JP2620556B2 - ゴースト除去用位相調整器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、テレビジョン受像機に供給されるテレビ
ジョン信号からゴースト成分を除去するゴースト信号除
去装置に適用されるゴースト除去用位相調整器の改良に
関するものである。

〔従来の技術〕

本発明に最も近いと考えられる従来例として、本願発
明者らによる特公昭63−1761号公報のゴースト除去用位
相調整器があり、これは現在広く実用に供されている。
この位相調整器の詳細は前記公報に記載されている通り
であるが、その要旨を端的に言えば、水平かつ並行に配
置した２本の例えば八木式アンテナからの受信信号の一
方を遅延線路に通したのち他方と合成することで反射波
を除去するようにしたものにおいて、プリント基板上に
遅延線路としてのマイクロストリップ線路をプリント配
線で複数形成し、これらの遅延線路をスイッチで切換る
ことによって、周波数に依存しない指向性の零点の角度
位置を可変調整できるようにしたものである。

この技術の動作原理は次のようになっている。

第５図に示すように、間隔Ｓをおいて水平に配置され
た２本の例えば八木式アンテナＬ、Ｒが直接波ｄ、即ち
放送アンテナの方向に向けられ、この直接波ｄに対して
反射波ｒが角度θをもって到来したとすると、２本のア
ンテナＬ、Ｒに到来する反射波には時間的なずれ（位相
差）が生じ、この場合、一方のアンテナＬには、他方の
アンテナＲよりもＳ・sinθに相当する距離だけ遅れて
反射波ｒが受信される。従って他方のアンテナＲの受信
信号を遅延線路ｌでＳ・sinθに相当する距離だけ遅ら
せ、かつ位相反転器Ｉで位相反転したうえで一方のアン
テナＬの受信信号と加算器Ａで加算すると、加算器Ａか
らは反射波成分が除去された受信信号が得られる。

特公昭63−1761号公報に記載のゴースト除去用位相調
整器は、前記遅延線路として種々の遅延長さの定インピ
ーダンスストリップラインをプリント配線で複数形成し
て、これをスイッチで切換可能にすることで実際の反射
波の方向に応じてアンテナ指向特性の受信感度が零にな
る角度（方向）を可変調整できるようにしたものである
が、本来このような位相反転及び遅延後に合成する方式
のものでは、通常の八木式アンテナに比べて利得が低く
なるという欠点がある。この利点が低くなる原因は、ア
ンテナＲ、Ｌの受信信号が直接波に対して完全に同相で
加算されないことにあり、これは、原理上、ゴースト波
を除去する条件と利得を最大にする条件とが合致しない
ためで止むを得ないことである。そこで利得を向上させ
るために、第５図のアンテナＲ、Ｌを大きなものにして
利得の高いアンテナに置換る方法が考えられるが、この
場合にはアンテナ全体が非常に大型化するという不利を
伴う。

別の解決方法としては、低雑音増幅器（ブースタ）と
組合せる方法がある。八木式アンテナにおける給電点防
水ケース内の出力端子のところに低雑音増幅器を組込ん
だアンテナは存在するが、後述のようにゴースト除去用
位相調整器に一体化して組込んだものは実用化されてい
ない。

第５図の原理に基づく従来のゴースト除去用位相調整
器は、具体的には特公昭63−1761公報に記載されている
ように、かなり複雑な構成になっており、多数のマイク
ロストリップライン、第１及び２の切換スイッチ、配線
用リード線、位相反転器などが１枚のプリント基板上に
組み込まれている。そのため、低雑音増幅器をこのよう
な位相調整基板上に単に組み込むと、入力側につながる
マイクロストリップラインと増幅部の出力側あるいは中
間部等が複雑に高周波結合し、回路が不安定になって不
要発振が起きるという危険性がある。この発振は周囲の
温度や湿度の変化で生じたり、電源電圧の変化で急に生
じたりし、使用中のアンテナ動作が安定せず、妨害波を
放射することになり実用面で使用に耐えない結果とな
る。

