JP2006093948A - 共同受信用可変指向性アンテナ及び共同受信システム - Google Patents

Abstract

【課題】 １台の可変指向性アンテナから、それぞれが異なる方向からの電波を受信した複数の受信信号を出力する。
【解決手段】 ケース２内にそれぞれ異なる方向に指向性を持つように４本のダイポールアンテナ４、６、８、１０が配置されている。ケース２内に設けられた４つの分配器１６ａ乃至１６ｄが、アンテナ４、６、８、１０の受信信号を同数に分配する。ケース２内に設けられた指向性調整部１８ａ乃至１８ｄに、各分配器１６ａ乃至１６ｄの分配出力が供給される。、指向性調整部１８ａ乃至１８ｄは、各分配出力の位相及びレベルを調整して、供給された分配出力の合成指向性をそれぞれ独立に調整する。ケース２に指向性調整部１８ａ乃至１８ｄに対応して設けられた端子４４ａ乃至４４ｄに、対応する指向性調整部１８ａ乃至１８ｄの出力信号が供給されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、共同受信に適した可変指向性アンテナ及びこれを用いた共同受信用システムに関する。

従来、可変指向性アンテナとしては、例えば特許文献１に開示されているようなものがある。この可変指向性アンテナでは、ケース内に、４組の八木形アンテナが設けられている。ケースを通る１つの仮想直線上に上記４組のうち２組の八木形アンテナが、それぞれ反対方向に指向性を持つように配置されている。上記の仮想直線と直交する別の仮想直線上にそれぞれ反対方向に指向性を持つように、残りの２組の八木形アンテナが配置されている。これら４組の八木形アンテナの受信信号の位相及びレベルを調整して、これら八木形アンテナの合成指向性を所望の方向に向ける。合成指向性を所望の方向に向けた各八木形アンテナの合成信号が、１本の伝送線路を介して１台の受信機に伝送される。

特開２００１−３６３２７号公報

上記の可変指向性アンテナでは、合成指向性は、１つの方向にしか向けることができない。ところで、家庭において、複数台の受信機が使用されることがある。この場合、各受信機においてそれぞれ異なる方向から到来する電波を同時に受信することが望まれることがある。しかし、上記の可変指向性アンテナを使用している場合、この可変指向性アンテナからの信号を各受信機に伝送すると、全ての受信機において同一の方向から到来する電波しか受信することができない。全ての受信機において、それぞれ異なる方向から到来する複数の電波のうちそれぞれの受信機が希望する電波を受信しようとすると、受信機ごとに可変指向性アンテナを設置しなければならず、構成が複雑になる。

本発明は、１台の可変指向性アンテナでありながら、それぞれ異なる方向からの電波を良好に受信した複数の受信信号を出力することができる共同受信用可変指向性アンテナ及びこのようなアンテナを使用した共同受信システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様の共同受信用可変指向性アンテナは、ケースを有している。このケースは、扁平なものが望ましい。このケース内にそれぞれ異なる方向に指向性を持つように複数の指向性アンテナが配置されている。指向性アンテナとしては、八木形アンテナやダイポールアンテナを使用することができる。前記ケース内に複数の分配器が設けられている。各分配器は、前記各指向性アンテナの受信信号を同数に分配する。前記ケース内に、各分配器における分配数と同数の指向性調整部が設けられている。各指向性調整部に前記各分配器の分配出力が供給されている。各指向性調整部は、供給された各分配出力の位相及びレベルを調整して、供給された分配出力の合成指向性をそれぞれ独立に調整する。合成指向性の方向は、任意に変更可能である。前記ケースに前記各指向性調整部に対応して複数の端子が設けられている。複数の端子には、対応する前記指向性調整部の出力信号が供給されている。

このように構成された共同受信用可変指向性アンテナでは、各指向性調整部において独自に各アンテナの合成指向性の方向を決定することができる。例えば１つの指向性調整部がＡ方向に指向性を向けると、別の指向性調整部は、Ａとは異なるＢ方向に指向性を向けることができる。これら異なる方向に指向性を持つ合成出力が、各端子に供給されている。従って、各端子に接続された受信機は、それぞれ異なる方向から到来する電波を個別に受信することができる。１台の指向性調整部によって指向性の方向を調整し、この指向性調整部の出力を分配器によって複数の端子に分配した場合には、各端子に接続された受信機は、どれも同一の方向から到来する電波しか受信できない。しかし、この共同受信用可変指向性アンテナでは、各アンテナの受信信号を、複数の指向性調整部に分配し、各指向性調整部において独自に指向性の方向を調整し、対応する端子に合成受信信号を供給しているので、各端子に接続された受信機は、それぞれ所望の方向から到来する電波を受信することができる。

