JP6257284B2 - 受信装置 - Google Patents

Description

本発明は、放送波の受信装置に関する。

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。

衛星放送で用いられる１２ＧＨｚ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では、放送用周波数として１１．７ＧＨｚ〜１２．２ＧＨｚが使用され、右旋円偏波用ＩＦとして１０３２ＭＨｚ〜１４８９ＭＨｚが使用されている。また、ＣＳでは、放送用周波数として１２．２５ＧＨｚ〜１２．７５ＧＨｚが使用され、右旋円偏波用ＩＦとして１５９５ＭＨｚ〜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、右旋円偏波用と同様の帯域幅を要する左旋円偏波用のＩＦを、右旋円偏波用の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、放送波をＩＦへ変換する際に使用される局部発振器（ＬＯ）の出力電力レベルは、＋５ｄＢｍ程度と高いため、右旋円偏波用のＬＯ（例えば、周波数ＬＯ１＝１０．６７８ＧＨｚ）と左旋円偏波用のＬＯ（例えば、周波数ＬＯ２＝９．６０３ＧＨｚ）とが分離できない場合は、これらの差の周波数成分（例えば、ＬＯ１−ＬＯ２＝１０７５ＭＨｚ）が無視できないレベルで発生する。この周波数成分がＢＳ右旋円偏波用のＩＦ（１０３２ＭＨｚ〜１４８９ＭＨｚ）に干渉してしまい、受信映像が乱れる等の不具合が生じるおそれがある。

そこで、左旋円偏波用のＬＯの周波数を高くすることにより、ＬＯ１−ＬＯ２の周波数を低くした場合、左旋円偏波用ＩＦの周波数も低くなる。この結果、ＢＳ左旋円偏波用ＩＦがＣＳ右旋円偏波用ＩＦに近づき、両者間のガードバンドが十分に確保できなくなる。
また、右旋円偏波の周波数変換部と、左旋円偏波の周波数変換部とを分離することにより上述の干渉は回避できるが、構造が大型化してしまう上、一体化した基板による実現は難しかった。

本発明は、右旋円偏波用のＩＦに影響を与えることなく、左旋円偏波用のＩＦを生成できる放送波の受信装置を提供することを目的とする。

本発明に係る受信装置は、アンテナにより受信された放送波を、右旋円偏波及び左旋円偏波に分離する偏波分離部と、前記右旋円偏波に対して、第１局部発振周波数を減ずる第１演算により右旋中間周波へ周波数変換を行う第１周波数変換部と、前記左旋円偏波に対して、第２局部発振周波数を減ずる第２演算を複数回行うことにより左旋中間周波へ周波数変換を行う第２周波数変換部と、前記右旋中間周波及び前記左旋中間周波を合波する合波器と、を備える。

この構成によれば、受信装置は、左旋円偏波用の第２周波数変換部によって多段階の周波数変換を行う。これにより、左旋円偏波用の局部発振周波数が調整されるので、受信装置は、局部発振周波数の差分の周波数成分を調整して、右旋円偏波用の中間周波に影響を与えることなく、左旋円偏波用の中間周波を生成できる。

前記第２局部発振周波数、及び前記第１局部発振周波数と前記第２局部発振周波数との差の周波数は、前記第１演算又は前記第２演算により得られるいずれの中間周波の範囲にも含まれないように構成されてもよい。

この構成によれば、受信装置は、例えば２段階の周波数変換を行うことにより、放送波、及び各周波数変換後の周波数帯のいずれに対しても、局部発振周波数又は局部発振周波数の差分が重畳せず、干渉を回避できる。
また、右旋円偏波用及び左旋円偏波用それぞれの局部発振周波数、及び２つの局部発振周波数の差の周波数成分は、バンドパスフィルタ又はローパスフィルタにより容易に除去できる。

前記第２周波数変換部は、前記左旋中間周波の周波数範囲を所定値以上にするための前記第２局部発振周波数を用いてもよい。

この構成によれば、受信装置は、左旋円偏波用の中間周波を右旋円偏波用の中間周波の高周波側に配置することにより、左旋円偏波用の中間周波を、右旋円偏波用の中間周波との干渉を回避して配置できる。したがって、受信装置は、右旋円偏波及び左旋円偏波を受信した場合に、これら複数の放送波の中間周波を１本の同軸ケーブルで伝送できる。

