JPH0815243B2

JPH0815243B2 - 信号分離装置

Info

Publication number: JPH0815243B2
Application number: JP61066113A
Authority: JP
Inventors: ジヤージー、ジヤセツク、クロピールニツキ; ジエイムズ、デイヴイツド、ラースト; ブライアン、イースター
Original assignee: ビー・エス・エイチ、エレクトロニクス、リミテッド
Priority date: 1985-03-30
Filing date: 1986-03-26
Publication date: 1996-02-14
Anticipated expiration: 2011-02-14
Also published as: EP0197650A3; JPS61270903A; DE3682522D1; DE197650T1; CA1258706A; EP0197650A2; KR860007796A; EP0197650B1; IN166101B; ES8707029A1; ATE69672T1; ES553414A0; KR920005100B1; US4761826A; ZA861962B; GB8508402D0; BR8601362A

Description

【発明の詳細な説明】発明の技術分野本発明は、自動車の電気加熱した窓の加熱素子からラ
ジオ信号を分離し、それにより加熱素子が、同時に加熱
のためおよびラジオ送信または受信アンテナとして利用
できる信号分離装置に関する。

従来の技術英国特許第1,520,030号、同第1,600,987号および同第
2,152,760号明細書によれば、絶縁整合回路が設けられ
ており、この絶縁整合回路が、加熱素子の電源回路を加
熱素子に接続されたラジオ受信機または送信機のアンテ
ナ回路から絶縁し、かつこの絶縁整合回路が、加熱素子
のRF特性をアンテナ回路に整合し、このような加熱素子
が、特に、VHF用途に使用する周波数において原則的に
非振動および非共振性である、種々の信号分離装置が記
載されている。

自動車のVHFラジオ受信装置でよく認められる問題
は、自動車が動いている場合に、丘、建物、別の自動車
等のような近くの物体および地形により生じる信号の反
射および回折によるマルチパス伝搬のため、信号が、瞬
時的な深く速いフェージングを受けるということにあ
る。この問題を解決するため、ダイバーシチ受信と称す
る技術を使用することは周知である。周知の装置によれ
ば、自動車上の離れた位置に２つのアンテナが設けられ
ており、かつ２つのアンテナ間で受信装置を切り換える
ため電子回路が使われている。電子回路は、受信装置が
初めに接続されていたアンテナを介して受信された信号
の強度に応じて、信号強度が所定の値以下に低下した場
合、別のアンテナ装置を切り換える。両方のアンテナが
弱い信号しか供給しない場合、電子回路は、引き続き両
方の信号の強度を比較し、かつ一方のアンテナの信号強
度が、所定のしきい値以上に上昇するまで、強い方の信
号を提供するアンテナを選択する。VHF-FMをラジオ用の
無線方式として用いる場合の重大な問題のひとつは、特
に都会環境において、都会環境内にある種々の物体から
反射される伝送信号の一連のすべてのイメージが同時に
通常のアンテナによって受信されることである。これら
イメージは自動車の移動に伴って連続的に変化している
ので、統計上そうであるようにFM信号の側波帯のどこか
で、（すべての成分が相殺し合うときに）ヌルが頻繁に
発生する。その結果ノイズ又はひずみが突発し、不快で
ある。

ダイバーシチシステムが設置されれば、２つの独立の
アンテナによって、両方のチャンネルに何れかの瞬間に
発生するヌルに対する確率は、一つのアンテナにだけ発
生するヌルに対する確率の２乗に等しいので、上記のよ
うな状況の発生の可能性は大幅に減少せしめられる。

一般に、ダイバーシチ受信は次のいづれかを用いるこ
とによって行われる。

i.有効距離（理想的には数波長）だけ離間した２つのア
ンテナ（空間ダイバーシチ） ii.相互に直角の偏波を持つ信号を受信するように配列
された２つのアンテナ（偏波ダイバーシチ） iii.同じ信号２以上の異なった周波数で伝送する（周波
数ダイバーシチ）。

