(57)【要約】【課題】二次電池としての補助電源１６を装備する無線機１０において、外部電源やアンテナ１４における捕捉電波の電力を利用せずに、補助電源１６の充電を行う。【解決手段】増幅器１２が増幅した被変調波送信信号に対し、分波器１３は、該被変調波送信信号を希望波とスプリアスとに分波し、希望波の分波はアンテナ１４へ供給し、スプリアスの分波は発電回路１５へ送る。発電回路１５は、スプリアスの分波を整流して、整流電流により補助電源１６を充電する。【選択図】図１
2010035273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被変調波送信信号を増幅してアンテナへ供給する増幅器、
前記増幅器へその作動電力を供給する蓄電器、
前記アンテナへの前記増幅器の出力信号からその所定部分を分離する信号分離器、及び
前記信号分離器が分離した分離信号により前記蓄電器を充電する充電器、
を備えることを特徴とする無線機。
【請求項２】
前記信号分離器は、スプリアスを前記所定部分とする分波器であることを特徴とする請求項１記載の無線機。
【請求項３】
前記信号分離器は、前記増幅器の出力信号の分配信号の１つを前記所定部分とする分配器であることを特徴とする請求項１記載の無線機。
【請求項４】
前記充電器は、前記所定部分を整流して前記蓄電器へ整流電流を供給する整流器であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の無線機。
【請求項５】
被変調波送信信号を増幅する増幅器、
前記増幅器の出力信号から希望波とスプリアスとを相互に分離して希望波側分波信号はアンテナへ供給する分波器、及び
前記分波器からのスプリアス側分波信号中のスプリアスの有無に基づき前記増幅器からの被変調波送信信号の出力の有無を検出する有無検出器、
を備えることを特徴とする無線機。
【請求項６】
前記有無検出器の検出に基づき前記増幅器からの被変調波送信信号の出力有り及び出力無しの検出期間では前記分波器の希望波側分波端子と前記アンテナとの接続をそれぞれ接及び断にするスイッチ、
を備えることを特徴とする請求項５記載の無線機。
【請求項７】
前記有無検出器は検波器を含むことを特徴とする請求項５又は６記載の無線機。
【請求項８】
被変調波送信信号を増幅してアンテナへ供給する増幅器、及び
前記増幅器へその作動電力を供給する蓄電器、
を備える無線機の充電方法において、
前記増幅器の出力信号から希望波とスプリアスとを分波して、希望波の分波をアンテナへ供給する分波ステップ、及び
スプリアスの分波により前記蓄電器を充電する充電ステップ、
を備えることを特徴とする充電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信信号中のスプリアス等を利用する無線機及び充電方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図７は従来の無線機９０の送信部の模式図である。無線機９０において、本発明の実施例に係る後述の無線機１０（図１）及び３０（図３）の要素と同一のものはそれらに使用した符号と同一の符号で指示する。
【０００３】
発振器１１は搬送波をベースバンド信号により変調した被変調波送信信号を出力する。該被変調波送信信号は、増幅器１２において増幅されてから、ローパスフィルタ３２により高調波成分のスプリアスを除去され、最後に、アンテナ１４から電波で発射される。
【０００４】
従来の無線機１０では、被変調波送信信号中のスプリアスはローパスフィルタ３２により除去されるのみであった。
【０００５】
一方、特許文献１は、電波を利用して発電及び蓄電を行う回路を開示する（特許文献１の段落０００１）。該回路は、電波を捕捉するアンテナ又はコイル、該アンテナ又はコイルからの信号を整流する整流回路、及び整流回路の出力により蓄電される蓄電回路を備えている（特許文献１の図１）。
【特許文献１】特開２００５−３５４８８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の電波発電回路は、アンテナ又はコイルに微弱な電波を受信して、その微小電力を蓄電回路の充電に利用するため、充電効率及び充電量が極めて小さい。
【０００７】
