JP2003133983A - アンテナアンプおよび共用アンテナアンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微弱な信号を高感度で受信し、強い妨害信号
が存在するときには、歪みや信号抑圧を低減する。 【解決手段】 アンテナ１０が受信する高周波信号を、
アンテナアンプ１１で増幅する際に、強電界強度の妨害
波などが存在すれば、出力切換回路１５でスイッチ回路
１６をアンプ１２の出力側からスルー回路１４側に切換
える。スルー回路１４は、アンプ１２に入力される高周
波信号を、アンプ１２を通さないで直接出力側に導く。
強電界強度の妨害波などが存在するときには、受信目的
の高周波信号をアンプ１２で増幅しようとしても、相互
変調や混変調によって入力歪みを生じてしまう。スイッ
チ回路１６でスルー回路１４側に切換えることによっ
て、入力歪みを改善することができる。スイッチ回路１
６の切換えを、相互変調による歪み成分と相関性が高い
低域成分に基づいて行えば、より適切な切換えを行うこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アンテナに受信さ
れる微弱な信号を、アンテナに近い位置で増幅するアン
テナアンプおよび共用アンテナアンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１２は、従来からのアンテナアンプ１
の概略的な電気的構成を示す。アンテナアンプ１は、ア
ンテナに電波が受信されて誘起される微弱な高周波信号
を、アンテナに近い位置で増幅し、信号対雑音（ＳＮ）
比を高めるために使用される。微弱な高周波信号は、ロ
ーノイズのアンプ２で増幅され、アンプ２の入力側に
は、周波数帯域を制限するバンドパスフィルタ（以下、
「ＢＰＦ」と略称する）３およびアッテネータ（以下、
「ＡＴＴ」と略称する）回路４が設けられている。ＡＴ
Ｔ回路４は、アンプ２の出力が大きくなると、自動利得
制御（以下、「ＡＧＣ」と略称する）回路５がＡＴＴ回
路４の信号減衰率を低下させ、アンテナアンプ１全体と
しての利得を低下させる。アンテナアンプ１は、アンプ
２の出力とチューナなどの受信装置との間を接続する信
号ケーブルの影響がアンテナに及ばないようにする効果
もある。

【０００３】アンテナとチューナとの間に増幅回路を設
けることに関する先行技術は、たとえば特開平１１−４
１１２７号公報などにも開示されている。この先行技術
では、アンテナとチューナとの間に、広帯域増幅器と減
衰回路との並列回路を接続し、広帯域増幅器に供給する
電源を制御して、広帯域増幅器を動作させるときは増幅
器で信号を増幅し、広帯域増幅器を動作させないときは
減衰回路で信号を減衰させるように切換えている。特開
平７−３２１６８５号公報には、チューナのフロントエ
ンドで高周波から変換される中間周波の増幅回路でアン
プとアッテネータとを切換えて、強電界強度時にアンプ
が飽和する影響を避けて、電界強度を正確に検出しよう
とする先行技術が開示されている。

【０００４】図１２のＡＧＣ回路５を設ける理由は、強
電界強度時にアンプ２が歪むのを避けることにもある。
特開平１１−１４５８５８号公報には、相互変調妨害に
よる感度劣化が起きているときのみ、利得を低下させる
ＡＧＣについての先行技術が開示されている。特開平１
１−３１２９３８号公報には、電界強度に応じてＡＧＣ
の時定数を変え、通常はフェージングに追従しやすいよ
うに時定数を小さくしておき、強電界環境下では時定数
を大きくして安定性を改善する先行技術が開示されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図１２に示すようなア
ンテナアンプ１では、目的の受信信号に近い周波数に過
大な他の信号が存在するような場合、ＡＴＴ回路４を切
換えて信号を減衰させても、アンプ２に対する入力が過
大となって、アンプ２の非比直線性で目的の受信信号が
歪んだり、抑圧されたりするおそれがある。ＡＴＴ回路
４の減衰率を大きくすると、目的の信号も大きく減衰さ
れてしまい、ＳＮ比が低下してしまう。

【０００６】特開平１１−４１１２７号公報の先行技術
は、増幅回路を設置する位置については必ずしも明確で
はない。発明の実施の形態での説明で、広帯域増幅器、
減衰回路およびチューナの全体をチューナ回路としてい
るので、アンテナの近傍ではなく、チューナ側に設置す
るものと考えられる。もしアンテナアンプとしてチュー
ナから離れたアンテナの近傍に配置するとすれば、ＯＮ
／ＯＦＦ制御される電源ケーブルを、信号ケーブルとと
もにアンテナアンプとチューナとの間に接続しなければ
ならない。また、電源の制御は、後段側のチューナ以降
の信号レベルに基づいて行われている。この信号レベル
には、広帯域増幅器のＯＮ／ＯＦＦ制御が影響する。す
なわち、広帯域増幅器のＯＮ状態で過大な信号レベルと
判断されてＯＦＦ状態になると、信号レベルが低下し、
過大ではないと判断されて、再び広帯域増幅器がＯＮに
なることを繰返すおそれがある。