いずれの場合にも、複数の出力は本質的に独立であ
り、従ってダイバーシチシステム用の源信号として使用
することができる。

上記ｉの場合、一台の自動車の範囲内では、２本のア
ンテナは当然１波長の範囲内にあり、相互に連結し、自
動車自体に連結するので、例えば２つのホイップアンテ
ナで真正な空間ダイバーシチを達成する試みは良好な結
果を与えていない。

上記iiの場合、真正な偏波ダイバーシチを達成するた
めには、２つの特別なダイバーシチ面にのみ応答するア
ンテナを一般的には水平又は垂直にする必要がある。こ
れらのアンテナはそれ自体、車体に本来存在する様々な
共振構造体に結合するので、真正な偏波ダイバーシチも
容易に達成されない。

上記iiiの場合、周波数ダイバーシチは、大多数の無
線局が単一の周波数で放送しているので、使用できな
い。

これに対し、本発明は、自動車の窓ガラスに設けた加
熱素子兼用アンテナを用いるダイバーシチ受信方式を提
案する。このダイバーシチ受信方式は、加熱素子スクリ
ーンにおける２つの異なった電流パターンに応答する受
信システムを準備することにより、２つの独立の信号を
生じさせる。これらの信号は、相互に独立であるので、
相互に作用することはない。従って、これらの信号は直
交と呼ばれる。（この直交はスカラー積が零の（１対の
ベクトルの）直交の数学的定義である。このことは、各
ベクトルが他に対して共通な成分を有していないことを
意味する。）本発明によるこのダイバーシチ受信方式は２つの別々
に設けたアンテナは使用しないので、厳密に言えば、上
記のiiiはもちろん、ｉ及びiiのいずれにも属さない
が、iiの偏波ダイバーシチの一種とも考えることもでき
る。

発明の目的本発明の目的は、別々のアンテナ構成を使用する必要
がないダイバーシチ受信技術を使用して、フェージング
を効果的に補償できるアンテナ装置を提供することにあ
る。

発明の構成本発明によれば、この目的は次のようにして達成され
る。即ち、ダイバーシチ受信のために自動車の電気加熱
される窓の加熱素子から少なくとも２つの直交する独立
のラジオ信号を抽出する信号分離装置であって、 a.信号分離装置を加熱素子に接続する２つの加熱素子接
続部、 b.受信した信号をラジオ装置のアンテナ入力端子に供給
する少なくとも２つのラジオ受信機接続部、 c.加熱用に加熱素子に電力を供給する電源と加熱素子接
続部との間に接続され前記電源から前記ラジオ信号を絶
縁する絶縁回路、 d.ハイブリッド変成器又は等価回路と、整合増幅器とを
備え、ハイブリッド変成器又は等価回路のセンタータッ
プ付き１次巻き線は、加熱素子接続部に接続され、１次
巻き線のセンタータップに接続された第１の整合増幅器
は、ラジオ受信機接続部に得られる第１のダイバーシチ
ラジオ信号を供給し、２次巻き線に接続された第２の整
合増幅器は、ラジオ受信機接続部に得られる第２のダイ
バーシチラジオ信号を供給する、加熱素子接続部とラジ
オ受信機接続部との間に接続された分離回路、 e.アンテナ入力端子にそれぞれダイバーシチラジオ信号
を供給するために２つのラジオ信号受信モードをそれぞ
れ選択する２つの状態の間で切換えを行い、かつラジオ
受信機接続部とラジオ装置のアンテナ入力端子との間に
接続された選択回路を有する。

この装置によれば、不利な信号の変形、特にフェージン
グの効果的な補償を簡単且つ便利に行うことができる。

その代わりにそれぞれ加熱素子の異なった部分に多重
接続を行ってもよく、これら多重接続は、分離回路によ
りラジオ信号接続部につながっており、それにより異な
った信号構成は、このような部分の構成および／または
配列および／または空間的配置の結果として生じる。

