JP3742971B2 - 無線機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の無線機の送信出力部の回路を図７に示す。この回路について説明すると、ファイナルアンプ１１は、送信時に高周波信号を電力増幅する。このファイナルアンプ１１で電力増幅された高周波信号はローパスフィルタ（以下ＬＰＦと記す）１２を介してアンテナ１３に供給され電波として輻射される。このとき、ＬＰＦ１２に接続された自動出力制御ブロック（以下ＡＰＣブロックと記す）１４の第１、第２出力検出器１４１，１４２によりアンテナの負荷状態がＬＰＦ１２内の２箇所（ＬＰＦ１２の第２コイル１２１の両端）で検出され、負荷状態に応じたＤＣ電圧が第１、第２出力検出器１４１，１４２より出力される。この第１、第２出力検出器１４１，１４２の合成電圧がバッファ回路１５を介してＣＰＵ１６のＡ／Ｄポートに供給され、ＣＰＵ１６に入力される。ＣＰＵ１６はＡ／Ｄポートから入力されたＤＣ電圧をＡ／Ｄ変換してデジタル信号とした上で、このＤＣ電圧を内部に記憶されている基準値と比較する。基準値はある範囲をもっているが、前記ＤＣ電圧がこの範囲以外の時は、ＣＰＵ１６はアンテナ負荷異常と判断してＤ／Ａポートに信号を出力する。すると、Ｄ／Ａポートの信号によりＡＰＣブロック１４内の比較増幅回路１４３、送信出力制御回路１４４が順次に制御され、さらに送信出力制御回路１４４の出力によりファイナルアンプ１１が制御されて送信状態が停止され、受信状態となる。アンテナ負荷異常時、このようにして送信状態が停止されることにより、ファイナルアンプ１１が保護される。
【０００３】
なお、ＡＰＣブロック１４は、通常時は、第１、第２出力検出器１４１，１４２からの合成電圧と、ＣＰＵ１６からの基準電圧とを比較増幅回路１４３で比較して、その差に応じてファイナルアンプ１１を制御することにより、送信出力を一定に維持している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来の無線機では、ファイナルアンプ１１の出力がショートしたときの、極めて異常で、急激にファイナルアンプ（無線機）の温度が上昇するときだけしかアンテナ負荷の異常を検出することができなかった。
【０００５】
その詳しい理由について述べると、従来の無線機では、ＬＰＦ１２の２箇所で第１、第２出力検出器１４１，１４２によりアンテナの負荷状態を検出しているが、それぞれの検出電圧を合成したものをＣＰＵ１６のＡ／Ｄポートに供給して基準電圧と比較しているため、２箇所の検出電圧の変化が相殺されてしまう。例えば、車の走行中にアンテナが途中で折れてしまい無線機アンテナ端のＶＳＷＲが高くなったときは、当然アンテナ負荷の異常状態なのだが、アンテナの折れる位置によって一方の検出電圧は高く、もう一方の検出電圧は低くなったときは、検出電圧を合成している従来の無線機では、検出電圧の変化が相殺されてしまって合成電圧（ＣＰＵ１６のＡ／Ｄポート入力電圧）は正常な範囲にあることになる。したがって、従来の無線機でアンテナ負荷の異常状態を判別できるのは、ファイナルアンプ１１の出力がショートして、２つの検出電圧が共に高いとき、あるいは２つの検出電圧が共に低いときの、極めて異常で、急激にファイナルアンプ（無線機）の温度が上昇するときだけに限られていた。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、アンテナ負荷の異常状態を精度良く検出して、ファイナルアンプを確実に保護することができ、かつ温度上昇を防止できる無線機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の無線機は、ファイナルアンプとアンテナ間に挿入されたフィルタ内の２箇所から第１、第２出力検出器によりアンテナの負荷状態を検出し、この出力検出器から出力された検出電圧が基準値の範囲外となったときにアンテナ負荷異常状態と判断して前記ファイナルアンプを制御する無線機において、前記第１、第２出力検出器から出力された２つの検出電圧をそれぞれ別々に基準値と比較する手段と、この手段で２つの検出電圧の少なくとも一方が基準値の範囲外と判断されたとき、アンテナ負荷異常状態と判断する手段と、この手段でアンテナ負荷異常状態と判断されたとき、前記ファイナルアンプを制御する手段とを具備することを特徴とする。
