KR100636069B1 - A Method and Apparatus for FM broadcasting repeater using band division - Google Patents
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Abstract
본 발명은 대역분할을 이용한 에프엠(FM) 방송 재중계방법 및 장치에 관한 것으로, 외부 안테나와, 그 외부 안테나로부터 방송신호를 수신받아 저 잡음 증폭기로 적정한 크기의 신호로 증폭한 다음 이를 광으로 변환하여 광케이블을 통해 전송하는 FM 엘앤에이(LNA)와, 그 FM 앨엔에이로부터 광케이블을 통해 수신받은 신호를 대역에 따라 다른 이득을 가지도록 대역을 분할하여 증폭하여 균일한 출력을 가지게 한후 합산하고, 이를 전력증폭 한후 누설 동축케이블(RADIAX CABLE)을 통해 방사함과 아울러 조금 더 떨어진 곳에 높은 출력으로 방사하기 위해 광으로 변환하여 전송하는 메인 중계기와, 그 메인 중계기의 출력 신호를 광케이블을 통해서 전송받아 RF로 다시 변환되어져 필요한 곳에서 전력증폭 되고, 이를 누설 동축케이블을 통해 방사하는 서브 중계기를 포함하여 구성되며, 터널이나 지하철, 또는 건물의 지하 등 땅의 접지효과에 의해 전파가 미치지 못하는 지하환경에 FM 라디오 방송을 들을 수 있도록 FM방송을 중계하여 준다.The present invention relates to a method and apparatus for re-broadcasting FM broadcasting using band division, which receives a broadcast signal from an external antenna and the external antenna, amplifies the signal into an appropriate size signal using a low noise amplifier, and then converts the signal to optical. FM LNA transmitting through the optical cable and the signal received from the optical cable through the optical cable by amplifying by dividing the band to have a different gain according to the band to have a uniform output and then sum it up. After the power amplification, the main repeater radiates through the leakage coaxial cable (RADIAX CABLE) and converts it to optical for transmitting to a higher output in a little further distance, and the output signal of the main repeater is transmitted through the optical cable to RF Sub-relay that is converted back to power amplification where needed and radiated through leaky coaxial cable The configuration is included, gives the relay an FM station so you can listen to FM radio stations on the underground environment, propagation does not have the effect of grounding by the ground, including underground tunnels and subways, or building.
방송, 중계, 터널, 대역분할, 광Broadcast, Relay, Tunnel, Band Division, Optical
Description
도 1은 본 발명에 의한 대역분할을 이용한 에프엠 방송 재중계장치의 개요를 보인 블록도.1 is a block diagram showing an overview of an FM broadcast retransmission apparatus using band division according to the present invention.
도 2는 본 발명에 의한 FM LNA의 구성도.2 is a block diagram of an FM LNA according to the present invention.
도 3은 본 발명에 의한 메인 중계기의 구성도.3 is a block diagram of a main repeater according to the present invention.
도 4는 본 발명에 의한 대역분할회로의 구성도.4 is a block diagram of a band splitting circuit according to the present invention;
도 5는 본 발명에 의한 서브 중계기의 구성도.5 is a configuration diagram of a sub repeater according to the present invention.
도 6은 본 발명에 의한 대역분할 방식을 이용한 에프엠 방송 재중계 방법을 보인 흐름도.6 is a flowchart illustrating an FM broadcast retransmission method using a band division scheme according to the present invention.
도 7은 본 발명에 의한 대역분할 방식의 흐름도.7 is a flowchart of a band division scheme according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 외부 안테나 20, 30, 30i : 누설동축케이블10:
100 : FM 엘앤에이(LNA) 101, 201 : 광케이블100: FM LNA 101, 201: optical cable
110 : 고전압입력콘덴서 120 : FM 저역통과필터(LPF)110: high voltage input capacitor 120: FM low pass filter (LPF)
130 : 저전압 증폭부(MMIC) 140 : 감쇄기130: low voltage amplifier (MMIC) 140: attenuator
150 : 광트랜스미터 160 : 전원공급기150: optical transmitter 160: power supply
210 : 광신호 수신부 220 : 대역분할증폭부210: optical signal receiver 220: band division amplifier
230 : 방송신호출력부 240 : 광트랜스미터230: broadcast signal output unit 240: optical transmitter
250 : 전원공급기 260 : 마이크로 콘트롤러250: power supply 260: microcontroller
270 : 조작부 280 : 래치270: operation unit 280: latch
290 : 표시부 300, 300i : 서브 중계기290:
본 발명은 터널이나 지하철, 또는 건물의 지하 등 땅의 접지효과에 의해 전파가 미치지 못하는 지하환경에 FM 라디오 방송을 들을 수 있도록 FM 방송을 중계하여 주는 대역분할을 이용한 에프엠(FM) 방송 재중계 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention is a FM broadcast re-relaying method using a band-segmentation that relays the FM broadcast so that you can hear the FM radio broadcast in underground environments, such as tunnels, subways, or underground grounds of the building do not reach the radio wave And to an apparatus.
