(57)【要約】【課題】使用範囲の拡大と作業効率の向上とを両立させることができる電池駆動式ブースタを提供する。【解決手段】アンプＡ１及びＡ２と、電池（不図示）から出力される電圧を用いてアンプＡ１及びＡ２に第１の電圧を供給する第１の駆動モード又は前記電池から出力される電圧を用いてアンプＡ１及びＡ２に前記第１の電圧よりも大きい第２の電圧を供給する第２の駆動モードのいずれかを選択する選択部（ＤＣ／ＤＣコンバータＣ１、双極双投スイッチＳＷ１、抵抗Ｒ１）とを備える電池駆動式ブースタ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンプと、
電池から出力される電圧を用いて前記アンプに第１の電圧を供給する第１の駆動モード及び前記電池から出力される電圧を用いて前記アンプに前記第１の電圧よりも大きい第２の電圧を供給する第２の駆動モードを含む複数の駆動モードから一つを選択する選択部とを備えることを特徴とする電池駆動式ブースタ。
【請求項２】
前記選択部が、前記第１の駆動モードと前記第２の駆動モードを切り替えるための切替スイッチを備え、前記第１の駆動モード又は前記第２の駆動モードのいずれかを選択する請求項１に記載の電池駆動式ブースタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブースタに関し、特に電池駆動式ブースタに関する。
【背景技術】
【０００２】
屋外や商用電源が確保できない場所での電波受信調査や妨害電波調査等を行う場合に、一般的なブースタすなわち商用電源駆動式ブースタ（例えば特許文献１参照）を駆動させるには発電機やインバータ等の電源装置を別途準備する必要があり、不便であった。そのため、屋外や商用電源が確保できない場所での電波受信調査や妨害電波調査等を行う場合に、発電機やインバータ等の電源装置を別途準備する必要のない電池駆動式ブースタが開発されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２１７７５６号公報（段落００２３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
商用電源駆動式ブースタは駆動時間に制限が無いのに対して、電池駆動式ブースタは電池交換を行わない場合駆動時間に限りがある。このため、電池駆動式ブースタを設計する場合、長時間駆動を実現するためにアンプへの供給電圧を小さくして省電力化を図ることが考えられる。
【０００５】
しかしながら、省電力化を図った場合、強電界での使用では相互変調歪が増大し、電波受信調査や妨害電波調査等における希望波や妨害波等の判別が難しくなるという問題がある。すなわち、省電力化を図った場合、電池駆動式ブースタの使用範囲が狭くなってしまうという問題がある。
【０００６】
逆に、相互変調歪の低減を実現するためにアンプへの供給電圧を大きくして高出力化を図ると、アンプの消費電力が増加するため駆動時間が短くなるという問題が生じる。すなわち、電池駆動式ブースタの作業効率が低下してしまうという問題が生じる。
【０００７】
本発明は、上記の状況に鑑み、使用範囲の拡大と作業効率の向上とを両立させることができる電池駆動式ブースタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明に係る電池駆動式ブースタは、アンプと、電池から出力される電圧を用いて前記アンプに第１の電圧を供給する第１の駆動モード及び前記電池から出力される電圧を用いて前記アンプに前記第１の電圧よりも大きい第２の電圧を供給する第２の駆動モードを含む複数の駆動モードから一つを選択する選択部とを備える構成とする。
【０００９】
このような構成によると、前記選択部が前記第１の駆動モードを選択することによって、前記アンプに供給される電圧が小さくなるため省電力化を図ることができ、作業効率が向上する。弱電界での使用では、相互変調歪を抑えなくても電波受信調査や妨害電波調査等における希望波や妨害波等の判別が難しくならないので、前記選択部が前記第１の駆動モードを選択することが望ましい。
