JP2002368522A - 回り込み防止アンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 今後、地上デジタル放送が実施されると、従
来のアナログ放送では不可能であったＳＦＮが現実のも
のとして採用されることになるが、その場合、受信アン
テナへの自局送信電波の回り込み防止技術はＳＦＮの可
否を決定する重要な要素となる。この対策の一手段とし
ては、従来、電子的に処理する回り込みキャンセラを除
いてはほかになかった。 【解決手段】 上下方向に（ｎ＋１／２）波長（ｎは０
を含む自然数）の間隔をおいて配置された２個の受信ア
ンテナ（例えば、１_u ，１_d ）と、その２個の受信アン
テナの各受信出力信号を合成する合成器（例えば、６−
１）と、その合成器より後段に配置され、上記２個の受
信アンテナと上記合成器とが組み合わされた単位のアン
テナに割り当てられた帯域の信号のみが通過することの
できる帯域通過フィルタ（例えば、７−１）とを具えて
構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地上デジタル放送
等において、単一周波数ネットワーク（ＳＦＮ：Single
Freqency Network ）を構築する場合に、問題になる受
信アンテナへの自局送信電波の回り込みを防止する回り
込み防止アンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、受信アンテナへの自局送信電波の
回り込みを防止する方法としては、以下の方法が採用さ
れていた。 （１）受信所を送信所から分離し、地形的、距離的に送
信電波の回り込みを防ぐ。 （２）送信所に受信アンテナを設置する場合には、金属
製の遮蔽網を受信アンテナと送信アンテナとの間に設置
し、送信電波の回り込みを防ぐ。

【０００３】しかしながら、（１）の場合には、受信所
用用地を別途確保する必要があるが、これは、地形によ
る要素が強く、必ずしも送信電波を有効に遮蔽できる場
所が確保できないこと、また、適当な場所があっても、
送信所からの距離が遠くなることなどから、実現面、運
用面で問題があった。

【０００４】また、（２）の場合には、金属製遮蔽網の
取り付け方法や大きさなどに限界があり、十分な効果を
得るに到っていないのが現状である。また、（２）の応
用としてパラボラアンテナの外周に金属板を取り付けた
ものや、平面アンテナを使用したものが研究されている
が、いずれも利得、帯域幅、受風圧荷重の総合性能面か
らみれば、不十分である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の受信ア
ンテナへの自局送信電波の回り込みは、送信チャンネル
と受信チャンネルとでチャンネルが異なっていたため、
あまり大きな問題は生じることなく、稀少ケースとして
送受の各チャンネルが隣接チャンネルの関係やイメージ
妨害を与える関係になっていたとしても、受信所を送信
所から分離することにより何とか対応してきた。しか
し、この場合であっても、受信所の分離は、周辺の地形
に左右されるため、適当な場所の確保が困難なうえ、土
地確保の交渉や経費、受信アンテナの分離による設備負
担の増、保守運用の不便さがつきまとっていた。

【０００６】今後、地上デジタル放送が実施されると、
従来のアナログ放送では不可能であったＳＦＮが現実の
ものとして採用されることになるが、その場合、受信ア
ンテナへの自局送信電波の回り込み防止技術はＳＦＮの
可否を決定する重要な要素となる。この対策の一手段と
して、放送（送受信）装置で電子的に処理する回り込み
キャンセラなる装置が研究されている。しかし、この装
置においては、入力となる（受信アンテナ出力）信号の
希望波対妨害波比（以下、Ｄ／Ｕと記す）が、少なくと
もプラスであることが前提であり、そうでない場合に
は、回り込みキャンセラの動作不良時に発振現象を起こ
して画質が劣化したり、最悪の場合、放送を継続するこ
とが不可能になる。

【０００７】本発明の目的は、上述した従来技術におけ
る問題点を解決し、ＳＦＮを構築するうえで有効な手段
となる自局送信電波の回り込みを防止する機能を有する
回り込み防止アンテナ（ＳＦＮにおいて、受信アンテナ
として使用する）を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明回り込み防止アンテナは、親局電波は遠く離
れた親局、つまり、水平方向から到来するが、自局電波
は送信所（自局）の鉄塔の頂上に設置された送信アンテ
ナから放射されるので、受信アンテナに対しては真上方
向から到来することを利用して、受信アンテナで受信さ
れる自局電波は打ち消されて出力しないようにしたもの
である。

