JP4464112B2 - 放送用ギャップフィラー装置 - Google Patents

Description

本発明は，放送用の電波を，親局からの直接波を受信できない受信不能エリアに向けて中継する放送用ギャップフィラー装置に関し，詳しくは発振現象を防止できる放送用ギャップフィラー装置に関する。

従来の放送用ギャップフィラー装置は，信号の回りこみによる発振を防止するため，受信周波数と送信周波数を異なる周波数で運用していた。（例えば，特許文献１，特許文献２参照）

特開２００１‐２３０７１７号公報 特開２００２‐１０１０３２号公報

しかし，従来の放送用ギャップフィラー装置によると，受信周波数と送信周波数を異なる周波数で運用するためには同じ内容の放送を２種類以上の異なる周波数で放送する必要があり，放送設備が複雑になると共に有限な周波数を無駄使いするという問題があった。
また，１つの周波数で放送されている場合においては，中継波の周波数として放送されていない第２の周波数を使用する必要がある。この場合，親局から送信されている放送の周波数とギャップフィラーから再送信される周波数が異なるため，使用者はその都度受信周波数を変更する手間が増えるなどの問題が有った。
そこで本願においては，こうした問題点を解決するためになされたものであり，
その目的は，１つの周波数で送信されている放送であっても，使用者はその都度受信周波数を変更する必要がない放送用ギャップフィラー装置を提供することである。
他の目的は，中継波の周波数を受信周波数と同じ周波数で出力する場合であっても，回り込みによる発振現象の影響が拡大するのを防止できる放送用ギャップフィラー装置を提供することである。
他の目的は，発振現象を高精度に検出できる放送用ギャップフィラー装置を提供することである。
他の目的は，チャンネルの端部での発振現象を高精度に検出できる放送用ギャップフィラー装置を提供することである。
他の目的は，発振現象を検出した場合，発振を知らせる報知機能を有する放送用ギャップフィラー装置を提供することである。
他の目的は，発振現象を検出した場合，迅速に管理者が所持する携帯端末に発振が発生したことを知らせる報知機能を有する放送用ギャップフィラー装置を提供することである。

かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は，放送用の電波を受信する受信手段と，該受信手段が受信したものと同じ内容の中継波を前記受信した周波数と同じ周波数で再送信する送信手段と，を備え，放送用の電波を，親局からの直接波を受信できない受信不能エリアに向けて中継する放送用ギャップフィラー装置において，
前記送信手段から出力される送信信号の一部を分岐する分岐手段と，
前記受信手段にて受信された受信信号の出力レベルを制御できる信号減衰器と，
前記分岐手段と前記信号減衰器の間に設けられた発振検出手段と，
を備えると共に，
前記発振検出手段は，
前記分岐手段にて分岐された信号の受信周波数帯域内を所定の帯域幅で順次掃引することで，特定チャンネルの放送信号を受信周波数より低い中間周波信号に順次変換して出力するチューナと，
前記中間周波信号の周波数帯域内で，通過帯域がそれぞれ異なるように設定された複数のフィルターを備えたフィルター部と，
前記フィルター部の各フィルターを通過した信号を各々検波して直流電圧を出力する複数の検波器と，
前記各検波器から出力された直流電圧が所定値より高いか否かを判定する複数の比較器と，
前記複数の比較器からの出力の内，前記直流電圧が所定値よりも高いと判断した比較器からの出力を保持するデータ保持部と，
を備え，前記データ保持部にて前記直流電圧が所定値よりも高いと判断した比較器からの出力が保持されると，発振が発生したと判断して前記信号減衰器の減衰量を増大し，発振現象を防止するように構成され，
しかも，前記フィルター部を構成する複数のフィルターの内，通過帯域が前記中間周波信号の周波数帯域の端部領域に設定された端部用フィルターの帯域幅が，前記中間周波信号の帯域幅の１０〜２０％に設定されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は，請求項１に記載の放送用ギャップフィラー装置において，前記発振検出手段にて発振が発生したと判断されると，発振の発生を報知する報知手段を備えたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は，請求項２に記載の放送用ギャップフィラー装置において，前記報知手段は，報知情報を表示するための表示装置，及び，携帯端末装置に報知情報を送信するための報知情報送信手段，の少なくとも一方を備えたことを特徴とする。