【０００７】また、アンテナアンプにＡＧＣ動作を行わ
せる場合、受信を希望する周波数の近くに妨害信号があ
る場合の相互変調や混変調による歪みや信号抑圧が問題
となる。このような場合の対策について、特開平１１−
１４５８５８号公報や特開平１１−３１２９３８号公報
には何も示されていない。特に、アンテナエレメントを
広帯域で使用しようとすると、相互変調や混変調の対象
となる信号の範囲も広がるので、広い周波数帯域でアン
テナエレメントを共用するための共用アンテナアンプで
は、適切な対策が必要となる。

【０００８】本発明の目的は、微弱な信号を高感度で受
信し、強い妨害信号が存在するときには、歪みや信号抑
圧を低減することができるアンテナアンプおよび共用ア
ンテナアンプを提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、アンテナに近
接して設置され、アンテナが受信する微弱な高周波信号
を増幅するアンテナアンプにおいて、高周波信号の増幅
を行うアンプと、アンプに入力される高周波信号を、該
アンプを通さずに導くスルー回路と、アンプから出力さ
れる高周波信号、およびスルー回路を通して導かれる高
周波信号を切換えるスイッチ回路と、アンプからの出力
に応答して、該出力の予め定める切換基準に対する大小
関係に従い、スイッチ回路を、出力が小さいときはアン
プの出力側に、出力が大きいときはスルー回路側に、そ
れぞれ切換える出力切換回路を含むことを特徴とするア
ンテナアンプである。

【００１０】本発明に従えば、アンテナに近接して設置
され、アンテナが受信する微弱な高周波信号を増幅する
アンテナアンプは、アンプと、スルー回路と、スイッチ
回路と、出力切換回路とを含む。スイッチ回路は、高周
波信号を増幅するアンプの出力と、アンプを通さずにス
ルー回路から導かれるアンプの入力とを、出力切換回路
によって切換える。出力切換回路は、アンプからの出力
に応答して、予め定める切換基準に対する大小関係に従
い、スイッチ回路を、出力が小さいときはアンプの出力
側に、出力が大きいときはスルー回路側に、それぞれ切
換えるように制御する。アンテナに誘起される微小な高
周波信号をアンプで増幅すれば、高感度で受信すること
ができる。相互変調などの妨害信号が存在しているとき
には、高周波信号をアンプを通さずにスルー回路から後
段側に導くので、歪みや信号抑圧などを避けることがで
きる。スイッチ回路を切換える出力切換回路には、常に
アンプから信号が与えられるので、スイッチ回路の切換
を適切に行うことができる。

【００１１】また本発明で、前記出力切換回路は、前記
アンプからの出力のうちの予め定める低域成分に応答し
て、前記スイッチ回路の切換えを行うことを特徴とす
る。

【００１２】本発明に従えば、アンプからの出力のうち
の低域成分には、相互変調による歪成分が高い相関性で
反映される。相互変調による歪成分が発生するときに
は、混変調による歪みも発生し、相互変調や混変調を与
える妨害信号が存在するときに、高周波信号がアンプを
通らないでスルー回路を通るように切換えることができ
るので、妨害信号が存在しないときは高周波信号がアン
プを通り、妨害信号が存在するときのみアンプを通さな
いような適切な切換えを行うことができる。

【００１３】また本発明で、前記アンプは、該アンプか
らの出力が、前記切換基準よりも高出力側に予め設定さ
れる減衰基準を超えると、該アンプの利得を減少させる
利得制御回路を備えることを特徴とする。

【００１４】本発明に従えば、アンプからの出力が過大
になり、切換基準よりも高く設定される減衰基準を超え
ると、利得制御回路によってアンプの利得を減少させる
ので、アンプの飽和や入力側での歪みがスイッチ回路の
切換えに影響しないようにすることができる。

【００１５】また本発明で、前記利得制御回路は、前記
アンプの入力側に信号減衰回路を付加して、前記利得を
減少させることを特徴とする。

【００１６】本発明に従えば、過大な入力時にアンプの
入力側に信号減衰回路を付加してアンプの利得を減少さ
せることができるので、アンプの入力側で発生する歪み
を減少させることができるとともに、発生する歪みがス
ルー回路を介して出力側に漏れにくくすることができ
る。

【００１７】さらに本発明は、前述のいずれかに記載の
アンテナアンプを複数含む共用アンテナアンプであっ
て、各アンテナアンプは、異なる周波数帯域の高周波信
号を増幅し、各アンテナアンプの前記切換基準は、周波
数帯域に応じて異なる値に設定されることを特徴とする
共用アンテナアンプである。

【００１８】本発明に従えば、アンプから出力される高
周波信号の強度が過大になると、高周波信号がアンプを
通らずにスルー回路を通って後段側に至るように切換え
るアンテナアンプを、異なる周波数帯域に分けて複数用
い、アンテナアンプの切換基準を、各アンテナアンプが
受持つ周波数帯域に応じて異ならせて、それぞれ適切な
動作を行わせることができる。

