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技術 可変指向性アンテナ装置

出願人 DXアンテナ株式会社
発明者 渋谷栄二楯川清隆吉井隆行
出願日 2007年7月12日 (13年5ヶ月経過) 出願番号 2007-182997
公開日 2009年1月29日 (11年10ヶ月経過) 公開番号 2009-021839
状態 特許登録済
技術分野 可変指向性アンテナ、アンテナ配列
主要キーワード ダミー抵抗器 円板状体 回転式スイッチ 位相反転回路 本体正面 八木形アンテナ 合成指向性 指向性可変
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この項目の情報は公開日時点(2009年1月29日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

専用の受信装置と共に使用する可変指向性アンテナ装置を、汎用の受信装置とも使用可能にする。

解決手段

可変指向性アンテナ装置1は、同軸ケーブル42を介して伝送する受信信号を出力する出力端子40を有し、出力端子40に同軸ケーブル42を介して供給された指向性制御信号に応じて、指向性を変化させる。また、可変指向性アンテナ装置1は、電源アダプタ64の接続に応じて、所定方向に指向性を固定される切換スイッチも有している。

概要

背景

可変指向性アンテナ装置としては、例えば特許文献1の図8乃至図12に示されているようなものがある。この可変指向性アンテナ装置は、直交するように2つのUHF帯アンテナ素子を配置し、これらアンテナ素子での受信信号のレベルをそれぞれ可変減衰器によって調整して合成して出力するもので、可変減衰器における減衰量を変化させることによって指向性を変化させ、UHF帯のテレビジョン放送電波到来方向に指向性を向けるものである。この可変減衰器での減衰量を変化させるための制御信号は、このアンテナ装置出力端子伝送線路を介してテレビジョン受信装置から供給されている。このテレビジョン受信装置は、この制御信号を発生する専用のものである。

国際公開番号WO2004/091043号

概要

専用の受信装置と共に使用する可変指向性アンテナ装置を、汎用の受信装置とも使用可能にする。可変指向性アンテナ装置1は、同軸ケーブル42を介して伝送する受信信号を出力する出力端子40を有し、出力端子40に同軸ケーブル42を介して供給された指向性制御信号に応じて、指向性を変化させる。また、可変指向性アンテナ装置1は、電源アダプタ64の接続に応じて、所定方向に指向性を固定される切換スイッチも有している。

目的

本発明は、汎用の受信装置とも使用することが可能な可変指向性アンテナ装置を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

伝送線路を介して伝送する受信信号を出力する出力端子を有し、この出力端子に前記伝送線路を介して供給された指向性制御信号に応じて、指向性を変化させる可変指向性アンテナ装置において、操作に応じて、所定方向に前記指向性を固定される切換手段を設けた可変指向性アンテナ装置。

請求項2

請求項1記載の可変指向性アンテナ装置は、前記伝送線路を介して前記出力端子に供給された動作電源によって動作し、別に設けた電源端子に動作電源が供給されたことによっても動作し、前記電源端子への動作電源の供給に応じて前記切換手段が、指向性を所定方向に固定するように切り換えられる可変指向性アンテナ装置。

請求項3

請求項1または2記載の可変指向性アンテナ装置は、複数のアンテナ素子と、これらアンテナ素子の受信信号を電気的に処理して、前記指向性を変化させる指向性可変手段とを、有し、前記切換手段は、その操作に応じて指向性固定制御信号を生成し、前記指向性可変手段は、前記指向性制御信号に応じて前記受信信号を処理して前記指向性を変化させ、かつ前記指向性固定制御信号に応じて前記受信信号を処理して前記指向性を固定する可変指向性アンテナ装置。

請求項4

請求項2または3記載の可変指向性アンテナ装置は、前記受信信号を増幅して前記出力端子に供給する増幅手段を有し、この増幅手段は、前記出力端子または前記電源端子に動作電源が供給されたときに動作する可変指向性アンテナ装置。

