JP2006129378A - 時刻情報送受信装置、及び時刻情報送受信用集積回路 - Google Patents

Abstract

【課題】 発振を起こさずに、標準電波の受信を行いつつ、該受信した標準電波を増幅して、標準電波と同一周波数の搬送波で中継電波を送信する時刻情報送受信装置等を実現する。
【解決手段】 第１のアンテナＡＮＴ１で受信した標準電波の信号の位相を、中継電波として送信する際に反転して逆位相となるように調整し、位相が調整された信号を中継電波として第２のアンテナＡＮＴ２から送信するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、電波時計の時刻修正に用いられる標準電波を中継する中継器に適用して好適な、時刻情報送受信装置及び時刻情報送受信用集積回路に関する。

現在、各国（例えばドイツ、イギリス、スイス、日本等）において、時刻情報即ちタイムコード入りの標準電波が送出されている。我が国（日本）では２つの送信所（福島県及び佐賀県）より、４０ｋＨｚ及び６０ｋＨｚの搬送波を図１０に示すフォーマットのタイムコードで振幅変調した長波標準電波が送出されている。同図に示すように、タイムコードは、正確な時刻の分の桁が更新される毎即ち１分毎に、１周期６０秒のフレームで送出されている。

近年では、このようなタイムコード入り標準電波を受信してこれにより現在時刻データを修正する、いわゆる電波時計が実用化されている。電波時計は、所定時間毎に内蔵しているアンテナを介して標準電波を受信し、増幅変調してタイムコードを解読することにより現在時刻を修正している。

この種の電波時計は、設置場所により受信状態が異なり、例えば鉄骨住宅室内や地下室内などに設置される場合、標準電波の受信が不可能となることが多い。そこで、電波時計の設置場所の制限を解消するために、受信した標準電波を増幅し、中継電波として送出する中継器等の時刻情報送受信装置が知られている。電波時計は、中継器から送出される中継電波を受信することで、設置場所に制限されることなく時刻修正を行うことが可能となる。

このような時刻情報送受信装置としては、例えば、中継電波の送信時刻を電波時計における標準電波の受信時刻と異ならせることにより、中継電波と標準電波との電界強度が近くなっても時刻情報中継装置からの中継電波が妨害電波となることを最小限に抑止し、電波時計での時刻修正が確実に行われるようにした中継器が提案されている（例えば、特許文献１）。
また、中継電波の送信頻度を標準電波の受信頻度より多くすることにより、より確実に時刻修正が行われるようにした中継器が提案されている（例えば、特許文献２）。
特開２０００−７５０６４号公報 特開２０００−２３５０９１号公報

この特許文献１及び特許文献２に開示される中継器は、搬送周波数が標準電波と同一の中継電波を、電波時計における標準電波の受信時刻と異なる特定の時刻に送信するものである。ところが、特定の時刻に中継電波を送信するとする場合には、電波時計が、その特定の時刻に中継電波を受信できるように予め設定されている必要がある。

更に、特許文献１及び特許文献２の中継器は、標準電波を受信してから中継電波を送信するまでの間中継器内部において計時を行い、その計時に基づく時刻情報を送信することとなる。従って、そのような時刻情報に中継器内部での計時に因んだ誤差が含まれるのは避けられない。

そこで、電波時計における標準電波の受信時刻に、標準電波とは異なる搬送周波数で中継電波を送信する中継器を構成することも考えられるが、電波時計側が、標準電波と異なる周波数を受信可能な構成である必要がある。従って中継電波は、中継器が標準電波を受信すると同時に、標準電波と同一周波数の搬送波で送信されることが最も望ましい。

しかしながら、標準電波と同一周波数の搬送波で中継電波を送信するとなると、標準電波を受信すべき受信アンテナに送信する中継電波が回り込み、標準電波との間に発振を起こしてしまう可能性があり、受信した標準電波を単に増幅して送信するという中継器としての基本的な機能を果たすことが困難になり得るという問題があった。

本発明は以上の点を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、自己の送信した中継電波によって発振を起こさずに、標準電波の受信を行いつつ、該受信した標準電波を増幅して、標準電波と同一周波数の搬送波で中継電波を送信する時刻情報送受信装置、及び時刻情報送受信用集積回路を実現することである。

かかる課題を解決するため、請求項１に記載の時刻情報送受信装置は、第１及び第２のアンテナ（例えば、図１の受信アンテナＡＮＴ１）と、この第１のアンテナで受信した受信信号の位相を反転させると共に増幅を行う反転増幅手段（例えば、図１の位相調整回路９０３、送信電力増幅回路９０４）と、この反転増幅手段により位相が反転されると共に増幅された受信信号を中継電波として前記第２のアンテナ（例えば、図１の送信アンテナＡＮＴ２）から送信する制御を行う送信制御手段（例えば、図１の送信制御回路部９０）とを備えることを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の時刻情報送受信装置において、前記第１のアンテナで受信された受信信号と前記第２のアンテナから送信される中継電波とは、位相が互いに反転し、且つ、周波数が同一であることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の時刻情報送受信装置において、前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナは、棒状のコアにコイルが巻回されたバーアンテナで構成されていると共に、夫々のコアの軸方向が直交するように配置されていることを特徴とする。

