JP2005286724A

JP2005286724A - テレビ放送再送信装置

Info

Publication number: JP2005286724A
Application number: JP2004098343A
Authority: JP
Inventors: Kentaro Yamamoto; 健太郎山本; Makoto Watanabe; 真渡辺
Original assignee: Yagi Antenna Co Ltd
Current assignee: Yagi Antenna Co Ltd
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2005-10-13

Abstract

【課題】広いダイナミックレンジ有する高周波入力に対して低雑音、低歪みでＡＧＣ動作を行なうことができるテレビ放送再送信装置を提供する。
【解決手段】受信ユニット１２ａ〜１２ｎは、ＩＦアンプ３１の出力信号の一部を分岐器３２で分岐し、ＡＧＣ用検波器３４を介してＭＰＵ３５に入力する。ＭＰＵ３５は、ＡＧＣ用検波器３４で検波された信号に基づいてＲＦ増幅部に対するＡＧＣコントロール信号ＡＧＣ−１及びＩＦ増幅部に対するＡＧＣコントロール信号ＡＧＣ−２を生成し、アッテネータ２３、２７の減衰量を調整する。この場合、ＭＰＵ３５は、ＲＦ信号が設定レベル以下では、ＡＧＣ−１を一定値に保持すると共にＡＧＣ−２をＲＦ信号のレベルに応じて変化させる。また、ＭＰＵ３５は、ＲＦ信号が設定レベルより大きい場合には、ＡＧＣ−１をＲＦ信号のレベルに応じて変化させると共にＡＧＣ−２を一定値に保持する。
【選択図】図２

Description

本発明は、地上デジタルテレビ放送を受信して難視聴地域へ再送信するテレビ放送再送信装置に関する。

地上デジタルテレビ放送（ＩＳＤＢ−Ｔ：Terrestrial Integrated Services Digital Broadcasting）は、２００３年から関東、近畿及び中京広域圏で既に放送が開始され、また、２００６年までにその他の地域で放送開始が予定されている。そして、現在、行なわれていアナログテレビ放送は２０１１年に終了し、地上デジタルテレビ放送への移行が完了する予定となっている。

地上デジタルテレビ放送では、例えばＵＨＦ等の周波数の高い電波が使用されるので、電波の回折が殆どなく、高いビルなどの障害物があると電波が遮られてしまい、サービスエリアの一部に電波を受信し難い地域を生じる。例えば図５に示すように送信局１から送信した電波は、都市部では高いビル２などの障害物により遮られ、また、山間部では山３などの障害物により遮られ、送信電波を受信し難い都市部難視聴地域４、山間部難視聴地域５等を生じる。

このような都市部難視聴地域４や山間部難視聴地域５を無くすために、都市部ではビル２の屋上等にテレビ放送再送信装置６を設置し、また、山間部では山３の頂上等にテレビ放送再送信装置６を設置し、送信局１からの電波を受信アンテナ７で受信し、増幅した後、送信アンテナ８により都市部難視聴地域４や山間部難視聴地域５へ再送信するシステムが考えられている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−１３４０２０号公報

上記テレビ放送再送信装置を山間部あるいは半島などに設置して使用する場合、昼間あるいは夜間等で受信信号のレベル変動が大きい場合がある。特にテレビ放送再送信装置を半島に設置して使用する場合で、対岸から湾を介して送られてくるテレビ電波を受信するような場合には、海上の状態によってフェージングが発生し、受信信号のレベル変動が大きくなる。テレビ放送再送信装置では、増幅部にＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路を設け、受信信号が変動しても一定の出力レベルが得られるようにしているが、レベル変動が大きい信号、すなわちダイナミックレンジが広い信号に対しては十分に対応できないという問題がある。

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、広いダイナミックレンジ有する高周波入力に対して低雑音、低歪みでＡＧＣ動作を行なうことができるテレビ放送再送信装置を提供することを目的とする。