本発明によれば、右旋円偏波用のＩＦに影響を与えることなく、左旋円偏波用のＩＦを生成できる。

実施形態に係る受信装置の構成を示すブロック図である。 実施形態に係る第１周波数変換部の構成を示す図である。 実施形態に係る第２周波数変換部の構成を示す図である。 ２段階の周波数変換を行わない場合の第１の例を示す図である。 ２段階の周波数変換を行わない場合の第２の例を示す図である。 ２段階の周波数変換を行わない場合の第３の例を示す図である。 実施形態に係る２段階の周波数変換を行った場合の左旋円偏波用ＩＦの生成例を示す図である。

以下、本発明の実施形態の一例について説明する。
本実施形態の受信システムは、受信装置１と、右旋円偏波用及び左旋円偏波用の放送チューナを有するテレビ又はビデオ等の受信機３とを備える。
受信装置１は、右旋円偏波及び左旋円偏波を、それぞれＩＦへ周波数変換し、左旋円偏波のＩＦを右旋円偏波のＩＦよりも高周波側に配置する。

図１は、本実施形態に係る受信装置１の構成を示すブロック図である。
受信装置１は、偏波分離部１１と、第１周波数変換部１２と、第２周波数変換部１３と、合波器１４と、混合器１５とを備える。

偏波分離部１１は、衛星放送受信アンテナ２により受信された放送衛星（ＢＳ及びＣＳ）の電波を、右旋円偏波と左旋円偏波とに分離する。なお、偏波分離部１１は、既存の偏波分離の方法を用いることができ、例えば、ハイブリッド回路を用いたもの、又は位相差板を用いたもの等であってよい。
偏波分離された右旋円偏波は、第１周波数変換部１２に入力され、左旋円偏波は、第２周波数変換部１３に入力される。

第１周波数変換部１２は、既定の第１局部発振周波数（例えば、ＬＯ１＝１０．６７８ＧＨｚ）を用いて、右旋円偏波をＩＦに周波数変換する。第１周波数変換部１２への入力周波数（ＲＦ１）からＬＯ１を引いた値が変換後の周波数（ＩＦ１＝ＲＦ１−ＬＯ１）となる（第１演算）。
これにより、ＢＳ及びＣＳの右旋円偏波の受信信号は、ＢＳ右旋円偏波用ＩＦ（ＢＳ右旋ＩＦ）及びＣＳ右旋円偏波用ＩＦ（ＣＳ右旋ＩＦ）となり、合波器１４に入力される。

第２周波数変換部１３は、第２局部発振周波数（例えば、ＬＯ２＝４．８０２ＧＨｚ）を用いて、左旋円偏波を、右旋円偏波用ＩＦよりも高周波側のＩＦに周波数変換する。
このとき、第２周波数変換部１３は、入力周波数（ＲＦ２）からＬＯ２を減ずる処理（第２演算）を複数回（例えば、２回）行う（ＩＦ２＝ＲＦ２−２×ＬＯ２）。以下、第２周波数変換部１３は、２段階の周波数変換を行うものとして説明する。

合波器１４は、第１周波数変換部１２及び第２周波数変換部１３により変換された各ＩＦを合成し、同軸ケーブルで伝送する。

混合器１５は、合波器１４により合成された衛星放送信号のＩＦと、地上ＴＶ又はケーブルＴＶの信号を合成し、同軸ケーブルで伝送する。

図２は、本実施形態に係る第１周波数変換部１２の構成を示す図である。
第１周波数変換部１２は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１２１と、ミキサ１２２と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１２３とを備える。

バンドパスフィルタ１２１によって不要波が除去されてＲＦ１が取り出され、ＬＯ１と共にミキサ１２２に入力される。
ミキサ１２２は、ＲＦ１及びＬＯ１から、第１演算によりＩＦ１（＝ＲＦ１−ＬＯ１）を生成する。
このとき、不要波であるイメージ（ＲＦ１＋ＬＯ１）及びＬＯ１は、ローパスフィルタ１２３によって除去される。