【００１９】また本発明で、前記複数のアンテナアンプ
は、ＶＨＦ周波数帯域のＦＭラジオ放送受信用およびテ
レビジョン放送受信用と、ＵＨＦ周波数帯域のテレビジ
ョン放送受信用とにそれぞれ設けておき、前記切換基準
は、ＶＨＦ周波数帯域側の方を小さくしておくことを特
徴とする。

【００２０】本発明に従えば、ＶＨＦ周波数帯域のＦＭ
ラジオ放送およびテレビジョン放送と、ＵＨＦ周波数帯
域のテレビジョン放送とを、アンプを通すか否かの切換
基準を異ならせて、ＶＨＦ周波数帯域側では強入力時の
歪み特性を重視し、ＵＨＦ周波数帯域側では感度を重視
するように、それぞれ適切に使い分けることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の第１形態
として、アンテナ１０に近接して設置され、アンテナ１
０が受信する微弱な高周波信号を増幅するアンテナアン
プ１１の概略的な電気的構成を示す。アンテナアンプ１
１には、アンプ１２と、ＢＰＦ１３と、スルー回路１４
と、出力切換回路１５と、スイッチ回路１６とが含まれ
る。アンプ１２は、高周波信号の増幅を行う。ＢＰＦ１
３は、アンテナ１０からアンプ１２に入力される高周波
信号の周波数帯域を選択する。ＢＰＦ１３によって選択
される周波数帯域は、広帯域化され、受信目標の信号ば
かりではなく、妨害を与えるよう信号も通過させてしま
う。アンテナアンプ１１の後段側では、たとえば中間周
波数に変換した後で、フィルタなどを用いて目標信号の
みを選択する。アンテナアンプ１１の段階では、周波数
が高いので、目標信号のみを選択するように選択度を高
めることは不可能に近く、また選択度を高めると、広帯
域をカバーするために中心周波数を受信周波数に応じて
変化させなければならなくなる。

【００２２】図２は、図１のアンテナアンプ１１の利得
の周波数特性を示す。実線はスイッチ回路１６をアンプ
１２の出力側に切換えている状態を示し、２点鎖線はス
イッチ回路１６をスルー回路１４側に切換えている状態
を示す。スルー回路１４は、高周波信号をアンプ１２の
入力側からアンプ１２を通さずにスイッチ回路１６に導
く。出力切換回路１５は、アンプ１２からの出力に応答
して、予め定める切換基準に対する出力の大小関係に従
い、スイッチ回路１６を、出力が小さいときはアンプ１
２の出力側に、出力が大きいときはスルー回路１４側
に、それぞれ切換える。スイッチ回路１６をスルー回路
１４側に切換えると、アンプ１２の利得分だけ、アンテ
ナアンプ１１としての利得が低下する。しかしながら、
高周波信号は、アンプ１２を通さないで後段側に導かれ
る。

【００２３】アンプ１２の利得は、たとえば１０ｄＢと
する。アンプ１２の入力側でのＳＮ比と、出力側でのＳ
Ｎ比との比であるノイズ・フィギュアＮＦは、３ｄＢ以
下である。アンプ１２は一定の直流電圧が電源電圧とし
て供給され、その電圧範囲内で動作する。電源電圧を完
全に利用することができる理想的な場合でも、電源電圧
を最大振幅として、それを利得で除算して得られる最大
入力電圧を超える入力電圧に対しては出力が飽和してし
まう。実際のアンプ１２では、入力電圧が高くなると利
得も変化し、また入力側でも歪みを発生するような非直
線性を、理想的な場合に比べて有している。このため、
受信目標の信号自体は微小な信号レベルでも、近接して
受信する信号が大きな信号レベルであれば、後段側では
フィルタなどで信号を分離することができても、アンテ
ナアンプ１１の段階で、微小な目標信号が歪んだり、抑
圧されてしまう相互変調や混変調などの影響を受ける。
本実施形態では、ＶＨＦ帯域でＦＭ放送やＴＶ放送を受
信する場合を想定し、たとえば受信目標の周波数を約１
００ＭＨｚ程度とし、その受信強度が３０ｄＢμＶ以下
のときにスイッチ回路１６をスルー回路１４側に切換え
ることによって、電界強度が１１０ｄＢμＶの４ＭＨｚ
程度づつ低い信号が相互変調を生じさせないようにする
ことができる。

【００２４】すなわち、図１の出力切換回路１５は、ア
ンプ１２からの出力が大きく、相互変調などの妨害信号
が存在しているときには、高周波信号をアンプを１２通
さずにスルー回路１４から後段側に導くので、歪みや信
号抑圧などを避けることができる。スイッチ回路１６を
切換える出力切換回路１５には、常にアンプ１２から信
号が与えられるので、スイッチ回路１６の切換を行う条
件の変動を少なくして、切換えを適切に行うことができ
る。なお、スルー回路１４は、単なる導線で実現するだ
けではなく、減衰回路などで実現することもできる。

