アンテナ制御システム及びＢＳモデム
【課題】ＢＳモデムに接続された給電線の内部導体と外部導体が短絡した際に、当該短絡を即座に認識し、速やかに作業者に通知することが可能なアンテナ制御システム及びＢＳモデムを提供する。
【解決手段】ＡＩＳＧデバイス１７と、ＡＩＳＧデバイス１７に制御信号と電源信号を送信する制御装置１６と、給電線１２の途中に設けられ、制御装置１６から入力された制御信号を変調した変調信号と電源信号を給電信号に重畳して出力するＢＳモデム２と、ＢＳモデム２から入力された給電信号から変調信号と電源信号を分離し、変調信号を復調した制御信号と電源信号をＡＩＳＧデバイス１７に出力するアンテナモデム１４とを備え、ＢＳモデム２は、その電源信号を伝送する電源ライン４の途中に、電源ライン４に流れる電流が所定の閾値以上となったときに、給電線１２の短絡を検知し警報を発する短絡監視回路３を備えた。
【解決手段】ＡＩＳＧデバイス１７と、ＡＩＳＧデバイス１７に制御信号と電源信号を送信する制御装置１６と、給電線１２の途中に設けられ、制御装置１６から入力された制御信号を変調した変調信号と電源信号を給電信号に重畳して出力するＢＳモデム２と、ＢＳモデム２から入力された給電信号から変調信号と電源信号を分離し、変調信号を復調した制御信号と電源信号をＡＩＳＧデバイス１７に出力するアンテナモデム１４とを備え、ＢＳモデム２は、その電源信号を伝送する電源ライン４の途中に、電源ライン４に流れる電流が所定の閾値以上となったときに、給電線１２の短絡を検知し警報を発する短絡監視回路３を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＡＩＳＧ（Antenna Interface Standards Group）規格に準拠してアンテナの制御を行うアンテナ制御システム及びＢＳモデムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動通信用の無線基地局では、一般に、アンテナのチルト制御を遠隔制御により行えるようになっている。当初は、アンテナの制御方式としてメーカーごとに独自の方式を用いていたが、近年のＬＴＥ（Long Term Evolution）無線基地局などでは、アンテナの制御をＡＩＳＧ規格で行うことが多くなっている。ＡＩＳＧ規格は、アンテナの基本的な相互運用を確実にすべく標準化された規格である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
通常、無線基地局のアンテナや、アンテナの制御を行うＲＥＴ（Remote Electrical Tilt）ユニットなどのＡＩＳＧデバイス（ＡＩＳＧ端末機器）は、鉄塔の上部やビルの屋上など高い位置に配置される。他方、アンテナに給電を行う無線機や、ＡＩＳＧデバイスを制御する制御装置（ＡＩＳＧ制御装置）は、鉄塔の下部など低い位置に配置されるのが一般的である。ここで、制御装置は、ＡＩＳＧデバイスに制御信号（ＲＳ４８５規格信号）を送信し、ＡＩＳＧデバイスを制御してアンテナの制御を行うと共に、ＡＩＳＧデバイスに電源を供給するものである。
【０００４】
アンテナと無線機とは同軸ケーブルからなる給電線（ＲＦ給電線）により接続され、ＡＩＳＧデバイスと制御装置とはＡＩＳＧ規格に準拠した制御ケーブル（ＡＩＳＧ制御ケーブル）により接続されるので、例えばアンテナとＡＩＳＧデバイスを鉄塔の上部に、無線機と制御装置を鉄塔の下部に配置する場合には、鉄塔の上部から下部にわたって、給電線と制御ケーブルの２本のケーブルが敷設されることになる。
【０００５】
しかし、例えば数十ｍと高い鉄塔においては、鉄塔の上部から下部にわたってケーブルを敷設することは非常に手間がかかり、工事にかかるコストも高くなってしまう。この問題を解決するため、ＡＩＳＧ規格では、コアキシャルインターフェイス（Coaxial Interface）またはモデムオプション（Modem Option）と呼ばれる方式（以下、コアキシャルインターフェイス方式と呼称する）が規定されている。
【０００６】
図１４に示すように、コアキシャルインターフェイス方式を用いたアンテナ制御システム１４１では、アンテナ１０と無線機１１とを接続する給電線１２の途中に、ＢＳモデム１３とアンテナモデム１４と呼ばれる２つのモデムを設け、これらＢＳモデム１３とアンテナモデム１４を使用して、給電線１２を経由してＡＩＳＧデバイス１７用の制御信号や電源信号を伝送する。
【０００７】
ＢＳモデム１３は、無線機１１の近傍（例えば鉄塔の下部）に設けられ、制御ケーブル１５を介して制御装置（ＡＩＳＧ制御装置）１６が接続される。アンテナモデム１４は、アンテナ１０の近傍（例えば鉄塔の上部）に設けられ、制御ケーブル１５を介してＡＩＳＧデバイス１７が接続される。
【０００８】
図１５に示すように、ＢＳモデム１３では、制御装置１６から入力ＡＩＳＧコネクタ２１を介して入力された制御信号（ＲＳ４８５Ａ，ＲＳ４８５Ｂ）を、モデム回路２２にて変調して変調信号を生成し、その変調信号と制御装置１６から入力された電源信号とを合成回路２３で合成し、その合成した信号（ＡＩＳＧ信号という）をバイアスＴ回路（Bias Tee）２４に出力する。バイアスＴ回路２４は、直流遮断用のキャパシタ（容量素子）と交流遮断用のインダクタ（誘導素子）とを組み合わせて構成され、合成回路２３から入力されたＡＩＳＧ信号を、無線機１１から入力側ＲＦコネクタ２５を介して入力された給電信号（ＲＦ信号）に重畳して、出力側ＲＦコネクタ２６からアンテナ１０側の給電線１２に出力する。
【０００９】
図１６に示すように、アンテナモデム１４では、ＢＳモデム１３から入力側ＲＦコネクタ３１を介して入力された給電信号（ＡＩＳＧ信号を重畳した給電信号）をバイアスＴ回路３２に入力し、バイアスＴ回路３２にて、給電信号からＡＩＳＧ信号を分離する。分離後の給電信号は、出力側ＲＦコネクタ３３から、アンテナ１０側の給電線１２に出力される。バイアスＴ回路３２で分離されたＡＩＳＧ信号は、分離回路３４にてさらに変調信号と電源信号とに分離され、分離された変調信号はモデム回路３５で復調されて制御信号に戻され、その復調された制御信号と、分離回路３４で分離された電源信号とが、出力ＡＩＳＧコネクタ３６を介してＡＩＳＧデバイス１７に出力される。
【００１０】
ＢＳモデム１３のモデム回路２２と、アンテナモデム１４のモデム回路３５としては、同じ構成のものを用いるのが一般的である。図１７に示すように、モデム回路２２，３５は、ＲＳ４８５インターフェイス１７１に入力された制御信号（ＲＳ４８５規格信号）を、変調回路１７２で変調して変調信号を生成し、生成した変調信号を方向性結合器１７３から外部に出力するように構成されると共に、方向性結合器１７３に入力された変調信号を、復調回路１７４で復調して制御信号に戻し、ＲＳ４８５インターフェイス１７１から外部に出力するように構成されている。モデム回路２２，３５の電源回路１７５は、制御装置１６から供給される電源を利用し、入力される電源電圧をモデム回路２２，３５用の電圧に変換して、ＲＳ４８５インターフェイス１７１、変調回路１７２、復調回路１７４に出力するように構成されている。
【００１１】
このようなコアキシャルインターフェイス方式を採用することにより、鉄塔の上部から下部にわたって給電線１２のみを敷設すればよいこととなり、工事費も含めたアンテナ制御システムのトータルコストを大幅に抑制することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特表２０１０−５１９８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、従来のアンテナ制御システム１４１では、制御装置１６からＢＳモデム１３に電源供給された状態で、給電線１２の内部導体と外部導体とが直流的に短絡した場合、給電線１２に過大な直流電流が流れてしまうという問題がある。
【００１４】
給電線１２は同軸ケーブルからなり、接続作業時に内部導体と外部導体が剥き出しとなってしまうため、接続作業時に内部導体と外部導体が短絡してしまうことは十分に考えられる。また、作業者が給電線１２をアンテナモデム１４へ接続せずに、誤ってアンテナ１０に接続してしまう場合も考えられる。この場合、図１８に示すように、誤って接続したアンテナ１０が、内部導体と外部導体を内部で短絡した構造となっているものであれば、内部導体と外部導体の短絡が発生してしまう。
【００１５】
このような短絡が発生するのは給電線１２の接続作業時であるため、短絡が発生した際には付近に作業者がいる場合が多い。しかし、従来のアンテナ制御システム１４１では、ＢＳモデム１３に接続された給電線１２の内部導体と外部導体が短絡した際に、当該短絡を即座に認識して作業者に通知するような機能がなく、短絡に気が付くまでに時間を要する場合があった。
【００１６】
通常、電源ラインには過大電流を阻止する電流制限素子が挿入されていることが多いため、回路等の破損に至るケースは少ないが、短絡が発生した場合には速やかに作業者に通知して、対策を講じることが望ましい。
【００１７】
本発明は上記事情に鑑み為されたものであり、ＢＳモデムに接続された給電線の内部導体と外部導体が短絡した際に、当該短絡を即座に認識し、速やかに作業者に通知することが可能なアンテナ制御システム及びＢＳモデムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、ＡＩＳＧ規格に準拠してアンテナの制御を行うＡＩＳＧデバイスと、前記ＡＩＳＧデバイスに制御信号を送信し、前記ＡＩＳＧデバイスを制御して前記アンテナの制御を行うと共に、前記ＡＩＳＧデバイスに電源信号を送信する制御装置と、前記アンテナと該アンテナに給電を行う無線機とを接続する給電線の途中に設けられると共に、前記制御装置が接続され、前記制御装置から入力された制御信号を変調して変調信号を生成し、その変調信号と前記制御装置から入力された電源信号とを、前記無線機から入力された給電信号に重畳して、前記アンテナ側の前記給電線に出力するＢＳモデムと、前記ＢＳモデムよりも前記アンテナ側の前記給電線の途中に設けられると共に、前記ＡＩＳＧデバイスが接続され、前記ＢＳモデムから入力された給電信号から変調信号と電源信号とを分離すると共に、変調信号を復調して制御信号に戻し、制御信号と電源信号を前記ＡＩＳＧデバイスに、分離後の給電信号を前記アンテナ側の前記給電線に出力するアンテナモデムと、を備えたアンテナ制御システムにおいて、前記ＢＳモデムは、その電源信号を伝送する電源ラインの途中に、当該電源ラインに流れる電流を監視し、前記電源ラインに流れる電流が所定の閾値以上となったときに、前記給電線の短絡を検知し、警報を発する短絡監視回路を備えたアンテナ制御システムである。
【００１９】
前記短絡監視回路は、前記電源ラインの途中に設けられ、前記電源ラインに流れる電流が前記所定の閾値以上とならないように制限する電流制限素子と、該電流制限素子の入力側と出力側の電圧を比較する電圧比較回路と、該電圧比較回路が、前記電流制限素子の入力側の電圧よりも出力側の電圧が小さく、かつ、入力側の電圧と出力側の電圧の差が所定値以上と判断したとき、警報を発する警報手段と、を備えてもよい。
【００２０】
前記短絡監視回路は、前記電源ラインの途中に設けられ、前記電源ラインに流れる電流を検知し、当該検知した電流に応じた電圧を出力する電流検知回路と、該電流検知回路が前記所定の閾値の電流を検知した場合の出力電圧に相当する基準電圧を発生させる基準電圧発生回路と、前記電流検知回路の出力電圧と、前記基準電圧発生回路が発生させた基準電圧とを比較する電圧比較回路と、該電圧比較回路が前記電流検知回路の出力電圧が基準電圧より大きいと判断したとき、警報を発する警報手段と、を備えてもよい。
