KR200365691Y1 - 디지탈 방식의 지하 재방송 중계 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 디지탈 방식의 지하 재방송 중계 장치에 관한 것으로, 안테나를 통해 입력된 미약한 크기의 AM 및/또는 FM 방송을 효과적으로 증폭하여 재방송 하고, 비상시에 자동으로 비상 방송을 할 수 있는 중계 장치에 관한 것이다.

Description

디지탈 방식의 지하 재방송 중계 장치{Digital type broadcast repeating apparatus in underground}

본 고안은 중계 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안테나로 입력된 공중파 방송을 디지탈 신호로 변환하여 증폭한 후 중계하는 중계 장치에 관한 것이다.

당업자에게 잘 알려진 바와 같이, 라디오 방송으로 불려지는 음향 공중파 방송 중 AM/FM 방송은 고주파 방송이고, 이러한 고주파는 땅을 통과하기 어려워 지하철이나 건물의 지하에서는 공중파 방송의 수신이 어려웠다. 즉, 터널, 지하 주차장, 지하 상가 등과 같이 지표 혹은 건축 구조물의 접지로 인하여 발생하는 차폐효과에 의해 방송전파가 도래하지 못하거나, 신호가 미약하여 방송 수신이 불가능하였다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 여러가지 종류의 지하 재방송 중계 장치가 제안되었다.

도1은 종래 기술에 따른 지하 재방송 중계 장치의 블럭도이다.

도1에 도시된 지하 재방송 중계 장치는 스트레이트 증폭 방식의 중계 장치로, 안테나(10)로 입력된 공중파 방송은 저잡음 증폭기(12)에서 증폭된다. RF 스위치(14)는 저잡음 증폭기(12)에서 증폭된 방송을 스트레이트 증폭부 또는 변조 증폭부로 연결한다.

변조 증폭부는 방송 신호를 채널별로 나누어 채널수 만큼의 레벨 프로세서(32)로 분배하는 분배기(30), 분배기(30)로부터 분배된 채널 신호를 변조 증폭하는 레벨 프로세서(32) 및 다수의 레벨 프로세서에서 변조 증폭된 채널 신호들을 혼합하는 혼합기(44)로 구성된다.

레벨 프로세서(32)는 채널 신호를 변조하는 변조기(34), 비상 방송 신호와 변조된 채널 신호 중 하나를 선택하여 연결하는 비상 방송용 RF 스위치(36) 및 변환기(38)로 구성된다.

비상 방송용 RF 스위치(36)는 변조기(34)의 신호와, 비상 방송을 위한 마이크 (50)의 신호를 변조하는 마이크 신호 변조기(52)의 출력 신호 중 하나를 상황에 따라 선택적으로 연결하여 변환기(38)로 전달한다.

스트레이트 증폭부는 노치 필터 앰프(40)와 프리 앰프(42)로 구성되어 저잡음 증폭기(12)의 신호를 증폭하여 광대역 앰프(60)로 보낸다.

출력단 RF 스위치(24)는 스트레이트 증폭부 또는 변조 증폭부의 출력 중 하나를 광대역 앰프(26)로 연결한다.

신호 강도 측정부(26)는 혼합기(44)의 출력 신호 강도를 측정한다. 신호 강도 측정부(26)에서 측정된 출력 신호 강도는 감시부(22)에 전해진다.

감시부(22)는 신호강도 측정부(26)에서 측정된 출력 신호 강도를 기반으로, 측정된 출력 신호 강도가 소정 값 이상이면, 입력단 RF 스위치를 동작시켜 변조 증폭부로 안테나(10)의 신호가 입력되도록 하고, 출력단 RF 스위치를 동작시켜 변조 증폭부의 출력 출력 신호가 광대역 앰프(60)로 전달되도록 한다. 측정된 출력 강도가 소정값 이하이면, 입력단 RF 스위치를 동작시켜 스트레이트 증폭부로 안테나의 신호가 입력되도록 하고, 출력단 RF 스위치를 동작시켜 스트레이트 증폭부의 출력 신호가 광대역 앰프(60)로 전달되도록 한다.

