JP3628548B2 - Signal relay device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建造物を介して、高広帯域信号の伝送を行うための信号中継装置に関するものである。特に、信号中継器の設置場所を容易に設定できる構成の信号中継装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
地上波、衛星放送波などのテレビの放送信号は、屋外のアンテナで受信し、各部屋へケーブルにより電気的に接続し、信号を伝送していた。しかし、ケーブルによる接続では、建物の壁に貫通口が必要で、そのための工事が必要であった。また建物の美観上も好ましくない状況となる場合があった。
【0003】
上記問題を解決するため、建物の非導電性部分である窓ガラスに相対抗して中継アンテナが設置され、衛星放送受信用中間周波信号中継装置によって、建物の外壁に貫通口を設けること無く情報の伝送を行なう方法が特開平4−172788号公報に示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術に示される窓ガラスのような場合では、透明であるために、中継アンテナを対抗して設置するのは容易であるが、一般の部屋間の壁、床、又は天井などの建造物は不透明であるため、相対抗する位置への設置は、非常に困難で、ましてや正確に相対抗する位置に設置を行うのは不可能であった。
【0005】
また窓ガラスのような場合では、均質な材料であるためにどの部分に設置しても電波信号が同じように伝送されるため問題ないが、建造物を通した信号の伝送では、建造物内部に、金属製の構造物(ボルトなど)や電力線配線、家屋の骨組み、骨組みの補強材等の電波を反射もしくは吸収して電波の伝送を妨げる障害物が存在し、場所によっては信号が反射、干渉により、正確な信号中継が行えないなどの問題があった。
【0006】
例として、一般的な日本家屋の場合、図7で示した骨組み構造が見られる。この構成では、壁の中に、柱501の骨組みの補強材505が存在し、電波を通さない領域が生じる。この補強材505は、表からは見えないので、補強材505を避けて、中継アンテナを対抗して設置するのに非常な困難を生じた。
【0007】
本発明は、以上の課題を解決し、中継アンテナを正確に相対抗する位置に設置でき、かつ、電波の伝送を妨げる障害物を避けて設置できる信号中継装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の信号中継装置は、相対抗するように建造物を挟んでとりつけられた送受信アンテナを用いて電波信号を伝送する信号中継装置において、受信機側のアンテナで受信される電波の強度を検知する手段を有することを特徴とする。
【0009】
ここで送受信アンテナを設置する建造物としては、部屋の壁、天井又は床などの平面部が好ましい。
【0010】
電波の強度を検知してアンテナの位置合わせをできるので、電波強度が最大となる位置に正確に設置できる。TV画像を見て位置合わせを行う場合は、TVの受信電波は、オートゲインコントローラ(AGC)で調整されてからTV画面に出力されるので、少々受信電波が弱くなっても、TV画面に障害は表れないので、相対抗する位置に正確に設置するのは、非常に困難である。
【0011】
また、使用する電波の周波数は10GHz〜90GHzが好ましい。1〜2GHzのような低い周波数では、電波のまわりこみが大きいため相対抗する位置に正確にアンテナを設置するのが困難になったり、また携帯電話等他の無線周波数の影響をうけやすく、アンテナの設置が困難である。10GHz〜90GHzの周波数は、指向性が高く直進性が高いので、位置あわせが正確に行なえることで最小の出力でシステムが使用でき、また他システムへの妨害を最小限にできると共に、別の効果として、この周波数帯域が空間での減衰、木材での減衰が比較的大きく、漏洩した電波が他のシステムへ妨害を与えることがより少なくなる利点がある。特に60GHzの無線周波数は、指向性の点から、屋内のデータ伝送に最適な周波数である。
【0012】
本発明の信号中継装置は、前記受信機側のアンテナで受信される電波の強度を検知する手段が、少なくとも音、光、画像のいずれかによって表示する部分を有することを特徴とする。
【0013】
光による表示は、光の強弱、点滅のピッチ、或いは点灯部の数、色で電波強度を表示することが好ましい。特に光の場合は設置後も継続して表示を続けることで環境の変化による伝送条件の変化がないか容易に確認ができ、必要に応じて設置位置の変更を行なうことができる長所がある。
【0014】
画像による表示は、電波の強度を数値化してTV画面表示することにより正確な位置の設定が可能であり、また、伝送信号の周波数帯域のスペクトル表示を行なうことにより、マルチパスによる受信障害の有無を表示することができ、より適切なアンテナ位置の設定が可能となる。
【0015】
音による表示は、音の強弱、高低、パルス音のピッチなどが好ましい。特に、送信アンテナの位置を調整しているときは受信アンテナ部を見ることができない場合が多いので音による表示であれば壁の向こうの音を聞くことが通常可能でありアンテナの設置が容易となる。また、受信機の設置の場合でも、家具の隙間など、手探りでの設置の場合で目視できない場合でも設置が可能となる。
【0016】
また、それらの組み合わせによって上記の長所を組み合わせることが可能であり、より適切な安定した中継器の設置、運用が可能となる。
【0017】
本発明の信号中継装置は、少なくとも受信機側または送信機側のいずれかのアンテナが、指向性を変化することのできるアンテナであることを特徴とする。
【0018】
建造物を介して、相対抗する位置に信号中継装置のアンテナを配置する時、当初、アンテナの指向性を弱くしておき、粗い位置合わせを行い、その後、徐々に指向性を強くし、細かい位置合わせを行うことで、位置合わせを容易に正確に行うことができる。最終的にはできるだけ指向性の高い状態でアンテナを使用することが好ましい。これは、前記に説明したように最小限度の出力で送信することで他のシステムへの妨害を最小限にすることが好ましいためである。
【0019】
本発明の信号中継装置は、信号中継装置のアンテナ周囲に、電波シールド体を配置することを特徴とする。
【0020】
電波シールド体としては、電波を吸収する電波吸収体、または電波を反射する電波反射体を用いることができる。あるいは、これらを組み合せて用いてもよい。
【0021】
