JP2018132474A

JP2018132474A - 漏洩電波検出装置

Info

Publication number: JP2018132474A
Application number: JP2017027680A
Authority: JP
Inventors: 正史長坂; Masafumi Nagasaka; 充志岩崎; Mitsuji Iwasaki; 祥次田中; Shoji Tanaka
Original assignee: Nippon Hoso Kyokai NHK; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2017-02-17
Filing date: 2017-02-17
Publication date: 2018-08-23
Anticipated expiration: 2037-02-17
Also published as: JP6936582B2

Abstract

【課題】宅内放送電波受信システムにおける衛星放送用の受信設備の漏洩電波の有無、及び漏洩電波源の位置又は方向を容易、且つ高精度に特定可能に検出する漏洩電波検出装置を提供する。【解決手段】本発明の漏洩電波検出装置１は、互いに所定のアンテナ間隔で配置され等しい電気特性を持ち、それぞれ同方向に指向性を示す受信中心軸を有し、当該受信中心軸を法線とする面方向に、衛星放送の中間周波数信号の帯域に受信感度を持つ一対の漏洩電波検出用の受信アンテナ（第１及び第２アンテナ部２ａ，２ｂ）と、当該一対の漏洩電波検出用の受信アンテナの各々で受波した検出対象の漏洩電波の周波数の第１受信信号及び第２受信信号について排他的論理和演算により位相比較を行う位相比較器４と、位相比較器４からの位相差検出信号を基に当該位相差を算出し、検出対象の漏洩電波の漏洩電波源の方向を特定する信号処理部５と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、衛星放送用の受信設備の漏洩電波を検出する技術に関し、特に、宅内の衛星放送用の受信設備の漏洩電波の有無、及び漏洩電波源の位置又は方向を特定可能に検出する漏洩電波検出装置に関する。

現行の衛星デジタル放送（以下、「ＢＳ」と略す）は、現状、東経１１０度ＣＳデジタル放送（以下、「ＣＳ」と略す）とともに、右旋円偏波の衛星放送信号を送出し、パラボラアンテナ等の受信アンテナを用いて受信可能としている。右旋円偏波と左旋円偏波は共用できるので、将来、左旋円偏波を用いれば同一周波数で例えば別番組の衛星放送信号を送出することができ、周波数の有効利用が可能となる。

また、衛星放送（ＢＳ・ＣＳ）は１２ＧＨｚ帯の電波を用いており、そのままでは宅内配線の減衰が大きいため、受信アンテナで受信した衛星放送信号を中間周波数信号（以下、「ＩＦ信号」と略す）に変換し、同軸ケーブルを用いて宅内の受信機まで伝送するのが一般的である。

右旋円偏波を用いた衛星放送（ＢＳ・ＣＳ向け右旋円偏波）用のＩＦ信号として、１，０３２ＭＨｚ〜２，０７１ＭＨｚを現在使用している。左旋円偏波を用いた衛星放送（ＢＳ・ＣＳ向け左旋円偏波）用のＩＦ信号として、２，２２４ＭＨｚ〜３，２２４ＭＨｚが規定されており、今後使用される予定である（例えば、非特許文献１参照）。

尚、現行の衛星放送（ＢＳ・ＣＳ）では、所定の伝送制御信号（ＴＭＣＣ信号）が多重され、このＴＭＣＣ信号をまず復調・復号することによって、主信号の衛星放送信号を復調・復号可能としている（例えば、非特許文献２参照）。また、高度広帯域衛星デジタル放送についてもＴＭＣＣ信号が規定されている（例えば、非特許文献３参照）。

また、排他的論理和（ＥＸ−ＯＲ／ＸＯＲ）型位相比較器を衛星放送における衛星中継器に設けて、衛星中継器におけるアレー給電部の各素子の広帯域変調波の位相差を検出し監視可能とする技法が知られている（例えば、非特許文献４参照）。

ところで、ＢＳ・ＣＳ左旋円偏波用ＩＦ信号の周波数帯域は、携帯電話（ＬＴＥ）、無線ＬＡＮ、ＷｉＭＡＸなどの他の無線サービスが利用している。

このため、ＢＳ・ＣＳ左旋円偏波用ＩＦ信号を伝送する同軸ケーブルの利用においては、今後のＢＳ・ＣＳ左旋円偏波用ＩＦ信号を考慮すると、ＢＳ・ＣＳの受信設備（ブースターや分配器、或いは同軸ケーブルのコネクタや同軸端子、又は同軸ケーブル自体等）にシールド性能が高いものを採用し、他のサービスへの干渉を回避して共用可能とすることが重要になる。

例えば、図７（ａ）に、典型的な宅内放送電波受信システム４００を示している。図７（ａ）に示すように、一般的には宅外に設置されるＢＳ・ＣＳ用受信アンテナ１００からの衛星放送信号のＩＦ信号、及びＵＨＦ用受信アンテナ２００からの放送信号を混合器３００で混合し、同軸ケーブルＣＬ１を介して宅内放送電波受信システム４００に伝送させている。

宅内放送電波受信システム４００では、分配器４０１により、混合器３００で混合した信号を入力し、各所に設けられた同軸端子へ同軸ケーブルを介して分配することが多い。図７（ａ）に示す例では、分配器４０１と４つの同軸端子４０２ａ, ４０２ｂ，４０２ｃ，４０２ｄ（包括して「同軸端子４０２」と称する）をそれぞれの同軸ケーブルＣＬ２，ＣＬ３，ＣＬ４，ＣＬ５で接続している。

また、各同軸端子には、受信機としてのテレビジョン（ＴＶ）を直接接続することや、増幅装置として機能するブースターを介して接続することもある。図７（ａ）に示す例では、同軸端子４０２ｂとブースター４０３とを同軸ケーブルＣＬ６（包括して「同軸ケーブルＣＬ」と称する）で接続し、このブースター４０３に受信機４０４ａ，４０４ｂとしてのテレビジョン（ＴＶ）を接続している。

