JPH02237303A

JPH02237303A - 補償回路付き短縮マストアンテナ

Info

Publication number: JPH02237303A
Application number: JP1058790A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Nakase; 一彦仲瀬; Akiyoshi Abiko; 安孫子　哲宜
Original assignee: Harada Industry Co Ltd
Current assignee: Harada Industry Co Ltd
Priority date: 1989-03-10
Filing date: 1989-03-10
Publication date: 1990-09-19
Also published as: EP0387003A1; US5398036A; EP0387003B1; ES2072388T3; DE69017731D1; DE69017731T2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明ほ、自動車に取付けられるＡＭ／ＦＭ受信用アン
テナに関し、特に、補償回路付き短縮マストアンテナに
関する。

［従来の技術］ＡＭ／ＦＭ受信用自動車アンテナとして短縮したマスト
を使用すると、その感度が著しく低下するので、従来ほ
、ＡＭ用広帯域増幅器とＦＭ用広帯域増幅器とを並列接
続し、これをアンテナと給電線との間に挿入している。

すなわち、ＡＭ／ＦＭ受信用アンテナをＦＭ周波数帯域
で使用する場合、アンテナを共振状態よりも短い状態で
使用すると、たとえば第６図（２）に示すように、ＦＭ
周波数で共振する長さの約１７２（５０ｃｍ）で使用す
ると、第６図（１）に示すように、アンテナ抵抗Ｒａは
約１０Ωになり、共振状態（約７５Ω）よりも低くなり
、アンテナリアクタンスＸｃは約−２００Ω（等価静電
容量約１２ＰＦ）になる。

また、自動車用アンテナの場合、アンテナを使用しない
ときは車体内に格納できるようにテレスコピックな構造
になっており、このために、アンテナ基部の浮遊容量ほ
、機械的な構造から一般に２０ＰＦ〜４０ＰＦになって
いる。この浮遊容量のために、見かけ上のアンテナ抵抗
がさらに低くなる。

このようなアンテナに、一般に使用されている同軸型給
電線（特性インピーダンスが５０Ω〜２００Ω）を直接
、接続したのでほ、整合損失が大きくなり、かつ帯域が
極めて狭くなり、感度のよいＦＭ受信ができなくなる。

これを解決するために、従来ほ、上記のようにアンテナ
と給電線との間に広帯域増幅器を挿入している。

一方、ＡＭ／ＦＭ受信用アンテナをＡＭ周波数帯域で使
用する場合、そのマストアンテナのアンテナ長を５０ｃ
ｍ程度にすると、ＡＭ周波数帯域の波長に比べて極めて
短いので、アンテナ抵抗ＲａはほとんどＯΩになり、ア
ンテナリアクタンスＸｃは−２ＯＫΩ〜−５０ＫΩ（等
価静電容量７ＰＦ程度）になり、極めてインピーダンス
の高いアンテナになる。

アンテナとラジオ受信機とを同軸型給電線で接続した場
合、給電線長が波長に比べて短いので、インピーダンス
整合を考える必要はないが、アンテナ容量とアンテナ浮
遊容量＋給電線静電容量とによる容量分割損失があり、
受信感度が大幅に低下する。また、モータアンテナの場
合、給電線長が４ｍ〜５ｍになるので、給電線静電容量
は１５０ＰＦ〜３００ＰＦ以上にもなり、上記分割損失
は−２５ｄＢ〜−３５ｄＢにもなる。

容量分割損失を少なくするために、特性インピーダンス
の高い低容量ケーブルを使用する場合があるが、この場
合、ＦＭ信号の整合損失が増え、ＦＭ信号の受信感度が
悪くなる。このために、従来ほ、両者の妥協点をとり、
３０ＰＦ〜５０ＰＦ／ｍの同軸ケーブルが多く使われて
いる。

［発明が解決しようとする課題］上記従来装置においてほ、強力な電波を受信すると、上
記広帯域増幅器の非直線範囲で増幅することになるので
、振幅歪を発生し、受信音声が歪むという問題がある。

また、強力な電波の中で他の電波を受信しようとすると
、広帯域増幅器の非直線歪によって、混変調歪、相互変
調歪が発生し、受信音声が歪むばかりでなく、受信不能
になる場合があるという問題がある。