광대역 앰프(60)는 출력단 RF 스위치(24)에서 전달된 광대역 신호를 증폭시켜 다중 혼합기(62)로 전달한다.

다중 혼합기(62)는 GPS 중계기의 GPS 신호, TRS 중계기의 TRS 신호, 소방 중계기의 소방 신호 및 TV 중계기의 TV 신호를 혼합하여 누설 동축 케이블(LCX)로 전달한다. 더불어 다중 혼합기(62)의 출력 신호는 광변환부(68)에서 광신호로 변환되어 광케이블을 통해 출력될 수도 있다.

전원부(70)는 각 구성요소에 필요한 전원을 공급하며, 정전 등의 비상 사태에 대비하기 위하여 백업 배터리(72)를 추가로 구비하기도 한다.

그러나, 전술된 바와 같이 구성된 종래의 지하 재방송 중계 장치는, 아날로그 방식의 증폭을 하기 때문에, 안테나(10)로 입력되는 공중파 방송의 신호 강도가 약할 경우에, 노이즈가 많이 포함된 채 증폭되어 방송 청취시에 잡음이 많이 포함되는 문제가 있다.

또한 비상 방송을 위해 마이크(50)를 구비하고는 있지만, 마이크(50)를 관리자가 조작하여 사용하지 않는 경우에는 비상 방송이 불가능하여, 항상 관리자가 상주해야 하는 문제가 있다.

또한 신호 강도 측정부(26)를 통해 지하 재방송 중계 장치의 동작을 감시할 수는 있지만, 실제 청취자가 위치하는 곳에서 출력이 제대로 이루어지고 있는지를 감시하는 방법이 없기 때문에, 일일이 방송 수신기 등을 휴대한 채로 방송이 제대로 중계되고 있는지를 확인해야 하기 때문에, 유지 및 관리가 어려운 문제가 있다.

본 고안은 전술된 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 안테나로 입력되는 공중파 방송 신호가 약한 경우에도 고품질의 방송 신호를 출력할 수 있는 중계 장치의 제공을 목적으로 한다.

본 고안의 다른 목적은 비상 및 화재 감지시에 관리자에 의한 별도의 조작 없이도, 필요한 비상 및 화재 경보 방송을 할 수 있는 중계 장치의 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 중계 장치의 각 구성 요소의 정상 동작 여부와 방송이 중계되고 있는 곳에서의 중계 품질을 언제든지 확인 및 감시할 수 있는 중계 장치를 제공하는 것이다.

도1은 종래 기술에 따른 지하 재방송 중계 장치의 블럭도이다.

도2는 본 고안의 실시예에 따른 지하 재방송 중계 장치의 블럭도이다.

도3은 본 고안의 실시예에 따른 무선 방송 기기의 블럭도이다.

도4는 본 고안의 실시예에 따른 송신 이득 감시기의 블럭도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100,180,300,302,400,402: 안테나