【００２５】図３は、本発明の実施の第２形態であるア
ンテナアンプ２１の概略的な電気的構成を示す。本実施
形態で、図１の実施形態に対応する部分には同一の参照
符を付し、重複する説明を省略する。本実施形態ではア
ンプ１２の入力側にＡＴＴ回路２２を挿入して信号を減
衰させ、ＡＴＴ回路２２およびアンプ１２を組合わせた
全体の利得を減少させることができる。ＡＴＴ回路２２
は、たとえば抵抗２３および抵抗２４との分圧比に基づ
いて信号を減衰させる。入力信号レベルが小さいとき
は、入力切換回路２５がスイッチ回路２６をアンプ１２
の入力側に切換え、抵抗２３は短絡される状態となる。
この状態で、入力信号は減衰されずにアンプ１２に入力
される。入力切換回路２５がスイッチ回路２６をアンプ
１２の入力側から切離すように切換えると、入力信号は
ＡＴＴ回路２２で減衰されてからアンプ１２に入力する
ようになる。入力切換回路２５がスイッチ回路２６の切
換えを行う閾値Ｖｔｈｙは、出力切換回路１５がスイッ
チ回路１６を切換える閾値Ｖｔｈｘよりも大きくしてお
く。すなわち、Ｖｔｈｙ ＞ Ｖｔｈｘとする。また、こ
れらの閾値Ｖｔｈｘ，Ｖｔｈｙにはそれぞれヒステリシ
スを持たせておく。

【００２６】図４は、図３の実施形態での入出力特性
を、アンテナ１０からの入力信号レベルが上昇するとき
を（ａ）で、下降するときを（ｂ）でそれぞれ示す。図
３のアンプ１２の入力側で、スイッチ回路２６の個別接
点のアンプ側をＡ点とし、アンプ１２の出力側でスイッ
チ回路１６の共通接点側をＢ点とする。アンプ１２の利
得を１０ｄＢとし、ＡＴＴ回路２２の減衰度を−２０ｄ
Ｂとする。Ａ点での信号レベルは破線で示し、Ｂ点での
信号レベルは実線で示す。

【００２７】図４（ａ）で示すように、入力信号レベル
が小入力状態から上昇して７０ｄＢを超えると、出力切
換回路１５によってスイッチ回路１６がアンプ１２の出
力側からスルー回路１４側に切換えられ、Ｂ点での信号
レベルは１０ｄＢ低下する。さらに入力信号レベルが上
昇して１００ｄＢを超えると、入力切換回路２５によっ
てスイッチ回路２６がアンプ１２の入力側に接続する状
態から無接続の状態に切換えられ、Ｂ点の信号レベルは
ＡＴＴ回路２２による減衰を受けて２０ｄＢ低下する。

【００２８】図４（ｂ）で示すように、入力信号レベル
が大入力状態から下降して８０ｄＢ以下になると、入力
切換回路２５がスイッチ回路２６を無接続の状態からア
ンプ１２の入力側に接続する状態に切換得るので、Ａ点
の信号レベルはＡＴＴ回路２２の減衰度２０ｄＢだけ上
昇する。さらに入力信号レベルが低下して、４０ｄＢ以
下になると、出力切換回路１５がスイッチ回路１６をス
ルー回路１４側からアンプ１２の出力側に切換えるの
で、Ｂ点の信号レベルは、アンプ１２の利得の１０ｄＢ
だけ上昇する。

【００２９】図４の動作では、出力切換回路１５がスイ
ッチ回路１６の切換えを行う検出開始点は、入力信号レ
ベルが７０ｄＢのときであり、一旦スルー回路１４側に
切換えられると、３０ｄＢのヒステリシスが付加され
て、４０ｄＢまで低下しないとアンプ１２の出力側への
切換えは起らなくなる。入力切換回路２５がスイッチ回
路２６の切換えを行う検出開始点は、入力信号レベルが
１００ｄＢのときであり、一旦無接続側に切換えられる
と、２０ｄＢのヒステリシスが付加されて、８０ｄＢま
で低下しないとアンプ１２の入力側への切換えは起らな
くなる。外部からの制御信号に応じて、利得を少なくと
も２段階に切換えることができる。

【００３０】図５は、図３のアンテナアンプ２１の回路
構成を示す。出力切換回路１５および入力切換回路２５
には、図４に示すようなヒステリシス特性を有するヒス
テリシス付レベル検出回路２７からの出力が与えられ
る。ヒステリシス付レベル検出回路２７は、アンプ１２
の出力レベルを検出する。ヒステリシス付レベル検出回
路２７の動作特性は、外付けの抵抗２８およびコンデン
サ２９で調整することができる。抵抗２８は、閾値Ｖｔ
ｈｘ，Ｖｔｈｙを決定する。コンデンサ２９は、レベル
検出の時定数を決定する。レベル検出の過度特性は、ア
タックが速く、リリースが遅くなるようにする。アンプ
１２の利得は、外付けの抵抗３０によって、たとえ３〜
１５ｄＢの範囲で調整することができる。出力切換回路
１５は、ＰＩＮドライバ３１，３２を有する。ＰＩＮド
ライバ３１は、出力論理が正論理であるバッファであ
り、ＰＩＮドライバ３２は出力論理が負論理であるイン
バータである。入力切換回路２５もインバータとしての
ＰＩＮドライバを含む。