一般的に、宅内放送電波受信システムでは、衛星放送用同軸ケーブルのコネクタとして、電波漏洩を防止するシールド性能を高めるために、Ｆ型コネクタが用いられている。

しかしながら、例えば図７（ｂ）に示すように、目視困難な同軸ケーブルＣＬの形成不良や、同軸ケーブルＣＬとＦ型コネクタＦＣとの接触不良がある場合や、目視困難な壁内・室外側の同軸端子４０２に接続不良がある場合、他のサービスへの干渉を引き起こすような漏洩電波が生じうる。

また、例えば図７（ｃ）に示すように、Ｆ型コネクタを用いずに（又はＦ型コネクタのシールド性能を生かすことなく）、金具４０２１により同軸ケーブルＣＬのシールド材を目視困難な壁内・室外側の同軸端子４０２にて接地接続し、芯線接続部４０２２により同軸ケーブルＣＬの芯線を剥き出して接続するような旧接続法の同軸端子４０２、或いは同様の旧接続法の分配器４０１やブースター４０３などの機器（以下、「旧機器」と略す）がある場合、他のサービスへの干渉を引き起こすような漏洩電波が生じうる。特に、Ｆ型コネクタを用いていない旧機器は、Ｆ型コネクタのシールド性能を生かした機器に比べ、シールド性能が３０〜４０ｄＢ程度低くなることが分かっている。

従って、宅内放送電波受信システムの全体で高いシールド性能を保つためには、漏洩電波源の位置を特定し、当該漏洩電波源の機器の交換又は補修が必要となる。

即ち、宅内放送電波受信システムに関して、衛星放送用の受信設備の漏洩電波の有無、及び漏洩電波源の位置又は方向を特定可能に検出する漏洩電波検出装置が必要になる。

従来技法では、指向性が鋭いアンテナを探査者が持ち、スペクトラムアナライザの波形を目視で観測しながら探知することが行われていたが、衛星放送のＩＦ信号は無変調信号（ＣＷ）ではなく、デジタル変調信号であるため、この従来技法では衛星放送のＩＦ信号に関する漏洩電波の検出は困難である。

尚、テレビジョン放送用、ＣＡＴＶ放送用やその他の公的あるいは私的伝送・通信回線として、高架敷設された同軸ケーブルの漏洩電波をポールの先端に取り付けたアンテナによって受信して破断箇所を探査する技法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２１５１９５号公報

"高度広帯域衛星デジタル放送用受信装置標準規格（望ましい仕様） ARIB STD-B63 1.6版" , 一般社団法人電波産業会（ARIB）, 平成28年12月9日改定 "衛星デジタル放送の伝送方式標準規格 ARIB STD-B20 3.0版" , 一般社団法人電波産業会（ARIB）, 平成13年5月31日改定 "高度広帯域衛星デジタル放送の伝送方式 (ISDB-S3) 標準規格 ARIB STD-B44 2.1版" , 一般社団法人電波産業会（ARIB）, 平成28年3月25日改定長坂ほか, "アレー給電反射鏡アンテナを搭載した21GHz帯放送衛星の位相検出法の検討", 一般社団法人電子情報通信学会、信学技報, vol.113, no.436, SAT2013-55, 2014, p.29-34, 2014年2月

前述したように、宅内放送電波受信システムに関して、衛星放送用の受信設備の漏洩電波の有無、及び漏洩電波源の位置又は方向を特定可能に検出する漏洩電波検出装置が必要になる。従来技法では、指向性が鋭いアンテナを探査者が持ち、スペクトラムアナライザの波形を目視で観測しながら探知することが行われていたが、衛星放送のＩＦ信号は無変調信号（ＣＷ）ではなく、デジタル変調信号であるため、この従来技法では衛星放送のＩＦ信号に関する漏洩電波の検出は困難である。

一方、特許文献１に開示される技法は、高架敷設された同軸ケーブルの漏洩電波の探索に適合させる形態となっている。しかしながら、特許文献１に開示される技法を宅内放送電波受信システムにおける漏洩電波の探索に応用しようとしても、探査者の負担が大きく、尚且つ、宅内放送電波受信システムでは目視できない箇所に同軸ケーブルや各端子、或いはこれらを接続する機器が配設されるため、高精度の探索が困難である。

本発明は、上述の問題に鑑みて、宅内放送電波受信システムにおける衛星放送用の受信設備の漏洩電波の有無、及び漏洩電波源の位置又は方向を容易、且つ高精度に特定可能に検出する漏洩電波検出装置を提供することにある。

本発明の漏洩電波検出装置は、宅内の衛星放送用の受信設備の漏洩電波の有無、及び漏洩電波源の位置又は方向を特定可能に検出する漏洩電波検出装置であって、互いに所定のアンテナ間隔で配置され等しい電気特性を持ち、少なくとも衛星放送の中間周波数信号の帯域に受信感度を持つ一対の漏洩電波検出用の受信アンテナと、前記一対の漏洩電波検出用の受信アンテナの各々で受波した検出対象の漏洩電波の周波数の第１受信信号及び第２受信信号について排他的論理和演算により位相比較を行い、前記第１受信信号と前記第２受信信号との位相差に対応する電圧信号を位相差検出信号として生成する位相比較器と、前記位相差検出信号を基に前記位相差を算出し、前記検出対象の漏洩電波の波長及び前記アンテナ間隔の値を用いて前記検出対象の漏洩電波の漏洩電波源の方向を特定する信号処理部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の漏洩電波検出装置において、前記一対の漏洩電波検出用の受信アンテナは、それぞれ同方向に指向性を示す受信中心軸を有し、当該受信中心軸を法線とする面方向に、少なくとも衛星放送の中間周波数信号の帯域に受信感度を持つよう構成されていることを特徴とする。

また、本発明の漏洩電波検出装置において、前記信号処理部は、前記位相差検出信号を基に、その電圧値を位相差に変換するために予め保持する電圧・位相差変換テーブルを参照するか、又は当該電圧・位相差変換テーブルに対応する演算式によって、前記位相差を算出する手段を備えることを特徴とする。

