(57)【要約】【課題】  アンテナおよび信号増幅部をカバー体に一体に組み込んだ中継アンテナ装置において、信号増幅部が作動中に発生する熱を簡易にして、しかも効果的に放熱することができる中継アンテナ装置を提供する。【解決手段】  中継アンテナ装置３に内蔵された信号増幅部４を、アンテナ８を構成する主反射板８ｃの電波反射面に、アンテナ８の放射素子８ａと横並び、または主反射板８ｃの反射面の裏面側に取り付け、信号増幅部４の作動に伴い生じた熱を放熱する。【選択図】  図２
2006129373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送路によって伝送された信号を受けて該信号を増幅する信号増幅部と、
この信号増幅部によって増幅された前記信号を空間に放射するアンテナと、
これら信号増幅部およびアンテナをそれぞれ一体に収納して所定の設置用部材に固定するカバー体と
を具備した中継アンテナ装置であって、
前記アンテナは、前記信号増幅部から出力された前記高周波信号を電波として放射する放射素子と、
この放射素子と所定の間隙を空けて配設されて上記放射素子が位置する方向に該放射素子が放射した電波を反射する板状の反射板と
を備え、
前記信号増幅部は、上記反射板の前記放射素子から放射された電波を反射する反射面に前記放射素子と横並びまたは該反射板の前記反射面の裏面側に取り付けられて、この反射板によって前記信号増幅部の作動に伴い生じた熱を放熱することを特徴とする中継アンテナ装置。
【請求項２】
前記伝送路は、光ファイバまたは同軸伝送路からなる請求項１に記載の中継アンテナ装置。
【請求項３】
前記信号増幅部は、前記伝送路が光ファイバであるとき、該光ファイバによって伝送された光信号を電気信号に変換する光電変換部と、
この光電変換部で変換された電気信号を所定の高周波信号に変換して増幅する増幅部と
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の中継アンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放送電波等の無線信号を中継して不感地帯へ送出する中継アンテナ装置に係り、特にアンテナ本体および中継装置をそれぞれカバー体に一体に収納した中継アンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から電波を利用した公衆放送は、その多様性から重要なメディアとして位置付けられている。そのため送信アンテナ（放送塔）から送出される電波（放送波）の電界強度が低い地区、または電波（放送波）が届かないような地区のような、例えば山間地や離島等のいわゆる不感地帯へは、中継アンテナ装置を介して放送波の再送信が行われている。
この種の中継アンテナ装置を備えた放送中継システムとしては、共同受信システム、再送信システム、中継通信システム等が知られている（例えば、特許文献１、２を参照）。これらの放送中継システムは、例えば図４に示すように放送塔（図示せず）から送出された放送波を良好に受信できる場所に配置した受信アンテナ１により受信する。受信アンテナ１によって受信された放送波は、電気信号または光信号に変換されて、電気信号の場合は同軸伝送路によって、或いは光信号の場合は光ファイバ伝送路等の伝送路２によって不感地帯に位置付けられた再送信用の中継アンテナ装置３にそれぞれ伝送される。
【０００３】
例えば伝送路２が光ファイバ伝送路である場合、再送信用の中継アンテナ装置３は、光信号に変換されて伝送された放送波を受けて、いったん電気信号に変換した後、この電気信号（放送波）を所定の周波数の高周波信号に変換し、所定のレベルに増幅する信号増幅部４を介して、送信アンテナ５から不感地帯に向けて再送信する。
このような中継通信システムにおいて、再送信用のアンテナを取り付ける鉄塔等のほか、送信部を収容する局舎の建設する必要がない簡易な構成の無線通信装置が知られている（例えば、特許文献３を参照）。この無線通信装置は、再送信用のアンテナおよび信号増幅部（送信機）をカバー体の内部に一体に収納して構成したものである。
