JP2007259379A

JP2007259379A - 中継装置および電源信号伝送システム

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Publication number: JP2007259379A
Application number: JP2006084625A
Authority: JP
Inventors: Ichio Nakanishi; 一王中西
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-03-27
Filing date: 2006-03-27
Publication date: 2007-10-04
Anticipated expiration: 2026-03-27
Also published as: JP4781870B2

Abstract

【課題】本発明は、列車無線中継システム等の電源信号伝送システムを構築するに際して、構築コストの低減を図ることが可能となる中継装置等を提供する。
【解決手段】本発明に係わる中継装置２は、定電圧電源部２ｂを備えている。ここで、定電圧電源部２ｂは、信号に重畳されて伝送されてくる交流電源を分離し、電圧変動が抑制された第一の定電圧交流電源および電圧変動が抑制された第二の定電圧交流電源を生成する装置である。また、定電圧電源部２ｂは、第一の定電圧交流電源を自装置に供給し、第二の定電圧交流電源を、増幅および／または整形がなされた信号に重畳させて外部装置に伝送する。
【選択図】図２

Description

この発明は、入力されてくる信号の増幅または／および整形を行う中継装置および、当該中継装置を含む電源信号伝送システムに係る発明であり、たとえば、列車無線中継システム等に適用することができる。

従来より、列車の線路に沿って敷設されたＬＣＸ（漏洩同軸ケーブル）を利用した列車無線中継システムが、存在する（特許文献１参照）。当該列車無線中継システムは主に、基地局、中継装置、およびＬＣＸにより構成されている。

当該列車無線中継システムでは、各駅に設定された基地局間に、複数の中継装置が配設されている。また、基地局と中継装置との間および中継装置間に、ＬＣＸが架設されている。基地局からは、交流電源を重畳させた高周波信号が各中継装置および他の基地局へと伝送される。各中継装置は、送電されてくる交流電源の一部を取り出し、その後変圧する。そして、各中継装置は、当該変圧された交流電源を受電する。

上記列車無線中継システムにおいて、送電途中で生じた交流電源の変動を抑制するために、伝送路の途中に定電圧電源装置が別筐体として設けられている。伝送途中で電圧変動が生じた交流電源が当該定電圧電源装置を経ることにより、電圧変動が抑制されて交流電源が当該定電圧電源装置から出力される。

通常、中継装置が内蔵しているトランス部において入力電圧タップ調整機能を設けて、ＬＣＸの抵抗による電圧低下の補正を可能としている。しかし、当該補正では、補正量が定量であるため、動的な負荷の変動（たとえば、送電途中で生じ得るＬＣＸの断線等）による電圧低下や上昇（電圧変動）の抑制には限界がある。このため、そのような電圧変動を考慮して、中継装置の接続段数に制限を設ける必要がある（中継装置の接続段数がより少なくなる）。

そこで、動的な負荷の変動により交流電源の電圧変動が引き起こされ場合、当該電圧変動を抑制するために、定電圧電源装置が設置されていた。当該定電圧電源装置を設けることにより、当該定電圧電源装置を設けないときと比較して、中継装置の接続段数を増加させることができる。なお、静的な負荷の変動の補正を考えた場合にも、当該定電圧電源装置を設置することにより、中継装置の接続段数を増加させることが可能である。

ここで、当該定電圧電源装置は、従来、非常に大きな筐体であり、別筐体として所定の数の中継装置毎に一つ配設されていた（たとえば、複数の中継装置の後段に１個の定電圧電源装置が設置され、当該定電圧電源装置の後段にさらに複数の中継装置が配設され、その後段に１個の定電圧電源装置が設置される）。

特開平８−１２５５９４号公報

上記構成において設置される定電圧電源装置は、非常に大きな筐体であった。したがって、当該定電圧電源装置を設置するためには、大きな設置場所を設ける必要があり、結果として、列車無線中継システム全体の構築コストが増大するという問題があった。

