(57)【要約】【課題】  周波数特性を簡便に調整可能な無線通信装置を提供すること。【解決手段】  実施形態によれば、無線通信装置は、無線帯域信号を利得調整する利得調整器と、利得調整器の出力を送信レベルに増幅する送信増幅器と、送信増幅器の出力をアンテナから同報的に送信する送信部と、アンテナから送信される電波が予め指定された諸元を満たすべく、利得調整器の利得調整量を設定する設定部とを具備する。【選択図】  図５
2020005065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線帯域信号を利得調整する利得調整器と、
前記利得調整器の出力を送信レベルに増幅する送信増幅器と、
前記送信増幅器の出力をアンテナから同報的に送信する送信部と、
前記アンテナから送信される電波が予め指定された諸元を満たすべく、前記利得調整器の利得調整量を設定する設定部とを具備する、無線通信装置。
【請求項２】
周波数に対する前記利得調整器の利得調整量を、前記電波の出力レベルごとに予め対応付けて記録した第１テーブルを記憶する記憶部をさらに具備し、
前記設定部は、前記諸元において指定された周波数および出力レベルに対応する利得調整量を前記第１テーブルから取得して、前記利得調整器に設定する、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記第１テーブルは、少なくとも２つの周波数に対する前記送信増幅器の出力レベルの計測値に基づいて作成される、請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記第１テーブルは、前記出力レベルの計測値に基づいて特定の出力レベルについて作成され、他の出力レベルについては線形補完により作成される、請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記送信増幅器の歪み補償フィードバックラインに設けられる減衰器をさらに具備し、
前記設定部は、前記送信増幅器での波形歪みを補償すべく、前記減衰器の減衰量を設定する、請求項２乃至４のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記記憶部は、周波数に対する前記減衰器の減衰量を、前記電波の出力レベルごとに予め対応付けて記録した第２テーブルをさらに記憶し、
前記設定部は、前記諸元において指定された周波数および出力レベルに対応する減衰量を前記第２テーブルから取得して、前記減衰器に設定する、請求項５に記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記第２テーブルは、少なくとも２つの周波数に対する前記送信増幅器の出力レベルの計測値に基づいて作成される、請求項６に記載の無線通信装置。
【請求項８】
前記第２テーブルは、前記出力レベルの計測値に基づいて特定の出力レベルについて作成され、他の出力レベルについては線形補完により作成される、請求項７に記載の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
行政防災無線同報システムは、市区町村の庁舎等から発せられた音声放送を、行政管轄地域（同報対象エリア）内に分散して設置される無線通信装置で受信し、拡声出力するシステムである。音声放送の送出源となる装置を親局装置と称し、音声放送を受信、あるいは中継する装置を子局装置と称する。
【０００３】
無線通信装置間で授受される放送電波は、例えば５４ＭＨｚ〜７０ＭＨｚ帯域内で選択される。その周波数および出力レベルは、総務省管轄の総合通信局により、同報対象エリアの広さや電波伝搬条件等に応じて、例えば隣接する他のエリアと干渉しないように指定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２−１７２３０９号公報
【特許文献２】特許第３９０８１６４号明細書
【特許文献３】特開平２−２８５８０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
