JP2007132860A

JP2007132860A - 電波受信装置及び分波器

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Publication number: JP2007132860A
Application number: JP2005327856A
Authority: JP
Inventors: Fumihiro Sasaki; 文博佐々木
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2005-11-11
Filing date: 2005-11-11
Publication date: 2007-05-31

Abstract

【課題】屋内などの長波標準電波の届きにくい場所に設置されている電気機器に長波標準電波のタイムコードを確実に供給できるようにする。
【解決手段】長波標準電波を受信して、受信した長波標準電波に含まれるタイムコードを時間的に圧縮した信号である時刻信号を生成する長波受信装置１２と、アンテナ素子１１から供給される放送信号と時刻信号とを混合した合波を出力する合波器１３と、を有する電波受信装置を提供する。また、放送信号を増幅するブースタ回路１９と、長波標準電波を受信して、受信した長波標準電波に含まれるタイムコードを時間的に圧縮した信号である時刻信号を生成する長波受信装置１２と、放送信号と時刻信号とを混合した合波を出力する合波器１３とを有する電波受信装置を提供する。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、電波受信装置及び分波器に関し、とくに屋内などの長波標準電波の届きにくい場所に設置されている電気機器に長波標準電波のタイムコードを確実に供給できるようにするための技術に関する。

電波時計は、標準周波数局から送信される長波標準電波を受信して時刻補正を行う。我が国においては、長波標準電波は、情報通信研究機構によって運用される標準周波数局から送信されている。長波は電離層の影響を受けにくい性質であるため、複数の標準周波数局から送信される電波が干渉し合う一部の地域を除けば、長波標準電波は、屋外であれば通常は良好に受信することができる。
特開２００３−２４８０７５号公報

しかし、鉄筋の建物内では長波は大きく減衰し、また、蛍光灯やパソコン、エアコン、テレビなど、様々なノイズ源の影響により、屋内では必ずしも長波標準電波を良好に受信することができるとは限らない。

近年、電波時計の需要が急増している。また、昨今、電波時計は、時計単体としてだけではなく、テレビやＶＣＲ、ＤＶＤレコーダ、ＨＤＤレコーダ、タイマー機能付きエアコンなど、屋内に設置される様々な電気機器への実装が進められている。このため、長波標準電波を屋内においても確実に受信できるようにするための仕組みが必要とされている。

なお、特許文献１には、時刻コードを含む電波を受信する受信機の設置場所の制約を少なくするために、時刻コードを含む電波を受信可能な受信部と、受信した時刻コードに基づく時刻情報を基準として現時刻情報を順次更新して記憶する現時刻情報記憶部と、現時刻情報に基づく時刻コードを含む電波を送信可能な送信部と、受信部、及び、送信部の動作を制御する中央制御回路とを備え、中央制御回路が、送信部から送信される電波を受信可能な計時装置が受信可能な周波数のうち、最も高い周波数の電波を送信するように制御するようにした計時装置用中継装置、計時装置システム等が記載されている。

本発明は、このような背景に鑑みてなされたもので、屋内などの長波標準電波の届きにくい場所に設置されている電気機器に長波標準電波のタイムコードを確実に供給することを可能とする電波受信装置及び分波器を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明のうちの主たる発明は、電波受信装置であって、アンテナ素子から供給される長波標準電波を受信して、受信した長波標準電波に含まれるタイムコードを時間的に圧縮した信号である時刻信号を生成する長波受信装置と、前記アンテナ素子から供給される放送信号と前記時刻信号とを混合した合波を出力する合波器と、を有することとする。

本発明の長波受信装置と合波器とを有する電波受信装置によれば、屋内に設置されている電気機器に対してタイムコードを確実に供給することができる。また、タイムコードは、時間的に圧縮した時刻信号として電気機器に供給されるため、電気機器は短期間にタイムコードを取得することが可能となり、各電気機器は、時刻補正に関する処理を短時間に完了することができる。

また、本発明のうち他の主たる発明の一つは、電波受信装置であって、アンテナ素子から供給される放送信号を増幅するブースタ回路を有することとする。

このように、アンテナ素子から供給される放送信号を増幅するためのブースタ装置に、長波受信装置と合波器とを併設するようにした場合には、ブースタ装置とともに長波受信装置と合波器とを容易に設置することが可能である。また、屋内から同軸ケーブルによって駆動電圧の供給を受けるように構成された既存のブースタ装置に長波受信装置を組み込むことで、長波受信装置の駆動電圧を別途用意する必要がなくなり、長波受信装置をさらに容易に設置することが可能となる。

