JP2002050976A - アンテナユニットおよび受信機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 同軸ケーブルだけで受信機からアンテナユニ
ットに動作電圧および利得の制御信号を供給する。 【解決手段】 アンテナユニット１０に、アンテナ１１
と、高周波アンプ１３と、アッテネータ回路１４と、出
力ケーブル１８と、電圧検出回路２１とを設ける。受信
機から出力ケーブル１８を通じて高周波アンプ１３にそ
の動作電圧ＶPWRを供給する。動作電圧ＶPWRをＡＧＣ電
圧ＶAGCにしたがって切り換える。この動作電圧ＶPWRの
切り換えを電圧検出回路２１により検出した検出出力に
より、高周波アンプ１３と、アッテネータ回路１４と
を、アンテナ１１および出力ケーブル１８の間の信号ラ
インに、選択的に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、アンテナユニッ
トおよび受信機に関する。

【０００２】

【従来の技術】アメリカにおけるデジタル音声放送はＤ
ＡＲと呼ばれているが、このＤＡＲは、車両に搭載した
受信機などでも安定な受信ができるようにするため、衛
星波と地上波とを併用している。

【０００３】すなわち、ＤＡＲにおいては、2.3ＧHz帯
が使用され、図８Ｂに示すように、２つのサービスが放
送される。このとき、サービスのそれぞれは、12.5ＭHz
の周波数帯域を使用する。そして、図８Ａにも示すよう
に、１つのサービスは２つのアンサンブルＡ、Ｂから構
成され、これらアンサンブルＡ、Ｂのそれぞれは50チャ
ンネルの番組（コンテンツ）を提供する。したがって、
１つのサービスが100チャンネルの番組を提供すること
になる。

【０００４】そして、アンサンブルＡは、信号Ａ1、Ａ
2、Ａ3によりそれぞれ放送され、アンサンブルＢは、信
号Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3によりそれぞれ放送される。つまり、
信号Ａ1、Ａ2、Ａ3の内容は互いに同一であり、信号Ｂ
1、Ｂ2、Ｂ3の内容も互いに同一である。したがって、
信号Ａ1、Ａ2、Ａ3のどれかを受信できれば、アンサン
ブルＡの番組を聴取できることになり、同様に信号Ｂ
1、Ｂ2、Ｂ3のどれかを受信できれば、アンサンブルＢ
の番組を聴取できることになる。

【０００５】なお、信号Ａ1〜Ａ3、Ｂ1〜Ｂ3は、図８Ａ
にも示すように、周波数順に、信号Ａ1、Ａ2、Ａ3、Ｂ
3、Ｂ2、Ｂ1のように配列され、信号Ａ3と信号Ｂ3との
中央の周波数ｆCを中心にして、信号Ａ1、Ａ2、Ａ3と、
信号Ｂ3、Ｂ2、Ｂ1とは対称に配置されている。

【０００６】そして、信号Ａ1、Ａ2、Ｂ1、Ｂ2はＱＰＳ
Ｋ信号であり、信号Ａ1、Ｂ1は、アメリカ西部の上空の
放送衛星ＢＳ1から送信され、信号Ａ2、Ｂ2は、アメリ
カ東部の上空の放送衛星ＢＳ2から送信される（厳密に
は、衛星ＢＳ1、ＢＳ2は、アメリカ西部および東部に対
応する経度であって赤道の上空に位置する）。また、信
号Ａ3、Ｂ3はＯＦＤＭ信号であり、地上のアンテナから
送信される。

【０００７】したがって、信号Ａ1、Ａ2、Ｂ1、Ｂ2は衛
星波であるとともに、衛星ＢＳ1、ＢＳ2によりダイバー
シティ効果が得られるので、アメリカ全域で放送を聴取
できる。また、高層ビルなどがあると、電波が遮られる
こともあるが、これは地上波の信号Ａ3、Ｂ3により補わ
れる。したがって、車両に搭載した受信機であって車両
の走行につれて電波状態が大きく変化する場合でも、良
好に放送を受信することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したＤ
ＡＲを車両に搭載した受信機により聴取する場合には、
その受信アンテナは、車両の走行方向にかかわらず一様
な感度を得るため、指向性の少ないものとされる。しか
し、指向性の少ない受信アンテナは、利得が小さい。

【０００９】このため、衛星ＢＳ1、ＢＳ2から送信され
る信号Ａ1、Ａ2、Ｂ1、Ｂ2の受信レベルは、かなり小さ
くなってしまう。実際には、信号Ａ1〜Ｂ2の受信レベル
は、受信アンテナのノイズレベルよりも10dB〜20dB大き
い程度であり、−100dBm〜−90dBm程度である。したが
って、ＤＡＲを受信する場合には、受信アンテナの出力
を増幅するための高周波アンプが必要とされるととも
に、その高周波アンプとして十分に低雑音のものが必要
とされる。

【００１０】一方、地上のアンテナから送信される信号
Ａ3、Ｂ3の受信レベルは、送信アンテナからの距離によ
り大きく変化し、−90dBm〜０dBm程度となる。また、信
号Ａ3、Ｂ3を送信アンテナの近くで受信した場合には、
その受信レベルがかなり大きくなり、高周波アンプが飽
和して大きな歪みを発生する。

【００１１】したがって、以上のことから、受信機のア
ンテナ入力段には、ノイズレベルが小さく、かつ、入力
レベルが100dBmの範囲にわたって変化しても歪みの少な
い高周波アンプが必要となる。

【００１２】また、受信レベルが変化する場合、一般に
ＡＧＣをかけて信号レベルを安定化しているが、ＤＡＲ
受信機の場合、100dBmもの受信レベルの変化範囲に対し
てＡＧＣを応答させる必要がある。

【００１３】さらに、ＤＡＲ受信機を車両に搭載する場
合には、そのアンテナを受信障害の少ない所、例えば屋
根の上に設置することになるが、受信機は車両の内部に
設置されているので、アンテナと受信機との間をケーブ
ルで接続することになる。しかし、上記のようにＤＡＲ
の放送は2.3ＧHz帯を使用しているので、ケーブルによ
る減衰が大きく、一般に10dB程度の減衰がある。したが
って、アンテナと受信機との間をケーブルで接続するだ
けでは、衛星波の信号Ａ1〜Ｂ2は受信が困難になってし
まう。

