JP2001308636A - 受信システム - Google Patents

受信システム

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JP2001308636A
JP2001308636A JP2000116732A JP2000116732A JP2001308636A JP 2001308636 A JP2001308636 A JP 2001308636A JP 2000116732 A JP2000116732 A JP 2000116732A JP 2000116732 A JP2000116732 A JP 2000116732A JP 2001308636 A JP2001308636 A JP 2001308636A
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Japan
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antenna
amplifiers
receiving system
loop
control signal
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JP2000116732A
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English (en)
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Takeshi Kawabe
武司 川辺
Yoshiyuki Masuda
義行 増田
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Sharp Corp
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Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 広帯域で安定に受信できるアンテナ装置をも
つ受信システムを提供すること。 【解決手段】 互いに独立な複数のループアンテナと、
この各ループアンテナの出力をそれぞれ増幅すると共
に、増幅度がそれぞれ独立して可変制御可能な複数の増
幅器と、この各増幅器で増幅された信号を加算して受信
機に供給する加算器とを有し、各増幅器に入力される制
御信号により、各増幅器の増幅度をそれぞれ独立して設
定できるように、構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、本発明はデジタル
放送を受信するための受信システムに係り、特に、それ
ぞれ独立な複数のループアンテナを組み合わせること
で、受信信号の広帯域化を図り、同時に受信特性を改善
できるようにした受信システムに関する。
【0002】
【従来の技術】ループ型アンテナや平面型アンテナは、
従来より正方形、長方形などの様々の形状のものが提案
されており、これらはその受信周波数帯や必要な利得に
応じて最適設計がなされ、一部実用化されている。
【0003】図10は、従来技術によるループアンテナ
の1例を示す図である。同図に示すループアンテナは、
接地板1の上面に設けた発泡材等の絶縁体3によって、
ループ導体2を接地板1に対して平行に保持した構造と
なっている。そして、ループ導体2に2本の平行線路導
体4A、4Bを設けて、供電用同軸線路6の中心導体7
を一方の平行線路導体4Aに接続し、供電用同軸線路6
の外部導体8を他方の平行線路導体4Bおよび接地板1
に接続して、これによってループ導体2に供電がなされ
る構造となっている。
【0004】図12の211は、上記した図10のルー
プアンテナの電圧定在波比(VSWR)の周波数特性を
示している。図12の特性211において、電圧定在波
比(VSWR)=3.0以下を受信可能とすると、周波
数帯域は略30MHzとなり、これはテレビジョン放送
では略5チャンネル分の受信帯域に相当する。
【0005】図11は、図10のループアンテナより受
信帯域を広げるために構造を改善した、従来技術による
平面型ループアンテナの1例を示す図である。同図に示
す平面型ループアンテナは、接地板1の上面に設けた発
泡材等の絶縁体3によって、板状ループ導体9を接地板
1に対して平行に保持した構造となっている。また、ワ
イヤ状の供電部導体5の一部が、接地板1と板状ループ
導体9との間に平行に、かつ、板状ループ導体9のルー
プの中心線の真下に設けられている。そして、供電用同
