JP6451355B2

JP6451355B2 - 無線信号スキャン機能を備えた無線通信装置

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Publication number: JP6451355B2
Application number: JP2015016885A
Authority: JP
Inventors: 佳照箭野
Original assignee: Icom Inc
Current assignee: Icom Inc
Priority date: 2015-01-30
Filing date: 2015-01-30
Publication date: 2019-01-16
Anticipated expiration: 2035-01-30
Also published as: JP2016143957A

Description

本発明は、例えばＲＴＴＹ(Radio Teletype)モードを備えた無線通信装置、特にＲＴＴＹ信号をサーチする無線信号スキャン機能に関する。

パーソナルコンピュータの性能向上及びＭＭＴＴＹなどの優れたＲＴＴＹ通信用ソフトウエアの開発に伴って、パーソナルコンピュータを無線通信装置に接続して文字伝送を行うＲＴＴＹの愛好者が増加している。また、パーソナルコンピュータを接続することなく、直接ＲＴＴＹを行うことが可能な無線通信装置も開発されている。また、多くのＤＸ（遠距離）局が参加する世界的な規模のＲＴＴＹのコンテストがＨＦ帯（３〜３０ＭＨｚ）で行われている。このようなＲＴＴＹコンテストでは、周波数帯が多くのＲＴＴＹ信号で混み合うので、効率良く受信周波数をＲＴＴＹ信号が送信されている周波数に同調させ、同調後そのＤＸ局を呼び出し、そのＤＸ局との交信を行うことが求められる。

一般的な同調方法としては、例えばスペクトラムスコープを見ながら、無線通信装置のメインダイヤルを手で回しつつ、受信周波数を周波数帯の下限側から上限側にシフトさせ、信号の強度が高い周波数に同調させる。また、無線通信装置に搭載されている無線信号スキャン機能を利用することも可能である。無線通信装置の無線信号スキャン機能は、所定時間（例えば０．０２５秒）ごとに、受信周波数を所定周波数ピッチ（例えば５０Ｈｚ）で変化させながら、間欠的に信号の強度を検出し、所定閾値以上の強度の無線信号が検出されたとき（いわゆる「スケルチが開いたとき」）に、スキャンを停止するものである（特許文献１参照）。無線通信装置の無線信号スキャン機能を利用した場合でも、受信周波数は所定周波数ピッチで変化しており、送信局の送信周波数と完全に一致していない可能性が高い。そこで、通常は、スキャンが停止したときに、ユーザーが無線通信装置のメインダイヤルを操作して、受信周波数の微調整を行う。いずれの場合であっても、無線通信装置のメインダイヤルのマニュアル操作が必要であるため、選局のスピードが損なわれる。また、いずれの場合も、同調させた周波数で送信されている信号がＲＴＴＹ信号とは限らず、ＲＴＴＹ信号でないときは、再度同様の操作を行わなければならず、ユーザーにとって非常に煩わしいものである。

特開平１−２２３８１７号公報

本発明は、上記従来例の問題を解決するためになされたものであり、確実にＲＴＴＹ信号のみをサーチすることが可能な無線信号スキャン機能を備えた無線通信装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る無線信号スキャン機能を備えた無線通信装置は、
アンテナを介して無線信号を受信し、受信した無線信号を復調して低周波信号を出力する受信部と、
前記受信部により受信する無線信号の周波数（以下、「受信周波数」とする）を調節する受信周波数調節部と、
所定の間隔で前記受信周波数調節部に対して所定の周波数ピッチで受信周波数の変更を指示する受信周波数変更部と、
前記受信部から出力される低周波信号に所定周波数の第１信号及び前記第１信号とは異なる所定周波数の第２信号がそれぞれ含まれているか否かを検出する信号検出部と、
を備え、
前記受信周波数変更部は、前記信号検出部が、前記受信部から出力される低周波信号に前記第１信号と前記第２信号の両方が含まれていることを検出したときに、前記受信周波数調節部に対して受信周波数の変更の指示を停止することを特徴とする。

前記信号検出部が、受信した無線信号に前記第１信号及び前記第２信号のいずれかが含まれていることを検出したときに、前記受信周波数変更部は、スキャン速度を遅くするようにしてもよい。