また、請求項４に記載の時刻情報送受信装置（例えば、図４の中継器２、図８の腕時計１００、図９の腕時計２００）は、第１及び第２のアンテナ（例えば、図４の受信アンテナＡＮＴ１、図８の受信アンテナＡＮＴ１０１、図９の受信アンテナＡＮＴ２０１）と、この第１のアンテナで受信した受信信号から時刻情報を抽出する時刻情報抽出手段（例えば、図５、図６の受信制御回路部６０、図７の受信制御回路部６２）と、現在時刻を計時する計時手段（例えば、図５の計時回路部８０）と、前記時刻情報抽出手段によって抽出された時刻情報に基づいて前記計時手段によって計時されている現在時刻を修正する時刻修正手段（例えば、図５のＣＰＵ１０）と、前記第１のアンテナで受信した受信信号の位相を反転させると共に増幅を行う反転増幅手段（例えば、図６の位相調整回路９０３、送信電力増幅回路９０４）と、この反転増幅手段により位相が反転されると共に増幅された受信信号を中継電波として送信する制御を行うと共に前記第２のアンテナ（例えば、図４、図５、図６、図７の送信アンテナＡＮＴ２、図８の送信アンテナＡＮＴ１０２、図９の送信アンテナＡＮＴ２０２）から前記中継電波を送信する送信制御手段（例えば、図６、図７の送信制御回路部９０）とを備えることを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の時刻情報送受信装置において、前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナは、棒状のコアにコイルが巻回されたバーアンテナで構成されていると共に、夫々のコアの軸方向が直交するように配置されていることを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の時刻情報送受信装置において、前記第１のアンテナで受信された受信信号と前記送信制御手段により送信される中継電波とは、互いに位相が反転し、且つ、周波数が同一であることを特徴とする。

また、請求項７に記載の時刻情報送受信用集積回路は、受信した受信信号の位相を反転させると共に増幅を行う反転増幅回路（例えば、図１の位相調整回路９０３、送信電力増幅回路９０４）と、この反転増幅回路により位相が反転されると共に増幅された前記受信信号を中継電波として送信する制御を行う送信制御回路（例えば、図１の送信制御回路部９０）とを備えることを特徴とする。

また、請求項８に記載の時刻情報送受信用集積回路は、受信した受信信号から時刻情報を抽出する時刻情報抽出回路（例えば、図６の受信制御回路部６０、図７の受信制御回路部６２）と、現在時刻を計時する計時回路（例えば、図５の計時回路部８０）と、前記時刻情報抽出回路によって抽出された時刻情報に基づいて前記計時回路によって計時されている現在時刻を修正する時刻修正回路（例えば、図５のＣＰＵ１０）と、前記受信した受信信号の位相を反転させると共に増幅を行う反転増幅回路（例えば、図６の位相調整回路９０３、送信電力増幅回路９０４）と、この反転増幅回路により位相が反転されると共に増幅された前記受信信号を中継電波として送信する制御を行う送信制御回路（例えば、図６の送信制御回路部９０）とを備えることを特徴とする。

また、請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の時刻情報送受信用集積回路において、前記受信された受信信号と前記送信制御回路によって送信された中継電波とは、互いに位相が反転し、且つ、周波数が同一であることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、時刻情報送受信装置は、第１のアンテナで受信した受信信号の位相を反転させると共に増幅を行って中継電波として第２のアンテナから送信することができる。
これにより、送信された中継電波は第１のアンテナで受信した受信信号に対して位相が反転しているので、時刻情報の受信と中継電波の送信を同時に行った場合に、時刻情報抽出手段において受信信号から時刻情報を抽出する際に発振を起こすことなく確実に時刻情報を抽出することができる。

請求項２に記載の発明によれば、時刻情報送受信装置は、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏すると共に、第１のアンテナで受信された受信信号と第２のアンテナから送信される中継電波とは、位相が反転し、且つ、周波数が同一である。
これにより、時刻情報送受信装置は、中継電波を受信する為の特別な構成を必要としないため、回路規模の縮小、及びコスト削減を図ることが可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、時刻情報送受信装置は、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏すると共に、第１のアンテナと第２のアンテナとのコアの軸方向が直交するように前記第１のアンテナと第２のアンテナとを配置することができる。
これにより、第１のアンテナと第２のアンテナとの間の結合係数が小さい値となり、送信出力の一層高い中継電波を送信することが可能となる。