【０００４】
この種の中継通信システムは、信号増幅部が作動すると、この信号増幅部の損失によって熱が生じる。上述した中継通信システムは、アンテナと信号増幅部とを一体にしてカバー体の内部に収納しているため信号増幅部が作動することによって生じる熱をカバー体の外部に放熱する必要がある。例えばカバー体内部の温度の上昇を防ぐべくカバー体の表面積を大きくとり、カバー体表面の表面熱抵抗を低くして信号増幅部から生じる熱を自然空冷により効果的に放熱する等している。
【特許文献１】特開平１１−９８０８８号公報
【特許文献２】特開２０００−１９６５３５号公報
【特許文献３】特開２００３−２８３３４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上述した自然空冷を利用した中継通信システムにあっては、カバー体の容量が大きくなることが否めない。勿論、強制空冷装置を設けて信号増幅部から生じる熱を冷却するように構成すれば、カバー体の内容積を小さくすることも可能である。しかし、強制空冷装置を備えた中継通信システムは、自然空冷方式に比べて複雑な構成となる他、強制空冷装置によってカバー体内部にもたらされる塵芥の除去、強制空冷装置の保守等の手間がかかるという問題もある。
【０００６】
本発明は、このような従来の事情に基づいてなされたもので、その目的は、アンテナおよび信号増幅部をカバー体に一体に組み込んだ中継アンテナ装置において、信号増幅部が作動中に発生する熱を簡易にして、しかも効果的に放熱することができる中継アンテナ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した目的を達成すべく本発明に係る中継アンテナ装置は、伝送路によって伝送された信号を受けて該信号を増幅する信号増幅部と、この信号増幅部によって増幅された前記信号を空間に放射するアンテナと、これら信号増幅部およびアンテナをそれぞれ一体に収納して所定の設置用部材に固定するカバー体とを具備した中継アンテナ装置であって、
前記アンテナは、前記信号増幅部から出力された前記高周波信号を電波として放射する放射素子と、この放射素子と所定の間隙を空けて配設されて上記放射素子が位置する方向に該放射素子が放射した電波を反射する板状の反射板とを備え、
前記信号増幅部は、上記反射板の前記放射素子から放射された電波を反射する反射面に前記放射素子と横並びまたは該反射板の前記反射面の裏面側に取り付けられて、この反射板によって該信号増幅部の作動に伴い生じた熱を放熱することを特徴としている。
【０００８】
上述の中継アンテナ装置は、放射素子から放射される電波を反射する反射板において、電波の反射に影響がない部位、具体的には、放射素子の電波を反射する反射面に放射素子と横並びになるように信号増幅部を位置付ける。或いは、放射素子の反射面の裏面側に信号増幅部を取り付ける。このように構成した上述の中継アンテナ装置は、信号増幅部の作動に伴って生じる熱を板状の反射板により放熱する。
【０００９】
また、本発明に係る中継アンテナ装置において前記伝送路は、光ファイバまたは同軸伝送路から構成される。特に前記信号増幅部は、前記伝送路が光ファイバであるとき、該光ファイバによって伝送された光信号を電気信号に変換する光電変換部と、この光電変換部で変換された電気信号を所定の高周波信号に変換して増幅する増幅部とを備えることを特徴としている。
【００１０】
上述の中継アンテナ装置は、伝送路によって伝送される信号、具体的には放送中継用の信号が光信号または電気信号（高周波信号）のいずれであっても放送塔等からの電波を直接受信することのできない所謂、不感地帯へ放送波を中継する。
【発明の効果】
【００１１】
上述した本発明の中継アンテナ装置は、アンテナを構成する長尺の反射板を信号増幅部の放熱板として兼用している。このためカバー体の内部に収納された信号増幅部が作動して生じた熱を、反射板によって放熱することができる。つまり、本発明の中継アンテナ装置は、特別な放熱手段を設けることなく、簡易にして、しかも効果的に信号増幅部に生じた熱を放熱することができる。
