JPH0372798A

JPH0372798A - アダプティブアンテナ

Info

Publication number: JPH0372798A
Application number: JP1320403A
Authority: JP
Inventors: John S Lothian; ジョン・スチーブン・ロジアン; Michael D Windram; マイケル・デビット・ウインドハム
Original assignee: Independent Broadcasting Authority
Current assignee: Independent Broadcasting Authority
Priority date: 1978-02-14
Filing date: 1989-12-08
Publication date: 1991-03-27
Also published as: JPH0343833B2; JPH035120B2; JPS54145431A; US4216496A; JPH02216988A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、同期信号を含む伝送信号のチャンネル間干
渉を検出するチャンネル間干渉検出装置に関する。

この発明によるチャンネル間干渉検出装置の一実施態様
は、同期信号を検出する検出手段と、検出手段に応答し
各同期信号の振幅を表わす振幅信号を発生するサンプリ
ング手段と、振幅信号の変動を測定する測定手段と、振
幅信号の連続した２つの信号の和を表わす第１出力信号
を発生する第１出力手段と、振幅信号の連続した２つの
信号の差を表わす第２出力信号を発生する第２出力手段
と、第１出力信号及び第２出力信号をディジタル表示す
る第１ディジタル信号を発生するアナログ−ディジタル
変換手段と、第１ディジタル信号からサンプリング手段
によって発生された振幅信号の絶対値を表わす第２ディ
ジタル信号を発生する演算手段と、第２ディジタル信号
を互いに減算して制御信号を発生する減算手段とを具備
する。

この発明の実施例の一つに複数のアンテナ素子と、複数
の減衰手段と、チャンネル間干渉検出手段と、チャンネ
ル間検出手段に応答し特定の減衰手段をアンテナ素子の
一つに接続しチャンネル間干渉を減少させる制御手段と
を具備し、同期信号を含む伝送信号を受信するアダプテ
ィブアンテナがある。

ここで、チャンネル間干渉検出手段は同期信号を検出す
る検出部と、検出部に応答し各同期信号の振幅を表わす
振幅信号を発生するサンプリング部と、振幅信号の変動
を測定する測定部と、振幅信号の連続した２つの信号の
和を表わす第１出力信号を発生する第１出力部と、振幅
信号の連続した２つの信号の差を表わす第２出力信号を
発生する第２出力部と、第１出力信号及び第２出力信号
をディジタル表示する第１ディジタル信号を発生するア
ナログ−ディジタル変換部と、第１ディジタル信号から
サンプリング部によって発生された振幅信号の絶対値を
表わす第２ディジタル信号を発生する演算部と、第２デ
ィジタル信号を耳いに減算して制御信号を発生する減算
部とを有する。

また、この発明の他の実施例は、テレビジョン映像信号
から不要な周波数の信号を除去するアダプティブ櫛形フ
ィルタである。

ここで、このアダプティブ櫛形フィルタは、信号の希望
周波数に対応する周波数の信号を発生する信号発生手段
と、信号発生手段に応答しテレビジョン映像信号を受信
し、同相検波信号及び逆相検波信号を発生する検出手段
と、同相検波信号及び逆相検波信号を受信する遅延手段
と、希望周波数を含む出力信号を発生する加算手段と、
遅延手段及び加算手段の間に接続され加算手段に供給さ
れる同相検波信号と逆相検波信号の比率を変える可変乗
算手段と、同相検波信号と逆相検波信号の比率を変える
可変乗算手段に接続されテレビジョン映像信号を受信し
加算手段からの出力信号の中の不要な周波数の信号の量
を減少させるチャンネル間干渉検出手段とを具備してい
る。

この発明によるチャンネル間干渉検出装置は、音声ある
いは映像を含む伝送信号における干渉信号の検出及び測
定に供することができる。

以下、図面を参照して、この発明の一実施例を説明する
。

この実施例は、チャンネル間の干渉の量を測定すること
により、その干渉量に基づいて、ＵＨＦ信号を受信する
場合は、アダプティブアンテナとして使われ映像信号の
場合はアダプティブフィルタとして使われる。必要であ
れば、両火施例がともに実現可能である。

