JPS637053B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、たとえば、放送機または中継放送
機などの親局からの受信信号のほかに、他局また
は他国からの電離層などからの反射波により、受
信バンド内に影響を与える妨害波を除去するため
に用いられる妨害波除去受信方式に関する。

一般に、位相差給電方式によるビート妨害波の
除去には、第１図に示すように、一直線状に配置
された２本または２本以上の複数個のアンテナ系
１〜３を有し、各アンテナ系１〜３に振幅可変器
４ａ〜４ｃおよび移相器５ａ〜５ｃを設け、各ア
ンテナ系１〜３の受信波を合成器６で合成して出
力６ａを取り出すようにしている。

この各アンテナ系１〜３からの受信波を合成す
る際に、その移相器５ａ〜５ｃによる移相量およ
び振幅可変器４ａ〜４ｃによる振幅量を変化さ
せ、同一バンド内の希望波成分を打ち消すことな
く、妨害波のみを合成振幅が零となるように各ア
ンテナ系１〜３の移相器５ａ〜５ｃと振幅可変器
４ａ〜４ｃの量を決定するようにしている。

このような位相差給電方式によると、妨害波を
打ち消すためには、各移相器５ａ〜５ｃの移相量
（0゜〜360゜）合成のための各振幅量を一義的に決
定するのが難しく、さらに、パラメータの量が多
過ぎるために調整も困難である。

この発明は、上記従来の欠点を除去するために
なされたもので、少なくとも三基のアンテナを等
間隔に配置し、希望波に対しては等距離にて同
相、同振幅となるように受信し、妨害波が希望波
と角度θをなして受信されたとき、三基のアンテ
ナのうち、中央に位置するアンテナからの受信入
力成分のみを反転／同相および振幅制御を行い、
三基のアンテナの受信信号を合成することによ
り、妨害波を除去することができる妨害波除去受
信方式を提供することを目的とする。

以下、この発明の妨害波除去受信方式の実施例
について図面に基づき説明する。第２図はその一
実施例の動作原理を説明するためのブロツク図で
あり、先ず、これについて説明する。この第２図
において、第１図と同一部分には同一符号を付し
て述べることにする。一直線状に配置された受信
アンテナ１ａ〜３ａにはそれぞれ周波数変換器８
ａ〜８ｃが設けられており、この周波数変換器８
ａと８ｃは合成器６に接続されている。

また、周波数変換器８ｂはスイツチS₁を介して
移相器７の0゜移相器７ａと180゜移相器７ｂに接続
されている。すなわち、スイツチS₁は可動端子
S₁aと二つの固定端子S₁b，S₁cを有しており、可
動端子S₁aは周波数変換器８ｂの出力側に接続さ
れ、固定端子S₂b，S₂cはそれぞれ0゜移相器７ａ、
180゜移相器７ｂに接続されている。

また、0゜移相器７ａはスイツチS₂の固定端子
S₂bに接続され、180゜移相器７ｂは固定端子S₂cに
接続されている。スイツチS₂の可動端子S₂aは振
幅調整器９を介して合成器６に接続されている。
合成器６から出力６ａが取り出されるようになつ
ている。

次に、この第２図の動作について説明する。第
３図に希望波と妨害波および受信アンテナ１ａ〜
３ａとの関係が示されており、この第３図におい
て、受信アンテナ１ａと２ａ間、２ａと３ａ間は
等距離ｄを有しており、また、妨害波１２と希望
波１１の到来角の角度をθとすると、電気長の違
いにより生ずる妨害波の受信位相差は受信アンテ
ナ１ａと２ａ間で、 ＝ｄ・（sinθ）（2π／Ｃ_B） …(1) であり、受信アンテナ１ａと３ａ間では、 ′＝2d（sinθ）（2π／Ｃ_B） …(2) となることは明らかである。

この(1)式、(2)式において、_Bは妨害波の周波数
を示す。

このとき、受信アンテナ１ａに生ずる妨害波の
ベクトル表示を B₁＝ｂ・（１＋ｊ・０） …(3) （ただし、ｂ＝｜B₁｜） とすると、受信アンテナ２ａおよび３ａに生ずる
妨害波はそれぞれ B₂＝ｂ（cos＋jsin） …(4) B₃＝ｂ（cos2＋jsin2） …(5) として表わされる。

上記(3)〜(5)式の妨害波B₁〜B₃を合成して、そ
の振幅成分を零にするには、第４図に示すごと
く、二通りの場合しかないことは以下に示すごと
く明らかである。すなわち、その二通りとは、 (i) φ≦π／２のとき（第４図ａ） と、 (ii) π／２＜φ＜（３／２）π（第４図ｂ） の場合である。

