JP2011250099A - アンテナアンプ装置、及びアンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】弱入力時であっても雑音指数（ＮＦ）を低くしながらも良好な感度が得られるアンテナアンプ装置を提供する。
【解決手段】アンテナＡで受信された高周波信号を増幅する増幅回路７を備え、入力インピーダンスが容量性を持つアンテナＡと増幅回路７との間に、受信周波数に応じて増幅回路７への入力インピーダンスを切り替えるＮＦマッチング回路５を備え、ＮＦマッチング回路５は、インダクタンスが異なる複数のコイルＬ１〜Ｌｎと、受信周波数に応じて選択されるコイルをアンテナＡと増幅回路７との間に接続するスイッチＳＷとを含み、ＮＦマッチング回路５と増幅回路７との間に、ステップアップコイルＳＣが介挿されているアンテナアンプ装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、アンテナアンプ装置、及びアンテナ装置に関する。

移動体に搭載されるＡＭ放送、ＦＭ放送、デジタルテレビジョン放送等の受信システムでは、アンテナとオーディオ装置間のインピーダンスを整合して伝送ロスを改善し、Ｓ／Ｎ比の低下を防止するためにアンテナアンプ装置が用いられている。

特許文献１には、受信周波数の１／４波長の長さのアンテナ素子を備え、受信機の受信周波数に応じて常に最良のＶＳＷＲを呈する可変同調型アンテナ装置を提供することを目的として、受信用アンテナの基端部と受信機のアンテナ入力端との間に介挿されるＬＣ直列共振回路とを備え、前記ＬＣ直列共振回路は、受信周波数に対応する直流制御電圧を印加されることにより、当該直流制御電圧に応じた静電容量値を呈する電子可変容量素子と、この電子可変容量素子と直列に接続され、前記電子可変容量素子が前記受信周波数の帯域の中心部に対応する可変容量範囲の中心部における静電容量値を呈したときの上記電子可変容量素子の容量性リアクタンス−ｊＸｃと等価な誘導性リアクタンス＋ｊＸＬを有する誘導素子とを備え、受信周波数に応じた静電容量値に基づく直列共振が生じる如く設けられていることを特徴とする可変同調型アンテナ装置が提案されている。

また、特許文献２には、比較的広い周波数範囲で高利得が得られる自動車用アンテナ装置を提供することを目的として、アンテナと受信機間にインピーダンス整合回路を設けた自動車用アンテナ装置において、受信周波数帯域を上側と下側に２分し、上側用インピーダンス整合回路と、下側用インピーダンス整合回路と、受信周波数に応じて何れか一方のインピーダンス整合回路を選択する選択手段とを設けたことを特徴とする自動車用アンテナ装置が提案されている。

特開平１０−２０９８９７号公報 特開平０６−２１６７９５号公報

上述した従来のインピーダンス整合回路によれば、高い利得が得られるようになるが、必ずしも増幅回路の雑音指数（ＮＦ）が良好な値を得られるものではなかった。

一般に、増幅器の雑音指数（ＮＦ）は、信号源インピーダンスと増幅器の入力インピーダンスと増幅器を構成する増幅素子に固有の等価雑音抵抗によって定まることが理論的に裏づけられている。そして、入力インピーダンスと等価雑音抵抗は使用するトランジスタと接地形式によって決まるため、最終的に、雑音指数（ＮＦ）は信号源インピーダンスによって決まる。

アンテナアンプ装置に組み込まれる増幅回路として、一般的に高入力インピーダンスのＦＥＴが用いられている。そして、アンテナで受信された高周波信号を低損失でＦＥＴに入力するため、アンテナと増幅回路との間にステップアップコイルが接続されている。ステップアップコイルは、一次側コイルに対する二次側コイルの巻数比を大きくして、二次側のインピーダンスをさらに高くするためのトランスである。

しかし、ステップアップコイル等を用いて信号源インピーダンスを高インピーダンスにすると、信号レベルは改善されるが、ＦＥＴ自体の等価雑音抵抗の影響によって雑音電圧も高くなるため、雑音レベルも増加するという問題があった。