【００１４】このような場合、一般には、アンテナに高
周波アンプを一体化し、アンテナの受信信号をその高周
波アンプで増幅してからケーブルを通じて受信機に供給
するようにしている。また、このとき、その高周波アン
プに必要な動作電圧は、そのケーブルを通じて受信機か
ら供給するようにしている。

【００１５】しかし、アンテナに一体化した高周波アン
プでＡＧＣをかけるには、ＡＧＣ電圧は受信機で形成さ
れるので、そのＡＧＣ電圧を高周波アンプに供給するた
めのラインが必要となり、その結果、特殊なケーブルや
コネクタが必要となってしまう。

【００１６】また、高周波アンプでＡＧＣを行う場合、
その高周波アンプを可変利得アンプにより構成すること
になるが、一般に、可変利得アンプは、固定利得のアン
プよりもＮＦ（雑音指数）が悪く、低雑音を要求される
高周波アンプに可変利得アンプを使用することはできな
い。

【００１７】この発明は、以上のような問題点を解決し
ようとするものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】この発明においては、例
えば、アンテナと、高周波アンプと、アッテネータ回路
と、出力ケーブルと、スイッチ回路とを有し、上記出力
ケーブルの出力信号が供給される受信機から、上記出力
ケーブルを通じて上記高周波アンプにその動作電圧が供
給されるとともに、上記受信機から上記出力ケーブルを
通じて上記スイッチ回路に制御信号が供給され、この制
御信号にしたがって上記スイッチ回路を制御することに
より、上記高周波アンプと、上記アッテネータ回路と
を、上記アンテナと、上記出力ケーブルとの間の信号ラ
インに選択的に接続するようにしたアンテナユニットと
するものである。また、アンテナの受信信号を所定の利
得をもって出力ケーブルに送り出すとともに、第１の制
御信号にしたがって上記利得を切り換えることのできる
アンテナユニットを使用する受信機であって、上記出力
ケーブルの接続されるコネクタと、高周波アンプと、可
変アッテネータ回路と、スイッチ回路とＡＧＣ電圧から
上記第１の制御信号と、第２および第３の制御信号を形
成する形成回路とを有し、上記出力ケーブルを通じて上
記アンテナユニットにその動作電圧を供給し、上記形成
回路により形成された上記第１の制御信号を上記出力ケ
ーブルを通じて上記アンテナユニットに供給して上記利
得を切り換え、上記第２の制御信号にしたがって上記ス
イッチ回路を制御することにより、上記高周波アンプ
と、上記可変アッテネータ回路とを、上記コネクタと、
後段の回路との間の信号ラインに選択的に接続し、上記
第３の制御信号により上記可変アッテネータ回路の利得
を制御するようにした受信機とするものである。したが
って、高周波アンプと、アッテネータ回路と、可変アッ
テネータ回路とが、受信電界レベルに対応して制御さ
れ、ダイナミックレンジの広いＡＧＣが行われる。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１および図２は、この発明を、
ＤＡＲを受信するためのアンテナユニットおよび受信機
に適用した場合の一例を示し、符号１０はそのアンテナ
ユニット、符号３０はその受信機である。

【００２０】そして、アンテナユニット１０において
は、ＤＡＲの信号Ａ1〜Ａ3、Ｂ1〜Ｂ3の受信アンテナ１
１が、スイッチ回路１２を通じて高周波アンプ１３ある
いはアッテネータ回路１４に接続される。この場合、ス
イッチ回路１２は、アンテナ１１を、高周波アンプ１３
と、アッテネータ回路１４とに選択的に接続するため、
オン時のロスおよびノイズが少なく、オフ時のアイソレ
ーションが優れているとともに、高周波特性が優れたス
イッチング素子、例えばガリウム砒素ＦＥＴを有し、図
１に等価的に示すように、１回路２接点の切り換えスイ
ッチに構成されている。

【００２１】また、高周波アンプ１３は、低雑音アンプ
により構成されるとともに、その利得Ｇ13は固定とさ
れ、例えば、Ｇ13＝14dBである。さらに、アッテネータ
回路１４は、その利得Ｇ14が固定とされ、例えば、Ｇ14
＝−６dBである。なお、以下の説明においては、利得の
単位は〔dB〕とする。

【００２２】そして、高周波アンプ１３あるいはアッテ
ネータ回路１４が、スイッチ回路１５を通じてバンドパ
スフィルタ１６に接続される。この場合、スイッチ回路
１５は、スイッチ回路１２と同様に構成され、高周波ア
ンプ１３と、アッテネータ回路１４とを、高周波信号ラ
インに選択的に接続するためのものである。また、バン
ドパスフィルタ１６は、例えばＳＡＷフィルタにより構
成され、図８Ｂにおける２つのサービスを通過させる特
性を有するものである。

【００２３】さらに、バンドパスフィルタ１６の出力端
が、固定利得の低雑音アンプにより構成された高周波ア
ンプ１７の入力端に接続され、アンプ１７のホット側の
出力端が直流カット用のコンデンサＣ11を通じて同軸ケ
ーブル１８の芯線（ホット側ライン）に接続される。こ
の場合、同軸ケーブル１８は、一般的なケーブルである
が、アンテナユニット１０の受信した信号Ａ1〜Ｂ3を受
信機３０に供給するとともに、アンテナユニット１０の
動作電圧と、ユニット１０の利得の制御電圧とを、受信
機３０からユニット１０に供給するためのものであり、
図１における右端には、コネクタプラグ１９が接続され
る。

【００２４】そして、コンデンサＣ11とケーブル１８の
芯線との接続点が、高周波チョークコイルＬ11および抵
抗器Ｒ11を通じてアンプ１３、１７のホット側の電源ラ
インに接続されるとともに、そのホット側の電源ライン
と接地との間に、コンデンサＣ12が接続される。したが
って、受信機３０から同軸ケーブル１８を通じてアンテ
ナユニット１０の動作電圧が供給されると、素子Ｒ11、
Ｃ12の接続点に、直流電圧ＶPWRが取り出され、この電
圧ＶPWRがアンプ１３、１７にその動作電圧として供給
される。なお、電圧ＶPWRは、後述するように、電圧ＶH
と電圧ＶLとに変化する電圧であり、例えば、ＶH＝３
Ｖ、ＶL＝2.7Ｖである。

