JP2005020168A

JP2005020168A - Antenna system

Info

Publication number: JP2005020168A
Application number: JP2003179581A
Authority: JP
Inventors: Junji Kumada; 純二熊田; Toshihiro Sugiura; 敏博杉浦; Ichiro Shigetomi; 一郎重富; Toru Sakamoto; 徹坂本
Original assignee: Nippon Hoso Kyokai NHK; Maspro Denkoh Corp; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Maspro Denkoh Corp; Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2003-06-24
Filing date: 2003-06-24
Publication date: 2005-01-20

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an antenna system capable of excellently receiving a digital broadcast signal that is broadcast in a single frequency network (SFN). SOLUTION: An antenna system 1 is provided with a mast 3 that is set upright on the ground plane and that includes a plurality of reception antennas 10. Each reception antenna comprises a plurality of dipole antenna elements 11a to 11d having directivity and laid out in a polygonal shape. The reception antennas 10 are arranged in parallel in the axial direction of the mast. The antenna system 1 acquires broadcast signals received by the dipole antenna elements configuring each reception antenna, composes the signals by each reception antenna, and inputs any of the composed signals by each antenna produced by the composition to an external device as the received signal of the device. COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単一周波数ネットワーク（ＳＦＮ）において放送されるディジタル放送信号を受信するためのアンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、テレビジョン放送やラジオ放送のディジタル化が推進されており、衛星放送のディジタル化に続き、今後、地上波テレビジョン放送がディジタル放送に切り換る予定である。
【０００３】
地上波ディジタルテレビジョン放送では、一般的に、変調方式として直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式が採用されている。ＯＦＤＭ方式は、直交関係にある複数の搬送波を用いて情報を伝送する方式である。この方式では、建物からの反射等によって生じる遅延波の影響を除去するために、ガードインターバルを設ける。ガードインターバルは、搬送波の変調により得られるシンボルの後半のコピーを、シンボルの前半に貼り付けることで形成される。
【０００４】
このようなＯＦＤＭ方式では、ガードインターバルより遅延量の少ない遅延波について、マルチパス歪の影響を受けることなく、適切な復調結果を得ることができるといった特徴がある。また、ＯＦＤＭ方式においては、希望波と妨害波との間に所定レベル（例えば、３ｄＢ）以上の差があれば、同一周波数帯の妨害波であっても、その妨害波の影響を受けず、適切な復調結果を得ることができるといった特徴がある。
【０００５】
ところで、地上波ディジタル放送では、上述したようなＯＦＤＭ方式の特徴を生かし、周波数資源を有効活用する目的で、単一周波数ネットワーク（ＳＦＮ：ＳｉｎｇｌｅＦｒｅｑｕｅｎｃｙＮｅｔｗｏｒｋ）方式を採用することが検討されている。
従来のアナログ放送では、親局及び中継局において、異なる送信周波数が用いられるのに対し、単一周波数ネットワークでは、親局及び中継局のすべてにおいて、単一の周波数が用いられるので、周波数資源を有効活用することができるのである。尚、単一周波数ネットワーク及びＯＦＤＭ方式の通信技術は、広く知られた技術であるので、ここでは、それらに関する先行技術文献を非開示とする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、単一周波数ネットワークでは、一の中継局から送信されてくる希望波及び、他の中継局から送信されてくる妨害波の受信レベルが同程度となる地域で、希望波及び妨害波の合成波としての定在波が生じ、その定在波の節に対応する特定の地点において、希望波と妨害波とが打ち消しあい、合成波の受信レベルが略ゼロとなる空間（以下、「ヌル」と表現する）が生じる。
【０００７】
このような地域では、受信アンテナが偶然ヌル内に配置されてしまうと、中継局から送信されてくる希望波を受信することができなくなり、テレビジョン信号の受像等が不可能になる。したがって、ヌルが生じる地域においては、難視世帯が増加することになり、利用者に不満が及ぶことになる。
【０００８】
このようなヌルは、各中継局の送信電力が略同一で電波の減衰係数が略等しい場合、複数の中継局の中間に位置する地域で生じることとなるが、各中継局の送信電力が異なる場合には、それら中継局の中間付近ではなく、送信電力が低い中継局側の地域にずれて生じることになる。また電波の減衰係数が異なれば、ヌルの発生する地域は更にずれることとなる。その他、建造物等で電波の反射が生じると、それによって、ヌルの発生する地域に更にズレが生じることになる。
【０００９】
即ち、単一周波数ネットワークでは、他の中継局から送信されてくる妨害波が飛来する地域において、影響の大小はあるものの、ヌルが生じる可能性があり、従来のアンテナ構造では、その妨害波によってディジタル放送信号を良好に受信することができない難視世帯が多く生じる可能性があった。
【００１０】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであって、単一周波数ネットワーク（ＳＦＮ）において放送されるディジタル放送信号を良好に受信することが可能なアンテナ装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するためになされた請求項１記載の発明は、単一周波数ネットワーク（ＳＦＮ）において放送されるディジタル放送信号を受信するためのアンテナ装置において、方位角方向に略無指向性を示す複数のアンテナを、地平面に対して立設されるマストの軸方向に並べて、そのマストに固定したものである。
【００１２】
上記アンテナは、指向性を有する複数のアンテナ素子が、それら各アンテナ素子を連結し固定するための絶縁性の支持材に固定されてなるものである。このアンテナ装置において、各アンテナを構成する複数のアンテナ素子は、そのアンテナが方位角方向に略無指向性となるように配置されている。
【００１３】
更に、当該アンテナ装置は、外部装置と電気的に接続される端子部と、合成回路と、切替回路と、を備える。合成回路は、アンテナを構成する各アンテナ素子が受信した信号を取得し、その信号を、各アンテナ毎に合成する。そして、合成により生成された各アンテナ毎の合成信号を出力する。一方、切替回路は、合成回路が出力する合成信号のいずれか一つを選択して、選択した合成信号を端子部を通じ外部装置（テレビジョン受像機など）に入力する。
【００１４】
このように構成された請求項１記載のアンテナ装置によれば、ヌルの発生により、中継局から発信されるディジタル放送信号が当該アンテナ装置にて受信できなくなるのを防止することができる。
図１１に示すように、発信位置が高さ方向に異なる（即ち、発信位置ｈ１≠ｈ２である）中継局Ａ，Ｂからディジタル放送信号が送信されると、それを受信するアンテナ装置付近では、一の中継局Ａから送信されてくる希望波及び、他の中継局Ｂから送信されてくる妨害波が互いに打ち消しあいヌルが生じる。このヌルの発生位置は放送チャネルの違いや、電波の伝播態様などによって様々に変化するため、一つのアンテナ（図１１に示す「ＡＮＴ」）にてディジタル放送信号を受信しようとする場合、そのアンテナがヌルに陥ると、正常にディジタル放送信号を受信することができなくなる。
【００１５】
本発明のアンテナ装置によれば、マストの軸方向（換言すれば、鉛直線方向）に複数のアンテナを配置することで、ディジタル放送信号の受信位置について、鉛直線方向に空間的な広がりをもたせている。したがって、一のアンテナがヌルに陥っても、他のアンテナにて中継局から送信されてくるディジタル放送信号を良好に受信することができるのである。
【００１６】
また、本発明では、各アンテナの方位角方向の指向性が無くなるようにアンテナ素子を配置しているので、ディジタル放送信号の飛来方向にアンテナの向きを合わせる必要がない。よって、本発明によれば、アンテナ装置を簡単に設置することができる。
【００１７】
その他、請求項１記載のアンテナ装置では、複数のアンテナ素子を絶縁材で連結することによってアンテナを構成して、複数のアンテナ素子を連結する上記支持部材が反射器として作用しないようにしている。したがって、本発明のアンテナ装置においては、各アンテナ素子にて、ディジタル放送信号を良好に受信することができる。
【００１８】
ところで、本発明においては、アンテナ素子の配置により実現可能な程度に各アンテナを無指向性とすることはできるが、当然のことながら、各アンテナの指向特性を、完全な無指向性とすることはできない。したがって、このような問題を解消するためには、各アンテナを、互いに異なる方位に向け、アンテナ装置全体として、方位角方向の指向性がなくなるようにすると良い。
【００１９】
請求項２記載のアンテナ装置は、地平面に対して立設されるマストに、指向性を有する複数のアンテナ素子が絶縁性の支持材に固定されてなるアンテナ、を複数備える。各アンテナを構成するアンテナ素子は、そのアンテナが方位角方向に略無指向性となるように配置されている。また、当該装置が備える複数のアンテナは、互いに異なる方位に向けられて、マストの軸方向に並べられ、マストに固定されている。
【００２０】
請求項２記載のアンテナ装置では、各アンテナが互いに異なる方位に向けられているので、希望波の到来方向にかかわらず、概ね均一の感度で、良好にディジタル放送信号を受信することができる。また、アンテナの一部がヌルに陥っても、他のアンテナにてディジタル放送信号を良好に受信することができる。
【００２１】
尚具体的に、請求項２記載のアンテナ装置は、請求項３〜請求項６記載のように構成されるとよい。
