JP6070007B2

JP6070007B2 - Wireless communication apparatus and failure detection method thereof

Info

Publication number: JP6070007B2
Application number: JP2012209045A
Authority: JP
Inventors: 晃秀前田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2012-09-24
Filing date: 2012-09-24
Publication date: 2017-02-01
Anticipated expiration: 2032-09-24
Also published as: JP2014064221A

Description

本発明は、無線通信に関する技術であり、特にアンテナの障害検出機能を有する無線通信装置およびその障害検出方法に関するものである。 The present invention relates to a technique related to wireless communication, and more particularly to a wireless communication apparatus having an antenna failure detection function and a failure detection method thereof.

情報通信社会の発展とともに無線通信の重要性が高まっている。重要性の高まりとともに無線通信の安定性に対する要求も高くなり、無線通信装置の障害検出技術の検討が盛んに行われている。無線通信装置において、他の装置と無線ネットワークを介しての信号の送受信を行うアンテナ部は重要な要素の１つである。そのため、障害が起きた際などに早期に対処できるようにアンテナ部の異常を検出する技術の開発も盛んに進められている。 With the development of information and communication society, the importance of wireless communication is increasing. As the importance of wireless communication increases, so does the demand for stability of wireless communication, and studies on failure detection techniques for wireless communication devices are being actively conducted. In a wireless communication device, an antenna unit that transmits and receives signals to and from other devices via a wireless network is one of important elements. For this reason, development of a technique for detecting an abnormality in the antenna unit is being actively promoted so that it can be dealt with early when a failure occurs.

アンテナ部の異常の検出にはＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio；電圧定在波比）の値が用いられることがある。ＶＳＷＲとは無線通信装置の送信回路等でアンテナ部へ向かう進行波とアンテナ部で反射され戻ってくる反射波との合成波の電圧の最大振幅と最小振幅の比率である。アンテナ部等に異常があった場合には、反射波が強くなるため最大振幅と最小振幅の差が大きくなりＶＳＷＲの値も大きくなる。よって、ＶＳＷＲの値を測定から求めることにより、アンテナ部の異常の検出が可能となる。ＶＳＷＲの値をアンテナ部の異常の検出に用いたものとして、例えば、特許文献１のような技術が開示されている。 A value of VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) may be used to detect an abnormality in the antenna unit. The VSWR is the ratio of the maximum amplitude and the minimum amplitude of the voltage of the combined wave of the traveling wave toward the antenna unit and the reflected wave reflected back from the antenna unit in the transmission circuit of the wireless communication apparatus. When there is an abnormality in the antenna portion or the like, the reflected wave becomes strong, so that the difference between the maximum amplitude and the minimum amplitude increases and the value of VSWR also increases. Therefore, the abnormality of the antenna unit can be detected by obtaining the value of VSWR from the measurement. For example, a technique as disclosed in Patent Document 1 is disclosed as a technique in which the value of VSWR is used for detecting an abnormality in an antenna unit.

特許文献１にはアンテナ部の監視システムが開示されている。特許文献１の技術は、無線通信装置を設置するときに、アンテナ部が正常なときと異常なときのデータを個々に収集しそのデータを基に、運用時の異常の有無を監視するというものである。異常の有無の判定にはＶＳＷＲの値が用いられ、無線通信装置の設置時の測定で設定された閾値との比較により異常の有無が判断される。 Patent Document 1 discloses a monitoring system for an antenna unit. The technique of Patent Document 1 is to collect data when the antenna unit is normal and abnormal when installing a wireless communication device, and monitor the presence or absence of abnormality during operation based on the data It is. The value of VSWR is used to determine the presence or absence of abnormality, and the presence or absence of abnormality is determined by comparison with a threshold value set by measurement at the time of installation of the wireless communication apparatus.

特許文献２においてもアンテナの異常の検出に関する技術が開示されている。特許文献２ではアンテナで受信する受信信号の強度を検出し、受信信号の強度が所定の閾値以下になった時に反射電力の測定が実施される。その際、反射電力の測定値が一定以上であった場合に、アンテナに異常が発生していると判断される。また、反射電力の大きさの判定にはＶＳＷＲを用いることもできるとしている。 Patent Document 2 also discloses a technique related to detection of antenna abnormality. In Patent Document 2, the intensity of a received signal received by an antenna is detected, and the reflected power is measured when the intensity of the received signal becomes a predetermined threshold value or less. At that time, if the measured value of the reflected power is a certain value or more, it is determined that an abnormality has occurred in the antenna. In addition, VSWR can be used to determine the magnitude of the reflected power.

特許文献３にはアンテナ部へ向かう信号と、アンテナ部で反射して戻ってくる信号とが合成された信号を検出し、異常の検出を行う機能を有する無線通信装置が開示されている。合成された信号が所定の範囲から外れた場合に、スイッチ切り替え操作を実施することにより増幅器の故障かアンテナ部の故障かの故障箇所の切り分けが可能としている。 Patent Document 3 discloses a wireless communication apparatus having a function of detecting an abnormality by detecting a signal obtained by combining a signal going to an antenna unit and a signal reflected and returned from the antenna unit. When the synthesized signal deviates from a predetermined range, it is possible to identify the failure location of the amplifier failure or the antenna portion failure by performing a switch switching operation.

特開２００４−９６６８９号公報JP 2004-96689 A 特開２００６−１３６２２号公報JP 2006-13622 A 特開２００７−２５１３３３号公報JP 2007-251333 A

しかしながら、特許文献１に開示された技術には次のような課題がある。特許文献１では無線通信装置の設置の際に、アンテナ部が正常な場合と異常時相当の場合のＶＳＷＲの測定を実施し、異常の有無の判断を行うための閾値を決定している。そのため、使用時に想定される送信信号の出力範囲全てについて試験を行わなければならず作業量が膨大になるとともに閾値の設定も複雑になる。また、設置時の範囲以外で使用する際には改めて測定を行い、閾値を決定しなければアンテナ部の障害検出技術として用いることができない。 However, the technique disclosed in Patent Document 1 has the following problems. In Patent Document 1, when a wireless communication apparatus is installed, the VSWR is measured when the antenna unit is normal and when it is abnormal, and a threshold for determining whether there is an abnormality is determined. For this reason, a test must be performed for the entire output range of the transmission signal assumed at the time of use, and the amount of work becomes enormous and the setting of the threshold value becomes complicated. In addition, when the sensor is used outside the range at the time of installation, it cannot be used as a failure detection technique for the antenna unit unless the measurement is performed again and the threshold value is determined.

また、特許文献２では、送信出力を変更した場合等についての技術は開示されておらず、送信出力が変化あるいは変更するような無線通信装置には用いることができない。 Further, Patent Document 2 does not disclose a technique for changing the transmission output or the like, and cannot be used for a wireless communication apparatus in which the transmission output is changed or changed.

特許文献３においても送信出力を変更した場合等についての技術は開示されておらず、送信出力が変化あるいは変更するような無線通信装置には用いることができない。
また、特許文献３の技術では増幅器とアンテナ部の異常の切り分けを行うためにはスイッチの切り替えが必要であり、装置構成の複雑化や作業量の増加につながる。 Patent Document 3 does not disclose a technique for changing the transmission output or the like, and cannot be used for a wireless communication apparatus in which the transmission output is changed or changed.
Further, in the technique of Patent Document 3, it is necessary to switch a switch in order to isolate an abnormality between an amplifier and an antenna unit, which leads to a complicated apparatus configuration and an increased work amount.

本発明では、アンテナ部の異常の検出機能を有し、幅広い送信出力設定で利用可能な無線通信装置を得ることを目的としている。 An object of the present invention is to obtain a wireless communication apparatus that has a function of detecting an abnormality in an antenna unit and can be used with a wide range of transmission output settings.

上記の課題を解決するため、本発明の無線通信装置は増幅手段と、無線送信手段と、信号減衰手段と、信号検出手段と、送信信号測定手段と、障害検出手段と、減衰量判断手段とを備える。 In order to solve the above problems, a wireless communication apparatus of the present invention includes an amplifying unit, a wireless transmitting unit, a signal attenuating unit, a signal detecting unit, a transmission signal measuring unit, a failure detecting unit, and an attenuation amount determining unit. Is provided.

増幅手段は入力された信号を増幅し増幅信号として出力する。無線送信手段は増幅信号を無線送信する。信号減衰手段は無線送信手段において反射される増幅信号の反射電力を減衰し、減衰信号として出力する。信号検出手段は減衰信号の強度を測定する。送信信号測定手段は増幅信号の強度を測定する。障害検出手段は信号検出手段により測定される減衰信号の測定結果を基に、無線送信手段の異常の有無の判断を行う。減衰量判断手段は、
信号減衰手段における信号の減衰後の強度が所定の範囲内となるように減衰量を判断する。また、信号減衰手段は減衰量判断手段により判断された信号の強度の減衰量を基に信号の減衰を行い、減衰信号として出力する。 The amplification means amplifies the input signal and outputs it as an amplified signal. The wireless transmission means wirelessly transmits the amplified signal. The signal attenuating unit attenuates the reflected power of the amplified signal reflected by the wireless transmission unit and outputs the attenuated signal. The signal detection means measures the intensity of the attenuated signal. The transmission signal measuring means measures the intensity of the amplified signal. The failure detection means determines whether the wireless transmission means is abnormal based on the measurement result of the attenuation signal measured by the signal detection means. Attenuation judgment means
The amount of attenuation is determined so that the intensity of the signal after attenuation in the signal attenuation means is within a predetermined range. The signal attenuating unit attenuates the signal based on the attenuation amount of the signal strength determined by the attenuation amount determining unit, and outputs the signal as an attenuation signal.

