JP3735623B2 - 無線通信機 - Google Patents

Description

本発明は無線通信機の高周波電力増幅（終段）回路に用いられる電力増幅（終段）素子の保護に関するものである。

無線通信機の高周波電力増幅回路の電力増幅素子においては、入力電力と出力電力の差が内部損失となり、これが熱となって素子全体を暖める。これを処置しないまま放置すると、半導体素子内部の接合部の温度が上がりすぎて、最後には半導体が破壊される。それを防ぐため、ある程度以上の大きさの電力増幅素子には、その発熱量に応じた大きさの放熱器が取り付けられるのが普通である。また、それでも発熱量が放熱量より大きくて温度が上昇する時は、冷却用のファンが取り付けられ、強制的に冷却されることもある。

しかし、何らかの故障で設計放熱値以上に発熱したり、ファンが停止したりすると、熱暴走を起こして電力増幅素子が壊れることがあった。その対策として従来より幾つかの方法が提案されていた。例えば、実公平６−２３０６７号公報に開示されるように、温度を検出する感温素子を電力増幅素子のケースに密着させ、その検出温度に応じて冷却ファンを回したり、前段の励振電力を小さく出力電力を下げ発熱量を小さくしたりして出力増幅素子を保護する保護回路があった。また、特公平７−３８５９４号公報や特開平６−８５７１１号公報の無線通信機においても、感温素子を用いて電力増幅素子の発熱状態を感知し、出力増幅素子を保護していた。
また、上述したような保護回路の動作中に、その動作を中断する機能に関しては、例えば、特開平６−８５７１１号公報（特許文献１）等に記載されている。

特開平６−８５７１１号公報

前記特許文献１の機能は、特開平６−８５７１１号公報の図４と段落００１４に記載されているように、送信中に、温度の状態が予め設定された加熱点を過ぎると送信保護回路が働き自動的に受信状態に切り換わるように構成されている。そして、前記送信保護回路が働いている状態であっても一時的に送信可能とするように構成されているものである。

しかし、手軽に使えて小さく安価な感温素子、例えばサーミスタは温度特性が安定していないので、電力増幅素子を熱破壊から保護する保護回路の動作点の調整が大変難しく、誤動作も多かった。かといって、精度・安定度の高い感温素子を用いれば、コストが高くつくという問題があった。
また、前記特許文献１に記載された機能は、送信中に、前記送信保護回路が動作して受信状態になっているとき、一時的には送信が可能となるが、送信禁止一時解除タイマーがタイムオーバーになると、前記送信保護回路が動作しない状況になっていても、送信が中断されて強制的に受信状態となるように制御される。
このように、送信途中で強制的に受信状態に切り換わって通話が中断するので、あわてて、送信に切り換える操作を行わなければならないという問題があった。

本発明は、上記の問題点にかんがみて提案されたもので、微調整が不要で、確実に動作し、しかも、保護回路が動作中であっても、緊急事態等においてはフルパワーで送信することが可能であるとともに、通話の中断を最小限にすることのできる無線通信機を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、請求項１の無線通信機は、
連続して送信される時間が規制時間に到達したとき制御信号を出力する計測手段と、
制御信号が入力されたとき送信出力を低減させ、設定された保護時間を経過したときに低減させていた送信出力を元に戻すように制御する保護手段と、
を備えた無線通信機において、
送信出力低減中にフルパワーで送信する必要が生じたときに使うためのキャンセルキーを備えるとともに、
前記保護手段は、
制御信号が入力されて送信出力を低減させている状態で、前記キャンセルキーが押されたときには、低減させていた送信出力を一時的に元の大きさに戻し、設定された許容時間が経過すれば再び送信出力を低減させて送信継続するが、
前記許容時間が経過したときは送信停止せずに送信出力を低減させ、その時点で前記保護時間が既に経過しているときには低減させた送信出力を元に戻すように構成されている。

本発明に係る無線通信機は、
送信出力低減中にフルパワーで送信する必要が生じたときに使うためのキャンセルキーを備えるとともに、保護手段は、制御信号が入力されて送信出力を低減させている状態で、前記キャンセルキーが押されたときには、低減させていた送信出力を一時的に元の大きさに戻して送信を可能とする。
そして、送信中に前記許容時間が経過したときは送信停止せずに送信出力を低減させて送信状態を継続するので、通話の中断は防止できる。
さらに、送信中に前記許容時間が経過した時点で前記保護時間が既に経過しているときには低減させた送信出力を元に戻すので、何らかの操作を行わなくても、元の送信出力で継続して送信でき、送信出力が低減される時間は短時間にできる。
従って、保護回路の微調整の必要がなく、確実に動作するとともに、緊急事態等においては、保護回路が動作中であっても通話が中断することなくできるので、確実な通信が可能となる。

