(57)【要約】【目的】  本発明は、ハイブリッド接続器に関するもので、既に同軸線路のような低域線路が設置されている場所に、高域信号の転送をするため、別の高域線路を設置する不便性や費用の無駄を避けると共に、線路設置に制限がある場所でも高域信号の転送を可能とするものである。【構成】低域信号と高域信号のインピーダンスを同一化し、各々の信号に、非同一帯域信号を遮断し、信号損失なく、１つの線路で低域信号および高域信号の全てを転送可能とするものであり、異なるインピーダンス特性を持つ高域信号と低域信号が１つのインピーダンス線路により転送できるため、既存線路の活用性を高めると共に、エレベータなどのように線路の増設に制限のある場所にも簡単に設置が可能である。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々異なる線路により転送される高周波の高域信号及び低周波の低域信号のインピーダンスを同一化すると共に、非同一帯域信号遮断により信号損失なく、２つの信号をミキシングし、1つの線路を通して全ての転送を可能とするハイブリッド接続器において、高周波の高域信号を流す高域端子と、低周波の低域信号を流す低域端子と、前記高域信号と前記低域信号のミキシング信号を流すミキシング端子とを備え、前記高域端子と前記ミキシング端子の間に形成する高域ミキシング線路と、前記低域端子と前記ミキシング端子の間に形成する低域ミキシング線路とを具備し、前記ミキシング端子との接続通路としての高域ミキシング線路と低域ミキシング線路のいずれかにインピーダンス調節部が備えられ、チェビシェフインピーダンス整合理論により同一化した2つの信号の損失を最小化してミキシングできるように前記低域ミキシング線路に具備した1つ以上の高域遮断素子と、前記高域ミキシング線路に具備した1つ以上の低域遮断素子から構成されることを特徴とするハイブリッド接続器。
【請求項２】
第１項において、前記高域ミキシング線路及び前記低域ミキシング線路に印加され、転送されていない非同一帯域の信号によるノイズ防止及び接地のため、前記高域ミキシング線路には低域接地素子を、前記低域ミキシング線路には高域接地素子をそれぞれ具備してなることを特徴とするハイブリッド接続器。
【請求項３】
第１項又は第２項において、前記高域ミキシング線路に具備される低域遮断素子として使用される低容量コンデンサーによる遮断周波数を微調整できるように前記低域遮断素子の両端から分岐され、一定間隔を維持して配設されることで静電容量を維持する遮断周波数調節部を具備してなることを特徴とするハイブリッド接続器。
【請求項４】
既設の接続線路において、屋外側及び屋内側にそれぞれに、請求項１又は２記載のハイブリッド接続器が接続され、両ハイブリッド接続器のミキシング端子が対向するように設けられ、屋外側のハイブリッド接続器の入力側として低域端子と高域端子が構成され、屋内側でのハイブリッド接続器の出力側として低域端子と高域端子として構成され、該高域端子には携帯電話アンテナなどの受信器が具備されてなることを特徴とする中継システム。
【請求項５】
請求項４において、既設の前記接続線路は、ＴＶ共聴、ケーブルＴＶ、監視カメラ等の低域線路としてなることを特徴とする中継システム。
【請求項６】
請求項４又は５において、前記高域端子を転送する高域信号を携帯電話用の帯域信号としてなることを特徴とする中継システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気信号を相互の干渉がなく、結合又は分離するハイブリット接続器及びその中継システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、一般に、ケーブル又は監視カメラのように、周波数が５００〜６００ＭＨｚ以下の低域信号は、インピーダンス値が７５Ωの低域線路での使用と設定され、携帯用無線機器など（携帯電話機など）の周波数が８００ＭＨｚ以上の高域信号は、インピーダンス値が５０Ωの高域線路での使用と設定されている。
【０００３】
一方、上述のように携帯用無線機器は、５０Ωの高域線路が主に使用されるため、携帯用無線機器の受信が良好でない地下及び室内に、別の受信器（中継器、中継アンテナなど）を設置する場合、既存の同軸線路のような７５Ωの低域線路が使用できず、別に５０Ωの高域線路を設置する必要が生じるので、配線により外観上の問題点がある。
【０００４】
また、エレベータのように携帯用無線機器の受信状態が良好でない場所の場合は、別の受信器増設の必要があるが、管理規定上の理由で線路の増設が困難で受信器設置ができない問題点があった。また、インピーダンスマッチング用として特許文献１が存在するが、携帯用電話機配線（高域線路）と電源等回路配線（低域線路）とを共用させつつ整合させるという構成には適用できない不都合があった。
