WO2009096302A1 - アンテナ制御装置及び受信装置並びにアンテナ制御方法 - Google Patents

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WO2009096302A1
WO2009096302A1 PCT/JP2009/050934 JP2009050934W WO2009096302A1 WO 2009096302 A1 WO2009096302 A1 WO 2009096302A1 JP 2009050934 W JP2009050934 W JP 2009050934W WO 2009096302 A1 WO2009096302 A1 WO 2009096302A1
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antenna
unit
signal
voltage
signal line
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PCT/JP2009/050934
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English (en)
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Inventor
Kohji Matsumura
Sumio Hanafusa
Original Assignee
Sanyo Electric Co., Ltd.
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/28Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using a secondary device in the form of two or more substantially straight conductive elements
    • H01Q19/32Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using a secondary device in the form of two or more substantially straight conductive elements the primary active element being end-fed and elongated
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/44Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the electric or magnetic characteristics of reflecting, refracting, or diffracting devices associated with the radiating element
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/06Receivers
    • H04B1/16Circuits
    • H04B1/18Input circuits, e.g. for coupling to an antenna or a transmission line

Definitions

  • the present invention relates to an antenna control device and an antenna control method provided in a communication device that performs wireless communication.
  • the present invention also relates to a receiving apparatus using this antenna control apparatus.
  • an antenna is provided to perform good reception.
  • a variable directivity antenna that can receive signals satisfactorily by changing the directivity in the reception direction may be used.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a schematic configuration of a receiving apparatus provided with the antenna control apparatus proposed in Patent Document 1.
  • receiving apparatus 100 includes a plurality of antennas 101a to 101e, a demodulation unit 102 that demodulates signals received by antennas 101a to 101e, and a connection between the plurality of antennas 101a to 101e and demodulation unit 102. And a switching unit 103 that transmits a signal received from a desired antenna to the demodulation unit.
  • the switching unit 103 is received by the connection switch 104 that switches the connection between the plurality of antennas 101a to 101e and the demodulation unit 102, the connection switch control unit 105 that controls the connection of the connection switch 104, and the antennas 101a to 101e. And an inductor 106 that prevents a signal from being input to the connection switch control unit 105.
  • the connection switch control unit 105 controls connection of the connection switch 104 based on a signal output from the demodulation unit 102 to the switching unit 103 and passes through the inductor 106 and input to the connection switch control unit 105. With this configuration, a signal received by a desired antenna among the antennas 101a to 101e can be input to the demodulation unit 102.
  • the demodulating unit 103 needs a modulation device for generating a signal. Requires a demodulator for demodulating the signal. Therefore, the receiving apparatus 100 becomes larger and more complicated.
  • an object of the present invention is to provide an antenna control device, a receiving device, and an antenna control method that are miniaturized and simplified.
  • an antenna control apparatus includes an antenna unit including an antenna that wirelessly communicates a signal, and a signal conversion unit that is connected to the antenna unit by a signal line and converts the signal.
  • the antenna control device provided in the communication device, provided in the signal conversion unit, provided in the signal conversion unit, and provided in the signal conversion unit, by switching the connection between the DC power supply and the signal line, A switching unit that applies a DC voltage that is one of a positive first voltage value and a negative second voltage value to the signal line; and the antenna unit, wherein the antenna has characteristics of the antenna.
  • An antenna switching unit for switching wherein the antenna switching unit has a characteristic of the antenna based on a voltage value of a DC voltage applied to the signal line. And performing replacement.
  • the receiving apparatus of the present invention includes an antenna unit including an antenna that receives a signal, and a demodulation unit that is connected to the antenna unit by a signal line and demodulates a signal input through the signal line.
  • the signal line is positive by switching the connection between the DC power source provided in the demodulator and supplying a DC voltage, and the demodulator and the DC power source and the signal line.
  • a switching unit that applies a DC voltage that is one of a first voltage value and a negative second voltage value; and an antenna switching unit that is provided in the antenna unit and switches the characteristics of the antenna. The antenna switching unit switches the characteristics of the antenna based on a voltage value of a DC voltage applied to the signal line.
  • an antenna amplifier provided in the antenna unit and amplifying a signal input to the antenna, and a DC voltage provided in the antenna unit and applied to the signal line and input.
  • a full-wave rectifier that generates a DC voltage to be supplied to the antenna amplifier by full-wave rectification.
  • the full-wave rectifying unit may include a bridge circuit including four diodes. With this configuration, the full-wave rectification unit can be reduced in size and simplified.
  • the receiving device having the above-described configuration may include a regulator that adjusts the voltage generated from the full-wave rectifying unit and supplies a DC voltage to the antenna amplifier. With this configuration, it is possible to supply a direct current voltage having a desired magnitude and little fluctuation to the antenna amplifier.
  • the absolute values of the first voltage value and the second voltage value may be equal.
  • this configuration it is possible to make the magnitude of the DC voltage output from the full-wave rectifier substantially constant. Therefore, it becomes easy to adjust the DC voltage when supplying the antenna amplifier. Further, if this absolute value is substantially equal to the magnitude of the DC voltage supplied to the antenna amplifier, it is not necessary to perform step-up or step-down, and the adjustment of the DC voltage can be facilitated. Therefore, the configuration of a regulator or the like that adjusts the DC voltage can be simplified.
  • the antenna switching unit may switch the directivity of the reception direction of the antenna.
  • the antenna is provided between at least two parasitic elements whose one ends are grounded, and the parasitic element, and the received signal is input to the demodulation unit via the signal line.
  • a power supply / reception element, and the antenna switching unit is provided in each of the parasitic elements, and includes a variable reactance element in which a reactance with respect to a received signal is variable, and the reactance of the variable reactance element is applied to the signal line. It may be determined based on the voltage value of the applied DC voltage.
  • a parasitic element provided with a reactance element having a small reactance operates as a reflective element
  • a parasitic element provided with a reactance element having a large reactance operates as a waveguide element
  • the variable reactance element is a varactor diode, and the anode of one of the varactor diodes is provided on one end side of the parasitic element that is grounded, and the other varactor diode
  • a cathode is provided on one side of the parasitic element that is grounded, and a capacitor is provided between the varactor diode and the grounded end of the parasitic element, and the varactor of the parasitic element is provided.
  • a DC voltage applied to the signal line may be applied between the diode and the capacitor.
  • each varactor diode signal can be controlled only by applying a positive or negative voltage, that is, the directivity of the antenna can be controlled.
  • a device for determining the input DC voltage is not required. Therefore, the receiving apparatus can be reduced in size and simplified.
  • the switching unit may switch the connection between the DC power source and the signal line based on a signal processed by the demodulation unit.
  • the receiving device having the above-described configuration, when a DC voltage having the first voltage value is applied to the signal line, a signal processed by the demodulator and a DC voltage having the second voltage value are applied to the signal line.
  • the connection by the switching unit may be determined by comparing the signal processed by the demodulating unit.
  • the signal line may be a coaxial line including an inner conductor and an outer conductor provided around the inner conductor, and the signal line includes two conductors. It may be a feeder line.
  • An antenna control method of the present invention is an antenna control method for a communication apparatus, comprising: an antenna unit including an antenna that wirelessly communicates a signal; and a signal conversion unit that is connected to the antenna unit through a signal line and converts the signal.
  • a DC voltage that is one of a positive first voltage value and a negative second voltage value is applied to the signal line, and a voltage value of the DC voltage applied to the signal line is set. Based on the above, the characteristics of the antenna are controlled.
  • the characteristics of the antenna can be easily switched by simply switching the connection between the DC power supply and the signal line and switching the polarity of the DC voltage applied to the signal line. Therefore, it is not necessary to separately provide a switching device for switching the connection between the antenna and the signal conversion unit, and the antenna control device and the communication device can be reduced in size and simplified.
  • the antenna control device and the communication device can be further reduced in size and simplified.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a receiving apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • the receiving apparatus 1 shown below is an ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting for Terrestrial) terrestrial wave in which a signal digitally modulated by an Orthogonal Frequency Division Multiplex (OFDM) system is transmitted.
  • ISDB-T Integrated Services Digital Broadcasting for Terrestrial
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplex
  • a video / audio processing unit 5 that performs processing for converting a signal output from the demodulation unit 4 into an output signal that can be displayed and reproduced by an output device (not shown) such as a display device or a speaker.
  • the signal line 3 that is a coaxial cable includes an inner conductor 3a provided in the center and surrounded by an insulator (not shown) such as a resin, and an outer conductor 3b provided so as to surround the insulator. Is provided.
  • the outer conductor 3b shields the influence of electromagnetic waves from the outside on the signal flowing through the inner conductor 3a or suppresses leakage of electromagnetic waves from the inside.
  • the antenna unit 2 receives a high frequency (Radio Frequency, hereinafter referred to as RF) signal and outputs the variable directional antenna 6 that can control the directivity in the receiving direction and the variable directional antenna 6.
  • RF Radio Frequency
  • An antenna amplifier 7 that amplifies the signal, a regulator 8 that supplies DC power to the antenna amplifier 7, and a full-wave rectifying unit 9 that is connected to the regulator 8 with a terminal A 1 are provided.
  • the full-wave rectifier 9 includes a diode D1 having a cathode connected to the terminal A1 and an anode connected to the terminal A2, a diode D2 having a cathode connected to the terminal A2 and an anode connected to the terminal A3, Is connected to the terminal A3 and the cathode is connected to the terminal A4, and the anode is connected to the terminal A4 and the cathode is connected to the terminal A1.
  • the terminal A3 is grounded.
  • the antenna unit 2 further includes a capacitor C1 having one end connected to the antenna amplifier 7 and the other end connected to the internal conductor 3a, a capacitor C2 having one end grounded and the other end connected to the external conductor 3b, An inductor L1 having one end connected to the external conductor 3b and the other end connected to the terminal A2 of the full-wave rectifier 9, and one end connected to the internal conductor 3a and the other end connected to the terminal A4 of the full-wave rectifier 9 And an inductor L2 connected to.
