(57)【要約】      （修正有）【課題】水平方向の指向性（受信感度）を向上させることができる直線偏波受信装置を提供する。【解決手段】直線偏波受信装置３０は垂直方向に対して斜め上向きに配置した４つの平面アンテナと３４、３６、３８、４０、この平面アンテナの４つの上端側に所定の間隙をもって水平に配置された平面アンテナ４２からなる受信アンテナ群３２と、受信アンテナ群３２の各々の出力を処理して合成するアンテナ出力合成部４８とを備える。アンテナ出力合成部４８は、受信アンテナ群３２の各々の出力を入力として低雑音増幅する低雑音増幅器と、低雑音増幅器の出力を２つに分配する分配器と、分配器の一方の出力の電力レベルを検出し、検出した電力レベルにより制御信号を出力するレベル検出器と、レベル検出器から出力される制御信号により、分配器の他方の出力に対して制御を行う出力切換器と、出力切換器の出力を合成する同相合成器とから構成される。【選択図】図１
2016197805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直方向に対して斜め上向きに配置した４つの平面アンテナ及び当該平面アンテナの４つの上端側に所定の間隙をもって水平に配置された平面アンテナからなる受信アンテナ群と、
当該受信アンテナ群の各々の出力を処理して合成するアンテナ出力合成部と、を備え、
前記アンテナ出力合成部は、前記受信アンテナ群の各々の出力を入力として低雑音増幅する低雑音増幅器と、
当該低雑音増幅器の出力を２つに分配する分配器と、
当該分配器の一方の出力の電力レベルを検出し、当該検出した電力レベルにより制御信号を出力するレベル検出器と、
当該レベル検出器から出力される制御信号により、前記分配器の他方の出力に対して制御を行う出力切換器と、
当該出力切換器の出力を合成する同相合成器と、
から構成されることを特徴とする直線偏波受信装置。
【請求項２】
垂直方向に対して斜め上向きに配置した４つの平面アンテナ及び当該平面アンテナの４つの上端側に所定の間隙をもって水平に配置された平面アンテナからなる受信アンテナ群と、
当該受信アンテナ群の各々の出力を処理して合成するアンテナ出力合成部と、を備え、
前記アンテナ出力合成部は、前記受信アンテナ群の各々の出力を入力として低雑音増幅する低雑音増幅器と、
当該低雑音増幅器の出力を２つに分配する分配器と、
当該分配器の一方の出力に対して、前記平面アンテナの各々の出力より低い所定周波数に周波数変換する周波数変換器と、
当該周波数変換器の出力の電力レベルを検出し、当該検出した電力レベルにより制御信号を出力するレベル検出器と、
当該レベル検出器から出力される制御信号により前記分配器の他方の出力に対して制御を行う出力切換器と、
当該出力切換器の出力を合成する同相合成器と、
から構成されることを特徴とする直線偏波受信装置。
【請求項３】
垂直方向に対して斜め上向きに配置した４つの平面アンテナ及び当該平面アンテナの４つの上端側に所定の間隙をもって水平に配置された平面アンテナからなる受信アンテナ群と、
当該受信アンテナ群の各々の出力を処理して合成するアンテナ出力合成部と、を備え、
前記アンテナ出力合成部は、前記受信アンテナ群の各々の出力を入力として低雑音増幅する低雑音増幅器と、
当該低雑音増幅器の出力を２つに分配する分配器と、
当該分配器の一方の出力に対して、所定の順序で切り換える切換器と、
当該切換器の出力に対して、前記平面アンテナの各々の出力より低い所定周波数に周波数変換する周波数変換器と、
当該周波数変換器の出力の電力レベルを検出し、当該検出した電力レベルにより制御信号を出力するレベル検出器と、
当該レベル検出器から出力される制御信号により前記分配器の他方の出力に対して制御を行う出力切換器と、
当該出力切換器の出力を合成する同相合成器と、
から構成されることを特徴とする直線偏波受信装置。
【請求項４】
前記斜め上向きに配置した４つの平面アンテナは、直線偏波用アンテナにより構成され、前記水平配置された平面アンテナは、円偏波用アンテナにより構成されていることを特徴とする請求項１〜３何れか１項記載の直線偏波受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ヘリコプターに備えた送信装置から直線偏波によって送信されてくる無線信号を受信可能とする受信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
遠方から飛来するヘリコプターから無線信号を送信する場合が、しばしばあるが、このヘリコプターからの無線信号は、直線偏波信号であり、所定の受信基地局で受信して復調を行い、元の信号に復元する必要がある。