請求項３記載のアンテナ装置は、外部装置と電気的に接続される端子部と、各アンテナを構成するアンテナ素子の夫々が受信した信号を取得して、その信号を各アンテナ毎に合成し、合成により生成された各アンテナ毎の合成信号を出力する合成回路と、合成回路が出力する各アンテナ毎の合成信号のいずれか一つを選択して、その選択した合成信号を端子部を通じて外部装置に入力する切替回路と、を備える。
【００２２】
このアンテナ装置によれば、ディジタル放送信号の受信位置について鉛直線方向に空間的な広がりがあるから、一のアンテナがヌルに陥っても、他のアンテナにて中継局から送信されてくるディジタル放送信号を良好に受信することができ、切替回路の動作により、良好なディジタル放送信号を端子部を通じて外部装置に入力することができる。
【００２３】
一方、請求項４記載のアンテナ装置は、外部装置と電気的に接続される端子部と、複数のアンテナが備える全てのアンテナ素子から、各アンテナ素子が受信した信号を取得して、その取得した信号を全て合成し、合成により生成された合成信号を端子部を通じて外部装置に入力する合成回路と、を備える。
【００２４】
請求項４記載の発明では、上述のように、当該アンテナ装置が備える全てのアンテナ素子の受信信号を合成回路にて合成するようにしている。したがって、このアンテナ装置によれば、一部のアンテナ素子がヌルに陥ったとしても、受信信号の合成により、適切なディジタル放送信号を外部装置に入力することができる。
【００２５】
また、請求項５記載のアンテナ装置は、請求項２記載のアンテナ装置に、外部装置と電気的に接続される端子部と、複数のアンテナが備える全てのアンテナ素子から、各アンテナ素子が受信した信号を取得すると共に、その取得した信号のいずれか一つを選択して、選択した信号を端子部を通じて外部装置に入力する切替回路と、を設けたものである。
【００２６】
請求項５記載のアンテナ装置によれば、各アンテナ素子の受信信号のうち、受信レベルの高いアンテナ素子が受信した信号を選択的に外部装置に入力することができるので、外部装置（テレビジョン受像機など）に適切にディジタル放送信号を復調・再生させることができる。
【００２７】
その他、請求項６記載のアンテナ装置は、外部装置と電気的に接続される端子部と、複数のアンテナが備える全てのアンテナ素子から、各アンテナ素子が受信した信号を取得すると共に、取得した信号の中から所定数の信号を選択し、その選択した信号を出力する切替回路と、切替回路から出力される上記所定数の信号を合成し、その合成信号を端子部を通じて外部装置に入力する合成回路と、を備える。
【００２８】
このアンテナ装置によれば、当該装置を構成するアンテナ素子のうち、良好な受信環境下にあるアンテナ素子が受信した信号を選択的に合成することができるので、装置全体としての受信能力が向上する。したがって、外部装置に良好なディジタル放送信号を提供することができる。
【００２９】
尚、請求項１〜請求項６いずれかに記載のアンテナ装置においては、請求項７記載のように、上記アンテナを３つ以上設けるとよい。３つ以上アンテナを設ければ、複数のアンテナがヌルに陥ったとしても、その他のアンテナにてディジタル放送信号を良好に受信することができる。したがって、アンテナ装置自体の受信能力が向上する。
【００３０】
更に言えば、各アンテナは不等間隔でマストの軸方向に並べられるとよい。ヌルは等間隔で発生する可能性があるので、このように不等間隔で各アンテナを配置すると、全てのアンテナがヌルに陥る可能性をより一層小さくすることができる。
【００３１】
その他、請求項１〜請求項７いずれかに記載のアンテナ装置におけるマストは、請求項８記載のように、地平面に垂直な鉛直線に対し角度を有した状態で立設されるとよい。
地平面に対して垂直にマストを立設し、その軸方向（即ち、鉛直線方向）にアンテナを配置した場合には、そのアンテナの配置について、地平線方向の空間的な広がりをもたせることができない。一方、鉛直線に対しマストを傾けて立設すると、そのマスト軸方向に配列されるアンテナは、地平線方向及び鉛直線方向の夫々に空間的な広がりをもって配置されることになる。したがって、このような構成にされた請求項８記載のアンテナ装置においては、全てのアンテナがヌルに陥る可能性が小さく、常時良好な状態でディジタル放送信号を受信することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例について図面とともに説明する。尚、本実施例のアンテナ装置１は、単一周波数ネットワーク（ＳＦＮ）を用いて放送されるＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）方式の地上波ディジタル放送信号を受信するためのアンテナ装置である。図１は、本発明が適用されたアンテナ装置１の構成を表す説明図であり、図２は、Ｚ方向から見た各受信アンテナ１０の構成を表す説明図である。
【００３３】
本実施例のアンテナ装置１は、建造物の屋上などに設置された固定材２を通じて、地平面に対し垂直に立設される棒状のマスト３に、同一構成の受信アンテナ１０を複数（具体的には、４つ）備える。各受信アンテナ１０は、接続材５を介してマスト３に固定され、マスト３の軸方向に沿って並列に配置されている。
【００３４】
図２に示すように、各受信アンテナ１０は、複数（本実施例では４つ）のダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄと、各ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄを多角形状に連結し固定するための支持材としてのブーム１５と、を備える。各ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄは、中央に給電部１３を備える。
【００３５】
これら各ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄは、地平面に対して平行な面上に並べられ、絶縁性の上記ブーム１５に固定されて、多角形（本実施例では四角形）状の受信アンテナ１０を構成する。即ち、各ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄは、上記受信アンテナ１０の各辺を構成するようにブーム１５に固定されている。
【００３６】
また、各ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの受信方向は、多角形の各辺と直交する方向に設定されている。即ち、各ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄは、方位角方向に指向性を有した状態にされている。尚具体的に、本実施例のブーム１５は、十字形状にされており、計４つの各ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄは、十字形状のブーム１５の計四つの端部の夫々に固定されている。
【００３７】
このように方位角方向に指向性を有する各ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄを正多角形状に配置すると、そのダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄからなる受信アンテナ１０の指向特性は、方位角方向に対し略無指向性となる。尚、図３は、このように構成された受信アンテナ１０の方位角方向の指向特性図である。
【００３８】
次に、アンテナ装置１の回路構成について説明することにする。図４（ａ）は、本実施例のアンテナ装置１が備える受信回路の構成を表す説明図であり、図４（ｂ）は、合成回路部２０の構成を表す説明図である。
この受信回路は、各受信アンテナ１０を構成するダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの夫々が受信した信号を取得して、その受信信号を、各受信アンテナ１０毎に合成するための複数の合成回路部２０と、各合成回路部２０から出力される受信アンテナ１０の合成信号のいずれか一つを出力端子部Ｓｏｕｔを通じて外部装置に入力する選択切替回路部３０と、を備える。
【００３９】
本実施例のアンテナ装置１は、各受信アンテナ１０毎に合成回路部２０を備えており、各ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄが受信した信号を、合成回路部２０にて受信アンテナ１０毎に合成し、その合成信号を、選択切替回路部３０に入力する。
【００４０】
各合成回路部２０は、受信アンテナ１０を構成する各ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄ毎の移相器２１〜２４と、その移相器２１〜２４の移相量を制御するための制御回路２５と、を備える。各移相器２１〜２４は、合成回路部２０が備える入力端子部Ｓ１〜Ｓ４を介して、対応するダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの給電部１３に電気的に接続されている。
【００４１】
これら各移相器２１〜２４は、ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄからの出力信号（即ち、ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの受信信号）の位相を、制御回路２５にて設定された移相量に応じて変更し、変更後の信号を合成器２７に入力する。
【００４２】
尚、移相器２１〜２４と合成器２７とを結ぶ伝送線路は、途中分岐されて制御回路２５に接続されており、制御回路２５は、各移相器２１〜２４からの出力信号を取得可能な構成にされている。
この制御回路２５は、位相検出手段を備えており（図示せず）、各移相器２１〜２４から出力される信号の位相差を検出し、その検出結果に基づいて、各移相器２１〜２４に対し移相量を設定する。
【００４３】
この際、制御回路２５は、各ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの受信位置の相違によって生じるディジタル放送信号の受信時刻のズレによる影響が打ち消されるよう、各移相器２１〜２４に対し移相量を設定する。即ち、制御回路２５は、合成器２７に入力される移相器２１〜２４の出力信号が、互いに同相となるように（換言すると、放送局からの放送時刻を基準として、各移相器２１〜２４の出力信号の時間軸が一致するように）、移相器２１〜２４に対して移相量を設定する。
【００４４】
合成器２７は、このように位相が調節された各ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの出力信号を移相器２１〜２４を通じて取得し、これらの信号を合成して、その合成信号を、出力端子部Ｓ０を通じ外部に出力する。
一方、選択切替回路部３０は、各受信アンテナ１０毎に設けられた合成回路部２０の出力端子部Ｓ０に接続されており、各合成回路部２０が出力する合成信号を、受信アンテナ１０の受信信号として、入力端子部Ｓ６〜Ｓ９から取得する。選択切替回路部３０の入力端子部Ｓ６〜Ｓ９から延びる伝送線路は、アンテナ切替回路３１に接続されると共に、途中分岐されてアンテナ選択回路３３に接続されている。
【００４５】
アンテナ切替回路３１は、スイッチ等から構成されており、伝送線路を介して各合成回路部２０から入力される受信アンテナ１０の受信信号のうち、アンテナ選択回路３３が選択した受信アンテナ１０の受信信号を、出力端子部Ｓｏｕｔを通じて外部に選択的に出力する。
【００４６】
