JP2005045728A

JP2005045728A - ギャップフィラー装置

Info

Publication number: JP2005045728A
Application number: JP2003280277A
Authority: JP
Inventors: Michiya Hayashi; 倫也林; Hiroshi Matsubara; 寛至松原
Original assignee: Maspro Denkoh Corp
Current assignee: Maspro Denkoh Corp
Priority date: 2003-07-25
Filing date: 2003-07-25
Publication date: 2005-02-17
Anticipated expiration: 2023-07-25
Also published as: JP4405763B2

Abstract

【課題】入力信号が無いときに雑音成分のみ増幅して送信するようなことがなく、また受信信号が無いことを容易に認識できるギャップフィラー装置を提供する。
【解決手段】受信信号レベルを検出する第１カプラ８ａと、再送信信号レベルを検出する第２カプラ８ｂと、報知手段１４とを設け、検出した受信信号レベルを比較する入力レベル基準値、及び検出した再送信信号レベルを比較する出力レベル基準値をプログラム設定し、検出した入力信号レベルが入力レベル基準値より低く、且つ可変増幅回路４ｂの利得を変化させても検出した再送信信号レベルが出力レベル基準値に略一致することがない時に、前記可変増幅回路４ｂの利得を最小にすると共に報知手段１４を報知動作させるよう制御部３のＣＰＵをプログラムした。
【選択図】図１

Description

本発明は、衛星等からの電波が直接届かない不感エリアに対して、受信した信号を再送信することで不感エリアの解消を図るギャップフィラー装置に関する。

人工衛星を利用した放送或いは通信システムは、大がかりな送信設備を構築することなく広いエリアに信号を送ることができる為に広く利用されている。このような衛星放送等で使用されている周波数は、例えばＳバンド（２．６〜４ＧＨｚ）と直進性の高い周波数が使用されているため、ビル等の障害物があるとその向こう側には電波が届かない不感エリアが発生していた。
このような不感エリアにおいても受信を可能とするにはＣＡＴＶシステムが有効であり、実施されている。しかし、衛星放送を車輌等の移動体で受信しようとした場合、ＣＡＴＶシステムを利用することはできず、例えば特許文献１或いは特許文献２に示すようなギャップフィラー装置の利用が不可欠であり実用化が進められている。

ギャップフィラー装置は、衛星等からの電波を良好に受信できる場所に受信アンテナを設置し、その受信信号を不感エリアに向けて設置した再送信アンテナで再放射するシステムであり、特許文献１は受信周波数と同一の周波数で再送信するよう構成され、特許文献２では、衛星からギャップフィラー向けに新たな周波数帯（例えば、Ｋａバンド（１２．５〜１８ＧＨｚ））で送信して、ギャップフィラー装置にて、受信端末が直接受信可能な周波数（例えば、Ｓバンド）に周波数変換して再送信している。