【００２１】
前記電圧比較回路は、コンパレータを有し、前記短絡監視回路は、前記コンパレータに入力される電圧が、前記コンパレータの許容電圧以下となるように制限する入力電圧制限手段をさらに備えてもよい。
【００２２】
前記警報手段は、発光手段を備え、光により警報を発するように構成されてもよい。
【００２３】
前記警報手段は、警告音発生手段を備え、音により警報を発するように構成されてもよい。
【００２４】
前記警報手段は、短絡アラーム信号を出力するように構成されてもよい。
【００２５】
前記短絡アラーム信号が、無電圧接点出力信号であってもよい。
【００２６】
前記短絡アラーム信号を受信したとき、前記制御装置から入力された制御信号を変調して変調信号を生成するモデム回路と、前記給電線との間の変調信号の伝送を遮断する変調信号遮断回路をさらに備えてもよい。
【００２７】
前記短絡アラーム信号を受信したとき、前記制御装置から入力された制御信号を変調して変調信号を生成するモデム回路への電源を遮断するモデム電源遮断回路をさらに備えてもよい。
【００２８】
外部で発生したサージ電圧から内部回路を保護するためのサージ保護回路をさらに備えてもよい。
【００２９】
また、本発明は、ＡＩＳＧ規格に準拠してアンテナの制御を行うＡＩＳＧデバイスと、前記ＡＩＳＧデバイスに制御信号を送信し、前記ＡＩＳＧデバイスを制御して前記アンテナの制御を行うと共に、前記ＡＩＳＧデバイスに電源信号を送信する制御装置と、前記アンテナと該アンテナに給電を行う無線機とを接続する給電線の途中に設けられると共に、前記ＡＩＳＧデバイスが接続され、入力された給電信号から変調信号と電源信号とを分離すると共に、変調信号を復調して制御信号に戻し、制御信号と電源信号を前記ＡＩＳＧデバイスに、分離後の給電信号を前記アンテナ側の前記給電線に出力するアンテナモデムと、を備えたアンテナ制御システムに用いられ、前記アンテナモデムよりも前記無線機側の前記給電線の途中に設けられると共に、前記制御装置が接続され、前記制御装置から入力された制御信号を変調して変調信号を生成し、その変調信号と前記制御装置から入力された電源信号とを、前記無線機から入力された給電信号に重畳して、前記アンテナ側の前記給電線に出力するＢＳモデムであって、その電源信号を伝送する電源ラインの途中に、当該電源ラインに流れる電流を監視し、前記電源ラインに流れる電流が所定の閾値以上となったときに、前記給電線の短絡を検知し、警報を発する短絡監視回路を備えたＢＳモデムである。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、ＢＳモデムに接続された給電線の内部導体と外部導体が短絡した際に、当該短絡を即座に認識し、速やかに作業者に通知することが可能なアンテナ制御システム及びＢＳモデムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施の形態に係るアンテナ制御システムの概略構成図であり、（ｂ）はＢＳモデムの概略構成図である。
【図２】（ａ）は図１（ｂ）のＢＳモデムに用いる短絡監視回路の概略構成図であり、（ｂ）はその回路構成図の一例を示す図である。
【図３】図２の短絡監視回路の一変形例を示す図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は、図２の短絡監視回路の一変形例を示す図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は、図２の短絡監視回路の一変形例を示す図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は、図２の短絡監視回路の一変形例を示す図である。
【図７】図２の短絡監視回路の一変形例を示す図である。
【図８】図２の短絡監視回路の一変形例を示す図である。
【図９】（ａ）は、短絡監視回路の他の実施の形態を示す概略構成図であり、（ｂ）はその回路構成図の一例を示す図である。
【図１０】図９の短絡監視回路で用いる電流検知回路の一例を示す概略構成図である。
【図１１】図９の短絡監視回路の一変形例を示す図である。
【図１２】（ａ），（ｂ）は、図１（ｂ）のＢＳモデムの変形例を示す概略構成図である。
【図１３】図１（ｂ）のＢＳモデムの変形例を示す概略構成図である。
【図１４】従来のアンテナ制御システムの概略構成図である。
【図１５】図１４の従来のアンテナ制御システムに用いる従来のＢＳモデムの概略構成図である。
【図１６】図１４の従来のアンテナ制御システムに用いるアンテナモデムの概略構成図である。
【図１７】図１５のＢＳモデム、図１６のアンテナモデムに用いるモデム回路の概略構成図である。
【図１８】ＢＳモデムから延びる給電線を誤ってアンテナに接続した際に、短絡が発生することを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００３３】
図１（ａ）は、本実施の形態に係るアンテナ制御システムの概略構成図であり、図１（ｂ）は、ＢＳモデムの概略構成図である。
【００３４】
図１（ａ）に示すように、アンテナ制御システム１は、ＡＩＳＧ規格に準拠してアンテナ１０の制御を行うＡＩＳＧデバイス１７と、ＡＩＳＧデバイス１７に制御信号を送信し、ＡＩＳＧデバイス１７を制御してアンテナ１０の制御を行うと共に、ＡＩＳＧデバイス１７に電源信号を送信する制御装置１６と、アンテナ１０とアンテナ１０に給電を行う無線機１１とを接続する給電線１２の途中に設けられた本発明のＢＳモデム２と、ＢＳモデム２よりもアンテナ１０側の給電線１２の途中に設けられたアンテナモデム１４と、を備えている。
【００３５】
ＡＩＳＧ規格では、＋１２Ｖ、−４８Ｖ、１０〜３０Ｖの３種類の電源が用意されており、＋１２Ｖ電源と−４８Ｖ電源が任意接続、１０〜３０Ｖ電源が必須接続とされている。ここでは、一例として、必須接続の１０〜３０Ｖ電源を使用する場合を説明する。
【００３６】
ＢＳモデム２は、制御装置１６から入力ＡＩＳＧコネクタ（オスコネクタ）２１を介して入力された制御信号を変調して変調信号を生成し、その変調信号と制御装置１６から入力された電源信号とを合成した信号（ＡＩＳＧ信号という）を、無線機１１から入力側ＲＦコネクタ２５を介して入力された給電信号に重畳して、出力側ＲＦコネクタ２６から、アンテナ１０側の給電線１２に出力するものである。ＢＳモデム２の詳細については後述する。入力ＡＩＳＧコネクタ２１は、ＡＩＳＧ規格に準拠した一般的なコネクタ（ＡＩＳＧコネクタ）であり、ＲＦコネクタ２５，２６は、一般的な同軸ケーブル用のコネクタである。
【００３７】
アンテナモデム１４は、ＢＳモデム２から入力側ＲＦコネクタ３１を介して入力された給電信号からＡＩＳＧ信号を分離すると共に、ＡＩＳＧ信号を変調信号と電源信号とに分離し、変調信号を復調して制御信号に戻し、制御信号と電源信号を出力ＡＩＳＧコネクタ３６からＡＩＳＧデバイス１７に、分離後の給電信号を出力側ＲＦコネクタ３３からアンテナ１０側の給電線１２に出力するものである。アンテナモデム１４は、従来より用いられている一般的なアンテナモデムであり、図６で説明したものと同じものである。出力ＡＩＳＧコネクタ３６は、ＡＩＳＧ規格に準拠した一般的なコネクタ（ＡＩＳＧコネクタ）であり、ＲＦコネクタ３１，３３は、一般的な同軸ケーブル用のコネクタである。
【００３８】
ＢＳモデム２は、無線機１１の近傍（例えば鉄塔の下部）に設けられ、制御ケーブル１５を介して制御装置１６が接続される。アンテナモデム１４は、アンテナ１０の近傍（例えば鉄塔の上部）に設けられ、制御ケーブル１５を介してＡＩＳＧデバイス１７が接続される。
【００３９】
制御ケーブル１５は、図示していないが、制御信号（ＲＳ４８５規格信号）を伝送する２本の制御信号線と、電源信号を伝送するための電源線とを備えている。本実施の形態では、１０〜３０Ｖ電源のみを使用するため、制御ケーブル１５としては、少なくとも、１０〜３０Ｖ電源線とＤＣリターン用の電源線の２本の電源線を備えたものを用いればよい。
【００４０】
制御ケーブル１５の両端には、オスコネクタ１５ａとメスコネクタ１５ｂがそれぞれ設けられている。また、制御装置１６には出力コネクタ（メスコネクタ）１６ａが、ＡＩＳＧデバイス１７には入力コネクタ（オスコネクタ）１７ａが設けられている。これらコネクタ１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１７ａは、ＡＩＳＧ規格に準拠した一般的なコネクタ（ＡＩＳＧコネクタ）である。なお、図示していないが、ＡＩＳＧデバイス１７には、出力コネクタ（メスコネクタ）が設けられており、複数台のＡＩＳＧデバイス１７をデイジーチェーン接続できるようになっている。
【００４１】
制御ケーブル１５のオスコネクタ１５ａを制御装置１６の出力コネクタ１６ａに接続し、その制御ケーブル１５のメスコネクタ１５ｂをＢＳモデム２の入力ＡＩＳＧコネクタ２１に接続することで、制御装置１６とＢＳモデム２とが制御ケーブル１５を介して接続される。また、ＢＳモデム２の入力側ＲＦコネクタ２５には、無線機１１から延びる給電線１２が接続され、これにより、無線機１１とＢＳモデム２とが給電線１２を介して接続される。
【００４２】
さらに、制御ケーブル１５のオスコネクタ１５ａをアンテナモデム１４の出力ＡＩＳＧコネクタ３６に接続し、その制御ケーブル１５のメスコネクタ１５ｂをＡＩＳＧデバイス１７の入力コネクタ１７ａに接続することで、アンテナモデム１４とＡＩＳＧデバイス１７とが制御ケーブル１５を介して接続される。また、アンテナモデム１４の出力側ＲＦコネクタ３３には、アンテナ１０に延びる給電線１２が接続され、これにより、アンテナモデム１４とアンテナ１０とが給電線１２を介して接続される。
【００４３】
さらにまた、給電線１２の一端をＢＳモデム２の出力側ＲＦコネクタ２６に接続し、その給電線１２の他端をアンテナモデム１４の入力側ＲＦコネクタ３１に接続することで、ＢＳモデム２とアンテナモデム１４とが給電線１２を介して接続される。
【００４４】
次に、ＢＳモデム２について説明する。
【００４５】
図１（ｂ）に示すように、ＢＳモデム２は、その電源信号を伝送する電源ライン（ここでは１０〜３０Ｖ電源を伝送する１０〜３０Ｖ電源ライン）４の途中に、当該電源ライン４に流れる電流を監視し、電源ライン４に流れる電流が所定の閾値以上となったときに、給電線１２の短絡を検知し、警報を発する短絡監視回路３を備えている。
【００４６】
より詳細には、ＢＳモデム２は、短絡監視回路３と、制御装置１６から入力ＡＩＳＧコネクタ２１を介して入力された制御信号を変調して変調信号を生成するモデム回路２２と、制御装置１６から入力ＡＩＳＧコネクタ２１を介して入力された電源信号と、モデム回路２２で生成した変調信号とを合成する合成回路２３と、合成回路２３で合成した信号（ＡＩＳＧ信号という）を、無線機１１から入力側ＲＦコネクタ２５を介して入力された給電信号に重畳して、出力側ＲＦコネクタ２６からアンテナ１０側の給電線１２に出力するバイアスＴ回路２４と、を備えている。短絡監視回路３は、入力ＡＩＳＧコネクタ２１と合成回路２３間の電源ライン４に設けられる。
【００４７】
入力ＡＩＳＧコネクタ２１の６番（１０〜３０Ｖ ＤＣ）のピン端子は、内部配線により短絡監視回路３の入力端子５に電気的に接続されると共に、モデム回路２２の電源回路に電気的に接続され、モデム回路２２に電源が供給されるようになっている。なお、ピン端子の番号は、ＡＩＳＧ規格により規定されている番号である（以下同様）。また、モデム回路２２は、図１７で説明したものと同じものである。短絡監視回路３の出力端子６は、内部配線により合成回路２３の電源信号の入力と電気的に接続される。
