KR20010100257A - 텔레비젼의 다채널 무선 송수신 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가입자 영역(예: 집, 사무실 등)에 수신되는 텔레비젼 신호를 근거리에 있는 다수개의 타 텔레비젼으로 무선 송신하기 위한 장치에 관한 것으로, 특히, 가입자 영역에 유입되는 텔레비젼 신호 유입 종단점에 설치되어, 입력되는 다채널의 텔레비젼 신호를 증폭하는 공중파수신기와; 상기 공중파수신기에 접속되어, 입력되는 신호를 무선 송신하는 송신모듈과; 텔레비젼의 신호입력단에 설치되어, 상기 송신모듈에서 전송된 신호를 수신하여 텔레비젼에 인가하는 공중파수신기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 텔레비젼의 다채널 무선 송수신 장치이다.

이러한 본 발명은, 가정내의 유선 선로를 무선 선로로 대체함으로 인해, 첫째. 미관상의 거추장 스러움을 해결 하는 효가가 있고, 둘째. 유선선로 사용시 동축 케이블이 부식되어 수신상태가 용이하지 않아 주기적으로 선로 유지보수 비용이 필요치 않다는 효과가 있고, 셋째. 본 발명기를 설치함으로써 전원선이 있는 곳이라면 장소에 구애를 받지 않고 TV를 시청할 수 있다는 효과가 있고, 넷째. 유선방송이나 CATV 시청시 각 TV 수상기 1EA 만 시청이 가능하던 것을 별도의 장치없이 집안의 모든 TV에서 시청이 가능하다는 효과가 있다.

또한, 본 장치를 컴퓨에 연결하였을 시 별도의 장치없이 컴퓨터의 모니터를 일반 TV로도 시청이 가능하므로 1대의 컴퓨터로 모든 TV를 통해 인터넷 사용이 가능하게 된다는 효과 및 역으로 컴퓨터의 모니터로 일반 TV의 시청이 가능하다는 효과가 있다.

Description

텔레비젼의 다채널 무선 송수신 장치{WIRELESS TRANSFER SYSTEM FOR MULTI-CAHANNEL TELEVISION}

본 발명은 가입자 영역(예: 집, 사무실 등)에 수신되는 텔레비젼 신호를 근거리에 있는 다수개의 타 텔레비젼으로 무선 송신하기 위한 장치에 관한 것으로, 특히, 안테나를 통해 수신(예: 텔레비젼 신호, 위성방송 신호)되거나, 또는 동축케이블등의 전송선로를 따라 전송(예: CATV 신호, 유선방송 신호)되는 다채널의 텔레비젼 신호 유입 종단점에 공중파수신증폭기 및 송신모듈을 설치하여 다채널의 텔레비젼 신호를 증폭하여 무선 송신하면, 이를 텔레비젼의 신호 입력단에 설치된 공중파수신증폭기에서 수신하여 텔레비젼에 입력시킴으로써, 텔레비젼 신호 유입 종단점과 각 텔레비젼을 연결하는 전용 케이블 없이도 근거리에 위치한 텔레비젼 각각에서 다채널의 텔레비젼 신호를 무선 수신하여 시청할수 있도록 한 것이다.

주지하다시피, 텔레비젼은, 도1에서 도시되는 바와 같이, 방송국에서 송출하는 다채널의 음성신호와 영상신호(상기 음성신호와 영상신호를 합하여 텔레비젼 신호라 한다. 이하 같다)를 안테나와 튜너를 통해 수신, 증폭하여 브라운관 및 스피커를 통해 표출하여 주는 장치이다.