請求項４に記載の発明によれば、時刻情報送受信装置は、第１のアンテナで受信した受信信号の位相を反転させると共に増幅を行って中継電波として第２のアンテナから送信することができる。
これにより、送信された中継電波は第１のアンテナで受信した受信信号に対して位相が反転しているので、時刻情報の受信と中継電波の送信を同時に行った場合に、時刻情報抽出手段において受信信号から時刻情報を抽出する際に発振を起こすことなく確実に時刻情報を抽出することができる。

請求項５に記載の発明によれば、時刻情報送受信装置は、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏すると共に、第１のアンテナと第２のアンテナとのコアの軸方向が直交するように前記第１のアンテナと第２のアンテナとを配置することができる。
これにより、第１のアンテナと第２のアンテナとの間の結合係数が小さい値となり、送信出力の一層高い中継電波を送信することが可能となる。

請求項６に記載の発明によれば、時刻情報送受信装置は、請求項４に記載の発明と同様の効果を奏すると共に、第１のアンテナで受信された受信信号と送信制御手段により送信される中継電波とは、位相が反転し、且つ、周波数が同一である。
これにより、時刻情報送受信装置は、中継電波を受信する為の特別な構成を必要としないため、回路規模の縮小、及びコスト削減を図ることが可能となる。

請求項７に記載の発明によれば、時刻情報送受信用集積回路は、受信した受信信号の位相を反転させると共に増幅を行って中継電波として送信することができる。
これにより、送信された中継電波は受信した受信信号に対して位相が反転しているので、時刻情報の受信と中継電波の送信を同時に行った場合に、時刻情報抽出回路において受信信号から時刻情報を抽出する際に発振を起こすことなく確実に時刻情報を抽出することができる。

請求項８に記載の発明によれば、時刻情報送受信用集積回路は、受信した受信信号の位相を反転させると共に増幅を行って中継電波として送信することができる。
これにより、送信された中継電波は受信した受信信号に対して位相が反転しているので、時刻情報の受信と中継電波の送信を同時に行った場合に、時刻情報抽出回路において受信信号から時刻情報を抽出する際に発振を起こすことなく確実に時刻情報を抽出することができる。

請求項９に記載の発明によれば、時刻情報送受信用集積回路は、請求項８に記載の発明と同様の効果を奏すると共に、受信された受信信号と送信制御回路によって送信された中継電波とは、位相が反転し、且つ、周波数が同一である。
これにより、時刻情報送受信用集積回路は、中継電波を受信する為の特別な構成を必要としないため、回路規模の縮小、及びコスト削減を図ることが可能となる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について詳細に説明する。以下においては、本発明の時刻情報送受信装置、及び時刻情報送受信用集積回路を、標準電波を中継する中継器に適用した場合について説明するが、本発明を適用可能な形態がこれに限定されるものではない。

［第１実施形態］
まず、第１実施形態の時刻情報送受信装置としての中継器について説明する。
図１は、本実施形態の中継器１の概略構成例を示す図である。同図に示すように中継器１は、送信制御回路部９０、標準電波を受信する為の受信アンテナＡＮＴ１及び中継電波を送信する為の送信アンテナＡＮＴ２を備えて構成されている。
この受信アンテナＡＮＴ１及び送信アンテナＡＮＴ２は、何れも、棒状のコアにコイルが巻回されたバーアンテナで構成されている。

送信制御回路部９０は、増幅回路９０１、フィルタ回路９０２、位相調整回路９０３、送信電力増幅回路９０４及びフィルタ回路９０５を備えた回路、及び集積回路から構成される。

増幅回路９０１は、受信アンテナＡＮＴ１から入力される受信信号ｂを増幅して出力する。この増幅回路９０１における利得は、受信アンテナＡＮＴ１と送信アンテナＡＮＴ２との間の結合係数に対して充分大きく設定されている。受信信号ｂがこの増幅回路９０１を通過することで遅れる位相の大きさをθ１とする。

フィルタ回路９０２はバンドパスフィルタ等で構成され、増幅回路９０１から入力された信号（ｂ１とする。）に対して、受信周波数を中心とする所定範囲の周波数を通過させ、範囲外の周波数成分を遮断して出力する。このフィルタ回路９０２を通過することで遅れる位相の大きさをθ２とする。

位相調整回路９０３は、フィルタ回路９０２から入力された信号（ｂ２とする。）の位相を、後述する所定量γだけ遅らせるように調整（以下、位相調整と呼ぶ。）して出力する。

送信電力増幅回路９０４は、位相調整回路９０３から入力された信号（ｂ３とする。）の電力を増幅して出力する。この送信電力増幅回路９０４を通過することで遅れる位相の大きさをθ３とする。

フィルタ回路９０５はバンドパスフィルタ等で構成され、送信電力増幅回路９０４から入力された信号（ｂ４とする。）に対して、受信周波数を中心とする所定範囲の周波数を通過させ、範囲外の周波数成分を遮断し、送信信号ｂ５として出力する。フィルタ回路９０５から出力された送信信号ｂ５は、送信アンテナＡＮＴ２を介して中継電波として送信される。このフィルタ回路９０５を通過することで遅れる位相の大きさをθ４とする。