【００４８】
入力ＡＩＳＧコネクタ２１の３，５番（ＲＳ４８５Ａ，ＲＳ４８５Ｂ）のピン端子は、内部配線によりモデム回路２２の制御信号の入出力部（ＲＳ４８５インターフェイス）と電気的に接続され、モデム回路２２の変調信号の入出力部（方向性結合器）は、内部配線により合成回路２３の変調信号の入力と電気的に接続される。
【００４９】
次に、短絡監視回路３について説明する。
【００５０】
図２（ａ）に示すように、短絡監視回路３は、電源ライン４の途中（入力端子５と出力端子６との間）に設けられ、電源ライン４に流れる電流が所定の閾値以上とならないように制限する電流制限素子７と、電流制限素子７の入力側と出力側の電圧Ｖin，Ｖoutを比較する電圧比較回路８と、電圧比較回路８が、電流制限素子７の入力側の電圧Ｖinよりも出力側の電圧Ｖoutが小さく、かつ、入力側の電圧Ｖinと出力側の電圧Ｖoutの差が所定値以上と判断したとき、警報を発する警報手段９と、を備えている。電流制限素子７としては、ポリマー系ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）サーミスタ（所謂ポリスイッチ）等を用いることができる。
【００５１】
短絡監視回路３の具体的な回路構成の一例を図２（ｂ）に示す。
【００５２】
図２（ｂ）に示す短絡監視回路３では、電圧比較回路８は、出力段に電界効果トランジスタ（Field-Effect Transistor、以下ＦＥＴという）４２を備えたオープンドレイン型のコンパレータ４１と、電流制限素子７の入力側の電圧Ｖinを抵抗分割するために用いる２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２とからなる。
【００５３】
コンパレータ４１は、非反転入力端子４６に入力された電圧が反転入力端子４７に入力された電圧よりも大きいときには、ＦＥＴ４２のゲート端子にローレベル信号が入力されてＦＥＴ４２がオフ状態となり、逆に、非反転入力端子４６に入力された電圧が反転入力端子４７に入力された電圧よりも小さいときには、ＦＥＴ４２のゲート端子にハイレベル信号が入力されてＦＥＴ４２がオン状態となるものである。なお、図２（ｂ）では、説明を容易とするため、コンパレータ４１の内部回路のうちＦＥＴ４２のみを分けて描いている。
【００５４】
コンパレータ４１の正電源端子４３は正電源Ｖ＋に接続され、負電源端子４４は接地（０Ｖに接続）される。また、コンパレータ４１の出力端子４５は、警報手段９であるＬＥＤ９ａと、ＬＥＤ９ａに流れる電流を制限するための抵抗Ｒ３とを介して、正電源Ｖ＋に電気的に接続される。つまり、この短絡監視回路３では、警報手段９は、発光手段であるＬＥＤ９ａからなり、光により警報を発するよう構成されている。なお、ＬＥＤ９ａは、可視光型のものを用い、装置外から視認できるように実装する必要がある。
【００５５】
また、短絡監視回路３では、電流制限素子７の出力側の電圧Ｖoutをコンパレータ４１の非反転入力端子４６に直接入力し、電流制限素子７の入力側の電圧Ｖinを、抵抗Ｒ１，Ｒ２により抵抗分割し、その抵抗分割した電圧Ｖin’を、コンパレータ４１の反転入力端子４７に入力するように構成している。抵抗分割後の電圧Ｖin’は、下式（１）
Ｖin’＝Ｖin・Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２） ・・・（１）
となり、電流制限素子７の入力側の電圧Ｖinよりも低くなる。
【００５６】
抵抗Ｒ１，Ｒ２は、電流制限素子７による電圧降下分をＶｄ（＝Ｖin−Ｖout）とすると、下式（２）
Ｖｄ＜Ｖin−Ｖin’ ・・・（２）
を満足するように設定される。つまり、抵抗Ｒ１，Ｒ２は、抵抗分割後の電圧Ｖin’が、電流制限素子７の入力側の電圧Ｖinから電流制限素子７による電圧降下分を減じた値（つまり正常時の出力側の電圧Ｖout）よりも小さくなるように、適宜設定される。
【００５７】
短絡監視回路３では、給電線１２に短絡が発生していない正常時には、電流制限素子７による電流制限が行われないので、電流制限素子７の入力側の電圧Ｖinと出力側の電圧Ｖoutは殆ど同じ値となり、入力側の電圧Ｖinを抵抗分割した電圧Ｖin’は出力側の電圧Ｖoutより低くなる。その結果、コンパレータ４１のＦＥＴ４２がオフ状態となりＬＥＤ９ａに電流は流れない。
【００５８】
他方、給電線１２にて短絡が発生した短絡時には、電流制限素子７による電流制限が行われるので、電流制限素子７の出力側の電圧Ｖoutが大きく低下し、入力側の電圧Ｖinと出力側の電圧Ｖoutとの電位差が大きくなる。その結果、コンパレータ４１のＦＥＴ４２がオン状態となり、ＦＥＴ４２のドレイン端子とソース端子が導通して出力端子４５が接地電位になるので、ＬＥＤ９ａに電流が流れて、光による警報が実行される。
【００５９】
このように、短絡監視回路３では、電流制限素子７の入力側の電圧Ｖinを抵抗Ｒ１，Ｒ２により抵抗分割した電圧Ｖin’と、電流制限素子７の出力側の電圧Ｖoutを、オープンドレイン型のコンパレータ４１により比較し、後者が前者より低い電圧であることを検知した際に、コンパレータ４１の出力端子４５に接続したＬＥＤ９ａに、抵抗Ｒ３により制限された電流が流れて、ＬＥＤ９ａが発光するようになっている。
【００６０】
なお、ここでは、コンパレータ４１の出力端子４５と正電源Ｖ＋との間に、直接ＬＥＤ９ａを挿入する場合を説明したが、これに限らず、図３に示すように、コンパレータ４１の出力端子４５に、ＬＥＤ９ａを点灯もしくは点滅させるＬＥＤ駆動回路４８を接続し、ＬＥＤ駆動回路４８を介してＬＥＤ９ａを点灯もしくは点滅させるようにしてもよい。
【００６１】
また、ここでは、警報手段９として発光手段であるＬＥＤ９ａを用いる場合を説明したが、警報手段９は、装置付近にいる人が異常を認識できる手段であればどのようなものでも構わない。例えば、図４（ａ）に示すように、警報手段９として、警告音発生手段であるブザー９ｂを用い、音により警報を発するように警報手段９を構成してもよい。また、図４（ｂ）に示すように、警報手段９として、ＬＥＤ９ａとブザー９ｂの両方を用い、光と音により警報を発するように警報手段９を構成してもよい。
【００６２】
さらには、図５（ａ）に示すように、コンパレータ４１の出力をそのまま短絡アラーム信号として外部に出力するように構成してもよい（この場合、コンパレータ４１が警報手段９を兼ねることになる）。また、図５（ｂ）に示すように、コンパレータ４１の出力端子４５と正電源Ｖ＋との間に継電器（リレー回路）９ｃを設けて、短絡アラーム信号を無電圧接点出力信号とすることも可能である。
【００６３】
短絡アラーム信号を外部に出力するよう警報手段９を構成することで、遠隔地点で短絡アラーム信号を受信することが可能となるので、遠隔地点における監視が可能となる。なお、継電器９ｃを用いる場合は、継電器９ｃの接点開放時にコイルで生じる電流がコンパレータ４１等の他の回路に影響を与えないように、継電器９ｃの入出力端子間に、出力側から入力側（図示下側から上側）に電流を流すようにダイオード９ｄを設けるとよい。
【００６４】
なお、正電源Ｖ＋の電圧が低い場合など、コンパレータ４１に入力できる電圧（許容電圧）が低い場合には、図６，７に示すように、短絡監視回路３に、コンパレータ４１に入力される電圧が、コンパレータ４１の許容電圧以下となるように制限する入力電圧制限手段４９をさらに備えてもよい。
【００６５】
図６（ａ）に示す短絡監視回路３は、電流制限素子７の入力側の電圧Ｖinを抵抗Ｒ１，Ｒ２で抵抗分割して、その抵抗分割した電圧Ｖin’をコンパレータ４１の反転入力端子４７に入力すると共に、電流制限素子７の出力側の電圧Ｖoutを抵抗Ｒ３，Ｒ４で抵抗分割して、その抵抗分割した電圧Ｖout’をコンパレータ４１の非反転入力端子４６に入力するように入力電圧制限手段４９を構成したものである。この場合、正常時にＶin’＜Ｖout’となるように、各抵抗Ｒ１〜Ｒ４を設定する必要がある。
【００６６】
図６（ｂ）に示す短絡監視回路３は、図６（ａ）において、抵抗Ｒ２，Ｒ４に替えて、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２を挿入し、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２によりコンパレータ４１への入力電圧を制限するように入力電圧制限手段４９を構成したものである。この場合、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２のツェナー電圧をＶZD1、ＶZD2とすると、正常時にＶin’＜Ｖout’となるように、ＶZD1＜ＶZD2とする必要がある（例えば、ＶZD1＝２Ｖ、ＶZD2＝３Ｖとする）。なお、ツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧ＶZD2は、給電線１２の短絡時の電流制限素子７の出力側の電圧Ｖoutより高い電圧とする必要がある。
【００６７】
図７に示す短絡監視回路３は、図６（ｂ）において、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２により制限した電圧を、さらに抵抗分割してからコンパレータ４１へ入力するように入力電圧制限手段４９を構成したものである。
【００６８】
図７の短絡監視回路３では、ツェナーダイオードＺＤ１で制限した電圧Ｖin’をさらに抵抗Ｒ５，Ｒ６で抵抗分割し、その抵抗分割した電圧Ｖin”を反転入力端子４７に入力するように構成し、かつ、ツェナーダイオードＺＤ２で制限した電圧Ｖout’をさらに抵抗Ｒ７，Ｒ８で抵抗分割し、その抵抗分割した電圧Ｖout”を非反転入力端子４６に入力するように構成している。この場合、正常時にＶin”＜Ｖout”となるように、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２と抵抗Ｒ１，Ｒ３，Ｒ５〜Ｒ８を設定する必要がある。なお、抵抗Ｒ５〜Ｒ８によりＶin”，Ｖout”を調整できるので、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２としては、ツェナー電圧が等しいものを用いても構わない。ただし、図６（ｂ）の場合と同様に、ツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧ＶZD2は、給電線１２の短絡時の電流制限素子７の出力側の電圧Ｖoutより高い電圧とする必要がある。
【００６９】
なお、図２〜７では、抵抗による電圧降下を利用したり、あるいは、ツェナーダイオードにより電圧を制限することで、電流制限素子７の入力側の電圧Ｖinを低下させてコンパレータ４１に入力するように構成したが、これに限らず、図８に示すように、電流制限素子７の入力側からコンパレータ４１の反転入力端子４７に至るラインの途中に、一定電圧を降下させる素子Ｂ１を挿入してもよい。
【００７０】
この場合、電流制限素子７の両端電圧（電圧降下分、Ｖin−Ｖout）が、素子Ｂ１での降下電圧ＶB1を上回ったときに、短絡と認識して警報を発することになるので、素子Ｂ１での降下電圧ＶB1は、電流制限素子７による電圧降下分Ｖｄ（つまり正常時の電流制限素子７の両端電圧）よりも大きくなるように設定する必要がある。素子Ｂ１としては、例えば、ツェナーダイオードやダイオードを用いることができ、ツェナーダイオードのツェナー電圧や、ダイオードの順方向電圧降下を利用して一定電圧を降下させるよう構成することができる。
【００７１】
本実施の形態の作用を説明する。
【００７２】