低雑音増幅器を位相調節基板から充分に離せば、この
ような問題は防止できるが、その場合はケース全体の大
きさが大型化し、近年の電子回路装置の小型化に反し、
とくに量産を前提とした民生用機器には適さない。ま
た、夫々の位相調整回路、増幅回路等を金属製シールド
ケースで充分に覆うことも考えられるが、その場合は高
価なものとなるほかに、近接した金属製シールドケース
の影響を含めた高周波部の調整が必要となるなど、民生
用の多量生産に適したものとはならない。このほかに重
要な問題点として、定インピーダンスストリップライン
などの位相遅延素子の近傍に電子回路部品が不均一に近
づくと、位相速度の均一性が劣化するという問題が存在
した。これは周波数特性の広帯域性を悪化させる原因と
なる。

以上のような問題点のため、低雑音増幅器を一体化し
たゴースト除去用位相調整器は未だに実用化されていな
かったのが実状である。

別の見方をすれば、低雑音ブースタは市販品があるの
で、必要なときにはゴースト除去用位相調整器の後段に
縦続接続して使用すれば対応できると考えられていた部
分があるかもしれない。

しかしながら、別々の装置を縦続接続して用いるの
と、最初からこれを一体化したものとでは、性能上、以
下に述べるような違いが生ずる。即ち、不要発振などの
不具合を起こすことなく装置を小型化可能ならば、一体
化をしたほうが総合雑音指数が低減し、更にVSWRおよび
利得の帯域内周波数特性が一様化され良好となる。換言
すれば、夫々の装置が夫々のバラツキの範囲内で規格値
に合格するように作られたものを二個任意に組合せたと
きのバラツキは、最初からそれらを一体化して設計製造
調整したものが有するバラツキより大きいことは良く知
られている。この説明から判るように一体化によって性
能向上が得られることは明らかである。更に、相互間接
続のためのコネクタやケーブル類が不要になるという点
からも一体化のほうが理論的に性能向上が余分に得られ
ることが明白である。

従来技術では、以上のような問題点が解決されないま
ま残されて現在に至っており、そのような意味で本発明
のような構成のゴースト除去用位相調整器は未だ実用化
されていなかったと言える。

〔発明が解決しようとする課題〕

上に述べた問題点の説明から明らかなように、本発明
の課題は、次のように整理することができる。

（１） 形状の小型化、薄形化の実現 （２） 発振防止 （３） 位相速度の不均一性の改善 （４） 総合雑音指数の改善 （５） VSWR、利得の帯域内周波数特性の改善 （６） 操作性の向上 以上の６項目の課題を一括して一つのゴースト除去用
位相調整器の中に盛り込み、バランス良く実現させるこ
とこそが本発明の目的である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のゴースト除去用位相調整器は、基本的には前
述の課題を達成するために、本来の位相調整部と、その
出力側に設けられた高周波出力増幅部とからなってい
る。

位相調整部は、所定の関係をもって取り付けられた２
本の指向性アンテナの一方の受信信号が供給される第１
の入力端子と、 他方の受信信号が供給される第２の入力端子と、 複数の位相遅延素子と、 一方の受信信号を同相または逆相に切換できる位相切
換スイッチと、 テレビ受像機のアンテナ入力端子へ導かれる出力端を
備えた加算器と、 前記第１あるいは第２の入力端子の何れか一方を前記
位相遅延素子側に導き、他方を前記加算器の一方の入力
端子に導くように選択的に切換る第１のスイッチと、 前記第１のスイッチによって選択される前記一方の入
力を前記複数の位相遅延素子のうち１つを通して前記加
算器の他方の入力端に切換接続する第２のスイッチを具
備している。

本発明では、かかるゴースト除去用位相調整器におい
て，前記第１および第２のスイッチを搭載した第１のプ
リント基板と、高周波増幅部を構成した第２のプリント
基板とを備えており、前記第１のプリント基板には一方
の面に前記位相遅延素子を構成すると共に他方の面にプ
リント配線によってアースパターンを形成し、 前記第２のプリント基板には一方の面にトランジス
タ、抵抗、コンデンサ、コイル等の回路部品を搭載して
前記調整器の高周波出力増幅部を構成すると共に他方の
面にそのアースパターンをプリント配線にて形成し、 前記第１と第２のプリント基板を互いの前記アースパ
ターン面同士を向い合せて対面配置し、両アースパター
ン同士を電気的に導通し、前記第１のプリント基板上の
前記加算基の出力器を前記第２のプリント基板上の前記
高周波出力増幅器の入力端に接続し、更に前記第１およ
び第２のスイッチの操作部と前記一方の受信信号を同相
または逆相に切換できる位相切換スイッチの操作部とが
何れも前記第１のプリント基板の前記位相遅延素子構成
面か、または何れも前記第２のプリント基板の前記回路
部品搭載面側に設けてなるものである。