前記各端子は、異なる受信機に接続される。前記各受信機それぞれは、対応する前記端子を介して対応する指向性調整部に指向性可変制御信号を伝送し、前記対応する指向性調整部は、前記指向性可変制御信号に応じて合成指向性を変化させる。指向性可変制御信号は、各受信機が受信しようとする周波数帯（チャンネル）の最適な指向性に、可変指向性アンテナの指向性をするものである。このように構成すると、各受信機からそれぞれ所望の方向に合成指向性の方向を向けることができる。

このような共同受信用アンテナの各端子を、異なる受信機にそれぞれ接続することによって、共同受信システムを構成することができる。このシステムでは、上述したように、各受信機からの指向性可変制御信号によりそれぞれ所望の方向に合成指向性の方向を向けることができる。

以上のように、本発明による共同受信用可変指向性アンテナでは、１台の可変指向性アンテナでありながら、それぞれ異なる方向に指向性を向けた複数の受信信号を出力することができるので、これら受信信号が供給された受信機は、それぞれ異なる方向からの電波を受信することができる。

本発明の１実施形態の共同受信用可変指向性アンテナ１は、図２に示すようにケース２を有している。ケース２は、平面形状が概略八角形の扁平なものである。ケース２内に、複数、例えば４基の指向性アンテナ、例えばダイポールアンテナ４、６、８、１０が配置されている。

ダイポールアンテナ４は、素子４ａ、４ｂからなり、ダイポールアンテナ６は、素子６ａ、６ｂからなる。同様に、ダイポールアンテナ８は、素子８ａ、８ｂからなり、ダイポールアンテナ１０は、素子１０ａ、１０ｂからなる。これら素子４ａ、４ｂ、６ａ、６ｂ、８ａ、８ｂ、１０ａ、１０ｂは、例えばプリント基板をエッチングすることによって構成されている。ダイポールアンテナ４、６、８、１０が所定の周波数帯、例えばＵＨＦテレビジョン放送帯の電波を受信するように、各素子４ａ、４ｂ、６ａ、６ｂ、８ａ、８ｂ、１０ａ、１０ｂの長さが選択されている。

ダイポールアンテナ４の素子４ａ、４ｂは、ケース２の一辺に平行に配置されている。ダイポールアンテナ６の素子６ａ、６ｂは、素子４ａ、４ｂに平行に所定の間隔、例えばダイポールアンテナ４、６の受信中心波長の１／４よりも短い間隔、具体的には約１／８の間隔を隔てて配置されている。これら両ダイポールアンテナ４、６は、それらの長さ方向に対して垂直な方向に８の字指向性を示す。これら両ダイポールアンテナ４、６は、両者の間隔の中央がケース２の中心に位置するように配置されている。

ダイポールアンテナ８の素子８ａ、８ｂは、ダイポールアンテナ４、６と直交するように配置され、かつ素子４ａ、６ａと内側端部付近で交差している。同様にダイポールアンテナ１０の素子１０ａ、１０ｂは、ダイポールアンテナ８の素子８ａ、８ｂと所定の間隔、例えばダイポールアンテナ４、６の受信中心波長λの１／４よりも短い間隔、具体的には約１／８の間隔を隔てて平行に配置され、かつ素子４ｂ、６ｂと内方側端部近傍で交差している。素子４ａ、４ｂ、６ａ、６ｂ、８ａ、８ｂ、１０ａ、１０ｂの交差は、電気的に互いに影響を与えないように行われている。これら両ダイポールアンテナ８、１０は、それらの長さ方向に対して垂直な方向に８の字指向性を示す。これら両ダイポールアンテナ８、１０は、両者の間隔の中央がケース２の中心に位置するように配置されている。