中継器のアンテナ以外の筐体によって電波が多重反射されることでマルチパスが生じ、送受信機が正面で対抗する位置から少しずれたところに電波が弱くなる場所が生じ、位置あわせが困難になる場合があるが、反射波を電波吸収体で吸収することで位置合わせを容易に正確に行うことができる。また、別の効果として、電波の外部への漏洩を防ぐと共に、外部からの混信を防ぐ効果がある。その場合、電波吸収体と電波反射体を組み合わせることで、より効果を大きくすることができる。
【0022】
本発明の信号中継装置は、テレビの建造物に接する面に送信アンテナまたは受信アンテナを内蔵し、かつ内蔵した送信アンテナまたは受信アンテナの位置を変化できるようにしたことを特徴とする。
【0023】
建造物に接する面とは、壁掛け型のテレビの背面、もしくは据え付け型のテレビの底面を指す。当然、壁掛け型テレビの背面の場合は中継器のアンテナは隣の部屋の中継器と相対抗することとなり、据え付け型テレビの底面の場合は階下の部屋の中継器と相対抗することとなる。壁掛け型テレビの場合は、対抗する中継器が両方ともテレビに内蔵されたものである場合もありうる。
【0024】
これにより中継装置までのケーブル配線が不要となり、信号の伝達損失を低減できると共にケーブルの取り回しによる部屋の景観をそこなうことがない。つまり、送信機側をテレビに内蔵する場合は、信号をテレビで利用しているので中継器はその信号をそのまま利用できるわけであり、受信機側をテレビに内蔵する場合は相対抗する部屋から信号を伝送するのでテレビのある部屋の景観が良好に維持できることになる。また内蔵した双方のアンテナの位置がTVを動かすことなく移動可能とすることで、建造物内の障害物を避けて、アンテナの設置が可能となる。
【0025】
さらに、アンテナ周囲の電波シールド体をテレビの建造物に接する面に設置してもよく、これにより景観を害すること無く、電波シールド体をより広く設置することが可能となり位置あわせ、混信防止の面で効果が大きい。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【0027】
高速広帯域信号の伝送を行うため、高い無線周波数として、以下の実施の形態では、60GHz帯(通常59〜64GHz)のミリ波を用いた。60GHz帯のミリ波は、酸素・水素による吸収が大きく、隣接した家との間での遮断が用意であり、部屋間での伝送には、適した周波数である。
【0028】
(実施の形態1)
図1は、本発明の信号中継装置の一実施形態を示す概念図である。部屋の壁をはさんで、相対抗するようにとりつけられたアンテナを用いて電波信号を伝送する信号中継機及びその周辺機器が示されている。部屋の壁109は、建造物110で構成され、建造物110間は、ほとんど空洞になっているが所々に、電波を透過しない障害物である壁の補強材502が存在する。補強材以外にも金属製の構造物(ボルトなど)や電力線配線、家屋の骨組み等、電波を反射もしくは吸収して電波の伝送を妨げるものはすべて障害物となる。
【0029】
衛星放送はBSアンテナ120、CSアンテナ121で夫々受信し、ブロックコンバータ107で1〜2GHz帯の中間周波数帯に変換した後、同軸ケーブル123で信号中継装置の送信機101に配線する。
【0030】
送信機に伝送したデータは、アップコンバータ103で1〜2GHz帯から60GHz帯(59〜64GHz)に変換し、送信アンテナ105から受信機102に伝送した。受信アンテナ106で受けたデータは、ダウンコンバータ104で1〜2GHz帯の中間周波数に変換し、同軸ケーブル123でブロックコンバータ108に送りここで各信号に変換し、それぞれのTV受像機に伝送した。受信機102には、受信側のアンテナで受信する電波の強度を知るために、電波強度を表示する部分111を設置した。
【0031】
電波の強度を表示する部分111として、音の大きさで電波の強度がわかるようにした。音が最大となるように設置すればよく、容易に受信アンテナの設置を行うことができ、また建造物内の障害物502を避けて設置を行うこともできる。また、壁の向こうでも聞こえるような音量にすることで、送信アンテナの調整を行うことも容易となる。さらに、家具の隙間等、目視できないところにも設置が可能となり、設置範囲が広くなった。
【0032】
またTV等の画面を見ずに電波の最適伝送条件がわかるので、いちいち移動せずにアンテナの設置を行うことができる。TVの画像が写らない場合や、画像が乱れない程度に電波強度が低下した場合でも、アンテナの設置が可能となる。
【0033】
以上のように、アンテナと一体化された中継器の設置場所を決定する際、設置場所を動かした場合にその時々の電波強度がわかるため、相対抗する位置へのアンテナの設置が正確かつ容易となった。
【0034】
本実施形態では、音の強弱を用いたが、パルスの周期あるいは高低の変化でも、同様に容易に設置を行うことができる。
【0035】
(実施の形態2)
実施の形態1では電波の強度を表示する部分111として音を用いたが、音の代わりに光を用いた例について述べる。全体の装置構成は、図1と同様である。
【0036】
図2(a)は、LEDを用いたレベルメータを使用した場合のLED表示例である。図2(a)では、電波強度が131のラインまでLEDが点灯し、4mWの電波強度である。また同時に、最大電波強度を常時記憶してその強度位置を点灯するようにした。図2(a)では132が最大電波強度を示し、現在までの最大電波強度が7mWであることを示している。
【0037】
送信アンテナの正面位置から壁の面に沿ってXmm離れた地点での電波強度を測定したところ、壁の厚さが300mmの時、図2(b)のようになった。図2(b)の縦軸は、正面での最大Gainを0dBとし、最大値とのGainの差を表している。送信アンテナの正面位置から約50mm、70mm、90mm離れたところで、電波強度が強め合う地点があったが、最大電波強度が常に表示されることで、アンテナの最適位置への設置を容易に行うことができた。また、継続して最大電波強度をレベルメータで表示することにより、伝送条件の変化が一目でわかり、必要に応じて設定位置を調整することができた。
【0038】
上記実施の形態では、発光材料としてLEDを用いたが、電球など他の材料を用いても同様の結果が得られた。電波強度をLEDレベルメータで表示する代わりに、光の強弱、あるいは光の点滅の周期を用いて表示しても同様な結果が得られた。
【0039】
また、電波強度の数値をTV画像で表示してもよい。この場合、実際の電波強度がより正確にわかり、より正確に設置することができる。
【0040】
LEDのレベルメータ表示に加えて、実施の形態1で用いた音による表示を組み合わせて用いてもよい。LEDレベルメータだけでは送信機側の調整を行うことができなかったが、音の変化でも電波強度がわかるため、建造物の向こうでも音を聞きながら調整できるようになり、より正確に、容易に設置を行うことができる。また、調整後、実際に信号中継装置を使用する場合には、位置合わせに用いた音を消して使用するため、音による表示の場合には使用中の伝送条件の変化がわからなかったのが、レベルメータにより一目で確認でき、必要に応じて設定位置を調整することができるようになる。