【００２５】さらに、電圧ＶPWRが電圧検出回路２１に
供給されてＶPWR＝ＶLであるかＶPWR＝ＶHであるかが検
出される。そして、この検出回路２１の検出出力がスイ
ッチ回路１２、１５にその制御電圧として供給され、ス
イッチ回路１２、１５は、ＶPWR＝ＶLのときには、図１
に示すように、アンプ１３側に接続され、ＶPWR＝ＶHの
ときには、図１とは逆に、アッテネータ回路１４側に接
続される。

【００２６】なお、図示はしないが、このアンテナユニ
ット１０は全体が１つの箱体に収納され、その箱体から
同軸ケーブル１８が引き出される。したがって、このア
ンテナユニット１０は、例えば車両の屋根の上に設置
し、ケーブル１８を車内に引き込むことができる。

【００２７】一方、受信機３０において、アンテナユニ
ット１０のコネクタプラグ１９が接続されるコネクタジ
ャック３１のホット側が、コンデンサＣ31およびスイッ
チ回路３２を通じて高周波アンプ３３あるいは可変アッ
テネータ回路３４に接続される。この場合、スイッチ回
路３２は、スイッチ回路１２と同様に構成され、コネク
タジャック３１が、高周波アンプ３３側と、可変アッテ
ネータ回路３４側とに選択的に接続される。

【００２８】また、高周波アンプ３３は、低雑音アンプ
により構成されるとともに、その利得Ｇ33は固定とされ
る。さらに、可変アッテネータ回路３４は、その利得Ｇ
34が制御電圧ＶATTにより変化するものとされる。

【００２９】そして、高周波アンプ３３あるいはアッテ
ネータ回路３４が、スイッチ回路３５を通じて可変アッ
テネータ回路３６に接続される。なお、スイッチ回路３
５も、スイッチ回路１２と同様に構成され、高周波アン
プ３３と、可変アッテネータ回路３４とを、高周波信号
ラインに選択的に接続するためのものである。また、可
変アッテネータ回路３６は、その利得Ｇ36が制御電圧Ｖ
ATTにより変化するものとされる。

【００３０】そして、後述するように、可変アッテネー
タ回路３６からＡＧＣの行われた受信信号Ａ1〜Ａ3、Ｂ
1〜Ｂ3が取り出されるが、以下の説明においては、簡単
のため、図６Ａに示すように、信号Ａ1、Ａ2をまとめて
信号Ａ12とし、信号Ｂ1、Ｂ2をまとめて信号Ｂ12とす
る。

【００３１】すなわち、可変アッテネータ回路３６から
取り出された信号Ａ12、Ａ3、Ｂ12、Ｂ3（信号Ａ1〜Ａ
3、Ｂ1〜Ｂ3）が、低雑音アンプにより構成された高周
波アンプ３７およびバンドパスフィルタ３８を通じて第
１ミキサ回路３９に供給されるとともに、第１局部発振
回路４１から第１局部発振信号ＳLOが第１ミキサ回路３
９に供給され、信号Ａ12〜Ｂ3は第１中間周波信号に周
波数変換される。なお、バンドパスフィルタ３８は、例
えばＳＡＷフィルタにより構成され、図８Ｂにおける２
つのサービスを通過させる特性を有するものである。

【００３２】そして、アンサンブルＡを聴取する場合に
は（信号Ａ1〜Ａ3が必要な場合には）、図６Ａに実線で
示すように、第１局部発振信号ＳLOは、信号Ａ12、Ａ3
よりも低い所定の周波数ｆLとされる。したがって、図
６Ｂに示すように、信号Ａ12は第１中間周波信号ＳIF12
（中間周波数ｆIF12）に周波数変換され、信号Ａ3は第
１中間周波信号ＳIF3（中間周波数ｆIF3）に周波数変換
され、信号Ｂ12、Ｂ3は第１中間周波信号ＳIF45、ＳIF6
に周波数変換される。

【００３３】なお、イメージ特性を考慮すると、第１中
間周波数ｆIF12、ｆIF3をあまり低くすることはできな
いが、放送には2.3ＧHzの周波数帯が使用されているの
で、第１中間周波数ｆIF12、ｆIF3は、100ＭHz以上とさ
れる。例えば、ｆIF12≒113ＭHz、ｆIF3≒116ＭHzとさ
れる。

【００３４】また、アンサンブルＢを聴取する場合には
（信号Ｂ1〜Ｂ3が必要な場合には）、図６Ａに破線で示
すように、第１局部発振信号ＳLOは、信号Ｂ12、Ｂ3よ
りも高い所定の周波数ｆHとされる。したがって、図６
Ｃに示すように、信号Ｂ12は第１中間周波信号ＳIF12
（中間周波数ｆIF12）に周波数変換され、信号Ｂ3は第
１中間周波信号ＳIF3（中間周波数ｆIF3）に周波数変換
され、信号Ａ12、Ａ3は第１中間周波信号ＳIF45、ＳIF6
に周波数変換される。

【００３５】そこで、アンサンブルＡ、Ｂのどちらを聴
取する場合も、中間周波信号ＳIF12〜ＳIF6が、中間周
波アンプ４２を通じて第１中間周波フィルタ用のバンド
パスフィルタ４３Ｌに供給されて中間周波信号ＳIF12が
取り出される。そして、この信号ＳIF12が第２ミキサ回
路４４Ｌに供給されるとともに、第２局部発振回路４５
から所定の周波数の第２局部発振信号が取り出され、こ
の信号がミキサ回路４４Ｌに供給されて信号ＳIF12は第
２中間周波信号に周波数変換される。そして、この信号
がＡＧＣ用の可変利得アンプ４６Ｌを通じて復調回路４
７Ｌに供給されて目的とする番組のデジタルオーディオ
信号が復調され、この信号が合成回路４８に供給され
る。