そこで、本発明は、列車無線中継システム等の電源信号伝送システムを構築するに際して、構築コストの低減を図ることが可能となる中継装置および、当該中継装置を含む電源信号伝送システムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の中継装置は、交流電源が重畳されて入力されてくる信号の増幅または／および整形を行う中継装置において、前記信号に重畳されて伝送されてくる前記交流電源を分離し、電圧変動が抑制された第一の定電圧交流電源および電圧変動が抑制された第二の定電圧交流電源を生成する定電圧電源部を、備えており、前記定電圧電源部は、前記第一の定電圧交流電源を自装置に供給し、前記第二の定電圧交流電源を、前記増幅および／または整形がなされた前記信号に重畳させて外部装置に伝送する。

また、本発明に係わる請求項２に記載の電源信号伝送システムは、交流電源および信号の伝送元であり、前記交流電源を重畳させた前記信号を出力する少なくとも２以上の基地局と、前記基地局間に配設されており、入力されてくる前記信号の増幅または／および整形を行う複数の中継装置と、前記基地局と前記中継装置との間および前記中継装置間に架設されており、前記交流電源を重畳させた前記信号の伝送媒体であるケーブルとを、備えており、前記中継装置は、前記信号に重畳されて伝送されてくる前記交流電源を分離し、電圧変動が抑制された第一の定電圧交流電源および電圧変動が抑制された第二の定電圧交流電源を生成する定電圧電源部を、備えており、前記定電圧電源部は、前記第一の定電圧交流電源を自装置に供給し、前記第二の定電圧交流電源を、前記増幅および／または整形がなされた前記信号に重畳させて、隣接する前記中継装置に伝送する。

本発明の請求項１に記載の中継装置は、交流電源が重畳されて入力されてくる信号の増幅または／および整形を行う中継装置であって、前記信号に重畳されて伝送されてくる交流電源を分離し、電圧変動が抑制された第一の定電圧交流電源および電圧変動が抑制された第二の定電圧交流電源を生成する定電圧電源部を、備えており、前記定電圧電源部は、前記第一の定電圧交流電源を自装置に供給し、前記第二の定電圧交流電源を、前記増幅および／または整形がなされた前記信号に重畳させて外部装置に伝送する。このように、従来別筐体として設置されていた定電圧電源装置の電圧調整機能部分を、中継装置が内蔵している。したがって、当該中継装置を用いて電源信号伝送システムを構築すれば、余分な装置の設置面積を削減することができる。そして、当該設置面積の削減を図ることができれば、設置場所を設けるために必要となるコストも削減できるので、結果として、電源信号伝送システムの構築コストが削減される。

また、本発明の請求項２に記載の電源信号伝送システムは、交流電源および信号の伝送元であり、前記交流電源を重畳させた前記信号を出力する少なくとも２以上の基地局と、前記基地局間に配設されており、入力されてくる前記信号の増幅または／および整形を行う複数の中継装置と、前記基地局と前記中継装置との間および前記中継装置間に架設されており、前記交流電源を重畳させた前記信号の伝送媒体であるケーブルとを、備えており、前記中継装置は、前記信号に重畳されて伝送されてくる前記交流電源を分離し、電圧変動が抑制された第一の定電圧交流電源および電圧変動が抑制された第二の定電圧交流電源を生成する定電圧電源部を、備えており、前記定電圧電源部は、前記第一の定電圧交流電源を自装置に供給し、前記第二の定電圧交流電源を、前記増幅および／または整形がなされた前記信号に重畳させて、隣接する前記中継装置に伝送する。このように、電圧調整機能を有する定電圧電源部を中継装置に内蔵させることにより、別筐体として定電圧電源装置を設置する必要がなくなる。したがって、電源信号伝送システムの構築コストを低減することができる。

以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。

図１は、列車無線中継システムなどの電源信号伝送システムの概略構成を示す図である。

図１に示すように、電源信号伝送システムは、基地局１、中継装置２、終端装置３およびＬＣＸ（ＬｅａｋｙＣｏａｘｉａｌＣａｂｌｅ：漏洩同軸ケーブル）４から構成されている。

