JPS632371B2

JPS632371B2 -

Info

Publication number: JPS632371B2
Application number: JP3987781A
Authority: JP
Inventors: Makoto Kaishima; Tomikazu Yoneda; Yasuki Ozaki; Takashi Maruyama; Norio Shimano
Original assignee: Toshiba Corp; Nippon Hoso Kyokai NHK
Current assignee: Toshiba Corp; Japan Broadcasting Corp
Priority date: 1981-03-19
Filing date: 1981-03-19
Publication date: 1988-01-19
Also published as: JPS57154947A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、たとえば、放送機または中継放送
機などの親局からの受信信号のほかに、他局また
は他国からの電離層などからの反射波により、受
信バンド内に影響を与える妨害波を除去するため
に用いられる妨害波除去受信方式に関する。一般に、位相差給電方式によるビート妨害波の
除去には、第１図に示すように、一直線状に配置
された２本または２本以上の複数個のアンテナ系
１〜３を有し、各アンテナ系１〜３に振幅可変器
４ａ〜４ｃおよび移相器５ａ〜５ｃを設け、各ア
ンテナ系１〜３の受信波を合成器６で合成して出
力６ａを取り出すようにしている。この各アンテナ系１〜３からの受信波を合成す
る際に、その移相器５ａ〜５ｃによる移相量およ
び振幅可変器４ａ〜４ｃによる振幅量を変化さ
せ、同一バンド内の希望波成分を打ち消すことな
く、妨害波のみを合成振幅が零となるように各ア
ンテナ系１〜３の移相器５ａ〜５ｃと振幅可変器
４ａ〜４ｃの量を決定するようにしている。このような位相差給電方式によると、妨害波を
打ち消すためには、各移相器５ａ〜５ｃの移相量
（0゜〜360゜）合成のための各振幅量を一義的に決
定するのが難しく、さらに、パラメータの量が多
過ぎるために調整も困難である。この発明は、上記従来の欠点を除去するために
なされたもので、三基のアンテナを等間隔に配置
し、さらに、第４のアンテナを２倍の間隔で設置
し、希望波に対しては等距離にて同相、同振幅と
なるように受信し、妨害波が希望波と角度θをな
して受信されたとき、３基のアンテナを選択し、
中央に位置するアンテナからの受信入力成分のみ
を反転／同相および振幅制御を行い、三基のアン
テナの受信信号を合成することにより、妨害波を
除去することができる妨害波除去受信方式を提供
することを目的とする。以下、この発明の妨害波除去受信方式の実施例
について図面に基づき説明する。第２図はその一
実施例の動作原理を説明するために示すブロツク
図であり、先づ、これについて説明する。この第
２図において、第１図と同一部分には同一符号を
付して述べることにする。一直線状に配置された
受信アンテナ１ａ〜３ａにはそれぞれ周波数変換
器８ａ〜８ｃが設けられており、この周波数変換
器８ａと８ｃは合成器６に接続されている。また、周波数変換器８ｂはスイツチS₁を介して
移相器７の0゜移相器７ａと180゜移相器７ｂに接続
されている。すなわち、スイツチS₁は可動端子
S_1aと二つの固定端子S_1b，S_1cを有しており、可
動端子S_1aは周波数変換器８ｂの出力側に接続さ
れ、固定端子S_2b，S_2cはそれぞれ0゜移相器７ａ、
180゜移相器７ｂに接続されている。また、0゜移相器７ａはスイツチS₂の固定端子
S_2bに接続され、180゜移相器７ｂは固定端子S_2cに
接続されている。スイツチS₂の可動端子S_2aは振
幅調整器９を介して合成器６に接続されている。
合成器６から出力６ａが取り出されるようになつ