【００１０】
また、このような構成によると、前記選択部が前記第２の駆動モードを選択することによって、前記アンプに供給される電圧が大きくなるため高出力化を図ることができ、使用範囲が拡大する。強電界での使用では、相互変調歪を抑えなくては電波受信調査や妨害電波調査等における希望波や妨害波等の判別が難しくなるので、前記選択部が前記第２の駆動モードを選択することが望ましい。
【００１１】
また、前記選択部が、前記第１の駆動モードと前記第２の駆動モードを切り替えるための切替スイッチを備え、前記第１の駆動モード又は前記第２の駆動モードのいずれかを選択するようにしてもよい。
【００１２】
このような構成によると、前記選択部を簡単な構成にすることができ、前記選択部にかかるコストを抑えることができる。なお、前記切替スイッチは手動スイッチ、自動スイッチのいずれであっても構わない。前記切替スイッチを自動スイッチとする場合は、例えば、電池駆動式ブースタの出力信号の歪を検出する検出部を設け、前記検出部が前記自動スイッチを制御し、前記検出部が所定量未満の歪を検出すると前記自動スイッチが前記第１の駆動モードを選択し、前記検出部が所定量以上の歪を検出すると前記自動スイッチが前記第２の駆動モードを選択する実施態様が考えられる。当該実施態様の場合、チャタリングを防止するため、前記自動スイッチにはヒステリシスを持たせることが望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る電池駆動式ブースタによると、アンプと、電池から出力される電圧を用いて前記アンプに第１の電圧を供給する第１の駆動モード及び前記電池から出力される電圧を用いて前記アンプに前記第１の電圧よりも大きい第２の電圧を供給する第２の駆動モードを含む複数の駆動モードから一つを選択する選択部とを備えているので、前記選択部が前記第１の駆動モードを選択することによって、前記アンプに供給される電圧が小さくなるため省電力化を図ることができ、作業効率が向上し、逆に、前記選択部が前記第２の駆動モードを選択することによって、前記アンプに供給される電圧が大きくなるため高出力化を図ることができ、使用範囲が拡大する。したがって、使用範囲の拡大と作業効率の向上とを両立させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。本発明に係る電池駆動式ブースタの概略構成例を図１に示す。
【００１５】
図１に示す電池駆動式ブースタは、入力端子ＩＮ１と、アンプＡ１及びＡ２と、バンドパスフィルタＢ１及びＢ２と、出力端子ＯＵＴ１とを備えている。入力端子ＩＮ１に入力された高周波信号は、バンドパスフィルタＢ１によって帯域制限された後、アンプＡ１及びＡ２によって電力増幅され、さらにバンドパスフィルタＢ２によって帯域制限され、出力端子ＯＵＴ１から出力される。
【００１６】
また、図１に示す電池駆動式ブースタは、電池（不図示）の出力電圧が印加されるＤＣ入力端子Ｔ１と、昇圧型のＤＣ／ＤＣコンバータＣ１と、抵抗Ｒ１と、双極双投スイッチＳＷ１とを備えている。双極双投スイッチＳＷ１には、例えば、手動によりスライドして二つの接続先を択一的に選択するスライドスイッチを用いることができる。ＤＣ入力端子Ｔ１はＤＣ／ＤＣコンバータＣ１の入力側に接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータＣ１の出力側は双極双投スイッチＳＷ１の一方の極に接続され、双極双投スイッチＳＷ１の他方の極はアンプＡ１及びＡ２の各電源端子に接続されている。そして、双極双投スイッチＳＷ１の接点ａ同士は短絡されており、双極双投スイッチＳＷ１の接点ｂ同士は抵抗Ｒ１を介して接続されている。
【００１７】
双極双投スイッチＳＷ１が端子ｂ側を選択すると、アンプＡ１及びＡ２の電源端子に供給される電圧がＤＣ／ＤＣコンバータＣ１の出力電圧より抵抗Ｒ１の電圧降下分だけ小さい電圧となる。一方、双極双投スイッチＳＷ１が端子ａ側を選択すると、アンプＡ１及びＡ２の電源端子に供給される電圧がＤＣ／ＤＣコンバータＣ１の出力電圧となる。