本実施の形態に係るアンテナ制御システム１では、ＢＳモデム２が、その電源信号を伝送する電源ライン４の途中に、電源ライン４に流れる電流を監視し、電源ライン４に流れる電流が所定の閾値以上となったときに、給電線１２の短絡を検知し、警報を発する短絡監視回路３を備えている。
【００７３】
短絡監視回路３を備えることにより、例えば、ＢＳモデム２に接続された給電線１２のもう一方の端部をアンテナモデム１４へ接続せずに誤ってアンテナ１０に接続してしまった場合など、給電線１２の内部導体と外部導体が短絡した際に、当該短絡を即座に認識し、速やかに作業者に通知することが可能となる。
【００７４】
また、アンテナ制御システム１では、短絡監視回路３を、電源ライン４の途中に設けられ、電源ライン４に流れる電流が所定の閾値以上とならないように制限する電流制限素子７と、電流制限素子７の入力側と出力側の電圧Ｖin，Ｖoutを比較する電圧比較回路８と、電圧比較回路８が、電流制限素子７の入力側の電圧Ｖinよりも出力側の電圧Ｖoutが小さく、かつ、入力側の電圧Ｖinと出力側の電圧Ｖoutの差が所定値以上と判断したとき、警報を発する警報手段９と、で構成している。
【００７５】
これにより、給電線１２の内部導体と外部導体が短絡した際には、電流制限素子７の出力側の電圧Ｖoutの低下により短絡の発生を検知することができると共に、電流制限素子７による電流制限により、電源ライン４に過大な電流が流れてしまうことを抑制できる。
【００７６】
さらに、アンテナ制御システム１では、警報装置９を、ＬＥＤ９ａなどの発光手段、あるいは、ブザー９ｂなどの警告音発生手段で構成したため、給電線１２の短絡を検知した際に、ＢＳモデム２の近くにいる作業者に、光や音により、短絡の発生を即座に通知することができる。
【００７７】
さらにまた、短絡監視回路３に、コンパレータ４１に入力される電圧が、コンパレータ４１の許容電圧以下となるように制限する入力電圧制限手段４９をさらに備えることで、コンパレータ４１に印加する正電圧Ｖ＋を低くすることが可能となり、省電力化に寄与する。
【００７８】
次に、短絡監視回路の他の実施の形態を説明する。
【００７９】
図９（ａ）に示す短絡監視回路５１は、電源ライン４の途中に設けられ、電源ライン４に流れる電流を検知し、当該検知した電流に応じた電圧Ｖｃを出力する電流検知回路５２と、電流検知回路５２が所定の閾値の電流を検知した場合の出力電圧Ｖｃに相当する基準電圧Ｖｔｈを発生させる基準電圧発生回路５３と、電流検知回路５２の出力電圧Ｖｃと、基準電圧発生回路５３が発生させた基準電圧Ｖｔｈとを比較する電圧比較回路５４と、電圧比較回路５４が電流検知回路５２の出力電圧Ｖｃが基準電圧Ｖｔｈより大きいと判断したとき、警報を発する警報手段５５と、を備えたものである。
【００８０】
短絡監視回路５１の具体的な回路構成の一例を図９（ｂ）に示す。
【００８１】
図９（ｂ）に示す短絡監視回路５１は、電源ライン４の途中に電流検知回路５２を設け、コンパレータ４１の反転入力端子４７に電流検知回路５２の出力電圧Ｖｃを入力し、コンパレータ４１の非反転入力端子４６に基準電圧発生回路５３が発生させた基準電圧Ｖｔｈを入力するように構成した他は、図２（ｂ）の短絡監視回路３と同じ構成となっている。基準電圧Ｖｔｈは、正常時における電流検知回路５２の出力電圧Ｖｃよりも大きい値となるように設定される。
【００８２】
電流検知回路５２は、特に限定するものではないが、例えば、図１０に示すように、電源ライン４を流れる電流により磁界を発生するコイル５６と、コイル５６で発生した磁界を検出して、検出した磁界の強度に応じた電圧を出力する磁界センサ（ホール素子など）５７と、からなるものを用いることができる。
【００８３】
短絡監視回路５１では、給電線１２で短絡が発生したとき、電流検知回路５２に過大な電流が流れ、電流検知回路５２の出力電圧Ｖｃが基準電圧Ｖｔｈよりも大きくなる。その結果、コンパレータ４１のＦＥＴ４２がオン状態となり、ＬＥＤ９ａに抵抗Ｒ３により制限された電流が流れて、ＬＥＤ９ａが発光し、光による警告が実行される。なお、正常時には、電流検知回路５２の出力電圧Ｖｃは基準電圧Ｖｔｈよりも小さいので、コンパレータ４１のＦＥＴ４２はオフ状態となりＬＥＤ９ａには電流は流れない。
【００８４】
なお、短絡監視回路５１では、短絡時に電源ライン４に過大な電流が流れてしまうので、図１１に示すように、電流検知回路５２と直列に電流制限素子５８を挿入して、電源ライン４に過大な電流が流れてしまうことを抑制するように構成してもよい。ただし、電流制限素子５８としては、給電線１２に短絡が発生し、電流制限素子５８による電流制限が行われたときの電流検知回路５２の出力電圧Ｖｃが、基準電圧Ｖｔｈよりも大きくなるものを用いる必要がある。
【００８５】
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
【００８６】
例えば、上記実施の形態では言及しなかったが、給電線１２で短絡が発生した際に、モデム回路２２と給電線１２との間での変調信号や電源信号の伝送を遮断して、モデム回路２２を保護するように構成してもよい。
【００８７】
具体的には、図１２（ａ）に示すように、モデム回路２２の変調信号の出力と、合成回路２３の変調信号の入力との間に、短絡監視回路３，５１から短絡アラーム信号を受信したときに、変調信号の伝送を遮断する変調信号遮断回路６０を設けたり、あるいは、図１２（ｂ）に示すように、短絡監視回路３，５１から短絡アラーム信号を受信したとき、モデム回路２２への電源を遮断してモデム回路２２の動作を停止させるモデム電源遮断回路６１を備えてもよい。なお、短絡アラーム信号としては、コンパレータ４１の出力を利用すればよい。また、遮断回路６０，６１としては、短絡アラーム信号を受信したときに接点を開放する継電器（リレー回路）等の電圧制御スイッチを用いるとよい。
【００８８】
さらに、図１３に示すように、入力ＡＩＳＧコネクタ２１の近傍にサージ保護回路６２を備え、雷サージなどの外部で発生したサージ電圧から内部回路（短絡監視回路３，５１やモデム回路２２など）を保護するようにＢＳモデム２を構成してもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１ アンテナ制御システム
２ ＢＳモデム
３ 短絡監視回路
４ 電源ライン
１０ アンテナ
１１ 無線機
１２ 給電線
１４ アンテナモデム
１５ 制御ケーブル
１６ 制御装置
１７ ＡＩＳＧデバイス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＡＩＳＧ（Antenna Interface Standards Group）規格に準拠してアンテナの制御を行うアンテナ制御システム及びＢＳモデムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動通信用の無線基地局では、一般に、アンテナのチルト制御を遠隔制御により行えるようになっている。当初は、アンテナの制御方式としてメーカーごとに独自の方式を用いていたが、近年のＬＴＥ（Long Term Evolution）無線基地局などでは、アンテナの制御をＡＩＳＧ規格で行うことが多くなっている。ＡＩＳＧ規格は、アンテナの基本的な相互運用を確実にすべく標準化された規格である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
通常、無線基地局のアンテナや、アンテナの制御を行うＲＥＴ（Remote Electrical Tilt）ユニットなどのＡＩＳＧデバイス（ＡＩＳＧ端末機器）は、鉄塔の上部やビルの屋上など高い位置に配置される。他方、アンテナに給電を行う無線機や、ＡＩＳＧデバイスを制御する制御装置（ＡＩＳＧ制御装置）は、鉄塔の下部など低い位置に配置されるのが一般的である。ここで、制御装置は、ＡＩＳＧデバイスに制御信号（ＲＳ４８５規格信号）を送信し、ＡＩＳＧデバイスを制御してアンテナの制御を行うと共に、ＡＩＳＧデバイスに電源を供給するものである。
【０００４】
アンテナと無線機とは同軸ケーブルからなる給電線（ＲＦ給電線）により接続され、ＡＩＳＧデバイスと制御装置とはＡＩＳＧ規格に準拠した制御ケーブル（ＡＩＳＧ制御ケーブル）により接続されるので、例えばアンテナとＡＩＳＧデバイスを鉄塔の上部に、無線機と制御装置を鉄塔の下部に配置する場合には、鉄塔の上部から下部にわたって、給電線と制御ケーブルの２本のケーブルが敷設されることになる。
【０００５】
しかし、例えば数十ｍと高い鉄塔においては、鉄塔の上部から下部にわたってケーブルを敷設することは非常に手間がかかり、工事にかかるコストも高くなってしまう。この問題を解決するため、ＡＩＳＧ規格では、コアキシャルインターフェイス（Coaxial Interface）またはモデムオプション（Modem Option）と呼ばれる方式（以下、コアキシャルインターフェイス方式と呼称する）が規定されている。
【０００６】
図１４に示すように、コアキシャルインターフェイス方式を用いたアンテナ制御システム１４１では、アンテナ１０と無線機１１とを接続する給電線１２の途中に、ＢＳモデム１３とアンテナモデム１４と呼ばれる２つのモデムを設け、これらＢＳモデム１３とアンテナモデム１４を使用して、給電線１２を経由してＡＩＳＧデバイス１７用の制御信号や電源信号を伝送する。
【０００７】
ＢＳモデム１３は、無線機１１の近傍（例えば鉄塔の下部）に設けられ、制御ケーブル１５を介して制御装置（ＡＩＳＧ制御装置）１６が接続される。アンテナモデム１４は、アンテナ１０の近傍（例えば鉄塔の上部）に設けられ、制御ケーブル１５を介してＡＩＳＧデバイス１７が接続される。
【０００８】
図１５に示すように、ＢＳモデム１３では、制御装置１６から入力ＡＩＳＧコネクタ２１を介して入力された制御信号（ＲＳ４８５Ａ，ＲＳ４８５Ｂ）を、モデム回路２２にて変調して変調信号を生成し、その変調信号と制御装置１６から入力された電源信号とを合成回路２３で合成し、その合成した信号（ＡＩＳＧ信号という）をバイアスＴ回路（Bias Tee）２４に出力する。バイアスＴ回路２４は、直流遮断用のキャパシタ（容量素子）と交流遮断用のインダクタ（誘導素子）とを組み合わせて構成され、合成回路２３から入力されたＡＩＳＧ信号を、無線機１１から入力側ＲＦコネクタ２５を介して入力された給電信号（ＲＦ信号）に重畳して、出力側ＲＦコネクタ２６からアンテナ１０側の給電線１２に出力する。
【０００９】
図１６に示すように、アンテナモデム１４では、ＢＳモデム１３から入力側ＲＦコネクタ３１を介して入力された給電信号（ＡＩＳＧ信号を重畳した給電信号）をバイアスＴ回路３２に入力し、バイアスＴ回路３２にて、給電信号からＡＩＳＧ信号を分離する。分離後の給電信号は、出力側ＲＦコネクタ３３から、アンテナ１０側の給電線１２に出力される。バイアスＴ回路３２で分離されたＡＩＳＧ信号は、分離回路３４にてさらに変調信号と電源信号とに分離され、分離された変調信号はモデム回路３５で復調されて制御信号に戻され、その復調された制御信号と、分離回路３４で分離された電源信号とが、出力ＡＩＳＧコネクタ３６を介してＡＩＳＧデバイス１７に出力される。
【００１０】
ＢＳモデム１３のモデム回路２２と、アンテナモデム１４のモデム回路３５としては、同じ構成のものを用いるのが一般的である。図１７に示すように、モデム回路２２，３５は、ＲＳ４８５インターフェイス１７１に入力された制御信号（ＲＳ４８５規格信号）を、変調回路１７２で変調して変調信号を生成し、生成した変調信号を方向性結合器１７３から外部に出力するように構成されると共に、方向性結合器１７３に入力された変調信号を、復調回路１７４で復調して制御信号に戻し、ＲＳ４８５インターフェイス１７１から外部に出力するように構成されている。モデム回路２２，３５の電源回路１７５は、制御装置１６から供給される電源を利用し、入力される電源電圧をモデム回路２２，３５用の電圧に変換して、ＲＳ４８５インターフェイス１７１、変調回路１７２、復調回路１７４に出力するように構成されている。
