(57)【要約】【課題】単一周波数ネットワーク（ＳＦＮ）において放送されるディジタル放送信号を良好に受信することが可能なアンテナ装置を提供すること。【解決手段】アンテナ装置１は、地平面に対して立設されるマスト３に複数の受信アンテナ１０を備える。各受信アンテナは、指向性を有する複数のダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄが多角形状に配置にされてなるものであり、マストの軸方向に並列配置されている。このアンテナ装置１は、受信アンテナを構成する各ダイポールアンテナ素子が受信した放送信号を取得して、それら信号を、各受信アンテナ毎に合成し、その合成により生成された各アンテナ毎の合成信号のいずれか一つを、当該装置の受信信号として、外部装置に入力する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一周波数ネットワーク（ＳＦＮ）において放送されるディジタル放送信号を受信するためのアンテナ装置であって、
地平面に対して立設されるマスト、を備えると共に、
指向性を有する複数のアンテナ素子が絶縁性の支持材に固定されてなるアンテナ、を複数備え、
前記複数のアンテナ素子は、前記各アンテナが方位角方向に略無指向性となるように配置され、
複数の前記アンテナは、前記マストの軸方向に並べられて、該マストに固定されており、
更に当該装置は、
外部装置と電気的に接続される端子部と、
前記各アンテナ素子が受信した信号を取得して、該取得した信号を前記各アンテナ毎に合成し、該合成により生成された各アンテナ毎の合成信号を出力する合成回路と、
該合成回路が出力する前記各アンテナ毎の合成信号のいずれか一つを選択して、該選択した合成信号を前記端子部を通じて前記外部装置に入力する切替回路と、
を備えることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
単一周波数ネットワーク（ＳＦＮ）において放送されるディジタル放送信号を受信するためのアンテナ装置であって、
地平面に対して立設されるマスト、を備えると共に、
指向性を有する複数のアンテナ素子が絶縁性の支持材に固定されてなるアンテナ、を複数備え、
前記複数のアンテナ素子は、前記各アンテナが方位角方向に略無指向性となるように配置され、
複数の前記アンテナは、互いに異なる方位に向けられて、前記マストの軸方向に並べられ、前記マストに固定されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
外部装置と電気的に接続される端子部と、
前記各アンテナを構成するアンテナ素子の夫々が受信した信号を取得して、該取得した信号を前記各アンテナ毎に合成し、該合成により生成された各アンテナ毎の合成信号を出力する合成回路と、
該合成回路が出力する前記各アンテナ毎の合成信号のいずれか一つを選択して、該選択した合成信号を前記端子部を通じて前記外部装置に入力する切替回路と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
外部装置と電気的に接続される端子部と、
前記複数のアンテナが備える全ての前記アンテナ素子から、前記各アンテナ素子が受信した信号を取得して、該取得した信号を全て合成し、該合成により生成された合成信号を前記端子部を通じて前記外部装置に入力する合成回路と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
外部装置と電気的に接続される端子部と、
前記複数のアンテナが備える全ての前記アンテナ素子から、前記各アンテナ素子が受信した信号を取得すると共に、該取得した信号のいずれか一つを選択して、該選択した信号を前記端子部を通じて前記外部装置に入力する切替回路と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
外部装置と電気的に接続される端子部と、
前記複数のアンテナが備える全ての前記アンテナ素子から、前記各アンテナ素子が受信した信号を取得すると共に、該取得した信号の中から所定数の信号を選択し、該選択した信号を出力する切替回路と、
該切替回路から出力される前記所定数の信号を合成し、該合成信号を前記端子部を通じて前記外部装置に入力する合成回路と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
三以上の前記アンテナを備えることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記マストは、地平面に垂直な鉛直線に対し角度を有した状態で、前記地平面に対し立設されることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単一周波数ネットワーク（ＳＦＮ）において放送されるディジタル放送信号を受信するためのアンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、テレビジョン放送やラジオ放送のディジタル化が推進されており、衛星放送のディジタル化に続き、今後、地上波テレビジョン放送がディジタル放送に切り換る予定である。
【０００３】
地上波ディジタルテレビジョン放送では、一般的に、変調方式として直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式が採用されている。ＯＦＤＭ方式は、直交関係にある複数の搬送波を用いて情報を伝送する方式である。この方式では、建物からの反射等によって生じる遅延波の影響を除去するために、ガードインターバルを設ける。ガードインターバルは、搬送波の変調により得られるシンボルの後半のコピーを、シンボルの前半に貼り付けることで形成される。
【０００４】
このようなＯＦＤＭ方式では、ガードインターバルより遅延量の少ない遅延波について、マルチパス歪の影響を受けることなく、適切な復調結果を得ることができるといった特徴がある。また、ＯＦＤＭ方式においては、希望波と妨害波との間に所定レベル（例えば、３ｄＢ）以上の差があれば、同一周波数帯の妨害波であっても、その妨害波の影響を受けず、適切な復調結果を得ることができるといった特徴がある。