【００３１】スイッチ回路１６は、スイッチング素子と
して、ＰＩＮダイオード３３，３４を含む。ＰＩＮダイ
オード３３，３４のカソード側は共通に、出力端子ＯＵ
Ｔに接続される。ＰＩＮダイオード３３のアノード側に
はスルー回路１４が接続される。ＰＩＮダイオード３４
のアノード側には、直流カット用のコンデンサ３５を介
してアンプ１２の出力が接続される。ＰＩＮダイオード
３３のアノードには、抵抗３６を介してＰＩＮドライバ
３１の出力が与えられる。ＰＩＮドライバ３１の出力に
は、切換ショック防止用のコンデンサ３７も接地との間
に接続される。ＰＩＮダイオード３４のアノードには、
抵抗３８を介してＰＩＮドライバ３２の出力が与えられ
る。ＰＩＮドライバ３２の出力には、切換ショック防止
用のコンデンサ３９も接地との間に接続される。ＰＩＮ
ダイオード３３，３４のカソード側には、直流電流の経
路となるコイル４０が接地との間に接続されている。

【００３２】スイッチ回路２６は、スイッチング素子と
して、ＰＩＮダイオード４１を含む。ＰＩＮダイオード
４１のカソードは、ＢＰＦ１３の出力から直流カット用
のコンデンサ４２を介してスルー回路１４に分岐する点
に接続される。ＰＩＮダイオード４１のアノード側は、
直流カット用のコンデンサ４３を介して、アンプ１２の
入力側に接続される。アンプ１２の入力側は、直流カッ
ト用のコンデンサ４４を介して、抵抗２３と抵抗２４と
の接続点にも接続される。ＰＩＮダイオード４１のカソ
ードには、直流電流の経路となるコイル４５が接地との
間に接続される。ＰＩＮダイオード４１のアノードに
は、切換ショック防止用のコンデンサ４６が接地との間
に接続される入力切換回路２５の出力が、抵抗４７を介
して接続される。ＰＩＮダイオード３３，３４，４１
は、直流電流を流すとインピーダンスが低くなり、スイ
ッチの接点を閉じた状態になる。ＰＩＮダイオード３
３，３４，４１に直流電流を流さないと、インピーダン
スが高くなり、スイッチの接点を開いた状態になる。な
お、本実施形態では、アンプ１２、出力切換回路１５、
入力切換回路２５およびヒステリシス付レベル検出回路
２７は、ＩＣ５０として集積される。

【００３３】図６は、本発明の実施の第３形態であるア
ンテナアンプ５１の概略的な電気的構成を示す。本実施
形態で、図１または図３の実施形態に対応する部分には
同一の参照符を付し、重複する説明を省略する。本実施
形態のアンプ５２は、外部からの制御信号に応じて、利
得を少なくとも２段階に切換えることができる。利得の
切換えは、アンプ５２自体のゲインを段階的あるいは連
続的に変化させてもよく、アンプ５２のゲインは一定と
して、図３の実施形態と同様に入力側のＡＴＴ回路など
で信号減衰度を変化させてもよい。

【００３４】前述のように、アンプ５２の出力には相互
変調や混変調による歪成分が含まれる。歪成分は、アン
プ５２からの出力のうちの低域成分に反映される。低域
成分は、ローパスフィルタ（以下、「ＬＰＦ」と略称す
る）５３で低域濾波され、歪アンプ５４で増幅される。
歪アンプ５４の出力レベルは、レベル検出回路５５で絶
対値として検出され、ヒステリシスコンパレータ５６お
よびコンパレータ５７で予め設定される閾値Ｖｔｈａ，
Ｖｔｈｂとそれぞれ比較される。閾値相互間の関係は、
Ｖｔｈｂ≫Ｖｔｈａとなるように設定する。

【００３５】ヒステリシスコンパレータ５６は、レベル
検出回路５５が検出する歪成分の信号レベルがＶｔｈａ
を超えると、スイッチ回路１６をスルー回路１４側に切
換える。このような機能に関して、ＬＰＦ５３、歪アン
プ５４、レベル検出回路５５およびヒステリシスコンパ
レータ５６は、図１の出力切換回路１５と同等である。
ＬＰＦ５３によって低域の歪成分を選択し、相互変調や
混変調を与える妨害信号が存在するときに、高周波信号
がアンプ５２を通らないでスルー回路５４を通るように
切換えることができるので、妨害信号が存在しないとき
は高周波信号がアンプ５２を通り、妨害信号が存在する
ときのみアンプ５２を通さないような適切な切換えを行
うことができる。