〔作 用〕

本発明では、第１のプリント基板のアースパターン面
と第２のプリント基板のアースパターン面とを対向させ
て配置してあるので、第２のプリント基板上に形成され
ている高周波増幅回路部が第１のプリント基板上に形成
されている定インピーダンスマイクロストリップライン
あるいはその他の位相遅延素子などと電磁結合しないた
め、高周波でのフィードバック経路が遮断され、金属製
シールドケースを用いなくても、そして形状を小型化し
たまま不要発振を防止できる。例えば定インピーダンス
ストリップラインは、そのストリップライン側に導体板
あるいは電子部品を近接させると位相速度の異なる伝送
路が付加されることとなり、位相速度の不均一製が生ず
るため好ましくないが、本発明の構成では定インピーダ
ンスストリップラインその他の位相遅延素子側ではな
く、アースパターン側に第２のプリント基板が配置され
ているので、そのような問題を除去することができる。

位相調整回路部を構成する第１のプリント基板と高周
波増幅回路部を構成する第２のプリント基板とは、前記
のように並行に対面配置してあるから、本装置の形状は
小型化、薄形化可能である。

第１のプリント基板上の加算器の出力端は、前記第２
のプリント基板上の増幅器入力端に直接的に接続してあ
るため、その間の距離も短く、かつ接続用コネクタ等の
介在を要さないから、挿入損失が実質的に無視できる。
従って、総合雑音指数が改善される。

前述のような直接接続によって、本装置は位相調整回
路部と高周波増幅回路部とが二層の形状で一体化された
構成となっているが、そのような構成の下で入力端子か
ら出力端子までの経路に沿った利得が調整されるので、
その間の利得の帯域内周波数特性が改善される。各端子
のVSWRも一体化された下での製造調整であるから、帯域
内周波特性が必然的に改善されることになる。

前記操作部に固定された複数の位相遅延素子をアンテ
ナＲまたはＬのどちらかへ切換接続するように第１のス
イッチが構成されており、前記位相遅延素子の切換は前
記操作部に固定された第２のスイッチによって行うよう
にしてある。そして、その操作部はアンテナ入力の同相
逆相切換用スイッチと共に第１のプリント基板側に出い
るか、または第２のプリント基板側に出ているもので、
操作性の面でも優れたものとなっている。

本発明の位相調整器を図面と共に詳細に説明すれば以
下の通りである。

〔実 施 例〕

第１図はこの発明に係るゴースト除去用位相調整器の
回路接続図である。

この位相調整器は、位相調整回路部基板10と高周波増
幅回路部基板30との二つのプリント基板からなる。位相
調整回路部基板10から説明すると、アンテナＬは給電線
１によって位相調整回路部基板10の入力端子11Lに結合
され、これと並行なもう一つのアンテナＲは位相切換器
２を介して給電線３によって同じく基板10のもう一つの
入力端子11Rに結合される。前記入力端子11Lは両アンテ
ナＬ、Ｒからの信号の伝送路を切換るための２つのスイ
ッチ12、13の固定端子12a、13bに結合され、また入力端
子11Rは同じくスイッチ12、13の固定端12b、13aに結合
されている。スイッチ12の切換端子12cはこの実施例で
は位相遅延素子として定インピーダンスストリップライ
ン14の始端に結合され、その終端は端子15に結合されて
いる。

端子15は加算器16の入力端子も兼ね、この端子15が加
算器16に結合されている。一方スイッチ13の切換端子13
cはスイッチ17の切換端子17fに結合されている。このス
イッチ17の固定端子17a、17b、17c、17d、17eは、各々
定インピーダンスストリップライン18a、18b、18c、18
d、18eの始端に結合され、これら定インピーダンススト
リップライン18a〜18eの各終端は、各々スイッチ19の固
定端子19a、19b、19c、19d、19eに結合されている。こ
のスイッチ19の切換端子19fは加算器16の入力端子21を
介して加算器16に導かれている。また加算器16の出力端
20は別のプリント基板30上に構成された低雑音高周波増
幅器32の入力端31に結合されている。