ている。次に、この第２図について第３図、第４図ａ，
ｂを用いて動作について説明する。第３図に希望
波と妨害波および受信アンテナ１ａ〜３ａとの関
係が示されており、この第３図において、受信ア
ンテナ１ａと２ａ間、２ａと３ａ間は等距離ｄを
有しており、また、妨害波１２と希望波１１の到
来角の角度をθとすると、電気長の違いにより生
ずる妨害波の受信位相差は受信アンテナ１ａと２
ａ間で、＝ｄ・（sinθ）（2π／Ｃ_B）……(1) であり、受信アンテナ１ａと３ａ間では、 ′＝2d（sinθ）（2π／Ｃ_B）……(2) となることは明らかである。この(1)式、(2)式において、_Bは妨害波の周波数
を示す。このとき、受信アンテナ１ａに生ずる妨害波の
ベクトル表示を B₁＝ｂ・（１＋ｊ・０） ……(3) （ただし、ｂ＝｜B₁｜）とすると、受信アンテナ２ａおよび３ａに生ずる
妨害波はそれぞれ B₂＝ｂ（cos＋ｊ sin） ……(4) B₃＝ｂ（cos2＋ｊ sin2） ……(5) として表わされる。上記(3)〜(5)式の妨害波B₁〜B₃を合成して、そ
の振幅成分を零にするには、第４図に示すごと
く、二通りの場合しかないことは以下に示すごと
く明らかである。すなわち、その二通りとは、 (i) ≦π／２のとき（第４図ａ）と、 (ii) π／２≦＜３／２π（第４図ｂ）の場合である
。いま、受信アンテナ１ａへの妨害波と受信アン
テナ３ａへの妨害波を合成しその振幅を受信アン
テナ２ａの妨害波の振幅の比ｍを考えると、ｍ＝｜B₁＋B₃｜／｜B₂｜＝２｜cos｜ ……(6) が得られる。次に、受信アンテナの成分を合成するときに、
受信アンテナ２ａの成分のみ、(6)式で得られたｍ
の値だけ振幅を変化させることを考えると、合成
器６により合成後のベクトルはE_Bとすると、 E_B＝B₁＋B₃＋ｍ・B₂＝（１＋cos2＋ｍ cos）
＋ｊ（sin2＋ｍ sin）……(7) （ｍはスカラー量）となる。ただし、この合成ベクトルE_Bの振幅は
B₁ベクトルでせいき化したものであり、以下も
同様とする。この電力は、｜E_B｜²＝（ｍ＋2cos）² ……(8) となる。ここで、ｍに符号を与えて｜｜≦π／２のときには、ｍ＝−２｜cos｜であり、またπ／２≦ ３／２πのときには、ｍ＝２｜cos｜と選ぶと、上記(8)式は｜E_B｜²＝０となり、妨害波の出力は零
となる。ここで、ｍの符号を考えた意味は、第４図ａか
らも明らかなようにｍ＜０は受信アンテナ２ａへ
の妨害波成分を180゜移相させ、第４図ｂのよう
に、ｍ＞０は受信アンテナ２ａへの妨害波成分を
0゜移相させ、合成させることを意味する。このように、三基の受信アンテナ１ａ〜３ａを
等間隔に位置させ、各アンテナ１ａ〜３ａからの
妨害波レベル又は妨害波の到来角度θ（第３図）
が決定されれば、これから決定される可変振幅量
ｍによつて中央の受信アンテナ２ａの移相量（0゜
と180゜）と、その振幅を可変することにより、妨
害波レベルを零にすることができ、調整、設定が
容易に行なえるものである。しかし、この可変振幅量ｍは、到来角（θ）に
より決定すると、その妨害波の到来角（θ）が変
化されると妨害波レベルを零とすることができな
くなるので、上記(6)式の振幅比によつてこの可変
振幅量ｍの決定を行なえば、到来角（θ）が変化
されても、常に妨害波レベルを零とすることがで
きる。また、第２図に示すように、位相差合成を行う
際に、周波数変換を周波数変換器８ａ〜８ｃによ
り行つても同様であり、さらに、第２図では、受
信アンテナ１ａ〜３ａの各系の出力を３合成（合
成器６による）しているが、受信アンテナ１ａと
３ａを合成した後、受信アンテナ２ａの系の出力
を合成しても、結果は同様である。また、その他
の組合せによる合成法をとつても同様であること
は言うまでもない。次に第５図を参照してこの発明の一実施例につ
いて説明する。なお、この第５図において第２図
と対応する部分には同一符号を用いる。第５図中における１ａ〜４ａはそれぞれ受信ア