【００３６】また、ミキサ回路３９からの信号ＳIF12〜
ＳIF6が、第１中間周波フィルタ用のバンドパスフィル
タ４３Ｈに供給されて中間周波信号ＳIF3が取り出され
る。そして、この信号ＳIF3が第２ミキサ回路４４Ｈに
供給されるとともに、第２局部発振回路４５からの第２
局部発振信号がミキサ回路４４Ｈに供給されて信号ＳIF
3は第２中間周波信号に周波数変換される。そして、こ
の信号がＡＧＣ用の可変利得アンプ４６Ｈを通じて復調
回路４７Ｈに供給されて目的とする番組のデジタルオー
ディオ信号が復調され、この信号が合成回路４８に供給
される。

【００３７】そして、合成回路４８において、復調回路
４７Ｌからの信号と、復調回路４７Ｈからの信号とが選
択あるいは合成されて出力端子４９に取り出される。

【００３８】また、このとき、復調回路４７Ｌから第２
中間周波信号の一部がレベル検出回路５１Ｌに供給され
てＡＧＣ電圧が形成され、このＡＧＣ電圧がアンプ４６
Ｌに利得の制御信号として供給され、信号Ａ12あるいは
Ｂ12の第２中間周波信号に対してＡＧＣが行われる。さ
らに、復調回路４７Ｈから第２中間周波信号の一部がレ
ベル検出回路５１Ｈに供給されてＡＧＣ電圧が形成さ
れ、このＡＧＣ電圧がアンプ４６Ｈに利得の制御信号と
して供給され、信号Ａ3あるいはＢ3の第２中間周波信号
に対してＡＧＣが行われる。

【００３９】したがって、第１局部発振信号ＳLOの周波
数を、周波数ｆLあるいは周波数ｆHに切り換えることに
より、端子４９には、アンサンブルＡのデジタル信号あ
るいはアンサンブルＢのデジタル信号が出力されること
になる。

【００４０】そして、そのとき、アンサンブルＡの受信
時であれば、受信信号Ａ12から復調されたデジタル信号
と、受信信号Ａ3から復調されたデジタル信号とが、選
択あるいは合成されて端子４９に取り出されるので、受
信条件にかかわらずエラーの少ないデジタル信号を得る
ことができる。また、アンサンブルＢの受信時にも、同
様の理由により受信条件にかかわらずエラーの少ないデ
ジタル信号を得ることができる。

【００４１】そして、アンテナユニット１０および受信
機３０の高周波段において、信号Ａ1〜Ａ3、Ｂ1〜Ｂ3に
ＡＧＣをかけるため、この発明においては、さらに、次
のように構成される。すなわち、上述のように、アンテ
ナユニット１０には、回路１２〜１５、２１などが設け
られるとともに、受信機３０の高周波段には、回路３２
〜３６などが設けられる。

【００４２】なお、この場合、可変アッテネータ回路３
４、３６は、その利得Ｇ34、Ｇ36が制御電圧ＶATTに対
して対数的に変化する、すなわち、利得Ｇ34、Ｇ36のデ
シベル値がリニアに変化するものとされる。

【００４３】また、アンプ４２から出力される第１中間
周波信号ＳIF12、ＳIF3の一部がレベル検出回路５２に
供給されて受信信号Ａ1〜Ｂ3のレベルが大きくなるとき
にレベルの大きくなるＡＧＣ電圧ＶAGCが形成され、こ
のＡＧＣ電圧ＶAGCが制御電圧形成回路５３に供給さ
れ、ＡＧＣ電圧ＶAGCに対して例えば図３Ａ〜Ｃに示す
ように変化する制御電圧ＶANT、ＶSW、ＶATTが形成され
る。

【００４４】すなわち、簡単のため、電圧ＶAGC、ＶATT
の最小値は０であるとする。また、ＡＧＣ電圧ＶAGCに
おける２つの所定値を、値Ｖ1、Ｖ2（Ｖ1＜Ｖ2）とす
る。

【００４５】すると、制御電圧ＶANTは、ＶAGC＜Ｖ2の
ときに“Ｈ”レベルとなり、ＶAGC≧Ｖ2のときに“Ｌ”
レベルとなる電圧である。また、制御電圧ＶSWは、ＶAG
C＜Ｖ1のときに“Ｈ”レベルとなり、ＶAGC≧Ｖ1のとき
に“Ｌ”レベルとなる電圧である。

【００４６】さらに、制御電圧ＶATTは、ＡＧＣ電圧ＶA
GCが最小値０から上昇するにつれて最小値０から上昇し
ていくが、ＶAGC＝Ｖ1になると、いったん最小値０にな
り、以後、再びＡＧＣ電圧ＶAGCが上昇するにつれて最
小値０から上昇していく。そして、ＶAGC＝Ｖ2になる
と、制御電圧ＶATTは、所定の値ΔＶだけ低下し、以
後、再びＡＧＣ電圧ＶAGCが上昇するにつれて上昇して
いく。なお、このとき、Ｖ1＜ＶAGCにおける電圧ＶATT
の変化率は、０≦ＶAGC＜Ｖ1における電圧ＶATTの変化
率の１／２倍とされる。

【００４７】そして、制御電圧ＶATTが、可変アッテネ
ータ回路３４、３６に利得Ｇ34、Ｇ36の制御信号として
供給され、電圧ＶATTが大きくなるほど、利得Ｇ34、Ｇ3
6は小さく（減衰量が大きく）される。なお、ＶATT＝０
（最小値）のときの可変アッテネータ回路３４、３６の
利得Ｇ34、Ｇ36、すなわち、最大利得（最小減衰量）を
値Ｇ0とする。ただし、一般には、値Ｇ0は、０〔dB〕に
近いが、負の値である。

【００４８】また、制御電圧ＶSWがスイッチ回路３２、
３５にその切り換え制御信号として供給され、スイッチ
回路３２、３５は、ＶSW＝“Ｈ”のとき、アンプ３３側
に接続され、ＶSW＝“Ｌ”のとき、アッテネータ回路３
４側に接続される。

【００４９】さらに、制御電圧ＶANTがトランジスタＱ5
1のベースに供給されるとともに、電源端子Ｔ51がダイ
オードＤ51を通じて、さらに、高周波チョークコイルＬ
51を通じてコネクタジャック３１のホット側に接続さ
れ、トランジスタＱ51のエミッタ・コレクタ間が、ダイ
オードＤ51に並列接続される。また、素子Ｄ51、Ｌ51の
接続点と、接地との間に、コンデンサＣ51が接続され
る。

