JP4898469B2 - 移動体用受信システム - Google Patents

Description

本発明は、主として移動体のガラスに装着して使用されるフィルムアンテナと、このフィルムアンテナに電源供給を行う電源供給装置とを備えた移動体用受信システムに関する。

従来、住宅や自動車の窓ガラスに貼り付けてテレビ放送を受信するフィルムアンテナとして、絶縁性の透明フィルムに、網目状の導電体からなるアンテナ導体（折返しダイポールアンテナ）を積層したものが提案されている（例えば、特許文献１等参照）。

この提案のフィルムアンテナによれば、アンテナ導体を構成している導電体の網目の孔の面積を、受信信号の帯域幅と視野とを満足するように調整することで、使用者の視界を妨げることなく、所望の放送信号を受信することができるようになる。

しかしながら、上記提案のフィルムアンテナは、アンテナ導体がダイポールアンテナを構成しており、指向性を有することから、自動車等の移動体で使用すると、移動体の進行方向の変化に伴い、受信信号の信号レベルが大きく変化し、放送電波を正常に受信し得るエリアが狭くなるという問題があった。

一方、移動体に搭載するのに好適な無指向性のアンテナとしては、受信信号の波長λに対し約４分の１の長さ（λ／４）を有する直線形状の２つのアンテナ素子を、Ｌ字状に配置し、一方のアンテナ素子には他方のアンテナ素子に比べて受信信号の位相を９０度ずらす素子（キャパシタ、インダクタ等）を設けたターンスタイルアンテナが知られている（例えば、特許文献２等参照）。
特開２０００−１２４７３０号公報 特許第３３４９６６６号公報（特に図７及び段落００３６〜００４１参照）

このため、移動体に搭載するのに好適な無指向性のフィルムアンテナを製造するに当たっては、上記各公報の技術を組み合わせて、透明フィルムに積層するアンテナ導体を、網目状の導電体からなる直線形状の２つのアンテナ素子をＬ字状に配置することにより形成し、その一方のアンテナ素子に位相調整用の素子を設けるようにすればよいことになる。

しかしながら、特許文献２に記載のように、ターンスタイルアンテナは平衡型のダイポールアンテナであることから、フィルムアンテナにおいて、アンテナ導体をターンスタイルアンテナにて構成すると、アンテナの指向特性を移動体用として好適な無指向性にすることはできるものの、受信信号の伝送に一般的な同軸ケーブルを利用するには、フィルムアンテナの給電部に平衡−不平衡変換器を設けなければならず、フィルムアンテナの大型化を招く、という問題があった。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、フィルムアンテナを無指向性にし、しかも、その給電部に平衡−不平衡変換器を設けることなく信号を入出力できるようにすることを目的とする。

かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、
電気絶縁性を有するフィルムにアンテナ導体を積層してなるフィルムアンテナと、
前記フィルムアンテナに装着された増幅ユニットと、
前記増幅ユニットに対し、信号伝送用の同軸ケーブルを介して電源供給を行う電源供給装置と、
を備えた移動体用受信システムであって、
前記アンテナ導体は、
直線状で幅の異なる２つの導電体を略平行に配置して各導電体の両端同士を接続することにより、特性インピーダンスが前記同軸ケーブルと同じになるように設定された２線折返しダイポールアンテナであり、
前記フィルムに対しては、当該アンテナ導体全体を、給電点を中心としてＬ字状に屈曲させ、Ｌ字の一方の直線部分を形成するアンテナ部に、他方の直線部分を形成するアンテナ部に比べ通信信号の位相を略９０度ずらす移相手段を配置した状態で積層されており、
前記増幅ユニットは、
前記同軸ケーブルを接続可能な接続端子と、
前記アンテナ導体からの受信信号を増幅して前記接続端子に出力する増幅手段と、
外部から前記接続端子に入力された電源電圧を抽出し、前記増幅手段に供給する電源分離手段と、
を備え、
前記電源供給装置は、
前記増幅ユニットの接続端子に接続された前記同軸ケーブルを介して伝送されてきた受信信号の信号レベルを検出する検出手段と、
該検出手段にて検出された信号レベルが判定レベルよりも高いか否かを判定し、信号レベルが高い場合には電圧が高く、信号レベルが低い場合には電圧が低くなるよう、前記増幅ユニットに供給する電源電圧を設定する電圧設定手段と、
を備えたことを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の移動体用受信システムにおいて、前記同軸ケーブルを介して伝送されてきた受信信号を、所定の目標レベルまで増幅して端末側に出力する、自動利得調整回路付き増幅回路を備えたことを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の移動体用受信システムにおいて、
前記増幅ユニットが装着された前記フィルムアンテナを複数備え、
前記電源供給装置は、
前記複数のフィルムアンテナにそれぞれ装着された前記増幅ユニットから前記同軸ケーブルを介して伝送されてきた複数の受信信号をそれぞれ入力するための複数の入力端子と、
該複数の入力端子に入力された受信信号を混合する混合回路と、
を備えたことを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の移動体用受信システムにおいて、
前記電源供給装置の前記検出手段は、
前記複数の入力端子に入力された受信信号の信号レベルをそれぞれ検出し、前記電圧設定手段は、該検出手段にて検出された信号レベルのうち、最もレベルの高い信号レベルに基づき、前記電源電圧を設定することを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の移動体用受信システムにおいて、
前記増幅ユニットが装着された前記フィルムアンテナを複数備え、
前記電源供給装置は、
前記複数のフィルムアンテナにそれぞれ装着された前記増幅ユニットから前記同軸ケーブルを介して伝送されてきた複数の受信信号をそれぞれ入力するための複数の入力端子と、
該複数の入力端子に入力された受信信号のうち、信号レベルの高い受信信号を端末側への出力信号として選択する選択回路と、
を備えたことを特徴とする。

