KR200340070Y1 - 방송신호 채널별 분리 증폭방식 다채널 지하 ａｍ방송중계기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 방송신호 채널별 분리 증폭방식 다채널 지하 AM 방송중계기에 관한 것으로서, 한 대의 중계장치를 다채널화하여 터널이나 지하에 구축된 구조물 내에 설치함으로써 적은 비용으로 방송 불감지역에 다채널 방송을 동시 중계 할 수 있으며, 멀티플라이어 방식 진폭변조회로를 사용하여 종래에 방송 불감지역 내에서 무선으로 구내 긴급 방송업무를 할 수 없었던 것을 방송신호 내용을 차단하고, 동일한 고유 주파수로 지역에 필요한 방송업무를 할입할 수 있도록 함은 물론, 송신출력을 검파 선택하여 한대의 모니터 스피커로 다채널 방송되는 신호의 질을 감시 관리할 수 있는 모니터 기능을 가지고 있으며, 방송신호를 채널별로 분리 증폭함으로써 고품질의 음질을 제공할 수 있으며, 전체적으로 유지비 절감, 운영의 간편함과 무인화를 행할 수 있는 다목적 효과를 갖는 이점이 있다.

Description

방송신호 채널별 분리 증폭방식 다채널 지하 ＡＭ 방송중계기{AM BROADCAST REPEATER FOR USE IN UNDERGROUND}

본 고안은 방송신호 채널별 분리 증폭방식 다채널 지하 AM 방송중계기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터널이나 광산의 갱도, 지하상가 또는 지하주차장 등의 지하 환경 내에서 AM 방송 주파수가 각각 상이하여도 스트레이트 고주파 증폭 방식을 이용하여 적은 설치비 및 유지비용으로 여러개의 AM 방송을 한대의 AM 방송중계기로 다채널화하여 동시 송신중계가 가능토록 함은 물론, 이러한 지하국소 지역내에서 비상상태가 발생할 경우 필요 지역에 적합한 무선 공중방송 업무를 할입할 수 있는 방송신호 채널별 분리 증폭방식 다채널 지하 AM 방송 중계기에 관한 것이다.

현재 개개의 각 방송국들은 원거리에서의 방송 서비스 가청지역의 확대를 위하여, 방송 난청지역이나 전파불감 지역에 막대한 시설비와 많은 비용의 유지비를 지출하면서 각 방송국 송신중계소를 설치 운영하고 있다.

그러나, 이러한 막대한 설치비 및 운영비를 지출하면서도 터널이나 지하상가 등의 지하 건축구조물 내에서의 방송 서비스는 아직도 제대로 이루어지지 않고 있는 실정이다.

이와 같이, 터널, 지하 주차장, 지하상가 등과 같이 지표 혹은 건축 구조물의 접지로 인하여 발생하는 차폐효과에 의해 방송전파가 도래하지 못하거나, 신호가 미약하여 방송수신이 불가능한 지역에 방송신호를 중계함으로써 난청을 해소하기 위한 종래의 기술로서 대한민국 실용신안등록출원번호 제91-5308호(1991년 4월 17일 출원)의 지하방송 중계기가 개시된 바 있다.

그러나 상기한 종래의 지하방송 중계기는, 안테나로부터 들어오는 수신신호를 이용하여 AM/FM 방송용 대역필터를 통한 뒤에 광대역 증폭기에 의해 신호를 증폭시킴으로써 방송신호가 저하되는 문제점이 있다.

또한, 상기한 종래의 지하방송 중계기는 지하 구조물에서 비상사태가 발생된 경우에 이를 여러 사람에게 알려주는 비상방송 업무를 행할 수 있는 기능이 포함 있지 않은 문제점이 있다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 고안의 목적은 터널이나 광산의 갱도, 지하상가 또는 지하주차장 등의 지하 환경 내에서 AM 방송 주파수가 각각 상이하여도 스트레이트 고주파 증폭 방식을 이용하여 적은 설치비 및 유지비용으로 여러개의 AM 방송을 한대의 AM 방송중계기로 다채널화하여 동시 송신중계가 가능토록 함은 물론, 이러한 지하국소 지역내에서 비상상태가 발생할 경우 필요 지역에 적합한 무선 공중방송 업무를 할입할 수 있는 방송신호 채널별 분리 증폭방식 다채널 지하 AM 방송 중계기를 제공함에 있다.