【０００５】
ところで、地上波ディジタル放送では、上述したようなＯＦＤＭ方式の特徴を生かし、周波数資源を有効活用する目的で、単一周波数ネットワーク（ＳＦＮ：Ｓｉｎｇｌｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）方式を採用することが検討されている。
従来のアナログ放送では、親局及び中継局において、異なる送信周波数が用いられるのに対し、単一周波数ネットワークでは、親局及び中継局のすべてにおいて、単一の周波数が用いられるので、周波数資源を有効活用することができるのである。尚、単一周波数ネットワーク及びＯＦＤＭ方式の通信技術は、広く知られた技術であるので、ここでは、それらに関する先行技術文献を非開示とする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、単一周波数ネットワークでは、一の中継局から送信されてくる希望波及び、他の中継局から送信されてくる妨害波の受信レベルが同程度となる地域で、希望波及び妨害波の合成波としての定在波が生じ、その定在波の節に対応する特定の地点において、希望波と妨害波とが打ち消しあい、合成波の受信レベルが略ゼロとなる空間（以下、「ヌル」と表現する）が生じる。
【０００７】
このような地域では、受信アンテナが偶然ヌル内に配置されてしまうと、中継局から送信されてくる希望波を受信することができなくなり、テレビジョン信号の受像等が不可能になる。したがって、ヌルが生じる地域においては、難視世帯が増加することになり、利用者に不満が及ぶことになる。
【０００８】
このようなヌルは、各中継局の送信電力が略同一で電波の減衰係数が略等しい場合、複数の中継局の中間に位置する地域で生じることとなるが、各中継局の送信電力が異なる場合には、それら中継局の中間付近ではなく、送信電力が低い中継局側の地域にずれて生じることになる。また電波の減衰係数が異なれば、ヌルの発生する地域は更にずれることとなる。その他、建造物等で電波の反射が生じると、それによって、ヌルの発生する地域に更にズレが生じることになる。
【０００９】
即ち、単一周波数ネットワークでは、他の中継局から送信されてくる妨害波が飛来する地域において、影響の大小はあるものの、ヌルが生じる可能性があり、従来のアンテナ構造では、その妨害波によってディジタル放送信号を良好に受信することができない難視世帯が多く生じる可能性があった。
【００１０】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであって、単一周波数ネットワーク（ＳＦＮ）において放送されるディジタル放送信号を良好に受信することが可能なアンテナ装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するためになされた請求項１記載の発明は、単一周波数ネットワーク（ＳＦＮ）において放送されるディジタル放送信号を受信するためのアンテナ装置において、方位角方向に略無指向性を示す複数のアンテナを、地平面に対して立設されるマストの軸方向に並べて、そのマストに固定したものである。
【００１２】
上記アンテナは、指向性を有する複数のアンテナ素子が、それら各アンテナ素子を連結し固定するための絶縁性の支持材に固定されてなるものである。このアンテナ装置において、各アンテナを構成する複数のアンテナ素子は、そのアンテナが方位角方向に略無指向性となるように配置されている。
【００１３】
更に、当該アンテナ装置は、外部装置と電気的に接続される端子部と、合成回路と、切替回路と、を備える。合成回路は、アンテナを構成する各アンテナ素子が受信した信号を取得し、その信号を、各アンテナ毎に合成する。そして、合成により生成された各アンテナ毎の合成信号を出力する。一方、切替回路は、合成回路が出力する合成信号のいずれか一つを選択して、選択した合成信号を端子部を通じ外部装置（テレビジョン受像機など）に入力する。
【００１４】
このように構成された請求項１記載のアンテナ装置によれば、ヌルの発生により、中継局から発信されるディジタル放送信号が当該アンテナ装置にて受信できなくなるのを防止することができる。
図１１に示すように、発信位置が高さ方向に異なる（即ち、発信位置ｈ１≠ｈ２である）中継局Ａ，Ｂからディジタル放送信号が送信されると、それを受信するアンテナ装置付近では、一の中継局Ａから送信されてくる希望波及び、他の中継局Ｂから送信されてくる妨害波が互いに打ち消しあいヌルが生じる。このヌルの発生位置は放送チャネルの違いや、電波の伝播態様などによって様々に変化するため、一つのアンテナ（図１１に示す「ＡＮＴ」）にてディジタル放送信号を受信しようとする場合、そのアンテナがヌルに陥ると、正常にディジタル放送信号を受信することができなくなる。
【００１５】
本発明のアンテナ装置によれば、マストの軸方向（換言すれば、鉛直線方向）に複数のアンテナを配置することで、ディジタル放送信号の受信位置について、鉛直線方向に空間的な広がりをもたせている。したがって、一のアンテナがヌルに陥っても、他のアンテナにて中継局から送信されてくるディジタル放送信号を良好に受信することができるのである。
【００１６】
また、本発明では、各アンテナの方位角方向の指向性が無くなるようにアンテナ素子を配置しているので、ディジタル放送信号の飛来方向にアンテナの向きを合わせる必要がない。よって、本発明によれば、アンテナ装置を簡単に設置することができる。
【００１７】
その他、請求項１記載のアンテナ装置では、複数のアンテナ素子を絶縁材で連結することによってアンテナを構成して、複数のアンテナ素子を連結する上記支持部材が反射器として作用しないようにしている。したがって、本発明のアンテナ装置においては、各アンテナ素子にて、ディジタル放送信号を良好に受信することができる。
【００１８】