ンテナであり、受信アンテナ１ａと２ａ，２ａと
３ａはそれぞれ距離ｄをもつて等間隔に配置さ
れ、受信アンテナ３ａと４ａとは２倍の距離２ｄ
をもつて配置される。受信アンテナ２ａ，３ａの受信波は第１の切換
器１０の固定端子１０ａ，１０ｂに夫々導入さ
れ、後述するように選択されて可動端子１０ｃよ
り移相器７に供給される。移相器７は切換器S₁，
S₂と0゜移相器７ａ、180゜移相器７ｂとからなり、
切換器S₁の切換えによつて第１の切換器１０から
の受信波が同相または180゜移相として導出され
る。移相器７の0゜移相器７ａ及び180゜移相器７ｂ
の出力端は切換器S₁と連動する切換器S₂に導入さ
れ、振幅調整器９に接続される。また、第３及び第４の受信アンテナ３ａ，４ａ
の受信波は第２の切換器１３の固定端子１３ａ，
１３ｂに夫々導入され、後述するように選択され
て可動端子１３ｃに導出される。この第２の切換
器１３は上記第１の切換器１０と連動されて切換
動作が行なわれる。第２の切換器１３及び上記振幅調整器９、第１
の受信アンテナ１ａからの各受信波は夫々合成器
６にて合成され、出力端子６ａに導出される。なお、図中、１１は希望波、１２は妨害波の夫
夫の到来方向を示す。この第５図において、第１及び第２の切換器１
０，１３を図示のように切換え、受信アンテナ１
ａ〜３ａについて希望波１１に対して妨害波１２
が到来したとすると、上記第２図で説明したよう
に振幅比によるｍによつて移相器７及び振幅調整
器９の調整を行なえば妨害波レベルを零とするこ
とができる。以上は妨害波が一波のときに妨害波を零とする
ための振幅比ｍについて考察したものであり、こ
のときの除去度は無限大の値とすることができ
る。次に、一波の妨害波（周波数₁）を上記の状態
で除去しているとき、他の妨害波（周波数₂）が
到来されると、上記(6)式の妨害波振幅（B₁、B₂、
B₃）が、合成振幅となるので、そのｍの値は一
波の時のｍとは異なりm_xとなる。制御はこのm_x
によつて行なわれるため、除去すべき妨害波（周
波数₁）は完全に零とすることができず、有限の
値で残る。これを現わしたのが第６図であり、この第６図
では各到来角（θ）において除去すべき妨害波
（周波数₁）の除去度を現わすものである。この
除去度は、出力DU（出力妨害波レベル比）を入
力DU（入力妨害波レベル比）でせいき化したも
ので次の様に求めることができる。合成器６の各受信波出力では周波数₁〜_oのｎ
個の妨害波に対して、それぞれ希望波＝E₁＋m_oE₂＋E₃（２＋m_o）Ｅ（E₁＝
E₂＝E₃＝Ｅ）妨害波＝B_o1＋m_oB_o2＋B_o3（m_o＋2cos_o）B_o （m_oはｎ個の妨害波による可変振幅量）となる。一方、入力DU＝希望波／妨害波＝｜Ｅ｜／｜B_o｜出力DU＝出力希望波／出力妨害波＝｜（２＋m_o）Ｅ｜／
｜（m_o＋2cos_o）B_o｜であり、個々の妨害波における除去度（Ｓ）は、除去度（Ｓ）＝出力DU／入力DU＝｜２＋m_o｜／｜m_o＋2c
os_o｜ ……(9) となる。この(9)式はそれぞれの妨害波における各到来角
（θ）での除去度を表わすもので、各到来角に対
し、その時の位相差と可変振幅量m_oを求めれ
ば表わすことができる。ところで、妨害波１，２が到来されたとき、妨
害波１における除去度（Ｓ）は、(9)式より、Ｓ＝｜２＋m_x｜／｜m_x＋2cos｜ ……(10) となる。m_xは妨害波１，２による各アンテナ１
ａ，２ａ，３ａにおける受信妨害波（B′₁、B′₂、
B′₃）から第６式より求められる。したがつて、受信アンテナ間隔ｄ……3.0ｍ妨害波１（周波数₁）……92.25MHz 妨害波２（〃 ₂）……93.75MHz （妨害波１、２のレベルは同一）とし、これら妨害波１、２が同一θより到来する
とき周波数₁の妨害波１（θ＝90゜のとき≒2π、
′≒4π）における除去度をθについて実験して示
したものが第６図である。この実験においては、アンテナ１ａ，３ａにお
ける妨害波１，２における夫々の受信波成分B′₁，