【0041】
(実施の形態3)
つぎに、送信側のアンテナの指向性を変化させて正確に位置合わせをする例について述べる。
【0042】
図3(a)は、部屋の壁109をはさんで、相対抗するようにとりつけられたアンテナを用いて電波信号を伝送する信号中継機及びその周辺機器のブロック図である。全体構成図は図1と同様である。同軸ケーブル123から信号中継装置の送信機201に伝送されたデータは、壁を通して受信機102に伝送され、さらに同軸ケーブル123からデータ伝送される。
【0043】
送信機201から出力する電波の指向性は、変化できる構成とした。ここで用いた送信機201の構成の詳細図を、図3(d)に示す。送信アンテナ205の前にレンズ210が設置されている。60GHz程度高い無線周波数では、電波は光のようにふるまい、送信アンテナ205とレンズ210の距離を変えることで指向性を変化させることができる。実際には、アンテナ205の位置を、Bポイントから徐々にAポイントに移動させることで、指向性を変えることができた。フェイズドアレイアンテナを用いて電波の指向性を変化させてもよい。
【0044】
ビーム幅は、角度αで示した。ビーム幅は、一般的には最大Gainから−3dB下がった位置で定義されるが、本実施の形態では、−3dB下がったところではデータ伝送に問題を生じなかったので、最大Gainから−10dB下がった位置で定義を行い、特にその位置とアンテナの中心とを結んだ線でなすを角の2倍をαとして表した。送信アンテナ205の指向性が変化できず小さかったとき(図3(c))、最初の位置決めが非常に困難であったが、ビーム幅を140°に広げて受信装置102の位置をおおまかに決め(図3(a))、徐々にビーム幅を小さくしながら、電波強度が最大となるようにアンテナの位置の調整を行った結果、最適位置にアンテナを設置することができた(図3(b))。
【0045】
指向性を変化できることで、容易に最初の位置決めができ、短時間で装置の設置を行うことができる。また、位置合わせ後の実使用に際しては、信号中継装置間の不要電波を低減するように、指向性を再調整することで、より正確なデータ伝送ができる。
【0046】
(実施の形態4)
次に、信号中継機の周囲に電波シールド体を配置した場合の例について述べる。
【0047】
図4は、部屋の壁109をはさんで、相対抗するようにとりつけられたアンテナ105、106を用いて電波信号を伝送する信号中継機及びその周辺機器のブロック図である。装置構成は、無線電波で信号中継装置の送信機101にデータ伝送を行った。
【0048】
送信機にデータは、アップコンバータ103で1〜2GHz帯から60GHzに変換し、送信アンテナ105から受信機102に伝送した。受信アンテナ106で受けたデータは、ダウンコンバータ104で1〜2GHz帯の中間周波数に変換し、無線電波でTVまでデータ伝送した。
【0049】
受信機102には、受信側のアンテナで受信される電波の強度を表示する部分111を設置した。送信アンテナ105および受信アンテナ106の周囲には、電波シールド体301を配置した。電波シールド体301は、吸水樹脂でゲル状のものを密封したものからなる電波吸収体を建造物側に、金属板で構成した電波反射体を部屋側になるように構成した。
【0050】
電波シールド体301を設置したので、建造物内での不要電波の乱反射の低減、外部領域からの建造物内への不要波の侵入の低減、外部への不要波のもれの低減ができ、信号中継装置の位置合わせ時の電波強度測定の精度が向上し、正確な位置合わせが容易となった。また、不要波の低減で正確なデータ伝送を行うことができるようになった。
【0051】
電波吸収剤としては、木板を用いても、同様の結果が得られた。また電波反射体としては、導電性材料であればよく、メッシュでもよい。
【0052】
本実施の形態では、無線電波で、信号中継装置まで、データ伝送し、中継後、TVまで無線でデータ伝送を行ったが、このように無線電波を用いた場合でも、位置合わせを容易に正確に行うことができ、図1のように同軸ケーブルを用いた時と同様に信号中継を行うことができた。また別の効果として、無線電波を用いたことで、信号中継装置までの配線が不要となり、部屋の景観を損なうことがなかった。
【0053】
無線電波で信号中継装置までデータ伝送した例を示したが、同軸ケーブルを用いてデータ伝送を行っても、建造物内部での不要電波が低減され、容易に正確な位置合わせを行うことができる。
【0054】
また実施の形態3のように送信アンテナの指向性を変えて位置合わせを行った場合も、不要電波の干渉、反射が低減され、位置合わせの電波の強度の測定精度が上がり、装置の設置がより容易となった。
【0055】
本実施形態の建造物111の厚さは10mmで、60GHzでの電波減衰量は−8dBmであったが、10〜90GHzの範囲の信号を用いても、同様にアンテナの設置を行うことができた。
【0056】
(実施の形態5)
図5は、本発明の信号中継装置の別の実施形態を示す概念図である。図5(a)には、壁掛けTV401に信号中継装置の受信機102が内蔵された例の全体図を示し、図5(b)には、壁掛けTV401の背面図を示す。部屋の壁109に相対抗してアンテナが設置されるように、送信機101と壁掛けTV401を設置した。信号中継装置の構成は、図1と同様である。
【0057】
信号中継装置の送信機101から、壁掛けTV401に内蔵した受信機102にデータ伝送し、受信した電波は、壁掛けTV401に直接データ伝送を行った。壁掛けTV401に内蔵した受信機102の位置は、402の大きさの範囲で変えることができる構造とし、受信機102周辺には電波シールド体301を設けた。
【0058】
壁掛けTVまでの配線が不要となり、部屋の景観を維持することができた。また受信機102の位置が変化できるため、建造物内に障害物502があった場合も、壁掛けTV401を動かさず、受信機102を動かすだけで、建造物を避けて、容易にアンテナの設置を行うことができた。
【0059】
また部屋の景観を損なうことなく、電波シールド体301をより広く設置することができ、広く設置することで、効果的に不要波が低減され、信号中継装置の位置合わせを正確に容易に行うことができた。また、別の効果として、正確なデータ伝送を行うことができた。
【0060】
本実施の形態において、TV画面に電波信号の周波数帯域のスペクトル表示を行い、マルチパスによる受信障害の有り無しを表示してもよく、また電波強度を数値化して表示ししてもよい。より正確な位置合わせを行うことができる。
