(57)【要約】【課題】雷サージを検出した際にマイクロストリップラインに異常が発生したことを的確に把握することができる避雷器を提供すること。【解決手段】本発明の一態様に係る避雷器は、マイクロストリップラインと接地間に設けられ、サージ電流を流す経路を有し、サージ電流を検出してサージ検波電圧を出力するサージ検出部３、サージ検波電圧が閾値を超えた場合に、サージ異常信号を出力する比較制御部６、サージ検出部の前段に設けられ、送信出力の値に応じた第１出力検波信号を出力する第１カプラ２と、サージ検出部の後段に設けられ、送信出力の値に応じた第２出力検波信号を出力する第２カプラ４と、第１出力検波信号と第２出力検波信号との差分が閾値を超えた場合に、伝送異常信号を出力する比較部７と、サージ異常信号と伝送異常信号とに基づいて、警報を送出する警報送出部８とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信出力を伝送するマイクロストリップラインと、
前記マイクロストリップラインと接地間に設けられ、サージ電流を流す経路を有し、前記サージ電流を検出してサージ検波電圧を出力するサージ検出部と、
前記サージ検波電圧が閾値を超えた場合に、サージ異常信号を出力する比較制御部と、
前記サージ検出部の前段に設けられ、前記送信出力の値に応じた第１出力検波信号を出力する第１カプラと、
前記サージ検出部の後段に設けられ、前記送信出力の値に応じた第２出力検波信号を出力する第２カプラと、
前記第１出力検波信号と前記第２出力検波信号との差分が閾値を超えた場合に、伝送異常信号を出力する比較部と、
前記サージ異常信号と前記伝送異常信号とに基づいて、警報を送出する警報送出部と、
を備える避雷器。
【請求項２】
前記警報送出部は、
前記サージ異常信号と前記伝送異常信号のいずれもがＨｉｇｈレベルのときに、緊急警報を送出し、
前記サージ異常信号がＨｉｇｈレベルで、前記伝送異常信号がＬｏｗレベルのときに、不急警報を送出することを特徴とする請求項１に記載の避雷器。
【請求項３】
前記比較制御部は、一定時間のみサージ以上信号を送出するための１ショットマルチ回路を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の避雷器。
【請求項４】
前記サージ電流を流す経路は、無線周波数帯で高インピーダンスを有することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の避雷器。
【請求項５】
前記比較制御部の閾値は、前記マイクロストリップラインが劣化し始めるサージ検波電圧に等しい値であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の避雷器。
【請求項６】
前記マイクロストリップラインは、プリント基板上に形成されており、
前記サージ電流を流す経路は、前記プリント基板上に形成された誘導結合パターンであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の避雷器。
【請求項７】
前記第１カプラ及び前記第２カプラは、前記マイクロストリップラインと誘電結合されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の避雷器。
【請求項８】
前記不急警報の回数を管理する管理部を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の避雷器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は避雷器に関し、特に、誘導雷サージによる破壊から保護する避雷器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、送信装置等の高周波回路が実装された装置において、雷サージによる破壊から保護するため避雷器が設けられている。この種の避雷器は、通常、マイクロストリップラインと接地ＦＧ間にコイルを実装した単純な構造であった。
【０００３】
そのため、過大な誘導雷サージが送信出力端子から侵入しマイクロストリップラインが剥離又は焼失してもすぐには気づかず、送信出力の低下又は遮断を招くことにより始めてマイクロストリップラインの異常が認知されていた。
【０００４】
