KR20110114185A - 지하 무선망 복합중계장치 - Google Patents

Abstract

터널이나 광산의 갱도, 지하상가, 지하철 또는 지하주차장 등의 전파차단지역 및 전파 음영지역에서 라디오 방송신호(AM/FM)와 관리용 방송신호와 무선통신신호 및 지상파 DMB 방송신호를 누설 케이블(LCX CABLE)과 안테나 방식을 통해 복합적으로 중계할 수 있도록 한 지하 무선망 복합중계장치가 개시된다.
개시된 지하 무선망 복합중계장치는, AM/FM 중계기와 무선통신 중계기와 지상파 DMB 중계기와 관리 무선중계기에서 각각 수신된 신호를 각각 대역 필터링하고, 상기 대역 필터링된 각각의 신호를 결합하고, 복합통신설비의 누설동축케이블에 결합시키기 위해 임피던스 정합을 수행한 후 출력하는 신호 결합장치와; 상기 신호 결합장치에서 출력된 신호를 지하 공간상에 송출하는 누설동축케이블과; 상기 누설동축케이블에 연결되어 상기 신호 결합장치에서 출력된 신호를 분배하고, 무선신호로 만들어 안테나를 통해 상기 지하 공간상에 송출하는 무선 송출부를 구비한다.

Description

지하 무선망 복합중계장치{UNDERGROUND RADIO NETWORK INTEGRATED REPEATER SYSTEM}

본 발명은 지하 무선망 복합중계장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 터널이나 광산의 갱도, 지하상가, 지하철 또는 지하주차장 등의 전파차단지역 및 전파 음영지역에서 라디오 방송신호(AM/FM)와 관리용 방송신호와 무선통신신호 및 지상파 DMB 방송신호를 누설 케이블(LCX CABLE)과 안테나 방식을 통해 복합적으로 중계할 수 있도록 한 지하 무선망 복합중계장치에 관한 것이다.

일반적으로 중계기는 방송, 이동통신 또는 무선통신망을 사용할 때에 산이나 빌딩 또는 지형지물 등에 의해 전파가 차단되거나 간섭되는 지역, 또는, 터널, 지하주차장 또는 지하철 등과 같이 전파도달이 어려운 전파 음영지역에서 발생하는 전파 불감현상을 해소하기 위해서 인근의 기지국으로부터 무선신호를 수신 및 증폭시켜 불감지역 내부로 신호를 전파함으로써, 방송, 이동통신 또는 무선통신망의 이용자에게 언제 어디서나 서비스를 받을 수 있는 통화지역으로 전환하는 장비이다.

따라서 각 방송국과 이동통신사업자 및 무선통신망을 운영하는 업체는 막대한 설치비와 운영비를 들여 지하에 중계기를 설치하고, 이를 운영하고 있으나, 아직도 많은 지하공간에서 무선통신을 사용하는 것은 불가능한 실정이다.

또한, 요즈음에는 심한 주차난으로 인해 지하주차장이 많이 건설되면서 지하에 상가 등의 공공 이용 구조물이 많이 설치되고 있으며, 지하에서 생활하는 인원의 증가와 함께 지하에서의 생활시간도 급격히 증가하고 있음은 이미 잘 알려진 사실이다.

따라서 터널, 지하주차장, 지하상가, 지하철 등의 전파 장애지역에서도 방송수신, 무선전화의 수신, 전파 불감 지역 생활인들의 안전을 위한 소방무선 신호의 수신이 원활히 이루어져야 한다.

이를 위해서 종래의 지하에 설치된 무선 중계장치들은, 각각의 방송 업체나 관리 업체들이 별도로 각각의 중계기를 설치하고, 해당 방송 업체나 관리 업체별로 자신이 송신하고자 하는 신호들만을 중계해주는 방식이다. 이때 지하 무선중계시스템은 각 신호의 특성에 따라 누설 동축케이블을 이용하여 지하에 신호를 중계해주거나 안테나를 이용하여 지하에 신호를 중계해주게 된다.