本発明の目的は、蓄電器への充電の効率及び量を十分に高めた無線機及び充電方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、増幅器により増幅されてアンテナへ供給される被変調波送信信号に着目する。増幅後の被変調波送信信号からその所定部分を分離して、該所定部分としての分離信号を蓄電器の充電電流に利用する。該所定部分とは、例えば被変調波送信信号中のスプリアスである。
【０００９】
本発明では、また、被変調波送信信号のスプリアス側分波離信号中のスプリアスの有無に基づき増幅器からの被変調波送信信号の出力有無を検出する。
【００１０】
本発明の無線機は次のものを備えている。
被変調波送信信号を増幅してアンテナへ供給する増幅器、
前記増幅器へその作動電力を供給する蓄電器、
前記アンテナへの前記増幅器の出力信号からその所定部分を分離する信号分離器、及び
前記信号分離器が分離した分離信号により前記蓄電器を充電する充電器。
【００１１】
本発明の別の無線機は次のものを備えている。
被変調波送信信号を増幅する増幅器、
前記増幅器の出力信号から希望波とスプリアスとを相互に分離して希望波側分波信号はアンテナへ供給する分波器、及び
前記分波器からのスプリアス側分波信号中のスプリアスの有無に基づき前記増幅器からの被変調波送信信号の出力の有無を検出する有無検出器。
【００１２】
本発明の充電方法が適用される無線機は、被変調波送信信号を増幅してアンテナへ供給する増幅器、及び前記増幅器へその作動電力を供給する蓄電器、を備え、該充電方法は次のステップを備える。
前記増幅器の出力信号から希望波とスプリアスとを分波して、希望波の分波をアンテナへ供給する分波ステップ、及び
スプリアスの分波により前記蓄電器を充電する充電ステップ。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、被変調波送信信号を増幅してアンテナへ供給する増幅器の出力信号からその所定部分を分離して、分離信号により蓄電器を蓄電するようになっているので、アンテナに受信した電波により蓄電器を蓄電する場合に比して、蓄電の効率及び量を大幅に改善することができる。
【００１４】
本発明によれば、増幅器により増幅された被変調波送信信号からスプリアスを分波して、分波中のスプリアスの有無に基づき増幅器からの被変調波送信信号の出力の有無を検出するので、希望波を弱めることがなく、検出に因るアンテナからの希望波の送信電力低下を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は無線機１０の主要部回路図である。発振器１１は搬送波をベースバンド信号により変調した被変調波送信信号を出力する。該ベースバンド信号は、無線機１０のユーザの声に係るオーディオ信号及びデータ信号から成る。
【００１６】
増幅器１２は、補助電源１６から作動電力を供給されるとともに、発振器１１からの被変調波送信信号を増幅して、出力する。補助電源１６は、典型的にはリチウムイオンやＮｉ−Ｃｄ等の二次電池から成るが、コンデンサ等の他の充電自在の蓄電器とすることもできる。なお、該無線機１０では、補助電源１６に対し、図示は省略しているが主電源（二次電池又はＡＣ電源から成る。※ＡＣ電源はユーザが無線機１０を家庭等へ持って来て、電灯線電力を使用するときを想定している。）が存在し、該主電源は、無線機１０全体の素子へ電力を供給している。また、増幅器１２は、補助電源１６と共に主電源からも作動電力の供給を受けることもできる。
【００１７】
増幅器１２の出力は、図示されているように、１つの希望波とその複数のスプリアスとを含む。分波器１３は、増幅器１２からの被変調波送信信号を周波数上の差異に基づき単一の希望波と全部のスプリアスとに相互に分離する。図示されているように、希望波を含む分波はアンテナ１４へ供給され、全部のスプリアスを含む分波は発電回路１５へ供給される。
【００１８】
図２は発電回路１５の一例を示す。入力端子２１及び出力端子２２はそれぞれ発電回路１５の出力端子及び補助電源１６の入力端子へ接続されている。ダイオード２３はその陽極側及び陰極側をそれぞれ入力端子２１及び出力端子２２へ接続され、コンデンサ２４は出力端子２２とアースとの間に介在する。
【００１９】