さらに、上記広帯域増幅器で発生する雑音のために、実
用受信感度が低下する（所定のＳ／Ｎ比、たとえばＡＭ
放送波の場合は２０ｄＢ．ＦＭ放送波の場合は３０ｄＢ
を得るために必要な受信機入力信号レベルが高くなる）
という問題がある。

また、ＡＭ．ＦＭ用広帯域増幅器を使用するので、この
増幅器を有するアンテナ全体がコストアップするという
問題もある。上記受信音声の歪を防止するために高直線
性の高性能の増幅器を使用すると、さらにコストアップ
になる。

本発明ほ、強力な電波を受信したときの受信音声の歪み
を防止し、強力な電波の中で他の電波を受信しようとし
たときの受信不能を防止し、実用受信感度の低下を防止
し、しかも安価な補償回路付き短縮マストアンテナを提
供することを目的とするものである。

［課題を解決する手段］本発明ほ、アンテナの共振状態よりも短い状態で使用す
る自動車用ラジオアンテナにおいて、アンテナ取付け部
の浮遊容量をＩＯＰＦ以下にし、受動素子のみで構成さ
れＦＭ放送信号を補償するＦＭ補償回路を設けるととも
に、高インピーダンスを低インピーダンスに変換する能
動素子を具備しＡＭ放送信号を補償するＡＭ補償回路を
設けたものである。

［作用］本発明ほ、アンテナ取付け部の浮遊容量を１０ＰＦ以下
にしたので、整合損失を少なくし、受信感度の低下を減
少でき、このために、受動素子のみでＦＭ補償回路を構
成できるので、強力な電波を受信したときの受信音声の
歪みを防止でき、強力な電波の中で他の電波を受信しよ
うとしたときに受信不能を防止でき、また、ＡＭ補償回
路の出力インピーダンスを低くしてたので、アンテナと
給電線との容量分割損失が減少し、したがって、受信感
度の低下を防止でき、アンテナ全体が安価になる。

［実施例］第１図ほ、本発明の一実施例を示す回路図であり、５０
ｃ層短縮マストを使用した場合の回路図である。第２図
ほ、上記実施例におけるラジオ受信系統図である。

上記実施例において、テレスコピックマストアンテナ１
０と直結して補償回路２０が設けられている。この補償
回路２０ほ、ＦＭ補償回路２ｌとＡＭ補償回路２２とを
有する。ＦＭ補償回路２１ほ、受動素子のみで構成され
ＦＭ放送信号を補償する回路であり、ＡＭ補償回路２２
ほ、高インピーダンスを低インピーダンスに変換する能
動素子を具備しＡＭ放送信号を補償する回路である。

補償回路２０がアンテナマストｌＯに直結して接続され
ているのほ、アンテナ１０側の浮遊容量Ｃｓを極力少な
くするためであり、アンテナ１０の取付け部ほ、その浮
遊容量ＣｓがＩＯＰＦ以下である。

なお、補償回路２０内のコイルし、コンデンサＣの後に
付加されている符号ａほ、ＡＭ用であることを示し、同
様に付加されている符号ｆほ、ＦＭ用であることを示し
ている。

サージプロテクタＺ１ほ、アンテナ１０に誘起される高
圧静電気を吸収して後述のＦＥＴを保護するものであ９
、ダイオードＤｉほ、直流電源が誤って逆接続されたと
きに上記ＦＥＴを保護するものである。また、チョーク
コイルＬｆ３、Ｌｆ４ほ、ＦＭ放送波を阻止するもので
あり、ＦＭ補償回路２１からＡＭ補償回路２２を隔離す
るものである。

ＦＭ補償回路２１におけるコイルＬａｌ、抵抗Ｒ１ほ、
ＡＭ周波数帯でバンドパスフィルタを構成する回路要素
であり、ＦＭ周波数帯では無視することができるもので
ある。しかし、コイルＬａ１と並列に存在するコイルの
浮遊容量Ｃｓ’を無視することができず、この静電容量
Ｃｓ’とＣｆｃとを合せて結合容量として作用させてい
る。なお、上記静電容量Ｃｓ’そのものは図に示されて
いないが、これは第４図（１）の静電容屋Ｃｆｃに含ま
れている。