図３は、本実施形態に係る第２周波数変換部１３の構成を示す図である。
第２周波数変換部１３は、２つのミキサ１３２及び１３４と、２つのバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１３１及び１３３と、ローパスフィルタ１３５とを備え、２段階の周波数変換を行う。

バンドパスフィルタ１３１によって不要波が除去されてＲＦ２が取り出され、ＬＯ２と共にミキサ１３２に入力される。
２つのミキサ１３２及び１３４にそれぞれ供給される局部発振周波数は共通であってよく、この場合、１つのＬＯから分配されてもよい。出力周波数ＩＦ２は、「ＩＦ２＝ＲＦ２−２×ＬＯ２」となり、左旋円偏波用のＬＯを従来技術の１／２の周波数にできる。

ミキサ１３２からの出力側には、バンドパスフィルタ１３３が配置され、第２周波数変換部１３は、ＬＯ２及びイメージ（ＲＦ２＋ＬＯ２）を除去して、所望の出力（ＲＦ２−ＬＯ２）を取り出す。
また、ミキサ１３４からの出力側には、ローパスフィルタ１３５が配置され、第２周波数変換部１３は、ＬＯ２及びイメージ（ＲＦ２−ＬＯ２＋ＬＯ２）を除去して、所望の出力（ＩＦ２）を取り出す。

ここで、比較のため、第２周波数変換部１３による２段階の周波数変換を行わない場合の左旋円偏波用ＩＦの生成例を説明する。

図４は、本実施形態に係る２段階の周波数変換を行わない場合の第１の例を示す図である。
この例では、右旋円偏波用のＬＯの周波数として「ＬＯ１＝１０．６７８ＧＨｚ」を用い、左旋円偏波用のＬＯの周波数として「ＬＯ２＝９．６０３ＧＨｚ」を用いている。

この場合、ＬＯ１とＬＯ２の差の周波数成分「ＬＯ１−ＬＯ２＝１０７５ＭＨｚ」は、ＢＳ右旋ＩＦ（１０３２ＭＨｚ〜１４８９ＭＨｚ）に重なり、干渉してしまう。この結果、ＢＳ右旋円偏波による放送映像が乱れる等の不具合が生じる。

図５は、本実施形態に係る２段階の周波数変換を行わない場合の第２の例を示す図である。
この例では、第１の例に比べて、左旋円偏波用のＬＯの周波数を高くし、「ＬＯ２＝９．６４８ＧＨｚ」を用いている。

この場合、ＬＯ１とＬＯ２の差の周波数成分「ＬＯ１−ＬＯ２＝１０３０ＭＨｚ」は、ＢＳ右旋ＩＦよりも低域側となる。ところが、左旋円偏波用ＩＦの周波数も低くなるため、ＢＳ左旋ＩＦがＣＳ右旋ＩＦと１０ＭＨｚ差まで近づき、両者間のガードバンドが十分に確保できなくなる。

図６は、本実施形態に係る２段階の周波数変換を行わない場合の第３の例を示す図である。
この例では、ＬＯ２を調整して、ＬＯ１−ＬＯ２の周波数をＢＳ右旋ＩＦ内のチャンネル間に配置している。

例えば、ＬＯ２＝９．６０９ＧＨｚとすれば、ＬＯ１−ＬＯ２＝１０６９ＭＨｚとなる。この結果、ＬＯの周波数の差分の周波数成分を、ＢＳ右旋ＩＦの１チャンネルと３チャンネルとの間に配置できる。なお、この方法では、ＬＯの周波数の差分の周波数成分を、ＢＳ右旋のチャンネル番号（１，３，５，・・・，２１，２３）のうち、任意のチャンネル間に配置できる。

この場合、ＬＯ１−ＬＯ２の周波数から受信信号（ＩＦ）への干渉の影響は低減される。ところが、ＬＯ１−ＬＯ２の周波数成分は、ＢＳ右旋ＩＦの帯域内にあることに変わりはなく、フィルタで除去することはできない。

よって、ＬＯ１−ＬＯ２の周波数成分の電力レベルをＢＳ右旋ＩＦの信号レベルよりも十分低くできない場合、後段のアンプが飽和する等の理由により、受信品質が劣化するおそれがある。