送信期間では、スプリアスが入力端子２１に印加される。入力端子２１の電圧がコンデンサ２４の＋側端子（反アース側端子）の電圧より高い場合のみ、入力端子２１からコンデンサ２４へ電流が流れ、これにより、コンデンサ２４は所定電圧に維持される。こうして、コンデンサ２４の所定電圧が補助電源１６の充電端子に印加され、補助電源１６はスプリアスの電力により充電されることになる。また、従来の無線機９０において使用していたローパスフィルタ３２を省略することができる。
【００２０】
図３は別の無線機３０の主要部回路図である。図３の無線機３０の素子の内、図１の無線機１０の素子と同一のものは該無線機１０の素子に付けた符号と同一の符号を指示して、説明を省略し、相違点について述べる。
【００２１】
無線機３０では、無線機１０の分波器１３に代えて分配器３１が設けられる。分配器３１は、増幅器１２の出力をアンテナ１４側と発電回路１５側とに適当なレベル比で分配する。これにより、増幅器１２の出力信号は、それと波形が同一でレベルの低下した２つの信号になって、アンテナ１４側と発電回路１５側とに分配される。分配比はアンテナ１４側のレベルが発電回路１５側のレベルより高いものに設定される。両分配信号は、共に、１つの希望波と複数のスプリアスとの両方を含んで入る。
【００２２】
ローパスフィルタ３２は、分配器３１からのアンテナ側分配信号に対して、希望波より周波数が高い高調波のスプリアスを除去して、アンテナ１４へ供給する。こうして、希望波の電波がアンテナ１４から発射される。発電回路１５は、分配器３１からの発電回路側分配信号を整流した電流により補助電源１６を充電する。なお、ローパスフィルタ３２の代わりに、バンドパスフィルタを使用し、希望波より周波数が低いスプリアスも除去して、希望波のみ通過させることもできる。
【００２３】
図４はさらに別の無線機４０の主要部回路図である。無線機４０の素子の内、図１の無線機１０の素子と同一のものは該無線機１０の素子に付けた符号と同一の符号を指示して、説明を省略し、相違点について述べる。
【００２４】
無線機４０では、発電回路１５に代えて又は発電回路１５に追加して検波器４１が設けられる。すなわち、図４では発電回路１５は図示されていないが、検波器４１及びＣＰＵ４２は図１の無線機１０に追加したものとしてもよい。検波器４１は、例えば包絡線検波器であり、分波器１３から全スプリアスの分波を供給されて、検波信号を生成し、該検波信号をＣＰＵ４２へ送る。
【００２５】
増幅器１２が被変調波送信信号を出力している期間では、分波器１３から検波器４１への分波はスプリアスを含み、検波器４１の検波信号のレベルは所定の閾値Ｌ以上にある。これに対し、増幅器１２が被変調波送信信号を出力していない期間では、分波器１３から検波器４１への分波はスプリアスを含まず、検波器４１の検波信号のレベルは所定の閾値Ｌ未満となっている。
【００２６】
ＣＰＵ４２は、検波器４１の出力レベルがＬ以上であるとき及びＬ未満であるとき、それぞれ増幅器１２が被変調波送信信号を出力している期間及び出力しない期間と判断する。こうして。無線機４０では、希望波を検出することなく、スプリアスのみから増幅器１２の出力中の希望波の有無を検出することができる。この場合、希望波は、そのレベル低下を回避されつつ、アンテナ１４から発射することができる。
【００２７】
ＣＰＵ４２の判断結果は、種々の制御に利用することができる。図５はその一例である。
【００２８】
図５は分波信号中のスプリアスの有無に基づきセレクタ５３の切替を制御する無線機５０の主要部回路図である。無線機５０の素子の内、図４の無線機４０の素子と同一のものは該無線機４０の素子に付けた符号と同一の符号を指示して、説明を省略し、相違点について述べる。
【００２９】
無線機５０は送信回路５１と受信回路５２とを備える。送信回路５１は、送信信号の流れ方向へ発振器１１から分波器１３までに存在する素子を含んでいる。分波器１３の希望波の分波は送信回路５１の出力となり、セレクタ５３へ送られる。検波器４１の出力はセレクタ５３の制御端子へ送られる。セレクタ５３は、検波器４１からの制御信号に基づきアンテナ１４を送信回路５１の出力端子又は受信回路５２の入力端子へ接続する。
【００３０】
セレクタ５３は、検波器４１からの制御信号が閾値Ｌ以上にあるときは、アンテナ１４を分波器１３の希望波の分波端子へ接続する。これにより、希望波の電波がアンテナ１４から発射される。
【００３１】