本発明は、各チャンネル別のテレビ放送波をそれぞれ受信し増幅して出力する複数の受信ユニットを備えたテレビ放送再送信装置において、
前記各受信ユニットは、受信した高周波信号を増幅する高周波増幅部と、前記高周波増幅部で増幅された信号を中間周波信号に変換する周波数変換部と、前記周波数変換部で変換された中間周波信号を増幅する中間周波増幅部と、前記中間周波増幅部から出力される信号のレベルが一定となるように前記高周波増幅部及び中間周波増幅部の利得を制御するＡＧＣ制御手段とを具備し、
前記ＡＧＣ制御手段は、受信した高周波信号のレベルが予め設定したレベル以下では高周波増幅部の利得を一定に保持すると共に中間周波増幅部の利得を受信信号に応じて制御し、受信した高周波信号のレベルが予め設定したレベルより大きい場合には高周波増幅部
の利得を受信信号に応じて制御すると共に中間周波増幅部の利得を一定に保持することを特徴とする。

本発明によれば、高周波増幅部及び中間周波増幅部を備えた受信ユニットにおいて、高周波入力の弱いレベルでは中間周波増幅部の利得を制御することで搬送波のＣ／Ｎを良好に保つことができ、また、高周波入力の強いレベルでは高周波増幅部の利得を制御することで歪みの発生を防止することができる。この結果、広いダイナミックレンジ有する高周波入力に対して低雑音、低歪みでＡＧＣ制御動作を行なうことができる。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るテレビ放送再送信装置の全体の構成を示すブロック図である。図１において、１１は入力フィルタで、受信アンテナ（図示せず）で受信したテレビ放送波が入力端子１０を介して入力される。入力フィルタ１１は、地上デジタル放送、例えば４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚのＵＨＦ−ＴＶ帯域中の指定帯域６ＭＨｚ×ｎチャンネルの信号を選択して対応する受信ユニット１２ａ〜１２ｎに入力する。

受信ユニット１２ａ〜１２ｎは、それぞれ異なるチャンネルのテレビ放送波を受信するもので、入力フィルタ１１から入力されたＲＦ信号（高周波信号）をＩＦ信号（中間周波信号）に変換して増幅し、その後、再び元のチャンネルの周波数に変換して出力する。また、受信ユニット１２ａ〜１２ｎは、詳細を後述するように、ＲＦ増幅部（高周波増幅部）及びＩＦ増幅部（中間周波増幅部）にてＡＧＣ制御を行ない、ＲＦ信号が変動した場合でも安定した信号出力が得られるようにしている。この場合、ＲＦ入力の弱いレベルにおいては、搬送波のＣ／Ｎ（Carrier to Noise ratio）を確保するために雑音指数（ＮＦ特性）を重視し、ＡＧＣの利得制御をＩＦ増幅部で行なう。また、ＲＦ入力の強いレベルにおいては、ＲＦ増幅部で歪み特性が劣化しないようにＡＧＣの利得制御をＲＦ増幅部で行なう。上記ＡＧＣ制御は、例えばデジタル変調信号に対応した平均値動作方式が用いられる。

そして、上記受信ユニット１２ａ〜１２ｎから出力されるＲＦ信号は、ＲＦフィルタ１３によりチャンネル別に取り出されて混合され、例えば１００ＭＨｚ程度の広帯域増幅特性を有するＲＦ終段増幅器１４に入力される。

ＲＦ終段増幅器１４で増幅された各チャンネルのＲＦ信号は、出力フィルタ１５を介して出力端子１６から送信アンテナ（図示せず）へ送られ、この送信アンテナから難視聴地域へ向けて再送信される。

次に、上記受信ユニット１２ａ〜１２ｎの詳細な構成について図２を参照して説明する。
上記図１に示した入力フィルタ１１からの信号は、入力端子２１よりＲＦアンプ２２及び例えばピンダイオードを用いたアッテネータ（ＡＴＴ）２３からなるＲＦ増幅部に入力される。