請求項１に記載の放送用ギャップフィラー装置によれば，送信手段から出力される送信信号の一部を分岐する分岐手段と，受信手段にて受信された受信信号の出力レベルを制御できる信号減衰器と，発振検出手段と，を備える。
そして，発振検出手段においては，チューナが，分岐手段にて分岐された信号の受信周波数帯域内を所定の帯域幅で順次掃引することで，特定チャンネルの放送信号を受信周波数より低い中間周波信号に順次変換して出力する。
このチューナから出力される中間周波信号は，フィルター部に設けられた複数のフィルターにて，周波数帯域が異なる複数の信号に分割され，複数の検波器が，その分割された各信号を各々検波して直流電圧を出力する。
すると，複数の比較器が，フィルター部の各フィルターから出力された直流電圧が所定値より高いか否かを判定し，データ保持部が，その複数の比較器からの出力の内，直流電圧が所定値よりも高いと判断した比較器からの出力を保持する。

そして，発振検出手段では，そのデータ保持部にて，直流電圧が所定値よりも高いと判断した比較器からの出力が保持されると，当該放送用ギャップフィラー装置に発振が発生したと判断して，信号減衰器の減衰量を増大し，発振現象を防止する。
従って，請求項１に記載の放送用ギャップフィラー装置によれば，１つの周波数で送信されている放送であっても，使用者はその都度受信周波数を変更する必要がない放送用ギャップフィラー装置を提供することができる。また，中継波の周波数を受信周波数と同じ周波数で出力する場合であっても，回り込みによる発振現象の影響が拡大するのを防止できる放送用ギャップフィラー装置を提供することができる。

また，請求項１に記載のギャップフィラー装置においては，フィルター部を構成する複数のフィルターの内，通過帯域が中間周波信号の周波数帯域の端部領域に設定された端部用フィルターの帯域幅が，中間周波信号の帯域幅の１０〜２０％に設定されている。このため，チャンネルの端部での発振現象を高精度に検出できる放送用ギャップフィラー装置を提供することができる。

次に，請求項２に記載のギャップフィラー装置においては，発振検出手段が発振の発生を判断した場合に，その旨を報知する報知手段を備えているので，発振現象の発生時にその旨を管理者などに報知することができる。

また，請求項３に記載のギャップフィラー装置によれば，報知手段が，報知情報を表示するための表示装置，及び，携帯端末装置に報知情報を送信するための報知情報送信手段の少なくとも一方を備えることから，発振現象の発生を管理者等に速やかに通知して，キャップフィラー装置を速やかに復旧させることができる。

以下に，本発明を具体化した実施形態の例を，図面を基に詳細に説明する。
本実施例では地上波放送用の電波を，親局からの直接波を受信できない受信不能エリアに向けて中継する場合について説明する。

図１は本発明に係るギャップフィラー装置のブロック図を示している。
１は，地上波放送を受信するための受信アンテナである。２は，後述のギャップフィラー装置１０から出力される中継信号を送信するための送信アンテナである。
１０はギャップフィラー装置で，信号減衰器１１，複数の単チャンネル用増幅器１２−１〜１２−３，分岐器１３，データ保持器１４，比較器１５，複数の検波器１６ａ〜１６ｃ，複数のフィルター１７ａ〜１７ｃ，チューナ１８，マイクロコンピュータ１９が備えられている。
また，単チャンネル用増幅器１２は，入力側のバンドパスフィルタ１２ａ，増幅器１２ｂ，出力側のバンドパスフィルタ１２ｃで構成される。

受信アンテナ１で受信した地上波放送信号は入力端子１０ａを介してギャップフィラー装置１０に取り込まれる。ギャップフィラー装置１０に取り込まれた地上波放送信号は，信号減衰器１１，単チャンネル用増幅器１２，分岐器１３を介して出力端子１０ｂに出力され，送信アンテナ２から，地上波放送の親局からの直接波を受信できない受信不能エリアに向けて送信される。
また，分岐器１３を介して単チャンネル用増幅器１２の出力信号の一部を取り出し，チューナ１８で特定チャンネルの中間周波信号を抽出している。抽出した中間周波信号は，フィルター１７ａ〜１７ｃでさらに中間周波信号の一部の信号が抽出され，それぞれ対応する複数の検波器１６ａ〜１６ｃで検波された後，後述する比較器１５でそれぞれ検波信号（検波電圧）とあらかじめ設定されている所定値（所定電圧）とを比較し，検波電圧が所定電圧より高い場合ＨＩレベルを出力するようになっている。
そして，比較器から出力されたＨＩレベルの信号はデータ保持器１４で出力信号が保持される。そして，データ保持器１４の出力レベルがＨＩレベルの場合は信号減衰器１１の減衰量が（本実施例では通常時に比べて１０ｄＢ）増加するように制御される。
ここで，減衰量を１０ｄＢとしたのは発振するか否かの境界では出力レベルをわずか数ｄＢ下げるだけで発振を止めることができる。また，わずかなレベル低下であれば中継波を受信する受信者への影響も軽減される。一方，２０〜３０ｄＢと大きく減衰させると発振現象を阻止できるケースは増えるものの，受信者への影響が無視できなくなってしまう。そこで減衰量は５〜１５ｄＢ程度にしておくことが望ましい。
ところで，信号減衰器の減衰量が最大になっても発振を抑えることができないような場合や，中継波の信号が受信できなくなった場合などギャップフィラー装置に異常をきたした場合は，中継波を受信する受信者からの通報により管理者はギャップフィラー装置の異常を知ることになり，現場に急行して処置を講ずることになる。そして処置が完了したらギャップフィラー装置の電源を再投入することで，前記データ保持器１４をリセットし，システムを復旧させることができる。
なお，チューナ１８はマイクロコンピュータ１９から順次出力される選局信号に基づき，順次選局を繰り返す。また，マイクロコンピュータ１９は電源が投入されたときに１回だけデータ保持器１４に対してリセット信号を出力するようになっている。