【００１１】
このようなコアキシャルインターフェイス方式を採用することにより、鉄塔の上部から下部にわたって給電線１２のみを敷設すればよいこととなり、工事費も含めたアンテナ制御システムのトータルコストを大幅に抑制することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特表２０１０−５１９８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、従来のアンテナ制御システム１４１では、制御装置１６からＢＳモデム１３に電源供給された状態で、給電線１２の内部導体と外部導体とが直流的に短絡した場合、給電線１２に過大な直流電流が流れてしまうという問題がある。
【００１４】
給電線１２は同軸ケーブルからなり、接続作業時に内部導体と外部導体が剥き出しとなってしまうため、接続作業時に内部導体と外部導体が短絡してしまうことは十分に考えられる。また、作業者が給電線１２をアンテナモデム１４へ接続せずに、誤ってアンテナ１０に接続してしまう場合も考えられる。この場合、図１８に示すように、誤って接続したアンテナ１０が、内部導体と外部導体を内部で短絡した構造となっているものであれば、内部導体と外部導体の短絡が発生してしまう。
【００１５】
このような短絡が発生するのは給電線１２の接続作業時であるため、短絡が発生した際には付近に作業者がいる場合が多い。しかし、従来のアンテナ制御システム１４１では、ＢＳモデム１３に接続された給電線１２の内部導体と外部導体が短絡した際に、当該短絡を即座に認識して作業者に通知するような機能がなく、短絡に気が付くまでに時間を要する場合があった。
【００１６】
通常、電源ラインには過大電流を阻止する電流制限素子が挿入されていることが多いため、回路等の破損に至るケースは少ないが、短絡が発生した場合には速やかに作業者に通知して、対策を講じることが望ましい。
【００１７】
本発明は上記事情に鑑み為されたものであり、ＢＳモデムに接続された給電線の内部導体と外部導体が短絡した際に、当該短絡を即座に認識し、速やかに作業者に通知することが可能なアンテナ制御システム及びＢＳモデムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、ＡＩＳＧ規格に準拠してアンテナの制御を行うＡＩＳＧデバイスと、前記ＡＩＳＧデバイスに制御信号を送信し、前記ＡＩＳＧデバイスを制御して前記アンテナの制御を行うと共に、前記ＡＩＳＧデバイスに電源信号を送信する制御装置と、前記アンテナと該アンテナに給電を行う無線機とを接続する給電線の途中に設けられると共に、前記制御装置が接続され、前記制御装置から入力された制御信号を変調して変調信号を生成し、その変調信号と前記制御装置から入力された電源信号とを、前記無線機から入力された給電信号に重畳して、前記アンテナ側の前記給電線に出力するＢＳモデムと、前記ＢＳモデムよりも前記アンテナ側の前記給電線の途中に設けられると共に、前記ＡＩＳＧデバイスが接続され、前記ＢＳモデムから入力された給電信号から変調信号と電源信号とを分離すると共に、変調信号を復調して制御信号に戻し、制御信号と電源信号を前記ＡＩＳＧデバイスに、分離後の給電信号を前記アンテナ側の前記給電線に出力するアンテナモデムと、を備えたアンテナ制御システムにおいて、前記ＢＳモデムは、その電源信号を伝送する電源ラインの途中に、当該電源ラインに流れる電流を監視し、前記電源ラインに流れる電流が所定の閾値以上となったときに、前記給電線の短絡を検知し、警報を発する短絡監視回路を備えたアンテナ制御システムである。
【００１９】
前記短絡監視回路は、前記電源ラインの途中に設けられ、前記電源ラインに流れる電流が前記所定の閾値以上とならないように制限する電流制限素子と、該電流制限素子の入力側と出力側の電圧を比較する電圧比較回路と、該電圧比較回路が、前記電流制限素子の入力側の電圧よりも出力側の電圧が小さく、かつ、入力側の電圧と出力側の電圧の差が所定値以上と判断したとき、警報を発する警報手段と、を備えてもよい。
【００２０】
前記短絡監視回路は、前記電源ラインの途中に設けられ、前記電源ラインに流れる電流を検知し、当該検知した電流に応じた電圧を出力する電流検知回路と、該電流検知回路が前記所定の閾値の電流を検知した場合の出力電圧に相当する基準電圧を発生させる基準電圧発生回路と、前記電流検知回路の出力電圧と、前記基準電圧発生回路が発生させた基準電圧とを比較する電圧比較回路と、該電圧比較回路が前記電流検知回路の出力電圧が基準電圧より大きいと判断したとき、警報を発する警報手段と、を備えてもよい。
【００２１】
前記電圧比較回路は、コンパレータを有し、前記短絡監視回路は、前記コンパレータに入力される電圧が、前記コンパレータの許容電圧以下となるように制限する入力電圧制限手段をさらに備えてもよい。
【００２２】
前記警報手段は、発光手段を備え、光により警報を発するように構成されてもよい。
【００２３】
前記警報手段は、警告音発生手段を備え、音により警報を発するように構成されてもよい。
【００２４】
前記警報手段は、短絡アラーム信号を出力するように構成されてもよい。
【００２５】
前記短絡アラーム信号が、無電圧接点出力信号であってもよい。
【００２６】
前記短絡アラーム信号を受信したとき、前記制御装置から入力された制御信号を変調して変調信号を生成するモデム回路と、前記給電線との間の変調信号の伝送を遮断する変調信号遮断回路をさらに備えてもよい。
【００２７】
前記短絡アラーム信号を受信したとき、前記制御装置から入力された制御信号を変調して変調信号を生成するモデム回路への電源を遮断するモデム電源遮断回路をさらに備えてもよい。
【００２８】
外部で発生したサージ電圧から内部回路を保護するためのサージ保護回路をさらに備えてもよい。
【００２９】
また、本発明は、ＡＩＳＧ規格に準拠してアンテナの制御を行うＡＩＳＧデバイスと、前記ＡＩＳＧデバイスに制御信号を送信し、前記ＡＩＳＧデバイスを制御して前記アンテナの制御を行うと共に、前記ＡＩＳＧデバイスに電源信号を送信する制御装置と、前記アンテナと該アンテナに給電を行う無線機とを接続する給電線の途中に設けられると共に、前記ＡＩＳＧデバイスが接続され、入力された給電信号から変調信号と電源信号とを分離すると共に、変調信号を復調して制御信号に戻し、制御信号と電源信号を前記ＡＩＳＧデバイスに、分離後の給電信号を前記アンテナ側の前記給電線に出力するアンテナモデムと、を備えたアンテナ制御システムに用いられ、前記アンテナモデムよりも前記無線機側の前記給電線の途中に設けられると共に、前記制御装置が接続され、前記制御装置から入力された制御信号を変調して変調信号を生成し、その変調信号と前記制御装置から入力された電源信号とを、前記無線機から入力された給電信号に重畳して、前記アンテナ側の前記給電線に出力するＢＳモデムであって、その電源信号を伝送する電源ラインの途中に、当該電源ラインに流れる電流を監視し、前記電源ラインに流れる電流が所定の閾値以上となったときに、前記給電線の短絡を検知し、警報を発する短絡監視回路を備えたＢＳモデムである。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、ＢＳモデムに接続された給電線の内部導体と外部導体が短絡した際に、当該短絡を即座に認識し、速やかに作業者に通知することが可能なアンテナ制御システム及びＢＳモデムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施の形態に係るアンテナ制御システムの概略構成図であり、（ｂ）はＢＳモデムの概略構成図である。
【図２】（ａ）は図１（ｂ）のＢＳモデムに用いる短絡監視回路の概略構成図であり、（ｂ）はその回路構成図の一例を示す図である。
【図３】図２の短絡監視回路の一変形例を示す図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は、図２の短絡監視回路の一変形例を示す図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は、図２の短絡監視回路の一変形例を示す図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は、図２の短絡監視回路の一変形例を示す図である。
【図７】図２の短絡監視回路の一変形例を示す図である。
【図８】図２の短絡監視回路の一変形例を示す図である。
【図９】（ａ）は、短絡監視回路の他の実施の形態を示す概略構成図であり、（ｂ）はその回路構成図の一例を示す図である。
【図１０】図９の短絡監視回路で用いる電流検知回路の一例を示す概略構成図である。
【図１１】図９の短絡監視回路の一変形例を示す図である。
【図１２】（ａ），（ｂ）は、図１（ｂ）のＢＳモデムの変形例を示す概略構成図である。
【図１３】図１（ｂ）のＢＳモデムの変形例を示す概略構成図である。
【図１４】従来のアンテナ制御システムの概略構成図である。
【図１５】図１４の従来のアンテナ制御システムに用いる従来のＢＳモデムの概略構成図である。
【図１６】図１４の従来のアンテナ制御システムに用いるアンテナモデムの概略構成図である。
【図１７】図１５のＢＳモデム、図１６のアンテナモデムに用いるモデム回路の概略構成図である。
【図１８】ＢＳモデムから延びる給電線を誤ってアンテナに接続した際に、短絡が発生することを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００３３】
図１（ａ）は、本実施の形態に係るアンテナ制御システムの概略構成図であり、図１（ｂ）は、ＢＳモデムの概略構成図である。
【００３４】
図１（ａ）に示すように、アンテナ制御システム１は、ＡＩＳＧ規格に準拠してアンテナ１０の制御を行うＡＩＳＧデバイス１７と、ＡＩＳＧデバイス１７に制御信号を送信し、ＡＩＳＧデバイス１７を制御してアンテナ１０の制御を行うと共に、ＡＩＳＧデバイス１７に電源信号を送信する制御装置１６と、アンテナ１０とアンテナ１０に給電を行う無線機１１とを接続する給電線１２の途中に設けられた本発明のＢＳモデム２と、ＢＳモデム２よりもアンテナ１０側の給電線１２の途中に設けられたアンテナモデム１４と、を備えている。
【００３５】
ＡＩＳＧ規格では、＋１２Ｖ、−４８Ｖ、１０〜３０Ｖの３種類の電源が用意されており、＋１２Ｖ電源と−４８Ｖ電源が任意接続、１０〜３０Ｖ電源が必須接続とされている。ここでは、一例として、必須接続の１０〜３０Ｖ電源を使用する場合を説明する。
【００３６】
ＢＳモデム２は、制御装置１６から入力ＡＩＳＧコネクタ（オスコネクタ）２１を介して入力された制御信号を変調して変調信号を生成し、その変調信号と制御装置１６から入力された電源信号とを合成した信号（ＡＩＳＧ信号という）を、無線機１１から入力側ＲＦコネクタ２５を介して入力された給電信号に重畳して、出力側ＲＦコネクタ２６から、アンテナ１０側の給電線１２に出力するものである。ＢＳモデム２の詳細については後述する。入力ＡＩＳＧコネクタ２１は、ＡＩＳＧ規格に準拠した一般的なコネクタ（ＡＩＳＧコネクタ）であり、ＲＦコネクタ２５，２６は、一般的な同軸ケーブル用のコネクタである。
【００３７】
