JP3245018B2 - 走査アンテナ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、距離をあけて配設
された２本のアンテナエレメントの合成指向方向を走査
制御する走査アンテナ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車等の移動体に搭載される無線受信機等
のアンテナとしては、移動体の向きの変化に伴ないアン
テナの向きも変化することから、向きが変化してもアン
テナ利得の変化が少ない無指向性のものが一般的に用い
られている。しかるに、フェージング現象や建造物によ
る電波の反射方向の変化等の激しい受信状況の変化にあ
っては、一本のアンテナでは充分に良好な受信状況を維
持し得ない。そこで、移動体に複数本のアンテナエレメ
ントを配置して、最適な受信状況にあるアンテナエレメ
ントを検出してこれをアンテナとして用いるダイバシチ
ー技術が汎用されつつある。これらのダイバシチー技術
では、スペースダイバシチーや指向性ダイバシチーが適
宜に選択されまたは組み合されて用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記ダイバシチー技術
にあっては、複数本のアンテナエレメントが設置されて
いるが、選択されたいずれか１本のアンテナエレメント
で受信された信号のみが利用されるものであって、他の
アンテナエレメントで受信された信号は利用されない。
これは、設置されたアンテナエレメントの本数に対し
て、アンテナ利得が低いものと言わざるを得ない。

【０００４】そこで、本発明者らは、２本のアンテナエ
レメントの合成指向方向を走査制御させることで、従来
のダイバシチー技術で複数のアンテナエレメントを用い
るのと同様に、受信周波数信号の入来方向に合成指向方
向を向けて良好な受信を維持し得ることを思い付いた。
しかも、２本のアンテナエレメントの出力信号を合成す
ることにより、１本のアンテナエレメントによる出力信
号より大きな合成信号が得られる。

【０００５】本発明は、上記したごとき事情に鑑みてな
されたもので、２本のアンテナエレメントの出力信号を
合成して、アンテナエレメントの合成指向方向を走査制
御できるようにした走査アンテナ装置を提供することを
目的とする。

【０００６】

【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、本発明の走査アンテナ装置は、距離をあけて２本
の第１と第２のアンテナエレメントを配設し、これらの
アンテナエレメントの出力信号をそれぞれ第１と第２の
遅延手段を介して遅延させ、さらに合成手段に与えて合
成信号として出力させ、しかも前記第１と第２の遅延手
段を、遅延時間の異なる遅延回路を複数直列接続してそ
れぞれ形成し、また前記遅延回路は、遅延素子が介装さ
れた遅延径路とスルー径路が並列でスイッチ手段で選択
するようになし、さらに前記遅延径路と前記スルー径路
の信号減衰量がほぼ同じとなるように回路を形成し、位
相制御手段により前記第１と第２の遅延手段の前記遅延
回路の前記遅延径路と前記スルー径路とを前記スイッチ
手段でそれぞれに選択制御して、前記第１と第２の遅延
手段の遅延時間を切換設定して前記２本のアンテナエレ
メントの合成指向方向を走査制御するように構成されて
いる。

【０００７】そして、前記遅延回路は、前記遅延径路と
スルー径路との並列を２つのスイッチ手段の間に介装し
てなり、前記位相制御手段は前記２つのスイッチ手段を
連動させて制御して、前記遅延回路の前記遅延径路と前
記スルー径路を選択制御するように構成しても良い。

【０００８】さらに、前記第１と第２の遅延手段のう
ち、一方の遅延手段は複数の前記遅延回路で全て前記遅
延径路を選択した状態で、他方の遅延手段は複数の前記
遅延回路で全て前記スルー径路を選択した状態で、前記
第１と第２の遅延手段の信号遅延時間が同じとなるよう
に構成することもできる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１な
いし図８を参照して説明する。図１は、本発明の走査ア
ンテナ装置の一実施例が用いられた受信機のブロック回
路図であり、図２は、図１における遅延手段の構成例を
示すより詳細なブロック回路図であり、図３は、図２に
示す遅延手段の回路構成を具体的に示す図であり、図４
は、受信周波数を９０ＭＨｚとしたときの合成指向パタ
ーンを示し、（ａ）は２本のアンテナエレメントの出力
信号を同相で合成したものであり、（ｂ）は９０度の位
相差で合成したものであり、（ｃ）は１８０度の位相差
で合成したものであり、（ｄ）は２７０度の位相差で合
成したものであり、図５は、受信周波数を４７０ＭＨｚ
としたときの合成指向パターンを示し、（ａ）は２本の
アンテナエレメントの出力信号を同相で合成したもので
あり、（ｂ）は９０度の位相差、（ｃ）は１８０度の位
相差、（ｄ）は２７０度の位相差でそれぞれ合成したも
のであり、図６は、受信周波数を７７０ＭＨｚとしたと
きの合成指向パターンを示し、（ａ）は同相で、（ｂ）
は９０度の位相差、（ｃ）は１８０度の位相差、（ｄ）
は２７０度の位相差でそれぞれ合成したものであり、図
７は、図１および図２に示す第１のアンテナエレメント
に接続される第１の遅延手段の周波数対減衰特性を示
し、（ａ）は全ての遅延回路をスルーとした場合であ
り、（ｂ）は全ての遅延回路で遅延時間を与えた場合で
あり、図８は、図１および図２に示す第２のアンテナエ
レメントに接続される第２の遅延手段の周波数対減衰特
性を示し、（ａ）は全ての遅延回路をスルーとした場合
であり、（ｂ）は全ての遅延回路で遅延時間を与えた場
合である。