そして、前述の位相調整回路９０３は、フィルタ回路９０２から入力された信号ｂ２の位相を、次式（１）に示すγ遅らせるように位相調整し、信号ｂ３として出力する。

ここで、θ１、θ２、θ３及びθ４は回路素子に依存する、設計時に定まる値である。よってγも設計時に定まる値である。

次に、かかる構成の中継器１における送信制御の動作について説明する。
標準電波の受信時刻になると、受信アンテナＡＮＴ１で受信された標準電波の受信信号ｂが出力される。この受信信号ｂの信号波形は、例えば図２（ａ）に示すような波形である。

図３は、受信信号ｂの位相を基準（０）として、送信制御回路部９０における各信号の位相について模式的に表した図である。以下、送信制御回路部９０における各信号の位相について、同図を用いて説明する。

図３（ａ）は、基準である受信信号ｂの位相を表している。
まず、受信信号ｂは増幅回路９０１により増幅され、このとき位相がθ１遅れ、図３（ｂ）に示すように、位相が−θ１である信号ｂ１として出力される。

次いで、信号ｂ１はフィルタ回路９０２を通過することにより位相がθ２遅れ、図３（ｃ）に示すように、位相が（−θ１−θ２）である信号ｂ２として出力される。

次いで、信号ｂ２は位相調整回路９０３により位相調整され、このとき位相がγ遅れ、図３（ｄ）に示すように、位相が（−θ１−θ２−γ）である信号ｂ３として出力される。

次いで、信号ｂ３は送信電力増幅回路９０４により電力を増幅され、このとき位相がθ３遅れ、図３（ｅ）に示すように、位相が（−θ１−θ２−γ−θ３）である信号ｂ４として出力される。

次いで、信号ｂ４はフィルタ回路９０５を通過することにより位相がθ４遅れ、図３（ｆ）に示すように、位相が（−θ１−θ２−γ−θ３−θ４）である送信信号ｂ５として出力される。即ち、式（１）の関係より、送信信号ｂ５の位相は−πである。

かくして、送信制御回路部９０からは、受信アンテナＡＮＴ１から入力された受信信号ｂに対して位相が丁度π遅れた送信信号ｂ５が出力され、送信アンテナＡＮＴ２を介して中継電波として送信されることとなる。

図２（ｂ）は、図２（ａ）の標準電波に対する中継電波の信号波形を、図２（ａ）と共通の時間軸上に表した図である。中継電波の位相が受信信号ｂに対して反転し、ちょうど逆位相となっている。

ところで、受信アンテナＡＮＴ１には、標準電波に加え、送信アンテナＡＮＴ２から送信される中継電波が入力される。受信信号ｂと中継電波とは互いに逆位相であり、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、殆どの時刻において信号レベルの符号が互いに逆となる関係にある。従って、受信アンテナＡＮＴ１においては、標準電波による受信信号ｂと中継電波により入力される信号とが打ち消しあい、干渉による発振を起こすことがない。また、逆位相にしたことによる搬送波半周期分の時間差は、標準電波の周波数を４０ｋＨｚとすると１／（４０ｋ×２）秒という微小時間である為、問題となることはない。
これについて、以下に詳述する。

図１に示す中継器１において、受信アンテナＡＮＴ１によって受信された標準電波に応じた信号電圧が送信制御回路部９０に入力されると、送信制御回路部９０は、受信アンテナＡＮＴ１から入力された信号電圧（以下、入力信号電圧と呼ぶ。）を増幅するとともに位相を反転し、逆位相にして送信アンテナＡＮＴ２に出力する。送信アンテナＡＮＴ２は、送信制御回路部９０から出力される信号電圧（以下、出力信号電圧と呼ぶ。）に応じて、搬送周波数が標準電波と同一周波数の中継電波を生成して送出する。

ここで、標準電波や中継電波は長波帯の電波であり、その波長は受信アンテナＡＮＴ１と送信アンテナＡＮＴ２との間の距離に比べて充分大きいから、受信アンテナＡＮＴ１と送信アンテナＡＮＴ２との間の距離による位相差を無視することができる。また、中継器１の受信アンテナＡＮＴ１においては、ちょうど標準電波に対して位相が反転された、逆位相の中継電波が受信されることとなる。このため、中継器において、送出される中継電波によって、標準電波との間に発振が起こるようなことはない。

更に、この中継器１における送信制御回路部９０の出力信号電圧について、次のことがいえる。
標準電波による磁界Ｈｉに基づいて受信アンテナＡＮＴ１に発生する電流によって誘起される電圧Ｖｉは、標準電波を受信する受信アンテナＡＮＴ１の位置における磁界Ｈｉに比例し、次式（２）の通り表される。ここで、Ｌｒは受信アンテナＡＮＴ１に固有の、アンテナロスと呼ばれる比例定数である。