請求項１に記載の移動体用受信システムにおいて、フィルムアンテナのアンテナ導体は、直線状で幅の異なる２つの導電体を略平行に配置して各導電体の両端同士を接続することにより、特性インピーダンスが信号伝送用の同軸ケーブルと同じになるように設定された２線折返しダイポールアンテナを構成している。

そして、このアンテナ導体は、フィルムに対し、給電点を中心としてＬ字状に屈曲させ、Ｌ字の一方の直線部分を形成するアンテナ部に、他方の直線部分を形成するアンテナ部に比べ通信信号の位相を略９０度ずらす移相手段を配置した状態で積層される。

従って、本発明のフィルムアンテナによれば、特許文献２に記載のターンスタイルアンテナと同様、フィルム面（換言すればアンテナ導体のＬ字）が水平になるように配置することで水平面無指向性となり、自動車のフロントガラス等、移動体においてできるだけ水平に近い面に貼り付けて使用するようにすれば、移動体の進行方向に影響されることなく地上の放送局から送信された電波を安定して受信することができるようになる。

そして、特に、本発明のフィルムアンテナにおいては、アンテナ導体が２線折返しダイポールアンテナからなり、このアンテナ導体を構成している２つの導電体の幅を異なる幅に設定することにより、特性インピーダンスを、同軸ケーブルと同じ特性インピーダンス（一般に５０Ω若しくは７５Ω）となるように設定している。

このため、フィルムアンテナに、同軸ケーブルを接続可能な増幅ユニットを接続して、受信信号を増幅させる際には、給電部と増幅ユニットとの間に平衡−不平衡変換器を設ける必要がなく、給電部の構成を簡単にすることができる。

また、フィルムアンテナに装着される増幅ユニットには、同軸ケーブル接続用の接続端子、受信信号増幅用の増幅手段、及び、接続端子に入力された電源電圧を抽出して増幅手段に供給する電源分離手段が備えられている。

このため、この増幅ユニットの接続端子からは、受信信号が増幅して出力されることになり、端末側の受信機器に対して、受信信号を安定して供給できることになる。
また、この増幅ユニットには、電源供給を行う必要があることから、本発明では、受信信号の伝送経路上に電源供給装置が設けられる。

この電源供給装置は、増幅ユニットに対し、信号伝送用の同軸ケーブルを介して電源供給を行うように構成されており、特に本発明では、検出手段と、電圧設定手段とが備えられている。

つまり、本発明の電源供給装置においては、検出手段が、フィルムアンテナから同軸ケーブルを介して伝送されてきた受信信号の信号レベルを検出し、電圧設定手段が、その検出された信号レベルが判定レベルよりも高いか否かを判定して、信号レベルが高い場合には電圧が高く、信号レベルが低い場合には電圧が低くなるように、増幅ユニットに供給する電源電圧を設定する。

このため、受信信号の信号レベルが低く、増幅手段の増幅動作によって生じるノイズ成分が受信信号に影響を与えるときには、そのノイズ成分を抑制するために、増幅手段の駆動電圧を低く設定し（換言すれば増幅手段をローノイズアンプとして動作させ）、逆に、受信信号の信号レベルが高く、増幅手段の最大出力レベルを大きくする必要があるときには、増幅手段からの出力が低レベルで飽和して受信信号に歪みが生じることのないよう、増幅手段の駆動電圧を高くする、といったことができるようになる。

ここで、この電源供給装置は、増幅ユニットにて増幅された受信信号を伝送する伝送路（同軸ケーブル）上に設けられ、受信信号を端末側の受信機器に出力することになるため、電源供給装置には、請求項２に記載のように、その受信信号を所定の目標レベルまで増幅して端末側に出力する、自動利得調整回路付き増幅回路を設けるようにしてもよい。