따라서 종래의 지하에 설치된 중계기는 각각의 신호 특성에 맞게 별도로 중계기가 설치되는 방식이므로, 하나의 중계기를 이용하여 서로 종류가 상이한 신호를 중계해줄 수 없는 단점이 있었다.

또한, 종래의 지하에 설치된 중계기는, 지하에 신호를 전송하는 방식이 동축케이블을 이용하거나 안테나만을 이용하는 단순한 방식으로서, 이를 복합적으로 이용할 수 없다는 단점도 있었다.

또한, 종래의 중계기는 무선 서비스가 다양화되면서 이미 보편화 된 지상파 DMB(Digital Multimedia Broadcasting)를 중계해줄 수 없는 단점도 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 지하 무선 중계기에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,

본 발명이 해결하려는 과제는, 터널이나 광산의 갱도, 지하상가, 지하철 또는 지하주차장 등의 전파차단지역 및 전파 음영지역에서 라디오 방송신호(AM/FM)와 관리용 방송신호와 무선통신신호 및 지상파 DMB 방송신호를 누설 케이블(LCX CABLE)과 안테나 방식을 통해 복합적으로 중계할 수 있도록 한 지하 무선망 복합중계장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 "지하 무선망 복합중계장치"는,

지상에 설치된 라디오 방송 수신 안테나를 통해 수신된 라디오 방송을 중계하는 AM/FM 중계기와;

상기 지상에 설치된 무선통신 안테나를 통해 수신된 무선통신 신호를 중계하는 무선통신 중계기와;

상기 지상에 설치된 지상파 DMB 안테나를 통해 수신된 지상파 DMB 신호를 중계하는 지상파 DMB 중계기와;

상기 지상에 설치된 소방 및 경찰 통신용 안테나를 통해 수신된 관리 무선신호를 중계하는 관리 무선중계기와;

상기 AM/FM 중계기와 무선통신 중계기와 지상파 DMB 중계기와 관리 무선중계기에서 각각 수신된 신호를 각각 대역 필터링하고, 상기 대역 필터링된 각각의 신호를 결합하고, 복합통신설비의 누설동축케이블에 결합시키기 위해 임피던스 정합을 수행한 후 출력하는 신호 결합장치와;

상기 신호 결합장치에서 출력된 신호를 지하 공간상에 송출하는 누설동축케이블과;

상기 누설동축케이블에 연결되어 상기 신호 결합장치에서 출력된 신호를 분배하고, 무선신호로 만들어 안테나를 통해 상기 지하 공간상에 송출하는 무선 송출부를 포함한다.

상기에서 신호 결합장치는,

수신된 신호를 대역 필터링하는 대역 필터와;

상기 대역 필터링된 각각의 신호를 결합하는 결합기와;

상기 결합기의 출력 신호를 누설동축케이블에 결합하도록 임피던스를 매칭하는 임피던스 정합회로를 포함한다.

상기에서 신호 결합장치는,

결합되는 신호의 주파수 대역에 따라 결합 신호 중 제일 낮은 주파수 대역을 사용하는 신호를 필터링하기 위한 저역 필터와,

상기 결합 신호 중 제일 높은 주파수 대역을 사용하는 신호를 필터링하기 위한 고역 필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 무선 송출부는,

상기 누설동축케이블을 통해 전달되는 신호를 증폭하는 라인 증폭기와;

상기 라인 증폭기를 통해 증폭된 신호를 신호 별로 분배하는 신호 분배기와;

상기 신호 분배기를 통해 분배된 신호를 지하 공간상에 방사하는 휩(Whip) 안테나를 포함한다.