内部デバイスの特性のばらつき等により、無線通信装置は固有の周波数特性を持つ。このため割り当て周波数・出力レベルを順守するために装置毎の調整が必要になり、人的な手間が大きかった。特に、周波数・出力レベルが運用開始の間際になってから指定された場合、短期間での作業を求められるので作業員の負荷は大きい。また、周波数・出力レベルの内示を受けるまで調整に着手できないことから、製造リードタイムが長期化するという課題もあった。
【０００６】
目的は、周波数特性を簡便に調整可能な無線通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によれば、無線通信装置は、無線帯域信号を利得調整する利得調整器と、利得調整器の出力を送信レベルに増幅する送信増幅器と、送信増幅器の出力をアンテナから同報的に送信する送信部と、アンテナから送信される電波が予め指定された諸元を満たすべく、利得調整器の利得調整量を設定する設定部とを具備する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態の無線通信装置を備えた行政防災無線同報システムの一例を示す概略図。
【図２】無線子局装置２０の一例を示すブロック図。
【図３】送受信部２３の一例を示す機能ブロック図。
【図４】送信増幅部７０の一例を示すブロック図。
【図５】図２に示される周波数特性調整テーブル２２ｂ，２２ｃについて説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、実施形態の無線通信装置について説明する。  
図１は、実施形態の無線通信装置を備えた行政防災無線同報システムの一例を示す概略図である。  
この行政防災無線同報システムは、無線通信装置としての、無線親局装置１０および複数の無線子局装置２０を備える。無線親局装置１０は、例えば市区町村における行政の庁舎４０に設置される。無線子局装置２０は、該当市区町村の同報対象エリアに分散して設置される。
【００１０】
図１における屋外拡声子局装置２０ａ、戸別子局装置２０ｂ，２０ｄ、屋外拡声子局装置２０ｃ、および、再送信子局装置２０ｅが、無線子局装置２０の一例である。このうち屋外拡声子局装置２０ａは、応答機能を有する。また、例えば屋外拡声子局装置２０ｃ、戸別子局装置２０ｂ，２０ｄは、受信専用として機能する。また、再送信子局装置２０ｅについては、応答機能付き、または受信専用のいずれであってもよい。
【００１１】
各無線子局装置２０は、ＡＣ１００Ｖの商用電源から駆動電力を供給される。商用電源（ＡＣ１００Ｖ）の停電時には、各無線子局装置２０は内蔵の蓄電池、あるいは非常電源（図示せず）により駆動電力を得る。
【００１２】
同報波Ｗｓが、無線親局装置１０、または中継局３０から送信される。再送信波Ｗｒｓは、再送信子局装置２０ｅから送信される。各無線子局装置２０は、同報波Ｗｓ、または再送信波Ｗｒｓの何れかを受信して動作する。各無線子局装置２０は、スピーカＳＰを備え、無線親局装置１０から受信された音声放送を拡声出力する。また、無線親局装置１０、各無線子局装置２０、中継局３０は、無線電波を送信、受信、あるいは送受信するアンテナＡＴを有する。
【００１３】
中継局３０は、無線親局装置１０から送信された中継波Ｗｃを受信して中継し、各無線子局装置２０への同報波Ｗｓを送信する。同報波Ｗｓと中継波Ｗｃとは、例えば何れも６０ＭＨｚの周波数帯で異なるチャンネルを使用する。
【００１４】
無線親局装置１０は、ＡＣ１００Ｖの商用電源を耐雷トランスＴから直流電源装置Ｅを介して直流に変換した電源電圧により、駆動される。無線親局装置１０は、庁舎４０内の操作卓４１の操作、または、消防署や支所等４２に設置された遠隔操作卓４３の操作に応じて動作する。
【００１５】
無線親局装置１０の操作卓４１には、地図表示制御装置４４が設けられる。当該地図表示制御装置４４は、例えば同報対象エリアの地図や当該エリア内の各種の情報・状況を表示する。
【００１６】
そして、各無線子局装置２０は、無線親局装置１０から同報波Ｗｓや再送信波Ｗｒｓで送信された音声放送を受信し、当該放送の音声を出力する。
【００１７】
図２は、無線子局装置２０の一例を示すブロック図である。図２を用いて、屋外拡声子局装置２０ａ、戸別子局装置２０ｂ，２０ｄ、および再送信子局装置２０ｅの構成が説明される。屋外拡声子局装置２０ｃも、受信専用である点を除いて同様である。
【００１８】