これら各アンテナ４、６、８、１０の受信信号は、それらの内方端部にそれぞれ設けた給電点から、ケース２の中央に設けた基板１２上に形成された各回路に供給されている。

基板１２上の回路は、図１に示すように、増幅器１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを有している。これら増幅器１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは、対応するアンテナ４、６、８、１０の受信信号を増幅して、対応する分配器、例えば４分配器１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄに供給する。４分配器１６ａからの１分配出力ａ１、４分配器１６ｂからの１分配出力ａ２、４分配器１６ｃからの１分配出力ａ３、４分配器１６ｄの１分配出力ａ４は、指向性調整部１８ａに供給されている。４分配器１６ａ乃至１６ｄの各分配出力ｂ１乃至ｂ４、ｃ１乃至ｃ４、ｄ１乃至ｄ４も、指向性調整部１８ｂ乃至１８ｄに供給されている。

指向性調整部１８ａでは、各分配器１６ａ乃至１６ｄからの分配出力ａ１乃至ａ４は、対応する移相手段、例えば移相器２０ａ、２２ａ、２４ａ、２６ａに供給される。これら移相器２０ａ、２２ａ、２４ａ、２６ａは、入力された信号の位相を、制御部２８ａから供給される位相制御信号に基づいて制御するものである。

これら移相器２０ａ、２２ａ、２４ａ、２６ａの出力信号は、レベル調整手段、例えば振幅調整器３０ａ、３２ａ、３４ａ、３６ａに供給されている。振幅調整器３０ａ、３２ａ、３４ａ、３６ａは、入力された信号の振幅を、制御部２８ａから供給される振幅制御信号に基づいて制御するものである。

これら振幅調整器３０ａ、３２ａ、３４ａ、３６ａの出力信号は、合成手段、例えば合成器３８ａによって合成され、増幅手段、例えば増幅器４０ａを介して重畳分離回路４２ａを介してケース２に設けられた端子４４ａに供給される。

他の指向性調整部１８ｂ乃至１８ｄも、指向性調整部１８ａと同一の構成であるので、指向性調整部１８ｂ乃至１８ｄの各構成要素に、指向性調整部１８ａの対応する構成要素に付した符号の添え字をａからｂ、ｃ、ｄに変えた符号を付して、その説明を省略する。また、端子４４ｂ乃至４４ｄも、端子４４ａと同様にケース２に設けられている。

図３に示すように、各端子４４ａ乃至４４ｄは、伝送線路を介して例えば同一の家庭の異なる部屋に配置されている受信機、例えばテレビジョン受信機４６ａ乃至４６ｄに伝送線路、例えば同軸ケーブル４８ａ乃至４８ｄを介して接続されている。

指向性調整部１８ａ乃至１８ｄにおいて各ダイポールアンテナ４、６、８、１０の合成指向性を任意の方向に調整できる点について説明する。指向性調整部１８ａ乃至１８ｄいずれにおいても同様であるので、指向性調整部１８ａを例として説明する。なお、ダイポールアンテナ４側からダイポールアンテナ６に向かって到来する電波を前側からの電波、ダイポールアンテナ６からダイポールアンテナ４側に向かって到来する電波を後側からの電波、ダイポールアンテナ８側からダイポールアンテナ１０側に向かって到来する電波を左側からの電波、ダイポールアンテナ１０側からダイポールアンテナ８側に向かって到来する電波を右側からの電波と称する。

後側からの電波が、ダイポールアンテナ４、６において受信されたとき、ダイポールアンテナ４に生じる受信信号は、ダイポールアンテナ６に生じる受信信号よりも位相が遅れている。これは、ダイポールアンテナ４、６が１／４λよりも狭い間隔をあけて配置されているからである。この遅れは、１／４λよりも少ない。従って、移相器２０ａにおいて、ダイポールアンテナ４の受信信号の位相をさらに遅らせて、移相器２０ａの出力側に１／４λ位相が遅れたダイポールアンテナ４の受信信号を生じさせて、ダイポールアンテナ６の受信信号と合成すると、その合成指向性は、後側ではなく前側を向く。

前側から電波が到来するとき、ダイポールアンテナ６の受信信号は、ダイポールアンテナ４の受信信号よりも位相が遅れている。これは、ダイポールアンテナ４、６が１／４λよりも狭い間隔をあけて配置されているからである。この遅れは、１／４λよりも少ない。従って、移相器２２ａにおいて、ダイポールアンテナ６の受信信号の位相をさらに遅らせて、移相器２２ａの出力側に１／４λ位相が遅れたダイポールアンテナ６の受信信号を生じさせて、ダイポールアンテナ４の受信信号と合成すると、その合成指向性は、前側ではなく後側を向く。