【０００９】すなわち、本発明回り込み防止アンテナ
は、ＳＦＮを構築するための受信アンテナであつて、上
下方向に（ｎ＋１／２）波長（ｎは０を含む自然数）の
間隔をおいて配置された２個の受信アンテナと、該２個
の受信アンテナの各受信出力信号を合成する合成器と、
該合成器より後段に配置され、前記２個の受信アンテナ
と前記合成器とが組み合わされた単位のアンテナに割り
当てられた帯域の信号のみが通過することのできる帯域
通過フィルタとを具えてなることを特徴とするものであ
る。

【００１０】また、本発明回り込み防止アンテナは、前
記単位のアンテナと前記単位のアンテナに割り当てられ
た帯域の信号のみが通過することのできる前記帯域通過
フィルタとを、中心周波数および／または帯域幅を変え
て複数個具えて複数個のアンテナ出力信号を得るととも
に、該得られた複数個のアンテナ出力信号を合成して目
的とするアンテナ出力信号とするようにしたことを特徴
とするものである。

【００１１】また、本発明回り込み防止アンテナは、前
記単位のアンテナを複数個具えてなることを特徴とする
ものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照し、発明の
実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。図１
（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発明回り込み防止アンテ
ナの原理的構成を正面図、側面図および平面図にてそれ
ぞれ示している。図１において、１，２，３は受信アン
テナ、４は送信アンテナ、および５は鉄塔である。

【００１３】動作につき説明する。まず、受信アンテナ
１，２，３は、それぞれが上下方向に１／２波長（以
下、（１／２）λと記す）の間隔をおいて親局方向に向
けて鉄塔５の側面に取り付けられた受信アンテナであ
る。いま、受信アンテナ１について、図１（ａ），
（ｂ）に示すように、上下それぞれのアンテナを１_u ，
１_d で表すものとすると、送信アンテナ４から到来した
自局電波はアンテナ１_d にはアンテナ１_u よりも（１／
２）λ遅れて受信される。従って、アンテナ１_u とアン
テナ１_d とでは、自局電波のアンテナ出力は逆位相とな
り、両アンテナの出力を合成器（図示しない）により合
成すると自局電波は打ち消されて出てこない。

【００１４】このように、アンテナ１_u とアンテナ１_d
の各出力を合成した結果、親局電波については同位相合
成が行われ、それぞれのアンテナが受信した親局電波の
出力の２倍の出力が現れ、自局電波は現れないことにな
る。以上が、本発明回り込み防止アンテナの動作原理で
ある。

【００１５】また、アンテナ１_u とアンテナ１_d とで、
自局電波のアンテナ出力を逆位相にするには、それらア
ンテナ間の間隔を（１／２）λとするだけでなく、一般
に、（ｎ＋１／２）波長（ｎは０を含む自然数）として
もよい。従って、本発明による回り込み防止アンテナ
は、上下方向に（ｎ＋１／２）波長（ｎは０を含む自然
数）の間隔をおいて配置された２個の受信アンテナと、
それら２個の受信アンテナの各受信出力を合成する合成
器とを具えて構成される。

【００１６】以上の説明は、受信アンテナ１に関しての
みであるが、受信アンテナ１のみでは、逆位相となる周
波数帯域が狭く、実用に供しにくいため、受信アンテナ
１の出力に少しずつ周波数をずらした受信アンテナ２，
３の出力をも合成することによって、より広い帯域の特
性を実現することができる。また、各周波数の受信アン
テナについて、アンテナ数を増やすか、または、より高
利得のアンテナを使用することによりシステム全体とし
ての利得を高めることができる。

【００１７】また、本発明回り込み防止アンテナでは、
上記のように広帯域の特性を実現できることから、本発
明によって得られたアンテナは、一連の受信アンテナ
（後述するように、一般には受信アンテナ１から受信ア
ンテナｎまで）を組み合わせることにより、複数の周波
数またはチャンネルで共用することが可能となり、アン
テナ取り付けスペースの面でも、また経済的にも有利と
なる。

【００１８】図２は、本発明回り込み防止アンテナの一
構成例を示している。図２において、１_u ，１_d はそれ
ぞれ受信アンテナ１の上側および下側のアンテナ、２
_u ，２_d はそれぞれ受信アンテナ２の上側および下側の
アンテナ、３_u，３_d はそれぞれ受信アンテナ３の上側
および下側のアンテナ、ｎ_u ，ｎ_d はそれぞれ受信アン
テナｎの上側および下側のアンテナ、６−１，〜，６−
ｎは合成器、７−１，〜，７−ｎは帯域通過フィルタ、
８は合成器、および９−１，〜，９−ｎは移相器であ
る。

