(57)【要約】【課題】ガラスアンテナのアンテナエレメントの配線長を縮小できる「無線放送受信システム」を提供する。【解決手段】第１アンテナエレメント１の第１端は、アンテナブースタアンプ４に接続しており、アンテナブースタアンプ４の出力がＦＭ受信機５に入力している。そして、第１アンテナエレメント１の第２端と、第２アンテナエレメント２の第１端は、スイッチ３に接続しており、スイッチ３をオンすることに第１アンテナエレメント１と第２エレメントが接続され第１の指向特性を有するアンテナが実現される。また、スイッチ３をオフすることにより、第２アンテナエレメント２が第１アンテナエレメント１から分離され、第２の指向特性を有するアンテナが実現される。アンテナ系統制御部３７は、ＦＭ受信機５からマルチパスの発生を通知されると、スイッチ３の状態を反転する。【選択図】図１
2006128891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車に搭載され、無線放送をダイバーシティ受信する無線放送受信システムであって、
自動車の窓ガラス上に配線された複数のアンテナエレメントと、前記複数のアンテナエレメント間に介装された１または複数のスイッチとより構成され、前記各スイッチのオン／オフ状態に従って、前記複数のアンテナエレメントの異なる組み合わせによって構成されるアンテナを形成するアンテナシステムと、
前記アンテナを用いて無線放送を受信する無線放送受信機と、
前記無線放送受信機の受信信号に基づいてマルチパス障害の発生を検出するマルチパス検出手段と、
前記マルチパス検出手段のマルチパス障害の発生の検出に応じて、前記各スイッチのオン／オフ状態を切り替えるアンテナ制御手段とを有することを特徴とする無線放送受信システム。
【請求項２】
請求項１記載の無線放送受信システムであって、
前記アンテナシステムは、一つの前記スイッチと、第１端が前記無線放送受信機に対する給電点に接続され第２端が前記スイッチに接続された第１アンテナエレメントと、第１端が前記スイッチに接続された第２アンテナエレメントとより構成されると共に、前記スイッチのオフ状態時に前記第１のアンテナエレメントのみによって第１の指向特性を有するアンテナを形成し、前記スイッチのオン状態時に前記第１のアンテナエレメントと第２のアンテナエレメントを組み合わせた、前記第１の指向特性と異なる第２の指向特性を有するアンテナを形成し、
前記アンテナ制御手段は、前記マルチパス検出手段のマルチパス障害の発生の検出に応じて、前記スイッチのオン／オフ状態を交互に切り替えることを特徴とする無線放送受信システム。
【請求項３】
自動車に搭載され、無線放送を受信する無線放送受信システムであって、
自動車の窓ガラス上に配線された３以上のアンテナエレメントと、前記複数のアンテナエレメント間に介装された複数のスイッチとより構成され、前記各スイッチのオン／オフ状態の組み合わせに従って、前記複数のアンテナエレメントの異なる組み合わせによって構成されるアンテナを形成するアンテナシステムと、
前記アンテナを用いて第１の周波数帯域の無線放送を受信する第１無線放送受信機と、
前記アンテナを用いて第２の周波数帯域の無線放送を受信する第２無線放送受信機と、
前記第１無線放送受信機と前記第２無線放送受信機との一方を、現用とする無線放送受信機として選択する無線放送受信機選択手段と、
前記第１無線放送受信機の受信信号に基づいてマルチパス障害の発生を検出するマルチパス検出手段と、