特開２００１−２３０７１８号公報特開２００１−３０８７６５号公報

ところが、上述するようなＳバンドやＫａバンドの周波数帯は天候の影響を受けやすく、例えば大雪の環境では衛星からの信号が雲に遮られ大きく減衰してしまう。一方、ギャップフィラー装置には、出力信号を一定にするために利得制御回路が内蔵されているため、衛星からの信号が減衰した場合は、利得を上げる操作が成される。そのため、衛星信号が受信できない場合は、利得を最大にする操作をしてノイズのみ増幅して再送信してしまい、その受信機器や周囲の電波設備に対して悪影響を及ぼす問題が生じていた。
また、近年地上波信号に対しても、その不感エリアの解消のためにギャップフィラー装置の使用が検討されているが、地上波の場合、天候に左右されることは小さいが、大型看板等の建設によりギャップフィラー装置の受信アンテナが突然信号を受信できなくなる場合がある。この場合も利得を最大にする操作が成され、ノイズのみ増幅して再送信してしまうし、利用者に不便をきたしてしまう。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、入力信号が無いときに雑音成分のみ増幅して送信するようなことがないギャップフィラー装置を提供すること、そして受信信号が無いことを管理者等に速やかに認識させることが可能なギャップフィラー装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、衛星信号或いは地上波信号を受信する受信アンテナと、受信した信号を増幅する増幅回路と、該増幅回路を制御して再送信信号を送出させる制御部と、再送信信号を放射する再送信アンテナを有するギャップフィラー装置において、受信信号レベルを検出する入力信号検出手段と、再送信信号レベルを検出する出力信号検出手段と、報知手段とを有し、前記制御部は、入力信号検出手段が検出した信号レベルを比較する入力レベル基準値、及び前記出力信号検出手段が検出した信号レベルを比較する出力レベル基準値を有し、検出した入力信号レベルが入力レベル基準値より低く、且つ増幅回路の利得を変化させても検出した再送信信号レベルが出力レベル基準値に略一致することがない時に、前記増幅回路の利得を最小にすると共に報知手段を報知動作させることを特徴とする。
このように構成することで、入力信号レベルと出力信号レベルの双方で判断するので、入力信号が無いことを確実に判断でき、入力信号が無い状態を確実に判断できる。そして、雑音成分のみ増幅して再送信するようなことがなくなり、周囲の電波設備や受信装置に悪影響を及ぼすことがない。また、報知手段により受信信号がないことを知ることができ、管理者が速やかに対処することが可能となるし、受信アンテナの調整等にも役立つ。

請求項２の発明は、衛星信号或いは地上波信号を受信する受信アンテナと、受信した信号を増幅する増幅回路と、該増幅回路を制御して再送信信号を出力させる制御部と、再送信信号を放射する再送信アンテナを有するギャップフィラー装置において、受信信号レベルを検出する入力信号検出手段と、報知手段とを有し、前記制御部は、入力信号検出手段が検出した信号レベルを比較する入力レベル基準値を有し、検出した信号レベルが入力レベル基準値より低い時に、前記増幅回路の利得を最小にすると共に報知手段を報知動作させることを特徴とする。
この構成によれば、入力レベル基準値をノイズレベルより僅かに大きな値に設定することで、入力信号の有無を判定することが可能となり、入力信号レベルが無いと判断したら増幅回路の利得を最小にすることで、雑音成分のみ増幅して再送信するようなことがなくなり、周囲の電波設備や受信装置に悪影響を及ぼすことがない。また、報知手段により受信信号がないことを知ることができ、速やかに対処することが可能となるし、受信アンテナの調整等にも役立つ。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、制御部は、増幅回路の利得を最小にしてから所定時間経過後に、入力信号検出手段で検出した受信信号レベルと入力レベル基準値とを比較し、受信信号レベルが入力レベル基準値より高い場合、増幅回路の利得を変化させて再送信信号レベルを出力レベル基準値に略一致させることを特徴とする。
この構成によれば、受信信号が無いとの判断に基づき、制御部が増幅器の利得を最小にして再送信信号の出力を停止した場合であっても、その後、受信信号の有無を判断して有ると判断した時には、再送信信号を所望の出力レベル基準値に略一致するように自発的に復旧させ、出力させることができる。よって、例えばギャップフィラー装置の再起動等、従来必要だった手動による復旧作業の手間を省くことができ、ギャップフィラー装置のメンテナンス作業量を軽減でき、メンテナンスフリー化が可能となる。