技術分野

0001

本発明は、指向性を変化させることができる可変指向性アンテナ装置に関し、特に、指向性を固定することもできるものに関する。

背景技術

0002

可変指向性アンテナ装置としては、例えば特許文献1の図8乃至図12に示されているようなものがある。この可変指向性アンテナ装置は、直交するように2つのUHF帯アンテナ素子を配置し、これらアンテナ素子での受信信号のレベルをそれぞれ可変減衰器によって調整して合成して出力するもので、可変減衰器における減衰量を変化させることによって指向性を変化させ、UHF帯のテレビジョン放送電波到来方向に指向性を向けるものである。この可変減衰器での減衰量を変化させるための制御信号は、このアンテナ装置出力端子伝送線路を介してテレビジョン受信装置から供給されている。このテレビジョン受信装置は、この制御信号を発生する専用のものである。

0003

国際公開番号WO2004/091043号

発明が解決しようとする課題

0004

このように構成された可変指向性アンテナ装置では、専用の受信装置を使用しなければならず、汎用の受信装置と共に使用することができない。従って、複数のテレビジョン放送電波の到来方向が一定であり、アンテナ装置の指向性を可変させる必要がないエリアで、既に使用されている汎用の受信装置では、上述した可変指向性アンテナ装置は使用することができない。

0005

本発明は、汎用の受信装置とも使用することが可能な可変指向性アンテナ装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

本発明の一態様の可変指向性アンテナ装置は、伝送線路を介して伝送する受信信号を出力する出力端子を有している。この出力端子に前記伝送線路を介して供給された指向性制御信号に応じて、可変指向性アンテナ装置の指向性を変化させている。操作に応じて、所定方向に前記指向性を固定する切換手段が設けられている。

0007

このように構成された可変指向性アンテナ装置では、例えば専用の受信装置から伝送線路を介して指向性制御信号を供給すると、指向性を変化させることができる。また、切換手段を操作すると、指向性を固定することができる。この指向性を固定するために、なんら指向性制御信号を伝送する必要がない。従って、この可変指向性アンテナ装置は、汎用の受信装置とも使用することができる。

0008

上記態様の可変指向性アンテナ装置は、前記伝送線路を介して前記出力端子に供給された動作電源によって動作するように構成することができる。この場合、別に設けた電源端子に動作電源が供給されたことによっても動作する。更に、前記電源端子への動作電源の供給に応じて前記切換手段が、指向性を所定方向に固定するように切り換えられる。

0009

このように構成すると、専用の受信装置を使用する場合には、この専用の受信装置から動作電源が供給され、この動作電源によってこの可変指向性アンテナ装置は動作する。汎用の受信装置と使用する場合には、別途設けた電源装置から動作電源が電源端子に供給され、この可変指向性アンテナ装置は動作する。しかも、この電源端子への動作電源の供給に応動して、切換手段が切り換えられて、指向性を所定方向とする。従って、一々切換手段を操作する必要が無い。

0010

上記態様の可変指向性アンテナ装置は、複数のアンテナ素子と、これらアンテナ素子の受信信号を電気的に処理して、前記指向性を変化させる指向性可変手段とを、有するものとできる。この場合、前記切換手段は、その操作に応じて指向性固定制御信号を生成する。前記指向性可変手段は、前記指向性制御信号に応じて前記受信信号を処理して前記指向性を変化させ、かつ前記指向性固定制御信号に応じて前記受信信号を処理して前記指向性を固定する。

0011

このように構成すると、指向性を変化させる場合でも、固定する場合でも、指向性可変手段に制御信号を供給するだけで対応することができる。

0012

上記の態様の可変指向性アンテナ装置は、前記受信信号を増幅して前記出力端子に供給する増幅手段を有するものとできる。この増幅手段は、前記出力端子または前記電源端子に動作電源が供給されたときに動作する。

0013

このように構成すると、専用の受信装置と共に使用する場合でも、汎用の受信装置と共に使用する場合でも、受信信号を増幅して出力することができる。

発明の効果

0014

以上のように、本発明による可変指向性アンテナ装置は、指向性を可変することもできるし、特定の固定された方向の指向性とすることもでき、この固定された指向性とした場合には、汎用の受信装置と共に使用することができる。

発明を実施するための最良の形態

0015

本発明の1実施形態の可変指向性アンテナ装置1は、図1に示すように、複数、例えば2基のダイポールアンテナ2、4を有している。これらダイポールアンテナ2、4は、例えばUHF帯のテレビジョン放送信号を受信することが可能な同じ長さのもので、例えば水平面内において直交するように配置されている。これらダイポールアンテナ2、4は、8の字の指向性パターンを有している。