例えば、マイクロストリップラインの剥離等により送信出力が低下した場合には、携帯電話サービスエリアが縮小し、携帯電話ユーザーからのクレームで障害が発見される事態となっており、顧客満足度低下という不具合があった。
【０００５】
また、マイクロストリップラインが度重なるサージを受けて劣化していても、この劣化を認識することができず、避雷器が故障する前に交換することができない。このため、次の大きな誘導雷サージが侵入した時に増幅部又は送信機を破損させてしまうという不具合があった。
【０００６】
特許文献１、２には、雷サージによる破壊から保護するための保護装置が記載されているが、誘導雷サージを検出した際にマイクロストリップラインの異常を確認することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２１４７９９号公報
【特許文献２】特開平１１−２６６５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１、２に記載の保護回路では、雷サージを検出した際にマイクロストリップラインに異常が発生したか否かを的確に把握することができないという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような事情を背景としてなされたものであり、本発明の目的は、雷サージを検出した際にマイクロストリップラインに異常が発生したことを的確に把握することができる避雷器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様に係る避雷器は、送信出力を伝送するマイクロストリップラインと、マイクロストリップラインと接地間に設けられ、サージ電流を流す経路を有し、前記サージ電流を検出してサージ検波電圧を出力するサージ検出部と、サージ検波電圧が閾値を超えた場合に、サージ異常信号を出力する比較制御部と、サージ検出部の前段に設けられ、送信出力の値に応じた第１出力検波信号を出力する第１カプラと、サージ検出部の後段に設けられ、送信出力の値に応じた第２出力検波信号を出力する第２カプラと、第１出力検波信号と第２出力検波信号との差分が閾値を超えた場合に、伝送異常信号を出力する比較部と、サージ異常信号と伝送異常信号とに基づいて、警報を送出する警報送出部とを備えるものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、雷サージを検出した際にマイクロストリップラインに異常が発生したことを的確に把握することができる避雷器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１に係る避雷器の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１に係る避雷器のカプラの構成を示す図である。
【図３】実施の形態１に係る避雷器のサージ検出部の構成を示す図である。
【図４】サージ電流対サージ検波電圧の関係を示すグラフである。
【図５】実施の形態１に係る避雷器の比較制御部の構成を示す図である。
【図６】実施の形態１に係る避雷器の比較部構成を示す図である。
【図７】実施の形態１に係る避雷器の警報送出部の構成を示す図である。
【図８】実施の形態２に係る避雷器のサージ検出部の構成を示す図である。
【図９】実施の形態２に係る避雷器のサージ検出部における、プリント基板上に形成された誘導結合パターンを示す図である。
【図１０】実施の形態２に係る避雷器のサージ検出部における、プリント基板の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係る避雷器の構成について、図を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係る避雷器１０の構成を示すブロック図である。図１に示すように、避雷器１０は、第１カプラ２、サージ検出部３、第２カプラ４、送信出力端子５、比較制御部６、比較部７、警報送出部８を備えている。本発明は、増幅器又は送信機の出力側に具備され、送信出力端子から侵入する雷サージによる破壊を抑制する避雷器に関するものである。
【００１４】