請求項４の発明は、衛星信号或いは地上波信号を受信する受信アンテナと、受信した信号を増幅する増幅回路と、該増幅回路を制御して再送信信号を出力させる制御部と、再送信信号を放射する再送信アンテナを有するギャップフィラー装置において、再送信信号レベルを検出する出力信号検出手段と、報知手段とを有し、前記制御部は、前記出力信号検出手段が検出した信号レベルを比較する出力レベル基準値を有し、前記増幅回路の利得を変化させても、検出した信号レベルが前記出力レベル基準値に略一致する状態を得ることができない時に、前記増幅回路の利得を最小にすると共に報知手段を報知動作させることを特徴とする。
この構成によれば、出力レベル基準値を好ましい出力レベルに設定することで、再送信信号が出力レベル基準値に略一致する状態を作れない時に、入力信号の無しと判定することができ、このとき増幅回路の利得を最小にするので、雑音成分のみ増幅して再送信するようなことがない。従って、周囲の電波設備や受信装置に悪影響を及ぼすことがない。また、報知手段により受信信号がないことを知ることができ、管理者が速やかに対処することが可能となるし、受信アンテナの調整等にも役立つ。

請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかの発明において、報知手段は無線送信手段を有し、別途設けた受信手段により前記無線送信手段の無線による報知動作を受信可能とすることを特徴とする。
この構成により、遠隔監視ができ、複数のギャップフィラー装置の一括管理が可能となる。そして、急に受信アンテナが電波を受信できなくなっても、管理者に夫れを速やかに認識させることができ、スムーズな対応が可能となる。更に、一括管理することで、管理コストも削減できる。

このように、本発明によれば、受信信号が無い時に、雑音成分のみ増幅して再送信するようなことがなくなり、周囲の電波設備や受信装置に悪影響を及ぼすことがない。
また、報知手段の動作により、受信信号が無いことを速やかに認識できる。

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係るギャップフィラー装置の第１の実施形態を示す回路ブロック図であり、１は受信アンテナ１１が受信した衛星信号を入力する入力端子、２は再送信アンテナ１２に再送信信号を出力する出力端子であり、その間に再送信信号を創出する信号処理回路１３が設けられ、３は信号処理回路を制御する制御部、１４は報知手段、１５は遠隔監視装置としての受信装置を示している。

信号処理回路１３は、５段から成る増幅回路４ａ〜４ｅを有し、そのうちの２段目の増幅回路４ｂは利得変更可能な可変増幅回路となっている。また、入力段及び出力段に帯域外のノイズを除去するためのバンドパスフィルタ５ａ，５ｂが設けられ、６ａ，６ｂは可変減衰器、７は固定減衰器、８ａは入力信号検出手段としての第１カプラ、８ｂは出力信号検出手段としての第２カプラである。
そして、９ａは第１カプラ８ａが検出した高周波信号を直流電圧に変換する検波回路、９ｂは第２カプラ８ｂが検出した高周波信号を直流電圧に変換する検波回路であり、直流電圧に変換された検出信号は制御部３に入力される。また、制御部３は、可変増幅回路４ｂ及び２つの可変減衰器６ａ，６ｂを制御し、報知手段１４を報知動作させるよう構成されている。
また、報知手段１４は、ＬＥＤにより発光報知する表示部１４ａと無線送信する送信部１４ｂを有し、受信装置１５は送信部１４ｂが発する無線信号を受けて報知動作する。

図２は制御部３の要部を示している。図において、１７はＣＰＵであり、ＣＰＵ１７は、第１カプラ８ａから受信信号情報が入力され、第２カプラ８ｂからの再送信信号情報が入力される。そして、この信号を受けて２つの可変減衰器６ａ，６ｂ、可変増幅回路４ｂを制御して、報知手段１４に報知信号を出力するよう構成されている。なお、第１及び第２カプラ８ａ，８ｂから送られてくる信号は、Ａ／Ｄ変換回路１８ａ，１８ｂでデジタルデータに変換されて、ＣＰＵ１７に入力される。また、各制御信号はＤ／Ａ変換回路１９ａ〜１９ｃでアナログ信号に変換されて出力される。