0016

図2に示すように、ダイポールアンテナ2からの受信信号は、増幅器6によって増幅された後、切換手段、例えば切換スイッチ8の接点8aに供給されている。切換スイッチ8は、接点8bも有し、接点8bと基準電位、例えば接地電位との間にダミー抵抗器10が接続されている。これら接点8a、8bのいずれか一方に接触する接触子8cを、切換スイッチ8は有している。接触子8cは、切換スイッチ12の接触子12cに接続されている。切換スイッチ12は、接点12a、12bを有し、接点12aは、切換スイッチ14の接点14aに接続されている。また、接点12bは、位相反転回路16を介して切換スイッチ14の接点14bに接続されている。接点14a、14bのいずれかに接触する切換スイッチ14の接触子14cは、合成手段、例えば合成器18の一方の入力端子に接続されている。

0017

切換スイッチ8、12、14の接触子8c、12c、14cを接点8a、12a、14aにそれぞれ接触させると、合成器18の一方の入力端子には、ダイポールアンテナ2の受信信号がそのまま入力される。切換スイッチ8の接触子8cを接点8aに接触させ、切換スイッチ12、14の接触子12c、14cを接点12b、14bにそれぞれ接触させると、ダイポールアンテナ2での受信信号の位相反転させた信号が合成器18の一方の入力端子に供給される。切換スイッチ8の接触子8cを接点8bに接触させると、切換スイッチ12、14がどのように切り換えられていても、合成器18の入力側にはダイポールアンテナ2の受信信号は供給されない。

0018

ダイポールアンテナ4からの受信信号は、増幅器20によって増幅された後、切換スイッチ22の接点22aに供給されている。切換スイッチ22は接点22bも有し、これはダミー抵抗器24を介して接地電位に接続されている。接点22a、22bのいずれかに接触する切換スイッチ22の接触子22cは、合成器18の他方の入力端子に接続されている。

0019

切換スイッチ22の接触子22cを接点22a側に接触させていると、合成器18の他方の入力側には、ダイポールアンテナ4の受信信号がそのまま供給される。また接触子22cを接点22bに接触させると、合成器18の他方の入力側には、ダイポールアンテナ4の受信信号は供給されない。

0020

例えば切換スイッチ8、12、14の接触子8c、12c、14cを接点8a、12a、14aにそれぞれ接触させ、切換スイッチ22の接触子22cを接点22bに接触させると、合成器18の出力端子側には、ダイポールアンテナ2の受信信号のみが出力され、図3(a)に示すような指向性パターンを示す。

0021

この状態において、切換スイッチ22の接触子22cを接点22aに接触させると、合成器18には、ダイポールアンテナ2、4の受信信号がそれぞれ供給され、両者が合成される。その合成指向性パターンは、図3(b)に示すように図3(a)の指向性パターンよりも時計方向に約45度回転したものとなる。

0022

切換スイッチ8の接触子8cを接点8bに接触させ、切換スイッチ22の接触子22cを接点22aに接触させると、合成器18にはダイポールアンテナ4の受信信号のみが供給され、その指向性パターンは図3(c)に示すように、図3(b)よりも45度時計方向に回転したものとなる。

0023

切換スイッチ8の接触子8cを接点8aに接触させ、切換スイッチ12、14の接触子12c、14cを接点12b、14bにそれぞれ接触させ、切換スイッチ22の接触子22cを接点22aに接触させると、合成器18には、ダイポールアンテナ2の受信信号の位相を反転させた信号とダイポールアンテナ4の受信信号とが供給され、合成器18は両者を合成した信号を出力する。その合成指向性パターンは、図3(d)に示すように図3(c)よりも45度時計方向に回転したものとなる。

0024

このように切換スイッチ8、12、14、22を切り換えることによって、ダイポールアンテナ2、4の合成指向性が向く方向を変化させることができる。なお、合成器18の2つの入力端子それぞれにレベル調整手段、例えば可変減衰器を設け、合成器18に入力されるダイポールアンテナ2、4からの受信信号のレベルを調整すれば、更に細かく指向性パターンが向く方向を変化させることができる。

0025

合成器18の出力信号は、ハイパスフィルタ26に供給されている。ハイパスフィルタ26は、ダイポールアンテナ2、4の受信信号であるUHF帯のテレビジョン信号を通過させるように遮断周波数が設定されている。