ところで、本発明においては、アンテナ素子の配置により実現可能な程度に各アンテナを無指向性とすることはできるが、当然のことながら、各アンテナの指向特性を、完全な無指向性とすることはできない。したがって、このような問題を解消するためには、各アンテナを、互いに異なる方位に向け、アンテナ装置全体として、方位角方向の指向性がなくなるようにすると良い。
【００１９】
請求項２記載のアンテナ装置は、地平面に対して立設されるマストに、指向性を有する複数のアンテナ素子が絶縁性の支持材に固定されてなるアンテナ、を複数備える。各アンテナを構成するアンテナ素子は、そのアンテナが方位角方向に略無指向性となるように配置されている。また、当該装置が備える複数のアンテナは、互いに異なる方位に向けられて、マストの軸方向に並べられ、マストに固定されている。
【００２０】
請求項２記載のアンテナ装置では、各アンテナが互いに異なる方位に向けられているので、希望波の到来方向にかかわらず、概ね均一の感度で、良好にディジタル放送信号を受信することができる。また、アンテナの一部がヌルに陥っても、他のアンテナにてディジタル放送信号を良好に受信することができる。
【００２１】
尚具体的に、請求項２記載のアンテナ装置は、請求項３〜請求項６記載のように構成されるとよい。
請求項３記載のアンテナ装置は、外部装置と電気的に接続される端子部と、各アンテナを構成するアンテナ素子の夫々が受信した信号を取得して、その信号を各アンテナ毎に合成し、合成により生成された各アンテナ毎の合成信号を出力する合成回路と、合成回路が出力する各アンテナ毎の合成信号のいずれか一つを選択して、その選択した合成信号を端子部を通じて外部装置に入力する切替回路と、を備える。
【００２２】
このアンテナ装置によれば、ディジタル放送信号の受信位置について鉛直線方向に空間的な広がりがあるから、一のアンテナがヌルに陥っても、他のアンテナにて中継局から送信されてくるディジタル放送信号を良好に受信することができ、切替回路の動作により、良好なディジタル放送信号を端子部を通じて外部装置に入力することができる。
【００２３】
一方、請求項４記載のアンテナ装置は、外部装置と電気的に接続される端子部と、複数のアンテナが備える全てのアンテナ素子から、各アンテナ素子が受信した信号を取得して、その取得した信号を全て合成し、合成により生成された合成信号を端子部を通じて外部装置に入力する合成回路と、を備える。
【００２４】
請求項４記載の発明では、上述のように、当該アンテナ装置が備える全てのアンテナ素子の受信信号を合成回路にて合成するようにしている。したがって、このアンテナ装置によれば、一部のアンテナ素子がヌルに陥ったとしても、受信信号の合成により、適切なディジタル放送信号を外部装置に入力することができる。
【００２５】
また、請求項５記載のアンテナ装置は、請求項２記載のアンテナ装置に、外部装置と電気的に接続される端子部と、複数のアンテナが備える全てのアンテナ素子から、各アンテナ素子が受信した信号を取得すると共に、その取得した信号のいずれか一つを選択して、選択した信号を端子部を通じて外部装置に入力する切替回路と、を設けたものである。
【００２６】
請求項５記載のアンテナ装置によれば、各アンテナ素子の受信信号のうち、受信レベルの高いアンテナ素子が受信した信号を選択的に外部装置に入力することができるので、外部装置（テレビジョン受像機など）に適切にディジタル放送信号を復調・再生させることができる。
【００２７】
その他、請求項６記載のアンテナ装置は、外部装置と電気的に接続される端子部と、複数のアンテナが備える全てのアンテナ素子から、各アンテナ素子が受信した信号を取得すると共に、取得した信号の中から所定数の信号を選択し、その選択した信号を出力する切替回路と、切替回路から出力される上記所定数の信号を合成し、その合成信号を端子部を通じて外部装置に入力する合成回路と、を備える。
【００２８】
このアンテナ装置によれば、当該装置を構成するアンテナ素子のうち、良好な受信環境下にあるアンテナ素子が受信した信号を選択的に合成することができるので、装置全体としての受信能力が向上する。したがって、外部装置に良好なディジタル放送信号を提供することができる。
【００２９】
尚、請求項１〜請求項６いずれかに記載のアンテナ装置においては、請求項７記載のように、上記アンテナを３つ以上設けるとよい。３つ以上アンテナを設ければ、複数のアンテナがヌルに陥ったとしても、その他のアンテナにてディジタル放送信号を良好に受信することができる。したがって、アンテナ装置自体の受信能力が向上する。
【００３０】
更に言えば、各アンテナは不等間隔でマストの軸方向に並べられるとよい。ヌルは等間隔で発生する可能性があるので、このように不等間隔で各アンテナを配置すると、全てのアンテナがヌルに陥る可能性をより一層小さくすることができる。
【００３１】
その他、請求項１〜請求項７いずれかに記載のアンテナ装置におけるマストは、請求項８記載のように、地平面に垂直な鉛直線に対し角度を有した状態で立設されるとよい。
地平面に対して垂直にマストを立設し、その軸方向（即ち、鉛直線方向）にアンテナを配置した場合には、そのアンテナの配置について、地平線方向の空間的な広がりをもたせることができない。一方、鉛直線に対しマストを傾けて立設すると、そのマスト軸方向に配列されるアンテナは、地平線方向及び鉛直線方向の夫々に空間的な広がりをもって配置されることになる。したがって、このような構成にされた請求項８記載のアンテナ装置においては、全てのアンテナがヌルに陥る可能性が小さく、常時良好な状態でディジタル放送信号を受信することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例について図面とともに説明する。尚、本実施例のアンテナ装置１は、単一周波数ネットワーク（ＳＦＮ）を用いて放送されるＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）方式の地上波ディジタル放送信号を受信するためのアンテナ装置である。図１は、本発明が適用されたアンテナ装置１の構成を表す説明図であり、図２は、Ｚ方向から見た各受信アンテナ１０の構成を表す説明図である。