絶縁回路に関しては、どのような適当な形をしていて
もよい。従ってバイファイラ巻きまたは英国特許第1,52
0,030号、1,600,987号または2,152,760号明細書に記載
されたその他の装置が使用できる。前記それぞれの構成
のアンテナ装置をラジオ装置のアンテナ回路に整合する
整合回路も、設けることができ、このような適当な回路
は、前記の特許明細書に記載されている。

ラジオ信号接続部は、選択回路によりラジオ装置のア
ンテナ回路につながるように構成してもよく、この選択
回路は、アンテナ装置の異なった構成におけるラジオ信
号のモニタした特性に依存して、前記アンテナ回路に電
気接続部を選択的に接続するように動作できる。このよ
うな適当な回路は、通常のダイバーシチ受信装置に使わ
れている。選択回路は、信号分離装置に組み込んでもよ
く、またはラジオ装置に組み込んでもよい。

変形実施例によれば、ラジオ信号接続部は、スイッチ
装置によってラジオ装置のアンテナ回路につながるよう
に構成してもよく、このスイッチ装置は、例えば所定の
切り換え周波数でアンテナ回路に交互に接続部を繰り返
しつなぐ。このスイッチ装置は、信号分離装置またはラ
ジオ装置に組み込んでもよい。

別の実施例によれば、接続部は、２つの異なったモー
ドに、すなわち直接モードおよび遅延線（例えば所定の
長さの同軸ケーブル）を介した間接モードに参加するよ
うに構成されており、従ってその結果２つの異なった偏
波が生じる。特にこの実施例において、遅延線は、1/4
波長になるように構成されており、従って90°の位相シ
フトが生じる。その結果、90°の位相差を有する２つの
信号のベクトル和が形成される。２つのモードの間の切
り換えは、モニタした信号の特性に従ってまたは前記の
ような所定の切り換え周波数で行うことができる。混合
およびスイッチ回路は、分離装置またはラジオ装置に組
み込んでもよい。

以上３つの実施例は、どのような適当な組合せで互い
に組み合わせてもよい。

本発明の分離装置には、受信アンテナとして自動車の
加熱する後窓を使用してVHFラジオ信号を受信する状況
において格別の用途があり、このような加熱する後窓
が、使用するVHF周波数において原則的に非周期性であ
りかつ非共振性であることは明らかである。しかし本発
明が、この利用分野に限定されるものではなく、放送ま
たは通信いずれに関しても受信および／または送信のた
め、あらゆる適当な種類の車両のあらゆる窓のあらゆる
適当な加熱素子または加熱素子組合わせと共に利用でき
ることは明らかである。

実施例の説明本発明の実施例を以下図面により説明する。

信号分離装置１は、ハウジングに収容した回路装置を
有し、この回路装置は、自動車の加熱する後窓２の近く
で自動車に取り付けられている。ハウジングは40で示し
てある。

第１図に示すように、加熱する後窓２は、それぞれの
端部を垂直の電力バスバー4,5に接続した複数の平行な
水平加熱線３を有する。バスバーは、下方に伸びてお
り、かつ加熱装置の中央において位置6,7で終わってい
る。バスバー4,5は、リード線8,9により分離装置１の入
力接続部10,11に接続されており、かつ装置１は、バス
バー終端部6,7のすぐ下に配置されており、それにより
加熱装置と分離装置１の空間的に対称の平衡構成が可能
である。

分離装置１内において、入力接続部10,11は、２つの
離れたチョーク14,15と英国特許第1,520,030号明細書に
記載されたようなパイファイラ巻き線16,17とを介して
電源接続部12,13に接続されている。チョーク14,15は、
コンデンサ18により結合されており、かつ一方のチョー
ク14は、バッファ増幅器20を介してLF（低周波）出力接
続部19に接続されている。