  • a connection node between the inductor L1 and the terminal A2 and a connection node between the inductor L2 and the terminal A4 are connected to the variable directivity antenna 6, respectively.
  • the demodulator 4 selects and obtains a signal having a desired frequency from the input signal, performs frequency conversion and amplification, a demodulator 11 that demodulates the signal output from the tuner 10, and a variable A switching unit 12 that switches the directivity of the directional antenna 6, an antenna control unit 13 that controls the switching unit 12 based on a signal output from the demodulator 11, and DC power supplies 14 and 15 are provided.
  • the switching unit 12 is a switch that connects one terminal S1 and one of the two contacts T1 and T2. Further, the contact T1 is connected to the negative electrode of the DC power supply 14, and the contact T2 is connected to the positive electrode of the DC power supply 15.
  • the demodulator 4 further includes a capacitor C3 having one end connected to the tuner 10 and the other end connected to the internal conductor 3a, a capacitor C4 having one end grounded and the other end connected to the external conductor 3b, An inductor L3 having one end connected to the external conductor 3b and the other end connected to a connection node between the positive electrode of the DC power supply 14 and the negative electrode of the DC power supply 15, and one end connected to the internal conductor 3a and the other end switched And an inductor L4 connected to the terminal S1 of the section 12.
  • Capacitors C1 and C3 are provided to prevent the DC voltage from being superimposed on the signal input to the tuner unit 10 when a DC voltage is applied to the internal conductor 3a. Further, the inductors L1 to L4 prevent noise generated by switching the switching unit 12 or the like in order to suppress the signal being superimposed on the DC voltage and being input to the full-wave rectifying unit 9 or the variable directivity antenna 6. It is provided to suppress input to the line 3.
  • the capacitors C2 and C4 are provided to ground the AC voltage flowing through the outer conductor 3b so that the applied DC voltage is not grounded.
  • ⁇ Receive operation> Next, the operation of the receiving apparatus 1 configured as described above will be described with reference to FIG.
  • the reception operation is started, first, an RF signal is received by the variable directivity antenna 6.
  • the received RF signal is amplified by the antenna amplifier 7 and input to the tuner unit 10 via the inner conductor 3 a of the signal line 3.
  • the tuner unit 10 selects and amplifies a signal having a desired frequency from the input RF signal, and performs frequency conversion to a signal having an intermediate frequency (hereinafter referred to as IF).
  • IF intermediate frequency
  • the tuner unit 10 also amplifies the IF signal after frequency conversion.
  • the IF signal output from the tuner unit 10 is input to the demodulator 11 and demodulated.
  • the demodulation process is in accordance with the modulation method of the signal input from the antenna. For example, QAM (Quadrature Amplitude Modulation), QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), DQPSK (Differential Quadrature Phase Shift Keying) and so on.
  • the demodulator 11 performs equalization processing for correcting the distortion of the signal generated during transmission.
  • this equalization processing for example, there is a method of correcting a signal by obtaining a transmission path characteristic from a reference signal having a known intensity included in the signal. This correction is performed in both the frequency axis and the time axis.
  • the signal may be subjected to fast Fourier transform and converted to a signal on the frequency axis before this equalization processing is performed.
  • the signal demodulated by the demodulator 11 is input to the video / audio processing unit 5 and converted into an output signal that can be displayed and reproduced by an output device such as a display device or a speaker.
  • This output signal may include not only video and audio signals but also other data signals.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the variable directivity antenna.
  • ESPAR Electroically Steerable Passive Array Radiator
  • the variable directivity antenna 6 includes a power supply / reception element 61 that receives an electromagnetic wave signal and inputs the electromagnetic wave signal to the antenna amplifier 7, and parasitic elements 62 and 63 that are provided around the element and control directivity.
  • a power supply / reception element 61 that receives an electromagnetic wave signal and inputs the electromagnetic wave signal to the antenna amplifier 7, and parasitic elements 62 and 63 that are provided around the element and control directivity.
  • one end of the resistor R1 connected to the parasitic element 62, one end connected to the parasitic element 63, R2 connected to the parasitic element 62, and one end connected to the parasitic element 62 of the resistor R1 is the cathode side.
  • One end is connected to the varactor diode VD1 and the varactor diode VD2 provided on the parasitic element 63 and connected to the parasitic element 63 of the resistor R2 on the anode side.
  • the other end is connected to the anode of the varactor diode VD1.
  • connection node between the anode of the varactor diode VD1 and one end of the capacitor C5 and the connection node between the cathode of the varactor diode VD2 and one end of the capacitor C6 are connected. And this connection node and the connection node of the inductor L1 and terminal A2 of the full wave rectification part 9 are connected. Also, the other end of the resistor R1 and the other end of the resistor R2 are connected, and this connection node is connected to a connection node between the inductor L2 and the terminal A4 of the full-wave rectifying unit 9.
  • the variable directivity antenna 6 of this example can control the directivity by controlling the DC voltage applied to the varactor diodes VD1 and VD2.
  • the potentials on the anode side of the varactor diode VD1 and the cathode side of the varactor diode VD2 are made larger than the potentials on the cathode side of the varactor diode VD1 and the anode side of the varactor diode VD2, and voltages are applied to the varactor diodes VD1 and VD2.
  • a forward bias voltage is applied to the varactor diode VD1
  • a reverse bias voltage is applied to the varactor diode VD2. It is assumed that the voltage applied at this time is larger than the forward voltage drop of the varactor diodes VD1 and VD2.
  • the parasitic element 62 operates as a reflective element.
  • the capacity of the varactor diode VD2 to which the reverse bias voltage is applied is reduced (reactance is increased), it is difficult for the RF signal to pass through the varactor diode VD2. Accordingly, the parasitic element 63 operates as a waveguide element. From the above, the directivity on the parasitic element 63 side can be increased by applying a forward bias voltage to the varactor diode VD1 and a reverse bias voltage to the varactor diode VD2.
  • the capacity of the varactor diode VD1 decreases (reactance increases), and the capacity of the varactor diode VD2 increases (reactance decreases). Therefore, the parasitic element 62 in which the RF signal is difficult to pass operates as a waveguide element, and the parasitic element 63 in which the RF signal is easily grounded operates as a reflective element. From the above, the directivity on the parasitic element 62 side can be increased by applying a reverse bias voltage to the varactor diode VD1 and a forward bias voltage to the varactor diode VD2.
  • the capacitors C5 and C6 are provided so that the applied DC voltage is not grounded.
  • the RF signal that has passed through the varactor diodes VD1 and VD2 is grounded via these capacitors C5 and C6.
  • FIG. 3A is a graph showing the relationship between the voltage value Va, which is the difference between the potential of the inner conductor 3a and the potential of the outer conductor 3b, and time in the signal line 3
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between the voltage value Vr supplied to the regulator 8 and time, which is the potential difference between the potential of A1 and the ground potential.
  • the graphs of FIGS. 3A and 3B respectively show changes in the voltage value due to the control operation.
  • the potential of the DC component of the external conductor 3b is ⁇ Vf because it is lowered by Vf from the ground potential by the diode D2.
  • a state in which the voltage value Va is a positive value is expressed as a state in which a positive voltage is applied to the signal line 3.
  • the potential Vc ⁇ Vf of the inner conductor 3a is input to the terminal A4 of the full-wave rectification unit 9. Since the voltage drops by Vf by the diode D4, the potential at the terminal A1 becomes Vc-2Vf. Therefore, the voltage value Vr input to the regulator 8 becomes Vc ⁇ 2Vf as shown from time 0 to t1 in FIG. 3B.
  • the potentials on the anode side of the varactor diode VD1 and the cathode side of the varactor diode VD2 in FIG. 2 are the same as the potential input to the terminal A4 of the full-wave rectifying unit 9. That is, Vc ⁇ Vf.
  • the potential at the other end of the resistors R1 and R2 is the same potential as the potential input to the terminal A2 of the full-wave rectifying unit 9. That is, ⁇ Vf. Therefore, from time 0 to t1, a voltage that is forward biased to the varactor diode VD1 and reverse biased to the varactor diode VD2 is applied, so that the directivity on the parasitic element 63 side is increased.
  • the switching operation is performed at time t1.
  • the switching operation is performed when the antenna control unit 13 switches the connection of the switching unit 12.
  • the antenna control unit 13 performs switching based on the signal output from the demodulator 11. More specifically, the switching unit 12 is switched when the antenna control unit 13 detects deterioration of the reception status based on the signal output from the demodulator 11.
  • a signal output from the demodulator 11 for example, a signal indicating an average power of a signal such as an IF signal processed in the demodulator 11, a signal indicating a CN ratio that is a ratio of the magnitude of a carrier wave and noise, There is a signal indicating a code error rate at the time of demodulation.
  • a signal indicating an average power of a signal such as an IF signal processed in the demodulator 11
  • a signal indicating CN ratio that is a ratio of the magnitude of a carrier wave and noise
  • a signal indicating a code error rate at the time of demodulation.
  • the antenna control unit 13 when the antenna control unit 13 detects the deterioration of the reception state, the antenna control unit 13 switches the connection of the switching unit 12. In this example, since the terminal S1 and the contact T2 are connected at time 0 to t1, the connection of the switching unit 12 is switched so that the terminal S1 and the contact T1 are connected at time t1.
  • the potential of the DC component of the internal conductor 3a is lowered by Vf from the ground potential by the diode D3, and thus becomes -Vf.
  • a state in which the voltage value Va is negative in this way is expressed as a state in which a negative voltage is applied to the signal line 3.
  • the potential Vc ⁇ Vf of the outer conductor 3b is input to the terminal A2 of the full-wave rectification unit 9. Then, since the voltage drops by Vf by the diode D1, the potential at the terminal A1 becomes Vc-2Vf. Therefore, the voltage value Vr input to the regulator 8 becomes Vc ⁇ 2Vf as shown at times t1 to t2 in FIG. 3B. Therefore, the voltage value Vr supplied to the regulator 8 does not change even when the connection of the switching unit 12 is switched.