일반적으로 터널이나 지하상가 및 지하시설물이나, 전파 간섭이 많은 산악지역등에서는 전파 차폐 및 간섭현상으로 인하여 라디오 방송신호의 수신이 어려운 문제점이 있다. 이러한 문제점을 개선하고자 방송신호의 수신이 잘되는 지상에서 지상 안테나를 통해 수신하고, 수신된 신호를 증폭하여 터널이나 지하상가등의 내부에서 노출된 방사 안테나를 통해 방사함으로써 재중계 하고 있다.In general, the reception of radio broadcast signals is difficult due to radio wave shielding and interference phenomena in tunnels, underground shopping malls, underground facilities, and mountainous areas where radio wave interference is high. In order to improve such a problem, the broadcast signal is well received on the ground through the ground antenna, and the signal is amplified and radiated through the radiation antenna exposed from the inside of the tunnel or underground shopping mall.
기존의 FM 라디오 중계기의 방식에는 광대역방식, 스트레이트방식, 헤테로다인방식이 있는데 그 중 광대역 방식은 장치가 간단하며 비용이 저렴하고 추가되는 채널에 대하여 별도의 장치가 없어도 중계가 가능한 방식이지만 전력증폭기의 출력에는 한계가 있어 큰 신호와 작은 신호가 동시에 들어왔을 경우에는 큰 신호만 중계되고 작은 신호는 중계가 잘 되지 않는 경우가 있다.Conventional FM radio repeaters include broadband, straight, and heterodyne methods. Among them, the broadband method is simple, inexpensive, and capable of relaying additional channels without additional equipment. There is a limit to the output. When a large signal and a small signal come in at the same time, only a large signal is relayed and a small signal may not be relayed well.
즉 입력신호의 상태에 따라 영향을 많이 받는다. 또한 스트레이트방식과 헤테로다인방식은 공중에 방사되고 있는 채널을 선별하여 중계하여 주는 방식인데 이는 한 채널을 중계하기 위한 선별장치가 별도로 존재하여야 하기 때문에 여러 채널을 수신하기 위해서는 각 채널에 해당하는 선별장치를 원하는 채널 수 만큼 추가 하여야 한다. 그 때문에 장치가 복잡하고 비용이 비싸며 추가되는 방송이 있더라도 이를 중계할 수 없다.That is, it is greatly affected by the state of the input signal. In addition, the straight method and the heterodyne method select and relay channels that are radiated in the air. Since a separate sorting device must be provided to relay one channel, a sorting device corresponding to each channel is required to receive multiple channels. You must add as many channels as you want. As a result, the device is complex, expensive, and additional broadcasts cannot be relayed.
따라서 추가되는 방송을 중계하기 위해서는 추가적으로 비용이 필요하게 된다. 또한 한 채널을 선별하기 위한 필터가 여러 단 사용되기 때문에 노화에 따른 필터조정이 필요하여 유지보수에 곤란함이 있다.Therefore, additional costs are required to relay additional broadcasts. In addition, since several filters are used to screen one channel, maintenance of the filter is difficult due to aging.
본 발명은 종래의 광대역 방식이 가진 장점과 헤테로다인방식이 가진 장점을 동시에 수용 할 수 있는 것으로 FM 전체 대역(대한민국은 20MHz 밴드 , 88MHz ~ 108MHz)을 일정대역 들의 조합으로 구성하여 각 대역들의 증폭도를 달리 함으로써 전력증폭기의 부담을 덜어주고 입력된 신호를 균일화 시킴으로써 여러 채널을 모두 높은 출력으로 중계해 줄 수 있도록 한 대역분할을 이용한 에프엠 방송 재중계방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다. The present invention can accommodate the advantages of the conventional broadband method and the advantages of the heterodyne method at the same time to configure the entire FM band (South Korea 20MHz band, 88MHz ~ 108MHz) by combining a certain band of amplification degree of each band By reducing the burden of the power amplifier by differently to equalize the input signal to provide a method and apparatus for the FM broadcast re-relay using a band division to relay all the channels to a high output.
일반적인 방송신호는 가이드 채널을 사용함으로써 옆 채널간의 혼신을 방지하며 또한 지역마다 주파수 재사용을 위해 허가되는 방송의 주파수 간격도 조밀하게 허가되지 않는다.The general broadcast signal prevents interference between adjacent channels by using guide channels, and also does not densely permit frequency intervals of broadcasts that are allowed for frequency reuse in each region.
이를 이용하여 들어오는 방송 중 약한 신호들이 있는 밴드는 높은 이득으로, 강한 신호들이 있는 밴드는 낮은 이득으로 증폭하여 입력된 신호의 크기를 균일하게 하며, 각 밴드들의 중심주파수도 임의로 변경이 가능하도록 하여 재방송중계기의 설치자가 설정하는 방식에 따라 여러 밴드들의 조합을 달리하여 각 환경에 맞는 중계장치를 구성하게 된다.By using this, the bands with weak signals among the incoming broadcasts are amplified with high gain, the bands with strong signals are amplified with low gain to equalize the size of the input signal, and the center frequency of each band can be arbitrarily changed to rebroadcast. Depending on the way the installer of the repeater is set up to configure the repeater for each environment by varying the combination of the various bands.
