(57)【要約】【課題】車両へのアンテナ設置位置の自由度を高め、所望の受信指向性を容易に得ることができる車載用受信装置を得ること。【解決手段】車両に設置され放送局からの電波を受信する複数のアンテナと、前記複数のアンテナから出力された信号の分岐、移相および合成を行い、前記電波の受信指向性を変化させる指向性可変手段と、前記指向性可変手段から出力される信号を選択して出力する選択切り替え手段と、前記選択切り替え手段からの出力信号に基づいて該選択切り替え手段へ出力信号の切り替えを指示するダイバーシチ受信機とを備えた。【選択図】図２
2008078767.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に設置され放送局からの電波を受信する複数のアンテナと、
前記複数のアンテナから出力された信号の分岐、移相および合成を行い、前記電波の受信指向性を変化させる指向性可変手段と、
前記指向性可変手段から出力される信号を選択して出力する選択切り替え手段と、
前記選択切り替え手段からの出力信号に基づいて該選択切り替え手段へ出力信号の切り替えを指示するダイバーシチ受信機と、
を備えた車載用受信装置。
【請求項２】
前記指向性可変手段としてバトラーマトリスクを用いたことを特徴とする請求項１記載の車載用受信装置。
【請求項３】
前記アンテナと前記指向性可変手段との間に移相器を設けたことを特徴とする請求項２記載の車載用受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、デジタル放送を受信する車載用受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の地上波テレビ放送は、図１（ａ）に示したように、２以上の放送局からの電波が重なり合うエリアでの電波の干渉を防止するために、各放送局で異なる周波数帯を使用するＭＦＮ（Multi Frequency Network）方式を採用していた。しかし、このＭＦＮ方式では、１のプログラムを送信するために、複数の周波数帯を占有してしまうという課題があった。そこで、地上波デジタルテレビ放送においては、図１（ｂ）に示すように、放送局によっては、各放送局で同一の周波数帯を使用するＳＦＮ（Single Frequency Network）方式を採用することにより、１のプログラムを送信するために、複数の周波数帯を占有してしまうことが無いようにしている。
【０００３】
ＳＦＮ方式を採用した場合、図１（ｂ）に示したように、２以上の放送局からの電波を受信可能なエリア（斜線部）での電波干渉が問題となるため、地上波デジタルテレビ放送では電波の伝送方式として、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式を採用している。更に、送信信号にＧＩ（Guard Interval）を付加することにより、マルチパス遅延波によるＩＳＩ（Inter-Symbol-Interference）の発生を抑制している。各放送局から受信する電波の遅延時間が前記ＧＩ内であれば、各放送局からの受信電波が加算的に受信電界強度に寄与するため、良好な受信状態を得られる。
【０００４】
しかしＯＦＤＭ方式を採用しても、各放送局からの受信電波の遅延時間がＧＩを超えるとＩＳＩが発生し、受信特性が劣化するという課題がある。また、各放送局から受信する電波の遅延だけでなく、ビルや山等に反射した電波によっても、ＩＳＩが発生するという課題がある。また、移動中の車両等の移動体で各放送局からの電波を受信する場合、ドップラ効果によるドップラシフトにより、受信電波の直交性が崩れてＩＣＩ（Inter-Carrier-Interference）が発生するという課題がある。
【０００５】
上記課題を解決するために、従来の車載用受信装置には、車両の前後左右にそれぞれ車両の前後左右に受信指向性を有するアンテナを設置して、各アンテナの受信誤り率および受信電解強度から、最も受信状態のよいアンテナを選択するようにして、ＩＳＩおよびＩＣＩの発生を抑制するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２８３４０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の車載用受信装置は、上記のように構成されており、車両の前後左右方向の受信指向性を得るために、アンテナを車両の前後左右に設置する必要があり、アンテナ設置位置の自由度が低く、アンテナを前方のみに、もしくは後方のみに設置したいといった要求に応えることができないという課題があった。また、所望の受信指向性を得るためにアンテナの形状（デザイン）等が決まってしまい、アンテナ設計の自由度が低いという課題があった。