このように移相器２０ａまたは２２ａのいずれかにおいて位相調整することによって、ダイポールアンテナ４、６の合成指向性を前側または後側いずれかを向かせることができる。

同様にして、移相器２４ａまたは２６ａのいすれかにおいて位相調整することによって、ダイポールアンテナ８、１０の合成指向性を右側または左側いずれかを向かせることができる。

例えばダイポールアンテナ４、６の合成指向性を前側に向け、ダイポールアンテナ８、１０の合成指向性を右側に向けた状態において、ダイポールアンテナ４、６の合成信号及びダイポールアンテナ８、１０の合成信号の振幅を共に１／２に減衰させて、合成すると、その合成指向性は、右側と前側との間の４５度の方向を向く。また、ダイポールアンテナ４、６の合成信号の振幅をそのままとして、ダイポールアンテナ８、１０の合成信号の振幅を約０．４１に減衰させて合成すると、前側から右側に２２．５度傾いた方向に合成指向性が向く。また、ダイポールアンテナ８、１０の合成信号の振幅をそのままとして、ダイポールアンテナ４、６の合成信号の振幅を約０．４１に減衰させて合成すると、前側から右側に６２．５度傾いた方向に合成指向性が向く。このように例えばダイポールアンテナ４、６の合成指向性を前側に向け、ダイポールアンテナ８、１０の合成指向性を右側に向けた状態において、振幅調整器３０ａ、３２ａ、３４ａ、３６ａで振幅を適切に減衰させれば、前側及び右側において任意の方向に合成指向性を向けることができる。但し、ダイポールアンテナ４の受信信号が供給される振幅調整器３０ａと、ダイポールアンテナ６の受信信号が供給される振幅調整器３２ａとの減衰量は同じにし、ダイポールアンテナ８の受信信号が供給される振幅調整器３４ａとダイポールアンテナ１０の受信信号が供給される振幅調整器３６ａとの減衰量は同じにする。

ダイポールアンテナ４、６の合成指向性を前側に向け、ダイポールアンテナ８、１０の合成指向性を左側に向けて振幅調整器３０ａ乃至３６ａを調整することによって、前側と左側との間で合成指向性を調整することができる。同様にダイポールアンテナ４、６の合成指向性を後側に向け、ダイポールアンテナ８、１０の合成指向性を右側に向けて振幅調整器３０ａ乃至３６ａを調整することによって、後側と右側との間で合成指向性を調整することができる。また、同様にダイポールアンテナ４、６の合成指向性を後側に向け、ダイポールアンテナ８、１０の合成指向性を左側に向けて振幅調整器３０ａ乃至３６ａを調整することによって、後側と左側との間で合成指向性を調整することができる。

振幅調整器３０ａ乃至３０ｄの減衰量を０から無限大まで連続的に変化させるように構成すれば、ダイポールアンテナ４、６、８、１０の合成指向性を連続的に変更することができる。また、振幅調整器３０ａ乃至３０ｄの減衰量を段階的に変化させることによって、ダイポールアンテナ４、６、８、１０の合成指向性を段階的に変化させることができる。

このような指向性調整部１８ａ乃至１８ｄをそれぞれ個別に設け、そのれらの出力を端子４４ａ乃至４４ｄに個別に出力し、ＴＶ受信機４６ａ乃至４６ｄにそれぞれ供給しているので、１台の共同受信用アンテナ１の使用で、各ＴＶ受信機４６ａ乃至４６ｄにおいてそれぞれ異なる方向から到来する電波を受信することができる。なお、例えばアメリカ合衆国等において、このように異なる方向からそれぞれテレビジョン放送信号が送信されている。各指向性調整部１８ａ乃至１８ｄでの合成指向性の調整を各ＴＶ受信機４６ａ乃至４６ｄにおいて行えるように、ＴＶ受信機４６ａ乃至４６ｄは同軸ケーブル４８ａ乃至４８ｄを介して指向性可変制御信号を対応する端子４４ａ乃至４４ｄに供給する。この指向性可変制御信号は対応する重畳分離回路４２ａ乃至４４ｄから対応する制御部２８ａ乃至２８ｄに供給される。指向性可変制御信号は、移相器を制御する移相制御信号と、振幅調整器を制御する振幅制御信号とからなり、各ＴＶ受信機が受信しようとするチャンネルの最適な指向性を生成するものである。

