JP2015103924A - 周波数変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】既存の電波からの干渉を回避して衛星放送信号を伝送できる周波数変換装置を提供すること。
【解決手段】周波数変換装置１は、既存ＩＦと既存ＩＦよりも高域側の新規ＩＦとを分離する周波数分離部１１と、新規ＩＦに対して、既存ＩＦの周波数帯に重なる周波数帯へ周波数変換を行う周波数変換部１２と、を備え、周波数変換部１２は、複数回の変換演算により、既存ＩＦよりも低域側の局部発振周波数を用いて周波数変換を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、放送波の周波数を変換する周波数変換装置に関する。

従来、衛星放送では、円偏波が用いられている。現状、衛星基幹放送、いわゆるＢＳ（Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ）及び東経１１０度ＣＳ（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ）は、共に右旋円偏波を用いている。右旋円偏波と左旋円偏波とは共用可能なため、各衛星は、同一周波数で異なる番組の送信が可能である。
また、衛星放送用として割り当てがある２１ＧＨｚ帯（２１．４ＧＨｚ〜２２．０ＧＨｚ）を用いれば、スーパーハイビジョン等の新たな規格の放送が可能である。

衛星放送で用いられる１２ＧＨｚ帯又は２１ＧＨｚ帯の電波は、周波数が高いため、宅内配線での減衰が大きい。そこで、受信アンテナで受信された放送波は、中間周波数（ＩＦ：Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）に変換され、同軸ケーブルにより受信機まで伝送される。

なお、ＢＳ及びＣＳでは、放送用周波数として１１．７ＧＨｚ〜１２．７５ＧＨｚが使用され、右旋円偏波用のＩＦ（以下、既存ＩＦ）として１０３２ＭＨｚ〜２０７１ＭＨｚが使用されている。
地上デジタルテレビ放送（地上ＴＶ）も、衛星放送と同一の同軸ケーブルにより宅内伝送することが一般的である。地上ＴＶの周波数は、４７０ＭＨｚ〜７１０ＭＨｚである。
ケーブルテレビ（ケーブルＴＶ）の信号と衛星放送のＩＦとを混合し、同一の同軸ケーブルで宅内伝送する視聴形態もある。ケーブルＴＶの周波数は、１０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚである。

通常、複数の放送波は、１本の同軸ケーブルに重畳されて受信機まで伝送される。したがって、各放送波の中間周波数は、互いに重ならないように変換される必要がある。このような状況において、例えば、左旋円偏波用のＩＦを上記の既存ＩＦ及び放送波と重ならないように配置する受信装置として、以下のものが提案されている。
（１）ＣＳの左旋円偏波を、２１００ＭＨｚ〜２６００ＭＨｚ付近のＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）に変換して伝送するもの（例えば、非特許文献１参照）。
（２）ＢＳの左旋円偏波を、２０００ＭＨｚ〜２６００ＭＨｚ付近のＩＦに変換し、ＣＳの左旋円偏波を、２６００ＭＨｚ〜３１００ＭＨｚ付近のＩＦに変換して伝送するもの（例えば、特許文献１参照）。
（３）ＢＳの左旋円偏波とＣＳの左旋円偏波とを分波して周波数変換するもの（特願２０１３−１４５３７７号明細書）。
（４）ＢＳの左旋円偏波とＣＳの左旋円偏波との周波数配列を入れ替えて周波数変換するもの（特願２０１３−１４５３８１号明細書）。

特開２００２−３０５４６０号公報

武田ほか，"２６００ＭＨｚ伝送システムに使用するＢＳ・１１０°ＣＳ衛星アンテナ"，電子情報通信学会技術研究報告，Ｖｏｌ．１０９，Ｎｏ．４５４，ＡＰ２００９−２１８，ｐｐ．７９−８３，２０１０年３月