  • the potentials on the anode side of the varactor diode VD1 and the cathode side of the varactor diode VD2 in FIG. 2 become the same potential as the potential input to the terminal A4 of the full-wave rectifying unit 9. That is, ⁇ Vf.
  • the potential at the other end of the resistors R1 and R2 is the same potential as the potential input to the terminal A2 of the full-wave rectifying unit 9. That is, Vc ⁇ Vf. Accordingly, during time t1 to t2, a reverse bias voltage is applied to the varactor diode VD1, and a forward bias voltage is applied to the varactor diode VD2, so that the directivity on the parasitic element 62 side is increased.
  • 3A and 3B show that the switching operation is performed at times t2 and t3 in the same manner.
  • the switching operation is performed, the polarity of the DC voltage applied to the signal line 3 is switched, and the directivity of the variable directivity antenna 6 is switched. Therefore, the state at time t2 to t3 is equal to the state at time 0 to t1.
  • the state after time t3 and the state after time t1 to t2 are equal.
  • the directivity of the variable directivity antenna 6 can be easily switched simply by switching the connection of the DC power sources 14 and 15 and switching the polarity of the DC voltage applied to the signal line 3. It becomes possible. Therefore, it is not necessary to separately provide a switching device such as the switching unit 103 of FIG. 7 shown for the conventional example, and thus the receiving device 1 can be reduced in size and simplified.
  • the demodulating unit 4 is provided with a modulating device, or a demodulating device that demodulates the DC voltage modulated on the antenna unit 2. No need to prepare. Therefore, the receiving device 1 can be further reduced in size and simplified.
  • the directivity of the variable directivity antenna 6 is switched by switching the positive / negative of the DC voltage applied to the signal line 3 as described above, the DC voltage supplied to the regulator 8 as shown in FIG. 3B. Can be continued to obtain a positive voltage value. Therefore, the adjustment of the DC voltage in the regulator 8 is simplified, and the receiving device 1 can be reduced in size and simplified.
  • FIGS. 3A and 3B are schematic diagrams, and in actual operation, the voltage values Va and Vr may slightly vary.
  • FIG. 3A shows a case where the voltage value Va changes steeply immediately after the times t1, t2, and t3. However, it may take a short time to rise and fall.
  • FIG. 3B the voltage value Vr may slightly fluctuate immediately after times t1, t2, and t3. Note that all the fluctuations occur in a short time, and the overall graphs are as shown in FIGS. 3A and 3B.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a receiving apparatus according to the second embodiment of the present invention. Also in the present embodiment, a case where the antenna control device and the antenna control method are applied to the reception device as in the first embodiment will be described. In addition, the same code
  • the receiving apparatus 1a of the present embodiment is different from the receiving apparatus 1 of the first embodiment in that a feeder line is used as the signal line 3 instead of a coaxial line. That is, the antenna unit 2 and the demodulating unit 4 are connected by the two conducting wires 3c and 3d. Also, baluns B1 and B2 are connected to both ends of the conducting wires 3c and 3d, respectively.
  • the balun B1 has one end connected to the other end of the capacitor C1 and the other end connected to the conductor 3c, one end connected to the other end of the capacitor C2, and the other end connected to the conductor 3d.
  • an inductor L6 The balun B2 has one end connected to the other end of the capacitor C3 and the other end connected to the conductor 3c, and one end connected to the other end of the capacitor C4 and the other end connected to the conductor 3d.
  • an inductor L8 is used as the signal line 3 instead of a coaxial line. That is, the antenna unit 2 and the demodulating unit 4 are
  • the conducting wire 3c corresponds to the inner conductor 3a of the receiving device 1 in the first embodiment shown in FIG. 1, and the conducting wire 3d corresponds to the outer conductor 3b.
  • the inductors L5 to L8 provided in the baluns B1 and B2 are respectively provided between the capacitors C1 to C4 and the conducting wires 3c and 3d, the same as the receiving device 1 in the first embodiment shown in FIG. It becomes the composition of.
  • the receiving operation is the same as that of the receiving device 1 in the first embodiment described above.
  • the transmission method via the signal line 3 between the antenna unit 2 and the demodulation unit 4 is different between the first embodiment and the second embodiment.
  • the receiving device 1 of the first embodiment performs unbalanced transmission using a coaxial line, but the receiving device 1a of this embodiment is balanced by using baluns B1 and B2 and a feeder line. Perform type transmission.
  • control operation of the variable directivity antenna 6 is the same as that of the receiving apparatus 1 of the first embodiment described above. That is, the directivity of the variable directivity antenna 6 is switched by switching the connection of the switching unit 12. Therefore, the directivity of the variable directivity antenna 6 can be easily switched as in the receiving device 1 of the first embodiment.
  • the receiving device 1a can be reduced in size and simplified.
  • the demodulating unit 4 is provided with a modulating device, or a demodulating device that demodulates the DC voltage modulated on the antenna unit 2. No need to prepare. Therefore, it is possible to further reduce the size and simplification of the receiving device 1a.
  • the DC voltage supplied to the regulator 8 can be continuously set to a positive voltage value, the adjustment of the DC voltage in the regulator 8 is simplified, and the receiving apparatus 1a can be reduced in size and simplified. Is possible.
  • a high potential Vc ⁇ Vf may be applied to the outer conductor 3b that is normally grounded and becomes a reference potential, and also functions as a shield against a signal flowing through the inner conductor 3a.
  • the feeder line used in the receiving apparatus 1a of the present embodiment is premised on that a signal flows through each of the two conductors 3c and 3d in order to perform balanced transmission. For this reason, the two conductive wires 3c and 3d are individually covered. Therefore, even when a DC voltage is applied to each of the conducting wires 3c and 3d, the risk of leakage can be reduced.
  • the voltage values supplied by the DC power supplies 14 and 15 may be different.
  • the same configuration is preferable because the configuration of the regulator 8 can be simplified.
  • the regulator 8 can generate a DC voltage to be supplied to the antenna amplifier 7 simply by stepping up and down the input voltage value Vr by a predetermined circuit and smoothing it by a smoothing circuit, for example. It becomes like this.
  • the regulator 8 can be configured with only a smoothing circuit. Therefore, it is possible to further reduce the size and simplification of the receiving device 1.
  • the connection of the switching unit 12 is switched when the antenna control unit 13 detects that the reception status is deteriorated from a predetermined status.
  • the reception status may be determined and the necessity of switching may be determined at predetermined time intervals.
  • the antenna control unit 13 may compare the reception status before and after the switching operation. Furthermore, when the reception status after the switching operation is deteriorated as compared with that before the switching operation, the switching operation may be performed again to return to the state before the switching operation. Further, when determining the initial state of the connection of the switching unit 12, the state that is the best reception state can be determined as the initial state by comparing the reception state in each state that can be realized by the switching operation. I do not care.
  • the antenna control unit 13 determines the reception status based on the signal output from the demodulator 11 and switches the switching unit 12. However, the reception is performed based on the signal output from the tuner unit 10. The situation may be determined.
  • FIG. 5 is a circuit diagram illustrating another example of the DC power supply and the switching unit.
  • the switching unit 12a of this example includes two terminals S2 and S3 and four contacts T3 to T6.
  • the other end of the inductor L4 is connected to the contact T3, and the other end of the inductor L3 is connected to the contact T4.
  • the contact T5 is connected to a connection node between the inductor L3 and the contact T4, and the contact T6 is connected to a connection node between the inductor L4 and the contact T3.
  • the positive electrode of the DC power supply 14a is connected to the terminal S2, and the negative electrode of the DC power supply 14a is connected to the terminal S3.
  • the switching unit 12a is connected to the terminal S2 and the contact T3, the terminal S3 and the contact T5 are connected, the terminal S2 and the contact T4 are connected, and the terminal S3 and the contact T6 are connected. And one of the two connection states.
  • the antenna control unit 13 performs this connection state switching control.
  • the DC voltage applied to the inner conductor 3a (conductor 3c) and the outer conductor 3b (conductor 3d) can be controlled as described above by switching the connection state of the switching unit 12a. It becomes. Moreover, since the number of DC power supplies 14a provided can be reduced to one, the receivers 1 and 1a can be further reduced in size and simplified. In addition, since there is only one DC power supply 14a, the DC voltage applied to the regulator 8 can be made substantially equal in magnitude regardless of which connection state is selected.
  • the antenna control device and the antenna control method of the present invention may be applied not only to the reception devices 1 and 1a as described above but also to a transmission device including the variable directivity antenna 6.
  • the directivity of the variable directivity antenna 6 may be switched when a signal indicating that reception is normally performed is not transmitted from the reception device.
  • FIG. 6 is a block diagram showing an outline of a configuration of a communication device according to another embodiment of the present invention.
  • the communication device 20 includes an antenna unit 21 that transmits and receives signals, and a modulation / demodulation unit 22 that modulates a signal input to the antenna unit 21 and demodulates a signal output from the antenna unit 21. And a signal line 23 connecting the antenna unit 21 and the modulation / demodulation unit 22, a process of converting the input signal into a signal that can be modulated, input to the modulation / demodulation unit 22, and output from the modulation / demodulation unit 22 And a signal processing unit 24 that performs a process of converting the output signal into an output signal that can be used by the output device.
  • the antenna unit 21 includes an antenna 25 that performs transmission and reception, an antenna switching unit 26 that switches according to whether the antenna 25 is used for transmission or reception, a full-wave rectification unit 27, and a regulator 28. .
  • the antenna switching unit 26 includes a transmission and reception filter, an amplifier that amplifies a transmission signal and a reception signal, and the like, and appropriately switches these connections when performing transmission and reception. Switch.
  • the full-wave rectification unit 27 outputs a DC voltage that continuously becomes a positive voltage value by rectifying the input voltage, and includes the full-wave rectification unit 9 shown in FIGS. 1 and 4. It doesn't matter.
  • the regulator 28 supplies the DC voltage used by the antenna switching unit 26 by smoothing the DC voltage output from the full-wave rectifying unit 27 or performing step-up / step-down. Further, the DC voltage supplied from the regulator 28 is used as a power supply voltage for driving an amplifier, a filter and the like provided in the antenna switching unit 26.
