JP2003218811A - 自己診断機能を有する無線通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】無線通信装置において、ＲＦ部等を自己診断す
るための折り返し回路の構成を簡易化する。 【解決手段】制御回路５０は、ローカル信号発振器１８
をオン状態（発振状態）にするとともに、試験用の一定
振幅の１．６［ＧＨｚ］の送信信号Ｓｄを周波数変換器
５２から電力増幅器１０に供給する。ダイプレクサ１２
からの送信信号Ｓｄの漏洩信号Ｓｅと０．１［ＧＨｚ］
のローカル信号Ｌが低雑音増幅器２０に供給される。低
レベルとは非線形になっている低雑音増幅器２０の出力
信号である混変調信号Ｓｍから受信信号と同一周波数
（１．５ＧＨｚ）の信号を帯域通過フィルタ５８で取り
出す。この取り出した信号により制御回路５０は、ＲＦ
部５４等の自己診断を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、折り返し回路を
利用して自己診断を行う自己診断機能を有する無線通信
装置に関し、たとえば船舶用の無線通信装置に適用して
好適な自己診断機能を有する無線通信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、たとえば船舶用の無線通信装
置では、自局の送受信部を自己診断するための自己診断
機能が付加されている。

【０００３】図３は、従来技術に係る自己診断機能を有
する無線通信装置２の概略的な構成を示している。

【０００４】この無線通信装置２では、無線通信装置２
のＲＦ（Radio Frequency、略して高周波）部４等に対
する自己診断のために、外部折り返し回路６を付加して
いる。

【０００５】外部折り返し回路６は、スイッチ８を有
し、自己診断時には、通常運用時のアンテナ２２側では
なく、外部折り返し回路６側の位置（図示位置）に切り
替えられている。

【０００６】このとき、電力増幅器（High Power Ampli
fier、略してＨＰＡ）１０からの１．６［ＧＨｚ］の送
信周波数を有する信号（以下、送信信号という。）が、
ダイプレクサ１２、スイッチ８、ダイプレクサ１４、減
衰器１６を通じて混合器１７の一方の入力端子に供給さ
れる。

【０００７】混合器１７の他方の入力端子には、ローカ
ル信号発振器１８からの周波数０．１［ＧＨｚ］のロー
カル信号が供給されている。このため、混合器１７の出
力端子から１．５［ＧＨｚ］の受信周波数を有する信号
が出力され、ダイプレクサ１４、スイッチ８、ダイプレ
クサ１２を介して受信信号に対応する折り返し信号とし
て低雑音増幅器（Low Noise Amplifier、略してＬＮ
Ａ）２０に供給される。

【０００８】この場合、折り返し信号を増幅した低雑音
増幅器２０の出力信号のレベル等を観測することによ
り、電力増幅器１０、ダイプレクサ１２および低雑音増
幅器２０を有するＲＦ部４の回路の自己診断を行うこと
ができる。

【０００９】しかしながら、この図３例の従来技術で
は、自己診断のための外部折り返し回路６が必要であ
り、この外部折り返し回路６は部品点数が多く、かつ回
路部品の容積が大きくなるという問題がある。また、高
価な高周波用のスイッチ８が必要であり、したがって、
船舶等の移動局に使用することが困難であるという問題
がある。

【００１０】図４は、他の従来技術に係る自己診断機能
を有する無線通信装置２Ａの概略的な構成を示してい
る。なお、図４において、図３に示したものと対応する
ものには同一の符号を付けて、その詳細な説明を省略す
る。

【００１１】この図４例の無線通信装置２Ａでは、電力
増幅器１０の入力側と低雑音増幅器２０の出力側との間
に内部折り返し回路６Ａを設けている。帯域通過フィル
タ２４は、混合器１７の出力信号の中、１．５［ＧＨ
ｚ］の受信信号を抽出する。

【００１２】この図４例の無線通信装置２Ａでは、小電
力であるので、容積が小型になり、かつ廉価になるとい
う利点があるが、故障の確率の高い電力増幅器１０を含
むＲＦ部４の自己診断を行うことができないという問題
がある。