B′₃の和を求め、その絶対値（｜B′₁＋B′₃｜）を
求める。次にアンテナ２ａにおける受信波成分
B′₂からその絶対値（｜B′₂｜）を求める。つい
で、前記(6)式よりm_xを算出するとともに到来角
（θ）におけるを求める。これらの値を(10)式に
代入して除去度（Ｓ）を求めたものである。な
お、第６図において除去度はLogS（dB）で表わ
し、夫々の値は下記の通りとなる。

【表】したがつて、互いに周波数の異なる妨害波が到
来されると、第６図の如く除去すべき妨害波の除
去度が無限大となるのは限られた到来角となり、
他の到来角では除去度が、有限となる。以上の説明は受信アンテナ１ａ〜３ａについて
であるが第１、第２の切換器１０，１３を切換
え、間隔が２ｄとなる受信アンテナ１ａ，３ａ，
４ａについて上記と同様にして第６図と同特性を
求め、これを第６図の特性と重ねて図示すると第
７図のようになる。この第７図によれば、各到来角θにおいて除去
度が第６図の場合と異なつており、到来角θに対
して、大きな除去度を有する方のアンテナ間隔の
系を使用するようにすれば、広いθに対して大き
な除去度が得られるように改良されることは明ら
かである。この第７図において、ａは受信アンテ
ナ１ａ，３ａおよび４ａによる除去度を示し、ｂ
は受信アンテナ１ａ，２ａ，３ａによる除去度を
示している。以上のように、この発明の妨害波除去受信方式
によれば、三基の受信アンテナを等間隔に配置
し、さらに、第４のアンテナを２倍の間隔で設置
し、希望波に対しては等距離にて同相、同振幅と
なるように受信し、妨害波が希望波と所定角をも
つて受信されたときは妨害波の除去が良好となる
アンテナ間隔を選択して３基のアンテナにて受信
し、中央の受信アンテナからの受信入力成分のみ
を各アンテナからの妨害波レベルの比に応じて反
転あるいは同相となるようにするとともに、振幅
制御を行い３基の受信アンテナの受信信号を合成
するようにしたので、広い到来角に対して大きな
妨害波除去を行なえる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の位相差給電方式の系統図、第２
図はこの発明の妨害波除去受信方式の動作原理を
説明するためのブロツク図、第３図は第２図にお
ける受信アンテナ配置例を示す図、第４図ａおよ
び第４図ｂはそれぞれこの第２図における妨害波
を合成してその振幅成分を零にするベクトルの合
成例を示す図、第５図はこの発明の妨害波除去受
信方式の一実施例におけるブロツク図、第６図は
第５図における２波以上の妨害波に対する妨害波
除去度を示す図、第７図は第５図におけるアンテ
ナ間隔を変化したときの２波以上の妨害波に対す
る妨害波除去度を第６図とともに示す図である。１ａ〜４ａ……受信アンテナ、６……合成器、
７……移相器、９……振幅調整器、１０……第１
の切換器、１３……第２の切換器。

Claims

【特許請求の範囲】１希望波に対して等距離にて同相、同振幅とな
るように等間隔に配設された第１、第２、第３の
受信アンテナと、この第３の受信アンテナに近接
し、前記間隔の２倍の距離に配置された第４のア
ンテナと、前記第２、第３の受信アンテナの受信
波を選択的に切換えて導出する第１の切換器と、
この第１の切換器からの受信波の位相を同相また
は反転させる移相手段と、この移相手段で移相さ
れた受信波の振幅レベルを変化させるレベル調整
手段と、前記第３、第４の受信アンテナの受信波
を前記第１の切換器の切換動作に連動して切換え
られる第２の切換器と、この切換器からの受信波
及び前記レベル調整手段からの受信波及び前記第
１の受信アンテナの受信波を夫々合成する手段と
からなり、前記第１のアンテナ及び前記第２の切換器の合
成妨害波レベルと前記第１の切換器からの妨害波
レベルとの振幅比に応じて前記移相手段及び前記
レベル調整手段を制御し、前記第１及び第２の切
換器の切換設定により、妨害波を除去することを
特徴とする妨害波除去受信方式。