無線子局装置２０は、操作部２５からのユーザ操作に応じた入力信号、あるいは送受信部２３による無線親局装置１０からの受信信号に応じて起動される。無線子局装置２０は、コンピュータとしての制御部（ＣＰＵ）２１を備える。制御部２１は、メモリ部２２に記憶されたプログラムデータ２２ａに従って、回路各部の動作を制御する。
【００１９】
制御部２１には、メモリ部２２、送受信部２３、操作部２５が接続される他に、音声増幅部２４を介してスピーカＳＰが接続され、また、タッチパネルなどの表示部２６と、外部インターフェース２７が接続される。
【００２０】
無線子局装置２０は、商用電源（ＡＣ１００Ｖ）に接続した電源部２８により駆動される。電源部２８は、蓄電池２８ａを有する。蓄電池２８ａは、停電時に、例えば４８時間あるいは７２時間（停電時動作時間）電源を確保可能な容量を有する。
【００２１】
送受信部２３は、運用の開始前に割り当てられた周波数、および出力レベルの放送電波を、アンテナＡＴを介して送受信する。なお実施形態では、割り当てられた周波数、出力レベル等の、放送電波の性質を示す量を「諸元」と総称する。また送受信部２３は、ＲＯＭ（Read Only Memory）２３１および、プロセッサとしてのコントローラ２３２を備える。ＲＯＭ２３１は、周波数特性調整テーブル２２ｂ，２２ｃを記憶するエリアを備える。周波数特性調整テーブル２２ｂ，２２ｃは、送受信部２３の周波数特性を調整するために用いられる、テーブル形式のデータである。コントローラ２３２は、ＲＯＭ２３１に予め記憶されたプログラムやデータに基づいて送受信部２３を制御する。
【００２２】
メモリ部２２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭなどの半導体メモリ、あるいはハードディスクドライブ（Hard Disk Drive：ＨＤＤ）などのデータストレージである。メモリ部２２は、プログラムデータ２２ａを記憶するエリアを備える。
【００２３】
音声増幅部２４は、無線親局装置１０から音声放送の放送制御信号が受信されている状態で、送受信部２３により復調された音声信号を増幅し、スピーカＳＰから拡声音声として出力させる。
【００２４】
外部インターフェース２７は、ＰＣ(Personal computer)やノートパソコンと無線子局装置２０とを接続するためのインタフェースであり、例えばシリアルインタフェースである。外部インターフェース２７を、シリアル−ＵＳＢ変換ケーブルを介してＰＣやノートパソコンのＵＳＢ（Universal Serial Bus）端子に接続して、無線子局装置２０を操作することができる。例えば、無線子局装置２０のプログラムデータ２２ａや、周波数特性調整テーブル２２ｂ，２２ｃをメモリ部２２に転送し、記憶させることができる。
【００２５】
上記構成の無線子局装置２０は、プログラムデータ２２ａに記述された命令に従って、制御部２１が回路各部の動作を制御し、ソフトウェアとハードウェアとが協働して動作することで、以下に説明されるような各種の機能を実現する。また、コントローラ２３２も、ＲＯＭ２３１に記憶されたプログラムおよびデータに基づいて、ソフトウェアおよびハードウェアの協調動作により以下の機能を実現する。
【００２６】
図３は、送受信部２３の一例を示すブロック図である。送受信部２３は、ベースバンド部５、周波数変換部（ＲＦ／ＩＦ部）６、無線部（ＲＦ部）７、および、アンテナＡＴを送信／受信で切り換える送受切換部（ＲＦ−ＳＷ）８を備える。これらはコントローラ２３２によって制御される。
【００２７】
ベースバンド部５は、変復調部５０、ディジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）５１、およびアナログ／ディジタル変換器（ＡＤＣ）５２を備える。無線部７は、送信増幅部７０（ＰＡ（Power Amplifier）部）、および低雑音増幅器８０（ＬＮＡ：Low Noise Amplifier）を備える。
【００２８】
図３において、アンテナＡＴで受信された放送電波は、送受切換部８を介してＬＮＡ８０に導かれ、信号処理レベルにまで増幅されたのち、周波数変換部６で中間周波数信号（ＩＦ信号）にダウンコンバートされる。このＩＦ信号は、ベースバンド部５のアナログ／ディジタル変換器５２でデジタル波形に変換され、変復調部５０で復調される。
【００２９】