図１に示すように、少なくと２以上の基地局１間には、複数の中継装置２および終端装置３が設置（配設）されている。ここで、基地局１と中継装置２との間、中継装置２間、および基地局１と終端装置３との間には、ＬＣＸ４が架設されている。なお、ＬＣＸ４は２重系で架設されている。以下の説明から分かるように、当該ＬＣＸ４は、交流電源を重畳させた高周波信号の伝送を担う伝送媒体である。

電源信号伝送システムが列車無線中継システムである場合には、基地局１は、各駅に設置される。基地局１では、たとえば高周波信号に交流電源（たとえば、ＡＣ４００Ｖ）を重畳させる。そして、基地局１は、当該交流電源が重畳した高周波信号をＬＣＸ４を介して、各中継装置２に向けて出力する。つまり、基地局１は、交流電源および高周波信号の伝送元であると把握できる。

中継装置２は、入力されてくる高周波信号の増幅または／および整形を行う装置である。つまり、中継装置２は、伝送途中にＬＣＸ４において発生した高周波信号の損失を補正する。当該中継装置２の動作に必要な電源は、高周波信号に重畳されて、基地局１から伝送（供給）されてくる交流電源の一部である。また、本発明において中継装置２は、後述するように定電圧電源部２ｂを備えている。

なお、終端装置３は、基地局１同士のＬＣＸ中継の終端処理を行う装置である。

図２は、基地局１の内部構成および中継装置２の内部構成を示す拡大図である。

基地局１は、電源装置１ａを備えている。電源装置１ａでは、所定の電力の交流電源が発生される。なお、当該発生した交流電源は、たとえばＡＣ４００Ｖに変圧された後、高周波信号に重畳させて、ＬＣＸ４を介して各中継装置２に伝送される。

中継装置２は、従来から有している中継架２ａ（入力されてくる信号の増幅または／および整形処理機能等を有する回路部）に加えて、定電圧電源部２ｂ（電圧調整機能等を有する回路部）をも備えている。つまり、本発明に係わる中継装置２は、従来の構成に加えて、定電圧電源部２ｂが内蔵されている。

ここで、一の中継装置２内において、定電圧電源部２ｂは、敷設されているＬＣＸ４の本数に対応した個数だけ配設されている。また、定電圧電源部２ｂの入力部および出力部には、各々ＬＣＸ４が接続されている。また、当該定電圧電源部２ｂの機能には、従来の技術で説明した定電圧電源装置の機能（電圧調整機能）が含まれている（後述するように、定電圧電源部２ｂは他の機能をも有する）。

中継架２ａでは、従来と同様に、入力されてくる高周波信号の増幅または／および整形が行われる。

定電圧電源部２ｂには、たとえばＡＣ４００Ｖの交流電源が重畳された状態で高周波信号が入力されてくる。なお、当該交流電源は、伝送途中で電圧変動が生じる。定電圧電源部２ｂ（より具体的には、当該定電圧電源部２ｂが備えるＰＳＦ（ＰｏｗｅｒＳｅｐａｒａｔｉｏｎＦｉｌｔｅｒ）、図示せず）では、高周波信号と交流電源との分離を行う。

また、定電圧電源部２ｂは、構成要素として絶縁トランスおよびスタビライザー等の電圧安定化素子（共に図示せず）をも備えている。

絶縁トランスにおいて上記交流電源を複数の交流電源に変圧した後、電圧安定化素子において、当該変圧した交流電圧の電圧変動を抑制する。つまり、定電圧電源部２ｂでは、電圧変動が抑制された第一の定電圧交流電源（たとえば、ＡＣ１００Ｖ）および電圧変動が抑制された第二の定電圧交流電源（たとえば、ＡＣ４００Ｖ）が生成される。