【０００３】
ここで、従来の伝送装置の一例を図６に示す。図６に示すように、ヘリコプターは遠方より飛来し、受信基地に対して直線偏波により伝送を行う。ヘリコプター１から直線偏波により送信された無線信号は、受信アンテナ２により受信する。
【０００４】
受信アンテナ２は、４つの平面アンテナを有するアンテナであり、図のような配置になっている。ＡＮＴ２は、図のように側面側から見た場合、ＡＮＴ４（２４）の反対側となってしまい、ＡＮＴ４（２４）と重なるため、図示を省略している。
【０００５】
まず、図中、（Ａ）の位置にヘリコプター１が飛来すると、ヘリコプター１からの直線偏波を受信アンテナ２のＡＮＴ３（２３）が受信する。続いて、ヘリコプター１が、受信アンテナ２に接近するに従い、受信アンテナ２のＡＮＴ３（２３）の出力が徐々に大きくなってくる（この時点では、他の３つの受信アンテナ２（ＡＮＴ２１、２２、２４の出力は、極めて小さい）。
【０００６】
続いて、ヘリコプター１が受信アンテナ２の真上の図中（Ｂ）の位置に来ると、ＡＮＴ１（２１）、ＡＮＴ２（２２）、ＡＮＴ３（２３）、ＡＮＴ４（２４）は、ほぼ同じ出力レベルになる。そして、ヘリコプター１が図中（Ｃ）の位置に来ると、ＡＮＴ１（２１）の出力レベルが最も大きくなり、他の３つの受信アンテナ２であるＡＮＴ２（２２）、ＡＮＴ３（２３）、ＡＮＴ４（２４）の出力レベルは、極めて小さくなる。やがて、ヘリコプター１が、図中（Ｃ）の位置より遠ざかると、ＡＮＴ１（２１）の出力レベルも小さくなり、受信アンテナ２は、待機状態となる。
【０００７】
ヘリコプター１が、受信アンテナ２の真上付近の場合（図中（ｃ））には、受信波の偏波面は、ヘリコプター１の向きにより変化するため、アンテナ素子は、円偏波用を用いている。受信アンテナ２で受信された無線信号は、アンテナ出力合成部３で４つのアンテナ素子からの出力信号を低雑音増幅後、同相合成し、受信機本体４で元の信号に復元され、出力されることになる。
【０００８】
ここで、特許文献１には、構内伝送で使用するもので、水平方向に指向特性を有する複数のアンテナと、垂直方向に指向特性を有するアンテナによる無線送受信装置が開示されていており、受信信号の強度によりアンテナを選択するといった技術としている。
【０００９】
また、特許文献２には、ダイバシティ受信装置に関して、複数のアンテナから得られる無線信号のレベルを監視して、受信信号レベルがある閾値を下回った場合に使用するアンテナを切り換えることにより受信するといった技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平８−９７６３２号公報
【特許文献２】特開２００４−１２０６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来の伝送装置では、４つの受信アンテナで真上方向の指向特性を確保するために、各アンテナ素子の（上方向の）傾きは、比較的大きく、その分、水平方向の指向性（受信利得）を下げている。そのため、ヘリコプターが遠方の場合、受信アンテナからの仰角は小さく、受信感度の低下に繋がってしまっている。
【００１２】
また、ヘリコプターが遠方の場合、受信波の偏波面は、大きく傾く（変化する）ことがないため、円偏波アンテナ素子で受信すると、３ｄＢの利得低下が生じてしまうことが分かっている。そして、受信アンテナ素子からの出力を単純に同相合成すると、受信していないアンテナ（ＬＮＡ）の雑音までもが加算され、結果的に受信感度の低下となってしまう。
【００１３】
さらに、アナログ波受信の場合は、弱電界時（受信電力の低下）でも復調映像のＳＮ比は劣化するが、画像の中身は、同期が乱れるまでは認識可能である一方で、デジタル波受信の場合は、モード（変調方式等）により復調可能な最低受信電力が決まり、この値を僅かでも下回ると、復調映像は破綻又は、フリーズしてしまうため、技術の進歩による受信感度の向上が望まれている。
【００１４】
また、上記特許文献１は、水平方向及び垂直方向に指向特性を有するアンテナを受信信号の強度に応じて選択することができるものであり、また、上記特許文献２は、複数のアンテナから得られる無線信号のレベルを監視して、受信信号レベルがある閾値を下回った場合に使用するアンテナを切り換えることができるものではあるが、これらの何れも、直線偏波の受信に関する技術に関するものではなく、そういた記載や示唆は一切検討されていない。
【００１５】