【００１２】
また、本発明の中継アンテナ装置は、特別な放熱手段を有していないため、カバー体をコンパクトにすることが可能である。このため、本発明の中継アンテナ装置は、既存の電柱等の頂部近傍のような限られたスペースであっても設置することができると共に、コンパクトな構成故、周囲の景観を乱すこともない。
もちろん本発明の中継アンテナ装置は、伝送路により伝送された光信号を電気信号に変換する光電変換部と、この光電変換部で変換された電気信号を所定の高周波信号に変換して増幅する増幅部とを備えているので、伝送路が光ファイバであって、あるいは電気信号を伝送する同軸伝送路であっても対応可能である等の優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態に係る中継アンテナ装置について図面を参照しながら説明する。ちなみに図１〜図３は発明を実施する形態の一例であって、図中、図４と同一の符号を付した部分は同一物を表わし、基本的な構成は図４に示す従来の中継通信システムと同様である。尚、図１〜図３は、本発明に係る中継アンテナ装置の一実施形態を示すものであって、これらの図によって本発明が限定されるものではない。
【００１４】
さて図１は、地上ディジタル放送に本発明の一実施形態に係る中継アンテナ装置を適用した中継通信システムの概略構成を示すブロック図である。このブロック図は、伝送路２に光ファイバを用いた中継通信システムの概略構成を示している。具体的にこの中継通信システムには、図示しない送信局または中継局から光波長多重化伝送された信号の中から、所定の信号（放送波）を取り出す光多重信号分離装置２０が設けられている。或いは、本発明の中継通信システムは、たとえばＵＨＦ帯の電波を用いて図示しない送信局（送信塔）から送出された放送波を受信する受信アンテナ１および、この受信アンテナ１により受信された放送波を光信号に変換して、伝送路（光ファイバ）２に送出する光変調器２１を備えて構成される。
【００１５】
一方、不感地帯に配設される中継アンテナ装置３には、伝送路（光ファイバ）２によって伝送された放送波を、電気信号に変換する光電変換部（Ｏ／Ｅ変換部）６が設けられている。また中継アンテナ装置３は、上記Ｏ／Ｅ変換部６によって電気信号に変換された放送波を所定のレベルの出力信号に増幅する増幅器７を備え、Ｏ／Ｅ変換部６および増幅器７とからなる信号増幅部４を構成する。
【００１６】
この増幅器７は、例えば８チャンネル分の放送波（高周波信号）を増幅して出力するものである。ちなみに増幅器７のチャンネル毎の出力電力は、それぞれ０.１Ｗ程度である。
増幅器７によって増幅された放送波（高周波信号）は、アンテナ８によって不感地帯に送出される。このアンテナ８は、例えば図２に示すように菱形の板状アンテナ素子（放射素子）８ａからなるダイポールアンテナ８ｂを二素子備えた２ダイポールアンテナを形成すると共に、これらダイポールアンテナ８ｂの裏面側に２ダイポールアンテナがなすアンテナ面と平行に位置付けた平板状の主反射板８ｃとを備えて構成される。ちなみに上記２ダイポールアンテナは、主反射板８ｃの前面に２素子のダイポールアンテナ８ｂを所定の間隔で配置し、これら二素子のダイポールアンテナ８ｂに対し平行給電部８ｄの中央部からそれぞれ給電する形態を取る指向性アンテナである。
【００１７】
また、このダイポールアンテナ８ｂの裏面に設けられる主反射板８ｃは、各ダイポールアンテナ８ｂを形成する各放射素子８ａから放射される電波を反射することで、電波放射特性を前記主反射板８ｃの反射面に垂直な方向に向かう単一指向性をもたせている。また、主反射板８ｃの両側部にそれぞれ設けられた副反射板８ｅは、主反射板８ｃの両側部を介して廻り込む電波を抑える役割を担う。つまり、副反射板８ｅは、アンテナ８のサイドローブおよびバックローブをそれぞれ抑えることでアンテナ８の指向特性を高めることに寄与している。
【００１８】