また、所定のスキャン周波数帯についてスキャンを実行したけれども、前記第１信号と前記第２信号の両方が含まれている無線信号を検出できなかった場合、前記受信周波数変更部は、受信周波数を変更するための前記所定の周波数ピッチを細かくして、再度同じスキャン周波数帯でスキャンを実行するようにしてもよい。

また、前記受信周波数調節部に対して受信周波数の変更の指示を停止したときの受信周波数に対して周波数の高い側及び低い側の一定の範囲で、前記所定の周波数ピッチよりも細かい周波数ピッチで、再度受信周波数を変更しつつ無線信号の受信を行い、受信周波数ごとに、受信信号の強度を測定し、最も高い強度を示す信号を受信した周波数を最終的な受信周波数として決定してもよい。

また、前記第１信号及び前記第２信号は、それぞれＲＴＴＹ信号に含まれるマーク及びスペースであってもよい。

本発明によれば、従来例のように所定の閾値を超える強度の無線信号を受信したときに無線信号のスキャン（受信周波数の変更）を停止するのではなく、受信した無線信号に所定の第１信号と前記第１信号とは異なる第２信号の両方が含まれているときに、無線信号のスキャンを停止するので、ユーザーが所望する第１信号と第２信号の両方が含まれた無線信号のみを受信することができる。無線信号としては、例えばＲＴＴＹ信号であり、第１信号と第２信号は、それぞれマークとスペースであってもよい。それによって、無線通信装置の受信周波数を確実にＲＴＴＹ信号が送信されている周波数に同調させることができる。

本発明の一実施形態に係る無線信号スキャン機能を備えた無線通信装置について説明する。図１は、本実施形態に係る無線通信装置の一例としてスーパーへテロダイン受信装置の構成を示す。また、図２は、上記無線通信装置における無線信号スキャン動作を示す。

本発明の一実施形態に係る無線信号スキャン機能を備えた無線通信装置及び無線通信装置の無線信号スキャン方法について説明する。図１は、本実施形態に係る無線通信装置の一例としてスーパーへテロダイン受信装置の構成を示す。また、図２は、上記無線通信装置における無線信号スキャン動作を示す。

無線通信装置１は、アンテナ２を介して受信した無線信号（以下、「受信信号」とする）の増幅などを行う高周波回路３と、増幅された受信信号（周波数ｆ_Ｉ）に第１局部発振器１２で発生された周波数ｆ_Ｌの第１局発信号を混合して第１中間周波数ｆ_Ｒの信号（以下、「第１ＩＦ信号」とする）を発生させる第１周波数混合器４と、第１周波数混合器４から出力される第１ＩＦ信号の増幅などを行う第１中間周波回路５と、第１中間周波回路５から出力される増幅された第１ＩＦ信号に第２局部発振器１３で発生された周波数ｆ_Ｌ２の第２局発信号を混合して第２中間周波数ｆ_Ｒ２の信号（以下、「第２ＩＦ信号」とする）を発生させる第２周波数混合器６と、第２周波数混合器６から出力される第２ＩＦ信号の増幅などを行う第２中間周波回路７と、第２中間周波回路７から出力される増幅された第２ＩＦ信号を復調して可聴音信号（ＡＦ信号）を出力する検波器８と、可聴音信号を増幅する低周波増幅器９と、増幅された可聴音信号を出力するスピーカ１０などを備えている。また、検波器８には信号検出部１４が接続され、信号検出部１４には、受信周波数変更部として機能する制御部（ＣＰＵ）１５が接続されている。なお、ここでは、２組の周波数混合器、局部発振器及び中間周波回路を２段階に設置した例を示したが、周波数混合器、局部発振器及び中間周波回路を１組のみ備えたものや、３段階以上に設置したものであってもよい。

上記高周波回路３、第１周波数混合器４、第１中間周波回路５、第２周波数混合器６、第２中間周波回路７及び検波器８は、アンテナ２を介して無線信号を受信する受信部として機能する。また、第１局部発振器１２は、受信部により受信する無線信号の周波数（受信周波数）を調節する受信周波数調節部として機能する。さらに、制御部１５は、受信周波数変更部として機能する場合、所定の間隔（例えば０．０２５秒）で受信周波数調節部に対して所定の周波数ピッチ（例えば５０Ｈｚ）で受信周波数の変更を指示する。信号検出部１４は、無線信号受信部により受信した無線信号に所定の第１信号（マーク）及び第１信号とは異なる第２信号（スペース）が含まれているか否かを検出する。