本発明は、上述の課題を解決するためのもので、水平方向の指向性（受信感度）を改善するとともに、構成される各アンテナからの出力を同相合成した際の出力の雑音成分を減少させることにより、受信感度を向上させることができる直線偏波受信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述の課題に対応するため、本発明は、以下の技術的手段を講じている。
即ち、請求項１記載の発明は、垂直方向に対して斜め上向きに配置した４つの平面アンテナ及び当該平面アンテナの４つの上端側に所定の間隙をもって水平に配置された平面アンテナからなる受信アンテナ群と、当該受信アンテナ群の各々の出力を処理して合成するアンテナ出力合成部とを備え、前記アンテナ出力合成部は、前記受信アンテナ群の各々の出力を入力として低雑音増幅する低雑音増幅器と、当該低雑音増幅器の出力を２つに分配する分配器と、当該分配器の一方の出力の電力レベルを検出し、当該検出した電力レベルにより制御信号を出力するレベル検出器と、当該レベル検出器から出力される制御信号により、前記分配器の他方の出力に対して制御を行う出力切換器と、当該出力切換器の出力を合成する同相合成器と、から構成されることを特徴とする直線偏波受信装置である。
【００１７】
また、請求項２記載の発明は、垂直方向に対して斜め上向きに配置した４つの平面アンテナ及び当該平面アンテナの４つの上端側に所定の間隙をもって水平に配置された平面アンテナからなる受信アンテナ群と、当該受信アンテナ群の各々の出力を処理して合成するアンテナ出力合成部とを備え、前記アンテナ出力合成部は、前記受信アンテナ群の各々の出力を入力として低雑音増幅する低雑音増幅器と、当該低雑音増幅器の出力を２つに分配する分配器と、  当該分配器の一方の出力に対して、前記平面アンテナの各々の出力より低い所定周波数に周波数変換する周波数変換器と、当該周波数変換器の出力の電力レベルを検出し、当該検出した電力レベルにより制御信号を出力するレベル検出器と、当該レベル検出器から出力される制御信号により前記分配器の他方の出力に対して制御を行う出力切換器と、当該出力切換器の出力を合成する同相合成器と、から構成されることを特徴とする直線偏波受信装置である。
【００１８】
さらに、請求項３記載の発明は、垂直方向に対して斜め上向きに配置した４つの平面アンテナ及び当該平面アンテナの４つの上端側に所定の間隙をもって水平に配置された平面アンテナからなる受信アンテナ群と、当該受信アンテナ群の各々の出力を処理して合成するアンテナ出力合成部とを備え、前記アンテナ出力合成部は、前記受信アンテナ群の各々の出力を入力として低雑音増幅する低雑音増幅器と、当該低雑音増幅器の出力を２つに分配する分配器と、当該分配器の一方の出力に対して、所定の順序で切り換える切換器と、当該切換器の出力に対して、前記平面アンテナの各々の出力より低い所定周波数に周波数変換する周波数変換器と、当該周波数変換器の出力の電力レベルを検出し、当該検出した電力レベルにより制御信号を出力するレベル検出器と、当該レベル検出器から出力される制御信号により前記分配器の他方の出力に対して制御を行う出力切換器と、当該出力切換器の出力を合成する同相合成器と、  から構成されることを特徴とする直線偏波受信装置である。
【００１９】
またさらに、請求項４記載の発明は、請求項１〜３何れか１項記載の直線偏波受信装置であって、前記斜め上向きに配置した４つの平面アンテナは、直線偏波用アンテナにより構成され、前記水平配置された平面アンテナは、円偏波用アンテナにより構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１記載の発明によれば、水平配置した直上用アンテナ素子があるため、周囲に配列する４つのアンテナ素子の垂直方向に対する上方への傾きを少なくすることが可能となり、水平方向の指向性（受信感度）を改善することができる。また、各アンテナに対して個別に受信電力を検出して同相合成を行うか否かを同時に判別するため、同相合成出力の雑音成分を減少させることができ、その結果、受信感度が向上する。
【００２１】
さらに、個別に雑音か否かの判別を行うため、アンテナ素子により若干異なる場合でも、判別の閾値を個別に設定することにより、対応可能となる効果が生じる。また、各アンテナの受信電力を周波数変換することなく検出する構成であるため、回路自体の簡素化を図ることが可能となる。
【００２２】
そして、請求項２記載の発明によれば、水平配置した直上用アンテナ素子があるため、周囲に配列する４つのアンテナ素子の垂直方向に対する上方への傾きを少なくすることが可能となり、水平方向の指向性（受信感度）を改善することができる。また、各アンテナに対して個別に受信電力を検出して同相合成を行うか否かを同時に判別するため、同相合成出力の雑音成分を減少させることができ、その結果、受信感度が向上する。
