JP7505781B2 - ノイズ低減装置 - Google Patents

Description

本開示は、ノイズ低減装置に関する。

放送波を受信する第１のアンテナ及びノイズ信号を受信する第２のアンテナを備え、第１のアンテナで受信された信号と第２のアンテナで受信された信号とを逆位相で合成することによって、第１のアンテナにおいて受信された信号からノイズ成分を除去する技術が知られている。

例えば、下記特許文献１には、車外用アンテナ、車内用アンテナ、可変増幅器、可変移相器、電力検出部及び復調制御部を備えるノイズ低減装置が開示されている。このノイズ低減装置は、車内用アンテナで受信された信号の振幅及び位相を可変増幅器及び可変移相器を用いて調整してから、車外用アンテナで受信された信号に加算する。このとき、復調制御部は、電力検出部によって検出された加算器からの出力電力が最小になるように、可変増幅器及び可変移相器を制御する。

このノイズ低減装置は、上記のように可変増幅器及び可変移相器を制御することによって、車内用アンテナで受信された信号と車外用アンテナで受信された信号とを同振幅及び逆位相にして合成する。このように、同振幅及び逆位相を有する信号同士を加算することによって、車外用アンテナで受信された信号からノイズ成分が除去される。

特許第５０２９５１０号公報

特許文献１に記載の装置では、加算器からの出力電力を最小化するように可変増幅器及び可変移相器をフィードバック制御しているので、信号のノイズ成分を最小化するには複雑な計算処理が要求される。特に、このような複雑な計算処理をリアルタイムで行うためには大きな計算資源が必要となり、装置が複雑化する恐れがある。

したがって、簡易な構成によってノイズを低減することができるノイズ低減装置を提供することが求められている。

一態様では、放送波を受信する第１のアンテナ、及び、第２のアンテナに接続されたノイズ低減装置が提供される。このノイズ低減装置は、車両のノイズ源から第１のアンテナ及び第２のアンテナを経由してノイズ低減装置に到達する信号の経路をそれぞれ第１の伝搬経路及び第２の伝搬経路とした場合に、第１の伝搬経路を伝搬した第１の信号、及び、第２の伝搬経路を伝搬した第２の信号のうち一方の信号の位相を所定の角度だけ移相し、移相された一方の信号と、第１の信号及び第２の信号のうち他方の信号と合成する合成器と、第１のアンテナと合成器との間、又は、第２のアンテナと合成器との間に設けられた位相差吸収回路と、を備えている。位相差吸収回路は、放送波の帯域の下限周波数を有する２つの信号が第１の伝搬経路及び第２の伝搬経路をそれぞれ通過したときの該２つの信号の位相差と、放送波の帯域の上限周波数を有する２つの信号が第１の伝搬経路及び第２の伝搬経路をそれぞれ通過したときの該２つの信号の位相差との差異を小さくするような位相シフト特性を有する。

上記態様に係るノイズ低減装置では、位相差吸収回路によって、放送波の下限周波数を有する２つの信号が第１の伝搬経路及び第２の伝搬経路をそれぞれ通過したときの該２つの信号の位相差と、上限周波数を有する２つの信号が第１の伝搬経路及び第２の伝搬経路をそれぞれ通過したときの該２つの信号の位相差の差異が小さくなる。これにより、放送波の全周波数帯域において、第１の伝搬経路を伝搬する第１の信号と第２の伝搬経路を伝搬する第２の信号との位相差を一定に近づけることができる。したがって、第１の信号又は第２の信号の位相を所定の角度だけ移相することで、第１の信号の位相と第２の信号の位相とを逆位相に近づけることができる。逆位相に近い第１の信号及び第２の信号を合成器によって合成することによって、ノイズ源に起因するノイズを打ち消すことができ、その結果、第１のアンテナで受信した信号に含まれるノイズを低減することができる。また、このノイズ低減装置では、フィードバック制御によらずに第１の信号と第２の信号とを逆位相に近づけることができるので、簡易な構成でノイズを低減することができる。

一実施形態では、下限周波数を有する信号が第１の伝搬経路を通過したときの位相シフト量と上限周波数を有する信号が第１の伝搬経路を通過したときの位相シフト量との差を表す第１の帯域内位相偏差が、下限周波数を有する信号が第２の伝搬経路を通過したときの位相シフト量と上限周波数を有する信号が第２の伝搬経路を通過したときの位相シフト量との差を表す第２の帯域内位相偏差よりも小さいときには、第１のアンテナと合成器との間に位相差吸収回路が配置され、第１の帯域内位相偏差が第２の帯域内位相偏差よりも大きいときには、第２のアンテナと合成器との間に位相差吸収回路が配置されてもよい。この実施形態では、第１の伝搬経路を伝搬する第１の信号と第２の伝搬経路を伝搬する第２の信号との位相差を一定に近づけることが容易になる。

一実施形態では、第２のアンテナが、第１のアンテナよりもノイズ源に近い位置に配置されていてもよい。第２のアンテナをノイズ源の近くに配置することにより、主にノイズ信号が第２の信号として合成器に供給されることとなる。その結果、第１の信号と第２の信号とを逆位相で合成したときに、ノイズの抑制量を高めることができる。

一実施形態では、振幅可変器及び位相可変器を更に備え、振幅可変器及び位相可変器は、第１のアンテナと合成器との間、又は、第２のアンテナと合成器との間に設けられていてもよい。この実施形態では、振幅可変器及び位相可変器を調整することで第１の信号の振幅と第２の信号の振幅との差異を小さくし、且つ、第１の信号と第２の信号を逆位相に近づけることができる。したがって、信号のノイズ成分をより低減することができる。

一実施形態では、合成器によって合成された信号に含まれるノイズの電力を取得し、ノイズの電力が小さくなるように振幅可変器及び位相可変器を調節する制御部を更に備えていてもよい。この実施形態では、ノイズの電力が小さくなるように、振幅可変器及び位相可変器が制御されるので、ノイズ成分をより低減することができる。また、位相差吸収回路及び合成器によって第１の信号と第２の信号との位相差が逆位相に近づけられているので、位相可変器による位相の制御範囲を小さくすることができる。したがって、制御の計算負荷を小さくすることができる。

一実施形態では、合成器が、一方の信号の位相を反転し、位相が反転された一方の信号と他方の信号とを合成する１８０°結合器であってもよい。第１の信号と第２の信号が同位相を有する場合には、合成器として１８０°結合器を用いることによって、他の移相器を用いることなく第１の信号と第２の信号とを逆位相に近づけることができる。

一実施形態では、合成器が、一方の信号の位相を反転する位相反転器と、位相が反転された一方の信号と他方の信号とを加算する加算器と、を含んでいてもよい。合成器として、位相反転器と加算器を用いることによって、装置のコストを低減することができると共に、装置の寸法を小さくすることができる。

本発明の一態様及び種々の実施形態によれば、簡易な構成によってノイズを低減することができる。

第１実施形態に係るノイズ低減装置の機能構成を示す図である。 空間及び同軸ケーブルの単位距離あたりの位相シフト特性を示す図である。 位相誤差とノイズ抑制量との関係を表す図である。 ノイズ低減装置の第１配置例を示す図である。 第１配置例における第１の伝搬経路及び第２の伝搬経路の位相シフト特性を示す図である。 位相差吸収回路の回路構成の例を示す図である。 位相差吸収回路の位相シフト特性を示す図である。 第１配置例で用いられる位相差吸収回路の位相シフト特性を示す図である。 第２配置例における第１の伝搬経路及び第２の伝搬経路の位相シフト特性を示す図である。 第２配置例で用いられる位相差吸収回路の位相シフト特性を示す図である。 第２実施形態に係るノイズ低減装置の機能構成を示す図である。 第３実施形態に係るノイズ低減装置の機能構成を示す図である。 位相差吸収回路の位相シフト特性の例を示す図である。 第４実施形態に係るノイズ低減装置の機能構成を示す図である。 ノイズ低減装置の第３配置例を示す図である。 第３配置例における第１の伝搬経路及び第２の伝搬経路の位相シフト特性を示す図である。 第３配置例で用いられる位相差吸収回路の位相シフト特性を示す図である。 第３の伝搬経路の位相シフト特性と位相差吸収回路の位相シフト特性とが合成された位相シフト特性、及び、第４の伝搬経路の信号伝搬特性を示す図である。 第３配置例で用いられる位相差吸収回路の位相シフト特性を示す図である。 第５実施形態に係るノイズ低減装置の機能構成を示す図である。 第４配置例における第１の伝搬経路及び第２の伝搬経路の位相シフト特性を示す図である。 位相差吸収回路の回路構成の例を示す図である。 位相差吸収回路の位相シフト特性を示す図である。 第４配置例で用いられる位相差吸収回路の位相シフト特性を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るノイズ低減装置１の機能構成を示す図である。図１に示すように、ノイズ低減装置１は、第１のアンテナ１２及び第２のアンテナ１４を含む車載アンテナ装置１０に接続されている。第１のアンテナ１２は、放送波を受信するためのアンテナである。第２のアンテナ１４は、ノイズ源Ｎ１からのノイズ信号を受信するためのアンテナであり、第１のアンテナ１２よりもノイズ源Ｎ１に近い位置に設けられている。