つまり、電源供給装置に自動利得調整回路付き増幅回路を設ければ、端末側の受信機器に対して、一定レベルの受信信号を出力できることになり、受信機器に対してレベル変動のない安定した受信信号を伝送できることになる。

次に、請求項３に記載の移動体用受信システムには、増幅ユニットが装着された複数のフィルムアンテナが備えられている。そして、電源供給装置は、各増幅ユニットから同軸ケーブルを介して伝送されてきた複数の受信信号をそれぞれ入力するための複数の入力端子と、これら各入力端子に入力された受信信号を混合する混合回路とが備えられている。

従って、請求項３に記載の移動体用受信システムによれば、複数のフィルムアンテナを用いたダイバーシティ方式の受信システムを簡単に構成することができる。
なお、電源供給装置において、検出手段が、混合回路にて混合された受信信号の信号レベルを検出するようにすると、各フィルムアンテナの増幅ユニットに供給する電源電圧は、各フィルムアンテナからの受信信号を加算した信号レベル（換言すれば平均レベル）に対応して設定されることになり、受信信号の信号レベルが高いフィルムアンテナの増幅ユニットに対する電源電圧が低くなりすぎ、混合回路を介して最終的に得られる受信信号の品質が低下することが考えられる。

このため、請求項３に記載の移動体用受信システムにおいては、請求項４に記載のように、電源供給装置に設けられる検出手段は、各入力端子に入力された受信信号の信号レベルをそれぞれ検出し、電圧設定手段は、その検出された信号レベルのうち、最もレベルの高い信号レベルに基づき、電源電圧を設定するようにするとよい。

つまり、このようにすれば、電圧設定手段において、受信信号の信号レベルが最も高いフィルムアンテナに適した電源電圧が設定されることになり、そのフィルムアンテナからの出力に歪みが生じて、混合回路を介して最終的に得られる受信信号の品質が低下するのを防止することができる。

一方、請求項５に記載の移動体用受信システムには、増幅ユニットが装着された複数のフィルムアンテナが備えられており、電源供給装置には、複数の増幅ユニットからの受信信号をそれぞれ入力するための複数の入力端子と、これら各入力端子に入力された受信信号のうち、信号レベルの高い受信信号を端末側への出力信号として選択する選択回路とが備えられている。

従って、請求項５に記載の移動体用受信システムによれば、複数のフィルムアンテナの中から、そのとき受信に最も適したフィルムアンテナを自動で選択するアンテナ切換器として利用することができる。

なお、この電源供給装置においては、選択手段から信号レベルの高い受信信号が選択して出力されることから、検出手段及び電圧設定手段は、請求項４に記載のものと同様に構成しても、或いは、検出手段が選択手段から出力された受信信号の信号レベルを検出して、電圧設定手段がその検出された信号レベルに基づき電源電圧を設定するよう構成してもよい。

但し、この電源供給装置において、選択手段は、信号レベルの高い受信信号を選択するために各受信信号の信号レベルを検出する必要がある。このため、選択手段と電圧設定手段とで検出手段を共用させる際には、検出手段及び電圧設定手段を請求項４に記載のものと同様に構成して、検出手段にて検出された各受信信号の信号レベルを、選択手段と電圧設定手段との両方に入力するようにするとよい。

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
なお、以下の説明において、図１は本発明が適用された移動体用受信システム全体の構成を表す概略構成図であり、図２は本実施形態の受信システムで使用されるフィルムアンテナの外観を表す外観図であり、図３はそのフィルムアンテナの詳細を説明する説明図であり、図４は本実施形態の受信システムで使用される混合器の回路構成を表すブロック図である。

図１に示すように、本実施形態の移動体用受信システムは、例えば、自動車のフロントガラスの上方及び下方にそれぞれ貼り付けられて、地上デジタル放送等のテレビ放送電波（ＵＨＦ放送）を受信する一対のフィルムアンテナ１０、２０を備え、これら各フィルムアンテナ１０、２０からの受信信号を混合器３０にて混合して、端末側の車載機器（受信機器）まで伝送する、ダイバーシティ方式の受信システムである。

フィルムアンテナ１０、２０は、２つの直線部の長さが略同じＬ字状に形成されており、Ｌ字の中心となる角部には、受信信号を増幅する増幅ユニット１２、２２がそれぞれ設けられている。

そして、各フィルムアンテナ１０、２０は、各増幅ユニット１２、２２がフロントガラスの助手席側（図では向かって右側）の端部に位置するように配置されており、各増幅ユニット１２、２２と混合器３０とは、フロントガラスを囲むピラー等に埋設された同軸ケーブル１４、２４を介して接続されている。なお、混合器３０は、同軸ケーブル１４、２４と同様、ピラー等のフロントガラスから隠れた位置に配置されている。

次に、各フィルムアンテナ１０、２０は、図２に示すように、Ｌ字状の透明フィルム５０に、網目状（メッシュ）のアンテナ導体を積層することにより、自動車のフロントガラスに貼り付けても乗員の視界を妨げることがないように形成されている。