本発明によれば、屋内などの長波標準電波の届きにくい場所に設置されている電気機器にも長波標準電波のタイムコードを確実に供給することができる。

以下、本発明の一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。

＝＝第１実施形態＝＝
図１Ａに、本発明の第１実施形態として説明する電波受信装置１の構成を示している。電波受信装置１は、屋上階や屋根上等の屋外の所定位置に設置され、ＶＨＦ／ＵＨＦ等のテレビ放送の放送電波を受信するアンテナ素子１１と、アンテナ素子１１に併設され、アンテナ素子１１と同軸ケーブル１４との間のインピーダンスを整合させるための整合回路１０と、アンテナ素子１１に併設され、長波標準電波を受信する長波受信装置１２と、合波器１３とを含んで構成されている。なお、長波受信装置１２、及び、合波器１３は、例えば、アンテナ素子１１とともに製品化される。また、上記長波受信装置１２、及び、合波器１３は、図１Ａに示すように収容ケース２０とは別の収容ケースに収容されるか、又は、収容ケース２０に整合回路１０とともに収容される。

長波受信装置１２は、長波標準電波を受信する回路と、長波標準電波に含まれるタイムコード（６０パルス／分）を時間圧縮した、例えば、１０ｍＳの間に数十パルスを含む信号（以下、時刻信号という。）にエンコードする回路と、を含んでいる。合波器１３（ミキサ）は、アンテナ素子１１から供給される信号（以下、放送信号という。）と、上記時刻信号とを混合した信号（以下、合波という。）を、同軸ケーブル１４に出力する。同軸ケーブル１４に入力された合波は、屋内の所定位置に設けられたアンテナ端子１５に供給される。

屋内には、テレビ放送受信装置やＶＣＲ、ＤＶＤレコーダ、ＨＤＤコーダ、室内に設置された電波時計、タイマー機能付きエアコン、パーソナルコンピュータなどの電波時計の機能を有する各種の電気機器１７が設置されている。同軸ケーブル１４によってアンテナ端子１５に供給された合波は、屋内に敷設されている同軸ケーブル１８を介して、屋内に設置されている分波器１６に入力される。

分波器１６は、合波を時刻信号と放送信号とに分離して出力する。このうち時刻信号は、電気機器１７に設けられている時刻信号入力端子に供給される。また、放送信号は、電気機器１７に設けられているアンテナ入力端子に供給される。

各電気機器１７は、分波器１６から供給される時刻信号をデコードする機能、及び、デコードされたタイムコードによって時刻補正を行う機能、を備えており、分波器１６から供給される時刻信号に基づいて、内蔵されている電波時計の時刻補正を行う。なお、上記デコード機能や時刻補正機能は、例えば、電気機器１７に内蔵されるマイクロコンピュータによって実現されている。

図１Ｂは、長波受信装置１２、合波器１３、及び、分波器１６の構成をより具体的に示したものである。同図に示すように、長波受信装置１２は、長波受信アンテナ１２１、及び、長波受信回路１２２を有している。このうち長波受信回路１２２は、時刻信号の出力端子１２３、及び、長波受信回路１２２の駆動電圧が入力される電源端子１２４を有している。電源端子１２４には、分配器１６から同軸ケーブル１８，１４を介して供給されるＤＣ電圧（例えば、１５Ｖ）が入力される。

合波器１３は、第１の容量素子１３１と、第２の容量素子１３２とを有している。このうち第１の容量素子１３１は、整合回路１０側へのＤＣ電圧の入力を防ぐとともに、放送信号については通過させるハイパスフィルタ（ＨＰＦ）としても機能する。また、第２の容量素子１３２は、長波受信装置１２へのＤＣ電圧の入力を防ぐとともに、時刻信号については通過させるローパスフィルタ（ＬＰＦ）としても機能する。

分波器１６は、電源回路１６１、ローパスフィルタ１６２（ＬＰＦ）、ハイパスフィルタ１６３（ＨＰＦ）、及び、第３の容量素子１６４を有している。このうち電源回路１６１は、長波受信回路１２２の駆動電圧（ＤＣ電圧）を生成する。また、ローパスフィルタ１６２は、合波器１３から供給される合波から放送信号を抽出する。また、ハイパスフィルタ１６３は、上記合波から時刻信号を抽出する。第３の容量素子１６４は、ハイパスフィルタ１６３へのＤＣ電圧の入力を阻止するためのものである。