【００１０】まず、図１を参照して、本発明の走査アン
テナ装置の構造につき説明する。例えば車の屋根等に、
ＶＨＦおよびＵＨＦ帯が受信し得る広帯域の無指向性の
２本のモノポールアンテナが第１と第２のアンテナエレ
メント１０，１２として約１〜１．５ｍだけ離されて配
設される。そして、第１のアンテナエレメント１０の出
力信号は第１の増幅器１４で増幅され、さらに第１の遅
延手段１６で適宜な遅延時間が与えられて合成手段１８
に与えられる。また、第２のアンテナエレメント１２の
出力信号は第２の増幅器２０で増幅され、さらに第２の
遅延手段２２で適宜な遅延時間が与えられて合成手段１
８に与えられる。合成手段１８は、２つの所定の位相差
を有する信号を合成して、テレビジョンチューナ２４に
与える。チャンネルセレクト信号が与えられたチューナ
コントローラ２６は、これをチャンネルデータに変換し
てテレビジョンチューナ２４に与え、テレビジョンチュ
ーナ２４で所望のチャンネルの受信周波数信号が合成手
段１８から与えられる合成信号から抽出されて映像音声
信号として出力され、図示しないテレビジョン受信機に
より映像の表示と音声の拡声がなされる。また、チャン
ネルデータはシリアルデータであり、これがデータ変換
回路２８に与えられ、パラレルデータに変換されて位相
制御手段３０に与えられる。

【００１１】ところで、第１と第２のアンテナエレメン
ト１０，１２の出力信号が、第１と第２の遅延手段１
６，２２で適宜な遅延時間を与えられて、２つの信号に
適宜な位相差をもって合成手段１８で合成することで、
第１と第２のアンテナエレメント１０，１２による合成
指向方向が定まる。そこで、第１と第２の遅延手段１
６，２２の遅延時間を適宜に切換制御することで、合成
指向方向を回転走査制御させることができる。ここで、
位相制御手段３０からの出力データにより第１と第２の
遅延手段１６，２２の合成指向方向を回転走査制御すれ
ば、テレビジョンチューナ２４における受信周波数信号
の電界強度が変化する。そこで、テレビジョンチューナ
２４から受信周波数信号の電界強度に応じたＩＦ信号等
が検出手段３２に与えられ、電界強度が最大となる第１
と第２のアンテナエレメント１０，１２の合成指向方向
が検出される。なお、この検出手段３２は、従来のダイ
バシチー受信機のダイバ選択回路を用いることができ
る。この検出手段３２からの検出データがデコーダ３４
に与えられ、適宜なデータに変換されて位相制御手段３
０に与えられる。位相制御手段３０には、テレビジョン
チューナ２４から出力される映像音声信号から適宜に抽
出された垂直同期信号が与えられる。

【００１２】位相制御手段３０から第１と第２の遅延手
段１６，２２には、例えば、７ビットのパラレルデータ
で出力データが与えられる。また、検出手段３２から
は、例えば４ビットのパラレルデータで検出データがデ
コーダ３４に与えられる。

【００１３】位相制御手段３０は、例えば、第１と第２
のアンテナエレメント１０，１２の合成指向方向を、水
平周りに等分割した４方向に設定すべく、後述するごと
き表１のデータが記憶手段に予め記憶されており、第１
と第２の遅延手段１６，２２の遅延時間を、一例として
２つの信号が同相と９０度の位相差と１８０度の位相差
と２７０度の位相差で合成されるように設定する。そし
て、合成指向方向を回転走査させて最大の電界強度を検
出する操作は、垂直同期信号に基づき垂直帰線期間内に
行なわれる。