このように構成されたＣＰＵ１７は、次のように動作するようプログラムされている。まず、検出した信号に対する基準値が２つ設定されている。このうち第１の基準値は、入力雑音レベルより僅かに大きいレベルに設定された入力レベル基準値Ｓｉであり、入力された受信信号の最小値を判別する為のものである。また、第２の基準値は、再送信信号として最適な出力レベルに設定入力された出力レベル基準値Ｓｏであり、出力信号があるか判別する為のものである。

そして、ＣＰＵ１７は、第１カプラ８ａにより検出された受信信号と入力レベル基準値Ｓｉと比較すると共に、可変増幅回路４ｂの利得を変えて第２カプラ８ｂにより検出された出力信号（再送信信号）と出力レベル基準値Ｓｏを比較する。この比較動作は数百ｍｓ毎に交互に実行され、入力信号レベルが入力レベル基準値Ｓｉより小さく、且つ増幅回路の利得を変えても出力信号レベルが出力レベル基準値Ｓｏに略一致することがなければ、入力信号無しと判断して可変減衰器６ａ，６ｂの減衰量を最大にすると共に、可変増幅回路４ｂの利得を最小にする。そして、報知手段１４の動作信号を出力する。
この動作信号を受けて、報知手段１４は、表示部１４ａを発光表示させると共に、送信部１４ｂにより受信信号が無いことを無線送信する。また、受信装置１５は、送信部１４ｂの送信信号を受けて受信動作し、ブザー音等で報知動作する。

このように、受信信号が無い時に、雑音成分のみ増幅して再送信するようなことがなくなるので、周囲の電波設備や受信装置に悪影響を及ぼすことがない。そして、表示部により入力信号が無いことを容易に認識できる。更に、受信装置を用いて入力信号無しの情報を無線で知ることができるので、複数のギャップフィラー装置を監視センター等で遠隔監視することが可能となり、僅かな管理コストで信号が遮断された際の速やかな対応が可能となる。
特に、遠隔監視する構成は、地上波放送や別途設けたギャップフィラー装置から送信される信号を受信して再送信する形態に対して、大型看板等の遮蔽物の設置により急に受信できなくなった場合に有効に活用でき、速やかに認識できるので利用者への迷惑を最小限に抑えることが可能となる。

図３は、ギャップフィラー装置の第２の実施形態を示す回路ブロック図であり、図１と同一の構成部材に対しては同一の符号を付与して説明を省略する。図に示すように、図１の構成に対して再送信信号を検出する第２カプラ及びそれに付随する検波回路等がない以外は同一の構成であり、受信信号のみ検出して受信信号の有無を判断している。
そして、この実施形態の制御部３のＣＰＵ１７は次のように動作するようプログラムされている。入力雑音レベルより僅かに大きいレベルで入力レベル基準値Ｓｉが設定され、この基準値Ｓｉと第１カプラ８ａにより検出した受信信号を比較し、受信信号レベルが入力レベル基準値Ｓｉより小さければ、入力無しと判断して、可変減衰器６ａ，６ｂの減衰量を最大にすると共に、可変増幅回路４ｂの利得を最小にする。そして、報知手段１４の動作信号を出力する。

このように、受信信号レベルを検出するだけでも、受信信号無しを判断して所定の処置をするため、雑音成分のみ増幅して再送信するようなことがないし、管理者は速やかに対応することができる。更に、図１の構成に比べて少ない回路構成で実施できる。但し、検出する受信信号レベルは小さなレベルであるため、精度良く判定するのは難しい。

ところで、上記ギャップフィラー装置の第１及び第２の実施形態では、受信信号が無いと判断（以下、停波と言う）し、可変減衰器６ａ，６ｂの減衰量を最大にすると共に、可変増幅器４ｂの利得を最小にすることで、雑音成分のみ増幅して再送信することは防止できる。しかし、受信信号が正常に復旧した際、再起動する必要があり、メンテナンス作業の煩雑さが問題となっていた。

