JP2009033597A - 移動体用送信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】振動や温度変化に影響されににく、かつアンテナまでへの出力減衰の少ない移動体送信装置を提供すること。
【解決手段】移動体用送信装置であって、映像信号等をデジタル変調するデジタル変調手段２と、その出力をＩＦ信号へ変換する第１の周波数変換手段３と、第２周波数変換用局部発振器５と、３の出力と、５の出力と移動体外アンテナ部の電源６を混合する混合器４から構成する移動体内送信信号作成部と、該送信信号作成部と移動体外アンテナ部を接続する給電線（ケーブル等）８と、前記３の出力と、５の出力と電源６を分離する電源分離フィルタ１０と、１０から分離した電源を基にして移動体外アンテナ部で使用する電源を生成する電源部１５と、１０から分離した３の出力を５の出力を基に周波数変換する第２の周波数変換手段１２と、１２の出力を濾波するフィルタ１３と、フィルタの出力を増幅する電力増幅器１５と、１５に直結する送信アンテナ１６からなる移動体外アンテナ部とを具える。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動中継車やヘリコプターなどの移動体に搭載して無線伝送し、送信信号作成部とアンテナ部に分離して構成する送信装置に関するものである。

従来から、中継車やヘリコプターなどの移動体に搭載し、テレビカメラからの映像信号や音声信号を送信装置により伝送するシステムがある。
具体的には、図２に示す構成となる。移動体１００の内部には電力増幅器２２を内蔵する送信装置２１が設置されており、該送信装置２１の送信出力から給電線（ケーブル等）にて移動体１００の外部に設置されたアンテナに接続し使用していた。

通常、移動体の種類、大きさ等にも差があるがアンテナへの給電線（ケーブル等）の長さが長くなるため、ここでの損失が発生し、その分送信装置２１内での電力増幅器２２では電力を損失分だけ増幅して出力しなければならなかった。
そのため、電力増幅器２２が大きくなり、消費電力や発熱等の問題点を有していた。

図３は、送信装置としてＦＭ（Frequency Modulation）等のアナログ送信装置３１を使用し、上記欠点を解消するために構成した一例を示したものである。給電線（ケーブル等）に通す周波数を低いうちにアンテナ部まで送り、そこで送信周波数まで逓倍器３２で逓倍し、電力増幅器３３で増幅してアンテナに直接送るものである。このことにより、電力増幅器３３の大きさを小型化し、消費電力を抑えると同時に発熱も抑えていた。また、電力増幅器を移動体外に置くことにより移動による熱の発散も可能とした。

図４と図５は、送信装置にＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）などのデジタル送信装置４１、５１を使用した場合の一例である。逓倍器が非線形であるため使用することが出来ず周波数変換器４２よる周波数変換方式により目的の周波数を得ることになる。
そのため、アンテナまでの給電線（ケーブル等）の損失を補うには、電力増幅器４３、５３のみをアンテナの真下に配置するか、または周波数変換器４２、５２までもアンテナ真下に配置するようにした。

図４は、電力増幅器４３のみをアンテナの真下に配置する場合で、送信装置４１内でＳＨＦ帯またはＵＨＦ帯域周波数に周波数変換器４２で変換して、給電線（ケーブル等）でアンテナ真下の電力増幅器４３に供給する。送信装置４１からアンテナ真下の電力増幅器４３までの給電線（ケーブル等）損失の分、電力増幅器４３の利得を増やすか、送信装置４１の出力を増やす必要がある。

図５は、周波数変換器５２と電力増幅器５３をアンテナ真下に配置する場合である。送信装置５１内では、ＩＦ（Intermediate Frequency）周波数帯域でアンテナ真下の周波数変換器５２へ送る。周波数変換器５２では、内蔵の帯局部発振器によりＳＨＦまたはＵＨＦ帯域の信号に変換し電力増幅器５３に供給する。ＩＦ周波数帯域でアンテナ真下の周波数変換器５２へ送るので、給電線（ケーブル等）での損失が少ないが、周波数変換器５２で必要な局部発振器までアンテナ真下に配置することになる。

この場合、アンテナは移動体・本体からポール等で離した位置に置かれるために、振動や外部環境（温度変化等）を受け、その真下に振動や温度変化に影響されやすい帯局部発振器を配置するのは望ましくない。

特許文献１には、このような構成の送信装置が記載されている。この特許文献１に記載された発明は、制御部と高周波部がケーブルで接続され、２筐体分離型ＦＰＵ送信装置に関するもので、高周波部には、局部発振器を内蔵した送信装置が記載されている。