詳しくは、各ダイポールアンテナ８ｂから放射される電波の周波数帯における中心周波数の波長をλとすれば、ダイポールアンテナ８ｂの長さを約０.７λに設定する。また、二素子のダイポールアンテナ８ｂの間隔は、約０.５λとする。一方、二素子のダイポールアンテナ８ｂと主反射板８ｃとの間隙は、約０.２８λとする。例えば我が国で適用される地上ディジタル放送の周波数帯域は、４７０ＭＨｚ（１３チャンネル）〜６６８ＭＨｚ（４５チャンネル）である。したがって、地上ディジタル放送の周波数帯域における中心周波数は、５６９ＭＨｚであり、波長は０.５２７ｍとなる。
【００１９】
また中継アンテナ装置３は、主反射板８ｃおよび副反射板８ｅと共に、前述したＯ／Ｅ変換部６と増幅器７およびダイポールアンテナ８ｂを覆って、これらを一体として収納するカバー体（レドーム）９に収納される。つまり主反射板８ｃおよび副反射板８ｅは、箱状形態のレドーム９を封止する蓋の役割を担う。ちなみにレドーム９は、電波透過性の良好な合成樹脂等から構成される。このように中継アンテナ装置３は、レドーム９と主反射板８ｃおよび副反射板８ｅとによって箱体を形成し、その内部にＯ／Ｅ変換部６、増幅部７およびダイポールアンテナ８ｂを収納し、雨風や雪、更には塵芥等からこれらのＯ／Ｅ変換部６、増幅器７およびダイポールアンテナ８ｂを保護すると共に、鉄柱１１等に取り付けた際に受けやすい風圧加重に対する構造的強度を確保している。
【００２０】
上述した構造をとる中継アンテナ装置３は、図２に図示しないが、主反射板８ｃの裏面側のレドーム９には、該中継アンテナ装置３を垂設された鉄柱やコンクリート柱等の柱１１の上部に取り付ける固定金具が設けられている。この固定金具は、例えば図３に示すようにレドーム９の裏面側に固定された可とう自在のバンド１０を備える。そして、このバンド１０を鉄柱等の柱１１の頂部近傍に巻き付けて固定することで中継アンテナ装置３が柱１１に保持される。勿論、中継アンテナ装置３は、柱１１に固定されるものに限られるものではなく、ビル等の屋上や建物の壁面部に設置してもかまわない。
【００２１】
また上述した中継アンテナ装置３は、各ダイポールアンテナ８ｂを大地面に対して水平に配置した水平偏波指向性アンテナを示したが、各ダイポールアンテナ８ｂを大地面に対して垂直に配置した垂直偏波指向性を有するアンテナであってもよい。或いは特に図示しないが、４ダイポールアンテナやループアンテナであってもかまわない。要は本発明の中継アンテナ装置３において、レドーム９内に収納されるアンテナは、所定の電気的特性を満たすアンテナであればよく、上述した２ダイポールアンテナに限定されるものではない。
【００２２】
概略的に上述したように構成された本発明の中継アンテナ装置が特徴とするところは、Ｏ／Ｅ変換部６および増幅器７とからなる信号増幅部４を、主反射板８ｃの反射面に前記ダイポールアンテナ８ｂと横並びまたは主反射板８ｃの反射面の裏面側に取り付けて、信号増幅部４の作動に伴って生じた熱を主反射板８ｃにより放熱する点にある。
このような特徴ある本発明の中継アンテナ装置は、主反射板８ｃを信号増幅部４の放熱板として兼用している。このためカバー体９の内部に収納された信号増幅部４の特に増幅器７が作動することによって生じた熱を、主反射板８ｃによって効果的に放熱することができる。つまり、本発明の中継アンテナ装置は、特別な放熱手段を設けることなく、簡易にして、しかも効果的に信号増幅部４に生じた熱を主反射板８ｃを介して放熱することができる。
【００２３】
また本発明の中継アンテナ装置は、信号増幅器の表面積よりも遙かに広い主反射板８ｃを放熱板としているので、信号増幅器の作動に伴って生じる熱を容易に放熱することができる。したがって本発明の中継アンテナ装置は、例えば不感地帯のエリアが広く、中継アンテナ装置の高周波出力電力を増加させたい場合であっても対応可能である。