【００１８】
アンプＡ１及びＡ２はそれぞれ増幅素子（バイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタ等）を有しており、増幅素子（バイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタ等）は通常図２に示すように相互変調歪が最低になる動作条件から電圧・電流を減少させるに従って相互変調歪が増大する。なお、図２はバイポーラトランジスタの相互変調歪特性の一例を示しており、相互変調歪特性線１はコレクタ−エミッタ間電圧がＶ１であるときの３次相互変調歪特性を示しており、相互変調歪特性線２はコレクタ−エミッタ間電圧がＶ２（＜Ｖ１）であるときの３次相互変調歪特性を示しており、相互変調歪特性線３はコレクタ−エミッタ間電圧がＶ１であるときの２次相互変調歪特性を示しており、相互変調歪特性線４はコレクタ−エミッタ間電圧がＶ２であるときの２次相互変調歪特性を示している。また、Ｐ１は、コレクタ−エミッタ間電圧がＶ１であるときに３次相互変調が最低になる動作点であり、Ｐ２は、コレクタ−エミッタ間電圧がＶ２であるときに３次相互変調が最低になる動作点であり、Ｐ３は、コレクタ−エミッタ間電圧がＶ１であるときに２次相互変調が最低になる動作点であり、Ｐ４は、コレクタ−エミッタ間電圧がＶ２であるときに２次相互変調が最低になる動作点である。
【００１９】
したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータＣ１の出力電圧を、アンプＡ１及びＡ２の増幅素子の相互変調歪が最低になる動作条件の付近に合わせるようにする。このような設定により、双極双投スイッチＳＷ１が端子ｂ側を選択すると、アンプＡ１及びＡ２の増幅素子に供給される電圧・電流が下がりそれに伴って消費電力が下がる省電力モードとなり、作業効率が向上し、双極双投スイッチＳＷ１が端子ａ側を選択すると、アンプＡ１及びＡ２の増幅素子に供給される電圧・電流が上がりそれに伴って相互変調歪みが低減する高出力モードとなり、使用範囲が拡大する。
【００２０】
弱電界での使用では、相互変調歪を抑えなくても電波受信調査や妨害電波調査等における希望波や妨害波等の判別が難しくならないので、省電力モードを選択することが望ましい。逆に、強電界での使用では、相互変調歪を抑えなくては電波受信調査や妨害電波調査等における希望波や妨害波等の判別が難しくなるので、高出力モードを選択することが望ましい。
【００２１】
また、図３に示す最小雑音指数特性を有する電界効果トランジスタのように、増幅素子の中には電流が大きいときに雑音指数が低くなるものがある。したがって、アンプＡ１及びＡ２の増幅素子として電流が大きいときに雑音指数が低くなる増幅素子を用い、ＤＣ／ＤＣコンバータＣ１の出力電圧を、アンプＡ１及びＡ２の増幅素子の相互変調歪が最低になり且つ雑音指数が低くなる動作条件の付近に合わせるようにすれば、高出力モードにおいて、より微小な電波を識別することが可能となる。
【００２２】
次に、本発明に係る電池駆動式ブースタの他の概略構成例を図４に示す。なお、図４において図１と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。図４に示す電池駆動式ブースタは、図１に示す電池駆動式ブースタの抵抗Ｒ１をダイオードＤ１に置き換えた構成である。したがって、図４に示す電池駆動式ブースタでは、省電力モードにおいてアンプＡ１及びＡ２の電源端子に供給される電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータＣ１の出力電圧よりダイオードＤ１の順方向電圧分だけ小さい電圧であり、高出力モードにおいてアンプＡ１及びＡ２の電源端子に供給される電圧は、図１に示す電池駆動式ブースタと同様に、ＤＣ／ＤＣコンバータＣ１の出力電圧である。
【００２３】
