JP3237454U - 防災無線受信システム用増幅器 - Google Patents

Abstract

【課題】防災行政無線の電波が弱い地域でも電波を増幅でき、自然災害情報の適時かつ正確な受信を実現する防災無線受信システム用増幅器を提供する。【解決手段】各家庭で防災無線を受信するシステムに備わる屋内用の増幅器３は、屋外設置のアンテナ１と戸別受信機２との間に接続され、防災無線の電波を増幅する。増幅器３は、乾電池５が内蔵され、通常は商用電源６で動作し、停電時には前記乾電池５に切り替わって動作する。増幅器３は、５４ＭＨｚから７０ＭＨｚ又は５４ＭＨｚから９５ＭＨｚの帯域を通過するフィルタ７が内蔵され、前者は防災無線受信用、後者はＦＭ放送受信機能付き防災無線用に使用できる。【選択図】図１

Description

本考案は、防災行政無線の電波が弱い地域でも安定して受信し、自然災害情報を適時かつ正確に把握できる防災無線受信システム用増幅器の技術分野に属する。

昨今自然災害が各地で多発している。その時々の変化する情報を伝達する手段は防災行政無線である。特に降雨時に情報を伝達できるのは、各戸に設置されている戸別受信機である。
この点、近年に建設された住宅においては、耐震、防音、耐久性に優れたものが多く、それらの住宅ではこの防災行政無線に使用されている周波数が６０MHz帯であり、家の中に侵入するとき大きく減衰してしまい戸別受信機だけでは受信できない。そのため、家の外部に大きな受信アンテナを設置して、家の外壁に穴をあけたりエアコンダクトの穴を通して室内に同軸ケーブルを引き込んで受信する必要がある。
しかし、屋外にアンテナを設置したからと言って、送信所から遠く離れた家や地形的に陰になる家では到来電波は弱くなり安定して受信できない家がかなりあり、アンテナの設置位置を変えたりしてその対応が大変面倒である。

防災行政無線に関し、例えば下記特許文献１には、防災用送受信部２１が、親局から送信される電波を受信してその電界強度を検出すると共に信号として復調し親局からの制御信号により要求された自己の状態を示す制御信号を送信する。補完用送受信部２２は予め補完グループを設定した近隣の屋外拡声装置との間で無線信号の送受信を行う。主制御部２３は、防災用送受信部２１及び補完用送受信部２２で復調した信号を解読して親局からの要求を判断し、自己の状態を示す制御信号を作成して防災用送受信部２１から送信させ、自局及び補完グループを設定した他方の屋外拡声装置で電界強度の大きい方から他方へ親局からの放送信号を補完用送受信部２２を介し送信する。拡声部２４は復調された音声信号を主制御部２３の制御により拡声放送する、旨の防災行政無線システムが記載されている。

特開２００４－６４３１４号公報

上述した防災行政無線の電波が弱く、受信のために屋外にアンテナを設置した受信システムでも到来する電波はフェージングなどによりその強さが変動している。また周囲のノイズは、例えばＬＥＤの街路灯やインバーター方式のエアコン室外機の稼働により増加する。そのため受信信号レベルやノイズが時間的もしくは季節的な変動があり、防災行政無線の信号品質（Ｃ／Ｎ）が劣化して受信できたりできなかったりする問題がある。
また近年、防災行政無線はデジタル化され、デジタル化の特徴として戸別受信機には対応できる最低入力レベル（感度の例として－４dBμV）がありこれを下回るとまったく受信できなくなってしまう。さらには、受信の途中で一度受信できなくなると次に電波が強くなっても受信できない戸別受信機があり、これらが解決すべき課題とされている。
したがって、本考案は上記課題に鑑みて案出されたものであり、その目的は、防災行政無線の電波が弱くて安定受信ができないとき、戸別受信機に接続された屋外アンテナからの出力ケーブルを外して、その間に本増幅器を接続するだけで簡単に増設して電波を増幅でき、自然災害情報の適時かつ正確な受信を実現する防災無線受信システム用増幅器を提供することにある。

上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した考案は、各家庭で防災無線を受信するシステムにおいて、前記システムに備わる屋内用の増幅器３が、屋外に設置されたアンテナ１と戸別受信機２との間に接続されて、防災無線の電波が増幅される構成であることを特徴とする、防災無線受信システム用増幅器である。

請求項２に記載した考案は、前記増幅器３には乾電池５が内蔵されており、通常は商用電源６で動作し、停電時には前記乾電池５に切り替わって動作することを特徴とする、請求項１に記載した防災無線受信システム用増幅器である。