즉, 음성신호를 마이크로폰을 통해 전기신호로 바꾸고, TV 카메라로서 영상신호를 전기신호로 변환시킨 후, 이 신호를 동기신호와 혼합하여 VHF나 UHF전파에 실어서 송신안테나로부터 공간에 방출시키면, 수신측에서 수신안테나를 통해 전파를 수신하여, 영상신호, 동기신호, 음성신호로 분류하여 스피커와 브라운관에 이신호들을 인가하여 영상과 음성을 재생시키는 것으로, 근래에는 방송국 송신안테나(송신탑)를 통해 송신되는 텔레비젼 신호 외에 CATV나, 유선방송을 통해 전송되는 더욱 많은 수의 텔레비젼 신호를 함께 재생하여 준다.

도2는 텔레비젼의 구성을 나타낸 블록도이다.

한편, 상기 텔레비젼 신호는 [표1]에서 도시되는 바와 같이, 각 채널이 6[MHz]의 밴드폭을 갖는데, 이 주파수 대역안에 음성 및 영상신호를 넣어 사용한다. 이때, 합성영상신호를 전파로 보낼때에는 그대로는 전파되지 않으므로 VHF나 UHF전파에 얹어서(변조시켜) 송출한다. 음성신호는 영상반송파보다 4.5[MHz] 높은 반송파를 사용하고 있는데, 방송국에서는 영상 및 음성신호를 전파로 만들어 멀리 보내게 된다.

VHF	UHF
채널번호	주파수대역(MHz)	영상주파수(MHz)	음성주파수(MHz)	채널번호	주파수대역(MHz)	영상주파수(MHz)	음성주파수(MHz)
2	54∼60	55.25	59.75	14	470∼476	471.25	475.75
3	60∼66	61.25	65.75	15	476∼482	477.25	481.75
4	66∼72	67.25	71.75	：
5	76∼82	77.25	81.75	32	578∼584	579.25	583.75
6	82∼88	83.25	87.75	33	584∼590	585.25	589.75
7	174∼180	175.25	179.25	：
8	180∼186	181.25	185.75	45	656∼662	657.25	661.75
9	186∼192	187.25	191.75	：
10	192∼198	193.25	197.25	57	728∼734	729.25	733.75
11	198∼204	199.25	203.75	：
12	204∼210	205.25	205.25	82	878∼884	879.25	883.75
13	210∼216	211.25	211.25	83	884∼890	885.25	889.75

도3은 텔레비젼 송신기의 구성을 나타낸 블록도로, 도면에서 도시되는 바와 같이, 텔레비젼 카메라로 잡은 광학상을 R, G, B의 세가지 원색 화상으로 분해한 다음 이 광학상을 3개의 촬상간을 사용하여 전기적인 상으로 바꾼 후, 이를 규칙적으로 분해하여 화상의 전기신호(R, G, B의 원색 신호)(이를 영상 신호라 한다)로만들어, 이 영상 신호에 화상의 분해 상황을 나타내는 동기 신호를 부가하여 텔레비젼 신호(합성 영상 신호)를 만들고 이것을 영상 송신 장치에 보내어 전파에 실어서 송신 안테나에서 송출한다.

그러면, 수신측에서는 많은 TV 전파 중에서 수신하고자 하는 채널의 전파를 선택하여 증폭과 검파의 과정을 거쳐서 영상 신호와 음성신호를 가려내고 이중에서 영상신호는 다시 색신호 재생회로에 가해져서 R, G, B의 원색 신호로 바뀐다음 컬러 수상기에 가하게 된다.

도4는 텔레비젼 수신기의 구성을 나타낸 블록도이다.

한편, 텔레비젼 안테나선은 원칙적으로 1대의 TV 단자에만 연결하여야 하는데, 2대 이상의 수상기에 연결하는 경우에는 도 5와 같이 분배기를 사용하여야 한다. 분배기를 사용하지 않고 분기 접속하면 색이 나오지 아니하거나 색상이 나쁘게 된다. 이때 안테나와 케이블, 케이블과 수상기와는 임피단스가 맞아야 한다(임피던스 정합). 도6은 임피던스 정합을 이루기 위한 정합기의 사용예를 나타낸 것이다.