  • the regulator 28 may have the same configuration as the regulator 8 shown in FIGS.
  • the modulation / demodulation unit 22 includes a transmission / reception unit 29 that modulates or demodulates an input signal and an antenna switching control unit 30 that applies a DC voltage to the signal line 23.
  • the antenna switching control unit 30 is configured to include the switching units 12 and 12a and the DC power sources 14, 14a and 15 as shown in FIGS. 1, 4 and 5, and the first and second shown in FIGS. As in the receiving devices 1 and 1a, the DC voltage applied to the signal line 23 is switched between positive and negative.
  • the communication device 20 inputs a transmission / reception switching signal to the antenna switching control unit 30 when switching between transmission / reception operations.
  • the antenna switching control unit 30 performs positive / negative switching of the DC voltage applied to the signal line 23 based on this signal.
  • the antenna switching unit 26 switches the characteristics of the antenna 25 based on the DC voltage applied to the signal line 23 and input to the antenna unit 21. For example, the antenna switching unit 26 may be switched for transmission when a positive voltage is applied to the signal line 23, or the antenna switching unit 26 may be switched for reception when a negative voltage is applied. .
  • the antenna control device and the antenna control method according to the present invention can also be applied to the case of switching between transmission and reception of the communication device 20 that performs transmission and reception.
  • the antenna switching unit 26 only determines whether the input DC voltage is positive or negative and performs switching.
  • the device to be operated amplifier, filter, etc.
  • the device to be operated is simply changed according to the sign of the input DC voltage. Therefore, a switching device such as the switching unit 103 in FIG. 7 that switches the connection between the transmission unit including the transmission antenna and the reception unit including the reception antenna and the modulation / demodulation unit 22 becomes unnecessary. Therefore, the communication device 20 can be reduced in size and simplified.
  • the modulation / demodulation unit 22 includes a modulation device that modulates a DC voltage applied to the signal line 23 and sends a signal to the antenna unit 21, or includes a demodulation device that demodulates the modulated DC voltage in the antenna unit 21. There is no need to do it. Therefore, the communication device 20 can be further reduced in size and simplified.
  • the operation of the antenna control unit 13 and the antenna switching control unit 30 may be performed by a control device such as a microcomputer. Further, all or part of the functions realized by such a control device is described as a program, and the program is executed on a program execution device (for example, a computer) to realize all or part of the functions. It doesn't matter if you do.
  • the above-described receiving devices 1 and 1a and the communication device 20 can be realized by hardware or a combination of hardware and software. Further, when the receiving devices 1 and 1a and the communication device 20 are configured using software, a block diagram of a part realized by software represents a functional block diagram of the part.
  • the present invention relates to an antenna control device provided in a communication device such as a transmission device or a reception device that performs wireless communication using electromagnetic waves typified by broadcasting radio waves such as terrestrial digital television broadcasting and terrestrial digital audio broadcasting. .

Landscapes

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Abstract

 受信装置は、可変指向性アンテナと、可変指向性アンテナから入力される信号を増幅するアンテナアンプと、アンテナアンプに直流電力を供給するレギュレータと、レギュレータに直流電力を供給する全波整流部と、信号線と、直流電源と、直流電源と信号線との接続の切替を行う切替部と、を備える。直流電源により信号線に直流電圧が印加され、可変指向性アンテナの指向性が制御される。また、全波整流部を介してレギュレータに直流電力が供給される。切替部の接続を切り替えると、可変指向性アンテナに供給される直流電圧は切替前後で正負が反転するが、レギュレータに供給される直流電圧は反転しない。

Description

アンテナ制御装置及び受信装置並びにアンテナ制御方法
 本発明は、無線通信を行う通信装置に備えられるアンテナ制御装置やアンテナ制御方法に関する。また、このアンテナ制御装置を利用した受信装置に関する。
 近年、デジタル圧縮符号化技術や高速通信技術の発展に伴い、衛星及び地上波による放送通信におけるデジタル化や、携帯電話などの移動体通信におけるデジタル化が実現されている。そして、放送信号や移動体通信におけるデジタル化の実現に伴い、このデジタル通信技術が、車載デジタル放送受信、携帯移動体通信、無線LANなどの様々な方面で利用されている。
 このような通信技術を利用した通信装置、例えば受信装置においては、良好な受信を行うためにアンテナが備えられる。特に、受信方向の指向性を変化させて良好に信号を受信することを可能とする可変指向性アンテナが用いられることがある。
 可変指向性アンテナを用いる場合、可変指向性アンテナの指向性を制御するためにアンテナ制御装置が必要となる。このアンテナ制御装置として、例えば、特許文献1に提案されるアンテナ制御装置がある。図7に、特許文献1に提案されるアンテナ制御装置を備えた受信装置の概略構成を示すブロック図を示す。図7に示すように、受信装置100は、複数のアンテナ101a~101eと、アンテナ101a~101eで受信された信号を復調する復調部102と、複数のアンテナ101a~101eと復調部102との接続を切り替えて所望のアンテナから受信される信号を復調部に伝える切替部103と、を備える。また、切替部103は、複数のアンテナ101a~101eと復調部102との接続を切り替える接続スイッチ104と、接続スイッチ104の接続を制御する接続スイッチ制御部105と、アンテナ101a~101eで受信された信号が接続スイッチ制御部105に入力されることを防ぐインダクタ106と、を備える。そして、復調部102から切替部103に出力されるとともにインダクタ106を通過して接続スイッチ制御部105に入力される信号に基づいて、接続スイッチ制御部105が接続スイッチ104の接続を制御する。この構成とすることにより、アンテナ101a~101e中の所望のアンテナによって受信される信号を、復調部102に入力制御することが可能となる。