特に、移動体が弱電界地域を走行する際に、アンテナで受信される弱入力信号を増幅回路で増幅する場合に、雑音指数（ＮＦ）の悪化が顕著になる。

本発明の目的は、上述した従来の問題点に鑑み、弱入力時であっても雑音指数（ＮＦ）を低くしながらも良好な感度が得られるアンテナアンプ装置、及びアンテナ装置を提供する点にある。

上述の目的を達成するため、本発明によるアンテナアンプ装置の特徴構成は、アンテナで受信された高周波信号を増幅する増幅回路を備え、入力インピーダンスが容量性を持つ前記アンテナと増幅回路との間に、受信周波数に応じて前記増幅回路への入力インピーダンスを切り替えるＮＦマッチング回路を備えている点にある。

上述の構成によれば、ＮＦマッチング回路によって受信周波数に応じて増幅回路への入力インピーダンスが切り替えられるので、弱入力時であってもアンテナで受信された高周波信号が増幅回路で低い雑音指数（ＮＦ）で、感度良く増幅されるようになる。

このとき、ＮＦマッチング回路と前記増幅回路との間に、ステップアップコイルが介挿されていると、低い雑音指数（ＮＦ）で、感度良く増幅される点でより好ましい。

そして、波長が長い放送波に対してアンテナ長が極めて短いアンテナを用いる場合には、アンテナインピーダンスが容量性となるため、前記ＮＦマッチング回路は、インダクタンスが異なる複数のコイルと、受信周波数に応じて選択される前記コイルを前記アンテナと前記増幅回路との間に接続するスイッチとを含むことが好適である。

本発明によるアンテナ装置の特徴構成は、上述のアンテナアンプ装置を含み、複数のアンテナの近傍に配置され、各アンテナで受信された高周波信号をそれぞれ増幅するアンテナアンプ装置と、各アンテナアンプ装置から出力される高周波信号を復調する復調部と、前記復調部で復調された各復調信号を多重化する多重化処理部と、前記多重化処理部で多重化された復調信号を、データ伝送線を介してヘッドユニットに送信するデータ伝送装置と、前記データ伝送装置を介して前記ヘッドユニットから送信された選局情報に基づいて、前記ＮＦマッチング回路を制御する高周波制御部を備えている点にある。

アンテナアンプ装置に備えたＮＦマッチング回路を制御する高周波制御部は、データ伝送線を介してヘッドユニットから送信された各アンテナアンプ装置に対する選局情報に基づいて集中制御できるため、ヘッドユニットから各アンテナアンプ装置に選局情報を送信するための個別の制御信号線を配線し、各アンテナアンプ装置を制御する個別の高周波制御部を構成するような場合に比べて、部品点数及び実装スペースの減少による低コスト化を図りながらも、高性能なアンテナ装置を実現できるようになる。

以上説明した通り、本発明によれば、弱入力時であっても雑音指数（ＮＦ）を低くしながらも良好な感度が得られるアンテナアンプ装置、及びアンテナ装置を提供することができるようになった。

（ａ）はアンテナアンプ装置の回路ブロックの説明図、（ｂ）はＮＦマッチング回路の構成図、（ｃ）はＮＦマッチング回路にステップアップコイルを接続したアンテナアンプ装置の構成図 （ａ）は増幅回路を構成するＦＥＴの入力等価回路図、（ｂ）はＮＦマッチング回路の特性図 （ａ），（ｂ）はＮＦマッチング回路の他の例の構成図 （ａ）はアンテナアンプ装置の弱入力時のアッテネータの動作説明図、（ｂ）はアンテナアンプ装置の強入力時のアッテネータの動作説明図 （ａ），（ｂ）はアッテネータの回路図 （ａ）は可変同調回路の回路図、（ｂ）は切替回路の回路図 （ａ）はアンテナ直下装置とヘッドユニットの配置を説明する一部切欠き斜視図、（ｂ）はアンテナ直下装置とヘッドユニットの配置を説明する平面図 アンテナアンプ装置が組み込まれたアンテナ装置と、ヘッドユニットの回路ブロックの説明図 多重化処理部によって生成される送信フレームの説明図