【００３６】なお、ヒステリシスコンパレータ５６で
は、スイッチ回１６をスルー回路１４側に切換えた後で
は、レベル検出回路５５からの出力電圧がＶｔｈａ以下
になるだけではスイッチ回路１６の切換えを行わない。
スイッチ回路１６の切換えを行う閾値はＶｔｈａからΔ
Ｖだけ低く変化し、レベル検出回路２５からの出力電圧
が低く変化した閾値Ｖｔｈａ−ΔＶ以下になってからス
イッチ回路１６をアンプ５２の出力側に切換える。この
切換えが行われると、閾値はＶｔｈａに戻る。このよう
なヒステリシスを閾値に持たせているので、レベル検出
回路５５からの出力電圧がＶｔｈａ付近で変動しても、
スイッチ回路１６の切換えが頻繁に行われないようにす
ることができる。本実施形態でのスイッチ回路１６の切
換えに関連する部分は、図１や図３の実施形態にも同様
に適用することができる。

【００３７】本実施形態では、レベル検出回路５５から
の出力電圧がコンパレータ５７の閾値Ｖｔｈｂを超える
と、アンプ５２の利得を低下させる。このような過大入
力時にアンプ５２の利得を低下させることによって、ア
ンプ５２で発生する歪みを抑制することができる。アン
プ２２で発生する歪みが大きくなると、歪み成分が入力
側からスルー回路１４側に漏れ出し、スイッチ回路１６
をスルー回路１４側に切換えても、相互変調や混変調の
影響を受けてしまうのを防ぐことができる。この影響を
防ぐためにアンプ５２の入力側に単にスイッチなどを設
けると、アンプ５２への入力が遮断され、切換えのため
の信号が得られなくなってしまう。本実施形態によれ
ば、アンプ５２からの出力が過大になると、スイッチ回
路１６の切換えを行うヒステリシスコンパレータ５６の
閾値Ｖｔｈａである切換基準よりも高く設定されるコン
パレータ５７の閾値Ｖｔｈｂを超えるようになる。減衰
基準である閾値Ｖｔｈｂを超えると、利得制御回路とし
てのコンパレータ５７によってアンプ５２の利得を減少
させるので、アンプ５２の飽和や入力側での歪みがスイ
ッチ回路１６の切換えに影響しないようにすることもで
きる。

【００３８】図７は、図６の実施形態による入力歪低減
の考え方を示す。ＢＰＦ１３の通過周波数帯域は広帯域
であるので、帯域ないで電界強度が大きい妨害信号も通
過させてしまったり、帯域外でもあまり大きな減衰を与
えることができない。強電界強度の妨害信号が２波あれ
ば、その差の周波数成分が歪成分となり、アンプ５２の
非直線性に基づく相互変調を引き起す。また強電界強度
の妨害信号がスペクトラム拡散（ＳＳ）変調方式などの
広帯域信号であるときは、１波でも低域の歪成分を発生
させる。妨害２波や広帯域１波の妨害信号は、混変調
（InterModulation）による歪みとしてＩＭ成分も発生
する。ＩＭ成分でも、受信目的の信号レベルに比較して
信号レベルがかなり大きい可能性がある。また、ＩＭ成
分の周波数は、受信目的の周波数に近く、後段側のフィ
ルタを通過し、ＡＧＣ回路などを動作させ、受信目的の
信号を抑圧してしまうおそれがある。本実施形態では、
ＢＰＦ１３の低域側カットオフ周波数よりも低い範囲の
歪成分をＬＰＦ５３で抽出し、相互変調の発生を相関性
が高い状態で検出し、適切な切換えを行って、入力歪み
を低減することができる。

【００３９】図８は、本発明の実施の第４形態として、
図１または図６のようなアンテナアンプを自動車に複数
個搭載するアンテナに適用する例を示す。ガラスアンテ
ナ６０は、複数のアンテナエレメント６１，６２，６
３，６４，６５，６６，６７，６８がフィルムベース６
９上の導体パターンとして形成され、車両７０のたとえ
ばリアガラス７１の内側から貼付けられる。ガラスアン
テナ６０を貼付ける位置は、たとえばリアガラス７１で
屋根７２に近い上縁部分とし、屋根７２側にはアンテナ
アンプを搭載するアンプモジュール８０を設置する。

【００４０】図９は、図８のアンプモジュール８０の概
略的な電気的構成を示す。アンプモジュール８０には、
図１、図３または図６のアンテナアンプ１１，２１，５
１と同等なＡＧＣアンプ８１，８２，８３と、広帯域で
低雑音なアンプ８４，８５とがアンテナエレメント６１
〜６８に受信される信号を増幅するアンテナアンプとし
て搭載される。アンテナエレメント６１，６２に受信さ
れる信号は、アンプ８４，８５でそれぞれ増幅され、デ
ジタルテレビジョン（ＤＴＶ）信号として後段側に出力
される。アンテナエレメント６３，６４，６５，６６に
受信される信号は、セレクタ８６で選択され、ＡＧＣア
ンプ８３で増幅されてアナログテレビジョン（ＡＴＶ）
信号として後段側に出力される。セレクタ８６の切換え
は、後段側からデコーダ８７に与えられる制御信号に基
づいて行われ、ダイバシティ方式による受信感度の向上
などが図られる。アンテナエレメント６７，６８で受信
される信号は、ＡＧＣアンプ８１，８２でそれぞれ増幅
されて、ＦＭのメインおよびサブ信号として後段側に出
力される。後段側では、メイン信号とサブ信号とを切換
えて、ダイバシティ方式などによる音質改善などを図る
ことができる。