【特許文献１】特開２００４−３０４５２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、ハイブリッド接続器に関するものであって、１つ目の目的は、低域信号及び高域信号のインピーダンスを1つの信号として同一化し、各線路に非同一帯域信号を遮断することで、信号損失なく、1つの線路を通して低域と高域の信号全ての転送を可能とするハイブリッド接続器を具備している。これにより、既存の線路に異なるインピーダンスを持った信号を転送することが可能となり、線路の活用を最大にすると共に、エレベータのような線路増設に制限のある場所において、携帯用無線機器の受信器などの設置及び使用を可能とするものである。
【０００６】
また、本発明の２つ目の目的は、上記ハイブリッド接続器の各線路に、非同一帯域の信号を接地させる低・高域接地素子を具備し、ノイズの流れ込みを最小化する。さらに、本発明の３つ目の目的は、高域ミキシング線路に具備されている低域遮断素子の遮断周波数の微調整が可能な遮断周波数調節部が具備されていて、微細な帯域の信号を完全に遮断し、ノイズの流れ込みを最小化するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、発明者は上記課題を解決すべく鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の発明を、各々異なる線路により転送される高周波の高域信号及び低周波の低域信号のインピーダンスを同一化すると共に、非同一帯域信号遮断により信号損失なく、2つの信号をミキシングし、1つの線路を通して全ての転送を可能とするハイブリッド接続器において、高周波の高域信号を流す高域端子と、低周波の低域信号を流す低域端子と、前記高域信号と前記低域信号のミキシング信号を流すミキシング端子とを備え、前記高域端子と前記ミキシング端子の間に形成する高域ミキシング線路と、前記低域端子と前記ミキシング端子の間に形成する低域ミキシング線路とを具備し、前記ミキシング端子との接続通路としての高域ミキシング線路と低域ミキシング線路のいずれかにインピーダンス調節部が備えられ、チェビシェフインピーダンス整合理論により同一化した２つの信号の損失を最小化してミキシングできるように前記低域ミキシング線路に具備した１つ以上の高域遮断素子と、前記高域ミキシング線路に具備した1つ以上の低域遮断素子から構成されることを特徴とするハイブリッド接続器としたことにより、前記課題を解決した。
【０００８】
請求項２の発明は、第１項において、前記高域ミキシング線路及び前記低域ミキシング線路に印加され、転送されていない非同一帯域の信号によるノイズ防止及び接地のため、前記高域ミキシング線路には低域接地素子を、前記低域ミキシング線路には高域接地素子をそれぞれ具備してなることを特徴とするハイブリッド接続器としたことにより、前記課題を解決した。また、請求項３においては、第１項又は第２項において、前記高域ミキシング線路に具備される低域遮断素子として使用される低容量コンデンサーによる遮断周波数を微調整できるように前記低域遮断素子の両端から分岐され、一定間隔を維持して配設されることで静電容量を維持する遮断周波数調節部を具備してなることを特徴とするハイブリッド接続器としたことにより、前記課題を解決した。
【０００９】
請求項４の発明においては、既設の接続線路において、屋外側及び屋内側にそれぞれに、請求項１又は２記載のハイブリッド接続器が接続され、両ハイブリッド接続器のミキシング端子が対向するように設けられ、屋外側のハイブリッド接続器の入力側として低域端子と高域端子が構成され、屋内側でのハイブリッド接続器の出力側として低域端子と高域端子として構成され、該高域端子には携帯電話アンテナなどの受信器が具備されてなることを特徴とする中継システムとしたことにより、前記課題を解決した。
【００１０】
また、請求項５の発明においては、請求項４において、既設の前記接続線路は、ＴＶ共聴、ケーブルＴＶ、監視カメラ等の低域線路としてなることを特徴とする中継システムとしたことにより、前記課題を解決した。請求項６の発明においては、請求項４又は５において、前記高域端子を転送する高域信号を携帯電話用の帯域信号としてなることを特徴とする中継システムとしたことにより、前記課題を解決したものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明においては、既に同軸線路のような低域線路が設置されている場所に、高域信号の転送のために別の高域線路を設置する手間を軽減し、線路増設に制限のある場所においての高域信号の転送が可能である。つまり、本発明は低域信号および高域信号のインピーダンスを1つの信号として同一化し、各線路に、非同一帯域信号を遮断することで信号損失なく、1つの線路を通じて低域と高域信号の転送ができる利点があるというハイブリッド接続器を提供できる。