VHF/UHF가 모두 방송되고 있는 경우 안테나로부터 텔레비젼기까지 신호를 전송시키려면 2개의 케이블이 필요하다. 그러나 이러한 경우 도 7과 같이 혼합기 또는 분파기를 사용하면 1개의 케이블로 전송이 가능하다.

이하, CATV, 또는 유선방송 송수신 시스템에 대해 설명하면 다음과 같다.

유선방송은 영상 및 음성 그리고 음향등을 유선 정보 통신 시설을 이용하여 가입자에게 송신하는 다채널 방송으로, 도8에서 도시되는 바와 같이, 종합 유선 방송의 구성은 헤드엔드(Head End)등의 송출 설비를 설치한 유선 방송국과케이블(Cable) 및 중계 증폭기등의 전송 설비를 이루는 전송로 그리고 옥내배선 및 변환기(Converter)등의 옥내 설비로 이루어진 가입자 장치로 구성되어 있으며, 방송위성과 통신 위성 등에 의해 구성되기도 한다.

종합 유선방송이 제공하는 서비스는 텔레비젼 방송 외에 FM 음악 방송 및 방범 방재, 계량기 원격 검침, 여론조사, Videotex등을 부가 할 수 가 있다.

종합 유선방송 시설이 다른 방송의 통신설비와 다른점은 헤드엔드 이후부터 옥내설비까지의 시설이다.

도9는 헤드엔드의 구성을 나타낸 도면으로, 헤드엔드 장치는 안테나로 수신한 TV 신호 또는 FM 신호의 레벨을 조정하여 전송로로 송출하는 기능을 가진다.

한편, 유선방송, 또는 CATV의 전송로는 전송선로와 중계증폭기로 구성되어 있으며, 중계 증폭기는 전송 선로의 감쇄특성을 보상한다.

CATV 시스템은 수지형망이 가장 많이 사용되고 있으며 전송 선로는 분기 및 분배가 간편한 동축 케이블이 사용된다. 수지형망으로 구성하는 CATV 시스템에서는 중계증폭기가 전송선로인 동축 케이블의 감쇄특성을 보상한다.

유선방송에서 중계회선으로서 유선 중계 전송 회선과 무선 중계 회선이 있다. 유선전송방식에는 동축전송방식과 광섬유 케이블 전송방식을 많이 사용한다.

한편, 텔레비젼과 CATV 시스템 사이에 부가적인 기능을 수행하는 장치를 CATV 가입자 단말장치라 하는데, 가입자 단말 장치는 TV 수상기와 HTU(Home Terminal Unit)등으로 되어 있으며 컨버터는 일반적으로 TV 수상기 위에 설치하고 원격조정기(remote control)로 채널을 변경 시킨다.

가입자 단말장치에서는 TV 수상기의 수신 능력을 보완하거나 넓히며 특정한 단말을 방송국에서 원격 제어할 수 있는데, 가입자측에서 방송국에 응답신호를 보낼 수 있는 기능이 있으며 데이터 통신에 있어서 여러 가지 프로토콜에 대한 종합 홈 터미널등이 구비되어 있다.