送信アンテナＡＮＴ２は、予め定められたインピーダンスを有しており、この送信アンテナＡＮＴ２から生じる磁界は空間のある点で、送信制御回路部９０からの出力信号電圧Ｖｏに比例する。従って、受信アンテナＡＮＴ１へ回り込む成分となる磁界Ｈｏは、次式（３）の通り表される。ここでβは受信アンテナＡＮＴ１と送信アンテナＡＮＴ２との間の結合係数、Ｌｔは送信アンテナＡＮＴ２に固有のアンテナロスである。

そして送信制御回路部９０への入力信号電圧Ｖは、この磁界Ｈｏにより受信アンテナＡＮＴ１が誘起されて生じる電圧と先述の電圧Ｖｉとの和であり、次式（４）の通り表される。

一方、この送信制御回路部９０は位相を反転して増幅する為、その利得を−Ｇとすると、出力信号電圧Ｖｏは次式（５）の通り表される。

従って、式（４）及び式（５）より、次式（６）が成り立つ。

この式（６）より、出力信号電圧Ｖｏは次式（７）の通り表される。

かくして、中継器１は上式（７）に示される出力信号電圧Ｖｏに応じた中継電波を、送信アンテナＡＮＴ２を介して出力する。また、受信アンテナＡＮＴ１と送信アンテナＡＮＴ２との間の距離に対して、標準電波は波長が非常に長いので、標準電波の位相はほとんどずれないと考えられる。これにより、中継器は標準電波との間に発振を起こすこと無く、所定の送信出力を有して中継電波を送信することとなる。

また、式（７）より、Ｇの値が十分に大きい場合、出力信号電圧Ｖｏは次式（８）に示す出力信号電圧Ｖｐに近似される。

従って、この式（８）に示すように、中継電波の送信出力に係る出力信号電圧は、受信アンテナＡＮＴ１に発生する電流によって誘起される電圧Ｖｉと、受信アンテナＡＮＴ１及び送信アンテナＡＮＴ２の位置関係により定まる結合係数βとに依存する。同式によれば、結合係数βの逆数に比例する送信出力で中継電波が送信される。
従って、中継電波の送信出力を大きくする為には、結合係数βを小さくするように、受信アンテナＡＮＴ１及び送信アンテナＡＮＴ２の位置関係を特に調整すれば良いこととなる。

かくして、本実施形態の中継器１は、標準電波とは逆位相の中継電波を送信する構成により、標準電波との間に発振を起こすことなく、標準電波を受信するとともに標準電波と同周波数の中継電波を送信することができる。
また、受信アンテナと送信アンテナとを、互いの方向を概ね直交させて結合係数が小さくなるように配置したことにより、より大きい送信出力で中継電波を送信できる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態の中継器としての機能を備えた据置き型の電波時計（以下、中継器と呼ぶ。）について説明する。
図４は、本実施形態における中継器２の概略構成例を示す外観図である。

同図に示すように中継器２は、底面が矩形の四角錐の一側面に、開口部を伴って表示パネル１５を備え、筐体内部に何れもバーアンテナでなる受信アンテナＡＮＴ１及び送信アンテナＡＮＴ２を備えて構成されている。

表示パネル１５は、主に時刻を表示するためのものであり、小型液晶ディスプレイから構成される。以降、この表示パネル１５が設けられている側面を表示部側面と呼ぶ。

受信アンテナＡＮＴ１は、軸方向を表示部側面の対向辺１ａと平行にして設けられている。一方、送信アンテナＡＮＴ２は、軸方向を表示部側面の中線１ｂに沿った方向にして設けられている。従ってこの受信アンテナＡＮＴ１と送信アンテナＡＮＴ２とは、概ね、軸方向が互いに直交するねじれの位置に配置されている。即ち、受信アンテナＡＮＴ１と送信アンテナＡＮＴ２とは、相互間の結合係数が低くなる配置で設けられている。

図５は、中継器２の内部構成を示すブロック図である。
同図に示すように、中継器２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）１０、入力部２０、表示部３０、ＲＯＭ（Read Only Memory）４０、ＲＡＭ（Random Access Memory）５０、受信制御回路部６０、標準電波を受信する為の受信アンテナＡＮＴ１、タイムコード生成部７０、計時回路部８０、発振回路部８２、送信制御回路部９０及び中継電波を送信する為の送信アンテナＡＮＴ２を備えて構成される。受信アンテナＡＮＴ１、送信アンテナＡＮＴ２及び発振回路部８２を除く各部はバスＢを介して接続され、発振回路部８２は計時回路部８０に接続されている。

ＣＰＵ１０は、所定のタイミング或いは入力部２０から入力された操作信号に応じてＲＯＭ４０に格納されたプログラムを読み出してＲＡＭ５０に展開し、該プログラムに基づいて中継器２を構成する各部への指示やデータの転送等を行う。具体的には、例えば所定時刻に受信制御回路部６０を制御して外部電波の受信処理を実行させ、タイムコード生成部７０から入力された標準タイムコードに基づいて計時回路部８０で計時される現在時刻データを修正する。