【００１２】
また、請求項２の発明においては、上記ハイブリッド接続器の各線路に非同一帯域信号を接地させる低・高域接地素子を具備していることである。請求項３の発明は、高域ミキシング線路に具備される低域遮断素子の遮断周波数の微調整が可能な遮断周波数調節部を具備していることである。このため、本発明は、帯域とインピーダンスが異なる２つの信号が、１つの線路を通じて転送されるようにハイブリッド接続器を具備している。これにより、異なるインピーダンス特性を持つ高域信号と低域信号を、１つのインピーダンス線路を通して転送することが可能となり、既存線路の活用性を高めると共に、エレベータなどのように線路増設に制限がある場所においても携帯用無線機器の受信器などの設置が可能となる効果がある。
【００１３】
また、本発明は、低域信号と高域信号を、インピーダンスを１つの信号に同一化し、各線路には、非同一帯域信号を遮断して信号損失なく、1つの線路で低域及び高域の信号を全て転送可能とするハイブリッド接続器を具備することで、既存の線路に異なるインピーダンスを持つ信号を転送可能とし、線路の活用を最大にすると共に、エレベータのように線路の増設に制限がある場所に携帯用無線器機などの設置を可能にできる。
【００１４】
また、ハイブリッド接続器の各線路に、非同一帯域の信号を接地させる低・高域接地素子を具備することで、各線路へのノイズの流れ込みを最小化にできる。なお、高域ミキシング線路に、低域遮断素子の遮断周波数を微調整する遮断周波数調節部を具備することで、微細な帯域の信号を完全に遮断し、ノイズの流れ込みを最小化にできる。
【００１５】
請求項４の発明では、既に同軸線路のような低域線路が設置されている場所に、高域信号の転送のために別の高域線路を設置する手間を極めて軽減し、線路増設に制限のある場所においても高域信号の転送でき、且つ安価な設備にて中継システムを提供できる。請求項及び５及び６においても、請求項４と同様な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図１乃至図３に基づいて説明する。特に、本発明は、各々異なるインピーダンスを持つ高域信号と低域信号が１つの線路を通じて転送でき、線路の設置を最小化できるものである。また、チェビシェフインピーダンス整合論理により、各々異なる線路により転送される高周波の高域信号と低周波の低域信号のインピーダンスを同一化すると共に、非同一帯域信号遮断により信号損失なく、２つの信号をミキシングし、１つの線路を通して全てが転送できるようにハイブリッド接続器（１００）を具備する。
【００１７】
該ハイブリッド接続器（１００）は、高周波の高域信号を印加する高域端子（１１０）と、低周波の低域信号を印加する低域端子（１２０）と、高域信号と低域信号がミキシングされ、そのミキシング信号を印加するミキシング端子（１３０）とを備えている。前記高域端子（１１０）と前記ミキシング端子（１３０）間に形成する高域ミキシング線路（１４０）と、前記低域端子（１２０）と前記ミキシング端子（１３０）間に形成する低域ミキシング線路（１５０）とが具備されている。前記ミキシング端子（１３０）との接続線路としての、高域ミキシング線路（１４０）と低域ミキシング線路（１５０）とのいずれかにインピーダンス調節部（１６１）が備えられている。該インピーダンス調節部（１６１）の存在にてチェビシェフインピーダンス整合理論により同一化するように構成されている。
【００１８】
また、該インピーダンス調節部（１６１）により同一化した２つの信号の損失を最小にし、ミキシングできるように低域ミキシング線路（１５０）に具備した１つ以上の高域遮断素子（１５１）と高域ミキシング素子（１４０）に具備した１つ以上の低域遮断素子（１４１）から構成されている。さらに、前記インピーダンス調節部（１６１）は、高域ミキシング線路（１４０）に具備され、インピーダンスが増加する場合、線路幅が徐々に狭まるように構成されている。又、低域ミキシング線路（１５０）にも同様に具備され、インピーダンスが減少する場合、線路幅が徐々に広まるように構成されている。
【００１９】
本発明は、高域ミキシング線路（１４０）と低域ミキシング線路（１５０）に入り、転送されない非同一帯域の信号によるノイズを防止する為にそれを接地できるよう高域ミキシング線路（１４０）には低域接地素子（１４２）が、低域ミキシング線路（１５０）には高域接地素子（１５２）がそれぞれ具備されている。
