JP4917239B2 - 受信システム - Google Patents

Description

本発明は電波時計の長波電波を受信する受信システムに関し、特に受信した長波電波を電界又は磁界により伝達させることにより、通常では長波電波が届かず、電波時計の時刻修正機能を利用することができない場所であっても電波時計の時刻修正機能を利用することが出来るシステム及び方法に関する。

時計の時刻精度をより高めることは水晶時計の進歩に伴い非常に進んだものとなっている。しかし、さらに時刻精度を追及する場合は外部から水晶時計に対してある間隔で修正を行う必要がある。この修正手段としてラジオやテレビの放送の時報を用い、時刻を修正する機能が追加された電波修正機能付き時計が、設備時計やＶＴＲ等で既に導入されている。

また、長波の標準電波には時刻カレンダー情報がタイムコードとして変調されているものがあり、ヨーロッパでは広く利用されている。このタイムコード入りの電波を利用すると、ラジオやテレビの放送の時報を利用する電波修正機能付き時計のように、あらかじめ時計の時刻をあわせておく必要がなく、時計の時刻があっていない状態でも電波修正が完了すると、時刻を正確に取り込むことが出来る。よって、タイムコード入りの電波を受信する電波修正時計では時刻精度が正確なだけでなく、時刻あわせも不要となり、非常に使い易い時計を供給することが可能である。

しかしながら、長波の波長は長いため、受信できる範囲が限られ、例えばビルのような施設では窓側の一部の範囲でしか受信することができず、ビルの奥まった場所などでは長波の標準電波が届かず、電波時計の時刻修正機能を利用することが出来なかった。

一方、テレビ局などの時間管理が厳しい所では、局内に設けられた時計に対して所定時間毎に時刻修正を行っており、その時刻修正用の基準信号を敷設されたケーブルから入力していた。

しかし、時計の移設に伴ってケーブルも新たに敷設しなければならず、膨大な費用がかかり、ケーブルの敷設がいらず、低コストな電波時計を利用したいという要求があった。

本発明の目的は、上記問題点を解決することにある。

また、本発明の目的は、受信した長波電波を施設内に電界又は磁界により伝達させることにより、通常では長波電波が受信できない場所であっても、長波電波を受信でき、電波時計の時刻修正機能を利用することができるシステム及び方法を提供することにある。

本発明は、電波時計の時刻修正用信号を受信する受信システムであって、長波電波の電波時計修正用信号を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナに接続され、前記受信した電波時計修正用信号を増幅する増幅手段と、施設内に配索されて、前記増幅された電波時計修正用信号による誘導磁界により磁界空間を形成し、電波時計修正用信号を伝達する導電性のケーブル又は電線とを有することを特徴とする長波電波受信システムである。
である。

本発明は、時刻修正用の長波電波を用いて電波時計の時刻修正を行う時刻修正方法であって、電波時計修正用信号の長波電波を受信するステップと、前記受信した電波時計修正用信号を増幅するステップと、施設内に配索された電線により、前記増幅された電波時計修正用信号の誘導磁界による磁界空間の形成し、施設内に電波時計修正用信号を伝達するステップと、伝達される電波時計修正用信号を受信し、受信した電波時計修正用信号に基づいて時刻修正を行うステップとを有することを特徴とする時刻修正方法である。

本発明は、構造物であって、構造物であって、電波時計修正用の長波電波を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナに接続され、前記受信した電波時計修正用信号を増幅する増幅手段と、前記増幅された電波時計修正用信号による誘導磁界により磁界空間を形成し、電波時計修正用信号を伝達する導電性のケーブル又は電線とを有し、前記導電性のケーブル又は電線が、フロアー部又は天井部に配索又は埋設されたことを特徴とする構造物である。

本発明は、電波漏洩ケーブルを介して受信した長波電波を極微弱電波として、施設内の全般に亘って放射することにより、従来は長波電波が届かないような施設内の奥まった場所であっても長波電波を受信することができ、電波時計の時刻修正機能を使用することが出来る。

また、磁界フィールドによる信号伝達という概念を用いることにより、比較的短いケーブルを施設内に配索させるだけで、受信した長波電波を施設内の電波時計に伝達させることも可能である。