入力部２０は、中継器２の各種機能を実行させるためのスイッチ等で構成され、これらのスイッチが操作された場合には対応する操作信号をＣＰＵ１０に出力する。
表示部３０は、表示パネル１５（図４）で構成され、ＣＰＵ１０から入力される表示信号に基づいて現在時刻をデジタル表示等する。

ＲＯＭ４０は、中継器２に係るシステムプログラムやアプリケーションプログラム、本実施の形態を実現するためのプログラムやデータ等を記憶する。
ＲＡＭ５０は、ＣＰＵ１０の作業領域として用いられ、ＲＯＭ４０から読み出されたプログラムや、ＣＰＵ１０で処理されたデータ等を一時的に記憶する。

受信制御回路部６０は、例えば所定時間毎に時刻情報を含む外部電波の受信処理を行う。この受信制御回路部６０は、受信アンテナＡＮＴ１で受信した受信信号から不要な周波数成分をカットして該当する周波数信号を取り出し、この周波数信号を対応する電気信号に変換してタイムコード生成部７０へ出力する。即ち、受信制御回路部６０は、受信した受信信号から時刻情報を抽出し、この抽出された時刻情報をタイムコード生成部７０へ出力する。

タイムコード生成部７０は、受信制御回路部６０から入力された電気信号をデジタル信号に変換し、標準時刻コードや積算日コード、曜日コード等の計時機能に必要なデータを含む標準タイムコード（時刻情報）を生成してＣＰＵ１０に出力する。

計時回路部８０は、発振回路部８２から入力される信号を計数して現在時刻を計時し、現在時刻データをＣＰＵ１０に出力する。また、この現在時刻データは、ＣＰＵ１０により修正される。
発振回路部８２は、常時一定周波数のクロック信号を出力する回路である。

送信制御回路部９０は、図１に示して説明したように、中継器２が受信した標準電波を単に増幅して送信する回路部であり、受信制御回路部６０の受信アンテナＡＮＴ１で受信した標準電波の信号を増幅するとともに逆位相にして中継電波として送信アンテナＡＮＴ２から送信する。なお、この送信制御回路部９０については、第１実施形態において説明済である為、詳細な説明を省略する。

次に、受信制御回路部６０について、より詳細に説明する。
図６は、本実施形態におけるスーパーヘテロダイン方式の受信制御回路部６０及び送信制御回路部９０の回路構成を示すブロック図である。尚、同図では、外部電波の受信及び中継電波の送信にかかる構成要素のみを示している。

同図に示すように、受信制御回路部６０は、受信アンテナＡＮＴ１、ＲＦ増幅回路６０２、フィルタ回路６０３、周波数変換回路６０４、局部発振回路６０５、フィルタ回路６０６、ＩＦ増幅回路６０７、フィルタ回路６０８、検波回路６０９及びＡＧＣ（Auto Gain Control ）回路６１１を備えた回路、及び集積回路から構成される。

受信アンテナＡＮＴ１は、時刻コードを含む所定の周波数の長波標準電波を受信し、受信した長波標準電波を電気信号に変換し、受信信号ｂとして出力する。

ＲＦ増幅回路６０２は、受信アンテナＡＮＴ１から入力された受信信号ｂを、ＡＧＣ回路６１１から入力される制御信号に応じた増幅度で増幅して出力する。

フィルタ回路６０３は、バンドパスフィルタ等で構成され、ＲＦ増幅回路６０２から入力された信号に対して所定範囲の周波数を通過させ、範囲外の周波数成分を遮断して出力する。

周波数変換回路６０４は、フィルタ回路６０３から入力された信号と局部発振回路６０５から入力された局部発振信号とを合成し、中間周波数の信号（中間周波信号）に変換して出力する。

フィルタ回路６０６は、バンドパスフィルタ等で構成され、周波数変換回路６０４から入力された信号に対して中間周波数を中心とした所定範囲の周波数を通過させ、範囲外の周波数成分を遮断して出力する。

ＩＦ増幅回路６０７は、フィルタ回路６０６から入力された信号を、ＡＧＣ回路６１１から入力された制御信号に応じて増幅して出力する。

フィルタ回路６０８は、バンドパスフィルタ等で構成され、ＩＦ増幅回路６０７から入力された信号に対して所定範囲の周波数を通過させ、範囲外の周波数成分を遮断して出力する。

検波回路６０９は、フィルタ回路６０８から入力された信号を検波して検波信号ａを出力する。検波回路６０９から出力された検波信号ａはタイムコード生成部７０に出力され、標準タイムコードが生成される。生成された標準タイムコードはＣＰＵ１０に入力され、現在時刻データの修正等の各種処理に利用される。