102,182: 저잡음 앰프 104,120,158,184,200: RF 스위치

108,188: 송수신 모니터 앰프

110,160,168,190: A/D 컨버터

112,162,170,192: QAM 114,164,172,194: D/A 컨버터

122,202: 프리 앰프 124,204: 광대역 앰프

126: 멀티 콤바인 128: 외부 신호 입력부

132,208: 광 변조기 134,210: 광변환기

138,206,216: 분배기 136,140,212,218: 누설 케이블

150: 마이크 152: 마이크용 앰프

154: 비상 수신반 156: 비상 경보용 앰프

214: 임피던스 교환기 300: 통합 감시 장치

310: 비상 배터리 320: 전원 공급기

340,410: AM/FM 수신부 350, 430: RF 모뎀 송수신부

360: 오디오 앰프 370: 스피커

380,440: 전원부 420: 레벨 검출부

전술된 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따른 디지탈 방식의 지하 재방송 중계 장치는, 안테나로부터 수신된 AM 및/또는 FM 방송을 일정한 크기로 증폭하는 저잡음 앰프, 상기 저잡음 앰프의 출력 신호를 증폭하는 증폭부, 상기 증폭부의 출력 신호를 증폭하는 광대역 앰프, 비상 방송용 마이크, 상기 마이크의 신호를 증폭하는 마이크용 앰프를 포함하는 비상 방송반, 상기 증폭부에서 출력된 신호와 상기 비상 방송반에서 출력된 신호를 선택적으로 상기 광대역 앰프로 전달하는 출력단 RF 스위치를 포함하여 구성되는, 안테나로부터 수신된 AM 및/또는 FM 방송을 지하에 매설된 누설 동축 케이블로 중계하는 지하 재방송 중계 장치에 있어서,

상기 증폭부는 아날로그 형태의 상기 저잡음 앰프의 출력 신호를 디지탈 신호로 변환하는 공중파 방송용 A/D 컨버터; 상기 공중파 방송용 A/D 컨버터에서 변환된 신호를 증폭하는 공중파 방송용 QAM(Quadrature Amplitude Modulation); 및 상기 공중파 방송용 QAM에서 증폭된 디지탈 형태의 신호를 아날로그 신호로 변환하는 공중파 방송용 D/A 컨버터를 포함하여 구성되고,

상기 비상 방송반은 화재 경보를 수신하여 비상 경보를 발생하는 비상 수신반; 상기 비상 수신반의 비상 경보를 증폭하는 비상 경보 앰프; 상기 마이크용 앰프와 상기 비상 경보 앰프의 출력 신호를 선택적으로 출력하는 비상 방송용 RF 스위치, 아날로그 형태의 상기 증폭부의 비상 방송용 RF 스위치의 출력 신호를 디지탈 신호로 변환하는 비상 방송용 A/D 컨버터; 상기 비상 방송용 A/D 컨버터에서 변환된 신호를 증폭하는 비상 방송용 QAM; 및 상기 비상 방송용 QAM에서 증폭된 디지탈 형태의 신호를 아날로그 신호로 변환하는 비상 방송용 D/A 컨버터를 포함하여 구성되고,

상기 출력단 RF 스위치는 상기 공중파 방송용 D/A 컨버터와 상기 비상 방송용 D/A 컨버터의 출력 신호를 선택하여 출력하는 것을 특징으로 한다.

여기서 본 고안에 따른 디지탈 방식의 지하 재방송 중계 장치는, 각 구성요소의 출력 신호를 무선으로 수신하여 상기 각 구성요소의 정상 동작 여부를 감시하는 통합 감시 장치를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조로 본 고안의 실시예에 따른 중계 장치의 구성 및 동작을 설명한다. 설명의 중복을 피하기 위하여, 종래 기술과 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략될 것이다. 여기서, 별도의 설명이 없는 한 '방송'은 'AM 및/또는 FM 방송'을 의미함에 유의한다.

안테나(100)로부터 수신된 방송은 저잡음 앰프(102)에서 증폭된다. 저잡음 앰프(102)에서 증폭된 신호는 입력단 RF 스위치(104)에 의해 레벨 앰프(106) 또는 공중파 방송용 A/D 컨버터(Analog-to-Digital Converter: 110)로 선택적으로 입력된다. 즉, 저잡음 앰프(102)에서 증폭된 신호의 상태가 좋은 경우에는 레벨 앰프(106)를 통해 증폭되고, 증폭된 신호의 상태가 나쁜 경우에는 A/D 컨버터(110)로 입력된다. 그러나, 본 고안은 이에 특별히 한정되지는 않는다.

A/D 컨버터(110)로 입력된 신호는 디지탈 신호로 변환된 후에, QAM(Quadrature Amplitude modulation, 구조 진폭 변조: 112)에서 변조된다.

당업자에게 잘 알려진 바와 같이, QAM은 디지털 신호를 진폭과 위상 코딩이 모두 관련된 무선 주파수 반송파 신호로 변조시킨다. QAM(112)에서 변조되면, 아날로그 방송 신호의 강도가 미약하거나 잡음이 많이 포함된 경우에도, 고품질의 디지탈 방송 신호를 얻을 수 있게 된다.

