JPH069342B2 - アンテナ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、受信装置、殊に、移動体に設けた複数のアン
テナの出力を合成することにより得られるアンテナ全体
の合成指向特性を制御することにより良好な受信状態を
維持するアンテナ装置に関するものである。

〔技術の背景〕

一般に、移動体のアンテナ、例えば車両用アンテナは、
第５図に示すように車両Ｃの一部にホイップアンテナ１
を設けてなるものである。このようなホイップアンテナ
１の指向特性は第６図に示すように比較的円に近いた
め、車両Ｃがどの方向を向いても受信感度があまり変ら
ないように設計されている。

しかしながら、前記ホイップアンテナ１を用いて８０〜
９０ＭＨｚの周波数帯となるＦＭ放送を都市内を走行中
に受信しようとする場合には、第７図に示すように、放
送電波の直接波ＤとビルＢ等により反射した反射波Ｒと
が同時に受信されるマルチパス受信が生じることがあ
る。この様な時、無指向性のホイップアンテナ１では、
直接波と間接波とをほぼ同レベルで受信してしまい、受
信電界レベルの低下もしくはエコーひずみの発生となり
良好な受信の妨げとなる。また、弱電界地域走行時で
は、車両の移動により電界が常に変化し、“ザッ、ザ
ッ”といういわゆるスキップノイズを伴って受信される
ことがある。

このようなスキップノイズ等の防止手段としては複数の
アンテナを位相合成することにより、アンテナの指向特
性を制御するアンテナ装置（アクティブアンテナ）が有
効である。

〔従来の技術〕

このようなアンテナ装置としては、従来、例えば第８図
に示すようなものがある（特開昭５４−３２０２２
号）。

第８図はテレビジョンにおけるアクティブアンテナを示
すものであり、２，３は特性が略同一のアンテナ、４は
アンテナ２の出力を調整する受信信号調整器、５はアン
テナ２，３の出力を合成して受信器（受像機）６に入力
する合成器である。７は受信機６の受信状態を検出する
受信状態検出回路であり、具体的には、受信機６が出力
する映像信号Ｓ１から垂直同期信号Ｓ２と水平同期信号
Ｓ３を抽出する同期信号検出回路８と、これら２つの同
期信号Ｓ２，Ｓ３から映像信号Ｓ１のカラーバースト信
号のゴースト成分をサンプリングするためのサンプリン
グ信号Ｓ４を出力するサンプリング信号発生回路９、こ
のサンプリング信号Ｓ４を用いて映像信号Ｓ１からカラ
ーバースト信号のゴースト成分Ｓ５をサンプリングする
サンプリング回路１０、このゴースト成分Ｓ５を増幅、
検波して検波電圧Ｓ６を出力するゴーストバースト増幅
検波回路１１とから構成されている。１２は、検波電圧
Ｓ６を入力し、この検波電圧Ｓ６が最小となるように前
記受信信号調整器４を制御することにより、アンテナの
指向特性を変化させる指向特性制御装置である。

この指向特性制御装置１２は、具体的には次のように作
動する。すなわち、ゴーストバースト増幅検波回路１１
から検波電圧Ｓ６を入力すると、その最初の第１周期目
で受信信号調整器４の位相レベル調整量を０゜から３６
０゜の範囲で変化させて検波電圧Ｓ６の最小値を記憶す
る。次に、第２周期目で前記受信信号調整器４を再び移
相作動させ、ゴーストバースト増幅検波回路１１が出力
する検波電圧Ｓ６が第１周期目に記憶された最小値と等
しくなったときに受信信号調整器４の位相作動を停止さ
せるものである。このようにして、指向特性制御装置１
２が合成されたアンテナの指向特性を制御することによ
り、受信機２６は良好な受信状態となるものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、このような従来の受信装置は、特性のそろっ
た複数本のアンテナを用いてその出力を合成するもので
あり、また受信局が家庭用テレビジョンのような固定受
信局であることを前提としてなされたものである。

しかしながら、一般に車両用アンテナのように車体に取
付けるアンテナの場合、特性のそろったアンテナを取付
けても車両金属ボディ等の影響を受けるため実装状態に
おいては特性が変化してしまい、特性のあった複数本の
アンテナを得ることは極めて困難である。例えば、自由
空間中で無指向性のホイップアンテナを車両に取付けて
も各アンテナは指向性をもってしまう。しかも車両のよ
うな移動受信局では、移動体の移動とともに受信状態が
頻繁に変化する為、特性の不揃いなアンテナを用いて短
時間で受信状態を良好にするように合成指向性の最適制
御を行なうことは、従来の受信装置では極めて困難であ
る。