ここで，比較器１５の所定値とは温度による増幅率の変動量が考慮された状態において，増幅器が正常に増幅しているときに得られる検波出力電圧の上限値より高周波信号レベルに換算して，５〜１０ｄＢ上まわる値に設定しておくとよい。

次に，比較器１５について図２を用いて詳細に説明する。３０はダイオードであり，３０ａ〜３０ｃでＯＲ回路を形成している。３１はコンパレータである。３２は基準電源であり，前記所定電圧に設定されている。入力端子１５ｂ〜１５ｄに入力された検波信号（検波電圧）と前記所定電圧（基準電源）をそれぞれ比較し検波信号が前記所定電圧より高い場合ＨＩレベルの信号を出力するように構成されている。そして，コンパレータ３１ａ〜３１ｃの内，１つでもＨＩレベルの信号を出力している場合は出力端子１５ａにＨＩレベルの信号が出力される。

次に発振するメカニズムについて説明する。前述したように，送信アンテナから送信された中継波信号の一部が受信アンテナで受信され，発振の条件を満足すると単チャンネル用増幅器１２（詳しくは１２ｂ）が発振する。ここで，受信帯域の端部，すなわちフィルターのカットオフ周波数近傍は位相の変化が大きいため発振の条件を満足しやすくなる。図３は受信チャンネルの帯域の端部で発振しかけた場合の出力端子における周波数対振幅特性を表す特性図である。図から明らかなように，フィルターのカットオフ周波数近傍の出力信号レベルが高くなっていることがわかる。

そこで，本発明ではフィルター１７の通過帯域幅をフィルターの端部とそれ以外の部分で異なったものにしている。具体的には図４に示すとおり，端部用のフィルター１７ａ（帯域幅Ｂ１），１７ｃ（帯域幅Ｂ３）は１ＭＨｚに設定している。また，フィルター１７ｂ（帯域幅Ｂ２）は４ＭＨｚに設定している。このように，端部用のフィルター１７ａ，１７ｃを所要帯域幅の１０〜２０％程度に設定することにより，信号検出時のＳ/Ｎ（信号：雑音）を高くできるため，端部で発生する発振現象を精度よく検出できる。その結果，迅速に信号減衰器の減衰量を大きくして発振を抑えることができ他の受信世帯に受信妨害を与えてしまうことを未然に防止できる。

次に本発明の第２の実施形態として図５を参照して説明する。尚，以下の説明では，上記第１の実施形態の放送用ギャップフィラー装置と同様の構成要素については同一符号を付与し，詳細な説明は省略する。

第一の実施形態では，管理者が発振によるギャップフィラー装置の異常を，中継波を受信する受信者からの通報により知ることになり，システムの復旧に時間がかかるなどの問題が発生する。そこで，第２実施例では，発振によるギャップフィラー装置の異常を，管理者が所有する携帯端末装置に直接報知できるようにすることにより，復旧時間を短縮できるようになる。

ギャップフィラー装置１００には第１実施例の構成のほか，報知制御装置２０，送・受信機２１，表示装置２２を備えており，データ保持器１４がＨＩレベルを出力すると，報知制御装置２０が送・受信機２１に報知信号を出力して，管理者が所持している携帯端末装置４に報知情報を出力すると共に，表示装置２２にも出力し，ランプ等を点灯する。
このように構成することにより，管理者は迅速に現場に急行して処置できるし，表示装置２２の状態を見ることにより，ギャップフィラー装置の異常が発振によるものであることがすぐわかるため迅速な処置が可能となりその結果，システムの復旧時間を大幅に短縮できる効果がある。