以下、本発明によるアンテナアンプ装置、及びアンテナアンプ装置が組み込まれたアンテナ装置について説明する。

図７（ａ），（ｂ）に示すように、移動体である自動車のリアガラスに、ＡＭ放送受信用のアンテナ、ＦＭ放送受信用のアンテナ、デジタルＴＶ受信用のアンテナ等、信号系統が異なる複数のアンテナＡが設置され、各アンテナの近傍に一つのアンテナ装置１４が設置されている。尚、図では、三系統のアンテナ設置領域を一つに略記している。

運転席左前部にオーディオ機器のコントローラ６０が配置され、その近傍に統合受信装置であるヘッドユニット４０が配置されている。そして、アンテナ装置１４とヘッドユニット４０が二本のデータ伝送線Ｌ（Ｌ１，Ｌ２）と給電線ＰＬで接続されている。

データ伝送線Ｌの一方はアンテナ装置１４からヘッドユニット４０に放送波データを伝送するデータ伝送線Ｌ１であり、他方はヘッドユニット４０からアンテナ装置１４に制御データを伝送する伝送線Ｌ２である。また、給電線ＰＬを介してヘッドユニット４０からアンテナ装置１４に電力が供給される。

図８に示すように、アンテナ装置１４は、本発明によるアンテナアンプ装置１と、復調処理部２０と、送信処理部３２及び受信処理部３３を備えたデータ伝送装置３０と、高周波制御部１５等を備えている。

さらに、アンテナ装置１４には、クロック信号源と必要な周波数のクロック信号を生成する分周器を備えたクロック回路１６が設けられ、クロック回路１６で生成されたクロック信号に基づいて復調処理部２０、高周波制御部１５、データ伝送装置３０等が動作するように構成されている。

アンテナアンプ装置１（１ａ，１ｂ，１ｃ）は、信号系統が異なる複数のアンテナＡ１，Ａ２，Ａ３とそれぞれ同軸ケーブルで接続され、各アンテナで受信された高周波信号を増幅するように構成されている。

復調処理部２０は、各アンテナアンプ装置１（１ａ，１ｂ，１ｃ）で処理された高周波信号をそれぞれ復調する復調部である復調回路２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ）と、各復調回路２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ）で復調された復調信号を多重化して、フレームデータを生成する多重化処理部２２を備えている。

各復調回路２１は、アンテナアンプ装置１から出力される高周波信号を中間周波数にダウンコンバートする周波数変換器、ダウンコンバートされた信号から低周波及び高周波成分を除去するバンドバスフィルタ、フィルタ後の信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器、直交変換器またはローパスフィルタ等を備えている。

例えば、アンテナＡ１でＡＭ放送波が受信され、アンテナＡ２でＦＭ放送波が受信され、アンテナＡ３でデジタルテレビジョン放送波が受信される場合、Ａ／Ｄ変換されたＡＭ放送及びＦＭ放送の放送波データは、直交変換器を介してＩ成分とＱ成分の直交データに変換された後に多重化処理部２２に入力され、デジタルＴＶの放送波データは、ローパスフィルタを介して多重化処理部２２に入力される。

多重化処理部２２は、各復調回路２１で復調されたＡＭ，ＦＭ，ＤＴＶの各放送波データを多重化して時系列的に配列したフレームデータを順次生成する。多重化処理部２２で生成されたフレームデータが、データ伝送装置３０に備えた送信処理部３２によってヘッドユニット４０に順次伝送される。

図９には、多重化処理部２２によって生成された送信フレームの一例が示されている。各送信フレームＦは各フレームのヘッダ情報が格納される８ビットの先頭シンボル領域と、最大６４ビットの可変長のデータ領域と、各フレームの終了情報が格納される８ビットの終了シンボル領域で構成され、一回の多重化処理で最大２５６フレームが生成される。第１フレーム及び第２フレームには、全送信フレームに関するヘッダ情報が格納され、第３フレームから第２５６フレームに実際に受信され、所定段階まで復調されたＡＭ，ＦＭ，ＤＴＶの各放送波データが格納される。

先頭シンボル領域の先頭の２ビットには、フレームの先頭を示す「００」が格納され、続く６ビットには各フレームのデータ長を示すデータが格納される。終了シンボル領域の最後の２ビットには、フレームの終了を示す「１１」が格納される。また、全送信フレームに関するヘッダ情報には、信号系統毎の選局情報、データ数、フレーム数等を示すデータが格納される。尚、当該フレーム構成は一例に過ぎず、本発明のアンテナ装置に適用されるフレーム構成がこのような例に制限されるものではない。