【００２０】
前記高域遮断素子（１５１）および高域接地素子（１５２）は、低周波数の低域信号は転送可能で、高周波数の高域信号は転送が不可能な低容量コイルを用いて実施される。また、前記低域遮断素子（１４１）および低域接地素子（１４２）は、高周波数の高域信号は転送が可能で、低周波数の低域信号は転送が不可能な低容量コンデンサーを用いて実施可能である。
【００２１】
本発明の他の実施形態としては、高域ミキシング線路（１４０）に具備されている低域遮断素子（１４１）に使用される低容量コンデンサーによる遮断周波数の微調整ができるように低域遮断素子（１４１）の両端から分岐され、一定間隔を維持して配設され、静電容量を維持する遮断周波数調節部（１４３）が具備されている。
【００２２】
前述したように、チェビシェフインピーダンス整合理論により、各異なる線路により転送される高周波数の高域信号及び低周波数の低域信号のインピーダンスを同一化すると共に、非同一帯域信号遮断による信号損失なく、２つの信号をミキシングし、1つの線路を通して全ての転送を可能とするハイブリッド接続器（１００）を具備している。該ハイブリッド接続器（１００）は、高周波の高域信号を流す高域端子（１１０）と、低周波の低域信号を流す低域端子（１２０）と、前記高域信号と前記低域信号のミキシング信号を流すミキシング端子（１３０）とを備えている。
【００２３】
また、前記高域端子（１１０）と前記ミキシング端子（１３０）の間に形成する高域ミキシング線路（１４０）と、前記低域端子（１２０）と前記ミキシング端子（１３０）の間に形成する低域ミキシング線路（１５０）とを具備している。前記ミキシング端子（１３０）との接続通路としての高域ミキシング線路（１４０）と低域ミキシング線路（１５０）のいずれかにインピーダンス調節部（１６１）が備えられ、前記チェビシェフインピーダンス整合理論により同一化した２つの信号の損失を最小化してミキシングできるように前記低域ミキシング線路（１５０）に具備した1つ以上の高域遮断素子（１５１）と、前記高域ミキシング線路（１４０）に具備した1つ以上の低域遮断素子（１４１）から構成されている。
【００２４】
前述したチェビシェフインピーダンス整合理論は、インピーダンスマッチング(Impedance Matching)方法の一つであり、チェビシェフ多重整合ともいう。
(1)集中素子を用いた整合[Matching with Lumped Elements]
(2) 単一-スタブチューニング[Single-Stub Tuning]
(3) 二重-スタブチューニング[Double-Stub Tuning]
(4) 1/4波長伝送線路[Quarter-Wave Transformer]
(5) 移項多重整合伝送線路[Binominal Multi-section Matching Transformer]
(6) チェビシェフ多重整合伝送線路[Chebyshev Multi-section Matching Transformer]
(7) テーパ線路[Tapered Lines]
【００２５】
チェビシェフ多重整合の特徴[Keynote of Chebyshev Multi-section Matching]としては、上記インピーダンスマッチング方法において、(1)〜(4)の方法は周波数帯域(frequency Range)が狭い特徴があり、(5)〜(7)の方法は周波数帯域(frequency Range)が比較的、広い特性があり、多重(Multi-section)の数を増やすほど周波数帯域は増加する。ここで、(5)の場合は、リプルは少ないが周波数帯域が相対的に狭く、(7)の方法は実現が難しい点があります。(6)のチェビシェフ多重整合の場合、若干のリプルはあるが、周波数帯域を広くでき、さらに設計も簡単で利用範囲が広いのが特徴である。チェビシェフ多重整合において、リプルは通常0.01dB〜1dB程度に設計します。リプルが大きくなるほど周波数帯域は増加するが、リターンロス（Return-Loss）が悪くなる特徴がある。
【００２６】
Hybrid-Diplexer（ハイブリッド接続器）に使用されたチェビシェフ整合としては、Hybrid-Diplexerの高帯域フィルタ(High-Pass-Filter)に適用されているチェビシェフ多重整合伝送線路は、一般的に移動通信に用いられる周波数を処理するために、多重整合伝送線路を３つにし、周波数帯域を800MHz〜2,200MHzとしました。なお、通過帯域のリプルは0.01dBとして設計したものである。
【００２７】