なお、図２、図３は、フィルムアンテナ１０の構成を表しているが、フィルムアンテナ２０は、自動車のフロントガラス２等に設置した際、フィルムアンテナ１０に対して上下対称となるように構成されているだけで、基本構成は、フィルムアンテナ１０と全く同様であるため、フィルムアンテナ２０の図面は省略する。

透明フィルム５０は、例えばＰＥＴ材からなる基板材と被膜材とで構成されており、網目状のアンテナ導体は基板材の表面に形成され、被膜材で覆われている。また、アンテナ導体は、基板材に積層された導電材を、例えばエッチング等によって、網目状で後述のアンテナ形状となるように形成したものであり、網目を形成する線の幅は、略１０μｍになっている。

次に、アンテナ導体は、透明フィルム５０の一方の直線部に平行に配置された直線状の導電体５２ａ、５４ａと、他方の直線部に平行に配置された直線状の導電体５２ｂ、５４ｂとから構成されている。

これら各導電体５２ａ、５４ａ、５２ｂ、５４ｂの長さは、受信信号（テレビのＵＨＦ放送）の周波数帯域（４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）を代表する受信周波数の波長λの略４分の１（λ／４）に設定されており、各導電体５２ａ、５４ａ、５２ｂ、５４ｂの幅は、透明フィルム５０の各直線部においてＬ字の外側に配置される導電体５２ａ、５２ｂの方が、Ｌ字の内側に配置される導電体５４ａ、５４ｂよりも広くなるように設定されている。

具体的には、導電体５２ａ、５２ｂの幅は、例えば、１５ｍｍに設定され、導電体５４ａ、５４ｂの幅は、例えば、２ｍｍに設定されている。また、導電体５２ａ、５２ｂと導電体５４ａ、５４ｂとの隙間は、例えば、４ｍｍであり、各導電体５２ａ、５２ｂ、５４ａ、５４ｂの長さは、例えば、１１０ｍｍである。これは、フィルムアンテナ１０、２０の特性インピーダンスを、同軸ケーブル１４、２４と同じ特性インピーダンス（例えば、７５Ω）にするためである。

そして、透明フィルム５０の各直線部に配置される導電体５２ａ、５４ａ、及び、５２ｂ、５４ｂは、それぞれ、透明フィルム５０の各直線部の開放端側で接続されており、幅の狭い導電体５４ａ、５４ｂは、Ｌ字の中心部（角部）で互いに接続されている。

なお、図３（ａ）に示すように、透明フィルム５０の各直線部に配置される幅の広い導電体５２ａ、５２ｂは、Ｌ字の中心部（角部）で開放されており、その開放端には、増幅ユニット１２、２２内の回路と電気的に接続するための給電端子５３ａ、５３ｂが設けられている。

また、導電体５４ｂの導電体５４ａへの接続部分、及び、導電体５２ｂの導電体５４ｂへの接続部分には、各導電体５４ｂ、５２ｂにて受信される電波（上記受信周波数の電波）の位相を略９０度遅延させるインダクタ５６、５８が設けられている。

つまり、本実施形態のフィルムアンテナ１０、２０は、図３（ｂ）に示すように、直線状で幅の異なる２つの導電体を略平行に配置して、各導電体の両端同士を接続することにより、給電点が不平衡となって、通信信号伝送用の同軸ケーブル１４、２４と整合するように設定された、２線折返しダイポールアンテナを基本構成としている。

そして、本実施形態では、フィルムアンテナ１０、２０の指向特性を、移動体に好適な、ヌル点のない略無指向性にするために、図３（ｂ）に示した２線折返しダイポールアンテナを、給電点を中心としてＬ字状に屈曲させ、Ｌ字の一方の直線部に形成されるアンテナ部（導電体５２ｂ、５４ｂ）に、受信信号の位相を略９０度遅延させるインダクタ５６、５８を設けているのである。

従って、本実施形態のフィルムアンテナ１０、２０によれば、自動車のフロントガラス等、移動体においてできるだけ水平に近いガラス面に貼り付けて使用することで、移動体周りの水平面の指向特性が略無指向性となり、移動体の進行方向に影響されることなく地上の放送局から送信された放送電波を安定して受信することができるようになる。

また、特に、本実施形態の移動体用受信システムでは、２つのフィルムアンテナ１０、２０を使って、ダイバーシティ方式の受信システムを構成していることから、放送局からの放送電波をより安定して受信することができるようになる。

次に、増幅ユニット１２、２２は、図４に示すように、フィルムアンテナ１０、２０にて受信された受信信号を増幅する、増幅手段としての増幅回路６１と、増幅回路６１からの受信信号の出力経路上に設けられ、端末側から伝送されてきた電源電圧を抽出して増幅回路６１に駆動電圧として供給する、電源分離手段としての電源分離回路６２とを備える。