図２Ａに、長波受信回路１２２の一例を示している。同図に示す長波受信回路１２２は、長波用受信アンテナ１２１が接続される同調回路２１、長波標準電波の受信信号の増幅／検波を行って受信信号に含まれるタイムコードを出力する機能を有する集積回路（以下、長波受信用ＩＣ２２という。）、及び、長波受信用ＩＣ２２から出力されるタイムコードを解析し、これを時間圧縮した信号である時刻信号を生成する時刻信号生成回路２３を有している。なお、長波受信回路１２２は、集積回路を用いずに、ディスクリートな部品を用いて構成することもできる。

長波受信用ＬＳＩ２２は、同調回路２１から供給される長波標準電波の受信信号を増幅する長波増幅回路２２１、長波標準電波（例えば、４０／６０ｋＨｚ）を選択するバンドパスフィルタ２２２（ＢＰＦ）、及び、検波回路２２３を有している。

時刻信号生成回路２３は、ＣＰＵ２３１、メモリ２３２（ＲＯＭ、ＲＡＭ）、発振回路２３３、タイムコードが入力される入力ポート２３４、及び、時刻信号を出力する出力ポート２３５を有している。なお、時刻信号生成回路２３は、例えば、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）を用いて構成することもできる。

図２Ｂに、合波器１３の回路例を示している。同図に示す合波器１３は、第１の容量素子１３１、及び、第２の容量素子１３２を有している。なお、同図に示すように、本実施形態では、第１の容量素子１３１として１００ｐＦのものを、また、第２の容量素子１３２として０．１μＦのものを、それぞれ用いている。

図２Ｃに、分波器１６の回路例を示している。同図に示す分波器１６は、電源回路１６１、ローパスフィルタ１６２、ハイパスフィルタ１６３、及び、第３の容量素子１６４を有している。ローパスフィルタ１６２は、第４の容量素子２４１、第５の容量素子２４２、及び、第１のインダクタ２４３によって構成されている。また、ハイパスフィルタ１６３は、第２のインダクタ２５１、第３のインダクタ２５２、及び、第６の容量素子２５３によって構成されている。

なお、本実施形態では、第４の容量素子２４１、及び、第５の容量素子２４２として３０ｐＦのものを、第１のインダクタ２４３として０．１μＨのものを、それぞれ用いている。また、第２のインダクタ２５１、及び、第３のインダクタ２５２として３μＨのものを、第６の容量素子２５３として３３００ｐＦのものを、それぞれ用いている。なお、これらの値については、受信する放送電波の周波数と時刻信号の周波数との関係などに応じて適宜最適なものを選択すればよい。

以下、図３Ａ乃至図３Ｅに示す波形図とともに、本実施形態の電波受信装置１の各部を流れる信号の波形について説明する。図３Ａは、アンテナ素子１１から入力される放送信号の波形の一例である。図３Ｂは、長波受信回路１２２の時刻信号出力端子１２３から出力される時刻信号の波形の一例である。なお、同図に示す時刻信号の電圧の大きさは、１００ｍＶに設定されている。図３Ｃは、放送信号として図３Ａに示す波形が入力され、時刻信号として図３Ｂに示す波形が入力された場合における、合波器１３から出力される合波の波形である。同図に示すように、合波は、時刻信号を放送信号で変調した波形を、電源回路１６１から供給されるＤＣ電圧によって底上げした波形になっている。

図３Ｄは、分波器１６から出力される放送信号の波形である。合波に含まれるＤＣ電圧成分は、ローパスフィルタ１６２を通過することによりカットされるため、分波器１６から出力される放送信号にはＤＣ電圧成分は含まれない。また、図３Ｅは、分波器１６から出力される時刻信号の波形である。第３の容量素子１６４によってＤＣ電圧成分がカットされるため、分波器１６から出力される時刻信号にはＤＣ電圧成分は含まれない。

このように、本実施形態の電波受信装置１によれば、屋外に設置されたアンテナ素子１１に併設された長波受信装置１２において長波標準電波を受信して、これに含まれるタイムコードを時間圧縮した時刻信号を生成し、これをアンテナ素子１１に併設される合波器１３においてアンテナ素子１１から供給される放送電波と混合して合波を生成し、生成した合波を同軸ケーブル１４を介して屋内の分波器１６に供給し、分波器１６で合波を放送電波と時刻電波に分離して電機設備１７に供給する。このため、長波標準電波を受信しにくい場所に設置されている電気機器１７においても、確実にタイムコードを受信することができる。