【０００８】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、車両へのアンテナ設置位置の自由度を高め、所望の受信指向性を容易に得ることができる車載用受信装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る車載用受信装置は、車両に設置され放送局からの電波を受信する複数のアンテナと、前記複数のアンテナから出力された信号の分岐、移相および合成を行い、前記電波の受信指向性を変化させる指向性可変手段と、前記指向性可変手段から出力される信号を選択して出力する選択切り替え手段と、前記選択切り替え手段からの出力信号に基づいて該選択切り替え手段へ出力信号の切り替えを指示するダイバーシチ受信機とを備えた。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、複数のアンテナから出力された信号を分岐、移相および合成して、電波の受信指向性を可変するようにしたので、車両へのアンテナ設置位置の自由度を高め、所望の受信指向性を容易に得ることができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明における、実施の形態の一例について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図２は、実施の形態１による車載用受信装置の構成を示した図であり、放送局から送信される電波の波長λのλ／２〜λの間隔で車両に設置され、前記電波を受信するアンテナ１ａ〜１ｄと、アンテナ１ａ〜１ｄから出力された信号の分岐、移相および合成を行い、前記電波の受信指向性を変化させる指向性可変手段２と、ダイバーシチ受信機４からの指示に基づき、ダイバーシチ受信機４へ出力する信号の切り替えを行う選択切り替え手段３と、選択切り替え手段３から出力された信号の受信誤り率、受信電力、Ｃ／Ｎ(Carrier to Noise Ratio)に基づき信号の切り替えを選択切り替え手段３へ指示し、選択切り替え手段３から出力された信号を合成するダイバーシチ受信機４から構成される。
【００１２】
図３は、実施の形態１による車載用受信装置を使用しない場合の受信指向性を示した図であり、（ａ）は、アンテナを車両の前方に設置した場合、（ｂ）は、車両の後方に設置した場合、（ｃ）は、車両の前方および後方に設置した場合をそれぞれ示している。ここでは、指向性可変手段を有していないため、受信指向性がアンテナの設置位置により制限される。
【００１３】
図４は、実施の形態１による車載用受信装置を使用した場合の受信指向性を示した図である。アンテナを車両の前方に設置した場合、従来では、受信指向性は、図４（ａ）のように車両の前方に制限されるが、実施の形態１による車載用受信装置を用いることで、アンテナを車両の前方にのみ設置した場合であっても、図４（ｂ）のように任意の受信指向性を持たせることができる。
【００１４】
図５は、指向性可変手段２の内部構成を示したブロック図である。ここでは、指向性可変手段２として、信号の入力数および出力数がそれぞれ４つである４分岐バトラーマトリクスを使用した場合を示している。指向性可変手段２は、４つの９０°ｈｙｂｒｉｄおよび２つのπ／４移相器から構成され、図中の鎖線はπ線路を、点線はπ／２線路を示している。アンテナ１ａ〜１ｄが受信した電波は、信号として指向性可変手段２に入力されて、９０°ｈｙｂｒｉｄおよびπ／４移相器により分岐、移相および合成されたのち、信号線２ａ〜２ｄへ出力される。また、選択切り替え手段３では、ダイバーシチ受信機４からの指示に基づき、信号線２ａ〜２ｄの中から２本を選択し、信号線３ａ（以下、ブランチ１と記載）及び、信号線３ｂ（以下、ブランチ２と記載）へ出力する。ここで、実施の形態１による車載用受信装置のアンテナ数は4本に限られない。この場合、指向性可変手段２の信号入力数および出力数をアンテナ数に合わせて変更すればよい。
【００１５】
次に動作について説明を行う。
図６は、ダイバーシチ受信機４の動作を示したフローチャートである。まず、ダイバーシチ受信機４は、ブランチ１とブランチ２から入力される信号の誤り率を確認する（ステップＳＴ１）。両ブランチの誤り率が予め定めた閾値より小さい場合は、誤り率が閾値以上となるまでステップＳＴ１を繰り返す。少なくとも一方のブランチの誤り率が閾値以上の場合、ダイバーシチ受信機４は、ブランチ１およびブランチ２の受信電力値が最小受信電力値より小さいかを確認する（ステップＳＴ２）。ブランチ１およびブランチ２の受信電力値が最小受信電力値より小さい場合、ブランチ１およびブランチ２へ出力する信号の切り替えを、選択切り替え手段３へ指示して（ステップＳＴ８）、ステップＳＴ１へ戻る。
【００１６】
ブランチ１およびブランチ２の受信電力値が最小受信電力値より小さくない場合、ダイバーシチ受信機４は、ブランチ１の受信電力値が最小受信電力値より小さいかを確認する（ステップＳＴ３）。ブランチ１の受信電力値が最小受信電力値より小さい場合、ブランチ１へ出力する信号のみの切り替えを、選択切り替え手段３へ指示して（ステップＳＴ９）、ステップＳＴ１へ戻る。ブランチ１の受信電力値が最小受信電力値より小さく無い場合、ダイバーシチ受信機４は、ブランチ２の受信電力値が最小受信電力値より小さいかを確認する（ステップＳＴ４）。ブランチ２の受信電力値が最小受信電力値より小さい場合、ブランチ２へ出力する信号のみの切り替えを、選択切り替え手段３へ指示して（ステップＳＴ１０）、ステップＳＴ１へ戻る。
【００１７】