【００３３】
本実施例のアンテナ装置１は、建造物の屋上などに設置された固定材２を通じて、地平面に対し垂直に立設される棒状のマスト３に、同一構成の受信アンテナ１０を複数（具体的には、４つ）備える。各受信アンテナ１０は、接続材５を介してマスト３に固定され、マスト３の軸方向に沿って並列に配置されている。
【００３４】
図２に示すように、各受信アンテナ１０は、複数（本実施例では４つ）のダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄと、各ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄを多角形状に連結し固定するための支持材としてのブーム１５と、を備える。各ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄは、中央に給電部１３を備える。
【００３５】
これら各ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄは、地平面に対して平行な面上に並べられ、絶縁性の上記ブーム１５に固定されて、多角形（本実施例では四角形）状の受信アンテナ１０を構成する。即ち、各ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄは、上記受信アンテナ１０の各辺を構成するようにブーム１５に固定されている。
【００３６】
また、各ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの受信方向は、多角形の各辺と直交する方向に設定されている。即ち、各ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄは、方位角方向に指向性を有した状態にされている。尚具体的に、本実施例のブーム１５は、十字形状にされており、計４つの各ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄは、十字形状のブーム１５の計四つの端部の夫々に固定されている。
【００３７】
このように方位角方向に指向性を有する各ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄを正多角形状に配置すると、そのダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄからなる受信アンテナ１０の指向特性は、方位角方向に対し略無指向性となる。尚、図３は、このように構成された受信アンテナ１０の方位角方向の指向特性図である。
【００３８】
次に、アンテナ装置１の回路構成について説明することにする。図４（ａ）は、本実施例のアンテナ装置１が備える受信回路の構成を表す説明図であり、図４（ｂ）は、合成回路部２０の構成を表す説明図である。
この受信回路は、各受信アンテナ１０を構成するダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの夫々が受信した信号を取得して、その受信信号を、各受信アンテナ１０毎に合成するための複数の合成回路部２０と、各合成回路部２０から出力される受信アンテナ１０の合成信号のいずれか一つを出力端子部Ｓｏｕｔを通じて外部装置に入力する選択切替回路部３０と、を備える。
【００３９】
本実施例のアンテナ装置１は、各受信アンテナ１０毎に合成回路部２０を備えており、各ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄが受信した信号を、合成回路部２０にて受信アンテナ１０毎に合成し、その合成信号を、選択切替回路部３０に入力する。
【００４０】
各合成回路部２０は、受信アンテナ１０を構成する各ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄ毎の移相器２１〜２４と、その移相器２１〜２４の移相量を制御するための制御回路２５と、を備える。各移相器２１〜２４は、合成回路部２０が備える入力端子部Ｓ１〜Ｓ４を介して、対応するダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの給電部１３に電気的に接続されている。
【００４１】
これら各移相器２１〜２４は、ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄからの出力信号（即ち、ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの受信信号）の位相を、制御回路２５にて設定された移相量に応じて変更し、変更後の信号を合成器２７に入力する。
【００４２】
尚、移相器２１〜２４と合成器２７とを結ぶ伝送線路は、途中分岐されて制御回路２５に接続されており、制御回路２５は、各移相器２１〜２４からの出力信号を取得可能な構成にされている。
この制御回路２５は、位相検出手段を備えており（図示せず）、各移相器２１〜２４から出力される信号の位相差を検出し、その検出結果に基づいて、各移相器２１〜２４に対し移相量を設定する。
【００４３】
この際、制御回路２５は、各ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの受信位置の相違によって生じるディジタル放送信号の受信時刻のズレによる影響が打ち消されるよう、各移相器２１〜２４に対し移相量を設定する。即ち、制御回路２５は、合成器２７に入力される移相器２１〜２４の出力信号が、互いに同相となるように（換言すると、放送局からの放送時刻を基準として、各移相器２１〜２４の出力信号の時間軸が一致するように）、移相器２１〜２４に対して移相量を設定する。
【００４４】
合成器２７は、このように位相が調節された各ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの出力信号を移相器２１〜２４を通じて取得し、これらの信号を合成して、その合成信号を、出力端子部Ｓ０を通じ外部に出力する。