第１のアンテナ１２は、放送波と共にノイズ源Ｎ１から出力されたノイズ信号を受信する。図１に示すように、ノイズ源Ｎ１から出力されたノイズ信号は、空間伝搬路３１を伝搬して第１のアンテナ１２に受信される。第１のアンテナ１２で受信された放送波の信号とノイズ源Ｎ１からのノイズ信号とを含む第１の信号Ｓ１は、導線伝搬路４１を通ってノイズ低減装置１の入力端子ＩＮ１に入力される。また、ノイズ源Ｎ１から出力されたノイズ信号は、空間伝搬路３２を伝搬して第２のアンテナ１４にも受信される。第２のアンテナ１４で受信された第２の信号Ｓ２は、導線伝搬路４２を通ってノイズ低減装置１の入力端子ＩＮ２に入力される。

ノイズ低減装置１は、第１のアンテナ１２で受信された第１の信号Ｓ１と、第２のアンテナ１４で受信された第２の信号Ｓ２とを逆位相で合成することによって、第１の信号Ｓ１に含まれるノイズ成分を除去する機能を有している。図１に示すように、ノイズ低減装置１は、位相差吸収回路２０及び合成器２２を備えている。合成器２２は、第１の信号Ｓ１及び第２の信号Ｓ２のうち一方の信号の位相を反転し、位相が反転された一方の信号と第１の信号Ｓ１及び第２の信号Ｓ２のうち他方の信号とを合成する１８０°結合器である。本実施形態の合成器２２は、第２の信号Ｓ２の位相を反転して第１の信号Ｓ１に合成するものとする。

第１のアンテナ１２と合成器２２との間には位相差吸収回路２０が設けられている。位相差吸収回路２０は、周波数に応じた角度だけ第１の信号Ｓ１の位相を遅延させる機能を有している。位相差吸収回路２０の機能の詳細については、後述する。

まず、発明の理解を容易にするために、第１の信号Ｓ１と第２の信号Ｓ２とを逆位相で合成する際に生じる問題について説明する。

伝送路を伝搬する信号の位相は、伝送路の媒体、伝搬経路長、及び、信号の周波数に依存して変化する。図２は、空間の単位距離あたりの位相シフト特性、及び、同軸ケーブルの単位距離あたりの位相シフト特性を表している。ここで、単位距離あたりの位相シフト特性とは、信号が伝送路を単位距離（１ｍ）だけ進んだときに当該信号に生じる位相シフト量を示している。図２に示すように、空間からなる伝送路と同軸ケーブルからなる伝送路とは、互いに異なる位相シフト特性を有している。このような違いは、伝送路の媒体が固有の波長短縮率を有していることに起因する。例えば、同軸ケーブルの場合、空間と比較して６７％の波長短縮率を有している。伝送路の波長シフト特性は、伝送路を構成する媒体の波長短縮率から求めることができる。

図２に示すように、７６ＭＨｚの周波数（ＦＭ帯域の下限周波数）を有する信号が空間を単位距離進んだときには、その信号には－９１°の位相シフトが生じる（すなわち、９１°位相が遅延する）。これに対し、１０８ＭＨｚの周波数（ＦＭ帯域の上限周波数）を有する信号が空間を１ｍ進んだときには、その信号には－１３０°の位相シフトが生じる（１３０°位相が遅延する）。ここで、７６ＭＨｚの周波数を有する信号が空間を単位距離だけ進んだときの位相シフト量と、１０８ＭＨｚの周波数を有する信号が空間を単位距離だけ進んだときの位相シフト量との差を第１の帯域内位相偏差Ｄ１とすると、第１の帯域内位相偏差Ｄ１は、３９°となる。

また、７６ＭＨｚの周波数を有する信号が同軸ケーブルを単位距離進んだときには、その信号には－１３６°の位相シフトが生じる（１３６°位相が遅延する）。これに対し、１０８ＭＨｚの周波数を有する信号が同軸ケーブルを単位距離進んだときには、その信号には－１９３°の位相シフトが生じる（１９３°位相が遅延する）。ここで、７６ＭＨｚの周波数を有する信号が同軸ケーブルを単位距離だけ進んだときの位相シフト量と、１０８ＭＨｚの周波数を有する信号が同軸ケーブルを単位距離だけ進んだときの位相シフト量との差を第２の帯域内位相偏差Ｄ２とすると、第２の帯域内位相偏差Ｄ２は、５７°となる。

ここで、２つの信号が、空間及び同軸ケーブルをそれぞれ伝搬した場合について検討する。図２に示すように、７６ＭＨｚの周波数を有する２つの信号が空間及び同軸ケーブルをそれぞれ単位距離だけ進んだとき、当該２つの信号の位相差θ１は４５°になる。これに対し、１０８ＭＨｚの周波数を有する２つの信号が空間及び同軸ケーブルをそれぞれ単位距離だけ進んだとき、当該２つの信号の位相差θ２は６３°になる。この例では、４５°だけ位相を遅延させる移相器を用いて、空間を伝搬する信号の位相を一定の角度だけ遅延（移相）させれば、周波数７６ＭＨｚの信号が空間を単位距離進んだときの位相シフト量は１３６°となり、周波数７６ＭＨｚの信号が同軸ケーブルを単位距離進んだときの位相シフト量と一致させることができる。したがって、７６ＭＨｚの周波数を有する信号に関しては、移相器から出力された信号と同軸ケーブルを伝搬した信号は同位相となる。そして、同位相の２つの信号を１８０°結合器で合成することによって、当該２つの信号を逆位相で合成することが可能となる。

一方で、２つの信号の周波数が１０８ＭＨｚの場合には、当該２つの信号の位相差θ２が６３°であるので、同じ移相器を用いて４５°だけ位相を遅延させた場合には、当該２つの信号の間には１８°（＝θ２－θ１）の位相差が残ることとなる。したがって、これら２つの信号を１８０°結合器で合成しても、これら２つの信号を逆位相で合成することはできない。上記のように、信号の位相シフト量は、伝送路の媒体及び伝搬経路長のみでなく、信号の周波数にも依存するので、放送波の全周波数帯域において、異なる伝搬経路を伝搬する２つの信号の位相差をなくすことは困難である。特に、ＤＡＢ帯（デジタルラジオ放送、１７４ＭＨｚ～２４０ＭＨｚ）、ＤＴＶ帯（デジタルテレビ放送、４７０ＭＨｚ～７１０ＭＨｚ）といった高周波数帯域の放送波では、２つの信号の位相差が大きくなる傾向がある。

図３は、２つの信号の位相誤差（逆位相からの乖離量）とノイズ抑制量との関係を表している。図３に示すように、ノイズ抑制量は、２つの信号の位相誤差が大きくなるにつれて低下する。例えば、位相誤差が０°である場合にはノイズ抑制量が３５ｄＢとなるのに対して、位相誤差が１８°の場合には、ノイズ抑制量が１０ｄＢまで低下する。このように、２つの信号を合成してノイズを低減するためには、放送波の全周波数帯域において、２つの信号を逆位相に近づけて合成することが要求される。

以下、具体例に基づいてノイズ低減装置１の機能構成についてより詳細に説明する。図４は、車両１００に取り付けられたノイズ低減装置１の第１配置例を示している。

第１配置例では、第１のアンテナ１２は、車両１００のルーフパネル上に取り付けられている。第２のアンテナ１４は、車両１００のノイズ源Ｎ１の近傍に配置されている。車両１００のノイズ源Ｎ１としては、インバータ、モータ等が例示されるが、これらに限定されるものではない。

ノイズ低減装置１は、第１のアンテナ１２及び第２のアンテナ１４と電気的に接続されている。図４に示す例では、ノイズ低減装置１は、第１のアンテナ１２の近傍に配置されている。また、ノイズ低減装置１は、第２のアンテナ１４に対して離間して配置されており、ノイズ低減装置１と第２のアンテナ１４とは同軸ケーブルＣＡによって互いに接続されている。この同軸ケーブルＣＡの長さは、１ｍであるものとする。

第１配置例では、ノイズ源Ｎ１と第１のアンテナ１２との離間距離は１ｍであるものとする。したがって、空間伝搬路３１の伝搬経路長は１ｍである。一方、第２のアンテナ１４は、ノイズ源Ｎ１の近傍に配置されているので、空間伝搬路３２の伝搬経路長は無視できるものとする。

また、ノイズ低減装置１は第１のアンテナ１２の近傍に配置されているので、導線伝搬路４１の伝搬経路長は無視できるものとする。第２のアンテナ１４とノイズ低減装置１とは１ｍの同軸ケーブルＣＡで接続されているので、導線伝搬路４２の伝搬経路長は１ｍである。なお、入力端子ＩＮ１と合成器２２との間の伝搬経路長と、入力端子ＩＮ２と合成器２２との間の伝搬経路長は、同一であるものとする。

第１配置例において、ノイズ源Ｎ１から出力されたノイズ信号は、空間伝搬路３１と導線伝搬路４１を伝搬してノイズ低減装置１の入力端子ＩＮ１に入力される（図１参照）。ここで、ノイズ源Ｎ１から第１のアンテナ１２を経由してノイズ低減装置１の入力端子ＩＮ１に到達する信号の経路を第１の伝搬経路Ｐ１とした場合、第１の伝搬経路Ｐ１は、１ｍの空間伝搬路３１と実質的に０ｍの導線伝搬路４１を有することとなる。第１の伝搬経路Ｐ１の位相シフト特性は、空間伝搬路３１の位相シフト特性と導線伝搬路４１の位相シフト特性とを合成したものとなる。