ＲＴＴＹ信号を受信する場合、ＲＴＴＹ信号は、例えばＨＦ帯（３〜３０ＭＨｚ）で送信される。その場合、受信信号の周波数ｆ_ＩはＨＦ帯である。この受信信号に、第１局部発振器１２から出力される周波数ｆ_Ｌの第１局発信号を混合することにより、周波数ｆ_Ｒ＝ｆ_Ｌ−ｆ_Ｉの第１ＩＦ信号に周波数変換される。さらに、周波数ｆ_Ｒの第１ＩＦ信号に、第２局部発振器１３から出力される周波数ｆ_Ｌ２の第２局発信号を混合することにより、周波数ｆ_Ｒ２＝ｆ_Ｒ−ｆ_Ｌ２＝ｆ_Ｌ２−（ｆ_Ｌ−ｆ_Ｉ）の第２ＩＦ信号に周波数変換される。第２ＩＦ信号の周波数ｆ_Ｒ２はＩＦ帯（例えば２０ｋＨｚ〜４５５ｋＨｚ）である。なお、第１周波数混合器４からは、上記第１ＩＦ信号の他に、周波数ｆ_Ｒ’＝ｆ_Ｌ＋ｆ_Ｉの信号も出力されるが、第１中間周波回路５では、上記周波数ｆ_Ｒ＝ｆ_Ｌ−ｆ_Ｉの第１ＩＦ信号のみを取り扱う。第２中間周波回路７においても同様である。

無線通信装置１のスキャン機能を実行する場合、検波器８の出力は低周波増幅器９には出力されず（いわゆる「スケルチ」）、検波器８に接続された信号検出部１４に出力される。信号検出部１４は、ＲＴＴＹ信号に含まれるマーク（第１信号）のみを通過させるフィルタ１４１と、スペース（第２信号）のみを通過させるフィルタ１４２と、各フィルタ（ＦＬ）からの出力を検出する検出器１４３及び１４４などで構成されている。信号検出部１４の出力は制御部１５に入力される。例えばＦＳＫ(正式にはRadio Frequency Shift Keying)方式でＲＴＴＹを行う場合、例えばシフト幅１７０Ｈｚ、マークの周波数を２１２５Ｈｚとすると、スペースの周波数は２２９５Ｈｚになる。検波器８により低周波信号（ＡＦ帯）が取り出されると、その低周波信号の中に第１信号（マーク）及び第２信号（スペース）が含まれているか否かを検出するために、フィルタ１４１及び１４２を透過させる。低周波信号の中に第１信号（マーク）及び第２信号（スペース）が含まれている場合、フィルタ１４１及び１４２から、２１２５Ｈｚ及び２２９５Ｈｚの信号が出力される。検出器１４４及び１４５は、それぞれ２１２５Ｈｚ及び２２９５Ｈｚの信号が入力されたときに、所定の閾値よりも高いハイレベル信号を出力する。各検出器１４３及び１４４から出力されるハイレベル信号は、それぞれ制御部１５に入力される。制御部１５は、いずれかの検出器１４３又は１４４から上記ハイレベル信号が入力されると、そのことをメモリに記憶する。そして、検出器１４３及び１４４の両方からハイレベル信号が入力されたときに、検波器８から出力された信号がＲＴＴＹ信号であると判断する。

なお、マークの周波数及びスペースの周波数（又はマークとスペースのシフト幅）は、アマチュア用や業務用など、用途によって異なる。このような複数の用途に対応するために、フィルタ１４１及び１４２の中心周波数又は及びフィルタ１４１の中心周波数とフィルタ１４２との間のシフト幅をユーザーが任意に設定することができる。また、フィルタ１４１及び１４２を、非常に急峻で、且つ、狭帯域にするために、フィルタ１４１及び１４２をＤＳＰ(Digital Signal Processor)で実現している。

無線信号スキャン機能を実行する場合、制御部１５は、スキャンを開始するときの受信周波数の初期値として、メモリに記憶されている周波数を設定する（＃１）。例えば、初めてスキャンを行う場合、あらかじめ設定されているスキャン周波数帯の下限値（又は上限値）を設定する。また、一度スキャンを実行し、ＲＴＴＹを行った後、再度スキャンを実行する場合は、メモリに記憶されている前回サーチを終了した受信周波数に所定の周波数ピッチ分だけ加算（又は減算）した値を受信周波数の初期値として設定する。ここで、再度スキャンを実行する場合とは、ＲＴＴＹが運用される周波数帯で複数の局が交信を行っている場合に、周波数の低い側（又は高い側）からスキャンを実行し、ある局との交信を終了したあと、他の局をサーチするためにスキャンを実行する場合をいうものとする。