そこで、本発明の出願人は、かかる問題を解決するため
に各アンテナ出力の合成比を記憶させた記憶手段に基づ
いてアンテナ全体の合成指向特性を制御するアンテナ装
置を提案した（実願昭６０−１１９７００）。

しかしながら、各アンテナの指向性は、アンテナ装置が
搭載される移動体（例えば車両）のボデイ形状やアンテ
ナ仕様によってそれぞれ異なるため、記憶手段に記憶さ
れた各アンテナ出力の合成比が同一のままでは、車種が
異なると所期の合成指向特性が得られない。

そこで、本発明の課題は、移動体の形状やアンテナ仕様
が代わっても、予め選択した複数パターンの合成指向特
性が得られるようにする点にある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決しその課題を達成するため、本発明
は、アンテナ装置が搭載されるべき移動体の形状および
アンテナ仕様に応じて、予め選択した複数パターンを合
成指向特性を得るための各アンテナ出力の位相およびレ
ベルの合成比を記憶手段に記憶させたものである。

〔作用〕

本発明の装置は、受信不良時に指向特性制御手段は記憶
手段の情報に基づいて各アンテナ出力の位相レベルの合
成比が変化するよう位相レベル調整器を制御する。する
と、受信不良時の合成指向特性は、予め選択された複数
パターンの他の合成指向特性に切り換る。その合成指向
特性で受信状態が良好になればその状態が維持され、他
方、その合成指向特性でも受信状態が不良のときは更に
他の合成指向特性に切り換えられる。こうして、移動体
の移動によって受信状態が悪化しても合成指向特性が瞬
間に切り換えられるため、良好な受信状態が維持でき
る。また、本発明にあっては、搭載させるべき移動体の
種類ごとに各アンテナ出力の合成比を予め求めておき、
それを記憶手段に記憶させるから、どのような種類の移
動体であっても、同一のアンテナ装置で予め選択した複
数パターンの合成指向特性を得ることができるものであ
る。

〔実施例〕 以下、添付図面に基づいて本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明の実施例に係るアンテナ装置を示すもの
である。この図において、符号２１〜２４は車両等の移
動体に設けられたアンテナであり、その出力は位相レベ
ル調整器３１〜３４に入力される。この位相レベル調整
器３１〜３４は各アンテナ２１〜２４の出力の位相およ
び出力レベルを調整するものである。そして、当該位相
レベル調整器３１〜３４から出力された信号は、合成器
４１で合成され、受信機４２に入力される。このとき、
合成器４１によって合成されたアンテナ全体の合成指向
特性は、位相レベル調整器３１〜３４における受信波の
位相および出力レベルの合成比によって決まるものであ
る。４３は受信機４２における受信状態の良否を判別す
る受信状態検出器である。６０は記憶装置であり、第２
図に示すように合成指向特性のビーム方向を直接波の到
来方向に向ける為に必要な各アンテナ出力の調整量が予
め記憶されている。第３図に示すテーブルは、４本のア
ンテナ２１〜２４を合成したときの合成指向特性を特定
の方向（例えば車両前方を０゜とする相対座標系で考え
る）にシャープとし、第４図に示すようにそのビーム方
向を予め選択したパターン毎に３６０゜回転させるため
に必要な各アンテナ出力の位相およびレベルの調整量を
ビームの方向毎（例えば１０゜毎）にまとめたものであ
る。このような合成指向特性の制御に必要な数値は、予
め実測および解析等によって求めるものであるが、車種
によってアンテナの仕様、車体形状が異なるため、記憶
装置６０に記憶させるべき位相およびレベルの調整量は
車種毎にテーブルの形でまとめておき、受信装置を搭載
させる車種に応じて差し換える。尚、各アンテナの位相
およびレベルの調整量は周波数により異なるため、各周
波数毎の表が必要であることは勿論である。

６１は受信状態検出器４３からの出力信号を入力し、前
記記憶装置６０から合成指向特性を制御するに必要な情
報を読み取り、前記位相レベル調整器３１〜３４におけ
る位相およびレベルの調整量を制御してアンテナ全体の
合成指向特性を変化させる指向特性制御装置である。
尚、４４はスピーカである。

次にこの受信装置の作用を説明する。

まず、受信機４２の電源がＯＮされると同時に、指向特
性制御装置６１は受信状態検出器４３から出力される受
信波に含まれるマルチパス等の歪みに応じた電圧の信号
と予め記憶されている基準値とを比較することにより、
受信機４２の受信状態を監視する。そして、受信状態が
良好である限り、そのまま受信状態の監視を継続する。