これら各回路６１、６２は、図３（ｃ）に示すように、各回路６１、６２を構成する各種電子部品が実装されたプリント配線基板（以下、単に基板という）６４上に形成されており、増幅ユニット１２、２２は、この基板６４を、接着層６６を介して透明フィルム５０に固定することにより、フィルムアンテナ１０に一体的に設けられている。

また、基板６４には、接着層６６を介して透明フィルム５０に固定した際に、アンテナ導体の給電端子５３ａ、５３ｂに接続される、受信信号入力用の端子６７や、増幅後の受信信号を外部に出力する、同軸ケーブル接続用のコネクタ６５も設けられている。そして、この基板６４は、同軸ケーブルの接続端子としてのコネクタ６５を外部に突出させた状態で基板全体を囲む合成樹脂製のカバー６８により保護されている。なお、図３（ｃ）は、図２に示すＡ−Ａ線断面図である。

一方、透明フィルム５０のフロントガラス２等への装着面には、接着剤が塗布されているが、その端部２カ所には、接着剤を塗布していない剥離部５０ａ、５０ｂが形成されている（図３（ａ）参照）。このため、この剥離部５０ａ、５０ｂを利用すれば、フロントガラス２等へ装着されたフィルムアンテナ１０、２０を、簡単に取り外すことができる。

また、透明フィルム５０の外周縁は、フィルムアンテナ１０、２０をフロントガラス２等へ装着した際、ガラス面に段差ができるのを防止するために、図３（ｄ）に示すように、フロントガラス２等への装着面からアンテナ導体が形成される上面にかけて傾斜するように形成されている。なお、図３（ｄ）は、図３（ｃ）に一点鎖線で示す領域Ｂの拡大図である。

次に、混合器３０は、各フィルムアンテナ１０、２０からの受信信号を混合する混合器としての機能に加えて、各フィルムアンテナ１０、２０の増幅ユニット１２、２２に電源供給を行う電源供給装置としての機能を有する。

すなわち、まず、混合器３０には、各フィルムアンテナ１０、２０の増幅ユニット１２、２２に同軸ケーブル１４、２４を介して接続される入力端子Ｔ１、Ｔ２と、これら各入力端子Ｔ１、Ｔ２に入力された受信信号を混合する混合回路７２と、この混合回路７２にて混合された受信信号を増幅する増幅回路７６とが設けられており、この増幅回路７６にて増幅された受信信号を出力端子Ｔｏから外部の受信機器に出力するように構成されている。

また、増幅回路７６からの受信信号の出力経路上には、増幅回路７６にて増幅された受信信号の一部を分岐させる分岐回路７８が設けられており、増幅回路７６への受信信号の入力経路上には、この分岐回路７８にて分岐された受信信号の信号レベルが予め設定された目標レベルになるよう、増幅回路７６への受信信号の入力レベルを調整する自動利得調整回路（ＡＧＣ回路）７４が設けられている。

また、混合器３０には、車載電源（バッテリ）から電源供給を受けて、混合器３０の内部回路や増幅ユニット駆動用の電源電圧を生成する電源回路８０が設けられており、入力端子Ｔ１、Ｔ２から混合回路７２に至る受信信号の伝送経路上には、直流の電源電圧を入力端子Ｔ１、Ｔ２から各増幅ユニット１２、２２に供給するための電源重畳回路９１、９２が設けられている。

また、混合器３０には、電源回路８０にて生成された電源電圧に基づき、電源重畳回路９１、９２を介して増幅ユニット１２、２２に供給する電源電圧を、高電圧ＶＨ（例えば８Ｖ）及び低電圧ＶＬ（例えば５Ｖ）の何れかに切り換える電圧切換回路９０が設けられている。

そして、この電圧切換回路９０が切り換える電源電圧は、各フィルムアンテナ１０、２０からの受信信号の信号レベルが予め設定された判定レベルよりも高いか否かを判定する判定回路８８により設定される。

つまり、混合器３０には、入力端子Ｔ１、Ｔ２を介して入力された各フィルムアンテナ１０、２０からの受信信号の一部を分岐する分岐回路８１、８２と、これら各分岐回路８１、８２で分岐された各フィルムアンテナ１０、２０からの受信信号を検波することによりその信号レベルを検出する、検出手段としての検波回路８３、８４とが備えられている。 そして、これら各検波回路８３、８４からの出力をそのまま積分回路８６に入力することで、積分回路８６にて、各検波回路８３、８４から出力される検波電圧のうち、電圧の高い方の検波電圧（換言すれば、信号レベルが高い方の受信信号の検波電圧）を積分し、その積分結果を、電圧設定手段としての判定回路８８に入力する。