軸線路6の中心導体7を供電部導体5に接続し、供電用
同軸線路6の外部導体8を接地板1に接続して、これに
より板状ループ導体9に電磁界結合により供電がなされ
る構造となっている。
【0006】図12の212は、上記した図11の平面
型ループアンテナの電圧定在波比(VSWR)の周波数
特性を示している。図12の特性212から明らかなよ
うに、図11の平面型ループアンテナは図10のループ
アンテナに較べて、より広い帯域で受信可能である。例
えば、VSWR≦3での帯域を比較すると、図10のル
ープアンテナがB.W.=4.5%であるのに対して、
図11の平面型ループアンテナではB.W.=24.6
%となり、図11の平面型ループアンテナは図10のル
ープアンテナよりも広い受信帯域を有している。
【0007】なお、図11の平面型ループアンテナを試
作したところ、その受信帯域幅は約150MHzであっ
た(VSWR≦3)。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、今後放送が
予定されている地上波デジタル放送では、使用される周
波数帯域が非常に広いものとなっており、提案されてい
る周波数帯域は、テレビジョン用として470MHz〜
770MHz(UHF帯)、音声用として90MHz〜
108MHz、170MHz〜222MHz(VHF
帯)が計画されている。
【0009】地上波デジタルテレビジョン放送において
は、各チャンネルには6.0MHzが割り与えられてお
り、カバーしなければならない受信範囲は、テレビジョ
ン用の帯域470MHz〜770MHzから、300M
Hzの帯域幅となっている。したがって、地上波デジタ
ルテレビジョン放送用の受信アンテナ装置は、このよう
な広い周波数帯域で受信可能とする特性を確保する必要
がある。
【0010】しかしながら、従来提案されているループ
アンテナや平面型ループアンテナにおいては、受信可能
な周波数帯域が狭く、図10のループアンテナでは受信
可能な帯域幅が30MHz、図11の平面型ループアン
テナでは受信可能な帯域幅が150MHzであるため、
地上波デジタルテレビジョン放送において要求される3
00MHzの帯域幅をカバーできないのが現状である。
【0011】また、地上波デジタルテレビジョン放送で
は、送信パワーを現在の地上波アナログテレビジョン放
送に比して約10dB低下させて送信することが検討さ
れており、そのときの受信エリアも現行の地上波アナロ
グ放送と同一に保つことが前提となっている。したがっ
て、地上波デジタルテレビジョン放送用の受信アンテナ
装置には、高い性能が必要で、固定受信においては、マ
ルチパスやフェージング現象も考慮した高いアンテナ利
得、およびマルチパスが要求される。
【0012】しかし、従来のループアンテナや平面型ル
ープアンテナでは、信号が帯域外になる場合には受信劣
化が著しく、クリフ効果のため映像に乱れが生じ、受信
不能となる事態を招来する。
【0013】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、広帯域で安定に受信できるア
ンテナ装置をもつ受信システムを提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明による受信システムでは、互いに独立な複
数のループアンテナと、この各ループアンテナの出力を
それぞれ増幅すると共に、増幅度がそれぞれ独立して可
変制御可能な複数の増幅器と、この各増幅器で増幅され
た信号を加算して受信機に供給する加算器とを有し、各
増幅器に入力される制御信号により、各増幅器の増幅度
をそれぞれ独立して設定できるように、構成する。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係
る受信システムにおける受信アンテナ装置の構成を示す
図である。
【0016】図1に示すように、本実施形態における受
信アンテナ装置150は、互いに独立した第1アンテナ
部110および第2アンテナ部110と、信号処理部1
03とで構成されている。なお、図1において、104
は受信アンテナ装置150から受信機へ出力される受信
信号、105は電源・制御信号線である。なお、受信信
号104の伝送線と電源・制御信号線105とは、同一
のアンテナケーブルで共用することもできる。
【0017】第1アンテナ部110および第2アンテナ
部110は、前述した図11の平面型ループアンテナと
同様な構造をとるものとなっている。すなわち、第1ア
ンテナ部110および第2アンテナ部110は、接地板