【００１４】次に、図２を参照して第１と第２の遅延手
段１６，２２の構造につき説明する。第１のアンテナエ
レメント１０に接続される第１の遅延手段１６は、第１
と第３と第５と第７の遅延回路１６−１，１６−３，１
６−５，１６−７が直列に接続され、さらに遅延補正回
路４０（説明を理解し易くするために模式的に設けられ
ている。）が直列接続されて合成手段１８の合成器１８
−１に接続される。また、第２のアンテナエレメント１
２に接続される第２の遅延手段２２は、第２と第４と第
６の遅延回路２２−２，２２−４，２２−６が直列に接
続されて合成器１８−１に接続される。この合成器１８
−１の出力は整合器１８−２でインピーダンス変換され
て合成信号として出力される。

【００１５】さらに、位相制御手段３０からチャンネル
データが変換された出力データとしてのパラレルデータ
が第１〜第７の遅延回路１６−１，１６−３，１６−
５，１６−７，２２−２，２２−４，２２−６に与えら
れるが、第１の遅延手段１６の遅延回路にはそのまま
で、第２の遅延手段２２の遅延回路にはインバータ４２
−１，４２−２，４２−３を介して信号が反転されて与
えられる。

【００１６】ここで、説明を簡単とするために、遅延回
路の作用は、「１」が与えられると通過する信号に対し
て所定の遅延時間を与え、「０」が与えられると通過信
号はそのまま通過して遅れを生じないものとする。する
と、位相制御手段３０より出力データとして全て「０」
が出力されるとすれば、第１の遅延手段１６の遅延回路
は遅れを生じさせず、第２の遅延手段２２の遅延回路は
それぞれに遅延時間を生じさせる。そして、この第２の
遅延手段２２の遅延回路の合計遅延時間に相当する遅延
時間を、遅延補正回路４０は有する。すなわち、出力デ
ータが全て「０」であれば第１の遅延手段１６は、各遅
延回路では遅延を生じないが遅延補正回路４０による遅
延時間を生じ、第２の遅延手段２２は、各遅延回路で遅
延を生じ、合成器１８−１には同じ遅延時間をもって同
相で与えられる。ここで、第２の遅延手段２２は、位相
制御手段３０から出力データとして「１」が出力されて
インバータで反転されて「０」が与えられると、通過信
号に遅延時間を与えず、遅延時間を与える状態を基準と
すれば、相対的に進みの位相を与えることとなる。そし
て、第１〜第７の遅延回路は、例えばそれぞれ０．１，
０．２，０．４，０．８，１．５，３．０，６．０ｎｓ
の遅延時間に設定される。なお、遅延補正回路４０は
４．０ｎｓの遅延時間に設定される。これらの遅延回路
を適宜に組み合せ選択制御することで、０．１ｎｓの単
位時間幅で遅延時間を調整でき、第１と第２の遅延手段
１６，２２の２つの出力信号が、同相から第２の遅延手
段２２の信号に対して第１の遅延手段１６の信号が１
２．０ｎｓ遅れた信号までを出力できる。

【００１７】続いて、図３を参照して図２の具体的構成
につき説明する。遅延回路の基本的構造は、スルー径路
Ｌｔと遅延素子ＤＬが介装される遅延径路Ｌｄとが並列
で、その両端に機能的に一回路２接点のスイッチがそれ
ぞれに設けられ、両端のスイッチが連動して制御され
て、スルー径路Ｌｔまたは遅延径路Ｌｄのいずれかが選
択される。そこで、第１の遅延手段１６は、各遅延回路
１６−１，１６−３，１６−５，１６−７をそれぞれ構
成する複数の対のスイッチｓｗ１，２，ｓｗ３，４，ｓ
ｗ５，６，ｓｗ７，８が、入力端と合成器１８−１の間
にそれぞれコンデンサを介装して直列に配列される。そ
して、複数の対のスイッチの間に、スルー径路Ｌｔと適
宜な遅延時間に設定された遅延素子ＤＬを介した遅延径
路Ｌｄとが並列に接続される。これらの複数の対のスイ
ッチｓｗ１，２，ｓｗ３，４，ｓｗ５，６，ｓｗ７，８
は、位相制御手段３０からの出力データとしてのＡ１，
Ａ３，Ａ５，Ａ７の信号により制御される。

