述通带改变信号生成部件的第一和第二通带改变信号有关的数据被存储在所述存储部件中作为所述天线控制数据。
15.如权利要求13所述的可变方向性天线，其中，
当在所述接收装置接收所述所需信道信号的状态变为不可容忍，而第一和第二通带改变信号正提供给所述第一和第二可变滤波器以便使所述第一和第二可变滤波器通过所述所需信道信号时，连续地改变第一和第二电平控制信号和所述方向性控制信号，监视所述接收装置处的信号接收条件，以便确定提供可允许信号接收条件的所述第一和第二电平控制信号和方向性控制信号；以及
提供所述可允许信号接收条件的所述第一和第二电平控制信号和方向性控制信号替代所述天线控制数据中，与所述第一和第二电平控制信号和方向性控制信号有关的在前数据。
16.如权利要求6所述的可变方向性天线，其中，由各个相关放大部件放大从所述第一至第四天线接收的信号。
17.如权利要求6所述的可变方向性天线，其中，在第一印刷电路板上形成所述第一和第二天线，以及在第二印刷电路板上形成所述第三和第四天线。
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