그러나, 상기에서 설명한 바왁 같이, 공중파를 유선 인입선 케이블을 통해 유입하여 TV 신호를 수신하는 방식은, TV가 있는 방마다 케이블을 설치해야 함으로인해, 첫째, 설치비용이 증가한다는 문제점이 있고, 둘째, 각 텔레비젼을 유선을 통해 연결하여야 함으로 인해 미관을 해치게 된다는 문제점이 있고, 셋째, 유선방송 등과 같이, 인입선을 통해 들어온 전송로의 광대역 신호를 컨버터를 통해서 TV 단자에 연결 하였을 경우에는, 종래 사용하던 텔레비젼의 채널변환장치(채널스위치, 리모콘 등)가 무용지물이 된다는 문제점이 있고, 넷째, 텔레비젼과 컴퓨터 모리터를 연계시킬 수 없다는 문제점 및, 다섯째, 각 텔레비젼을 연결하는 전송선로는 그 노화정도에 따라 주기적으로 교환하여 주어야 한다는 문제점 등이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 특히, 가정내에 소형 저전력 송신기를 안테나 케이블에 연결하여 공중파 전력을 다시 가정내로 송출하면, 이 텔레비젼 신호를 각 방에 설치된 다수대의 텔레비젼에서 무선 수신하게 함으로써 , 각 텔레비젼을 연결하는 케이블을 제거하여 설치 및 유지 보수가 용이하도록 하고, 기존의 텔레비젼 채널변환장치를 동일하게 사용할 수 있으며, 컴퓨에 연결시 별도의 장치없이 컴퓨터의 모니터를 일반 TV로도 시청이 가능하도록 하여 1대의 컴퓨터로 모든 TV를 통해 인터넷 사용이 가능하도록 함은 물론, 컴퓨터의 모니터로 일반 TV의 시청이 가능한 "텔레비젼의 다채널 무선 송수신 장치"를 제공하는 데 있다.

도 1 은 종래 송수신의 개요를 내타낸 구성도,

도 2 는 종래 TV 수상기의 기본 개념을 나타낸 블록도,

도 3 은 종래 컬러 TV 신호 송신기의 내부 구조를 나타낸 블록도,

도 4 는 종래 TV 신호 수신기의 내부 구조를 나태낸 블록도,

도 5 는 종래 분배기의 사용상태를 나타낸 도면,

도 6 은 종래 정합기의 사용상태를 나타낸 도면,

도 7 은 종래 혼합기와 분파기의 사용상태를 나타낸 도면,

도 8 은 종래 유선방송의 구성을 나타내는 블록도,

도 9 는 종래 헤드엔드의 구성을 나타낸 블록도,

도 10 은 본 발명의 구성을 나타낸 구성도,

도 11 은 본 발명에 따른 사용상태를 나타낸 도면,

도 12 는 본 발명에 따른 공중파 송수신 시스템의 구성을 나타낸 회로블럭도,

도 13 은 본 발명에 따른 RF 전력증폭송신기의 일 구성예를 나타낸 회로도.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명 "텔레비젼의 다채널 무선 송수신 장치"는, 가입자 영역에 유입되는 텔레비젼 신호 유입 종단점에 설치되어, 입력되는 다채널의 텔레비젼 신호를 증폭하는 공중파수신기와; 상기 공중파수신기에 접속되어, 입력되는 신호를 무선 송신하는 송신모듈과; 텔레비젼의 신호입력단에 설치되어, 상기 송신모듈에서 전송된 신호를 수신하여 텔레비젼에 인가하는 공중파수신기를 포함하여 구성됨을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

이와같이 구성된 본 발명은, 안테나, 또는 유선방송 케이블에 공중파수신기를 접속하여 입력되는 신호를 증폭하여 상기 송신모듈을 통해 송신하면, 상기 송신된 신호의 전파전계내에 존재하는 텔레비젼의 전송된 신호를 수신하여 텔레비젼에 입력함으로써, 동시에 다수의 텔레비젼이 무선으로 텔레비젼신호를 전송받을 수 있게 되는 것이다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명 "텔레비젼의 다채널 무선 송수신 장치"의 기술적 사상에 따른 실시예를 들어 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

<실시예>

본 실시예에서는 도10내지 도12에서 도시되는 바와같이, 공중파 수신증폭부,공중파 송신기, 공중파 수신기로 구성되는 것으로 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

1. 공중파 수신증폭기

도 12의 점선이 공중파 수신 증폭기로, 본 실시예에서는 회로를 구성하기 위한 다수의 소자를 줄이기 위해서 공중파 수신이 가능한 IC 소자를 사용한다.

이 회로는 전원단자와 출력단자를 겸용시켜 별도의 외부전원이 불필요 하다.