本発明によれば、無線通信装置において送信信号の出力を変更または変化させても、出力設定に応じた判断基準の設定を必要とせずにアンテナの異常の有無の検出を行うことができる。また、減衰信号の信号強度が所定の範囲内になることで、信号検出が可能な範囲を広げる事無く実現することが出来る。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if it changes or changes the output of a transmission signal in a radio | wireless communication apparatus, the presence or absence of the abnormality of an antenna can be detected, without setting the judgment standard according to an output setting. Moreover, it can implement | achieve, without extending the range which can detect a signal because the signal strength of an attenuation | damping signal becomes in a predetermined range.

本発明の第１の実施形態の構成の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of a structure of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態におけるフローの概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the flow in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態の説明での反射電力の例をグラフに示した図である。It is the figure which showed the example of the reflected power in description of the 1st Embodiment of this invention on the graph. 本発明の第１の実施形態における反射電力をグラフに示した図である。It is the figure which showed the reflected electric power in the 1st Embodiment of this invention on the graph. 本発明の第２の実施形態の構成の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of a structure of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態におけるフローの概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the flow in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態の構成の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of a structure of the 3rd Embodiment of this invention.

本発明の第１の実施形態について図１を参照して詳細に説明する。図1は本実施形態の無線通信装置の構成の概要を示した図である。 A first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing an outline of the configuration of the wireless communication apparatus of the present embodiment.

本実施形態の無線通信装置１０はベースバンド処理部１１と、変調送信部１２と、電力増幅器１３と、方向性結合器１４と、サーキュレータ１５と、バンドパスフィルタ１６と、アンテナ１７とを備えている。また、無線通信装置１０は、制御部２１と、可変アッテネータ２２と、信号検出部２３とをさらに備えている。 The wireless communication apparatus 10 according to the present embodiment includes a baseband processing unit 11, a modulation transmission unit 12, a power amplifier 13, a directional coupler 14, a circulator 15, a bandpass filter 16, and an antenna 17. Yes. The wireless communication device 10 further includes a control unit 21, a variable attenuator 22, and a signal detection unit 23.

ベースバンド処理部１１は無線通信装置１０に入力された信号を無線ネットワークの規格に沿って符号化等の処理を行い出力する機能を有する。変調送信部１２はベースバンド処理部１１からの信号を無線送信用の信号に変調して出力する。電力増幅器１３は変調送信部１２からの信号を所定の設定量に応じて増幅して出力する。電力増幅器１３には所定の設定量が可変であり、出力電力が可変であるものを用いる。本実施形態の無線通信装置１０から送信される際の定格出力電圧は無線ネットワーク等の設計に基づいて変更され、その際に、電力増幅器１３での増幅における所定の設定量等が変更される。 The baseband processing unit 11 has a function of performing a process such as encoding on a signal input to the wireless communication apparatus 10 in accordance with a wireless network standard and outputting the signal. The modulation transmission unit 12 modulates the signal from the baseband processing unit 11 into a signal for wireless transmission and outputs it. The power amplifier 13 amplifies the signal from the modulation transmitter 12 according to a predetermined set amount and outputs the amplified signal. As the power amplifier 13, a power amplifier whose predetermined set amount is variable and whose output power is variable is used. The rated output voltage at the time of transmission from the wireless communication apparatus 10 of the present embodiment is changed based on the design of the wireless network or the like, and at that time, a predetermined set amount or the like in amplification by the power amplifier 13 is changed.

方向性結合器１４は電力増幅器１３からの信号をサーキュレータ１５へと送るが、その際に信号の一部を分岐する機能を有している。方向性結合器１４で分岐された信号の一部は信号検出部２３へと送られる。方向性結合器１４には、例えば、単方向性結合器を用いる。サーキュレータ１５は方向性結合器１４側から入力される信号をバンドパスフィルタ１６側へ出力し、バンドパスフィルタ１６側から入力された信号を可変アッテネータ２２側へと出力する機能を有する。 The directional coupler 14 sends a signal from the power amplifier 13 to the circulator 15 and has a function of branching a part of the signal at that time. A part of the signal branched by the directional coupler 14 is sent to the signal detector 23. As the directional coupler 14, for example, a unidirectional coupler is used. The circulator 15 has a function of outputting a signal input from the directional coupler 14 side to the band pass filter 16 side and outputting a signal input from the band pass filter 16 side to the variable attenuator 22 side.

バンドパスフィルタ１６は、所定の帯域外の周波数の信号を減衰させ、所定の帯域内の信号を通過させるフィルタ機能を有する。所定の帯域は無線ネットワークの設計に基づいて設定されている。バンドパスフィルタ１６には、例えば、誘電体セラミック製の誘電体共振器で構成される誘電体フィルタを用いることができる。誘電体フィルタは所定の数の誘電体共振器がコンデンサ等を介して接続されて構成されている。誘電体フィルタにおいて、所定の帯域外の周波数の信号の減衰は誘電体セラミック製の誘電体共振器で行われ、入力側からの信号と出力側からの信号に対してほぼ等価に機能する。すなわち、本実施形態でバンドパスフィルタ１６として誘電体フィルタを用いた場合、バンドパスフィルタ１６はサーキュレータ１５側からの信号とアンテナ１７側から反射してくる信号に対してほぼ等価に機能する。よって、バンドパスフィルタ１６はサーキュレータ１５側から入力される信号とアンテナ１７側から反射して入力される信号とに対し、同一の帯域の信号を通過させる。また、サーキュレータ１５側から入力される信号とアンテナ１７側から反射して入力される信号とで、バンドパスフィルタ１６の通過前後での信号の減衰の比率等はほぼ同等である。バンドパスフィルタ１６には、信号の入力方向が逆であっても電気的にほぼ等価に機能する構造のものであれば他の形式のものを用いてもよい。アンテナ１７はバンドパスフィルタ１６からの信号を無線ネットワークへと送信する。 The bandpass filter 16 has a filter function of attenuating a signal having a frequency outside a predetermined band and passing a signal within the predetermined band. The predetermined band is set based on the design of the wireless network. For the band-pass filter 16, for example, a dielectric filter composed of a dielectric resonator made of a dielectric ceramic can be used. The dielectric filter is configured by connecting a predetermined number of dielectric resonators via a capacitor or the like. In a dielectric filter, attenuation of a signal having a frequency outside a predetermined band is performed by a dielectric resonator made of a dielectric ceramic, and functions substantially equivalently to a signal from the input side and a signal from the output side. That is, when a dielectric filter is used as the bandpass filter 16 in this embodiment, the bandpass filter 16 functions substantially equivalently to the signal from the circulator 15 side and the signal reflected from the antenna 17 side. Therefore, the band-pass filter 16 allows the signal in the same band to pass through the signal input from the circulator 15 side and the signal input by reflection from the antenna 17 side. Further, the ratio of signal attenuation before and after passing through the band-pass filter 16 is substantially equal between the signal input from the circulator 15 side and the signal input by reflection from the antenna 17 side. The band-pass filter 16 may be of other types as long as it has a structure that functions approximately equivalently even when the signal input direction is reversed. The antenna 17 transmits the signal from the bandpass filter 16 to the wireless network.

制御部２１は、可変アッテネータ２２を制御して可変アッテネータ２２での電力の減衰量、すなわちアンテナからの反射信号の強度の減衰量を変更する機能を有する。また、制御部２１は信号検出部２３での測定結果に基づいて、可変アッテネータ２２での減衰量を決定する機能を有する。減衰量の決定は、信号検出部２３において測定される方向性結合器１４で分岐された信号の強度に基づいて決定される。また、制御部２１は信号検出部２３で測定される可変アッテネータ２２からの信号の強度の測定結果に基づいて、アンテナ１７の異常の有無を判断する機能を有する。可変アッテネータ２２はサーキュレータ１５からの信号の電力の強度を減衰させる機能を有する。可変アッテネータ２２での信号の減衰量は制御部２１からの指示に基づいて設定される。信号検出部２３は方向性結合器１４とサーキュレータ１５からの信号の強度をそれぞれ測定し、制御部２１へとそれぞれの測定結果を送信する機能を有する。信号検出部２３での信号の測定は所定の時間、信号の強度の測定を行うことによって実施される。 The control unit 21 has a function of controlling the variable attenuator 22 to change the attenuation amount of power at the variable attenuator 22, that is, the attenuation amount of the intensity of the reflected signal from the antenna. In addition, the control unit 21 has a function of determining the attenuation amount in the variable attenuator 22 based on the measurement result in the signal detection unit 23. The amount of attenuation is determined based on the intensity of the signal branched by the directional coupler 14 measured by the signal detector 23. In addition, the control unit 21 has a function of determining whether the antenna 17 is abnormal based on the measurement result of the signal intensity from the variable attenuator 22 measured by the signal detection unit 23. The variable attenuator 22 has a function of attenuating the power intensity of the signal from the circulator 15. The attenuation amount of the signal at the variable attenuator 22 is set based on an instruction from the control unit 21. The signal detection unit 23 has a function of measuring the strengths of the signals from the directional coupler 14 and the circulator 15 and transmitting the measurement results to the control unit 21. Signal measurement by the signal detector 23 is performed by measuring the signal intensity for a predetermined time.