【００５０】このような構成によれば、端子Ｔ51の電圧
＋ＶCCが、ダイオードＤ51あるいはトランジスタＱ51→
コイルＬ51→ジャック３１→プラグ１９→同軸ケーブル
１８→コイルＬ11→抵抗器Ｒ11のライン通じて電圧ＶPW
Rとして取り出される。そして、この電圧ＶPWRがアンプ
１３、１７などにそれらの動作電圧として供給されるの
で、アンテナユニット１０は動作状態となる。

【００５１】なお、ここで、 ＶD51 ：ダイオードＤ51の降下電圧 ＶQEC51：トランジスタＱ51のエミッタ・コレクタ間の
降下電圧 とすれば、一般に、 ＶD51＞ＶQEC51 である。したがって、トランジスタＱ51がオフのときに
は、 ＶPWR＝ＶCC−ＶD51−ＶR11 ＶR11：抵抗器Ｒ11などの降下電圧 となる。また、トランジスタＱ51がオンのときには、 ＶPWR＝ＶCC−ＶQEC51−ＶR11 となる。

【００５２】そこで、電源電圧＋ＶCCおよびダイオード
Ｄ51の種類（規格）などをあらかじめ選定しておくこと
ことにより、例えば、ダイオードＤ51をショットキーダ
イオードとすることにより、トランジスタＱ51がオフの
ときには、 ＶPWR＝ＶCC−ＶD51−ＶR11 ＝ＶL とされ、トランジスタＱ51がオンのときには、 ＶPWR＝ＶCC−ＶQEC51−ＶR11 ＝ＶH とされる。

【００５３】そして、アンテナユニット１０が動作状態
のときには、アンテナ１１により受信された信号Ａ1〜
Ｂ3が、アンテナ１１→スイッチ回路１２→アンプ１３
あるいはアッテネータ回路１５→スイッチ回路１５→バ
ンドパスフィルタ１６→アンプ１７→コンデンサＣ11→
同軸ケーブル１８→プラグ１９→ジャック３１→コンデ
ンサＣ31→スイッチ回路３２→アンプ３３あるいはアッ
テネータ回路３４→スイッチ回路３５→アッテネータ回
路３６の信号ラインを通じてアンプ３７に供給される。
したがって、上記のようにＤＡＲの番組を聴取すること
ができる。

【００５４】そして、この場合、図１および図２にも示
すように、 Ｇ10：スイッチ回路１２からスイッチ回路１５までの利
得 Ｇ17：アンプ１７の利得 Ｇ30：スイッチ回路３２からスイッチ回路３５までの利
得 Ｇ36：アッテネータ回路３６の利得 とすれば、アンテナ１１の出力端からアンプ３７の入力
端までの総合利得ＧALLは、 ＧALL＝Ｇ10＋Ｇ17＋Ｇ30＋Ｇ36＋その他の損失 ・・・ (A) であるから、まず、利得Ｇ10、Ｇ17、Ｇ30、Ｇ36とＡＧ
Ｃ電圧ＶAGCとの関係を示すと、以下のとおりである。

【００５５】(1) 利得Ｇ10について 利得Ｇ10は、スイッチ回路１２、１４が検出回路２１の
検出出力により制御されて、以下のように変化する。

【００５６】 ０≦ＶAGC＜Ｖ1の場合 図３Ａに示すように、ＶANT＝“Ｈ”なので、トランジ
スタＱ51はオフであり、アンテナユニット１０において
は、ＶPWR＝ＶLとなる。そして、このＶPWR＝ＶLである
ことが検出回路２１により検出され、その検出出力によ
りスイッチ回路１２、１５は図１に示すように、アンプ
１３側に接続される。したがって、図３Ｄに示すよう
に、アンテナユニット１０において、利得Ｇ10はアンプ
１３の利得Ｇ13に等しくなる。

【００５７】 Ｖ1≦ＶAGC＜Ｖ2の場合 図３Ａに示すように、この場合も、ＶANT＝“Ｈ”なの
で、の場合と同様、図３Ｄに示すように、利得Ｇ10は
アンプ１３の利得Ｇ13に等しくなる。

【００５８】 Ｖ2≦ＶAGCの場合 図３Ａに示すように、ＶANT＝“Ｌ”なので、トランジ
スタＱ51はオンであり、ＶPWR＝ＶHとなる。そして、こ
のＶPWR＝ＶHであることが検出回路２１により検出さ
れ、その検出出力によりスイッチ回路１２、１５は図１
とは逆に、アッテネータ回路１４側に接続される。した
がって、図３Ｄに示すように、利得Ｇ10はアッテネータ
回路１４の利得Ｇ14に等しくなる。

【００５９】なお、からになるとき、利得Ｇ10は、
それまでの利得Ｇ13から利得Ｇ14に低下するが、この利
得差（Ｇ13−Ｇ14）を値ΔＧ1とする。

【００６０】(2) 利得Ｇ17について 利得Ｇ17は、アンプ１７の利得であるからＡＧＣ電圧Ｖ
AGCにかかわらず一定である。

【００６１】(3) 利得Ｇ36について 利得Ｇ30に先だって利得Ｇ36について説明する。この利
得Ｇ36は、制御電圧ＶATTにより以下のように制御され
る。

【００６２】 ０≦ＶAGC＜Ｖ1の場合 図３Ｃに示すように、制御電圧ＶATTは、ＡＧＣ電圧ＶA
GCの上昇につれて最小値０から単調に上昇するので、図
３Ｆに示すように、利得Ｇ36は、ＡＧＣ電圧ＶAGCの上
昇につれて最大値Ｇ0から単調に減少していく。

【００６３】 Ｖ1≦ＶAGC＜Ｖ2の場合 図３Ｃに示すように、この場合も、制御電圧ＶATTは、
ＡＧＣ電圧ＶAGCの上昇につれて最小値０から単調に上
昇するので、図３Ｆに示すように、利得Ｇ36は、ＡＧＣ
電圧ＶAGCの上昇につれて最大値Ｇ0から単調に減少して
いく。