ところで、１２ＧＨｚ帯の左旋円偏波による衛星放送に必要な周波数帯域幅は、右旋円偏波と同様に約１ＧＨｚである。また、２１ＧＨｚ帯の衛星放送に必要な周波数帯域幅は、約６００ＭＨｚである。したがって、将来の衛星放送（１２ＧＨｚ帯の左旋円偏波による衛星放送、又は２１ＧＨｚ帯の衛星放送）用のＩＦ（以下、新規ＩＦ）として、２１２０ＭＨｚ〜３１２０ＭＨｚの帯域幅が割り当てられればよい。

ここで、２４００ＭＨｚ〜２４８３．５ＭＨｚは、無線ＬＡＮ用として割り当てられている。無線ＬＡＮでは、最大出力１０ｄＢｍ／ＭＨｚという強力な電波が使用される（ＡＲＩＢ標準規格Ｔ６６）。
すると、既存ＩＦは、無線ＬＡＮの周波数範囲外なので干渉は生じないが、新規ＩＦは、無線ＬＡＮからの干渉を受けるため、無線ＬＡＮと同一周波数の衛星放送チャンネルについて受信品質が劣化するおそれがある。また、無線ＬＡＮの出力が大きいため、アンプが飽和し、新規ＩＦ全体が受信されないおそれもある。
無線ＬＡＮからの干渉を低減するためには、受信機器のシールド特性を向上させる方法が考えられるが、例えば、衛星放送受信機と無線ＬＡＮ送信機とが一体となった機器においては分離が困難である。

そこで、新規ＩＦを既存ＩＦと同じ周波数に変換し、既存ＩＦと新規ＩＦとを別々の同軸ケーブルで伝送することにより、無線ＬＡＮからの干渉を回避可能である。このとき、新規ＩＦを既存ＩＦの周波数に変換するためには、１０８８ＭＨｚ（＝２１２０ＭＨｚ−１０３２ＭＨｚ）の局部発振周波数（ＬＯ）を用いる必要がある。
しかしながら、このＬＯは、既存ＩＦに重なり、フィルタで除去することができないため、使用できない。

本発明は、既存の電波からの干渉を回避して衛星放送信号を伝送できる周波数変換装置を提供することを目的とする。

本発明に係る周波数変換装置は、第１の中間周波と、当該第１の中間周波よりも高域側の第２の中間周波とを分離する周波数分離部と、前記第２の中間周波に対して、前記第１の中間周波の周波数帯に重なる周波数帯へ周波数変換を行い、第３の中間周波とする周波数変換部と、を備え、前記周波数変換部は、複数回の変換演算により前記周波数変換を行う。

この構成によれば、周波数変換装置は、第２の中間周波に対して、複数回の変換演算により周波数変換を行うので、第１の中間周波及び第２の中間周波よりも低域側の局部発振周波数を用いることができる。したがって、周波数変換装置は、局部発振周波数が中間周波に重畳することを防ぎつつ、既存の電波からの干渉を回避して衛星放送信号を伝送できる。

前記周波数変換部は、共通の局部発振周波数を用いて前記変換演算を行ってもよい。

この構成によれば、複数回の周波数変換のそれぞれで使用される局部発振周波数は共通化されるので、周波数変換装置は、単一の発振器により周波数変換処理を行える。

前記複数回の変換演算は、局部発振周波数から中間周波数を減ずる演算であってもよい。

この構成によれば、局部発振周波数が地上ＴＶ及びケーブルＴＶの帯域と重ならないため、周波数変換装置は、局部発振周波数が放送波に干渉することによる不都合を回避できる。さらに、周波数変換の演算方向が逆になることにより、変換後のチャンネル配列は反転するが、周波数変換装置１は、偶数回の変換演算を行うことにより、元のチャンネル配列を復元することができる。
また、局部発振周波数と、周波数変換により生じるイメージとは、いずれも所望の中間周波より高い周波数のため、バンドパスフィルタよりも設計が容易なローパスフィルタにより除去できる。