一方、選択切替回路部３０は、各受信アンテナ１０毎に設けられた合成回路部２０の出力端子部Ｓ０に接続されており、各合成回路部２０が出力する合成信号を、受信アンテナ１０の受信信号として、入力端子部Ｓ６〜Ｓ９から取得する。選択切替回路部３０の入力端子部Ｓ６〜Ｓ９から延びる伝送線路は、アンテナ切替回路３１に接続されると共に、途中分岐されてアンテナ選択回路３３に接続されている。
【００４５】
アンテナ切替回路３１は、スイッチ等から構成されており、伝送線路を介して各合成回路部２０から入力される受信アンテナ１０の受信信号のうち、アンテナ選択回路３３が選択した受信アンテナ１０の受信信号を、出力端子部Ｓｏｕｔを通じて外部に選択的に出力する。
【００４６】
一方、アンテナ選択回路３３は、各合成回路部２０から入力される受信アンテナ１０の受信信号に基づき、各受信アンテナ１０の受信レベルを判定して、受信状態の良好な受信アンテナ１０を一つ選択し、その受信アンテナ１０の受信信号が出力端子部Ｓｏｕｔから出力されるように、アンテナ切替回路３１を制御する。具体的には、受信レベルの一番高い受信アンテナ１０の受信信号が出力端子部Ｓｏｕｔから出力されるように受信アンテナ１０を選択する。
【００４７】
アンテナ切替回路３１から出力端子部Ｓｏｕｔを通じて出力される受信アンテナ１０の受信信号は、出力端子部Ｓｏｕｔに電気的に接続されたテレビジョン受像機などの外部装置に入力される。
以上、本実施例のアンテナ装置１について説明したが、このアンテナ装置１によれば、受信アンテナ１０が多層に形成されているため、異なる二つの中継局Ａ，Ｂ（図１１参照）から放送されるディジタル放送信号が互いに打ち消されてヌルが発生しても、そのヌルによる影響を最小限に抑えることができる。
【００４８】
つまり、ある層の受信アンテナ１０がヌルに陥ったとしても、その他の層の受信アンテナ１０が同時にヌルに陥る可能性は極めて小さいから、各層の受信アンテナ１０の受信信号を切り替えて外部装置に入力する本実施例のアンテナ装置１によれば、良好な受信信号を外部装置に提供することができる。
【００４９】
したがって、本実施例のアンテナ装置１によれば、受信アンテナ１０がヌルに陥ることによって、テレビジョン受像機側でディジタル放送信号が復調・再生できなくなる可能性を最小限に抑えることができ、難視聴世帯の数を抑えることができる。
【００５０】
また、本実施例のアンテナ装置１では、各受信アンテナ１０が方位角方向に略無指向性を示すように各ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄが配置されているから、ディジタル放送信号の飛来方向に向けてアンテナ装置１の向きを合わせる必要がなく、便利である。
【００５１】
ただし、本実施例のように、方位角方向に指向性を有する複数のダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄを用いて受信アンテナ１０を構成する方法では、各受信アンテナ１０を完全に無指向性とすることはできない（図３参照）。
したがって、アンテナ装置１においては、各受信アンテナ１０の向きを、他の受信アンテナ１０に対し方位角方向にずらすようにして、それら各受信アンテナ１０をマスト３に固定するのがよい。以下には、このように構成された第一変形例のアンテナ装置について説明することにする。
【００５２】
図５は、第一変形例のアンテナ装置を構成する各層の受信アンテナ１０の向きを表した説明図である。図５に示す第一変形例のアンテナ装置は、各層の受信アンテナ１０の向きが異なることを除けば、概ね上記実施例のアンテナ装置１と同一構成である。したがって、同一構成部分については、同一符号を付し、詳細な説明を省略することにする。
【００５３】
第一変形例では、アンテナ装置１が備える受信アンテナ１０を夫々、異なる方位に向けて、マスト３の軸方向に並べ、マスト３に固定している。具体的に本実施例では、ニ層目の受信アンテナ１０の向きを、第一層の受信アンテナ１０に対し、方位角方向に２２．５度傾けている。また、三層目の受信アンテナ１０の向きを、第一層の受信アンテナ１０に対し方位角方向に４５度傾け、四層目の受信アンテナ１０の向きを、第一層の受信アンテナ１０に対し方位角方向に６７．５度傾けている。
【００５４】
第一変形例のように、各受信アンテナ１０を異なる方位に向ければ、アンテナ装置全体の指向特性を、より一層無指向性に近づけることができる。したがって、第一変形例のアンテナ装置によれば、上記実施例のアンテナ装置１よりも受信感度が向上する。よって、このアンテナ装置によれば、一層良好なディジタル放送信号を外部装置に提供することができる。
【００５５】
続いて、第二変形例のアンテナ装置１’について説明することにする。図６は、第二変形例のアンテナ装置１’の構成を表す説明図である。図６に示す第二変形例のアンテナ装置１’は、マスト３が傾斜されていることを除けば概ね上記実施例のアンテナ装置１と同一構成である。したがって、同一構成部分については、同一符号を付し、詳細な説明を省略することにする。
【００５６】
図６に示す第二変形例のアンテナ装置１’は、マスト３を鉛直線に対し所定の角度Θ（Θ＜９０°）傾けて固定材２に固定したものである。図６に示すように、各受信アンテナ１０は、マスト３の傾斜に合わせて、マスト３に所定角度Θ傾けられて固定されている。即ち、各受信アンテナ１０は、地平面に対し平行となるようにされて、マスト３に固定されている。
【００５７】
各層の受信アンテナ１０は、方位角方向について図３に示すように概ね無指向性を示すが、上記実施例と同様、方位角によって最大で１．５ｄＢ程度、受信感度の差異が存在する。したがって、このアンテナ装置１’においても、上述の実施例と同様に、各層の受信アンテナ１０を異なる方位に向けてマスト３に固定してもよい。
【００５８】