【００１９】動作につき説明する。まず、受信アンテナ
１を構成する上下のアンテナ１_u ，１_d の各出力は合成
器６−１で合成され、親局電波はアンテナ１_u ，１_d で
それぞれ受信した場合の２倍の出力となり、自局送信電
波は逆位相合成されるため、理想的にはゼロとなり出力
されない。同様に、受信アンテナ２を構成する上下のア
ンテナ２_u ，２_d の各出力は合成器６−２で合成され、
親局電波はアンテナ２_u ，２_d でそれぞれ受信した場合
の２倍の出力となり、自局送信電波は逆位相合成される
ため、理想的にはゼロとなり出力されない。また同様
に、受信アンテナ３を構成する上下のアンテナ３_u ，３
_d の各出力は合成器６−３で合成され、親局電波はアン
テナ３_u，３_d でそれぞれ受信した場合の２倍の出力と
なり、自局送信電波は逆位相合成されるため、理想的に
はゼロとなり出力されない。

【００２０】このことは、受信アンテナｎまでまったく
同様であり、受信アンテナｎを構成する上下のアンテナ
ｎ_u ，ｎ_d の各出力は合成器６−ｎで合成され、親局電
波はアンテナｎ_u ，ｎ_d でそれぞれ受信した場合の２倍
の出力となり、自局送信電波は逆位相合成されるため、
理想的にはゼロとなり出力されない。

【００２１】図２において、合成器６−１の出力は、ア
ンテナ１に割り当てられた帯域の信号のみが通過するこ
とのできる帯域通過フィルタ７−１に送られ、当該帯域
以外の帯域の信号は遮断される。これは、その帯域に関
する自局送信電波は逆位相合成により打ち消されて除去
されるが、アンテナ１で受信される自局送信電波には、
例えば、アンテナ２に割り当てられた帯域の信号も含ま
れており、これが遮断されずにそのまま出力したなら
ば、自局送信電波の回り込みを防ぐ効果が薄れてしまう
からである。

【００２２】同様に、図２において、合成器６−２の出
力は、アンテナ２に割り当てられた帯域の信号のみが通
過することのできる帯域通過フィルタ７−２に送られ、
合成器６−３の出力は、アンテナ３に割り当てられた帯
域の信号のみが通過することのできる帯域通過フィルタ
７−３に送られ、また、合成器６−ｎの出力は、アンテ
ナｎに割り当てられた帯域の信号のみが通過することの
できる帯域通過フィルタ７−ｎに送られる。

【００２３】上述した各帯域通過フィルタ７−１，〜，
７−ｎの出力は合成器８に送られ、その出力側から自局
送信電波を含まない広帯域の親局電波のみを取り出すこ
とができる。なお、図２に示される移相器９−１，〜，
９−ｎは、ケーブルによる位相差を補償するためのもの
である。

【００２４】これら移相器９−１，〜，９−ｎは、固
定、半固定または可変のいずれでもよく、また、親局電
波の合成出力を最大にするような自動検出装置を採用す
る場合には、それに連動した電子式移相器を用いて、温
度変化等の周囲環境による微少変動を最適状態に維持す
るよう精密な自動制御を行うことも可能である。

【００２５】図３（ａ），（ｂ），（ｃ），・・・，
（ｎ），（ｏ），（ｐ）は、図２に示す本発明回り込み
防止アンテナの一構成例における自局送信電波除去の動
作を、受信レベルと周波数の関係で示している。図３に
おいて、実線で示す上に凸の方形は、図２中の帯域通過
フィルタ７−１，〜，７−ｎの帯域通過特性を示し、破
線で示す下に凸の線は上下のアンテナの空間的逆位相配
置による自局送信電波の打ち消し特性を示している。

【００２６】まず、図３（ａ）の特性について説明す
る。受信アンテナ１の上側および下側のアンテナ１_u ，
１_d は、図２に示すように、自局送信電波の到来方向に
対して（１／２）λ離して配置してあるので、両アンテ
ナのそれぞれで受信された自局送信電波は逆位相であ
り、両アンテナの出力を合成器７−１により合成したと
き、自局送信電波どうしが打ち消し合って出力されなく
なる。これが、図３（ａ）の破線で示す下に凸の線の特
性で示されている。