入力接続部10,11は、コンデンサ21,22を介してハイブ
リッド変成器の１次巻き線23にも接続されており、かつ
誘導結合された２次巻き線24は、VHF整合増幅器25を介
して第１のVHF出力接続部26に接続されている。１次巻
き線23のセンタータップ27は、第２のVHF整合増幅器28
を介して第２のVHF出力接続部29に接続されている。ハ
イブリッド変成器により、２つの直交する全く独立した
信号が発生され、これら２つの独立信号は、第１及び第
２のVHF出力接続部26,29から出力される。

電源接続部12,13は、通常のヒータースイッチ（図示
せず）を介して自動車のバッテリー回路に接続されてい
る。LF出力接続部19は、自動車のLF/VHFラジオ受信機31
のLFアンテナ入力端子30に接続してもよい。

VHF出力接続部26,29は、信号選択回路33を介してラジオ
受信機31のVHFアンテナ入力端子32に接続されている。

信号選択回路は、通常のようにダイバーシチ受信に使
われる。代表的には（例示にすぎないが）、２つのスイ
ッチ34（例えばPINダイオード）を有することができ、
これらのスイッチは、それぞれVHF出力接続部26,29をVH
Fアンテナ入力端子32と制御回路35に接続し、この制御
回路は、一方において切り換えを制御するためスイッチ
34に接続されており、かつ他方において信号振幅または
マルチパス妨害強度の測定を行うことができる受信機31
内の点に接続されている。

図１において、受信した電波によって自動車の窓の加
熱素子のヒーターパターンに生じる電流成分は電子バス
バー４及び５で発生する電流成分である垂直成分と加熱
線３で発生する電流成分である水平成分の２の電流成分
を有している。

電力バスバー４を流下し、リード線８を経由してハイ
ブリッド変成器のセンタータップ27へ流れる電流と、電
力バスバー５を流下し、リード線９を経由して上記セン
タータップ27へ流れる電流との２つの正味電流では、水
平成分は相殺し合うような回路構成がとられているの
で、結果として生じる信号は垂直成分の和から成る（不
平衡モード）。すなわち、上記水平成分は相互に等しく
方向が反対となるため相殺し合う。このような、電力バ
スバー４及び５からの正味電流が１つのアンテナ部分に
相当する出力を発生する。この出力は変成器の一次側の
タップ27から取り出され、整合増幅器28を介してVHF出
力接続部29へ供給される。

一方、受信した電波によって自動車の窓の加熱素子の
ヒーターパターンに生じる電流のうち、加熱線３、電力
バスバー５、リード線９、ハイブリッド変成器の１次巻
き線23、リード線８、電力バスバー４を循環して流れる
電流が、ハイブリッド変成器の１次側電流を構成し、ハ
イブリッド変成器の２次側に誘導される出力は、この変
成器の１次側電流に比例する。そして、ヒーターパター
ンの上記電流の循環ラインでは、上記２つの対向する垂
直成分は相殺し合い、水平成分のみの電流によってハイ
ブリッド変成器の２次側に出力誘導される。このこと
は、加熱線３で構成された他の１つのアンテナ部分に相
当する出力は、水平成分から成ると考えてよい。この水
平成分は上記の不平衡モードに対して直交方向に独立で
ある。変成器の２次側に誘導される平衡モードの出力
は、整合増幅器25によって、整合され、増幅され、VHF
出力接続部26に供給される。

上記の２つの直交方向に独立の信号に同時にフェージ
ングが生じることは極めて稀であるので、信号選択回路
33によって何れかの信号を選択すれば常に良好な受信状
況が得られる。

既述のようにVHF-FM放送のためのラジオ自由空間波長
は、数メートルのオーダであり、自動車の主要寸法に相
当する。空間ダイバーシチまたは偏波ダイバーシチのよ
うな既知のダイバーシチ技術の直接的な応用は、アンテ
ナと自動車本体との間の相互の関係上、困難である。自
動車の外形から突き出すことなく、後窓に設けられた単
一構造により、良好なダイバーシチ性能を実現すること
は、特に簡単かつ便利な解決方法である。