特開平９−８５７７号公報

周波数変換器は、ＩＦ信号をＳＨＦ帯またはＵＨＦ帯の送信周波数に変換するために変換用の局部発振器を必要とする。周波数変換器は、上述したように、電力増幅器と同様にアンテナの真下に配置することが望ましい。しかし、変換用局部発振器までアンテナ部に内蔵すると、アンテナ部はポール等の先端にあるため振動を受けやすく、発振器に対する対策が必要となる。 また、アンテナ部は移動体の外部に露出するため、外部環境の影響を受けやすく、特に温度変化が顕著なものとなり、温度補償付きの高価な局部発振器を必要とするために製品全体としても高価なものとなるという課題があった。

上記課題を解決するため次のような手段を採用した。
請求項１記載の発明は、映像信号及び音声信号をデジタル変調した信号をＳＨＦまたはＵＨＦ帯域の信号に変換して移動体により空中線で送出する移動体用送信装置であって、
前記映像信号及び音声信号をデジタル変調するデジタル変調手段と、前記デジタル変調手段の出力をＩＦ帯の信号へ変換する第１の周波数変換手段と、第２周波数変換のための局部発振器と、前記第１の周波数変換手段の出力と、前記局部発振器の出力と移動体外アンテナ部の電源を混合する混合器から構成する移動体内送信信号作成部と、
前記移動体内送信信号作成部と前記移動体外アンテナ部を接続する給電線（ケーブル等）と、
前記移動体内送信信号作成部からの前記第１の周波数変換手段の出力と、前記局部発振器の出力と前記移動体外アンテナ部の電源を分離する電源分離フィルタと、前記電源分離フィルタから分離した電源を基にして前記移動体外アンテナ部で使用する電源を生成する電源部と、前記電源分離フィルタから分離した前記第１の周波数変換手段の出力を前記局部発振器の出力を必要により周波数逓倍してから周波数変換する第２の周波数変換手段と、前記第２の周波数変換手段の出力を濾波するフィルタと、前記フィルタの出力を増幅して送信アンテナに直結する電力増幅器から構成し、前記送信アンテナに密接する前記移動体外アンテナ部と、
具えることを特徴としている。

請求項２記載に発明は、請求項１記載の移動体用送信装置において、前記第２の周波数変換手段は、前記移動体内送信信号作成部の局部発振器の出力を必要により周波数逓倍してうえで周波数変換する手段を有することを特徴としている。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の移動体用送信装置において、前記移動体は、移動中継車又はヘリコプター等とすることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、局部発振器を移動体内に配置された送信信号作成部に内蔵することにより、振動に対しても影響されないため安定した送信出力が得られる。また、送信信号作成部は移動体内部のため、温度変化の影響が小さくなるため同様にして安定した送信出力が得られる。さらに、電力増幅器と周波数変換器を移動体外部に配置することにより、送信装置本体、本願では送信信号作成部を小型化でき、省電力が可能という効果を有する。

請求項２の発明によれば、第２の周波数変換手段の内部に必要により局部発振周波数逓倍手段を設けたことにより、移動体内送信信号作成部の局部発振器の発振周波数を低くすることができ、低い周波数の局部発振器の使用により移動体内送信信号作成部と移動体外アンテナ部間における給電線（ケーブル等）の損失をより少なくすることもできる。

また、請求項３記載の発明によれば、移動体を移動中継車またはヘリコプター等にすることにより、放送の実況中継などに好適なものとなる。

図１に本発明を実施するための最良の実施の形態を示す。
図１は、本発明に係る移動体用送信装置の構成を示すブロック図である。
図１に示すように、この移動体用送信装置は、映像信号及び音声信号をデジタル変調した信号をＳＨＦまたはＵＨＦ帯域の信号に変換して移動体から空中線で送出する装置であって、移動体１００内に配置された移動体内送信信号作成部と移動体１００外に配置された移動体外アンテナ部とこれらを接続する給電線（ケーブル等）とで構成されている。

まず、移動体内送信信号作成部の構成を説明する。図１において、１は入力端子、２はデジタル変調器、３は第１周波数変換器、４は混合器、５は局部発信器、６は移動体外アンテナ部にも電源を供給するための電源部、７は出力端子、８は接続給電線（ケーブル等）である。

上記構成の動作について説明する。
入力端子１から入力信号、たとえば映像信号や音声信号はデジタル変調器２でＱＡＭなどのデジタルで変調処理されて出力する。デジタル変調された信号は、第１周波数変換器３でアップコンバートされ、ＩＦ信号に変換される。
局部発振器５は、第２周波数変換用局部発振周波数を発振する発振器である。電源部６は送信信号作成部内および移動体外アンテナ部で使用する電源を作り出すものである。混合器４は、第１周波数変換器３、局部発振器５及び電源部６の出力を混合する。混合器４の出力は出力端子７から出力されて給電線（ケーブル等）８により移動体外アンテナ部へと送られる。