本ハイブリッド接続器（１００）を使った本発明の中継システムとしては、図４又は５に示すように、前記ミキシング端子（１３０）の接続線路が７５Ωの低域線路（２２０）の場合の既存の線路を利用するものである。具体的には、既に敷設されている接続線路としての、ＴＶ共聴、ケーブルＴＶ、監視カメラ等の低域線路（２２０）を利用するものである。そして、屋外などに敷設されている該低域線路（２２０）の一部に前記ハイブリッド接続器（１００）が、また、屋内側などに敷設されている該低域線路（２２０）の一部に前記ハイブリッド接続器（１００）がそれぞれ１台づつ備えられる。
【００２８】
このとき、重要なことは、屋外側でのハイブリッド接続器（１００）は、その入力側として低域端子（１２０）と高域端子（１１０）が構成され、その出力側がミキシング端子（１３０）として、１本の前記低域線路（２２０）に接続される。また、屋内側でのハイブリッド接続器（１００）は、その入力側としてミキシング端子（１３０）が、１本の前記低域線路（２２０）に接続される。また、出力側として低域端子（１２０）と高域端子（１１０）として構成される。
【００２９】
この中継システムの作用などについて説明する。図４又は５に示すように、携帯電話中継アンテナなどの中継器（３００）を通して受信され、屋外側でのハイブリッド接続器（１００）（図４の上側、図５の左側）の高域端子（１１０）に入力する高域信号は、徐々に線路の幅が狭まる形状のインピーダンス調節部（１６１）を通過することにより、そのインピーダンス値が徐々に増加し、７５Ωとなる。このように、高域信号のインピーダンス値が７５Ωとなり、低域信号のインピーダンスと同じ値になった状態で、各信号はそれぞれのミキシング線路を通ってミキシング端子（１３０）に転送される。なお、該ミキシング端子（１３０）に接続されている７５Ωの低域線路（２２０）により、２つの信号が同一のインピーダンスで同時に転送される。
【００３０】
インピーダンスが同一化された２つの信号が転送される場合、次に、屋内でのハイブリッド接続器（１００）（図４の下側、図５の右側）のミキシング端子（１３０）から高域端子（１１０）と低域端子（１２０）に分岐され転送される過程において、低域信号と高域信号のミキシング信号が高域ミキシング線路（１４０）に印加される場合、ミキシング信号の中、高域信号のみがコンデンサー素子で構成される低域遮断素子（１４１）を通過及び転送される。そして、徐々に線路の幅が広まる形状のインピーダンス調節部（１６１）を通過することにより、そのインピーダンス値が徐々に減少し、５０Ωとなる。高域端子（１１０）、高域線路（２１０）、携帯電話中継アンテナ（３１０）を介して高域信号を携帯電話機にて受信できる。
【００３１】
また、遮断された低域信号は、ノイズ引起し防止のため、低域接地素子（１４２）により接地誘導され消尽される。さらに、低域ミキシング線路（１５０）を通過するミキシング信号の中、低域信号のみがコイル素子で構成された高域遮断素子（１５１）を通過及び転送される。遮断された高域信号は、ノイズ引起し防止のため、高域接地素子（１５２）により接地誘導され消尽される。
【００３２】
図示しないが、本発明の中継システムにおいて、両ハイブリッド接続器（１００）の両ミキシング端子（１３０）間の接続線路が５０Ωである高域線路（２１０）の場合、図３に示すような本発明の他の実施形態のように、低域ミキシング線路（１５０）にインピーダンス調節部（１６１）を具備及び実施するものである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態を示す正面図である。
【図３】本発明の別の実施形態を示す正面図である。
【図４】本発明による使用状態を例示した中継システム略示図である。
【図５】本発明による使用状態を例示した中継システム概略構成図である。
【符号の説明】
【００３４】
１００:ハイブリッド接続器、１１０:高域端子、１２０:低域端子、
１３０:ミキシング端子、１４０:高域ミキシング線路、１４１:低域遮断素子、
１４２:低域接地素子、１４３:遮断周波数調節部、１５０:低域ミキシング線路、
１５１:高域遮断素子、１５２:高域接地素子、１６１:インピーダンス調節部、
２１０:高域線路、２２０:低域線路。
【図１】
2006180519.tif 000003
【図２】
2006180519.tif 000004
【図３】
2006180519.tif 000005
【図４】
2006180519.tif 000006
【図５】
2006180519.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成17年12月26日(2005.12.26)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、電気信号を相互の干渉がなく、結合又は分離するハイブリッド接続器及びその中継システムに関する。