この２つの実施例の基本となるチャンネル間干渉検出装
置を第１図に示し、詳細に説明する。この検出装置は、
テレビジョン信号における同期パルスを検出し、この同
期パルスの振幅を測定する。

この振幅は、一定であるべきであるが、チャンネル間干
渉が生じると、ビート信号が同期パルスに加えられ、同
期パルスの振払が変動する。

チャンネル間干渉検出装置は、０．１％の精度で振幅の
変動を検出できることが望まれているが、フィルタ技術
を応用した装置で、これを実現するのは困難である。こ
の発明によるチャンネル間干渉検出装置は、所望の精度
を得るためのディジタ点測定手段とともに、加算及び減
算手段を用いている。

第１図（ａ）に受信機を構成する同期信号検出器２及び
自動利得制御される同期信号分離器４のブロック図を示
す。オフセット映像増幅器１０でテレビジョン信号の同
期パルスが検出され、１ＩｉＪ期パルスはライン周波数
で動作する第１サンプリング回路１２でサンプリングさ
れる。ここで、オフセット映像増幅器１０はテストｆ！
号入力端子６と同相検波映像信号入力端子８とを具備す
る。この第１サンプリング回路１２は、同期パルスの絶
対値も平均し、各同期パルスについての出力パルスも発
生する。さらに、この出力パルスは交互に別々のサンプ
リング回路でサンプリングされる。この実施例では、２
つのサンプリング回路１４゜１６が提供され、奇数番目
の出力パルスは、サンプリング回路１４で、偶数番目の
出力パルスは、サンプリング回路１６でサンプリングさ
れる。

これらのサンプリング回路１４．１６は１／２ライン周
波数で動作するサンプルホールド回路で構成されること
が望ましい。その結果、同期パルスの連続した２つのパ
ルスが、同期パルスの振幅の変動を検出するために、互
いに比較されることができる。ここで、サンプリング回
路１４を通ったパルスをパルスＡとし、サンプリング回
路１６を通ったパルスをパルスＢとする。また、第１サ
ンプリング回路１２の出力パルスは、′別のサンプリン
グ回路１８を通って、他の回路（図示せず）にも供給さ
れる。

そして、パルスＡ、Ｂは、パルスの前端部を平滑し、補
間フィルタとして働くローパスフィルタ２０．２２に供
給される。その結果、サンプリング回路１４．１６は、
後述のアナログマルチプレクサ３６のサンプリング周波
数に正確にロックされる必要はない。さらに、パルスＡ
、Ｂは加算増幅器２４及び減算増幅器２６に供給される
。加算増幅器２４からの和信号Ｓ及び減算増幅器２６か
らの差信号りは、各々第１図（ｂ）に示すコンバイナ２
８．３０及びバンドパスフィルタ３２゜３４を介して、
アナログマルチプレクサ３６に供給され、並列なＳ、Ｄ
信号が直列なＳ、Ｄ信号に変換される。このアナログマ
ルチプレクサ３６は、サンプリング回路３８．４０及び
アナログスイッチ４２からなる。これらの直列信号は、
第１図（Ｃ）に示すサンプリング回路４４でサンプルさ
れた後、アナログ−ディジタル変換器４６でディジタル
量に変換される。

ここで、バンドパスフィルタ３２．３４は、この検出装
置がチャンネル間干渉に応答するように設定されている
。低周波数において干渉を起こす要因は多数あるので、
フィルタの低域の限界は干渉の他の要因に対して区別す
ることができるように設定されている。この実施例では
低域の限界は、３０Ｈｚに設定されているが２０Ｈｚに
設定されでもよい。そして、高域の限界は４０ＫＨｚに
設定されている。