ＡＧＣ回路６１１は、検波回路６０９から入力された信号の強弱に従って、ＲＦ増幅回路６０２及びＩＦ増幅回路６０７の増幅度を調整する制御信号を出力する。

［他の実施形態］
なお、上述した実施形態においては、受信制御回路部にスーパーヘテロダイン方式の受信制御回路部６０を用いた場合について説明したが、本発明はこれに限らず、ストレート方式の受信制御回路部を用いて構成してよい。
図７は、ストレート方式の受信制御回路部を用いて中継器を構成した場合の、受信制御回路部６２及び送信制御回路部９０の回路構成を示すブロック図である。

同図に示すように、受信制御回路部６２は、受信アンテナＡＮＴ１、ＲＦ増幅回路６２２、フィルタ回路６２３、検波回路６２９及びＡＧＣ回路６３１を備えて構成され、受信アンテナＡＮＴ１からの信号を、ＲＦ増幅回路６２２が増幅し、フィルタ回路６２３が所定範囲外の周波数成分を遮断し、検波回路６２９が検波し、得られる検波信号ａ２をタイムコード生成部７０へ出力する。

また、上述した実施形態においては、図４に示すように、受信アンテナＡＮＴ１と送信アンテナＡＮＴ２とを、軸方向が互いに概ね直交するように設けた場合について説明したが、本発明はこれに限らず、受信アンテナと送信アンテナとの間の結合係数が低くなる配置を適宜適用すればよい。例えば、受信アンテナ又は送信アンテナを中継器筐体から遠ざけて設けることにより、受信アンテナと送信アンテナとの間の結合係数を低くすることができる。

かかる中継器の場合は更に、受信アンテナを導線等を介して筐体外へ引き出し可能とし、中継器筐体の設置場所に関わらない所望の場所に受信アンテナを設置できるようにしても良い。この場合、中継器が設置される室内の窓際等の、標準電波の受信状態が比較的良い場所に受信アンテナを設置するといった使用法が可能となる。

また、例えば、送信アンテナを導線等を介して筐体外へ引き出し可能とし、送信アンテナの設置場所に関わらない所望の場所に中継器筐体を設置できるようにしても良い。かかる中継器の場合、受信アンテナを有する中継器筐体を室内の窓際等に設置し、送信アンテナを、室内での中継電波の利用形態に合わせた任意の位置に設置するといった使用法が可能となる。

また、受信アンテナと送信アンテナとの間に磁気シールド等を設けて受信アンテナと送信アンテナとを分離することにより、受信アンテナと送信アンテナとの間の結合係数を低くするように構成しても良い。

また、上述した実施形態においては、本発明の中継器を据置き型の電波時計に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、壁掛け型や腕装着型等の電波時計に適用して良いのは言うまでもない。
図８は、本発明の中継器を適用した腕装着型等の電波時計（以下、単に腕時計と呼ぶ。）の構成例を示す外観図である。

同図に示す腕時計１００は、時計ケース１０１を備え、その上部には時計ガラス１０２がパッキン１０３を介して装着され、その内部には、時計モジュール１０４が収納されている。更に、時計ケース１０１の下面には、裏蓋１０５が防水リング１０６を介して取り付けられている。時計ケース１０１の側面には、時針、分針等の指針１０７の針合わせをするリューズ１０８及びアラーム時刻などを設定する押釦スイッチ１０９が設けられている。

また、時計モジュール１０４のハウジング（図示せず。）の上面には文字板１１０が設けられており、文字板１１０上の「６時」の位置付近の開口部には、位置決めされた表示パネル１１５が設けられている。表示パネル１１５は、時刻などの情報を表示するためのものであり、小型液晶ディスプレイなどからなっている。また、文字板１１０の周縁部には３０°毎の１２箇所に亘って時字１１１が設けられており、腕時計１００は、この時字１１１を指針１０７で指示することによっても現在の時刻を表示している。

また、時計モジュール１０４は、ハウジングのほぼ中心付近にアナログムーブメント（図示せず）を備え、このアナログムーブメントは指針軸１０７ａを、文字板１１０の中心部の貫通孔より突出させて備え、この指針軸１０７ａの先端部に指針１０７が取り付けられている。

また、時計ケース１０１の「６時」側の内部には、何れもバーアンテナでなる受信アンテナＡＮＴ１０１及び送信アンテナＡＮＴ１０２が埋め込まれている。
受信アンテナＡＮＴ１０１は軸方向が「３時−９時」方向に対して平行に、一方、送信アンテナＡＮＴ１０２は軸方向が「１２時−６時」方向に対して平行に設けられている。従ってこの受信アンテナＡＮＴ１０１と送信アンテナＡＮＴ１０２とは、概ね、軸方向が互いに直交するねじれの位置に配置されている。即ち、受信アンテナＡＮＴ１０１と送信アンテナＡＮＴ１０２とは互いに近接しながらも、相互間の結合係数が低くなる配置で設けられている。

また、図９は、受信アンテナと送信アンテナとをできるだけ遠ざけて配置した腕時計の構成例を示す外観図である。尚、同図において、上述した腕時計１００（図８）と同一の要素については同符号を付している。

