JPH03158003A - 補償回路付き短縮マストアンテナ - Google Patents

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〕 本発明は、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１ 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、従来は
、ＡＭ用広帯域増幅器とＦＭ用広帯域増輻器とを並列接
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ｌ’　Ｆ　Ｍ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（５０ｃ騰）で使
用すると、第６図（１）に示すように、アンテナ抵抗Ｒ
ａは約ｌＯΩ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−２０００（等価
静電容量約１０〜１２ＰＦ）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は
、ｌ＆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
、接続したのでは、整合損失が大きくなり、ロディング
補償しても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、従来は、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
−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０Ωになり、ア
ンテナリアクタンスＸｃは一２ＯＫΩ〜−５０にΩ（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、５０ｃｍアン
テナの場合の分割損失は一２５ｄＢ〜−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、従来は、両者の妥協点をとり、
２０ＰＦ〜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は、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２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直線性
が良い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。

ところ１．整合損失を少なくし、受信感度の低下を少な
くするには、アンテナ取付部の浮遊容量をｌ０ＰＦ以下
にすることが考えられる。しかし。

七−タアンテナにおいてアンテナ取付部の浮遊容量を１
０ＰＦ以下にするには、取付部の寸法を大きくする必要
があり、機械的構造が複雑になりコストアップにつなが
るという問題が新たに発生する。取付部のシールドを除
去すれば、上記問題の一部を解決することができるもの
の、取付状態によって容量が変化し、特性が変わり、外
部雑音を受は易くなるという別の問題が発生する。

本発明は、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、しかもアンテナマストの取付部の寸法が小さくなり
、その取付部の構造を簡素にすることができる補償回路
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］ 本発明は、１次共振回路と２次共振回路とでＦＭ補償回
路を構成し、上記１次共振回路は、アンテナマストのイ
ンピーダンスと上記アンテナマストに取付けられたロー
ディングコイルとでＦＭ周波数に共振し、上記２次共振
回路は、コイルとコンデンサとで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、上記アンテ
ナマストの取付部の静電容量で静電結合されて複同調回
路を構成するものである。

［作用］ 本発明は、アンテナマスト部にローディングコイルを設
け、アンテナ取付部の静電容量を通して同調回路を静電
結合させるので、アンテナ取付部の静電容量を極端に小
さくする必要がなく、取付部の機械的構造を簡素にする
ことができ、広い帯域にわたって整合損失を少なくし、
受信感度の低下を減少させることができ、また、受動素
子のみでＦＭ補償回路を構成するので、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、さらに、ＡＭ補償回路の出力インピーダンスを低
くしたので、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図は１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。ｔ５２
図は、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、テレスコピックなアンテナマスト
ｌＯと直結してＦＭ補償回路２１とＡＭ補償回路２２と
が接続されている。ＦＭ補償回路２１は、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、１次
共振回路２１１と２次共振回路２１２とで構成されてい
る。

１次共振回路２１１は、アンテナマス）１０のインピー
ダンス（アンテナｌＯの抵抗成分Ｒａとアンテナ１０の
容量成分Ｃａ）とアンテナマスト１０に取付けられたロ
ーディングコイルＬｆｌとの直列共振回路でＦＭ周波数
に共振している。

２次共振回路２１２は、コイルＬｆｌとコンデンサＣａ
との直列共振回路でＦＭ周波数に共振する回路であり、
１次共振回路２１１と２次共振回路２１２とは、アンテ
ナマス）１０の取付部の静電容量Ｃｓで静電結合されて
複同調回路を構成している。

ＡＭ補償回路２２は、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。つまり、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
ることによって、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
するものである。

補償回路２１．２２がアンテナマス）１０に直結して接
続されているのは、アンテナマスト１０側の取付部の静
電容量を含めた浮遊容量Ｃｓ＠少なくするためである。

なお、補償回路２１．２２内のコイルＬ、コンデンサＣ
の後に付加されている符号ａは、ＡＭ用であることを示
し、同様に付加されている符号ｆは、ＦＭ用であること
を示している。

サージプロテクタ２１は、アンテナｌＯ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り
、ダイオードＤＩは、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、チ電−ク
コイルＬｆ３、Ｌｆ４は、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。

また、ＡＭ補償回路２２は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
、アンテナ取付部の静電容量Ｃｓ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は上記ＦＥ
Ｔ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２１の動作について説明する。

第３図は、ＦＭ周波数の特性に関係する部分だけを抜き
出した等価回路図である。

上記実施例は、第２図に示すように、ＦＭ補償回路２１
（アンテナマス）１０と給電線３０とを整合する回路）
を受動素子のみで構成しているので１強入力性号に対し
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、アンテナマス）１０の取付部静電容量Ｃｓを含め
て複同調回路を構成しているので、アンテナマスト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、アンテナマスト１０にローディングコイルＬｆ
ｌを設け、アンテナ取付部の静電容量Ｃｓを通して同調
回路を静電結合させているので、アンテナ取付部の静電
容量Ｃｓを極端に小さくする必要がなく、取付部の機械
的構造を簡素にすることができる。

また、アンテナマス）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、複同調回路の１次共振回路
２１１として、アンテナマスト１０に挿入されたローデ
ィングコイルＬｆｌ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。

なお、結合容量Ｃｓ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る。

第５図は、上記実施例の出力端子からアンテナマストｉ
ｏ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図は、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をソ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、１３０ｄＢｐ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、ＡＭ補償回路２２におけるＦＥＴの代りに、エミ
ッタフォロアーのト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し１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、しかも取付部の寸法
が小さく、構造を簡素にすることができるという効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、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図は、上記実施例におけるラジオ受信系統図である
。 第３図は、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図は、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図は、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図は、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。 ２２・・・ＡＭ補償回路、 ３０・・・同軸型給電線。 Ｃｓ・・・アンテナマストの取付部の静電容量。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）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Ａ
   Ｍ補償回路とを有し、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であって、 １次共振回路と２次共振回路とで上記ＦＭ補償回路を構
   成し、上記１次共振回路は、アンテナマストのインピー
   ダンスと上記アンテナマストに取付けられたローディン
   グコイルとでＦＭ周波数に共振し、上記２次共振回路は
   、コイルとコンデンサとで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、上記
   アンテナマストの取付部の静電容量で静電結合されて複
   同調回路を構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。
2. （２）請求項（１）において、 上記ＡＭ補償回路は、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
   記アンテナ取付部の静電容量とこれ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これ
   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。