アンテナモデム１４は、ＢＳモデム２から入力側ＲＦコネクタ３１を介して入力された給電信号からＡＩＳＧ信号を分離すると共に、ＡＩＳＧ信号を変調信号と電源信号とに分離し、変調信号を復調して制御信号に戻し、制御信号と電源信号を出力ＡＩＳＧコネクタ３６からＡＩＳＧデバイス１７に、分離後の給電信号を出力側ＲＦコネクタ３３からアンテナ１０側の給電線１２に出力するものである。アンテナモデム１４は、従来より用いられている一般的なアンテナモデムであり、図６で説明したものと同じものである。出力ＡＩＳＧコネクタ３６は、ＡＩＳＧ規格に準拠した一般的なコネクタ（ＡＩＳＧコネクタ）であり、ＲＦコネクタ３１，３３は、一般的な同軸ケーブル用のコネクタである。
【００３８】
ＢＳモデム２は、無線機１１の近傍（例えば鉄塔の下部）に設けられ、制御ケーブル１５を介して制御装置１６が接続される。アンテナモデム１４は、アンテナ１０の近傍（例えば鉄塔の上部）に設けられ、制御ケーブル１５を介してＡＩＳＧデバイス１７が接続される。
【００３９】
制御ケーブル１５は、図示していないが、制御信号（ＲＳ４８５規格信号）を伝送する２本の制御信号線と、電源信号を伝送するための電源線とを備えている。本実施の形態では、１０〜３０Ｖ電源のみを使用するため、制御ケーブル１５としては、少なくとも、１０〜３０Ｖ電源線とＤＣリターン用の電源線の２本の電源線を備えたものを用いればよい。
【００４０】
制御ケーブル１５の両端には、オスコネクタ１５ａとメスコネクタ１５ｂがそれぞれ設けられている。また、制御装置１６には出力コネクタ（メスコネクタ）１６ａが、ＡＩＳＧデバイス１７には入力コネクタ（オスコネクタ）１７ａが設けられている。これらコネクタ１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１７ａは、ＡＩＳＧ規格に準拠した一般的なコネクタ（ＡＩＳＧコネクタ）である。なお、図示していないが、ＡＩＳＧデバイス１７には、出力コネクタ（メスコネクタ）が設けられており、複数台のＡＩＳＧデバイス１７をデイジーチェーン接続できるようになっている。
【００４１】
制御ケーブル１５のオスコネクタ１５ａを制御装置１６の出力コネクタ１６ａに接続し、その制御ケーブル１５のメスコネクタ１５ｂをＢＳモデム２の入力ＡＩＳＧコネクタ２１に接続することで、制御装置１６とＢＳモデム２とが制御ケーブル１５を介して接続される。また、ＢＳモデム２の入力側ＲＦコネクタ２５には、無線機１１から延びる給電線１２が接続され、これにより、無線機１１とＢＳモデム２とが給電線１２を介して接続される。
【００４２】
さらに、制御ケーブル１５のオスコネクタ１５ａをアンテナモデム１４の出力ＡＩＳＧコネクタ３６に接続し、その制御ケーブル１５のメスコネクタ１５ｂをＡＩＳＧデバイス１７の入力コネクタ１７ａに接続することで、アンテナモデム１４とＡＩＳＧデバイス１７とが制御ケーブル１５を介して接続される。また、アンテナモデム１４の出力側ＲＦコネクタ３３には、アンテナ１０に延びる給電線１２が接続され、これにより、アンテナモデム１４とアンテナ１０とが給電線１２を介して接続される。
【００４３】
さらにまた、給電線１２の一端をＢＳモデム２の出力側ＲＦコネクタ２６に接続し、その給電線１２の他端をアンテナモデム１４の入力側ＲＦコネクタ３１に接続することで、ＢＳモデム２とアンテナモデム１４とが給電線１２を介して接続される。
【００４４】
次に、ＢＳモデム２について説明する。
【００４５】
図１（ｂ）に示すように、ＢＳモデム２は、その電源信号を伝送する電源ライン（ここでは１０〜３０Ｖ電源を伝送する１０〜３０Ｖ電源ライン）４の途中に、当該電源ライン４に流れる電流を監視し、電源ライン４に流れる電流が所定の閾値以上となったときに、給電線１２の短絡を検知し、警報を発する短絡監視回路３を備えている。
【００４６】
より詳細には、ＢＳモデム２は、短絡監視回路３と、制御装置１６から入力ＡＩＳＧコネクタ２１を介して入力された制御信号を変調して変調信号を生成するモデム回路２２と、制御装置１６から入力ＡＩＳＧコネクタ２１を介して入力された電源信号と、モデム回路２２で生成した変調信号とを合成する合成回路２３と、合成回路２３で合成した信号（ＡＩＳＧ信号という）を、無線機１１から入力側ＲＦコネクタ２５を介して入力された給電信号に重畳して、出力側ＲＦコネクタ２６からアンテナ１０側の給電線１２に出力するバイアスＴ回路２４と、を備えている。短絡監視回路３は、入力ＡＩＳＧコネクタ２１と合成回路２３間の電源ライン４に設けられる。
【００４７】
入力ＡＩＳＧコネクタ２１の６番（１０〜３０Ｖ ＤＣ）のピン端子は、内部配線により短絡監視回路３の入力端子５に電気的に接続されると共に、モデム回路２２の電源回路に電気的に接続され、モデム回路２２に電源が供給されるようになっている。なお、ピン端子の番号は、ＡＩＳＧ規格により規定されている番号である（以下同様）。また、モデム回路２２は、図１７で説明したものと同じものである。短絡監視回路３の出力端子６は、内部配線により合成回路２３の電源信号の入力と電気的に接続される。
【００４８】
入力ＡＩＳＧコネクタ２１の３，５番（ＲＳ４８５Ａ，ＲＳ４８５Ｂ）のピン端子は、内部配線によりモデム回路２２の制御信号の入出力部（ＲＳ４８５インターフェイス）と電気的に接続され、モデム回路２２の変調信号の入出力部（方向性結合器）は、内部配線により合成回路２３の変調信号の入力と電気的に接続される。
【００４９】
次に、短絡監視回路３について説明する。
【００５０】
図２（ａ）に示すように、短絡監視回路３は、電源ライン４の途中（入力端子５と出力端子６との間）に設けられ、電源ライン４に流れる電流が所定の閾値以上とならないように制限する電流制限素子７と、電流制限素子７の入力側と出力側の電圧Ｖin，Ｖoutを比較する電圧比較回路８と、電圧比較回路８が、電流制限素子７の入力側の電圧Ｖinよりも出力側の電圧Ｖoutが小さく、かつ、入力側の電圧Ｖinと出力側の電圧Ｖoutの差が所定値以上と判断したとき、警報を発する警報手段９と、を備えている。電流制限素子７としては、ポリマー系ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）サーミスタ（所謂ポリスイッチ）等を用いることができる。
【００５１】
短絡監視回路３の具体的な回路構成の一例を図２（ｂ）に示す。
【００５２】
図２（ｂ）に示す短絡監視回路３では、電圧比較回路８は、出力段に電界効果トランジスタ（Field-Effect Transistor、以下ＦＥＴという）４２を備えたオープンドレイン型のコンパレータ４１と、電流制限素子７の入力側の電圧Ｖinを抵抗分割するために用いる２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２とからなる。
【００５３】
コンパレータ４１は、非反転入力端子４６に入力された電圧が反転入力端子４７に入力された電圧よりも大きいときには、ＦＥＴ４２のゲート端子にローレベル信号が入力されてＦＥＴ４２がオフ状態となり、逆に、非反転入力端子４６に入力された電圧が反転入力端子４７に入力された電圧よりも小さいときには、ＦＥＴ４２のゲート端子にハイレベル信号が入力されてＦＥＴ４２がオン状態となるものである。なお、図２（ｂ）では、説明を容易とするため、コンパレータ４１の内部回路のうちＦＥＴ４２のみを分けて描いている。
【００５４】
コンパレータ４１の正電源端子４３は正電源Ｖ＋に接続され、負電源端子４４は接地（０Ｖに接続）される。また、コンパレータ４１の出力端子４５は、警報手段９であるＬＥＤ９ａと、ＬＥＤ９ａに流れる電流を制限するための抵抗Ｒ３とを介して、正電源Ｖ＋に電気的に接続される。つまり、この短絡監視回路３では、警報手段９は、発光手段であるＬＥＤ９ａからなり、光により警報を発するよう構成されている。なお、ＬＥＤ９ａは、可視光型のものを用い、装置外から視認できるように実装する必要がある。
【００５５】
また、短絡監視回路３では、電流制限素子７の出力側の電圧Ｖoutをコンパレータ４１の非反転入力端子４６に直接入力し、電流制限素子７の入力側の電圧Ｖinを、抵抗Ｒ１，Ｒ２により抵抗分割し、その抵抗分割した電圧Ｖin’を、コンパレータ４１の反転入力端子４７に入力するように構成している。抵抗分割後の電圧Ｖin’は、下式（１）
Ｖin’＝Ｖin・Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２） ・・・（１）
となり、電流制限素子７の入力側の電圧Ｖinよりも低くなる。
【００５６】
抵抗Ｒ１，Ｒ２は、電流制限素子７による電圧降下分をＶｄ（＝Ｖin−Ｖout）とすると、下式（２）
Ｖｄ＜Ｖin−Ｖin’ ・・・（２）
を満足するように設定される。つまり、抵抗Ｒ１，Ｒ２は、抵抗分割後の電圧Ｖin’が、電流制限素子７の入力側の電圧Ｖinから電流制限素子７による電圧降下分を減じた値（つまり正常時の出力側の電圧Ｖout）よりも小さくなるように、適宜設定される。
【００５７】
短絡監視回路３では、給電線１２に短絡が発生していない正常時には、電流制限素子７による電流制限が行われないので、電流制限素子７の入力側の電圧Ｖinと出力側の電圧Ｖoutは殆ど同じ値となり、入力側の電圧Ｖinを抵抗分割した電圧Ｖin’は出力側の電圧Ｖoutより低くなる。その結果、コンパレータ４１のＦＥＴ４２がオフ状態となりＬＥＤ９ａに電流は流れない。
【００５８】
他方、給電線１２にて短絡が発生した短絡時には、電流制限素子７による電流制限が行われるので、電流制限素子７の出力側の電圧Ｖoutが大きく低下し、入力側の電圧Ｖinと出力側の電圧Ｖoutとの電位差が大きくなる。その結果、コンパレータ４１のＦＥＴ４２がオン状態となり、ＦＥＴ４２のドレイン端子とソース端子が導通して出力端子４５が接地電位になるので、ＬＥＤ９ａに電流が流れて、光による警報が実行される。
【００５９】
このように、短絡監視回路３では、電流制限素子７の入力側の電圧Ｖinを抵抗Ｒ１，Ｒ２により抵抗分割した電圧Ｖin’と、電流制限素子７の出力側の電圧Ｖoutを、オープンドレイン型のコンパレータ４１により比較し、後者が前者より低い電圧であることを検知した際に、コンパレータ４１の出力端子４５に接続したＬＥＤ９ａに、抵抗Ｒ３により制限された電流が流れて、ＬＥＤ９ａが発光するようになっている。
【００６０】
なお、ここでは、コンパレータ４１の出力端子４５と正電源Ｖ＋との間に、直接ＬＥＤ９ａを挿入する場合を説明したが、これに限らず、図３に示すように、コンパレータ４１の出力端子４５に、ＬＥＤ９ａを点灯もしくは点滅させるＬＥＤ駆動回路４８を接続し、ＬＥＤ駆動回路４８を介してＬＥＤ９ａを点灯もしくは点滅させるようにしてもよい。
【００６１】
また、ここでは、警報手段９として発光手段であるＬＥＤ９ａを用いる場合を説明したが、警報手段９は、装置付近にいる人が異常を認識できる手段であればどのようなものでも構わない。例えば、図４（ａ）に示すように、警報手段９として、警告音発生手段であるブザー９ｂを用い、音により警報を発するように警報手段９を構成してもよい。また、図４（ｂ）に示すように、警報手段９として、ＬＥＤ９ａとブザー９ｂの両方を用い、光と音により警報を発するように警報手段９を構成してもよい。
【００６２】
さらには、図５（ａ）に示すように、コンパレータ４１の出力をそのまま短絡アラーム信号として外部に出力するように構成してもよい（この場合、コンパレータ４１が警報手段９を兼ねることになる）。また、図５（ｂ）に示すように、コンパレータ４１の出力端子４５と正電源Ｖ＋との間に継電器（リレー回路）９ｃを設けて、短絡アラーム信号を無電圧接点出力信号とすることも可能である。
【００６３】