また、ノイズ源Ｎ１から出力されたノイズ信号は、空間伝搬路３２と導線伝搬路４２を伝搬してノイズ低減装置１の入力端子ＩＮ２に入力される。ここで、ノイズ源Ｎ１から第２のアンテナ１４を経由してノイズ低減装置１の入力端子ＩＮ２に到達する信号の経路を第２の伝搬経路Ｐ２とした場合、第２の伝搬経路Ｐ２は、実質的に０ｍの空間伝搬路３２と１ｍの導線伝搬路４２を有することとなる。この第２の伝搬経路Ｐ２の位相シフト特性は、空間伝搬路３２の位相シフト特性と導線伝搬路４２の位相シフト特性とを合成したものとなる。

図５は、第１配置例における第１の伝搬経路Ｐ１及び第２の伝搬経路Ｐ２の位相シフト特性を示している。図５に示すように、７６ＭＨｚの周波数（ＦＭ帯の下限周波数）を有する信号が第１の伝搬経路Ｐ１を通過すると、その信号には－９１°の位相シフトが生じる。これに対し、１０８ＭＨｚの周波数を有する信号が第１の伝搬経路Ｐ１を通過すると、その信号には－１３０°の位相シフトが生じる。ここで、７６ＭＨｚの周波数を有する信号が第１の伝搬経路Ｐ１を通過したときの位相シフト量と、１０８ＭＨｚの周波数を有する信号が第１の伝搬経路Ｐ１を通過したときの位相シフト量との差を表す第１の帯域内位相偏差Ｄ１は、３９°となる。

また、７６ＭＨｚの周波数を有する信号が第２の伝搬経路Ｐ２を通過すると、その信号には－１３６°の位相シフトが生じる。これに対し、１０８ＭＨｚの周波数を有する信号が第２の伝搬経路Ｐ２を通過すると、その信号には－１９３°の位相シフトが生じる。ここで、７６ＭＨｚの周波数を有する信号が第２の伝搬経路Ｐ２を通過したときの位相シフト量と、１０８ＭＨｚの周波数を有する信号が第２の伝搬経路Ｐ２を通過したときの位相シフト量との差を表す第２の帯域内位相偏差Ｄ２は、５７°となる。

また、図５に示すように、７６ＭＨｚの周波数を有する２つ信号が第１の伝搬経路Ｐ１及び第２の伝搬経路Ｐ２をそれぞれ通過したときの当該２つの信号の位相差θ１は４５°である。これに対し、１０８ＭＨｚの周波数を有する２つ信号が第１の伝搬経路Ｐ１及び第２の伝搬経路Ｐ２をそれぞれ通過したときの当該２つの信号の位相差θ２は６３°である。ノイズ低減装置１の位相差吸収回路２０は、位相差θ１と位相差θ２との差異を小さくするような位相シフト特性を有している。

図６は、位相差吸収回路２０の回路構成の例を示している。図６（ａ）～（ｄ）に示すように、位相差吸収回路２０は、インダクタ及びキャパシタを含んで構成されている。図６（ａ）は、π型の一段構成に係る位相差吸収回路２０の回路構成を示しており、図６（ｂ）は、π型の二段構成に係る位相差吸収回路２０の回路構成を示している。また、図６（ｃ）は、Ｔ型の一段構成に係る位相差吸収回路２０の回路構成を示しており、図６（ｄ）は、Ｔ型の二段構成に係る位相差吸収回路２０の回路構成を示している。位相差吸収回路２０は、回路素子のインダクタンス及びキャパシタンスを変更することによって、様々な位相シフト特性を得ることができる。図７は、回路素子のインダクタンス及びキャパシタンスを様々な値に変化させたときの位相差吸収回路２０の位相シフト特性を示している。なお、位相差吸収回路２０は、３段以上の回路構成を有していてもよい。

図８は、第１配置例で用いられる位相差吸収回路２０の位相シフト特性を示している。なお、位相差吸収回路２０の位相シフト特性とは、位相差吸収回路２０の入力信号に対する出力信号の位相シフト量を表している。図８に示す位相シフト特性は、位相差吸収回路２０の回路構成を、５３．１ｎＨのインダクタンスと２１．２ｐＦのキャパシタンスを有するπ型の一段構成とすることによって得ることができる。

図８に示すように、この位相差吸収回路２０は、７６ＭＨｚの周波数を有する信号が入力されると、その信号の位相を－４５°シフトさせて出力する。また、位相差吸収回路２０は、１０８ＭＨｚの周波数を有する信号が入力されると、その信号の位相を－６３°シフトして出力する。図１に示すように、この位相差吸収回路２０は第１のアンテナ１２と合成器２２との間に設けられている。したがって、位相差吸収回路２０は、第１のアンテナ１２で受信された第１の信号Ｓ１の位相を位相シフト特性に応じて変化させる。

第１配置例では、ノイズ源Ｎ１から７６ＭＨｚの周波数を有するノイズ信号が出力されると、当該ノイズ信号には、第１の伝搬経路Ｐ１を伝搬することで－９１°の位相シフトが生じ（図５参照）、位相差吸収回路２０を通過することで－４５°の位相シフトが生じる（図８参照）。その結果、このノイズ信号には、－１３６°の位相シフトが生じることになる。一方、ノイズ源Ｎ１から１０８ＭＨｚの周波数を有するノイズ信号が出力されると、当該ノイズ信号には、第１の伝搬経路Ｐ１を通過することで－１３０°の位相シフトが生じ（図５参照）、位相差吸収回路２０を通過することで－６３°の位相シフトが生じる（図８参照）。その結果、このノイズ信号には、－１９３°の位相シフトが生じる。このように、第１の伝搬経路Ｐ１の位相遅延特性と位相差吸収回路２０の位相シフト特性が合成された位相シフト特性は、第２の伝搬経路Ｐ２の位相シフト特性と一致している。したがって、第１の伝搬経路Ｐ１及び位相差吸収回路２０を通過した第１の信号Ｓ１のノイズ成分の位相と、第２の伝搬経路Ｐ２を通過した第２の信号Ｓ２の位相とは、同位相となる。

位相差吸収回路２０によって位相がシフトされた第１の信号Ｓ１は、合成器２２に入力される。合成器２２は、第２の信号Ｓ２の位相を反転すると共に、位相差吸収回路２０から出力された第１の信号Ｓ１と位相が反転された第２の信号Ｓ２とを合成する。この合成によって、第１の信号Ｓ１のノイズ成分と第２の信号Ｓ２のノイズ成分とが逆位相で合成されるので、第１の信号Ｓ１から第２の信号Ｓ２に含まれるノイズ成分が除去される。

なお、上記の例では、位相差吸収回路２０が、位相差θ１と位相差θ２との差異を０°にするような位相シフト特性を有しているが、位相差吸収回路２０は、少なくとも位相差θ１と位相差θ２との差異を小さくするような位相シフト特性を有していればよい。位相差θ１と位相差θ２との差異を小さくすることによって、第１の信号Ｓ１のノイズ成分と第２の信号Ｓ２とを、放送波の全周波数帯域において、同位相に近づけることができる。したがって、これらの信号を合成器２２を用いて合成することによって、第１の信号Ｓ１から第２の信号Ｓ２に含まれるノイズ成分を除去することができる。

次に、第２配置例に係るノイズ低減装置１について説明する。第２配置例の第１の伝搬経路Ｐ１は、１ｍの伝搬経路長を有する空間伝搬路３１、及び、実質的に０ｍの伝搬経路長を有する導線伝搬路４１を有するものとする。また、第２配置例の第２の伝搬経路Ｐ２は、実質的に０ｍの伝搬経路長を有する空間伝搬路３２、及び、１．２ｍの伝搬経路長を有する導線伝搬路４２を有するものとする。すなわち、第２配置例は、導線伝搬路４２の伝搬経路長が１．２ｍである点で第１配置例と異なっている。

図９は、第２配置例に係る第１の伝搬経路Ｐ１及び第２の伝搬経路Ｐ２の位相シフト特性を表している。第２の配置例に係る第１の伝搬経路Ｐ１の位相シフト特性は、第１の配置例に係る第１の伝搬経路Ｐ１の位相シフト特性と同じである。図９に示すように、７６ＭＨｚの周波数（ＦＭ帯の下限周波数）を有する信号が第２の伝搬経路Ｐ２を通過すると、その信号には－１６３°の位相シフトが生じる。これに対し、１０８ＭＨｚの周波数を有する信号が第２の伝搬経路Ｐ２を通過すると、その信号には－２３２°の位相シフトが生じる。

また、図９に示すように、ノイズ源Ｎ１から第１の伝搬経路Ｐ１及び第２の伝搬経路Ｐ２をそれぞれ通過した７６ＭＨｚの周波数を有する２つ信号の位相差θ１は７２°である。これに対し、ノイズ源Ｎ１から第１の伝搬経路Ｐ１及び第２の伝搬経路Ｐ２をそれぞれ通過した１０８ＭＨｚの周波数を有する２つ信号の位相差θ２は１０２°である。ノイズ低減装置１の位相差吸収回路２０は、位相差θ１と位相差θ２との差異を小さくするような位相シフト特性を有している。