次に、第１ＩＦ信号の周波数ｆ_Ｒが一定となるように、受信周波数の初期値と第１ＩＦ信号の周波数ｆ_Ｒに基づいて、第１局部発振器１２の第１局発信号の周波数ｆ_Ｌを決定する（＃２）。そして、決定された周波数ｆ_Ｌの第１局発信号を出力して、無線信号を受信する（＃３）。さらに、受信した無線信号を、第１中間周波回路５、第２周波数混合器６及び第２中間周波回路７で周波数変換し、検波器８で検波を行い、低周波信号（ＡＦ帯）を取り出す（＃４）。信号検出部１４は、検波器８から出力された信号がＲＴＴＹ信号か否か、すなわち検波器８から出力された信号にマーク（第１信号）及びスペース（第２信号）が含まれているか否かを判断する（＃５，＃６）。なお、マークとスペースは、検出される順番が不定であるので、ステップ＃５と＃６の順序が逆になる場合があることはいうまでもない。

受信信号がＲＴＴＹ信号でない場合、ステップ＃５又はステップ＃６のいずれかでＮＯと判断される。ところで、ＲＴＴＹ信号は、マークとスペースの組合せであり、マークばかりあるいはスペースばかり続くこともあり得る。そのため、一定時間無線信号の受信を継続する（＃７）。一定時間無線信号の受信を継続してもマークとスペースの両方が検出できなかった場合は、制御部１５は、受信信号はＲＴＴＹ信号でないと判断して、受信周波数を変更する（＃８）。変更後の受信周波数は、前回の受信周波数の所定ピッチの周波数（例えば５０Ｈｚ）を加算（又は減算）した値とする。そして、ステップ＃２に戻って、新たな受信周波数について無線信号を受信し、上記のステップを実行する。

受信信号がＲＴＴＹ信号である場合、ステップ＃５及びステップ＃６の両方でＹＥＳと判断される。制御部１５は、そのときの受信周波数をメモリに記憶し（＃９）、受信周波数の変更を停止する（スキャンを終了する）。なお、初めてスキャンを行う場合と再度スキャンを実行する場合の区別は、スキャンの終了から開始までの時間経過によって判断してもよいし、あるいはその間の無線通信装置１の電源のオン・オフなどに基づいて判断してもよい。

このように、本実施形態の無線通信装置によれば、アンテナを介して受信した無線信号に、所定の周波数変換や検波を行った後、検波器から出力されるＡＦ帯の信号にマーク（第１信号）とスペース（第２信号）の両方が含まれているか否かによって受信信号がＲＴＴＹ信号であるか否かを判断しているので、ＲＴＴＹ信号でない信号を送信している周波数を誤ってサーチする可能性はほとんど無くなる。また、ＲＴＴＹ信号がＦＳＫ方式で送信されている場合だけでなく、ＡＦＳＫ(Audio Frequency Shift Keying)方式で送信されている場合にも対応することができる。

なお、上記実施形態においては、スキャン機能を実行する際の受信周波数を所定の周波数ピッチ（例えば５０Ｈｚ）単位で変化させているため、サーチされた受信周波数が送信局の送信周波数と完全に一致していない可能性が高い。その場合、従来例と同様に、ユーザーが無線通信装置１のメインダイヤルを操作して、受信周波数の微調整を行うようにしてもよい。

あるいは、サーチした受信周波数に対して周波数の高い側及び低い側の一定の範囲（例えば±５０Ｈｚ）で、より細かい周波数ピッチ（例えば１Ｈｚ）で、再度スキャン機能を実行するように構成してもよい。その場合、受信周波数ごとに、受信信号の強度を測定し、測定値をメモリに一旦記憶しておいて、最も高い強度を示す信号を受信した周波数を最終的な受信周波数として決定してもよい。それによって、ユーザーは、受信周波数の微調整から解放される。