また、本発明の漏洩電波検出装置において、前記位相比較器は、前記第１受信信号と前記第２受信信号とを入力し、前記第１受信信号と前記第２受信信号のそれぞれに対しその振幅を圧縮するログアンプ型増幅回路を経て排他的論理和演算により位相比較したアナログ電圧信号を生成する排他的論理和比較回路と、前記排他的論理和比較回路から得られるアナログ電圧信号に対し低域通過フィルタ処理を施す積分回路と、前記積分回路から得られる低域通過フィルタ処理を施したアナログ電圧信号を所望の電圧範囲とし、前記位相差検出信号を生成する増幅回路と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の漏洩電波検出装置において、前記位相比較器は、比較対象の前記第１受信信号と前記第２受信信号がいずれも所定の閾値以下であるときは、漏洩電波は無い旨を示す電圧値ゼロを前記位相差検出信号として出力することを特徴とする。

また、本発明の漏洩電波検出装置において、前記一対の漏洩電波検出用の受信アンテナ及び前記位相比較器を１組として複数組を備え、各組の前記一対の漏洩電波検出用の受信アンテナをそれぞれ異なる方位に配置して複数次元の面方向に対応させ、前記信号処理部は、当該複数次元の面方向に対し当該漏洩電波の有無、及び当該漏洩電波源の位置又は方向を特定可能に同時検出する手段を備えることを特徴とする。

また、本発明の漏洩電波検出装置において、前記漏洩電波の検出に先立って、前記一対の漏洩電波検出用の受信アンテナを介して受波した前記衛星放送の中間周波数信号の帯域における各チャンネルの所定の伝送制御信号を復調して各チャンネルの受信品質を測定し、前記信号処理部に対し最も受信品質の高いチャンネルの波長を前記漏洩電波の検出対象の波長に自動設定する選局評価部を更に備えることを特徴とする。

本発明によれば、宅内放送電波受信システムにて衛星放送における衛星放送におけるデジタル変調信号として伝送されるＩＦ信号を扱う受信設備の漏洩電波の有無、及び漏洩電波源の位置又は方向の検出を容易、且つ高精度に行うことができる。

より好適には、多面的に漏洩電波検出用の受信アンテナを複数配置することで人的省力化及び自動化が可能となる。更に好適には、衛星放送におけるＴＭＣＣ信号を復調しその受信品質を基に波長選択（選局）することで、人的省力化、及びより高精度の漏洩電波探索が可能となる。

本発明による第１実施形態の漏洩電波検出装置の概略構成を示すブロック図である。本発明による第１実施形態の漏洩電波検出装置における位相比較器の概略構成を示すブロック図である。本発明による第１実施形態の漏洩電波検出装置における電圧・位相差変換テーブルを例示する図である。本発明による第２実施形態の漏洩電波検出装置の概略構成を示すブロック図である。本発明による第３実施形態の漏洩電波検出装置の概略構成を示すブロック図である。本発明による第３実施形態の漏洩電波検出装置における選局評価部の処理を示すフローチャートである。（ａ）は、典型的な宅内放送電波受信システムの概略構成を示すブロック図であり、（ｂ）,（ｃ）は、それぞれ漏洩電波源となる機器を例示する図である。

以下、図面を参照して、本発明による各実施形態の漏洩電波検出装置１について説明する。以下に説明する各実施形態の漏洩電波検出装置１は、図７に例示した宅内放送電波受信システム４００のような、宅内の衛星放送用の受信設備の漏洩電波の有無、及び漏洩電波源の位置又は方向を特定可能に検出する装置である。

〔第１実施形態〕
図１には、本発明による第１実施形態の漏洩電波検出装置１の概略構成を示すブロック図を示している。漏洩電波検出装置１は、一対の漏洩電波検出用の受信アンテナ（第１アンテナ部２ａ及び第２アンテナ部２ｂ）と、一対のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３ａ，３ｂと、位相比較器４と、信号処理部５と、表示部６とを備える。

第１アンテナ部２ａ及び第２アンテナ部２ｂは、互いに所定のアンテナ間隔ｄで配置され等しい電気特性を持ち、それぞれ同方向に指向性を示す受信中心軸を有し、当該受信中心軸を法線とする面方向（受信中心軸に対し−９０度〜９０度の範囲）に、衛星放送のＩＦ信号の帯域に受信感度を持っている。そして、第１アンテナ部２ａ及び第２アンテナ部２ｂの各々は、ＢＳ・ＣＳの右旋及び左旋円偏波用のＩＦ信号を受波し、その受波したＩＦ信号をそれぞれ一対のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３ａ，３ｂに出力する。

ここで、図１に示すように、漏洩電波源から到来する当該ＩＦ信号の漏洩電波の方向を、第１アンテナ部２ａ及び第２アンテナ部２ｂの各々の受信中心軸を基準に角度θとすると、第２アンテナ部２ｂに到来する漏洩電波は、第１アンテナ部２ａに到来する漏洩電波に対して、ｄ・ｓｉｎθだけ長い距離を伝搬する。

当該ＩＦ信号の漏洩電波の波長をλとすると、第１アンテナ部２ａ及び第２アンテナ部２ｂでそれぞれ受信する当該漏洩電波の位相差（度）は、３６０×（ｄ・ｓｉｎθ）／λとなる。例えば、ｄ・ｓｉｎθの距離が０．５λであれば、位相差は１８０度である。

一対のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３ａ，３ｂは、それぞれ同一帯域幅で所望の周波数の信号のみを通過させる帯域通過フィルタである。ＢＰＦ３ａは第１アンテナ部２ａからのＩＦ信号に対し帯域制限した第１受信信号を位相比較器４に出力し、ＢＰＦ３ｂは第２アンテナ部２ｂからのＩＦ信号に対し帯域制限した第２受信信号を位相比較器４に出力する。