特開平5-14901号公報
 しかしながら、このように複数のアンテナ101a~101eのそれぞれと、復調部102と、の接続を切り替える切替部103を用いる構成とすると、受信装置100の大型化を招来することとなる。また、アンテナ101a~101eのそれぞれから切替部103まで信号線を配設する必要が生じるため、受信装置100の構成が複雑なものとなる。
 また、切替部103の切替を制御するために、復調部102から切替部103に信号を出力する構成とすると、復調部103には信号を生成するための変調装置が必要となり、切替部103には信号を復調するための復調装置が必要となる。そのため、受信装置100がさらに大型かつ複雑なものとなる。
 このような問題を鑑みて、本発明は、小型化及び簡素化を図ったアンテナ制御装置や受信装置、アンテナ制御方法を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するために、本発明におけるアンテナ制御装置は、信号を無線通信するアンテナを備えるアンテナ部と、当該アンテナ部と信号線によって接続されるとともに信号を変換する信号変換部と、を備える通信装置に備えられるアンテナ制御装置において、前記信号変換部に備えられ、直流電圧を供給する直流電源と、前記信号変換部に備えられ、前記直流電源と前記信号線との接続を切り替えることによって、前記信号線に、正である第1電圧値及び負である第2電圧値のいずれか一方の電圧値となる直流電圧を印加させる切替部と、前記アンテナ部に備えられ、前記アンテナの特性を切り替えるアンテナ切替部と、を備え、前記アンテナ切替部が、前記信号線に印加される直流電圧の電圧値に基づいて、前記アンテナの特性の切替を行うことを特徴とする。
 また、本発明の受信装置は、信号を受信するアンテナを備えるアンテナ部と、当該アンテナ部と信号線によって接続されるとともに前記信号線を介して入力される信号を復調する復調部と、を備える受信装置において、前記復調部に備えられ、直流電圧を供給する直流電源と、前記復調部に備えられ、前記直流電源と前記信号線との接続を切り替えることによって、前記信号線に、正である第1電圧値及び負である第2電圧値のいずれか一方の電圧値となる直流電圧を印加させる切替部と、前記アンテナ部に備えられ、前記アンテナの特性を切り替えるアンテナ切替部と、を備え、前記アンテナ切替部が、前記信号線に印加される直流電圧の電圧値に基づいて、前記アンテナの特性の切替を行うことを特徴とする。
 また、上記構成の受信装置において、前記アンテナ部に備えられ、前記アンテナに入力される信号の増幅を行うアンテナアンプと、前記アンテナ部に備えられ、前記信号線に印加されて入力される直流電圧を全波整流して前記アンテナアンプに供給する直流電圧を生成する全波整流部と、をさらに備えることとしても構わない。
 このように構成することによって、信号線からアンテナ部に供給される直流電圧が正負の電圧値に切り替えられるものになったとしても、全波整流部で全波整流することにより、継続して正の電圧を生成することができるようになる。そのため、アンテナアンプに安定して直流電圧を供給することが可能となる。
 また、上記構成の受信装置において、前記全波整流部が、4つのダイオードから成るブリッジ回路を備えることとしても構わない。このように構成することによって、全波整流部の小型化及び簡素化を図ることができる。
 また、上記構成の受信装置において、前記全波整流部から生成される電圧を調整して前記アンテナアンプに直流電圧を供給するレギュレータを備えることとしても構わない。このように構成することによって、所望の大きさでありかつ変動の少ない直流電圧を、アンテナアンプに供給することが可能となる。
 また、上記構成の受信装置において、前記第1電圧値及び前記第2電圧値の絶対値が等しいものであるとしても構わない。このように構成することによって、全波整流部から出力される直流電圧の大きさを略一定にすることが可能となる。そのため、アンテナアンプに供給する際の直流電圧の調整が容易なものとなる。また、この絶対値がアンテナアンプに供給する直流電圧の大きさと略等しいものとすると、昇圧や降圧を行うことが不要となり、さらに直流電圧の調整を容易にすることができるようになる。したがって、直流電圧の調整を行うレギュレータなどの構成を簡素化することが可能となる。
 また、上記構成の受信装置において、前記アンテナ切替部が、前記アンテナの受信方向の指向性を切り替えるものであることとしても構わない。
 このように構成することによって、受信状況が良好となる方向の指向性を強くして、受信を行うことができるようになる。したがって、アンテナの特性の切替によって受信状況を改善することが可能となる。
 また、上記構成の受信装置において、前記アンテナが、少なくとも2つの一端が接地される寄生素子と、当該寄生素子の間に備えられるとともに受信した信号を前記信号線を介して前記復調部に入力する受給電素子と、を備え、前記アンテナ切替部が、前記寄生素子のそれぞれに備えられるとともに受信する信号に対するリアクタンスが可変となる可変リアクタンス素子を備え、前記可変リアクタンス素子のリアクタンスが、前記信号線に印加される直流電圧の電圧値に基づいて決定されることとしても構わない。
 このように構成することによって、リアクタンス素子のリアクタンスを変更するだけで、容易にアンテナの指向性を変更することが可能となる。なお、リアクタンスが小さいリアクタンス素子が備えられる寄生素子は反射素子として動作し、リアクタンスが大きいリアクタンス素子が備えられる寄生素子は導波素子として動作する。
 また、上記構成の受信装置において、前記可変リアクタンス素子がバラクタダイオードであり、一方の前記バラクタダイオードのアノードが、前記寄生素子の接地される一端側となるように設けられ、他方の前記バラクタダイオードのカソードが、前記寄生素子の接地された一端側となるように設けられるとともに、前記バラクタダイオードと、前記寄生素子の接地された一端との間にそれぞれキャパシタが備えられ、前記寄生素子の、前記バラクタダイオードと前記キャパシタとの間に、それぞれ前記信号線に印加された直流電圧が印加されることとしても構わない。
 このように構成することによって、正または負の電圧を印加するだけで、それぞれのバラクタダイオードの信号に対するリアクタンスを制御することができる、即ち、アンテナの指向性を制御することができる。特に、信号線を介して入力される直流電圧をそのまま利用することができるため、入力される直流電圧の判定を行う装置などが不要となる。したがって、受信装置の小型化及び簡素化を図ることができる。
 また、上記構成の受信装置において、前記復調部で処理される信号に基づいて、前記切替部が、前記直流電源と前記信号線との接続を切り替えることとしても構わない。
 このように構成することによって、前記復調部で処理される信号から受信状況の劣化を検出し、切替を行うことができるようになる。したがって、受信状況の改善が必要となる場合に、アンテナの指向性を切り替えることができる。
 また、上記構成の受信装置において、前記信号線に前記第1電圧値の直流電圧を印加する場合に前記復調部で処理される信号と、前記信号線に前記第2電圧値の直流電圧を印加する場合に前記復調部で処理される信号と、を比較して、前記切替部による接続を決定することとしても構わない。このような構成とすることによって、受信状況を最良な状態にすることができる。
 また、上記構成の受信装置において、前記信号線が、内部導体と、当該内部導体の周囲に設けられる外部導体と、を備える同軸線としても構わないし、前記信号線が、二本の導線を備えたフィーダ線であることとしても構わない。
 特に、フィーダ線を用いる構成とすると、どちらの導線に絶対値が大きい直流電圧が印加されたとしても、漏電することを抑制することができる。
 また、本発明のアンテナ制御方法は、信号を無線通信するアンテナを備えるアンテナ部と、当該アンテナ部と信号線によって接続されるとともに信号を変換する信号変換部と、を備える通信装置のアンテナ制御方法において、前記信号線に、正である第1電圧値及び負である第2電圧値のいずれか一方の電圧値となる直流電圧を印加するとともに、前記信号線に印加する直流電圧の電圧値に基づいて、前記アンテナの特性を制御することを特徴とする。
 本発明によると、直流電源と信号線との接続を切り替え、信号線に印加させる直流電圧の正負を切り替えるだけで、容易にアンテナの特性を切り替えることができる。したがって、アンテナと信号変換部との接続を切り替える切替装置を別途設ける必要がなくなるため、アンテナ制御装置や通信装置の小型化及び簡素化を図ることができる。
 また、アンテナの特性を切り替える信号を生成するための変調装置を信号変換部に備えることや、アンテナの特性を切り替える信号を復調するための復調装置をアンテナ部に備えることまでも不要とすることが可能となる。したがって、アンテナ制御装置や通信装置のさらなる小型化及び簡素化を図ることが可能となる。
は、本発明の第1実施形態における受信装置の構成を示すブロック図である。 は、可変指向性アンテナの構成の一例を示すブロック図である。 は、電圧値Vaと時間との関係を示したグラフである。 は、電圧値Vrと時間との関係を示したグラフである。 は、本発明の第2実施形態における受信装置の構成を示すブロック図である。 は、直流電源と切替部の別例を示す回路図である。 は、本発明のその他の実施形態における通信装置の構成の概要を示すブロック図である。 は、従来の受信装置の構成を示すブロック図である。
符号の説明
   1、1a  受信装置
   2  アンテナ部
   3  信号線
   3a 内部導体
   3b 外部導体
   3c、3d 導線
   4  復調部
   5  映像音声処理部
   6  可変指向性アンテナ
   61 受給電素子
   62、63  寄生素子
   7  アンテナアンプ
   8  レギュレータ
   9  全波整流部
   A1~A4接点
   D1~D4 ダイオード
   10 チューナ部
   11 復調器
   12、12a 切替部
   20 通信装置
   21 アンテナ部
   22 変調/復調部
   23 信号線
   24 信号処理部
   25 アンテナ
   26 アンテナ切替部
   27 全波整流部
   28 レギュレータ
   29 送受信部
   30 アンテナ制御部
   S1~S3 端子
   T1~T6 接点
   13 アンテナ制御部
   14、14a、15 直流電源
   B1、B2 バラン
   L1~L6 インダクタ
   R1、R2 抵抗
   VD1、VD2 バラクタダイオード
   C1~C6 キャパシタ
<<第1実施形態>>
<受信装置の構成>
 まず、本発明におけるアンテナ制御装置及びアンテナ制御方法を受信装置に適用した場合について以下に説明する。最初に、第1実施形態における受信装置の構成について、図1を用いて説明する。図1は、本発明の第1実施形態における受信装置の構成を示すブロック図である。
 また、以下に示す受信装置1は、一例として直交周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplex)方式でデジタル変調された信号が伝送されるISDB-T(Integrated Services Digital Broadcasting for Terrestrial)方式の地上波デジタルテレビジョン放送の受信装置に本発明を適用する場合を例に挙げて説明するが、他の通信方式の放送を受信するものであっても構わないし、テレビジョン放送以外の信号を受信する受信装置に適用することとしても構わない。