【0061】
また壁掛けTVに信号中継装置の両方が内蔵され、信号中継装置を相対抗するように設置した時も同様に、502を避けて、アンテナを容易に設置し、また正確な信号中継を行うことができた。
【0062】
(実施の形態6)
つぎに、信号中継装置を用いて、異なる階の間をデータ伝送する実施の形態を図6に示す。信号中継装置の受信機102はTV410に内蔵し、送信機101は、天井416に設置した。内蔵した受信機102の位置は可変で、受信機102周辺に電波シールド体を設けることは図5と同様である。
【0063】
日本家屋は、一般的に骨組みを形成している柱411、418、床板412、畳413で構成されている。電波強度表示がついているので、容易に信号中継装置を設置することができた。また、418のような電波を遮蔽する障害物となる柱が存在するときも、TV410を動かすことなく、柱を避けて、最適位置に容易に信号中継装置を設置することができた。また別の効果として、受信機からTVまでの配線が不要であるため、配線でのデータ損失がなくなり、より正確なデータ伝送を行うことができた。
【0064】
【発明の効果】
本発明の信号中継機によれば、中継機それぞれのアンテナの位置が同時に把握できない状況でも、容易に相対抗する位置にアンテナの設置を行うことができる。
【0065】
電波強度が検知でき、最大となる電波強度がわかるので、電波強度が最大となる位置に、アンテナ設置を行うことができる。
【0066】
またアンテナの周囲に電波シールド体を配置することで、不要波の建造物内での多重反射、建造物外への電波の漏洩、外部からの建造物内への電波の漏洩が低減され、電波強度の測定精度が向上し、位置合わせを容易に正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の信号中継装置示す概念図である。
【図2】本発明の光を用いた表示例および電波強度分布を示す図である。
【図3】本発明のアンテナの指向性を変化させる例を示す図である。
【図4】本発明の信号中継機の周囲に電波シールド体を配置した場合の例を示す図である。
【図5】本発明の信号中継装置の受信機が内蔵された壁掛けTVの例を示す図である。
【図6】本発明の信号中継装置を用いて異なる階の間をデータ伝送する例を示す図である。
【図7】一般的な日本家屋の骨組み構造を示す図である。
【符号の説明】
101、201…送信機
102…受信機
103…アップコンバータ
104…ダウンコンバータ
105、205…送信アンテナ
106…受信アンテナ
109…部屋の壁
110…建造物
111…電波強度を示す部分
131…LED点灯部分
132…最大電波強度を示すLED点灯部分
210…レンズ
301…電波シールド体
310…アンテナ
401…壁掛けTV
410…TV
411、418、501…柱
502…障害物
505…補強材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a signal relay device for transmitting a high-bandwidth signal through a building. In particular, the present invention relates to a signal repeater having a configuration in which the installation location of the signal repeater can be easily set.
[0002]
[Prior art]
Television broadcast signals such as terrestrial and satellite broadcast waves are received by an outdoor antenna, and are electrically connected to each room by cables to transmit signals. However, the cable connection required a through-hole in the building wall, and construction for that purpose was necessary. In addition, the aesthetics of the building may be unfavorable.
[0003]
In order to solve the above problem, a relay antenna is installed against the window glass, which is a non-conductive part of the building, and the intermediate frequency signal repeater for satellite broadcast reception provides information without providing a through-hole on the outer wall of the building. Japanese Laid-Open Patent Publication No. 4-172788 discloses a method for performing the transmission.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the case of the window glass shown in the prior art, since it is transparent, it is easy to install it against the relay antenna, but a structure such as a wall, a floor, or a ceiling between general rooms Since it is opaque, it has been very difficult to install in a position that opposes, and it is impossible to install in a position that opposes exactly.
[0005]