QAM(112)에서 변조된 디지탈 신호는 공중파 방송용 D/A 컨버터(Digital-to-Analog Converter: 114)에서 아날로그 신호로 변환된다. 이하의 동작은 종래의 중계 장치의 동작과 동일하므로 그 설명은 생략될 것이다.

관리실 또는 방송실(이하, 관리실로 통일한다)은 비상 방송을 위한 마이크(150)와 마이크용 앰프(152), 비상 수신반(154)과 비상 방송용 앰프(156) 및 마이크용 앰프(152)와 비상 경보용 앰프(156)의 출력이 연결되는 비상 방송용 RF 스위치(158)를 포함한다.

즉, 화재 등 비상 상황이 발생하는 경우에, 관리실에 관리자가 있는 경우에는 마이크(150)를 통해 비상 상황을 방송하게 되고, 비상 방송용 RF 스위치(158)는 마이크용 앰프(152)의 출력을 다음 단계로 전달하게 된다. 그러나, 관리실에 관리자가 없는 경우에는, 비상 수신반(154)에 화재 감지 신호가 전달되면, 비상 수신반(154)에서 화재 경보를 발생하게 되고, 비상 방송용 앰프(156)에서 증폭된 후, 비상 방송용 RF 스위치(158)를 통해 비상 수신반(154)에서 발생된 신호가 다음 단계로 전달되게 된다.

이와 같은 구성에 의해, 본 고안에 따른 중계 장치는 관리실에 관리자가 없는 경우에도 비상 및 화재 경보를 자동으로 발생할 수 있게 된다.

비상 방송용 RF 스위치(158)를 통해 전달된 신호는 비상 방송용 A/D 컨버터(160), 비상 방송용 QAM(162) 및 D/A 컨버터(164)를 통해 증폭된 후, 출력단 RF 스위치(120)를 통해 다음 단계로 전달되게 된다. 여기서, A/D 컨버터(160), QAM(162) 및 D/A 컨버터(164)는 FM 방송을 통해 전달되게 되며, A/D 컨버터(168), QAM(170) 및 D/A 컨버터(172)는 AM 방송을 통해 전달되게 된다.

통합 감시 장치(300)는 중계 장치의 각 구성요소의 동작을 감시한다.

즉, 공중파 방송용 A/D 컨버터(110), QAM(112) 및 D/A 컨버터(114)를 포함하여 구성되는 디지탈 변조기/변환기의 동작 신호; 입력단 RF 스위치(104)의 동작 신호; 출력단 RF 스위치(120)의 동작 신호; 프리앰프(122)와 광대역 앰프(124)의 동작 신호; 멀티 콤바인(126)의 동작 신호; 비상 방송용 A/D 컨버터(160), QAM(162) 및 D/A 컨버터(164)를 포함하여 구성되는 AF 디지탈 변조기/변환기의 동작 신호는 모두 무선으로 통합 감시 장치(300)로 전달되기 때문에, 관리실 밖에서도 통합 감시 장치(300)를 통해 각 구성 요소의 동작 여부를 확인할 수 있게 된다. 또한 통합 감시 장치(300)는, 안테나(330,332), 방송 수신부(340), RF 모뎀 송수신부(350); 오디오 앰프(360), 스피커(370) 및 전원부(380)로 구성된 무선 방송 기기의 출력 신호와, 안테나(400,402), 방송 수신부(410), 레벨 검출부(420), RF 모뎀 송수신부(430) 및 전원부(440)로 구성된 송신 이득 감시기의 출력 신호를 전달 받아 이들을 관리할 수도 있음에 유의해야 한다.