【００２７】図２の合成器７−１と合成器８の間には帯
域通過フィルタ７−１が介挿されている。この帯域通過
フィルタ７−１の帯域通過特性が、図３（ａ）の実線で
示す上に凸の方形の特性で示されている。前述したよう
に、受信アンテナ１では、自局送信電波の帯域通過フィ
ルタ７−１の通過帯域以外の信号も受信されてしまう
が、その通過帯域以外の信号に対しては、アンテナの空
間的逆位相配置による打ち消しが行われなくなるのでこ
の帯域通過フィルタ７−１が必要である。

【００２８】図３（ｂ）〜（ｎ）の特性については、上
述の受信アンテナ１が他の受信アンテナ（受信アンテナ
２〜ｎ）に変わっただけで物理的に意味するところは同
じであるのでその説明は省略する。

【００２９】帯域通過フィルタ７−１，〜，７−ｎの各
出力が供給される合成器８の出力側に得られる親局電波
受信出力、および自局送信電波の受信出力がそれぞれ図
３の（ｏ），（ｐ）で示されている。以上から、合成器
８の出力は、自局送信電波については打ち消され、親局
電波の受信レベルは、各受信アンテナの出力が加算され
たものとなることが分かる。親局電波の受信利得をより
高くするには、受信アンテナの基数を増増やすか、より
高利得のアンテナを使用すればよい。

【００３０】最後に、本発明を実施するにあたっては、
受信アンテナとしてダイポールアンテナ等から多素子八
木アンテナ等の高利得アンテナまで多岐の種類にわたる
アンテナを使用することが可能で、使用する鉄塔に与え
る受風圧負荷や、親局電界強度を勘案して最適な利得と
形式の受信アンテナを採用することにより、広い設計上
の自由度を有しつつ、回り込み防止の目的を達成するこ
とが可能である。

【００３１】

【発明の効果】本発明回り込み防止アンテナによれば、
今後、地上デジタル放送の実施でＳＦＮが標準化される
中で、受信アンテナへの自局送信電波の回り込みを防止
することが絶対条件になってくるなかで、送信所におい
て広帯域で、かつ自局送信電波の回り込みを防止できる
受信アンテナとして、ＳＦＮを構築するうえで経済的に
も、運用上にも非常に有効な効果を発揮するものとな
る。

【００３２】また、従来技術の項で述べた電子的な処理
による回り込みキャンセラと本発明回り込み防止アンテ
ナとを併用すれば、本発明アンテナを使用することによ
りＤ／Ｕの改善が図られるので、一層安定した状態で回
り込みキャンセラを動作させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明回り込み防止アンテナの原理的構成を
正面図、側面図および平面図にてそれぞれ示している。

【図２】 本発明回り込み防止アンテナの一構成例を示
している。

【図３】 図２に示す本発明回り込み防止アンテナの一
構成例における自局送信電波除去の動作を、受信レベル
と周波数の関係で示している。

【符号の説明】

１，２，３ 受信アンテナ ４ 送信アンテナ ５ 鉄塔 １_u ，１_d 受信アンテナ１の上側および下側のアンテ
ナ ２_u ，２_d 受信アンテナ２の上側および下側のアンテ
ナ ３_u ，３_d 受信アンテナ３の上側および下側のアンテ
ナ ｎ_u ，ｎ_d 受信アンテナｎの上側および下側のアンテ
ナ ６−１，〜，６−ｎ 合成器 ７−１，〜，７−ｎ 帯域通過フィルタ ８ 合成器 ９−１，〜，９−ｎ 移相器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＳＦＮを構築するための受信アンテナで
   あつて、 上下方向に（ｎ＋１／２）波長（ｎは０を含む自然数）
   の間隔をおいて配置された２個の受信アンテナと、 該２個の受信アンテナの各受信出力信号を合成する合成
   器と、 該合成器より後段に配置され、前記２個の受信アンテナ
   と前記合成器とが組み合わされた単位のアンテナに割り
   当てられた帯域の信号のみが通過することのできる帯域
   通過フィルタとを具えてなることを特徴とする回り込み
   防止アンテナ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の回り込み防止アンテナに
   おいて、前記単位のアンテナと前記単位のアンテナに割
   り当てられた帯域の信号のみが通過することのできる前
   記帯域通過フィルタとを、中心周波数および／または帯
   域幅を変えて複数個具えて複数個のアンテナ出力信号を
   得るとともに、該得られた複数個のアンテナ出力信号を
   合成して目的とするアンテナ出力信号とするようにした
   ことを特徴とする回り込み防止アンテナ。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の回り込み防止ア
   ンテナにおいて、前記単位のアンテナを複数個具えてな
   ることを特徴とする回り込み防止アンテナ。