本実施形態の無線通信装置１０における信号の流れについて説明する。無線通信装置１０に入力された信号はベースバンド処理部１１で符号化等の処理が行われ、さらに、変調送信部１２で無線送信用の信号に変調されて電力増幅器１３へと送られる。電力増幅器１３に入力された信号は、増幅が行われて出力される。電力増幅器１３から出力された信号は方向性結合器１４に入力される。方向性結合器１４に入力された信号はサーキュレータ１５へと送られるが、方向性結合器１４で信号の一部が分岐され信号検出部２３へと送られる。 A signal flow in the wireless communication apparatus 10 of the present embodiment will be described. The signal input to the wireless communication device 10 is subjected to processing such as encoding by the baseband processing unit 11, further modulated by the modulation transmission unit 12 into a signal for wireless transmission, and sent to the power amplifier 13. The signal input to the power amplifier 13 is amplified and output. The signal output from the power amplifier 13 is input to the directional coupler 14. The signal input to the directional coupler 14 is sent to the circulator 15, but a part of the signal is branched by the directional coupler 14 and sent to the signal detector 23.

方向性結合器１４からサーキュレータ１５へと入力された信号はバンドパスフィルタ１６へと送られる。バンドパスフィルタ１６では所定の帯域内の周波数の信号のみが通過しアンテナ１７へと送られる。アンテナ１７において信号は無線ネットワークへと送信されるが、その際、信号の有する電力分のうち一部が送信されずに反射電力として回路を戻る。アンテナ１７が完全に故障して、アンテナ１７から通信ネットワークへ信号が送信されない場合などは信号の有するほぼ全ての電力が反射電力となる。 The signal input from the directional coupler 14 to the circulator 15 is sent to the band pass filter 16. In the band pass filter 16, only a signal having a frequency within a predetermined band passes and is sent to the antenna 17. A signal is transmitted to the wireless network at the antenna 17, but at this time, a part of the power of the signal is not transmitted and returns to the circuit as reflected power. When the antenna 17 completely fails and no signal is transmitted from the antenna 17 to the communication network, almost all the power of the signal is reflected power.

方向性結合器１４で分岐された信号は信号検出部２３へと送られる。信号検出部２３では方向性結合器１４からの信号の強度が測定され、測定結果のデータは制御部２１へと送られる。制御部２１は、信号検出部２３から方向性結合器１４で分岐された信号の強度の測定結果のデータを受信すると、可変アッテネータ２２での信号の減衰量を決定する。減衰量は方向性結合器１４で分岐された信号の強度に応じて設定される。減衰量は、送信信号の強度が変化しても、反射電力を減衰処理した後の信号が一定の範囲の強度の信号となるように設定される。 The signal branched by the directional coupler 14 is sent to the signal detector 23. The signal detector 23 measures the intensity of the signal from the directional coupler 14, and the measurement result data is sent to the controller 21. When the control unit 21 receives data of the measurement result of the intensity of the signal branched by the directional coupler 14 from the signal detection unit 23, the control unit 21 determines the attenuation amount of the signal at the variable attenuator 22. The amount of attenuation is set according to the intensity of the signal branched by the directional coupler 14. The attenuation amount is set so that the signal after attenuation processing of the reflected power becomes a signal having a certain range of intensity even if the intensity of the transmission signal changes.

本実施形態において、無線通信装置１０で送信される信号が最大の強度であるときの電力がＰｍａｘの場合に、方向性結合器１４で分岐された信号の電力がＸであったとする。このときの可変アッテネータ２２での減衰量がＡとなるように設定されるとする。また、送信信号の電力がＰであり、方向性結合器１４で分岐された信号の電力がＹであるとする。この場合、そのときの減衰量はＡ−（Ｘ−Ｙ）［ｄＢ］として設定される。すなわち、方向性結合器１４で分岐された信号の強度が大きくなるにつれ減衰量を大きく設定し、方向性結合器１４で分岐された信号の強度が小さくなるにつれて減衰量は小さく設定される。 In the present embodiment, it is assumed that the power of the signal branched by the directional coupler 14 is X when the power when the signal transmitted by the wireless communication device 10 has the maximum intensity is Pmax. It is assumed that the attenuation at the variable attenuator 22 at this time is set to be A. Further, it is assumed that the power of the transmission signal is P and the power of the signal branched by the directional coupler 14 is Y. In this case, the attenuation amount at that time is set as A- (XY) [dB]. That is, the attenuation is set to be larger as the intensity of the signal branched by the directional coupler 14 is increased, and the attenuation is set to be smaller as the intensity of the signal branched by the directional coupler 14 is decreased.

本実施形態において、送信信号の電力がＰｍａｘであったときの反射電力の最大値をＰｘｒ、送信信号の電力がＰであったときの反射電力の最大値をＰｙｒとする。このとき、可変アッテネータ２２での減衰処理後の反射電力の最大値をＰｃとすると、Ｐｃ＝Ｐｘｒ−Ａ＝Ｐｙｒ−（Ａ−（Ｘ−Ｙ））と表せ一定の値となる。また、閾値の値も同様の計算により一定の値となる。 In the present embodiment, the maximum value of the reflected power when the power of the transmission signal is Pmax is Pxr, and the maximum value of the reflected power when the power of the transmission signal is P is Pyr. At this time, if the maximum value of the reflected power after attenuation processing by the variable attenuator 22 is Pc, it can be expressed as Pc = Pxr−A = Pyr− (A− (XY)), which is a constant value. Also, the threshold value becomes a constant value by the same calculation.

可変アッテネータ２２での減衰を行っていない場合の、送信される信号の電力である送信出力電力と反射電力の関係を図３に示した。また、本実施形態の可変アッテネータ２２での減衰を行った場合の、送信出力電力と反射電力の関係を図４に示した。図３および図４のグラフでは横軸に送信出力電力、縦軸に反射電力が示されている。図３に示す可変アッテネータ２２で減衰を行っていない場合では、各送信出力電力で検出が必要な範囲は異なっている。送信出力電力によっては、測定される反射電力の値が、信号検出部２３で検出できる範囲より大きくなる場合があり、測定できないことがある。また、可変アッテネータ２２での減衰を行わない場合は、異常とみなす反射電力の値、すなわち閾値の値も、送信出力電力によって異なっている。 FIG. 3 shows the relationship between the transmission output power that is the power of the transmitted signal and the reflected power when the variable attenuator 22 is not attenuated. FIG. 4 shows the relationship between the transmission output power and the reflected power when attenuation is performed by the variable attenuator 22 of the present embodiment. In the graphs of FIGS. 3 and 4, the horizontal axis represents transmission output power, and the vertical axis represents reflected power. When attenuation is not performed by the variable attenuator 22 shown in FIG. 3, the range that needs to be detected is different for each transmission output power. Depending on the transmission output power, the value of the reflected power to be measured may be larger than the range that can be detected by the signal detection unit 23 and may not be measured. Further, when attenuation by the variable attenuator 22 is not performed, the value of the reflected power that is regarded as abnormal, that is, the threshold value also differs depending on the transmission output power.

一方で可変アッテネータ２２で減衰を行っている場合を示す図４では、減衰により各送信出力電力で検出が必要な電力の最大値はＰｃで一定である。また、異常とみなす反射電力の値である閾値Ｐｃｔも一定の値となる。本実施形態のように、基準に対して一定の割合で減衰量を決定することにより、送信出力が変わっても、異常の有無の判定を行う際の閾値Ｐｃｔは一定であり変更は不要となる。また、信号検出部２３は一定出力下での反射電力のとりうる範囲を検波できればよい。本実施形態において、基準に対して一定の割合で減衰量を決定する方法ならば、減衰量の決定方法は他の方法としてもよい。例えば、送信信号の出力の電力で、反射電力の値を正規化する方法などを用いることもできる。 On the other hand, in FIG. 4 showing the case where attenuation is performed by the variable attenuator 22, the maximum value of power that needs to be detected at each transmission output power due to attenuation is constant at Pc. Further, the threshold value Pct, which is the value of the reflected power that is regarded as abnormal, is also a constant value. As in the present embodiment, by determining the attenuation amount at a constant rate with respect to the reference, even if the transmission output changes, the threshold value Pct for determining whether there is an abnormality is constant and no change is required. . Further, the signal detector 23 only needs to be able to detect the range that the reflected power can take under a certain output. In the present embodiment, the attenuation determination method may be another method as long as the attenuation is determined at a constant rate with respect to the reference. For example, a method of normalizing the value of the reflected power with the output power of the transmission signal can be used.