この第二変形例のアンテナ装置１’は、上記実施例と同様に、各層の受信アンテナ１０を構成するダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの受信信号を、合成回路部２０にて同相合成し、この合成信号を選択切替回路部３０に入力する。そして、各層の受信アンテナ１０の受信信号（合成信号）のうち、受信レベルが最大のものを当該アンテナ装置１’の受信信号として、選択切替回路部３０の出力端子部Ｓｏｕｔから外部装置に入力する。
【００５９】
このように構成された第二変形例のアンテナ装置１’によれば、鉛直線方向だけでなく、地平線方向にも広がりをもって受信アンテナ１０が配置されるため、全ての受信アンテナ１０が同時にヌルに陥る可能性は極めて小さく、良好にディジタル放送信号を受信することができる。
【００６０】
続いて第三変形例のアンテナ装置について説明することにする。第三変形例のアンテナ装置ついては、各ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの出力信号を処理する方法が、上記実施例のアンテナ装置１，１’と異なる程度であり、その外観構成は上記実施例のアンテナ装置１，１’（図１，２，５，６参照）と概ね同じであるので、以下においては、アンテナ装置の回路構成についてのみ説明することにし、その外観構成についての説明を省略することにする。
【００６１】
図７は、第三変形例のアンテナ装置が備える受信回路１００の構成を表す説明図である。このアンテナ装置が備える受信回路１００は、アンテナ装置を構成するダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄに対応した個数の移相器１０１〜１１６と、合成器１２０と、制御回路１３０と、を備えており、当該アンテナ装置を構成する全てのダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの受信信号を、夫々、入力端子部Ｓ１〜Ｓ１６を通じて取得し、それを対応する移相器１０１〜１１６に入力する。
【００６２】
各移相器１０１〜１１６は、入力端子部Ｓ１〜Ｓ１６を通じて対応するダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの給電部１３に電気的に接続されており、自身に接続されたダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄから入力されるそのダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの受信信号の位相を、制御回路１３０にて設定された移相量に応じて変更し、その変更後の信号を出力する。
【００６３】
各移相器１０１〜１１６の出力信号は、合成器１２０に入力されると共に、途中分岐されて制御回路１３０に入力される。制御回路１３０は、図示しない位相検出手段等を備えており、各移相器１０１〜１１６から出力される信号の位相差を比較して、移相器１０１〜１１６に設定すべき移相量を算出し、その算出結果に基づいて、移相器１０１〜１１６に対し移相量を設定する。
【００６４】
この際、制御回路１３０は、各移相器１０１〜１１６から出力され、合成器１２０に入力される信号が、互いに同相となるように（換言すると、放送局からの放送時刻を基準として、各移相器１０１〜１１６の出力信号の時間軸が一致するように）移相量を調節する。合成器１２０は、各移相器１０１〜１１６から入力される全ての信号を合成し、その合成信号を、当該受信回路１００が備える出力端子部Ｓｏｕｔを通じて、その出力端子部Ｓｏｕｔに電気的に接続された外部装置に入力する。
【００６５】
以上、第三変形例のアンテナ装置について説明したが、このアンテナ装置によれば、当該アンテナ装置を構成する全てのダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの出力信号を同相合成して、その合成信号を出力する。したがって、このアンテナ装置によれば、アンテナ装置自体の受信感度を高めることができる。また、アンテナ装置を構成する一部のダイポールアンテナ素子がヌルに陥っても、外部装置（テレビジョン受像機等）に適切な受信信号を入力することができる。
【００６６】
続いて、第四変形例のアンテナ装置について説明する。第四変形例のアンテナ装置に関しては、各ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの出力信号を処理する方法が、上記実施例のアンテナ装置１，１’と異なる程度であり、その外観構成は上記実施例のアンテナ装置１，１’（図１，２，５，６参照）と概ね同じであるので、以下においては、アンテナ装置の回路構成についてのみ説明することにし、その外観構成についての説明を省略することにする。
【００６７】
図８は、第四変形例のアンテナ装置が備える受信回路１５０の構成を表す説明図である。このアンテナ装置が備える受信回路１５０は、アンテナ装置を構成するダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄに対応した個数の入力端子部Ｓ１〜Ｓ１６と、アンテナ切替回路１５１と、アンテナ選択回路１５３と、出力端子部Ｓｏｕｔと、を備え、アンテナ装置を構成する全ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの受信信号を、入力端子部Ｓ１〜Ｓ１６を通じて取得し、それら各受信信号をアンテナ切替回路１５１に入力する。
【００６８】
各入力端子部Ｓ１〜Ｓ１６から延びる伝送線路は、アンテナ切替回路１５１に電気的に接続されており、アンテナ切替回路１５１は、アンテナ装置を構成する全ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの中からアンテナ選択回路１５３が選択したダイポールアンテナ素子の出力信号（受信信号）を、出力端子部Ｓｏｕｔを通じてその出力端子部Ｓｏｕｔに接続された外部装置に入力する。
【００６９】
