JP4459686B2

JP4459686B2 - 衛星信号再送信システム

Info

Publication number: JP4459686B2
Application number: JP2004106745A
Authority: JP
Inventors: 正裕大津
Original assignee: Maspro Denkoh Corp
Current assignee: Maspro Denkoh Corp
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2024-03-31
Also published as: JP2005295172A

Description

本発明は、受信した衛星放送信号を再送信するための再送信アンテナを使用した衛星信号再送信システムに関する。

衛星デジタル音声放送の放送エリア内において、衛星やギャップフィラーから放射された放送信号が届かない居室内等の不感エリアに対しても放送サービスを提供できるようにするため、特許文献１に記載の再送信アンテナ、及び衛星信号再送信システムが案出されている。これは、衛星から直接またはギャップフィラー経由の２系統の放送信号の内、何れかの系統の放送信号を受信して、その受信した放送信号をさらに再送信アンテナによって不感エリアに向けて再放射するものである。これら２系統の放送信号には、同一の２．６ＧＨｚ帯の周波数が使用されている。したがって、この１種類の周波数に合わせて受信機器を構成すれば良く、機器構成を簡素化できる。

特開２００４−００７５３１号公報

しかし、２系統の放送信号の夫々の放射レベルは元来異なるように規格化されているため、何れを受信するかによって、受信する際の入力レベル範囲は大きく変化することになり、その変動に応じて再送信アンテナから放射される信号再送信電力が変化してしまう場合があった。その場合、条件によっては予め定めた出力値範囲から再送信信号の出力レベルが外れてしまう恐れがあった。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、受信する放送信号の入力レベルが変動する場合であっても、ほぼ一定の出力レベルの信号を安定して放射できる再送信アンテナを使用した衛星信号再送信システムを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、請求項１の発明に係る衛星信号再送信システムは、ＢＳ及びＣＳ信号を受信する右偏波信号受信部及び左偏波信号受信部を有し、受信した右偏波信号を略１０．６７８ＧＨｚのローカル周波数でＩＦ変換すると共に、受信した左偏波信号を略９．５７６ＧＨｚのローカル周波数でＩＦ変換するアンテナ部と、ＩＦ変換した前記受信信号を混合して出力する第１混合手段と、２ＧＨｚ帯の移動体向衛星放送信号を受信して、ＩＦ変換せずに出力する移動体向衛星放送受信アンテナ部と、前記移動体向衛星放送受信アンテナ部からの出力信号と前記第１混合手段からの信号とを混合する第２混合手段と、該第２混合手段で混合した信号を１本の信号ケーブルで伝送して屋内に引き込み、引き込んだ信号ケーブルに接続して、２ＧＨｚ帯の移動体向け衛星受信信号を増幅して所定の一出力レベルの伝送信号を出力するＡＧＣアンプと、前記ＡＧＣアンプから出力された信号を所定量減衰させる信号伝送路と、前記信号伝送路で減衰された信号を所定の放射レベルで再放射する再送信アンテナ部と、を備えて成る。

請求項２の発明に係る衛星信号再送信システムは、前記ＡＧＣアンプと、前記信号伝送路と、前記再送信アンテナ部と、を一体形成して成る。

ここで、移動体向衛星放送信号は、いわゆるモバイル放送システムにおけるモバイル放送信号を示すものとする。モバイル放送システムは、１２ＧＨｚ帯のモバイル放送信号を上空のモバイル放送衛星に向けて送信する放送提供者の放送センターと、受信したモバイル放送信号を２．６ＧＨｚ帯（２．６３０ＧＨｚ〜２．６５５ＧＨｚ）及び１２ＧＨｚ帯のモバイル放送信号として地表に向けて放射するモバイル放送衛星と、モバイル放送衛星から放射された１２ＧＨｚ帯のモバイル放送信号を受信して２．６ＧＨｚ帯（モバイル放送衛星と同一周波数）に変換しモバイル放送衛星のモバイル放送信号が直接届かないエリア、すなわち不感エリアに対して再放射するギャップフィラーと、モバイル放送衛星から放射され、またはギャップフィラーから再放射された２．６ＧＨｚ帯のモバイル放送信号を受信する放送利用者の携帯受信端末（以下、「ＰＤＡ」とする）とを備えて成るものである。また、ＡＧＣアンプとは、自動利得制御（Automatic Gain Control）アンプ、すなわち受信レベルに応じて利得を調整し増幅する機能を持つ高周波増幅器のことをいう。