一方、アンテナ選択回路３３は、各合成回路部２０から入力される受信アンテナ１０の受信信号に基づき、各受信アンテナ１０の受信レベルを判定して、受信状態の良好な受信アンテナ１０を一つ選択し、その受信アンテナ１０の受信信号が出力端子部Ｓｏｕｔから出力されるように、アンテナ切替回路３１を制御する。具体的には、受信レベルの一番高い受信アンテナ１０の受信信号が出力端子部Ｓｏｕｔから出力されるように受信アンテナ１０を選択する。
【００４７】
アンテナ切替回路３１から出力端子部Ｓｏｕｔを通じて出力される受信アンテナ１０の受信信号は、出力端子部Ｓｏｕｔに電気的に接続されたテレビジョン受像機などの外部装置に入力される。
以上、本実施例のアンテナ装置１について説明したが、このアンテナ装置１によれば、受信アンテナ１０が多層に形成されているため、異なる二つの中継局Ａ，Ｂ（図１１参照）から放送されるディジタル放送信号が互いに打ち消されてヌルが発生しても、そのヌルによる影響を最小限に抑えることができる。
【００４８】
つまり、ある層の受信アンテナ１０がヌルに陥ったとしても、その他の層の受信アンテナ１０が同時にヌルに陥る可能性は極めて小さいから、各層の受信アンテナ１０の受信信号を切り替えて外部装置に入力する本実施例のアンテナ装置１によれば、良好な受信信号を外部装置に提供することができる。
【００４９】
したがって、本実施例のアンテナ装置１によれば、受信アンテナ１０がヌルに陥ることによって、テレビジョン受像機側でディジタル放送信号が復調・再生できなくなる可能性を最小限に抑えることができ、難視聴世帯の数を抑えることができる。
【００５０】
また、本実施例のアンテナ装置１では、各受信アンテナ１０が方位角方向に略無指向性を示すように各ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄが配置されているから、ディジタル放送信号の飛来方向に向けてアンテナ装置１の向きを合わせる必要がなく、便利である。
【００５１】
ただし、本実施例のように、方位角方向に指向性を有する複数のダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄを用いて受信アンテナ１０を構成する方法では、各受信アンテナ１０を完全に無指向性とすることはできない（図３参照）。
したがって、アンテナ装置１においては、各受信アンテナ１０の向きを、他の受信アンテナ１０に対し方位角方向にずらすようにして、それら各受信アンテナ１０をマスト３に固定するのがよい。以下には、このように構成された第一変形例のアンテナ装置について説明することにする。
【００５２】
図５は、第一変形例のアンテナ装置を構成する各層の受信アンテナ１０の向きを表した説明図である。図５に示す第一変形例のアンテナ装置は、各層の受信アンテナ１０の向きが異なることを除けば、概ね上記実施例のアンテナ装置１と同一構成である。したがって、同一構成部分については、同一符号を付し、詳細な説明を省略することにする。
【００５３】
第一変形例では、アンテナ装置１が備える受信アンテナ１０を夫々、異なる方位に向けて、マスト３の軸方向に並べ、マスト３に固定している。具体的に本実施例では、ニ層目の受信アンテナ１０の向きを、第一層の受信アンテナ１０に対し、方位角方向に２２．５度傾けている。また、三層目の受信アンテナ１０の向きを、第一層の受信アンテナ１０に対し方位角方向に４５度傾け、四層目の受信アンテナ１０の向きを、第一層の受信アンテナ１０に対し方位角方向に６７．５度傾けている。
【００５４】
第一変形例のように、各受信アンテナ１０を異なる方位に向ければ、アンテナ装置全体の指向特性を、より一層無指向性に近づけることができる。したがって、第一変形例のアンテナ装置によれば、上記実施例のアンテナ装置１よりも受信感度が向上する。よって、このアンテナ装置によれば、一層良好なディジタル放送信号を外部装置に提供することができる。
【００５５】
続いて、第二変形例のアンテナ装置１’について説明することにする。図６は、第二変形例のアンテナ装置１’の構成を表す説明図である。図６に示す第二変形例のアンテナ装置１’は、マスト３が傾斜されていることを除けば概ね上記実施例のアンテナ装置１と同一構成である。したがって、同一構成部分については、同一符号を付し、詳細な説明を省略することにする。
【００５６】
図６に示す第二変形例のアンテナ装置１’は、マスト３を鉛直線に対し所定の角度Θ（Θ＜９０°）傾けて固定材２に固定したものである。図６に示すように、各受信アンテナ１０は、マスト３の傾斜に合わせて、マスト３に所定角度Θ傾けられて固定されている。即ち、各受信アンテナ１０は、地平面に対し平行となるようにされて、マスト３に固定されている。
【００５７】
各層の受信アンテナ１０は、方位角方向について図３に示すように概ね無指向性を示すが、上記実施例と同様、方位角によって最大で１．５ｄＢ程度、受信感度の差異が存在する。したがって、このアンテナ装置１’においても、上述の実施例と同様に、各層の受信アンテナ１０を異なる方位に向けてマスト３に固定してもよい。
【００５８】
この第二変形例のアンテナ装置１’は、上記実施例と同様に、各層の受信アンテナ１０を構成するダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの受信信号を、合成回路部２０にて同相合成し、この合成信号を選択切替回路部３０に入力する。そして、各層の受信アンテナ１０の受信信号（合成信号）のうち、受信レベルが最大のものを当該アンテナ装置１’の受信信号として、選択切替回路部３０の出力端子部Ｓｏｕｔから外部装置に入力する。
【００５９】
このように構成された第二変形例のアンテナ装置１’によれば、鉛直線方向だけでなく、地平線方向にも広がりをもって受信アンテナ１０が配置されるため、全ての受信アンテナ１０が同時にヌルに陥る可能性は極めて小さく、良好にディジタル放送信号を受信することができる。
【００６０】
続いて第三変形例のアンテナ装置について説明することにする。第三変形例のアンテナ装置ついては、各ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの出力信号を処理する方法が、上記実施例のアンテナ装置１，１’と異なる程度であり、その外観構成は上記実施例のアンテナ装置１，１’（図１，２，５，６参照）と概ね同じであるので、以下においては、アンテナ装置の回路構成についてのみ説明することにし、その外観構成についての説明を省略することにする。
【００６１】
図７は、第三変形例のアンテナ装置が備える受信回路１００の構成を表す説明図である。このアンテナ装置が備える受信回路１００は、アンテナ装置を構成するダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄに対応した個数の移相器１０１〜１１６と、合成器１２０と、制御回路１３０と、を備えており、当該アンテナ装置を構成する全てのダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの受信信号を、夫々、入力端子部Ｓ１〜Ｓ１６を通じて取得し、それを対応する移相器１０１〜１１６に入力する。
【００６２】
各移相器１０１〜１１６は、入力端子部Ｓ１〜Ｓ１６を通じて対応するダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの給電部１３に電気的に接続されており、自身に接続されたダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄから入力されるそのダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの受信信号の位相を、制御回路１３０にて設定された移相量に応じて変更し、その変更後の信号を出力する。
【００６３】
各移相器１０１〜１１６の出力信号は、合成器１２０に入力されると共に、途中分岐されて制御回路１３０に入力される。制御回路１３０は、図示しない位相検出手段等を備えており、各移相器１０１〜１１６から出力される信号の位相差を比較して、移相器１０１〜１１６に設定すべき移相量を算出し、その算出結果に基づいて、移相器１０１〜１１６に対し移相量を設定する。
【００６４】
この際、制御回路１３０は、各移相器１０１〜１１６から出力され、合成器１２０に入力される信号が、互いに同相となるように（換言すると、放送局からの放送時刻を基準として、各移相器１０１〜１１６の出力信号の時間軸が一致するように）移相量を調節する。合成器１２０は、各移相器１０１〜１１６から入力される全ての信号を合成し、その合成信号を、当該受信回路１００が備える出力端子部Ｓｏｕｔを通じて、その出力端子部Ｓｏｕｔに電気的に接続された外部装置に入力する。
【００６５】
以上、第三変形例のアンテナ装置について説明したが、このアンテナ装置によれば、当該アンテナ装置を構成する全てのダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの出力信号を同相合成して、その合成信号を出力する。したがって、このアンテナ装置によれば、アンテナ装置自体の受信感度を高めることができる。また、アンテナ装置を構成する一部のダイポールアンテナ素子がヌルに陥っても、外部装置（テレビジョン受像機等）に適切な受信信号を入力することができる。
【００６６】
続いて、第四変形例のアンテナ装置について説明する。第四変形例のアンテナ装置に関しては、各ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの出力信号を処理する方法が、上記実施例のアンテナ装置１，１’と異なる程度であり、その外観構成は上記実施例のアンテナ装置１，１’（図１，２，５，６参照）と概ね同じであるので、以下においては、アンテナ装置の回路構成についてのみ説明することにし、その外観構成についての説明を省略することにする。
【００６７】
図８は、第四変形例のアンテナ装置が備える受信回路１５０の構成を表す説明図である。このアンテナ装置が備える受信回路１５０は、アンテナ装置を構成するダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄに対応した個数の入力端子部Ｓ１〜Ｓ１６と、アンテナ切替回路１５１と、アンテナ選択回路１５３と、出力端子部Ｓｏｕｔと、を備え、アンテナ装置を構成する全ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの受信信号を、入力端子部Ｓ１〜Ｓ１６を通じて取得し、それら各受信信号をアンテナ切替回路１５１に入力する。
【００６８】
各入力端子部Ｓ１〜Ｓ１６から延びる伝送線路は、アンテナ切替回路１５１に電気的に接続されており、アンテナ切替回路１５１は、アンテナ装置を構成する全ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの中からアンテナ選択回路１５３が選択したダイポールアンテナ素子の出力信号（受信信号）を、出力端子部Ｓｏｕｔを通じてその出力端子部Ｓｏｕｔに接続された外部装置に入力する。
【００６９】
各入力端子部Ｓ１〜Ｓ１６からアンテナ切替回路１５１に延びる伝送線路は、途中分岐されてアンテナ選択回路１５３に接続されており、アンテナ選択回路１５３は、各ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの出力信号を取得可能な構成にされている。
【００７０】