前記無線放送受信機選択手段が第１の無線放送受信機と第２の無線放送受信機とのうちのいずれを現用とする無線放送受信機として選択しているかと、前記無線放送受信機選択手段が第１の無線放送受信機を現用とする無線放送受信機として選択している場合における前記マルチパス検出手段のマルチパス障害の発生の検出と応じて、前記各スイッチのオン／オフ状態の組み合わせを切り替えるアンテナ制御手段とを有することを特徴とする無線放送受信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車に搭載される無線放送受信装置において、自動車の窓ガラス上に設けられたアンテナエレメントを有効活用する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車に搭載される無線放送受信機は、ＦＭ放送受信機、ＡＭ放送受信機、テレビ放送受信機、ＶＩＣＳ放送受信機など多種に渡る。そして、従来は、これらの周波数帯域の異なる無線通信機器の各々に対して、それぞれ専用のアンテナを用意することが一般的であった。また、一方で、マルチパスなどの通信障害を抑制するために、一つの無線通信機器で複数のアンテナを用いるダイバシティも広く普及している（たとえば、特許分文献１）。
【０００３】
また、自動車においては、アンテナ長の確保や装飾上の理由により、アンテナとして機能するアンテナ用配線を自動車の窓ガラス（フロントウインドウやリアウインドなど）内や窓ガラス上に配線したガラスアンテナや、アンテナ用配線を窓ガラス上に貼付するフィルムタイプのガラスアンテナが用いられることが多い（たとえば、特許文献２）。
【０００４】
一方で、アンテナの特性を変化させる技術としては、複数のアンテナエレメントをスイッチを介在させて順次接続し、スイッチのオン／オフによってアンテナの有効長を変化させることにより、同じアンテナエレメントを異なる周波数帯域の通信に共用する技術が知られている（たとえば、特許文献３）
【特許文献１】特開平07-283767号公報
【特許文献２】特開2004-253986号公報
【特許文献３】特開2001-14809号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述のように自動車に搭載される無線放送受信機は多種に渡る。また、今後の情報化の進展に伴い、自動車に搭載される無線通信機器の数は、より増加することが予測される。
一方で、自動車の窓ガラスの面積には限りがあり、無制限に窓ガラス上にアンテナ用配線を配置することはできないため、窓ガラス上のアンテナ用配線をできるだけ有効的に利用することが重要となる。
そこで、本発明は、ダイバシティや、異なる周波数帯の通信に必要となる複数のアンテナを、より少ないアンテナ用配線で実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題達成のために、本発明は、自動車に搭載され、無線放送をダイバーシティ受信する無線放送受信システムを、自動車の窓ガラス上に配線された複数のアンテナエレメントと、前記複数のアンテナエレメント間に介装された１または複数のスイッチとより構成され、前記各スイッチのオン／オフ状態に従って、前記複数のアンテナエレメントの異なる組み合わせによって構成されるアンテナを形成するアンテナシステムと、前記アンテナを用いて無線放送を受信する無線放送受信機と、前記無線放送受信機の受信信号に基づいてマルチパス障害の発生を検出するマルチパス検出手段と、前記マルチパス検出手段のマルチパス障害の発生の検出に応じて、前記各スイッチのオン／オフ状態を切り替えるアンテナ制御手段とを備えて構成したものである。
【０００７】
ここで、より具体的には、このような無線放送受信システムは、たとえば、前記アンテナシステムを、一つの前記スイッチと、第１端が前記無線放送受信機に対する給電点に接続され第２端が前記スイッチに接続された第１アンテナエレメントと、第１端が前記スイッチに接続された第２アンテナエレメントとより構成されると共に、前記スイッチのオフ状態時に前記第１のアンテナエレメントのみによって第１の指向特性を有するアンテナを形成し、前記スイッチのオン状態時に前記第１のアンテナエレメントと第２のアンテナエレメントを組み合わせた、前記第１の指向特性と異なる第２の指向特性を有するアンテナを形成するものとし、前記アンテナ制御手段において、前記マルチパス検出手段のマルチパス障害の発生の検出に応じて、前記スイッチのオン／オフ状態を切り替えるようにしている。
【０００８】
