JP2009267915A - 放送用中継方法及び放送用中継装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 送信アンテナから出力される電波が受信アンテナに回り込んで発振することがある。親局が停波すると発振が起きて中継装置からＯＦＤＭ変調波以外の電波が放射されるので電波法上好ましくない。スケルチ回路の応答も遅い。
【解決手段】 受信アンテナで受信された放送波信号の一部を分岐して検波し、その検波信号の振幅の有無を判断して無になるとスケルチ回路をＯＮにして放送波信号の出力を停止させ、有になるとスケルチ回路をＯＦＦにして放送波信号を出力させるようにした。受信アンテナで受信された放送波信号の一部を分岐して検波し、その検波信号からＡＣ成分を取出して検波し、検波されたＡＣ成分と閾値とを比較して閾値以下になるとスケルチ回路をＯＮにして放送信号の出力を停止させ、閾値以上になるとスケルチ回路をＯＦＦにして放送信号を出力させるようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明はテレビ放送、例えば地上デジタル放送などにおける各種放送用の中継方法と、それに使用される中継装置に関するものである。

テレビ放送における中継装置は、図３に示すように、受信アンテナＡで受信した親局からの電波（多チャンネルの放送波）をレベル調整して送信アンテナＢから送出するものである。中継装置の入力レベルは大気中（空間）の電波環境により変動するので、出力レベルを安定させるために中継装置内にＡＧＣ回路Ｃを設け、このＡＧＣ回路でチャンネル毎に出力レベルを調整している。また、親局の停波時にはノイズを空間に送出しない様にチャンネル毎にスケルチ回路（ＳＱ）を設けている。

図３の中継装置では、受信アンテナＡで受信した入力信号（地上デジタル放送波）がＲＦアンプ１、２（図４）で増幅され、入力信号の一部が分岐器３（図４）で分岐され、分岐信号が検波器（ＤＥＴ１）で検波される。地上デジタル放送ではマルチキャリアデジタル変調（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式が採用されているため図４のＡ点の検波電圧は図５のように振幅を持っている。このため図４の中継装置ではＡ点の検波電圧をローパスフィルタ（ＬＰＦ：図４）を通して平均化し、平均化後の電圧（図４のＢ点の電圧）をＤＣアンプ４で増幅し、その電圧を基準にして利得制御器（Gain Controler：ＧＣ、例えば可変ＡＴＴ）を制御し、このＧＣで放送波信号の出力レベルを一定に制御する。図４のＢ点の電圧はマイコン、ゲート回路、比較器、中央演算処理回路等（これらをＣＰＵと総称する）に取込まれ、Ｂ点の電圧がある閾値以下のときはスケルチ回路（ＳＱ）がＯＮになって（動作して）送信アンテナからの放送信号の出力が停止される。このときＡＧＣが働いているため装置利得は最大（ＧＣのロスが最少）となっている。スケルチ回路（ＳＱ）の動作時（ＯＮ時）に放送信号が入力されると、最初は利得最大のため図４のＢ点の電圧は高くなるがＡＧＣで収束されて次第に安定する。ＣＰＵにより図４のＢ点電圧が監視されてＡＧＣの収束が判断され、且つ、Ｂ点電圧が閾値以上になるとスケルチ回路（ＳＱ）がＯＦＦになって（動作が停止して）放送信号が送信アンテナから出力されるようにしてある。

従来の前記中継装置では次のような課題があった。
１．地上デジタル放送では、ＳＦＮ（Single frequency Network）方式が周波数有効利用の観点から一般的である。ＳＦＮでは親局から送信されて中継装置に入力されるチャンネル（周波数）と中継装置から出力されるチャンネル（周波数）が同一であるため、送信アンテナから出力される電波が受信アンテナに回り込んで発振する場合がある。その対策の一例として受信アンテナと送信アンテナ間の距離を離したり、高価なキャンセラをチャンネル毎に使用したりしている。前者の対策では広い敷地が必要であり、後者の対策ではコスト高になる。
２．ＡＧＣ機能は、出力レベルを一定にするため、親局からの入力レベルが低い方が中継装置の利得が高くなり、アンテナ間の回り込みの影響を受け易くなる。
３．親局が停波した場合、ＡＧＣ機能により装置利得が最大となり、装置利得が回り込み量を越えた時に発振を起こす（図７）。スケルチ機能が実行される前に発振が起きた場合は発振が継続してしまい、図４のＡ点の検波信号のスペクトラムは図８のようになる。
４．前記停波時には中継装置からＯＦＤＭ変調波以外の電波（図７）が放射されるが、この放射は電波法上好ましくない。
５．ローパスフィルタ（ＬＰＦ：図４）を通して、ＯＦＤＭの電圧を平均化した後の電圧をＣＰＵで監視しているため、ＣＰＵによるスケルチ回路の制御が遅く、スケルチ回路の応答も遅い。