【０００８】
この無線機において、好ましい形態としては、前記第１、第２出力検出器から出力されたそれぞれの検出電圧を一定時間間隔で基準値と比較し、少なくとも一方の検出電圧が所定の複数回連続して基準値の範囲外であったとき、アンテナ負荷異常状態と判断する。あるいは、前記第１、第２出力検出器から出力されたそれぞれの検出電圧を一定時間間隔で基準値と比較し、少なくとも一方の検出電圧が前記比較で一度基準値の範囲外と判断された後、連続して一定時間基準値の範囲外であったときにアンテナ負荷異常状態と判断する。さらに、アンテナ負荷異常状態と判断されたときは、前記ファイナルアンプを制御して送信状態が停止される、または送信パワーが絞られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に添付図面を参照して本発明による無線機の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明による無線機の実施の形態を示す回路図である。この回路について説明すると、ファイナルアンプ２１は、送信時に高周波信号を電力増幅する。このファイナルアンプ２１で電力増幅された高周波信号はＬＰＦ２２を介してアンテナ２３に供給され電波として輻射される。このとき、ＬＰＦ２２に接続されたＡＰＣブロック２４の第１、第２出力検出器２４１，２４２によりアンテナの負荷状態がＬＰＦ２２内の２箇所（ＬＰＦ２２の第２コイル２２１の両端）で検出され、負荷状態に応じたＤＣ電圧（負荷状態検出電圧）が第１、第２出力検出器２４１，２４２より出力される。
【００１０】
第１出力検出器２４１から出力された第１ＤＣ電圧は第１バッファ回路２５１を介してＣＰＵ２６の第１Ａ／Ｄポートに供給され、ＣＰＵ２６に入力される。また、第２出力検出器２４２から出力された第２ＤＣ電圧は第２バッファ回路２５２を介してＣＰＵ２６の第２Ａ／Ｄポートに供給され、ＣＰＵ２６に入力される。ＣＰＵ２６は第１、第２Ａ／Ｄポートから入力された第１、第２ＤＣ電圧を別々にＡ／Ｄ変換して２つのデジタル信号とした上で、この第１、第２ＤＣ電圧を内部に記憶されている基準値とそれぞれ別々に比較する。基準値はある範囲をもっているが、前記第１、第２ＤＣ電圧の少なくとも一方がこの範囲以外の時は、ＣＰＵ２６はアンテナ負荷異常と判断してＤ／Ａポートに信号を出力する。すると、Ｄ／Ａポートの信号によりＡＰＣブロック２４内の比較増幅回路２４３、送信出力制御回路２４４が順次に制御され、さらに送信出力制御回路２４４の出力によりファイナルアンプ２１が制御されて送信状態が停止され、受信状態となる。アンテナ負荷異常時、このようにして送信状態が停止されることにより、ファイナルアンプ２１が保護される。
【００１１】
以上の説明から明らかなように、上記の無線機では、第１、第２出力検出器２４１，２４２から出力されたそれぞれのＤＣ電圧をＣＰＵ２６内部に記憶された基準値と別々に比較し、少なくとも一方のＤＣ電圧が基準値の範囲外になると、アンテナ負荷異常状態と判断する。より具体的には、第１、第２出力検出器２４１，２４２から出力された第１、第２ＤＣ電圧をそれぞれ一定時間間隔で基準電圧と比較し、少なくとも一方のＤＣ電圧が所定の複数回（ここでは３回）連続して基準値の範囲外であったときにアンテナ負荷異常状態と判断する（第１の方法）。または、第１、第２出力検出器２４１，２４２から出力された第１、第２ＤＣ電圧をそれぞれ一定時間間隔で基準値と比較し、少なくとも一方の検出電圧が前記比較で一度基準値の範囲外と判断された後、連続して一定時間基準値の範囲外であったときにアンテナ負荷異常状態と判断する（第２の方法）。
【００１２】