上記アッテネータ２３でレベル調整されたＲＦ信号は、入力ミキサ２４に入力される。また、この入力ミキサ２４には、例えばＰＬＬを用いて構成した局部発振器２５から局部発振信号が入力されている。上記アッテネータ２３でレベル調整されたＲＦ信号は、入力ミキサ２４でＩＦ信号（中間周波信号）に変換される。すなわち、上記入力ミキサ２４は、局部発振器２５から与えられる所定周波数の局部発振信号によって、予め指定されたチャンネルのＲＦ信号をＩＦ信号に変換する。

上記入力ミキサ２４で変換されたＩＦ信号は、ＩＦアンプ２６及び例えばピンダイオードを用いたアッテネータ（ＡＴＴ）２７からなるＩＦ増幅部に入力される。上記アッテネータ（ＡＴＴ）２７でレベル調整された信号は、ＳＡＷフィルタ２８、ＩＦアンプ２９、ＳＡＷフィルタ３０、ＩＦアンプ３１、分岐器３２を介して出力ミキサ３３に入力される。

また、上記ＩＦアンプ３１から出力されるＩＦ信号の一部は分岐器３２で分岐され、ＡＧＣ用検波器３４を介してＭＰＵ３５に入力される。ＭＰＵ３５は、ＡＧＣ用検波器３４で検波されたＩＦ信号のレベルに応じてＲＦ増幅部に対するＡＧＣコントロール信号ＡＧＣ−１を生成すると共に、ＩＦ増幅部に対するＡＧＣコントロール信号ＡＧＣ−２を生成し、ＲＦ増幅部のアッテネータ２３、ＩＦ増幅部のアッテネータ２７にそれぞれ入力する。すなわち、ＭＰＵ３５は、ＩＦアンプ３１から常に一定レベルのＩＦ信号が出力されるようにＲＦ増幅部のアッテネータ２３及びＩＦ増幅部のアッテネータ２７の減衰量を調整する。この場合、ＭＰＵ３５は、詳細を後述するように入力端子２１に入力されるＲＦ信号のレベルに応じてＲＦ増幅部に対するＡＧＣコントロール信号ＡＧＣ−１とＩＦ増幅部に対するＡＧＣコントロール信号ＡＧＣ−２の制御特性を異ならせている。

また、上記ＭＰＵ３５は、局部発振器２５の発振周波数を制御し、予め設定された所定周波数の信号が出力ミキサ２４、３３に入力されるようにする。

そして、上記出力ミキサ３３は、ＩＦアンプ３１から分岐器３２を介して入力されるＩＦ信号を局部発振器２５からの局部発振信号とミックスすることによって元のチャンネルの周波数に変換し、ＲＦアンプ３６を介して出力端子３７に出力する。

図３は、上記ＭＰＵ３５のＡＧＣ制御特性を示したもので、横軸にＲＦ入力レベル（ｄＢｍ）を取り、縦軸にＲＦ増幅部及びＩＦ増幅部の利得（ｄＢ）を取って示した。また、図中の符号ａはＲＦ増幅部に対するＡＧＣコントロール信号ＡＧＣ−１の制御特性、符号ｂはＩＦ増幅部に対するＡＧＣコントロール信号ＡＧＣ−２の制御特性、符号ｃは両者の総合特性を示している。

ＭＰＵ３５は、入力端子２１に入力されるＲＦ信号が予め設定したレベル例えば−４５ｄｂｍ以下の弱いレベルでは、ＲＦ増幅部に対するＡＧＣコントロール信号ＡＧＣ−１を上記特性ａに示したように一定値に保ってＲＦ増幅部の利得を一定に保持すると共に、ＩＦ増幅部に対するＡＧＣコントロール信号ＡＧＣ−２を上記特性ｂに示すようにＲＦ信号のレベルに応じて変化させ、ＩＦ増幅部の利得を制御する。また、ＭＰＵ３５は、ＲＦ信号が予め設定したレベル例えば−４５ｄＢｍより大きい場合、すなわち強いレベルでは、ＲＦ増幅部に対するＡＧＣコントロール信号ＡＧＣ−１をＲＦ信号のレベルに応じて変化させ、ＲＦ増幅部の利得を制御すると共に、ＩＦ増幅部に対するＡＧＣコントロール信号ＡＧＣ−２を一定値に保ってＩＦ増幅部の利得を一定に保持する。