이 밴드 조합을 이루는 필터들의 밴드 폭을 다양하게 할 수 있다. (예 : 8MHz , 5MHz , 2MHz 밴드 폭 등등) 추가되는 방송이 있을 경우에는 별도장치의 추가 없이 사용자의 기기조작에 의해서 방송을 할 수 있으며 한 채널을 선별하는 방식이 아니기 때문에 FM부가 방송이 있을 경우에도 이를 중계 할 수 있다.The band widths of the filters forming the band combination can be varied. (E.g. 8MHz, 5MHz, 2MHz bandwidth, etc.) If there is additional broadcasting, broadcasting can be done by user's device operation without adding additional device. You can also relay it.
그 외 특징으로 기존에 손실로 인하여 중계하기 힘든 비교적 먼 거리의 지역도 광으로 신호를 전송함으로써 양호하게 중계할 수 있다. 또한 손실이 적은 광케이블을 이용함으로써 차후 다른 시스템을 접목시키더라도 쉽게 확장을 할 수 있는 확장성을 가질 수 있다.In addition, relatively long distances, which are difficult to relay due to losses, can be relayed well by transmitting signals with light. In addition, the use of low-loss optical cables allows for scalability that can be easily extended to other systems in the future.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 대역분할을 이용한 에프엠 방송 재중계방법은, 외부 안테나를 통해 수신한 방송신호를 저잡음 증폭기를 통해서 적정 크기로 증폭하는 저잡음 증폭하여 광신호로 광케이블을 통해서 원격지의 메인 방송중계기 로 전송하는 전송과정과; 광신호를 수신하여 방송신호를 복원후 대역분할에 의해 각 대역별 서로 다른 이득으로 증폭하고 이를 합산후 전력증폭하여 누설동축 케이블을 통해서 방사함과 아울러 합산된 신호를 광신호로 변환하여 서브 중계기로 전송하는 메인 방송 중계 과정과; 서브 중계기에서 상기 광케이블을 통해 수신된 방송신호를 복원하여 전력증폭후 누설 동축케이블을 통해서 방사하는 서브 방송 중계과정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.The FM broadcast retransmission method using band division for achieving the object of the present invention is a low noise amplification to amplify a broadcast signal received through an external antenna to an appropriate size through a low noise amplifier to the main signal of a remote place through an optical cable as an optical signal A transmission process for transmitting to the repeater; Receives the optical signal, restores the broadcast signal, and then amplifies it with different gains for each band by band-dividing, adds it, amplifies it, radiates it through a leaky coaxial cable, and converts the summed signal into an optical signal to a sub repeater A main broadcast relaying process for transmitting; And a sub broadcast relay process of restoring the broadcast signal received through the optical cable in the sub repeater and radiating it through the leakage coaxial cable after power amplification.
또한, 상기와 같은 방법을 실현시키기 위한 대역분할을 이용한 에프엠 방송 재중계방송장치는, 외부 안테나와, 그 외부 안테나로부터 방송신호를 수신받아 저 잡음 증폭기로 적정한 크기의 신호로 증폭한 다음 이를 광으로 변환하여 광케이블을 통해 전송하는 FM 엘앤에이(LNA)와, 그 FM 앨엔에이로부터 광케이블을 통해 수신받은 신호를 대역에 따라 다른 이득을 가지도록 대역을 분할하여 증폭하여 균일한 출력을 가지게 한후 합산하고, 이를 전력증폭 한후 누설 동축케이블(RADIAX CABLE)을 통해 방사함과 아울러 조금 더 떨어진 곳에 높은 출력으로 방사하기 위해 광으로 변환하여 전송하는 메인 중계기와, 그 메인 중계기의 출력 신호를 광케이블을 통해서 전송받아 RF로 다시 변환되어져 필요한 곳에서 전력증폭 되고, 이를 누설 동축케이블을 통해 방사하는 서브 중계기를 포함하여 구성됨에 특징이 있다.In addition, the FM broadcast re-broadcasting apparatus using band division for realizing the above method receives an external antenna and a broadcast signal from the external antenna, amplifies the signal into an appropriate size signal using a low noise amplifier, and then converts the signal into an optical signal. FM LNA which converts and transmits through the optical cable and the signal received through the optical cable from the FM ALN by amplifying by dividing the band to have a different gain according to the band to have a uniform output, and then add up, After the power amplification, it radiates through a leaky coaxial cable (RADIAX CABLE), and a main relay that converts and transmits light to radiate a higher output at a further distance, and the output signal of the main repeater is transmitted through an optical cable to receive an RF. Is converted back to power and amplified where it is needed and radiated through a leaky coaxial cable. It is characterized in configured to include the sub-relays.