また、長波受信装置１２は、長波標準電波に含まれているタイムコードを、これを時間的に圧縮した時刻信号にエンコードして各電気機器１７に供給する。このため、各電気機器１７は、長波標準電波をそのまま受信する場合に比べて短期間にタイムコードを取得することが可能となり、時刻補正のために各電気機器１７に生じる負荷を軽減することができる。また、各電気機器１７は、時刻補正を短期間に完了することができる。

また、長波標準電波のように、パルス幅の長い（１秒程度）信号は、電気機器のＡＧＣ（Automatic Gain Control）機能を誤動作させる可能性があるが、本実施形態の電波受信装置１では、電気機器１７が、タイムコードをパルス幅の短い時刻信号として受信するので、ＡＧＣを誤動作させる可能性が殆どなくなり、その結果、電気機器１７に確実にタイムコードを受信させることができる。なお、テレビ放送受信装置等の一般的な電機機器では、ＡＧＣの応答速度は５００ｍＳ程度であるので、例えば、時刻信号のパルス幅を１０ｍＳ程度に設定しておけば、ＡＧＣの誤動作を確実に防ぐことができる。

ところで、マンションなどの集合住宅においては、ＶＨＦ／ＵＨＦのテレビアンテナによって受信された放送信号と、衛星放送受信用のパラボラアンテナ（ＢＳ／ＣＳアンテナ）によって受信された放送信号とを混合し、これを１本の同軸ケーブルによって屋内の各部屋に供給している。このような場合には、電波受信装置１の構成は、例えば、図４に示すように、合波器１３に、ＶＨＦアンテナのアンテナ素子１１（１）、ＵＨＦアンテナのアンテナ素子１１（２）、ＢＳ／ＣＳアンテナのアンテナ素子１１（３）のそれぞれについて、それぞれのアンテナ素子側に、整合回路１０（１）〜（３）、及び、第１の容量素子１３１（１）〜（３）を設けることになる。

＝＝第２実施形態＝＝
次に、本発明の第２実施形態にかかる電波受信装置１について説明する。図５Ａに、本発明の第２実施形態として説明する電波受信装置１の構成を示している。第２実施形態として説明する電波受信装置１では、アンテナ素子１１から供給される放送信号を増幅して受信感度を向上させる屋外設置型のブースタ装置に、前述の長波受信装置１２、及び、合波器１３を組み込むようにしている。同図に示すように、長波受信装置１２、及び、合波器１３は、ブースタ回路１９とともに、ブースタ装置の収容ケース３０に収容している。なお、ブースタ装置の収容ケース３０に、さらに、整合回路１０を収容するようにしてもよい。また、屋外設置型のブースタ装置は、通常は放送信号の伝送に用いられる同軸ケーブルを使って屋内からＤＣ電圧の供給を受ける仕組みになっているので、このＤＣ電圧を長波受信回路１２２の駆動電圧として利用するようにすれば、長波受信回路１２２用の電源を別途用意する必要がなくなり、製造コストを抑えることができる。

図５Ｂは、図５Ａに示したブースタ回路１９、長波受信装置１２、合波器１３、及び、分波器１６の構成をより具体的に示したものである。同図に示すように、合波器１３は、ブースタ回路１９の同軸ケーブル１４側に設けられている。また、ブースタ回路１９は、整合回路１０と第１の容量素子１３１との間に介在して設けられている。また、ブースタ回路１９には、同軸ケーブル１８、及び、同軸ケーブル１４を通じて供給されるＤＣ電圧が入力される電源端子１９１が設けられており、このＤＣ電圧は、長波受信回路１２２の駆動電圧としても利用される。なお、図５Ｂに示したブースタ回路１９、長波受信装置１２、合波器１３、及び、分波器１６のその他の構成については、第１実施形態の場合と同様であるのでここでは説明を省略する。

ところで、以上の実施形態の説明は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。

例えば、アンテナ素子１１は、ＦＭ放送などのテレビ放送以外の電波を受信するためのものであってもよい。

また、分波器１６から出力される時刻信号を、再び電波や光等の無線信号に変換して送信する無線送信機を屋内に設置するとともに、電気機器１７に無線送信機から送信された電波や光を受信する機能を設け、無線通信によって電気機器に時刻信号を供給するようにしてもよい。また、この場合、上記電波を、長波標準電波と同じフォーマットの電波として送信するようにすれば、一般の長波標準電波の受信機能しか持たない通常の電波時計に対して長波標準電波を供給することもできる。