【００２３】
さらに、個別に雑音か否かの判別を行うため、アンテナ素子により若干異なる場合でも、判別の閾値を個別に設定することにより、対応可能となる効果が生じる。また、受信周波数を低い周波数に変換した後に、受信電力を検出するので、検出に際する帯域制限が行いやすく、近傍の不要電波による影響を軽減することができる。
【００２４】
そして、請求項３記載の発明によれば、水平配置した直上用アンテナ素子があるため、周囲に配列する４つのアンテナ素子の垂直方向に対する上方への傾きを少なくすることが可能となり、水平方向の指向性（受信感度）を改善することができる。また、各アンテナに対して個別に受信電力を検出して同相合成を行うか否かを同時に判別するため、同相合成出力の雑音成分を減少させることができ、その結果、受信感度が向上する。
【００２５】
さらに、個別に雑音か否かの判別を行うため、アンテナ素子により若干異なる場合でも、判別の閾値を個別に設定することにより、対応可能となる効果が生じる。また、受信周波数を低い周波数に変換した後に、受信電力を検出するので、検出に際する帯域制限が行いやすく、近傍の不要電波による影響を軽減することができる。そして、各アンテナ、低雑音増幅器からの出力信号を時分割で周波数変換、レベル検出等の処理を行うことで、回路の簡素化が行え、コスト低減に繋がる。
【００２６】
また、請求項４記載の発明によれば、ヘリコプターが受信アンテナの真上付近の場合は、水平配置した真上用アンテナ素子で主に受信することになるが、この真上用アンテナ素子は、円偏波用なので、ヘリコプターの向きにより偏波面が変化しても安定した受信が可能となる。一方、ヘリコプターが遠方の場合、送信波（直線偏波）を同じ４つの直線偏波用アンテナ素子で受信するので、偏波面の異なり（直線偏波／円偏波）による３ｄＢの損出はなく、受信感度が向上する。
【００２７】
なお、本願発明は、５つのアンテナ素子と５系統の低雑音増幅器等の回路を用いた方式であるが、各アンテナ素子の利得を高め（指向特性は絞られる）、素子数及び回路数を増やすことで、受信感度の更なる向上を図ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る直線偏波受信装置の構成を示したもので、（ａ）は側面概略図、（ｂ）は平面概略図を表している。
【図２】本発明に係る直線偏波受信装置の第１の実施形態におけるアンテナ出力合成回路のブロック図である。
【図３】本発明に係る直線偏波受信装置の第２の実施形態におけるアンテナ出力合成回路の受信電力検出について、周波数変換を行う回路のブロック図である。
【図４】本発明に係る直線偏波受信装置の第３の実施形態におけるアンテナ出力合成回路の受信電力検出について、時分割で切り換える回路のブロック図である。
【図５】本発明に係る直線偏波受信装置の使用例を示したもので、（ａ）はアンテナ出力合成回路を受信アンテナの台部分に内蔵する場合の側面概略図、（ｂ）は（ａ）に復調回路を内蔵した受信機本体を組み合わせた場合の側面概略図を表している。
【図６】従来の伝送装置の一例を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明に係る直線偏波受信装置の第１の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る直線偏波受信装置の構成を示したもので、（ａ）は側面概略図、（ｂ）は平面概略図を表している。また、図２は、本発明に係る直線偏波受信装置の第１の実施形態におけるアンテナ出力合成回路のブロック図である。
【００３０】
なお、符号については、３０が直線偏波受信装置、３２が受信アンテナ群、３４が第１の直線偏波用平面アンテナ、３６が第２の直線偏波用平面アンテナ、３８が第３の直線偏波用平面アンテナ、４０が第４の直線偏波用平面アンテナ、４２が円偏波用平面アンテナ、４４がカバー、４６が台、４８がアンテナ出力合成部、５０が受信機本体を示している。
【００３１】
まず、本実施形態における直線偏波受信装置３０は、垂直方向に対して斜め上向きに配置した４つの平面アンテナ（第１の直線偏波用平面アンテナ３４、第２の直線偏波用平面アンテナ３６、第３の直線偏波用平面アンテナ３８、第４の直線偏波用平面アンテナ４０）及びこれら平面アンテナの４つの上端側に所定の間隙をもって水平に配置された円偏波用平面アンテナ４２からなる受信アンテナ群３２と、受信アンテナ群３２の各々の出力を処理して合成するアンテナ出力合成部４８とを備えるもので、アンテナ出力合成部４８からの出力（ＲＦ  ＯＵＴ信号）は、受信機本体５０が受け、その後、復調されて出力されるといった構成となっている。