増幅器１は、時々刻々と変動する送信出力をマイクロストリップラインを介して送出する。増幅部１から送出される送信出力は、第１カプラ２、サージ検波部３、第２カプラ４を経て送信出力端子５に供給される。第１カプラ２は、マイクロストリップラインで伝送される送信出力の一部を検出し、送信出力の値に比例した検波電圧（第１出力検波信号）を比較部７に出力する。第１カプラ２は、サージ検出部３の前段に設けられている。
【００１５】
サージ検出部３は、誘導結合により送信出力端子５から侵入するサージ電流の検出、検波を行い、サージ検波電圧を比較制御部６に送出する。第２カプラ４は、第１カプラ２と同様に、マイクロストリップラインで伝送される送信出力の一部を検出し、送信出力の値に比例した検波電圧（第２出力検波信号）を比較部７に出力する。第１カプラ２は、サージ検出部３の後段に設けられている。
【００１６】
送信出力端子５には、送信出力が伝達される。比較制御部６は、サージ検出部３から送出されるサージ検波電圧が閾値を越えた場合に、一定時間だけサージ異常信号を送出する。比較部７は、第１カプラ２と第２カプラ４から送出される検波電圧（第１出力検波信号と第２出力検波信号）の差分が閾値を越えた場合に、伝送異常信号を出力する。
【００１７】
警報送出部８は、比較制御部６及び比較部７から出力される信号により２種類の警報（緊急ＡＬＭ、不急ＡＬＭ）を外部に送出する。警報送出部８は、伝送異常信号とサージ異常信号の両信号が入力された場合に緊急ＡＬＭを送出し、サージ異常信号のみ入力された場合に不急ＡＬＭを送出する。
【００１８】
図２に、避雷器１０に用いられる第１カプラ２、第２カプラ４の構成を示す。本実施の形態では第１カプラ２、第２カプラ４は、同一の構成を有している。図２に示すように、第１カプラ２、第２カプラ４は、それぞれマイクロストリップライン１０１、カップリングライン１０２、ダイオード１０３、負荷抵抗１０４、コンデンサ１０５、終端抵抗１０６を有している。
【００１９】
マイクロストリップライン１０１は、増幅部１から送出される送信出力（例えば携帯電話システムでは８００Ｍ帯、２Ｇ帯の周波数が使用されており、送信出力は１０Ｗから４０Ｗの範囲である）を伝送する。マイクロストリップライン１０１は、送信出力が伝送されるプリント基板上に形成されている。
【００２０】
カップリングライン１０２は、マイクロストリップライン１０１と一定の間隔を隔てて近接配置され、当該マイクロストリップライン１０１と誘導結合される直線状の１／４波長部分１０２ａを有している。１／４波長部分１０２ａは、増幅部１の使用周波数帯から一義的に決定される１／４波長の長さになるように構成されている。この１／４波長部分１０２ａにおいて、マイクロストリップライン１０１とカップリングライン１０２とが分布結合している。
【００２１】
カップリングライン１０２の一端には、ダイオード１０３が接続されている。ダイオード１０３は、誘導結合による送信出力の一部を検波する。ダイオード１０３の出力側には、負荷抵抗１０４の一端が接続されている。負荷抵抗１０４の他端は接地されている。コンデンサ１０５は、ダイオード１０３の出力と接地との間に、負荷抵抗１０４と並列に接続されている。負荷抵抗１０４とコンデンサ１０５は、ダイオード１０３により半波整流された信号を平滑する。
【００２２】
ダイオード１０３と負荷抵抗１０４、コンデンサ１０５の接続点が比較部１０７に接続される。カップリングライン１０２の他端には、終端抵抗１０６が接続されている。終端抵抗１０６は、カップリングライン１０２の特性インピーダンスと同じ値を有している。
【００２３】
第１カプラ２は、増幅部１からの送信出力の一部を検波し、第１出力検波信号として比較部７へ出力する。第２カプラ４は、サージ検出部３を経た送信出力の一部を検波し、第２出力検波信号として比較部７へ出力する。第１カプラ２において、送信信号はマイクロストリップライン１０１を介してサージ検出部３へと伝送される。また、第２カプラ４において、送信信号はマイクロストリップライン１０１を介して送信出力端子１０５へと伝送される。
【００２４】
第１カプラ２、第２カプラ４とも、カップリングライン１０２は増幅部１の使用周波数帯から一義的に決定される１／４波長の長さであるため、増幅部１の送信出力の進行波電力のみ検出し、反射波電力は検出しないという方向性を有している。
【００２５】
