(57)【要約】【課題】  ２種類のアンテナ１３ａ、１３ｂを択一的に送信器７に接続して通信する無線機は、送信器７に接続されるアンテナ１３ａ、１３ｂの種別によりアンテナ性能が異なるため、アンテナ１３ａ、１３ｂの付け替えに応じて最適な送信電力に制御することができなかった。【解決手段】  アンテナ種別検出手段としての電圧モニタ９により、送信器７に接続されているアンテナ１３ａ、１３ｂの種別を検出し、接続されているアンテナ１３ａ、１３ｂの種別に応じて送信出力制御部８が送信器７の送信電力を最適に制御するようにした。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２種類のアンテナを択一的に送信器に接続して通信する無線機の出力制御装置であって、上記送信器に接続されたアンテナの種別を検出するアンテナ種別検出手段、このアンテナ種別検出手段の検出したアンテナ種別に応じて上記送信器の送信出力を制御する送信出力制御部を備えたことを特徴とする無線機出力制御装置。
【請求項２】
アンテナ種別検出手段はアンテナに接続された第１分圧抵抗と上記アンテナが接続される同軸コネクタ及び電圧源間に接続される第２分圧抵抗とにより分圧される電圧値をモニタすることによりアンテナ種別を検出することを特徴とする請求項１に記載の無線機出力制御装置。
【請求項３】
送信出力制御部はアンテナ種別検出手段の検出したアンテナ種別がアンテナ性能の劣るアンテナ種別である場合、送信器の送信電力を大きくなるよう制御することを特徴とする請求項１に記載の無線機出力制御装置。
【請求項４】
緊急通報を判別する手段を有し、送信出力制御部は緊急通報の場合には、送信器の送信電力をアンテナ種別毎に設定している送信電力の規定値より大きくなるよう制御することを特徴とする請求項１に記載の無線機出力制御装置。
【請求項５】
電波状況の良否を位置情報から判断する手段を有し、送信出力制御部は電波状況が悪いと判断された場合には、送信器の送信電力をアンテナ種別毎に設定している送信電力の規定値より大きくなるよう制御することを特徴とする請求項１に記載の無線機出力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線機の送信電力を制御する無線機出力制御装置に関し、特に業務用無線機等のように、少なくとも２種類のアンテナを択一的に送信器に接続して通信する無線機の出力制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、アンテナの状態によって送信電力を制御する技術として特許文献１に記載されたものがある。図３は特許文献１に記載された送信電力制御装置を示した簡易ブロック図であり、１は送信信号を発生する送信信号発生装置、２はこの送信信号発生装置１の発生する送信信号を増幅する電力増幅器、３はこの電力増幅器２により電力増幅された送信信号を無線送信するアンテナであり、伸張及び収納可能に構成されている。４はアンテナ３の収納状態を検出するスイッチ、５はスイッチ４の開閉状態に応じて上記電力増幅器２の増幅量を制御する送信電力制御装置である。
【０００３】
即ち、送信信号発生装置１から発生された音声等の送信信号は電力増幅器２で所定の増幅量で増幅された後、アンテナ３を介して無線送信される。アンテナ３は伸張及び収納可能に構成されているが、伸張時と収納時とではアンテナ性能が異なるため、電力増幅器２から出力される送信信号の信号レベルが同一である場合、伸張時と収納時とでアンテナ３から無線送信される送信電力が異なる。そこで、スイッチ４でアンテナ３の伸縮状態を検出して送信電力制御装置５へ伝達することにより、該送信電力制御装置５が電力増幅器２の増幅量を制御し、伸張時及び収納時の送信電力を同一レベルに制御するようにしている。一般には、伸張時よりも収納時の方がアンテナの性能が劣るため、収納時の増幅量を大きくしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２９７４８９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、従来技術では携帯電話機などで用いられる伸縮可能なアンテナに対して、伸張、収納を機械的に検知することで送信電力制御を行っているが、使用周波数が４００ＭＨｚ以下の業務用無線機等では８００ＭＨｚ以上の携帯電話機に比べて使用周波数が低く、アンテナ長が長くなるため、筐体内に物理的にアンテナを収納できない。また、一般に業務用無線機等では、使用地域の電波状況に応じて、ヘリカル型のように波長短縮をかけて可搬性に優れるが利得が低いアンテナと、ホイップ型のように波長短縮をかけずに可搬性に劣るが利得が高いアンテナとを併用することができるようにアンテナを付け替え可能な構成にしている。