以下に本発明の無線通信機の実施例を、図面に基づいて、詳細に説明する。
（実施例１）
図１は本発明にかかる無線通信機の実施例１のブロック図、図２は図１の無線通信機のフローチャートである。
無線通信機１１は，電力増幅部１２と、この電力増幅部１２を小出力（２Ｗ），中出力（７Ｗ），大出力（１０Ｗ）の３段階の送信出力モードに切り換える出力設定スイッチ（図示せず）と、送信時に押す送信スイッチ１４とを備えている。
更に、出力設定スイッチが切り換える出力モードに応じて送信規制をする時間を決定しデータとして出力する規制時間設定回路１５と、電力増幅部１２の連続送信時間が送信規制をする時間を越えたとき制御信号を出力するタイマー回路１６と、制御信号が入力されたとき電力増幅部１２へのドライブ電力をしぼって出力を小さくし電力増幅（終段）素子を保護する終段保護回路１７をも備えている。
また、送信出力低減中にフルパワーで送信する必要が生じたときに使うためのキャンセルキー１３を備えている。
そして、前記終段保護回路１７は、制御信号が入力されて送信出力を低減させている状態で、前記キャンセルキー１３が押されたときには、低減させていた送信出力を一時的に元の大きさに戻し、設定された許容時間が経過すれば再び送信出力を低減させて送信継続するが、前記許容時間が経過したときは送信停止せずに送信出力を低減させ、その時点で前記保護時間が既に経過しているときには低減させた送信出力を元に戻すように構成されている。

なお、図１のブロック図においては、動作を説明しやすいように各処理手段を独立した回路として表したが、実際はＣＰＵとメモリーとでソフトウェアで処理される。ここで、タイマー回路１６が計測手段に、終段保護回路１７が保護手段に対応している。

前記無線通信機１１の電力増幅部１２には電池電圧がそのまま入力されるので、取り付ける電池の電圧によって送信出力が変化する。例えば、大出力用の１３．８Ｖの電池９ａを取り付ければ送信出力は１０Ｗに、中出力用の９Ｖの電池９ｂを取り付ければ７Ｗに、小出力用の３Ｖの電池９ｃを取り付ければ２Ｗになる。無線通信機１１においては、出力設定スイッチによって、上記の送信出力より小さくすることも可能である。

次に、図２のフローチャートに基づいて終段保護動作の説明をする。先ず、無線通信機１１に上記の３つの電池のいずれかを取り付ける。電圧検出回路１８は、取り付けた電池の電圧をステップＳ１１，Ｓ１２で４Ｖ以下、４Ｖから１３Ｖ，１３Ｖ以上の３段階に分けて判別し、その電圧データを規制時間設定回路１５に出力する。もちろん、電圧検出回路１８の代わりにコンパレータを用い、電圧に応じて連続的に変化したデータを出力してもよい。規制時間設定回路１５からは、その電圧データに対応する規制時間がステップＳ１３，Ｓ１４，Ｓ１５で設定され、タイマー回路１６に出力される。ステップＳ１６では送信スイッチ１４がチェックされる。送信スイッチ１４が押され、送信状態であれば、ステップＳ１７でタイマー回路１６が送信時間をチェックする。送信時間が規制時間より小さいときは、ステップＳ１６とＳ１７とを周回チェックする。

ステップＳ１６で送信中でない（受信中）と判断されたときは、ステップＳ１８で休止時間が設定される。休止時間とは、瞬間的な送信解除によって規制時間がリセットされるのを防止するためのもので、その休止時間（約２，３秒間）は既にタイマー１９内で設定されている。この時間経過と送信状態とをステップＳ１９，Ｓ２０でチェックする。休止時間中に送信されれば、ステップＳ１６に戻り、規制時間の残り時間経過がチェックされる。また、送信停止が休止時間を経過すれば、規制時間はリセットされ、図２の終段保護動作は終了する。

送信時間が規制時間を経過すれば、タイマー回路１６から制御信号が終段保護回路１７に向けて出力され、ステップＳ２１で終段保護回路１７が動作して電力増幅部１２の送信出力を低下させる。続いて、ステップＳ２２で熱くなった電力増幅部１２を保護するための保護時間が設定される。この値も既に設定されている。ステップＳ２３ではフラグを０とし、強制的にステップＳ２４からステップＳ２５に進める。