本発明の第２の実施の形態は、指向性調整部の構成が異なる以外、第１の実施の形態と同様に構成されている。この実施の形態におけるダイポールアンテナ４、６、８、１０と、分配器１６ａ乃至１６ｄと、１台の指向性調整部１１８ａを図４に示す。他の３つの指向性調整部も、指向性調整部１１８ａと同様に構成されている。

指向性調整部１１８ａに供給される前に、各アンテナ４、６、８、１０の受信信号は、バラン２００、２０２、２０４、２０６を介してフィルタ手段、例えばハイパスフィルタ２０８、２１０、２１２、２１４に供給される。バラン２００と２０２とは、同相の信号が入力されたとき、その出力に生じる信号が互いに逆相となるように構成されている。また、バラン２０４と２０６も、同相の信号が入力されたとき、その出力に生じる信号が互いに逆相となるように構成されている。ハイパスフィルタ２０８、２１０、２１２、２１４は、上記各受信信号から不要周波数帯成分を除去する。

各ハイパスフィルタ２０８、２１０、２１２、２１４の出力は、４分配器１６ａ乃至１６ｄにおいて４分配される。

これら４分配器１６ａ乃至１６ｄの分配信号ａ１乃至ａ４が指向調整部１１８ａにおける増幅、非増幅切換回路２４０に供給される。増幅、非増幅切換回路２４０は、切換スイッチ２１６、２１８、２２０、２２２、増幅器２２４、２２６、２２８、２３０、切換スイッチ２３２、２３４、２３６、２３８によって構成されている。増幅、非増幅切換回路２４０から、上記各受信信号に対応する信号が増幅された状態、または非増幅の状態で出力される。各受信信号のＣ／Ｎ比が悪い状態では、各増幅器２２４、２２６、２２８、２３０によって各受信信号が増幅される。

増幅、非増幅切換回路２４０から出力されたダイポールアンテナ４、６の受信信号に相当する信号は、移相手段、例えば位相調整合成器２４２に供給される。この位相調整合成器２４２では、増幅、非増幅切換回路２４０からのダイポールアンテナ４の受信信号に相当する信号は、切換スイッチ２４４の切換によって、合成器２４６の一方の入力端子に供給されるか、或いは位相回路２４８の一端に供給される。同様に、増幅、非増幅切換回路２４０からのダイポールアンテナ６の受信信号に相当する信号は、切換スイッチ２５０の切換によって、合成器２４６の一方の入力端子に供給されるか、或いは位相回路２４８の他端に供給される。合成器２４６の他方の入力端子には、切換スイッチ２５２を介して位相回路２４８の一端または他端の信号が供給される。

切換スイッチ２４４、２５０、２５２は連動しており、切換スイッチ２４４が合成器２４６の一方の入力端子にダイポールアンテナ４の受信信号に相当する信号を供給しているとき、切換スイッチ２５０は、ダイポールアンテナ６の受信信号に相当する信号を位相回路２４８の他端に供給し、切換スイッチ２５２が位相回路２４８の一端の信号を合成器２４６の他方の入力端子に供給している。逆に、切換スイッチ２５０がダイポールアンテナ６の受信信号に相当する信号を合成器２４６の一方の入力端子に供給しているとき、切換スイッチ２４４はダイポールアンテナ４の受信信号に相当する信号を位相回路２４８の一端に供給し、切換スイッチ２５２が位相回路２４８の他端の信号を合成器２４６の他方の入力端子に供給している。位相回路２４８の位相量については、後述する。

同様に、増幅、非増幅切換回路２４０から出力されたダイポールアンテナ８、１０の受信信号に相当する信号は、位相調整合成回路２５４に供給される。この位相調整合成回路２５４では、増幅、非増幅切換回路２４０からのダイポールアンテナ８の受信信号に相当する信号は、切換スイッチ２５６の切換によって、合成器２５８の一方の入力端子に供給されるか、或いは位相回路２６０の一端に供給される。同様に、増幅、非増幅切換回路２４０からのダイポールアンテナ１０の受信信号に相当する信号は、切換スイッチ２６２の切換によって、合成器２５８の一方の入力端子に供給されるか、或いは位相回路２６０の他端に供給される。合成器２５８の他方の入力端子には、切換スイッチ２６４を介して位相回路２６０の一端または他端の信号が供給される。