次に受信アテンナ１ａ，２ａ，３ａの成分を合
成するときに、受信アンテナ２ａの成分のみｍ倍
の値だけ振幅を変化させることを考えると、合成
器６により合成後のベクトルをE_Bとすると、 E_B＝B₁＋B₃＋ｍ・B₂＝（１＋cos2φ＋ｍ cosφ）＋
ｊ（sin2φ＋ｍ sinφ）…(6) （ｍはスカラー量） となる。ただし、この合成ベクトルE_Bの振幅は
B₁ベクトルでせいき化したものであり、以下も
同様とする。

この電力は、 ｜E_B｜²＝（ｍ＋2cosφ）² …(7) となる。

ここで、合成ベクトルE_Bすなわち妨害波の出
力を零にするためには(7)式より｜E_B｜²＝０とす
ることにより、 ｍ＝−2cosφ …(8) を得る。

ここで、(8)式においてφ≦π／２のときはｍ＜
０となり、これは第４図ａからも明らかなように
受信アンテナ２ａへの妨害波成分を180゜移相させ
ることを意味し、同様にπ／２＜φ≦（３／２）
πのときはｍ＞０となり、これは第４図ｂからも
明らかなように受信アンテナ２ａへの妨害波成分
を0゜移相させることを意味する。

このように、三基の受信アンテナ１ａ〜３ａを
等間隔に位置させ、妨害波の到来角度θ（第３図）
が決定されれば、中央の受信アンテナ２ａの移相
量（0゜と180゜）と、この到来角度θにより決定さ
れる可変振幅量ｍにより、妨害波レベルを零にす
ることができ、調整、設定が容易に行えるもので
ある。

また、第２図に示すように、位相差合成を行う
際に、周波数変換を周波数変換器８ａ〜８ｃによ
り行つても同様であり、さらに、第２図では、受
信アンテナ１ａ〜３ａの各系の出力を３合成（合
成器６による）しているが、受信アンテナ１ａと
３ａを合成した後、受信アンテナ２ａの系の出力
を合成しても、結果は同様である。また、その他
の組合せによる合成法をとつても同様であること
は言うまでもない。

次に第５図を参照してこの発明の一実施例につ
いて説明する。なお、第５図において第２図と対
応する部分には同一符号を用いる。この第５図に
おいて、第１、第２、第３の受信アンテナ１ａ〜
３ａは互に等間隔に配置されそれぞれ周波数変換
器８ａ〜８ｃが設けられているとともに、分配器
１２ａ〜１２ｃが設けられている。分配器１２
ａ，１２ｃは合成器６に接続されており、合成器
６から出力６ａが取り出されるようになつてい
る。

分配器１２ａ，１２ｂの出力は合成器１３ａに
送られるようになつており、また、分配器１２
ａ，１２ｃの出力は合成器１３ｂに送られるよう
になつている。両合成器１３ａ，１３ｂの出力は
演算器１４に送られるようになつており、この演
算器１４の出力は制御器１５に送出するようにな
つている。制御器１５は演算器１４の出力に基づ
いて、移相器７の制御と振幅調整器９を調節する
ようになつている。

また、上記分配器１２ｂの出力は移相器７に送
出するようになつている。この移相器７は、0゜ま
たは180゜の移相を行うようになつている。移相器
７の出力は上述の振幅調整器９を通して合成器６
に送られるようになつている。

上述した如く、妨害波の出力が零となるのは ｍ＝−2cos であり、受信アンテナ２ａの出力を制御する量
（ｍの値であり、符号も含めている）は到来角θ
を知れば一義的に定まる。

次に、受信アンテナへの妨害波の等価的到来角
を検知する手段について述べる。まず、受信アン
テナ１ａと２ａの出力を、受信アンテナ２ａの出
力を分配器１２ｂで反転させて合成器１３ａで合
成すると、希望波に対しては同相、同振幅となる
ように受信しているため、希望波は逆相合成とな
るので、出力は零となり、妨害波のみの電力は ｜E₁₂｜²＝（１−cos）²＋sin²＝２−2cos
…(9) となる。

さらに、受信アンテナ１ａと３ａの出力を、受
信アンテナ３ａの出力を分配器１２ｃで反転させ
て合成器１３ｂで合成すると、同様に希望波は出
力零となり、妨害波だけの電力が得られ、 ｜E₁₃｜²＝２−2cos（2） …(10) となる。