ただし、第１アンテナ部２ａ及び第２アンテナ部２ｂが、当該所望の周波数の信号（検出対象のＩＦ信号）のみ受波する周波数特性を持つ場合や、第１アンテナ部２ａ及び第２アンテナ部２ｂ自体がそれぞれＢＰＦ３ａ，ＢＰＦ３ｂと同等のフィルタ機能を有する場合は、改めてＢＰＦ３ａ，ＢＰＦ３ｂを設ける必要はない。

所望の周波数とは、検出対象の漏洩電波の周波数であり、検出対象の漏洩電波の周波数の波長λは予め信号処理部５に設定される。

位相比較器４は、入力される第１アンテナ部２ａからの第１受信信号と、第２アンテナ部２ｂからの第２受信信号について、排他的論理和演算により位相比較を行い、第１受信信号と第２受信信号との位相差に対応する電圧信号を位相差検出信号として信号処理部５に出力する。この位相比較器４は、図２に示すような排他的論理和型アナログ位相比較器により構成される。図２に示すように、位相比較器４は、排他的論理和比較回路４１、積分回路４２、及び増幅回路４３を備える。

排他的論理和比較回路４１は、第１アンテナ部２ａからの第１受信信号と、第２アンテナ部２ｂからの第２受信信号とを入力し、この第１受信信号と第２受信信号のそれぞれに対しその振幅を圧縮するログアンプ型増幅回路（図示せず）を経て排他的論理和演算により位相比較したアナログ電圧信号を生成し積分回路４２に出力する。

積分回路４２は、位相差の検出に不要な高域成分を除去するための低域通過フィルタ処理回路で構成され、排他的論理和比較回路４１から得られるアナログ電圧信号に対し低域通過フィルタ処理を施し増幅回路４３に出力する。

増幅回路４３は、入力される電圧信号を所望の電圧範囲に増幅し、これにより第１受信信号と第２受信信号との位相差に対応する電圧信号を位相差検出信号として信号処理部５に出力する。

このように、位相比較器４は、無変調信号の位相測定のみ測定が可能なスペクトラムアナライザとは異なり、排他的論理和演算により位相比較するためデジタル変調信号の位相比較が可能となり、位相差検出信号により所定スケール内の電圧値で位相差を表現することができる。

図３に、位相比較器４の検出特性の実測値を示している。位相比較器４を構成する排他的論理和型位相比較器の構造上、図３に示すように、位相差が−９０度〜９０度の範囲と９０度〜２７０度の範囲とでは位相差検出結果が等しい電圧となる。そこで、位相比較器４の実装上、位相差が−９０度〜９０度の範囲で用いることで、位相比較器４は、位相差検出信号の電圧値と検出する位相差との間でほぼ線形の関係が得られる位相差検知センサーとして機能する。一般に、センサーは入力値に対し出力値の線形性が良いほど高い検出精度となり、図３は、位相比較器４を排他的論理和型位相比較器により構成することで、高精度の位相差検出が可能であることを示している。

図１を参照するに、信号処理部５は、位相差検出部５１、電圧・位相差変換テーブル記憶部５２、及び漏洩電波源方向算出部５３を備える。

尚、信号処理部５は、電圧・位相差変換テーブルを記憶保持する電圧・位相差変換テーブル記憶部５２を備える他、検出動作前に位相比較器４からの位相差検出信号と電圧・位相差変換テーブルとを対応付ける初期補正（キャリブレーション）のデータや、当該検出対象のＩＦ信号の漏洩電波の波長λとアンテナ間隔ｄの設定値のデータを図示しない記憶部に予め保持している。

位相差検出部５１は、位相比較器４から得られる位相差検出信号を基に、電圧・位相差変換テーブル記憶部５２に記憶される電圧・位相差変換テーブルを参照して、第１アンテナ部２ａ及び第２アンテナ部２ｂでそれぞれ受信する当該漏洩電波の位相差（度）を算出し、漏洩電波源方向算出部５３に出力する。

電圧・位相差変換テーブルは、図３に示す位相差が−９０度〜９０度の範囲の電圧値を示すテーブルであり、位相差検出部５１は、位相差検出信号の電圧値から対応する位相差を算出する。尚、位相差検出部５１では、検出動作前に位相比較器４からの位相差検出信号と電圧・位相差変換テーブルとを対応付ける初期補正（キャリブレーション）が行われる。

漏洩電波源方向算出部５３は、予め設定される当該検出対象のＩＦ信号の漏洩電波の波長λとアンテナ間隔ｄを図示しない記憶部に記憶保持し、この波長λとアンテナ間隔ｄを用いて、第１アンテナ部２ａ及び第２アンテナ部２ｂの指向性を示す受信中心軸に対する当該漏洩電波源の方向θを算出し、表示部６に出力する。

当該検出対象のＩＦ信号の漏洩電波の波長λとアンテナ間隔ｄとを用いて、第１アンテナ部２ａ及び第２アンテナ部２ｂでそれぞれ受信する当該漏洩電波の位相差（度）は、３６０×（ｄ・ｓｉｎθ）／λであるから、漏洩電波源方向算出部５３は、当該漏洩電波源の方向θを算出することができる。

尚、アンテナ間隔ｄは、検出対象とする漏洩電波の方向θの想定範囲と、位相比較器４の位相比較の範囲で決定することができる。

本例では、検出対象とする漏洩電波の方向θについて、−９０度＜θ＜９０度とし、位相差を−９０度＜３６０×（ｄ・ｓｉｎθ）／λ＜９０度としている。

このため、−λ／２＜ｄ・ｓｉｎθ＜λ／２、且つ−９０度＜θ＜９０度の関係から、アンテナ間隔ｄは、λ／２以下であればよい。

表示部６は、信号処理部５での計算結果にもとづき、検出対象とする漏洩電波の方向θを表示する。尚、表示部６はスマートフォンなどの外部端末でもよいため、漏洩電波検出装置１は、表示部６を設ける代わりに、検出対象とする漏洩電波の方向θを表示可能とする外部端末に対する出力インターフェースを設ける構成とすることができる。