次に、本発明に係る電池駆動式ブースタの更に他の概略構成例を図５に示す。なお、図５において図１と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。図４に示す電池駆動式ブースタは、図１に示す電池駆動式ブースタの抵抗Ｒ１を取り除いて抵抗Ｒ１のあった位置にＤＣ／ＤＣコンバータＣ１を移動させた構成である。
【００２４】
双極双投スイッチＳＷ１が端子ａ側を選択すると、アンプＡ１及びＡ２の電源端子に供給される電圧が電池の出力電圧となる。一方、双極双投スイッチＳＷ１が端子ｂ側を選択すると、アンプＡ１及びＡ２の電源端子に供給される電圧がＤＣ／ＤＣコンバータＣ１の出力電圧となる。
【００２５】
上述した通り、アンプＡ１及びＡ２はそれぞれ増幅素子（バイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタ等）を有しており、増幅素子（バイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタ等）は通常図２に示すように相互変調歪が最低になる動作条件から電圧・電流を減少させるに従って相互変調歪が増大するので、ＤＣ／ＤＣコンバータＣ１の出力電圧を、アンプＡ１及びＡ２の増幅素子の相互変調歪が最低になる動作条件の付近に合わせるようにする。このような設定により、双極双投スイッチＳＷ１が端子ａ側を選択すると、アンプＡ１及びＡ２の増幅素子に供給される電圧・電流が下がりそれに伴って消費電力が下がる省電力モードとなり、作業効率が向上し、双極双投スイッチＳＷ１が端子ｂ側を選択すると、アンプＡ１及びＡ２の増幅素子に供給される電圧・電流が上がりそれに伴って相互変調歪みが低減する高出力モードとなり、使用範囲が拡大する。なお、双極双投スイッチＳＷ１が端子ａ側を選択するときには、ＤＣ／ＤＣコンバータＣ１の動作を停止させるとよい。
【００２６】
弱電界での使用では、相互変調歪を抑えなくても電波受信調査や妨害電波調査等における希望波や妨害波等の判別が難しくならないので、省電力モードを選択することが望ましい。逆に、強電界での使用では、相互変調歪を抑えなくては電波受信調査や妨害電波調査等における希望波や妨害波等の判別が難しくなるので、高出力モードを選択することが望ましい。
【００２７】
また、図３に示す最小雑音指数特性を有する電界効果トランジスタのように、増幅素子の中には電流が多いときに雑音指数が低くなるものがある。したがって、アンプＡ１及びＡ２の増幅素子として電流が多いときに雑音指数が低くなる増幅素子を用い、ＤＣ／ＤＣコンバータＣ１の出力電圧を、アンプＡ１及びＡ２の増幅素子の相互変調歪が最低になり且つ雑音指数が低くなる動作条件の付近に合わせるようにすれば、高出力モードにおいて、より微小な電波を識別することが可能となる。
【００２８】
上述した図１、図４、又は図５の構成においては、駆動モードが省電力モードと高出力モードの二つであったが、本発明に係る電池駆動式ブースタの駆動モードは三つ以上であっても構わない。ここで、四つの駆動モードを有する本発明に係る電池駆動式ブースタの概略構成例を図６に示す。なお、図６において図１及び図５と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。図６に示す電池駆動式ブースタは、図１に示す電池駆動式ブースタと図５に示す電池駆動式ブースタとを組み合わせた構成である。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータＣ１の昇圧量を抵抗Ｒ１の電圧降下量より大きくし、ＤＣ／ＤＣコンバータＣ１の出力電圧を、アンプＡ１及びＡ２の増幅素子の相互変調歪が最低になる動作条件の付近に合わせるようにする。
【００２９】
このような構成によると、双極双投スイッチＳＷ１が端子ａ側を選択し且つ双極双投スイッチＳＷ１’が端子ｂ側を選択すると、高出力モードとなり、双極双投スイッチＳＷ１が端子ｂ側を選択し且つ双極双投スイッチＳＷ１’が端子ａ側を選択すると、省電力モードとなり、双極双投スイッチＳＷ１が端子ｂ側を選択し且つ双極双投スイッチＳＷ１’が端子ｂ側を選択すると、第１の中間モードとなり、双極双投スイッチＳＷ１が端子ａ側を選択し且つ双極双投スイッチＳＷ１’が端子ａ側を選択すると、第２の中間モードとなる。第１の中間モードは、高出力モードに近い特性（電圧・電流が高出力モードより多少下がるが相互変調歪は多少増大する）であり、第２の中間モードは、省電力モードに近い特性（電圧・電流が省電力モードより多少上がるが相互変調歪は多少低減される）である。