前記第１の中間周波及び前記第３の中間周波を受信する受信機から電源供給を受けてもよい。

この構成によれば、周波数変換装置は、受信機の使用時にのみ電源供給を受けるので、省電力化が可能であると共に、電源スイッチを設ける必要がないので低コスト化が可能である。

前記第１の中間周波及び前記第３の中間周波をそれぞれ出力する壁面端子を備えてもよい。

この構成によれば、周波数変換装置は、壁面端子と一体化して製作される。これにより、省スペース化と共に、ユーザの利便性が向上する。

本発明によれば、既存の電波からの干渉を回避して衛星放送信号を伝送できる。

第１実施形態に係る周波数変換装置の構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る周波数変換部の構成を示す図である。 第１実施形態に係る２段階の周波数変換の様子を示す図である。 第２実施形態に係る周波数変換部の構成を示す図である。 第２実施形態に係る２段階の周波数変換の様子を示す図である。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について説明する。

図１は、本実施形態に係る周波数変換装置１の構成を示すブロック図である。
周波数変換装置１は、周波数分離部１１と、周波数変換部１２とを備える。

周波数分離部１１は、入力波から、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１１１を用いて低域側の既存ＩＦ（１０３２ＭＨｚ〜２０７１ＭＨｚ）（第１中間周波）を取り出し、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１１２を用いて高域側の新規ＩＦ（２１２０ＭＨｚ〜３１２０ＭＨｚ）（第２中間周波）を取り出す。
これにより、宅内配線で伝送された衛星放送のＩＦは、既存ＩＦと新規ＩＦとに分波される。この際、地上ＴＶ及びケーブルＴＶの信号は、既存ＩＦと同じ出力（低域側）に分波される。

周波数変換部１２は、新規ＩＦを、既存ＩＦの周波数帯に重なる周波数帯へ周波数変換する（第３中間周波）。
このとき、周波数変換部１２は、複数回の変換演算により周波数変換を行う。以下、２段階の周波数変換を例に説明する。

図２は、本実施形態に係る周波数変換部１２の構成を示す図である。
周波数変換部１２は、２つのミキサ１２１及び１２３と、２つのバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１２２及び１２４とを備え、２段階の周波数変換を行う。

２つのミキサ１２１及び１２３にそれぞれ供給されるＬＯは共通であってよく、この場合、１つの局部発振器から分配されてもよい。このＬＯ（例えば、５４４ＭＨｚ）は、既存ＩＦには干渉しないので使用可能である。
出力周波数ｆｏは、「ｆｏ＝ｆｉ−２×ＬＯ」となり、ＬＯを従来技術の１／２の周波数にできる。

２つのミキサ１２１及び１２３からの出力側には、それぞれバンドパスフィルタ１２２及び１２４が配置され、周波数変換部１２は、ＬＯ及びイメージ（入力周波数＋ＬＯ）を除去して、所望の出力（入力周波数−ＬＯ）を取り出す。

図３は、本実施形態に係る２段階の周波数変換の様子を示す図である。
既存ＩＦ（ＢＳ右旋及びＣＳ右旋）の高周波側に、無線ＬＡＮ等の干渉波が存在しており、将来の衛星放送用の新規ＩＦ（２１２０ＭＨｚ〜３１２０ＭＨｚ）と重なっている。

ミキサ１２１による１段階目の周波数変換により、新規ＩＦは、１５７６ＭＨｚ〜２５７６ＭＨｚに周波数変換される。この周波数変換に伴って発生するイメージ（２６６４ＭＨｚ〜３６６４ＭＨｚ）と、ＬＯ（５４４ＭＨｚ）とは、バンドパスフィルタ１２２により除去される。

ミキサ１２３による２段階目の周波数変換により、新規ＩＦは、１０３２ＭＨｚ〜２０３２ＭＨｚに周波数変換される。この周波数変換に伴って発生するイメージ（２１２０ＭＨｚ〜３１２０ＭＨｚ）と、ＬＯ（５４４ＭＨｚ）とは、バンドパスフィルタ１２４により除去される。