切換スイッチ２５６、２６２、２６４も連動しており、切換スイッチ２５６が合成器２５８の一方の入力端子に、ダイポールアンテナ８の受信信号に相当する信号を供給しているとき、切換スイッチ２６２はダイポールアンテナ１０の受信信号に相当する信号を位相回路２６０の他端に供給し、切換スイッチ２６４は位相回路２６０の一端の信号を合成器２５８の他方の入力端子に供給している。逆に、切換スイッチ２６２がダイポールアンテナ１０の受信信号に相当する信号を合成器２５８の一方の入力端子に供給しているとき、切換スイッチ２５６はダイポールアンテナ８の受信信号に相当する信号を位相回路２６０の一端に供給し、切換スイッチ２６４は位相回路２６０の他端の信号を合成器２５８の他方の入力端子に供給している。位相回路２６０の位相量についても、後述する。

位相調整回路２４２を使用することによってダイポールアンテナ４、６の合成指向性を、第１の実施の形態で言う前側及び後側のうち選択された方向に向けることができる。同様に、位相調整回路２５４を使用することによって、ダイポールアンテナ８、１０の合成指向性を、第１の実施の形態で言う右側及び左側のうち選択された方向に向けることができる。

後側方向からダイポールアンテナ４、６に向かって電波が到来したと考える。後側から到来したＵＨＦ帯の電波は、ダイポールアンテナ４、６で受信され、バラン２００、２０２に出力を生じる。しかし、前側のダイポールアンテナ４の受信信号によるバラン２００の出力は、ダイポールアンテナ６の受信信号によるバラン２０２の出力よりも、両ダイポールアンテナ４、６の間隔（１／４λよりも小さい）に基づいて遅延量Ｄだけ遅延し、かつバラン２００、２０２の構成の相違によって位相が反転している。即ち、バラン２００の出力信号はバラン２０２の出力信号に対して−λ／２−Ｄの位相差を持っている。そこで、各切換スイッチ２４４、２５０、２５２を、バラン２０２の出力信号は、そのまま合成器２４６に供給されるが、バラン２００の出力信号は位相回路２４８で予め定めた遅延量Ｄ１だけ遅延されて合成器２４６に供給されるように切り換えられる。これによって、バラン２０２の出力信号に対するバラン２００の出力信号の位相差が−λ／２となるように、位相回路２４８の遅延量Ｄ１を選択してある。従って、後側から到来し、ダイポールアンテナ４、６で受信された受信信号は合成器２４６ａの入力側において実質的に逆相となり、後側に指向性を持たない。これによって、ダイポールアンテナ４、６の合成指向性は前側を向く。

一方、前側から到来したＵＨＦ帯の電波が、ダイポールアンテナ４、６で受信された場合、ダイポールアンテナ６の受信信号に基づくバラン２０２の出力信号は、ダイポールアンテナ６の受信信号よりもＤだけ遅延している。一方、バラン２００の出力信号は、バラン２００、２０２の構成の相違によってダイポールアンテナ６の受信信号と位相が反転している。従って、バラン２００の出力信号はダイポールアンテナ６の受信信号に対して−λ／２の位相差があり、バラン２０２の出力信号は、ダイポールアンテナ１６の受信信号に対して−Ｄの位相差がある。

ここで、切換スイッチ２４４、２５０、２５２を、バラン２００の出力信号が位相回路２４８に供給され、位相回路２４８の出力が合成器２４６の他方の入力端子に供給され、バラン２０２の出力信号が合成器２４６の一方の入力端子に供給されるように切り換えると、バラン２０２の出力信号が位相回路２４８で遅延されて、合成器２４６に供給され、バラン２００の出力信号が、そのまま合成器２４６に供給される。バラン２００の信号が位相回路２４８で遅延量Ｄだけ遅延されるので、合成器２４６におけるバラン２００の出力信号の位相は−λ／２−Ｄとなり、バラン２０２の出力信号の位相−Ｄとの間には−λ／２の位相差がある。その結果、ダイポールアンテナ４、６の合成指向性は、後側を向く。