初めにスイッチ34は、一方のFM出力端子26,29をアン
テナ入力端子32に接続するように制御されている。受信
信号にフェージングが生じて、ラジオ受信機31における
IF系の出力が所定のしきい値以下に低下した場合、スイ
ッチ位置が反転し、かつ他方のVHF出力端子26または29
が、アンテナ入力端子32に接続される。両方の出力端子
26,29の信号が弱い場合、これら信号を比較し、強い方
の信号を供給するVHF出力端子が選ばれる。比較処置
は、一方のVHF出力が再びしきい値以上になるまで連続
的に繰り返される。

２つの整合回路25,28は、適当に構成され、それぞれア
ンテナ装置の平衡および不平衡構造部の整合を行う。

第２図は、別のコイル36が加えられたバイファイラ巻
き線の変形構成を示している。

第３図は、選択回路の変形構成を示しており、ここに
おいて２つの出力端子26,29は、スイッチ回路37を介し
て入力端子32に接続されている。スイッチ回路は、２つ
の出力端子の間で単純に切り換えを行い、設定周波数
（kHzのオーダのもの）で交互に入力端子32にこれら２
つの出力端子を接続する。

第４図は、選択回路の別の変形構成を示しており、こ
こでは２つの出力端子は、所定の長さの同軸ケーブル38
とスイッチ39により互いに接続されており、この同軸ケ
ーブルは、1/4波長遅延線をなしている。スイッチは、
設定周波数（kHzのオーダのもの）で開閉する。入力端
子32に供給される信号は、２つの異なったモードの、す
なわち第３図の装置により得られる直交偏波とは異なっ
た角度の直交偏波の、例えば第５図に示すようにABとCD
ではなくEFとGFの間で交番する偏波の出力端子26,29に
おける信号の混合物をなしている。すなわち遅延線は1/
4波長になっており、従って90°の位相シフトを生じ、
かつその結果、90°の位相差を有する２つの信号のペク
トル和が生じる。

第３図および第４図の装置は、第５図の４つの偏波す
べてが所望のいかなる順序でも使われるように組あわせ
てもよい。

第１図は、接続リード線8,9を中央に配置した簡単化
した窓加熱素子を示している。実際には種々の加熱素子
構造と接続が可能であり、かつリード線8,9は、装置の
便利な配置のため必要な場合には、中心をはずしてまた
は非対称に構成してもよい。その他の適当な構成は、第
６図〜第８図に示してある。バスバー4,5および線材３
は、垂直または水平またはその他の方法で配置してもよ
い。分割したバスバー５を有する「折り返し」構成を使
用すると最も有利である。なぜならそれによりリード線
8,9に対して短いバスバー接続部が使用できるからであ
る。

出力端子26,29と入力端子32の間に挿入されたいくら
かまたはすべての分離／スイッチ回路は、ラジオ装置31
のハウジングまたは信号分離装置１のハウジング内に、
または独立の中間ハウジング収容ユニット内に収容して
もよい。