1の上面に設けた発泡材等の絶縁体3によって、板状ル
ープ導体9を接地板1に対して平行に保持し、また、ワ
イヤ状の供電部導体5の一部が、接地板1と板状ループ
導体9との間に平行に、かつ、板状ループ導体9のルー
プの中心線の真下に設けられた構造をとっている。そし
て、供電用同軸線路6の中心導体7を供電部導体5に接
続し、供電用同軸線路6の外部導体8を接地板1に接続
して、これにより板状ループ導体9に電磁界結合により
供電がなされるようになっている。
【0018】ここで、第1アンテナ部110と第2アン
テナ部110はそれぞれ周波数特性が異なるものとなっ
ており、2つのアンテナ部110、110は、互いに干
渉しないことを保証できる程度の距離をとって配置され
ている。なお、干渉しないことを保証できる程度の距離
とは、周波数を470MHzとすると波長λ=63.8
cmとなり、0.3×63.8=19.1cm以上離れ
ていれば、相互干渉は実質上無視できることになる。
【0019】図2の201は、第1アンテナ部110の
電圧定在波比(VSWR)の周波数特性を示しており、
図12の周波数特性と同様のものとなっている。また、
図2の202は、第2アンテナ部110の電圧定在波比
の周波数特性を示しており、これは第1アンテナ部11
0の周波数特性201と同様の特性形状であるが、周波
数特性201よりも高域側にシフトしたものとなってい
る。
【0020】次の表1は、第1アンテナ部110のサイ
ズを示したものである。
【0021】
【表1】 なお、表1において、Cは板状ループ導体9の中心ルー
プ長、Lは外形が正方形の板状ループ導体9の一辺の長
さ、Wは板状ループ導体9のループ幅、hは板状ループ
導体9と接地板1との距離、ρは供電部導体5のワイヤ
半径、LVは供電部導体5における板状ループ導体9お
よび接地板1に平行に配された部分の長さ、LHは供電
部導体5における板状ループ導体9および接地板1に垂
直に配された部分の長さである(C、W、h、LV、L
Hについては、図11中に示してあるので参照された
い)。
【0022】第2アンテナ部110についてはサイズを
示さないが、図2の周波数特性202を得るために、上
記した表1の各ファクターの値が、最適設計される。
【0023】図2の周波数特性201、202から明ら
かなように、第1、第2アンテナ部110、110は、
前述した図10のループアンテナに較べて、より広い帯
域で受信可能である。例えば、VSWR≦3での帯域を
比較すると、図10のループアンテナがB.W.=4.
5%であるのに対して、第1、第2アンテナ部110、
110はではB.W.=8.0%となり、図10のルー
プアンテナよりも広い受信帯域を有していることが分か
る。
【0024】次に、受信信号の流れを説明する。地上波
デジタルテレビジョン放送用の送信塔から送信された電
波は、空中を伝播して受信アンテナ装置150に到達す
る。到達した電波は第1アンテナ部110および第2ア
ンテナ部110で受信され、供電用同軸線路6の中心導
体7から信号が取り出される。第1アンテナ部110お
よび第2アンテナ部110から出力された信号は、図1
中の信号処理部103内のアンテナ出力処理部に供給さ
れる。
【0025】図3は、信号処理部103内のアンテナ出
力処理部130の構成を示す図である。同図において、
131は第1アンテナ部110からの出力信号の入力端
子、132は第2アンテナ部110からの出力信号の入
力端子、135は第1アンテナ部110からの出力信号
を増幅する増幅器、136は第2アンテナ部110から
の出力信号を増幅する増幅器、139は2つの増幅器1
35、136の出力を加算する加算器、140は受信信
号104の出力端子、141は受信機から出力される制
御信号142の入力端子である。
【0026】上記の増幅器135、136は、受信機か
らの制御信号142にしたがって、その増幅度がそれぞ
れ独立して可変制御されるようになっており、第1アン
テナ部110の出力信号および第2アンテナ部110の
出力信号は、増幅器135、136でそれぞれ独立して
増幅される。そして、2つの増幅器135、136の出
力は加算器139で加算されて、受信信号104として
受信機に出力される。
【0027】各増幅器135、136の増幅範囲は0〜
11000倍程度で、増幅度0〜1倍のアッテネータ機
能をもつ。一方の増幅器の増幅度が0のときはこの増幅
器に対応するアンテナ部の出力がないので、他方のアン
テナ部だけを使用している状態となる。また、それぞれ
の増幅器の増幅度を同程度、例えば20dB程度で動作
させてもよく、この場合は、2つの動作周波数領域をも