このように位相調整合成回路２４２においては、前側に指向性を持たせる場合でも、後側に指向性を持たせる場合にも、同一の位相回路２４８を使用している。

ダイポールアンテナ８、１０の受信信号も、位相調整回路２５４において、同様に処理されて、図１における右側または左側を向く指向性に切り換えることができる。但し、位相回路２６０における遅延量は、位相回路２４８における遅延量と同じである。

合成器２４６、２５８から前側または後側に指向性を持つＵＨＦ帯の信号が出力されているとき、これら信号の指向性を適切に選択し、かつこれら信号を振幅調整手段、例えばレベル調整回路３１４によって適切に調整して合成すれば、前側方向を零度として任意の角度に指向性を向けることができる。

そのため、レベル調整回路３１４は、レベル調整手段、例えば可変減衰器３１６と３１８と、これら可変減衰器３１６、３１８の出力信号を合成する合成器３２０とを備えている。可変減衰器３１６、３１８は、減衰量を多段階、例えば０ｄＢ、７ｄＢ及び∞の３段階のうち選択されたものに調整可能に構成されている。

可変減衰器３１６は、合成器２４６に接続された入力側切換スイッチ３２２と合成器３２０に接続された出力側切換スイッチ３２４も有している。これら切換スイッチ３２２、３２４は連動するものである。連動スイッチ３２２、３２４を第１の状態に切り換えたとき、合成器２４６の信号がそのまま切換スイッチ３２４を介して合成器３２０に供給される。即ち、減衰量０の状態となる。連動切換スイッチ３２２、３２４を第２の状態に切り換えると、合成器２４６の信号が、７ｄＢ減衰器３２６によって減衰されて合成器３２０に供給される。即ち、減衰量７ｄＢの状態となる。切換スイッチ３２２、３２４を第３の状態に切り換えたとき、切換スイッチ３２２、３２４は各アンテナのインピーダンスに等しいインピーダンスの整合用抵抗器３２８、３３０を介して接地される。このとき、合成器３２０には合成器２４６の出力信号は供給されず、無限大の減衰状態となる。

可変減衰器３１８も、可変減衰器３１６と同様に構成されている。同等部分には同一符号の末尾に添え字ａを付して、その説明を省略する。

前側を０度、右側を９０度、後側を１８０度、左側を２７０度とした場合、ダイポールアンテナ４、６、８、１０の合成指向性の方向が０度から４５度までの間には、可変減衰器３１６は減衰量が０であるが、６７．５度から９０度までは７ｄＢ、無限大と減衰量が増加し、１１２．５度から１３５度までは減衰量が７ｄＢ、０ｄＢと減少し、１５７．５度から２２５度までは減衰量は０を維持する。２４７．５度から２７０度までは７ｄＢ、無限大と減衰量が増加し、２９２．５度から３１５度まで減衰量は７ｄＢ、０と減少し、３３７．５度では減衰量は０となる。

一方、可変減衰器３１８では、ダイポールアンテナ４、６、８、１０の合成指向性の方向が０度から４５度までは減衰量が無限大から７ｄＢ、０と減少し、６７．５度から１３５度までは減衰量０を維持する。方位角１５７．５度から１８０度までは減衰量が７ｄＢ、無限大と増加し、２０２．５度から２２５度までは減衰量が７ｄＢ、０と減少する。２４７．５度から３１５度までは減衰量０を維持、３３７．５度では７ｄＢの減衰量となる。このように一方の減衰量が０であるとき、他方の減衰量は増加または減少する。

なお、各切換スイッチの切換は、図示していない制御部からの制御信号によって行われる。その制御信号は、対応するＴＶ受信機から伝送される。

合成器３２０の出力信号は、第１の実施形態における合成器３８ａの出力と同様に処理されて、端子４４ａに供給される。

第２の実施の形態の指向性調整部１１８ａでは、各ダイポールアンテナ４、６、８、１０に個別に移相器を設けずに、ダイポールアンテナ４、６に対して共通に位相回路２４２を設け、ダイポールアンテナ８、１０に対して共通に位相回路２５４を設けているので、構成を簡略化することができる。また、振幅調整用の可変減衰器３１６は、合成されたダイポールアンテナ４、６の受信信号に対して共通に１つだけ設けられ、振幅調整用の可変減衰器３１８は、合成されたダイポールアンテナ８、１０の受信信号に対して共通に１つだけ設けられているので、各ダイポールアンテナごとに振幅調整器を設ける必要が無く、構成を簡略化することができる。この共同受信用可変指向性アンテナでは、同一の構成の指向性調整部を複数設ける必要があるので、指向性調整部の構成を簡略化できる点は、重要である。