これらの無線放送受信システムの構成によれば、同じアンテナエレメントを、ダイバーシティ受信に必要となる、特性の異なる複数のアンテナを形成するために共用することができるようになる。したがって、アンテナエレメントを有効利用することができ、アンテナエレメントを共用することなく複数のアンテナを設ける場合に比べ、ガラスアンテナ上の配線長を短くすることができる。
【０００９】
また、前記課題達成のために、本発明は、自動車に搭載され、無線放送を受信する無線放送受信システムを、自動車の窓ガラス上に配線された３以上のアンテナエレメントと、前記複数のアンテナエレメント間に介装された複数のスイッチとより構成され、前記各スイッチのオン／オフ状態の組み合わせに従って、前記複数のアンテナエレメントの異なる組み合わせによって構成されるアンテナを形成するアンテナシステムと、前記アンテナを用いて第１の周波数帯域の無線放送を受信する第１無線放送受信機と、前記アンテナを用いて第２の周波数帯域の無線放送を受信する第２無線放送受信機と、前記第１無線放送受信機と前記第２無線放送受信機との一方を、現用とする無線放送受信機として選択する無線放送受信機選択手段と、前記第１無線放送受信機の受信信号に基づいてマルチパス障害の発生を検出するマルチパス検出手段と、前記無線放送受信機選択手段が第１の無線放送受信機と第２の無線放送受信機とのうちのいずれを現用とする無線放送受信機として選択しているかと、前記無線放送受信機選択手段が第１の無線放送受信機を現用とする無線放送受信機として選択している場合における前記マルチパス検出手段のマルチパス障害の発生の検出と応じて、前記各スイッチのオン／オフ状態の組み合わせを切り替えるアンテナ制御手段とを備えて構成したものである。
【００１０】
これらの無線放送受信システムの構成によれば、同じアンテナエレメントを、異なる周波数帯の無線放送受信用のアンテナ、及び、ダイバーシティ受信に必要となる、特性の異なる複数のアンテナを形成するために共用することができるようになる。したがって、アンテナエレメントを有効利用することができ、アンテナエレメントを共用することなく周波数帯毎に独立のアンテナを設けると共に、一つの周波数帯のダイバーシティ受信用に複数のアンテナを設ける場合に比べ、ガラスアンテナ上の配線長を短くすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明によれば、ダイバシティや、異なる周波数帯の通信に必要となる複数のアンテナを、より少ないアンテナ用配線で実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について説明する。
まず、第１の実施形態について説明する。
図１ａに本第１実施形態に係る無線放送受信システムの構成を示す。
図示するように無線放送受信システムは、第１アンテナエレメント１、第２アンテナエレメント２、スイッチ３、アンテナブースタアンプ４、ＦＭ受信機５、アンテナ制御部６を含んで構成される。
ここで、第１アンテナエレメント１と第２アンテナエレメント２は、図１ｂに示すように、自動車のリアガラス上に配線されている。
また、第１アンテナエレメント１の第１端は、アンテナブースタアンプ４に接続しており、アンテナブースタアンプ４の出力がＦＭ受信機５に入力している。そして、第１アンテナエレメント１の第２端と、第２アンテナエレメント２の第１端は、スイッチ３に接続しており、スイッチ３をオンすることにより第１アンテナエレメント１と第２エレメントが接続され、スイッチ３をオフすることにより、第２アンテナエレメント２が第１アンテナエレメント１から分離する。
【００１３】
ここで、アンテナブースタアンプ４の入力側の給電点７でみたアンテナの指向特性は、スイッチ３をオフとして第２アンテナエレメント２を第１アンテナエレメント１から分離した状態と、スイッチ３をオンとして第２アンテナエレメント２を第１アンテナエレメント１に接続した状態で異なる指向特性となるように設定されている。たとえば、スイッチ３をオフとして第２アンテナエレメント２を第１アンテナエレメント１から分離した状態では図１ｃに示す指向特性に、スイッチ３をオンとして第２アンテナエレメント２を第１アンテナエレメント１に接続した状態では図１ｄに示す指向特性となるように設定する。