ここで，本発明の受信アンテナ１，信号減衰器１１が受信手段に相当する。
また，送信アンテナ２，分岐器１３，単チャンネル用増幅器１２が送信手段に相当する。
また，分岐器１３が分岐手段に相当する。
また，データ保持器１４，比較器１５，検波器１６，フィルター１７，チューナ１８，マイクロコンピュータ１９が発振検出手段に相当する。
また，報知制御装置２０，表示装置２２が報知手段に相当する。
また，送・受信機２１が報知情報送信手段に相当する。

尚，本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく，以下に例示するように，本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部を適宜に変更して実施することも可能である。たとえば，本実施例ではフィルターを３つに分割したが２以下でもよいし４以上でも良い。また，実施例１では３波の中継波を伝送する例を示したが，２波以下でもよいし，４波以上でもよい。また，増幅器を単チャンネル用の増幅器で構成したが広帯域増幅器で構成しても同様の効果を得ることができる。また，システムの復旧は電源を再投入する方法で説明したが，再投入する代わりにリセットスイッチを設けてもよい。また，信号減衰器の代わりに増幅率を可変できる増幅器を使用しても同様の効果を得ることができる。また，本実施例では信号減衰器の制御を２値で変化するようにしたが，これに限定されることはなく，比較器の所定値を複数設定し，段階的に多値で制御してもよい。

本発明に係るギャップフィラー装置の実施の形態の１例を示すブロック図である。 比較器の１例を示すブロック図である。 発振しかけた場合の出力端子における周波数対振幅特性を表す特性図である。 中間周波信号における信号抽出用フィルターの特性を表す特性図である。 第２実施例のギャップフィラー装置の１例を示すブロック図である。

符号の説明

１…受信アンテナ，２…送信アンテナ，３…送・受信アンテナ，４…携帯端末装置，１０…ギャップフィラー装置，１１…信号減衰器，１２…単チャンネル用増幅器，１２ａ…バンドパスフィルター，１２ｂ…増幅器，１２ｃ…バンドパスフィルター，１３…分岐器，１４…データ保持器，１５…比較器，１６…検波器，１７…フィルター，１８…チューナ，１９…マイクロコンピュータ，２０…報知制御装置，２１…送・受信機，２２…表示装置，３０…ダイオード，３１…コンパレータ，３２…基準電源，１００…ギャップフィラー装置，１１０…バンドパスフィルター，１１１…広帯域増幅器，１１２…バンドパスフィルター。

Claims (3)

1. 放送用の電波を受信する受信手段と，
   該受信手段が受信したものと同じ内容の中継波を前記受信した周波数と同じ周波数で再送信する送信手段と，
   を備え，放送用の電波を，親局からの直接波を受信できない受信不能エリアに向けて中継する放送用ギャップフィラー装置において，
   前記送信手段から出力される送信信号の一部を分岐する分岐手段と，
   前記受信手段にて受信された受信信号の出力レベルを制御できる信号減衰器と，
   前記分岐手段と前記信号減衰器の間に設けられた発振検出手段と，
   を備えると共に，
   前記発振検出手段は，
   前記分岐手段にて分岐された信号の受信周波数帯域内を所定の帯域幅で順次掃引することで，特定チャンネルの放送信号を受信周波数より低い中間周波信号に順次変換して出力するチューナと，
   前記中間周波信号の周波数帯域内で，通過帯域がそれぞれ異なるように設定された複数のフィルターを備えたフィルター部と，
   前記フィルター部の各フィルターを通過した信号を各々検波して直流電圧を出力する複数の検波器と，
   前記各検波器から出力された直流電圧が所定値より高いか否かを判定する複数の比較器と，
   前記複数の比較器からの出力の内，前記直流電圧が所定値よりも高いと判断した比較器からの出力を保持するデータ保持部と，
   を備え，前記データ保持部にて前記直流電圧が所定値よりも高いと判断した比較器からの出力が保持されると，発振が発生したと判断して前記信号減衰器の減衰量を増大し，発振現象を防止するように構成され，
   しかも，前記フィルター部を構成する複数のフィルターの内，通過帯域が前記中間周波信号の周波数帯域の端部領域に設定された端部用フィルターの帯域幅が，前記中間周波信号の帯域幅の１０〜２０％に設定されていることを特徴とする放送用ギャップフィラー装置。
2. 前記発振検出手段にて発振が発生したと判断されると，発振の発生を報知する報知手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の放送用ギャップフィラー装置。
3. 前記報知手段は，報知情報を表示するための表示装置，及び，携帯端末装置に報知情報を送信するための報知情報送信手段，の少なくとも一方を備えたことを特徴とする請求項２に記載の放送用ギャップフィラー装置。

Images