一対の漏洩電波検出用の受信アンテナ（第１アンテナ部２ａ及び第２アンテナ部２ｂ）は、マイクロストリップアンテナなどのプリント基板に実装可能なアンテナを用いれば、第１アンテナ部２ａ及び第２アンテナ部２ｂを１つのアンテナ基板に実装し、小型化とアンテナ特性の均一化を図ることができる。

尚、位相比較器４は、図２に示す排他的論理和比較回路４１の入力段において、第１受信信号と第２受信信号がいずれも所定の閾値以下であるときは、電圧値としてゼロを出力するよう構成し、漏洩電波は無いとして判定を行うよう構成することができる。排他的論理和比較回路４１の出力電圧値としてゼロであるとき位相比較器４の出力電圧値もゼロである。位相比較器４の出力電圧値がゼロのとき、図３に示す特性結果（即ち、対応する電圧・位相差変換テーブル）からも外れるため、信号処理部５は、漏洩電波は無いとして判定し、その旨を表示部６に出力することができる。ただし、上述したように、位相比較器４の出力電圧（位相差検出信号）が図３に示す特性結果（即ち、対応する電圧・位相差変換テーブル）内のときは漏洩電波は有りとして判定し、第１受信信号と第２受信信号の位相比較を行う。

本実施形態では、検知する周波数の信号として、ＢＳ・ＣＳ右旋円偏波用のＩＦ信号、又はＢＳ・ＣＳ左旋円偏波用のＩＦ信号としたが、ＢＳ・ＣＳ右旋円偏波用のＩＦ信号のみで電波漏洩を検知することで、ＢＳ・ＣＳ左旋円偏波用のＩＦ信号の電波漏洩も推認できる。ＢＳ・ＣＳ右旋円偏波用のＩＦ信号の方が左旋円偏波用のＩＦ信号よりも相対的に周波数が低くなり、周波数が低いほど自由空間損失が小さいことと、右旋円偏波による衛星放送サービスが既に行われていることから、ＢＳ・ＣＳ右旋円偏波用のＩＦ信号のみで電波漏洩を検知することで、より高精度化される。

以上のように、第１実施形態の漏洩電波検出装置１によれば、宅内放送電波受信システムにて、一対の漏洩電波検出用の受信アンテナ（第１アンテナ部２ａ及び第２アンテナ部２ｂ）を向けた一次元の面方向（受信中心軸に対し−９０度〜９０度の範囲）に対し、衛星放送における衛星放送におけるデジタル変調信号として伝送されるＩＦ信号を扱う受信設備の漏洩電波の有無、及び漏洩電波源の位置又は方向の検出を容易、且つ高精度に行うことができる。複数次元の面方向（受信中心軸に対し−９０度〜９０度の範囲）に対し漏洩電波の検出を行う場合、操作者が検出したい面方向に一対の漏洩電波検出用の受信アンテナ（第１アンテナ部２ａ及び第２アンテナ部２ｂ）を向ければよい。

〔第２実施形態〕
図４には、本発明による第２実施形態の漏洩電波検出装置１の概略構成を示すブロック図を示している。尚、図１と同様な構成要素には同一の参照番号を付している。第１実施形態では、複数次元の面方向（受信中心軸に対し−９０度〜９０度の範囲）に対し漏洩電波の検出を一度に行うことはできないが、第２実施形態ではこれを可能とする例である。

第２実施形態の漏洩電波検出装置１は、一対の漏洩電波検出用の受信アンテナ（第１アンテナ部２ａ及び第２アンテナ部２ｂ）と、一対のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３ａ，３ｂと、位相比較器４ａとを一組とし本例では水平方向の漏洩電波の検出用として第１位相差検出信号を発生する機能部と、一対の漏洩電波検出用の受信アンテナ（第３アンテナ部２ｃ及び第４アンテナ部２ｄ）と、一対のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３ｃ，３ｄと、位相比較器４ｂとを一組とし本例では垂直方向の漏洩電波の検出用として第２位相差検出信号を発生する機能部と、信号処理部５と、表示部６とを備える。

第２実施形態における一対の漏洩電波検出用の受信アンテナ（第１アンテナ部２ａ及び第２アンテナ部２ｂ）、一対のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３ａ，３ｂ、及び位相比較器４ａは、それぞれ第１実施形態における一対の漏洩電波検出用の受信アンテナ（第１アンテナ部２ａ及び第２アンテナ部２ｂ）、一対のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３ａ，３ｂ、及び位相比較器４と同様に構成される。第１アンテナ部２ａ及び第２アンテナ部２ｂは、水平方向に受信感度を持っている。位相比較器４ａは、第１アンテナ部２ａから得られる第１受信信号と、第２アンテナ部２ｂから得られる第２受信信号との位相差を電圧値で表わす第１位相差検出信号を生成し信号処理部５に出力する。

また、第２実施形態における一対の漏洩電波検出用の受信アンテナ（第３アンテナ部２ｃ及び第４アンテナ部２ｄ）、一対のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３ｃ，３ｄ、及び位相比較器４ｂは、それぞれ第１実施形態における一対の漏洩電波検出用の受信アンテナ（第１アンテナ部２ａ及び第２アンテナ部２ｂ）、一対のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３ａ，３ｂ、及び位相比較器４と同様に構成される。第３アンテナ部２ｃ及び第４アンテナ部２ｄは、垂直方向に受信感度を持っている。位相比較器４ｂは、第３アンテナ部２ｃから得られる第３受信信号と、第４アンテナ部２ｄから得られる第４受信信号との位相差を電圧値で表わす第２位相差検出信号を生成し信号処理部５に出力する。