そこで、この問題を解決するために、第１及び第２の実施形態の制御部３には、再送信信号レベルを所望の出力レベルに一致するように、自発的に自動復旧動作させる機能を設けることもできる。この再送信信号レベルの自動復旧機能は、ＣＰＵ１７が実行するプログラムにより実現される。すなわち、自動復旧機能は、ＣＰＵ１７によって、可変増幅回路４ｂの利得を最小にしてから数百ｍｓ経過後に、第１カプラ８ａで検出した受信信号レベルと入力レベル基準値Ｓｉとを比較し、受信信号レベルが入力レベル基準値Ｓｉより高い場合、可変減衰器６ａ，６ｂの減衰量及び可変増幅回路４ｂの利得を変化させて再送信信号レベルを出力レベル基準値Ｓｏに略一致させるように動作可能に構成されるものである。
そして、ＣＰＵ１７は、再送信信号レベルを出力レベル基準値Ｓｏに設定後、自動復旧動作を終了し、再び受信信号の停波の発生を監視する。

この構成の自動復帰機能によれば、受信信号が無いとの判断に基づき、制御部３のＣＰＵ１７が可変増幅回路４ｂの利得を最小にして再送信信号の出力を停止した場合であっても、その後、受信信号の有無を判断して有ると判断した時には、再送信信号を所望の出力レベル基準値Ｓｏに略一致するように自発的（自動的）に復旧させ、出力させることができる。よって、例えばギャップフィラー装置の再起動等、従来必要だった手動による復旧作業の手間を省くことができ、ギャップフィラー装置のメンテナンスフリー化が可能となる。

図４は、ギャップフィラー装置の第３の実施形態を示す回路ブロック図であり、図１と同一の構成部材に対しては同一の符号を付与して説明を省略する。図に示すように、図１の構成に対して受信信号を検出する第１カプラ及びそれに付随する検波回路等がない以外は同一の構成であり、再送信信号のみ検出して受信信号の有無を判断している。
そして、この実施形態の制御部３のＣＰＵは次のように動作するようプログラムされている。再送信信号として最適な出力レベルに出力レベル基準値Ｓｏが設定され、可変増幅回路４ｂの利得を変えて第２カプラ８ｂにより検出された出力信号と出力レベル基準値Ｓｏを比較し、可変増幅回路４ｂの利得を変えても出力信号レベルが出力レベル基準値Ｓｏに略一致することがなければ、入力信号無しと判断して可変減衰器６ａ，６ｂの減衰量を最大にすると共に、可変増幅回路４ｂの利得を最小にする。そして、報知手段１４の動作信号を出力する。

このように、再送信信号レベルを検出するだけでも、受信信号無しを判断して所定の処置をするため、雑音成分のみ増幅して再送信するようなことがないし、管理者は速やかに対応することができる。更に、図１の構成に比べて少ない回路構成で実施できる。但し、再送信信号レベルのみで判断するとき、出力レベル基準値と成らない場合として、他に装置の発振が考えられるが、増幅回路の利得を最小にすることで、装置自体や周囲の受信設備への悪影響を抑えることができる。

尚、上記実施形態は、何れも受信信号と同一の周波数で再送信するギャップフィラー装置を示しているが、受信信号と再送信信号の周波数が異なる場合は、受信して周波数変換された信号が入力端子に入力される。
また、報知手段１４の無線送信形態は、公衆の携帯電話回線を利用しても良く、この場合、送信部を携帯電話、受信装置を携帯情報端末（ＰＤＡ）とすると、既存の機器を用いて遠隔監視ができる。
更に、入力信号が無い場合、可変減衰器と可変増幅回路の双方を操作しているが、可変増幅回路の利得を最小にするだけでも効果的であるし、逆に可変減衰器と可変増幅回路の操作に加えて増幅回路の電源をオフする操作を加えると、無駄な電力を消費することもない。