この｜E₁₂｜²、｜E₁₃｜²より γ＝｜E₁₂｜²＋｜E₁₃｜²／｜E₁₂｜²を求めると、 γ＝３＋2cos …(11) が得られる。

これに前出のｍの値を代入すると、 ｍ＝−γ＋３ …(12) が得られる。

上記のごとく、γは到来角θの関数であるの
で、γの値を得ることができたことは、到来角θ
を求めたのに等価であり、このγの値により得ら
れるｍの値が符号まで含めて、系の制御量となる
ことは明らかである。

なお、この解析は妨害波が１波のときのみを考
えたが、妨害波が２波以上の場合でも、妨害波の
周波数に関係なく、妨害波の電力を検知すること
で得られるγにより、ｍを決定する。ｍとγの演
算式は（12）式を採用することにより、最高の妨
害波の除去度が得られることは容易に確認でき
る。

すなわち、妨害波が１波の場合の除去度は無限
大の値が得られるが、妨害波が２波以上の場合は
すべての妨害波に対して無限大の除去度を得るの
が不可能であることは容易に推測できる。この最
適除去度は妨害波の周波数間隔などによつて異な
り、また、到来角θによつても変化するが、γ
（等価的到来角）とｍ（振幅可変比）の間には
（12）式が成立し、そのときが除去度の最大値で
ある。

上記からも明らかなように、この実施例におい
ては、等価的到来角を表わすγを測定することに
より、その都度ｍの値を制御すれば、妨害波の到
来角が時々刻々変化しても、その都度γを測定
し、それにより演算器１４で移相器７と振幅調整
器９の可変量を演算しその演算結果により制御器
１５を動作させて移相器７と振幅調整器９を調整
することにより、リアルタイムにｍの値を制御し
て妨害波の除去を行うことができる。

なお、第５図において、第２図と同様３波を合
成するのに合成器６を使用して一挙に合成してい
るがこれは受信アンテナ１ａと３ａを合成した
後、受信アンテナ２ａと合成してもまたその他の
組合せで合成しても結果は同一である。また、演
算器１４、制御器１５はマイクロコンピユータな
どの使用で容易に実現できる。

以上のように、この発明の妨害波除去受信方式
によれば、三基の受信アンテナを等間隔に配置
し、希望波に対しては等距離にて同相、同振幅と
なるように受信し、妨害波が希望波と所定角をも
つて受信されたときは、中央の受信アンテナから
の受信入力成分のみを反転あるいは同相となるよ
うにするとともに、振幅制御を行い三基の受信ア
ンテナの受信信号を合成し、各受信出力から到来
角を検知して上記反転又は同相の制御及び振幅制
御量を算出して制御を行なうので妨害波をリアル
タイムで完全に除去できる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の位相差給電方式の系統図、第２
図はこの発明の妨害波除去受信方式の動作原理を
説明するためのブロツク図、第３図は第２図にお
ける受信アンテナ配置例を示す図、第４図ａおよ
び第４図ｂはそれぞれこの第２図における妨害波
を合成してその振幅成分を零にするベクトルの合
成例を示す図、第５図はこの発明の妨害波除去受
信方式の一実施例を示すブロツク図である。 １ａ〜４ａ…受信アンテナ、６…合成器、７…
移相器、９…振幅調整器、１２ａ〜１２ｃ…分配
器、１３ａ〜１３ｂ…合成器、１４…演算器、１
５…制御器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 希望波に対して等距離にて同相、同振幅とな
   るように等間隔に配設された第１、第２、第３の
   受信アンテナと、この第１、第２、第３の受信ア
   ンテナの中央に位置する第２の受信アンテナから
   の受信入力成分の位相を同相または反転させる移
   相手段と、この移相手段で移相された受信波の振
   幅レベルを変化させるレベル調整手段と、この手
   段からの受信波成分及び前記第１、第３の受信ア
   ンテナの受信波成分を合成する第１の合成手段
   と、前記第１のアンテナからの受信波より前記第
   ２及び第３のアンテナからの受信波を夫々減算す
   る第２及び第３の合成手段と、これら合成手段よ
   りの合成受信波から等価的妨害波到来角を検知し
   てこの等価的妨害波到来角により上記移相手段と
   レベル調整手段を変化させる可変量を決定する演
   算手段と、この演算手段により決定された可変量
   で上記移相手段とレベル調整手段を制御する制御
   器とよりなる妨害波除去受信方式。