請求項３に記載した考案は、前記増幅器３に、内蔵の乾電池５の容量が少なくなって交換の必要が発生したら、ＬＥＤ点滅（８’）及び／又はブザー音（９）で電池交換を知らせる機能を有することを特徴とする、請求項２に記載した防災無線受信システム用増幅器である。

請求項４に記載した考案は、前記増幅器３に、５４MHzから７０MHzの帯域又は５４MHzから９５MHzの帯域を通過するフィルタ７が内蔵され、前者の５４MHzから７０MHzの帯域は防災無線受信用、後者の５４MHzから９５MHzの帯域はＦＭ放送受信機能付き防災無線用として使用可能に構成されていることを特徴とする、請求項1又は２又は３に記載した防災無線受信システム用増幅器である。

請求項１に係る防災無線受信システム用増幅器によれば、屋外に設置されたアンテナと戸別受信機の間に本増幅器を設置することにより、到来電波が変動しても戸別受信機の最低入力レベル以上となって安定受信を実現した。
請求項２に係る増幅器によれば、防災行政無線を受信している最中に、災害などにより商用電源が停電した場合は、速やかに乾電池動作に切り替わる回路を内蔵しているため、このような場合でも安定受信ができる。
請求項３に係る増幅器によれば、乾電池状態表示用のＬＥＤや圧電ブザーが備えられているので、ＬＥＤの視覚による確認やブザー音による聴覚によって、乾電池未搭載状態や乾電池の交換の確認ができる安心感がある。
請求項４に係る増幅器によれば、戸別受信機にはＦＭ放送が受信できるものがあるため、防災行政無線の帯域（５４MHz～７０MHz）とFM放送の帯域（７６MHz～９５MHz）の両方が増幅できる利便性もある。
かかる本考案の増幅器は、電源部と増幅部が一体になった独立型であるため、電波が弱くて安定受信ができないようなシステムのところに、戸別受信機に接続された屋外アンテナからの出力ケーブルを外して、その間に本器を接続するだけで簡単に増設できるという優れた効果を有している。

本考案の防災無線受信システム用増幅器が備わった受信システム構成図である。

防災無線受信システム用増幅器のブロック図である。

防災無線受信システム用増幅器の外観を示した斜視図である。

図３の防災無線受信システム用増幅器の基板レイアイウトを示した斜視図である。

本考案の防災無線受信システム用増幅器の好適な実施形態を、以下図面にしたがって説明する。
この増幅器３は、防災無線、特に防災行政無線の電波が弱い地域でも安定して受信できるように、室内用として各家庭で防災無線の電波を増幅させて受信するシステムに供されるものである。

図１と図３に示したように、本増幅器３は、屋外に設置されたアンテナ１と戸別受信機２との間に接続されている。つまり、屋外アンテナ１からの出力ケーブルである同軸ケーブル４は、後述する増幅器３の入力部３７に接続されると共に、当該増幅器３の出力部３８に接続された同軸ケーブル４は、戸別受信機２に電気的に接続されて、防災無線の電波が増幅される構成である。
この増幅器３には乾電池５が内蔵されており（図３参照）、通常は商用電源６で動作し、停電時には前記乾電池５に切り替わって動作する。下記に詳述するが、内蔵の乾電池５の容量が少なくなって交換の必要が発生したら、ＬＥＤ８’が点滅したり、ブザー音（９）で電池交換を知らせる機能も有している（図２、図３参照）。
また、５４MHzから７０MHzの帯域又は５４MHzから９５MHzの帯域を通過するフィルタ７が内蔵されており、前者の帯域は防災無線受信用、後者の帯域はＦＭ放送受信機能付き防災無線用に使用可能に構成されている。なお、前記防災行政無線の帯域（５４MHz～７０MHz）の増幅回路は、信号品質（Ｃ／Ｎ）の低下を防ぐため、雑音指数（ＮＦ）の小さな低雑音増幅回路になっている。

本実施形態の増幅器３の具体的構成（主に回路構成）を説明する。
増幅器３は屋内用であるため、図３に示した筐体をなす樹脂製のケース３０で外装されおり、乾電池５を装填できる構造になっている。このケース３０は、接栓座除く縦が１３５ｍｍ×横が７６ｍｍ×奥行が２７ｍｍの小型コンパクト設計で、どこにでも容易に設置することができる。
また、前記樹脂製ケース３０内は、図４に示した如く、低雑音回路を安定して実現するため、増幅部３１は外部からのノイズの影響を受けない金属製のシールドケース３２で覆われていると共に、１枚の回路基板３３が備わっている。
増幅回路はトランジスタ１石で構成されているが、エミッタ接地回路にすることにより、ＮＦは２．３dB以下で増幅度２７dBを達成している。また、増幅回路は低消費電力回路となるように構成しているため、乾電池５の単３乾電池動作で約７２時間動作可能となっている。
フィルタ７は、入力部３７と出力部３８にバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を装着しており、帯域外信号からの妨害を受けない構成になっている（図２参照）。
なお、図２と図４中、符号３９は、ＡＣアダプタ入力部を示している。