制御部２１は可変アッテネータ２２での減衰量を決定すると、可変アッテネータ２２に減衰量のデータを送る。可変アッテネータ２２は減衰量のデータを受信すると、その値に基づいた減衰量の設定で信号の強度の減衰を行う。 When the control unit 21 determines the attenuation amount in the variable attenuator 22, the control unit 21 sends the attenuation amount data to the variable attenuator 22. When the variable attenuator 22 receives the attenuation amount data, the variable attenuator 22 attenuates the signal intensity by setting the attenuation amount based on the value.

アンテナ１７から無線ネットワークへ送信されずに反射電力となった信号は、バンドパスフィルタ１６を経由して、サーキュレータ１５へと送られる。アンテナ１７で反射して回路を戻りサーキュレータ１５へと入力された信号は可変アッテネータ２２側へ出力される。可変アッテネータ２２にサーキュレータ１５からの信号が入力されると、制御部２１により設定された減衰量で信号の強度の減衰処理が行われる。可変アッテネータ２２で減衰処理が行われた信号は出力され、信号検出部２３へと送られる。信号検出部２３は可変アッテネータ２２から信号を受信すると、信号の強度を測定する。信号検出部２３は信号の強度の測定値を得ると、測定値を制御部２１へと送る。制御部２１は信号検出部２３から送られてきたデータとあらかじめ設定されている閾値データとを比較し、アンテナ１７の異常の有無を判断する。 A signal that is reflected power without being transmitted from the antenna 17 to the wireless network is sent to the circulator 15 via the bandpass filter 16. The signal reflected by the antenna 17 and returned to the circulator 15 is output to the variable attenuator 22 side. When the signal from the circulator 15 is input to the variable attenuator 22, the signal intensity is attenuated by the attenuation amount set by the control unit 21. The signal that has been attenuated by the variable attenuator 22 is output and sent to the signal detector 23. When the signal detector 23 receives a signal from the variable attenuator 22, the signal detector 23 measures the intensity of the signal. When the signal detection unit 23 obtains the measurement value of the signal strength, the signal detection unit 23 sends the measurement value to the control unit 21. The control unit 21 compares the data sent from the signal detection unit 23 with preset threshold data, and determines whether the antenna 17 is abnormal.

本実施形態の無線通信装置１０において、アンテナ１７の異常の有無を判断し異常の検出を行う際の動作について図２を参照して説明する。図２はアンテナ１７の異常の有無を判断する際のフローの概要を示したものである。 In the wireless communication apparatus 10 of the present embodiment, an operation when determining whether or not the antenna 17 is abnormal and detecting the abnormality will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows an outline of a flow for determining whether the antenna 17 is abnormal.

無線通信装置１０の制御部２１がアンテナ１７の異常の有無の確認の開始を判断したとする（ステップ１００）。アンテナ１７の異常の有無の確認の開始の判断は、例えば、前回の異常の有無の確認から一定の時間が経過していることとする。また、異常の有無の確認の開始の判断は、他装置や作業者からの要求があった場合や、無線通信装置１０での通信異常を検出したときなどとしてもよい。 It is assumed that the control unit 21 of the wireless communication apparatus 10 determines the start of confirmation of the presence / absence of abnormality of the antenna 17 (step 100). For example, it is assumed that the determination of the start of the confirmation of the presence / absence of the antenna 17 is that a certain time has passed since the previous confirmation of the existence of the abnormality. The determination of whether or not there is an abnormality may be made when there is a request from another device or an operator, or when a communication abnormality in the wireless communication device 10 is detected.

制御部２１はアンテナ１７の異常の有無の確認を開始すると、信号検出部２３に方向性結合器１４からの信号の強度の測定を要求する（ステップ１０１）。信号検出部２３は制御部２１から測定の要求を受けると、方向性結合器１４からの信号の強度を測定する(ステップ１０２）。信号検出部２３は方向性結合器１４からの信号の強度を測定すると、方向性結合器１４からの信号の強度を制御部２１へと送る(ステップ１０３）。 When the control unit 21 starts checking whether the antenna 17 is abnormal, the control unit 21 requests the signal detection unit 23 to measure the intensity of the signal from the directional coupler 14 (step 101). When receiving a measurement request from the control unit 21, the signal detection unit 23 measures the intensity of the signal from the directional coupler 14 (step 102). When the signal detector 23 measures the intensity of the signal from the directional coupler 14, the signal detector 23 sends the intensity of the signal from the directional coupler 14 to the controller 21 (step 103).

制御部２１は方向性結合器１４からの信号の強度を信号検出部２３から受信すると(ステップ１０４）、可変アッテネータ２２での信号の減衰量を判断する(ステップ１０５）。制御部２１は可変アッテネータ２２での信号の減衰量を判断すると、可変アッテネータ２２へ減衰量のデータを送信する（ステップ１０６）。可変アッテネータ２２は制御部２１から減衰量のデータを受信すると（ステップ１０７）、制御部２１からの減衰量のデータに基づいて信号の減衰処理を開始する（ステップ１０８）。可変アッテネータ２２は信号の減衰処理を開始すると、信号の減衰を開始した情報を制御部２１へ送信する（ステップ１０９）。制御部２１は可変アッテネータ２２から信号の減衰を開始した情報を受信すると（ステップ１１０）、信号検出部２３へ可変アッテネータ２２から入力される信号の強度を要求する（ステップ１１１）。 When the control unit 21 receives the signal strength from the directional coupler 14 from the signal detection unit 23 (step 104), the control unit 21 determines the attenuation of the signal at the variable attenuator 22 (step 105). When determining the attenuation amount of the signal at the variable attenuator 22, the control unit 21 transmits the attenuation amount data to the variable attenuator 22 (step 106). When the variable attenuator 22 receives attenuation data from the control unit 21 (step 107), the variable attenuator 22 starts signal attenuation processing based on the attenuation data from the control unit 21 (step 108). When the variable attenuator 22 starts the signal attenuation process, the variable attenuator 22 transmits information indicating the signal attenuation start to the control unit 21 (step 109). When the control unit 21 receives information indicating the start of signal attenuation from the variable attenuator 22 (step 110), the control unit 21 requests the signal detection unit 23 for the strength of the signal input from the variable attenuator 22 (step 111).

信号検出部２３は制御部２１から可変アッテネータ２２から入力される信号の強度の要求を受けると、可変アッテネータ２２から入力される信号の強度を測定する（ステップ１１２）。信号検出部２３は可変アッテネータ２２から入力される信号の強度を測定すると、可変アッテネータ２２から入力される信号の強度を制御部２１へと送る（ステップ１１３）。制御部２１は可変アッテネータ２２から入力される信号の強度を信号検出部２３から受信すると（ステップ１１４）、信号の強度を閾値と比較しアンテナ１７の異常の有無を判断する（ステップ１１５）。異常の有無の判断は信号の強度を反射電力やその他の値に換算して行われることがある。信号の強度またはそれを基に算出した値が、あらかじめ設定された閾値以上であるとき（ステップ１１６でＹｅｓ）、制御部２１はアンテナ１７で異常が発生していると判断する(ステップ１１７）。ステップ１１６でＮｏのとき、制御部２１はアンテナ１７で異常が発生していないと判断し、アンテナ１７の異常の有無の確認を終了する(ステップ１１８）。 When the signal detector 23 receives a request for the strength of the signal input from the variable attenuator 22 from the controller 21, the signal detector 23 measures the strength of the signal input from the variable attenuator 22 (step 112). When the signal detector 23 measures the intensity of the signal input from the variable attenuator 22, the signal detector 23 sends the intensity of the signal input from the variable attenuator 22 to the controller 21 (step 113). When the control unit 21 receives the strength of the signal input from the variable attenuator 22 from the signal detection unit 23 (step 114), the control unit 21 compares the signal strength with a threshold value to determine whether the antenna 17 is abnormal (step 115). The determination of the presence or absence of an abnormality may be made by converting the signal intensity into reflected power or other values. When the signal intensity or the value calculated based on it is equal to or greater than a preset threshold value (Yes in step 116), the control unit 21 determines that an abnormality has occurred in the antenna 17 (step 117). When No in step 116, the control unit 21 determines that no abnormality has occurred in the antenna 17, and ends the confirmation of the presence or absence of the abnormality in the antenna 17 (step 118).