この結果、判定回路８８は、２つのフィルムアンテナ１０、２０からの受信信号のうち、レベルが高い方の受信信号の信号レベルに応じて、各増幅ユニット１２、２２に供給する電源電圧を、高／低何れかの電源電圧ＶＨ／ＶＬに設定する。

具体的には、判定回路８８は、受信信号の信号レベルが予め設定された判定レベル以下で、受信信号のＣ／Ｎを確保するためにノイズを抑制する必要があるときには、電圧切換回路９０からの出力電圧を、低電圧ＶＬに設定して、各増幅ユニット１２、２２内の増幅回路６１の増幅動作により発生するノイズを抑えて、増幅回路６１をローノイズアンプとして動作させ、逆に、受信信号の信号レベルが判定レベルよりも高く、各増幅ユニット１２、２２の出力レベルを高くする必要があるときには、電圧切換回路９０からの出力電圧を、高電圧ＶＨに設定して、増幅回路６１をパワーアンプとして動作させる。

なお、積分回路８６は、電圧設定手段としての判定回路８８に入力される受信信号の信号レベルの変化に伴い、増幅ユニット１２、２２内の増幅回路６１の電源電圧（換言すれば増幅回路６１の動作点）が頻繁に変化するのを防止するためのものであり、所定の時定数を有するローパスフィルタとして構成されている。

そして、本実施形態では、この積分回路８６の時定数を、地上デジタル放送で設定されるガード・インターバルよりも長くすることにより、受信動作を安定させている。
つまり、地上デジタル放送の場合、放送信号をＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）方式にて変調し、しかも、本来の放送電波よりも遅れて到着する放送電波によるマルチパス干渉等による妨害を抑えるために、ガード・インターバルを設定している。

そこで、本実施形態では、積分回路８６の時定数を、このガード・インターバルよりも長くすることで、増幅ユニット１２、２２内の増幅回路６１の動作点を変化させても、端末側で地上デジタル放送を安定して受信／復調できるようにしているのである。

以上説明したように、本実施形態の移動体用受信システムにおいては、フィルムアンテナ１０、２０として、互いに平行に配置される導電体の幅を調整することにより、特性インピーダンスを同軸ケーブルに整合させた２線折返しダイポールアンテナを基本構成とし、その２線折返しダイポールアンテナを、インダクタ５６、５８を利用してＬ字状に屈曲させたアンテナ導体からなるものを使用している。

このため、本実施形態の移動体用受信システムによれば、各フィルムアンテナ１０、２０の指向特性を無指向性にして、移動体の進行方向に影響されることなく、放送電波を安定して受信できるようになり、しかも、その給電点に平衡−不平衡変換器を設けることなく、同軸ケーブルを介して受信信号を伝送することができるようになる。

また、各フィルムアンテナ１０、２０の給電点には、受信信号を増幅して出力する増幅ユニット１２、２４を設けていることから、放送電波の電界強度が低い地域でも、各フィルムアンテナ１０、２０から端末側に受信信号を安定して供給できる。

また、各増幅ユニット１２、２４には、混合器３０から電源供給を行うようにされており、しかも、各増幅ユニット１２、２４に供給する電源電圧には、各増幅ユニット１２、２４からの受信信号の信号レベルに基づき、その信号レベルが低いときは低電圧ＶＬを設定し、信号レベルが高いときには高電圧ＶＨを設定する。

このため、放送電波の電界強度が低い場合には、増幅ユニット１２、２４をローノイズアンプとして動作させて、受信信号のＣ／Ｎを確保し、放送電波の電界強度が高い場合には、増幅ユニット１２、２４を出力レベルの高いパワーアンプとして動作させて、受信信号に歪が生じるのを防止することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にて種々の態様をとることができる。
例えば、上記実施形態では、フロントガラス２等へ装着されたフィルムアンテナ１０、２０を簡単に取り外すことができるようにするために、フィルムアンテナ１０、２０において、透明フィルム５０のガラス等への装着面には、接着剤を塗布していない剥離部５０ａ、５０ｂを形成するものとして説明したが、例えば、図５（ａ）に示すように、透明フィルム５０の両端に、剥離部５０ａ、５０ｂに代えて、接着剤を塗布していない摘み部５１ａ、５１ｂを突設するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、フィルムアンテナ１０、２０をフロントガラス２等へ装着した際に、ガラス面に段差ができるのを防止するために、透明フィルム５０の外周縁を傾斜させるものとして説明したが、例えば、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、透明フィルム５０の外周縁を、フロントガラス２等への装着面からアンテナ導体が形成される上面にかけて丸みを有するように形成してもよい。

また、図５（ａ）、（ｂ）、（ｄ）に例示するように、フィルムアンテナ１０、２０をフロントガラス２等から取り外す際の作業性を向上するためには、増幅ユニット１２に、カバー６８、基板６４、接着層６６、及び透明フィルム５０を貫通してフロントガラス２等の被装着部に当接可能な棒状の押圧部材６９を設けるようにしてもよい。