第２配置例で用いられる位相差吸収回路２０は、二段構成を有している。位相差吸収回路２０の一段目部分は、５３．１ｎＨのインダクタンスと２１．２ｐＦのキャパシタンスによって構成されており、図８に示す位相シフト特性を有している。位相差吸収回路２０の二段目部分は、３４．６ｎＨのインダクタンスと１３．６ｐＦのキャパシタンスによって構成されており、図１０に示す位相シフト特性を有している。

図８及び図１０に示すように、この位相差吸収回路２０は、７６ＭＨｚの周波数を有する信号が入力されると、その信号の位相を－７２°（＝－４５°－２７°）シフトして出力する。また、位相差吸収回路２０は、１０８ＭＨｚの周波数を有する信号が入力されると、その信号の位相を－１０２°（＝－６３°－３９°）シフトして出力する。この位相差吸収回路２０は、第１のアンテナ１２と合成器２２との間に設けられる。これにより、位相差吸収回路２０は、第１のアンテナ１２で受信された第１の信号Ｓ１の位相を位相シフト特性に応じて変化させる。

第２配置例では、ノイズ源Ｎ１から７６ＭＨｚの周波数を有するノイズ信号が出力されると、当該ノイズ信号には、第１の伝搬経路Ｐ１を伝搬することで－９１°の位相シフトが生じ（図９参照）、位相差吸収回路２０を通過することで－７２°（＝－４５°－２７°）の位相シフトが生じる（図８及び図１０参照）。その結果、この信号には、－１６３°の位相シフトが生じることになる。一方、ノイズ源Ｎ１から１０８ＭＨｚの周波数を有するノイズ信号が出力されると、当該ノイズ信号には、空間伝搬路３１を通過することで－１３０°の位相シフトが生じ（図９参照）、位相差吸収回路２０を通過することで－１０２°（＝－６３°－３９°）の位相シフトが生じる（図８及び図１０参照）。その結果、この信号には、－２３２°の位相シフトが生じる。このように、第１の伝搬経路Ｐ１の位相シフト特性と位相差吸収回路２０の位相シフト特性が合成された位相シフト特性は、第２の伝搬経路Ｐ２の位相シフト特性と一致している。したがって、第１の伝搬経路Ｐ１及び位相差吸収回路２０を通過した第１の信号Ｓ１に含まれるノイズ信号の位相と、第２の伝搬経路Ｐ２を通過したノイズ信号（第２の信号Ｓ２）の位相とは、同位相となる。

位相差吸収回路２０によって位相シフトされた第１の信号Ｓ１は、合成器２２に入力される。合成器２２は、第２の信号Ｓ２の位相を反転すると共に、位相差吸収回路２０から出力された第１の信号Ｓ１と位相が反転された第２の信号Ｓ２とを合成する。この合成によって、第１の信号Ｓ１のノイズ成分と第２の信号Ｓ２とが逆位相で合成されるので、第１の信号Ｓ１から第２の信号Ｓ２に含まれるノイズ成分が除去される。

上記のように、第１配置例及び第２の配置例では、位相差吸収回路２０が、第１の伝搬経路Ｐ１の位相シフト特性を補正し、補正された第１の伝搬経路Ｐ１の位相シフト特性と第２の伝搬経路Ｐ２の位相シフト特性とを一致させている。言い換えれば、位相差吸収回路２０は、位相差θ１及び位相差θ２を０°にするような位相シフト特性を有している。しかしながら、位相差吸収回路２０は、少なくとも位相差θ１と位相差θ２との差異を小さくするような位相シフト特性を有していればよい。位相差θ１と位相差θ２との差異が小さくすることによって、第１の伝搬経路Ｐ１及び位相差吸収回路２０を通過した信号と、第２の伝搬経路Ｐ２を伝搬した信号との位相差を、放送波の全周波数帯域において、一定に近づけることができる。言い換えれば、補正された第１の伝搬経路Ｐ１の位相シフト特性の傾きと、第２の伝搬経路Ｐ２の位相シフト特性の傾きを互いに近い値にすることができる。この場合には、位相差に応じた角度だけ位相シフトを生じさせる移相器を用いることで、２つの信号を同位相にすることができる。

なお、第１配置例及び第２の配置例では、第１の帯域内位相偏差Ｄ１が、第２の帯域内位相偏差Ｄ２よりも小さいので、位相差吸収回路２０が第１のアンテナ１２と合成器２２との間に設けられている。しかしながら、第１の帯域内位相偏差Ｄ１が、第２の帯域内位相偏差Ｄ２よりも大きい場合には、位相差吸収回路２０が、第２のアンテナ１４と合成器２２との間に設けられていてもよい。この場合には、位相差吸収回路２０は、周波数に応じた角度だけ第２の信号Ｓ２の位相をシフトする。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係るノイズ低減装置について説明する。図１１は、第２実施形態に係るノイズ低減装置１Ａの機能構成を示す図である。以下では、上述した第１実施形態に係るノイズ低減装置１との相違点について主に説明し、重複する説明は省略する。

ノイズ低減装置１Ａは、増幅器２３、振幅可変器２４、位相可変器２５、受信回路２６及び制御部２７を更に備えている点で、ノイズ低減装置１と異なっている。増幅器２３は、第１のアンテナ１２と位相差吸収回路２０との間に設けられており、第１のアンテナ１２で受信された第１の信号Ｓ１の振幅を増幅する機能を有する。なお、第１のアンテナ１２が十分な利得を有する場合には、ノイズ低減装置１Ａが増幅器２３を備えなくてもよい。

振幅可変器２４及び位相可変器２５は、第２のアンテナ１４と合成器２２との間に設けられている。振幅可変器２４は、第２のアンテナ１４で受信された第２の信号Ｓ２の振幅を増幅して位相可変器２５に出力する機能を有する。位相可変器２５は、振幅可変器２４から出力された第２の信号Ｓ２の位相を移相（変化）して合成器２２に出力する機能を有する。振幅可変器２４及び位相可変器２５は、制御部２７に接続されており、振幅可変器２４による振幅の増幅率、及び、位相可変器２５による位相の移相量は、制御部２７からの制御信号に応じて変化できるようになっている。なお、一実施形態では、振幅可変器２４及び位相可変器２５は、第１のアンテナ１２と合成器２２との間に設けられていてもよい。

受信回路２６は、増幅器及びバンドパスフィルタを有している。受信回路２６は、合成器２２からの出力信号を受信し、受信した出力信号を増幅すると共に、放送波の周波数帯域の信号のみを通過させる。制御部２７は、合成器２２によって合成された信号を受信回路２６から取得し、その出力信号を復調して信号雑音比（ＳＮ比）を検出する。そして、制御部２７は、復調したノイズ信号の電力が小さくなるように、振幅可変器２４及び位相可変器２５に制御信号を送出し、振幅可変器２４の増幅率、及び、位相可変器２５による位相の移相量を調節する。

このノイズ低減装置１Ａでは、合成器２２によって合成された信号に含まれるノイズの電力が小さくなるように、振幅可変器２４及び位相可変器２５が制御されるので、第１の信号Ｓ１のノイズ成分をより低減させることができる。このノイズ低減装置１Ａでは、位相差吸収回路２０及び合成器２２によって第１の信号Ｓ１と第２の信号Ｓ２との位相差が小さくなっているので、制御部２７による増幅率及び移相量の制御範囲を小さくすることができる。その結果、制御の計算負荷を小さくすることができる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係るノイズ低減装置について説明する。図１２は、第３実施形態に係るノイズ低減装置１Ｂの機能構成を示す図である。以下では、上述した第２実施形態に係るノイズ低減装置１Ａとの相違点について主に説明し、重複する説明は省略する。

図１２に示すノイズ低減装置１Ｂは、主に、第１のアンテナ１２で受信されたＡＭ信号からノイズを除去するために利用される。このノイズ低減装置１Ｂは、合成器２２に代えて合成器２２Ａを備えている。

また、本実施形態の位相差吸収回路２０は、ＡＭ信号の周波数帯域に対応した位相シフト特性を有している。図１３は、本実施形態で利用される位相差吸収回路２０の位相シフト特性の例を示している。このような位相差吸収回路２０を備えることにより、第１の伝搬経路Ｐ１及び位相差吸収回路２０を通過した第１の信号Ｓ１のノイズ成分の位相と、第２の伝搬経路Ｐ２を通過した第２の信号Ｓ２の位相とを同位相にすることができる。

図１２に示すように、合成器２２Ａは、位相反転器２８及び加算器２９を含んでいる。位相反転器２８は、位相差吸収回路２０の後段に設けられており、位相差吸収回路２０の出力信号の位相を反転して加算器２９に出力する。加算器２９は、オペアンプ等を使用した加算器である。加算器２９は、位相反転器２８によって位相が反転された第１の信号Ｓ１と第２の信号Ｓ２とを加算する。このように、合成器２２Ａは、第１の信号Ｓ１のノイズ成分と第２の信号Ｓ２とを逆位相で加算する。これにより、第１の信号Ｓ１からノイズ成分が除去される。

本実施形態のノイズ低減装置１Ｂによれば、ノイズ低減装置１，１Ａと同様に、第１の信号Ｓ１に含まれるノイズを低減することができる。さらに、合成器２２Ａは、単純な回路によって構成することができる加算器２９を用いて第１の信号Ｓ１と第２の信号Ｓ２とを合成しているので、合成器２２よりも寸法を小さくすることができる。したがって、ノイズ低減装置１Ｂを小型化することができる。