短絡アラーム信号を外部に出力するよう警報手段９を構成することで、遠隔地点で短絡アラーム信号を受信することが可能となるので、遠隔地点における監視が可能となる。なお、継電器９ｃを用いる場合は、継電器９ｃの接点開放時にコイルで生じる電流がコンパレータ４１等の他の回路に影響を与えないように、継電器９ｃの入出力端子間に、出力側から入力側（図示下側から上側）に電流を流すようにダイオード９ｄを設けるとよい。
【００６４】
なお、正電源Ｖ＋の電圧が低い場合など、コンパレータ４１に入力できる電圧（許容電圧）が低い場合には、図６，７に示すように、短絡監視回路３に、コンパレータ４１に入力される電圧が、コンパレータ４１の許容電圧以下となるように制限する入力電圧制限手段４９をさらに備えてもよい。
【００６５】
図６（ａ）に示す短絡監視回路３は、電流制限素子７の入力側の電圧Ｖinを抵抗Ｒ１，Ｒ２で抵抗分割して、その抵抗分割した電圧Ｖin’をコンパレータ４１の反転入力端子４７に入力すると共に、電流制限素子７の出力側の電圧Ｖoutを抵抗Ｒ３，Ｒ４で抵抗分割して、その抵抗分割した電圧Ｖout’をコンパレータ４１の非反転入力端子４６に入力するように入力電圧制限手段４９を構成したものである。この場合、正常時にＶin’＜Ｖout’となるように、各抵抗Ｒ１〜Ｒ４を設定する必要がある。
【００６６】
図６（ｂ）に示す短絡監視回路３は、図６（ａ）において、抵抗Ｒ２，Ｒ４に替えて、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２を挿入し、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２によりコンパレータ４１への入力電圧を制限するように入力電圧制限手段４９を構成したものである。この場合、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２のツェナー電圧をＶZD1、ＶZD2とすると、正常時にＶin’＜Ｖout’となるように、ＶZD1＜ＶZD2とする必要がある（例えば、ＶZD1＝２Ｖ、ＶZD2＝３Ｖとする）。なお、ツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧ＶZD2は、給電線１２の短絡時の電流制限素子７の出力側の電圧Ｖoutより高い電圧とする必要がある。
【００６７】
図７に示す短絡監視回路３は、図６（ｂ）において、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２により制限した電圧を、さらに抵抗分割してからコンパレータ４１へ入力するように入力電圧制限手段４９を構成したものである。
【００６８】
図７の短絡監視回路３では、ツェナーダイオードＺＤ１で制限した電圧Ｖin’をさらに抵抗Ｒ５，Ｒ６で抵抗分割し、その抵抗分割した電圧Ｖin”を反転入力端子４７に入力するように構成し、かつ、ツェナーダイオードＺＤ２で制限した電圧Ｖout’をさらに抵抗Ｒ７，Ｒ８で抵抗分割し、その抵抗分割した電圧Ｖout”を非反転入力端子４６に入力するように構成している。この場合、正常時にＶin”＜Ｖout”となるように、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２と抵抗Ｒ１，Ｒ３，Ｒ５〜Ｒ８を設定する必要がある。なお、抵抗Ｒ５〜Ｒ８によりＶin”，Ｖout”を調整できるので、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２としては、ツェナー電圧が等しいものを用いても構わない。ただし、図６（ｂ）の場合と同様に、ツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧ＶZD2は、給電線１２の短絡時の電流制限素子７の出力側の電圧Ｖoutより高い電圧とする必要がある。
【００６９】
なお、図２〜７では、抵抗による電圧降下を利用したり、あるいは、ツェナーダイオードにより電圧を制限することで、電流制限素子７の入力側の電圧Ｖinを低下させてコンパレータ４１に入力するように構成したが、これに限らず、図８に示すように、電流制限素子７の入力側からコンパレータ４１の反転入力端子４７に至るラインの途中に、一定電圧を降下させる素子Ｂ１を挿入してもよい。
【００７０】
この場合、電流制限素子７の両端電圧（電圧降下分、Ｖin−Ｖout）が、素子Ｂ１での降下電圧ＶB1を上回ったときに、短絡と認識して警報を発することになるので、素子Ｂ１での降下電圧ＶB1は、電流制限素子７による電圧降下分Ｖｄ（つまり正常時の電流制限素子７の両端電圧）よりも大きくなるように設定する必要がある。素子Ｂ１としては、例えば、ツェナーダイオードやダイオードを用いることができ、ツェナーダイオードのツェナー電圧や、ダイオードの順方向電圧降下を利用して一定電圧を降下させるよう構成することができる。
【００７１】
本実施の形態の作用を説明する。
【００７２】
本実施の形態に係るアンテナ制御システム１では、ＢＳモデム２が、その電源信号を伝送する電源ライン４の途中に、電源ライン４に流れる電流を監視し、電源ライン４に流れる電流が所定の閾値以上となったときに、給電線１２の短絡を検知し、警報を発する短絡監視回路３を備えている。
【００７３】
短絡監視回路３を備えることにより、例えば、ＢＳモデム２に接続された給電線１２のもう一方の端部をアンテナモデム１４へ接続せずに誤ってアンテナ１０に接続してしまった場合など、給電線１２の内部導体と外部導体が短絡した際に、当該短絡を即座に認識し、速やかに作業者に通知することが可能となる。
【００７４】
また、アンテナ制御システム１では、短絡監視回路３を、電源ライン４の途中に設けられ、電源ライン４に流れる電流が所定の閾値以上とならないように制限する電流制限素子７と、電流制限素子７の入力側と出力側の電圧Ｖin，Ｖoutを比較する電圧比較回路８と、電圧比較回路８が、電流制限素子７の入力側の電圧Ｖinよりも出力側の電圧Ｖoutが小さく、かつ、入力側の電圧Ｖinと出力側の電圧Ｖoutの差が所定値以上と判断したとき、警報を発する警報手段９と、で構成している。
【００７５】
これにより、給電線１２の内部導体と外部導体が短絡した際には、電流制限素子７の出力側の電圧Ｖoutの低下により短絡の発生を検知することができると共に、電流制限素子７による電流制限により、電源ライン４に過大な電流が流れてしまうことを抑制できる。
【００７６】
さらに、アンテナ制御システム１では、警報装置９を、ＬＥＤ９ａなどの発光手段、あるいは、ブザー９ｂなどの警告音発生手段で構成したため、給電線１２の短絡を検知した際に、ＢＳモデム２の近くにいる作業者に、光や音により、短絡の発生を即座に通知することができる。
【００７７】
さらにまた、短絡監視回路３に、コンパレータ４１に入力される電圧が、コンパレータ４１の許容電圧以下となるように制限する入力電圧制限手段４９をさらに備えることで、コンパレータ４１に印加する正電圧Ｖ＋を低くすることが可能となり、省電力化に寄与する。
【００７８】
次に、短絡監視回路の他の実施の形態を説明する。
【００７９】
図９（ａ）に示す短絡監視回路５１は、電源ライン４の途中に設けられ、電源ライン４に流れる電流を検知し、当該検知した電流に応じた電圧Ｖｃを出力する電流検知回路５２と、電流検知回路５２が所定の閾値の電流を検知した場合の出力電圧Ｖｃに相当する基準電圧Ｖｔｈを発生させる基準電圧発生回路５３と、電流検知回路５２の出力電圧Ｖｃと、基準電圧発生回路５３が発生させた基準電圧Ｖｔｈとを比較する電圧比較回路５４と、電圧比較回路５４が電流検知回路５２の出力電圧Ｖｃが基準電圧Ｖｔｈより大きいと判断したとき、警報を発する警報手段５５と、を備えたものである。
【００８０】
短絡監視回路５１の具体的な回路構成の一例を図９（ｂ）に示す。
【００８１】
図９（ｂ）に示す短絡監視回路５１は、電源ライン４の途中に電流検知回路５２を設け、コンパレータ４１の反転入力端子４７に電流検知回路５２の出力電圧Ｖｃを入力し、コンパレータ４１の非反転入力端子４６に基準電圧発生回路５３が発生させた基準電圧Ｖｔｈを入力するように構成した他は、図２（ｂ）の短絡監視回路３と同じ構成となっている。基準電圧Ｖｔｈは、正常時における電流検知回路５２の出力電圧Ｖｃよりも大きい値となるように設定される。
【００８２】
電流検知回路５２は、特に限定するものではないが、例えば、図１０に示すように、電源ライン４を流れる電流により磁界を発生するコイル５６と、コイル５６で発生した磁界を検出して、検出した磁界の強度に応じた電圧を出力する磁界センサ（ホール素子など）５７と、からなるものを用いることができる。
【００８３】
短絡監視回路５１では、給電線１２で短絡が発生したとき、電流検知回路５２に過大な電流が流れ、電流検知回路５２の出力電圧Ｖｃが基準電圧Ｖｔｈよりも大きくなる。その結果、コンパレータ４１のＦＥＴ４２がオン状態となり、ＬＥＤ９ａに抵抗Ｒ３により制限された電流が流れて、ＬＥＤ９ａが発光し、光による警告が実行される。なお、正常時には、電流検知回路５２の出力電圧Ｖｃは基準電圧Ｖｔｈよりも小さいので、コンパレータ４１のＦＥＴ４２はオフ状態となりＬＥＤ９ａには電流は流れない。
【００８４】
なお、短絡監視回路５１では、短絡時に電源ライン４に過大な電流が流れてしまうので、図１１に示すように、電流検知回路５２と直列に電流制限素子５８を挿入して、電源ライン４に過大な電流が流れてしまうことを抑制するように構成してもよい。ただし、電流制限素子５８としては、給電線１２に短絡が発生し、電流制限素子５８による電流制限が行われたときの電流検知回路５２の出力電圧Ｖｃが、基準電圧Ｖｔｈよりも大きくなるものを用いる必要がある。
【００８５】
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
【００８６】
例えば、上記実施の形態では言及しなかったが、給電線１２で短絡が発生した際に、モデム回路２２と給電線１２との間での変調信号や電源信号の伝送を遮断して、モデム回路２２を保護するように構成してもよい。
【００８７】
具体的には、図１２（ａ）に示すように、モデム回路２２の変調信号の出力と、合成回路２３の変調信号の入力との間に、短絡監視回路３，５１から短絡アラーム信号を受信したときに、変調信号の伝送を遮断する変調信号遮断回路６０を設けたり、あるいは、図１２（ｂ）に示すように、短絡監視回路３，５１から短絡アラーム信号を受信したとき、モデム回路２２への電源を遮断してモデム回路２２の動作を停止させるモデム電源遮断回路６１を備えてもよい。なお、短絡アラーム信号としては、コンパレータ４１の出力を利用すればよい。また、遮断回路６０，６１としては、短絡アラーム信号を受信したときに接点を開放する継電器（リレー回路）等の電圧制御スイッチを用いるとよい。
【００８８】
さらに、図１３に示すように、入力ＡＩＳＧコネクタ２１の近傍にサージ保護回路６２を備え、雷サージなどの外部で発生したサージ電圧から内部回路（短絡監視回路３，５１やモデム回路２２など）を保護するようにＢＳモデム２を構成してもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１ アンテナ制御システム
２ ＢＳモデム
３ 短絡監視回路
４ 電源ライン
１０ アンテナ
１１ 無線機
１２ 給電線
１４ アンテナモデム
１５ 制御ケーブル
１６ 制御装置
１７ ＡＩＳＧデバイス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＩＳＧ規格に準拠してアンテナの制御を行うＡＩＳＧデバイスと、
前記ＡＩＳＧデバイスに制御信号を送信し、前記ＡＩＳＧデバイスを制御して前記アンテナの制御を行うと共に、前記ＡＩＳＧデバイスに電源信号を送信する制御装置と、