즉, 본 고안은 여러 AM 방송을 한대의 중계기로 다채널화하여 여러개의 AM 방송의 수신 및 송신중계를 위하여, 다채널 안테나 분배기와 다채널 정합결속기(콤바이너, combiner)를 이용함으로써 개개의 각 방송용 수신 및 송신안테나를 사용하여 오던 종래의 방식을 한 개의 수신 및 송신 안테나만으로 가능하도록 하였고, 또한 고주파 증폭에 있어서 슈퍼헤테로다인 방식에서 유발되는 고주파 증폭회로의 결점들을 배제하고 중계전파의 질을 가능한 한 방송국의 전파신호와 동일한 전파신호로 중계되도록 하기 위해 스트레이트 방식의 고주파 증폭회로를 채택하여 중계기의 성능을 향상시키고 운영동작의 무인화로 운영의 간편성과 유지비등이 절감을 꾀할 수 있도록 한 것이다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 방송신호 채널별 분리 증폭방식 다채널 지하 FM 방송 중계기를 나타낸 블록구성도이다.

도 2는 도 1의 안테나 수신증폭기를 나타낸 상세 회로도이다.

도 3은 도 1의 AM 방식 안테나 수신증폭기를 간략하게 나타낸 등가 회로도이다.

도 4는 도 3의 상세 회로도이다.

도 5는 도 3의 통과대역폭을 도시한 그래프이다.

도 6은 도 1의 AM 정합결속기를 간략하게 나타낸 등가 회로도이다.

도 7은 도 6의 상세 회로도이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

ANT : 수신 안테나 1 : 안테나 수신증폭기

2 : AM 안테나 분배기 3 : AM 수신기

4 : AM 정합결속기 5 : AM 스트레이트 증폭기

6 : 비상방송부 7 : 모니터부

8 : AM 분배기 9.11 : 임피던스 정합기

10,12 : 종단저항 13,14 : AM 전송유도선

상기와 같은 목적을 이루기 위한 본 고안은 수신안테나로 수신된 전파를 안테나 수신증폭기와 AM 안테나 분배기를 거쳐 다단의 AM 수신기와 AM 스트레이트 증폭기를 통하여 지하에 송신되도록 하는 AM 방송 중계기에 있어서; 도래한 공중전파의 신호를 수신하는 수신 안테나를 포함하는 안테나 수신증폭기와; 다수의 AM 주파수 신호가 다수개의 코일과 콘덴서의 정합으로 이루어지는 필터에 의해 다수의 채널로 분리되는 AM 안테나 분배기와; 여진증폭기, 전력증폭기, 대역통과필터 및 AM 송신출력 스트레이트 고주파 증폭기, 자동이득조절회로, VOX 검파기, BC/PA 선택 스위치회로, 증폭제한 파형 정형회로, 멀티플라이어 진폭변조기와 AF 검파기로 이루어지며 상기한 AM 안테나 분배기로부터 입력되는 신호를 채널별로 각각 분리하여 수신하는 AM 수신기와; 다수개의 코일과 콘덴서로 된 AM 정합결속기와; 여진증폭기, 전력증폭기, 대역통과필터 및 AM/FM 송신출력지시계로 이루어지며 상기한 AM 수신기로부터 입력되는 신호를 증폭하여 출력하는 AM 스트레이트 증폭기와; AM 분배기를 통해 분배한 후 임피던스 정합을 이루어 최소의 손실로 다수의 AM 송신유도선(13,14)으로 출력하는 임피던스 정합기와; 송신마이크 셋트, 마이크 증폭기, 자동레벨조정회로 및 채널 분배기로 이루어지며 긴급방송업무를 위하여 다수의 AF 신호를 상기 AM 수신기로 출력하는 비상방송부와; 상기 AM 스트레이트 증폭기에서 축출된 RF 신호를 AM 튜너, 혼합기 및 중간주파 증폭기, AF 검파 및 증폭기, 채널주파수 지시계, 국부발진기 및 스피커를 이용하여 모니터하는 모니터부;를 포함하여 이루어진다.