ステップＳ２５ではキャンセルキー１３が押されたかチェックする。キャンセルキー１３は、終段保護回路１７が動作して送信出力低下中に緊急事態が起こり、どうしてもフルパワーで送信する必要が生じたときに使うものである。このキャンセルキー１３が押されていたら、ステップＳ２６で送信出力が一時的に元の大きさになる。しかし、この状態を続ければ電力増幅部１２が熱で破壊されるおそれがあるので、それを防ぐためステップＳ２７で許容時間が設定される。この許容時間は定数である。

そして、タイマー１９内で許容時間経過がチェックされる（ステップＳ２８）。許容時間が経過すればステップＳ２９で再び送信出力が低下する。そして、ステップＳ３０でフラグを１とし、ステップＳ２４に戻される。そして、ステップＳ２４からステップＳ３１に送られ、保護時間の経過がチェックされる。
ステップＳ３１で保護時間が既に経過していた場合には、ステップＳ３２で送信出力が元の大きさに戻るので、送信出力が低減される時間は、前記ステップＳ２９、３０、２４、３１、３２までの間の一瞬である。そして、終段保護動作が終了する。

ステップＳ２５でキャンセルキー１３が押されていなかった場合にもステップＳ３１に送られ、保護時間の経過がチェックされる。また、ステップＳ３１では、保護時間がまだ経過していなければ、ステップＳ２４に戻され、出力低下の状態が続く。

以上の動作を図３のタイムチャートを参照しながら説明する。
図３の（Ａ）に示したように、フルパワーでの送信状態が継続しているとき、規制時間に到達した時点（Ｔ１）で終段保護回路が動作して、送信出力を低減させる。このとき、保護時間の計測がスタートする。（図２のステップＳ17、21、22参照）
そして、前記保護時間を越えた時点（Ｔ２）で前記終段保護回路の動作は終了して、低減されていた送信出力が元の大きさに戻る。（図２のステップＳ24、31、32参照）

次に、図３の（Ｂ）に示したように、前記終段保護回路の動作中にキャンセルキー１３が押された場合には、その時点（Ｔ３）で、低減されていた送信出力は一時的に元の大きさに戻る（図２のステップＳ25、26参照）。また、前記時点（Ｔ３）で許容時間の計測がスタートする（図２のステップＳ27参照）。そして、許容時間を越えた時点（Ｔ４）で送信出力は低減される。（図２のステップＳ28、29参照）
この時点（Ｔ４）で前記保護時間をまだ越えていない場合には送信出力は低減されたままであるが（図２のステップＳ24、31参照）、前記時点（Ｔ４）で前記保護時間を既に越えている場合には送信出力は直ちに元の大きさに戻る。（図２のステップＳ24、31、32参照）

上記の実施例では、いずれも電池を電源とする携帯用無線通信機の場合で、電池の電圧に基づいて制御する場合を想定して説明したが、電圧ではなく電池容量によって、送信出力が指定されるような無線通信機においては、取り付ける電池に突起を設け、無線通信機本体のスイッチを切り換えて終段保護の規制時間を切り換えるようにしてもよい。また、プラス・マイナスの電極とは別の送信出力検出電極を設け、その検出電圧によって規制時間を切り換えるようにしてもよい。

本発明にかかる無線通信機の実施例１のブロック図である。 図１の無線通信機のフローチャートである。 図１の無線通信機のタイムチャートである。

符号の説明

１１ 無線通信機
１２ 電力増幅部
１３ キャンセルキー
１４ 送信スイッチ
１５ 規制時間設定回路
１６ タイマー回路、計測手段
１７ 終段保護回路、保護手段

Claims (1)

1. 連続して送信される時間が規制時間に到達したとき制御信号を出力する計測手段と、
   制御信号が入力されたとき送信出力を低減させ、設定された保護時間を経過したときに低減させていた送信出力を元に戻すように制御する保護手段と、
   を備えた無線通信機において、
   送信出力低減中にフルパワーで送信する必要が生じたときに使うためのキャンセルキーを備えるとともに、
   前記保護手段は、
   制御信号が入力されて送信出力を低減させている状態で、前記キャンセルキーが押されたときには、低減させていた送信出力を一時的に元の大きさに戻し、設定された許容時間が経過すれば再び送信出力を低減させて送信継続するが、
   前記許容時間が経過したときは送信停止せずに送信出力を低減させ、その時点で前記保護時間が既に経過しているときには低減させた送信出力を元に戻すように構成されていることを特徴とする無線通信機。