一方、変復調部５０から送出された送信ディジタル信号は、ディジタル／アナログ変換器５１でアナログ波形に変調され、周波数変換部６でアップコンバートされて無線帯域信号が生成される。この無線帯域信号は、送信増幅部７０で送信レベルに増幅され、送受切換部８を介してアンテナＡＴから、放送電波として同報的に送信される。
【００３０】
放送電波の周波数および出力レベルは、無線子局装置２０ごとに、予め指定された値に厳密に合わせこむ必要がある。既存の技術ではそのための調整に手間と時間を要していたが、以下に、これを解決可能な技術について説明する。
【００３１】
図４は、送信増幅部７０の系統の一例を示すブロック図である。送信増幅部７０は、例えばＦＥＴを備える送信増幅器７８を含むメインラインと、送信増幅器７８の歪特性を補償するためのフィードバックラインとを備える。
【００３２】
メインラインに与えられた無線帯域信号は、バッファアンプ７１および減衰器７２を介して、ドライバアンプ７３に入力される。ドライバアンプ７３の出力は、移相器７４、減衰器７５、およびドライバアンプ７６経由でディジタル減衰器１００（ＤＧＡＴＴ：ディジタルステップアッテネータ）に入力される。利得調整器としてのディジタル減衰器１００は、無線帯域信号の出力レベルを自動調整する。ディジタル減衰器１００の出力は、さらに、ドライバアンプ７７と、メインラインの最終段に設けられる送信増幅器７８を介してアンテナＡＴに接続される。
【００３３】
一方、送信増幅器７８の出力は一部が分岐されて、フィードバックライン上のディジタル減衰器２００に入力され、メインラインに入力された無線帯域信号と同程度のレベルにまで減衰されたのち、振幅／位相検出器７９に入力される。振幅／位相検出器７９には、減衰器７２から分岐された無線帯域信号も入力される。振幅／位相検出器７９は、これら２系統の信号入力を元に、送信増幅部７０への入出力の振幅差、および位相差を検出し、移相器７４の移相量、および減衰器７５の減衰量を調節する。これにより、送信増幅器７８の歪特性が自動で補償され、良好な送信特性が得られる。
【００３４】
ところで、メインラインのディジタル減衰器１００は、周波数特性調整テーブル２２ｂ（図２、図３）に基づいて動作する。また、フィードバックラインのディジタル減衰器２００は、周波数特性調整テーブル２２ｃ（図２、図３）に基づいて動作する
図５は、周波数特性調整テーブル２２ｂ，２２ｃについて説明するための図である。周波数特性調整テーブル２２ｂは、ディジタル減衰器１００の、周波数に対する減衰量（利得調整量）を、アンテナＡＴからの放送電波の出力レベルごとに予め対応付けて記録したテーブルである。
【００３５】
ここで、市町村防災システムでは放送電波の出力レベルとして、例えば０．０１Ｗ（ワット）、０．０５Ｗ、０．１Ｗ、０．５Ｗ、１．０Ｗ、および、２．０Ｗの６段階が規定されている。周波数特性調整テーブル２２ｂは、この６通りの出力レベルごとに、周波数と減衰量とが対応付けられたテーブルである。周波数特性調整テーブル２２ｂは、例えば、２．０Ｗの出力レベルについて、少なくとも２つの周波数に対する送信増幅器７８の出力レベルの計測値に基づいて作成される。他の出力レベルについては、線形補完により作成される。
【００３６】
図３に示されるコントローラ２３２は、アンテナＡＴから送信される放送電波が、運用の開始前に指定された諸元を満たすように、ディジタル減衰器１００の減衰量を設定する。すなわち、放送電波の周波数および出力レベルが割り当てられると、コントローラ２３２は、対応する減衰量を周波数特性調整テーブル２２ｂから取得して、ディジタル減衰器１００に設定する。
【００３７】
また、周波数特性調整テーブル２２ｃは、ディジタル減衰器２００の、周波数に対する減衰量（利得調整量）を、アンテナＡＴからの放送電波の出力レベルごとに予め対応付けて記録したテーブルである。周波数特性調整テーブル２２ｃも、上記６通りの出力レベルごとに、周波数と減衰量とが対応付けられたテーブルである。周波数特性調整テーブル２２ｃは、例えば、２．０Ｗの出力レベルについて、少なくとも２つの周波数に対する送信増幅器７８の出力レベルの計測値に基づいて作成される。他の出力レベルについては、線形補完により作成される。
【００３８】
周波数特性調整テーブル２２ｂ，２２ｃは、例えば以下の手順により作成される。  