Also, in the case of window glass, since it is a homogeneous material, radio waves are transmitted in the same way no matter where it is installed, but there is no problem in transmitting signals through buildings. In addition, there are obstacles that interfere with radio wave transmission by reflecting or absorbing radio waves such as metal structures (bolts, etc.), power line wiring, house frames, frame reinforcements, etc. There was a problem that accurate signal relaying could not be performed due to interference.
[0006]
As an example, in the case of a general Japanese house, the framework structure shown in FIG. 7 can be seen. In this configuration, the
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a signal relay device that can be installed at a position where the relay antenna is opposed to each other accurately, and that can be installed avoiding obstacles that interfere with radio wave transmission.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The signal relay device of the present invention detects the strength of radio waves received by the antenna on the receiver side in a signal relay device that transmits radio signals using a transmission / reception antenna that is mounted with a building sandwiched against it. It has the means to do.
[0009]
Here, the building in which the transmission / reception antenna is installed is preferably a flat portion such as a wall, ceiling, or floor of a room.
[0010]
Since the antenna can be positioned by detecting the intensity of the radio wave, it can be accurately installed at the position where the radio wave intensity is maximum. When positioning is performed while viewing a TV image, the received radio wave of the TV is adjusted by an auto gain controller (AGC) and then output to the TV screen. Since it does not appear, it is very difficult to accurately place it in the position where it opposes.
[0011]
Further, the frequency of the radio wave used is preferably 10 GHz to 90 GHz. At low frequencies, such as 1 to 2 GHz, it is difficult to place the antenna accurately at the opposite position due to the large amount of radio waves, and it is easily affected by other radio frequencies such as mobile phones. Installation is difficult. Since the frequency of 10 GHz to 90 GHz has high directivity and high straightness, the system can be used with the minimum output by performing the alignment accurately, and interference with other systems can be minimized. As an effect, this frequency band has an advantage that the attenuation in space and the attenuation in wood are relatively large, and the leaked radio wave is less likely to interfere with other systems. In particular, a radio frequency of 60 GHz is an optimum frequency for indoor data transmission from the viewpoint of directivity.
[0012]
The signal relay device according to the present invention is characterized in that the means for detecting the intensity of the radio wave received by the antenna on the receiver side has a portion that displays at least one of sound, light, and an image.