請求項１の発明によれば、受信する放送信号の入力レベルが変動する場合であっても、ほぼ一定の出力レベルの信号を再送信アンテナ部から安定して放射できる。

請求項２の発明によれば、ＡＧＣアンプと、信号伝送路と、再送信アンテナ部と、を一体形成したので、設置スペースを小さくできる。

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図１はＡＧＣアンプ付再送信アンテナの一参考例を示すレイアウト図である。図中、２はモバイル放送信号である衛星デジタル音声放送信号を受信する移動体向衛星放送受信アンテナ部としてのモバイル放送受信アンテナ部（以下、単に受信アンテナ部）、８は受信アンテナ部２で受信したモバイル放送信号を再放射させる再送信アンテナ部、１７は住戸内や地下街内等の不感エリア、２０は所定のレベル範囲内に入力されたモバイル放送信号を増幅して所定の一出力レベルのモバイル放送信号を出力させるＡＧＣアンプ、２１はＡＧＣアンプ２０から出力された信号を所定量減衰させる信号伝送路としての信号ケーブル、そして３０はＰＤＡを示している。

受信アンテナ部２は、２．６ＧＨｚ帯の周波数で受信可能な寸法形状に形成されたいわゆる平面アンテナ素子部と、平面アンテナ素子部の放射面側を覆うレドーム部とによって構成されている。また、受信アンテナ部２は、ＤＣ５Ｖ電源によって駆動され、２．５ｄＢｉの絶対利得を特性として備えるように構成されている。受信アンテナ部２は、そのレドーム部を屋外に向けて住戸内の窓際に設置されている。

再送信アンテナ部８は、信号ケーブル２１によって伝送されたモバイル放送信号を２．６ＧＨｚ帯の周波数で再放射可能な寸法形状に形成された平面アンテナ素子と、平面アンテナ素子の放射面側を覆うレドームとによって構成されている。また、再送信アンテナ部８は、２．５ｄＢｉの絶対利得を特性として備えるように構成されている。再送信アンテナ部８は、そのレドーム部を下方に向けて住戸内の一部屋の天井付近に設置されている。

ＡＧＣアンプ２０は、ＤＣ５Ｖ電源によって駆動され、入力するモバイル放送信号が、所定の入力レベル範囲として−８７ｄＢｍ〜−１５ｄＢｍ以内の場合、出力レベルが−４０ｄＢｍの一定出力レベルの信号を出力するように増幅可能に形成されている。また信号ケーブル２１には、ＡＧＣアンプ２０から出力された一定出力レベルの信号を２ｄＢ減衰させる同軸ケーブル、例えばケーブル長が３ｍの２．５Ｃケーブルが使用されている。またＰＤＡ３０は、−９６ｄＢｍの受信レベルを確保する内蔵アンテナ部を備えて構成されている。尚、４Ｃの低損失の同軸ケーブルを信号ケーブル２１として使用することも可能であり、その場合には，２ｄＢの減衰量を確保するため、ケーブル長を約４ｍにする。

モバイル放送衛星及びギャップフィラーから２．６ＧＨｚ帯で放射され受信アンテナ部２で受信されたモバイル放送信号は、その出力端に接続された信号ケーブル９を介してＡＧＣアンプ２０に引込まれる。ＡＧＣアンプ２０に引き込まれたモバイル放送信号は、ＡＧＣアンプ２０により、２．６ＧＨｚ帯の信号に改めて波形成形されるとともに所定の出力レベルに増幅される。そのモバイル放送信号は、ＡＧＣアンプ２０から信号ケーブル２１を介して再送信アンテナ部８に送られ、モバイル放送衛星及びギャップフィラーから放射されたモバイル放送信号の周波数と同一周波数帯の２．６３０ＧＨｚ〜２．６６５ＧＨｚの再送信信号として、再送信アンテナ部８から不感エリア１７内に再放射される。再送信アンテナ部８から再放射された再送信信号は、不感エリア１７内のＰＤＡ３０により受信され、利用者はモバイル放送の提供を受ける。

図２は、屋内設置の受信アンテナ部２からＡＧＣアンプ２０までの伝送路上の測定位置Ａ点〜Ｄ点におけるモバイル放送信号の信号レベルを示すレベルダイヤ図である。Ａ点は受信アンテナ部２の受信端、Ｂ点は受信アンテナ部２の出力端、Ｃ点は信号ケーブル９の出力端、Ｄ点はＡＧＣアンプ２０の出力端である。また図中の○印はギャップフィラーから再放射されたモバイル放送信号を受信した場合の測定値を示し、一方△印はモバイル放送衛星から直接放射されたモバイル放送信号を受信した場合の測定値を夫々示す。
この図から、Ｃ点においてＡＧＣアンプ２０に入力されるモバイル放送信号の入力レベルは−７６ｄＢｍ〜−１５ｄＢｍであり、所定の入力レベル範囲−８７ｄＢｍ〜−１５ｄＢｍ内に含まれているため、ＡＧＣアンプ２０の出力レベルは−４０ｄＢｍの一定出力となっていることがわかる。