アンテナ選択回路１５３は、アンテナ装置を構成する全ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの受信レベルを判定し、全ダイポールアンテナ素子の中から受信状態の良好なダイポールアンテナ素子を一つ選択して、そのダイポールアンテナ素子の受信信号が出力端子部Ｓｏｕｔから出力されるように、アンテナ切替回路１５１を制御する。具体的に、アンテナ選択回路１５３は、全ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの中から受信レベルが最大のダイポールアンテナ素子を選択して、そのダイポールアンテナ素子の受信信号が出力端子部Ｓｏｕｔから出力されるようにアンテナ切替回路１５１を制御する。
【００７１】
以上、第四変形例のアンテナ装置について説明したが、このように構成された第四変形例のアンテナ装置によれば、ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの受信信号のうち、受信レベルの高いダイポールアンテナ素子が受信した信号を選択的に外部装置に入力することができるので、一層確実にヌルによる受信環境悪化の影響を排除でき、外部装置（テレビジョン受像機など）に適切にディジタル放送信号を復調・再生させることができる。
【００７２】
続いて、第五変形例のアンテナ装置について説明する。第五変形例のアンテナ装置に関しては、各ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの出力信号を処理する方法が、上記実施例のアンテナ装置１，１’と異なる程度であり、その外観構成は上記実施例のアンテナ装置１，１’（図１，２，５，６参照）と概ね同じであるので、以下においては、アンテナ装置の回路構成についてのみ説明することにし、その外観構成についての説明を省略することにする。
【００７３】
図９は、第五変形例のアンテナ装置が備える受信回路１８０の構成を表す説明図であり、図１０（ａ）は、受信回路１８０を構成する選択切替回路部１９０の構成を表す説明図、図１０（ｂ）は、合成回路部２００の構成を表す説明図である。
【００７４】
この受信回路１８０は、アンテナ装置を構成する受信アンテナ１０毎の選択切替回路部１９０と、合成回路部２００と、を備えており、複数の選択切替回路部１９０を用いて、当該アンテナ装置が備える全てのダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄから各ダイポールアンテナ素子が受信した信号を取得し、それらの信号の中から所定数（ここではダイポールアンテナ素子の個数の二分の一）の信号を選択し、選択した信号を合成回路部２００に入力する。
【００７５】
各選択切替回路部１９０は、各受信アンテナ１０を構成する計４つのダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄに対応した個数（即ち４つ）の入力端子部Ｓ１〜Ｓ４を備えており、この入力端子部Ｓ１〜Ｓ４を通じて、その入力端子部に電気的に接続されたダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄから、ダイポールアンテナ素子の１１ａ〜１１ｄの出力信号（即ち、受信信号）を取得する。
【００７６】
尚、第五変形例において、入力端子部Ｓ１にはダイポールアンテナ素子１１ａが接続され、入力端子部Ｓ２には、ダイポールアンテナ素子１１ａと対向配置され受信方向が平行関係にあるダイポールアンテナ素子１１ｃが接続されている。また、入力端子部Ｓ３にはダイポールアンテナ素子１１ｂが接続され、入力端子部Ｓ４には、ダイポールアンテナ素子１１ｂと対向配置され受信方向が平行関係にあるダイポールアンテナ素子１１ｄが接続されている。
【００７７】
選択切替回路部１９０の入力端子部Ｓ１，Ｓ２から延びる伝送線路は、アンテナ切替回路１９１に接続されると共に、途中分岐されてアンテナ選択回路１９３に接続されており、アンテナ切替回路１９１は、入力端子部Ｓ１，Ｓ２を通じて取得したダイポールアンテナ素子１１ａ，１１ｃの受信信号のうち、アンテナ選択回路１９３が選択したダイポールアンテナ素子の受信信号を、出力端子部Ｓａ１から選択的に出力する。
【００７８】
一方、アンテナ選択回路１９３は、入力端子部Ｓ１，Ｓ２を通じて入力されるダイポールアンテナ素子１１ａ，１１ｃの受信信号に基づき、各ダイポールアンテナ素子１１ａ，１１ｃの受信レベルを判定して、ダイポールアンテナ素子１１ａ，１１ｃのうち受信状態の良好なダイポールアンテナ素子を選択し、そのダイポールアンテナ素子の受信信号が出力端子部Ｓａ１から出力されるように、アンテナ切替回路１９１を制御する。具体的には、ダイポールアンテナ素子１１ａ，１１ｃのうち受信レベルが高いの方の受信信号が出力端子部Ｓａ１から出力されるように、アンテナ切替回路１９１を制御する。
【００７９】
また、選択切替回路部１９０の入力端子部Ｓ３，Ｓ４から延びる伝送線路は、アンテナ切替回路１９２に接続されると共に、途中分岐されてアンテナ選択回路１９４に接続されており、アンテナ切替回路１９２は、入力端子部Ｓ３，Ｓ４を通じて取得したダイポールアンテナ素子１１ｂ，１１ｄの受信信号のうち、アンテナ選択回路１９４が選択したダイポールアンテナ素子の受信信号を、出力端子部Ｓａ２から選択的に出力する。
【００８０】
アンテナ選択回路１９４は、入力端子部Ｓ３，Ｓ４を通じて入力されるダイポールアンテナ素子１１ｂ，１１ｄの受信信号に基づき、各ダイポールアンテナ素子１１ｂ，１１ｄの受信レベルを判定して、受信状態の良好なダイポールアンテナ素子を一つ選択する構成にされており、選択したダイポールアンテナ素子の受信信号が出力端子部Ｓａ２から出力されるように、アンテナ切替回路１９２を制御する。具体的には、ダイポールアンテナ素子１１ｂ，１１ｄの内、受信レベルの高いダイポールアンテナ素子の受信信号が出力端子部Ｓａ２から出力されるように、アンテナ切替回路１９２を制御する。
【００８１】
また、この受信回路１８０が備える合成回路部２００は、選択切替回路部１９０が備える出力端子部Ｓａ１，Ｓａ２に対応した個数の移相器２０１〜２０８と、合成器２１０と、制御回路２２０と、を備えており、当該アンテナ装置が備える全ての選択切替回路部１９０の出力端子部Ｓａ１，Ｓａ２から出力される信号を、その出力端子部Ｓａ１，Ｓａ２に接続された入力端子部Ｓｂ１〜Ｓｂ８を通じて取得し、それを対応する移相器２０１〜２０８に入力する。
【００８２】
各移相器２０１〜２０８は、自身に入力されるダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの受信信号の位相を、制御回路１３０にて設定された移相量に応じて変更し、その変更後の信号を出力する。各移相器２０１〜２０８の出力信号は、合成器２１０に入力されると共に、途中分岐されて制御回路２２０に入力される。制御回路２２０は、図示しない位相検出手段等を備えており、各移相器２０１〜２０８から出力される信号の位相差を比較して、移相器２０１〜２０８に設定すべき移相量を算出し、その算出結果に基づいて、移相器２０１〜２０８に対し移相量を設定する。
【００８３】
この際、制御回路２２０は、各移相器２０１〜２０８から出力され、合成器２１０に入力される信号が、互いに同相となるように（換言すると、放送局からの放送時刻を基準として、各移相器２０１〜２０８の出力信号の時間軸が一致するように）移相量を調節する。合成器２１０は、各移相器２０１〜２０８から入力される全ての信号を合成し、その合成信号を、当該合成回路部２００が備える出力端子部Ｓｏｕｔを通じて、その出力端子部Ｓｏｕｔに電気的に接続された外部装置に入力する。
【００８４】
以上、第五変形例のアンテナ装置について説明したが、このように構成された第五変形例のアンテナ装置によれば、ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの受信信号のうち、良好な受信環境下にあるダイポールアンテナ素子が受信した信号を選択的に合成することができるので、装置全体としての受信能力が向上する。したがって、外部装置に良好なディジタル放送信号を提供することができる。
【００８５】
尚、本発明のアンテナは、アンテナ装置１，１’が備える受信アンテナ１０に相当し、本発明のアンテナ素子は、受信アンテナ１０を構成するダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄに相当する。また、本発明の端子部は、出力端子部Ｓｏｕｔに相当し、合成回路は、受信アンテナ１０毎の合成回路部２０，２００若しくは受信回路１００に相当する。また、切替回路は、選択切替回路部３０，１９０若しくは受信回路１５０に相当する。
【００８６】
また、本発明のアンテナ装置は、上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。上記実施例では、計４つのダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄを用いて正四角形状に受信アンテナ１０を構成したが、二つのダイポールアンテナ素子を十字状に配置して、受信アンテナ１０を構成してもよいし、Ｎ個のダイポールアンテナ素子を用いて正Ｎ角形状に受信アンテナ１０を構成してもよい。
【００８７】
その他、上記実施例では、マストの軸方向に沿って等間隔に複数の受信アンテナ１０を配置したが、不等間隔に受信アンテナ１０を配置してもよい。また、受信アンテナ１０を構成するダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの夫々は、高さ方向に異なる位置に配置されてもよい。ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄをこのように配置すれば、各アンテナ素子間で高低差が生じるため、ヌルによる受信環境悪化の影響を一層小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例のアンテナ装置１の構成を表す説明図である。
【図２】アンテナ装置１が備える受信アンテナ１０の構成を表す説明図である。
【図３】各受信アンテナ１０の方位角方向の指向特性図である。
【図４】アンテナ装置１の回路構成を表す説明図である。
【図５】第一変形例のアンテナ装置における各受信アンテナ１０の向きを表す説明図である。
【図６】第二変形例のアンテナ装置１’の構成を表す説明図である。
【図７】第三変形例のアンテナ装置の回路構成を表す説明図である。
【図８】第四変形例のアンテナ装置の回路構成を表す説明図である。
【図９】第五変形例のアンテナ装置における受信回路１８０の構成を表す説明図である。
【図１０】受信回路１８０を構成する選択切替回路部１９０の構成を表す説明図（同図（ａ））、及び、合成回路部２００の構成を表す説明図（同図（ｂ））である。
【図１１】アンテナ装置の設置態様に関する説明図（同図（ａ））及び本発明の原理に関する説明図（同図（ｂ））である。
【符号の説明】
１，１’…アンテナ装置、２…固定材、３…マスト、５…接続材、１０…受信アンテナ、１１ａ〜１１ｄ…ダイポールアンテナ素子、１３…給電部、１５…ブーム、２０，２００…合成回路部、２１〜２４，１０１〜１１６，２０１〜２０８…移相器、２５，１３０，２２０…制御回路、２７，１２０，２１０…合成器、３０，１９０…選択切替回路部、３１，１５１，１９１，１９２…アンテナ切替回路、３３，１５３，１９３，１９４…アンテナ選択回路、１００，１５０，１８０…受信回路、Ｓ１〜Ｓ１６，Ｓｂ１〜Ｓｂ８…入力端子部、Ｓ０，Ｓａ１，Ｓａ２，Ｓｏｕｔ…出力端子部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an antenna device for receiving a digital broadcast signal broadcast in a single frequency network (SFN).