【００３０】
上述した図５に示す本発明に係る電池駆動式ブースタの双極双投スイッチＳＷ１に代えて、ＤＣ／ＤＣコンバータＣ１をバイパスするバイパス経路の導通／遮断を切り替えるための単極単投スイッチＳＷ２を設け、図７に示すような構成にしても、図５に示す構成と同様の効果を得ることができる。また、上述した図６に示す本発明に係る電池駆動式ブースタの双極双投スイッチＳＷ１’に代えて、ＤＣ／ＤＣコンバータＣ１をバイパスするバイパス経路の導通／遮断を切り替えるための単極単投スイッチＳＷ２を設け、図８に示すような構成にしても、図６に示す構成と同様の効果を得ることができる。
【００３１】
なお、図１又は図４に示す構成において、電池の仕様とアンプの電源仕様との関係より、電池の出力電圧を昇圧する必要がなければ、ＤＣ／ＤＣコンバータＣ１を取り除くようにすればよい。また、図５又は図６に示す構成において、電池の仕様とアンプの電源仕様との関係より、電池の出力電圧を昇圧する必要がなければ、ＤＣ／ＤＣコンバータＣ１を抵抗或いはダイオードに置換し、双極双投スイッチＳＷ１又はＳＷ１’の端子ａと端子ｂを入れ替えるようにすればよい。また、図７又は図８に示す構成において、電池の仕様とアンプの電源仕様との関係より、電池の出力電圧を昇圧する必要がなければ、ＤＣ／ＤＣコンバータＣ１を抵抗或いはダイオードに置換し、単極単投スイッチＳＷ２のオン／オフを入れ替えるようにすればよい。
【００３２】
また、双極双投スイッチＳＷ１及び／又は双極双投スイッチＳＷ１’若しくは単極単投スイッチＳＷ２を自動スイッチとする場合は、例えば、電池駆動式ブースタの出力信号の歪を検出する検出部を設け、前記検出部が前記自動スイッチを制御し、前記検出部が所定量未満の歪を検出すると前記自動スイッチが前記第１の駆動モードを選択し、前記検出部が所定量以上の歪を検出すると前記自動スイッチが前記第２の駆動モードを選択するようにすればよい。この場合、チャタリングを防止するため、前記自動スイッチにはヒステリシスを持たせることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】は、本発明に係る電池駆動式ブースタの概略構成例を示す図である。
【図２】は、バイポーラトランジスタの相互変調歪特性の一例を示す図である。
【図３】は、電界効果トランジスタの最小雑音指数特性の一例を示す図である。
【図４】は、本発明に係る電池駆動式ブースタの他の概略構成例を示す図である。
【図５】は、本発明に係る電池駆動式ブースタの更に他の概略構成例を示す図である。
【図６】は、四つの駆動モードを有する本発明に係る電池駆動式ブースタの概略構成例を示す図である。
【図７】は、図５に示す本発明に係る電池駆動式ブースタの変形例を示す図である。
【図８】は、図６に示す本発明に係る電池駆動式ブースタの変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
Ａ１、Ａ２    アンプ
Ｂ１、Ｂ２    バンドパスフィルタ
Ｃ１    ＤＣ／ＤＣコンバータ
Ｄ１    ダイオード
ＩＮ１    入力端子
ＯＵＴ１    出力端子
Ｒ１    抵抗
ＳＷ１、ＳＷ１’    双極双投スイッチ
ＳＷ２    単極単投スイッチ
Ｔ１    ＤＣ入力端子
【図１】
2010062897.tif 000003
【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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【図８】
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