（１）  先ず、ディジタル減衰器２００、振幅／位相自検出器７９を含むフィードバックラインを無効にする。  
（２）  その状態で、送信増幅器７８の出力レベルの計測値に基づいて、周波数特性調整テーブル２２ｂを調整（作成）する。  
（３）  次に、フィードバックラインを有効にする。そうすると送信増幅器７８の出力レベルが変化する。  
（４）  送信増幅器７８の出力レベルを適切な値にするために、当該出力レベルの計測値に基づいて周波数特性調整テーブル２２ｃを調整する。  
（２）の調整により、大まかな調整が完了する。さらに、フィードバックラインを有効化して（４）の調整を行うことで、減衰器７５の減衰量の変化を加味したうえで総合的なレベル調整が実現される。
【００３９】
コントローラ２３２は、アンテナＡＴから送信される放送電波が、運用の開始前に指定された諸元を満たすように、ディジタル減衰器２００の減衰量を設定する。すなわち、放送電波の周波数および出力レベルが割り当てられると、コントローラ２３２は、対応する減衰量を周波数特性調整テーブル２２ｃから取得して、ディジタル減衰器２００に設定する。
【００４０】
以上説明したようにこの実施形態では、出力レベルおよび周波数が割り当てられると、当該割り当てレベル／周波数を満たすための減衰量を、周波数特性調整テーブル２２ｂから読み出し、メインラインのディジタル減衰器１００にセットする。また、割り当てレベル／周波数に対応する減衰量を、周波数特性調整テーブル２２ｃから読み出し、フィードバックラインのディジタル減衰器２００にセットする。ここで、周波数特性調整テーブル２２ｂ，２２ｃは、送信増幅器７８の周波数特性の計測値に基づいて予め用意され、例えば送受信部２３のＲＯＭ２３１に記憶される。
【００４１】
送信増幅器７８の周波数特性のため、周波数と出力レベルごとにデジタル回路を使用してレベルを調整する必要がある。また、送信増幅器７８等の非直線性の影響で波形歪みが生じるため、フィードバック制御などで歪補償を行う。このフィードバック制御も送信増幅器７８の周波数特性の影響を受けるため、周波数と出力レベルごとに調整が必要である。このような事情に対し、既存の技術では、周波数と出力レベルごとに調整が必要なため、指定の周波数と出力レベルごとに個別の調整を必要としていた。
【００４２】
これに対し実施形態によれば、周波数、および出力レベルを問わず、直ちに自動で調整することが可能となる。つまり、放送電波の諸元に係わる内示を待たずに、調整をすることが可能となる。従って、周波数特性を簡便に調整可能な無線通信装置を提供することが可能となる。ひいては、システム構築にかかるリードタイムを短縮することができる。
【００４３】
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示するものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４４】
５…ベースバンド部、６…周波数変換部、７…無線部、８…送受切換部、１０…無線親局装置、２０…無線子局装置、２０ａ…屋外拡声子局装置、２０ｂ…戸別子局装置、２０ｃ…屋外拡声子局装置、２０ｄ…戸別子局装置、２０ｅ…再送信子局装置、２１…制御部、２２…メモリ部、２２ａ…プログラムデータ、２２ｂ…周波数特性調整テーブル、２２ｃ…周波数特性調整テーブル、２３…送受信部、２４…音声増幅部、２５…操作部、２６…表示部、２７…外部インターフェース、２８…電源部、２８ａ…蓄電池、３０…中継局、４０…庁舎、４１…操作卓、４２…支所等、４３…遠隔操作卓、４４…地図表示制御装置、５０…変復調部、５１…ディジタル／アナログ変換器、５２…アナログ／ディジタル変換器、７０…送信増幅部、７１…バッファアンプ、７２…減衰器、７３…ドライバアンプ、７４…移相器、７５…減衰器、７６…ドライバアンプ、７７…ドライバアンプ、７８…送信増幅器、７９…振幅／位相検出器、８０…低雑音増幅器、１００…ディジタル減衰器、２００…ディジタル減衰器、２３１…ＲＯＭ、２３２…コントローラ。
【図１】
2020005065.tif 000003
【図２】
2020005065.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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