【００３２】
第１〜４の直線偏波用平面アンテナ３４〜４０は、専用の取り付け金具（図示せず）を用いて、台４６上に、垂直方向に対して斜め上向きに（垂直方向に対して、上端側を対向する直線偏波用平面アンテナ方向に所定の角度で傾倒させた状態）取り付ける。また、円偏波用平面アンテナ４２は、図１（ｂ）に示すように、第１〜４の直線偏波用平面アンテナ（３４、３６、３８、４０）に囲まれた中央であって、第１〜４の直線偏波用平面アンテナ３４〜４０の上端側に所定の間隙をもって水平に設置しておく（図１（ａ）参照）。この円偏波用平面アンテナ４２を水平に設置するため、第１〜４の直線偏波用平面アンテナ３４〜４０の垂直方向に対する上方への傾きを従来よりも少なくすることが可能となるわけである。
【００３３】
このような配置とし、図６の例に示すように、ヘリコプター１が遠方から飛来してきた際に、受信波の受信を開始し、アンテナからの出力をアンテナ出力合成部４８で合成して出力するように設定しておく。ここで、直線偏波を円偏波用のアンテナで受信すると損出が発生してしまうが、指向特性を考慮して、本実施形態では、直上のアンテナは、円偏波用平面アンテナを用いることとした。また、平面アンテナを保護するために、カバー４４でこれらを覆うことが好ましい。
【００３４】
ここで、本実施形態におけるアンテナ出力合成部４８の詳細について、図２を参照しながら説明する。まず、アンテナ出力合成部４８は、受信アンテナ群３２の各々の出力を入力として低雑音増幅する低雑音増幅器（２０５〜２０９）と、これら低雑音増幅器（２０５〜２０９）の出力を２つに分配する分配器（２１０〜２１４）とから構成され、さらに、これら分配器（２１０〜２１４）の一方の出力の電力レベルを検出し、検出した電力レベルにより制御信号を出力するレベル検出器（２１５〜２１９）と、これらレベル検出器（２１５〜２１９）から出力される制御信号により、分配器（２１０〜２１４）の他方の出力に対して制御を行う出力切換器であるスイッチ（２２０〜２２４）と、そして、これらスイッチ（２２０〜２２４）からの出力を合成する同相合成器２２５とから構成されている。
【００３５】
次に、アンテナ出力合成部４８の動作について説明する。まず、入力端子（２００〜２０４）には、図１で示した第１〜４の直線偏波用平面アンテナ（３４、３６、３８、４０）と、円偏波用平面アンテナ４２からの出力が、同軸ケーブルを通じてそれぞれ入力される。図中、ＡＮＴ１とあるのは、第１の直線偏波用平面アンテナ３４で、さらに、ＡＮＴ２は、第２の直線偏波用平面アンテナ３６、ＡＮＴ３は、第３の直線偏波用平面アンテナ３８、ＡＮＴ４は、第４の直線偏波用平面アンテナ４０、ＡＮＴ５は、円偏波用平面アンテナ４２を意味している。
【００３６】
続いて、低雑音増幅器（２０５〜２０９）は、全て同一構造となっており、対応する入力端子（２００〜２０４）に入力されたアンテナからの出力に対して、低雑音で増幅する動作を行う。そして、低雑音増幅器（２０５〜２０９）からの出力を対応する分配器（２１０〜２１４）が２系統に分配し、一方は、レベル検出器（２１５〜２１９）側へ、他方は、スイッチ（２２０〜２２４）の切り換え対象となる入力端子（図示せず）側へと送られる。
【００３７】
そして、レベル検出器（２１５〜２１９）は、受信したアンテナ出力の電力を検波器又は、ログアンプなどで検出し、受信電力を所定レベルと比較し、その結果を対応するスイッチ（２２０〜２２４）の制御入力端子（図示せず）へと出力する。つまり、受信電力が、所定レベル以上の場合には、対応するスイッチ（２２０〜２２４）に対して、対応する分配器（２１０〜２１４）からの出力を入力するように制御し、所定レベル未満の場合には、対応するスイッチ（２２０〜２２４）に対して、対応する分配器（２１０〜２１４）からの出力を遮断するように制御を行うというものである。
【００３８】
次に、同相合成器２２５は、スイッチ（２２０〜２２４）からの出力を同相合成し、出力端子２２６から合成されたＲＦ（Radio Frequency）信号として出力する。以上の動作の流れをアンテナ出力合成部４８が行うようになっている。
【００３９】
次に、本発明に係る直線偏波受信装置の第２の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る直線偏波受信装置の構成を示したもので、（ａ）は側面概略図、（ｂ）は平面概略図を表している。また、図３は、本発明に係る直線偏波受信装置の第２の実施形態におけるアンテナ出力合成回路のブロック図である。
【００４０】