本実施形態によれば、周波数変換装置１は、新規ＩＦに対して、２段階の変換演算により周波数変換を行うので、既存ＩＦ及び新規ＩＦよりも低域側のＬＯを用いることができる。したがって、周波数変換装置１は、ＬＯがＩＦに重畳することを防ぎつつ、既存の電波からの干渉を回避して衛星放送信号を伝送できる。

また、２段階の周波数変換のそれぞれで使用されるＬＯは共通化されるので、周波数変換装置１は、単一の発振器により周波数変換処理を行える。

本実施形態におけるＬＯ（５４４ＭＨｚ）と周波数変換後の新規ＩＦとは一例であり、周波数変換装置１は、無線ＬＡＮと重ならないような周波数変換を行えばよい。変換演算の回数は２回には限られず、また、それぞれの演算で異なるＬＯが使用されてもよい。
また、周波数変換装置１による周波数変換方法は、無線ＬＡＮ以外からの干渉についても有用である。

なお、周波数変換装置１の動作は、電源が必要である。衛星放送の受信機は、アンテナ受信端子にＤＣ１５Ｖを出力できるので、周波数変換装置１は、この出力を利用すればよい。この場合、周波数変換装置１は、受信機の使用時にのみ電源供給を受けるので、省電力化が可能であると共に、電源スイッチを設ける必要がないので低コスト化が可能である。

また、周波数変換装置１は、壁面端子と一体化して製作することもできる。これにより、省スペース化と共に、ユーザの利便性が向上する。この場合、周波数変換装置１は、電源を壁面ボックスのＡＣ電源から取得し、ＡＣ／ＤＣ変換及び電圧変換して利用することもできる。

本実施形態によれば、アンテナから壁面端子まで、地上ＴＶ、ケーブルＴＶ、既存ＩＦ及び新規ＩＦが１本の同軸ケーブルで伝送され、宅内配線設備を簡素化することができるので、コスト低減につながると共に、既存配線の流用も可能になる。
また、周波数変換装置１は、従来の衛星放送と将来の衛星放送とを同時に伝送できる。さらに、分配器を用いることにより、複数台の受信機（チューナ）でそれぞれ任意の放送を選択し受信できる。これにより、周波数変換装置１は、例えば、ユーザが視聴中の番組とは別の番組を録画する等、柔軟な視聴環境を提供できる。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態の周波数変換装置１は、周波数変換部１２ａの構成が第１実施形態と異なる。

図４は、本実施形態に係る周波数変換部１２ａの構成を示す図である。
周波数変換部１２ａは、２つのミキサ１２１ａ及び１２３ａと、２つのローパスフィルタ（ＬＰＦ）１２２ａ及び１２４ａとを備え、２段階の周波数変換を行う。

第１実施形態では、ＬＯ（例えば、５４４ＭＨｚ）が地上ＴＶ及びケーブルＴＶに重なるため、既存ＩＦの出力とのシールドが十分でない場合に、干渉が発生する。
そこで、周波数変換部１２ａは、新規ＩＦより高域側の２つのＬＯ（ＬＯ１及びＬＯ２）を用いる。

このとき、ミキサ１２１ａ及び１２３ａでは、ＬＯから新規ＩＦを減ずる演算により周波数変換を行う。
具体的には、ミキサ１２１ａの出力（ｆｏ１）は「ＬＯ１−入力（ｆｉ１）」となり、ミキサ１２３ａの出力（ｆｏ２）は「ＬＯ２−入力（＝ミキサ１２１ａの出力）」となる。したがって、周波数変換部１２ａの出力（ｆｏ２）は、「ｆｉ１−（ＬＯ１−ＬＯ２）」である。すなわち、「ＬＯ１−ＬＯ２」が所定値（例えば、１０８８ＭＨｚ）となるように設計される。