図１は第１の実施の形態を説明する為の図である。 図２は第１の実施の形態を説明する為の図である。 図３は第１の実施の形態を説明する為の図である。 図４は第１の実施の形態を説明する為の図である。 図５は第３の実施の形態を説明する為の図である。 図６は第４の実施の形態を説明する為の図である。 図７は第４の実施の形態を説明する為の図である。 図８は第４の実施の形態を説明する為の図である。 図９は第４の実施の形態を説明する為の図である。 図１０は第４の実施の形態を説明する為の図である。

本発明の第１の実施の形態を説明する。

図１、図２、図３及び図４は第１の実施の形態を説明する為の図である。尚、本実施の形態の長波電波受信システムが設けられる施設として、ビル１を例にして説明する。

図１に示される如く、ビル１の屋上には、電波時計の時刻修正に用いられる長波電波を受信する受信アンテナ２が設置されている。この受信アンテナ２は、受信する電波が長波という波長の長い電波であることを考慮し、ループアンテナが好ましい。また、利得が大きいという特徴からワイアーアンテナでも良い。

受信アンテナ２には、図２に示される如く、バンドパスフィルター３と増幅器４とが接続されている。バンドパスフィルター３は受信アンテナ２により受信された電波から余分な信号以外の信号をフィルタリングし、フィルタリングした信号は増幅器４により増幅される。この際、増幅器４の出力を、後述する信号の分配に耐えられるようにローインピーダンスとなるように調整する必要がある。そこで、後述する分配器と増幅器４とでインピーダンスを調整する。

ビル１の各階には、増幅器４から出力された信号を分配する分配器５が設けられる。この分配器５は、増幅器４とインピーダンスの調整が図られ、各階に均一に信号が分配されるように構成されている。

各分配器５には漏洩ケーブル６が接続され、この漏洩ケーブル６はビル１各階の天井部８内に配索されている。そして、漏洩ケーブル６からは電界により極微弱電波が放射されるようになっている。

配索の方法としては、図３に示される如く、長波という特性を考え、ループ状に配索することが好ましい。尚、配索される漏洩ケーブル６の終端は、図３に示されるように開放されている状態だけでなく、ショートされていても良い。

また、図４に示される如く、複数のループとなるように漏洩ケーブル６を配索しても良い。

尚、本実施の形態では、天井部８内に漏洩ケーブル６を配索したが、フロアー部に配索しても良い。又、複数の漏洩ケーブル６を、ループ状に配索しても良い。

漏洩ケーブル６から放射された長波電波は電波時計７に受信され、電波時計７では受信した長波電波を用いて時刻修正が行われる。尚、電波時計７の構成は従来から広く知られた技術であるので、構成の詳細は省略する。

尚、上述した漏洩電波は電波法に違反しない程度の極微弱電波を放射するようにし、ビル１の外方にこの漏洩電波が影響されるのを防止する。

第２の実施の形態を説明する。

第２の実施の形態では、上述した第１の実施の形態の漏洩ケーブル６に代えて、ワイアーアンテナを用いることを特徴とする。

ワイアーアンテナを用いることにより、受信アンテナ２により受信した長波電波を再送信することにより、上述した第１の実施例と同様な効果を得ることが出来る。

第３の実施の形態を説明する。

第３の実施の形態では、上述した第１及び第２の実施の形態における漏洩ケーブル６やワイアーアンテナに代えて、電波を再放射するアンテナなどの再放射手段を有することを特徴とする。以下に、図５を用いて構成を詳細に説明する。

分配器５にケーブル２０が接続される。このケーブル２０は、分配器２１によりケーブルが順次連結されることにより構成される。そして、ケーブル２０が各階の天井内に配索される。また、各分配器２１には、コイル状のフェライトバーアンテナ２２が接続され、このフェライトバーアンテナ２２から極微弱電波が放射される。放射された極微弱電波は、第１の実施の形態と同様に電波時計７に受信され、時刻修正に用いられる。