まず、本実施形態における直線偏波受信装置３０は、垂直方向に対して斜め上向きに配置した４つの平面アンテナ（第１の直線偏波用平面アンテナ３４、第２の直線偏波用平面アンテナ３６、第３の直線偏波用平面アンテナ３８、第４の直線偏波用平面アンテナ４０）及びこれら平面アンテナの４つの上端側に所定の間隙をもって水平に配置された円偏波用平面アンテナ４２からなる受信アンテナ群３２と、受信アンテナ群３２の各々の出力を処理して合成するアンテナ出力合成部４８とを備えるもので、アンテナ出力合成部４８からの出力（ＲＦ  ＯＵＴ信号）は、受信機本体５０が受け、その後、復調されて出力されるといった構成となっている。
【００４１】
第１〜４の直線偏波用平面アンテナ３４〜４０は、専用の取り付け金具（図示せず）を用いて、台４６上に、垂直方向に対して斜め上向きに（垂直方向に対して、上端側を対向する直線偏波用平面アンテナ方向に所定の角度で傾倒させた状態）取り付ける。また、円偏波用平面アンテナ４２は、図１（ｂ）に示すように、第１〜４の直線偏波用平面アンテナ（３４、３６、３８、４０）に囲まれた中央であって、第１〜４の直線偏波用平面アンテナ３４〜４０の上端側に所定の間隙をもって水平に設置しておく（図１（ａ）参照）。この円偏波用平面アンテナ４２を水平に設置するため、第１〜４の直線偏波用平面アンテナ３４〜４０の垂直方向に対する上方への傾きを従来よりも少なくすることが可能となるわけである。
【００４２】
このような配置とし、図６の例に示すように、ヘリコプター１が遠方から飛来してきた際に、受信波の受信を開始し、アンテナからの出力をアンテナ出力合成部４８で合成して出力するように設定しておく。ここで、直線偏波を円偏波用のアンテナで受信すると損出が発生してしまうが、指向特性を考慮して、本実施形態では、直上のアンテナは、円偏波用平面アンテナを用いることとした。また、平面アンテナを保護するために、カバー４４でこれらを覆うことが好ましい。
【００４３】
ここで、本実施形態におけるアンテナ出力合成部４８の詳細について、図３を参照しながら説明する。まず、アンテナ出力合成部４８は、受信アンテナ群３２の各々の出力を入力として低雑音増幅する低雑音増幅器（２０５〜２０９）と、これら低雑音増幅器（２０５〜２０９）の出力を２つに分配する分配器（２１０〜２１４）とから構成され、さらに、これら分配器（２１０〜２１４）の一方の出力に対して、対応する平面アンテナの各々の出力より低い所定周波数に周波数変換する周波数変換器（３０２〜３０６）と、これら周波数変換器（３０２〜３０６）の出力の電力レベルを検出し、検出した電力レベルにより制御信号を出力するレベル検出器（２１５〜２１９）、そして、これらレベル検出器（２１５〜２１９）から出力される制御信号により、分配器（２１０〜２１４）の他方の出力に対して制御を行う出力切換器であるスイッチ（２２０〜２２４）と、これらスイッチ（２２０〜２２４）からの出力を合成する同相合成器２２５とから構成されている。なお、第１の実施形態と同じ構成には、同符号を付している。
【００４４】
次に、アンテナ出力合成部４８の動作について説明する。まず、入力端子（２００〜２０４）には、図１で示した第１〜４の直線偏波用平面アンテナ（３４、３６、３８、４０）と、円偏波用平面アンテナ４２からの出力が、同軸ケーブルを通じてそれぞれ入力される。図中、ＡＮＴ１とあるのは、第１の直線偏波用平面アンテナ３４で、さらに、ＡＮＴ２は、第２の直線偏波用平面アンテナ３６、ＡＮＴ３は、第３の直線偏波用平面アンテナ３８、ＡＮＴ４は、第４の直線偏波用平面アンテナ４０、ＡＮＴ５は、円偏波用平面アンテナ４２を意味している。
【００４５】
続いて、低雑音増幅器（２０５〜２０９）は、全て同一構造となっており、対応する入力端子（２００〜２０４）に入力されたアンテナからの出力に対して、低雑音で増幅する動作を行う。そして、低雑音増幅器（２０５〜２０９）からの出力を対応する分配器（２１０〜２１４）が２系統に分配し、一方は、周波数変換器（３０２〜３０６）側へ、他方は、スイッチ（２２０〜２２４）の切り換え対象となる入力端子（図示せず）側へと送られる。
【００４６】
ここで、本実施形態においては、高い受信周波数の受信電力を検出する際に、周波数変換器（３０２〜３０６）で周波数変換を行い、受信周波数をより低い周波数に変換後、後工程のレベル検出器（２１５〜２１９）が、受信電力のレベルの検出を行うといった構成となっている。例えば、数ＧＨｚの信号を数百ＭＨｚの信号に周波数変換するとうものである。また、図中、局部発振器３００の出力は、局発分配器３０１で分配されて、対応する周波数変換器（３０２〜３０６）へと出力される構成となっている。
【００４７】