制御部２１によりアンテナ１７を含む送信機能に異常が発生していると判断された場合には、無線通信装置１０は警報音やランプ点灯等で異常の発生の情報を作業者等に知らせる。無線通信装置１０が異常の発生を警報音やランプ点灯で知らせる場合は、無線通信装置１０はスピーカや警告灯を備えた構造とする。また、閾値設定を２以上の段階に分け、無線通信装置１０が軽微な異常を検出した段階で作業者等に状況を知らせる構成としてもよい。また、警報音やランプ点灯だけでなく、無線通信装置１０に接続した端末装置や、通信ネットワークを介した情報装置に無線通信装置１０から障害発生の情報が送信される構成とすることもできる。その場合は、異常の認識が通信システムでの自動認識が行われる形としてもよく、作業者による確認が行われる形としてもよい。 When it is determined by the control unit 21 that an abnormality has occurred in the transmission function including the antenna 17, the wireless communication device 10 notifies the operator and the like of the occurrence of the abnormality by an alarm sound or lamp lighting. When the wireless communication device 10 notifies the occurrence of an abnormality by an alarm sound or lamp lighting, the wireless communication device 10 has a structure including a speaker and a warning light. Further, the threshold setting may be divided into two or more stages, and the situation may be notified to the worker or the like when the wireless communication apparatus 10 detects a minor abnormality. Further, not only the alarm sound and the lamp lighting, but also a configuration in which failure information is transmitted from the wireless communication device 10 to a terminal device connected to the wireless communication device 10 or an information device via a communication network may be adopted. In that case, the recognition of the abnormality may be a form in which automatic recognition in the communication system is performed, or a form in which confirmation by the operator is performed.

方向性結合器１４で分岐される信号は元の信号の強度に対して一定の割合である。従って、制御部２１は信号検出部２３で測定した信号の強度からアンテナ１７へと送られた信号の強度を求めることができる。また、アンテナ１７から反射してくる信号は可変アッテネータ２２で減衰されるが、減衰量は制御されているため、制御部２１は信号検出部２３での検出値と減衰量から、減衰処理前の信号の強度を求めることができる。よって、制御部２１は信号検出部２３で測定した信号の強度から、アンテナ１７へ送られた信号の強度と、アンテナ１７で反射した信号の強度を求めることができる。制御部２１はアンテナ１７へ送られた信号と、アンテナ１７で反射した信号の最大振幅時の電圧などから反射係数を算出することができる。また、制御部２１は反射係数と同様にリターンロスを算出することもできる。さらに、制御部２１は反射係数やリターンロスからＶＳＷＲの値を推定して求めることができる。制御部２１は、反射係数、リターンロス、または、ＶＳＷＲの値をあらかじめ設定した所定の閾値と比較することにより、アンテナ１７の異常の有無を判断することができる。アンテナ１７の異常の有無の判断に用いる値は、上記の反射係数などだけでなく反射電力の値の大小が一定の比で反映されたものであれば他の方法による値でもよい。 The signal branched by the directional coupler 14 is a fixed ratio with respect to the intensity of the original signal. Therefore, the control unit 21 can obtain the strength of the signal sent to the antenna 17 from the strength of the signal measured by the signal detection unit 23. In addition, the signal reflected from the antenna 17 is attenuated by the variable attenuator 22, but the amount of attenuation is controlled. Therefore, the control unit 21 determines the value before attenuation processing from the detection value and the amount of attenuation by the signal detection unit 23. The strength of the signal can be determined. Therefore, the control unit 21 can obtain the intensity of the signal transmitted to the antenna 17 and the intensity of the signal reflected by the antenna 17 from the intensity of the signal measured by the signal detection unit 23. The control unit 21 can calculate the reflection coefficient from the signal sent to the antenna 17 and the voltage at the maximum amplitude of the signal reflected by the antenna 17. The control unit 21 can also calculate a return loss in the same manner as the reflection coefficient. Furthermore, the control unit 21 can estimate the value of VSWR from the reflection coefficient and return loss. The control unit 21 can determine whether the antenna 17 is abnormal by comparing the value of the reflection coefficient, return loss, or VSWR with a predetermined threshold value set in advance. The value used for determining whether there is an abnormality in the antenna 17 may be a value obtained by another method as long as the magnitude of the reflected power is reflected in a certain ratio as well as the above reflection coefficient.

可変アッテネータ２２での減衰量は方向性結合器１４で分岐された信号の強度に応じて、一定の割合で減衰されるように設定される。すなわち、可変アッテネータ２２で減衰処理が行われた後に出力される信号は、無線通信装置１０で送信される信号の強度によらず一定の範囲内の強度の信号となる。よって、無線通信装置１０で送信の際の出力の設定を変更しても、アンテナ１７の異常の有無を判断する際の反射電力などの閾値を変更する必要はなく、条件に応じた複数のデータを準備して閾値を設定することが不要となる。 The amount of attenuation at the variable attenuator 22 is set so as to be attenuated at a constant rate according to the intensity of the signal branched by the directional coupler 14. That is, the signal output after the attenuation process is performed by the variable attenuator 22 is a signal having a strength within a certain range regardless of the strength of the signal transmitted by the wireless communication device 10. Therefore, even if the setting of the output at the time of transmission is changed in the wireless communication device 10, it is not necessary to change the threshold value such as the reflected power when determining whether the antenna 17 is abnormal or not, and a plurality of data depending on the conditions It is not necessary to prepare a threshold and set a threshold value.

本実施形態では反射電力などの測定結果からアンテナ１７の異常の有無を判断したが、電力増幅器１３などの異常は、方向性結合器１４から分岐されて信号検出部２３で測定される信号の強度から判断することができる。その場合は、方向性結合器１４から分岐された信号が所定の値以下である場合に、電力増幅器１３やその他の送信機能に障害が発生していると判断される。 In this embodiment, the presence / absence of abnormality of the antenna 17 is determined from the measurement result such as reflected power. However, the abnormality of the power amplifier 13 or the like is detected by the signal detector 23 branched from the directional coupler 14. It can be judged from. In that case, when the signal branched from the directional coupler 14 is below a predetermined value, it is determined that a failure has occurred in the power amplifier 13 and other transmission functions.

本実施形態の無線通信装置を用いると送信信号の出力設定を変更しても、出力設定に応じた判断基準の設定を必要とせずにアンテナの異常の有無の検出を行うことができる。また、減衰信号の信号強度が所定の範囲内になることで、信号検出が可能な範囲を広げる事無く実現することが出来る。 When the wireless communication apparatus according to the present embodiment is used, even if the output setting of the transmission signal is changed, it is possible to detect the presence / absence of an abnormality of the antenna without the need to set a determination criterion according to the output setting. Moreover, it can implement | achieve, without extending the range which can detect a signal because the signal strength of an attenuation | damping signal becomes in a predetermined range.

本発明の第２の実施形態について図５を参照して詳細に説明する。図５は本実施形態の無線通信装置の構成の概要を示したものである。第１の実施形態では反射電力を測定するためにサーキュレータを用いて信号検出部に信号を導いたが、本実施形態ではサーキュレータの代りに方向性結合器を用いて信号を分岐する。 A second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 5 shows an outline of the configuration of the wireless communication apparatus of this embodiment. In the first embodiment, a circulator is used to measure the reflected power in order to measure the reflected power. In this embodiment, however, the signal is branched using a directional coupler instead of the circulator.

本実施形態の無線通信装置３０は、ベースバンド処理部３１と、変調送信部３２と、電力増幅器３３と、第１の方向性結合器３４と、第２の方向性結合器３５と、バンドパスフィルタ３６と、アンテナ３７とを備えている。また、無線通信装置３０は、制御部４１と、可変アッテネータ４２と、信号検出部４３とをさらに備えている。 The wireless communication device 30 according to the present embodiment includes a baseband processing unit 31, a modulation transmission unit 32, a power amplifier 33, a first directional coupler 34, a second directional coupler 35, and a bandpass. A filter 36 and an antenna 37 are provided. The wireless communication device 30 further includes a control unit 41, a variable attenuator 42, and a signal detection unit 43.

ベースバンド処理部３１、変調送信部３２及び電力増幅器３３は第１の実施形態の同一名称の部位と構成及び機能が同様のものを用いることができる。第１の方向性結合器３４は電力増幅器３３からの信号を第２の方向性結合器３５へと送るが、その際に信号の一部を分岐する機能を有している。第１の方向性結合器３４で分岐された信号の一部は信号検出部４３へと送られる。第１の方向性結合器３４には、単方向性結合器を用いる。第２の方向性結合器３５は第１の方向性結合器３４側から入力される信号をバンドパスフィルタ３６側へ出力する。また、第２の方向性結合器はバンドパスフィルタ３６側から入力された信号の一部を可変アッテネータ４２側へと出力する機能を有する。第２の方向性結合器３５には単方向性結合器や双方向性結合器を用いることができる。本実施形態では第２の方向性結合器３５に単方向性結合器が用いられているものとする。バンドパスフィルタ３６は、所定の帯域外の周波数の信号を減衰させ、所定の帯域内の信号を通過させるフィルタ機能を有する。所定の帯域は無線ネットワークの設計に基づいて設定されている。バンドパスフィルタ３６には第１の実施形態のバンドパスフィルタ１６と同様の方式のものを用いることができる。アンテナ３７はバンドパスフィルタ３７からの信号を無線ネットワークへと送信する。本実施形態の無線通信装置３０は、電力増幅器３３よりアンテナ３７側に反射電力が電力増幅器３３に入力されることを防ぐためのアイソレータを備えることがある。また、電力増幅器３３に反射電力の保護回路が形成されていることがある。 As the baseband processing unit 31, the modulation transmission unit 32, and the power amplifier 33, those having the same configuration and function as those of the parts having the same names in the first embodiment can be used. The first directional coupler 34 sends a signal from the power amplifier 33 to the second directional coupler 35, and has a function of branching a part of the signal at that time. A part of the signal branched by the first directional coupler 34 is sent to the signal detector 43. For the first directional coupler 34, a unidirectional coupler is used. The second directional coupler 35 outputs a signal input from the first directional coupler 34 side to the band pass filter 36 side. The second directional coupler has a function of outputting a part of the signal input from the band pass filter 36 side to the variable attenuator 42 side. As the second directional coupler 35, a unidirectional coupler or a bidirectional coupler can be used. In the present embodiment, it is assumed that a unidirectional coupler is used as the second directional coupler 35. The band pass filter 36 has a filter function of attenuating a signal having a frequency outside a predetermined band and passing a signal within the predetermined band. The predetermined band is set based on the design of the wireless network. As the band-pass filter 36, the same type as that of the band-pass filter 16 of the first embodiment can be used. The antenna 37 transmits a signal from the band pass filter 37 to the wireless network. The wireless communication device 30 of this embodiment may include an isolator for preventing reflected power from being input to the power amplifier 33 on the antenna 37 side of the power amplifier 33. Also, a reflected power protection circuit may be formed in the power amplifier 33.