[0002]
[Prior art]
In recent years, digitalization of television broadcasts and radio broadcasts has been promoted. Following the digitization of satellite broadcasts, terrestrial television broadcasts will be switched to digital broadcasts in the future.
[0003]
In terrestrial digital television broadcasting, an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) method is generally employed as a modulation method. The OFDM scheme is a scheme for transmitting information using a plurality of carrier waves in an orthogonal relationship. In this method, a guard interval is provided in order to eliminate the influence of delayed waves caused by reflection from a building or the like. The guard interval is formed by pasting the second half copy of the symbol obtained by modulating the carrier wave to the first half of the symbol.
[0004]
Such an OFDM system has a feature that an appropriate demodulation result can be obtained for a delayed wave having a delay amount smaller than the guard interval without being affected by multipath distortion. Further, in the OFDM system, if there is a difference of a predetermined level (for example, 3 dB) or more between the desired wave and the jamming wave, even if the jamming wave is in the same frequency band, it is not affected by the jamming wave. There is a feature that an appropriate demodulation result can be obtained.
[0005]
By the way, in terrestrial digital broadcasting, it has been studied to adopt a single frequency network (SFN) system in order to make effective use of frequency resources by utilizing the characteristics of the OFDM system as described above.
In conventional analog broadcasting, different transmission frequencies are used in the master station and the relay station, whereas in a single frequency network, a single frequency is used in all of the master station and the relay station. It can be used effectively. Note that single frequency network and OFDM communication techniques are widely known techniques, so here, prior art documents relating to them are not disclosed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a single frequency network, in a region where the reception level of a desired wave transmitted from one relay station and an interference wave transmitted from another relay station is approximately the same, the synthesis of the desired wave and the disturbing wave is performed. A space where a standing wave as a wave is generated, the desired wave and the interference wave cancel each other at a specific point corresponding to the node of the standing wave, and the reception level of the synthesized wave is substantially zero (hereinafter “null”) Expressed).
[0007]
In such an area, if the receiving antenna is accidentally placed in the null, it becomes impossible to receive the desired wave transmitted from the relay station, making it impossible to receive a television signal or the like. Therefore, in areas where nulls occur, the number of difficult-to-view households increases, and the users are dissatisfied.
[0008]
Such nulls occur in an area located in the middle of a plurality of relay stations when the transmission power of each relay station is substantially the same and the attenuation coefficient of the radio wave is substantially equal, but the transmission power of each relay station is different. In such a case, it occurs not in the vicinity of the middle of these relay stations but in a region on the relay station side where the transmission power is low. Further, if the attenuation coefficient of the radio wave is different, the region where the null is generated is further shifted. In addition, when radio waves are reflected in a building or the like, this further causes a shift in an area where a null is generated.
[0009]
That is, in a single frequency network, there is a possibility that a null may occur in an area where an interference wave transmitted from another relay station is flying, but there is a possibility that a null is generated. There may be many hard-to-see households that cannot receive digital broadcast signals well.
[0010]
The present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to provide an antenna device that can satisfactorily receive a digital broadcast signal broadcast on a single frequency network (SFN).
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, the invention according to claim 1 is an antenna device for receiving a digital broadcast signal broadcast in a single frequency network (SFN), and is substantially omnidirectional in the azimuth direction. A plurality of antennas are arranged in the axial direction of a mast erected with respect to the ground plane and fixed to the mast.
[0012]
The antenna has a plurality of directional antenna elements fixed to an insulating support for connecting and fixing the antenna elements. In this antenna device, a plurality of antenna elements constituting each antenna are arranged so that the antennas are substantially omnidirectional in the azimuth angle direction.
[0013]
Further, the antenna device includes a terminal portion that is electrically connected to an external device, a combining circuit, and a switching circuit. The synthesizing circuit acquires signals received by the antenna elements constituting the antenna, and synthesizes the signals for each antenna. Then, a combined signal for each antenna generated by combining is output. On the other hand, the switching circuit selects any one of the combined signals output from the combining circuit, and inputs the selected combined signal to an external device (such as a television receiver) through the terminal unit.
[0014]
According to the antenna device of the first aspect configured as described above, it is possible to prevent the digital broadcast signal transmitted from the relay station from being received by the antenna device due to the occurrence of null.
As shown in FIG. 11, when a digital broadcast signal is transmitted from relay stations A and B whose transmission positions are different in the height direction (that is, transmission position h1 ≠ h2), in the vicinity of the antenna device that receives the digital broadcast signal, The desired wave transmitted from one relay station A and the disturbing wave transmitted from the other relay station B cancel each other, resulting in null. Since the position where this null is generated varies depending on the difference in the broadcast channel, the propagation mode of the radio wave, etc., when receiving a digital broadcast signal with one antenna (“ANT” shown in FIG. 11), the antenna If it falls into null, it becomes impossible to receive a digital broadcast signal normally.
[0015]
According to the antenna device of the present invention, by arranging a plurality of antennas in the axial direction of the mast (in other words, in the vertical line direction), the reception position of the digital broadcast signal is spatially expanded in the vertical line direction. ing. Therefore, even if one antenna falls into null, it is possible to satisfactorily receive a digital broadcast signal transmitted from the relay station using another antenna.
[0016]
In the present invention, since the antenna elements are arranged so that the directivity in the azimuth direction of each antenna is eliminated, it is not necessary to align the direction of the antenna with the incoming direction of the digital broadcast signal. Therefore, according to the present invention, the antenna device can be easily installed.
[0017]
In addition, in the antenna device according to the first aspect, an antenna is configured by connecting a plurality of antenna elements with an insulating material so that the support member for connecting the plurality of antenna elements does not act as a reflector. Therefore, in the antenna device of the present invention, the digital broadcast signal can be satisfactorily received by each antenna element.
[0018]
By the way, in the present invention, each antenna can be made omnidirectional to the extent that it can be realized by the arrangement of the antenna elements, but naturally, the directivity characteristics of each antenna should be made completely omnidirectional. I can't. Therefore, in order to solve such a problem, it is preferable to direct the antennas in different directions so that the antenna device as a whole has no directivity in the azimuth direction.
[0019]
The antenna device according to claim 2 includes a plurality of antennas in which a plurality of directional antenna elements are fixed to an insulating support member on a mast that is erected with respect to the ground plane. The antenna elements constituting each antenna are arranged so that the antenna is substantially omnidirectional in the azimuth direction. The plurality of antennas included in the device are oriented in different directions, aligned in the axial direction of the mast, and fixed to the mast.
[0020]
In the antenna device according to the second aspect, since each antenna is directed in a different direction, it is possible to receive a digital broadcast signal satisfactorily with substantially uniform sensitivity regardless of the arrival direction of the desired wave. Further, even if a part of the antenna falls into a null state, the digital broadcast signal can be satisfactorily received by another antenna.
[0021]
More specifically, the antenna device according to claim 2 may be configured as described in claims 3 to 6.
The antenna device according to claim 3 acquires a signal received by each of the antenna unit that constitutes each antenna and a terminal portion that is electrically connected to the external device, and synthesizes the signal for each antenna, Select one of the synthesis circuit for outputting the synthesized signal for each antenna generated by the synthesis and the synthesized signal for each antenna output by the synthesis circuit, and the selected synthesized signal is connected to the external device through the terminal unit. And a switching circuit for inputting to the input.
[0022]
According to this antenna apparatus, since there is a spatial spread in the vertical direction with respect to the reception position of the digital broadcast signal, even if one antenna falls into the null, the digital broadcast transmitted from the relay station by another antenna Signals can be satisfactorily received, and good digital broadcast signals can be input to an external device through the terminal portion by the operation of the switching circuit.
[0023]
On the other hand, the antenna device according to claim 4 acquires the signal received by each antenna element from the terminal portion electrically connected to the external device and all the antenna elements included in the plurality of antennas. A synthesis circuit that synthesizes all the signals and inputs a synthesized signal generated by the synthesis to an external device through a terminal unit.
[0024]
In the fourth aspect of the invention, as described above, the reception signals of all the antenna elements included in the antenna device are combined by the combining circuit. Therefore, according to this antenna device, an appropriate digital broadcast signal can be input to an external device by synthesizing received signals even if some antenna elements fall into null.
[0025]
Further, in the antenna device according to claim 5, each antenna element receives from the antenna device according to claim 2 from the terminal portion electrically connected to the external device and all the antenna elements included in the plurality of antennas. A switching circuit is provided that acquires a signal, selects any one of the acquired signals, and inputs the selected signal to an external device through a terminal unit.
[0026]
According to the antenna device of the fifth aspect, the signal received by the antenna element having a high reception level among the reception signals of each antenna element can be selectively input to the external device. The digital broadcast signal can be demodulated and reproduced appropriately.
[0027]
In addition, the antenna device according to claim 6 acquires a signal received by each antenna element from a terminal unit electrically connected to an external device and all antenna elements included in the plurality of antennas, and the acquired signal. A predetermined number of signals are selected from the above, a switching circuit that outputs the selected signals, and the predetermined number of signals output from the switching circuit are combined, and the combined signal is input to an external device through the terminal unit A circuit.
[0028]
According to this antenna device, among the antenna elements constituting the device, signals received by antenna elements in a favorable reception environment can be selectively combined, so that the reception capability of the entire device is improved. . Therefore, a good digital broadcast signal can be provided to the external device.
[0029]
In the antenna device according to any one of claims 1 to 6, it is preferable to provide three or more antennas as described in claim 7. If three or more antennas are provided, even if a plurality of antennas fall into a null state, digital broadcast signals can be satisfactorily received by other antennas. Therefore, the reception capability of the antenna device itself is improved.