商用電源６が停電した時に乾電池５へ切り替わる回路（電源切換回路部３６）をMOSFET、PowerPathコントローラで構成し、定電圧回路３５を介し、商用電源６が接続されている場合は、電源切換回路部３６にて商用電源動作とし商用電源表示用ＬＥＤ８を点灯させ、商用電源６が接続されていない場合や停電時には、乾電池動作とし前記商用電源表示用ＬＥＤ８は消灯される。
上述した乾電池５の電圧値をマイコン３４で検出し、乾電池容量判定電圧閾値を超えているか否かを判定し、設定した電圧閾値１（例えば３．３３Ｖ）を超えている場合には、乾電池状態表示用ＬＥＤ８’は点灯、電圧閾値１（例えば３．３３Ｖ）と電圧閾値２（例えば３．１５Ｖ）の範囲内の場合には点滅、電圧閾値２（例えば３．１５Ｖ）未満となった場合には消灯となり、乾電池未搭載状態や乾電池５の交換が知らせられる構成となっている。
また、乾電池状態表示用ＬＥＤ８’に加え圧電ブザー９を追加することにより、電池未搭載や乾電池５の容量が低下した場合に前記ブザー９を鳴らすことで、音により乾電池未搭載であることや電池交換を知らせることができる。よって、どこに本増幅器３が設置してあっても、つまり乾電池状態表示用ＬＥＤ８’の点滅を確認できなくても、乾電池未搭載状態や乾電池５の交換を促すことができる。

上記構成であるが故に、本実施形態の増幅器３は以下の効果がある。
すなわち、屋外に設置されたアンテナ１の信号レベルが例えば－３．３dBμVでノイズが－２７．７dBμV、Ｃ／Ｎが２４．４dBであった場合、戸別受信機２はかろうじて受信できる状態ではある。到来電波はフェージング等で変動が一般的に７～１０dB程度ある。そのため、フェージング等で変動し、時々戸別受信機２の最低受信レベル（例えば－４dBμV）を下まわり受信不可になってしまう。
かかる事態のところに、本増幅器３（利得２７dB、NF２．３dB）を設置すると、信号レベルは２３．７dBμVに、ノイズは１．６dBμV、Ｃ／Ｎは２２．１dBになり、フェージング等で１０dB程度の変動があっても、戸別受信機２の最低受信レベルを下回ることなく余裕のある受信ができる。このように本増幅器３を用いる意義は大きい。

なお、参考として、情報通信審議会 情報通信技術分科会 陸上無線通信委員会報告書の中の記載によると、ＱＰＳＫ（７．５kHz）方式の各種規格は次の通りである。

以上、実施例を図面に基づいて説明したが、本考案は、図示例の限りではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更、応用のバリエーションの範囲を含むことを念のために言及する。

１ アンテナ
２ 戸別受信機
３ 増幅器
３０ ケース
３１ 増幅部
３２ シールドケース
３３ 回路基板
３４ マイコン
３５ 定電圧回路
３６ 電源切換回路
３７ 入力部
３８ 出力部
３９ ＡＣアダプタ入力部
４ 同軸ケーブル
５ 乾電池
６ 商用電源
７ フィルタ
８、８’ ＬＥＤ
９ ブザー

Claims (4)

1. 各家庭で防災無線を受信するシステムにおいて、
   前記システムに備わる屋内用の増幅器が、屋外に設置されたアンテナと戸別受信機との間に接続されて、防災無線の電波が増幅される構成であることを特徴とする、防災無線受信システム用増幅器。
2. 前記増幅器には乾電池が内蔵されており、通常は商用電源で動作し、停電時には前記乾電池に切り替わって動作することを特徴とする、請求項１に記載した防災無線受信システム用増幅器。
3. 前記増幅器は、内蔵の乾電池の容量が少なくなって交換の必要が発生したら、ＬＥＤ点滅及び／又はブザー音で電池交換を知らせる機能を有することを特徴とする、請求項２に記載した防災無線受信システム用増幅器。
4. 前記増幅器には、５４MHzから７０MHzの帯域又は５４MHzから９５MHzの帯域を通過するフィルタが内蔵され、前者の５４MHzから７０MHzの帯域は防災無線受信用、後者の５４MHzから９５MHzの帯域はＦＭ放送受信機能付き防災無線用として使用可能に構成されていることを特徴とする、請求項1又は２又は３に記載した防災無線受信システム用増幅器。

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