【００１４】
次に、ＦＭ受信機５は、アンテナブースタアンプ４から供給された信号の増幅や中間周波数信号への変換を行うフロントエンド部５１と、中間周波数信号の増幅を行うＩＦアンプ５２と、中間周波数信号からＦＭ検波を行うＦＭ検波部５３と、ＦＭ検波した信号からステレオ音声を復調し出力するＦＭ復調部５４と、中間周波数信号の電界強度を検出し電界強度信号ＳＭを出力するＳメータ５５と、電界強度ＳＭの変動よりマルチパスの発生を検出しマルチパス検出信号ＭＰを出力するマルチパス検出部５６とを備えている。また、このような構成において、ＩＦアンプ５２は、マルチパス検出信号ＭＰに基づいて、マルチパス検出時に、出力する中間周波数の帯域を狭める処理などを行う。また、ＦＭ復調部５４は、マルチパス検出信号ＭＰに基づいて、ステレオセパレーション特性や、ハイカット特性の変更などを行う。より具体的には、ＦＭ復調部５４は、たとえば、マルチパス検出時には、音声の高域成分の減衰量を大きくすると共に、Ｌチャネル音声とＲチャネル音声のセパレーションの度合いを小さくする。
【００１５】
そして、このようなＦＭ受信機５で生成された電界強度信号ＳＭとマルチパス検出信号ＭＰは、アンテナ制御部６にも出力される。
アンテナ制御部６は、入力するこれらの信号を用いて、図２に示すアンテナ特性切替処理を行う。
図示するように、このアンテナ特性切替処理では、電界強度信号ＳＭが所定のしきい値Ｔｈより大きいかどうかを調べ（ステップ２０２）、電界強度信号ＳＭがしきい値Ｔｈより大きくなければ電界強度信号ＳＭがしきい値Ｔｈより大きくなるのを待つ。そして、電界強度信号ＳＭがしきい値Ｔｈより大きければ、さらにマルチパス検出信号ＭＰからマルチパスが発生しているかどうかを調べ（ステップ２０４）、マルチパスが発生していれば、スイッチ３のオン／オフ状態を反転する（ステップ２０６）。すなわち、その時点で、スイッチ３がオンであればスイッチ３をオフとし、スイッチ３がオフであればスイッチ３をオンとする。また、マルチパスが発生していなければ、ステップ２０２からの処理に戻る。
【００１６】
以上の処理により、電界強度信号ＳＭがしきい値Ｔｈより大きいときに、マルチパスが発生した場合には、第１アンテナエレメント１と第２アンテナエレメント２の接続状態が反転され、アンテナの指向特性が切り替わることになる。したがって、指向特性が異なる二つのアンテナを用いた場合と等価なダイバーシティが、第１アンテナエレメント１を異なる指向特性のアンテナの実現に共用しつつ実現される。
【００１７】
なお、電界強度信号ＳＭがしきい値Ｔｈより大きくないときに、スイッチ３の状態の反転を行わないのは、電界強度が弱いときにアンテナの指向特性を切替えた場合に顕著に発生する切替ノイズを防止するためである。
以上、本発明の第１実施形態について説明した。
なお、以上では、ダイバーシティを行うＦＭ受信機５に対する適用を例にとり説明したが、本第１実施形態はその他のダイバーシティを行う受信機に対して同様に適用可能である。また、以上では、スイッチで接続した二つのアンテナエレメントをスイッチ３のオン／オフを制御することにより、２つの異なる特性をもつダイバーシティ用アンテナとして使用する場合について説明したが、これは、それぞれスイッチで順次接続したアンテナエレメントを３以上設け、これらのアンテナエレメントを、各スイッチのオン／オフを制御することにより、３以上の異なる特性をもつダイバーシティ用アンテナとして使用するようにしてもよい。
【００１８】
以下、本発明の第２実施形態について説明する。
図３ａに本第１実施形態に係る無線放送受信システムの構成を示す。
図示するように無線放送受信システムは、第１アンテナエレメント１、第２アンテナエレメント２、第３アンテナエレメント３１、第１スイッチ３２、第２スイッチ３３、ＦＭ帯用アンテナブースタアンプ３４、ＡＭ帯用アンテナブースタアンプ３５、ＦＭ受信機５、ＡＭ受信機３６、アンテナ系統制御部３７、制御部３８を含んで構成される。