【００１３】なお、さらに他の技術として、電力増幅器
１０の出力側と低雑音増幅器２０の入力側との間に折り
返し回路を設けることも考えられるが、この場合には、
電力増幅器１０の損失が増加し、さらに低雑音増幅器２
０側の性能も劣化するという問題が発生する。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】この発明はこのような
課題を考慮してなされたものであり、構成が簡単で低コ
ストでありながら、ＲＦ部を診断することができ、しか
も電力損失の発生や性能の劣化を抑制することを可能と
する自己診断機能を有する無線通信装置を提供すること
を目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明の自己診断機能
を有する無線通信装置は、電力増幅器から出力される送
信周波数を有する信号をダイプレクサおよびアンテナを
介して送信し、受信周波数を有する信号を前記アンテナ
および前記ダイプレクサを介して低雑音増幅器に入力さ
せる無線通信装置において、前記低雑音増幅器の入力側
に接続され、前記送信周波数と前記受信周波数の差の周
波数を有するローカル信号を供給するローカル信号供給
回路を有し、前記低雑音増幅器の出力側に、前記送信周
波数を有する信号の前記ダイプレクサからの漏洩信号と
前記ローカル信号の混変調信号である、前記受信周波数
と同一の周波数の自己診断信号を発生させることを特徴
とする（請求項１記載の発明）。

【００１６】この発明によれば、ローカル信号供給回路
から、低雑音増幅器の入力側に、送信周波数と受信周波
数の差の周波数を有するローカル信号を供給するように
構成したので、このローカル信号と、ダイプレクサから
の漏洩信号、すなわち、送信周波数を有する信号との混
変調信号である、受信周波数と同一の周波数の自己診断
信号を低雑音増幅器の出力側に発生させることができ
る。

【００１７】この自己診断信号により、電力増幅器、ダ
イプレクサおよび低雑音増幅器を含むＲＦ部等の診断が
可能となる。しかも、無線通信装置の内部には、ローカ
ル信号供給回路のみが必要となるので、折り返し回路の
構成が簡単で、低コストである。その上、電力損失の発
生や性能の劣化を抑制することができる。

【００１８】なお、このとき、ダイプレクサは、上記図
３の減衰器１６としても機能し、低雑音増幅器は、上記
図３、図４の混合器１７としても機能する。

【００１９】なお、ローカル信号供給回路は、ローカル
信号を発生するローカル信号発振器と、ローカル信号を
通過させ漏洩信号を遮断する周波数特性を有するフィル
タ回路とから構成することができる（請求項２記載の発
明）。

【００２０】このフィルタ回路は、低雑音増幅器の入力
側に直流電源を供給する際のチョークコイルを兼用する
ことができる（請求項３記載の発明）。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。なお、以下に参照する図
面において、上記図３、図４に示したものと対応するも
のには同一の符号を付けて、その詳細な説明は省略す
る。

【００２２】図１は、この発明の実施の形態に係る自己
診断機能を有する無線通信装置４０の概略的な構成を示
している。

【００２３】この無線通信装置４０は、たとえば、図示
していない衛星を介して通信を行う船舶用の無線通信装
置であり、基本的には、この無線通信装置４０の全体を
制御する制御回路５０と、周波数変換器５２と、ＲＦ部
５４と、折り返し回路の一部として機能するローカル信
号供給回路５６とから構成されている。

【００２４】図示していない衛星を介して他の船舶ある
いは海岸局に対しで電波を送受信するアンテナ２２が、
ケーブルを介してＲＦ部５４の送受共用部であるダイプ
レクサ１２に接続されている。

【００２５】この実施の形態のダイプレクサ１２は、受
信側の１．５［ＧＨｚ］の通過周波数を有する帯域通過
フィルタ１２Ａと、送信側の１．６［ＧＨｚ］の通過周
波数を有する帯域通過フィルタ１２Ｂとから構成されて
いる。

【００２６】受信側の帯域通過フィルタ１２Ａと周波数
変換器５２との間には、ＲＦ受信系として、低雑音増幅
器２０と、１．５［ＧＨｚ］の通過周波数を有する帯域
通過フィルタ５８と、自動利得制御増幅器（Automatic
Gain Control Amplifier、略してＡＧＣ）６０が直列に
接続されている。

【００２７】また、送信側の帯域通過フィルタ１２Ｂと
周波数変換器５２との間には、電力増幅器１０が接続さ
れている。

【００２８】ローカル信号供給回路５６は、制御回路５
０からの制御信号に基づいて０．１［ＧＨｚ］のローカ
ル信号Ｌを発生するローカル信号発振器１８と、発生し
たローカル信号ＬをＲＦ部５４側、すなわち低雑音増幅
器２０の入力側に通過させる重畳回路としても機能する
フィルタ回路６８とから構成されている。