【００１８】また、第２の遅延手段２２は、各遅延回路
２２−２，２２−４，２２−６を構成する複数の対のス
イッチ手段としてｓｗ９，１０，ｓｗ１１，１２，ｓｗ
１３，１４が、入力端と合成器１８−１の間にそれぞれ
コンデンサを介装して直列に配列される。そして、同様
に複数の対のスイッチの間に、スルー径路Ｌｔと遅延径
路Ｌｄとが並列に接続される。これらの複数の対のスイ
ッチｓｗ９，１０，ｓｗ１１，１２，ｓｗ１３，１４
は、位相制御手段３０からの出力データとしてのＡ２，
Ａ４，Ａ６の信号がそれぞれインバータ４２−１，４２
−２，４２−３で反転された信号により制御される。

【００１９】ところで、スイッチｓｗ１〜１４は、実際
的にはＩＣ回路により構成され、スイッチ等を通過する
間に信号は遅延を受けている。また、長い径路を通過す
ればそれだけ信号は遅延を受ける。図３において、第１
の遅延手段１６は、８ヶのスイッチを信号が通過するの
に対して、第２の遅延手段２２は、６ヶのスイッチを信
号が通過する。そこで、スイッチの通過だけを考えて
も、第１の遅延手段１６の出力信号は、第２の遅延手段
２２の出力信号より遅れることとなる。かかる遅延時間
が、ちょうど第２の遅延手段２２で最大に設定できる遅
延時間（図２の例では４．０ｎｓ）となるように設定す
ることで、図３にあっては、図２で示す遅延補正回路４
０が省かれている。

【００２０】さらに、位相制御手段３０につき説明す
る。位相制御手段３０は、記憶手段を有する中央演算手
段であり、チャンネルデータ等を受けて適宜なパラレル
データを第１と第２の遅延手段１６，２２に出力データ
Ａ１〜７として出力するものであり、記憶手段には予め
表１のチャンネルデータ（ＣＨ１……ＣＨ６２）とこれ
に対応するマトリックス状のＡ１〜７の出力データが記
憶されている。

【００２１】

【表１】

【００２２】具体的に説明すれば、チャンネルデータと
してＣＨ１が与えられると、まず第１と第２のアンテナ
エレメント１０，１２の信号を同相で合成すべくＡ１〜
７は全て「０」の出力データを第１と第２の遅延手段１
６，２２に与える。なお、同相での合成では、全てのチ
ャンネルでＡ１〜７は全て「０」が出力される。する
と、第１の遅延手段１６の遅延回路は全てスルー径路が
選択され、遅延補正回路４０により４．０ｎｓの遅延時
間が与えられて出力される。また、第２の遅延手段２２
の遅延回路は全て遅延径路が選択されて、合計遅延時間
として４．０ｎｓが与えられて出力される。ここで、位
相制御手段３０から「１」の出力データが与えられて遅
延回路が動作状態になるとすると、第１の遅延手段１６
では、遅延回路が遅延径路を選択して動作状態であり、
第２の遅延手段２２では、遅延回路がスルー径路を選択
して動作状態である。よって、２つの信号は同相で出力
される。次に、π／２の位相差で合成すべく、Ａ１〜７
は「０，０，１，１，１，０，０」（この７ビットのデ
ータは、Ａ７，Ａ６，Ａ５，Ａ４，Ａ３，Ａ２，Ａ１の
順に配列されている。）を出力し、第１の遅延手段１６
では、第３と第５の遅延回路１６−３，１６−５で遅延
径路が選択され、他の遅延回路ではスルー径路が選択さ
れ、遅延補正回路４０との合計遅延時間は５．９ｎｓと
して出力される。また、第２の遅延手段２２では、第２
と第６の遅延回路２２−２，２２−６で遅延径路が選択
され、他の第４の遅延回路２２−４はスルー径路が選択
されて、合計遅延時間は３．２ｎｓとして出力される。
したがって、第２の遅延手段２２の信号に対して、第１
の遅延手段１６の信号は、両者の合計遅延時間の差の
２．７ｎｓだけ遅れる。この２．７ｎｓは、受信される
ＣＨ１の受信周波数に対してほぼ位相差π／２に相当す
る。続いて、同様にπの位相差で合成すべく、出力Ａ１
〜７は「０，０，０，１，１，１，０」を出力し、第１
の遅延手段１６では、第５の遅延回路１６−５だけが遅
延径路を選択して、合計遅延時間は５．５ｎｓとして出
力される。また、第２の遅延手段２２では、第２の遅延
回路２２−２だけが遅延径路を選択して、合計遅延時間
は０．２ｎｓとして出力される。したがって、その時間
差は５．３ｎｓであり、ＣＨ１の受信周波数に対してほ
ぼπとなる。さらに、３π／２の位相差で合成すべく、
出力Ａ１〜７は「１，０，１，０，１，０，１」を出力
し、第１の遅延手段１６では全ての遅延回路が遅延径路
を選択し、合計遅延時間は１２．０ｎｓとして出力され
る。また、第２の遅延手段２２でも全ての遅延回路が遅
延径路を選択して合計遅延時間は４．０ｎｓとして出力
される。したがって、その時間差は８．０ｎｓであり、
ＣＨ１の受信周波数に対してほぼ３π／２となる。