[0030]
Furthermore, the antennas may be arranged in the axial direction of the mast at unequal intervals. Since nulls may occur at equal intervals, if antennas are arranged at unequal intervals in this way, the possibility that all antennas fall into nulls can be further reduced.
[0031]
In addition, the mast in the antenna device according to any one of claims 1 to 7 is preferably erected in a state having an angle with respect to a vertical line perpendicular to the ground plane.
When a mast is erected perpendicularly to the ground plane and an antenna is arranged in the axial direction (that is, in the vertical line direction), the arrangement of the antenna cannot have a spatial extension in the horizon direction. . On the other hand, when the mast is tilted with respect to the vertical line, the antennas arranged in the mast axis direction are arranged with a spatial spread in the horizon direction and the vertical line direction. Therefore, in the antenna device according to claim 8 configured as described above, it is unlikely that all antennas fall into null, and a digital broadcast signal can be received in a good state at all times.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The antenna device 1 of the present embodiment is an antenna device for receiving an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) terrestrial digital broadcast signal broadcast using a single frequency network (SFN). FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an antenna device 1 to which the present invention is applied, and FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a configuration of each receiving antenna 10 viewed from the Z direction.
[0033]
The antenna device 1 according to the present embodiment includes a plurality of receiving antennas 10 having the same configuration (specifically, a rod-like mast 3 erected vertically to a ground plane through a fixing member 2 installed on the roof of a building. 4). Each receiving antenna 10 is fixed to the mast 3 via the connecting member 5 and is arranged in parallel along the axial direction of the mast 3.
[0034]
As shown in FIG. 2, each receiving antenna 10 includes a plurality of (four in this embodiment) dipole antenna elements 11a to 11d and a support material for connecting and fixing the dipole antenna elements 11a to 11d in a polygonal shape. As a boom 15. Each of the dipole antenna elements 11a to 11d includes a power feeding unit 13 at the center.
[0035]
Each of these dipole antenna elements 11a to 11d is arranged on a plane parallel to the ground plane and fixed to the insulating boom 15 to form a polygonal (rectangular in this embodiment) receiving antenna 10. To do. That is, each dipole antenna element 11 a to 11 d is fixed to the boom 15 so as to constitute each side of the receiving antenna 10.
[0036]
Moreover, the receiving direction of each dipole antenna element 11a-11d is set to the direction orthogonal to each side of a polygon. That is, each dipole antenna element 11a to 11d is in a state having directivity in the azimuth direction. More specifically, the boom 15 of this embodiment has a cross shape, and a total of four dipole antenna elements 11a to 11d are fixed to each of the four end portions of the cross-shaped boom 15. .
[0037]
When the dipole antenna elements 11a to 11d having directivity in the azimuth direction are arranged in a regular polygon shape as described above, the directivity characteristics of the receiving antenna 10 including the dipole antenna elements 11a to 11d are substantially the same with respect to the azimuth direction. It becomes directivity. FIG. 3 is a directional characteristic diagram in the azimuth direction of the receiving antenna 10 configured as described above.
[0038]
Next, the circuit configuration of the antenna device 1 will be described. FIG. 4A is an explanatory diagram illustrating a configuration of a receiving circuit included in the antenna device 1 according to the present embodiment, and FIG. 4B is an explanatory diagram illustrating a configuration of the synthesis circuit unit 20.
This receiving circuit acquires a signal received by each of the dipole antenna elements 11 a to 11 d constituting each receiving antenna 10, and combines a plurality of combining circuit units 20 for synthesizing the received signal for each receiving antenna 10. And a selection switching circuit unit 30 for inputting any one of the combined signals of the receiving antennas 10 output from the combining circuit units 20 to the external device through the output terminal unit Sout.
[0039]
The antenna device 1 of this embodiment includes a combining circuit unit 20 for each receiving antenna 10, and combines signals received by the dipole antenna elements 11 a to 11 d for each receiving antenna 10 by the combining circuit unit 20. The synthesized signal is input to the selection switching circuit unit 30.
[0040]
Each combining circuit unit 20 includes phase shifters 21 to 24 for each of the dipole antenna elements 11a to 11d constituting the receiving antenna 10, and a control circuit 25 for controlling the amount of phase shift of the phase shifters 21 to 24. . Each of the phase shifters 21 to 24 is electrically connected to the feeding unit 13 of the corresponding dipole antenna element 11a to 11d via the input terminal units S1 to S4 included in the synthesis circuit unit 20.
[0041]
Each of these phase shifters 21 to 24 changes the phase of the output signals from the dipole antenna elements 11a to 11d (that is, the received signals of the dipole antenna elements 11a to 11d) according to the phase shift amount set by the control circuit 25. The changed signal is input to the synthesizer 27.
[0042]
The transmission line connecting the phase shifters 21 to 24 and the combiner 27 is branched in the middle and connected to the control circuit 25. The control circuit 25 acquires the output signals from the phase shifters 21 to 24. It has a possible configuration.
The control circuit 25 includes phase detection means (not shown), detects the phase difference between the signals output from the phase shifters 21 to 24, and each phase shifter 21 based on the detection result. Set the amount of phase shift for ~ 24.
[0043]
At this time, the control circuit 25 sets the phase shift amount for each of the phase shifters 21 to 24 so that the influence due to the shift of the reception time of the digital broadcast signal caused by the difference in the reception position of each of the dipole antenna elements 11a to 11d is cancelled. Set. That is, the control circuit 25 sets the phase shifters 21 to 24 so that the output signals of the phase shifters 21 to 24 input to the combiner 27 are in phase with each other (in other words, based on the broadcast time from the broadcast station). The phase shift amount is set for the phase shifters 21 to 24 so that the time axes of the output signals of ˜24 coincide.
[0044]
The combiner 27 acquires the output signals of the dipole antenna elements 11a to 11d whose phases are adjusted in this way through the phase shifters 21 to 24, combines these signals, and outputs the combined signal to the output terminal unit. Output to the outside through S0.
On the other hand, the selection switching circuit unit 30 is connected to the output terminal unit S0 of the combining circuit unit 20 provided for each receiving antenna 10, and receives the combined signal output from each combining circuit unit 20 by the receiving antenna 10. As a signal, it is acquired from the input terminal portions S6 to S9. A transmission line extending from the input terminal portions S 6 to S 9 of the selection switching circuit unit 30 is connected to the antenna switching circuit 31, and is branched halfway and connected to the antenna selection circuit 33.
[0045]
The antenna switching circuit 31 is configured by a switch or the like, and the reception signal of the reception antenna 10 selected by the antenna selection circuit 33 among the reception signals of the reception antenna 10 input from each synthesis circuit unit 20 via the transmission line. Are selectively output to the outside through the output terminal portion Sout.
[0046]
On the other hand, the antenna selection circuit 33 determines the reception level of each reception antenna 10 based on the reception signal of the reception antenna 10 input from each synthesis circuit unit 20, and selects one reception antenna 10 in a good reception state. Then, the antenna switching circuit 31 is controlled so that the reception signal of the reception antenna 10 is output from the output terminal portion Sout. Specifically, the reception antenna 10 is selected so that the reception signal of the reception antenna 10 having the highest reception level is output from the output terminal unit Sout.
[0047]
A reception signal of the receiving antenna 10 output from the antenna switching circuit 31 through the output terminal unit Sout is input to an external device such as a television receiver electrically connected to the output terminal unit Sout.
The antenna device 1 of the present embodiment has been described above. However, according to the antenna device 1, since the receiving antenna 10 is formed in multiple layers, it is broadcast from two different relay stations A and B (see FIG. 11). Even if digital broadcast signals cancel each other and nulls occur, the effects of the nulls can be minimized.
[0048]
In other words, even if the receiving antenna 10 of a certain layer falls into null, the possibility that the receiving antennas 10 of other layers will fall into null at the same time is extremely low, so the received signal of the receiving antenna 10 of each layer is switched and input to an external device According to the antenna device 1 of this embodiment, a good received signal can be provided to an external device.
[0049]
Therefore, according to the antenna apparatus 1 of the present embodiment, the possibility that the digital broadcast signal cannot be demodulated / reproduced on the television receiver side due to the reception antenna 10 falling into null can be minimized. The number of viewing households can be reduced.
[0050]
In the antenna device 1 of the present embodiment, the dipole antenna elements 11a to 11d are arranged so that the receiving antennas 10 are substantially omnidirectional in the azimuth angle direction. Therefore, it is not necessary to match the orientation of the antenna device 1, which is convenient.
[0051]
However, in the method of configuring the receiving antenna 10 using a plurality of dipole antenna elements 11a to 11d having directivity in the azimuth direction as in the present embodiment, each receiving antenna 10 is completely omnidirectional. (See Figure 3).
Therefore, in the antenna device 1, it is preferable to fix each receiving antenna 10 to the mast 3 so that the direction of each receiving antenna 10 is shifted in the azimuth direction with respect to the other receiving antennas 10. Below, the antenna device of the 1st modification comprised in this way is demonstrated.
[0052]
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the orientations of the receiving antennas 10 of each layer constituting the antenna device of the first modification. The antenna device of the first modification shown in FIG. 5 has substantially the same configuration as the antenna device 1 of the above embodiment except that the orientations of the receiving antennas 10 of the respective layers are different. Accordingly, the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0053]
In the first modification, the receiving antennas 10 included in the antenna device 1 are arranged in the axial direction of the mast 3 in different directions and fixed to the mast 3. Specifically, in this embodiment, the direction of the second-layer receiving antenna 10 is inclined 22.5 degrees in the azimuth direction with respect to the first-layer receiving antenna 10. In addition, the direction of the third layer receiving antenna 10 is inclined 45 degrees in the azimuth direction with respect to the first layer receiving antenna 10, and the direction of the fourth layer receiving antenna 10 is directed to the first layer receiving antenna 10. It is tilted 67.5 degrees in the azimuth direction.