ディジタル量となったＳ、Ｄパルスは、並列なラッチ回
路４８．５０を介して、論理演算回路５２に供給され、
Ｓ、Ｄパルスが結合され元のＡ′。

Ｂ信号の振幅を表わす出力パルスが発生される。

Ａ、Ｂ信号の振幅を表わす出力パルスを発生するために
は、２つの演算が必要なので、ラッチ回路４８．５０は
各々第１及び第２のラッチ回路からなり、第１及び第２
のラッチ回路は演算が連続するようにタイミングを与え
られている。論理演算回路５２の出力パルスは、絶対値
及び符号成分を有している。符号成分は必要ないので、
出力パルスはディジタル整流器５４て整流される。そし
て、第１図（ｄ）に示す加算器５６、ストア回路５８及
びラッチ回路６０からなるストアループ積分回路６２に
おいて、Ａパルスを表わす複数の出力パルスが加えあわ
され、Ｂパルスを表わす複数の出力パルスが加えあわさ
れる。これらの出力パルスは、ラッチ回路６４．６６及
び減算器６８からなるコンパレータ７０で互いに減算さ
れ、絶対値成分と符号成分をもった出力パルスが発生さ
れ、制御信号としてアダプティブコントロール回路（図
示せず）に供給される。ある場合には、差信号の符号成
分のみが重要となるので、絶対値成分は省略される。こ
のように、第１図に示した装置によ０れば、サンプリング回路１４．１６で奇数、偶数番目の
同期パルスＡ、Ｂを検出し、加算増幅器２４、減算増幅
器２６で同期パルスＡ、Ｂの和信号Ｓ１差信号りを求め
、和信号Ｓ１差信号りをバントハスフィルタ３２．３４
を介してチャンネル間干渉に応答した和信号Ｓ１差信号
りから論理演算回路５２により同期パルスＡ、Ｂの振幅
を表わす信号を求めている。上述したような検出装置は
多数の用途を持っている。一つの実施例は、アダプティ
ブアレイアンテナとして使われるための信号を提供する
ことであり、第２図に２チヤンネルで働くそのようなシ
ステムのブロック図を示す。

各チャンネルは、上述した回路１０〜２６に対応するサ
ンプリング回路、加算増幅器及び減算増幅器で構成され
る。第１図のコンバイナ２８゜３０は、減算器が各チャ
ンネルに共通になるように構成されている。

アレイアンテナ７２は複数の、この場合は１６個×４列
の６４個のダイポールアンテナから構成されている。ア
レイアンテナ７２によって受信さ１れた信号は、上述したチャンネル間干渉検出装置７４で
処理され測定され、符号成分のみ、あるいは、符号成分
及び絶対値成分を持つ出力パルスが、ディジタル制御回
路７６に供給される。このディジタル制御回路７６は複
数のアナログドライバ７８を介して減衰回路網８０へ供
給され、アレイアンテナ７２からの出力信号を調整する
制御信号を発生する。この制御信号はアンテナを効果的
にガイドするので常に希望波信号が得られ、零点は不要
波信号が受信されないように設定されている。

このように、このシステムはアンテナパターンが自動的
に修正され、干渉が最小となるように設定されている閉
ループシステムとなっている。

このシステムは本質的には、ヒルクライミング動作で動
作する。これは、減衰回路網８０及び検出装置７４に坐
じた変動を、それが加算的なものか減算的なものかを記
録することを意味する。これは、干渉を効果的に零とし
零に保つ連続演算処理によって実現される。処理を開始
するためにプリセット制御回路８２がディジタル制御回
路７６２に信号を与え、減衰回路網８ｏの減衰量を初期設定する
。このプリセット制御回路８２は最適化が開始される前
１こ、適当なアンテナパターンを与える初期状態を提供
する。ディジタル制御回路７６は、生じるであろうチャ
ンネル間干渉の量に応じて最適なアルゴリズムを基に制
御信号を発生する。

次に第３図乃至第５図を参照してこの減衰（ロ）路網８
０を詳細に説明する。

減衰回路網８０は、アレイアンテナの一列にあるダイポ
ールアンテナの数に等しい数のコンプレックスアッテネ
ータを有している。コンプレックスアッテネータがそれ
ぞれダイポールアンテナに接続される。第３図に、その
ようなコンプレックスアッテネータの一つのブロック図
を示す。アンテナ７２からの入力信号がスプリッタ８４
で２つに分割され、各々がアッテネータ８６とアッテネ
ータ８８及びフィルタ９ｏを介してコンバイナ９２に供
給され、一つの出力信号となる。アッテネータ８６．８
８には、アナログドライバからそれぞれ制御信号のＸ成
分及びＹ成分が供給されて　３いる。そして、ダイポールアンテナ７２からの人力信号
Ａが、（Ｘ＋ｊＹ）Ａという複素数表示の出力信号に変
換されることがわかる。係数Ｘ、　Ｙは、各々独自に第
３図に示すアッテネータ８６゜８８に供給されている制
御信号に基づいて−１から＋１まで変化する。