同図に示す腕時計２００においては、時計ケース１０１の「６時」側及び「１２時」側の内部に、それぞれ受信アンテナＡＮＴ２０１及び送信アンテナＡＮＴ２０２が埋め込まれている。このように受信アンテナとＡＮＴ２０１送信アンテナＡＮＴ２０２とが隔てられ、相互間の結合係数が低くなる配置となっている。また更に、かかる腕時計２００において、受信アンテナと送信アンテナとの間に磁気シールド等を設けて受信アンテナと送信アンテナとを分離することにより、受信アンテナと送信アンテナとの間の結合係数を低くするように構成しても良い。

本発明における第１実施形態の中継器の回路構成を示す図である。 本発明における標準電波及び中継電波の信号の波形図である。 本発明における送信制御回路部における信号の位相の説明に供する図である。 本発明における第２実施形態の中継器の外観を示す略線的斜視図である。 本発明における中継器の回路構成を示すブロック図である。 本発明における受信制御回路部及び送信制御回路部の回路構成を示すブロック図である。 本発明における変形例を適用した受信制御回路部を示すブロック図である。 本発明における変形例を適用した中継器の外観を示す略線図である。 本発明における変形例を適用した中継器の外観を示す略線図である。 タイムコードのフォーマットを示す図である。

符号の説明

１ 中継器
ＡＮＴ１ 受信アンテナ
ＡＮＴ２ 送信アンテナ
９０ 送信制御回路部
９０３ 位相調整回路
２ 中継器
１０ ＣＰＵ
６０、６２ 受信制御回路部
８０ 計時回路部
９０ 送信制御回路部
９０３ 位相調整回路
ＡＮＴ１ 受信アンテナ
ＡＮＴ２ 送信アンテナ
１００ 腕時計
ＡＮＴ１０１ 受信アンテナ
ＡＮＴ１０２ 送信アンテナ
２００ 腕時計
ＡＮＴ２０１ 受信アンテナ
ＡＮＴ２０２ 送信アンテナ

Claims (9)

1. 第１及び第２のアンテナと、
   この第１のアンテナで受信した受信信号の位相を反転させると共に増幅を行う反転増幅手段と、
   この反転増幅手段により位相が反転されると共に増幅された受信信号を中継電波として前記第２のアンテナから送信する制御を行う送信制御手段と、
   を備えることを特徴とする時刻情報送受信装置。
2. 前記第１のアンテナで受信された受信信号と前記第２のアンテナから送信される中継電波とは、互いに位相が反転し、且つ、周波数が同一であることを特徴とする請求項１に記載の時刻情報送受信装置。
3. 前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナは、棒状のコアにコイルが巻回されたバーアンテナで構成されていると共に、夫々のコアの軸方向が直交するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の時刻情報送受信装置。
4. 第１及び第２のアンテナと、
   この第１のアンテナで受信した受信信号から時刻情報を抽出する時刻情報抽出手段と、
   現在時刻を計時する計時手段と、
   前記時刻情報抽出手段によって抽出された時刻情報に基づいて前記計時手段によって計時されている現在時刻を修正する時刻修正手段と、
   前記第１のアンテナで受信した受信信号の位相を反転させると共に増幅を行う反転増幅手段と、
   この反転増幅手段により位相が反転されると共に増幅された受信信号を中継電波として送信する制御を行うと共に前記第２のアンテナから前記中継電波を送信する送信制御手段と、
   を備えることを特徴とする時刻情報送受信装置。
5. 前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナは、棒状のコアにコイルが巻回されたバーアンテナで構成されていると共に、夫々のコアの軸方向が直交するように配置されていることを特徴とする請求項４に記載の時刻情報送受信装置。
6. 前記第１のアンテナで受信された受信信号と前記送信制御手段により送信される中継電波とは、互いに位相が反転し、且つ、周波数が同一であることを特徴とする請求項４に記載の時刻情報送受信装置。
7. 受信した受信信号の位相を反転させると共に増幅を行う反転増幅回路と、
   この反転増幅回路により位相が反転されると共に増幅された前記受信信号を中継電波として送信する制御を行う送信制御回路と、
   を備えることを特徴とする時刻情報送受信用集積回路。
8. 受信した受信信号から時刻情報を抽出する時刻情報抽出回路と、
   現在時刻を計時する計時回路と、
   前記時刻情報抽出回路によって抽出された時刻情報に基づいて前記計時回路によって計時されている現在時刻を修正する時刻修正回路と、
   前記受信した受信信号の位相を反転させると共に増幅を行う反転増幅回路と、
   この反転増幅回路により位相が反転されると共に増幅された前記受信信号を中継電波として送信する制御を行う送信制御回路と、
   を備えることを特徴とする時刻情報送受信用集積回路。
9. 前記受信された受信信号と前記送信制御回路によって送信された中継電波とは、互いに位相が反転し、且つ、周波数が同一であることを特徴とする請求項８に記載の時刻情報送受信用集積回路。

Images