JPS61288630A - アンテナ装置 - 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、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
、移動体の方向変化角度に応じて変化させ常に最良の受
信状態を維持するアンテナ装置に関するものである。

［技術の背景コ 一般に、移動体のアンテプへ例えば車両用アンテナは、
第７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８図に示すように比較的固に近いため
、車両Ｃがどの方向を向いても受信悪疾があまり変わら
ないように設計されている。

しかしながら、８０〜９０　Ｍ　ＨＺの周波数帯となる
ＦＭ放送を走行中に受信しようとする場合、第９図に示
すように放送電波の直接波とビル等により反射した反射
波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っ
て、マルチパスノイズが現われるようになる。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、゛ザラ、ザラ″という所謂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づることにより、アンテナの指向特
性を制御するアクティブアンテナが有効である。

［従来の技術］ このＪ：うなアクティブアンテナどしては、従来、例え
ば第１０図に示すようなものがある。（特開昭５４−３
２０２２＞ 第１０図はテレビジョンにお【プるアクティブアンテナ
を示すものであり、２．３はアンテナ、４はアンテナ２
．３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機（受像機）６に入力づる合
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
８２．８３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ザンプリング信号
Ｓ４を出力するサンプリング信号発生回路９、この１Ｊ
ンプリング信号Ｓ４を用いて映像信号Ｓ１からカラーバ
ースト倍量のゴースト成分Ｓ５をサンプリングする与ン
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パース１〜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を制御覆ることにより、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
動づる。ずなわら、ゴーストバースト増幅検波回路１１
から検波電圧Ｓ６を入力覆ると、その最初の第１周期日
で受信信号調整器４の位相レベル調整量をＯ痘から３６
０１１６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周期日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＄６が第１周期日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の移相作動を停
止１−させるものである。このようにして、指向特性制
御＠置１２が合成されたアンテナの指向性１１を制御す
ることにより、受信機６は最良の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、このような従来のアンテナ装置は受信状態が
悪化した場合に、受信信号調整器の位相レベル調整量を
０度から３６０痕まで変化さ口、（の結果記憶した検波
電圧の最小値と、第２周期［１の位相レベル調整時の電
圧とが一致するようにして、最良の受信状態を１ｑるも
のである。

しかしながら、このアンテナ装置は、家庭用テレビジョ
ンのような固定受信局を前提とするものであるから、車
両のように移動とともに受信状態が頻繁に変化する移動
受信局にお（Ｊる指向特性の最適制御を行うのには適し
−Ｃいない。

すなわち、このように位相レベルを３６０唯変化させて
検波電圧の最小値を検出づるのでは、その検出過程にお
いて受信状態がかえって悪化し、スキップノイズが発生
してしまうという問題がある。

「問題点を解決するための手段］ 本発明は上記問題点を解決するべ（なされたものであっ
て、移動体の移動とともに受信状態が頻繁に変化しても
、合成指向性の方向をノイズ発生を起こすことなく短時
間で最適制御でき、常に最良の受信状態を維持すること
の出来るアンテナ装置を提供することを目的とし、この
目的達成の手段は、移動体に設けた複数のアンテナと、
各アンテナの出力を調整する受信信号調整器と、該受信
信号調整器の出力を合成して受信機に入力する合成器と
、前記移動体の方位を検出し移動体の方向変化角度を検
出する変化角ｍ検出手段と、該変化角度検出手段の出力
に基づき各受信信号調整器の調整量を制御することによ
り最良受信状態を得るような方向にアンテナ全体の合成
指向性の方向を向ける指向特性制御手段とを有するアン
テナ装置である。