減衰回路網８０に加えられる９０°位相差は、フィルタ
９０及び接続に使われる同軸ケーブルの長さを適当に選
ぶことによって発生される。この周波数と位相の関係を
第５図にグラフで示す。すなわち、同軸ケーブルの周波
数・位相特性を直線５Ａに、フィルタの周波数・位相特
性を特性線５Ｂに表わす。

各アッテネータ８６．８８の構成を第４図に示す。各ア
ッテネータは、３ｄＢのワイヤラインカップラと２個の
ダイオード９４．９６を具備している。ダイオードに対
する制御信号は、第２図に示すアナログドライバ７８か
ら供給されている。

この制御信号は、ダイオードを通る電流を調整する。そ
の結果、ダイオードの抵抗は設定値を中心　４に約５０Ω程度変化する。

第３図に示すようなコンプレックスアッテネータを使う
ことにより、アレイアンテナの各ダイポールアンテナか
らの出力信号の振幅及び位相を完全に制御することがで
きる。そのため、零点が最も好ましい状態に設定される
ことが可能となり、実質的にチャンネル間干渉をなくす
ことができる。

第１図に示した検出装置の他の用途は、アダプティブ櫛
形フィルタ及び上述したアダプティブアレイアンテナと
しても使うことができる制御信号を供給することである
。

上述したチャンネル間干渉抑圧技術は、オフセットチャ
ンネル間干渉、すなわち第６図に示すように不要信号と
所望信号の間にわずか（５／３）Ｈあるいは（１０／３
）Ｈだけライン周波数がずれている場合にも適用できる
。ここで、Ｈはライン周期÷６４μＳである。不要信号
は点数で、所望信号は実線で表わされていて、櫛形フィ
ルタは、不要信号のキャリアとサイドバンドを除去する
ように設計されればよい。しかしながら、所望信号５と不要信号のオフセット周波数は（５／３）Ｈライン周
波数よりもずれる場合もありうる。そこで、以下に説明
する装置においては、打ち消される周波数は、チャンネ
ル間干渉のビート周波数を検出することによって自動的
に切換えられる。このように、この装置は干渉信号を追
尾し、周波数の変化に追従している。

そして、第７図にアダプティブ櫛形フィルタのブロック
図を示す。たとえば前述のアレンアンテナ７２で受信さ
れたカラーテレビジョン映像信号等の人力信号が同相検
波信号検波器９８、逆相検波信号検波器１００、希望周
波数発振器９９及び９０°移相器１０１からなる同期検
波器１０２へ供給されている。同相検波信号検波器９８
からの出力信号は、希望波信号及び不要波信号を含んで
いる一方、同相検波信号検波器９８の出力信号から９０
°位相がずれている逆相検波信号検波器１００からの出
力信号は、不要波信号のみ含んでいる。従って、両横波
器９８，１００の出力の差をとれば不要波信号を除去で
きる。両出力信号は６不要波信号のキャリア及びサイドバンドも打ち消す遅延
回路網１０４へ供給される。これは信号を１ライン周期
、この場合は６４μｓだけ遅らす遅延回路１０６〜１１
２を使うことによって実現される。

第７図から、加算器１１４は同相検波信号検波器９８の
出力信号及び遅延回路１０６．１０８の出力信号及び逆
相検波信号検波器１００の出力信号及び遅延回路１１２
の出力信号を加え合わせることがわかる。この加算器１
１４の出力信号は、適当にフィルタされた映像信号であ
る。フィルタの信号を通過させない周波数を変えるため
に、加算器１１４に対する入力信号は、第１図に示す検
出装置の出力信号によって制御される掛は算器１１６．
１１８，１２０，１２２，１２４を介して制御されてい
る。掛は算器１１６，１１８゜１２０．１２２，１２４
の倍率はそれぞれａ。

１−２ａ、ａ、ｂ、−ｂである。

適当な櫛形フィルタの周波数応答を第８図に示す。図中
矢印の位置が不要波信号のキャリアの位置７置である。掛は算器１１６〜１２４の係数を変えること
によって、第８図に示すフィルタの不通過周波数Ａ、Ｂ
の位置を調整することができる。