このＡＧＣアンプ付再送信アンテナによれば、モバイル放送衛星のサービスエリアにおいて、ギャップフィラーがカバーできない住戸内や地下街等の不感エリア１７に対しても、モバイル放送信号を放射させサービスを提供可能にできる。提供の際、再送信アンテナ部８の前段に、所定の伝送損失を備えた信号ケーブル２１を介してＡＧＣアンプ２０を設けたので、モバイル放送衛星から出力される放射信号の出力レベル（Ａ点における−９６ｄＢｍ）とギャップフィラーの同出力レベル（Ａ点における−３５ｄＢｍ）とのように、放射出力レベルが大きく異なるモバイル放送信号を受信する場合であっても、適正な範囲内に出力レベルを調整することができ、後段の再送信アンテナ部８から再放射される放送信号の出力レベルを常に規定値以下に抑えることができる。
また、信号ケーブル２１とＡＧＣアンプ２０との組み合わせにより、一定の出力レベルの信号を再送信アンテナ部８からさらに安定して放射させることができる。

また図３に示すように、ＡＧＣアンプ付再送信アンテナは、受信アンテナ部２を屋内に限らず、屋外に設置しても良い。この図の再送信アンテナは、受信アンテナ部２と、それに接続されたケーブル長４ｍの２．５Ｃケーブルからなる信号ケーブル３１ａと、隙間用接続ケーブル３１ｂと、ケーブル長１０ｍの２．５Ｃケーブルからなる信号ケーブル３１ｃと、ＡＧＣアンプ２０と、伝送線路としてのケーブル長３ｍの信号ケーブル２１と、再送信アンテナ部８とから構成されている。この場合には、受信アンテナ部２を電界強度が比較的強い屋外に設置したので、受信感度を向上させることが可能となる。

また図４は、屋外設置の受信アンテナ部２からＡＧＣアンプ２０までの伝送路上の測定位置Ａ点〜Ｆ点におけるモバイル放送信号の信号レベルを示すレベルダイヤ図である。Ａ点は受信アンテナ部２の受信端、Ｂ点は受信アンテナ部２の出力端、Ｃ点は信号ケーブル３１ａの出力端、Ｄ点は隙間用接続ケーブル３１ｂの出力端、Ｅ点は信号ケーブル３１ｃの出力端、Ｆ点はＡＧＣアンプ２０の出力端である。その他の記号等は図２と同様である。
この図から、Ｅ点においてＡＧＣアンプ２０に入力されるモバイル放送信号の入力レベルは−８２ｄＢｍ〜−２１ｄＢｍであり、屋内設置の場合と同様に、ＡＧＣアンプ２０の出力レベルは−４０ｄＢｍの一定出力となっていることがわかる。

次に、図５は、ＡＧＣアンプ付再送信アンテナの別の参考例を示すレイアウト図である。このＡＧＣアンプ付再送信アンテナは、再送信アンテナ部８がクレードル２５と一体になって内蔵されて成るものである。ここで、クレードルとは、ＰＤＡ３０を載置してデスクトップパソコン等にデータ転送可能に接続する接続台座をいう。また、ＰＤＡ３０を充電する機能も兼ね備えている。尚、この場合の再送信アンテナ部８に接続されるＡＧＣアンプ２０は、その出力レベルが−６５ｄＢｍの一定出力レベルの信号を出力するように増幅可能に形成されている。その他の構成は図２と同様である。このＡＧＣアンプ付再送信アンテナによれば、図１〜図４のものと同様の作用効果を得ることができる。

次に、図６は本発明に係る衛星信号再送信システムの一実施形態を示す構成説明図であり、図７は衛星信号受信アンテナのブロック図である。１は第１衛星からのＢＳ信号及び第２衛星からのＣＳ信号を受信する衛星信号受信アンテナ、２は移動体向衛星放送信号である衛星デジタル音声放送信号を受信する移動体向衛星放送受信アンテナ（以下、単に受信アンテナ部）、３はブースタ、６は第２混合手段としての混合器、７は分岐器、そして８は受信した信号を再放射する再送信アンテナ部、１７は住戸内や地下街等の不感エリアを示している。