受信周波数をスキャン周波数帯の下限値から上限値まで（又は上限値から下限値まで）スキャンしてもＲＴＴＹ信号を検出できなかった場合、そのままスキャン機能を終了してもよいし、あらかじめ設定されている回数（例えば３回）又はユーザーが任意に設定した回数だけ、スキャン周波数帯の下限値から上限値まで、スキャンを繰り返すようにしてもよい。前者の場合、ＲＴＴＹ信号を受信できなかったけれども、無駄なスキャンを繰り返すことを防止することができる。また、後者の場合、ＲＴＴＹ信号を受信できる可能性が高くなり、同時に無駄なスキャンを繰り返す可能性も低減される。特に、スキャンを繰り返す際、受信周波数を変化させる周波数ピッチを細かくする（例えば５０Ｈｚ→２５Ｈｚなど）ことにより、ＲＴＴＹ信号を受信できる可能性をより高くすることができる。あるいは、ユーザーの気が済むまでスキャンを繰り返し、手動操作によってスキャン機能を終了させるようにしてもよい。

さらに、上記ステップ＃５又は＃６において、マーク（第１信号）又はスペース（第２信号）のいずれかが検出された場合、受信周波数を変更する間隔を長くしたり（例えば０．０２５秒→０．０５秒）、受信周波数を変更する周波数ピッチを細かくしたり（例えば５０Ｈｚ→２５Ｈｚ）、あるいはその両方により、スキャン速度を遅くするようにしてもよい。それによって、マーク（第１信号）又はスペース（第２信号）のいずれかを検出したにもかかわらず、他方を取り逃がしてしまい、ＲＴＴＹ信号が送信されているにもかかわらず、受信できなくなることを防止することができる。

また、本発明は、アマチュア向けの無線通信装置に限定されるものではなく、業務用の無線通信装置に応用することも可能である。また、送受信される無線信号はＲＴＴＹ信号に限定されるものではなく、特定の２種類の信号を含むものであればよく、また文字伝送に限定されるものではない。また、上記実施形態で使用した数値は例示であって、それらの値に限定されるものではない。

１無線通信装置
２アンテナ
３高周波回路（受信部）
４第１周波数混合器（受信部）
５第１中間周波回路（受信部）
６第２周波数混合器（受信部）
７第２中間周波回路（受信部）
８検波器（受信部）
９低周波増幅器
１２第１局部発振器（受信周波数調節部）
１３第２局部発振器
１４信号検出部
１４１、１４２フィルタ
１４３、１４４検出器
１５制御部（受信周波数変更部）

Claims

無線信号スキャン機能を備えた無線通信装置であって、
アンテナを介して無線信号を受信し、受信した無線信号を復調して低周波信号を出力する受信部と、
前記受信部により受信する無線信号の周波数（以下、「受信周波数」とする）を調節する受信周波数調節部と、
所定の間隔で前記受信周波数調節部に対して所定の周波数ピッチで受信周波数の変更を指示する受信周波数変更部と、
前記受信部から出力される低周波信号に所定周波数の第１信号及び前記第１信号とは異なる所定周波数の第２信号がそれぞれ含まれているか否かを検出する信号検出部と、
を備え、
前記受信周波数変更部は、前記信号検出部が、前記受信部から出力される低周波信号に前記第１信号と前記第２信号の両方が含まれていることを検出したときに、前記受信周波数調節部に対して受信周波数の変更の指示を停止することを特徴とする無線信号スキャン機能を備えた無線通信装置。
前記信号検出部が、受信した無線信号に前記第１信号及び前記第２信号のいずれかが含まれていることを検出したときに、前記受信周波数変更部は、スキャン速度を遅くすることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
所定のスキャン周波数帯についてスキャンを実行したけれども、前記第１信号と前記第２信号の両方が含まれている無線信号を検出できなかった場合、前記受信周波数変更部は、受信周波数を変更するための前記所定の周波数ピッチを細かくして、再度同じスキャン周波数帯でスキャンを実行することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線通信装置。
前記受信周波数調節部に対して受信周波数の変更の指示を停止したときの受信周波数に対して周波数の高い側及び低い側の一定の範囲で、前記所定の周波数ピッチよりも細かい周波数ピッチで、再度受信周波数を変更しつつ無線信号の受信を行い、受信周波数ごとに、受信信号の強度を測定し、最も高い強度を示す信号を受信した周波数を最終的な受信周波数として決定することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の無線通信装置。
前記第１信号及び前記第２信号は、それぞれＲＴＴＹ信号に含まれるマーク及びスペースであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の無線通信装置。