図２および図３は、上記第１の方法をより詳細に示す波形図およびフローチャートである。この場合は、第１、第２出力検出器２４１，２４２から出力された第１、第２ＤＣ電圧Ｖ１，Ｖ２をそれぞれ２５０ｍＳ間隔で１０ｍＳずつ監視する（ステップＳ１１，Ｓ２１）。そして、各監視時に、第１、第２ＤＣ電圧Ｖ１，Ｖ２別に、第１、第２ＤＣ電圧Ｖ１，Ｖ２が１０ｍＳ連続して基準値５０〜１００の範囲内にあるか判断し（ステップＳ１２，Ｓ２２）、もし基準値範囲内（ＯＫ）であれば、電圧別のエラーカウンタを初期値“０”に設定する（ステップＳ１３，Ｓ２３）。一方、各監視時に、第１または第２ＤＣ電圧Ｖ１，Ｖ２、あるいは第１および第２ＤＣ電圧Ｖ１，Ｖ２が１０ｍＳ連続して基準値５０〜１００の範囲外（ＮＧ）であれば、その都度、基準値範囲外の電圧に対応するエラーカウンタを＋１する（ステップＳ１４，Ｓ２４）。そして、第１、第２ＤＣ電圧Ｖ１，Ｖ２の少なくとも一方が３回連続して基準値範囲外（ＮＧ）となって、対応するエラーカウンタの数値が「３」になれば（ステップＳ１５，Ｓ２５）、アンテナ負荷異常状態と判断する（ステップＳ３１）。その結果、送信状態が停止され、受信モードとなる（ステップＳ３２）。図２では、第１ＤＣ電圧Ｖ１が３回基準値範囲外（ＮＧ）となって、アンテナ負荷異常状態が検出されている。
【００１３】
図４および図５は、上記第２の方法をより詳細に示す波形図およびフローチャートである。この場合は、第１、第２出力検出器２４１，２４２から出力された第１、第２ＤＣ電圧Ｖ１，Ｖ２をそれぞれ２５０ｍＳ間隔で１０ｍＳずつ監視する（ステップＳ４１，Ｓ５１）。そして、各監視時に、第１、第２ＤＣ電圧Ｖ１，Ｖ２別に、第１、第２ＤＣ電圧Ｖ１，Ｖ２が１０ｍＳ連続して基準値５０〜１００の範囲内にあるか判断し（ステップＳ４２，Ｓ５２）、もし、第１または第２ＤＣ電圧Ｖ１，Ｖ２、あるいは第１および第２ＤＣ電圧Ｖ１，Ｖ２が基準値５０〜１００の範囲外（ＮＧ）であれば、以後その電圧について連続して５００ｍＳ、基準値範囲外にあるか監視する（ステップＳ４３，Ｓ５３）。そして、もし、５００ｍＳ、基準値範囲外にあれば、アンテナ負荷異常状態と判断する（ステップＳ６１）。その結果、送信状態が停止され、受信モードとなる（ステップＳ６２）。図４では、第２ＤＣ電圧Ｖ２が２５０ｍＳ間隔の比較で１回、その後５００ｍＳ連続して基準値範囲外となって、アンテナ負荷異常状態が検出されている。
【００１４】
以上のように、上記の無線機によれば、第１、第２出力検出器２４１，２４２から出力されたそれぞれのＤＣ電圧をＣＰＵ２６内部に記憶された基準値と別々に比較し、少なくとも一方のＤＣ電圧が基準値の範囲外になると、アンテナ負荷異常状態と判断する。したがって、ファイナルアンプ２１の出力がショートしたとき以外でも、無線機アンテナ端のＶＳＷＲが高いとき、すなわち、アンテナが装着されていないとき、アンテナが折れているとき、あるいはアンテナがその無線機にマッチングしていないときにアンテナ負荷の異常状態を検出することができ、検出精度が向上する。
【００１５】
この検出精度の向上を具体的な数値で示すのが図６である。図６は、第１、第２出力検出器２４１，２４２から出力された第１、第２ＤＣ電圧Ｖ１，Ｖ２と、従来の合成電圧を数値で具体的に示し、黒く網掛けされた部分はアンテナ負荷異常と判断された部分を示す。従来の合成電圧を利用する方式は、合成電圧が、相殺により平均化されてしまって、異常状態においても、基準値の範囲内にあることが多いため、ファイナルアンプの出力がショートしたような極端な場合（合成電圧１０５または４５の部分）しか、アンテナ負荷異常状態を検出することができなかった。これに対して、本発明の、第１、第２ＤＣ電圧Ｖ１，Ｖ２を別々に基準値と比較する方式では、ファイナルアンプの出力がショートした場合以外でも、アンテナが折れたとか、アンテナがその無線機にマッチングしていないなどの異常状態のときに、黒の網掛け部分で示すように必ず、第１、第２ＤＣ電圧Ｖ１，Ｖ２のどちらかが基準値の範囲外となるので、異常状態を精度良く検出することが可能となる。
【００１６】