ここで、ブランチ１およびブランチ２の受信電力値が最小受信電力値より小さくない場合でも、ＩＳＩが発生する可能性がある。図7は、そのような場合を示した図であり、放送局Ａからの電波と、放送局Ｂからの電波の時間差が、ＧＩを超えた場合には、受信電力が最小受信電力値より小さく無くてもＩＳＩが発生する。このため、本実施の形態１のよるダイバーシチ受信機４では、ブランチ２の受信電力値が最小受信電力値より小さく無い場合、ダイバーシチ受信機４は、ブランチ１およびブランチ２から入力される信号のＣ／Ｎが劣化しているか、すなわち、予め定めた値よりもＣ／Ｎが小さいかを確認する（ステップＳＴ５）。両ブランチのＣ／Ｎが劣化している場合は、ブランチ１およびブランチ２へ出力する信号の切り替えを、選択切り替え手段３へ指示して（ステップＳＴ１１）、ステップＳＴ１へ戻る。
【００１８】
少なくとも一方のブランチのＣ／Ｎが劣化していない場合は、ダイバーシチ受信機４は、ブランチ１のＣ／Ｎが劣化しているか確認する（ステップＳＴ６）。ブランチ１のＣ／Ｎが劣化している場合、ブランチ１へ出力する信号のみの切り替えを、選択切り替え手段３へ指示して（ステップＳＴ１２）、ステップＳＴ１へ戻る。ブランチ１のＣ／Ｎが劣化していない場合、ダイバーシチ受信機４は、ブランチ２のＣ／Ｎが劣化しているか確認する（ステップＳＴ７）。ブランチ２のＣ／Ｎが劣化している場合、ブランチ２へ出力する信号のみの切り替えを、選択切り替え手段３へ指示して（ステップＳＴ１３）、ステップＳＴ１へ戻る。
【００１９】
なお、図６に示したフローチャートでは、判別式に用いるパラメータとして、受信誤り率、受信電力、Ｃ／Ｎを用いているが、これに加え、遅延プロファイルを用いることも可能である。また、必ずしもこれら全てを用いる必要はない。さらに、判別式の判別順序についても、図６に示したフローチャートでは、受信誤り率、受信電力、Ｃ／Ｎの順であるが、これらの判別順序は任意である。
【００２０】
以上のように、本実施の形態１による車載用受信装置によれば、各アンテナ１ａ〜１ｄの有する受信指向性を可変させるようにしたので、所望の受信指向性を容易に得ることができ、アンテナ形状や設置位置の自由度が高くなる効果がある。このため、アンテナを車両の前方のみ、若しくは後方のみに設置するといった要求に応えることができる。また、受信誤り率、受信電力、Ｃ／Ｎおよび遅延プロファイルに基づき、ブランチ１、２へ出力する信号の切り替え指示を行うようにしているので、ＩＳＩの発生を抑制して、良好な受信状態を保てる効果がある。
【００２１】
実施の形態２．
図８は、実施の形態２による車載用受信装置の構成を示した図であり、図２で説明した構成と同様の構成に同一の符号を付して、重複説明を省略する。実施の形態２による車載用受信装置は、アンテナ１ａ〜１ｄと指向性可変手段２との間に、移相器５ａ〜５ｄを備えた点が実施の形態１と異なる。移相器は、アンテナのインピーダンスと同一のインピーダンスを有する同軸線やマイクロストリップライン、可変容量ダイオード等で実現できる。移相器５ａ〜５ｄを備えたことにより、アンテナ１ａ〜１ｄの受信した信号の位相を任意に変化させることが可能となり、実施の形態１と異なる受信指向性を得ることができる。このため、アンテナの形状や設置位置の自由度がより高くなる効果がある。
【００２２】
また、移相器５ａ〜５ｄとして、可変容量ダイオードを用いて、ダイバーシチ受信機４から移相器５ａ〜５ｄを制御して、アンテナ１a〜１ｄから出力される信号の移相を変化させるように構成してもよい。この場合、実施の形態１と同様にして、最も受信状態の良い信号を選択した後に、移相器５ａ〜５ｄを制御して、受信指向性を微調整すれば、受信状態をより良好に保つことができる効果がある。また、指向性可変手段２を構成するπ／４移相器を、前記同軸線やマイクロストリップライン、可変容量ダイオードと置き換えるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】ＭＦＮ方式とＳＦＮ方式との違いを示した図である。
【図２】実施の形態１による車載用受信装置の構成を示した図である。
【図３】実施の形態１による車載用受信装置を使用しない場合の受信指向性を示した図である。
【図４】実施の形態１による車載用受信装置を使用した場合の受信指向性を示した図である。
【図５】指向性可変手段の内部構成を示したブロック図である。
【図６】ダイバーシチ受信機の動作を示したフローチャートである。
【図７】ＩＳＩの発生を示した図である。
【図８】実施の形態２による車載用受信装置の構成を示した図である。
【符号の説明】
【００２４】
１ａ〜１ｄ  アンテナ、  ２  指向性可変手段、  ２ａ〜２ｄ  信号線、  ３  選択切り替え手段、  ３ａ  信号線、  ３ｂ  信号線、  ４  ダイバーシチ受信機、  ５ａ〜５ｄ  移相器。
【図１】
2008078767.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008078767.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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