ヘッドユニット４０には、受信処理部６３及び送信処理部６２を備えたデータ伝送装置６０と、デジタルシグナルプロセッサ及びその周辺回路で構成された出力処理部５０と、制御部５４等を備えている。出力処理部５０には、信号分離処理部５１と、再生部５２（５２ａ，５２ｂ，５２ｃ）と、Ｄ／Ａ変換器５３（５３ａ，５３ｂ，５３ｃ）が設けられている。

さらに、ヘッドユニット４０には、クロック信号源と、必要な周波数のクロック信号を生成する分周器を備えたクロック回路５５が設けられ、クロック回路５５で生成されたクロック信号に基づいて、信号分離処理部５１、再生部５２、Ｄ／Ａ変換器５３、制御部５４、データ伝送装置６０等が動作するように構成されている。

アンテナ装置１４に備えたデータ伝送装置３０と、ヘッドユニット４０に備えたデータ伝送装置６０との間で、データ伝送線Ｌ（Ｌ１，Ｌ２）を介して全二重通信が行なわれる。尚、本実施形態では、全二重通信を実現するためのハードウェア構成や通信プロトコル等は特に制限されるものではなく、公知のハードウェア構成や通信プロトコルを適宜用いて実現されている。

アンテナ装置１４に備えた送信処理部３２から送信され、ヘッドユニット４０の受信処理部６３で受信されたフレームデータは、信号分離処理部５１に入力される。信号分離処理部５１で元の各放送波データに分離され、分離された各放送波データが各再生部５２に入力される。各再生部５２で再生されたデジタル復調信号がＤ／Ａ変換器５３を介してアナログ信号に変換され、各オーディオ機器に出力される。

操作者がオーディオ機器のコントローラ６０を操作することにより、所望の放送波及び放送局が選択される。当該コントローラ６０から選局情報等の制御情報がヘッドユニット４０の制御部５４に入力されると、制御部５４によって当該選局情報等の制御情報を含むフレームデータが生成され、当該フレームデータが送信処理部６２を介してアンテナ装置１４の受信処理部３３に伝送される。

制御部４５で生成されるフレームは、８ビットの先頭シンボル領域と、１６ビットの固定長のデータ領域と、各フレームの終了情報が格納される８ビットの終了シンボル領域で構成されている。先頭シンボル領域及び終了シンボル領域のデータ構成は上述と同様であり、データ領域に選局情報等の制御情報が設定される。

ヘッドユニット４０の送信処理部６２を介してアンテナ装置１４の受信処理部３３に送信されたフレームデータに含まれる選局情報等の制御情報が、高周波制御部１５に入力され、高周波制御部１５は当該制御情報に基づいてアンテナアンプ装置１及び復調部２０を制御するように構成されている。

以下、アンテナアンプ装置１について詳述する。
図４に示すように、各アンテナアンプ装置１は、アンテナＡの近傍に配置され、アンテナＡで受信された高周波信号が入力される弱入力回路２及び強入力回路３と、弱入力回路２及び強入力回路３の何れか一方の出力を選択的に後段の復調処理部２０（図８参照）に出力する切替回路１０を備えている。

切替回路１０は、弱入力回路２からの出力信号と強入力回路３からの出力信号が入力され、何れか一方の高周波信号を後段に出力するアナログのスイッチ回路１０ｂと、ＡＧＣ回路９から出力されるＡＧＣ信号に基づいて、スイッチ回路１０ｂを制御する切替制御回路１０ａを備えている。

自動車が弱電界地域を走行する際には、アンテナＡで受信された高周波信号が弱入力回路２で処理された後に切替回路１０によって復調処理部２０（図８参照）に入力され、自動車が強電界地域を走行する際には、強入力回路３で処理された後に切替回路１０によって復調処理部２０（図８参照）に入力されるように構成されている。