 図1に示す受信装置1は、信号を受信するアンテナ部2と、アンテナ部2で受信された信号を復調する復調部4と、アンテナ部2と復調部4とを接続する信号線3と、復調部4から出力される信号を表示装置やスピーカなどの出力装置(不図示)で表示及び再生可能な出力信号へと変換する処理を行う映像音声処理部5と、を備える。
 本実施形態では、信号線3として同軸ケーブルを用いることとする。即ち、同軸ケーブルである信号線3は、中央部に備えられて周囲を樹脂などの絶縁体(不図示)によって囲まれる内部導体3aと、絶縁体の周囲を囲むようにして備えられる外部導体3bと、を備える。外部導体3bは、内部導体3aを流れる信号に対して外界からの電磁波などの影響を遮蔽したり、内部から電磁波などが漏出することを抑制したりする。
 アンテナ部2は、高周波数(Radio Frequency、以下RFとする)の信号が入力されるとともに受信方向の指向性を制御することができる可変指向性アンテナ6と、可変指向性アンテナ6から出力される信号を増幅するアンテナアンプ7と、アンテナアンプ7に直流電力を供給するレギュレータ8と、レギュレータ8に端子A1が接続される全波整流部9と、を備える。
 全波整流部9は、カソードが端子A1に接続されるとともにアノードが端子A2に接続されるダイオードD1と、カソードが端子A2に接続されるとともにアノードが端子A3に接続されるダイオードD2と、アノードが端子A3に接続されるとともにカソードが端子A4に接続されるダイオードD3と、アノードが端子A4に接続されるとともにカソードが端子A1に接続されるダイオードD4と、を備える。また、端子A3は接地されている。
 アンテナ部2はさらに、一端がアンテナアンプ7に接続されるとともに他端が内部導体3aに接続されるキャパシタC1と、一端が接地されるとともに他端が外部導体3bに接続されるキャパシタC2と、一端が外部導体3bに接続されるとともに他端が全波整流部9の端子A2に接続されるインダクタL1と、一端が内部導体3aに接続されるとともに他端が全波整流部9の端子A4に接続されるインダクタL2と、を備える。インダクタL1と端子A2との接続ノードと、インダクタL2と端子A4との接続ノードと、は、それぞれ可変指向性アンテナ6に接続されている。
 復調部4は、入力される信号から所望の周波数の信号を選択して取得するとともに周波数変換及び増幅を行うチューナ部10と、チューナ部10から出力される信号を復調する復調器11と、可変指向性アンテナ6の指向性の切替を行う切替部12と、復調器11から出力される信号に基づいて切替部12の制御を行うアンテナ制御部13と、直流電源14、15と、を備える。切替部12は、一つの端子S1と、二つの接点T1、T2のいずれかと、を接続するスイッチである。また、接点T1には直流電源14の負極が接続され、接点T2には直流電源15の正極が接続される。
 復調部4はさらに、一端がチューナ部10に接続されるとともに他端が内部導体3aに接続されるキャパシタC3と、一端が接地されるとともに他端が外部導体3bに接続されるキャパシタC4と、一端が外部導体3bに接続されるとともに他端が直流電源14の正極と直流電源15の負極との接続ノードに接続されるインダクタL3と、一端が内部導体3aに接続されるとともに他端が切替部12の端子S1に接続されるインダクタL4と、を備える。
 キャパシタC1、C3は、内部導体3aに直流電圧を印加する際に、チューナ部10に入力される信号に直流電圧が重畳することを抑制するために設けられる。また、インダクタL1~L4は、信号が直流電圧に重畳されて全波整流部9や可変指向性アンテナ6に入力されることを抑制するためや、切替部12の切替などによって生じるノイズなどが信号線3に入力されることを抑制するために設けられる。また、キャパシタC2、C4は、外部導体3bを流れる交流電圧を接地させ、印加した直流電圧が接地されないようにするために設けられる。
<受信動作>
 次に、上述した構成の受信装置1の動作について図1を用いて説明する。受信動作が開始されると、最初に、可変指向性アンテナ6によってRF信号が受信される。受信されるRF信号はアンテナアンプ7によって増幅され、信号線3の内部導体3aを介してチューナ部10に入力される。チューナ部10は、入力されるRF信号から所望の周波数の信号を選択して増幅するとともに、中間周波数(Inter frequency、以下IFとする)の信号へと周波数変換を行う。また、チューナ部10は周波数変換後のIF信号の増幅も行う。
 チューナ部10から出力されるIF信号は復調器11に入力され、復調処理が行われる。復調処理は、アンテナから入力される信号の変調方式に応じたものとなっており、変調方式として例えば、QAM(Quadrature Amplitude Modulation)、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)、DQPSK(Differential Quadrature Phase Shift Keying)などがある。また、復調器11では伝送中に生じた信号の歪を補正する等化処理が行われる。この等化処理の方法として、例えば、信号中に含まれる既知の強度を有した基準信号から伝送路特性を得ることによって信号を補正する方法がある。また、この補正は周波数軸、時間軸の両方の方向に対して行われる。なお、この等化処理を行う前に信号を高速フーリエ変換し、周波数軸の信号に変換することとしても構わない。
 このように復調器11によって復調された信号は、映像音声処理部5に入力され、表示装置やスピーカなどの出力装置で表示及び再生可能な出力信号へと変換される。なお、この出力信号には映像や音声の信号だけでなく、その他のデータ信号が含まれることとしても構わない。
<可変指向性アンテナ>
 次に、上述した可変指向性アンテナ6の一例について図2を用いて説明する。図2は、可変指向性アンテナの構成の一例を示すブロック図である。なお、本例ではESPAR(Electronically Steerable Passive Array Radiator)アンテナを用いる場合を例に挙げて説明する。
 図2に示すように、可変指向性アンテナ6は、電磁波信号を受信してアンテナアンプ7に入力する受給電素子61と、その周囲に設けられ指向性を制御する寄生素子62、63と、を備える。また、一端が寄生素子62に接続される抵抗R1と、一端が寄生素子63に接続されるR2と、寄生素子22に備えられるとともに抵抗R1の寄生素子62に接続される一端がカソード側となるバラクタダイオードVD1と、寄生素子63に備えられるとともに抵抗R2の寄生素子63に接続される一端がアノード側となるバラクタダイオードVD2と、バラクタダイオードVD1のアノードに一端が接続されるとともに他端が接地されるキャパシタC5と、バラクタダイオードVD2のカソードに一端が接続されるとともに他端が接地されるキャパシタC6と、を備える。
 バラクタダイオードVD1のアノードとキャパシタC5の一端との接続ノードと、バラクタダイオードVD2のカソードとキャパシタC6の一端との接続ノードと、は接続されている。そして、この接続ノードと、インダクタL1と全波整流部9の端子A2との接続ノードと、が接続されている。また、抵抗R1の他端と抵抗R2の他端とが接続されており、この接続ノードと、インダクタL2と全波整流部9の端子A4との接続ノードと、が接続されている。
 本例の可変指向性アンテナ6は、バラクタダイオードVD1、VD2に加える直流電圧を制御することによって、その指向性を制御することができる。まず、バラクタダイオードVD1のアノード側及びバラクタダイオードVD2のカソード側の電位を、バラクタダイオードVD1のカソード側及びバラクタダイオードVD2のアノード側の電位よりも大きくして、バラクタダイオードVD1、VD2に電圧を印加する場合を例に挙げて説明する。この場合、バラクタダイオードVD1には順バイアスの電圧が印加されることとなり、バラクタダイオードVD2には逆バイアスの電圧が印加されることとなる。なお、このとき印加する電圧は、バラクタダイオードVD1、VD2の順方向降下電圧よりも大きいものとする。
 このとき、順バイアスの電圧が印加されるバラクタダイオードVD1の容量が大きくなる(リアクタンスが小さくなる)ため、RF信号がバラクタダイオードVD1を通過しやすくなり、擬似的に接地された状態となる。したがって、寄生素子62が反射素子として動作するようになる。一方、逆バイアスの電圧が印加されるバラクタダイオードVD2の容量は小さくなる(リアクタンスが大きくなる)ため、RF信号がバラクタダイオードVD2を通過しにくくなる。したがって、寄生素子63が導波素子として動作するようになる。以上より、バラクタダイオードVD1に順バイアス、バラクタダイオードVD2に逆バイアスとなる電圧をそれぞれ印加することによって、寄生素子63側の指向性を大きくすることができる。
 反対に、バラクタダイオードVD1のアノード側及びバラクタダイオードVD2のカソード側の電位を、バラクタダイオードVD1のカソード側及びバラクタダイオードVD2のアノード側の電位よりも小さくする場合について説明する。この場合、バラクタダイオードVD1には逆バイアスの電圧が印加されることとなり、バラクタダイオードVD2には順バイアスの電圧が印加されることとなる。
 このとき、上記の場合とは逆になり、バラクタダイオードVD1の容量が小さくなり(リアクタンスが大きくなり)、バラクタダイオードVD2の容量が大きくなる(リアクタンスが小さくなる)。したがって、RF信号が通過しにくくなる寄生素子62が導波素子として動作するようになり、RF信号が接地されやすくなる寄生素子63が反射素子として動作するようになる。以上より、バラクタダイオードVD1に逆バイアス、バラクタダイオードVD2に順バイアスとなる電圧をそれぞれ印加することによって、寄生素子62側の指向性を大きくすることができる。
 また、キャパシタC5、C6は、印加した直流電圧が接地されないようにするために設けられている。そして、バラクタダイオードVD1、VD2を通過したRF信号は、これらのキャパシタC5、C6を介して接地されることとなる。
 <可変指向性アンテナ制御動作>
 次に、上述した可変指向性アンテナの具体的な制御動作について図1、図2、図3A及び図3Bを用いて説明する。図3Aは、信号線3における内部導体3aの電位と外部導体3bの電位との差である電圧値Vaと時間との関係を示したグラフであり、図3Bは、全波整流部9の端子A1の電位と接地電位との電位差でありレギュレータ8に供給される電圧値Vrと時間との関係を示したグラフである。図3A及び図3Bのグラフは、制御動作による電圧値の変化についてそれぞれ示したものである。
 また、ダイオードD1~D4の順方向降下電圧が全てVf、直流電源14、15の出力電圧がともにVcであるものとする。さらに、電圧値Va=(内部導体3aの電位)-(外部導体3bの電位)、電圧値Vr=(全波整流部9の端子A1の電位)-(接地電位)とする。
 最初に、初期状態として例えば切替部12において端子S1と接点T2とが接続されている場合について説明する。このとき、外部導体3bの直流成分の電位は、ダイオードD2によって接地電位よりVfだけ低下したものとなるため、-Vfとなる。一方、内部導体3aの直流成分の電位は、直流電源15によって-VfよりVcだけ大きくなるため、Vc-Vfとなる。したがって、図3Aの時間0~t1に示すように、電圧値Va=(Vc-Vf)-(-Vf)=+Vcとなる。以下において、このように電圧値Vaが正の値となる状態を、信号線3に正の電圧が印加されている状態として表現する。