第４の実施の形態を説明する。

第４の実施の形態では、上述した第１の実施の形態の電界による再放射という概念に代えて、磁界フィールドによる信号伝達という概念を用いる。

これは、受信する電波が長波という非常に波長が長い電波であるため、再放射させるためには非常に長い漏洩ケーブル６を施設内に配索しなければならないが、磁界フィールドによる信号伝達という概念を用いることにより、比較的短いケーブルを施設内に配索させるだけで、受信した長波電波を施設内の電波時計に伝達させることが可能であることが、実験の結果により判明した。

そこで、第４の実施の形態では、第１の実施の形態における漏洩ケーブル６に代えて導電性のある単線ケーブル４０を用いることを特徴とする。

図６、図７、図８、図９及び図１０は、第４の実施の形態を説明する為の図である。尚、図６、図７、図８、図９及び図１０中、上述した実施の形態と同様な構成のものには同じ図番を付している。また、本実施の形態の長波電波受信システムが設けられる施設として、第１の実施の形態と同様にビル１を例にして説明する。

ビル１の屋上には、電波時計の時刻修正に用いられる長波電波を受信する受信アンテナ２が設置されている。この受信アンテナ２は、受信する電波が長波という波長の長い電波であることを考慮し、ループアンテナが好ましい。また、利得が大きいという特徴からワイアーアンテナや、磁界を取り込むということでフェライトバーアンテナでも良い。

受信アンテナ２には、図７に示される如く、バンドパスフィルター３と増幅器４とが接続されている。バンドパスフィルター３は、受信アンテナ２により受信された電波から余分な信号以外の信号をフィルタリングし、フィルタリングした信号は増幅器４により増幅される。この際、増幅器４の出力を、後述する信号の分配に耐えられるようにローインピーダンスとなるように調整する必要がある。そこで、後述する分配器５と増幅器４とで、アンテナのインピーダンスとアンテナからの長波による磁界の強度とを調整する。

ビル１の各階には、増幅器４から出力された信号を分配する分配器５が設けられる。この分配器５により、増幅器４とアンテナのインピーダンス調整が図られ、各階に均一に信号が分配されるように構成されている。

例えば、オペアンプ（増幅器４）の入力インピーダンスは無限大に近く、出力インピーダンスはゼロに近い。そのため、前段のアンプに対してインピーダンス調整用アンプ（分配器５）は、影響を及ぼしづらくなる。一方、受信アンテナ２のインピーダンスはループ型で、２００〜３００Ω程度の抵抗を持っているため、アンプ出力にL,C回路を設けることで容易に出力インピーダンスを調整することができる。

各分配器５には例えば、導電性のよい単線ケーブル４０が接続され、この単線ケーブル４０はビル１の各階の天井部８内に配索されている。そして、単線ケーブル４０により各階の空間に磁界によるフィールドが形成され、受信した長波電波の時刻修正用信号がビル内の各フロアーに伝達される。

配索の方法としては、より有効に信号を伝達するため、単線ケーブル４０をループ状に配索することが好ましい。更に、図８の如く、複数の単線ケーブル４０を、互いに隣り合うようにループ状に配索することがより好ましい。

理由としては、複数の単線ケーブル４０を用いることにより、磁界がより強くなるからである。また、複数のループを使うことで一つのループの大きさが小さくなることにより、ケーブルから磁界の一番低いループ中心までの距離が小さくなり、個々のループ中に分布する磁界が強くなるからである。

尚、複数の単線ケーブル４０を配索する際、各単線ケーブル４０によって生じる磁界の向きが同じ方向になるように配索する。磁界の向きが異なる方向である場合には、磁界を互いに打ち消しあってしまうからである。従って、図８に示される如く、両ループの電流の位相が同一となるように配索される。

また、他の配索の方法として、図９に示すように、一つの天井部又はフロアーを複数の部に分割し、分割された部の一つおきに単線ケーブル４０を配索しても良い。この場合も、各単線ケーブル４０によって生じる磁界の向きが同じ方向になるように配索することは同様である。

更に、上述の実施の形態では、単線ケーブル４０を円状に配索したが、この形状に限定されることなく、図１０に示される孤独単線ケーブル４０を四角形状に配索しても良い。また、同心円状に複数のループを配索しても良い。