セレクタ５３は、検波器４１からの制御信号が閾値Ｌ未満であるときは、アンテナ１４を受信回路５２の入力端子へ接続する。これにより、アンテナ１４が捕捉した電波のＲＦ信号が受信回路５２へ供給されるとともに、選択周波数のＲＦ信号について検波され、無線機１０のスピーカ（図示せず）から相手機のユーザの声が出力される。
【００３２】
セレクタ５３のハンチングを防止するために、セレクタ５３は、検波器４１の出力がＬ１以上になると、アンテナ１４を受信回路５２の入力端子から分波器１３の希望波の分波端子へ切替えて接続し、その後、検波器４１の出力がＬ２（Ｌ２＜Ｌ１）未満になると、アンテナ１４を分波器１３の希望波の分波端子受信回路５２の入力端子へ切替えて接続するようにすることができる。
【００３３】
無線機５０では、セレクタ５３が検波器４１の出力信号を制御信号として、切替位置を切替えるようになっているが、検波器４１の出力信号を制御信号にする代わりに、ＣＰＵ４２（図４）が、セレクタ５３へ制御信号を送って、セレクタ５３の切替位置を切替えるようにすることもできる。
【００３４】
図６は分波信号中のスプリアスの有無に基づきアンテナスイッチ６３を断接する無線機６０の主要部回路図である。無線機６０の素子の内、図５の無線機５０の素子と同一のものは該無線機５０の素子に付けた符号と同一の符号を指示して、説明を省略し、相違点について述べる。
【００３５】
無線機６０では、セレクタ５３に代えてアンテナスイッチ６３が設けられ、分波器１３の希望波の分波端子とアンテナ１４との接続を断接する。
【００３６】
アンテナスイッチ６３は、検波器４１からの制御信号が閾値Ｌ以上にあるときは、接位置になり、これにより、希望波の電波がアンテナ１４から発射される。
【００３７】
アンテナスイッチ６３は、検波器４１からの制御信号が閾値Ｌ未満であるときは、断位置になる。非送信期間においても、増幅器１２は微弱ながら電力を出力している。アンテナスイッチ６３が非送信期間に断位置になることにより、微弱な電力による電波がアンテナ１４から発射されるのが防止される。また、増幅器１２は、静電気に弱いＦＥＴタイプが多く、かつ静電気はアンテナ１４に印加され易い。非送信期間においてアンテナスイッチ６３を断位置に保持することは、静電気が、アンテナ１４から増幅器１２へ伝わって、増幅器１２を損傷させることを防止する意義がある。
【００３８】
無線機６０では、アンテナスイッチ６３が検波器４１の出力信号を制御信号として、切替位置を切替えるようになっているが、検波器４１の出力信号を制御信号にする代わりに、ＣＰＵ４２（図４）が、アンテナスイッチ６３へ制御信号を送って、アンテナスイッチ６３を断接するようにしてもよい。
【００３９】
アンテナスイッチ６３のハンチングを防止するために、アンテナスイッチ６３は、検波器４１の出力がＬ１以上になると、分波器１３の希望波の分波端子とアンテナ１４とを接続し、その後、検波器４１の出力がＬ２（Ｌ２＜Ｌ１）未満になると、分波器１３の希望波の分波端子とアンテナ１４との接続を断つようにすることができる。
【００４０】
本発明の無線機（以下、適宜「本無線機」という。）とその実施例としての無線機１０（図１），３０（図３），４０（図４），５０（図５），６０（図６）との関係について説明する。本発明は第１及び第２の本無線機を含む。第１の本無線機には、無線機１０，３０が属する。第２の本無線機には無線機４０，５０が属する。本無線機は、典型的には、送信及び受信可能な無線機であるが、送信専用の無線機であってもよい。
【００４１】
第１の本無線機は、増幅器、蓄電器、信号分離器及び充電器を備える。増幅器、蓄電器及び充電器の具体例は、それぞれ増幅器１２、補助電源１６及び発電回路１５である。第１の本無線機における蓄電器は、補助電源１６とは別に設けられて充電自在の主電源であってもよい。信号分離器の具体例は分波器１３又は分配器３１である。
【００４２】
増幅器は、被変調波送信信号を増幅してアンテナへ供給する。蓄電器は、増幅器へその作動電力を供給する。信号分離器は、アンテナへの増幅器の出力信号からその所定部分を分離する。充電器は、信号分離器が分離した分離信号により蓄電器を充電する。
【００４３】
第１の本無線機における信号分離器は、典型的には、スプリアスを所定部分とする分波器（例：無線機１０の分波器１３）であったり、増幅器の出力信号の分配信号の１つを所定部分とする分配器（例：無線機３０の分配器３１）であったりする。