【００２９】この場合、フィルタ回路６８は、直流電源
Ｖｄがローカル信号発振器１８に供給されることを阻止
するコンデンサ６２と、ローカル信号Ｌが直流電源Ｖｄ
側に流れることを遮断するチョークコイル６４と、チョ
ークコイル６６とから構成されている。

【００３０】チョークコイル６６は、帯域通過フィルタ
１２Ａから供給される、送信周波数１．６［ＧＨｚ］を
有する信号（送信信号）Ｓｄの漏洩信号Ｓｅが、ローカ
ル信号発振器１８側に流れるのを遮断するとともに、チ
ョークコイル６４を通じて供給された直流電源Ｖｄを低
雑音増幅器２０に供給する機能を有する。

【００３１】なお、上記の制御回路５０は、基本的に
は、制御部７０と復調器７２と変調器７４とから構成さ
れる。制御部７０は、ローカル信号発振器１８のオンオ
フを制御するとともに、自動利得制御増幅器６０を制御
し、さらに必要に応じて電力増幅器１０の利得を制御す
る。また、制御部７０は、ベースバンド信号である送信
データを変調器７４に供給するとともに、復調器７２で
復調されたベースバンド信号である復調データを取り込
む。変調器７２と復調器７４は、それぞれ、ベースバン
ド信号と中間周波数信号とを相互に変換する機能を有す
る。

【００３２】さらに、制御回路５０の制御部７０は、ア
ンテナ２２とダイプレクサ１２との間にオンオフスイッ
チを挿入する構成とする場合には、そのオンオフを制御
するように構成される。このオンオフスイッチは、自己
診断を行うときには、オフ、すなわち開放状態に制御さ
れ、通常運用時には、オン、すなわち閉じた状態に制御
される。

【００３３】自己診断時ではない通常運用時には、アン
テナ２２から１．５［ＧＨｚ］の受信周波数を有する信
号（受信信号）が、ダイプレクサ１２に供給されていな
いときに、制御回路５０の制御により自己診断機能を行
うようにするが、受信信号が供給されているときにも、
自己診断機能を行わせたい場合には、アンテナ２２とダ
イプレクサ１２との間に挿入される上記のオンオフスイ
ッチをオフ状態にしておく。

【００３４】この実施の形態で、制御回路５０は、ＣＰ
Ｕ（中央処理装置）や、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）
およびＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）等を有するマ
イクロコンピュータおよびＡＳＩＣ（特定用途向け集積
回路）等により構成される。

【００３５】次に、上述の実施の形態の動作について説
明する。

【００３６】図１において、アンテナ２２を通じて衛星
等に対して無線信号を送受信する通常の運用時には、ロ
ーカル信号発振器１８は、制御回路５０によりオフ状態
とされている。この場合、直流電源Ｖｄのみが、フィル
タ回路６８を通じて低雑音増幅器２０側に供給される。

【００３７】このとき、制御回路５０の制御部７０から
のベースバンド信号の送信データが変調器７４で変調さ
れ、さらに中間周波数信号に変換される。この中間周波
数信号が、周波数変換器５２により高周波の１．６ＧＨ
ｚである送信周波数に変換され、電力増幅器１０を通じ
て送信信号Ｓｄとして、ダイプレクサ１２およびアンテ
ナ２２を通じて無線送信される。

【００３８】その一方、アンテナ２２で受信された１．
５［ＧＨｚ］の受信信号は、ダイプレクサ１２を介して
低雑音増幅器２０の入力側に供給される。この受信信号
は、チョークコイル６６のインピーダンスによりフィル
タ回路６８側には流れない。

【００３９】低雑音増幅器２０の出力信号は、帯域通過
フィルタ５８を介して自動利得制御増幅器６０で一定振
幅の受信信号に増幅されて周波数変換器５２に供給され
る。

【００４０】周波数変換器５２は、この１．５［ＧＨ
ｚ］の受信信号を中間周波数信号に変換して制御回路５
０に供給する。制御回路５０の復調器７２は中間周波数
信号をベースバンド信号に変換するとともに、復調す
る。復調データは、制御部７０により解読される。