이와 같이 이루어진 본 고안에서는 전파가 도달되지 않아 무선으로는 전혀 의사소통을 행할 수 없는 터널이나 지하의 갱도 등, 지하건축구조물 내에서 비상시에 방송국에서 보내오는 방송내용을 절단하고 중계되어지고 있는 방송전파와 동일한 고유 주파수로 이러한 지역에서 필요로 하는 무선 공중방송 업무를 할입할 수 있도록 해당 방송 고유주파수와 동일한 반송파 발생을 위하여, 수신신호를 증폭, 진폭제한 및 파형 정형을 하여 순수 반송파를 얻고, 특성면에서 성능이 우수한 멀티 플라이어 방식의 진폭 변조회로를 채택하여 지하 무선 방송중계에 있어서 최대한의 실효가치를 얻을 수 있도록 한다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한 본 실시예는 본 고안의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 방송신호 채널별 분리 증폭방식 다채널 지하 AM 방송 중계기를 나타낸 블록구성도이고, 도 2는 안테나 수신증폭기를 나타낸 상세 회로도이고, 도 3은 AM 방식 안테나 수신증폭기를 간략하게 나타낸 등가 회로도이고, 도 4는 AM 방식 안테나 수신증폭기의 상세 회로도이고, 도 5는 AM 방식 안테나 수신증폭기의 통과대역폭을 도시한 그래프이고, 도 6은 AM 정합결속기를 간략하게 나타낸 등가 회로도이고, 도 7은 AM 정합결속기의 상세회로도이다.

여기에 도시된 바와 같이 수신안테나(ANT)로 수신된 전파를 안테나 수신증폭기(1)의 AM 안테나 분배기(2)를 거쳐 다단의 AM 수신기(3)와 AM 스트레이트 증폭기(5)를 통하여 지하에 송신되도록 하는 무선방송 중계기에 있어서, 도래한 공중전파의 신호를 수신하는 수신안테나(ANT)를 포함하는 안테나 수신증폭기(1)와, 다수의 AM 주파수 신호가 다수개의 코일(L1-L4)과 콘덴서(C5-C9)의 정합으로 이루어지는 필터 및 증폭기(A)로써 다수의 채널로 분리되어 증폭되는 AM 안테나 분배기(2)와, 스트레이트 고주파 증폭기, 자동이득조절회로, VOX 검파기, BC(Broad Casting; 공중전파)/PA(Public Address; 공중용확성) 선택 스위치회로, 증폭제한 파형 정형회로, 멀티플라이어 진폭변조기 및 AF 검파기로 이루어진 AM 수신기(3)와, 다수개의 코일(L1, L2) 및 콘덴서(C1-C3)로된 AM 정합결속기(4)와, 여진증폭기, 전력증폭기, 대역통과필터 및 AM 송신출력 지시계로 이루어진 AM 스트레이트증폭기(5)와, AM 분배기(8)를 통해 분배한 후 임피던스 정합을 이루어 최소의 손실로 다수의 AM 송신유도선(13,14)으로 출력하는 임피던스 정합기(9,11)와, 긴급방송업무를 위하여 송신마이크 셋트, 마이크 증폭기, 자동레벨조정회로 및 채널 분배기로 다수의 AF(Audio-Frequency ; 가청주파) 신호를 상기 AM 수신기(3)로 출력하는 비상방송부(6)와, 상기 AM 스트레이트 증폭기(5)에서 축출된 RF(Radio-Frequency; 고주파) 신호를 AM 튜너, 혼합기 및 중간주파 증폭기, AF 검파 및 증폭기, 채널주파수 지시계, 국부발진기 및 스피커를 이용하여 모니터하는 모니터부(7)로 구성된다.