弱入力回路２には、アッテネータ４と、マッチング回路５と、フィルタ回路６と、増幅率一定の増幅回路７が設けられている。さらに、増幅回路７の出力信号レベルに応じてアッテネータ４による高周波信号の減衰率を制御するＡＧＣ回路９が設けられている。

ＡＧＣ回路９によってアッテネータ４で適正レベルに減衰された高周波信号は、マッチング回路５、フィルタ回路６を介して増幅回路７により波形歪が生じることなく増幅される。尚、フィルタ回路６は、必須の回路ブロックではなく、必要に応じて設ければよい。

ＦＭ放送波やデジタルテレビジョン放送波に対応するアンテナアンプ装置１に組み込まれるマッチング回路５は、例えば、公知のＬＣ共振回路等を用いて構成され、図８で説明した選局情報に基づいて高周波制御部１５から出力されるマッチング制御信号に基づいてその周波数特性が調整され、アンテナＡとインピーダンスマッチングされる。

図１（ａ）に示すように、ＡＭ放送波等、波長１０ｍ以上の放送波（ＨＦ（high frequency），ＭＦ（medium frequency）等の放送波）を受信するアンテナアンプ装置１に組み込まれるマッチング回路５は、受信周波数に応じて増幅回路７への入力インピーダンスを切り替えるＮＦマッチング回路で構成されている。

ＡＭ放送波等の波長１０ｍ以上に及ぶ放送波を受信するためのアンテナＡは、その波長に比べて極めて長さが短く、その入力インピーダンスは容量性で極めて高い値を示す。そのため、このような放送波に対応する増幅回路７として、高入力インピーダンスのＦＥＴが好適に用いられる。

図２（ａ）には、ＦＥＴの入力等価回路が示されている。その入力インピーダンスは数ｋΩであり、アンテナを含む信号源のインピーダンスが高くなると、ＦＥＴ素子自体の雑音源である等価入力雑音電流が増加していわゆるショットノイズが発生する。そのため、特に弱入力時には増幅回路７により信号レベルが改善されるが、同時に等価入力雑音電圧も上昇してＳ／Ｎ比が悪くなる。

そこで、図１（ｂ）に示すように、インダクタンスが異なる複数のコイルＬ１，Ｌ２，・・・，Ｌｎ（ｎは２以上の任意の整数）と、受信周波数に応じて選択されるコイルをアンテナＡと増幅回路７との間に接続するスイッチＳＷを備えたＮＦマッチング回路５が設けられている。尚、５３１ｋＨｚ〜１６０２ｋＨｚのＡＭ放送波では、ｎの値は５乃至６に設定され、この周波数帯域で５乃至６段階でＮＦマッチングされる。

容量性インピーダンスとなるアンテナ（容量Ｃ）と直列接続されたＮＦマッチング回路５によってＬＣ共振回路が構成され、図８で説明した選局情報、つまり受信周波数に基づいて高周波制御部１５から出力されるＮＦマッチング制御信号によって、増幅回路７への入力インピーダンスが小さくなるようにスイッチＳＷが切り替えられる。

尚、図ではコイルＬ１〜Ｌｎの両端にスイッチＳＷが設けられた構成を示しているが、選択されていないコイルの影響が回路に現れない限り、アンテナ側の一端をアンテナに全て接続し、他端側にのみスイッチＳＷを設けてもよいし、アンテナ側の一端にのみスイッチＳＷを設けて、他端側を全て増幅器７に接続してもよい。

回路に組み込まれるスイッチＳＷとして、メカニカルなリレー回路を採用することが可能である。さらには、ＲＦ−ＭＥＭＳスイッチ等の半導体スイッチを採用することも可能である。

図２（ｂ）には、受信周波数に対する等入力雑音電圧の特性図が示されている。受信周波数に対応して切り替えられるスイッチＳＷによって、共振回路の共振周波数が変化して等入力雑音電圧が低くなるようにＮＦマッチング回路５が構成されている。

図１（ｃ）には、ＮＦマッチング回路５と増幅回路７との間に、ステップアップコイルＳＣが介挿された例が示されている。ステップアップコイルＳＣは、一次側コイルに対する二次側コイルの巻数比を大きくして、二次側のインピーダンスをさらに高くするためのトランスである。