上記の２つの実施形態では、ＵＨＦ帯の電波を受信するアンテナを使用したが、これに限ったものではなく、ＶＨＦ帯の電波を受信するアンテナを使用することもできる。或いは、ＵＨＦ帯の電波を受信するアンテナに加えて、ＶＨＦ帯の電波を受信する複数のアンテナを追加し、これらのアンテナの受信信号も分配器によって分配し、各分配出力を複数の指向性調整部に供給して、各指向性調整部においてそれぞれ合成指向性の方向を調整し、各指向性調整部の出力信号をそれぞれ出力することもできる。第２の実施の形態では、増幅、非増幅切換回路２４０は、各分配器１６ａ乃至１６ｄそれぞれの１つの分配出力と、指向性調整部１１８ａの各切換スイッチ２４４、２５０、２５６、２６２との間に設けたが、これに限ったものではなく、例えば各ハイパスフィルタ２０８、２１０、２１２、２１４と各分配器１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄの入力側との間に設けることもできる。この場合、増幅、非増幅切換回路２４０は１台だけ設置することになる。

本発明の第１の実施形態の共同受信用可変指向性アンテナのブロック図である。 図１の共同受信用可変指向性アンテナの概略平面図である。 図１の共同受信用可変指向性アンテナの使用状態を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態の共同受信用可変指向性アンテナの要部のブロック図である。

符号の説明

１ 共同受信用可変指向性アンテナ
２ ケース
４、６、８、１０ ダイポールアンテナ（可変指向性アンテナ）
１６ａ乃至１６ｄ 分配器
１８ａ乃至１８ｄ 指向性調整部
４４ａ乃至４４ｄ 端子

Claims (3)

1. ケースと、
   このケース内にそれぞれ異なる方向に指向性を持つように配置された複数の指向性アンテナと、
   前記ケース内に設けられ、前記各指向性アンテナの受信信号を同数に分配する複数の分配器と、
   前記ケース内に設けられ、それぞれに前記各分配器の分配出力が供給され、供給された各分配出力の位相及びレベルを調整して、供給された分配出力の合成指向性をそれぞれ独立に調整する、前記各分配器の分配数と同数に設けられた指向性調整部と、
   前記ケースに前記各指向性調整部に対応して設けられ、対応する前記指向性調整部の出力信号が供給されている複数の端子とを、
   具備する共同受信用可変指向性アンテナ。
2. 請求項１記載の共同受信用可変指向性アンテナにおいて、前記各端子は、異なる受信機に接続され、前記各受信機それぞれは、対応する前記端子を介して対応する指向性調整部に指向性可変制御信号を伝送し、前記対応する指向性調整部は、前記指向性可変制御信号に応じて合成指向性を変化させる共同受信用可変指向性アンテナ。
3. 複数の出力端子を有する共同受信用可変指向性アンテナと、
   前記各出力端子に対応して設けられ、対応する前記出力端子に接続された複数の受信機とを、
   具備し、前記共同受信用可変指向性アンテナは、
   ケースと、
   このケース内にそれぞれ異なる方向に指向性を持つように配置された複数の指向性アンテナと、
   前記ケース内に設けられ、前記各指向性アンテナの受信信号を同数に分配する複数の分配器と、
   前記ケース内に設けられ、それぞれに前記各分配器の分配出力が供給され、供給された各分配出力の位相及びレベルを調整して、供給された分配出力の合成指向性をそれぞれ独立に調整する、前記各分配器の分配数と同数の指向性調整部と、
   を、具備し、前記各出力端子は、前記ケースに前記各指向性調整部に対応して設けられ、対応する前記指向性調整部の出力信号が供給され、
   前記各受信機は、対応する前記出力端子を介して対応する前記指向性調整部に指向性可変制御信号を伝送し、前記対応する指向性調整部は、前記指向性可変制御信号に応じて合成指向性を変化させる
   共同受信システム。

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