［実施例］ 以下、添句図面に基いて本発明の詳細な説明づる。

第１図は本発明の実施例に係るアンテナ装置を示１ノ）
のである。この第１図において、２１゜２２．２３．２
４は車両等の移動体に設番プられたアンテナであり、そ
の出力は受信信号調整器３１゜３２．３３．３／Ｉに入
力される。この受信信号調整器３１，３２，３３．３４
は各アンテナ２１゜２２．２３．２４が受信した受信波
の位相および出力レベルを調整して出力するものである
。そして、当該受信信号調整器３１，３２，３３．３４
から出力された調整信号は、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
得られるアンテナ全体の合成指向特性は、受信信号調整
器３１．３２，３３．３４にお【」る受信波の位相およ
び出力レベルの調整量によって決まるものである。寸な
わら、各アンテナ２１．２２，２３．２４により受信さ
れた受信波の調整量を適宜調整１−ることにより、合成
されたアンテナの指向特性は第２図に示すように直接波
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
るものである。４２は、合成器４１からの合成信号を受
信し復調する受信機、４３は受信機４２の出力レベルを
検出して受信機４２の受信状態を検出する受信状態検出
器、４４はスピーカである。５０は車両の方位を検出す
る方位センサである。この方位センサ５０は、方位信号
（地磁気の向き）とＭ単信号（車両に対する方位センサ
の向き）の位相差を算出し、車両の向きθ１を検出する
ものである。

６０は前記受信信号調整器３１，３２，３３゜３４にお
ける受信波の位相および出力レベル調整量を制御して、
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６０は、具体的には、例えば
第３図に示すように、変化角度検出回路６１、記憶部６
２、制御部６３、およびインターフェース回路６４．６
５とから構成される。

変化角度検出回路６１は、方位センサ５０が検出する現
在の車両の方位θ１と、最後に合成指向特性ビームの方
向制御を行なったときの車両の方位θ０とを比較して、
車両のｈ向変化角酊θ２を検出するものである。

記憶部６２には、第４図に示すように各受信信号調整器
３１，３２，３３．３４における受信波の位相および出
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
わすテーブルが予め記憶されており、制御部６３の呼出
しに応じて必要な情報を出力する。

制御部６３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と予め記
憶されている基準値とを比較することにより常に受信機
４２の受信状態を監視しており、受信状態が悪化したと
ぎには変化角度検出回路６１から車両の方向変化角度θ
２を検出し、その変化角度θ２に基いて、最良の受信状
態を得るのに必要な、各受信信号調整器３１，３２゜３
３．３４における位相と出力レベルの調整量を記憶部６
２から読取り、出力するものである。

すなわち、この指向特性制御装置６０は、受信状態検出
器４３に基いて常に受信機４２の受信状態を検出してお
り、受信状態が悪くなったときには車両の方向変化角度
θ２を検出して受信波の位相および出力レベルの調整量
を制御し、最良受信状態となる方向く直接波の到来方向
）にアンテナの指向特性ビームを向１プるものである。

尚、前記テーブルの数値、すなわち第４図に示すような
指向特性のビーム方向を制御するだめの受信波の位相・
出力レベル調整量は予め実測にＪ：って求めておけばよ
い。

次に、この実施例に係るアンテナ装置の作用を、第５図
に示すフローチャー１・に基いて説明する。

まず、受信機４２の電源がＯＮされると、指向特性制御
装置６０はアンテナの指向特性のビーム方向θＢを初期
化する。ここでビーム方向とは合成された指向特性の最
良方向をいい、その角度θＢは車両の前方を０度とした
相対座標系で考える。又、指向特性制御装置６０は、指
向特性のビーム方向θＢを制御するために必要な、二つ
の車両角酸θ。、θ、に電源ＯＮ時の車両の方位を入力
する。θθは最後にビーム方向の制御を行なったときの
車両の方位を表わす変数、θ／は現在の車両の方位を表
わす変数を意味するものとする。

そｌノで、指向特性制御装置６０は、このθρとθ／を
比較し、その角度の差から車両の方向変化角痘を検出す
る。

ところで、受信機４２の電源ＯＮ時にはθ〇−θ１であ
り、車両の方向変化は検出されないから、指向特性制御
装置６０は指向特性のビーム方向を３６０度回転させて
、その間で最良の受信状態となった方向にビームを向Ｕ
１その方向をθｂに記憶する。指向特性制御装置６０は
受信状態検出器４３からの出力に基いて、受信機４２の
受信状態を常に監視しているが、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基準値より受信
状態検出器４３からの出力信Ｂが大ぎくなったときには
、指向特性制御装置６０は方位［ンサ５０からその時点
における現在の車両の方位θ１を読みとり、＠後にビー
ム方向の制御を行なったときの車両の方位θ０と比較Ｊ
る。θ０≠θ１であれば車両は方向を変えていることに
なるから、その方向変化角廉θ２を求める。θ２−θ１
−００である。この場合、車両が０だｔ）方向を変えた
ことにより、電波の到来方向は車両の前方方向を０度と
した相対座標系において、θβ十０２の方向に変わった
ことになる。そこで、指向特性のビーム方向を電波の到
来方向であるθｂ＋θ２の方向に制御すれば最良の受信
状態となるはずであるが、長距離の走行の場合には、放
送局の送信アンテナと車両の位置関係が徐々に変わるた
めビームを直接θδ＋θ２の方向に制御するのではなく
、一定の探索範囲△θを設定して（θβ十０２−八〇）
から（θＢ＋０２＋八〇）の範囲でビーム方向を回転さ
せるように記憶部６２のテーブルＫに記憶されている記
憶装置に基づいて各受信信号調整器３１，３２，３３．
３４を制御する。