図７は、本実施形態に係る２段階の周波数変換を行った場合の右旋円偏波用ＩＦの生成例を示す図である。

２段階の周波数変換を行うことにより、ＬＯ２は、例えば上記の第１の例（図４）の１／２に設定される。このＬＯ２（例えば、４．８０２ＧＨｚ）は、いずれの放送波（衛星放送、地上ＴＶ、ケーブルＴＶ）及びＩＦ、さらには、１段階目の変換後の周波数帯にも干渉しない。
さらに、ＬＯ１−ＬＯ２の周波数（５．８７６ＧＨｚ）も、いずれの放送波及びＩＦ、さらには、１段階目の変換後の周波数帯にも干渉しない。
よって、これらの不要波は、フィルタにより除去可能であり、所望のＩＦのみを取り出すことが可能である。

本実施形態によれば、受信装置１は、左旋円偏波用の第２周波数変換部１３にミキサを複数配置し多段階の周波数変換を行う。これにより、左旋円偏波用のＬＯの周波数が調整されるので、受信装置１は、２つのＬＯの周波数の差分の周波数成分を調整して、右旋円偏波用のＩＦに影響を与えることなく、左旋円偏波用のＩＦを生成できる。

さらに、受信装置１は、前述のＬＯ１及びＬＯ２を用いて２段階の周波数変換を行うことにより、放送波（衛星放送、地上ＴＶ、ケーブルＴＶ）、及び各周波数変換後の周波数帯のいずれに対しても、ＬＯの周波数又はＬＯの周波数の差分が重畳せず、干渉を回避できる。
なお、右旋円偏波用及び左旋円偏波用それぞれのＬＯの周波数、及び２つのＬＯの周波数の差の周波数成分は、バンドパスフィルタ１３３及びローパスフィルタ１３５により除去可能である。

また、２段階の周波数変換のそれぞれで使用されるＬＯ２は共通化されるので、第２周波数変換部１３は、単一の発振器により左旋円偏波に対して周波数変換処理を行える。
なお、受信装置１は、右旋円偏波について従来との整合性を保つので、回路や部品を共通化し、コストの低減を図ることができる。

受信装置１は、左旋円偏波用ＩＦの周波数範囲を右旋円偏波用ＩＦより高域側に配置するので、地上ＴＶ、ケーブルＴＶ及び右旋円偏波用ＩＦに加え、左旋円偏波用ＩＦについても、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、受信装置１は、右旋及び左旋の両円偏波の衛星放送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、受信装置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。

なお、本実施形態におけるＬＯ２（４．８０２ＧＨｚ）と周波数変換後の左旋円偏波用ＩＦとは一例であり、受信装置１は、ＬＯの周波数及びその差分による干渉を回避するように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の周波数が使用されてもよい。

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、主に受信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、受信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。

なお、受信装置１の適用場所に限定はない。例えば、受信装置１は、一般家庭住宅、集合住宅、オフィスビル、ホテル等さまざまな場所、施設に適用することができる。また、本願で用いた「宅内配線」という用語は、電気信号を伝達する用途で建物に配されている電気信号線の一例を示したものに過ぎず、何らの限定を意図する用語ではない。

１ 受信装置
１１ 偏波分離部
１２ 第１周波数変換部
１３ 第２周波数変換部
１４ 合波器
１５ 混合器

Claims (2)

1. アンテナにより受信された放送波を、右旋円偏波及び左旋円偏波に分離する偏波分離部と、
   前記右旋円偏波に対して、第１局部発振周波数を減ずる第１演算により右旋中間周波へ周波数変換を行う第１周波数変換部と、
   前記左旋円偏波に対して、第２局部発振周波数を減ずる第２演算を複数回行うことにより左旋中間周波へ周波数変換を行う第２周波数変換部と、
   前記右旋中間周波及び前記左旋中間周波を合波する合波器と、を備え、
   前記第２局部発振周波数、及び前記第１局部発振周波数と前記第２局部発振周波数との差の周波数は、前記第１演算又は前記第２演算により得られるいずれの中間周波の範囲にも含まれない受信装置。
2. 前記第２周波数変換部は、前記左旋中間周波の周波数範囲を所定値以上にするための前記第２局部発振周波数を用いる請求項１に記載の受信装置。

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