ステップアップコイルＳＣを用いる場合には、ＮＦマッチング回路５によってＮＦマッチングが図られた状態で、高周波信号がステップアップコイルＳＣを介して増幅回路７に供給されるようになるので、ＦＥＴのショットノイズを効果的に低減させながらも、Ｓ／Ｎ比の良好な信号電圧を得ることができるようになる点で優れた回路構成となる。

上述したＮＦマッチング回路５は、容量性のアンテナインピーダンスを利用して複数のコイルとスイッチとで構成された例であるが、コンデンサとコイルを組み合わせた共振回路でＮＦマッチング回路５が構成されるものであってもよい。

図３（ａ）には、コイルとコンデンサの直列共振回路で構成され、直列共振回路が、キャパシタンスが異なる複数のコンデンＣ１〜Ｃｎ（ｎは２以上の任意の整数）と、受信周波数に応じて選択されるコンデンサＣをコイルＬに接続するスイッチＳＷで構成されたＮＦマッチング回路５が示されている。この場合も、受信周波数に対応して切り替えられるスイッチＳＷによって、共振回路の共振周波数が変化して等入力雑音電圧が低くなるようにＮＦマッチング回路５が構成されている。

図３（ｂ）には、コイルとコンデンサの直列共振回路で構成され、コンデンサが、受信周波数に応じてキャパシタンスが可変に調整されるバリキャップダイオードＶＣＤで構成されたＮＦマッチング回路５が示されている。この場合は、受信周波数に対応してバリキャップダイオードＶＣＤに印加される制御電圧によって、共振回路の共振周波数が変化して等入力雑音電圧が低くなるようにＮＦマッチング回路５が構成されている。

上述した強入力回路３には、アッテネータ４を介して入力される高周波信号から強入力妨害波を除去する可変同調回路８が設けられている。

図６（ａ）には、可変同調回路８の一例が示されている。可変同調回路８はコイルＬ１１，Ｌ１２とコンデンサＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３とバリキャップダイオードＶＣＤを備えたＬＣ共振回路で構成されている。抵抗Ｒ１１を介して入力される可変同調制御信号によってバリキャップダイオードＶＣＤの容量が調整されることにより、選局周波数以外の周波数成分が減衰されて後段に出力されるＡＭ放送波、ＦＭ放送波に好適な回路である。可変同調制御信号は、図８で説明した選局情報に基づいて高周波制御部１５から出力される信号である。尚、上述した可変同調回路８は一例であり、このような回路構成に限るものではない。

つまり、アッテネータ４を介して強入力回路３に入力される高周波信号は、可変同調回路８によって希望波の周波数帯と同調されることにより妨害波が除去される。

図５（ａ），（ｂ）に示すように、アッテネータ４は、コンデンサＣ１，Ｃ２、ＰＩＮダイオードＰＤ１，ＰＤ２、抵抗Ｒ１，Ｒ２を備えて構成されている。ＡＧＣ端子ＣＴＭから入力されるＡＧＣ信号によりＰＩＮダイオードＰＤ１，ＰＤ２の抵抗値が制御され、入力端子ＩＴＭから入力される高周波信号が所定の減衰率で減衰されて第１出力端子ＯＴＭ１から出力され、後段の可変マッチング回路５に出力される。ＰＩＮダイオードＰＤ２のカソードと接地間に抵抗Ｒ２が接続され、ＰＩＮダイオードＰＤ２と抵抗Ｒ２の接続点に第２出力端子ＯＴＭ２が設けられている。

ＡＧＣ回路９は、増幅回路７の出力レベルを検知するダイオード検波回路とダイオード検波回路の出力を増幅するオペアンプを備えたフィードバック回路である。増幅回路７の出力レベルが上昇するに連れてその出力であるＡＧＣ信号の信号レベルが高くなり、増幅回路７の出力レベルが下降するに連れてＡＧＣ信号の信号レベルが低くなるように構成されている。

つまり、アンテナＡで受信される高周波信号の電界強度が異常に高い強入力状態になると、増幅回路７で波形歪が発生する虞があるために、アッテネータ４による信号の減衰率を上昇させるべく、ＡＧＣ信号の信号レベルが高くなり、アンテナＡで受信される高周波信号の電界強度が弱い弱入力状態になると、増幅回路７で波形歪が発生する虞が無いために、アッテネータ４による信号の減衰率を下降させるべく、ＡＧＣ信号の信号レベルが低くなる。