つ2つのアンテナ部110、110を足し合わせた、図
4に示すような周波数特性200をもつ受信アンテナ装
置とみなせることになる。
【0028】図5は、本実施形態の受信システムの概要
を示す図である。受信アンテナ装置150から、各増幅
器135、136の出力を加算した加算器139からの
受信信号104が、アンテナケーブル161を通して受
信機(地上波デジタルテレビジョン放送受信機)151
に伝送される。なお、このアンテナケーブル161によ
って受信信号104の他に、受信アンテナ装置150へ
の電力供給や、各増幅器135、136の増幅度を制御
するための制御信号の伝送が行われる。
【0029】次に、受信機(地上波デジタルテレビジョ
ン放送受信機)151の構成について説明する。図6
は、本実施形態の受信システムにおける受信機151の
構成を示すブロック図である。
【0030】図6において、152はチューナ部、15
4はOFDM(orthogonal frequency division multip
lex)方式変調信号の復調部、155はデマルチプレッ
クス処理部&デコーダ部、156は受信アンテナ装置1
50への制御信号を生成する制御部、157はシステム
全体の統括制御を司るマイコン、158は復調部154
の出力に基づき受信状態を検出する検出部、159は出
力端子、160はリモコン信号の受光部、161はリモ
コンである。
【0031】受信アンテナ装置150からの受信信号1
04はチューナ部152に入力され、マイコン157か
らの選局指令に基づいて、チューナ部15において所定
のチャンネルが選局され、このチューナ部152の出力
が復調部154に出力される。復調部154では、入力
信号を復調してTS(トランスポート)信号をデマルチ
プレックス処理部&エンコーダ部154に出力する。デ
マルチプレックス処理部&エンコーダ部154では、復
調されたTS信号をデマルチプレックス処理して、映像
信号、音声信号、データ信号等に分離すると共に、必要
に応じ誤り訂正等の処理を施し、映像信号、音声信号を
デコードして、出力端子159から出力する。
【0032】マイコン157では、リモコン161によ
って選局が指示されると、チューナ部152に選局指令
を出力すると共に、制御部156に対してコントロール
信号を出力する。これにより、制御部156は、リモコ
ン161からの選局信号に基づいて周波数帯を算出し
て、この算出結果に応じて制御信号を生成して、これを
受信アンテナ装置150に送出する。そして、受信アン
テナ装置150では、送られてきた制御信号に基づき、
各増幅器135、136の増幅度を設定する。さらに、
制御部156は、検出部158からの受信状態情報に基
づき、受信感度が最大となるように制御信号を生成し
て、これを受信アンテナ装置150に送出し、受信アン
テナ装置150では、送られてきた制御信号に基づき、
受信感度が最大となるように各増幅器135、136の
増幅度をコントロールする。
【0033】受信感度は、復調部154内のAGC回路
の信号を用いて測定し、受信感度が最大となるように設
定することができる。また、受信感度は、復調後のコン
スタレーションの平均電力や、あらかじめ挿入されてい
るパイロット信号などを用いて、同様の制御を行うこと
が可能である。
【0034】なお、制御部156には、受信アンテナ装
置150内部にそれぞれ独立に設けられた各増幅器13
5、136の増幅度を同一に設定するモードも持たせて
あり、これにより、不用意に増幅度を変更しないように
する対応も可能となっている。
【0035】次に、制御部156から送出される制御信
号について説明する。図7は、制御信号(CTL信号)
の例を示す図である。
【0036】図7に示した例では、制御信号は1パケッ
トのCTL信号列となっており、先頭の同期信号171
を基準にして、制御(1)172、制御(2)173、
アンテナID174、設定値175、……、Reserve 1
76の各信号で構成されている。同期信号171は制御
信号(CTL信号列)のスタートを表わす基準信号であ
り、制御(1)172、制御(2)173は、各アンテ
ナ部110、111を独立に制御するか等に関する情報
や、受信周波数に関する情報を伝達するのに用いられ
る。また、アンテナID174はアンテナ部の指定に用
いられ、設定値175は増幅器の増幅度の設定に用いら
れる。なお、制御情報の内容は、本実施形態と同様の作
用をするものであれば、他の信号を用いてもよい。
【0037】ここでの例は、各増幅器135、136
が、デジタル制御信号(ビット情報)の入力によって増