【００２３】また、チャンネルデータとしてＣＨ６２が
与えられると、最初に同相で合成すべく出力Ａ１〜７は
全て「０」を出力する。次に、出力Ａ１〜７は「１，
１，０，０，０，０，０」を出力し、第１の遅延手段１
６の合計遅延時間は４．１ｎｓであり、第２の遅延手段
２２の合計遅延時間は３．８ｎｓであり、その差は０．
３ｎｓであって、ほぼＣＨ６２の受信周波数に対してほ
ぼ位相差π／２に相当する。続いて、出力Ａ１〜７は
「１，１，１，０，０，０，０」を出力し、第１の遅延
手段１６の合計遅延時間は４．５ｎｓであり、第２の遅
延手段２２の合計遅延時間は３．８ｎｓであり、その差
は０．７ｎｓであって、ほぼπに相当する。さらに、出
力Ａ１〜７は「０，１，０，１，０，０，０」を出力
し、第１の遅延手段１６の合計遅延時間は４．０ｎｓで
あり、第２の遅延手段２２の合計遅延時間は３．０ｎｓ
であり、その差の１．０ｎｓは３π／２に相当する。

【００２４】このように、チャンネルデータに応じて出
力Ａ１〜７の出力データを適宜に切り換えることで、受
信周波数が相違してもアンテナエレメントの合成指向方
向の走査のステップ数を上記実施例では４つとすること
ができる。なお、上記実施例では、受信周波数の相違に
対して、２つの信号を所定の位相差で合成するために、
受信周波数に対応させて遅延時間差の調整がそれぞれに
なされている。

【００２５】図４は、図１に示す本発明の走査アンテナ
装置において、受信周波数が９０ＭＨｚにおけるアンテ
ナエレメントの合成指向パターンを示す図であり、同相
による合成指向パターン（ａ）に対して、位相差をπ／
２，π，３π／２とした合成指向パターン（ｂ），
（ｃ），（ｄ）は、指向方向が回転走査されている。ま
た、図５は、受信周波数が４７０ＭＨｚにおけるアンテ
ナエレメントの合成指向パターンを示す図であり、複雑
なビームを有するが、合成される位相差により合成指向
パターンが回転走査されていることが示される。さら
に、図６は、受信周波数が７７０ＭＨｚにおけるアンテ
ナエレメントの合成指向パターンを示す図であり、さら
に複雑なビームを有するが、合成される位相差により合
成指向パターンが回転走査されていることが示される。
なお、図４ないし図５において、第１と第２のアンテナ
エレメント１０，１２は、０度と１８０度を結ぶ線上に
距離をあけて配設される。

【００２６】上記図２と図３における説明では、説明を
理解し易くするためと、位相制御手段３０の出力Ａ１〜
７が全て「０」の出力データで、第１と第２の遅延手段
１６，２２の２つの出力信号が同相となるように遅延補
正回路４０が設けられまたはその作用があるとしてい
る。しかし、合成指向方向は回転走査制御されれば良
く、出力Ａ１〜７が全て「０」のときに第１と第２の遅
延手段１６，２２の２つの出力信号が同相であることは
実際上は重要でない。そこで、図２における遅延補正回
路４０が省かれても、合成指向方向を回転走査制御し得
る。例えば、チャンネルデータとしてＣＨ１が与えら
れ、出力Ａ１〜７が全て「０」の出力データであれば、
第１の遅延手段１６の遅延回路は全てスルー径路が選択
されるが、第２の遅延手段２２の遅延回路は全て遅延径
路が選択され、その結果、第１の遅延手段１６の出力信
号に対して第２の遅延手段２２の出力信号は４．０ｎｓ
だけ遅れる。次に、出力Ａ１〜７が「０，０，１，１，
１，０，０」であれば、第１の遅延手段１６では第３と
第５の遅延回路が遅延径路を選択し、第２の遅延手段２
２では第２と第６の遅延回路が遅延径路を選択し、その
結果として、第１の遅延手段１６の出力信号に対して第
２の遅延手段２２の出力信号は１．３ｎｓだけ遅れる。
続いて、出力Ａ１〜７が「０，１，１，１，０，０，
０」であれば、第１の遅延手段１６では第５の遅延回路
のみ遅延径路を選択し、第２の遅延手段２２では第２の
遅延回路のみ遅延径路を選択し、その結果として、第２
の遅延手段２２の出力信号に対して第１の遅延手段１６
の出力信号は１．３ｎｓだけ遅れる。さらに、出力Ａ１
〜７が「１，０，１，０，１，０，１」であれば、第１
と第２の遅延手段１６，２２は遅延回路が全て遅延径路
を選択し、第２の遅延手段２２の出力信号に対して第１
の遅延手段１６の出力信号は４．０ｎｓだけ遅れる。し
たがって、上記それぞれの出力Ａ１〜７に対して、第１
の遅延手段の出力信号は第２の遅延手段２２の出力信号
に対して相対的に、４．０ｎｓだけ進み、１．３ｎｓだ
け進み、１．３ｎｓだけ遅れ、４．０ｎｓだけ遅れる。
これらの時間差に４．０ｎｓを加算補正すれば表１の位
相差に対する時間差となることから、合成指向方向の走
査が９０度ずつ走査されることが理解し得る。なお、こ
の合成指向方向は、出力Ａ１〜７が全て「０」で同相で
合成されているものに対して、ほぼ０．７πだけずれて
いる。