【００１９】
ここで、第１アンテナエレメント１と第２アンテナエレメント２と第３アンテナエレメント３１は、図３ｂに示すように、自動車のリアガラス上に配線されている。
また、第１アンテナエレメント１の第１端は、ＦＭ帯用アンテナブースタアンプ３４とＡＭ帯用アンテナブースタアンプ３５の双方に接続しており、ＦＭ帯用アンテナブースタアンプ３４の出力がＦＭ受信機５に、ＡＭ帯用アンテナブースタアンプ３５の出力がＡＭ受信機３６に入力している。なお、ＦＭ帯用アンテナブースタアンプ３４とＡＭ帯用アンテナブースタアンプ３５は、アンテナ系統制御部３７からの制御により、その出力をディゼーブルしハイインピーダンス出力とすることができる。また、ＦＭ帯用アンテナブースタアンプ３４とＡＭ帯用アンテナブースタアンプ３５の周波数特性は異なり、ＦＭ帯用アンテナブースタアンプ３４はＦＭ帯域に適合した周波数特性を有し、ＡＭ帯用アンテナブースタアンプ３５はＡＭ帯域に適合したの周波数特性を有する。
【００２０】
そして、第１アンテナエレメント１の第２端と、第２アンテナエレメント２の第１端は、第１スイッチ３２に接続しており、第１スイッチ３２をオンすることに第１アンテナエレメント１と第２エレメントが接続され、第１スイッチ３２をオフすることにより、第２アンテナエレメント２が第１アンテナエレメント１から分離される。また、第２アンテナエレメント２の第２端と第３エレメントの第１端は第２スイッチ３３に接続しており、第２スイッチ３３をオンすることに第２アンテナエレメント２と第３エレメントが接続され、第２スイッチ３３をオフすることにより、第３アンテナエレメント３１が第２アンテナエレメント２から分離される。
【００２１】
ここで、ＦＭ帯用アンテナブースタアンプ３４とＡＭ帯用アンテナブースタアンプ３５の入力側の給電点３８でみたアンテナの指向特性は、前記第１実施形態と同様に、第１スイッチ３２をオフとして第２アンテナエレメント２を第１アンテナエレメント１から分離した状態と、第１スイッチ３２をオンとして第２スイッチ３３をオフとして第２アンテナエレメント２を第１アンテナエレメント１に接続し第３アンテナエレメント３１を第２アンテナエレメント２から分離した状態で異なる指向特性となるように設定されている。また、第１スイッチ３２をオフとした場合も第１スイッチ３２をオンとして第２スイッチ３３をオフとした場合も、アンテナの周波数特性は、ＦＭ帯に適合するよう設定されている。
【００２２】
一方、第１スイッチ３２と第２スイッチ３３の双方をオンとして、第１アンテナエレメント１と第２アンテナエレメント２と第３アンテナエレメント３１を順次接続した場合には、給電点３８でみたアンテナの周波数特性がＡＭ帯に適合するよう設定されている。すなわち、第１１アンテナエレメント１と第２アンテナエレメント２と第３アンテナエレメント３１を接続した場合に、その有効アンテナ長がＡＭ帯に適合するように第３アンテナエレメント３１の長さを設定している。
【００２３】
次に、ＦＭ受信機５は、前記第１実施形態で説明したものと同様であり、ＦＭ帯用アンテナブースタアンプ３４から供給された信号からステレオ音声を復調し出力する。また、電界強度信号ＳＭとマルチパス検出信号ＭＰを、アンテナ系統制御部３７に出力する。一方、ＡＭ受信機３６は、ＡＭ帯用アンテナブースタアンプ３５から供給された信号からモノラル音声を復調し出力する。
【００２４】
制御部３８は、これらのＦＭ受信機５とＡＭ受信機３６の動作や、図示を省略したオーディオセレクタやオーディオアンプ動作を制御するものであり、ＦＭ受信機５とＡＭ受信機３６とのうちの一方を現用受信機として、現用受信機が出力する音声を、オーディオアンプからスピーカ等に出力する音声として、オーディオセレクタに選択させる制御などを行う。また、制御部３８は、ＦＭ受信機５とＡＭ受信機３６のいずれを現用受信機として選択しているかをアンテナ系統制御部３７に通知する。
【００２５】
そして、アンテナ系統制御部３７は、図４に示すアンテナ特性切替処理を行う。