即ち、第２実施形態では、複数組の一対の漏洩電波検出用の受信アンテナをそれぞれ異なる方位に配置して複数次元の面方向に対し漏洩電波の検出を可能とする。

ただし、第１アンテナ部２ａ及び第２アンテナ部２ｂ、或いは第３アンテナ部２ｃ及び第４アンテナ部２ｄが、所望の周波数の信号（検出対象のＩＦ信号）のみ受波する周波数特性を持つ場合や、第１アンテナ部２ａ及び第２アンテナ部２ｂ自体がそれぞれＢＰＦ３ａ，ＢＰＦ３ｂ、或いはＢＰＦ３ｃ，ＢＰＦ３ｄと同等のフィルタ機能を有する場合は、改めてＢＰＦ３ａ，ＢＰＦ３ｂ、或いはＢＰＦ３ｃ，ＢＰＦ３ｄを設ける必要はない。

信号処理部５は、位相差検出部５１ａ，５１ｂ、電圧・位相差変換テーブル記憶部５２、及び漏洩電波源方向算出部５３ａ，５３ｂを備える。

尚、信号処理部５は、第１実施形態と同様に、電圧・位相差変換テーブルを記憶保持する電圧・位相差変換テーブル記憶部５２を備える他、検出動作前に位相比較器４ａ，４ｂからの第１及び第２位相差検出信号と電圧・位相差変換テーブルとを対応付ける初期補正（キャリブレーション）のデータや、当該検出対象のＩＦ信号の漏洩電波の波長λとアンテナ間隔ｄの設定値のデータを図示しない記憶部に予め保持している。

位相差検出部５１ａ，５１ｂは、それぞれ位相比較器４ａ，４ｂから得られる第１及び第２位相差検出信号を基に、電圧・位相差変換テーブル記憶部５２に記憶される電圧・位相差変換テーブルを参照して、第１アンテナ部２ａ及び第２アンテナ部２ｂでそれぞれ受信する当該漏洩電波の位相差（度）、及び第３アンテナ部２ｃ及び第４アンテナ部２ｄでそれぞれ受信する当該漏洩電波の位相差（度）を算出し、それぞれ漏洩電波源方向算出部５３ａ，５３ｂに出力する。

電圧・位相差変換テーブルは、第１実施形態と同様に、図３に示す位相差が−９０度〜９０度の範囲の電圧値を示すテーブルであり、位相差検出部５１ａ，５１ｂは、それぞれ第１及び第２位相差検出信号の電圧値から対応する位相差を算出する。尚、位相差検出部５１ａ，５１ｂでは、検出動作前に位相比較器４ａ，４ｂからの第１及び第２位相差検出信号と電圧・位相差変換テーブルとを対応付ける初期補正（キャリブレーション）が行われる。

漏洩電波源方向算出部５３ａ，５３ｂは、それぞれ予め設定される当該検出対象のＩＦ信号の漏洩電波の波長λとアンテナ間隔ｄを図示しない記憶部に記憶保持し、この波長λとアンテナ間隔ｄを用いて、第１アンテナ部２ａ及び第２アンテナ部２ｂの指向性を示す受信中心軸に対する当該漏洩電波源の方向θａ、及び第３アンテナ部２ｃ及び第４アンテナ部２ｄの指向性を示す受信中心軸に対する当該漏洩電波源の方向θｂを算出し、表示部６に出力する。

表示部６は、信号処理部５での計算結果にもとづき、検出対象とする漏洩電波の方向θａ，θｂを同時に表示する。尚、表示部６はスマートフォンなどの外部端末でもよいため、漏洩電波検出装置１は、表示部６を設ける代わりに、検出対象とする漏洩電波の方向θａ，θｂを同時に表示可能とする外部端末に対する出力インターフェースを設ける構成とすることができる。

このように、第２実施形態では、２次元の面方向に対し漏洩電波の検出を一度に行うことができる。そして、一対の漏洩電波検出用の受信アンテナを６次元の面方向に対し配置すれば全方向の検知も可能である。一度に全方向の検知を行う構成とする以外にも、所定方向を切り替えて検知する構成とすることもできる。

以上のように、第２実施形態の漏洩電波検出装置１によれば、第１実施形態の漏洩電波検出装置１の作用・効果を全て包含し、尚且つ複数次元の面方向に対し漏洩電波の検出を一度に行うことができる。

〔第３実施形態〕
図５には、本発明による第３実施形態の漏洩電波検出装置１の概略構成を示すブロック図を示している。尚、図１と同様な構成要素には同一の参照番号を付している。第１及び第２実施形態では、検出対象の波長を予め設定する例を説明したが、ＢＳ・ＣＳ−ＩＦ帯域は１０３２〜３２２４ＭＨｚ（ＡＲＩＢＳＴＤ−Ｂ６３）と広く、波長は９ｃｍ〜２９ｃｍとなり、この波長範囲（即ち、チャンネル範囲）内のいずれかを設定して漏洩電波の検出を行うものとなる。一方、チャンネル（周波数）ごとの漏洩電波の強度は、受信設備により異なる。このため、第１及び第２実施形態で、より高精度の漏洩電波の検出を行うには、操作者が検出したい波長を変えながら設定する必要が生じる。

第３実施形態では、漏洩電波の検出に先立って、一対の漏洩電波検出用の受信アンテナを介して受波した当該ＢＳ・ＣＳにおけるＩＦ信号の帯域における各チャンネルの所定の伝送制御信号（ＴＭＣＣ信号）を復調して各チャンネルの受信品質を測定し、信号処理部５に対し最も受信品質の高いチャンネルの波長を当該漏洩電波の検出対象の波長に自動設定するよう構成される。

ＴＭＣＣ信号は、所要Ｃ／Ｎが低く雑音に強い変調方式が採用されているため、漏洩電波の検出に先立って、検出対象とする波長を決定するためのチャンネルの特定に最適である。

図５に示す第３実施形態の漏洩電波検出装置１は、第１実施形態と同様に構成される一対の漏洩電波検出用の受信アンテナ（第１アンテナ部２ａ及び第２アンテナ部２ｂ）と、一対のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３ａ，３ｂと、位相比較器４と、信号処理部５と、表示部６と、分配器７ａ，７ｂと、選局評価部８とを備える。

一対の漏洩電波検出用の受信アンテナ（第１アンテナ部２ａ及び第２アンテナ部２ｂ）と、一対のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３ａ，３ｂと、位相比較器４の各動作は第１実施形態と同様であり、その説明は省略する。