各入力端子部Ｓ１〜Ｓ１６からアンテナ切替回路１５１に延びる伝送線路は、途中分岐されてアンテナ選択回路１５３に接続されており、アンテナ選択回路１５３は、各ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの出力信号を取得可能な構成にされている。
【００７０】
アンテナ選択回路１５３は、アンテナ装置を構成する全ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの受信レベルを判定し、全ダイポールアンテナ素子の中から受信状態の良好なダイポールアンテナ素子を一つ選択して、そのダイポールアンテナ素子の受信信号が出力端子部Ｓｏｕｔから出力されるように、アンテナ切替回路１５１を制御する。具体的に、アンテナ選択回路１５３は、全ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの中から受信レベルが最大のダイポールアンテナ素子を選択して、そのダイポールアンテナ素子の受信信号が出力端子部Ｓｏｕｔから出力されるようにアンテナ切替回路１５１を制御する。
【００７１】
以上、第四変形例のアンテナ装置について説明したが、このように構成された第四変形例のアンテナ装置によれば、ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの受信信号のうち、受信レベルの高いダイポールアンテナ素子が受信した信号を選択的に外部装置に入力することができるので、一層確実にヌルによる受信環境悪化の影響を排除でき、外部装置（テレビジョン受像機など）に適切にディジタル放送信号を復調・再生させることができる。
【００７２】
続いて、第五変形例のアンテナ装置について説明する。第五変形例のアンテナ装置に関しては、各ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの出力信号を処理する方法が、上記実施例のアンテナ装置１，１’と異なる程度であり、その外観構成は上記実施例のアンテナ装置１，１’（図１，２，５，６参照）と概ね同じであるので、以下においては、アンテナ装置の回路構成についてのみ説明することにし、その外観構成についての説明を省略することにする。
【００７３】
図９は、第五変形例のアンテナ装置が備える受信回路１８０の構成を表す説明図であり、図１０（ａ）は、受信回路１８０を構成する選択切替回路部１９０の構成を表す説明図、図１０（ｂ）は、合成回路部２００の構成を表す説明図である。
【００７４】
この受信回路１８０は、アンテナ装置を構成する受信アンテナ１０毎の選択切替回路部１９０と、合成回路部２００と、を備えており、複数の選択切替回路部１９０を用いて、当該アンテナ装置が備える全てのダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄから各ダイポールアンテナ素子が受信した信号を取得し、それらの信号の中から所定数（ここではダイポールアンテナ素子の個数の二分の一）の信号を選択し、選択した信号を合成回路部２００に入力する。
【００７５】
各選択切替回路部１９０は、各受信アンテナ１０を構成する計４つのダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄに対応した個数（即ち４つ）の入力端子部Ｓ１〜Ｓ４を備えており、この入力端子部Ｓ１〜Ｓ４を通じて、その入力端子部に電気的に接続されたダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄから、ダイポールアンテナ素子の１１ａ〜１１ｄの出力信号（即ち、受信信号）を取得する。
【００７６】
尚、第五変形例において、入力端子部Ｓ１にはダイポールアンテナ素子１１ａが接続され、入力端子部Ｓ２には、ダイポールアンテナ素子１１ａと対向配置され受信方向が平行関係にあるダイポールアンテナ素子１１ｃが接続されている。また、入力端子部Ｓ３にはダイポールアンテナ素子１１ｂが接続され、入力端子部Ｓ４には、ダイポールアンテナ素子１１ｂと対向配置され受信方向が平行関係にあるダイポールアンテナ素子１１ｄが接続されている。
【００７７】
選択切替回路部１９０の入力端子部Ｓ１，Ｓ２から延びる伝送線路は、アンテナ切替回路１９１に接続されると共に、途中分岐されてアンテナ選択回路１９３に接続されており、アンテナ切替回路１９１は、入力端子部Ｓ１，Ｓ２を通じて取得したダイポールアンテナ素子１１ａ，１１ｃの受信信号のうち、アンテナ選択回路１９３が選択したダイポールアンテナ素子の受信信号を、出力端子部Ｓａ１から選択的に出力する。
【００７８】
一方、アンテナ選択回路１９３は、入力端子部Ｓ１，Ｓ２を通じて入力されるダイポールアンテナ素子１１ａ，１１ｃの受信信号に基づき、各ダイポールアンテナ素子１１ａ，１１ｃの受信レベルを判定して、ダイポールアンテナ素子１１ａ，１１ｃのうち受信状態の良好なダイポールアンテナ素子を選択し、そのダイポールアンテナ素子の受信信号が出力端子部Ｓａ１から出力されるように、アンテナ切替回路１９１を制御する。具体的には、ダイポールアンテナ素子１１ａ，１１ｃのうち受信レベルが高いの方の受信信号が出力端子部Ｓａ１から出力されるように、アンテナ切替回路１９１を制御する。
【００７９】
また、選択切替回路部１９０の入力端子部Ｓ３，Ｓ４から延びる伝送線路は、アンテナ切替回路１９２に接続されると共に、途中分岐されてアンテナ選択回路１９４に接続されており、アンテナ切替回路１９２は、入力端子部Ｓ３，Ｓ４を通じて取得したダイポールアンテナ素子１１ｂ，１１ｄの受信信号のうち、アンテナ選択回路１９４が選択したダイポールアンテナ素子の受信信号を、出力端子部Ｓａ２から選択的に出力する。
【００８０】
アンテナ選択回路１９４は、入力端子部Ｓ３，Ｓ４を通じて入力されるダイポールアンテナ素子１１ｂ，１１ｄの受信信号に基づき、各ダイポールアンテナ素子１１ｂ，１１ｄの受信レベルを判定して、受信状態の良好なダイポールアンテナ素子を一つ選択する構成にされており、選択したダイポールアンテナ素子の受信信号が出力端子部Ｓａ２から出力されるように、アンテナ切替回路１９２を制御する。具体的には、ダイポールアンテナ素子１１ｂ，１１ｄの内、受信レベルの高いダイポールアンテナ素子の受信信号が出力端子部Ｓａ２から出力されるように、アンテナ切替回路１９２を制御する。