【００２７】さらに、図２と図３における説明では、第
２の遅延手段２２に与えられる位相制御手段３０からの
出力データがインバータ４０−１，２，３により反転さ
れるが、これに限られず、第１の遅延手段１６に与える
位相制御手段３０からの出力データがインバータにより
反転されても良い。すなわち、位相制御手段３０から
「１」の出力データが与えられて遅延回路が動作状態に
なるとするならば、第１の遅延手段１６では、遅延回路
がスルー径路を選択して動作状態であり、第２の遅延手
段２２では、遅延回路が遅延径路を選択して動作状態で
あっても良い。かかる場合の動作につき簡単に説明す
る。出力Ａ１〜７が全て「０」であれば、第１の遅延手
段１６の遅延回路は全て遅延径路を選択し、第２の遅延
手段２２の遅延回路は全てスルー径路を選択し、第１の
遅延手段１６の出力信号は第２の遅延手段２２の出力信
号に対して８．０ｎｓだけ遅れる。次に、出力Ａ１〜７
が「０，０，１，１，１，０，０」であれば、第１の遅
延手段１６は第１と第７の遅延回路が遅延径路を選択
し、第２の遅延手段２２は第４の遅延回路が遅延径路を
選択し、結果的に出力信号は５．３ｎｓだけ遅れる。続
いて、出力Ａ１〜７が「０，１，１，１，０，０，０」
であれば、第１の遅延手段で６．５ｎｓだけ遅延し、第
２の遅延手段２２で３．８ｎｓだけ遅延し、結果的に出
力信号は２．７ｎｓだけ遅れる。さらに、出力Ａ１〜７
が「１，０，１，０，１，０，１」であれば、第１と第
２の遅延手段１６，２２の遅延回路は全てスルー径路を
選択し、結果的に出力信号は同相となる。合成指向方向
の走査の回転方向が前記説明のものと逆となるが、９０
度ずつ走査されることは明らかである。

【００２８】なお、位相制御手段３０に記憶されるマト
リックス状の出力Ａ１〜７の出力データは、上記説明で
は第１と第２の遅延手段１６，２２のいずれか一方にイ
ンバータを介して反転して与えているが、予め反転した
出力データを記憶させてインバータ等を省いても良いこ
とは勿論である。

【００２９】かかる構成からなる本発明の走査アンテナ
装置にあっては、２本のアンテナエレメント１０，１２
で受信された信号が合成されてテレビジョンチューナ２
４に与えられるので、合成信号の電界強度が１本のアン
テナエレメントによる受信強度よりも強く、それだけ良
好な電波状況での受信ができる。しかも、アンテナエレ
メントの合成指向方向が回転走査制御されることで、全
方向を高いアンテナ利得となるビームの範囲でカバーで
き、いかなる方向から電波が入来してもこれを確実に受
信することができる。

【００３０】そして、上記実施例のごとく、第１と第２
のアンテナエレメント１０，１２に、それぞれ第１と第
２の遅延手段１６，２２を設けることで、両径路におけ
る信号の減衰量をほぼ同様にでき、ほぼ同じ大きさの信
号として合成手段１８で合成できる。したがって、合成
信号も効率良く出力される。すなわち、第１の遅延手段
１６は、全ての遅延回路でスルー径路を選択したときの
減衰特性図７（ａ）と、全ての遅延回路で遅延径路を選
択したときの減衰特性図７（ｂ）との間で減衰量が定ま
る。また、第２の遅延手段２２は、同様に図８（ａ）と
図８（ｂ）の間で減衰量が定まる。そして、図７と図８
による減衰量はほぼ同様であり、第１と第２の遅延手段
１６，２２からの出力信号はほぼ同等の減衰量となる。
一方のアンテナエレメントの径路にのみ遅延手段を設け
た場合に比べて、２つの出力信号の減衰量の差は小さな
ものとなることは明らかである。