定電圧電源部２ｂは、第一の定電圧交流電源を自装置（特に、中継架２ａ）に供給し、また、中継架２ａに対して分離した高周波信号を送信する。一方、定電圧電源部２ｂは、第二の定電圧交流電源を、中継架２ａにおいて増幅・整形された高周波信号に重畳させて、ＬＣＸ４を介して、外部装置（後段の中継装置２とも把握できる）に伝送（出力）する。

次に、上記構成の基地局１および中継装置２の動作について説明する。

図１，２において、電源装置１ａで生成された交流電源は、絶縁トランスにおいて、たとえばＡＣ４００Ｖの交流電源に変圧される。その後、基地局１は、当該変圧された交流電源を高周波信号に重畳させて、ＬＣＸ４を介して後段の中継装置２に伝送する。つまり、基地局１は、各中継装置２に対して高周波信号の伝送とＡＣ４００Ｖの交流電源の供給とを行っている。ここで、上述したように、ＬＣＸ４は２重系構成となっている。

次に、基地局１から伝送された、交流電源が重畳された高周波信号は、中継装置２の構成要素である定電圧電源部２ｂに入力する。

まず、定電圧電源部２ｂが備えるＰＳＦ（図示せず）では、交流電源と高周波信号との分離処理を行う。そして、分離された高周波信号を、中継架２ａへと送信する。当該中継架２ａでは、高周波信号の増幅・整形が行われる。そして、当該増幅等された高周波信号は、中継架２ａから所定の定電圧電源部２ｂへと送信される。

一方、定電圧電源部２ｂでは、分離された交流電源を二つの交流電源（第一の定電圧交流電源および第二の定電圧交流電源と把握できる）に変圧する。当該交流電源の変圧処理は、定電圧電源部２ｂが備える絶縁トランス（図示せず）で行われる。さらに、定電圧電源部２ｂが備える電圧安定化素子（図示せず）では、変圧された各交流電源の電圧変動を抑制する処理を行う。つまり、上記交流電源の変圧および電圧変動処理を経ることにより、電圧変動を有する一の交流電源から、電圧変動が抑制された第一の定電圧交流電源（ＡＣ１００Ｖ）および第二の定電圧交流電源（ＡＣ４００Ｖ）を生成する。

定電圧電源部２ｂは、上記第一の定電圧交流電源を中継装置２の電源として使用する。より具体的には、当該第一の定電圧交流電源を中継架２ａ等の構成要素に供給する。なお、第一の定電圧交流電源を、一度中継装置２が有する電源部（図示せず）に供給した後に、当該電源部から中継装置２の各回路に供給する方式を採用しても良い。

これに対して、第二の定電圧交流電源は、上記ＰＳＦにおいて、増幅・整形処理済みの高周波信号に重畳させられる。つまり、当該ＰＳＦにおいて、第二の定電圧交流電源と増幅・整形処理済みの高周波信号との合成処理が行われる。その後、定電圧電源部２ｂは、上記合成処理により第二の定電圧交流電源が重畳された高周波信号を、ＬＣＸ４を介して、後段の中継装置２に向けて伝送する。

なお、基地局１から送電される交流電源は、ＬＣＸ４の抵抗による電圧降下のため、伝送距離が長くなるに連れて電圧低下が大きくなる。そして、より後段の中継装置２において、伝送されてきる交流電源は定格電圧を確保できなくなる。当該定格電圧を確保できなくなる地点において、終端装置３によるＬＣＸ中継の終端処理がなされる。

また、終端装置３より後段の中継装置２には、別の基地局１からＬＣＸ４を介して送電される、高周波信号に重畳した交流電源が供給される。

以上のように、本発明に係わる中継装置２は、定電圧電源部２ｂを備えている。つまり、中継装置２には、定電圧電源部２ｂが内蔵されている。したがって、本発明に係わる中継装置２を採用することにより、定電圧電源部２ｂを別筐体で設置する場合と比較して、定電圧電源装置を省略できる分だけ全体の設置面積の削減を図ることができる。このように設置面積の削減により、設置場所等を設けるコストが不要となるので、本発明に係わる中継装置２を備えることにより、電源信号伝送システムの設置コストの削減を図ることができる。つまり、安価にて電源信号伝送システムを提供することが可能である。