本発明の第１実施形態として説明する電波受信装置１の構成を示す図である。図１Ａに示した長波受信装置１２、合波器１３、及び、分波器１６のより具体的な構成を示す図である。本発明の第１実施形態として説明する長波受信回路１２２の回路例を示す図である。本発明の第１実施形態として説明する合波器１３の回路例を示す図である。本発明の第１実施形態として説明する分波器１６の回路例を示す図である。本発明の第１実施形態として説明するアンテナ素子１１から入力される放送信号の波形の一例を示す図である。本発明の第１実施形態として説明する長波受信回路１２２の時刻信号出力端子１２３から出力される時刻信号の波形の一例を示す図である。放送信号として図３Ａに示す波形が入力され、時刻信号として図３Ｂに示す波形が入力された場合における、合波器１３から出力される合波の波形を示す図である。本発明の第１実施形態として説明する分波器１６から出力される放送信号の波形を示す図である。本発明の第１実施形態として説明する分波器１６から出力される時刻信号の波形を示す図である。本発明の第１実施形態として説明する電波受信装置１の構成例を示す図である。本発明の第２実施形態として説明する電波受信装置１の構成を示す図である。図５Ａに示したブースタ回路１９、長波受信装置１２、合波器１３、及び、分波器１６のより具体的な構成を示す図である。

符号の説明

１電波受信装置１０整合回路
１１アンテナ素子１２長波受信装置
１３合波器１４同軸ケーブル
１５アンテナ端子１６分波器
１７電気機器１８同軸ケーブル
１９ブースタ回路２０収容ケース
２１同調回路２２長波受信用ＩＣ
２３時刻信号生成回路３０収容ケース
１２１長波受信アンテナ１２２長波受信回路
１３１第１の容量素子１３２第２の容量素子
１６１電源回路１６２ローパスフィルタ
１６３ハイパスフィルタ２２１長波増幅回路
２２２バンドパスフィルタ２２３検波回路
２３１ＣＰＵ２３２メモリ

Claims

アンテナ素子から供給される長波標準電波を受信して、受信した長波標準電波に含まれるタイムコードを時間的に圧縮した信号である時刻信号を生成する長波受信装置と、
前記アンテナ素子から供給される放送信号と前記時刻信号とを混合した合波を出力する合波器と、
を有することを特徴とする電波受信装置。
請求項１に記載の電波受信装置であって、
前記合波が入力される同軸ケーブルとの間のインピーダンスを整合させるための整合回路を有することを特徴とする電波受信装置。
請求項１に記載の電波受信装置であって、
前記長波電波受信装置は、長波標準電波の受信信号を増幅する長波増幅回路、前記受信信号を検波する検波回路、及び、前記検波回路から出力されるタイムコードに基づいて前記時刻信号を生成する回路である時刻信号生成回路、を含んで構成されること
を特徴とする電波受信装置。
請求項１に記載の電波受信装置であって、
前記長波受信回路は、前記合波が伝送される同軸ケーブルを通じて供給される電圧によって駆動されること
を特徴とする電波受信装置。
請求項４に記載の電波受信装置であって、
前記合波器は、前記電圧が、前記アンテナ素子側に入力されるのを防ぐための第１の容量素子と、前記電圧が、前記長波受信装置側に入力されるのを防ぐための第２の容量素子と、を有すること
を特徴とする電波受信装置。
請求項１に記載の電波受信装置であって、
前記アンテナ素子から供給される放送信号を増幅するブースタ回路を有すること
を特徴とする電波受信装置。
請求項６に記載の電波受信装置であって、
前記ブースタ回路は、前記合波が伝送される同軸ケーブルを通じて供給される電圧によって駆動され、
前記長波受信回路は、前記電圧によって駆動されること
を特徴とする電波受信装置。
長波標準電波に含まれるタイムコードを時間的に圧縮した信号である時刻信号と、アンテナ素子から供給される放送信号とが混合された合波から、前記時刻信号を抽出する回路と、
前記合波から前記放送信号を抽出する回路と、
前記アンテナ素子から前記合波が伝送される同軸ケーブルに入力され、前記長波標準電波を受信する長波受信装置の駆動電圧として用いられる電圧を生成する電源回路と、
を有すること
を特徴とする分波器。