続いて、レベル検出器（２１５〜２１９）は、周波数変換器（３０２〜３０６）で周波数変換されたアンテナ出力の電力を検波器又は、ログアンプなどで検出し、受信電力を所定レベルと比較し、その結果を対応するスイッチ（２２０〜２２４）の制御入力端子（図示せず）へと出力する。つまり、受信電力が、所定レベル以上の場合には、対応するスイッチ（２２０〜２２４）に対して、対応する分配器（２１０〜２１４）からの出力を入力するように制御し、所定レベル未満の場合には、対応するスイッチ（２２０〜２２４）に対して、対応する分配器（２１０〜２１４）からの出力を遮断するように制御を行うというものである。
【００４８】
次に、同相合成器２２５は、スイッチ（２２０〜２２４）からの出力を同相合成し、出力端子２２６から合成されたＲＦ（Radio Frequency）信号として出力する。以上の動作の流れをアンテナ出力合成部４８が行うようになっている。
【００４９】
続いて、本発明に係る直線偏波受信装置の第３の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る直線偏波受信装置の構成を示したもので、（ａ）は側面概略図、（ｂ）は平面概略図を表している。また、図４は、本発明に係る直線偏波受信装置の第３の実施形態におけるアンテナ出力合成回路のブロック図である。
【００５０】
まず、本実施形態における直線偏波受信装置３０は、垂直方向に対して斜め上向きに配置した４つの平面アンテナ（第１の直線偏波用平面アンテナ３４、第２の直線偏波用平面アンテナ３６、第３の直線偏波用平面アンテナ３８、第４の直線偏波用平面アンテナ４０）及びこれら平面アンテナの４つの上端側に所定の間隙をもって水平に配置された円偏波用平面アンテナ４２からなる受信アンテナ群３２と、受信アンテナ群３２の各々の出力を処理して合成するアンテナ出力合成部４８とを備えるもので、アンテナ出力合成部４８からの出力（ＲＦ  ＯＵＴ信号）は、受信機本体５０が受け、その後、復調されるといった構成となっている。
【００５１】
第１〜４の直線偏波用平面アンテナ３４〜４０は、専用の取り付け金具（図示せず）を用いて、台４６上に、垂直方向に対して斜め上向きに（垂直方向に対して、上端側を対向する直線偏波用平面アンテナ方向に所定の角度で傾倒させた状態）取り付ける。また、円偏波用平面アンテナ４２は、図１（ｂ）に示すように、第１〜４の直線偏波用平面アンテナ（３４、３６、３８、４０）に囲まれた中央であって、第１〜４の直線偏波用平面アンテナ３４〜４０の上端側に所定の間隙をもって水平に設置しておく（図１（ａ）参照）。この円偏波用平面アンテナ４２を水平に設置するため、第１〜４の直線偏波用平面アンテナ３４〜４０の垂直方向に対する上方への傾きを従来よりも少なくすることが可能となるわけである。
【００５２】
このような配置とし、図６の例に示すように、ヘリコプター１が遠方から飛来してきた際に、受信波の受信を開始し、アンテナからの出力をアンテナ出力合成部４８で合成して出力するように設定しておく。ここで、直線偏波を円偏波用のアンテナで受信すると損出が発生してしまうが、指向特性を考慮して、本実施形態では、直上のアンテナは、円偏波用平面アンテナを用いることとした。また、平面アンテナを保護するために、カバー４４でこれらを覆うことが好ましい。
【００５３】
ここで、本実施形態におけるアンテナ出力合成部４８の詳細について、図４を参照しながら説明する。まず、アンテナ出力合成部４８は、受信アンテナ群３２の各々の出力を入力として低雑音増幅する低雑音増幅器（２０５〜２０９）と、これら低雑音増幅器（２０５〜２０９）の出力を２つに分配する分配器（２１０〜２１４）とから構成され、さらに、これら分配器（２１０〜２１４）の一方の出力に対して、所定の順序で切り換える切換器としてのセレクタ４００と、セレクタ４００により切り換えられた出力に対して、対応する平面アンテナの各々の出力より低い所定周波数に周波数変換する周波数変換器４０１と、この周波数変換器４０１の出力の電力レベルを検出し、検出した電力レベルにより制御信号を出力するレベル検出器４０３、そして、このレベル検出器４０３から出力される制御信号により、分配器（２１０〜２１４）の他方の出力に対して制御を行う出力切換器であるスイッチ（２２０〜２２４）と、これらスイッチ（２２０〜２２４）からの出力を合成する同相合成器２２５とから構成されている。なお、第１の実施形態と同じ構成には、同符号を付している。
【００５４】
次に、アンテナ出力合成部４８の動作について説明する。まず、入力端子（２００〜２０４）には、図１で示した第１〜４の直線偏波用平面アンテナ（３４、３６、３８、４０）と、円偏波用平面アンテナ４２からの出力が、同軸ケーブルを通じて入力される。図中、ＡＮＴ１とあるのは、第１の直線偏波用平面アンテナ３４で、さらに、ＡＮＴ２は、第２の直線偏波用平面アンテナ３６、ＡＮＴ３は、第３の直線偏波用平面アンテナ３８、ＡＮＴ４は、第４の直線偏波用平面アンテナ４０、ＡＮＴ５は、円偏波用平面アンテナ４２を意味している。