本件発明者らは従来の放送用中継装置の前記課題を解決すべく、本件発明の開発に先立って放送用中継装置について実験をして次のことを確認した。
１．ＡＧＣ機能があるため、入力レベルの変動が可変減衰器（可変ＡＴＴ）の制御範囲内の変動であれば、アンテナ間の回り込み量が変動しても発振することはない。
２．受信アンテナと送信アンテナ間の回り込み量が、装置利得と同一になった場合でも映像劣化は見られない。
３．通常の地上デジタル放送信号が出力されている場合の検波電圧（図５）と発振時の検波電圧（図６）では検波波形が異なる。地上デジタル放送波の変調信号は時間的に見て電圧が変動している（図５）が、発振時にはＣＷ（continue wave：無変調波）のように時間変動がなく一定である（図６）。

本発明の放送用中継方法及び放送用中継装置は、前記波形差を利用して、検波電圧が一定（変動無）となった場合に、スケルチ回路（ＳＱ）をＯＮにして出力信号が送信アンテナから送信されないようにするか、又は、発振する前にスケルチ機能が実施されるようにしたものである。

本発明の放送用中継方法の一つは、請求項１記載のように、受信アンテナで受信された放送波信号の一部を分岐し、分岐信号を検波した検波信号に基づいて利得制御器の利得を制御することにより、受信された放送波信号をチャンネルごとに制御して出力信号レベルを制御するＡＧＣ機能を備え、放送波信号が断になるとスケルチ機能により信号送信を停止させるようにした放送波中継方法において、前記検波信号の振幅の有無を判断して無になるとスケルチ回路をＯＮにして放送波信号の出力を停止させ、有になるとスケルチ回路をＯＦＦにして放送波信号を出力させる方法である。

本発明の放送用中継方法の他の方法は、請求項２記載のように、受信アンテナで受信された放送波信号の一部を分岐し、分岐信号を検波した検波信号に基づいて利得制御器の利得を制御することにより、受信された放送波信号をチャンネルごとに制御して出力信号レベルを制御するＡＧＣ機能を備え、放送波信号が断になるとスケルチ機能により信号送信を停止させるようにした放送波中継方法において、前記検波信号中のＡＣ成分を取出して検波し、検波された前記ＡＣ成分と閾値とを比較して閾値以下になるとスケルチ回路をＯＮにして放送信号の出力を停止させ、閾値以上になるとスケルチ回路をＯＦＦにして放送信号を出力させる方法である。

本発明の放送用中継装置の一つは、請求項３記載のように、受信アンテナで受信された放送波信号の一部を分岐する分岐器と、分岐信号を検波する検波器と、検波信号に基づいて入力信号をチャンネルごとに制御する利得制御器と、放送波信号が断になると作動して送信アンテナからの信号送信を停止させるスケルチ回路と、スケルチ回路をＯＮ、ＯＦＦ制御する制御器を備えた放送用中継装置において、前記検波信号を前記制御器に取込むための取込経路（図１の１０）を備え、制御器は検波信号の振幅の有無を判別して無になるとスケルチ回路をＯＮにして放送波信号の出力を停止させ、有になるとスケルチ回路をＯＦＦにして放送波信号を出力させる装置である。

本発明の放送用中継装置の他の装置は、請求項４記載のように、受信アンテナで受信された放送波信号の一部を分岐する分岐器と、分岐信号を検波する検波器と、検波信号に基づいて入力信号をチャンネルごとに制御する利得制御器と、放送波信号が断になると作動して送信アンテナからの信号送信を停止させるスケルチ回路と、スケルチ回路をＯＮ、ＯＦＦ制御する制御器を備えた放送用中継装置において、前記検波信号中のＡＣ成分を取出すＡＣ取出回路（図２の２０）と、ＡＣ取出回路２０で取出したＡＣ成分を検波するＡＣ検波回路（図２の２１）と、制御器を備え、制御器は前記ＡＣ検波回路２１で検波された検波信号を閾値と比較して閾値以下になるとスケルチ回路をＯＮにして放送信号の出力を停止させ、閾値以上になるとスケルチ回路をＯＦＦにして放送信号を出力させる装置である。