[0054]
If each receiving antenna 10 is oriented in a different direction as in the first modification, the directivity characteristics of the entire antenna device can be made more omnidirectional. Therefore, according to the antenna device of the first modification, the reception sensitivity is improved as compared with the antenna device 1 of the above-described embodiment. Therefore, according to this antenna device, a better digital broadcast signal can be provided to the external device.
[0055]
Next, the antenna device 1 ′ according to the second modification will be described. FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an antenna device 1 ′ according to the second modification. The antenna device 1 ′ of the second modification shown in FIG. 6 has substantially the same configuration as the antenna device 1 of the above embodiment except that the mast 3 is inclined. Accordingly, the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0056]
The antenna device 1 ′ of the second modification shown in FIG. 6 is one in which the mast 3 is fixed to the fixing member 2 with a predetermined angle Θ (Θ <90 °) inclined with respect to the vertical line. As shown in FIG. 6, each receiving antenna 10 is fixed to the mast 3 at a predetermined angle Θ in accordance with the inclination of the mast 3. That is, each receiving antenna 10 is fixed to the mast 3 so as to be parallel to the ground plane.
[0057]
As shown in FIG. 3, the receiving antenna 10 of each layer is generally non-directional as shown in FIG. 3, but there is a difference in receiving sensitivity of about 1.5 dB at the maximum depending on the azimuth angle as in the above embodiment. Therefore, also in this antenna device 1 ′, the receiving antenna 10 of each layer may be fixed to the mast 3 in different directions, as in the above-described embodiment.
[0058]
In the antenna device 1 'of the second modification, in the same way as in the above embodiment, received signals of the dipole antenna elements 11a to 11d constituting the receiving antenna 10 of each layer are synthesized in phase by the synthesis circuit unit 20, and this synthesis is performed. A signal is input to the selection switching circuit unit 30. Of the reception signals (combined signals) of the reception antennas 10 of each layer, the signal having the maximum reception level is input to the external device from the output terminal unit Sout of the selection switching circuit unit 30 as the reception signal of the antenna device 1 ′. .
[0059]
According to the antenna device 1 ′ of the second modified example configured as described above, since the receiving antennas 10 are arranged not only in the vertical direction but also in the horizon direction, all the receiving antennas 10 become null simultaneously. The possibility of falling is extremely small, and a digital broadcast signal can be received well.
[0060]
Next, an antenna device according to a third modification will be described. Regarding the antenna device of the third modified example, the method of processing the output signals of the dipole antenna elements 11a to 11d is different from the antenna devices 1 and 1 'of the above-described embodiment, and the external configuration thereof is the antenna of the above-described embodiment. Since it is almost the same as the device 1, 1 ′ (see FIGS. 1, 2, 5 and 6), only the circuit configuration of the antenna device will be described below, and the description of the external configuration will be omitted. To do.
[0061]
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating the configuration of the reception circuit 100 included in the antenna device of the third modification. The receiving circuit 100 included in the antenna device includes a number of phase shifters 101 to 116 corresponding to the dipole antenna elements 11a to 11d constituting the antenna device, a synthesizer 120, and a control circuit 130. Received signals of all the dipole antenna elements 11a to 11d constituting the antenna device are acquired through the input terminal portions S1 to S16, respectively, and input to the corresponding phase shifters 101 to 116.
[0062]
Each of the phase shifters 101 to 116 is electrically connected to the feeding unit 13 of the corresponding dipole antenna element 11a to 11d through the input terminal portions S1 to S16, and input from the dipole antenna elements 11a to 11d connected to itself. The phase of the received signal of the dipole antenna elements 11a to 11d is changed according to the phase shift amount set by the control circuit 130, and the changed signal is output.
[0063]
The output signals of the respective phase shifters 101 to 116 are input to the synthesizer 120, branched in the middle, and input to the control circuit 130. The control circuit 130 includes phase detection means (not shown) and the like, compares the phase difference between the signals output from the phase shifters 101 to 116, and determines the phase shift amount to be set in the phase shifters 101 to 116. The phase shift amount is set for the phase shifters 101 to 116 based on the calculation result.
[0064]
At this time, the control circuit 130 outputs signals from the phase shifters 101 to 116 and inputs signals to the synthesizer 120 so that the signals are in phase with each other (in other words, with reference to the broadcast time from the broadcast station) The amount of phase shift is adjusted so that the time axes of the output signals of the phase shifters 101 to 116 coincide. The combiner 120 combines all signals input from the phase shifters 101 to 116 and electrically connects the combined signal to the output terminal unit Sout through the output terminal unit Sout included in the receiving circuit 100. Input to the specified external device.
[0065]
Although the antenna device of the third modification has been described above, according to this antenna device, the output signals of all the dipole antenna elements 11a to 11d constituting the antenna device are combined in phase and the combined signal is output. . Therefore, according to this antenna device, the reception sensitivity of the antenna device itself can be increased. In addition, even if some dipole antenna elements constituting the antenna device fall into null, it is possible to input an appropriate reception signal to an external device (such as a television receiver).
[0066]
Then, the antenna device of the 4th modification is explained. Regarding the antenna device of the fourth modification, the method of processing the output signals of the dipole antenna elements 11a to 11d is different from the antenna devices 1 and 1 'of the above-described embodiment, and the external configuration thereof is the same as that of the above-described embodiment. Since it is almost the same as the antenna device 1, 1 ′ (see FIGS. 1, 2, 5, 6), only the circuit configuration of the antenna device will be described below, and the description of the external configuration will be omitted. To.
[0067]
FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating the configuration of the reception circuit 150 included in the antenna device of the fourth modification. The reception circuit 150 included in the antenna device includes a number of input terminal portions S1 to S16 corresponding to the dipole antenna elements 11a to 11d constituting the antenna device, an antenna switching circuit 151, an antenna selection circuit 153, and an output terminal portion Sout. The received signals of all the dipole antenna elements 11a to 11d constituting the antenna device are acquired through the input terminal portions S1 to S16, and these received signals are input to the antenna switching circuit 151.
[0068]
Transmission lines extending from the input terminal portions S1 to S16 are electrically connected to the antenna switching circuit 151. The antenna switching circuit 151 is an antenna selection circuit among all the dipole antenna elements 11a to 11d constituting the antenna device. The output signal (reception signal) of the dipole antenna element selected by 153 is input to the external device connected to the output terminal portion Sout through the output terminal portion Sout.
[0069]
Transmission lines extending from the input terminal portions S1 to S16 to the antenna switching circuit 151 are branched in the middle and connected to the antenna selection circuit 153. The antenna selection circuit 153 acquires the output signals of the dipole antenna elements 11a to 11d. It has a possible configuration.
[0070]
The antenna selection circuit 153 determines the reception levels of all the dipole antenna elements 11a to 11d constituting the antenna device, selects one dipole antenna element having a good reception state from all the dipole antenna elements, and then selects the dipole antenna. The antenna switching circuit 151 is controlled so that the reception signal of the element is output from the output terminal portion Sout. Specifically, the antenna selection circuit 153 selects the dipole antenna element having the maximum reception level from all the dipole antenna elements 11a to 11d, and outputs the received signal of the dipole antenna element from the output terminal unit Sout. The antenna switching circuit 151 is controlled.
[0071]
Although the antenna device of the fourth modification has been described above, according to the antenna device of the fourth modification configured as described above, the dipole antenna element having a high reception level among the reception signals of the dipole antenna elements 11a to 11d. Can selectively input the received signal to the external device, so that the influence of deterioration of the reception environment due to null can be more reliably eliminated, and the digital broadcast signal can be demodulated and appropriately transmitted to the external device (such as a television receiver). Can be played.
[0072]
Subsequently, an antenna device of a fifth modification will be described. Regarding the antenna device of the fifth modification, the method of processing the output signals of the dipole antenna elements 11a to 11d is different from the antenna devices 1 and 1 'of the above-described embodiment, and the external configuration thereof is the same as that of the above-described embodiment. Since it is almost the same as the antenna device 1, 1 ′ (see FIGS. 1, 2, 5, 6), only the circuit configuration of the antenna device will be described below, and the description of the external configuration will be omitted. To.
[0073]
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating the configuration of the reception circuit 180 included in the antenna device of the fifth modification, and FIG. 10A is an explanatory diagram illustrating the configuration of the selection switching circuit unit 190 included in the reception circuit 180. FIG. 10B is an explanatory diagram illustrating the configuration of the synthesis circuit unit 200.
[0074]
The reception circuit 180 includes a selection switching circuit unit 190 for each reception antenna 10 constituting the antenna device, and a combining circuit unit 200, and the antenna device includes a plurality of selection switching circuit units 190. The signals received by each dipole antenna element are obtained from all the dipole antenna elements 11a to 11d, and a predetermined number of signals (in this case, one half of the number of dipole antenna elements) are selected and selected. The signal is input to the synthesis circuit unit 200.
[0075]
Each selection switching circuit unit 190 includes a number (that is, four) of input terminal units S1 to S4 corresponding to a total of four dipole antenna elements 11a to 11d constituting each receiving antenna 10, and this input terminal unit S1. Through ~ S4, output signals (that is, received signals) of the dipole antenna elements 11a to 11d are obtained from the dipole antenna elements 11a to 11d electrically connected to the input terminal portions.
[0076]
In the fifth modification, a dipole antenna element 11a is connected to the input terminal portion S1, and a dipole antenna element 11c that is disposed opposite to the dipole antenna element 11a and has a parallel receiving direction is connected to the input terminal portion S2. Has been. In addition, a dipole antenna element 11b is connected to the input terminal portion S3, and a dipole antenna element 11d that is disposed opposite to the dipole antenna element 11b and that has a parallel receiving direction is connected to the input terminal portion S4.