상기에서 무선 송출부는,

상기 누설동축케이블의 길이에 비례적으로 그 설치 개수가 결정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 터널이나 광산의 갱도, 지하상가, 지하철 또는 지하주차장 등의 전파차단지역 및 전파 음영지역에서 라디오 방송신호(AM/FM)와 관리용 방송신호와 무선통신신호 및 지상파 DMB 방송신호를 누설 케이블(LCX CABLE)과 안테나 방식을 통해 복합적으로 중계할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 지하 무선망 복합중계장치의 전체 구성도.
도 2는 도 1의 신호 결합장치의 실시 예 구성도.
도 3은 도 1의 무선 송출부의 실시 예 구성도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 지하 무선망 복합중계장치의 전체 구성도로서, AM/FM 중계기(10), 무선통신 중계기(20), 지상파 DMB 중계기(30), 관리 무선 중계기(40), 신호 결합장치(50), 누설동축케이블(70), 무선 송출부(60) 및 분배기(80)로 구성된다.

AM/FM중계기(10)는 제1 전원 공급기(11)에 의해 구동용 전원을 공급받고, 지상에 설치된 라디오 방송 수신 안테나(1)를 통해 수신된 라디오 방송(AM: 531 ~ 1601KHZ, FM:88MHZ ~ 108MHZ)을 중계하게 된다.

무선통신 중계기(20)는 상기 지상에 설치된 무선통신 안테나(2)를 통해 수신된 무선통신 신호(430 ~ 470MHZ)를 중계하는 기능을 수행한다.

지상파 DMB 중계기(30)는 상기 지상에 설치된 지상파 DMB 안테나(3)를 통해 수신된 지상파 DMB 신호를 중계하는 역할을 수행하며, 관리 무선중계기(40)는 제2 전원 공급기(41)에 의해 구동용 전원을 공급받고 상기 지상에 설치된 소방 및 경찰 통신용 안테나(4)를 통해 수신된 관리 무선신호(220MHZ, 430 ~ 470MHZ)를 중계하는 기능을 수행한다.

신호 결합장치(50)는 상기 AM/FM 중계기(10)와 무선통신 중계기(20)와 지상파 DMB 중계기(30)와 관리 무선중계기(40)에서 각각 수신된 신호를 각각 대역 필터링하고, 상기 대역 필터링된 각각의 신호를 결합하고, 복합통신설비의 누설동축케이블(LCX CABLE)에 결합시키기 위해 임피던스 정합을 수행한 후 출력하게 된다.

여기서 신호 결합장치(50)는 도 2에 도시된 바와 같이, 수신된 신호를 대역 필터링하는 대역 필터(51)와; 상기 대역 필터링된 각각의 신호를 결합하는 결합기(52)와; 상기 결합기(52)의 출력 신호를 누설동축케이블(70)에 결합하도록 임피던스를 매칭하는 임피던스 정합회로(53)를 포함한다.

상기 대역 필터(51)는 도면에는 도시하지 않았지만 내부에, 결합되는 신호의 주파수 대역에 따라 결합 신호 중 제일 낮은 주파수 대역을 사용하는 신호를 필터링하기 위한 저역 필터와, 상기 결합 신호 중 제일 높은 주파수 대역을 사용하는 신호를 필터링하기 위한 고역 필터를 포함하는 것이 바람직하다.

누설동축케이블(70)은 상기 신호 결합장치(50)에서 출력된 신호를 지하 공간상에 송출하는 기능을 수행하며, 분배기(80)는 여러 개의 누설동축케이블에 신호를 분배하여 전달해주는 역할을 한다.

무선 송출부(60)는 상기 누설동축케이블(700에 연결되어 상기 신호 결합장치(50)에서 출력된 신호를 분배하고, 무선신호로 만들어 안테나를 통해 상기 지하 공간상에 송출하는 기능을 수행한다.

이러한 무선 송출부(60)는 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 누설동축케이블(70)을 통해 전달되는 신호를 증폭하는 라인 증폭기(61)와; 상기 라인 증폭기(61)를 통해 증폭된 신호를 신호 별로 분배하는 신호 분배기(62)와; 상기 신호 분배기(62)를 통해 분배된 신호를 지하 공간상에 방사하는 휩(Whip) 안테나(63)를 포함한다.