이때, AM 송신유도선(13,14) 양단에는 종단저항(10,12)이 연결된다.

이와 같이 외부에 설치된 한 개의 수신안테나(ANT)에 의해 들어오는 여러 전파신호를 안테나 수신증폭기(1)에서 AM의 주파수별로 분리 증폭되어 AM 안테나 분배기(2)로 인입되어 임피던스 정합을 이루면서 AM 수신기(3)의 수신주파수에 동조되는 입력으로 분리되어 분배 공급되고 AM 수신기(3)의 각 고주파 출력을 AM 스트레이트 증폭기(5)를 거쳐 AM 송신유도선(13,14)을 통하여 송신되게 구성된다.

이때 AM 안테나 분배기(2)에 있어서, 임피던스 정합은 통상 입력측에서 바라본 입력 임피던스가 같도록 실효저항만으로 이루어질 수 있으나, 저항만으로의 임피던스 정합이 이루어지는 경우에 분배 삽입손실이 커지므로 본 고안에서는 도 4와 같이 AM에서는 대역통과필터를 구성하여 주파수 동조선택을 이루게 한다.

또한, AM 안테나 분배기(2)의 대역통과 필터의 구성은, 도 3과 같이 코일(L5), 콘덴서(C10)로 이루어진 저역통과필터와, 코일(L6), 콘덴서(C11), 수신기의 입력 임피던스(Zin)로 구성되는 동조회로, 그리고 상기한 저역통과필터와 동조회로를 고역통과만으로 결합시켜서 도 5에 도시한 바와 같은 통과대역폭을 결정하여 주는 콘덴서(C9)를 포함하여 이루어진다. 도 3에서 Zt는 다른 채널의 입력 임피던스의 합성 임피던스를 등가적으로 표시한 것이다.

또한, 도 3의 코일(L5, L6), 콘덴서(C9-C11)의 정수에 의해 결정되는 도 5에 도시한 동조특성의 다수개 대역통과필터를 도 4에서 도시한 상세회로도와 같이 접속하여 한 개의 수신안테나(ANT)로 다채널의 AM 수신기(3)의 수신입력을 분배하는 다채널 AM 안테나 분배기(2)를 구성하면, 출력은 정합변환회로에서 다시 전기적 진동으로 변환된다.

상기한 AM 안테나 분배기(2)의 AM 출력은 AM 수신기(3)에 의해 방송신호의 각각의 채널별로 분리되어 동조된다.

한편, 충분히 증폭되어진 수신된 방송전파신호(Radio Frequency, RF)는 선택스위치회로를 거쳐 AM 정합결속기(4)에 의해 하나로 통합된 다음, 여진 증폭기에 의해 다시 스트레이트 고주파 증폭되어져 전력 증폭기에 공급되고, 전력 증폭된 여러 고유 주파수의 다채널 송신 출력신호는 중계를 요하는 지역에 설치된 한 개의 AM 송신유도선(13,14)에 의해 전파 복사된다.

AM 정합결속기(4)의 구성은 수신측의 AM 안테나 분배기(2)에 사용된 대역통과 필터 구성과 같으며, 그 상세한 내용은 도 6과 도 7에 도시된 바와 같다. AM 수신기(3)에서 자동이득조절되어 균일하게 고주파 증폭되어진 신호는 비상시 지하중계를 요하는 국소지역에서 필요로 하는 무선 공중 방송업무 기능을 위해 BC/PA 선택스위치회로로 선택 분기된다.

이때, 구내 긴급방송 업무를 위한 음성입력은 마이크(MIC)를 통해 인가되어 자동적으로 음성출력이 조절되어진다.