衛星信号受信アンテナ１は、図７のブロック図に示すように、１対の受信プローブ１０とコンバータ部１１と第１混合手段としての混合部１２とから構成され、一対のプローブ１０は左偏波受信用の第１プローブ１０ａ、右偏波受信用の第２プローブ１０ｂから成る。また、コンバータ部１１は、第１局発部１１ａ、第２局発部１１ｂを有し、第１プローブ１０ａで受信した信号と、第２プローブ１０ｂで受信した信号は夫々独立したローカル周波数でＩＦ変換される。また、１３は増幅回路である。
混合部１２は、第１プローブ１０ａ側にハイパスフィルタ１２ａを設け、第２プローブ１０ｂ側にローパスフィルタ１２ｂを設けて混合している。

第１プローブ１０ａで受信された左偏波信号は第１局発部１１ａのローカル周波数９．５７６３８ＧＨｚでＩＦ変換され、第２プローブ１０ｂで受信された右偏波信号は第２局発部１１ｂのローカル周波数１０．６７８ＧＨｚでＩＦ変換される。こうして、図８（ａ）に示す周波数スペクトラムで受信されたＢＳ，ＣＳ信号は図８（ｂ）に示す周波数帯にＩＦ変換され、１本の同軸ケーブルである信号ケーブル９ａに出力されて伝送される。
そして、受信アンテナ部２で受信された衛星デジタル音声放送信号は周波数変換されることなくブースタ４で増幅されて出力され、混合器６で上記ＢＳ，ＣＳ信号と混合されて、図８（ｃ）に示す周波数スペクトラムで屋内に１本の信号ケーブル９ｂで引込まれる。

図８（ｃ）の周波数スペクトラムに示すように、衛星デジタル音声放送信号は２．６３０〜２．６５５ＧＨｚの比較的挟帯域であるため、この周波数はＢＳ左偏波信号のハイエンド周波数２．６１１ＧＨｚとＣＳ左偏波信号のローエンド周波数２．６７３ＧＨｚの間のガードバンド内に配置でき、受信周波数にＢＳ左偏波信号を有していても、１本の信号ケーブルでＢＳ及びＣＳ信号に影響を及ぼすことなく衛星デジタル音声放送信号を混合して良好に伝送することができる。

再送信アンテナ部８は、ＡＧＣアンプとしての信号増幅器８ｃを介して屋内で信号ケーブル９ｂに分岐器７を介して接続されている。また再送信アンテナ部８は信号ケーブル９によって信号増幅器８ｃに接続されている。信号増幅器８ｃは２．６３０ＧＨｚ〜２．６６５ＧＨｚの周波数帯の信号を通過させるよう構成され、その周波数帯の信号を増幅する。こうして、再送信アンテナ部８は、衛星から送信される衛星デジタル音声放送周波数と同一周波数の２．６３０ＧＨｚ〜２．６６５ＧＨｚで再放射される。

このように、上記衛星信号受信アンテナ１は、受信した左偏波信号を周波数軸上で右偏波信号より上方にＩＦ変換するので、衛星信号の左右偏波に重なる周波数帯があっても分離され、１本の信号ケーブルで全ての受信信号を伝送することが可能となる。従って、第１衛星及び第２衛星からの信号がＢＳ及びＣＳ信号の場合、受信周波数にＢＳ左偏波信号を有していても、共通する周波数帯がなくなり、１本の信号ケーブルで全ての受信信号を伝送することができる。
そして、その際に左偏波信号は９．５７６３８ＧＨｚでＩＦ変換し、右偏波信号は１０．６７８ＧＨｚでＩＦ変換するので、受信信号にＢＳ左偏波信号を有していても、２．６３〜２．６５５ＧＨｚの衛星デジタル音声放送信号を混合して伝送させることができる。

従って、新たに信号ケーブルを引き込むことなく、衛星デジタル音声放送信号を屋内に引き込むことができるし、衛星デジタル音声放送信号を再放射するので、屋内でもモバイル機器にて屋外と同様に容易に衛星デジタル音声放送を受信できる。尚、引き込んだ信号ケーブルにモバイル機器を直接接続すれば再送信アンテナ部８を設けなくても衛星デジタル音声放送が受信できることは言うまでもない。また、受信した信号を周波数変換せずに伝送及び送信するので、コンバータ回路を必要とせず、衛星信号再送信システムを簡易に構成できるので、外部（特に移動体向衛星放送受信アンテナ設置部）に再放射電波が漏れることのない例えば地下街等のエリアに対して好適である。

また、衛星デジタル音声放送衛星のサービスエリアにおいて、サービス提供の際、再送信アンテナ部８の前段に、所定の伝送損失を備えた信号ケーブル２１を介してＡＧＣアンプ２０を設けたので、モバイル放送衛星から出力される放射信号の出力レベルとギャップフィラーの同出力レベルとが所定の出力レベルの範囲内にあれば、適正な範囲内にＡＧＣアンプ２０の出力レベルを調整することができ、後段の再送信アンテナ部８から再放射される放送信号の出力レベルを常に規定値以下に抑えることができる。