상기 대역분할 증폭은, 적어도 하나 이상 복수개의 대역으로 분할하되, 설치자가 설정하는 방식에 따라 여러 밴드들의 조합을 달리하여 각 환경에 맞는 복수의 대역들의 조합이 이루어지도록 하여 대역별 증폭을 하는 것을 특징으로 한다.The band-divided amplification is divided into at least one or more bands, and the band-specific amplification is performed by varying the combination of several bands according to a method set by the installer so that a plurality of bands can be combined for each environment. It is done.
상기 대역분할 증폭은, 방송 중 약한 신호들이 있는 밴드는 높은 이득으로, 강한 신호들이 있는 밴드는 낮은 이득으로 증폭하여 입력된 신호의 크기를 균일하도록 증폭하여 합산하는 것을 특징으로 한다.The band division amplification is characterized in that a band with weak signals during broadcasting is amplified with a high gain and a band with strong signals is amplified with a low gain to amplify and sum the size of the input signal uniformly.
상기 제1,제2RF믹서는, 사용자에 의해 설정된 중심주파수로 마이크로 콘트롤러가 PLL의 주파수를 가변시켜 상기 제1,제2믹싱단계의 중심주파수를 가변시킬수 있도록 이루어진다.The first and second RF mixers are configured to allow the microcontroller to vary the center frequency of the first and second mixing stages by varying the frequency of the PLL to the center frequency set by the user.
상기 서브 중계기로의 전송은, 적어도 하나 이상 복수개의 광트랜스미터를 구비하여 하나이상 복수의 서브 중계기로 전송하는 것을 특징으로 한다.The transmission to the sub repeater may include at least one or more optical transmitters and transmit the same to one or more sub repeaters.
본 발명은 FM라디오 방송 중계장치 이외에도 단방향 다채널 방송용 중계장치에 사용이 가능하며, 디지터 방송신호의 중계에도 적용할 수 있다.The present invention can be used not only for FM radio broadcasting relay apparatus but also for unidirectional multichannel broadcasting relay apparatus, and can be applied to relay of digital broadcasting signal.
이러한 본 발명의 특징은 대역분할에 의해 각 대역별 신호의 수신세기에 의해 증폭후 균등한 크기가 되도록 각 대역 분할과 대역별 증폭이득을 달리해서 증폭한다는데 특징이 있으며, 이는 FM 지하 재방송 중게기에 적용할 수 있는 것이다.The characteristics of the present invention are characterized by amplifying different band divisions and amplification gains for each band so as to have an equal magnitude after amplification by the reception strength of signals for each band by band division. It is applicable to.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 의한 대역분할을 이용한 에프엠 방송 재중계장치의 개요를 보인 블록도이다.1 is a block diagram showing an overview of an FM broadcast retransmission apparatus using band division according to the present invention.
이에 도시된 바와 같이, 크게 FM LNA(100)와, 메인 중계기(MAIN REPEATER)(200)와, 적어도 하나 이상의 서브 중계기(SUB REPEATER)(300)(300i)로 구성되어 있으며, 터널의 개수 또는 방송지역의 확장 여하에 따라 서브중계기(300i)를 증설할 수 있다.As shown in this figure, the
상기 FM LNA(100)는 외부 FM안테나(10)를 통해 방송신호를 수신받고, 광케이블(101)을 통해서 메인중계기(200)로 방송신호를 전송하도록 이루어지고, 메인중계기(200)에서 복수개의 서브 중계기(300, 300i)로 광케이블(201)을 통해 방송신호를 전송하며, 메인중계기(200)와 서브 중계기(300, 300i)에서는 각각 누설 동축케이블(20)(30, 30i)를 통해서 방송신호를 재중계하도록 구성된다.The FM LNA 100 receives a broadcast signal through an
이러한 구성으로 이루어진 본 발명은, 도 6에 도시된 바와 같이, 외부 안테나를 통해 수신한 방송신호를 저잡음 증폭하여 광신호로 광케이블을 통해서 원격지의 메인 방송중계기(200)로 전송하는 전송과정(S100)과, 광신호를 수신하여 방송신호를 복원후 대역분할에 의해 각 대역별 서로 다른 이득으로 증폭하고 이를 합산후 전력증폭하여 누설동축 케이블을 통해서 방사함과 아울러 합산된 신호를 광신호로 변환하여 서브 중계기(300)로 전송하는 메인 방송 중계 과정(S200)과, 서브 중계기(300)에서 상기 광케이블을 통해 수신된 방송신호를 복원하여 전력증폭후 누설 동축케이블을 통해서 방사하는 서브 방송 중계과정(S300을 수행하게 된다.According to the present invention having such a configuration, as shown in FIG. 6, a low noise amplification of a broadcast signal received through an external antenna is transmitted to a