分配器７ａ，７ｂは、それぞれ一対のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３ａ，３ｂを経て第１アンテナ部２ａから得られる第１受信信号と、第２アンテナ部２ｂから得られる第２受信信号とを位相比較器４に出力するとともに、選局評価部８に出力する。

選局評価部８は、漏洩電波の検出に先立って動作させる機能部であり、切替器８１、周波数選択部８２、直交検波器８３、ＴＭＣＣ復調部８４、信号判定部８５、制御部８６、及び記憶部８７を備える。

選局評価部８の動作について、図６を参照しながら説明する。

選局評価部８は、まず、制御部８６の制御により、ＢＰＦ３ａ，３ｂに対しＢＳ・ＣＳ−ＩＦ帯域１０３２〜３２２４ＭＨｚ内の一受信チャンネルに対応する周波数の信号と同期させるための設定信号（周波数同期設定信号）を設定するとともに、周波数選択部８２に対し当該一受信チャンネルに対応する受信周波数を選局するための選局制御信号を設定する（ステップＳ１）。

続いて、選局評価部８は、制御部８６の制御により、分配器７ａ，７ｂから得られる第１アンテナ部２ａからの第１受信信号と第２アンテナ部２ｂからの第２受信信号とを入力し切り替え出力する切替器８１に対し、第１アンテナ部２ａからの第１受信信号を周波数選択部８２に出力するようアンテナ選択信号により選択設定する（ステップＳ２）。

周波数選択部８２は、当該一受信チャンネルに対応する受信周波数における第１アンテナ部２ａからの第１受信信号を直交検波器８３に出力する。

直交検波器８３は、当該一受信チャンネルに対応する受信周波数における第１アンテナ部２ａからの第１受信信号（デジタル変調信号）に対し同相成分（Ｉ）と直交成分（Ｑ）のＩＱベースバンド信号を生成し、ＴＭＣＣ復調部８４に出力する。

ＴＭＣＣ復調部８４は、ＩＱベースバンド信号からＴＭＣＣ信号を抽出して復調し、信号判定部８５に出力する。

信号判定部８５は、ＴＭＣＣ信号の誤り率を測定し、その誤り率を示す受信品質情報を制御部８６に出力する（ステップＳ３）。

続いて、選局評価部８は、制御部８６の制御により、当該一受信チャンネルに対応づけて、第１アンテナ部２ａからの第１受信信号に関する評価結果（受信品質情報）を記憶部８７に保存する（ステップＳ４）。

続いて、選局評価部８は、制御部８６の制御により、切替器８１に対し、第２アンテナ部２ｂからの第２受信信号を周波数選択部８２に出力するようアンテナ選択信号により選択設定する（ステップＳ５）。

周波数選択部８２は、当該一受信チャンネルに対応する受信周波数における第２アンテナ部２ｂからの第２受信信号を直交検波器８３に出力し、直交検波器８３、ＴＭＣＣ復調部８４、及び信号判定部８５を経て、ＴＭＣＣ信号の誤り率を測定し、その受信品質情報を制御部８６に出力する（ステップＳ６）。

続いて、選局評価部８は、制御部８６の制御により、当該一受信チャンネルに対応づけて、第２アンテナ部２ｂからの第２受信信号に関する評価結果（受信品質情報）を記憶部８７に保存する（ステップＳ７）。

続いて、選局評価部８は、制御部８６の制御により、ＢＳ・ＣＳ−ＩＦ帯域１０３２〜３２２４ＭＨｚ内の全ての受信チャンネルについて、第１アンテナ部２ａからの第１受信信号に関する評価結果（受信品質情報）及び第２アンテナ部２ｂからの第２受信信号に関する評価結果（受信品質情報）を得るまで繰り返す（ステップＳ８）。

選局評価部８は、全ての受信チャンネルについて、第１アンテナ部２ａからの第１受信信号に関する評価結果（受信品質情報）及び第２アンテナ部２ｂからの第２受信信号に関する評価結果（受信品質情報）が得られると、制御部８６の制御により、全受信チャンネルの評価結果（受信品質情報）を記憶部８７から読み出し（ステップＳ９）、各受信品質情報における測定したＴＭＣＣ信号の誤り率を比較し（ステップＳ１０）、誤り率の値が最も小さいチャンネルを決定する（ステップＳ１１）。

最終的に、選局評価部８は、制御部８６の制御により、決定した受信チャンネルに対応する波長を漏洩電波の検出対象とするよう、信号処理部５における漏洩電波源方向算出部５３に設定する（ステップＳ１２）。

その後、信号処理部５は、当該選局評価部８によって設定された波長λを用いて第１実施形態と同様に、宅内の衛星放送用の受信設備の漏洩電波の有無、及び漏洩電波源の位置又は方向を特定可能に検出する。

尚、選局評価部８は、漏洩電波検出装置１の電源投入時、又は操作者による指定時に動作するキャリブレーション機能として構成され、通常、信号処理部５に設定された波長λは維持される。

図４に示す第３実施形態の漏洩電波検出装置１は、第１実施形態からの変形例を図示しているが、第２実施形態のように複数次元の面方向に対し漏洩電波の検出を一度に行う構成とすることもできる。

以上のように、第３実施形態の漏洩電波検出装置１によれば、第１又は第２実施形態の漏洩電波検出装置１の作用・効果を全て包含し、尚且つ漏洩電波の検出に先立って、ＢＳ・ＣＳにおけるＴＭＣＣ信号を復調しその受信品質を基に選局することで、その波長範囲（即ち、チャンネル範囲）内で検出対象とする波長を自動設定することができ、操作者の負担をより軽減させ、尚且つより高精度の漏洩電波の検出が可能となる。