【００３１】さらに、遅延回路を、並列のスルー径路Ｌ
ｔと遅延径路Ｌｄの両端にスイッチ手段を設けて構成す
ることで、適宜な遅延時間を有する遅延素子ＤＬとスイ
ッチ手段としてのＩＣ回路により、動作と非動作状態に
簡単に切り換え制御できる遅延回路が簡単な構成で形成
できる。しかも、遅延径路Ｌｄで生ずる信号の減衰とほ
ぼ同等の減衰がスルー径路Ｌｔでも生ずるように回路構
成するので、遅延回路の動作状態のいかんにかかわら
ず、出力される信号の減衰量が大幅に変化することがな
い。

【００３２】そしてさらに、第２の遅延手段２２の全て
の遅延回路が信号に遅延時間を与えた合計遅延時間に相
当する遅延時間を有する遅延補正回路４０を第１の遅延
手段１６に設けるならば、第１の遅延手段１６の全ての
遅延回路でスルー径路が選択されるとともに、第２の遅
延手段２２の全ての遅延回路で遅延径路が選択される
と、２つの信号は、同相で合成手段１８で合成されるこ
ととなる。そこで、第１の遅延手段１６の遅延回路で遅
延径路を動作状態として選択すると、出力信号に遅延時
間を与えることとなり、また第２の遅延手段２２の遅延
回路でスルー径路を動作状態として選択すると、相対的
に第２のアンテナエレメント１２の出力信号に進み時間
を与えることとなる。したがって、２つの出力信号の相
対的な遅延時間差の設定が容易であるとともに広い範囲
で調整できる。なお、遅延補正回路４０は設けられなく
ても良いことは前述の説明のとおりであり、一方の遅延
手段の遅延回路を遅延径路を動作状態として選択し、他
方の遅延手段の遅延回路をスルー径路を動作状態として
選択することで、２つの出力信号の遅延時間差を広い範
囲で調整できることは同様である。

【００３３】なお、上記実施例では、本発明の走査アン
テナ装置を車載用テレビジョン受像機のアンテナとして
用いているが、これに限られず、ラジオ受信機やトラン
シーバー等のアンテナとして適用することもできる。ま
た、ポータブルテレビジョン受像機等のアンテナとして
も好適である。さらに、２本のアンテナエレメントの合
成指向方向の走査制御のステップ数は、４つに限られ
ず、適宜に設定すれば良い。そして、上記実施例におけ
る広帯域で無指向性のアンテナエレメントとしては、例
えば特開平７−５８５３７号公報で提案した技術を適用
し得る。そしてまた、合成指向方向の回転走査制御は、
垂直同期信号に関連して操作されるものに限られない。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したところから明らかなよう
に、本発明の走査アンテナ装置は構成されているので、
以下のごとき格別な効果を奏する。

【００３５】請求項１記載の走査アンテナ装置にあって
は、２本のアンテナエレメントの出力信号が第１と第２
の遅延手段でそれぞれ適宜な遅延時間が与えられ、しか
も第１と第２の遅延手段を形成するそれぞれの遅延回路
を信号減衰量がほぼ同じとなる遅延径路とスルー径路の
並列をスイッチ手段で選択して遅延時間を調整するよう
にしたので、それぞれの信号は第１と第２の遅延手段で
適宜な遅延時間が与えられるがその出力信号の大きさは
ほぼ同じであって、合成手段からは、合成指向方向に対
応する所望の合成信号を効率良く得ることができる。ま
た、第１と第２の遅延手段を、互いに遅延時間の異なる
遅延回路を複数直列接続して形成したので、適宜な遅延
時間を有する遅延回路を適宜に選択することで、第１と
第２の遅延手段の出力信号の相対的な遅延時間差を小さ
な単位時間幅で任意に設定することができる。

【００３６】また、請求項２記載の走査アンテナ装置に
あっては、遅延回路は、遅延径路とスルー径路の並列を
２つのスイッチ手段の間に介装してなるので、遅延径路
とスルー径路の選択をスイッチ手段としてＩＣ回路を用
いて簡単に構成できる。