먼저, 상기 FM LNA(100)에서는, 이는 외부의 FM신호를 받아 저 잡음 증폭기로 적정한 크기의 신호로 증폭한 다음 이를 광으로 변환하여 메인 중계기(200)로 전송하여 준다. 광으로 전송하기 때문에 거리의 제약을 많이 받지 않으며 공사가 용이하다.First, in the
상기 메인 중계기(200)로 들어온 신호는 대역에 따라 다른 이득을 가지게 되어 대체적으로 균일한 출력을 가지게 되고 이를 전력증폭 하여 누설 동축케이블(RADIAX CABLE)(20)을 통해 방사된다. 또한 이러한 신호를 조금 더 떨어 진 곳에 높은 출력으로 방사하기 위해 광으로 변환하여 서브 중계기(300)(300i)로 보내게 된다.The signal coming into the
상기 서브 중계기(300, 300i)로 보내어진 신호는 RF로 다시 변환되어져 필요한 곳에서 전력증폭 된다. 또한 이러한 서브중계기(300, 300i)는 필요한 곳의 수에 맞추어 증설이 가능하다.The signal sent to the
외부 안테나를 통해 수신한 방송신호를 저잡음 증폭하여 광신호로 광케이블을 통해서 원격지의 메인 방송중계기(200)로 전송하는 전송과정(S100)은, FM LNA(100)에 의해 수행되며, 이는 도 2에 도시된 바와 같이 구성된다.A low noise amplification of the broadcast signal received through the external antenna to transmit the optical signal to the
도 2는 본 발명에 의한 FM LNA의 구성도이다. 이에 도시된 바와 같이, 입력 회로에 고압의 DC전원이 들어가는 것을 방지해 주는 고전압 콘덴서(110)와, 입력신호 중 FM 신호 외의 입력신호를 들어오지 못하게 하는 FM 저역통과필터(LPF)(120)와, 그 저역통과 필터(120)를 통해 입력되는 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(130)와, 그 증폭기(130)의 출력과 다음단의 임피던스 매칭을 위한 2dB 감쇄기(140)와, 감쇄기(140)에 의해 임피던스 매칭된 신호를 광케이블(101)을 통해 전송하기 위한 광 트랜스미터(150) 및 각부에 전원을 공급하는 전원 공급기(160)를 포함하여 구성된다.2 is a block diagram of an FM LNA according to the present invention. As shown therein, the
이와 같이 구성된 FM LNA(100)는, 입력된 신호 중 급작스런 서지나 DC등은 고전압 입력 콘덴서(110)에 의해 차단되고, 입력 신호 중 FM대역보다 낮은 신호는 FM안테나에서 쉽게 잡히지 않고 FM대역보다 높은 신호는 FM저역통과필터(LPF)(120)에서 제거된다. 이렇게 입력된 FM신호를 잡음지수가 낮은 저잡음 증폭기(MMIC)(130)에서 증폭하여 광 트랜스미터(150)로 전송된다. 이때 광 트랜스미터(150)와 증폭기(130)와의 임피던스 매칭을 보다 확실하게 하기 위하여 2dB 감쇄기(140)를 사이에 삽입 하였다.The
상기 FM LNA(100)에서 광케이블(101)을 통해 전송된 신호는 메인중계기(200)에서 수신하여 방송 중계를 하는데, 그 메인 중계기(200)에서는 광신호를 수신하여 방송신호를 복원후 대역분할에 의해 각 대역별 서로 다른 이득으로 증폭하고 이를 합산후 전력증폭하여 누설동축 케이블을 통해서 방사함과 아울러 합산된 신호를 광신호로 변환하여 서브 중계기로 전송하는 메인 방송 중계 과정(S200)을 수행한다.The signal transmitted from the
상기 메인 방송 중계 과정(S200)은, 광케이블을 통해 수신된 방송신호를 광리시버로 수신하여 FM신호로 변환하여 잡음제거 후 증폭하는 광신호 수신단계(S210)와, 수신된 광신호를 복수의 신호단으로 분배하여 대역별로 분할하고 이를 각 대역별로 이득을 서로 다르게 증폭하고 다시 합산하는 대역분할 증폭단계(S220)와, 그 대역분할후 증폭이 이루어져 합산된 신호를 필터링하고 다시 증폭한 후 전력증폭을 하여 누설 동축케이블을 통해 방사하는 방송신호 출력단계(S240)와; 상기 방송신호 방사단계에서 필터링 후 증폭된 신호를 분배기를 통해 분배하여 (S230) 광트랜스미터를 통해 광신호로 변환하여 광케이블(201)을 통해서 서브 중계기(300)로 전송하는 전송단계(S250)를 수행하게된다.The main broadcast relay process (S200), an optical signal receiving step (S210) for receiving the broadcast signal received through the optical cable to the optical receiver to convert the FM signal to remove the noise after amplification, a plurality of signals The band division amplification step (S220) of dividing the signal into bands and dividing them by bands and amplifying and re-adding the gains for each band, and after amplifying the bands, filters the summed signals and amplifies the power amplification again. And broadcast signal output step of emitting through the leak coaxial cable (S240) and; In step S250, the signal amplified after filtering in the broadcast signal distribution step is distributed through a splitter, converted to an optical signal through an optical transmitter, and transmitted to the sub-relay 300 through an
상기와 같은 메인 방송 중계과정을 수행하기 위한 메인 방송 중계기는 도 3에 도시된 바와 같이 구성된다.The main broadcast repeater for performing the main broadcast repeating process as described above is configured as shown in FIG. 3.