【００６４】ただし、の場合の制御電圧ＶATTの降下
率は、の場合の１／２倍なので、の場合の利得Ｇ36
の減少率もの場合の１／２倍になる。また、から
になるとき、利得Ｇ36は、それまでの利得から利得Ｇ0
に上昇するが、この利得差を値ΔＧ4とする。

【００６５】 Ｖ2≦ＶAGCの場合 図３Ｃに示すように、からになったとき、制御電圧
ＶATTは、それまでの電圧から値ΔＶだけ低下し、以
後、ＡＧＣ電圧ＶAGCの上昇につれて単調に上昇する。

【００６６】したがって、図３Ｆに示すように、利得Ｇ
36は、からになったとき、それまでの利得から、低
下電圧ΔＶに対応した値ΔＧ3だけ上昇し、以後、ＡＧ
Ｃ電圧ＶAGCの上昇につれて単調に減少していく。

【００６７】なお、の場合の制御電圧ＶATTの降下率
も、の場合の１／２倍なので、の場合の利得Ｇ36の
減少率もの場合の１／２倍になる。

【００６８】(4) 利得Ｇ30について 利得Ｇ30は、スイッチ回路３２、３４が制御電圧ＶSWに
より制御されるとともに、アッテネータ回路３４が制御
電圧ＶATTにより制御されて、以下のように変化する。

【００６９】 ０≦ＶAGC＜Ｖ1の場合 図３Ｂに示すように、ＶSW＝“Ｈ”なので、スイッチ回
路３２、３５は、図２に示すように、アンプ３３側に接
続される。したがって、図３Ｅに示すように、利得Ｇ30
は、アンプ３３の利得Ｇ33に等しくなる。

【００７０】 Ｖ1≦ＶAGC＜Ｖ2の場合 図３Ｂに示すように、ＶSW＝“Ｌ”なので、スイッチ回
路３２、３５は、図２とは逆に、アッテネータ回路３４
側に接続される。したがって、利得Ｇ30は、アッテネー
タ回路３４の利得Ｇ34に等しくなる。

【００７１】そして、この場合、アッテネータ回路３４
は、制御電圧ＶATTによりアッテネータ回路３６と同様
に制御されるので、利得Ｇ34は利得Ｇ36と同様の変化と
なる。なお、からになるとき、利得Ｇ36は、それま
での利得Ｇ33から利得Ｇ0に低下するが、この利得差
（Ｇ33−Ｇ0）を値ΔＧ2とする。

【００７２】 Ｖ2≦ＶAGCの場合 図３Ｂに示すように、この場合も、ＶSW＝“Ｌ”なの
で、スイッチ回路３２、３５は、図２とは逆に、アッテ
ネータ回路３４側に接続される。したがって、利得Ｇ30
は、アッテネータ回路３４の利得Ｇ34に等しくなる。そ
して、この場合も、アッテネータ回路３４は、制御電圧
ＶATTによりアッテネータ回路３６と同様に制御される
ので、利得Ｇ34は利得Ｇ36と同様の変化となる。

【００７３】(5) 総合利得ＧALLについて 総合利得ＧALLは、上記のように(A)式で示されるので、
図３Ｄ〜Ｆの特性を合成した特性となる。そこで、各回
路の利得あるいは特性をあらかじめ設定しておくことに
より、 ΔＧ1＝２・ΔＧ3 ΔＧ2＝ΔＧ4 に設定しておく。

【００７４】そして、(A)式のうち、まず、利得Ｇ30と
利得Ｇ36との合成利得（Ｇ30＋Ｇ36）について、図４に
より考える。なお、図４Ａの破線の特性は、図３Ｅと同
じであり、利得Ｇ30の特性である。また、図４Ｂは図３
Ｆと同じであり、利得Ｇ36の特性である。さらに、簡単
のため、Ｇ0＝０dBとする。

【００７５】そして、利得Ｇ30の特性を基準にして利得
Ｇ36の特性を図示すると、実線の特性となり、これは利
得（Ｇ30＋Ｇ36）の特性である。すなわち、ＡＧＣ電圧
ＶAGCがからに変化するとき、利得Ｇ30は、利得Ｇ3
3から利得ΔＧ2だけ低下するが、このとき、利得Ｇ36が
利得ΔＧ4だけ上昇するとともに、ΔＧ2＝ΔＧ4なの
で、ＡＧＣ電圧ＶAGCがからに変化するとき、利得
（Ｇ30＋Ｇ36）の特性に段差を生じないことになる。

【００７６】また、における利得Ｇ30、Ｇ36の減少率
は、における利得Ｇ36の減少率の１／２倍なので、
における利得（Ｇ30＋Ｇ36）の減少率は、における利
得Ｇ36の減少率に等しくなる。

【００７７】したがって、およびにおける利得（Ｇ
30＋Ｇ36）の特性は、図４Ａに１本の実線の直線により
示すように、連続し、かつ、同じ割り合いで減少するこ
とになる。

【００７８】また、ＡＧＣ電圧ＶAGCがからに変化
するとき、利得Ｇ30、Ｇ36は、それぞれ利得ΔＧ3だけ
上昇するので、利得（Ｇ30＋Ｇ36）は、ＡＧＣ電圧ＶAG
Cがからに変化するとき、利得２・ΔＧ3だけ上昇す
ることになる。

【００７９】さらに、における利得Ｇ30、Ｇ36の減少
率は、における利得Ｇ36の減少率の１／２倍なので、
における利得（Ｇ30＋Ｇ36）の減少率は、における
利得Ｇ36の減少率に等しくなる。

【００８０】したがって、における利得（Ｇ30＋Ｇ3
6）の特性は、図４Ｃに実線の直線で示すように、ＡＧ
Ｃ電圧ＶAGCがからに変化するとき、利得２・ΔＧ3
だけ上昇するとともに、における特性と平行になる。

【００８１】そして、(A)式においては、そのような利
得（Ｇ30＋Ｇ36）に、さらに、利得Ｇ10が合成されてい
るので、その合成利得（Ｇ30＋Ｇ36＋Ｇ10）は、図５Ｃ
に示す特性となる。すなわち、図５Ａは図４Ａの実線の
特性と同じであり、利得（Ｇ30＋Ｇ36）の特性である。
また、図５Ｂは図３Ｆと同じであり、利得Ｇ10の特性で
ある。