실제의 공중파 증폭기를 안테나와 아주 가까이 배치하기 위하여 전원단자를 따로 설치하려면 배선에 어려움이 따르므로 별도의 전원을 공급하지 않고 신호 케이블를 전원의 배선을 겸한다. 직류영역에서 임피던스가 0, 고주파 영역인 임피던스 특성을 이용하여 전원과 출력단자의 분리는 인덕턴스(L1)의 값으로 제한한다.

L1의 임피던스가 전송로의 특성 임피던스인 75Ω(TV는 75Ω계)과 비교하면 충분히 임피던스가 높게 설정하여 출력단자에 직류분을 중첩하여도 광대역 증폭 IC가 전송로(동축 케이블)을 구동할 수 있다. 수신측도 마찬가지로 L2의 인덕턴스를 거쳐서 +5V의 전원을 전송로로 공급한다. 인덕턴스 내의 선간의 용량으로 전원과 전송로가 고주파적으로 결합하여 전송로의 임피던스를 낮추는 경우가 있으므로 인덕턴스는 권선의 감김이 적당한 것으로 사용한다. C2, C4는 전원의 디커플링 콘덴서이며 C1, C2는 직류분을 저지하기 위한 커플링 콘덴서이다. R1은 출력 임피던스를 결정하는 저항이며, R1값은 특성 임피던스가 75Ω인 전송로와 임피던스 매칭을 위해 같은 값으로 한다.

IC의 크기는 작고, 외부에 붙이는 부품도 적으므로 작은 실드 케이스에 실장이 가능한다. 이때, 입력신호와 출력 신호를 가까이 하면 발진하는 일도 있으므로 입력 단자에서 출력 단자로 신호가 일직선으로 통과하도록 부품을 배치하도록 한다.

광대역 증폭을 위한 증폭기용의 IC를 사용하여 CR등의 수동 소자의 소형화, 배선거리의 단축등하여 주파수 특성을 좋게 하도록 한다.

고주파 증폭기용의 IC는 대역폭이 3[GHz]대의 IC도 양산되고 있는데, 본 실시예에서는 IC를 사용한 광대역 증폭기를 설계하여 TV의 RF신호를 전력 송신기에 송출한다.

[표2]는 본 실시예에서 공중파를 증폭하기 위한 기기의 사양이다. 주파수 대역은 VHF와 UHF를 겸용하므로 10[MHz]∼[800MHz]로 하고, 최대출력은 -6[dBm]으로 한다.

이득	18[dB] 이상
대역폭	100[MHz]∼800[MHz]이상
최대출력	-6[dBm]
NF	6[dB] 이상
입출력 임피던스	75[Ω]

본 실시예에 의한 회로를 설계하기 위해서 전기적 특성이 사양을 만족하며, 크기가 작은 것을 선택한다. 전원은 +5[V] 단일 전원을 사용하고, 주파수 특성도 고역에서 거의 평이한 특성을 가지며 1[GHz] 이상의 대역폭을 확보하고 있는 소자를 사용한다. 전력이득은 19 [dB](typ)이다.

2. 공중파 RF 송신기

공중파 RF 송신기는 변조된 공중파 전파를 증폭하는 고주파 증폭회로, 주파수를 필요부분만 전송하는 주파수 필터 및 안테나로 구성된다. 전체적인 구성은 도 13과 같다.

비교적 협소한 범위내를 서비스 지역으로 하는 무선국을 운영시 약 10[mW]정도의 작은 출력으로서 운영하는데, 본 실시예에서는 광대역 주파수 전력증폭 회로는 10[mW]정도의 출력으로 제한하고 트랜지스터(Q1, Q2)를 2단으로 구성한다.

또한, 불필요로 하는 신호를 출력하지 않도록 하기 위해 BPF(Band Pass Filter)를 사용하여 그림 13과같이 LC(L4, C3,L7, C6, C9, L3, C7, C4, C10, L5)회로를 구성하여 UHF/VHF대 54[MHz]∼900[MHz]를 선별한다. 필터 기능으로서 약 50[dB]의 감쇠가 발생하며, 전파법상 스퓨리어스 발진강도 허용치 2.5μW를 만족한다. 정확하게 R3를 조정하여 송신출력을 조정한다.