また、定電圧電源装置を別筐体で設置するよりも、中継装置２に定電圧電源部２ｂを設ける（内蔵）する構成の方が、装置費用が安価になる。これによっても、電源信号伝送システム全体のコストを低減することができる。

なお、電源信号伝送システムを構成する全ての中継装置２に当該定電圧電源部２ｂを設ける（内蔵）する必要は無い。しかし、全ての中継装置２に当該定電圧電源部２ｂを設ける（内蔵）することにより、以下に示す効果を奏する。

たとえば、中継装置２の全てに定電圧電源部２ｂが設けられておらず、所定の周期で定電圧電源部２ｂが設けられた中継装置２を設置したとする（つまり、定電圧電源部２ｂを設けられた第一の中継装置２の間に、定電圧電源部２ｂが設けられていない複数の第二の中継装置２が配設されている）。

当該場合には、第二の中継装置２では、電圧変動を抑制することができず、交流電源が第一の中継装置２に到達する頃には、電圧変動がさらに増大している。このように、交流電源の大きな電圧変動を抑制するためには、より体積が大きく、より高価な定電圧電源部２ｂが必要となる。

これに対して、全ての中継装置２に定電圧電源部２ｂが設けられている場合には、上記の場合と比較して、当該定電圧電源部２ｂは、より小さな電圧変動を抑制できれば良いので、当該定電圧電源部２ｂの体積は小さいもので済み、そのコストも安くなる。

したがって、全ての中継装置２に定電圧電源部２ｂを設けた場合には、中継装置２の筐体体積の増大を防止することができると共に、電源信号伝送システム全体のコストの増大も防止することができる。

また、全ての中継装置２に定電圧電源部２ｂを設けた場合には、より後段の中継装置２まで電圧変動の安定化を維持することができる。よって、当該場合には、接続段数の増加を図ることができる。

電源信号伝送システムの構成を示す図である。本発明に係わる中継装置および基地局の内部構成を示す図である。

符号の説明

１基地局、１ａ電源装置、２中継装置、２ａ中継架、２ｂ定電圧電源部、３終端装置、４ＬＣＸ。

Claims

交流電源が重畳されて入力されてくる信号の増幅または／および整形を行う中継装置において、
前記信号に重畳されて伝送されてくる前記交流電源を分離し、電圧変動が抑制された第一の定電圧交流電源および電圧変動が抑制された第二の定電圧交流電源を生成する定電圧電源部を、備えており、
前記定電圧電源部は、
前記第一の定電圧交流電源を自装置に供給し、前記第二の定電圧交流電源を、前記増幅および／または整形がなされた前記信号に重畳させて外部装置に伝送する、
ことを特徴とする中継装置。
交流電源および信号の伝送元であり、前記交流電源を重畳させた前記信号を出力する少なくとも２以上の基地局と、
前記基地局間に配設されており、入力されてくる前記信号の増幅または／および整形を行う複数の中継装置と、
前記基地局と前記中継装置との間および前記中継装置間に架設されており、前記交流電源を重畳させた前記信号の伝送媒体であるケーブルとを、備えており、
前記中継装置は、
前記信号に重畳されて伝送されてくる前記交流電源を分離し、電圧変動が抑制された第一の定電圧交流電源および電圧変動が抑制された第二の定電圧交流電源を生成する定電圧電源部を、備えており、
前記定電圧電源部は、
前記第一の定電圧交流電源を自装置に供給し、前記第二の定電圧交流電源を、前記増幅および／または整形がなされた前記信号に重畳させて、隣接する前記中継装置に伝送する、
ことを特徴とする電源信号伝送システム。
前記複数の中継装置の全てが、
前記定電圧電源部を備えている、
ことを特徴とする請求項２に記載の電源信号伝送システム。