上記ＡＧＣコントロール信号ＡＧＣ−１の特性ａと、ＡＧＣコントロール信号ＡＧＣ−２の特性ｂを総合すると直線的な特性ｃとなり、この特性ｃに基づいてＲＦ増幅部のアッテネータ２３及びＩＦ増幅部のアッテネータ２７が制御され、ＩＦアンプ３１の出力信号レベルが一定に保持される。

上記のようにＲＦ入力の弱いレベルではＩＦ増幅部の利得を制御することにより、搬送波のＣ／Ｎを良好に保つことができ、また、ＲＦ入力の強いレベルでは、ＲＦ増幅部の利得を制御することによって歪みの発生を防止することができる。この結果、広いダイナミックレンジ有する高周波入力に対して低雑音、低歪みでＡＧＣ制御動作を行なうことができる。

なお、上記の例では、ＭＰＵ３５は、ＲＦ信号のレベルが−４５ｄＢｍより高いか低いかによってＡＧＣコントロール信号ＡＧＣ−１、ＡＧＣ−２により制御特性を切替えるようにしたが、制御特性の切替えは−４５ｄＢｍに限定されるものではなく、任意の値に設定し得るものである。

次に上記ＩＦ増幅部におけるＩＦアンプ２６及びアッテネータ２７と、そのＡＧＣ制御系統の構成例について図４を参照して説明する。図４は、ＩＦアンプ２６及びアッテネータ２７を２段構成とした場合の例について示したものである。すなわち、２段のＩＦアンプ２６ａ、２６ｂ及びアッテネータ２７ａ、２７ｂを設けている。

上記初段のＩＦアンプ２６ａには、図２の入力ミキサ２４で周波数変換されたＩＦ信号が入力端子４１及びＩＦフィルタ４２を介して入力される。上記ＩＦアンプ２６ａで増幅された信号は、コンデンサ４３を介してアッテネータ２７ａに入力され、その出力信号がコンデンサ４４を介して次段のＩＦアンプ２６ｂに入力される。このＩＦアンプ２６ｂで増幅された信号は、コンデンサ４５を介してアッテネータ２７ｂに入力され、その出力信号がコンデンサ４６及びＩＦフィルタ４７を介して出力端子４９から出力され、図２に示したＳＡＷフィルタ２８へ送られる。

上記アッテネータ２７ａ、２７ｂは、ＡＧＣ制御系の電圧比較回路５０から与えられるＡＧＣ信号によって減衰量が制御される。
上記電圧比較回路５０は、例えばＮＰＮ形のトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２及びコンパレータ５１を主体として構成される。コンパレータ５１の＋入力端子には、図２に示したＭＰＵ３５から送られてくるＡＧＣコントロール信号ＡＧＣ−２が抵抗５２を介して入力される。

また、コンパレータ５１の＋入力端子と接地間には、ＡＧＣ調整用の可変抵抗５３が設けられる。コンパレータ５１の−入力端子は、抵抗５４を介して接地され、一定の基準電位に保持される。また、コンパレータ５１の出力端子と−入力端子との間には、抵抗５５及びコンデンサ５６を並列接続した負帰還回路が設けられる。

コンパレータ５１は、−入力端子の基準電位と＋入力端子に入力されるＡＧＣコントロール信号ＡＧＣ−２とを比較し、そのレベル差に応じたＡＧＣ信号を出力する。このコンパレータ５１の出力信号は、抵抗５７、５８を介してトランジスタＴｒ２のベースに入力される。上記抵抗５７、５８の接続点と接地間には、抵抗５９及びコンデンサ６０の並列回路が設けられる。

そして、上記トランジスタＴｒ２のコレクタから取り出されるＡＧＣ信号は、ＡＧＣライン６２を介してアッテネータ２７ａ、２７ｂへ供給される。また、このＡＧＣライン６２には、動作電圧調整回路６１で調整された信号がダイオードＤ５を介して供給される。