なお、図１２に示す実施形態では、位相差吸収回路２０から出力された第１の信号Ｓ１の位相を反転しているが、位相反転器２８は、加算器２９と第２のアンテナ１４との間に設けられ、第２の信号Ｓ２の位相を反転して加算器２９に出力してもよい。この場合、加算器２９は、位相差吸収回路２０から出力された第１の信号Ｓ１と位相反転器２８によって位相が反転された第２の信号Ｓ２とを加算する。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態に係るノイズ低減装置について説明する。図１４は、第４実施形態に係るノイズ低減装置１Ｃの機能構成を示す図である。以下では、上述した第２実施形態に係るノイズ低減装置１Ａとの相違点について主に説明し、重複する説明は省略する。

図１４に示すように、ノイズ低減装置１Ｃは、第１のアンテナ１２、第２のアンテナ１４及び第３のアンテナ１６を含む車載アンテナ装置１０Ａに接続されている。第１のアンテナ１２は、放送波を受信するためのアンテナであり、第２のアンテナ１４及び第３のアンテナ１６は、ノイズ源Ｎ１及びノイズ源Ｎ２からのノイズ信号をそれぞれ受信するためのアンテナである。

第１のアンテナ１２は、放送波と共にノイズ源Ｎ１及びノイズ源Ｎ２から出力されたノイズ信号を受信する。図１４に示すように、ノイズ源Ｎ１から出力されたノイズ信号は、空間伝搬路３１を伝搬して第１のアンテナ１２に受信され、ノイズ源Ｎ２から出力されたノイズ信号は、空間伝搬路３３を伝搬して第１のアンテナ１２に受信される。第１のアンテナ１２で受信された放送波の信号とノイズ源Ｎ１及びノイズ源Ｎ２からのノイズ信号とを含む第１の信号Ｓ１は、導線伝搬路４１を通ってノイズ低減装置１Ｃの入力端子ＩＮ１に入力される。

また、ノイズ源Ｎ１から出力されたノイズ信号は、空間伝搬路３２を伝搬して第２のアンテナ１４にも受信される。第２のアンテナ１４で受信された第２の信号Ｓ２は、導線伝搬路４２を通ってノイズ低減装置１Ｃの入力端子ＩＮ２に入力される。さらに、ノイズ源Ｎ２から出力されたノイズ信号は、空間伝搬路３４を伝搬して第３のアンテナ１６にも受信される。第３のアンテナ１６で受信された第３の信号Ｓ３は、導線伝搬路４３を通ってノイズ低減装置１Ｃの入力端子ＩＮ３に入力される。

ノイズ低減装置１Ｃは、第１のアンテナ１２で受信された第１の信号Ｓ１と、第２のアンテナ１４で受信された第２の信号Ｓ２とを逆位相で合成することによって、第１の信号Ｓ１からノイズ源Ｎ１に起因するノイズ成分を除去する。また、ノイズ低減装置１Ｃは、第１のアンテナ１２で受信された第１の信号Ｓ１と、第３のアンテナ１６で受信された第３の信号Ｓ３とを逆位相で合成することによって、第１の信号Ｓ１からノイズ源Ｎ２に起因するノイズ成分を除去する。

図１４に示すように、本実施形態に係るノイズ低減装置１Ｃでは、第３のアンテナ１６と合成器２２との間に、振幅可変器４５、位相可変器４６及び位相差吸収回路４７が設けられている。振幅可変器４５は、第３のアンテナ１６で受信された第３の信号Ｓ３の振幅を増幅して位相可変器４６に出力する。位相可変器４６は、振幅可変器４５から出力された第３の信号Ｓ３の位相を移相して位相差吸収回路４７に出力する。位相差吸収回路４７は、周波数に応じた角度だけ第３の信号Ｓ３の位相をシフトする。

以下、具体例に基づいてノイズ低減装置１Ｃの機能構成についてより詳細に説明する。図１５は、車両１００に取り付けられたノイズ低減装置１Ｃの第３配置例を示している。

第３配置例では、第１のアンテナ１２は、車両１００のルーフパネル上に取り付けられている。第２のアンテナ１４は、車両１００のノイズ源Ｎ１の近傍に配置されている。ノイズ源Ｎ１としてはインバータが例示されるが、これに限定されるものではない。第３のアンテナ１６は、車両１００のノイズ源Ｎ２の近傍に配置されている。ノイズ源Ｎ２としては車両１００の後方を撮像するためのリアカメラが例示されるが、これに限定されるものではない。

ノイズ低減装置１Ｃは、第１のアンテナ１２、第２のアンテナ１４及び第３のアンテナ１６と電気的に接続されている。本配置例では、ノイズ低減装置１Ｃは、第１のアンテナ１２の近傍に配置されている。また、ノイズ低減装置１Ｃは、第２のアンテナ１４対して離間して配置されており、ノイズ低減装置１Ｃと第２のアンテナ１４とは同軸ケーブルＣＡ１によって互いに接続されている。この同軸ケーブルＣＡ１の長さは、２ｍであるものとする。

また、ノイズ低減装置１Ｃは、第３のアンテナ１６対して離間して配置されており、ノイズ低減装置１Ｃと第３のアンテナ１６とは同軸ケーブルＣＡ２によって互いに接続されている。この同軸ケーブルＣＡ２の長さは、０．２ｍであるものとする。

第３配置例では、ノイズ源Ｎ１と第１のアンテナ１２との離間距離は１ｍであるものとする。したがって、空間伝搬路３１の伝搬経路長は１ｍである。また、ノイズ源Ｎ２と第１のアンテナ１２との離間距離は０．０２ｍであるものとする。したがって、空間伝搬路３３の伝搬経路長は０．０２ｍである。一方、第２のアンテナ１４及び第３のアンテナ１６は、それぞれノイズ源Ｎ１及びノイズ源Ｎ２の近傍に配置されているので、空間伝搬路３２及び空間伝搬路３４の伝搬経路長は無視できるものとする。

また、ノイズ低減装置１Ｃは第１のアンテナ１２の近傍に配置されているので、導線伝搬路４１の伝搬経路長は無視できるものとする。第２のアンテナ１４とノイズ低減装置１Ｃとは２ｍの同軸ケーブルＣＡ１で接続されているので、導線伝搬路４２の伝搬経路長は２ｍである。第３のアンテナ１６とノイズ低減装置１Ｃとは０．２ｍの同軸ケーブルＣＡ２で接続されているので、導線伝搬路４３の伝搬経路長は０．２ｍである。なお、入力端子ＩＮ１と合成器２２との間の伝搬経路長、入力端子ＩＮ２と合成器２２との間の伝搬経路長、及び、入力端子ＩＮ３と合成器２２との間の伝搬経路長は、互いに同一であるものとする。

第３配置例において、ノイズ源Ｎ１から出力されたノイズ信号は、空間伝搬路３１と導線伝搬路４１を伝搬してノイズ低減装置１Ｃの入力端子ＩＮ１に入力される。ここで、ノイズ源Ｎ１から第１のアンテナ１２を経由してノイズ低減装置１Ｃの入力端子ＩＮ１に到達する信号の経路を第１の伝搬経路Ｐ１とした場合、第１の伝搬経路Ｐ１は、１ｍの空間伝搬路３１と実質的に０ｍの導線伝搬路４１を有することとなる。第１の伝搬経路Ｐ１の位相シフト特性は、空間伝搬路３１の位相シフト特性と導線伝搬路４１の位相シフト特性を合成したものとなる。

また、ノイズ源Ｎ１から出力されたノイズ波は、空間伝搬路３２と導線伝搬路４２を伝搬してノイズ低減装置１Ｃの入力端子ＩＮ２に入力される。ここで、ノイズ源Ｎ１から第２のアンテナ１４を経由してノイズ低減装置１Ｃの入力端子ＩＮ２に到達する信号の経路を第２の伝搬経路Ｐ２とした場合、第２の伝搬経路Ｐ２は、実質的に０ｍの空間伝搬路３２と２ｍの導線伝搬路４２を有することとなる。この第２の伝搬経路Ｐ２の位相シフト特性は、空間伝搬路３２の位相シフト特性と導線伝搬路４２の位相シフト特性を合成したものとなる。

図１６は、第３配置例に係る第１の伝搬経路Ｐ１及び第２の伝搬経路Ｐ２の位相シフト特性を示している。図１６に示すように、７６ＭＨｚの周波数を有する信号が第１の伝搬経路Ｐ１を通過すると、その信号には－９１°の位相シフトが生じる。これに対し、１０８ＭＨｚの周波数を有する信号が第１の伝搬経路Ｐ１を通過すると、その信号には１３０°の位相シフトが生じる。ここで、７６ＭＨｚの周波数を有する信号が第１の伝搬経路Ｐ１を通過したときの位相シフト量と、１０８ＭＨｚの周波数を有する信号が第１の伝搬経路Ｐ１を通過したときの位相シフト量との差を表す第１の帯域内位相偏差Ｄ１は、３９°となる。