単線ケーブル４０により形成された磁界により伝達された長波電波の時刻修正用信号は、電波時計７に受信・検出される。すなわち、電波時計７のアンテナでは検出した磁界より端子電圧を発生し、電波時計７はあたかも電波時計用の長波電波受信したように動作し、時刻修正をおこなう。尚、電波時計７は、第１の実施の形態で用いられたものと同様なものであり、本実施の形態の為に特別な構成を必要とはしない。従って、その構成は従来から広く知られた技術であるので、構成の詳細は省略する。

上記の如く、第４の実施の形態では、例えば天井又はフロアー面積や高さが十分に確保できず、十分なケーブルの長さを配索することができない場合であっても、磁界フィールドによる信号伝達という概念を用いることにより、比較的短いケーブルを施設内に配索させるだけで、受信した長波電波の時刻修正用信号を施設内の電波時計に伝達させることが可能となる。

更に、磁界フィールドの概念の導入により、「単線ケーブル４０と電波時計７との距離が数〜数十メートルと近い環境」でのシミュレーション（計算）が可能になり、感度アップの工夫ができるようになる。

尚、以上述べた各実施の形態では、ビル１に本発明を適用した場合を例にとって説明したが、ビルに限ることなく、劇場等の施設にあっても本発明を適用することができることはいうまでもない。

本発明は、電波漏洩ケーブルを介して受信した長波電波を極微弱電波として、施設内の全般に亘って放射することにより、従来は長波電波が届かないような施設内の奥まった場所であっても長波電波を受信することができ、電波時計の時刻修正機能を使用することが出来る。

また、磁界フィールドによる信号伝達という概念を用いることにより、比較的短いケーブルを施設内に配索させるだけで、受信した長波電波を施設内の電波時計に伝達させることも可能である。

１ ビル
２ 受信アンテナ
３ バンドパスフィルター
４ 増幅器
５ 分配器
６ 漏洩ケーブル
７ 電波時計
８ 天井部
２０ ケーブル
２１ 分配器
２２ フェライトバーアンテナ
４０ 単線ケーブル

Claims (9)

1. 電波時計の時刻修正用信号を受信する受信システムであって、
   長波電波の電波時計修正用信号を受信する受信アンテナと、
   前記受信アンテナに接続され、前記受信した電波時計修正用信号を増幅する増幅手段と、
   施設内に配索されて、前記増幅された電波時計修正用信号による誘導磁界により磁界空間を形成し、電波時計修正用信号を伝達する導電性のケーブル又は電線と
   を有することを特徴とする長波電波受信システム。
2. 磁界空間を伝達する時計修正用信号を受信する電波時計を更に有することを特徴とする請求項１に記載の長波電波受信システム。
3. 受信アンテナが、ループアンテナであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の長波電波受信システム。
4. 受信アンテナが、ワイアーアンテナであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の長波電波受信システム。
5. 導電性のケーブル又は電線をループ状に配索することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の長波電波受信システム。
6. 複数の導電性のケーブル又は電線を、互いに隣り合うようにループ状に配索することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の長波電波受信システム。
7. 受信アンテナと導電性のケーブル又は電線とに接続され、施設内の各フロアーにおける長波電波の受信強度を調整する調整手段を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の長波電波受信システム。
8. 時刻修正用の長波電波を用いて電波時計の時刻修正を行う時刻修正方法であって、
   電波時計修正用信号の長波電波を受信するステップと、
   前記受信した電波時計修正用信号を増幅するステップと、
   施設内に配索された電線により、前記増幅された電波時計修正用信号の誘導磁界による磁界空間の形成し、施設内に電波時計修正用信号を伝達するステップと、
   伝達される電波時計修正用信号を受信し、受信した電波時計修正用信号に基づいて時刻修正を行うステップと
   を有することを特徴とする時刻修正方法。
9. 構造物であって、
   電波時計修正用の長波電波を受信する受信アンテナと、
   前記受信アンテナに接続され、前記受信した電波時計修正用信号を増幅する増幅手段と、
   前記増幅された電波時計修正用信号による誘導磁界により磁界空間を形成し、電波時計修正用信号を伝達する導電性のケーブル又は電線と
   を有し、
   前記導電性のケーブル又は電線が、フロアー部又は天井部に配索又は埋設されたことを特徴とする構造物。

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