なお、給電線１の長さは位相切換器２を含む給電線３
の長さと等価的に等しい。またスイッチ12はスイッチ13
と、スイッチ17はスイッチ19と夫々連動するように構成
され、各スイッチ12、13、17、19は各々切換接片12d、1
3d、17g、19gを有する。

この発明に係る位相調整器の位相調整回路部基板10の
構成は、回路的には第１図に示す通りであり、スイッチ
12、13によってアンテナＬ、Ｒの受信信号を遅延用の可
変定インピーダンスストリップライン18a〜18e側に通す
か固定定インピーダンスストリップライン14側に通すか
が選択され切換られる。即ち反射波がアンテナＬ側から
入ってくるかアンテナＲ側から入ってくるかによってこ
のスイッチ12、13を切換え、どちらのアンテナの受信信
号を遅延させるかを選択するものである。遅延量の選択
は、スイッチ17、19によって行う。即ちスイッチ17、19
の切換接片17g、19gを夫々固定端子17a、19aに接続する
と、定インピーダンスストリップライン18aがスイッチ1
3と加算器16間に接続されることになる。この定インピ
ーダンスストリップライン18aの長さを、固定の定イン
ピーダンスストリップライン14の長さに一致させておけ
ば、各アンテナ受信信号の遅延量は一定となる。従って
反射波が全くない場合にはこの状態にして同相としてお
くのが好ましく、アンテナＬ、Ｒの受信感度は直接波に
対して最大となる。スイッチ17、19の切換接片17g、19g
を切換ることによって定インピーダンスストリップライ
ン18b〜18eが選択され、そこを通る信号は定インピーダ
ンスストリップライン14を通る信号よりも遅延量が増大
する。この目的のため各定インピーダンスストリップラ
イン14、18a〜18eの長さは、14＝18a＜18b＜18c＜18d＜
18eとなるように選定される。従ってスイッチ17、19を
切換ることによって、到来角度の異なる反射波成分を除
去した受信信号を加算器16の出力端20に取り出すことが
できる。

加算器16の出力端20は、もう一枚のプリント基板30上
に構成された低雑音高周波増幅器32の入力端31に直接的
に接続されている。低雑音高周波増幅器32は入力端31に
入力した受信信号を利得調整器34で所定のレベルに設定
調整して増幅し出力端子35にそれを出力し、この出力端
子35は図示しないテレビジョン受像機のアンテナ入力端
子に導かれる。

第２図は位相調整回路部基板10の具体例を示してい
る。この図ではプリント基板10の前面が示され、この全
面のほぼ全体を導体部分であるアースパターン23が覆っ
ている。スイッチ12、13は一方の受信信号を同相または
逆相に切換る位相切換スイッチであり、その操作ノブ24
は第３図に示す第２のプリント基板側に出るように配置
されている。一方スイッチ17、19は、共通の回転操作軸
22を有する連動ロータリースイッチとして配置され、そ
の回転操作軸22を第３図の第２のプリント基板側に突き
出すようにしている。第２図には現われていないが、こ
の基板10の裏面には前述の位相遅延素子として定インピ
ーダンスストリップライン14および18a〜18eがプリント
配線によって形成されている。

第３図は高周波増幅回路部基板30の具体例を示してい
る。この図でもプリント基板30の前面すなわち操作面側
が示されており、この前面上に低雑音高周波出力増幅器
32を構成する回路部品が搭載されて、前面プリント配線
パターンにより回路を構成している。また、この基板30
のなかほどには前記スイッチ17、19の共通の回転操作軸
22が貫通する穴36が穿たれ、その側方には前記スイッチ
12、13の連動操作ノブ24が貫通する角穴37が穿たれてい
る。なお、この図には現われていないが、基板30の裏面
は、ほぼ全面に互って導体からなるアースパターンで覆
われている。この例では、前面の下側にアンテナＬ、Ｒ
からの給電線１、３が接続される一対の入力端子11L、1
1Rと、テレビジョン受像機への出力端子35が配置され、
端子11L、11Rは基板10側と裏面でリード線により接続さ
れている。

第４図（ａ）（ｂ）（ｃ）は前記両プリント基板10、
30をアースパターン面が対向するようにして平行な平面
二層構造に重ねてケース40に組込んだ状態の正面図、縦
断面図及び底面図である。第４図（ｂ）において、プリ
ント基板10、30は互いのアースパターン面同士を対面さ
せて平行配置されている様子が判る。