【０００６】
このため、従来技術のようにアンテナの伸縮を機械的に検出して送信電力を制御することができなかった。また、使用地域の電波状況に応じてアンテナを付け替える場合、電波状況が悪い場合、かつ、ヘリカル型を用いていた場合のみホイップ型に付け替えることしかできず、アンテナの付け替えに応じて送信電力を最適に制御することができなかった。
【０００７】
本発明は、付け替えられたアンテナに応じて送信電力を最適に制御することができる無線機出力制御装置を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る無線機出力制御装置は、少なくとも２種類のアンテナを択一的に送信器に接続して通信する無線機の出力制御装置であって、上記送信器に接続されたアンテナの種別を検出するアンテナ種別検出手段、このアンテナ種別検出手段の検出したアンテナ種別に応じて上記送信器の送信出力を制御する送信出力制御部から構成したものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、送信器に接続されたアンテナの種別に応じて上記送信器の送信出力を制御するように構成したので、接続されたアンテナの種別に応じた最適な送信電力の制御が可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る無線機出力制御装置を示した構成図である。
【図２】本発明の実施の形態４に係る送信電力制御の動作を示したフローチャートである。
【図３】従来の送信電力制御装置を示した簡易ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態１に係る無線機出力制御装置を示した構成図であり、６はアンテナを取付ける同軸コネクタ、７は音声等の送信信号を出力する送信器、８はこの送信器７の送信電力を制御する送信出力制御部、９は送信器７に接続されたアンテナの種別を検出するためのアンテナ種別検出手段としての電圧モニタ、１０はカップリングコンデンサ、１１は送信周波数におけるインピーダンスが大きなチョークコイル、１２は同軸コネクタ６と電圧源Ａ（Ｖ）との間に接続された電流制限用及び分圧用の抵抗Ｒ１であり、これらで業務用無線機側を構成する。
【００１２】
１３ａはホイップ型のアンテナ、１３ｂはヘリカル型のアンテナ、１４ａ、１４ｂは業務用無線機側の同軸コネクタ６と結合する同軸コネクタ、１５ａ、１５ｂは送信周波数におけるインピーダンスが大きなチョークコイル、１６ａはホイップ型アンテナ１３ａ側の電流制限用及び分圧用の抵抗Ｒ２、１６ｂはヘリカル型アンテナ側の電流制限用及び分圧用の抵抗Ｒ３であり、これらでアンテナ側を構成する。
【００１３】
即ち、ホイップ型アンテナ１３ａ及びヘリカル型アンテナ１３ｂは同軸コネクタ１４ａ又は１４ｂが同軸コネクタ６と結合されることで択一的に送信器７に接続される。電圧モニタ９は後述する手段によって何れのアンテナ１３ａ、１３ｂが送信器７に接続されているかを検出し、送信出力制御部８へアンテナ種別を伝達する。送信出力制御部８は電圧モニタ９から伝達されたアンテナ種別に基づいて送信器７の送信電力を制御することにより、アンテナ種別に応じた送信電力で送信信号を無線送信する。
【００１４】
例えば、使用周波数が２５０ＭＨｚ帯の場合，アンテナをλ／４のホイップ型とすると全長は同軸コネクタ１４ａ部の１０ｍｍを含めて３１０ｍｍ程度となる。一方、ヘリカル型とするとヘリカル部の巻き線径、ピッチにもよるが全長は同軸コネクタ部１４ｂの１０ｍｍを含めて１８０ｍｍ程度で実現が可能である。前途の使用周波数において、ホイップ型、ヘリカル型のアンテナ性能は自由空間の放射効率で２ｄＢ程度、ホイップ型が良い結果が得られる。通話状態では人体頭部によるブロッキングのため、どちらのアンテナにも性能劣化があるが、ホイップ型は全長が長く、頭部より突出する部分がヘリカル型より長いので１ｄＢ程度良い結果が得られる。つまりホイップ型はヘリカル型に比べてアンテナ性能では優れているが、可搬性では劣る。業務用無線機にも様々な種類があるが、携帯電話機と比べて緊急時の通話安定性と長時間連続使用の実現が求められる。これを実現するため、ホイップ型とヘリカル型等、２種類以上のアンテナ種別を業務用無線機が自動的に判断し、送信電力を制御する構成とする。
【００１５】
次に、電圧モニタ９によるアンテナ種別の検出動作について説明する。業務用無線機側の同軸コネクタ６とアンテナ側の同軸コネクタ１４ａ又は１４ｂを結合すると、内部にホイップ型かヘリカル型かのアンテナ種別判定が可能な回路が形成される。回路中の抵抗１２とアンテナ種別により変更される抵抗１６ａ又は１６ｂの分圧比を電圧モニタ９で確認することでアンテナ種別を判断することができる。アンテナ種別を判断するために必要な素子は、抵抗１２、１６ａ、１６ｂのみであるので、アンテナ性能に影響を与えないようチョークコイル１１、１５ａ、１５ｂ及びカップリングコンデンサ１０を用いる。