【００８２】すると、利得（Ｇ30＋Ｇ36）と利得Ｇ10と
が加算されるのであるから、およびにおいては、利
得（Ｇ30＋Ｇ36）の特性は、利得Ｇ13だけ一様に上昇す
る。また、においては、利得（Ｇ30＋Ｇ36）の特性
は、利得Ｇ14だけ一様に上昇する。

【００８３】そして、ＡＧＣ電圧ＶAGCがからに変
化するとき、利得（Ｇ30＋Ｇ36）は利得２・ΔＧ3だけ
上昇しているが、利得Ｇ10は利得ΔＧ1だけ低下してい
るとともに、ΔＧ1＝２・ΔＧ3である。したがって、Ａ
ＧＣ電圧ＶAGCがからに変化するとき、利得（Ｇ30
＋Ｇ36＋Ｇ10）の特性には段差を生じない。

【００８４】また、およびと、とにおいて、利得
（Ｇ30＋Ｇ36）の特性は平行である。したがって、〜
における利得（Ｇ30＋Ｇ36＋Ｇ10）の特性は、図５Ｃ
に１本の直線により示すように、連続し、かつ、同じ割
り合いで減少することになる。

【００８５】そして、(A)式において、総合利得ＧALL
は、この図５Ｃに示す特性の利得（Ｇ30＋Ｇ36＋Ｇ10）
に、ＡＧＣ電圧ＶAGCにかかわらず一定な利得Ｇ17およ
び損失が合成されたのであるから、その総合利得ＧALL
の特性は、図５Ｃに示す利得（Ｇ30＋Ｇ36＋Ｇ10）の特
性と同様、ＡＧＣ電圧ＶAGCに対して連続に、かつ、直
線的に変化することになる。

【００８６】こうして、この上述のアンテナユニット１
０および受信機３０によれば、アンテナ１１の出力端か
らアンプ３７の入力端までの総合利得ＧALLは、ＡＧＣ
電圧ＶAGCの広い範囲に対して連続的に、かつ、一様に
変化するので、受信電界レベルの広い範囲にわたって適
切にＡＧＣを行うことができる。

【００８７】そして、その場合、図３〜図５の説明から
明かなように、受信電界レベルが小さくてＡＧＣ電圧Ｖ
AGCが小さいときには、すなわち、のときには、高周
波アンプ１３、３３が有効に使用されるので、その受信
信号をＮＦの良好な状態で十分なレベルに増幅すること
ができる。

【００８８】また、受信電界レベルが大きくてＡＧＣ電
圧ＶAGCが大きいときには、すなわち、のときには、
高周波アンプ１３、３３は使用されないとともに、アッ
テネータ回路１４、３４、３６が有効に使用されるの
で、その受信信号に高周波アンプの飽和による歪みを生
じることがないとともに、その受信信号を適切なレベル
に制御することができる。

【００８９】さらに、アンテナユニット１０において
は、高周波アンプ１３とアッテネータ回路１４とを切り
換えることによりアンテナユニット１０の利得を変更し
ているので、高周波アンプ１０を可変利得アンプにより
構成する必要がなく、したがって、ＮＦの悪くなること
がない。

【００９０】また、アンテナユニット１０を車両の屋根
などに設置するとともに、受信機３０を車両の内部に設
置する場合、同軸ケーブル１８を通じて受信機３０から
アンテナユニット１０に動作電圧ＶPWRを供給すること
ができる。

【００９１】さらに、この場合、その動作電圧ＶPWRを
ＡＧＣ電圧ＶAGCに対応して変更するとともに、その動
作電圧ＶPWRの変化にしたがって、アンテナユニット１
０におけるアンプ１３とアッテネータ回路１４とを切り
換えるようにしているので、アンテナユニット１０の利
得を切り換えるとき、ケーブル１８として一般の同軸ケ
ーブルを使用することができ、特殊のケーブルを必要と
したり、追加のケーブルを必要としたりすることがな
い。

【００９２】なお、例えば図７に示すように、ＶAGC＝
Ｖ1およびＶ2のとき、制御電圧ＶANT、ＶSW、ＶATTにヒ
ステリシス特性を与えれば、ＶAGC＝Ｖ1およびＶ2にお
けるスイッチ回路１２、１５の切り換え、スイッチ回路
３２、３５の切り換え、アッテネータ回路３４、３６の
利得Ｇ34、Ｇ36の変化が不安定になることがない。

【００９３】また、スイッチ回路１２、１５、３２、３
５は、ＰＩＮダイオードやトランジスタで構成すること
もできる。さらに、上述においては、ＤＡＲの受信機３
０およびそのアンテナユニット１０に、この発明を適用
した場合であるが、同様に受信機とそのアンテナユニッ
トとが分離されるとともに、広い範囲の受信電界レベル
わたってＡＧＣが必要とされる場合であれば、この発明
を適用することができる。

【００９４】〔この明細書で使用している略語の一覧〕 ＡＧＣ ：Automatic Gain Control ＤＡＲ ：Digital Audio Radio ＦＥＴ ：Field Effect Transistor ＮＦ ：Noise Figure ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplex ＰＩＮ ：Positive-Intrinsic-Negative ＱＰＳＫ：Quadrature Phase Shift Keying ＳＡＷ ：Surface Acoustic Wave

【００９５】

【発明の効果】この発明によれば、受信電界レベルの広
い範囲にわたって適切にＡＧＣを行うことができる。そ
して、その場合、受信信号のレベルが小さときには、そ
の受信信号をＮＦの良好な状態で十分なレベルに増幅す
ることができる。また、受信信号のレベルが大きいとき
に、高周波アンプの飽和による歪みを生じることがない
とともに、その受信信号を適切なレベルに制御すること
ができる。

【００９６】さらに、アンテナユニットにおいて、受信
信号のＮＦの悪くなることがない。また、アンテナユニ
ットを車両の屋根などに設置するとともに、受信機を車
両の内部に設置する場合、同軸ケーブルを通じて受信機
からアンテナユニットに動作電圧を供給することができ
る。さらに、アンテナユニットの利得の切り換えもその
同軸ケーブルを通じて行うことができ、同軸ケーブルと
して一般の同軸ケーブルを使用することができ、特殊の
ケーブルを必要としたり、追加のケーブルを必要とした
りすることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一形態を示す接続図である。