また、ＦＭ補償回路２１において、１次側共振回路と、
２次側共振回路と、結合容量Ｃｆｃとによって複同調回
路を構成している。上記１次側共振回路ほ、アンテナ１
０の抵抗成分Ｒａと、アンテナ１０の容量成分Ｃａ十浮
遊容量Ｃｓと、コイルＬｆｌとの直列共振回路で構成さ
れている。上記２次側共振回路ほ、コンデンサＣｆ２と
コイルＬｆ２との直列共振回路で構成され、結合容量Ｃ
ｆｃは上記１次側共振回路と２次側共振回路とを結合す
るものである。

ＡＭ補償回路２２はＦＥＴを有し、このＦＥＴをソース
フォロアーとして動作させ、つまり高インピーダンスで
ＡＭ放送波信号を受け、１００〜２００Ωの低インピー
ダンスで信号出力する。

ＡＭ補償回路２２ほ、入力側バンドパスフィルタヲ有し
、この入力側バンドパスフィルタの低域遮断特性ほ、浮
遊容量Ｃｓと、ＦＭ補償回路２ｌの結合静電容量Ｃｆｃ
と、これに並列に挿入されたインダクタンスＬａｌとで
決定される。また、上記入力側バンドパスフィルタの高
域遮断特性ほ、上記ＦＥＴの入力容量Ｃ２とインダクタ
ンスＬａ２とで決定される。

次に、上記実施例の動作について説明する。

まず、ＦＭ補償回路２ｌの動作について説明する。

第３図（１）ほ、ＦＭ補償回路２１とＦＭ周波数帯域に
おけるアンテナとの等価回路を示す回路図であり、同図
（２）ほ、ＦＭ周波数の特性に関係する部分だけを抜き
出した等価回路である。

上記実施例ほ、浮遊容量Ｃｓが１０ＰＦ以下と小さいの
で、第１図に示すように、ＦＭ補償回路２１（アンテナ
ｌＯと給電線４０とを整合する回路）を受動素子のみで
構成させることができる。

したがって、強入力信号に対して歪を受けることがなく
、能動素子を使った場合よりもコストが安く、また電源
を必要としないという利点がある。

また、アンテナｌＯを含めて複同調回路を構成している
ので、アンテナ１０と給電線３０とのインピーダンス整
合を良好に行なうことができるとともに、ＦＭ放送波の
全帯域をカバーする広帯域化も可能になる。

さらに、アンテナ１０が非共振状態であるのでリアクタ
ンス成分をもっており、上記複同調回路の１次側共振回
路として、アンテナリアクタンスと浮遊容量ＣＳとを含
めてＦＭ周波数に共振するように回路定数を選ぶことに
よって、回路損失を少なくし、しかも回路の簡素化を実
現できる。

また、浮遊容量Ｃｓが少ないので見かけ上のアンテナ抵
抗がそれほど低くならず、したがって、アンテナｌＯと
給電線３０とを整合させる回路を受動素子のみで構成す
ることができる。

なお、結合容量Ｃｆｃを適当に選ぶことによって、ＦＭ
放送受信に必要な帯域を得ることができ、アンテナ１０
の容量成分ＣａとコンデンサＣｆ２との容量の比を適切
に選ぶことによって、アンテナｌＯと給電線３０とを効
果的に整合させｌ　２ることができる。

第５図ほ、上記実施例の出力端子からアンテナ１０側を
見た反射損失特性を示す図である。

次に、上記実施例におけるＡＭ補償回路２２の動作につ
いて説明する。

第４図（１）ほ、ＡＭ補償回路２２とＡＭ周波数帯域に
おけるアンテナとの等価回路を示す回路図であり、同図
（２）ほ、ＡＭ周波数の特性に関係する部分だけを抜き
出した等価回路である。