また、上記トランジスタＴｒ２のエミッタ及びトランジスタＴｒ１のコレクタには、＋Ｖの電源ラインより動作電圧が供給される。このトランジスタＴｒ１のコレクタと接地間にＡＧＣ調整用の可変抵抗６３が接続され、この可変抵抗６３の摺動端子から出力される電圧が抵抗６４を介してトランジスタＴｒ１のベースに供給される。そして、このトランジスタＴｒ１のエミッタから出力される信号がアッテネータ２７ａ、２７ｂに供給される。

上記動作電圧調整回路６１には、ＮＰＮ形のトランジスタＴｒ３が設けられ、そのコレクタに上記＋Ｖの電源ラインより動作電圧が供給される。また、上記＋Ｖの電源ラインは、コンデンサ６５を介して接地されると共に、抵抗６６、可変抵抗６７、抵抗６８を直列接続した分圧回路が設けられ、可変抵抗６７の摺動端子から出力される分圧電圧がトランジスタＴｒ３のベースに供給される。そして、このトランジスタＴｒ３のエミッタから出力される信号がダイオードＤ５を介してＡＧＣライン６２に供給される。

上記アッテネータ２７ａは、ピンダイオードＤ１〜Ｄ４を用いて構成され、ピンダイオードＤ１、Ｄ２のアノード間が接続されると共に、ピンダイオードＤ３、Ｄ４のアノード間が接続される。そして、前段のＩＦアンプ２６ａから出力されるＩＦ信号がコンデンサ４３を介してピンダイオードＤ１、Ｄ３のカソードに入力され、ピンダイオードＤ２、Ｄ４のカソードから出力される信号がコンデンサ４４を介してＩＦアンプ２６ｂへ送られる。

上記ピンダイオードＤ１、Ｄ２のアノードには、上記電圧比較回路５０のトランジスタＴｒ２からＡＧＣライン６２を介して供給されるＡＧＣ信号が抵抗７３及び高周波コイル７４を介してバイアス電圧として与えられる。上記抵抗７３と高周波コイル７４の接続点は、コンデンサ７５を介して接地される。また、ピンダイオードＤ３、Ｄ４のアノードには、上記電圧比較回路５０のトランジスタＴｒ１のエミッタから出力される信号が抵抗７６を介してバイアス電圧として与えられる。また、ピンダイオードＤ３、Ｄ４のアノードは、コンデンサ７７を介して接地される。

そして、上記ピンダイオードＤ１、Ｄ３のカソードは、高周波コイル７８及び抵抗７９を直列に介して接地され、この抵抗７９に並列にコンデンサ８０が接続される。また、上記ピンダイオードＤ２、Ｄ４のカソードは、高周波コイル８１及び抵抗８２を直列に介して接地され、この抵抗８２に並列にコンデンサ８３が接続される。

アッテネータ２７ｂは、上記アッテネータ２７ａと同様の構成であるので詳細な説明は省略する。上記アッテネータ２７ｂには、ＩＦアンプ２６ｂから出力されるＩＦ信号がコンデンサ４５を介してピンダイオードＤ１、Ｄ３のカソードに入力され、ピンダイオードＤ２、Ｄ４のカソードから出力される信号がコンデンサ４６及びＩＦフィルタ４７を介して出力端子４８へ送られる。

上記の構成において、電圧比較回路５０のコンパレータ５１は、＋入力端子に入力されるＭＰＵ３５からのＡＧＣコントロール信号ＡＧＣ−２と−入力端子の基準電位とを比較し、そのレベル差に応じた信号を出力する。このコンパレータ５１の出力信号は、トランジスタＴｒ２で増幅され、コレクタからＡＧＣライン６２を介してアッテネータ２７ａ、２７ｂへ送られ、それぞれ抵抗７３及び高周波コイル７４を介してピンダイオードＤ１、Ｄ２のアノードに入力され、そのバイアス電圧を変化させる。これによりピンダイオードＤ１、Ｄ２のインピーダンスが変化し、アッテネータ２７ａ、２７ｂを通過する信号のレベルが制御される。