尚、本発明の中継アンテナ装置は、図３に示すように主反射板８ｃにおける反射面の裏面側をカバー体９で覆うことなく外部に露出させて、この露出させた主反射板８ｃの裏面側にＯ／Ｅ変換部６や増幅器７、或いはＯ／Ｅ変換部６や増幅器７を作動させるための電源部（特に図示せず）を取り付けるように構成してもよい。この場合、中継アンテナ装置は、カバー体９の容積、高さを前述した実施形態に比べてより低く抑えることができるので、いっそうコンパクトな中継アンテナ装置を実現することができる。また、本発明の中継アンテナ装置は、コンパクトな形状故、例えば鉄柱や電柱等の柱１１における頂部近傍のような限られた場所であっても容易に取り付けることが可能であると共に、周囲景観等の美観を損ねることが少ない。更には、中継アンテナ装置は、カバー体９や主反射板８ｃを構成する材料も少なくて済み従来品に比べてコストを抑えることが可能となる。
【００２４】
ちなみに上述した光ファイバを用いた伝送路２は、専用に敷設したものではなく、例えば既存の伝送路を利用しても勿論かまわない。この場合、既存の伝送路を利用しているので、不感地帯まで新たに伝送路を配設する必要がない。このためコストを抑えつつ、簡易に中継通信システムを構築することができる。
尚、本発明の中継アンテナ装置は、上記した実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態にあっては、光波長多重信号を用い、放送局と中継アンテナ装置とを接続する伝送路２に光ファイバを用いた構成を例示したが、地上ディジタル放送のＵＨＦ帯の放送波を受信して中継してもかまわない。例えば従来の中継通信システムを表す図４に示すように受信アンテナ１によって受信した地上ディジタル放送の放送波を、図示しない増幅器７によって所定のレベルに増幅した後、同軸ケーブルで構成された伝送路２を介して中継アンテナ装置３に伝送してもよい。この場合、中継アンテナ装置３は、上述したＯ／Ｅ変換部６が不要である。
【００２５】
つまり、伝送路（同軸ケーブル）２によって伝送される信号は、高周波信号（電気信号）である。このため、中継アンテナ装置３が受けた高周波信号を所定のレベルに増幅した後、送信アンテナ５から不感地帯に向けて送出すればよい。勿論、本発明に係る中継アンテナ装置は、受信アンテナ１によって受信した地上ディジタル放送の放送波を一端低い周波数の高周波信号に変換して伝送路（同軸ケーブル）２に送出した後、中継アンテナ装置３において、再び元の周波数の高周波信号に変換して送信アンテナ５から不感地帯へ向けて再送信するように構成してもよい。
【００２６】
この場合、中継アンテナ装置は、伝送路２に同軸ケーブルを用いているので、光ファイバに比べて取り扱いが容易となる。また、中継アンテナ装置３にＯ／Ｅ変換部６を備える必要がないので、中継アンテナ装置３の大きさ（容積）をより小さくすることが可能である。このため、例えば鉄柱等の柱１１における頂部近傍のような限られた場所であっても容易に取り付けることが可能であるとともに、美観を損ねることがない。更に本発明の中継アンテナ装置は、カバー体９や主反射板８ｃを構成する材料も少なくてすみコストを抑えることができる。
【００２７】
その他、本発明の中継アンテナ装置は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係る中継アンテナ装置を適用した地上ディジタル中継システムの概略構成を示す図。
【図２】図１に示す中継アンテナ装置の具体的構成を示す斜視図。
【図３】図１に示す中継アンテナ装置の別の具体的構成を示す斜視図。
【図４】従来の放送中継システムの概略構成を示す図。
【符号の説明】
【００２９】
２      伝送路
３      中継アンテナ装置
４      信号増幅部
５      送信アンテナ
６      変換部
７      増幅器
８      アンテナ
８ａ    放射素子
８ｂ    ダイポールアンテナ
８ｃ    主反射板
８ｄ    平行給電部
８ｅ    副反射板
９      カバー体（レドーム）
【図１】
2006129373.tif 000003
【図２】
2006129373.tif 000004
【図３】
2006129373.tif 000005
【図４】
2006129373.tif 000006