幅度を制御されるものを示したが、電圧情報で上記した
内容と同様の情報を伝送して、アナログ制御入力によっ
て各増幅器135、136の増幅度を制御することも可
能である。
【0038】図8は、本発明の第2実施形態に係る受信
システムにおける受信アンテナ装置の構成を示す図であ
る。同図において、前述した第1実施形態と均等なもの
には同一符号を付してある。図8において、110Aは
第1アンテナ部、111Aは第2アンテナ部、112A
は第3アンテナ部、113Aは第4アンテナ部であり、
各アンテナ部110A〜113Aの構成は、前述した第
1実施形態と同様のものとなっている。
【0039】本実施形態が第1実施形態と異なるのは、
独立したアンテナ部を4つ設けた点にあり、図9に示す
ように、受信アンテナ装置150の信号処理部103の
アンテナ出力処理部130内には、入力端子131〜1
34を介して入力される各アンテナ部110A〜113
Aの出力信号を、それぞれ独立して増幅する4つの増幅
器135〜138が設けてある。本実施形態では、各増
幅器135〜138の出力を加算器131で加算して、
受信信号104として出力するようになっており、その
他の信号の流れや制御処理は、前述の第1実施形態と同
様である。
【0040】本実施形態では、4つのアンテナ部110
A〜113Aを具備しているので、各アンテナ部110
A〜113Aの受信周波数特性を総べて異なるものとし
ても、あるいは、受信周波数特性の異なる2種類のアン
テナ部を各2個づつ用いるようにしてよい。前者のよう
にした場合は、受信帯域の拡大が図れ、また、受信帯域
のオーバーラップ部分を大きくできるので、加算処理に
より受信感度のさらなる向上が図れる。後者のようにし
た場合は、同一特性のアンテナ部の受信方向を変えて配
置することで、受信感度の指向性の拡大が図れる上、受
信感度のさらなる向上が図れる。
【0041】なお、さらに多数のアンテナ部を用いるこ
とも可能であることは云うまでもなく、各アンテナ部が
相互に干渉しない距離をもつように配置すれば、アンテ
ナ部の個数や受信方向配置は任意である。
【0042】以上、本発明の実施形態によれば、広帯域
の受信が可能で、かつ、マルチパスやフェージングに強
い、安定した信頼性の高い受信が可能な受信システムを
実現できる。また、アンテナ部に平面型ループアンテナ
を用いているので、薄型の受信アンテナ装置を構築する
ことが可能となり、受信アンテナ装置を壁や屋根などの
一部として組み込むことができ、受信アンテナ装置の配
置の自由度が高まる。
【0043】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、互いに独
立な複数のループアンテナと、この各ループアンテナの
出力をそれぞれ増幅すると共に、増幅度がそれぞれ独立
して可変制御可能な複数の増幅器と、この各増幅器で増
幅された信号を加算して受信機に供給する加算器とを有
し、各増幅器に入力される制御信号により、各増幅器の
増幅度をそれぞれ独立して設定できるようにしたので、
広帯域の受信が可能で、安定した信頼性の高い受信が可
能な受信システムを実現できる。
【0044】また、ループアンテナを用いることで、従
来のアナログテレビジョン受信アンテナでは実現困難で
あった薄型の受信アンテナ装置を構築できる。
【0045】また、増幅器や加算器などの能動素子や受
動素子をループアンテナと一体に組み込むことで、消費
電力の低い、小型・薄型の受信アンテナ装置を構築でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る受信システムにお
ける受信アンテナ装置の構成を示す説明図である。
【図2】図1のアンテナ装置における2つのアンテナ部
それぞれの受信周波数特性を示す説明図である。
【図3】図1のアンテナ装置における信号処理部内のア
ンテナ出力処理部の構成を示すブロック図である。
【図4】図1のアンテナ装置における2つのアンテナ部
の出力を加算した受信周波数特性の1例を示す説明図で
ある。
【図5】本発明の第1実施形態に係る受信システムの概
要を示す説明図である。
【図6】本発明の第1実施形態に係る受信システムにお
ける受信機の内部構成の1例を示すブロック図である。
【図7】本発明の第1実施形態に係る受信システムにお
ける制御信号の1例を示す説明図である。
【図8】本発明の第2実施形態に係る受信システムにお
ける受信アンテナ装置の構成を示す説明図である。
【図9】図8のアンテナ装置における信号処理部内のア
ンテナ出力処理部の構成を示すブロック図である。