도 3은 본 발명에 의한 메인 중계기의 구성도이다.3 is a configuration diagram of a main repeater according to the present invention.
이에 도시된 바와 같이, 광케이블(101)로부터 입력되는 신호를 고압콘덴서를 포함하는 광리시버(211)를 통해 수신하여 대역통과필터(212)를 통한후 AGC 증폭부(213)를 통해 다음단에서 처리하기 알맞은 크기로 증폭을 하는 광신호 수신부(210)와, 그 광신호 수신부(210)의 신호를 입력신호 분배기(221)를 통해 분배하여 각 대역별로 다수개의 대역분할회로(222)를 통해 하는 각각 다른 이득으로 증폭하고 출력신호 합산기(223)를 통해서 합산하여 출력하는 대역분할증폭부(220)와, 그 대역분할증폭부(220)의 출력을 밴드패스필터(231)를 통하고 이득 증폭부(232)를 통한후 분배기(233)를 통해서 전력증폭기(234) 및 전력 저역통과필터(235)를 통한후 누설 동축케이블(20)을 통해서 방송신호를 방사하는 방송신호 출력부(230)와, 상기 방송신호 출력부(230)의 상기 분배기(233)에서 분배된 신호를 광신호로 변환하여 광케이블(201)을 통하여 적어도 하나 이상의 서브 중계기(300)로 방송신호를 전송하는 적어도 하나 이상 구비되는 광트랜스미터(240)와, 상기 대역분할증폭부(220)의 각 대역분할회로의 PLL 중심주파수 대역을 조정하기 위한 마이크로 콘트롤러(260)와, 그 마이크로 콘트롤러(260)를 통해 중심주파수 설정을 하기 위한 조작부(270)와, 설정 중심주파수 정보를 저장하는 래치(280)와, 조작 및 동작 상태를 표시하는 표시부(290)와, 상기 각부에 전원을 공급하는 전원공급기(250)를 포함하여 구성된다.As shown in the drawing, the signal input from the
이와같이 구성되는 메인 중계기(200)는, 상기 FM LNA(100)로부터 광으로 전송되어진 신호를 광리시버(211)를 통해서 다시 FM신호로 변환하고 변환과정에 생긴 다른 신호들을 20MHz 밴드패스필터(BPF)(212)로 제거한다. ACG증폭부(213)를 통해 알맞은 크기로 증폭되어진 신호는 9분배기(221)를 지나 각각의 대역분할회로(222)로 입력 되어진다. 즉 20MHz 밴드를 9개의 주파수 대역으로 분할하여 각각 다른 이득으로 증폭하며, 9개로 분할 하여야 할 이유가 없다면 더 작은 수로 대역을 분할하고, 분배기(221)의 남은 단자는 임피던스 매칭을 위해 더미 처리한다.The
여기서 상기 상기 대역분할 증폭부(220)는, 도 7에 도시된 바와 같은 대역분할 증폭단계(S220)를 수행하는데, 이는 분배기(221)에서 분배되어 입력된 방송신호를 믹서를 통해 PLL의 중심주파수와 믹싱하여 중간주파수 대역으로 변환하는 제1믹싱단계와, 그 중간주파수 대역으로 변환한후 임피던스 매칭을 위한 감쇄 및 소정 크기로 증폭하는 증폭단계와, 증폭된 신호를 원하는 주파수 대역폭 만을 통과시켜 필터링하는 대역필터링 단계와, 그 원하는 주파수 대역의 신호를 PLL의 중심주파수와 믹싱하여 원래 대역의 주파수로 변환시킨후 필터링하여 출력하는 제2믹싱단계를 수행하도록 이루어진다.Here, the
상기와 같은 대역분할 증폭방법은 도 4에 도시된 본 발명에 의한 대역분할회로에서 수행된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 대역분배기(221)로부터 입력된 신호의 잡음제거 필터링을 하는 저역통과필터(401)와, 그 저역통과 필터(401)의 출력신호를 중간주파 대역으로 변환하는 제1RF 믹서(402)와, 그 제1RF 믹서(402)의 중간주파 신호를 다음단과의 임피던스 매칭을 위해 감쇄시키는 가변감쇄기(403)와, 그 가변감쇄기(403)의 출력신호를 소정의 크기로 증폭하는 증폭부(404)와, 그 증폭부(404)의 출력신호를 소정의 대역만 통과시켜 대역분할를 하는 소우(SAW) 대역통과필터(405)와, 그 대역통과 필터(405)를 통해 소정대역만 통과된 주파수 대역 을 가지도록 믹서시키는 제2RF믹서(406) 및 그 제2 RF믹서(406)의 신호를 필터링하여 출력하는 저역통과 필터(407)와, 주파수 가변기능을 가지고서 상기 제1, 제2 RF믹서(406)의 중심주파수 대역을 조절하기 위한 PLL(408)을 포함하여 구성된다.The band division amplification method as described above is performed in the band division circuit according to the present invention shown in FIG. As shown in FIG. 4, a