以上の説明では位相遅延素子として定インピーダンス
マイクロストリップラインの例を示したが、そのほかに
方向性結合器形位相遅延素子や、LC組合せ遅延素子等を
用いることができる。そして遅延素子による位相の可変
は、使用するそれらに応じて行われることも言うまでも
ない。また一つの位相遅延素子であっても電気的に等価
的な複数の位相遅延素子にできるものであれば本発明で
いう複数の位相遅延素子であると考えてよいことは特に
ことわるまでもないことであり、このような変形例は本
発明の主旨にそうものである。更に本発明において同相
逆相の位相切換スイッチは、説明の都合上第１図におい
て外部に符号２で示したが、その挿入場所は第１のプリ
ント基板上のどこでもよく、また二つのアンテナ入力系
統のうちのどちらかに入っていればよい。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、単一のケース内に位
相調整回路部基板と低雑音高周波出力増幅回路部基板と
を組込んで小型化できると共に、両基板に搭載された回
路が不所望の高周波結合をしないようにしたから、総合
雑音指数の改善とVSWRおよび利得の帯域内周波数特性の
改善が不要発振の恐れなく達成でき、同時に位相遅延素
子部での位相速度の不均一性が生じない。また操作部も
どちらか片方の面に集約できるので、操作性の良い小型
で薄形化したゴースト除去用位相調整器が実現される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す回路構成図、第２図は
位相調整回路部基板の具体例を示す正面図、第３図は高
周波出力増幅回路部基板の具体例を示す正面図、第４図
（ａ）はケース内に組込んだ状態の位相調整器の正面
図、第４図（ｂ）は前図の縦断面図、第４図（ｃ）は同
じく底面図、第５図はゴースト除去用位相調整器の原理
を説明するための回路構成図である。 〔主要部分の符号の説明〕 Ｌ、R:アンテナ、2:位相切換器、10:位相調整回路部基
板（第１のプリント基板）、12,13,17,19:スイッチ、1
6:加算器、14,18a〜18e:定インピーダンスストリップラ
イン、22:回転操作軸、23:アースパターン、24:操作ノ
ブ、30:高周波増幅回路部基板（第２のプリント基
板）、32:低雑音高周波出力増幅器、35:出力端子、36:
穴、37:角穴、40:ケース。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−3061（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−48148（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−158333（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭63−1761（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の関係をもって取り付けられた２本の
   指向性アンテナの一方の受信信号が供給される第１の入
   力端子と、 他方の受信信号が供給される第２の入力端子と、 複数の位相遅延素子と、 一方の受信信号を同相または逆相に切換できる位相切換
   スイッチと、 テレビ受像機のアンテナ入力端子へ導かれる出力端を備
   えた加算器と、 前記第１あるいは第２の入力端子の何れか一方を前記位
   相遅延素子側に導き、他方を前記加算器の一方の入力端
   に導くように選択的に切換る第１のスイッチと、 前記第１のスイッチによって選択される前記一方の入力
   を前記複数の位相遅延素子のうちの１つを通して前記加
   算器の他方の入力端に切換接続する第２のスイッチとを
   具備したゴースト除去用位相調整器において、 前記第１および第２のスイッチを搭載した第１のプリン
   ト基板と、第２のプリント基板とを備え、 前記第１のプリント基板には一方の面に位相遅延素子が
   構成されると共に他方の面にプリント配線によってアー
   スパターンが形成されており、 前記第２のプリント基板には一方の面にトランジスタ、
   抵抗、コンデンサ、コイル等の回路部品が搭載されて前
   記調整器の高周波出力増幅部が構成されていると共に他
   方の面にそのアースパターンがプリント配線にて形成さ
   れており、 前記第１と第２のプリント基板が互いの前記アースパタ
   ーン面同士を向い合せて対面配置され、両アースパター
   ン同士が電気的に導通され、前記第１のプリント基板上
   の前記加算器の出力端が前記第２のプリント基板上の前
   記高周波出力増幅部の入力端に接続され、更に前記第１
   および第２のスイッチの操作部と前記一方への受信信号
   を同相または逆相に切換できる位相切換スイッチの操作
   部とが、何れも前記第１のプリント基板の前記位相遅延
   素子構成面か、または何れも前記第２のプリント基板の
   前記回路部品搭載面側に設けられていることを特徴とす
   るゴースト除去用位相調整器。