また、ミキサ１２１ａで生じるイメージ（ＬＯ１＋ｆｉ１）、及びミキサ１２３ａで生じるイメージ（ＬＯ２＋ｆｉ２）は、新規ＩＦより高域側となるため、それぞれ、ローパスフィルタ１２２ａ及び１２４ａにより除去される。

図５は、本実施形態に係る２段階の周波数変換の様子を示す図である。
ここでは、一例として、ＬＯ１＝４２８８ＭＨｚ、及びＬＯ２＝３２００ＭＨｚを用いた場合が示されている。

ミキサ１２１ａによる１段階目の周波数変換により、新規ＩＦ（２１２０ＭＨｚ〜３１２０ＭＨｚ）は、１１６８ＭＨｚ〜２１６８ＭＨｚに周波数変換される。この周波数変換に伴って発生するイメージ（６４０８ＭＨｚ〜７４０８ＭＨｚ）と、ＬＯ（４２８８ＭＨｚ）とは、ローパスフィルタ１２２ａにより除去される。

ミキサ１２３ａによる２段階目の周波数変換により、新規ＩＦ（１１６８ＭＨｚ〜２１６８ＭＨｚ）は、１０３２ＭＨｚ〜２０３２ＭＨｚに周波数変換される。この周波数変換に伴って発生するイメージ（４３６８ＭＨｚ〜５３６８ＭＨｚ）と、ＬＯ（３２００ＭＨｚ）とは、ローパスフィルタ１２４ａにより除去される。

本実施形態によれば、ＬＯが地上ＴＶ及びケーブルＴＶの帯域と重ならないため、周波数変換装置１は、ＬＯが放送波に干渉することによる不都合を回避できる。
なお、周波数変換の演算方向が第１実施形態と逆になることにより、変換演算を１回行うごとに変換後のチャンネル配列は反転する。これに対して、周波数変換装置１は、２回の変換演算を行うことにより、元のチャンネル配列を復元することができる。

また、ＬＯ１及びＬＯ２は、「ＬＯ１−ＬＯ２」が所定値（例えば、１０８８ＭＨｚ）となるように設計されればよい。
これらＬＯ１及びＬＯ２と、周波数変換により生じるイメージとは、いずれも所望の信号（新規ＩＦ）より高い周波数のため、バンドパスフィルタよりも設計が容易なローパスフィルタ１２２ａ及び１２４ａにより除去できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限るものではない。また、本実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本実施形態に記載されたものに限定されるものではない。

前述の実施形態では、主に周波数変換装置の構成と動作について説明したが、本発明はこれに限られず、各構成要素を備え、衛星放送を受信するための方法、又はプログラムとして構成されてもよい。

さらに、周波数変換装置の機能を実現するためのプログラムをコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。

ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータで読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。

さらに「コンピュータで読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時刻の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時刻プログラムを保持しているものも含んでもよい。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

１ 周波数変換装置
１１ 周波数分離部
１２、１２ａ 周波数変換部

Claims (5)

1. 第１の中間周波と、当該第１の中間周波よりも高域側の第２の中間周波とを分離する周波数分離部と、
   前記第２の中間周波に対して、前記第１の中間周波の周波数帯に重なる周波数帯へ周波数変換を行い、第３の中間周波とする周波数変換部と、を備え、
   前記周波数変換部は、複数回の変換演算により前記周波数変換を行う周波数変換装置。
2. 前記周波数変換部は、共通の局部発振周波数を用いて前記変換演算を行う請求項１に記載の周波数変換装置。
3. 前記複数回の変換演算は、局部発振周波数から中間周波数を減ずる演算である請求項１に記載の周波数変換装置。
4. 前記第１の中間周波及び前記第３の中間周波を受信する受信機から電源供給を受ける請求項１から請求項３のいずれかに記載の周波数変換装置。
5. 前記第１の中間周波及び前記第３の中間周波をそれぞれ出力する壁面端子を備える請求項１から請求項４のいずれかに記載の周波数変換装置。

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