上記説明において、FMと述べた場合、これはVHF放送
周波数を表わし、かつAMと述べた場合には中波および長
波帯域の放送周波数を表わすものとする。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による信号分離装置の１実施例を示す
回路図、第２図、第３図および第４図は、第１図の回路
の一部の種々の変形を示す図、第５図は、第１図−第４
図の回路のアンテナ構成の種々の偏波を示す図、第６
図、第７図、第８図は、加熱素子パターンと接続点の変
形を示す図である。１……信号分離装置、２……後窓、３……加熱線材、4,
5……バスバー、8,9……リード線、10,11……入力接続
部、12,13……電源接続部、19……LF出力接続部、25,28
……VHF整合増幅器、26,29……VHF出力接続部、30……L
Fアンテナ入力端子、31……ラジオ受信機、32……VHFア
ンテナ入力端子、33……信号選択回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ジエイムズ、デイヴイツド、ラーストイギリス国、グイネド、ランフアーフエチヤン、ゴーデイノグ、オーチヤド、ハウス（番地ナシ) (72)発明者ブライアン、イースターイギリス国、グイネド、ランゲフニ、タルヴイン、ロード、スリーヴ、ドナード（番地ナシ) (56)参考文献特開昭54−70753（ＪＰ，Ａ) 実開昭48−14125（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ダイバーシチ受信のために自動車の電気加
熱される窓の加熱素子から少なくとも２つの直交する独
立のラジオ信号を抽出する信号分離装置であって、 a.信号分離装置を加熱素子（２）に接続する２つの加熱
素子接続部（６、７）、 b.受信した信号をラジオ装置（31）のアンテナ入力端子
（32）に供給する少なくとも２つのラジオ受信機接続部
（26、29）、 c.加熱用に加熱素子（２）に電力を供給する電源と加熱
素子接続部（６、７）との間に接続され前記電源から前
記ラジオ信号を絶縁する絶縁回路（14〜18）、 d.ハイブリッド変成器又は等価回路（23、24）と、整合
増幅器（25、28）とを備え、ハイブリッド変成器又は等
価回路のセンタータップ付き１次巻き線（23）は、加熱
素子接続部（６、７）に接続され、１次巻き線（23）の
センタータップ（27）に接続された第１の整合増幅器
（28）は、ラジオ受信機接続部（29）に得られる第１の
ダイバーシチラジオ信号を供給し、２次巻き線（24）に
接続された第２の整合増幅器（25）は、ラジオ受信機接
続部（26）に得られる第２のダイバーシチラジオ信号を
供給する、加熱素子接続部（６、７）とラジオ受信機接
続部（26、29）との間に接続された分離回路、 e.アンテナ入力端子（32）にそれぞれダイバーシチラジ
オ信号を供給するために２つのラジオ信号受信モードを
それぞれ選択する２つの状態の間で切換えを行い、かつ
ラジオ受信機接続部（26、29）とラジオ装置（31）のア
ンテナ入力端子（32）との間に接続された選択回路（34
又は37）を有することを特徴とする信号分離装置。
【請求項２】加熱素子接続部（６、７）が、加熱素子
（２）の異なった位置に接続されており、かつ第１及び
第２の回路（23、24、25及び23、27、28）が、加熱素子
をそれぞれ平衡及び不平衡モードに配列するようになっ
ている、特許請求の範囲第１項記載の装置。
【請求項３】選択回路（23）が、ラジオ受信機接続部
（26、29）とラジオ装置（31）のアンテナ入力端子（3
2）の間に接続されたスイッチ（34）、及びこのスイッ
チとラジオ装置の間に接続された制御回路（35）を有
し、それにより受信したラジオ信号の特性に依存してス
イッチ（34）が、アンテナ入力端子（32）にラジオ受信
機接続部（26、29）のうち一方を選択接続するようにし
た、特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の装置。
【請求項４】選択回路（37）が、ラジオ受信機接続部
（26、29）とラジオ装置（31）のアンテナ入力端子（3
2）の間に接続されたスイッチ回路を有し、このスイッ
チ回路が、アンテナ入力端子にそれぞれのラジオ受信機
接続部（26、29）を交互に接続するように繰返しスイッ
チングを行う、特許請求の範囲第１項又は第２項に記載
の装置。
【請求項５】それぞれのラジオ受信機接続部（26、29）
の間に遅延リンク（38）及びスイッチ可能な直接リンク
（39）を含む選択回路が設けられており、スイッチ可能
な直接リンク（39）とラジオ装置（31）の間に制御回路
が接続されており、それにより受信したラジオ信号の特
性に依存してスイッチ可能な直接リンク（39）が挿入又
は取外しに切換えられる、特許請求の範囲第１項又は第
２項に記載の装置。
【請求項６】それぞれのラジオ受信機接続部（26、29）
の間に遅延リンク（38）及びスイッチ可能な直接リンク
（39）を含む選択回路が設けられており、スイッチ可能
な直接リンクが、直接リンク（39）を交互に挿入しかつ
取外すように繰返しスイッチングする、特許請求の範囲
第１項又は第２項に記載の装置。