【００５５】
続いて、低雑音増幅器（２０５〜２０９）は、全て同一構造となっており、対応する入力端子（２００〜２０４）に入力されたアンテナからの出力に対して、低雑音で増幅する動作を行う。そして、低雑音増幅器（２０５〜２０９）からの出力を対応する分配器（２１０〜２１４）が２系統に分配し、一方は、分配器（２１０〜２１４）からの出力に対して所定の順序で切り換える切換器としてのセレクタ４００側へ、他方は、スイッチ（２２０〜２２４）の切り換え対象となる入力端子（図示せず）側へと送られる。
【００５６】
セレクタ４００は、レベル検出器４０３からの制御出力（図中、（１１）〜（１５））により切り換えられるもので、セレクタ４００で切り換えられた出力は、周波数変換器４０１でダウンコンバートされる。なお、図中の、局部発振器４０２の出力は、周波数変換器４０１で使用される。
【００５７】
そして、周波数変換器４０１の出力は、レベル検出器４０３で受信電力を検出し、検出された受信電力を所定レベルと比較し、その結果を対応するスイッチ（２２０〜２２４）の制御入力端子（図示せず）へと出力する。つまり、受信電力が、所定レベル以上の場合には、対応するスイッチ（２２０〜２２４）に対して、対応する分配器（２１０〜２１４）からの出力を入力するように制御し、所定レベル未満の場合には、対応するスイッチ（２２０〜２２４）に対して、対応する分配器（２１０〜２１４）からの出力を遮断するように制御を行うというものである。
【００５８】
なお、本実施形態では、セレクタ４００により選択されている分配器からの出力に応じたスイッチのみを制御するものである。例えば、セレクタ４００において、（２）が選択されている場合、スイッチの制御は、スイッチ２２１のみとなり、その他のスイッチ（２２１以外）については、従前の状態を保持するようになっている。
【００５９】
１つのスイッチの制御が終わると、次の分配器からの出力にセレクタ４００を切り換えて、次の制御を行っていく。本実施形態においては、セレクタ４００が、（１）→（２）→（３）→（４）→（５）の順序で切り換える場合には、スイッチは、２２０→２２１→２２２→２２３→２２４の順序で制御されることになる。
【００６０】
次に、同相合成器２２５は、スイッチ（２２０〜２２４）からの出力を同相合成し、出力端子２２６から合成されたＲＦ（Radio Frequency）信号として出力する。以上の動作の流れをアンテナ出力合成部４８が行うようになっている。
【００６１】
ここで、本発明に係る直線偏波受信装置は、図１の構成と、図２、図３及び図４に示されるアンテナ出力合成部４８を組み合わせることにより具現化されるものであるが、その一例について図５に示しておく。図５（ａ）は、受信アンテナ群３２の各平面アンテナを設置する台４６部分に、アンテナ出力合成部４８を内蔵するパターンで、図５（ｂ）は、（ａ）に復調回路（図示せず）を内蔵した受信機本体５０を組み合わせたパターンで、アンテナ出力合成部４８からの出力を同軸ケーブルを通じて受け、それを復調して出力するものである。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明に係る直線偏波受信装置によれば、水平方向の指向性（受信感度）を改善するとともに、構成される各アンテナからの出力を同相合成した際の出力の雑音成分を減少させることにより、受信感度を向上させることができるため、遠方から飛来するヘリコプターを使用した無線通信システムに好適に用いることができる。また、直線偏波を使用した無線伝送での移動局通信システムにも好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００６３】
３０  直線偏波受信装置
３２  受信アンテナ群
３４  第１の直線偏波用平面アンテナ
３６  第２の直線偏波用平面アンテナ
３８  第３の直線偏波用平面アンテナ
４０  第４の直線偏波用平面アンテナ
４２  円偏波用平面アンテナ
４４  カバー
４６  台
４８  アンテナ出力合成部
５０  受信機本体
【図１】
2016197805.tif 000003
【図２】
2016197805.tif 000004
【図３】
2016197805.tif 000005
【図４】
2016197805.tif 000006
【図５】
2016197805.tif 000007
【図６】
2016197805.tif 000008