制御部４１は、可変アッテネータ４２を制御して可変アッテネータ４２での電力の減衰量、すなわちアンテナからの反射信号の強度の減衰量を変更する機能を有する。また、制御部４１は信号検出部４３での測定結果に基づいて、可変アッテネータ４２での減衰量を決定する機能を有する。減衰量の決定は、信号検出部４３において測定される第１の方向性結合器３４で分岐された信号の強度に基づいて決定される。また、制御部４１は信号検出部４３で測定される可変アッテネータ４２からの信号の強度の測定結果に基づいて、アンテナ３７の異常の有無を判断する機能を有する。可変アッテネータ４２は第２の方向性結合器３５からの信号の電力の強度を減衰させる機能を有する。可変アッテネータ４２での信号の減衰量は制御部４１からの指示に基づいて設定される。信号検出部４３は第１の方向性結合３４と第２の方向性結合器３５からの信号の強度をそれぞれ測定し、制御部４１へとそれぞれの測定結果を送信する機能を有する。 The control unit 41 has a function of controlling the variable attenuator 42 to change the amount of power attenuation in the variable attenuator 42, that is, the amount of attenuation of the intensity of the reflected signal from the antenna. Further, the control unit 41 has a function of determining the attenuation amount in the variable attenuator 42 based on the measurement result in the signal detection unit 43. The amount of attenuation is determined based on the intensity of the signal branched by the first directional coupler 34 measured by the signal detector 43. In addition, the control unit 41 has a function of determining whether the antenna 37 is abnormal based on the measurement result of the signal intensity from the variable attenuator 42 measured by the signal detection unit 43. The variable attenuator 42 has a function of attenuating the power intensity of the signal from the second directional coupler 35. The attenuation amount of the signal at the variable attenuator 42 is set based on an instruction from the control unit 41. The signal detection unit 43 has a function of measuring the strengths of the signals from the first directional coupler 34 and the second directional coupler 35 and transmitting the measurement results to the control unit 41.

本実施形態の無線通信装置３０における信号の流れについて説明する。無線通信装置３０に入力された信号はベースバンド処理部３１で符号化等の処理が行われ、さらに、変調送信部３２で無線送信用の信号に変調されて電力増幅器３３へと送られる。電力増幅器３３に入力された信号は、増幅が行われて出力される。電力増幅器３３から出力された信号は第１の方向性結合器３４に入力される。第１の方向性結合器３４に入力された信号は第２の方向性結合器３５へと送られるが、第１の方向性結合器３４で信号の一部が分岐され信号検出部４３へと送られる。第１の方向性結合器３４から第２の方向性結合器３５へと入力された信号はバンドパスフィルタ３６へと送られる。バンドパスフィルタ３６では所定の帯域内の周波数の信号のみが通過しアンテナ３７へと送られる。アンテナ３７において信号は無線ネットワークへと送信されるが、その際、信号の有する電力分のうち一部が送信されずに反射電力として回路を戻る。 A signal flow in the wireless communication device 30 of the present embodiment will be described. The signal input to the wireless communication device 30 is subjected to processing such as encoding by the baseband processing unit 31, further modulated by the modulation transmission unit 32 into a signal for wireless transmission, and sent to the power amplifier 33. The signal input to the power amplifier 33 is amplified and output. The signal output from the power amplifier 33 is input to the first directional coupler 34. The signal input to the first directional coupler 34 is sent to the second directional coupler 35, and a part of the signal is branched by the first directional coupler 34 to the signal detector 43. Sent. The signal input from the first directional coupler 34 to the second directional coupler 35 is sent to the band pass filter 36. In the band pass filter 36, only a signal having a frequency within a predetermined band passes and is sent to the antenna 37. A signal is transmitted to the wireless network at the antenna 37, but at this time, a part of the power of the signal is not transmitted and returns to the circuit as reflected power.

第１の方向性結合器３４で分岐された信号は信号検出部４３へと送られる。信号検出部４３では第１の方向性結合器３４からの信号の強度が測定され、測定結果のデータは制御部４１へと送られる。制御部４１は、信号検出部４３から第１の方向性結合器３４で分岐された信号の強度の測定結果のデータを受信すると、可変アッテネータ４２での信号の減衰量を決定する。減衰量は第１の実施形態の場合と同様に設定される。制御部４１は可変アッテネータ４２での減衰量を決定すると、可変アッテネータ４２に減衰量のデータを送る。可変アッテネータ４２は減衰量のデータを受信すると、その値に基づいた減衰量の設定で信号の強度の減衰を行う。 The signal branched by the first directional coupler 34 is sent to the signal detector 43. The signal detector 43 measures the intensity of the signal from the first directional coupler 34, and the measurement result data is sent to the controller 41. When the control unit 41 receives data of the measurement result of the intensity of the signal branched by the first directional coupler 34 from the signal detection unit 43, the control unit 41 determines the attenuation amount of the signal at the variable attenuator 42. The amount of attenuation is set in the same way as in the first embodiment. When the control unit 41 determines the attenuation amount in the variable attenuator 42, the control unit 41 sends the attenuation amount data to the variable attenuator 42. When the variable attenuator 42 receives the attenuation amount data, the variable attenuator 42 attenuates the signal intensity by setting the attenuation amount based on the value.

アンテナ３７から無線ネットワークへ送信されずに反射電力となった信号は、バンドパスフィルタ３６を経由して、第２の方向性結合器３５へと送られる。アンテナ３７で反射して回路を戻り第２の方向性結合器３５へと入力された信号は一部が分岐され可変アッテネータ４２側へ出力される。可変アッテネータ４２に第２の方向性結合器３５からの信号が入力されると、制御部４１により設定された減衰量で信号の強度の減衰処理が行われる。可変アッテネータ４２で減衰処理が行われた信号は出力され、信号検出部４３へと送られる。信号検出部４３は可変アッテネータ４２から信号を受信すると、信号の強度を測定する。信号検出部４３は信号の強度の測定値を得ると、測定値を制御部４１へと送る。 The signal that is reflected power without being transmitted from the antenna 37 to the wireless network is sent to the second directional coupler 35 via the band pass filter 36. A part of the signal that is reflected by the antenna 37 and returns to the circuit and is input to the second directional coupler 35 is branched and output to the variable attenuator 42 side. When the signal from the second directional coupler 35 is input to the variable attenuator 42, the signal intensity is attenuated with the attenuation set by the control unit 41. The signal that has been attenuated by the variable attenuator 42 is output and sent to the signal detector 43. When the signal detector 43 receives a signal from the variable attenuator 42, the signal detector 43 measures the intensity of the signal. When the signal detection unit 43 obtains the measurement value of the signal strength, the signal detection unit 43 sends the measurement value to the control unit 41.

信号検出部４３において測定される可変アッテネータ４２からの信号、すなわち、アンテナ３７からの反射電力は、第２の方向性結合器３５で分岐されるため元の信号強度に比べて小さくなっている。第２の方向性結合器３５で分岐された信号の強度と分岐前の信号の強度、すなわちアンテナ３７での反射電力の大きさの割合は一定となる。よって、可変アッテネータ４２での減衰量を合わせて考慮することにより、制御部４１は信号検出部４３での測定結果からアンテナ３７での反射電力の大きさを求めることができる。 The signal from the variable attenuator 42 measured by the signal detector 43, that is, the reflected power from the antenna 37 is branched by the second directional coupler 35, and thus is smaller than the original signal strength. The ratio of the intensity of the signal branched by the second directional coupler 35 and the intensity of the signal before branching, that is, the magnitude of the reflected power at the antenna 37 is constant. Therefore, the control unit 41 can determine the magnitude of the reflected power at the antenna 37 from the measurement result at the signal detection unit 43 by considering the attenuation amount at the variable attenuator 42 together.