一方、受信状態が悪化した場合、すなわち、前記基準値
より受信状態検出器４３からの出力信号が大きくなった
ときには、良好な受信が行なえるよう指向特性制御装置
６１は、記憶装置６０のテーブルに記憶されている記憶
値（合成指向特性のビーム方向を０゜，１０゜，２０゜
…，３６０゜に向けるための各アンテナ出力の位相およ
び出力レベルの調整量）から現在のビーム方向を１０゜
増加させるビーム方向に対応した記憶値を指定し、その
記憶値に基づいて各位相レベル調整器３１〜３４を制御
することにより合成指向特性のビーム方向を切り換える
とともに、該ビーム方向での受信状態を判別する。この
とき受信状態がまだ良好でないときは、良好な受信状態
が得られるまでビーム方向を１０゜毎増加さえる記憶値
を順次指定してゆく。このことにより、良好な受信状態
を得ることのできるビーム方向に合成指向性を制御する
ことができる。

すなわち、各アンテナ２１〜２４により受信された受信
波の位相および出力レベルを適宜調整することにより、
アンテナ全体の合成指向特性は第２図に示すように電波
の到来方向に対してシャープになるとともにそのビーム
方向（指向特性の最長方向）も任意に変えることができ
ることになる。その後、その状態で受信状態の監視を継
続し、受信状態が悪化した場合には再び上述したように
指向特性のビーム方向を制御して良好な受信状態を得る
ものである。

以上のように、この実施例に係るアンテナ装置によれ
ば、記憶装置６０に予め選択した複数パターンのアンテ
ナ全体の合成指向特性を形成するために必要な各アンテ
ナ出力の位相および出力レベルの調整量を表わすテーブ
ルが記憶されているので、受信状態が悪化したときでも
短時間で良好な受信状態が得られるように指向特性ビー
ム方向を変えることができ、常に良好な受信を維持する
ことが可能となる。

尚、以上の実施例においては、アンテナの数を４本とし
て説明したが、アンテナは複数本であれば４本に限定さ
れるものではない。また、直接波の到来方向に指向特性
のビーム方向を向けるように制御するものとして説明し
たが、逆に反射波ないし間接波の方向に指向特性のディ
ップ（指向特性の最短方向）を向けるように制御して間
接波をカットするようにしてもよい。更に、受信機４２
はラジオ受信機の他、ＴＶ等の他の通信装置であっても
良いことは勿論である。また、第３図に示す表におい
て、指向特性のビーム方向の角度ステップを更に細かく
すれば、より精緻な受信状態制御を実現することが出来
る。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、本発明に係るアンテナ装置
は、それが搭載される移動体の形状およびアンテナ仕様
に応じて予め選択した複数パターンの合成指向特性を形
成するに必要な各アンテナ出力の合成比を菊臆させるも
のであるから、その記憶値を変更するだけで同一のアン
テナ装置を他の移動体に搭載させることができ、各種の
移動体において良好な受信状態を得ることができること
になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るアンテナ装置の構成例を示すブロ
ック図、第２図は合成されたアンテナ指向特性を示す説
明図、第３図は各受信信号調整器における位相・出力レ
ベルの調整量と指向特性のビーム方向との関係を表わす
テーブル、第４図は合成したアンテナの指向特性パター
ンを示す説明図、第５図はホイップアンテナを示す斜視
図、第６図はホイップアンテナの指向特性を示す説明
図、第７図は走行中の車両が受信する直接波と間接波と
を示す説明図、第８図は従来のアンテナ装置を示すブロ
ック図である。 ２１，２２，２３，２４…アンテナ ３１，３２，３３，３４…位相レベル調整器 ４１…合成器 ４２…受信機 ４３…受信状態検出器 ６０…記憶装置 ６１…指向特性制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】移動体に設けた複数のアンテナの各アンテ
   ナが受信する受信波の位相およびレベルを調整する位相
   レベル調整器と、この位相レベル調整器によって調整さ
   れた各アンテナ出力を合成することによりアンテナ全体
   の合成指向特性を形成する合成器とを有するアンテナ装
   置において、当該アンテナ装置が搭載されるべき移動体
   の形状およびアンテナ仕様に応じて、予め選択した複数
   パターンの合成指向特性を得るための各アンテナ出力の
   合成比を記憶した記憶手段と、受信不良時に前記位相レ
   ベル調整器を駆動することにより特定パターンの合成指
   向特性を形成する指向特性制御手段とを有することを特
   徴とするアンテナ装置。