図示するように、この処理では、制御部３８からの通知に基づいて、現在、現用受信機として、ＦＭ受信機５とＡＭ受信機３６のいずれが選択されているかを調べる（ステップ４０２、４０８）。そして、ＡＭ受信機３６が選択されている場合には（ステップ４０２）、ＦＭ帯用アンテナブースタアンプ３４をディゼーブルとしてハイインピーダンス出力状態とすると共に、ＡＭ帯用アンテナブースタアンプ３５をイネーブルに設定する（ステップ４０４）。そして、第２スイッチ３３と第２スイッチ３３をオン状態に設定する（ステップ４０６）。これにより、第１アンテナエレメント１と第２アンテナエレメント２と第３エレメントが順次接続したアンテナが形成され、アンテナからの受信信号が、ＡＭ帯用アンテナブースタアンプ３５で増幅された後、ＡＭ受信機３６に出力され、当該受信信号からＡＭ受信機３６でモノラル音声が復調出力される。
【００２６】
一方、現用受信機として、ＦＭ受信機５が選択されている場合には（ステップ４０８）、ＡＭ帯用アンテナブースタアンプ３５をディゼーブルとしてハイインピーダンス出力状態とすると共に、ＦＭ帯用アンテナブースタアンプ３４をイネーブルに設定する（ステップ４１０）。また、第１スイッチ３２をオンとし、第２スイッチ３３をオフとする（ステップ４１２）。
【００２７】
そして、ＦＭ受信機５が現用受信機として選択されていない状態となるまで（ステップ４２０）、以下の処理を行う。すなわち、電界強度信号ＳＭが所定のしきい値Ｔｈより大きいかどうかを調べ（ステップ４１４）、電界強度信号ＳＭがしきい値Ｔｈより大きくなければ電界強度信号ＳＭがしきい値Ｔｈより大きくなるのを待つ。そして、電界強度信号ＳＭがしきい値Ｔｈより大きければ、さらにマルチパス検出信号ＭＰからマルチパスが発生しているかどうかを調べ（ステップ４１６）、マルチパスが発生していれば、第１スイッチ３２のオン／オフ状態を反転する（ステップ４１８）。また、マルチパスが発生していなければ、ステップ４１４からの処理に戻る。
【００２８】
以上のように、本第２実施形態によれば、前記第１実施形態の効果に加え、ＦＭ受信機５のダイバーシティに用いる第１アンテナエレメント１と第２アンテナエレメント２を、ＡＭ受信機３６のアンテナとしても共用することにより、ＡＭ受信機３６のためのアンテナを専用に設ける場合に比べ、アンテナ用配線の総長さを短くすることができる効果がある。
【００２９】
なお、以上では、ダイバーシティを行うＦＭ受信機５とＡＭ受信機３６との組み合わせに対する適用を例にとり説明したが、本第２実施形態はその他の受信機の組み合わせに対して同様に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る無線放送受信システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るアンテナ特性切替処理を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２実施形態に係る無線放送受信システムの構成を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るアンテナ特性切替処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３１】
１…第１アンテナエレメント、２…第２アンテナエレメント、３…スイッチ、４…アンテナブースタアンプ、５…ＦＭ受信機、６…アンテナ制御部、３１…第３アンテナエレメント、３２…第１スイッチ、３３…第２スイッチ、３４…ＦＭ帯用アンテナブースタアンプ、３５…ＡＭ帯用アンテナブースタアンプ、３６…ＡＭ受信機、３７…アンテナ系統制御部、３８…制御部、５１…フロントエンド部、５２…ＩＦアンプ、５３…ＦＭ検波部、５４…ＦＭ復調部、５５…Ｓメータ、５６…マルチパス検出部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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