また、７６ＭＨｚの周波数を有する信号が第２の伝搬経路Ｐ２を通過すると、その信号には－２７２°の位相シフトが生じる。これに対し、１０８ＭＨｚの周波数を有する信号が第２の伝搬経路Ｐ２を通過すると、その信号には－３８６°の位相シフトが生じる。ここで、７６ＭＨｚの周波数を有する信号が第２の伝搬経路Ｐ２を通過したときの位相シフト量と、１０８ＭＨｚの周波数を有する信号が第２の伝搬経路Ｐ２を通過したときの位相シフト量との差を表す第２の帯域内位相偏差Ｄ２は、１１４°となる。

さらに、図１６に示すように、ノイズ源Ｎ１から第１の伝搬経路Ｐ１及び第２の伝搬経路Ｐ２をそれぞれ通過した７６ＭＨｚの周波数を有する２つ信号の位相差θ１は１８１°である。これに対し、ノイズ源Ｎ１から第１の伝搬経路Ｐ１及び第２の伝搬経路Ｐ２をそれぞれ通過した１０８ＭＨｚの周波数を有する２つ信号の位相差θ２は２５６°である。ノイズ低減装置１Ｃの位相差吸収回路２０は、位相差θ１と位相差θ２との差異を小さくするような位相シフト特性を有している。

図１７は、第３配置例で用いられる位相差吸収回路２０の位相シフト特性を示している。この位相差吸収回路２０は、二段構成を有している。この位相差吸収回路２０の一段目部分は、１０６ｎＨのインダクタンスと４２．４ｐＦのキャパシタンスによって構成されている。位相差吸収回路２０の二段目部分は、５８．９ｎＨのインダクタンスと２３．６ｐＦのキャパシタンスによって構成されている。図１７に示すように、この位相差吸収回路２０は、７６ＭＨｚの周波数を有する信号が入力されると、その信号の位相を－１３９°（＝－４８°－９１°）シフトして出力する。また、位相差吸収回路２０は、１０８ＭＨｚの周波数を有する信号が入力されると、その信号の位相を－２１４°（＝－６９°－１４５°）シフトして出力する。この位相差吸収回路２０は、第１のアンテナ１２と合成器２２との間に設けられる。これにより、位相差吸収回路２０は、第１のアンテナ１２で受信された第１の信号Ｓ１の位相を位相シフト特性に応じて変化させる。

第３配置例では、ノイズ源Ｎ１から７６ＭＨｚの周波数を有する信号が出力されると、当該ノイズ信号には、第１の伝搬経路Ｐ１を伝搬することで－９１°の位相シフトが生じ、位相差吸収回路２０を通過することで－１３９°の位相シフトが生じる。その結果、この信号には、－２３０°の位相シフトが生じる。一方、ノイズ源Ｎ１から１０８ＭＨｚの周波数を有するノイズ信号が出力されると、当該ノイズ信号には、空間伝搬路３１を通過することで－１３０°の位相シフトが生じ、位相差吸収回路２０を通過することで－２１４°の位相シフトが生じる。その結果、この信号には、－３４４°の位相シフトが生じる。

図１６に示すように、第１の伝搬経路Ｐ１の位相シフト特性と位相差吸収回路２０の位相シフト特性とが合成された位相シフト特性は、第２の伝搬経路Ｐ２の位相シフト特性と同じ傾きを有している。例えば、ノイズ源Ｎ１及びＮ２からのノイズ信号の周波数が７６ＭＨｚである場合、第１の伝搬経路Ｐ１及び位相差吸収回路２０を通過したノイズ信号と第２の伝搬経路Ｐ２を通過したノイズ信号との位相差θ１’は４２°となる。また、ノイズ信号の周波数が１０８ＭＨｚである場合、第１の伝搬経路Ｐ１及び位相差吸収回路２０を通過したノイズ信号と第２の伝搬経路Ｐ２を通過したノイズ信号の位相差θ２’も４２°となる。すなわち、位相差吸収回路２０は、位相差θ１’と位相差θ２’との差異を小さくしている。これにより、第１の伝搬経路Ｐ１及び位相差吸収回路２０を通過した第１の信号Ｓ１に含まれるノイズ信号と、第２の伝搬経路を通過したノイズ信号との位相差が、ＦＭ帯域の全周波数帯域において、略一定の角度となる。

第３の配置例では、第２の信号Ｓ２は、例えば位相可変器２５によって、一定の角度４２°だけ移相される。これにより、位相差吸収回路２０から出力された第１の信号Ｓ１のうちノイズ源Ｎ１に起因するノイズ成分の位相と、移相後の第２の信号Ｓ２の位相とが、放送波の全周波数帯域において同位相となる。移相された第２の信号Ｓ２は、合成器２２に出力される。

また、ノイズ源Ｎ２から出力されたノイズ信号は、空間伝搬路３３と導線伝搬路４１を伝搬してノイズ低減装置１Ｃの入力端子ＩＮ１に入力される。ここで、ノイズ源Ｎ２から第１のアンテナ１２を経由してノイズ低減装置１Ｃの入力端子ＩＮ１に到達する信号の経路を第３の伝搬経路Ｐ３とした場合、第３の伝搬経路Ｐ３は、０．０２ｍの空間伝搬路３３と実質的に０ｍの導線伝搬路４１を有することとなる。第３の伝搬経路Ｐ３の位相シフト特性は、空間伝搬路３３の位相シフト特性と導線伝搬路４１の位相シフト特性を合成したものとなる。さらに、入力端子ＩＮ１と合成器２２との間には、上述した位相差吸収回路２０が設けられているので、ノイズ源Ｎ２から出力されたノイズ信号は、位相差吸収回路２０によって移相されることになる。

また、ノイズ源Ｎ２から出力されたノイズ波は、空間伝搬路３４と導線伝搬路４３を伝搬してノイズ低減装置１Ｃの入力端子ＩＮ３に入力される。ここで、ノイズ源Ｎ２から第３のアンテナ１６を経由してノイズ低減装置１Ｃの入力端子ＩＮ３に到達する信号の経路を第４の伝搬経路Ｐ４とした場合、第４の伝搬経路Ｐ４は、実質的に０ｍの空間伝搬路３４と０．２ｍの導線伝搬路４３を有することとなる。第４の伝搬経路Ｐ４の位相シフト特性は、空間伝搬路３４の位相シフト特性と導線伝搬路４３の位相シフト特性を合成したものとなる。

図１８は、第３の伝搬経路Ｐ３の位相シフト特性と位相差吸収回路２０の位相シフト特性を合成した位相シフト特性、及び、第４の伝搬経路Ｐ４の位相シフト特性を示している。図１８に示すように、７６ＭＨｚの周波数を有する信号が第３の伝搬経路Ｐ３及び位相差吸収回路２０を通過すると、その信号には－１４１°の位相シフトが生じる。これに対し、１０８ＭＨｚの周波数を有する信号が第３の伝搬経路Ｐ３及び位相差吸収回路２０を通過すると、その信号には－２１７°の位相シフトが生じる。ここで、７６ＭＨｚの周波数を有する信号が第３の伝搬経路Ｐ３及び位相差吸収回路２０を通過したときの位相シフト量と、１０８ＭＨｚの周波数を有する信号が第３の伝搬経路Ｐ３及び位相差吸収回路２０を通過したときの位相シフト量との差を表す第３の帯域内位相偏差Ｄ３は、７６°となる。

また、７６ＭＨｚの周波数を有する信号が第４の伝搬経路Ｐ４を通過すると、その信号には－２７．２°の位相シフトが生じる。これに対し、１０８ＭＨｚの周波数を有する信号が第４の伝搬経路Ｐ４を通過すると、その信号には－３８．６°の位相シフトが生じる。ここで、７６ＭＨｚの周波数を有する信号が第４の伝搬経路Ｐ４を通過したときの位相シフト量と、１０８ＭＨｚの周波数を有する信号が第４の伝搬経路Ｐ４を通過したときの位相シフト量との差を表す第４の帯域内位相偏差Ｄ４は、１１．４°となる。

さらに、図１８に示すように、ノイズ信号の周波数が７６ＭＨｚである場合、第３の伝搬経路Ｐ３及び位相差吸収回路２０を通過したノイズ信号と第４の伝搬経路Ｐ４を通過したノイズ信号の位相差θ３は１１３．８°となり、ノイズ信号の周波数が１０８ＭＨｚである場合、第３の伝搬経路Ｐ３及び位相差吸収回路２０を通過したノイズ信号と第４の伝搬経路Ｐ４を通過したノイズ信号の位相差θ４は１７８．４°となる。ノイズ低減装置１Ｃの位相差吸収回路４７は、位相差θ３と位相差θ４との差異を小さくするような位相シフト特性を有している。

図１９は、第３配置例で用いられる位相差吸収回路４７の位相シフト特性を示している。この位相差吸収回路４７は、二段構成を有している。この位相差吸収回路４７の一段目部分は、１０６ｎＨのインダクタンスと４２．４ｐＦのキャパシタンスによって構成されている。位相差吸収回路４７の二段目部分は、２８．４ｎＨのインダクタンスと１１．４ｐＦのキャパシタンスによって構成されている。図１９に示すように、この位相差吸収回路４７は、７６ＭＨｚの周波数を有する信号が入力されると、その信号の位相を－１１４．２°（＝－９１°－２３．２°）シフトして出力する。また、位相差吸収回路２０は、１０８ＭＨｚの周波数を有する信号が入力されると、その信号の位相を－１７７．９°（＝－１４５°－３２．９°）シフトして出力する。この位相差吸収回路４７は、第３のアンテナ１６と合成器２２との間に設けられる。これにより、位相差吸収回路４７は、第３のアンテナ１６で受信された第３の信号Ｓ３の位相を位相シフト特性に応じて変化させる。