[0013]
In the display by light, it is preferable to display the radio field intensity by the intensity of light, the pitch of blinking, the number of lighting parts, and the color. In particular, in the case of light, there is an advantage that it is possible to easily check whether there is a change in the transmission conditions due to a change in the environment by continuing the display after the installation, and to change the installation position as necessary.
[0014]
Display by image enables accurate position setting by digitizing radio wave intensity and displaying it on the TV screen. Also, by displaying the spectrum of the frequency band of the transmission signal, the presence or absence of multipath interference Can be displayed, and a more appropriate antenna position can be set.
[0015]
The sound display is preferably sound intensity, pitch, pulse sound pitch, or the like. In particular, when adjusting the position of the transmitting antenna, the receiving antenna part is often not visible, so if it is displayed with sound, it is usually possible to hear the sound over the wall, making it easier to install the antenna. Become. Moreover, even in the case of installation of a receiver, the installation can be performed even when it cannot be visually observed in the case of installation by groping such as a gap in furniture.
[0016]
Moreover, it is possible to combine the above advantages by combining them, and it is possible to install and operate a more appropriate and stable repeater.
[0017]
The signal relay apparatus according to the present invention is characterized in that at least either the antenna on the receiver side or the transmitter side is an antenna capable of changing directivity.
[0018]
When placing the antenna of the signal relay device through the building at a position that opposes, initially weaken the antenna directivity, perform rough alignment, and then gradually increase the directivity, fine By performing the alignment, the alignment can be performed easily and accurately. In the end, it is preferable to use the antenna with as high directivity as possible. This is because it is preferable to minimize interference to other systems by transmitting with the minimum power as described above.
[0019]
The signal relay device of the present invention is characterized in that a radio wave shield is disposed around the antenna of the signal relay device.
[0020]
As the radio wave shield, a radio wave absorber that absorbs radio waves or a radio wave reflector that reflects radio waves can be used. Or you may use combining these.
[0021]
Multipath is generated by the multiple reflection of radio waves by the casing other than the antenna of the repeater, and there is a place where the radio waves weaken at a position slightly deviated from the position where the transceiver is opposed to the front, making alignment difficult In some cases, the alignment can be easily and accurately performed by absorbing the reflected wave with the radio wave absorber. As another effect, there is an effect of preventing leakage of radio waves to the outside and preventing interference from the outside. In that case, the effect can be further increased by combining the radio wave absorber and the radio wave reflector.
[0022]
The signal relay device of the present invention is characterized in that a transmitting antenna or a receiving antenna is built in a surface in contact with a television building, and the position of the built-in transmitting antenna or receiving antenna can be changed.
[0023]
The surface in contact with the building refers to the rear surface of a wall-mounted television or the bottom surface of a stationary television. Naturally, in the case of the back of a wall-mounted television, the antenna of the repeater is opposed to the repeater in the next room, and in the case of the bottom of the stationary television, it is opposed to the repeater in the room below the floor. In the case of a wall-mounted television, there may be cases where both opposing repeaters are built in the television.
[0024]
This eliminates the need for cable wiring to the relay device, reduces signal transmission loss, and does not impair the view of the room due to cable routing. In other words, when the transmitter side is built in the television, the signal is used on the television, so the repeater can use the signal as it is. When the receiver side is built in the television, Since the signal is transmitted, the view of the room with the television can be maintained well. Further, since the positions of both built-in antennas can be moved without moving the TV, it is possible to install the antennas while avoiding obstacles in the building.
[0025]
In addition, the radio wave shield around the antenna may be installed on the surface in contact with the TV building, which makes it possible to install the radio wave shield more widely without harming the landscape, and to prevent interference and interference. The effect is great.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0027]
In order to transmit a high-speed broadband signal, a millimeter wave in the 60 GHz band (usually 59 to 64 GHz) was used as a high radio frequency in the following embodiments. The millimeter wave in the 60 GHz band is highly absorbed by oxygen and hydrogen, and is prepared to be cut off between adjacent houses, and is a suitable frequency for transmission between rooms.
[0028]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an embodiment of a signal relay device of the present invention. A signal repeater and its peripheral devices are shown that transmit radio signals using an antenna mounted so as to oppose each other across the wall of the room. The
[0029]
The satellite broadcast is received by the
[0030]
The data transmitted to the transmitter was converted from the 1-2 GHz band to the 60 GHz band (59-64 GHz) by the up-
[0031]
As the
[0032]
In addition, since the optimum transmission condition of radio waves can be known without looking at a screen of a TV or the like, the antenna can be installed without moving each time. The antenna can be installed even when the TV image is not captured or the radio wave intensity is reduced to such an extent that the image is not disturbed.
[0033]
As described above, when deciding the installation location of the repeater integrated with the antenna, when the installation location is moved, the radio wave intensity at that time can be known, so the antenna can be installed accurately and easily at a position that opposes It became.
[0034]
In this embodiment, the intensity of sound is used. However, the installation can be easily performed even in the case of a pulse period or a change in height.