増幅部１と送信出力端子５間のマイクロストリップライン１０１が正常であれば、第１カプラ２と第２カプラ４のそれぞれの検波電圧は常に同じ値となり、差分は発生しない。送信出力端子５から侵入したサージ電流は、送信出力端子５とマイクロストリップライン１０１を含む第２カプラ４とトランス２０１に流れる。このうち、サージ電流により損傷を受け易いのはマイクロストリップライン１０１である。
【００２６】
過大サージ電流（例えば、６ｋＡ以上）が流れるとマイクロストリップライン１０１を構成する銅箔に異常発熱が発生し、銅箔の剥離又は焼失現象（焼き切れる場合と溶けて無くなる場合を含む）が発生する。このような状況になると、第２カプラ４の検波電圧は著しく低下する。例えば、焼失の場合では、正常時例えば３Ｖ程度であった検波電圧は０Ｖに変化する。
【００２７】
この場合においても、第１カプラ２のマイクロストリップライン１０１は損傷を受けない。第１カプラ２は方向性を有しているため、増幅部１の送信出力が反射されても正常な検波電圧を出し続ける。従って、第１カプラ２の第１検波電圧と第２カプラ４の第２検波電圧との間に３Ｖの差分が発生する。
【００２８】
一方、マイクロストリップライン１０１は、その特性インピーダンスが通常５０Ωであり、１０Ｗ〜４０Ｗの大きな送信出力を伝送する。このため、伝送損失の小さいプリント基板材料が選定される。従って、マイクロストリップライン１０１のパターン幅は一義的に決定される。通常は、２．０〜３．０ｍｍの範囲のパターン幅となる。
【００２９】
図３に、サージ検出回路３の構成を示す。図３に示すように、サージ検出回路３は、トランス２０１、負荷抵抗２０２、ブリッジダイオード２０３、負荷抵抗２０４を有している。サージ検出回路３は、送信出力端子５から入力されるサージ電流を検出、検波し、サージ検波電圧を比較制御部６に出力する。
【００３０】
トランス２０１は、誘導結合によりサージ電流を検出する。トランス２０１は、マイクロストリップライン１０１と接地ＦＧとの間に挿入されている。接地ＦＧは大地と接続されている。トランス２０１には、負荷抵抗２０２、ブリッジダイオード２０３、負荷抵抗２０４が接続されている。負荷抵抗２０２は、負荷終端のために設けられている。ブリッジダイオード２０３は、負荷抵抗２０２の両端に発生するサージ電流を検波し、電圧に変換する。
【００３１】
サージ電流は送信出力端子５から接地ＦＧに流れ落ちる場合と接地ＦＧから送信出力端子５に流れ行く場合の２種類あるため、サージ検出回路３は両者のサージ電流を検出できる構成になっている。
【００３２】
トランス２０１はマイクロストリップライン１０１とＦＧ間に挿入されるため、無線周波数帯（例えば８００Ｍ帯、２Ｇ帯）で高インピーダンスとなるような部品を選定することにより、マイクロストリップ１０１を伝送する送信出力が減衰されないようにすることが好ましい。
【００３３】
トランス２０１の一次側巻き線を０．５φ、５ターン程度とすると、インダクタンスは４０ｎＨ以上になるので高インピーダンスとなり、伝送される送信出力に影響を与えない。さらに、トランス２０１の一次側巻き線は、サージ電流の周波数成分の１Ｍ〜１０Ｍ帯において、低インピーダンスになるように設定しておく。
【００３４】
また、トランス２０１の一次側巻き線に流れるサージ電流は最大８ｋＡ（時間２０μｓ）である。トランス２０１の一次側巻き線は、このサージ電流でも焼き切れないような太さとすることが好ましい。例えば、トランス２０１の一次側巻き線の太さを、０．６φ以上とすることができる。
【００３５】
このような条件を満足させたトランス２０１のサイズは、１０角以下で対応可能である。一次側巻き線数と二次側巻き数比がｎ対１であれば、１／ｎのサージ電流が二次側に誘導される。
【００３６】
トランス２０１の二次側巻き線は負荷抵抗２０２に接続されている。一般的に、サージ電流の周波数成分は１Ｍ〜１０ＭＨｚであり、二次側巻き線に誘導されたサージ電流は負荷抵抗２０２の両端に発生する。負荷抵抗２０４の出力である、サージ電流と比例関係にあるサージ検波電圧は比較制御部６に供給される。
【００３７】
図４に、サージ電流対サージ検波電圧の関係を示すグラフを示す。図４からわかるように、サージ電流が増加するとサージ検波電圧も比例的に増加するという傾向がある。ここで、劣化領域とはマイクロストリップライン１０１が劣化するサージ電流範囲を示している。マイクロストリップ１０１はパターン幅によって劣化するサージ電流値は異なる。
【００３８】