また、入力信号を比較する入力レベル基準値Ｓｉを複数段階設定すると共に、報知手段１４の表示部１４ａによる表示動作も、それに合わせて複数段階の表示動作をさせれば、受信アンテナ１１を設置する際、設置場所の決定やその方向調整に、表示部１４ａの表示を頼りに進めることで、別途測定器を用いることなく最良の設置状態を容易に得ることができる。更に、この場合、受信アンテナ１１に、測定器接続用のテストポイント（例えば、Ｎ型コネクタ）を設ける必要が無くなり、構成を簡略化できる。

本発明に係るギャップフィラー装置の第１の実施形態を示す回路ブロック図である。図１の制御部のブロック図である。本発明に係るギャップフィラー装置の第２の実施形態を示す回路ブロック図である。本発明に係るギャップフィラー装置の第３の実施形態を示す回路ブロック図である。

符号の説明

１・・入力端子、２・・出力端子、３・・制御部、４ｂ・・可変増幅回路（増幅回路）、６ａ，６ｂ・・可変減衰器、８ａ・・第１カプラ（入力信号検出手段）、８ｂ・・第２カプラ（出力信号検出手段）、１１・・受信アンテナ、１２・・再送信アンテナ、１４・・報知手段、１４ａ・・表示部、１４ｂ・・送信部、１５・・受信装置（遠隔監視装置）、１７・・ＣＰＵ。

Claims

衛星信号或いは地上波信号を受信する受信アンテナと、受信した信号を増幅する増幅回路と、該増幅回路を制御して再送信信号を送出させる制御部と、再送信信号を放射する再送信アンテナを有するギャップフィラー装置において、
受信信号レベルを検出する入力信号検出手段と、再送信信号レベルを検出する出力信号検出手段と、報知手段とを有し、
前記制御部は、入力信号検出手段が検出した信号レベルを比較する入力レベル基準値、及び前記出力信号検出手段が検出した信号レベルを比較する出力レベル基準値を有し、検出した入力信号レベルが入力レベル基準値より低く、且つ増幅回路の利得を変化させても検出した再送信信号レベルが出力レベル基準値に略一致することがない時に、前記増幅回路の利得を最小にすると共に報知手段を報知動作させることを特徴とするギャップフィラー装置。
衛星信号或いは地上波信号を受信する受信アンテナと、受信した信号を増幅する増幅回路と、該増幅回路を制御して再送信信号を出力させる制御部と、再送信信号を放射する再送信アンテナを有するギャップフィラー装置において、
受信信号レベルを検出する入力信号検出手段と、報知手段とを有し、
前記制御部は、入力信号検出手段が検出した信号レベルを比較する入力レベル基準値を有し、検出した信号レベルが入力レベル基準値より低い時に、前記増幅回路の利得を最小にすると共に報知手段を報知動作させることを特徴とするギャップフィラー装置。
制御部は、増幅回路の利得を最小にしてから所定時間経過後に、入力信号検出手段で検出した受信信号レベルと入力レベル基準値とを比較し、受信信号レベルが入力レベル基準値より高い場合、増幅回路の利得を変化させて再送信信号レベルを出力レベル基準値に略一致させることを特徴とする請求項１又は２に記載のギャップフィラー装置。
衛星信号或いは地上波信号を受信する受信アンテナと、受信した信号を増幅する増幅回路と、該増幅回路を制御して再送信信号を出力させる制御部と、再送信信号を放射する再送信アンテナを有するギャップフィラー装置において、
再送信信号レベルを検出する出力信号検出手段と、報知手段とを有し、
前記制御部は、前記出力信号検出手段が検出した信号レベルを比較する出力レベル基準値を有し、前記増幅回路の利得を変化させても、検出した信号レベルが前記出力レベル基準値に略一致する状態を得ることができない時に、前記増幅回路の利得を最小にすると共に報知手段を報知動作させることを特徴とするギャップフィラー装置。
報知手段は無線送信手段を有し、別途設けた受信手段により前記無線送信手段の無線による報知動作を受信可能とする請求項１乃至４の何れかに記載のギャップフィラー装置。