つまり、このように増幅ユニット１２に押圧部材６９を設けておけば、フィルムアンテナ１０、２０をフロントガラス２等の被装着部から取り外す際に、押圧部材６９を被装着部に向けて押下しながら、増幅ユニット１２全体を被装着部とは反対方向に引き上げることで、フィルムアンテナ１０、２０において増幅ユニット１２が設けた部分を簡単に取り外すことができるようになる。

なお、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示すＣ−Ｃ線断面図であり、図５（ｃ）は、図５（ｂ）に一点鎖線で示す領域Ｄの拡大図である。
一方、上記実施形態では、一対のフィルムアンテナ１０、２０は、自動車のフロントガラスの助手席側端部位置で、上方及び下方に配置されるものとして説明したが、これは、各アンテナ１０、２０をこのように設置して、各アンテナ１０、２０からの受信信号を混合器３０で混合すれば、垂直面の指向性を絞って、アンテナゲインを高めることができるためである。

しかし、上記一対のフィルムアンテナ１０、２０は、図６（ａ）に示すように、フロントガラスの上方（又は下方）の左右端部位置に配置するようにしてもよい。そして、各アンテナ１０、２０をこのように設置した場合には、図６（ｂ）に示すように、車両の一部が、ビルなどの建造物によって電波が到達しない不感帯に入り、一方のアンテナで電波を受信できなくなっても、他方のアンテナで受信できることがあり、自動車での電波の受信率（受信可能性）を高めることができる。

なお、図１或いは図６（ａ）に示すように、フィルムアンテナ１０、２０をフロントガラスに装着する際には、給電部（換言すれば増幅ユニット２２）を、できるだけフロントガラスの端部に配置して、乗員の視界の邪魔にならないようにすることが望ましい。

また次に、上記実施形態では、フィルムアンテナ１０、２０からの受信信号を、電源供給装置としての機能を有する混合器３０で混合して、端末側に出力するものとして説明したが、この混合器３０に換えて、図７に示すアンテナ切換器４０を設け、フィルムアンテナ１０、２０からの受信信号のうち、信号レベルが高い方（換言すればＣ／Ｎ（キャリア対ノイズ比）が大きい方）の受信信号を選択して端末側に出力するようにしてもよい。

なお、このアンテナ切換器４０は、混合回路７２に換えて、各入力端子Ｔ１，Ｔ２に入力された受信信号の一方を選択してＡＧＣ回路７４に出力するスイッチ９４を設け、更に、制御回路９６と加算回路９８を追加した点以外は、図４に示した混合器３０と同様に構成されている。

つまり、このアンテナ切換器４０においては、検波回路８３、８４から出力される検波電圧が制御回路９６及び加算回路９８に入力される。そして、制御回路９６は、この２つの検波電圧を比較して、その検波電圧が高い方（つまり信号レベルが高い方）の受信信号が端末側に通過するようにスイッチ９４を切り換える。また、加算回路９８は、制御回路９６に入力される各検波電圧の電圧レベルに影響を与えることのないよう、各検波電圧を加算して、積分回路８６に入力する。

従って、アンテナ切換器４０から端末側には、フィルムアンテナ１０、２０からの受信信号のうち、信号レベルが高くＣ／Ｎが大きい受信信号が選択的に出力され、しかも、アンテナ切換器４０は、本発明の電源供給装置としても機能して、各フィルムアンテナ１０、２０に適正レベルの電源電圧を供給できることになる。

また更に、上記実施形態では、混合器３０には、バッテリ電圧が直接供給されるものとして説明したが、図８に示すように、出力端子Ｔｏから端末側の受信機器１００に至る受信信号の伝送経路（同軸ケーブル）に、バッテリ電圧を重畳する電源重畳装置１１０を設け、混合器３０内には、増幅回路７６から出力端子Ｔｏに至る受信信号の出力経路上に電源分離フィルタ７９を設けて、電源重畳装置１１０から供給されたバッテリ電圧を分離して電源回路８０に入力するようにしてもよい。

一方、上記実施形態では、２つのフィルムアンテナ１０、２０を備えたダイバーシティ方式の受信システムについて説明したが、本発明は、フィルムアンテナを１つ備えた受信システムであっても、或いは、フィルムアンテナを３個以上備えた受信システムであっても、上記実施形態と同様に適用することができる。

また、上記実施形態では、フィルムアンテナ１０、２０のアンテナ導体をＬ字状に屈曲させて、その指向特性を無指向性にするために、２つのインダクタ５６、５８を用いるものとして説明したが、このインダクタの個数は、必要とするアンテナ特性に応じて適宜設定すればよく、また、インダクタに代えてキャパシタを用いるようにしてもよい。