上記のように、第３配置例では、ノイズ源Ｎ２から出力されたノイズ信号が第３のアンテナ１６で受信される。例えば、ノイズ源Ｎ２から７６ＭＨｚの周波数を有するノイズ信号が出力された場合、当該ノイズ信号には、第４の伝搬経路Ｐ４を伝搬することで－２７．２°の位相シフトが生じ、位相差吸収回路４７を通過することで－１１４．２°の位相シフトが生じる。その結果、この信号には、－１４１°の位相シフトが生じる。一方、ノイズ源Ｎ２から１０８ＭＨｚの周波数を有するノイズ信号が出力された場合には、当該ノイズ信号には、第４の伝搬経路Ｐ４を伝搬することで－３８．６°の位相シフトが生じ、位相差吸収回路４７を通過することで－１７７．９°の位相シフトが生じる。その結果、この信号には、－２１７°の位相シフトが生じる。すなわち、第３の伝搬経路Ｐ３の位相シフト特性と位相差吸収回路２０の位相シフト特性とが合成された位相シフト特性は、第４の伝搬経路Ｐ４の位相シフト特性と位相差吸収回路４７の位相シフト特性とが合成された位相シフト特性に一致する。したがって、第３の伝搬経路Ｐ３及び位相差吸収回路２０を通過した第１の信号Ｓ１に含まれるノイズ信号と、第４の伝搬経路Ｐ４及び位相差吸収回路４７を通過したノイズ信号とは、同位相となる。

合成器２２は、第２の信号Ｓ２及び第３の信号Ｓ３の位相を反転すると共に、位相差吸収回路２０から出力された第１の信号Ｓ１と、位相が反転された第２の信号Ｓ２と、位相が反転された第３の信号Ｓ３とを合成する。この合成によって、第１の信号Ｓ１に含まれるノイズ源Ｎ１に起因するノイズ成分と第２の信号Ｓ２とが逆位相で合成されるとともに、第１の信号Ｓ１に含まれるノイズ源Ｎ２に起因するノイズ成分と第３の信号Ｓ３とが逆位相で合成される。これにより、第１の信号Ｓ１からノイズ源Ｎ１及びＮ２に起因するノイズ成分が除去される。

（第５実施形態）
次に、第５実施形態に係るノイズ低減装置について説明する。図２０は、第５実施形態に係るノイズ低減装置１Ｄの機能構成を示す図である。以下では、上述した第１実施形態に係るノイズ低減装置１との相違点について主に説明し、重複する説明は省略する。

ノイズ低減装置１Ｄは、位相差吸収回路２０及び合成器２２に代えて位相差吸収回路２０Ｄ及び合成器２２Ｄを備えている。位相差吸収回路２０Ｄは、周波数に応じた角度だけ第１の信号Ｓ１の位相を進める点で上述の位相差吸収回路２０と相違する。

以下、具体例に基づいてノイズ低減装置１Ｄの機能構成についてより詳細に説明する。まず、第４配置例に係るノイズ低減装置１Ｄについて説明する。第４配置例では、第１の伝搬経路Ｐ１は、１ｍの伝搬経路長を有する空間伝搬路３１、及び、実質的に０ｍの伝搬経路長を有する導線伝搬路４１を有するものとする。また、第２配置例の第２の伝搬経路Ｐ２は、実質的に０ｍの伝搬経路長を有する空間伝搬路３２、及び、１．６２ｍの伝搬経路長を有する導線伝搬路４２を有するものとする。

図２１は、第４配置例における第１の伝搬経路Ｐ１及び第２の伝搬経路Ｐ２の位相シフト特性を示している。図２１に示すように、７６ＭＨｚの周波数を有する信号が第１の伝搬経路Ｐ１を通過すると、その信号には－９１°の位相シフトが生じる。これに対し、１０８ＭＨｚの周波数を有する信号が第１の伝搬経路Ｐ１を通過すると、その信号には－１３０°の位相シフトが生じる。したがって、７６ＭＨｚの周波数を有する信号が第１の伝搬経路Ｐ１を通過したときの位相シフト量と、１０８ＭＨｚの周波数を有する信号が第１の伝搬経路Ｐ１を通過したときの位相シフト量との差を表す第１の帯域内位相偏差Ｄ１は、３９°となる。

一方、７６ＭＨｚの周波数を有する信号が第２の伝搬経路Ｐ２を通過すると、その信号には－２２１°の位相シフトが生じる。これに対し、１０８ＭＨｚの周波数を有する信号が第２の伝搬経路Ｐ２を通過すると、その信号には－３１３°の位相シフトが発生する。したがって、７６ＭＨｚの周波数を有する信号が第２の伝搬経路Ｐ２を通過したときの位相シフト量と、１０８ＭＨｚの周波数を有する信号が第２の伝搬経路Ｐ２を通過したときの位相シフト量との差を表す第２の帯域内位相偏差Ｄ２は、９２°となる。

図２１に示すように、７６ＭＨｚの周波数を有する２つ信号が第１の伝搬経路Ｐ１及び第２の伝搬経路Ｐ２をそれぞれ通過したときの当該２つの信号の位相差θ１は１３０°である。これに対し、１０８ＭＨｚの周波数を有する２つ信号が第１の伝搬経路Ｐ１及び第２の伝搬経路Ｐ２をそれぞれ通過したときの当該２つの信号の位相差θ２は１８３°である。ノイズ低減装置１Ｄの位相差吸収回路２０Ｄは、位相差θ１と位相差θ２との差異を小さくするような位相シフト特性を有している。

図２２は、位相差吸収回路２０Ｄの回路構成の例を示している。図２２（ａ）～（ｄ）に示すように、位相差吸収回路２０Ｄは、インダクタ及びキャパシタを含んで構成されている。図２２（ａ）は、π型の一段構成に係る位相差吸収回路２０Ｄの回路構成を示しており、図２２（ｂ）は、π型の二段構成に係る位相差吸収回路２０Ｄの回路構成を示している。また、図２２（ｃ）は、Ｔ型の一段構成に係る位相差吸収回路２０Ｄの回路構成を示しており、図２２（ｄ）は、Ｔ型の二段構成に係る位相差吸収回路２０Ｄの回路構成を示している。位相差吸収回路２０Ｄは、回路素子のインダクタンス及びキャパシタンスを変更することによって、様々な位相シフト特性を得ることができる。図２３は、回路素子のインダクタンス及びキャパシタンスを様々な値に変化させたときの位相差吸収回路２０Ｄの位相シフト特性を示している。なお、位相差吸収回路２０Ｄは、３段以上の回路構成を有していてもよい。

図２４は、第４配置例で用いられる位相差吸収回路２０Ｄの位相シフト特性を示している。なお、位相差吸収回路２０Ｄの位相シフト特性とは、位相差吸収回路２０Ｄの入力信号に対する出力信号の位相進み量を表している。図２４に示す位相シフト特性は、位相差吸収回路２０Ｄの回路構成を、７５．７ｎＨのインダクタンスと３０．３ｐＦのキャパシタンスを有するπ型の一段構成とすることによって得ることができる。

図２４に示すように、この位相差吸収回路２０Ｄは、７６ＭＨｚの周波数を有する信号が入力されると、その信号の位相を＋１４０°シフトして出力する（すなわち、１４０°位相が進む）。また、位相差吸収回路２０Ｄは、１０８ＭＨｚの周波数を有する信号が入力されると、その信号の位相を＋８７°シフトして出力する（すなわち、８７°位相が進む）。図２０に示すように、位相差吸収回路２０Ｄは、第１のアンテナ１２と合成器２２Ｄとの間に設けられている。したがって、位相差吸収回路２０Ｄは、第１のアンテナ１２で受信された第１の信号Ｓ１の位相を位相シフト特性に応じて変化させる。

例えば、ノイズ源Ｎ１から出力された７６ＭＨｚの周波数を有するノイズ信号は、第１の伝搬経路Ｐ１を伝搬することで－９１°の位相シフトを受け（図２１参照）、位相差吸収回路２０Ｄを通過することで＋１４０°の位相シフトを受ける（図２４参照）。その結果、このノイズ信号には、＋４９°の位相シフトが生じる。一方、ノイズ源Ｎ１から出力された１０８ＭＨｚの周波数を有するノイズ信号は、第１の伝搬経路Ｐ１を通過することで－１３０°の位相シフトを受け（図２１参照）、位相差吸収回路２０Ｄを通過することで＋８７°の位相シフトを受ける（図２４参照）。その結果、このノイズ信号には、－４３°の位相シフトが生じる。

したがって、７６ＭＨｚの周波数を有するノイズ信号が位相差吸収回路２０Ｄ及び第２の伝搬経路Ｐ２をそれぞれ通過したときの当該ノイズ信号の位相差θ１は２７０°（＝４９°＋２２１°）となる。一方、１０８ＭＨｚの周波数を有するノイズ信号が位相差吸収回路２０Ｄ及び第２の伝搬経路Ｐ２をそれぞれ通過したときの当該ノイズ信号の位相差θ２は２７０°（＝－４３°＋３１３°）となる。これにより、第１の伝搬経路Ｐ１及び位相差吸収回路２０Ｄを通過した第１の信号Ｓ１に含まれるノイズ信号と、第２の伝搬経路を通過したノイズ信号との位相差は、ＦＭ帯域の全周波数帯域において一定の角度（２７０°）となる。