図５（ａ）に示すように、弱入力時には、ＡＧＣ端子ＣＴＭから入力されるＡＧＣ信号の信号レベルが十分に低くなり、ＰＩＮダイオードＰＤ１，ＰＤ２がほぼオープン状態になるために、入力端子ＩＴＭから入力された高周波信号が減衰されることなく第１出力端子ＯＴＭ１から出力されるとともに、第２出力端子ＯＴＭ２からは大きく減衰された高周波信号が出力される。

図５（ｂ）に示すように、強入力時には、ＡＧＣ端子ＣＴＭから入力されるＡＧＣ信号の信号レベルが十分に高くなり、順方向にバイアスされるＰＩＮダイオードＰＤ１，ＰＤ２がほぼショート状態になるために、入力端子ＩＴＭから入力された高周波信号がＰＩＮダイオードＰＤ１，ＰＤ２と抵抗Ｒ２で減衰されて第１出力端子ＯＴＭ１から出力されるとともに、第２出力端子ＯＴＭ２からは減衰されることなく高周波信号が出力される。アッテネータ４による高周波信号の減衰の程度はＡＧＣ信号の信号レベルで調整される。

つまり、アッテネータ４は、ＡＧＣ信号により制御されるＰＩＮダイオードＰＤ１，ＰＤ２を含む減衰回路と、減衰回路により強入力時に大きな減衰率で減衰され、弱入力時に小さな減衰率で減衰された高周波信号を増幅回路７に出力する第１出力端子ＯＴＭ１と、強入力時に小さな減衰率で減衰され、弱入力時に大きな減衰率で減衰された高周波信号を可変同調回路８に出力する第２出力端子ＯＴＭ２を備えている。

図６（ｂ）には、切替回路１０の例が示されている。アナログのスイッチ回路１０ｂには、弱入力回路２からの出力信号と、強入力回路３からの出力信号が入力されている。スイッチ回路１０ｂの制御信号端子Ｓ１，Ｓ２に入力される信号値に基づいて、弱入力回路２からの出力信号と強入力回路３からの出力信号の何れか一方が後段に出力される。

制御信号端子Ｓ１がハイレベル、制御信号端子Ｓ２がローレベルのときに、弱入力回路２からの出力信号が後段に出力され、制御信号端子Ｓ１がローレベル、制御信号端子Ｓ２がハイレベルのときに、強入力回路３からの出力信号が後段に出力される。

切替制御回路１０ａは、第１オペアンプＯＰ１と第２オペアンプＯＰ２で構成され、電源電圧が抵抗Ｒ２１，Ｒ２２の分圧回路で分圧された第１基準電圧が第１オペアンプＯＰ１の非反転入力端子に入力され、反転入力端子にＡＧＣ信号が入力されている。ＡＧＣ信号が第１基準電圧より高いときに第１オペアンプＯＰ１からローレベルが出力され、ＡＧＣ信号が第１基準電圧より低いときに第１オペアンプＯＰ１からハイレベルが出力される。

第１基準電圧は、増幅回路７により増幅される高周波信号に波形歪が生じないように減衰可能なアッテネータ４の最大減衰率に対応するＡＧＣ信号の信号電圧より僅かに低い値に設定されている。

第２オペアンプＯＰ２は、第１オペアンプＯＰ１の出力論理を反転させるための回路で、電源電圧が抵抗Ｒ２３，Ｒ２４の分圧回路で分圧された第２基準電圧が第２オペアンプＯＰ２の非反転入力端子に入力され、反転入力端子に第１オペアンプＯＰ１の出力が入力されている。第２基準電圧は電源電圧の１／２に設定されている。

以上説明したアンテナ装置１４は、信号系列が異なるＡＭ，ＦＭ，ＤＴＶの各アンテナから受信した高周波信号を増幅するアンテナアンプ装置１と、復調処理部２０と、データ伝送装置３０を備えた例を説明したが、受信する放送波はＡＭ，ＦＭ，ＤＴＶに限るものではなく、また、接続されるアンテナの本数も３本に限定されるものではない。