[0035]
(Embodiment 2)
In the first embodiment, sound is used as the
[0036]
FIG. 2A shows an LED display example when a level meter using LEDs is used. In FIG. 2A, the LEDs are lit up to a line with a radio field intensity of 131, and the radio field intensity is 4 mW. At the same time, the maximum radio field intensity is always stored and the intensity position is lit. In FIG. 2A, 132 indicates the maximum radio field intensity, and the maximum radio field intensity up to now is 7 mW.
[0037]
When the radio wave intensity at a point X mm away from the front position of the transmitting antenna along the surface of the wall was measured, it was as shown in FIG. 2B when the wall thickness was 300 mm. The vertical axis in FIG. 2B represents the difference between the maximum value and the maximum gain on the front surface of 0 dB. There was a point where the radio wave intensity increased at a distance of about 50 mm, 70 mm, 90 mm from the front position of the transmitting antenna, but the maximum radio wave intensity is always displayed, so that the antenna can be easily installed at the optimum position. I was able to. Moreover, by continuously displaying the maximum radio field intensity with a level meter, changes in transmission conditions can be seen at a glance, and the setting position can be adjusted as necessary.
[0038]
In the said embodiment, although LED was used as a luminescent material, the same result was obtained even if it used other materials, such as a light bulb. Similar results were obtained when the radio wave intensity was displayed by using the intensity of light or the blinking period of light instead of displaying it with an LED level meter.
[0039]
Further, the numerical value of the radio wave intensity may be displayed as a TV image. In this case, the actual radio wave intensity can be known more accurately and can be installed more accurately.
[0040]
In addition to the LED level meter display, the sound display used in Embodiment 1 may be used in combination. Although it was impossible to make adjustments on the transmitter side using only the LED level meter, the radio wave intensity can be seen even when the sound changes, so it can be adjusted while listening to the sound over the building, making it more accurate and easy. Installation can be performed. In addition, when using the signal relay device after adjustment, the sound used for positioning is erased and used, so in the case of display by sound, the change in transmission conditions during use was not known. It can be confirmed at a glance by the level meter, and the set position can be adjusted as necessary.
[0041]
(Embodiment 3)
Next, an example in which alignment is performed accurately by changing the directivity of the transmitting antenna will be described.
[0042]
FIG. 3A is a block diagram of a signal repeater that transmits a radio wave signal using an antenna attached so as to oppose the
[0043]
The directivity of the radio wave output from the
[0044]
The beam width is indicated by an angle α. The beam width is generally defined at a position that is −3 dB lower than the maximum Gain. However, in this embodiment, no problem occurs in data transmission at the position −3 dB lower, so that the beam width decreases −10 dB from the maximum Gain. In particular, the angle between the angle and the line formed by connecting the position and the center of the antenna is expressed as α. When the directivity of the transmitting
[0045]
Since the directivity can be changed, the initial positioning can be easily performed, and the apparatus can be installed in a short time. Further, in actual use after alignment, more accurate data transmission can be performed by readjusting the directivity so as to reduce unnecessary radio waves between the signal relay apparatuses.
[0046]
(Embodiment 4)
Next, an example where a radio wave shield is arranged around the signal repeater will be described.
[0047]
FIG. 4 is a block diagram of a signal repeater that transmits radio
[0048]
Data was transmitted to the transmitter from the 1-2 GHz band to 60 GHz by the up-
[0049]
The
[0050]
Since the
[0051]
Similar results were obtained even when wood board was used as the radio wave absorber. The radio wave reflector may be any conductive material and may be a mesh.
[0052]
In this embodiment, data is transmitted wirelessly to the signal relay device, and then wirelessly transmitted to the TV after the relay. However, even when using the wireless radio wave, positioning is easily and accurately performed. The signal was relayed in the same manner as when the coaxial cable was used as shown in FIG. As another effect, the use of wireless radio waves eliminates the need for wiring to the signal relay device and does not impair the view of the room.
[0053]
Although an example was shown in which data was transmitted to a signal relay device using radio waves, unnecessary radio waves inside the building were reduced and accurate positioning could be performed easily even if data transmission was performed using a coaxial cable. .
[0054]
In addition, when positioning is performed by changing the directivity of the transmitting antenna as in the third embodiment, interference and reflection of unnecessary radio waves are reduced, the accuracy of measuring the strength of positioning radio waves is increased, and the installation of the apparatus is improved. It became easier.
[0055]
The thickness of the
[0056]
(Embodiment 5)
FIG. 5 is a conceptual diagram showing another embodiment of the signal relay device of the present invention. FIG. 5A shows an overall view of an example in which the
[0057]
Data was transmitted from the
[0058]
Wiring to the wall-mounted TV is no longer necessary, and the room landscape can be maintained. Since the position of the
[0059]
In addition, the
[0060]
In the present embodiment, the spectrum of the frequency band of the radio signal may be displayed on the TV screen to display the presence / absence of reception failure due to multipath, or the radio wave intensity may be digitized and displayed. More accurate alignment can be performed.
[0061]
Similarly, when both signal relay devices are built in the wall-mounted TV and the signal relay devices are installed so as to oppose each other, it is possible to avoid 502 and easily install the antenna and perform accurate signal relay. did it.