이와 같이 구성된 대역 분할 회로(222)는, 전체 20MHz대역의 신호는 대역분할회로(222)로 입력되면, 저역통과필터(401)를 통한 후 제1 RF믹서(402)를 통해 중간주파수 대역으로 변환되게 되고, 가변 감쇄기(403) 및 증폭부(404)를 통해서 적당한 크기로 조정되어진 후 SAW 필터(405)를 통해 원하는 주파수 대역만 걸러지게 된다. 이를 다시 제2 RF믹서(406)를 통해 원래의 대역으로 변환하게 되면 SAW필터의 대역에 해당하는 만큼의 주파수대역을 가지게 되며, 이 주파수 대역의 중심주파수는 PLL(408)의 주파수에 따라 변화시킬 수 있다. 즉 SAW필터(405)의 대역폭에 따라서 대역의 폭이 정해지고 PLL(408)의 주파수에 따라 중심주파수가 바뀌어 지게 된다. 여기서는 SAW 필터(405)의 대역은 0.5 ~ 10MHz 대역을 예로 하였다.In the
그리고, 상기 PLL(408)은, 설치자가 현장의 방송 수신감도를 미리 측정하여 수신강도에 의해 대역으로 할당하고, 각 대역으로 분할될 수 있도록 마이크로 콘트롤러(260)에 미리 분할할 대역별 중심주파수를 설정하고, 마이크로 콘트롤러(260)가 설정된 각 대역별 중심주파수에 의해 PLL(408)의 주파수를 가변시켜 상기 제1,제2RF믹서(402)(406)의 중심주파수를 가변시킬 수 있도록 이루어진다.In addition, the
즉, 상기 PLL의 중심 주파수는 마이크로 콘트롤러(260)에 의해 중심주파수를 제어하여 설정하게 되며, 이는 조작부(270)를 통해 사용자가 조작하면 래치(280)에 저장하여 설정치를 이용해서 마이크로 콘트롤러(260)가 제어하게 되는 것이다. 여 기서 조작부(270)는 별도 구비된 PLC조작부일수도 있지만 PLC나 노트북 컴퓨터등을 연결하여 마이크로 콘트롤러(260)에 설정제어를 할수 있는 수단이면 된다. 이 경우 표시부(290)는 동작 상태 표시용 LED만 구비해도 된다.That is, the center frequency of the PLL is set by controlling the center frequency by the
여기서, 상기 증폭부(404)는, 설치자가 미리 실험에 의해 현장의 수신감도를 측정하여 방송 중 약한 신호들이 있는 밴드는 높은 이득으로, 강한 신호들이 있는 밴드는 낮은 이득으로 증폭하도록 마이크로 콘트롤러(260)에 증폭 이득을 설정하고, 그 마이크로 콘트롤러(260)가 상기 증폭부의 증폭 이득을 제어하여 입력된 신호의 크기가 각 대역별로 대체적으로 균일하도록 증폭하는 것이다. 물론 대역을 분할 하는 방법에 있어서도 미리 수신 감도에 때른 대역별로 분할 할수 있도록 PLL의 중심 주파수를 설정하여 마이크로 콘트롤러 에 의해 제어하게 한다.Here, the
여기서, 상기 마이크로 콘트롤러(260)를 사용하지 않고 각 증폭부(404)에 가변저항을 설치하여 설치자가 중계기 설치시에 각 대역별로 증폭 이득을 수동을 세팅시켜 구성할 수도 있으며, 이는 마이크로 콘트롤러를 사용하지 않고 장치를 단순 구조로 구성하기 위한 것이다. Here, the variable resistor is installed in each of the
이런 대역분할회로(222)를 통해 20MHz 대역을 일정 대역들의 조합으로 이루게 되고 각 대역의 증폭도를 다르게 조절하여 입력신호를 각 대역별 크기가 대체적으로 균일하게 할 수 있는 것이다. 여기서 균일하도록 한다는 의미는 각 대역별 신호의 크기가 동일하게 한다는 의미가 아니라 증폭후의 각 대역별 신호의 세기가 소정 범위 이내에 모두 만족하도록 함으로써, 합산후 방사하였을때, 전 대역이 고른 수신감도를 나타낼수 있도록 하는 것이다. Through the band split
따라서, 대역분할회로(222)를 통해서 각 대역별로 방송 중 약한 신호들이 있는 밴드는 높은 이득으로, 강한 신호들이 있는 밴드는 낮은 이득으로 증폭하여 입력된 신호의 크기를 균일하게 하며, 각 밴드들의 중심주파수도 임의로 변경이 가능하도록 하여 재방송중계기의 설치자가 설정하는 방식에 따라 여러 밴드들의 조합을 달리하여 각 환경에 맞는 중계장치를 구성할 수 있다. Therefore, through the
여러 개의 대역분할회로(222)에서 나온 각각의 신호들은 9WAY 합산기(223)를 통해 합쳐지게 되어 20MHz의 밴드를 이루게 되고, 그 뒤 저역통과 필터(231)를 통해 PLL주파수(로컬주파수)는 제거되고 FM신호만 남게 도며, 이득 증폭부(232)를 통해서 소정크기로 증폭된다.The signals from the multiple band split
이렇게 조절된 신호들 분배기(233)를 통해 여러 개의 SUB 중계기(REPEATER)(300, 300i)로 갈 수 있도록 하여주고, 분배된 신호 중 하나는 메인 중계기(MAIN REPEATER) 내부의 전력증폭기(234)를 통하여 증폭되어진 후 파워저역통과필터(LPF)(235)를 통해 스퓨리어스가 제거되고, 누설 동축케이블(20)을 통해 지하환경에 방사된다. 또한 분배되어진 나머지 신호들은 광 트랜스미터(240)를 통해 광으로 변환된 광케이블(201)을 통해서 후 각각의 서브 중계기(SUB REPEATER)로 전송되어진다. The adjusted signals
도 5는 본 발명에 의한 서브 중계기의 구성도이다.5 is a configuration diagram of a sub repeater according to the present invention.