そして、このようにしてアンテナ負荷の異常状態を精度良く検出することができるので、アンテナ負荷異常時、必ず送信状態を停止させて、ファイナルアンプ２１を確実に保護することができる。また、アンテナ負荷の異常時は、正常な場合と比べてファイナルアンプ２１で消費する電流が増えて（効率が悪化して）、ファイナルアンプ２１（無線機）の温度が上昇するが、この温度上昇を確実に防止できる。さらに、上記した第１の方法や第２の方法のように、検出ＤＣ電圧が複数回基準値の範囲外となったときに、あるいは一定時間連続して基準値の範囲外となったときにアンテナ負荷異常と判断するようにすれば、車の振動により一時的に検出ＤＣ電圧が基準値の範囲外となったときを排除して、正確にアンテナ負荷異常状態を検出することができる。
【００１７】
なお、上記の実施の形態では、アンテナ負荷異常時、ファイナルアンプ２１を制御して送信状態を停止させるようにしたが、ファイナルアンプ２１を制御して送信パワーを例えば２５Ｗ→５Ｗ、または５０Ｗ→１０Ｗに絞るようにしてもよい。このようにしても、送信状態を停止させる場合と同様に、ファイナルアンプ２１の保護と、温度上昇の防止の両方の効果を得ることができる。
【００１８】
また、図１において、ＡＰＣブロック２４は、従来と同様に、通常時は、第１、第２出力検出器２４１，２４２からの合成電圧と、ＣＰＵ２６からの基準電圧とを比較増幅回路２４３で比較して、その差に応じてファイナルアンプ２１を制御することにより、送信出力を一定に維持する。
【００１９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明の無線機によれば、アンテナ負荷の異常状態を精度良く検出して、ファイナルアンプを確実に保護することができ、かつ温度上昇を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による無線機の実施の形態を示す回路図。
【図２】本発明の実施の形態において、アンテナ負荷異常状態と判断する第１の方法を示す波形図。
【図３】本発明の実施の形態において、アンテナ負荷異常状態と判断する第１の方法を示すフローチャート。
【図４】本発明の実施の形態において、アンテナ負荷異常状態と判断する第２の方法を示す波形図。
【図５】本発明の実施の形態において、アンテナ負荷異常状態と判断する第２の方法を示すフローチャート。
【図６】本発明の実施の形態による効果を説明するための図。
【図７】従来の無線機の回路図。
【符号の説明】
２１ ファイナルアンプ
２２ ローパスフィルタ
２３ アンテナ
２４ 自動出力制御ブロック
２４１，２４２ 第１、第２出力検出器
２４３ 比較増幅回路
２４４ 送信出力制御回路
２６ ＣＰＵ

Claims (4)

1. ファイナルアンプとアンテナ間に挿入されたフィルタ内の２箇所から第１、第２出力検出器によりアンテナの負荷状態を検出し、この出力検出器から出力された検出電圧が基準値の範囲外となったときにアンテナ負荷異常状態と判断して前記ファイナルアンプを制御する無線機において、
   前記第１、第２出力検出器から出力された２つの検出電圧をそれぞれ別々に基準値と比較する手段と、
   この手段で２つの検出電圧の少なくとも一方が基準値の範囲外と判断されたとき、アンテナ負荷異常状態と判断する手段と、
   この手段でアンテナ負荷異常状態と判断されたとき、前記ファイナルアンプを制御する手段と
   を具備することを特徴とする無線機。
2. 前記第１、第２出力検出器から出力されたそれぞれの検出電圧を一定時間間隔で基準値と比較し、少なくとも一方の検出電圧が所定の複数回連続して基準値の範囲外であったとき、アンテナ負荷異常状態と判断することを特徴とする請求項１に記載の無線機。
3. 前記第１、第２出力検出器から出力されたそれぞれの検出電圧を一定時間間隔で基準値と比較し、少なくとも一方の検出電圧が前記比較で一度基準値の範囲外と判断された後、連続して一定時間基準値の範囲外であったときにアンテナ負荷異常状態と判断することを特徴とする請求項１に記載の無線機。
4. アンテナ負荷異常状態と判断されたとき、前記ファイナルアンプを制御して送信状態が停止される、または送信パワーが絞られることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の無線機。

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