[0077]
The transmission line extending from the input terminal portions S1 and S2 of the selection switching circuit unit 190 is connected to the antenna switching circuit 191 and branched in the middle to be connected to the antenna selection circuit 193. The antenna switching circuit 191 Of the received signals of the dipole antenna elements 11a and 11c acquired through the sections S1 and S2, the received signal of the dipole antenna element selected by the antenna selection circuit 193 is selectively output from the output terminal section Sa1.
[0078]
On the other hand, the antenna selection circuit 193 determines the reception level of each dipole antenna element 11a, 11c based on the reception signal of the dipole antenna elements 11a, 11c input through the input terminal portions S1, S2, and thereby determines the dipole antenna elements 11a, 11c. A dipole antenna element having a good reception state is selected from 11c, and the antenna switching circuit 191 is controlled so that a reception signal of the dipole antenna element is output from the output terminal portion Sa1. Specifically, the antenna switching circuit 191 is controlled so that the reception signal having the higher reception level among the dipole antenna elements 11a and 11c is output from the output terminal portion Sa1.
[0079]
Further, the transmission line extending from the input terminal portions S3 and S4 of the selection switching circuit unit 190 is connected to the antenna switching circuit 192, and is branched halfway and connected to the antenna selection circuit 194. The antenna switching circuit 192 Of the reception signals of the dipole antenna elements 11b and 11d acquired through the input terminal portions S3 and S4, the reception signal of the dipole antenna element selected by the antenna selection circuit 194 is selectively output from the output terminal portion Sa2.
[0080]
The antenna selection circuit 194 determines the reception level of each of the dipole antenna elements 11b and 11d based on the reception signal of the dipole antenna elements 11b and 11d input through the input terminal portions S3 and S4, and the dipole antenna having a good reception state. One element is selected, and the antenna switching circuit 192 is controlled so that the received signal of the selected dipole antenna element is output from the output terminal portion Sa2. Specifically, the antenna switching circuit 192 is controlled so that the reception signal of the dipole antenna element having a high reception level among the dipole antenna elements 11b and 11d is output from the output terminal portion Sa2.
[0081]
The combining circuit unit 200 included in the receiving circuit 180 includes a number of phase shifters 201 to 208 corresponding to the output terminal units Sa1 and Sa2 included in the selection switching circuit unit 190, a combining unit 210, a control circuit 220, And the signals output from the output terminal portions Sa1 and Sa2 of all the selection switching circuit portions 190 included in the antenna device are acquired through the input terminal portions Sb1 to Sb8 connected to the output terminal portions Sa1 and Sa2. Then, it is input to the corresponding phase shifters 201-208.
[0082]
Each of the phase shifters 201 to 208 changes the phase of the received signal of the dipole antenna elements 11a to 11d input to the phase shifter 201 to 208 according to the phase shift amount set by the control circuit 130, and changes the signal after the change. Output. The output signals of the respective phase shifters 201 to 208 are input to the combiner 210 and branched in the middle to be input to the control circuit 220. The control circuit 220 includes phase detection means (not shown) and the like, compares the phase difference of signals output from the phase shifters 201 to 208, and determines the phase shift amount to be set in the phase shifters 201 to 208. The phase shift amount is set for the phase shifters 201 to 208 based on the calculation result.
[0083]
At this time, the control circuit 220 outputs signals from the phase shifters 201 to 208 and inputs the signals to the combiner 210 so that the signals are in phase with each other (in other words, with reference to the broadcast time from the broadcast station) The amount of phase shift is adjusted so that the time axes of the output signals of the phase shifters 201 to 208 coincide. The synthesizer 210 synthesizes all signals input from the phase shifters 201 to 208, and electrically transmits the synthesized signal to the output terminal unit Sout through the output terminal unit Sout included in the synthesizer circuit unit 200. Input to a connected external device.
[0084]
Although the antenna device of the fifth modification has been described above, according to the antenna device of the fifth modification configured as described above, among the reception signals of the dipole antenna elements 11a to 11d, the antenna device is in a favorable reception environment. Since the signals received by the dipole antenna elements can be selectively combined, the reception capability of the entire apparatus is improved. Therefore, a good digital broadcast signal can be provided to the external device.
[0085]
The antenna of the present invention corresponds to the receiving antenna 10 included in the antenna devices 1 and 1 ′, and the antenna element of the present invention corresponds to the dipole antenna elements 11 a to 11 d constituting the receiving antenna 10. The terminal portion of the present invention corresponds to the output terminal portion Sout, and the combining circuit corresponds to the combining circuit portions 20 and 200 or the receiving circuit 100 for each receiving antenna 10. The switching circuit corresponds to the selection switching circuit units 30 and 190 or the receiving circuit 150.
[0086]
Further, the antenna device of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can take various forms. In the above embodiment, the receiving antenna 10 is configured in a regular square shape using a total of four dipole antenna elements 11a to 11d. However, the receiving antenna 10 may be configured by arranging two dipole antenna elements in a cross shape. Alternatively, the receiving antenna 10 may be configured in a regular N-square shape using N dipole antenna elements.
[0087]
In addition, in the said Example, although the several receiving antenna 10 was arrange | positioned at equal intervals along the axial direction of a mast, you may arrange | position the receiving antennas 10 at unequal intervals. In addition, each of the dipole antenna elements 11a to 11d constituting the receiving antenna 10 may be arranged at different positions in the height direction. If the dipole antenna elements 11a to 11d are arranged in this way, there is a difference in height between the antenna elements, so that it is possible to further reduce the influence of the reception environment deterioration due to nulls.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an antenna device 1 according to an embodiment.
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a reception antenna 10 included in the antenna device 1;
FIG. 3 is a directional characteristic diagram of each receiving antenna 10 in the azimuth angle direction.
4 is an explanatory diagram illustrating a circuit configuration of the antenna device 1. FIG.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the orientation of each receiving antenna 10 in the antenna device of the first modified example.
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an antenna device 1 ′ according to a second modification.
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a circuit configuration of an antenna device according to a third modification.
FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a circuit configuration of an antenna device according to a fourth modification.
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a reception circuit 180 in an antenna device according to a fifth modification.
FIG. 10 is an explanatory diagram (a diagram (a)) illustrating a configuration of a selection switching circuit unit 190 included in the reception circuit 180, and an explanatory diagram (a diagram (b)) illustrating a configuration of a synthesis circuit unit 200. .
FIG. 11 is an explanatory diagram regarding the installation mode of the antenna device (FIG. 11A) and an explanatory diagram regarding the principle of the present invention (FIG. 11B).
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1 '... Antenna apparatus, 2 ... Fixing material, 3 ... Mast, 5 ... Connection material, 10 ... Receiving antenna, 11a-11d ... Dipole antenna element, 13 ... Feeding part, 15 ... Boom, 20, 200 ... Composite circuit Part, 21-24, 101-116, 201-208 ... phase shifter, 25, 130, 220 ... control circuit, 27, 120, 210 ... synthesizer, 30, 190 ... selection switching circuit part, 31, 151, 191 , 192 ... Antenna switching circuit, 33, 153, 193, 194 ... Antenna selection circuit, 100, 150, 180 ... Reception circuit, S1 to S16, Sb1 to Sb8 ... Input terminal section, S0, Sa1, Sa2, Sout ... Output terminal Part

Claims

An antenna device for receiving a digital broadcast signal broadcast in a single frequency network (SFN),
Including a mast erected with respect to the ground plane,
A plurality of antenna elements each having a plurality of directional antenna elements fixed to an insulating support material,
The plurality of antenna elements are arranged such that each antenna is substantially omnidirectional in the azimuth direction,
The plurality of antennas are arranged in the axial direction of the mast and fixed to the mast,
Furthermore, the device
A terminal portion electrically connected to an external device;
A synthesis circuit that obtains a signal received by each antenna element, synthesizes the obtained signal for each antenna, and outputs a synthesized signal for each antenna generated by the synthesis;
A switching circuit that selects one of the combined signals for each of the antennas output by the combining circuit and inputs the selected combined signal to the external device through the terminal unit;
An antenna device comprising:

An antenna device for receiving a digital broadcast signal broadcast in a single frequency network (SFN),
Including a mast erected with respect to the ground plane,
A plurality of antenna elements each having a plurality of directional antenna elements fixed to an insulating support material,
The plurality of antenna elements are arranged such that each antenna is substantially omnidirectional in the azimuth direction,
The plurality of antennas are oriented in different directions, arranged in the axial direction of the mast, and fixed to the mast.

A terminal portion electrically connected to an external device;
A combining circuit that acquires a signal received by each of the antenna elements constituting each antenna, combines the acquired signal for each antenna, and outputs a combined signal generated by the combining for each antenna; ,
A switching circuit that selects one of the combined signals for each of the antennas output by the combining circuit and inputs the selected combined signal to the external device through the terminal unit;
The antenna device according to claim 2, further comprising:

A terminal portion electrically connected to an external device;
The signals received by the antenna elements are acquired from all the antenna elements included in the plurality of antennas, all the acquired signals are combined, and a combined signal generated by the combining is transmitted through the terminal unit to the external A synthesis circuit that inputs to the device;
The antenna device according to claim 2, further comprising:

A terminal portion electrically connected to an external device;
The signal received by each antenna element is acquired from all the antenna elements included in the plurality of antennas, and any one of the acquired signals is selected, and the selected signal is transmitted through the terminal unit. A switching circuit for input to an external device;
The antenna device according to claim 2, further comprising:

A terminal portion electrically connected to an external device;
A switching circuit that acquires signals received by the antenna elements from all the antenna elements included in the plurality of antennas, selects a predetermined number of signals from the acquired signals, and outputs the selected signals When,
Combining the predetermined number of signals output from the switching circuit, and inputting the combined signal to the external device through the terminal unit;
The antenna device according to claim 2, further comprising:

The antenna device according to claim 1, comprising three or more antennas.

The antenna device according to any one of claims 1 to 7, wherein the mast is erected with respect to the ground plane with an angle with respect to a vertical line perpendicular to the ground plane.