【００４１】一方、通常の運用ではなく、自己診断機能
を動作させるときには、たとえばアンテナ２２を通じて
受信信号を受信していないとき、制御回路５０の制御部
７０は、ローカル信号発振器１８をオン状態（発振状
態）にするとともに、自己診断用の送信データを出力す
る。この自己診断用の送信データは、変調器７４により
変調され、さらに周波数変換器５２を通じて一定振幅の
１．６［ＧＨｚ］の送信信号とされ電力増幅器１０に供
給される。

【００４２】この一定振幅の送信信号は、電力増幅器１
０により増幅されて送信信号Ｓｄとされる。この送信信
号Ｓｄは、帯域通過フィルタ１２Ｂを通じ、帯域通過フ
ィルタ１２Ａを漏洩して１．６［ＧＨｚ］の漏洩信号Ｓ
ｅとして低雑音増幅器２０の入力側に供給される。この
とき、帯域通過フィルタ１２Ａのアイソレーション性能
は、上記図３により説明した減衰器１６と同等の機能、
すなわち送信信号Ｓｄの減衰機能を発揮することにな
る。換言すれば、ダイプレクサ１２が減衰器として動作
する。

【００４３】帯域通過フィルタ１２Ａから低雑音増幅器
２０側に出力される１．６［ＧＨｚ］の漏洩信号Ｓｅ
は、ローカル信号発振器１８側にはチョークコイル６６
の作用により供給されない。その一方、ローカル信号発
振器１８からの０．１［ＧＨｚ］のローカル信号Ｌは、
この０．１［ＧＨｚ］の周波数ではそれほどインピーダ
ンスの高くならないチョークコイル６６を通過し、低雑
音増幅器２０の入力側に供給される。

【００４４】この場合、低雑音増幅器２０は、入出力特
性が僅かに非線形となっており（理想的な線形の増幅器
は作製不可能である。）、特に、低レベル入力では非線
形な特性となっているので、低雑音増幅器２０の内部
で、送信信号Ｓｄの減衰信号である、この１．６［ＧＨ
ｚ］の漏洩信号Ｓｅと０．１［ＧＨｚ］のローカル信号
Ｌで混変調を起こし、低雑音増幅器２０の出力側に、
１．７［ＧＨｚ］の信号と、受信信号と同一周波数の
１．５［ＧＨｚ］の混変調信号Ｓｍが発生する。

【００４５】帯域通過フィルタ５８により、この混変調
信号Ｓｍから１．７［ＧＨｚ］の信号成分は遮断され、
受信信号と同一周波数の１．５［ＧＨｚ］の信号、すな
わち自己診断信号（に利用できる信号）のみが自動利得
制御増幅器６０を介して周波数変換器５２に供給され
る。

【００４６】周波数変換器５２を通じて周波数変換され
た中間周波数信号は制御回路５０に供給される。この場
合、制御回路５０の制御部７０は、折り返されてきた信
号を復調器７２で復調した復調データと、送出した元の
送信データを比較することにより、ＲＦ部５４の正常・
異常を判定することができる。なお、復調器７２にて折
り返し信号の位相・振幅特性を解析することにより、よ
り詳細な自己診断を行うことができる。

【００４７】このように上述の実施の形態によれば、自
己診断時に、ローカル信号発振器１８から、いわゆるデ
カップリング回路を有する直流バイアス回路として機能
するフィルタ回路６８を通じて、低雑音増幅器２０の入
力側に、送信周波数１．６［ＧＨｚ］と受信周波数１．
５［ＧＨｚ］の差の周波数０．１［ＧＨｚ］を有するロ
ーカル信号Ｌを供給するように構成したので、このロー
カル信号Ｌと、ダイプレクサ１２からの漏洩信号Ｓｅで
ある送信周波数１．６［ＧＨｚ］を有する信号との混変
調信号Ｓｍである受信周波数１．５［ＧＨｚ］と同一の
周波数の自己診断信号を低雑音増幅器２０の出力側に発
生させることができる。

【００４８】言い換えれば、制御回路５０は、ローカル
信号発振器１８をオン状態（発振状態）にするととも
に、試験用の一定振幅の１．６［ＧＨｚ］の送信信号を
周波数変換器５２から電力増幅器１０に供給する。これ
により、ダイプレクサ１２からの送信信号Ｓｄの漏洩信
号Ｓｅと０．１［ＧＨｚ］のローカル信号Ｌが低雑音増
幅器２０に供給される。この場合、混合器として機能す
る低雑音増幅器２０の出力信号である混変調信号Ｓｍか
ら受信信号と同一周波数（１．５ＧＨｚ）の信号を帯域
通過フィルタ５８で取り出す。この取り出した信号であ
り受信信号と周波数が同一である自己診断信号に基づき
ＲＦ部５４、周波数変換器５２を含む無線通信装置４０
の自己診断を実施する。