そして、本発明によるアンテナ装置１４は、上述したＡＭ放送波等の波長１０ｍ以上に及ぶ放送波を受信するためのアンテナアンプ装置１が一つでも含まれていればよい。

また、復調処理部２０の構成も上述の例に限るものではなく、アンテナで受信した高周波信号を復調処理部２０で完全に復調した後にヘッドユニットに伝送する態様ばかりでなく、アンテナで受信した高周波信号を復調処理部２０で中間段階まで復調した後にヘッドユニットに伝送し、ヘッドユニット側で最終の復調処理を実行するブロックを設けるものであってもよい。何れの場合にも、復調処理部２０の具体的な回路構成は、受信する放送波の種類に対応して適宜構成されるものである。

上述の実施形態では、アンテナアンプ装置１がアンテナ装置１４に組み込まれた例を説明したが、本発明によるアンテナアンプ装置１は、アンテナ装置１４に組み込まれること無く、スタンドアロンで構成される場合にも適用可能である。この場合には、チューナ装置から受信周波数に対応してスイッチＳＷを切り替え、或はバリキャップダイオードＶＣＤを制御するためのＮＦマッチング制御信号をアンテナアンプ装置１に出力すればよい。

上述の実施形態は、本発明の一例に過ぎず、本発明の作用効果を奏する範囲において各ブロックの具体的構成等は適宜変更設計できることは言うまでもない。

１：アンテナアンプ装置
２：弱入力回路
３：強入力回路
４：アッテネータ
５：ＮＦマッチング回路（マッチング回路）
６：フィルタ回路
７：増幅回路
８：可変同調回路
９：ＡＧＣ回路
１０：切替回路
１０ａ：切替制御回路
１０ｂ：スイッチ回路
１４：アンテナ装置
１５：高周波制御部
３０：データ伝送装置
４０：ヘッドユニット
Ｌ：コイル
Ｃ：キャパシタ
ＳＣ：ステップアップコイル
ＳＷ：スイッチ

Claims (7)

1. アンテナで受信された高周波信号を増幅する増幅回路を備え、
   入力インピーダンスが容量性を持つ前記アンテナと増幅回路との間に、受信周波数に応じて前記増幅回路への入力インピーダンスを切り替えるＮＦマッチング回路を備えているアンテナアンプ装置。
2. 前記ＮＦマッチング回路と前記増幅回路との間に、ステップアップコイルが介挿されている請求項１記載のアンテナアンプ装置。
3. 前記ＮＦマッチング回路は、インダクタンスが異なる複数のコイルと、受信周波数に応じて選択される前記コイルを前記アンテナと前記増幅回路との間に接続するスイッチとを含む請求項１または２記載のアンテナアンプ装置。
4. 前記ＮＦマッチング回路は、コイルとコンデンサの直列共振回路で構成され、前記直列共振回路は、キャパシタンスが異なる複数のコンデンサと、受信周波数に応じて選択される前記コンデンサを前記コイルに接続するスイッチとを含む請求項１または２記載のアンテナアンプ装置。
5. 前記ＮＦマッチング回路は、コイルとコンデンサの直列共振回路で構成され、前記コンデンサは、受信周波数に応じてキャパシタンスが可変に調整されるバリキャップダイオードを含む請求項１または２記載のアンテナアンプ装置。
6. 前記アンテナで受信される高周波信号が、波長１０ｍ以上の放送波である請求項１から５の何れかに記載のアンテナアンプ装置。
7. 請求項１から６の何れかに記載のアンテナアンプ装置を含み、複数のアンテナの近傍に配置され、各アンテナで受信された高周波信号をそれぞれ増幅するアンテナアンプ装置と、
   各アンテナアンプ装置から出力される高周波信号を復調する復調部と、
   前記復調部で復調された各復調信号を多重化する多重化処理部と、
   前記多重化処理部で多重化された復調信号を、データ伝送線を介してヘッドユニットに送信するデータ伝送装置と、
   前記データ伝送装置を介して前記ヘッドユニットから送信された選局情報に基づいて、前記ＮＦマッチング回路を制御する高周波制御部を備えているアンテナ装置。

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