ここで、図９に本発明に係る衛星信号再送信システムの再送信アンテナ部８から出力される再放射信号の送信距離の特性図を示す。この図から、受信レベルの規格値が−９６ｄＢｍ以上であれば、再送信アンテナ部８の放射方向に対して、少なくとも５ｍの送信距離を確保できることが分かる。また、実行値が−１０１ｄＢｍ以上であれば、１０ｍの送信距離を確保することができる。

尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部の形状並びに構成を適宜に変更して実施することも可能である。
（１）本ＡＧＣアンプ付再送信アンテナは、ＡＧＣアンプ、信号伝送路及び再送信アンテナ部を別体に限らず、一体形成しても良い。その場合には、設置スペースを小さくでき、例えば天井に設置した場合であっても、設置による圧迫感を比較的取り除くことができ、利用者の使用感を向上できる。
（２）（１）の場合の信号伝送路は、ＡＧＣアンプから出力された信号を所定量減衰させるものであれば同軸ケーブルに限らず、減衰器等を設けて減衰量を調整しても良い。この信号伝送路によれば、使用周波数が高周波ゆえにケーブルの長さに依存して生ずる伝送損失を排除できる。

ＡＧＣアンプ付再送信アンテナの一参考例を示すレイアウト図である。図１に示すＡＧＣアンプ付再送信アンテナのレベルダイヤ図である。ＡＧＣアンプ付再送信アンテナの一参考例を示すレイアウト図である。図３に示すＡＧＣアンプ付再送信アンテナのレベルダイヤ図である。ＡＧＣアンプ付再送信アンテナの別参考例を示すレイアウト図である。本発明に係る衛星信号再送信システムの一実施形態を示す構成説明図である。図６に示す衛星信号受信アンテナのブロック図である。受信信号の変化を示し、（ａ）はＢＳ，ＣＳ信号の受信周波数スペクトラム、（ｂ）はＢＳ，ＣＳ信号をＩＦ変換した周波数スペクトラムである。（ｃ）はＩＦ変換したＢＳ，ＣＳ信号に衛星デジタル音声放送信号を加えた周波数スペクトラムである。本発明に係る衛星信号再送信システムの再送信アンテナ部から出力される再放射信号の送信距離を示す特性図である。

符号の説明

１・・衛星信号受信アンテナ、２・・移動体向衛星放送受信アンテナ（受信アンテナ部）、６・・第２混合手段としての混合器、８・・再送信アンテナ部、９ａ，９ｂ・・信号ケーブル、１０・・プローブ、１０ａ・・第１プローブ、１０ｂ・・第２プローブ、１１・・コンバータ部、１１ａ・・第１局発部、１１ｂ・・第２局発部、１２・・第１混合手段としての混合部、１７・・不感エリア、２０・・ＡＧＣアンプ、２１・・信号伝送路としての信号ケーブル、３０・・ＰＤＡ。

Claims

ＢＳ及びＣＳ信号を受信する右偏波信号受信部及び左偏波信号受信部を有し、受信した右偏波信号を略１０．６７８ＧＨｚのローカル周波数でＩＦ変換すると共に、受信した左偏波信号を略９．５７６ＧＨｚのローカル周波数でＩＦ変換するアンテナ部と、
ＩＦ変換した前記受信信号を混合して出力する第１混合手段と、
２ＧＨｚ帯の移動体向衛星放送信号を受信して、ＩＦ変換せずに出力する移動体向衛星放送受信アンテナ部と、
前記移動体向衛星放送受信アンテナ部からの出力信号と前記第１混合手段からの信号とを混合する第２混合手段と、
該第２混合手段で混合した信号を１本の信号ケーブルで伝送して屋内に引き込み、引き込んだ信号ケーブルに接続して、２ＧＨｚ帯の移動体向け衛星受信信号を増幅して所定の一出力レベルの伝送信号を出力するＡＧＣアンプと、
前記ＡＧＣアンプから出力された信号を所定量減衰させる信号伝送路と、
前記信号伝送路で減衰された信号を所定の放射レベルで再放射する再送信アンテナ部と、
を備えて成る、
ことを特徴とする衛星信号再送信システム。
前記ＡＧＣアンプと、前記信号伝送路と、前記再送信アンテナ部と、を一体形成して成る、
ことを特徴とする請求項１に記載の衛星信号再送信システム。