이와 같이 구성된 본 실시예는, 안테나, 또는 유선방송 케이블에서 인가되는 신호를 상기 공중파수신증폭기와 송신모듈을 통해 송신하면, 이를 텔레비젼에 장착된 공중파수신증폭기에서 수신하여 텔레비젼에 인가하게 되는 것으로, 이로인해 다수대의 텔레비젼을 무선으로 연결할 수 있게 되는 것이다.

즉, 안테나 인입선을 통해 들어오는 TV 영상신호 및 음성신호를 부스터를 통해 증폭하고 이를 무선으로 송출하면 각 TV 수상기에서는 이 신호를 증폭하여 자신이 선별한 채널을 보도록 하는 것이다.

또한, 전파의 특성상 재질에 따라 전파의 투과성이 있기때문에 가정의 벽이라든가 방문으로 전파가 도달되어 선명한 화질을 제공 받을 수 있다.

TV에서 사용되는 VHF와 UHF의 채널 주파수 대역폭은 54[MHz]∼890[MHz]로서광범위한데(TV 수신 신호는 UHF/VHF는 1[GHz]의 주파수대역을 차지함), 본 실시예에서 보는 바와 같이, 2[GHz]의 주파수 대역을 커버할 수 있다.

또한, 전파관리법을 감안하여 주파수 전계강도를 제한하며, 이로인해 다른 기기에 영향을 주어 혼신을 발생하지 않으며 전파가 멀리 가지 않는 것을 감안하면 가정에서는 혼선없이 무난히 몇대의 TV수상기라도 볼수 있는 장점을 가진다. 이때, 조작된 TV 신호가 다른가정에 영향을 줄지 모른다는 생각이 들겠지만, 발명에서 다루는 것이 공중파이기 때문에 다른 가정에 혼신을 주지 않게 된다.

그러나, 상기의 실시예에 있어서는 텔레비젼에 본 발명의 기술적 사상을 응용한 것을 예로하여 설명하였으나, TV 주파수 대역을 이용하는 어떠한 장비도 본 발명의 기술적 사상을 적용하여 구현할 수 있음을 밝혀둔다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명 "텔레비젼 다채널 무선 송수신장치"는, 가정내의 유선 선로를 무선 선로로 대체함으로 인해, 첫째. 미관상의 거추장 스러움을 해결 하는 효가가 있고, 둘째. 유선선로 사용시 동축 케이블이 부식되어 수신상태가 용이하지 않아 주기적으로 선로 유지보수 비용이 필요치 않다는 효과가 있고, 셋째. 본 발명기를 설치함으로써 전원선이 있는 곳이라면 장소에 구애를 받지 않고 TV를 시청할 수 있다는 효과가 있고, 넷째. 유선방송이나 CATV 시청시 각 TV 수상기 1EA 만 시청이 가능하던 것을 별도의 장치없이 집안의 모든 TV에서 시청이 가능하다는 효과가 있다.

또한, 본 장치를 컴퓨에 연결하였을 시 별도의 장치없이 컴퓨터의 모니터를일반 TV로도 시청이 가능하므로 1대의 컴퓨터로 모든 TV를 통해 인터넷 사용이 가능하게 된다는 효과 및 역으로 컴퓨터의 모니터로 일반 TV의 시청이 가능하다는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 가입자 영역에 유입되는 텔레비젼 신호 유입 종단점에 설치되어, 입력되는 다채널의 텔레비젼 신호를 증폭하는 공중파수신기와; 상기 공중파수신기에 접속되어, 입력되는 신호를 무선 송신하는 송신모듈과; 텔레비젼의 신호입력단에 설치되어, 상기 송신모듈에서 전송된 신호를 수신하여 텔레비젼에 인가하는 공중파수신기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 텔레비젼의 다채널 무선 송수신 장치.