 また、内部導体3aの電位Vc-Vfは全波整流部9の端子A4に入力される。そして、ダイオードD4によってVfだけ降下するため、端子A1の電位はVc-2Vfとなる。そのため、レギュレータ8に入力される電圧値Vrは、図3Bの時間0~t1に示すようにVc-2Vfとなる。
 一方、図2のバラクタダイオードVD1のアノード側及びバラクタダイオードVD2のカソード側の電位が、全波整流部9の端子A4に入力される電位と同様の大きさの電位となる。即ち、Vc-Vfとなる。また、抵抗R1、R2の他端における電位が、全波整流部9の端子A2に入力される電位と同様の大きさの電位となる。即ち、-Vfとなる。したがって、時間0~t1では、バラクタダイオードVD1に順バイアス、バラクタダイオードVD2に逆バイアスとなる電圧が印加されるため、寄生素子63側の指向性が大きくなる。
 次に、可変指向性アンテナ6の指向性の切替動作について説明する。図3A及び図3Bのグラフでは、時間t1において切替動作が行われている。切替動作は、アンテナ制御部13が切替部12の接続の切替を行うことによって行われる。また、このときアンテナ制御部13は、復調器11から出力される信号に基づいて切替を行う。より具体的には、アンテナ制御部13が、復調器11から出力される信号に基づいて受信状況の劣化を検出した場合に、切替部12の切替を行う。
 復調器11から出力される信号として、例えば、復調器11において処理されるIF信号などの信号の平均電力を示す信号や、搬送波とノイズとの大きさの比であるCN比を示す信号や、復調時の符号誤り率を示す信号などがある。平均電力を示す信号を用いて受信状況の劣化を検出する場合では、平均電力が所定の値を超えて小さくなりすぎたり大きくなりすぎたりする場合に、受信状況が劣化していると判断することができる。また、CN比を用いる場合では、CN比が所定の値より小さくなった場合に、ノイズが大きく受信状況が劣化していると判断することができる。また、符号誤り率を用いる場合では、符号誤り率が所定の値より大きくなった場合に、正確な受信動作が行われておらず受信状況が劣化していると判断することができる。
 以上の例のように、受信状況の劣化をアンテナ制御部13が検出すると、アンテナ制御部13は切替部12の接続の切替を行う。本例では、時間0~t1で端子S1と接点T2とが接続されていたため、時間t1において、端子S1と接点T1とが接続されるように切替部12の接続の切替を行う。
 切替部12の接続の切替を行うと、内部導体3aの直流成分の電位が、ダイオードD3によって接地電位よりVfだけ低下したものとなるため、-Vfとなる。一方、外部導体3bの直流成分の電位は、直流電源14によって-VfよりVcだけ大きくなるため、Vc-Vfとなる。したがって、図3Aの時間t1~t2に示すように、電圧値Va=(-Vf)-(Vc-Vf)=-Vcとなる。以下において、このように電圧値Vaが負の値となる状態を、信号線3に負の電圧が印加されている状態として表現する。
 また、外部導体3bの電位Vc-Vfが、全波整流部9の端子A2に入力される。そして、ダイオードD1によってVfだけ降下するため、端子A1の電位はVc-2Vfとなる。そのため、レギュレータ8に入力される電圧値Vrは、図3Bの時間t1~t2に示すようにVc-2Vfとなる。したがって、レギュレータ8に供給される電圧値Vrは、切替部12の接続を切り替えたとしても変化しないものとなる。
 さらに、このとき図2のバラクタダイオードVD1のアノード側及びバラクタダイオードVD2のカソード側の電位が、全波整流部9の端子A4に入力される電位と同様の大きさの電位となる。即ち、-Vfとなる。一方、抵抗R1、R2の他端における電位は、全波整流部9の端子A2に入力される電位と同様の大きさの電位となる。即ち、Vc-Vfとなる。したがって、時間t1~t2では、バラクタダイオードVD1に逆バイアス、バラクタダイオードVD2に順バイアスとなる電圧が印加されるため、寄生素子62側の指向性が大きくなる。
 また、図3A及び図3Bでは、以降同様にして時間t2、t3でそれぞれ切替動作が行われることを示している。切替動作が行われる度に、信号線3に印加される直流電圧の正負が切り替えられ、可変指向性アンテナ6の指向性が切り替えられる。そのため、時間t2~t3の状態と、時間0~t1の状態と、は等しい状態となる。また、時間t3以降の状態と、時間t1~t2の状態と、は等しい状態となる。
 以上のように受信装置1を構成することによって、直流電源14、15の接続を切り替えて信号線3に印加する直流電圧の正負を切り替えるだけで、容易に可変指向性アンテナ6の指向性を切り替えることが可能となる。そのため、従来例について示した図7の切替部103のような切替装置を別途設ける必要がなくなるため、受信装置1の小型化及び簡素化を図ることが可能となる。
 また、信号線3に印加する直流電圧を変調してアンテナ部2に信号を送る構成としないため、復調部4に変調装置を備えたり、アンテナ部2に変調された直流電圧を復調する復調装置を備えたりする必要がなくなる。したがって、受信装置1のさらなる小型化及び簡素化を図ることが可能となる。
 また、上述のように信号線3に印加させる直流電圧の正負を切り替えて可変指向性アンテナ6の指向性の切替を行ったとしても、図3Bに示すように、レギュレータ8に供給される直流電圧を継続して正の電圧値とすることができる。そのため、レギュレータ8における直流電圧の調整が簡易なものとなり、受信装置1の小型化及び簡素化を図ることが可能となる。
 なお、図3A及び図3Bに示すグラフは模式図であり、実際に動作させる場合において、電圧値Va、Vrが多少変動することとしても構わない。例えば、図3Aでは、時間t1、t2、t3の直後において急峻に電圧値Vaが変化する場合を示しているが、立ち上がりや立ち下りに僅かな時間がかかることとしても構わない。また、図3Bにおいて、時間t1、t2、t3の直後に電圧値Vrが僅かに変動することとしても構わない。なお、いずれの変動も短い時間に生じるものであり、全体的には図3A及び図3Bに示すグラフのようになる。
<<第2実施形態>>
 次に、本発明の第2実施形態について図4を用いて説明する。図4は、本発明の第2実施形態における受信装置の構成を示すブロック図である。本実施形態についても、第1実施形態と同様にアンテナ制御装置及びアンテナ制御方法を受信装置に適用した場合について説明する。なお、図1に示した第1実施形態における受信装置1と同様となる部分については同じ符号を付し、その詳細な説明については省略する。
 本実施形態の受信装置1aでは、信号線3として同軸線の代わりにフィーダ線を用いることが第1実施形態の受信装置1と異なる。即ち、アンテナ部2と復調部4とは、二本の導線3c、3dによって接続されることとなる。また、導線3c、3dの両端に、それぞれバランB1、B2が接続される。バランB1は、一端がキャパシタC1の他端に接続されるとともに他端が導線3cに接続されるインダクタL5と、一端がキャパシタC2の他端に接続されるとともに他端が導線3dに接続されるインダクタL6と、を備える。バランB2は、一端がキャパシタC3の他端に接続されるとともに他端が導線3cに接続されるインダクタL7と、一端がキャパシタC4の他端に接続されるとともに他端が導線3dに接続されるインダクタL8と、を備える。
 即ち、導線3cが図1に示した第1実施形態における受信装置1の内部導体3aに相当し、導線3dが外部導体3bに相当する。また、バランB1、B2に備えられるインダクタL5~L8が、キャパシタC1~C4と導線3c、3dとの間にそれぞれ備えられる構成以外は、図1に示した第1実施形態における受信装置1と同様の構成となる。
 受信動作についても、上述した第1実施形態における受信装置1と同様のものとなる。ただし、アンテナ部2と復調部4との間の信号線3を介した伝送方法が、第1実施形態と第2実施形態とで異なる。具体的に、第1実施形態の受信装置1は同軸線を用いて不平衡型の伝送を行うものであるが、本実施形態の受信装置1aはバランB1、B2及びフィーダ線を用いることによって平衡型の伝送を行う。
 また、可変指向性アンテナ6の制御動作についても上述した第1実施形態の受信装置1と同様である。即ち、切替部12の接続を切り替えることによって可変指向性アンテナ6の指向性を切り替える。したがって、第1実施形態の受信装置1と同様に、容易に可変指向性アンテナ6の指向性を切り替えることが可能となる。
 そのため、従来例について示した図7の切替部103のような切替装置を別途設ける必要がなくなるため、受信装置1aの小型化及び簡素化を図ることが可能となる。また、信号線3に印加する直流電圧を変調してアンテナ部2に信号を送る構成としないため、復調部4に変調装置を備えたり、アンテナ部2に変調された直流電圧を復調する復調装置を備えたりする必要がなくなる。したがって、受信装置1aのさらなる小型化及び簡素化を図ることが可能となる。
 また、レギュレータ8に供給される直流電圧を継続して正の電圧値とすることができるため、レギュレータ8における直流電圧の調整が簡易なものとなり、受信装置1aの小型化及び簡素化を図ることが可能となる。
 また、第1実施形態の受信装置1では、通常接地されて基準電位になるとともに内部導体3aを流れる信号に対するシールドとしても機能する外部導体3bに、高い電位Vc-Vfが印加される場合がある。この場合、例えばコネクタなどにおいて外部導体3bを剥き出しにして使用するなどの取り扱いをすると、外部導体3bから漏電する危険性がある。一方、本実施形態の受信装置1aに用いられるフィーダ線は、平衡型の伝送を行うため二本の導線3c、3dのそれぞれに信号が流れることが前提になっている。そのため、二本の導線3c、3dが個別に被覆される構成となる。したがって、導線3c、3dのそれぞれに直流電圧を印加する構成としても、漏電する危険性を低くすることができる。
 なお、第1実施形態の受信装置1及び第2実施形態の受信装置1aにおいて、直流電源14、15が供給する電圧値を異なるものとしても構わない。ただし、同じものとするとレギュレータ8の構成の簡素化を図ることが可能となるため好ましい。この構成であれば、レギュレータ8は、例えば入力される電圧値Vrを所定の回路で昇圧、降圧するとともに、平滑回路で平滑化するだけでアンテナアンプ7に供給する直流電圧を生成することができるようになる。さらに、レギュレータ8に供給する電圧値Vrの大きさと、アンテナアンプ7に供給する電圧値の大きさが略等しいものとすると、レギュレータ8を平滑回路のみで構成することが可能となる。したがって、より受信装置1の小型化及び簡素化を図ることが可能となる。
 また、可変指向性アンテナ6の切替制御について、受信状況が所定の状況よりも劣化したことをアンテナ制御部13が検出する場合に切替部12の接続を切り替えることとしたが、アンテナ制御部13が、所定の時間間隔で受信状況の判定及び切替の要否の決定を行うこととしても構わない。
 また、切替部12の切替動作を行う際に、アンテナ制御部13が切替動作前後の受信状況の比較を行うこととしても構わない。さらに、切替動作後の受信状況が切替動作前よりも劣化した場合に、再度切替動作を行って切替動作前の状態に戻すこととしても構わない。また、切替部12の接続の初期状態を決定する際に、切替動作によって実現し得るそれぞれの状態での受信状況を比較することによって、最良の受信状況となる状態を初期状態として決定しても構わない。
 また、アンテナ制御部13が、復調器11から出力される信号に基づいて受信状況の判定を行うとともに切替部12の切替を行うものとしたが、チューナ部10から出力される信号に基づいて受信状況の判定を行っても構わない。