0026

この可変指向性アンテナ装置1は、図4に示すように、VHF帯のテレビジョン放送信号を受信するVHF帯用の受信アンテナ28も有している。この受信アンテナ28の受信信号は、図2に示すようにバンドパスフィルタ30に供給されている。このバンドパスフィルタ30は、VHF帯のテレビジョン放送信号を通過させるように通過帯域が設定されている。

0027

ハイパスフィルタ26の出力信号は、切換スイッチ32の接点32aに供給され、バンドパスフィルタ30の出力信号は、切換スイッチ32の接点32bに供給されている。切換スイッチ32は、接点32a、32bのいずれかに接触する接触子32cを有している。接触子32cを接点32aに接触させた状態では、接触子32cには、上述したハイパスフィルタ26の出力信号(UHF帯のテレビジョン放送信号)が生じ、接触子32cを接点32bに接触させた状態では、接触子32cにはバンドパスフィルタ30の出力信号(VHF帯のテレビジョン放送信号)が生じる。

0028

切換スイッチ32の接触子32cは、切換スイッチ34の接触子34cに接続されている。接触子34cが接触する切換スイッチ34の接点34aは、増幅器36の入力側に接続されている。増幅器36の出力側は、切換スイッチ38の接点38aに接続されている。切換スイッチ38は、接点38bと接触子38cとを有し、接点38bは、切換スイッチ34の接点34bに接続されている。接触子38cは、接点38a、38bのいずれかに接触し、出力端子40に接続されている。

0029

従って、切換スイッチ34、38の接触子34c、38cを接点34a、38aにそれぞれ接触させると、切換スイッチ32によって選択されたハイパスフィルタ26の出力信号であるUHF帯のテレビジョン放送信号またはバンドパスフィルタ30の出力信号であるVHF帯のテレビジョン放送信号が増幅器36で増幅されて、出力端子40に供給される。切換スイッチ34、38の接触子34c、38cを接点34b、38bにそれぞれ接触させると、切換スイッチ32によって選択されたハイパスフィルタ26の出力信号またはバンドパスフィルタ30の出力信号が、増幅されずに、そのまま出力端子40に供給される。

0030

出力端子40は、図5(a)に示すように同軸ケーブル42を介してコントロールボックス44に接続され、コントロールボックス44はテレビジョン受信機46に接続されている。従って、出力端子40に生じたハイパスフィルタ26またはバンドパスフィルタ30からのUHF帯またはVHF帯のテレビジョン放送信号はテレビジョン受信機46に供給される。

0031

切換スイッチ8、12、14、22、32、34、38の切換制御は、図1に示す制御手段、例えば制御部48が行う。制御部48は、外部からの指示に従って切換スイッチ8、12、14、22、32、34、38の切換制御を行う。この外部からの指示は、例えばテレビジョン受信機46における操作に従ってコントロールボックス44が出力し、同軸ケーブル42を介して出力端子40に供給される。この外部からの指示は、例えばASK信号によって構成され、このASK信号は出力端子40から検波部50に供給され、検波部50において検波され、制御部48に供給される。このASK信号の指示に従って、図3(a)乃至(d)のいずれかの方向に指向性が向くように切換スイッチ8、12、14、22、32、34、38の切換制御が行われる。従って、この可変指向性アンテナ装置1の設置位置においてUHF帯のテレビジョン放送信号の到来方向を指向性が向くようにテレビジョン受信機46において操作することによってUHF帯のテレビジョン放送信号を良好に受信することができるし、またVHF帯のテレビジョン放送信号を受信することもできる。更に、増幅器36によるVHF帯またはUHF帯のテレビジョン放送信号の増幅が必要な場合には、ASK信号の指示によって増幅を行うこともできる。

0032

また、この可変指向性アンテナ装置1を動作させるための動作電源、例えば+12Vの直流電圧もテレビジョン受信機46において生成され、コントロールボックス44から同軸ケーブル42を介して出力端子40に供給され、逆流防止ダイオード52を介して電源部54に供給され、増幅器6、26、36等に供給される。

0033

この可変指向性アンテナ装置1のダイポールアンテナ2、4及び図2に示す回路は、図4に示す円板状体56内に収容され、VHF帯用の受信アンテナ28及び出力端子40は、円板状体56を支持する基体58に設けられている。