【００４１】図１０は、本発明の実施の第５形態とし
て、共用アンテナアンプ９０の概略的な電気的構成を湿
す。本実施形態の共用アンテナアンプ９０は、図１、図
３または図６のアンテナアンプ１１，２１，５１をＡＧ
Ｃアンプ９１，９２として複数含む。ＡＧＣアンプ９１
には、ＵＨＦ帯のうち、たとえば４７０ＭＨｚの周波数
帯域を選択的に通過させるＢＰＦ９３からの高周波信号
が入力される。ＡＧＣアンプ９２には、ＶＨＦ帯のう
ち、たとえば７６ＭＨｚ〜２２２ＭＨｚの周波数帯域を
選択的に通過させるＢＰＦ９４からの高周波信号が入力
される。

【００４２】図１１は、図１０のＢＰＦ９３，９４によ
る通過帯域特性を概略的に示す。ＢＰＦ９４によるＶＨ
Ｆ帯の通過帯域には、ＦＭラジオ放送などのＦＭ信号と
テレビジョン放送などのＴＶ信号とが含まれる。ＢＰＦ
９３によるＵＨＦ帯の通過帯域にはテレビジョン放送な
どのＴＶ信号が主として含まれる。ＡＧＣアンプ９２に
入力される高周波信号には、ＦＭ信号とＴＶ信号とが含
まれるので、図１０では分波回路９５で分離する。図１
０に示すように、分波回路９５で高域側として分波され
るＴＶ信号は、ＦＭトラップ回路９６を経てアンプ９７
に入力される。ＦＭトラップ回路９６は、ＦＭ信号の周
波数帯域を減衰させ、アンプ９７は、ＴＶ信号の出力レ
ベルを、ＡＧＣアンプ９１からのＴＶ信号の出力レベル
に合わせるための増幅を行う。ＡＧＣアンプ９１から出
力されるＴＶ信号と、アンプ９７から出力されるＴＶ信
号とは、合成回路９８で合成され、後段側のテレビジョ
ン受像装置に出力される。

【００４３】本実施形態の共用アンテナアンプ９０で
は、アンテナアンプであるＡＧＣアンプ９１，９２は、
ＵＨＦ帯とＶＨＦ帯との異なる周波数帯域の高周波信号
を増幅する。各ＡＧＣアンプ９１，９２での切換基準
は、周波数帯域に応じて異なる値に設定される。ＡＧＣ
アンプ９１は、ＵＨＦ周波数帯域のテレビジョン放送受
信用に設定される。ＡＧＣアンプ９２は、ＶＨＦ周波数
帯域のＦＭラジオ放送受信用およびテレビジョン放送受
信用に設定される。切換基準を、ＶＨＦ周波数帯域用の
ＡＧＣアンプ９２側を小さくしておくことによって、Ｖ
ＨＦ周波数帯域側では強入力時の歪み特性を重視し、Ｕ
ＨＦ周波数帯域側では感度を重視するように、それぞれ
適切に使い分けることができる。

【００４４】すなわち本実施形態では、アンプから出力
される高周波信号の強度が過大になると、高周波信号が
アンプを通らずにスルー回路を通って後段側に至るよう
に切換えるアンテナアンプを、異なる周波数帯域に分け
て複数用る。アンプを通すか否かの切換基準を、各アン
テナアンプが受持つ周波数帯域に応じて異ならせて、そ
れぞれ適切な動作を行わせることができる。

【００４５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、アンテナ
が受信する微弱な高周波信号を増幅するアンプからの出
力について、予め定める切換基準に対する大小関係に従
い、スイッチ回路を、出力が小さいときはアンプの出力
側に、出力が大きいときはスルー回路側に、それぞれ切
換えるように制御する。アンテナに誘起される微小な高
周波信号をアンプで増幅すれば、高感度で受信すること
ができ、相互変調などの妨害信号が存在しているときに
は、歪みや信号抑圧などを避けることができる。

【００４６】また本発明によれば、相互変調や混変調を
与える妨害信号が存在するときに、アンプの出力の低域
成分に反映されるので、妨害信号が存在しないときは高
周波信号がアンプを通り、妨害信号が存在するときのみ
アンプを通さないような適切な切換えを行うことができ
る。

【００４７】また本発明によれば、アンプからの出力が
切換基準よりも高く設定される減衰基準を超えるとアン
プの利得を減少させるので、アンプの飽和や入力側での
歪みがスイッチ回路の切換えに影響しないようにするこ
とができる。

【００４８】また本発明によれば、過大な入力時にアン
プの入力側で発生する歪みを減少させることができると
ともに、発生する歪みがスルー回路を介して出力側に漏
れにくくすることができる。

【００４９】さらに本発明によれば、アンプの出力が過
大になると、高周波信号がアンプを通らずに後段側に至
るように切換えるアンテナアンプを、異なる周波数帯域
に分けて複数用い、各アンテナアンプの受持つ周波数帯
域に応じて切換基準を異ならせるので、周波数帯域毎に
適切な動作を行わせることができる。