実施形態の移動体用受信システム全体の構成を表す概略構成図である。 フィルムアンテナの外観を表す外観図である。 フィルムアンテナの詳細構成を説明する説明図である。 混合器の回路構成を表すブロック図である。 フィルムアンテナの変形例を説明する説明図である。 フィルムアンテナの配置の変形例を説明する説明図である。 アンテナ切換器の回路構成を表すブロック図である。 電源重畳装置を介して混合器へバッテリ電圧を供給する場合の構成例を表す説明図である。

符号の説明

２…フロントガラス、１０…フィルムアンテナ、１２、２２…増幅ユニット、１４、２４…同軸ケーブル、２０…フィルムアンテナ、３０…混合器、４０…アンテナ切換器、５０…透明フィルム、５０ａ、５０ｂ…剥離部、５１ａ、５１ｂ…摘み部、５２ａ、５２ｂ、５４ａ、５４ｂ…導電体、５３ａ、５３ｂ…給電端子、５６、５８…インダクタ、６１…増幅回路、６２…電源分離回路、６４…基板、６５…コネクタ、６６…接着層、６７…端子、６８…カバー、６９…押圧部材、７２…混合回路、７４…ＡＧＣ回路（自動利得調整回路）、７６…増幅回路、７８…分岐回路、８０…電源回路、８１、８２…分岐回路、８３、８４…検波回路、８６…積分回路、８８…判定回路、９０…電圧切換回路、９１、９２…電源重畳回路、９４…スイッチ、９６…制御回路、９８…加算回路、１００…受信機器、１１０…電源重畳装置、Ｔ１、Ｔ２…入力端子、Ｔｏ…出力端子。

Claims (5)

1. 電気絶縁性を有するフィルムにアンテナ導体を積層してなるフィルムアンテナと、
   前記フィルムアンテナに装着された増幅ユニットと、
   前記増幅ユニットに対し、信号伝送用の同軸ケーブルを介して電源供給を行う電源供給装置と、
   を備えた移動体用受信システムであって、
   前記アンテナ導体は、
   直線状で幅の異なる２つの導電体を略平行に配置して各導電体の両端同士を接続することにより、特性インピーダンスが前記同軸ケーブルと同じになるように設定された２線折返しダイポールアンテナであり、
   前記フィルムに対しては、当該アンテナ導体全体を、給電点を中心としてＬ字状に屈曲させ、Ｌ字の一方の直線部分を形成するアンテナ部に、他方の直線部分を形成するアンテナ部に比べ通信信号の位相を略９０度ずらす移相手段を配置した状態で積層されており、
   前記増幅ユニットは、
   前記同軸ケーブルを接続可能な接続端子と、
   前記アンテナ導体からの受信信号を増幅して前記接続端子に出力する増幅手段と、
   外部から前記接続端子に入力された電源電圧を抽出し、前記増幅手段に供給する電源分離手段と、
   を備え、
   前記電源供給装置は、
   前記増幅ユニットの接続端子に接続された前記同軸ケーブルを介して伝送されてきた受信信号の信号レベルを検出する検出手段と、
   該検出手段にて検出された信号レベルが判定レベルよりも高いか否かを判定し、信号レベルが高い場合には電圧が高く、信号レベルが低い場合には電圧が低くなるよう、前記増幅ユニットに供給する電源電圧を設定する電圧設定手段と、
   を備えたことを特徴とする移動体用受信システム。
2. 前記電源供給装置は、
   前記同軸ケーブルを介して伝送されてきた受信信号を、所定の目標レベルまで増幅して端末側に出力する、自動利得調整回路付き増幅回路を備えたことを特徴とする請求項１に記載の移動体用受信システム。
3. 前記増幅ユニットが装着された前記フィルムアンテナを複数備え、
   前記電源供給装置は、
   前記複数のフィルムアンテナにそれぞれ装着された前記増幅ユニットから前記同軸ケーブルを介して伝送されてきた複数の受信信号をそれぞれ入力するための複数の入力端子と、
   該複数の入力端子に入力された受信信号を混合する混合回路と、
   を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の移動体用受信システム。
4. 前記電源供給装置において、前記検出手段は、
   前記複数の入力端子に入力された受信信号の信号レベルをそれぞれ検出し、前記電圧設定手段は、該検出手段にて検出された信号レベルのうち、最もレベルの高い信号レベルに基づき、前記電源電圧を設定することを特徴とする請求項３に記載の移動体用受信システム。
5. 前記増幅ユニットが装着された前記フィルムアンテナを複数備え、
   前記電源供給装置は、
   前記複数のフィルムアンテナにそれぞれ装着された前記増幅ユニットから前記同軸ケーブルを介して伝送されてきた複数の受信信号をそれぞれ入力するための複数の入力端子と、
   該複数の入力端子に入力された受信信号のうち、信号レベルの高い受信信号を端末側への出力信号として選択する選択回路と、
   を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の移動体用受信システム。

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