本発明は次のような効果がある。
１．既存の中継装置に入力経路１０、ＡＣ取出回路２０と検波回路２１の簡潔な構成で安価に、発振対策機能を実現することができる。
２．検波直後の波形を検知するので、入力信号の断を瞬時に検知でき、変動する検波電圧が無くなった時（放送波信号が断の時）にスケルチ回路（ＳＱ）がＯＮになって発振前にスケルチ機能が実行されるので、発振を確実に防止することができる。
３．受信アンテナと、送信アンテナとの間の回り込み量が大きい場合、出力一定のＡＧＣ方式では親局の停波時に発振を起こすが、本発明では検波直後の波形を検知することにより発振または発振しかかりを検出して送信出力をＯＦＦにすることができるので、回り込みのループが切れて発振が停止し、スケルチ機能が働き、親局復帰時には通常動作により発振を起こすことなく起動する。

（放送用中継装置の実施形態１）
本発明の放送用中継装置の一実施形態を図１に基づいて以下に説明する。図１の中継装置はＲＦアンプ１、利得制御器（ＧＣ）、ＲＦアンプ２、検波器（ＤＥＴ１）、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、ＤＣアンプ３、スケルチ回路（ＳＱ）、マイコン又はゲート回路（ＣＰＵ）を備え、検波器（ＤＥＴ１）の出力をＣＰＵに取込むための取込経路１０を設けてある。

（放送用中継方法の実施形態１）
図１の放送用中継装置では、受信アンテナで受信された入力信号（放送波）がＲＦアンプ１で増幅され、利得制御器（ＧＣ）で利得制御され、ＲＦアンプ２で増幅され、スケルチ回路（ＳＱ）を経て送信アンテナから送信される。この間に、入力信号の一部が分岐器３で分岐され、ＤＥＴ１で検波される。図１のＡ点の検波電圧は正常時は図５のように振幅を持っているが、この検波電圧がある閾値以下になる（異常が発生する）とスケルチ回路（ＳＱ）がＯＮになって（動作して）、送信アンテナからの放送信号の出力が停止される。このときＡＧＣが働いているため装置利得は最大（ＧＣのロスが最少）となっているため、スケルチ回路（ＳＱ）がＯＮの状態で放送波信号が入力されると最初は利得最大のため検波電圧は高くなるが、ＡＧＣが次第に収束して図５のように安定する。図１では前記検波電圧（図１のＡ点電圧）をＣＰＵにより監視してＡＧＣの収束が判断され、且つ、その検波電圧が閾値以上になるとスケルチ回路（ＳＱ）がＯＦＦになって送信アンテナから放送信号が出力される。

（放送用中継装置の実施形態２）
本発明の放送用中継装置の第二の実施形態を図２に基づいて以下に説明する。図２の放送用中継装置はＲＦアンプ１、利得制御器（ＧＣ）、ＲＦアンプ２、第１の検波器（ＤＥＴ１）、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、ＤＣアンプ３、スケルチ回路（ＳＱ）、マイコン又はゲート回路（ＣＰＵ）を備え、更に、コンデンサＣ１、Ｃ２とＡＣアンプによるＡＣ取出回路２０、ＡＣ取出回路２０で取出したＡＣ成分を検波する第２のＡＣ検波回路（ＤＥＴ２：図２の２１）を備えている。

（放送用中継方法の実施形態２）
図２の放送用中継装置では、受信アンテナで受信された入力信号（放送波）がＲＦアンプ１で増幅され、利得制御器（ＧＣ）で利得制御され、ＲＦアンプ２で増幅され、スケルチ回路（ＳＱ）を経て送信アンテナから送信される。この間に、入力信号の一部が分岐器５で分岐され、ＤＥＴ１で検波される。図１のＡ点の検波電圧は正常時は図５のように振幅を持っている。図２ではＡ点の検波電圧をローパスフィルタ（ＬＰＦ）で平均化し、図２のＢ点の電圧を基準にして利得制御器（ＧＣ）の利得が制御されて放送波出力レベルが一定に制御される。