0034

この可変指向性アンテナ装置1において、アンテナの指向性を可変させるためには、図5(a)に示すようにテレビジョン受信機46とコントロールボックス44とが必要である。テレビジョン受信機46とコントロールボックス44とは、可変指向性アンテナ装置1専用に設けられたものであり、指向性を可変するためのASK信号をコントロールボックス44が発生するように構成されている。

0035

しかし、この可変指向性アンテナ装置1を図5(b)に示すように、可変指向性アンテナ装置1専用で無い汎用型のテレビジョン受信機60と使用したい場合がある。この場合、可変指向性アンテナ装置1において、指向性を変化させる必要が無いことが条件である。但し、可変指向性アンテナ装置1に動作電源を供給する必要がある。そこで、図5に示すように基体58に電源端子62を設け、この電源端子62に図5(b)に示すように+12Vの直流電圧を発生する電源アダプタ64を接続する。出力端子40はテレビジョン受信機60に同軸ケーブル66を介して接続される。

0036

図2に示すように電源端子62は、逆流防止用ダイオード68を介して電源部54に接続されており、電源端子62に供給された+12Vの直流電圧が電源部54に供給される。また、電源端子62に+12Vの電圧が供給されている否かが、電圧検出部70によって検出される。電圧検出部70が電圧を検出した旨を制御部48に指示すると、制御部48は、上述したようなASK信号に基づく切換制御を行う状態から、制御部48に付属する設定スイッチ72によって設定された図6に示すような特定の方向に指向性を向けた状態となるように、また増幅器36による増幅を必要とする場合には、増幅するように各切換スイッチ8、12、14、22、32、34、38を制御する。なお、設定スイッチ70による設定は、変更可能とすることもできる。なお、電圧検出部70によって電圧が検出されない場合には、制御部48は、上述したASK信号に基づく制御を行う。なお、設定スイッチ72は、例えばスライドスイッチや回転式スイッチとし、図4に示していないが、基体58の表面やアンテナ本体正面に設けることができる。

0037

このように構成することによって、可変指向性アンテナ装置1を専用のテレビジョン受信機46やコントロールボックス44と共に指向性を変化させられるアンテナ装置として使用することもできるし、汎用のテレビジョン受信機60と電源アダプタ64と共に特定の方向に指向性を持つアンテナ装置としても使用することができ、可変指向性アンテナ装置1の利用性を高めることができる。

0038

上記の実施形態では、8の字指向性のダイポールアンテナ素子2、4を直交するように配置したが、これに限ったものではなく、例えば2基の八木形アンテナのような指向性アンテナを直交するように配置することもできる。但し、この場合には、両八木アンテナにそれぞれ位相反転回路を設け、八木アンテナの受信信号をそのまま出力する状態と、位相反転回路によって位相反転して出力する状態とに、切り換えられるように構成する。また、4基の指向性アンテナを直交するように配置することもできる。また、上記の実施形態では、切換スイッチ8、12、14、22、32、34、38を使用したが、これらは機械的な切換スイッチを使用することもできるし、PINダイオードのような半導体素子を用いた電子的な切換スイッチを使用することもできる。上記の実施形態では、電源アダプタ64が電源端子62に接続されたことを検出して、固定の指向性となるように制御を行ったが、これに限ったものではなく、例えば図4に示す円板状体56または基体58の適所手動によって操作される切換スイッチを設け、このスイッチが操作されたとき、固定の指向性とする制御信号を制御部48に供給するように構成することもできる。更に、検出部70による電圧検出以外にも、電源端子62に電源アダプタ64が挿入されたことを検出する機能を設け、この検出信号を制御部48に供給するようにしてもよい。

図面の簡単な説明

0039

本発明の1実施形態の可変指向性アンテナ装置において使用する2基のダイポールアンテナの配置を示す図である。
同実施形態の可変指向性アンテナ装置のブロック図である。
同実施形態の可変指向性アンテナ装置における指向性パターンの変化を示す図である。
同実施形態の可変指向性アンテナ装置の斜視図である。
同実施形態の可変指向性アンテナ装置の2つの異なる使用状態を示すブロック図である。
同実施形態の可変指向性アンテナ装置において指向性パターンを固定した状態を示す図である。

符号の説明

0040

可変指向性アンテナ
2 4ダイポールアンテナ
8、12、14、22、32、34、38 切換スイッチ(切換手段)
40 出力端子

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