또한 안테나(180), 저잡음 앰프(182), RF 스위치(184), 레벨 앰프(186), A/D 컨버터(190), QAM(192), D/A 컨버터(194), 송수신 모니터 앰프(188), RF 스위치(200), 프리앰프(202), 광대역 앰프(204) 및 분배기(206)는 AM 방송에 대한 중계 장치의 구성 요소로서, 안테나(100), 저잡음 앰프(102), RF 스위치(104), 레벨 앰프(106), A/D 컨버터(110), QAM(112), D/A 컨버터(114), 송수신 모니터 앰프(108), RF 스위치(120), 프리앰프(122), 광대역 앰프(124) 및 분배기(138)의 FM 방송에 대한 중계 장치의 구성 요소와 동일한 기능을 한다. 임피던스 교환기(214)는 AM 방송송출을 위해 50Ω의 임피던스를 200~300Ω으로 변환한다.

이상으로, 본 고안의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 상세히 기술하였다. 그러나 본 고안은 전술된 실시예와 도면에 특별히 한정되는 것은 아니며, 첨부된 청구범위의 정신과 사상내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함에 유의해야 한다.

본 고안에 따르면, 열악한 방송 신호도 고품질로 증폭하여 전달할 수 있는 중계 장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 고안에 따르면, 관리실에 관리자가 없는 경우에도 자동으로 비상 방송을 할 수 있는 중계 장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 고안에 따르면, 관리실 밖에서도 중계 장치의 동작 및 중계된 방송의 품질을 확인할 수 있는 중계 장치를 제공할 수 있다.

Claims (2)

1. 안테나로부터 수신된 AM 및/또는 FM 방송을 일정한 크기로 증폭하는 저잡음 앰프, 상기 저잡음 앰프의 출력 신호를 증폭하는 증폭부, 상기 증폭부의 출력 신호를 증폭하는 광대역 앰프,

   비상 방송용 마이크, 상기 마이크의 신호를 증폭하는 마이크용 앰프를 포함하는 비상 방송반,

   상기 증폭부에서 출력된 신호와 상기 비상 방송반에서 출력된 신호를 선택적으로 상기 광대역 앰프로 전달하는 출력단 RF 스위치를 포함하여 구성되는,

   안테나로부터 수신된 AM 및/또는 FM 방송을 지하에 매설된 누설 동축 케이블로 중계하는 지하 재방송 중계 장치에 있어서,

   상기 증폭부는 아날로그 형태의 상기 저잡음 앰프의 출력 신호를 디지탈 신호로 변환하는 공중파 방송용 A/D 컨버터; 상기 공중파 방송용 A/D 컨버터에서 변환된 신호를 증폭하는 공중파 방송용 QAM(Quadrature Amplitude Modulation); 및 상기 공중파 방송용 QAM에서 증폭된 디지탈 형태의 신호를 아날로그 신호로 변환하는 공중파 방송용 D/A 컨버터를 포함하여 구성되고,

   상기 비상 방송반은 화재 경보를 수신하여 비상 경보를 발생하는 비상 수신반; 상기 비상 수신반의 비상 경보를 증폭하는 비상 경보 앰프; 상기 마이크용 앰프와 상기 비상 경보 앰프의 출력 신호를 선택적으로 출력하는 비상 방송용 RF 스위치, 아날로그 형태의 상기 증폭부의 비상 방송용 RF 스위치의 출력 신호를 디지탈 신호로 변환하는 비상 방송용 A/D 컨버터; 상기 비상 방송용 A/D 컨버터에서 변환된 신호를 증폭하는 비상 방송용 QAM; 및 상기 비상 방송용 QAM에서 증폭된 디지탈 형태의 신호를 아날로그 신호로 변환하는 비상 방송용 D/A 컨버터를 포함하여 구성되고,

   상기 출력단 RF 스위치는 상기 공중파 방송용 D/A 컨버터와 상기 비상 방송용 D/A 컨버터의 출력 신호를 선택하여 출력하는 것을 특징으로 하는 디지탈 방식의 지하 재방송 중계 장치.
2. 제1항에 있어서, 각 구성요소의 출력 신호를 무선으로 수신하여 상기 각 구성요소의 정상 동작 여부를 감시하는 통합 감시 장치를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 디지탈 방식의 지하 재방송 중계 장치.