【図10】従来のアンテナ装置の構成を示す説明図であ
る。
【図11】従来のアンテナ装置の構成を示す説明図であ
る。
【図12】図10および図11のアンテナ装置の受信周
波数特性を示す説明図である。
【符号の説明】
1 接地板 2 ループ導体 3 絶縁体 4A、4B 平行線路導体 5 供電部導体 6 供電用同軸線路 7 中心導体 8 外部導体 9 板状ループ導体 103 信号処理部 104 受信信号 105 電源・制御信号線 110 第1アンテナ部 111 第2アンテナ部 130 アンテナ出力処理部 131、132、133、134 アンテナ部からの入
力端子 135、136、137、138 増幅器 139 加算器 140 出力端子 141 制御信号の入力端子 150 受信アンテナ装置 151 受信機 152 チューナ部 154 復調部 155 デマルチプレックス処理部&エンコーダ部 156 制御部 157 マイコン 158 検出部 159 出力端子 160 リモコン信号の受光部 161 リモコン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5J021 AA02 AA04 AA09 AB04 DB02 FA13 FA14 FA25 FA26 FA29 HA05 JA02 5J100 AA17 AA24 AA26 BA01 BC01 CA29 DA06 EA02 FA04 5K059 CC03 DD35 5K061 AA11 BB06 CC02 CD01 JJ06 5K062 AA06 AB02 AC01 AD01 AE06 AG01 BA06 BE06 BE12

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに独立な複数のループアンテナと、
    この各ループアンテナの出力をそれぞれ増幅すると共
    に、増幅度がそれぞれ独立して可変制御可能な複数の増
    幅器と、この各増幅器で増幅された信号を加算する加算
    器とを有し、この加算器の出力を受信機に供給するよう
    にした受信システムであって、 前記各増幅器に入力される制御信号により、前記各増幅
    器の増幅度をそれぞれ独立して設定できるようにしたこ
    とを特徴とする受信システム。
  2. 【請求項2】 請求項1記載において、 受信機内部に受信状態を検出する受信状態検出手段を有
    し、この受信状態検出手段で検出された信号に基づき、
    前記複数の増幅器の増幅度をそれぞれ独立して調整する
    ことを特徴とする受信システム。
  3. 【請求項3】 請求項1記載において、 受信機内部に選局情報を検出する選局情報検出手段を有
    し、この選局情報検出手段で検出された信号に基づき、
    前記複数の増幅器の増幅度をそれぞれ独立して調整する
    ことを特徴とする受信システム。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3の何れか1つに記載にお
    いて、 前記各増幅器へ送出される前記制御信号には、前記複数
    のアンテナまたは前記複数の増幅器をそれぞれ識別する
    ためのIDデータが含まれることを特徴とする受信シス
    テム。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至3の何れか1つに記載にお
    いて、 前記各増幅器へ送出される前記制御信号には、前記複数
    のアンテナまたは前記複数の増幅器をそれぞれ識別する
    ため、それぞれ電圧の異なる識別用信号が含まれること
    を特徴とする受信システム。
  6. 【請求項6】 請求項1乃至5の何れか1つに記載にお
    いて、 前記各ループアンテナには少なくとも1つの能動素子が
    組み込まれていることを特徴とする受信システム。
  7. 【請求項7】 請求項1乃至6の何れか1つに記載にお
    いて、 少なくとも受信帯域特性の異なる2つのループアンテナ
    をもつことを特徴とする受信システム。
  8. 【請求項8】 請求項1乃至6の何れか1つに記載にお
    いて、 少なくとも向きを変えて配置された2つのループアンテ
    ナをもつことを特徴とする受信システム。
  9. 【請求項9】 請求項1乃至8の何れか1つに記載にお
    いて、 前記各ループアンテナは、板状ループ導体をもつ平面型
    ループアンテナであることを特徴とする受信システム。
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