【００８１】
また、この受信回路１８０が備える合成回路部２００は、選択切替回路部１９０が備える出力端子部Ｓａ１，Ｓａ２に対応した個数の移相器２０１〜２０８と、合成器２１０と、制御回路２２０と、を備えており、当該アンテナ装置が備える全ての選択切替回路部１９０の出力端子部Ｓａ１，Ｓａ２から出力される信号を、その出力端子部Ｓａ１，Ｓａ２に接続された入力端子部Ｓｂ１〜Ｓｂ８を通じて取得し、それを対応する移相器２０１〜２０８に入力する。
【００８２】
各移相器２０１〜２０８は、自身に入力されるダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの受信信号の位相を、制御回路１３０にて設定された移相量に応じて変更し、その変更後の信号を出力する。各移相器２０１〜２０８の出力信号は、合成器２１０に入力されると共に、途中分岐されて制御回路２２０に入力される。制御回路２２０は、図示しない位相検出手段等を備えており、各移相器２０１〜２０８から出力される信号の位相差を比較して、移相器２０１〜２０８に設定すべき移相量を算出し、その算出結果に基づいて、移相器２０１〜２０８に対し移相量を設定する。
【００８３】
この際、制御回路２２０は、各移相器２０１〜２０８から出力され、合成器２１０に入力される信号が、互いに同相となるように（換言すると、放送局からの放送時刻を基準として、各移相器２０１〜２０８の出力信号の時間軸が一致するように）移相量を調節する。合成器２１０は、各移相器２０１〜２０８から入力される全ての信号を合成し、その合成信号を、当該合成回路部２００が備える出力端子部Ｓｏｕｔを通じて、その出力端子部Ｓｏｕｔに電気的に接続された外部装置に入力する。
【００８４】
以上、第五変形例のアンテナ装置について説明したが、このように構成された第五変形例のアンテナ装置によれば、ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの受信信号のうち、良好な受信環境下にあるダイポールアンテナ素子が受信した信号を選択的に合成することができるので、装置全体としての受信能力が向上する。したがって、外部装置に良好なディジタル放送信号を提供することができる。
【００８５】
尚、本発明のアンテナは、アンテナ装置１，１’が備える受信アンテナ１０に相当し、本発明のアンテナ素子は、受信アンテナ１０を構成するダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄに相当する。また、本発明の端子部は、出力端子部Ｓｏｕｔに相当し、合成回路は、受信アンテナ１０毎の合成回路部２０，２００若しくは受信回路１００に相当する。また、切替回路は、選択切替回路部３０，１９０若しくは受信回路１５０に相当する。
【００８６】
また、本発明のアンテナ装置は、上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。上記実施例では、計４つのダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄを用いて正四角形状に受信アンテナ１０を構成したが、二つのダイポールアンテナ素子を十字状に配置して、受信アンテナ１０を構成してもよいし、Ｎ個のダイポールアンテナ素子を用いて正Ｎ角形状に受信アンテナ１０を構成してもよい。
【００８７】
その他、上記実施例では、マストの軸方向に沿って等間隔に複数の受信アンテナ１０を配置したが、不等間隔に受信アンテナ１０を配置してもよい。また、受信アンテナ１０を構成するダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄの夫々は、高さ方向に異なる位置に配置されてもよい。ダイポールアンテナ素子１１ａ〜１１ｄをこのように配置すれば、各アンテナ素子間で高低差が生じるため、ヌルによる受信環境悪化の影響を一層小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例のアンテナ装置１の構成を表す説明図である。
【図２】アンテナ装置１が備える受信アンテナ１０の構成を表す説明図である。
【図３】各受信アンテナ１０の方位角方向の指向特性図である。
【図４】アンテナ装置１の回路構成を表す説明図である。
【図５】第一変形例のアンテナ装置における各受信アンテナ１０の向きを表す説明図である。
【図６】第二変形例のアンテナ装置１’の構成を表す説明図である。
【図７】第三変形例のアンテナ装置の回路構成を表す説明図である。
【図８】第四変形例のアンテナ装置の回路構成を表す説明図である。
【図９】第五変形例のアンテナ装置における受信回路１８０の構成を表す説明図である。
【図１０】受信回路１８０を構成する選択切替回路部１９０の構成を表す説明図（同図（ａ））、及び、合成回路部２００の構成を表す説明図（同図（ｂ））である。
【図１１】アンテナ装置の設置態様に関する説明図（同図（ａ））及び本発明の原理に関する説明図（同図（ｂ））である。
【符号の説明】
１，１’…アンテナ装置、２…固定材、３…マスト、５…接続材、１０…受信アンテナ、１１ａ〜１１ｄ…ダイポールアンテナ素子、１３…給電部、１５…ブーム、２０，２００…合成回路部、２１〜２４，１０１〜１１６，２０１〜２０８…移相器、２５，１３０，２２０…制御回路、２７，１２０，２１０…合成器、３０，１９０…選択切替回路部、３１，１５１，１９１，１９２…アンテナ切替回路、３３，１５３，１９３，１９４…アンテナ選択回路、１００，１５０，１８０…受信回路、Ｓ１〜Ｓ１６，Ｓｂ１〜Ｓｂ８…入力端子部、Ｓ０，Ｓａ１，Ｓａ２，Ｓｏｕｔ…出力端子部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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