이에 도시된 바와 같이, 광 케이블(201)을 통해서 메인 중계기(200)로부터 전송된 신호를 수신받는 광리시버(310)와, 그 광리시버(310)의 신호에서 소정 대역만을 통과시키는 대역통과필터(320)와, 그 소정댜역으로 걸러진 신호를 방사하기 위한 소정 크기로 증폭하는 드라이브 증폭부(330)와, 증폭된 신호의 전력을 증폭하는 전력증폭기(340)와, 전력증폭된 신호의 잡음을 제거하여 누설 동축케이블(30)을 통해서 방사하는 FM 저역통과필터(350)와, 각부 전원을 공급하는 전원 공급기(360)를 포함하여 구성된다.As shown in the figure, an
이와 같이 구성된 서브 중계기(300)는, 입력된 광 신호들은 광 리시버(310)를 통해 RF신호로 변환되고 변환과정에서 생성된 다른 신호들은 대역통과필터(BPF)(320)를 지나면서 제거된다. 이러한 신호를 드라이브 앰프(330)에서 적당한 신호로 증폭하고, HPA(전력증폭기)(340)에서 증폭되어진 후 LPF(350)를 통해 스퓨리어스가 제거되어 누설 동축케이블(30)로 방사되어진다.In the
이와 같은 본 발명에서는 중계기 내의 거의 모든 회로는 자동으로 조절 할 수 있게 되어 있으나 사용자의 설정에 따라 대역분할 회로의 중심주파수는 변경하여야 하므로 이는 마이크로 콘트롤러(260)와 래치(280)를 사용하여 디지털로 제어한다. 즉, 사용자가 조작부(270)를 통해 표시부(290)를 보면서 중계 주파수를 설정하고, 마이크로 콘트롤러(260)는 래치(280)에 각 대역분할회로(222)의 PLL들의 중신 주파수 제어를 위한 정보를 저장하여두고, 그 정보에 의거하여 PLL의 로컬 주파수를 변경하면 대역분할 회로의 중심주파수가 변경되므로 PLL의 주파수설정만 제어하게 된다.In the present invention, almost all the circuits in the repeater can be automatically adjusted, but the center frequency of the band-slicing circuit should be changed according to the user's setting, which is digitally controlled using the
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은, 대역분할회로를 통해서 각 대역별로 방송 중 약한 신호들이 있는 밴드는 높은 이득으로, 강한 신호들이 있는 밴 드는 낮은 이득으로 증폭하여 입력된 신호의 크기를 균일하게 하며, 각 밴드들의 중심주파수도 임의로 변경이 가능하도록 하여 재방송중계기의 설치자가 설정하는 방식에 따라 여러 밴드들의 조합을 달리하여 각 환경에 맞는 중계장치를 구성할 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, according to the present invention, bands with weak signals during broadcasting for each band are amplified with high gain, and bands with strong signals are amplified with low gain, so that the size of the input signal is uniform. In addition, the center frequency of each band can be arbitrarily changed, so that the combination of the various bands can be varied according to the method set by the installer of the rebroadcast repeater to configure a repeater suitable for each environment.
또한 본 발명은 별도장치의 추가 없이 사용자의 기기조작에 의해서 방송을 할 수 있으며 한 채널을 선별하는 방식이 아니기 때문에 FM부가 방송이 있을 경우에도 이를 중계 할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention can be broadcast by the operation of the user's device without the addition of a separate device, and because it is not a method of selecting one channel, there is an effect that can be relayed even if there is FM broadcast.
또하느 본 발명은 기존에 손실로 인하여 중계하기 힘든 비교적 먼 거리의 지역도 광으로 신호를 전송함으로써 양호하게 중계할 수 있는 효과가 있고, 손실이 적은 광케이블을 이용함으로써 차후 다른 시스템을 접목시키더라도 쉽게 확장을 할 수 있는 확장성을 가지는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect that it can be relayed well by transmitting signals even in a relatively long-distance area that is difficult to relay due to the existing loss, and easy to use other systems in the future by using a low-loss optical cable This has the effect of having extensibility to scale.
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