上記コンパレータ５１に対するＡＧＣコントロール信号ＡＧＣ−２の入力レベルは、可変抵抗５３によって調整することができる。
また、電圧比較回路５０のトランジスタＴｒ２のコレクタが接続されているＡＧＣライン６２の電位は、動作電圧調整回路６１の可変抵抗６７を調整することで、任意に設定することができる。

更に、トランジスタＴｒ１のエミッタ出力電圧は、可変抵抗６３によりベース電圧を調整することで任意に設定することができる。上記Ｔｒ１のエミッタ出力電圧によってアッテネータ２７ａ、２７ｂのピンダイオードＤ３、Ｄ４のバイアス電圧が変化するので、ピンダイオードＤ３、Ｄ４を通過する信号のレベルを任意に設定することができる。

上記のように電圧比較回路５０の可変抵抗５３、６３、及び動作電圧調整回路６１の可変抵抗６７によってアッテネータ２７ａ、２７ｂの動作レベルを微細に調整することができる。

なお、上記図４では、ＩＦ増幅部におけるアッテネータ２７（２７ａ、２７ｂ）及びＡＧＣ制御系統について詳細を示したが、ＲＦ増幅部におけるアッテネータ２３及びＡＧＣ制御系統においても同様にして構成することができる。

また、上記実施形態では、ＭＰＵ３５においてＡＧＣ制御を行なう場合、ＲＦ増幅部のアッテネータ２３及びＩＦ増幅部のアッテネータ２７の減衰量を制御するようにしたが、ＲＦアンプ２２及びＩＦアンプ２６の利得を制御するようにしてもよい。

また、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できるものである。

本発明の一実施形態に係るテレビ放送再送信装置の全体の構成を示すブロック図である。同実施形態における受信ユニットの詳細な構成を示すブロック図である。同実施形態におけるＡＧＣコントロール信号ＡＧＣ−１、ＡＧＣ−２の制御特性を示す図である。同実施形態におけるＩＦ増幅部のＩＦアンプ、アッテネータ及びＡＧＣ制御系統の構成例を示す図である。テレビ放送再送信装置による中継システム例を示す図である。

符号の説明

１…送信局、２…ビル、３…山、４…都市部難視聴地域、５…山間部難視聴地域、６…テレビ放送再送信装置、７…受信アンテナ、８…送信アンテナ、１０…入力端子、１１…入力フィルタ、１２ａ〜１２ｎ…受信ユニット、１３…ＲＦフィルタ、１４…ＲＦ終段増幅器、１５…出力フィルタ、１６…出力端子、２１…入力端子、２２…ＲＦアンプ、２３、２７…アッテネータ、２４…入力ミキサ、２５…局部発振器、２６、２６ａ、２６ｂ…ＩＦアンプ、２７、２７ａ、２７ｂ…アッテネータ、２８、３０…ＳＡＷフィルタ、２９、３１…ＩＦアンプ、３２…分岐器、３３…出力ミキサ、３４…ＡＧＣ用検波器、３５…ＭＰＵ、３６…ＲＦアンプ、３７…出力端子、５０…電圧比較回路、５１…コンパレータ、６１…動作電圧調整回路。

Claims

各チャンネル別のテレビ放送波をそれぞれ受信し増幅して出力する複数の受信ユニットを備えたテレビ放送再送信装置において、
前記各受信ユニットは、受信した高周波信号を増幅する高周波増幅部と、前記高周波増幅部で増幅された信号を中間周波信号に変換する周波数変換部と、前記周波数変換部で変換された中間周波信号を増幅する中間周波増幅部と、前記中間周波増幅部から出力される信号のレベルが一定となるように前記高周波増幅部及び中間周波増幅部の利得を制御するＡＧＣ制御手段とを具備し、
前記ＡＧＣ制御手段は、受信した高周波信号のレベルが予め設定したレベル以下では高周波増幅部の利得を一定に保持すると共に中間周波増幅部の利得を受信信号に応じて制御し、受信した高周波信号のレベルが予め設定したレベルより大きい場合には高周波増幅部の利得を受信信号に応じて制御すると共に中間周波増幅部の利得を一定に保持することを特徴とするテレビ放送再送信装置。