合成器２２Ｄは、第２の信号Ｓ２を２７０°（－９０°）だけ位相シフトし、位相差吸収回路２０Ｄから出力された第１の信号Ｓ１と位相シフトされた第２の信号Ｓ２とを合成する。これにより、第１の信号Ｓ１に含まれるノイズ信号と第２の信号Ｓ２に含まれるノイズ信号とが逆位相で合成される。その結果、第１の信号Ｓ１からノイズ源Ｎ１に起因するノイズ信号が除去される。

上記実施形態に係るノイズ低減装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄでは、位相差吸収回路２０，２０Ｄ，４７が、２つのノイズ信号の位相差θ１と位相差θ２の差異が小さくするような位相シフト特性を有している。これにより、放送波の全周波数帯域において、第１の伝搬経路Ｐ１を伝搬する第１の信号Ｓ１と第２の伝搬経路Ｐ２を伝搬する第２の信号Ｓ２との位相差を一定に近づけることができる。したがって、第１の信号Ｓ１又は第２の信号Ｓ２の位相を所定の角度だけ移相することで、第１の信号Ｓ１と第２の信号Ｓ２とを逆位相に近づけることができる。そして、逆位相の第１の信号Ｓ１及び第２の信号Ｓ２を合成器２２，２２Ａによって合成することによって、ノイズ源Ｎ１，Ｎ２に起因するノイズを打ち消すことができ可能となる。その結果、第１のアンテナ１２で受信した第１の信号Ｓ１に含まれるノイズを低減することができる。また、ノイズ低減装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃでは、位相差吸収回路２０，２０Ｄ，４７によって、第１の信号Ｓ１と第２の信号Ｓ２とを逆位相に近づけているので、簡易な構成でノイズを低減することができる。

また、上記実施形態に係るノイズ低減装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄでは、第１の帯域内位相偏差Ｄ１が、第２の帯域内位相偏差Ｄ２よりも小さいときには、第１のアンテナ１２と合成器２２との間に位相差吸収回路２０，２０Ｄが配置され、第１の帯域内位相偏差Ｄ１が、第２の帯域内位相偏差Ｄ２よりも大きいときには、第２のアンテナ１４と合成器２２との間に位相差吸収回路２０，２０Ｄが配置される。これにより、第１の信号Ｓ１と第２の信号Ｓ２との位相差を容易に一定に近づけることができる。

以上、種々の実施形態に係るノイズ低減装置について説明してきたが、上述した実施形態に限定されることなく発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形態様を構成可能である。

例えば、上記実施形態では、位相差吸収回路２０は、位相差θ１及び位相差θ２を０°にするような位相シフト特性を有しているが、位相差吸収回路２０は、少なくとも位相差θ１と位相差θ２との差異を小さくするような位相シフト特性を有していればよい。位相差θ１と位相差θ２との差異が小さくすることによって、第１の伝搬経路Ｐ１及び位相差吸収回路２０を通過した信号と、第２の伝搬経路Ｐ２を伝搬した信号との位相差を、放送波の全周波数帯域において、一定に近づけることができる。この場合には、一定の位相差に応じた角度だけ位相シフトを生じさせる移相器を用いることで、２つの信号を同位相にすることができる。

また、ノイズ低減装置１では、合成器２２が１８０°結合器によって構成されているが、合成器２２は１８０°結合器に限定されるものではない。例えば、９０°結合器、加算器、減算器等を合成器２２として用いてもよい。さらに、上述の実施形態では、ノイズ低減装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃが、第１のアンテナ１２の近傍に配置されているが、１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃの位置は第１のアンテナ１２の近傍に限定されるものではない。

また、図１４に示すノイズ低減装置１Ｃでは、第１のアンテナ１２と合成器２２との間、及び、第３のアンテナ１６と合成器２２との間に位相差吸収回路が設けられているが、第２のアンテナ１４と合成器２２との間に位相差吸収回路が更に設けられていてもよい。

上述の実施形態では、第１のアンテナ１２で受信される放送波として、主にＦＭ帯（７６ＭＨｚ～１０８ＭＨｚ）の放送波を例に挙げて説明したが、第１のアンテナ１２で受信される放送波は、ＡＭ帯（０．５ＭＨｚ～１．７ＭＨｚ）、ＤＡＢ帯（デジタルラジオ放送、１７４ＭＨｚ～２４０ＭＨｚ）、及び、ＤＴＶ帯（デジタルテレビ放送、４７０ＭＨｚ～７１０ＭＨｚ）の放送波であってもよい。なお、同等の効果を得られる範囲内であれば、上述した下限周波数及び上限周波数は、必ずしも放送波のターゲット周波数と合致していなくてもよい。例えば、受信する放送波がＦＭ帯である場合、下限周波数を７５ＭＨｚとし、上限周波数を１０９ＭＨｚとしてもよい。

また、上記実施形態では、第１のアンテナ１２がルーフ上に配置されたシャークフィンアンテナであったが、第１のアンテナ１２としては、任意のアンテナを利用することが可能である。また、上述した種々の実施形態は、矛盾のない範囲で組み合わせることができる。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…ノイズ低減装置、１０，１０Ａ…車載アンテナ装置、１２…第１のアンテナ、１４…第２のアンテナ、１６…第３のアンテナ、２０，４７…位相差吸収回路、２２，２２Ａ…合成器、２２Ａ…合成器、２４…振幅可変器、２５…位相可変器、２６…受信回路、２７…制御部、２８…位相反転器、２９…加算器、３１…空間伝搬路、３２…空間伝搬路、３３…空間伝搬路、３４…空間伝搬路、４１…導線伝搬路、４２…導線伝搬路、４３…導線伝搬路、１００…車両、Ｄ１…第１の帯域内位相偏差、Ｄ２…第２の帯域内位相偏差、Ｎ１，Ｎ２…ノイズ源、Ｐ１…第１の伝搬経路、Ｐ２…第２の伝搬経路、Ｓ１…第１の信号、Ｓ２…第２の信号。

Claims (7)

1. 放送波を受信する第１のアンテナ、及び、第２のアンテナに接続されたノイズ低減装置であって、
   車両のノイズ源から前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナを経由して前記ノイズ低減装置に到達する信号の経路をそれぞれ第１の伝搬経路及び第２の伝搬経路とした場合に、前記第１の伝搬経路を伝搬した第１の信号、及び、前記第２の伝搬経路を伝搬した第２の信号のうち一方の信号の位相を所定の角度だけ移相し、移相された前記一方の信号と、前記第１の信号及び前記第２の信号のうち他方の信号と合成する合成器と、
   前記第１のアンテナと前記合成器との間、又は、前記第２のアンテナと前記合成器との間に設けられた位相差吸収回路と、を備え、
   前記位相差吸収回路は、前記放送波の帯域の下限周波数を有する２つの信号が前記第１の伝搬経路及び第２の伝搬経路をそれぞれ通過したときの該２つの信号の位相差と、前記放送波の帯域の上限周波数を有する２つの信号が前記第１の伝搬経路及び前記第２の伝搬経路をそれぞれ通過したときの該２つの信号の位相差との差異を小さくするような位相シフト特性を有する、ノイズ低減装置。
2. 前記下限周波数を有する信号が前記第１の伝搬経路を通過したときの位相シフト量と前記上限周波数を有する信号が前記第１の伝搬経路を通過したときの位相シフト量との差を表す第１の帯域内位相偏差が、前記下限周波数を有する信号が前記第２の伝搬経路を通過したときの位相シフト量と前記上限周波数を有する信号が前記第２の伝搬経路を通過したときの位相シフト量との差を表す第２の帯域内位相偏差よりも小さいときには、前記第１のアンテナと前記合成器との間に前記位相差吸収回路が配置され、
   前記第１の帯域内位相偏差が前記第２の帯域内位相偏差よりも大きいときには、前記第２のアンテナと前記合成器との間に前記位相差吸収回路が配置される、請求項１に記載のノイズ低減装置。
3. 前記第２のアンテナが、前記第１のアンテナよりも前記ノイズ源に近い位置に配置されている、請求項１又は２に記載のノイズ低減装置。
4. 振幅可変器及び位相可変器を更に備え、
   前記振幅可変器及び位相可変器は、前記第１のアンテナと前記合成器との間、又は、前記第２のアンテナと前記合成器との間に設けられている、請求項１～３の何れか一項に記載のノイズ低減装置。
5. 前記合成器によって合成された信号に含まれるノイズの電力を取得し、前記ノイズの電力が小さくなるように前記振幅可変器及び前記位相可変器を調節する制御部を更に備える、請求項４に記載のノイズ低減装置。
6. 前記合成器が、前記一方の信号の位相を反転し、位相が反転された前記一方の信号と前記他方の信号とを合成する１８０°結合器である、請求項１～５の何れか一項に記載のノイズ低減装置。
7. 前記合成器が、
   前記一方の信号の位相を反転する位相反転器と、
   位相が反転された前記一方の信号と前記他方の信号とを加算する加算器と、
   を含む、請求項１～５の何れか一項に記載のノイズ低減装置。
   
   

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