ＡＭ補償回路２２内のＦＥＴがアクティブインピーダン
ス変換を行ない、ＡＭ補償回路２２の出力インピーダン
スを１００〜２００Ω程度に低下させ、給電線３０によ
る容量分割損失をほとんど無視することができる程度に
減少する。つまり、ＡＭ補償回路２２の出力インピーダ
ンスが低いので、ＦＥＴの出力に１５０〜３００ＰＦの
容量が並列に接続されたとしても、その容量による影響
がほとんどなくなる。したがって、ＦＭ伝送に最適な５
０〜７５Ωの同軸ケーブルを給電線３０として使用する
ことができる。

また、上記ＦＥＴをンースフォロアーで動作させるので
、直流電源電圧のほぼ１／２まで入出力特性を直線動作
させることが可能であり、１３０ｄＪｔ程度の強入力信
号まで各種の非直線歪を受けることなく動作でき、した
がって通常の使用状態では全く問題が生じない。

なお、ＦＭ補償回路２ｌにおいて１次側共振回路と２次
側共振回路とを結合する結合容量Ｃｆｃの代りに、結合
インダクタンスを使用してもよい。また、ＡＭ補償回路
２２におけるＦＥＴの代りに、エミッタフォロアーの１
・ランジスタを使用してもよい。

［発明の効果］本発明によれば、アンテナの共振状態よりも短い状態で
使用する自動車用ラジオアンテナにおいて、強力な電波
を受信したときの受信音声の歪みを防止でき、強力な電
波の中で他の電波を受信しようとしたときに受信不能を
防止でき、また、アンテナと給電線との整合損失が少な
く、実用受信感度の低下を防止でき、しかも、補償回路
が安価ｌ　４であるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ほ、本発明の一実施例を示す回路図であり、５０
ｃｍ短縮マストを使用した場合の回路図である。第２図ほ、上記実施例におけるラジオ受信系統図である
。第３図（１）ほ、上記実施例において、ＦＭ補償回路２
ｌとＦＭ周波数帯域におけるアンテナとの等価回路を示
す回路図であり、同図（２）ほ、ＦＭ周波数の特性に関
係する部分だけを抜き出した等価回路である。第４図（１）ほ、上記実施例において、ＡＭ補償回路２
２とＡＭ周波数帯域におけるアンテナとの等価回路を示
す回路図であり、同図（２）ほ、ＡＭ周波数の特性に関
係する部分だけを抜き出した等価回路である。第５図ほ、上記実施例において、出力端子からアンテナ
側を見たＦＭ反射損失特性を示す図である。第６図ほ、従来例における短縮マストアンテナのインピ
ーダンス特性を示す図である。０・・・テレスコビックマストアンテナ、Ｏ・・・補償
回路、ｌ・・・ＦＭ補償回路、２・・・ＡＭ補償回路、Ｏ・・・同軸型給電線。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）アンテナの共振状態よりも短い状態で使用する自
動車用ラジオアンテナにおいて、浮遊容量が１０ＰＦ以下であるアンテナ取付け部と；受動素子のみで構成され、ＦＭ放送信号を補償するＦＭ
補償回路と；高インピーダンスを低インピーダンスに変換する能動素
子を具備し、ＡＭ放送信号を補償するＡＭ補償回路と；を有することを特徴とする補償回路付き短縮マストアン
テナ。
（２）請求項（１）において、上記ＦＭ補償回路は、１次共振回路と２次共振回路とで
構成され、上記１次共振回路は、非共振状態のアンテナ
インピーダンスと浮遊容量とを含んでＦＭ周波数に共振
する回路であり、上記１次共振回路と上記２次共振回路
とは、結合静電容量または結合インダクタンスによって
結合されて複同調回路を形成していることを特徴とする
補償回路付き短縮マストアンテナ。
（３）請求項（１）において、上記ＡＭ補償回路ほ、入力側バンドパスフィルタを有し
、この入力側バンドパスフィルタの低域遮断特性は、上
記アンテナ側の浮遊容量と上記ＦＭ補償回路の結合静電
容量とこの結合静電容量に並列に挿入されたインダクタ
ンスとで決定され、上記入力側バンドパスフィルタの高
域遮断特性は、上記能動素子の入力容量と付加容量に直
列に挿入されたインダクタンスとで決定されることを特
徴とする補償回路付き短縮マストアンテナ。