前記アンテナと該アンテナに給電を行う無線機とを接続する給電線の途中に設けられると共に、前記制御装置が接続され、前記制御装置から入力された制御信号を変調して変調信号を生成し、その変調信号と前記制御装置から入力された電源信号とを、前記無線機から入力された給電信号に重畳して、前記アンテナ側の前記給電線に出力するＢＳモデムと、
前記ＢＳモデムよりも前記アンテナ側の前記給電線の途中に設けられると共に、前記ＡＩＳＧデバイスが接続され、前記ＢＳモデムから入力された給電信号から変調信号と電源信号とを分離すると共に、変調信号を復調して制御信号に戻し、制御信号と電源信号を前記ＡＩＳＧデバイスに、分離後の給電信号を前記アンテナ側の前記給電線に出力するアンテナモデムと、
を備えたアンテナ制御システムにおいて、
前記ＢＳモデムは、
その電源信号を伝送する電源ラインの途中に、当該電源ラインに流れる電流を監視し、前記電源ラインに流れる電流が所定の閾値以上となったときに、前記給電線の短絡を検知し、警報を発する短絡監視回路を備えた
ことを特徴とするアンテナ制御システム。
【請求項２】
前記短絡監視回路は、
前記電源ラインの途中に設けられ、前記電源ラインに流れる電流が前記所定の閾値以上とならないように制限する電流制限素子と、
該電流制限素子の入力側と出力側の電圧を比較する電圧比較回路と、
該電圧比較回路が、前記電流制限素子の入力側の電圧よりも出力側の電圧が小さく、かつ、入力側の電圧と出力側の電圧の差が所定値以上と判断したとき、警報を発する警報手段と、を備えた
請求項１記載のアンテナ制御システム。
【請求項３】
前記短絡監視回路は、
前記電源ラインの途中に設けられ、前記電源ラインに流れる電流を検知し、当該検知した電流に応じた電圧を出力する電流検知回路と、
該電流検知回路が前記所定の閾値の電流を検知した場合の出力電圧に相当する基準電圧を発生させる基準電圧発生回路と、
前記電流検知回路の出力電圧と、前記基準電圧発生回路が発生させた基準電圧とを比較する電圧比較回路と、
該電圧比較回路が前記電流検知回路の出力電圧が基準電圧より大きいと判断したとき、警報を発する警報手段と、を備えた
請求項１記載のアンテナ制御システム。
【請求項４】
前記電圧比較回路は、コンパレータを有し、
前記短絡監視回路は、前記コンパレータに入力される電圧が、前記コンパレータの許容電圧以下となるように制限する入力電圧制限手段をさらに備える
請求項２または３記載のアンテナ制御システム。
【請求項５】
前記警報手段は、発光手段を備え、光により警報を発するように構成される
請求項２〜４いずれかに記載のアンテナ制御システム。
【請求項６】
前記警報手段は、警告音発生手段を備え、音により警報を発するように構成される
請求項２〜５いずれかに記載のアンテナ制御システム。
【請求項７】
前記警報手段は、短絡アラーム信号を出力するように構成される
請求項２〜６いずれかに記載のアンテナ制御システム。
【請求項８】
前記短絡アラーム信号が、無電圧接点出力信号である
請求項７記載のアンテナ制御システム。
【請求項９】
前記短絡アラーム信号を受信したとき、前記制御装置から入力された制御信号を変調して変調信号を生成するモデム回路と、前記給電線との間の変調信号の伝送を遮断する変調信号遮断回路をさらに備えた
請求項７または８記載のアンテナ制御システム。
【請求項１０】
前記短絡アラーム信号を受信したとき、前記制御装置から入力された制御信号を変調して変調信号を生成するモデム回路への電源を遮断するモデム電源遮断回路をさらに備えた 請求項７〜９いずれかに記載のアンテナ制御システム。
【請求項１１】
外部で発生したサージ電圧から内部回路を保護するためのサージ保護回路をさらに備えた
請求項１〜１０いずれかに記載のアンテナ制御システム。
【請求項１２】
ＡＩＳＧ規格に準拠してアンテナの制御を行うＡＩＳＧデバイスと、
前記ＡＩＳＧデバイスに制御信号を送信し、前記ＡＩＳＧデバイスを制御して前記アンテナの制御を行うと共に、前記ＡＩＳＧデバイスに電源信号を送信する制御装置と、
前記アンテナと該アンテナに給電を行う無線機とを接続する給電線の途中に設けられると共に、前記ＡＩＳＧデバイスが接続され、入力された給電信号から変調信号と電源信号とを分離すると共に、変調信号を復調して制御信号に戻し、制御信号と電源信号を前記ＡＩＳＧデバイスに、分離後の給電信号を前記アンテナ側の前記給電線に出力するアンテナモデムと、を備えたアンテナ制御システムに用いられ、
前記アンテナモデムよりも前記無線機側の前記給電線の途中に設けられると共に、前記制御装置が接続され、前記制御装置から入力された制御信号を変調して変調信号を生成し、その変調信号と前記制御装置から入力された電源信号とを、前記無線機から入力された給電信号に重畳して、前記アンテナ側の前記給電線に出力するＢＳモデムであって、
その電源信号を伝送する電源ラインの途中に、当該電源ラインに流れる電流を監視し、前記電源ラインに流れる電流が所定の閾値以上となったときに、前記給電線の短絡を検知し、警報を発する短絡監視回路を備えた
ことを特徴とするＢＳモデム。
【請求項１】
ＡＩＳＧ規格に準拠してアンテナの制御を行うＡＩＳＧデバイスと、
前記ＡＩＳＧデバイスに制御信号を送信し、前記ＡＩＳＧデバイスを制御して前記アンテナの制御を行うと共に、前記ＡＩＳＧデバイスに電源信号を送信する制御装置と、
前記アンテナと該アンテナに給電を行う無線機とを接続する給電線の途中に設けられると共に、前記制御装置が接続され、前記制御装置から入力された制御信号を変調して変調信号を生成し、その変調信号と前記制御装置から入力された電源信号とを、前記無線機から入力された給電信号に重畳して、前記アンテナ側の前記給電線に出力するＢＳモデムと、
前記ＢＳモデムよりも前記アンテナ側の前記給電線の途中に設けられると共に、前記ＡＩＳＧデバイスが接続され、前記ＢＳモデムから入力された給電信号から変調信号と電源信号とを分離すると共に、変調信号を復調して制御信号に戻し、制御信号と電源信号を前記ＡＩＳＧデバイスに、分離後の給電信号を前記アンテナ側の前記給電線に出力するアンテナモデムと、
を備えたアンテナ制御システムにおいて、
前記ＢＳモデムは、
その電源信号を伝送する電源ラインの途中に、当該電源ラインに流れる電流を監視し、前記電源ラインに流れる電流が所定の閾値以上となったときに、前記給電線の短絡を検知し、警報を発する短絡監視回路を備えた
ことを特徴とするアンテナ制御システム。
【請求項２】
前記短絡監視回路は、
前記電源ラインの途中に設けられ、前記電源ラインに流れる電流が前記所定の閾値以上とならないように制限する電流制限素子と、
該電流制限素子の入力側と出力側の電圧を比較する電圧比較回路と、
該電圧比較回路が、前記電流制限素子の入力側の電圧よりも出力側の電圧が小さく、かつ、入力側の電圧と出力側の電圧の差が所定値以上と判断したとき、警報を発する警報手段と、を備えた
請求項１記載のアンテナ制御システム。
【請求項３】
前記短絡監視回路は、
前記電源ラインの途中に設けられ、前記電源ラインに流れる電流を検知し、当該検知した電流に応じた電圧を出力する電流検知回路と、
該電流検知回路が前記所定の閾値の電流を検知した場合の出力電圧に相当する基準電圧を発生させる基準電圧発生回路と、
前記電流検知回路の出力電圧と、前記基準電圧発生回路が発生させた基準電圧とを比較する電圧比較回路と、
該電圧比較回路が前記電流検知回路の出力電圧が基準電圧より大きいと判断したとき、警報を発する警報手段と、を備えた
請求項１記載のアンテナ制御システム。
【請求項４】
前記電圧比較回路は、コンパレータを有し、
前記短絡監視回路は、前記コンパレータに入力される電圧が、前記コンパレータの許容電圧以下となるように制限する入力電圧制限手段をさらに備える
請求項２または３記載のアンテナ制御システム。
【請求項５】
前記警報手段は、発光手段を備え、光により警報を発するように構成される
請求項２〜４いずれかに記載のアンテナ制御システム。
【請求項６】
前記警報手段は、警告音発生手段を備え、音により警報を発するように構成される
請求項２〜５いずれかに記載のアンテナ制御システム。
【請求項７】
前記警報手段は、短絡アラーム信号を出力するように構成される
請求項２〜６いずれかに記載のアンテナ制御システム。
【請求項８】
前記短絡アラーム信号が、無電圧接点出力信号である
請求項７記載のアンテナ制御システム。
【請求項９】
前記短絡アラーム信号を受信したとき、前記制御装置から入力された制御信号を変調して変調信号を生成するモデム回路と、前記給電線との間の変調信号の伝送を遮断する変調信号遮断回路をさらに備えた
請求項７または８記載のアンテナ制御システム。
【請求項１０】
前記短絡アラーム信号を受信したとき、前記制御装置から入力された制御信号を変調して変調信号を生成するモデム回路への電源を遮断するモデム電源遮断回路をさらに備えた 請求項７〜９いずれかに記載のアンテナ制御システム。
【請求項１１】
外部で発生したサージ電圧から内部回路を保護するためのサージ保護回路をさらに備えた
請求項１〜１０いずれかに記載のアンテナ制御システム。
【請求項１２】
ＡＩＳＧ規格に準拠してアンテナの制御を行うＡＩＳＧデバイスと、
前記ＡＩＳＧデバイスに制御信号を送信し、前記ＡＩＳＧデバイスを制御して前記アンテナの制御を行うと共に、前記ＡＩＳＧデバイスに電源信号を送信する制御装置と、
前記アンテナと該アンテナに給電を行う無線機とを接続する給電線の途中に設けられると共に、前記ＡＩＳＧデバイスが接続され、入力された給電信号から変調信号と電源信号とを分離すると共に、変調信号を復調して制御信号に戻し、制御信号と電源信号を前記ＡＩＳＧデバイスに、分離後の給電信号を前記アンテナ側の前記給電線に出力するアンテナモデムと、を備えたアンテナ制御システムに用いられ、
前記アンテナモデムよりも前記無線機側の前記給電線の途中に設けられると共に、前記制御装置が接続され、前記制御装置から入力された制御信号を変調して変調信号を生成し、その変調信号と前記制御装置から入力された電源信号とを、前記無線機から入力された給電信号に重畳して、前記アンテナ側の前記給電線に出力するＢＳモデムであって、
その電源信号を伝送する電源ラインの途中に、当該電源ラインに流れる電流を監視し、前記電源ラインに流れる電流が所定の閾値以上となったときに、前記給電線の短絡を検知し、警報を発する短絡監視回路を備えた
ことを特徴とするＢＳモデム。
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１７】
【図１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１８】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１７】
【図１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１８】
【公開番号】特開２０１３−４８３５７（Ｐ２０１３−４８３５７Ａ）
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８６００３（Ｐ２０１１−１８６００３）
【出願日】平成２３年８月２９日（２０１１．８．２９）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２９日（２０１１．８．２９）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
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