本実施形態の無線通信装置３０において、反射電力を信号検出部４３へと導くために第２の方向性結合器３５を用いた。その結果、反射電力の一部が可変アッテネータ４２に入力されるようになる。可変アッテネータ４２に入力される信号の強度が小さくなることにより、可変アッテネータ４２が減衰処理を行う前の信号の強度の最大値も小さくなる。そのため、対応する信号強度の幅の減少から可変アッテネータ４２を選定する際の選択肢が広がる効果や、可変アッテネータ４２での信号の減衰処理の精度が向上する効果が得られる。 In the wireless communication device 30 of the present embodiment, the second directional coupler 35 is used to guide the reflected power to the signal detection unit 43. As a result, a part of the reflected power is input to the variable attenuator 42. By reducing the intensity of the signal input to the variable attenuator 42, the maximum value of the intensity of the signal before the variable attenuator 42 performs the attenuation process also decreases. For this reason, there can be obtained an effect of widening choices when selecting the variable attenuator 42 from the corresponding decrease in the signal intensity width and an effect of improving the accuracy of the signal attenuation process in the variable attenuator 42.

本実施形態の無線通信装置３０において、アンテナ３７の異常の有無を判断し異常の検出を行う際の動作について図６を参照して説明する。図６はアンテナ３７の異常の有無を判断する際のフローの概要を示したものである。 In the wireless communication device 30 of the present embodiment, an operation when determining whether or not the antenna 37 is abnormal and detecting the abnormality will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows an outline of a flow for determining whether the antenna 37 is abnormal.

無線通信装置３０の制御部４１がアンテナ３７の異常の有無の確認の開始を判断したとする（ステップ１３０）。アンテナ３７の異常の有無の確認の開始の判断は、例えば、前回の異常の有無の確認から一定の時間が経過していることとする。また、異常の有無の確認の開始の判断は、他装置や作業者からの要求があった場合や、無線通信装置３０での通信異常を検出した際としてもよい。 It is assumed that the control unit 41 of the wireless communication device 30 determines the start of checking whether there is an abnormality in the antenna 37 (step 130). For example, it is assumed that a predetermined time has elapsed since the previous confirmation of the presence / absence of abnormality in the determination of the presence / absence of abnormality of the antenna 37. The determination of whether or not there is an abnormality may be made when there is a request from another device or an operator, or when a communication abnormality in the wireless communication device 30 is detected.

制御部４１はアンテナ３７の異常の有無の確認を開始すると、信号検出部４３に第１の方向性結合器３４からの信号の強度の測定を要求する（ステップ１３１）。信号検出部４３は制御部４１から測定の要求を受けると、第１の方向性結合器３４からの信号の強度を測定する(ステップ１３２）。信号検出部４３は第１の方向性結合器３４からの信号の強度を測定すると、第１の方向性結合器３４からの信号の強度を制御部４１へと送る(ステップ１３３）。 When the control unit 41 starts to check whether the antenna 37 is abnormal, the control unit 41 requests the signal detection unit 43 to measure the intensity of the signal from the first directional coupler 34 (step 131). When receiving a measurement request from the control unit 41, the signal detection unit 43 measures the intensity of the signal from the first directional coupler 34 (step 132). When the signal detector 43 measures the intensity of the signal from the first directional coupler 34, the signal detector 43 sends the intensity of the signal from the first directional coupler 34 to the controller 41 (step 133).

制御部４１は第１の方向性結合器３４からの信号の強度を信号検出部４３から受信すると(ステップ１３４）、可変アッテネータ４２での信号の減衰量を判断する(ステップ１３５）。制御部４１は可変アッテネータ４２での信号の減衰量を判断すると、可変アッテネータ４２へ減衰量のデータを送信する（ステップ１３６）。可変アッテネータ４２は制御部４１から減衰量のデータを受信すると（ステップ１３７）、制御部４１からの減衰量のデータに基づいて信号の減衰処理を開始する（ステップ１３８）。可変アッテネータ４２は信号の減衰処理を開始すると、信号の減衰を開始した情報を制御部４１へ送信する（ステップ１３９）。制御部４１は可変アッテネータ４２から信号の減衰を開始した情報を受信すると（ステップ１４０）、信号検出部４３へ可変アッテネータ４２から入力される信号の強度を要求する（ステップ１４１）。 When the control unit 41 receives the intensity of the signal from the first directional coupler 34 from the signal detection unit 43 (step 134), the control unit 41 determines the attenuation amount of the signal at the variable attenuator 42 (step 135). When determining the attenuation amount of the signal at the variable attenuator 42, the control unit 41 transmits the attenuation amount data to the variable attenuator 42 (step 136). When the variable attenuator 42 receives attenuation data from the control unit 41 (step 137), the variable attenuator 42 starts signal attenuation processing based on the attenuation data from the control unit 41 (step 138). When the variable attenuator 42 starts the signal attenuation process, the variable attenuator 42 transmits information indicating the signal attenuation start to the control unit 41 (step 139). When the control unit 41 receives information on the start of signal attenuation from the variable attenuator 42 (step 140), the control unit 41 requests the signal detection unit 43 for the strength of the signal input from the variable attenuator 42 (step 141).

信号検出部４３は制御部４１から可変アッテネータ４２から入力される信号の強度の要求を受けると、可変アッテネータ４２から入力される信号の強度を測定する（ステップ１４２）。信号検出部４３は可変アッテネータ４２から入力される信号の強度を測定すると、可変アッテネータ４２から入力される信号の強度を制御部４１へと送る（ステップ１４３）。制御部４１は可変アッテネータ４２から入力される信号の強度を信号検出部４３から受信すると（ステップ１４４）、信号の強度を閾値と比較してアンテナ４７の異常の有無を判断する（ステップ１４５）。異常の有無の判断には信号の強度から算出された反射電力などのその他の値を用いることもできる。信号の強度またはそれを基に算出した値が、あらかじめ設定された閾値以上であるとき（ステップ１４６でＹｅｓ）、制御部４１はアンテナ３７で異常が発生していると判断する(ステップ１４７）。ステップ１４６でＮｏのとき、制御部４１はアンテナ３７で異常が発生していないと判断し、アンテナ３７の異常の有無の確認を終了する(ステップ１４８）。 When the signal detector 43 receives a request for the strength of the signal input from the variable attenuator 42 from the controller 41, the signal detector 43 measures the strength of the signal input from the variable attenuator 42 (step 142). When the signal detector 43 measures the intensity of the signal input from the variable attenuator 42, the signal detector 43 sends the intensity of the signal input from the variable attenuator 42 to the controller 41 (step 143). When the control unit 41 receives the signal strength input from the variable attenuator 42 from the signal detection unit 43 (step 144), the control unit 41 compares the signal strength with a threshold value to determine whether the antenna 47 is abnormal (step 145). Other values such as reflected power calculated from the intensity of the signal can also be used to determine whether there is an abnormality. When the signal strength or the value calculated based on the signal strength is equal to or greater than a preset threshold value (Yes in Step 146), the control unit 41 determines that an abnormality has occurred in the antenna 37 (Step 147). When No in step 146, the control unit 41 determines that no abnormality has occurred in the antenna 37, and ends the confirmation of the presence or absence of abnormality in the antenna 37 (step 148).

制御部４１によりアンテナ３７で異常が発生していると判断された場合には、無線通信装置３０は第１の実施形態の無線通信装置１０と同様の方法で異常の発生を他の装置や作業者へと伝達する。また、制御部４１は、第１の実施形態と同様に、信号検出部４３から受け取る信号の強度の測定値から反射係数、リターンロス、ＶＳＷＲなどの値を求め、それらの値を基にアンテナ３７の異常の有無を判断することもできる。 When the control unit 41 determines that an abnormality has occurred in the antenna 37, the wireless communication device 30 detects the occurrence of the abnormality in the same manner as the wireless communication device 10 of the first embodiment. Communicate to the person. Further, similarly to the first embodiment, the control unit 41 obtains values such as a reflection coefficient, a return loss, and a VSWR from a measured value of the intensity of the signal received from the signal detection unit 43, and the antenna 37 based on those values. It is also possible to determine whether there is an abnormality.

本実施形態の無線通信装置を用いると信号の減衰処理の精度が向上するためアンテナの異常の有無の判断精度が向上する。また、第１の実施形態と同様に、送信信号の出力設定を変更しても、出力設定に応じた判断基準の設定を必要とせずにアンテナの異常の有無の検出を行うことができる。減衰信号の信号強度が所定の範囲内になることで、信号検出が可能な範囲を広げる事無く実現することができる。 When the wireless communication apparatus according to the present embodiment is used, the accuracy of signal attenuation processing is improved, so that the accuracy of determining whether there is an abnormality in the antenna is improved. Similarly to the first embodiment, even if the output setting of the transmission signal is changed, it is possible to detect the presence / absence of an abnormality in the antenna without the need to set a determination criterion according to the output setting. When the signal intensity of the attenuation signal is within a predetermined range, it can be realized without widening the range in which signal detection is possible.