一方、移動体外アンテナ部も、図１のブロック図に示すように構成されている。図において、９は入力端子、１０は電源分離フィルタ、１１は逓倍器、１２は第２周波数変換器、１３は不要成分除去用のフィルタ、１４は電力増幅器、１５は電源部、１６は送信アンテナである。
次に、この動作について説明する。入力端子９は給電線（ケーブル等）８にて送信信号作成部の出力端子７と接続する。入力信号は、第１周波数変換器３からのＩＦ信号、局部発振器５の出力信号、電源部６の出力を混合したものである。この混合したものを電源分離フィルタ１０により分離する。

ＩＦ信号は第２周波数変換器１２に、局部発振器信号は逓倍器１１に、電源は電源部１５へ供給される。第２周波数変換器１２はＩＦ信号をＳＨＦまたはＵＨＦ帯の信号へ周波数変換する。局部発振器信号Ｌｏは逓倍器１１に供給される。局部発振器信号Ｌｏをそのまま使用するときには逓倍器１１を省略しても構わないが、Ｌｏを低い周波数で供給し、逓倍器１１により高い周波数にしてもよい。

前記第２周波数変換器１２は出力に希望波の他に不要波を含むためその不要波を除去するためフィルタを必要とする。フィルタ１３はその不要波を除去するためのフィルタである。そして、希望波のみ電力増幅器１４で増幅されて直結されたアンテナ１６から出力する。電源部１５は、電源分離フィルタ１０の出力から電力増幅器１４，第２周波数変換器１２及び逓倍器１１に電源を供給する。

局部発振器５の信号を混合器４にて混合し、電源分離フィルタ１０にて分配（分離）することが混合器４及び電源分離フィルタ１０の構成を複雑にする場合には、局部発振器５の信号を混合器４、電源分離フィルタ１０および給電線（ケーブル等）８を使用せずに別ケーブル等で送るように構成することもできる。

本発明は、マラソン中継などの移動体による実況中継の時に使用する中継機材に利用できる。移動中継車または実況中継には欠かせないヘリコプターに搭載して利用することができる。また、アンテナ部が外部にある追尾装置にも利用することができる。

本発明の移動体用送信装置のブロック図である。 従来の移動体送信装置の構成の一例を示す図である。 従来のアナログ送信装置の構成の一例を示す図である。 従来のデジタル送信装置の構成でアンテナの直下が電力増幅器のみから構成される場合を示す図である。 従来のデジタル送信装置の構成でアンテナの真下が電力増幅器と周波数変換器（局部発振器内蔵）の場合を示す図である。

符号の説明

１０ 移動体
１ 入力端子
２ デジタル変調器
３ 第１周波数変換器
４ 混合器
５ 局部発振器
６ 電源部
７ 出力端子
８ 給電線（ケーブル等）
９ 入力端子
１０ 電源分離フィルタ
１１ 逓倍器
１２ 第２周波数変換器
１３ フィルタ
１４ 電力増幅器
１５ 電源部
１６ 送信アンテナ
１００ 移動体

Claims (3)

1. 映像信号及び音声信号をデジタル変調した信号をＳＨＦまたはＵＨＦ帯域の信号に変換して移動体により空中線で送出する移動体用送信装置であって、
   前記映像信号及び音声信号をデジタル変調するデジタル変調手段と、
   前記デジタル変調手段の出力をＩＦ帯の信号へ変換する第１の周波数変換手段と、
   第２周波数変換のための局部発振器と、
   前記第１の周波数変換手段の出力と、前記局部発振器の出力と移動体外アンテナ部の電源を混合する混合器から構成する移動体内送信信号作成部と、
   前記移動体内送信信号作成部と前記移動体外アンテナ部を接続する給電線（ケーブル等）と、
   前記移動体内送信信号作成部からの前記第１の周波数変換手段の出力と、前記局部発振器の出力と前記移動体外アンテナ部の電源を分離する電源分離フィルタと、
   前記電源分離フィルタから分離した電源を基にして前記移動体外アンテナ部で使用する電源を生成する電源部と、
   前記電源分離フィルタから分離した前記第１の周波数変換手段の出力を前記局部発振器の出力を必要により周波数逓倍してから周波数変換する第２の周波数変換手段と、
   前記第２の周波数変換手段の出力を濾波するフィルタと、
   前記フィルタの出力を増幅して送信アンテナに直結する電力増幅器から構成し、前記送信アンテナに密接する前記移動体外アンテナ部と、
   具えることを特徴とする移動体用送信装置。
2. 請求項１記載の移動体用送信装置において、
   前記第２の周波数変換手段は、前記移動体内送信信号作成部の局部発振器の出力を必要により周波数逓倍してから周波数変換する局部発振周波数変換手段を有することを特徴とする移動体用送信装置。
3. 請求項１記載の移動体用送信装置において、
   前記移動体は、移動中継車又はヘリコプター等とすることを特徴とする移動体用送信装置。

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