そして、その中で最良の受信状態が得られる方向にビー
ムを向ければよい。そして、その最良受信状態が得られ
るビーム方向をθＢに、また、そのとぎの車両の方位を
θ０に記憶してお（。そして、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以上のように
指向特性のビーム方向を制御して最良の受信状態を得る
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
、受信機４２の電源投入時に指向特性のビーム方向を３
６０度回転した後は、車両の方向変化に応じて最小限の
探索範囲内でビーム方向を制御し最良受信状態を得れば
良い。従って、最良受信状態探索時に発生するノイズを
大幅に低減することができるものである。又、本実施例
のように、合成指向特性を任意の方向に向けるための各
アンテナ出力の調整量が予め記憶された記憶部６２の記
憶値に基づいてビーム方向を制御することにより、より
探索範囲内でのビーム方向の切り換えも短時間で行うこ
とができる。

第６図は、本発明の他の実施例を示すブ［コック図であ
る。この実施例に係るアンテナ装置は衛星通信のように
送信源が十分遠方にあり月つ静止しでいるような場合に
有用なものである。このような場合には、車両が動き回
っても電波の到来方向は一定とみることができるから、
車両の方位を検出すれば、その車両に対する電波の到来
方向も求まる。従って、その電波の到来方向にアンテナ
の指向特性ビームが向くように制御すれば最良受信状態
が得られるものである。従って、このような場合には、
受信機４２の受信状態を監視する必要はないから、前記
実施例の場合のように受信状態検出器４３を設ける必要
がない。

尚、以−ト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、電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。

［発明の効果］ 以ｌμ２明したように、本発明は車両の方向変化角度を
検出器る変化角変検出手段およびアンテナ出力の調整量
と指向特性ビーム方向との関係を記憶する記憶部を設け
、車両の方向変化に応じて常に最良の受信状態が得られ
るように、アンテナの指向特性ビーム方向を制御するも
のであるから、移動受信局のように移動体の移動ととも
に受信状態が頻繁に変化しても、合成指向性の方向を短
時間で制御できるとともに最良受信状態を得る時に発生
するノイズを大幅に低減させることができるという効果
を奏づるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るアンテナ装置を示づブロック図、
第２図は合成されたアンテナ指向特性を承り説明図、第
３図は本発明の実施例に係る指向特性制御装置の構成を
示すブロック図、第４図は各受信信号調整器にお（Ｊる
位相および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５図は本発明の実施例に
係るアンテナ装置の作用を説明するためのフローチャー
ト、第６図は本発明の他の実施例に係るアンテナ装置を
示すブロック図、第７図はホイップアンテナを示す斜視
図、第８図はホイップアンテナの指向特性を示ず説明図
、第９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１０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３１．３２．３
３．３４・・・受信信号調整器４１・・・合成器　　　
　　４２・・・受信機４３・・・受信状態検出器　４４
・・・スピーカ５０・・・方位センサ ６０・・・指向特性制ｔＩＩｌ装置 ６１・・・変化角度検出回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 移動体に設けた複数のアンテナと、各アンテナの出力を
   調整する受信信号調整器と、該受信信号調整器の出力を
   合成して受信機に入力する合成器と、前記移動体の方位
   を検出し移動体の方向変化角度を検出する変化角度検出
   手段と、該変化角度検出手段の出力に基づき各受信信号
   調整器の調整量を制御することにより最良受信状態を得
   るような方向にアンテナ全体の合成指向性の方向を向け
   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。