【００１６】
いま、同軸コネクタ６にホイップ型アンテナ１３ａの同軸コネクタ１４ａが接続されていたとすると、電圧源Ａ（Ｖ）とＧＮＤとの間に抵抗１２、チョークコイル１１、１５ａ及び抵抗１６ａが接続される。チョークコイル１１、１５ａは直流的に抵抗値が０であるから、抵抗１２の抵抗値をＲ１、抵抗１６ａの抵抗値をＲ２とすると、電圧モニタ９の検出する分圧電圧はＡ×Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）（Ｖ）となる。
【００１７】
同様に、同軸コネクタ６にヘリカル型アンテナ１３ｂの同軸コネクタ１４ｂが接続されていたとすると、電圧源Ａ（Ｖ）とＧＮＤとの間に抵抗１２、チョークコイル１１、１５ｂ及び抵抗１６ｂが接続される。チョークコイル１５ｂは直流的に抵抗値が０であるから、抵抗１６ｂの抵抗値をＲ３とすると、電圧モニタ９の検出する分圧電圧はＡ×Ｒ３／（Ｒ１＋Ｒ３）（Ｖ）となる。
【００１８】
したがって、電圧モニタ９のモニタする電圧がＡ×Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）（Ｖ）であれば、ホイップ型アンテナ１３ａが送信器７に接続されていると判断し、Ａ×Ｒ３／（Ｒ１＋Ｒ３）（Ｖ）であれば、ヘリカル型アンテナ１３ｂが送信器７に接続されていると判断し、Ａ（Ｖ）であれば、アンテナが取付けられていないと判断する。
【００１９】
次に、上述のように電圧モニタ９がアンテナ種別を検出した場合に、送信電力制御部８が送信器７の送信電力をどのように制御するのかを具体的に述べる。即ち、アンテナ種別を判断した結果、電圧モニタ９は、アンテナがホイップ型であった場合は送信電力制御部８に対して送信電力を（規定値−１）ｄＢ、ヘリカル型であった場合は送信電力制御部８に対して送信電力を規定値に設定し、アンテナが取り付けられていない場合は無線部保護のため送信電力制御部８に対して送信電力を例えば（規定値−１０）ｄＢとするよう設定する。
【００２０】
なお、空中線電力の許容偏差は無線設備規則に指定されているとおり、規定値＋２０％（＋０．８ｄＢ）、−５０％（−３ｄＢ）であり、上記の範囲内で制御することに問題はない。さらに、使用地域の電波状況を考慮し、許容偏差内で更に差をつけても良い。このように送信電力を制御することにより、通話時において業務用無線機から放射される送信電力は、アンテナ種別にかかわらずほぼ同じとなり、ヘリカル型使用時は通話品質の安定性が実現できる。一方、ホイップ型使用時はヘリカル型より送信電力を抑えることができ、ヘリカル型に比べて長時間連続使用が可能となる。
【００２１】
なお、上述の実施の形態１ではアンテナ種別としてホイップ型及びヘリカル型を用いるものとしているが、他のアンテナ種別を使用してもよく、また、３種以上のアンテナを使用する場合であっても同様の効果を奏する。
実施の形態２．
実施の形態１では、アンテナ性能が劣るヘリカル型ではホイップ型より送信電力を高く設定したが、本実施の形態２では、基地局からの着呼や業務用無線機の発呼で緊急通報と判断した場合には、ホイップ型に対して、通常、（規定値−１）ｄＢに設定している送信電力を（規定値＋０．８）ｄＢ(許容偏差上限)に設定をすることで緊急通報時の通話品質の安定を図ることができる。また、ヘリカル型に対しても、通常、規定値である送信電力を（規定値＋０．８）ｄＢ(許容偏差上限)に設定をすることで一時的に通話品質の安定を図ることができる。これにより、緊急通報時のみ通話品質が一時的に改善される効果が得られる。
実施の形態３．
本実施の形態３では、実施の形態１、２に記載したように、アンテナ種別や緊急通報の情報だけで無く、基地局で受信する業務用無線機の電力情報を用いる。通常時は実施の形態１に記載したようにホイップ型は（規定値−１）ｄＢ、ヘリカル型は規定値であるが、基地局で受信する業務用無線機の受信電力が安定した受信が可能な下限値に近い場合にのみ、業務用無線機に対して一時的にホイップ型、ヘリカル型にかかわらず（規定値＋０．８）ｄＢ(許容偏差上限)に設定するよう指示する。基地局で受信する業務用無線機の受信電力が安定した受信に可能な値に改善されれば通常時の設定に戻す。これにより、基地局の受信電力が低い場合にのみ通話品質が一時的に改善される効果が得られる。
実施の形態４．