 また、本例では二つの直流電源14、15を用いた構成について記載しているが、一つの直流電源14aを用いるとともに、正極と負極の接続を切り替えることによって同様の構成としても構わない。具体例を図5に示す。図5は、直流電源と切替部の別例を示す回路図である。
 図5に示すように、本例の切替部12aは、二つの端子S2、S3と、4つの接点T3~T6を備える。接点T3にはインダクタL4の他端が接続され、接点T4にはインダクタL3の他端が接続される。また、接点T5は、インダクタL3と接点T4との接続ノードに接続されており、接点T6は、インダクタL4と接点T3との接続ノードに接続されている。また、端子S2には直流電源14aの正極が接続され、端子S3には直流電源14aの負極が接続される。また、切替部12aは、端子S2と接点T3とが接続されるとともに端子S3と接点T5とが接続される状態と、端子S2と接点T4とが接続されるとともに端子S3と接点T6とが接続される状態と、の二つの接続状態のいずれかの接続状態となる。この接続状態の切替制御はアンテナ制御部13が行う。
 このような構成であっても、切替部12aの接続状態を切り替えることによって、内部導体3a(導線3c)及び外部導体3b(導線3d)に印加する直流電圧を上述のように制御することが可能となる。また、備える直流電源14aの数を一つにすることができるため、受信装置1、1aのさらなる小型化及び簡素化を図ることが可能となる。また、直流電源14aが一つとなるために、どの接続状態が選択されていたとしてもレギュレータ8に印加される直流電圧を略等しい大きさとすることが可能となる。
 また、本発明のアンテナ制御装置およびアンテナ制御方法を、上述したような受信装置1、1aだけでなく、可変指向性アンテナ6を備える送信装置に適用することとしても構わない。送信装置に適用する場合、正常に受信が行われていることを示す信号が受信装置から送られてこない場合などに、可変指向性アンテナ6の指向性を切り替えることとしても構わない。
<<その他の実施形態>>
 上述した第1実施形態及び第2実施形態では、受信装置に本発明を適用する場合についてのみ説明したが、上述したように送信装置などの通信装置全般に適用することができる。また、可変指向性アンテナの制御だけでなく、他の制御にも用いることができる。以下にその一例として、送信及び受信を行う通信装置の送受信制御に本発明のアンテナ制御装置及び制御方法を適用する場合について、図6を用いて説明する。図6は、本発明のその他の実施形態における通信装置の構成の概要を示すブロック図である。
 図6に示すように、通信装置20は、信号を送受信するアンテナ部21と、アンテナ部21に入力する信号を変調したりアンテナ部21から出力される信号を復調したりする変調/復調部22と、アンテナ部21と変調/復調部22とを接続する信号線23と、入力信号を変調可能な信号へと変換する処理を行い変調/復調部22に入力するとともに変調/復調部22から出力される信号を出力装置で利用可能な出力信号へと変換する処理を行う信号処理部24と、を備える。
 アンテナ部21は、送受信を行うアンテナ25と、アンテナ25を送信及び受信のどちらのために用いるかに応じて切り替えを行うアンテナ切替部26と、全波整流部27と、レギュレータ28と、を備える。アンテナ切替部26には、送信用や受信用のフィルタや、送信信号や受信信号を増幅するアンプなどが備えられ、送信や受信を行う場合に適宜これらの接続の切り替えを行い、アンテナ25の特性を切り替える。全波整流部27は、入力される電圧を整流することで継続して正の電圧値となる直流電圧を出力するものであり、図1や図4に示す全波整流部9を備える構成としても構わない。レギュレータ28は、全波整流部27から出力される直流電圧を平滑化したり昇圧/降圧などをしたりすることによって、アンテナ切替部26で用いられる直流電圧を供給するものである。また、レギュレータ28から供給される直流電圧は、アンテナ切替部26に備えられるアンプやフィルタなどを駆動させるための電源電圧として用いられる。なお、レギュレータ28を、図1や図4に示すレギュレータ8と同様の構成としても構わない。
 また、変調/復調部22は、入力される信号を変調または復調する送受信部29と、信号線23に直流電圧を印加させるアンテナ切替制御部30と、を備える。アンテナ切替制御部30は、図1や図4、図5に示すような切替部12、12aや直流電源14、14a、15を備える構成であり、図1や図4に示す第1及び第2の受信装置1、1aと同様に、信号線23に印加させる直流電圧の正負の切り替えを行う。
 本実施形態の通信装置20は、送信/受信動作を切り替える際に、アンテナ切替制御部30に送受信切替信号を入力する。アンテナ切替制御部30は、この信号に基づいて信号線23に印加させる直流電圧の正負の切替を行う。そして、信号線23に印加されてアンテナ部21に入力される直流電圧に基づいて、アンテナ切替部26がアンテナ25の特性の切替を行う。例えば、信号線23に正の電圧が印加される場合にアンテナ切替部26を送信用に切り替えたり、負の電圧が印加される場合にアンテナ切替部26を受信用に切り替えたりしても構わない。
 このように、本発明におけるアンテナ制御装置及びアンテナ制御方法は、送受信を行う通信装置20の、送受信の切替を行う場合においても適用することができる。このとき、アンテナ切替部26は、入力される直流電圧の正負のみを判定して切替を行うだけとなる。または、入力される直流電圧の正負に応じて、動作させる装置(アンプやフィルタなど)を異ならせる構成にするだけとなる。そのため、送信用のアンテナを備えた送信部及び受信用のアンテナを備えた受信部と、変調/復調部22と、の接続を切り替える図7の切替部103のような切替装置が不要となる。したがって、通信装置20の小型化及び簡素化を図ることが可能となる。
 また、信号線23に印加する直流電圧を変調してアンテナ部21に信号を送る変調装置を変調/復調部22に備えたり、変調された直流電圧を復調する復調装置をアンテナ部21に備えたりする必要がなくなる。したがって、通信装置20のさらなる小型化及び簡素化を図ることが可能となる。
 また、上述した受信装置1、1aや通信装置20において、アンテナ制御部13及びアンテナ切替制御部30の動作を、マイコンなどの制御装置が行うこととしても構わない。さらに、このような制御装置によって実現される機能の全部または一部をプログラムとして記述し、該プログラムをプログラム実行装置(例えばコンピュータ)上で実行することによって、その機能の全部または一部を実現するようにしても構わない。
 また、上述した場合に限らず、上述した受信装置1、1a及び通信装置20は、ハードウェア、或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせによって実現可能である。また、ソフトウェアを用いて受信装置1、1a及び通信装置20を構成する場合、ソフトウェアにて実現される部位についてのブロック図は、その部位の機能ブロック図を表すことになる。
 以上、本発明における実施形態についてそれぞれ説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実行することができる。
 本発明は、地上デジタルテレビジョン放送や地上デジタル音声放送などの放送電波に代表される電磁波を用いて無線通信を行う送信装置や受信装置などの通信装置に備えられる、アンテナ制御装置に関するものである。

Claims (9)

  1.  信号を無線通信するアンテナを備えるアンテナ部と、当該アンテナ部と信号線によって接続されるとともに信号を変換する信号変換部と、を備える通信装置に備えられるアンテナ制御装置において、
     前記信号変換部に備えられ、直流電圧を供給する直流電源と、
     前記信号変換部に備えられ、前記直流電源と前記信号線との接続を切り替えることによって、前記信号線に、正である第1電圧値及び負である第2電圧値のいずれか一方の電圧値となる直流電圧を印加させる切替部と、
     前記アンテナ部に備えられ、前記アンテナの特性を切り替えるアンテナ切替部と、を備え、
     前記アンテナ切替部が、前記信号線に印加される直流電圧の電圧値に基づいて、前記アンテナの特性の切替を行うことを特徴とするアンテナ制御装置。
  2.  信号を受信するアンテナを備えるアンテナ部と、当該アンテナ部と信号線によって接続されるとともに前記信号線を介して入力される信号を復調する復調部と、を備える受信装置において、
     前記復調部に備えられ、直流電圧を供給する直流電源と、
     前記復調部に備えられ、前記直流電源と前記信号線との接続を切り替えることによって、前記信号線に、正である第1電圧値及び負である第2電圧値のいずれか一方の電圧値となる直流電圧を印加させる切替部と、
     前記アンテナ部に備えられ、前記アンテナの特性を切り替えるアンテナ切替部と、を備え、
     前記アンテナ切替部が、前記信号線に印加される直流電圧の電圧値に基づいて、前記アンテナの特性の切替を行うことを特徴とする受信装置。
  3.  前記アンテナ部に備えられ、前記アンテナに入力される信号の増幅を行うアンテナアンプと、
     前記アンテナ部に備えられ、前記信号線に印加されて入力される直流電圧を全波整流して前記アンテナアンプに供給する直流電圧を生成する全波整流部と、
     をさらに備えることを特徴とする請求項2に記載の受信装置。
  4.  前記アンテナ切替部が、前記アンテナの受信方向の指向性を切り替えるものであることを特徴とする請求項2に記載の受信装置。
  5.  前記アンテナが、
     少なくとも2つの一端が接地される寄生素子と、
     当該寄生素子の間に備えられるとともに受信した信号を前記信号線を介して前記復調部に入力する受給電素子と、を備え、
     前記アンテナ切替部が、前記寄生素子のそれぞれに備えられるとともに受信する信号に対するリアクタンスが可変となる可変リアクタンス素子を備え、
     前記可変リアクタンス素子のリアクタンスが、前記信号線に印加される直流電圧の電圧値に基づいて決定されることを特徴とする請求項4に記載の受信装置。
  6.  前記可変リアクタンス素子がバラクタダイオードであり、
     一方の前記バラクタダイオードのアノードが、前記寄生素子の接地される一端側となるように設けられ、
     他方の前記バラクタダイオードのカソードが、前記寄生素子の接地される一端側となるように設けられるとともに、
     前記バラクタダイオードと、前記寄生素子の接地される一端との間にそれぞれキャパシタが備えられ、
     前記寄生素子の、前記バラクタダイオードと前記キャパシタとの間に、それぞれ前記信号線に印加された直流電圧が印加されることを特徴とする請求項5に記載の受信装置。
  7.  前記復調部で処理される信号に基づいて、前記切替部が、前記直流電源と前記信号線との接続を切り替えることを特徴とする請求項2~請求項6のいずれかに記載の受信装置。
  8.  前記信号線が、二本の導線を備えたフィーダ線であることを特徴とする請求項2~請求項6のいずれかに記載の受信装置。
  9.  信号を無線通信するアンテナを備えるアンテナ部と、当該アンテナ部と信号線によって接続されるとともに信号を変換する信号変換部と、を備える通信装置のアンテナ制御方法において、
     前記信号線に、正である第1電圧値及び負である第2電圧値のいずれか一方の電圧値となる直流電圧を印加するとともに、
     前記信号線に印加する直流電圧の電圧値に基づいて、前記アンテナの特性を制御することを特徴とするアンテナ制御方法。
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