[0062]
(Embodiment 6)
Next, FIG. 6 shows an embodiment for transmitting data between different floors using a signal relay device. The
[0063]
A Japanese house is generally composed of
[0064]
【The invention's effect】
According to the signal repeater of the present invention, it is possible to easily install an antenna at a position that opposes even in a situation where the position of each antenna of the repeater cannot be grasped at the same time.
[0065]
Since the radio field intensity can be detected and the maximum radio field intensity is known, the antenna can be installed at the position where the radio field intensity is maximum.
[0066]
In addition, by placing a radio wave shield around the antenna, multiple reflections of unwanted waves inside the building, leakage of radio waves outside the building, and leakage of radio waves from outside to the building are reduced. Strength measurement accuracy is improved, and alignment can be performed easily and accurately.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a signal relay device of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a display example using light of the present invention and a radio wave intensity distribution.
FIG. 3 is a diagram showing an example of changing the directivity of the antenna of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing an example when a radio wave shield is arranged around the signal repeater of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing an example of a wall-mounted TV in which the receiver of the signal relay device of the present invention is built.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of data transmission between different floors using the signal relay device of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a framework structure of a general Japanese house.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
410 ... TV
411, 418, 501 ...
Claims (11)
受信機側のアンテナで受信される電波の強度を検知する手段を有し、
上記電波の周波数が10GHz〜90GHzであり、
少なくとも受信機側または送信機側のいずれかのアンテナが、指向性を変化することのできるアンテナであることを特徴とする信号中継装置。In a signal relay device that transmits a radio wave signal using a transmission / reception antenna that is mounted across a building so as to be opposed,
It has a means to detect the strength of the radio wave received by the receiver antenna,
The frequency of the radio wave is 10 GHz to 90 GHz ,
A signal relay apparatus characterized in that at least either the antenna on the receiver side or the transmitter side is an antenna capable of changing directivity .
受信機側のアンテナで受信される電波の強度を検知する手段を有し、
送信機が、無線電波でデータ伝送を受けるようになっており、
少なくとも受信機側または送信機側のいずれかのアンテナが、指向性を変化することのできるアンテナであることを特徴とする信号中継装置。In a signal relay device that transmits a radio wave signal using a transmission / reception antenna that is mounted across a building so as to be opposed,
It has a means to detect the strength of the radio wave received by the receiver antenna,
The transmitter is designed to receive data transmission via radio waves ,
A signal relay apparatus characterized in that at least either the antenna on the receiver side or the transmitter side is an antenna capable of changing directivity .
受信機側のアンテナで受信される電波の強度を検知する手段を有し、
上記電波の周波数が10GHz〜90GHzであり、
テレビの建造物に接する面に送信アンテナまたは受信アンテナを内蔵し、かつ内蔵した送信アンテナまたは受信アンテナの位置を変化できるようにしたことを特徴とする信号中継装置。 In a signal relay device that transmits a radio wave signal using a transmission / reception antenna that is mounted across a building so as to be opposed,
It has a means to detect the strength of the radio wave received by the receiver antenna,
The frequency of the radio wave is 10 GHz to 90 GHz,
A signal relay apparatus comprising a transmission antenna or a reception antenna built in a surface in contact with a building of a television, and a position of the built-in transmission antenna or reception antenna being changeable .
受信機側のアンテナで受信される電波の強度を検知する手段を有し、
送信機が、無線電波でデータ伝送を受けるようになっており、
テレビの建造物に接する面に送信アンテナまたは受信アンテナを内蔵し、かつ内蔵した送信アンテナまたは受信アンテナの位置を変化できるようにしたことを特徴とする信号中継装置。 In a signal relay device that transmits a radio wave signal using a transmission / reception antenna that is mounted across a building so as to be opposed,
It has a means to detect the strength of the radio wave received by the receiver antenna,
The transmitter is designed to receive data transmission via radio waves,
A signal relay apparatus comprising a transmission antenna or a reception antenna built in a surface in contact with a building of a television, and a position of the built-in transmission antenna or reception antenna being changeable .
受信機側のアンテナで受信される電波の強度を検知する手段を有し、
少なくとも受信機側または送信機側のいずれかのアンテナが、指向性を変化することのできるアンテナであることを特徴とする信号中継装置。 In a signal relay device that transmits a radio wave signal using a transmission / reception antenna that is mounted across a building so as to be opposed,
It has a means to detect the strength of the radio wave received by the receiver antenna,
A signal relay apparatus characterized in that at least either the antenna on the receiver side or the transmitter side is an antenna capable of changing directivity .
受信機側のアンテナで受信される電波の強度を検知する手段を有し、
テレビの建造物に接する面に送信アンテナまたは受信アンテナを内蔵し、かつ内蔵した送信アンテナまたは受信アンテナの位置を変化できるようにしたことを特徴とする信号中継装置。 In a signal relay device that transmits a radio wave signal using a transmission / reception antenna that is mounted across a building so as to be opposed,
It has a means to detect the strength of the radio wave received by the receiver antenna,
A signal relay apparatus comprising a transmission antenna or a reception antenna built in a surface in contact with a building of a television, and a position of the built-in transmission antenna or reception antenna being changeable .
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