本実施の形態４では、実施の形態１〜３のようにアンテナ種別、緊急通報、基地局受信電力の情報だけで無く、業務用無線機に取付けられたＧＰＳの位置情報を用いて送信電力を最適に制御する。ＧＰＳにより、業務用無線機の現在地が電波状況の比較的良好な市街地であると判断した場合で、アンテナがホイップ型の場合は（規定値−１）ｄＢ、ヘリカル型は規定値に設定する。
【００２２】
ＧＰＳにより、業務用無線機の現在地が電波状況の良くない郊外や山間地であると判断した場合で、アンテナがホイップ型の場合は規定値、ヘリカル型の場合は（規定値＋０．８）ｄＢ(許容偏差上限)に設定する。いずれのエリアと判断した場合でもホイップ型が取り付けられている時に緊急通報があれば、一時的にホイップ型も（規定値＋０．８）ｄＢ(許容偏差上限)に設定する。ヘリカル型が取り付けられている場合は、これ以上の電力増幅は困難であるので、ユーザーに対してアンテナ交換を促すメッセージを流す。アンテナが交換されたかどうかは、実施の形態１に述べたように電圧モニタの情報で判断可能である。
【００２３】
以下、具体的に図２に示したフローチャートに基づいて動作を説明する。
【００２４】
まず、ＧＰＳにより、現在地が市街地か郊外かを判断する（Ｓ１）。ステップＳ１の判断が市街地であったとすると（Ｓ２）、現在地は比較的に電波状況の良好な地域である。次に、ステップＳ３で送信器７に接続されているアンテナの種別を電圧モニタ９で判断する。ステップＳ３の判断がホイップ型アンテナ１３ａであったとすると、送信出力制御部８は送信器７の送信電力を（規定値−１）ｄＢに設定する（Ｓ４）。次いで、ステップＳ５で緊急通報か否かを判断する。ステップＳ５の判断が緊急通報でなければ、ステップＳ４へ戻り、送信電力を（規定値−１）ｄＢに維持する。一方、ステップＳ５の判断が緊急通報であれば、ステップＳ６へ進み、送信器７の送信電力を（規定値＋０．８）ｄＢに設定する。そして、緊急通報が終了すると（Ｓ７）、ステップＳ４へ戻り、送信電力を（規定値−１）ｄＢにする。
【００２５】
上記ステップ３の判断がヘリカル型アンテナ１３ｂであったとすると、送信出力制御部８は送信器７の送信電力を規定値に設定する（Ｓ８）。次いで、ステップＳ９で緊急通報か否かを判断する。ステップＳ９の判断が緊急通報でなければ、ステップＳ８へ戻り、規定値の送信電力を維持する。一方、ステップＳ９の判断が緊急通報であれば、ステップＳ１０へ進み、使用者へホイップ型アンテナ１３ａへの交換を促す報知を行う。そして、電圧モニタ９によりアンテナの交換の有無を判断し（Ｓ１１）、交換されていなければステップＳ１０へ戻り、交換されるとステップＳ３へ進む。
【００２６】
一方、ステップＳ１の判断が郊外又は山間地であったとすると（Ｓ１２）、現在地は電波状況がよくない地域である。次に、ステップＳ１３で送信器７に接続されているアンテナの種別を電圧モニタ９で判断する。ステップＳ１３の判断がホイップ型アンテナ１３ａであったとすると、送信出力制御部８は送信器７の送信電力を規定値に設定する（Ｓ１４）。次いで、ステップＳ１５で緊急通報か否かを判断する。ステップＳ１５の判断が緊急通報でなければ、ステップＳ１４へ戻り、送信電力を規定値に維持する。一方、ステップＳ１５の判断が緊急通報であれば、ステップＳ１６へ進み、送信器７の送信電力を（規定値＋０．８）ｄＢに設定する。そして、緊急通報が終了すると（Ｓ１７）、ステップＳ１４へ戻り、送信電力を規定値にする。
【００２７】
上記ステップ１３の判断がヘリカル型アンテナ１３ｂであったとすると、送信出力制御部８は送信器７の送信電力を（規定値＋０．８）ｄＢに設定する（Ｓ１８）。次いで、ステップＳ１９で緊急通報か否かを判断する。ステップＳ１９の判断が緊急通報でなければ、ステップＳ１８へ戻り、（規定値＋０．８）ｄＢの送信電力を維持する。一方、ステップＳ１９の判断が緊急通報であれば、ステップＳ２０へ進み、使用者へホイップ型アンテナ１３ａへの交換を促す報知を行う。そして、電圧モニタ９によりアンテナの交換の有無を判断し（Ｓ２１）、交換されていなければステップＳ２０へ戻り、交換されるとステップＳ１３へ進む。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、２種類のアンテナを択一的に送信器に接続して通信する教務用無線機の出力制御に適用することができる。
【符号の説明】
【００２９】
６  同軸コネクタ    ７  送信器    ８  送信出力制御部    ９  電圧モニタ    １３ａ  ホイップ型アンテナ    １３ｂ  ヘリカル型アンテナ    １４ａ、１４ｂ同軸コネクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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