여기서 무선 송출부(60)는 상기 누설동축케이블(70)의 길이에 비례적으로 그 설치 개수가 결정되는 것이 바람직하다.

즉, 누설동축케이블(70)의 중간 중간에 무선 송출부(60)가 설치되는 데, 상기 누설동축케이블의 길이가 길면 길수록 무선 송출부(60)의 설치 개수도 증가하게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 지하 무선망 복합중계장치의 작용을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

AM/FM 중계기(10)는 지상에 설치된 라이오 신호 수신 안테나(1)를 통해 수신한 AM/FM 신호를 수신하여, 증폭, 신호 처리 등의 일반적인 처리를 수행한 후 다시 전송을 위한 중계 기능을 수행하게 된다.

아울러 무선통신 중계기(20)는 지상에 설치된 무선 통신신호 수신용 안테나(2)를 통해 수신한 무선 통신 신호를 증폭, 신호처리하고 이를 중계하기 위한 신호로 만들어 중계하게 된다.

또한, 지상파 DMB 중계기(30)는 지상에 설치된 지상파 DMB 수신 안테나(3)를 통해 수신한 지상파 DMB 신호를 신호처리하여 중계를 한다.

마찬가지로 관리 무선 중계기(40)도 지상에 설치된 관리 무선신호 수신 안테나(4)를 통해 수신한 소방 신호나 방범을 위한 경찰 신호 등을 증폭하고 신호처리하여 중계하게 된다.

여기서 AM/FM 중계기, 무선통신 중계기, 지상파 DMB 중계기 및 관리 무선 중계기는 기존 방송업체나 관리기관에서 설치한 중계기로서, 공지의 중계장치와 구성 및 작용이 동일하므로 자세한 언급은 생략한다.

신호 결합장치(50)는 상기 AM/FM 중계기(10), 무선통신 중계기(20), 지상파 DMB 중계기(30), 관리 무선 중계기(40)에서 각각 중계된 다양한 신호들을 대역 필터(51)를 통해 필터링하게 된다.

여기서 대역 필터(51)는 결합되는 신호의 주파수 대역에 따라 즉, 결합되는 신호 중 제일 낮은 주파수 대역을 사용하는 신호는 저역 필터로 필터링하고, 결합되는 신호 중 가장 높은 주파수 대역을 사용하는 신호는 고역 필터로 필터링하게 된다.

이렇게 필터링된 각각의 신호들은 결합기(52)에 입력되며, 결합기(52)는 입력되는 신호들의 상호 간섭없이 신호들을 결합하여 임피던스 정합회로(53)에 전달한다.

임피던스 정합회로(53)는 결합된 신호를 복합통신설비의 누설동축케이블(70)의 임피던스와 정합을 하여 누설동축케이블(70)로 결합 신호를 전달하게 된다.

결합된 신호는 분배기(80)를 통해 다양한 경로의 누설동축케이블(70)을 통해 지하 공간상에 방사가 이루어지며, 동시에 무선 송출부(60)를 통해 안테나를 이용하여 무선 신호로 공간상에 송출이 이루어진다.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 무선 송출부(60)의 라인 증폭기(61)는 누설동축케이블을 통해 입력되는 신호와의 정합을 하고, 입력 신호를 소정의 레벨로 증폭한다.

다음으로 신호 분배기(62)는 상기 라인 증폭기(61)를 통해 증폭된 신호를 각 신호별로 분배를 하게 된다. 여기서 신호 분배기(distributor)는 주파수로 신호를 분리하는 장치로서, 저 주파수 성분을 통과시키는 저역 필터와 고주파수 성분을 통과시키는 고역 필터를 이용하여 입력되는 다양한 신호를 주파수별로 분리하게 된다.