자동레벨 조절되어진 음성출력은 채널 분배기를 거쳐 변조입력으로 멀티플라이어 진폭변조기의 음성입력에 가해지고, 트랜지스터(Q403-Q405)의 회로에 의해 반송파와 승산되어져 진폭 변조되고, AM 스트레이트 증폭기(5)의 출력측에서 축출된 RF 신호는 모니터부(7)의 AM 튜너에 의해 채널 선정된 후 혼합기에서 국부발진기의 출력과 혼합하여 중간 주파수를 만들고 증폭한 후 검파 및 증폭기를 거쳐 모니터 스피커로 모니터될 수 있다. 또한, AM 스트레이트 증폭기(5)에서 고주파 신호를 검출, 검파하여 송신 출력지시계로 각각 나타난다.

상기한 바와 같이 본 고안은 한 대의 중계장치를 다채널화하여 터널이나 지하에 구축된 구조물 내에 설치함으로써 적은 비용으로 방송 불감지역에 다채널 방송을 동시 중계 할 수 있으며, 멀티플라이어 방식 진폭변조회로를 사용하여 종래에 방송 불감지역 내에서 무선으로 구내 긴급 방송업무를 할 수 없었던 것을 방송신호 내용을 차단하고, 동일한 고유 주파수로 지역에 필요한 방송업무를 할입할 수 있도록 함은 물론, 송신출력을 검파 선택하여 한대의 모니터 스피커로 다채널 방송되는 신호의 질을 감시 관리할 수 있는 모니터 기능을 가지고 있으며, 방송신호를 채널별로 분리 증폭함으로써 고품질의 음질을 제공할 수 있으며, 전체적으로 유지비 절감, 운영의 간편함과 무인화를 행할 수 있는 다목적 효과를 갖는 이점이 있다.

Claims (1)

1. 수신안테나로 수신된 전파를 안테나 수신증폭기와 AM 안테나 분배기를 거쳐, 다단의 AM 수신기와 AM 스트레이트 증폭기를 통하여 지하에 송신되도록 하는 AM 방송 중계기에 있어서,

   도래한 공중전파의 신호를 수신하는 수신 안테나를 포함하는 안테나 수신증폭기와,

   다수의 AM 주파수 신호가 다수개의 코일과 콘덴서의 정합으로 이루어지는 필터에 의해 다수의 채널로 분리되는 AM 안테나 분배기와,

   여진증폭기, 전력증폭기, 대역통과필터 및 AM 송신출력 스트레이트 고주파 증폭기, 자동이득조절회로, VOX 검파기, BC/PA 선택 스위치회로, 증폭제한 파형 정형회로, 멀티플라이어 진폭변조기와 AF 검파기로 이루어지며 상기한 AM 안테나 분배기로부터 입력되는 신호를 채널별로 각각 분리하여 수신하는 AM 수신기와,

   다수개의 코일과 콘덴서로된 AM 정합결속기와,

   여진증폭기, 전력증폭기, 대역통과필터 및 AM/FM 송신출력지시계로 이루어지며 상기한 AM 수신기로부터 입력되는 신호를 증폭하여 출력하는 AM 스트레이트 증폭기와,

   AM 분배기를 통해 분배한 후 임피던스 정합을 이루어 최소의 손실로 다수의 AM 송신유도선(13,14)으로 출력하는 임피던스 정합기와,

   송신마이크 셋트, 마이크 증폭기, 자동레벨조정회로 및 채널 분배기로 이루어지며 긴급방송업무를 위하여 다수의 AF 신호를 상기 AM 수신기로 출력하는 비상방송부와,

   상기 AM 스트레이트 증폭기에서 축출된 RF 신호를 AM 튜너, 혼합기 및 중간주파 증폭기, AF 검파 및 증폭기, 채널주파수 지시계, 국부발진기 및 스피커를 이용하여 모니터하는 모니터부

   를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 방송신호 채널별 분리 증폭방식 다채널 지하 AM 방송중계기.