【００３７】そして、請求項３記載の走査アンテナ装置
にあっては、第１と第２の遅延手段のうち、一方の遅延
手段は全て遅延径路を選択した状態で、他方の遅延手段
は全てスルー径路を選択した状態で、第１と第２の遅延
手段の信号遅延時間が同じとなるようにしたので、一方
の遅延手段でスルー径路を適宜に選択し、また他方の遅
延手段で遅延径路を適宜に選択することで、２つの出力
信号の相対的遅延時間差を広範囲に設定することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の走査アンテナ装置の一実施例が用いら
れた受信機のブロック回路図である。

【図２】図１における遅延手段の構成例を示すより詳細
なブロック回路図である。

【図３】図２に示す遅延手段の回路構成を具体的に示す
図である。

【図４】受信周波数を９０ＭＨｚとしたときの合成指向
パターンを示し、（ａ）は２本のアンテナエレメントの
出力信号を同相で合成したものであり、（ｂ）は９０度
の位相差で合成したものであり、（ｃ）は１８０度の位
相差で合成したものであり、（ｄ）は２７０度の位相差
で合成したものである。

【図５】受信周波数を４７０ＭＨｚとしたときの合成指
向パターンを示し、（ａ）は２本のアンテナエレメント
の出力信号を同相で合成したものであり、（ｂ）は９０
度の位相差、（ｃ）は１８０度の位相差、（ｄ）は２７
０度の位相差でそれぞれ合成したものである。

【図６】受信周波数を７７０ＭＨｚとしたときの合成指
向パターンを示し、（ａ）は同相で、（ｂ）は９０度の
位相差、（ｃ）は１８０度の位相差、（ｄ）は２７０度
の位相差でそれぞれ合成したものである。

【図７】図１および図２に示す第１アンテナに接続され
る第１遅延径路の周波数対減衰特性を示し、（ａ）は全
ての遅延回路をスルーとした場合であり、（ｂ）は全て
の遅延回路で遅延時間を与えた場合である。

【図８】図１および図２に示す第２アンテナに接続され
る第２遅延径路の周波数対減衰特性を示し、（ａ）は全
ての遅延回路をスルーとした場合であり、（ｂ）は全て
の遅延回路で遅延時間を与えた場合である。

【符号の説明】

１０ 第１のアンテナエレメント １２ 第２のアンテナエレメント １６ 第１の遅延手段 １６−１，３，５，７ 第１，第３，第５，第７の遅
延回路 １８ 合成手段 ２２ 第２の遅延手段 ２２−２，４，６ 第２，第４，第６の遅延回路 ３０ 位相制御手段 Ｌｔ スルー径路 Ｌｄ 遅延径路 ＤＬ 遅延素子 ４２−１，２，３ インバータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−224129（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−53301（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01P 1/10 - 1/195 H01Q 3/00 - 3/46 H01Q 21/00 - 21/30 H01Q 23/00 H01Q 25/00 - 25/04

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 距離をあけて２本の第１と第２のアンテ
   ナエレメントを配設し、これらのアンテナエレメントの
   出力信号をそれぞれ第１と第２の遅延手段を介して遅延
   させ、さらに合成手段に与えて合成信号として出力さ
   せ、しかも前記第１と第２の遅延手段を、遅延時間の異
   なる遅延回路を複数直列接続してそれぞれ形成し、また
   前記遅延回路は、遅延素子が介装された遅延径路とスル
   ー径路が並列でスイッチ手段で選択するようになし、さ
   らに前記遅延径路と前記スルー径路の信号減衰量がほぼ
   同じとなるように回路を形成し、位相制御手段により前
   記第１と第２の遅延手段の前記遅延回路の前記遅延径路
   と前記スルー径路とを前記スイッチ手段でそれぞれに選
   択制御して、前記第１と第２の遅延手段の遅延時間を切
   換設定して前記２本のアンテナエレメントの合成指向方
   向を走査制御するように構成したことを特徴とする走査
   アンテナ装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の走査アンテナ装置におい
   て、前記遅延回路は、前記遅延径路とスルー径路との並
   列を２つのスイッチ手段の間に介装してなり、前記位相
   制御手段は前記２つのスイッチ手段を連動させて制御し
   て、前記遅延回路の前記遅延径路と前記スルー径路を選
   択制御するように構成したことを特徴とする走査アンテ
   ナ装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の走査アンテナ装置におい
   て、前記第１と第２の遅延手段のうち、一方の遅延手段
   は複数の前記遅延回路で全て前記遅延径路を選択した状
   態で、他方の遅延手段は複数の前記遅延回路で全て前記
   スルー径路を選択した状態で、前記第１と第２の遅延手
   段の信号遅延時間が同じとなるように構成したことを特
   徴とする走査アンテナ装置。