本発明の第１および第２の実施形態において、送信機能を有する無線通信装置について示したが、送受信機能を有する無線通信装置としてもよい。アンテナを送受信で兼用する場合は、バンドパスフィルタの代りにデュプレクサが用いられることがある。 In the first and second embodiments of the present invention, the wireless communication apparatus having a transmission function has been described. However, a wireless communication apparatus having a transmission / reception function may be used. When the antenna is used for both transmission and reception, a duplexer may be used instead of the bandpass filter.

第１および第２の実施形態において、送信信号の出力の測定は方向性結合器を用いて分岐した信号の強度を測定したが、実測を行わずに送信信号の出力の設定値を用いてもよい。また、電力増幅器に歪み補正機能が備えられている場合には、歪み補正用の素子に流れる電力を計測して送信信号の出力を求めることもできる。また、電力増幅器に反射電力保護用のアイソレータが備えられているときは、その終端部分に反射電力の測定回路を形成して測定を行うこともできる。 In the first and second embodiments, the output of the transmission signal is measured using the directional coupler to measure the intensity of the branched signal. However, the transmission signal output setting value may be used without performing actual measurement. Good. When the power amplifier has a distortion correction function, the output of the transmission signal can be obtained by measuring the power flowing through the distortion correction element. Further, when the power amplifier is provided with an isolator for protecting the reflected power, the measurement can be performed by forming a reflected power measuring circuit at the terminal portion.

第１および第２の実施形態において、ベースバンド処理部、変調送信部、制御部などの各素子は２つ以上の素子がまとめられて１つの半導体デバイスとして形成されていてもよい。また、２つ以上の素子が１つの基板上に実装された形で形成されていてもよい。 In the first and second embodiments, each element such as the baseband processing unit, the modulation transmission unit, and the control unit may be formed as a single semiconductor device by combining two or more elements. Two or more elements may be formed on one substrate.

本発明の第３の実施形態について図７を参照して詳細に説明する。図７は本実施形態の無線通信装置の構成の概要を示した図である。 A third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram showing an outline of the configuration of the wireless communication apparatus of this embodiment.

本実施形態の無線通信装置は、増幅手段５１と、無線送信手段５２と、信号減衰手段５３と、信号検出手段５４と、送信信号測定手段５５と、障害検出手段５６と、減衰量判断手段５７とを備える。 The wireless communication apparatus of the present embodiment includes an amplifying unit 51, a wireless transmitting unit 52, a signal attenuating unit 53, a signal detecting unit 54, a transmission signal measuring unit 55, a failure detecting unit 56, and an attenuation amount determining unit 57. With.

増幅手段５１は入力された信号を増幅し増幅信号として出力する。無線送信手段５２は増幅信号を無線送信する。信号減衰手段５３は無線送信手段５２において反射される増幅信号の反射電力を減衰し、減衰信号として出力する。信号検出手段５４は減衰信号の強度を測定する。送信信号測定手段５５は増幅信号の強度を測定する。障害検出手段５６は信号検出手段５４により測定される減衰信号の測定結果を基に、無線送信手段５２の異常の有無の判断を行う。減衰量判断手段５７は、送信信号測定手段５５により測定された増幅信号の強度を基に信号減衰手段５４による信号の減衰後の強度が所定の範囲内となるように減衰量を判断する。また、信号減衰手段５３は減衰量判断手段５７により判断された信号の強度の減衰量を基に信号の減衰を行い、減衰信号として出力する。 The amplification means 51 amplifies the input signal and outputs it as an amplified signal. The wireless transmission means 52 wirelessly transmits the amplified signal. The signal attenuating means 53 attenuates the reflected power of the amplified signal reflected by the wireless transmission means 52 and outputs it as an attenuated signal. The signal detection means 54 measures the intensity of the attenuation signal. The transmission signal measuring means 55 measures the intensity of the amplified signal. The failure detection unit 56 determines whether the wireless transmission unit 52 is abnormal based on the measurement result of the attenuation signal measured by the signal detection unit 54. The attenuation amount determination unit 57 determines the attenuation amount based on the intensity of the amplified signal measured by the transmission signal measurement unit 55 so that the intensity after attenuation of the signal by the signal attenuation unit 54 falls within a predetermined range. The signal attenuating unit 53 attenuates the signal based on the attenuation amount of the signal strength determined by the attenuation amount determining unit 57 and outputs the signal as an attenuation signal.

本実施形態の無線通信装置を用いると送信信号の出力設定を変更または変化させても、出力設定に応じた判断基準の設定を必要とせずにアンテナの異常の有無の検出を行うことができる。また、減衰信号の信号強度が所定の範囲内になることで、信号検出が可能な範囲を広げる事無く実現することができる。 If the wireless communication apparatus of this embodiment is used, even if the output setting of the transmission signal is changed or changed, it is possible to detect the presence / absence of an abnormality of the antenna without requiring the setting of a determination criterion according to the output setting. Further, since the signal strength of the attenuation signal is within a predetermined range, it can be realized without widening the range in which signal detection is possible.

本発明は、無線通信分野において基地局や端末装置などとして用いられる無線通信装置に利用することができる。 The present invention can be used for a wireless communication device used as a base station, a terminal device, or the like in the wireless communication field.

１０無線通信装置
１１ベースバンド処理部
１２変調送信部
１３電力増幅器
１４方向性結合器
１５サーキュレータ
１６バンドパスフィルタ
１７アンテナ
２１制御部
２２可変アッテネータ
２３信号検出部
３０無線通信装置
３１ベースバンド処理部
３２変調送信部
３３電力増幅器
３４第１の方向性結合器
３５第２の方向性結合器
３６バンドパスフィルタ
３７アンテナ
４１制御部
４２可変アッテネータ
４３信号検出部
５１増幅手段
５２無線送信手段
５３信号減衰手段
５４信号検出手段
５５送信信号測定手段
５６障害検出手段
５７減衰量判断手段
１００−１１８アンテナの異常検出時の各ステップ
１３０−１４８アンテナの異常検出時の各ステップ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Wireless communication apparatus 11 Baseband process part 12 Modulation transmission part 13 Power amplifier 14 Directional coupler 15 Circulator 16 Band pass filter 17 Antenna 21 Control part 22 Variable attenuator 23 Signal detection part 30 Wireless communication apparatus 31 Baseband process part 32 Modulation Transmission unit 33 Power amplifier 34 First directional coupler 35 Second directional coupler 36 Band pass filter 37 Antenna 41 Control unit 42 Variable attenuator 43 Signal detection unit 51 Amplifying unit 52 Wireless transmission unit 53 Signal attenuating unit 54 Signal Detection means 55 Transmission signal measurement means 56 Fault detection means 57 Attenuation judgment means 100-118 Steps at the time of antenna abnormality detection 130-148 Steps at the time of antenna abnormality detection

Claims

Amplifying means for amplifying the input signal and outputting it as an amplified signal;
Wireless transmission means for wirelessly transmitting the amplified signal;
A signal attenuating means for attenuating the reflected power of the amplified signal reflected by the wireless transmission means and outputting it as an attenuated signal;
Signal detection means for measuring the intensity of the attenuation signal;
A failure detection means for determining whether the wireless transmission means is abnormal based on a measurement result of the attenuation signal measured by the signal detection means;
Branching means for branching a part of the amplified signal and outputting as a branched amplified signal;
A transmission signal measuring means for measuring the intensity of the branched amplified signal ;
Attenuation amount judging means for judging the attenuation amount so that the intensity after attenuation of the signal by the signal attenuating means is within a predetermined range based on the intensity of the branched amplified signal detected by the transmission signal measuring means. ,
The radio communication apparatus according to claim 1, wherein the signal attenuating unit attenuates a signal based on the attenuation amount of the signal strength determined by the attenuation amount determining unit and outputs the attenuated signal.

And a path switching means for sending the amplified signal output from the amplifying means to a path to the wireless transmitting means and sending the reflected power from the wireless transmitting means to the path to the signal attenuating means. The wireless communication apparatus according to claim 1.

The path switching means is a circulator or a directional coupler;
The amplified signal is output to the wireless transmission means via the circulator or the directional coupler,
The wireless communication apparatus according to claim 2, wherein the reflected power is output to a path to the signal attenuation means via the circulator or the directional coupler.

The branching means is a directional coupler;
The radio communication apparatus according to claim 1, wherein the amplified signal is input to the directional coupler and output as the branched amplified signal.

5. The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein a measurement result of the attenuation signal used for determination in the failure detection unit is a voltage standing wave ratio. 6.

Amplifies the input signal and outputs it as an amplified signal.
A part of the amplified signal is branched and output as a branched amplified signal.
Wirelessly transmitting the amplified signal;
Measuring the intensity of the branched amplified signal;
Attenuating the reflected power of the amplified signal reflected at the time of wireless transmission is determined based on the measurement result of the intensity of the branched amplified signal so that the intensity after attenuation is within a predetermined range,
The reflected power of the amplified signal is attenuated based on the attenuation amount and output as an attenuated signal,
Measuring the intensity of the attenuated signal and outputting it as a signal measurement result,
A failure detection method for a wireless communication apparatus, wherein presence / absence of abnormality of the wireless transmission means is determined based on the signal measurement result.