図２では検波器（ＤＥＴ１）で検波された信号中のＡＣ成分がコンデンサＣ１で取出され、ＡＣアンプで増幅され、ＡＣアンプの出力信号中のＡＣ成分がコンデンサＣ２で取出され、検波器（ＤＥＴ２）で検波される。ＤＥＴ２の出力電圧（図１のＣ点電圧）はＯＦＤＭ信号（放送波）入力時に電圧が発生し（有り：例えば１Ｖ）、発振時または停波時に電圧が無（はほぼ０Ｖ）となる。ＣＰＵにてＣ点の電圧を取込み、０Ｖになった場合にスケルチ回路（ＳＱ）がＯＮとなって送信アンテナ２からの放送信号の出力が停止される。このときＡＧＣが働いているため装置利得は最大（ＧＣのロスが最少）となっているため、スケルチ回路（ＳＱ）動作時に放送信号が入力されると最初は利得最大のため図２のＢ点の電圧は高くなるが、ＡＧＣにより次第に収束されて図５のようにほぼ一定の振幅に安定する。このとき図２のＢ点電圧がＣＰＵで監視されてＡＧＣの収束が判断される。また、図１のＣ点電圧が有り（例えば１Ｖ）となり、ＣＰＵからスケルチ回路（ＳＱ）への制御信号で、スケルチ回路（ＳＱ）がＯＦＦになって送信アンテナ２から放送信号が出力される。

本発明の放送用中継装置におけるＡＧＣ回路及びスケルチ回路制御回路の実施形態の一例を示す回路図。 本発明の放送用中継装置におけるＡＧＣ回路及びスケルチ回路制御回路の実施形態の他の例を示す回路図。 従来の放送用中継装置の概要図。 図３の放送用中継装置におけるＡＧＣ回路及びスケルチ回路制御回路の説明図。 図１の放送用中継装置のＡ点における地上デジタル放送波の検波電圧の波形説明図。 図１の放送用中継装置のＡ点における発振時の検波電圧の波形説明図。 図１の放送用中継装置のＡ点における発振発生前後の検波電圧の波形説明図。 図１の放送用中継装置のＡ点における発振時スペクトルの一例の説明図。

符号の説明

１、２ ＲＦアンプ
３ 分岐器
１０ 取込経路
２０ ＡＣ取出回路
２１ ＡＣ検波回路

Claims (4)

1. 受信アンテナで受信された放送波信号の一部を分岐し、分岐信号を検波した検波信号に基づいて利得制御器の利得を制御することにより、受信された放送波信号をチャンネルごとに制御して出力信号レベルを制御するＡＧＣ機能を備え、放送波信号が断になるとスケルチ機能により信号送信を停止させるようにした放送波中継方法において、前記検波信号の振幅の有無を判断して無になるとスケルチ回路をＯＮにして放送波信号の出力を停止させ、有になるとスケルチ回路をＯＦＦにして放送波信号を出力させることを特徴とする放送用中継方法。
2. 受信アンテナで受信された放送波信号の一部を分岐し、分岐信号を検波した検波信号に基づいて利得制御器の利得を制御することにより、受信された放送波信号をチャンネルごとに制御して出力信号レベルを制御するＡＧＣ機能を備え、放送波信号が断になるとスケルチ機能により信号送信を停止させるようにした放送波中継方法において、前記検波信号中のＡＣ成分を取出して検波し、検波されたＡＣ成分と閾値とを比較して閾値以下になるとスケルチ回路をＯＮにして放送信号の出力を停止させ、閾値以上になるとスケルチ回路をＯＦＦにして放送信号を出力させることを特徴とする放送用中継方法。
3. 受信アンテナで受信された放送波信号の一部を分岐する分岐器と、分岐信号を検波する検波器と、検波信号に基づいて入力信号をチャンネルごとに制御する利得制御器と、放送波信号が断になると作動して送信アンテナからの信号送信を停止させるスケルチ回路と、スケルチ回路をＯＮ、ＯＦＦ制御する制御器を備えた放送用中継装置において、前記検波信号を前記制御器に取込むための取込経路を備え、制御器は検波信号の振幅の有無を判別して無になるとスケルチ回路をＯＮにして放送波信号の出力を停止させ、有になるとスケルチ回路をＯＦＦにして放送波信号を出力させることを特徴とする放送用中継装置
4. 受信アンテナで受信された放送波信号の一部を分岐する分岐器と、分岐信号を検波する検波器と、検波信号に基づいて入力信号をチャンネルごとに制御する利得制御器と、放送波信号が断になると作動して送信アンテナからの信号送信を停止させるスケルチ回路と、スケルチ回路をＯＮ、ＯＦＦ制御する制御器を備えた放送用中継装置において、前記検波信号中のＡＣ成分を取出すＡＣ取出回路と、ＡＣ取出回路で取出したＡＣ成分を検波するＡＣ検波回路と、制御器を備え、制御器は前記ＡＣ検波回路で検波され検波信号を閾値と比較して閾値以下になるとスケルチ回路をＯＮにして放送信号の出力を停止させ、閾値以上になるとスケルチ回路をＯＦＦにして放送信号を出力させることを特徴とする放送用中継装置。

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