第７図に戻って、加算器１１４の出力信号が輝度フィル
タ１２６を、遅延回路１０８の出力信号が色素フィルタ
１２８を介して出力加算器１３０に供給されることがわ
かる。そして、この出力加算器１３０の詳細なブロック
図を第９図に示す。

第９図の主な構成は、第７図に示したものと同様であり
、遅延回路１３２〜１３８及び掛は算器１４０〜１５０
及び加算器１５２からなる。ここで遅延回路の遅延時間
は１１３ｎｓである。

第１０図に櫛形フィルタと結合フィルタの周波特性を示
す。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｂ）は本発明によるチャンネル間干渉
検出装置を示すブロック図、第２図はチャンネル間干渉
検出装置を応用したアダプティブアレイアンテナを示す
ブロック図、第３図は減衰回路網を構成するコンプレッ
クスアッテネータの８構成を示すブロック図、第４図はその各アッテネータの
構成を示すブロック図、第５図は減衰回路網の周波数特
性を表わすブラフ、第６図は祁望波信号と不要波信号の
ずれを表わすグラフ、第７図はチャンネル間干渉装置を
応用したアダプティブ櫛形フィルタを示すブロック図、
第８図はその周波数特性の概略を示すグラフ、第９図は
この櫛形フィルタの一部を拡大して示すブロック図、第
１０図は櫛形フィルタ及び結合フィルタの周波数特性を
示す図である。２・・・同期信号検出器、４・・・同期信号分離器、２
８．３０・・・コンバイナ、３２．３４・・・ローパス
フィルタ、３６・・・アナログマルチプレクサ、４４・
・・サンプリング回路、４６・・・Ａ−Ｄ変換器、４８
．５０・・・ラッチ回路、５２・・・論理演算回路、５
４・・・ディジタル整流器、６２・・・ストアループ積
分回路、７０・・・コンパレータ、７２・・・アレイア
ンテナ、７６・・・ディジタル制御回路、７８・・・ア
ナログドライバ、８０・・・減衰回路網、８２・・・プ
リセット制御回路、８４・・・スプリッタ、８６．８８
・・・９アッテネータ、９０・・・フィルタ、９２・・・コンバ
イナ、９４．９６・・・ダイオード、１０２・・・同期
検波器、１０４・・・遅延囲路網、１３０・・・出力加
算器。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）同期信号を有する伝送信号を受信するアダプティ
ブアンテナにおいて、複数のアンテナ素子と、前記複数
のアンテナ素子に接続される複数の減衰手段と、チャン
ネル間干渉を検出する装置と、前記チャンネル間干渉検
出装置から発生される制御信号に応答して前記減衰手段
の減衰量を制御しチャンネル間干渉を減少させる制御手
段を具備し、前記制御手段は同期信号を検出する手段と
、検出された同期信号の振幅の変化を測定する手段を具
備し、前記測定手段は前記検出手段の出力をサンプリン
グし奇数番目、偶数番目に検出された同期信号の振幅を
表わす第１、第２信号を出力するサンプリング手段と、
前記第１、第２信号の和を表わす第１出力を発生する手
段と、前記第１、第２信号の差を表わす第２出力を発生
する手段と、前記第１、第２出力を表わす第１、第２デ
ィジタル値を発生するアナログ・ディジタル変換手段と
、前記第１、第２ディジタル値から前記第１、第２信号
の絶対値を表わす第１、第２ディジタル信号を求める演
算手段と、前記第１、第２ディジタル信号の一方から他
方を減算して制御信号を発生する減算手段を具備するア
ダプティブアンテナ。
（２）前記減衰手段の減衰量をプリセットする制御装置
を具備することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載のアダプティブアンテナ。
（３）前記減衰手段の各々は複数のアンテナ素子の１つ
に接続される減衰回路を具備し、前記減衰回路は前記ア
ンテナ素子の１つから得られる出力信号Ａを（Ｘ＋ｊＹ
）Ａという複素数の形の信号に変換する手段と、前記制
御手段に応答して係数Ｘ、Ｙを変更する手段を具備する
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のアダプ
ティブアンテナ。
（４）前記係数変更手段は３ｄＢワイヤラインカプラを
具備することを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載
のアダプティブアンテナ。