【００４４】
分波器で希望波とスプリアスとを分波して、スプリアスの電力により充電器を充電する場合には、従来は廃棄していたスプリアスを電力として再利用することができるので、有意義である。
【００４５】
第１の本無線機では、被変調波送信信号に含まれる電力を使って、充電器を充電するので、アンテナに捕捉した電波の電力を利用する場合に比して、充電効率及び充電量を大幅に高めることができる。
【００４６】
典型的には、第１の本無線機の充電器は、所定部分を整流して蓄電器へ整流電流を供給する整流器（例：図２の発電回路１５）である。
【００４７】
第２の本無線機は、増幅器、分波器及び有無検出器を備える。増幅器及び分波器の具体例はそれぞれ増幅器１２及び分波器１３である。有無検出器の具体例は、無線機４０（図４）では検波器４１及びＣＰＵ４２であり、無線機５０（図５）及び６０（図６）では検波器４１である。
【００４８】
第２の本無線機において、増幅器は被変調波送信信号を増幅する。分波器は、増幅器の出力信号から希望波とスプリアスとを相互に分離して、希望波側分波信号はアンテナへ供給する。有無検出器は、分波器からのスプリアス側分波信号中のスプリアスの有無に基づき増幅器からの被変調波送信信号の出力の有無を検出する。
【００４９】
第２の本無線機では、希望波を直接検出することなく、そのスプリアスから希望波の有無を検出することができる。これにより、希望波の減衰を回避することができる。
【００５０】
好ましい第２の本無線機では、スイッチは、有無検出器の検出に基づき増幅器からの被変調波送信信号の出力有り及び出力無しの検出期間では分波器の希望波側分波端子とアンテナとの接続をそれぞれ接及び断にする。該スイッチの具体例はセレクタ５３及びアンテナスイッチ６３である。セレクタ５３は、直接的には、アンテナ１４を送信回路５１の出力端子及び受信回路５２の入力端子のいずれかへ切替えるものであるが、セレクタ５３がアンテナ１４を受信回路５２の入力端子へ接続している期間は、分波器１３−アンテナ１４間を断にしていると考えることができる。
【００５１】
本発明の充電方法（以下、適宜、「本充電方法」という。）について補足する。本充電方法が適用される無線機は、被変調波送信信号を増幅してアンテナへ供給する増幅器、及び増幅器へその作動電力を供給する蓄電器、を備える。
【００５２】
本充電方法は、増幅器の出力信号から希望波とスプリアスとを分波して、希望波の分波をアンテナへ供給する分波ステップ、及びスプリアスの分波により蓄電器を充電する充電ステップ、を備える。充電ステップの典型では、スプリアスの分波を整流して、整流電流により蓄電器を充電する。
【００５３】
本明細書は様々な範囲及びレベルの発明を開示している。それら発明は、本明細書で説明した様々な技術的範囲及び具体的レベルの各装置及び各方法だけでなく、当業者の自明の範囲内で、各装置及び各方法から独立の作用、効果を奏する１つ又は複数の要素を抽出したものや、１つ又は複数の要素を自明の範囲で変更したものや、さらに、各装置間及び各方法間で１つ又は複数の要素の組合せを入れ換えたものを含む。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】無線機の主要部回路図である。
【図２】発電回路の一例を示す図である。
【図３】別の無線機の主要部回路図である。
【図４】さらに別の無線機の主要部回路図である。
【図５】分波信号中のスプリアスの有無に基づきセレクタの切替を制御する無線機の主要部回路図である。
【図６】分波信号中のスプリアスの有無に基づきスイッチを断接する無線機の主要部回路図である。
【図７】従来の無線機の送信部の模式図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０：無線機、１１：発振器、１２：増幅器、１３：分波器、１４：アンテナ、１５：発電回路（充電器）、１６：補助電源（蓄電器）、３０：無線機、３１：分配器、４０：無線機、４１：検波器、４２：ＣＰＵ、５３：セレクタ（スイッチ）、６０：無線機、６３：アンテナスイッチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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