이렇게 분리된 신호는 연결된 휩 안테나(63)를 통해 지하 공간상에 무선신호로 송출된다. 여기서 휩 안테나(Whip antenna)는 회초리 모양의 짧고 휘어지기 쉽게 만들어진 금속선 안테나로서, λ/4의 수직 도선을 누설동축케이블에 접속하고 몸체를 접지로 사용한 초단파용 안테나이다.

다시 말해, 본 발명은 지상의 모든 신호를 지하에 설치된 중계기로 중계를 하고, 이러한 중계기들을 전부 결합장치로 결합한 후, 누설동축케이블과 안테나를 통해 동시에 지하 공간에 송출한다.

따라서 지하 공간의 사용자는 누설동축케이블을 통해 신호를 수신하거나 휩 안테나를 통해 신호를 중계받을 수 있어, 자신이 위치하는 장소나 휴대한 단말기에 따라 최적으로 지상의 모든 신호를 수신할 수 있게 되는 것이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

10… AM/FM 중계기
20… 무선 통신중계기
30… 지상파 DMB 중계기
40… 관리 무선 중계기
50… 신호 결합장치
60… 무선 송출부
70… 누설동축케이블

Claims (6)

1. 지상에 설치된 라디오 방송 수신 안테나를 통해 수신된 라디오 방송을 중계하는 AM/FM 중계기와;
   상기 지상에 설치된 무선통신 안테나를 통해 수신된 무선통신 신호를 중계하는 무선통신 중계기와;
   상기 지상에 설치된 지상파 DMB 안테나를 통해 수신된 지상파 DMB 신호를 중계하는 지상파 DMB 중계기와;
   상기 지상에 설치된 소방 및 경찰 통신용 안테나를 통해 수신된 관리 무선신호를 중계하는 관리 무선중계기와;
   상기 AM/FM 중계기와 무선통신 중계기와 지상파 DMB 중계기와 관리 무선중계기에서 각각 수신된 신호를 각각 대역 필터링하고, 상기 대역 필터링된 각각의 신호를 결합하고, 복합통신설비의 누설동축케이블에 결합시키기 위해 임피던스 정합을 수행한 후 출력하는 신호 결합장치와;
   상기 신호 결합장치에서 출력된 신호를 지하 공간상에 송출하는 누설동축케이블과;
   상기 누설동축케이블에 연결되어 상기 신호 결합장치에서 출력된 신호를 분배하고, 무선신호로 만들어 안테나를 통해 상기 지하 공간상에 송출하는 무선 송출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하 무선망 복합중계장치.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 신호 결합장치는,
   수신된 신호를 대역 필터링하는 대역 필터와;
   상기 대역 필터링된 각각의 신호를 결합하는 결합기와;
   상기 결합기의 출력 신호를 누설동축케이블에 결합하도록 임피던스를 매칭하는 임피던스 정합회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하 무선망 복합중계장치.
   
3. 제2항에 있어서, 상기 신호 결합장치는,
   결합되는 신호의 주파수 대역에 따라 결합 신호 중 제일 낮은 주파수 대역을 사용하는 신호를 필터링하기 위한 저역 필터와,
   상기 결합 신호 중 제일 높은 주파수 대역을 사용하는 신호를 필터링하기 위한 고역 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하 무선망 복합중계장치.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 무선 송출부는,
   상기 누설동축케이블을 통해 전달되는 신호를 증폭하는 라인 증폭기와;
   상기 라인 증폭기를 통해 증폭된 신호를 신호 별로 분배하는 신호 분배기와;
   상기 신호 분배기를 통해 분배된 신호를 지하 공간상에 방사하는 휩(Whip) 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하 무선망 복합중계장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 신호 분배기는 증폭된 신호를 주파수 대역으로 분리하여 신호를 분리하는 것을 특징으로 하는 지하 무선망 복합중계장치.
   
6. 제4항에 있어서, 상기 무선 송출부는,
   상기 누설동축케이블의 길이에 비례적으로 그 설치 개수가 결정되는 것을 특징으로 하는 지하 무선망 복합중계장치.

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