【００４９】すなわち、上述の自己診断信号により、電
力増幅器１０、ダイプレクサ１２および低雑音増幅器２
０を含むＲＦ部５４の自己診断および周波数変換器５２
を含む無線通信装置４０のほぼ全体の診断が可能とな
る。

【００５０】この実施の形態では、無線通信装置４０の
内部にローカル信号供給回路５６のみが必要となるの
で、従来技術に比較して、折り返し回路の構成が簡単と
なり、部品点数が少なく、かつ低コストである。しかも
電力損失の発生や性能の劣化を抑制することができる。

【００５１】なお、ローカル信号供給回路５６は、ロー
カル信号Ｌを発生するローカル信号発振器１８と、ロー
カル信号Ｌを通過させ漏洩信号Ｓｅを遮断する周波数特
性を有するフィルタ回路６８とから構成され、このフィ
ルタ回路６８は、低雑音増幅器２０の入力側に直流電源
Ｖｄを供給する際のチョークコイル６６を兼用すること
ができるので、その点で、低雑音増幅器２０の性能劣化
が抑制される。

【００５２】また、この発明は、上述の実施の形態に限
らず、たとえば送受信周波数がさらに高周波信号である
場合には、図２に示すように、ローカル信号を方向性結
合器７６を通じて低雑音増幅器２０の入力側に供給する
構成とする等（その他の構成は、図１と同等。）、この
発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得る
ことはもちろんである。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の自己診
断機能を有する無線通信装置によれば、構成が簡単で低
コストでありながら、ＲＦ部をも診断することができ、
しかも電力損失の発生や性能の劣化を抑制することがで
きる。

【００５４】すなわち、この発明によれば、無線通信装
置におけるＲＦ部等を自己診断するための折り返し回路
の構成が簡易化され、容積も低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態の構成を示すブロック
図である。

【図２】この発明の他の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図である。

【図３】従来技術の構成を示すブロック図である。

【図４】従来技術の他の例の構成を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

２、２Ａ、４０…無線通信装置 ４、５４…
ＲＦ部 ６、６Ａ…折り返し回路 ８…スイッ
チ １０…電力増幅器 １２…ダイ
プレクサ １２Ａ、１２Ｂ、５８…帯域通過フィルタ １６…減衰
器 １７…混合器 １８…ロー
カル信号発振器 ２０…低雑音増幅器 ２２…アン
テナ ５０…制御回路 ５２…周波
数変換器 ５６…ローカル信号供給回路 ６０…自動
利得制御増幅器 ６２…コンデンサ ６４、６６
…チョークコイル ６８…フィルタ回路 ７０…制御
部 ７２…復調器 ７４…変調
器 ７６…方向性結合器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電力増幅器から出力される送信周波数を有
   する信号をダイプレクサおよびアンテナを介して送信
   し、受信周波数を有する信号を前記アンテナおよび前記
   ダイプレクサを介して低雑音増幅器に入力させる無線通
   信装置において、 前記低雑音増幅器の入力側に接続され、前記送信周波数
   と前記受信周波数の差の周波数を有するローカル信号を
   供給するローカル信号供給回路を有し、 前記低雑音増幅器の出力側に、前記送信周波数を有する
   信号の前記ダイプレクサからの漏洩信号と前記ローカル
   信号の混変調信号である、前記受信周波数と同一の周波
   数の自己診断信号を発生させることを特徴とする自己診
   断機能を有する無線通信装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の無線通信装置において、 前記ローカル信号供給回路は、 ローカル信号を発生するローカル信号発振器と、 前記ローカル信号を通過させ前記漏洩信号を遮断する周
   波数特性を有するフィルタ回路とを有することを特徴と
   する自己診断機能を有する無線通信装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の無線通信装置において、 前記フィルタ回路は、前記低雑音増幅器の入力側に直流
   電源を供給する際のチョークコイルが兼用されることを
   特徴とする自己診断機能を有する無線通信装置。