本発明は、上述した実施形態の例に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載によってのみ制限される。例えば、主として現行の衛星放送（ＢＳ・ＣＳ）のＩＦ信号の漏洩電波の検出を対象とする例を説明したが、本発明に係る漏洩電波検出装置１は、高度広帯域衛星デジタル放送のＩＦ信号の漏洩電波の検出など、他のサービスへの干渉が危惧される周波数帯の信号の漏洩電波の検出にも利用できる。

また、上述した実施形態の例では、高精度化を図るべく、一対の漏洩電波検出用の受信アンテナがそれぞれ同方向に指向性を示す受信中心軸を有し、当該受信中心軸を法線とする面方向に、少なくとも衛星放送の中間周波数信号の帯域に受信感度を持つよう構成されているとして説明したが、一対の漏洩電波検出用の受信アンテナのアンテナ配置について厳格性が必ずしも要求されるものではなく、キャリブレーション機能によってその誤差を吸収させることができる。

また、上述した実施形態の例では、高精度化を図るべく、位相差検出信号を基に、その電圧値を位相差に変換するために予め保持する電圧・位相差変換テーブルを参照して当該位相差を算出する例を説明したが、位相差検出信号の電圧値を当該電圧・位相差変換テーブルに対応する演算式によって当該位相差を算出することもできる。

本発明によれば、受信設備の漏洩電波の有無、及び漏洩電波源の位置又は方向の検出を容易、且つ高精度に行うことができるので、衛星放送における衛星放送におけるデジタル変調信号として伝送されるＩＦ信号を扱う宅内放送電波受信システムにおける漏洩電波の検出用途に有用である。

１漏洩電波検出装置
２ａ第１アンテナ部
２ｂ第２アンテナ部
２ｃ第３アンテナ部
２ｄ第４アンテナ部
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
４，４ａ，４ｂ位相比較器
５信号処理部
６表示部
７ａ，７ｂ分配器
８選局評価部
４１排他的論理和比較回路
４２積分回路
４３増幅回路
５１，５１ａ，５１ｂ位相差検出部
５２電圧・位相差変換テーブル記憶部
５３，５３ａ，５３ｂ漏洩電波源方向算出部
８１切替器
８２周波数選択部
８３直交検波器
８４ＴＭＣＣ復調部
８５信号判定部
８６制御部
８７記憶部
１００ＢＳ・ＣＳ用受信アンテナ
２００ＵＨＦ用アンテナ
３００混合器
４００宅内放送電波受信システム
４０１分配器
４０２，４０２ａ, ４０２ｂ，４０２ｃ，４０２ｄ同軸端子
４０３ブースター
４０４ａ，４０４ｂ受信機（テレビジョン：ＴＶ）
４０２１金具
４０２２芯線接続部
ＣＬ，ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，ＣＬ４，ＣＬ５同軸ケーブル
ＦＣＦ型コネクタ

Claims

宅内の衛星放送用の受信設備の漏洩電波の有無、及び漏洩電波源の位置又は方向を特定可能に検出する漏洩電波検出装置であって、
互いに所定のアンテナ間隔で配置され等しい電気特性を持ち、少なくとも衛星放送の中間周波数信号の帯域に受信感度を持つ一対の漏洩電波検出用の受信アンテナと、
前記一対の漏洩電波検出用の受信アンテナの各々で受波した検出対象の漏洩電波の周波数の第１受信信号及び第２受信信号について排他的論理和演算により位相比較を行い、前記第１受信信号と前記第２受信信号との位相差に対応する電圧信号を位相差検出信号として生成する位相比較器と、
前記位相差検出信号を基に前記位相差を算出し、前記検出対象の漏洩電波の波長及び前記アンテナ間隔の値を用いて前記検出対象の漏洩電波の漏洩電波源の方向を特定する信号処理部と、
を備えることを特徴とする漏洩電波検出装置。
前記一対の漏洩電波検出用の受信アンテナは、それぞれ同方向に指向性を示す受信中心軸を有し、当該受信中心軸を法線とする面方向に、少なくとも衛星放送の中間周波数信号の帯域に受信感度を持つよう構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の漏洩電波検出装置。
前記信号処理部は、前記位相差検出信号を基に、その電圧値を位相差に変換するために予め保持する電圧・位相差変換テーブルを参照するか、又は当該電圧・位相差変換テーブルに対応する演算式によって、前記位相差を算出する手段を備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の漏洩電波検出装置。
前記位相比較器は、
前記第１受信信号と前記第２受信信号とを入力し、前記第１受信信号と前記第２受信信号のそれぞれに対しその振幅を圧縮するログアンプ型増幅回路を経て排他的論理和演算により位相比較したアナログ電圧信号を生成する排他的論理和比較回路と、
前記排他的論理和比較回路から得られるアナログ電圧信号に対し低域通過フィルタ処理を施す積分回路と、
前記積分回路から得られる低域通過フィルタ処理を施したアナログ電圧信号を所望の電圧範囲とし、前記位相差検出信号を生成する増幅回路と、
を備えることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の漏洩電波検出装置。
前記位相比較器は、比較対象の前記第１受信信号と前記第２受信信号がいずれも所定の閾値以下であるときは、漏洩電波は無い旨を示す電圧値ゼロを前記位相差検出信号として出力することを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の漏洩電波検出装置。
前記一対の漏洩電波検出用の受信アンテナ及び前記位相比較器を１組として複数組を備え、各組の前記一対の漏洩電波検出用の受信アンテナをそれぞれ異なる方位に配置して複数次元の面方向に対応させ、
前記信号処理部は、当該複数次元の面方向に対し当該漏洩電波の有無、及び当該漏洩電波源の位置又は方向を特定可能に同時検出する手段を備えることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の漏洩電波検出装置。
前記漏洩電波の検出に先立って、前記一対の漏洩電波検出用の受信アンテナを介して受波した前記衛星放送の中間周波数信号の帯域における各チャンネルの所定の伝送制御信号を復調して各チャンネルの受信品質を測定し、前記信号処理部に対し最も受信品質の高いチャンネルの波長を前記漏洩電波の検出対象の波長に自動設定する選局評価部を更に備えることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の漏洩電波検出装置。