【図２】この発明の一形態を示す接続図である。

【図３】この発明を説明するための特性図である。

【図４】この発明を説明するための特性図である。

【図５】この発明を説明するための特性図である。

【図６】この発明を説明するための周波数スペクトル図
である。

【図７】この発明の他の形態を説明するための特性図で
ある。

【図８】ＤＡＲを説明するための周波数スペクトル図で
ある。

【符号の説明】

１０…アンテナユニット、１１…アンテナ、１２および
１５…スイッチ回路、１３…高周波アンプ、１４…アッ
テネータ回路、１６…バンドパスフィルタ、１７…高周
波アンプ、１８…同軸ケーブル、１９…コネクタプラ
グ、２１…電圧検出回路、３０…受信機、３１…コネク
タジャック、３２および３５…スイッチ回路、３３…高
周波アンプ、３４および３６…可変アッテネータ回路、
３７…高周波アンプ、３８…バンドパスフィルタ、３９
…第１ミキサ回路、４１…第１局部発振回路、４２…４
３Ｈおよび４３Ｌ…バンドパスフィルタ、４４Ｈおよび
４４Ｌ…第２ミキサ回路、４５…第２局部発振回路、４
６Ｈおよび４６Ｌ…可変利得アンプ、４７Ｈおよび４７
Ｌ…復調回路、４８…合成回路、４９…出力端子、５１
Ｈ、５１Ｌおよび５２…レベル検出回路、５３…制御電
圧形成回路

【手続補正書】

【提出日】平成１２年８月２１日（２０００．８．２
１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 1/16 Ｈ０４Ｂ 1/16 Ｒ Ｆターム(参考） 5J021 AA01 CA06 FA01 FA02 FA11 FA23 FA24 FA26 FA31 HA05 HA07 HA10 5J100 JA01 LA03 LA10 SA02 5K061 AA10 AA11 BB06 CC02 CC08 CD01 CD04 5K062 AA09 AA11 AB04 AB16 AD03 AD04 AD07 AD09 AE06 AG01 BA01 BC03 BF04

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アンテナと、 このアンテナの受信信号を増幅する高周波アンプと、 この高周波アンプの出力信号を受信機に供給する出力ケ
   ーブルとを有し、 上記受信機から上記出力ケーブルを通じて上記高周波ア
   ンプにその動作電圧が供給されるとともに、 上記受信機から上記出力ケーブルを通じて利得を制御す
   る信号が供給されるようにしたアンテナユニット。
2. 【請求項２】高周波アンプを有し、アンテナの受信信号
   を所定の利得で出力ケーブルを通じて出力するととも
   に、上記利得を切り換えることのできるアンテナユニッ
   トを使用する受信機であって、 上記高周波アンプの動作電圧の電圧源と、 上記動作電圧の大きさを切り換え制御する制御回路とを
   有し、 上記動作電圧を、上記出力ケーブルを通じて上記アンテ
   ナユニットの上記高周波アンプに供給するとともに、 上記制御回路により上記動作電圧の大きさを切り換え制
   御することにより上記利得を切り換えるようにした受信
   機。
3. 【請求項３】アンテナと、 高周波アンプと、 アッテネータ回路と、 出力ケーブルと、 スイッチ回路とを有し、 上記出力ケーブルの出力信号が供給される受信機から、
   上記出力ケーブルを通じて上記高周波アンプにその動作
   電圧が供給されるとともに、 上記受信機から上記出力ケーブルを通じて上記スイッチ
   回路に制御信号が供給され、 この制御信号にしたがって上記スイッチ回路を制御する
   ことにより、上記高周波アンプと、上記アッテネータ回
   路とを、上記アンテナと、上記出力ケーブルとの間の信
   号ラインに選択的に接続するようにしたアンテナユニッ
   ト。
4. 【請求項４】請求項３に記載のアンテナユニットにおい
   て、 電圧検出回路を有するとともに、 上記制御信号が上記動作電圧の電圧変化とされ、 この動作電圧の変化を上記電圧検出回路により検出し、 この検出出力により上記スイッチ回路を制御するように
   したアンテナユニット。
5. 【請求項５】請求項４に記載のアンテナユニットにおい
   て、 上記制御信号が上記受信機におけるＡＧＣ電圧から形成
   され、 受信電界レベルが所定のレベル以上のときには、上記高
   周波アンプが選択され、 上記受信電界レベルが上記所定のレベル未満のときに
   は、上記アッテネータ回路が選択されるようにしたアン
   テナユニット。
6. 【請求項６】アンテナの受信信号を所定の利得をもって
   出力ケーブルに送り出すとともに、第１の制御信号にし
   たがって上記利得を切り換えることのできるアンテナユ
   ニットを使用する受信機であって、 上記出力ケーブルの接続されるコネクタと、 高周波アンプと、 可変アッテネータ回路と、 スイッチ回路とＡＧＣ電圧から上記第１の制御信号と、
   第２および第３の制御信号を形成する形成回路とを有
   し、 上記出力ケーブルを通じて上記アンテナユニットにその
   動作電圧を供給し、 上記形成回路により形成された上記第１の制御信号を上
   記出力ケーブルを通じて上記アンテナユニットに供給し
   て上記利得を切り換え、 上記第２の制御信号にしたがって上記スイッチ回路を制
   御することにより、上記高周波アンプと、上記可変アッ
   テネータ回路とを、上記コネクタと、後段の回路との間
   の信号ラインに選択的に接続し、 上記第３の制御信号により上記可変アッテネータ回路の
   利得を制御するようにした受信機。
7. 【請求項７】請求項６に記載の受信機において、 上記アンテナユニットは上記動作電圧の変化により上記
   利得が切り換わるようにされ、 上記第１の制御信号により、上記アンテナユニットに供
   給される上記動作電圧を変更する回路を有するようにし
   た受信機。
8. 【請求項８】請求項６に記載の受信機において、 受信電界レベルが所定のレベル以上のときには、上記高
   周波アンプが選択され、 上記受信電界レベルが上記所定のレベル未満のときに
   は、上記アッテネータ回路が選択されるようにした受信
   機。