【００５０】また本発明によれば、ＶＨＦ周波数帯域の
ＦＭラジオ放送およびテレビジョン放送では強入力時の
歪み特性を重視し、ＵＨＦ周波数帯域側では感度を重視
するように、それぞれ適切に使い分けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態であるアンテナアンプ
１１の概略的な電気的構成を示すブロック図である。

【図２】図１の実施形態でスイッチ回路１６を切換えに
伴う利得の周波数特性の変化を示すグラフである。

【図３】本発明の実施の第２形態であるアンテナアンプ
２１の概略的な電気的構成を示すブロック図である。

【図４】図３のアンテナアンプ２１の動作のヒステリシ
ス特性を示すグラフである。

【図５】図３のアンテナアンプの電気回路図である。

【図６】本発明の実施の第３形態であるアンテナアンプ
５１の概略的な電気的構成を湿すブロック図である。

【図７】図６の実施形態での入力歪低減の考え方を示す
グラフである。

【図８】本発明の実施の第４形態として、複数のアンテ
ナアンプを含むアンプモジュール８０を自動車に搭載す
る状態を概略的に示す斜視図である。

【図９】図８のアンプモジュール８０の概略的な電気的
構成を示すブロック図である。

【図１０】本発明の実施の第５形態である共用アンテナ
アンプ９０の概略的な電気的構成を示すブロック図であ
る。

【図１１】図１０の実施形態での周波数帯域の組合わせ
を示すグラフである。

【図１２】従来技術によるアンテナアンプの概略的な構
成を示すブロック図である。

【符号の説明】 １０ アンテナ １１，２１，５１ アンテナアンプ １２，５２，８４，８５，９７ アンプ １３，９３，９４ ＢＰＦ １４ スルー回路 １５ 出力切換回路 １６，２６ スイッチ回路 ２２ ＡＴＴ回路 ２５ 入力切換回路 ２７ ヒステリシス付レベル検出回路 ３３，３４，４１ ＰＩＮダイオード ５３ ＬＰＦ ５４ 歪アンプ ５５ レベル検出回路 ５６ ヒステリシスコンパレータ ５７ コンパレータ ６０ ガラスアンテナ ６１〜６８ アンテナエレメント ８０ アンプモジュール ８１，８２，８３，９１，９２ ＡＧＣアンプ ９０ 共用アンテナアンプ ９５ 分波回路 ９８ 合成回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井元 哲治 兵庫県神戸市兵庫区御所通１丁目２番28号 富士通テン株式会社内 (72)発明者 荻野 和滋 兵庫県神戸市兵庫区御所通１丁目２番28号 富士通テン株式会社内 Ｆターム(参考） 5K062 AA05 AA07 AA08 AB04 AD04 AD08 AE05 BA01 BC03

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アンテナに近接して設置され、アンテナ
   が受信する微弱な高周波信号を増幅するアンテナアンプ
   において、 高周波信号の増幅を行うアンプと、 アンプに入力される高周波信号を、該アンプを通さずに
   導くスルー回路と、 アンプから出力される高周波信号、およびスルー回路を
   通して導かれる高周波信号を切換えるスイッチ回路と、 アンプからの出力に応答して、該出力の予め定める切換
   基準に対する大小関係に従い、スイッチ回路を、出力が
   小さいときはアンプの出力側に、出力が大きいときはス
   ルー回路側に、それぞれ切換える出力切換回路を含むこ
   とを特徴とするアンテナアンプ。
2. 【請求項２】 前記出力切換回路は、前記アンプからの
   出力のうちの予め定める低域成分に応答して、前記スイ
   ッチ回路の切換えを行うことを特徴とする請求項１記載
   のアンテナアンプ。
3. 【請求項３】 前記アンプは、該アンプからの出力が、
   前記切換基準よりも高出力側に予め設定される減衰基準
   を超えると、該アンプの利得を減少させる利得制御回路
   を備えることを特徴とする請求項１または２記載のアン
   テナアンプ。
4. 【請求項４】 前記利得制御回路は、前記アンプの入力
   側に信号減衰回路を付加して、前記利得を減少させるこ
   とを特徴とする請求項３記載のアンテナアンプ。
5. 【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載のアンテナ
   アンプを複数含む共用アンテナアンプであって、 各アンテナアンプは、異なる周波数帯域の高周波信号を
   増幅し、 各アンテナアンプの前記切換基準は、周波数帯域に応じ
   て異なる値に設定されることを特徴とする共用アンテナ
   アンプ。
6. 【請求項６】 前記複数のアンテナアンプは、ＶＨＦ周
   波数帯域のＦＭラジオ放送受信用およびテレビジョン放
   送受信用と、ＵＨＦ周波数帯域のテレビジョン放送受信
   用とにそれぞれ設けておき、 前記切換基準は、ＶＨＦ周波数帯域側の方を小さくして
   おくことを特徴とする請求項５記載の共用アンテナアン
   プ。