無線周波数帯で高出力伝送を行うマイクロストリップ１０１は、低損失が要求されるので一義的に決定され、通常は、２．０〜３．０ｍｍの範囲のパターン幅となる。例えば、マイクロストリップ１０１のパターン幅が２．３ｍｍの場合の劣化し始めるサージ電流は約６ｋＡ（時間は約２０μｓ）である。約６．５ｋＡでパターン剥離、約７ｋＡでパターン焼失となる。このマイクロストリップライン１０１の劣化が始まるポイントを劣化ポイントとする。
【００３９】
図５に、本実施の形態に係る避雷器１０の比較制御部６の構成を示す。図５に示すように、比較制御部６は、コンデンサ３０１、基準電源３０２、比較増幅器３０３、１ショットマルチ回路３０４、抵抗３０５、コンデンサ３０６を有している。比較制御部６は、サージ検波電圧が閾値を超えた場合にサージ異常信号を一定時間だけ出力する。
【００４０】
サージ検波電圧を伝送する信号線と接地との間には、コンデンサ３０１が設けられている。コンデンサ３０１は、サージ検波電圧に含まれる高周波成分を除去する。基準電源３０２は、所定の基準電圧に設定されている。
【００４１】
比較増幅器３０３の非反転入力端子（＋）には、サージ検出部３からのサージ検波電圧が入力される。比較増幅器３０３の反転入力端子（−）には、基準電源３０２から基準電圧が入力される。比較増幅器３０３は、サージ検波電圧と閾値である基準電圧とを比較して、サージ検波電圧が基準電圧を超えた場合にＨｉｇｈレベルの信号を１ショットマルチ回路３０４に出力する。
【００４２】
１ショットマルチ回路３０４は、比較増幅器３０３からの出力に応じて、抵抗３０５とコンデンサ３０６の積によって決定される一定時間幅のサージ異常信号を警報送出部８へ出力する。
【００４３】
基準電源３０２の基準電圧は、マイクロストリップライン１０１が劣化し始めるサージ検波電圧（図４の劣化ポイントのサージ検波電圧）に等しい値に設定する。入力されたサージ検波電圧が基準電圧より高くなると、比較増幅器３０３の出力はＨｉｇｈとなり、１ショットマルチ回路３０４がＯＮする。
【００４４】
１ショットマルチ回路３０４は、サージ電流検出時間が２０μｓ〜５００μｓと短いため、確実に過大サージを検出する目的で挿入されている。１ショットマルチ回路３０４がＯＮする時間は、５００ｍｓ程度で十分である。
【００４５】
図６に、本実施の形態に係る避雷器１０の比較部７の構成を示す。図７に示すように、比較部７は、入力抵抗４０１、４０２、分圧抵抗４０３、４０４、４０５、比較増幅器４０６を備えている。比較部７は、第１カプラ２から送出される第１出力検波信号と第２カプラ４から送出される第２出力検波信号の差分が閾値を超えた場合に、出力電圧をHｉｇｈレベルとし、伝送異常信号を出力する。
【００４６】
入力抵抗４０１は、第２カプラ４から送出される第１出力検波信号を受ける。入力抵抗４０２は、第１カプラ２から送出される第２出力検波信号を受ける。分圧抵抗４０３、４０４、４０５は、電源電圧＋Ｖを適切な値に分圧する。入力抵抗４０１、４０２の抵抗値は、分圧抵抗４０３、４０４、４０５より十分大きな値である。
【００４７】
比較増幅器４０６は、分圧抵抗４０４の両端に発生するバイアス電圧を比較増幅する。比較増幅器４０６の反転入力端子（−）と非反転入力端子（＋）間には、電源電圧＋Ｖを抵抗４０３、４０４、４０５で分圧することによって得られる所定のバイアス電圧が入力されている。
【００４８】
第２カプラ４からの第２出力検波信号と第１カプラ２からの第１出力検波信号が同一電圧である場合には、バイアス電圧が印加されている分圧抵抗４０４の両端電圧に変化はないため、比較増幅器４０６の出力は反転しＬｏｗレベルとなる。
【００４９】
マイクロストリップライン１０１が正常であれば、両出力検波信号は同一電圧となるため、比較増幅器４０６の出力はＬｏｗレベルとなる。第２カプラ４からの第２出力検波信号の方が小さくなり、両出力検波信号に電位差が発生して、バイアス電圧を反転させるような状態になると、比較増幅器４０６の出力は正転しＨｉｇｈレベルとなり、伝送異常信号として警報送出部８に送出される。
【００５０】
バイアス電圧は、第２カプラ４のマイクロストリップライン１０１の銅箔が剥離し始める損傷状態時の出力検波信号と正常な第１カプラ２の出力検波信号の両信号が入力された時に反転するような値に設定される。
【００５１】
図７に、本実施の形態に係る警報送出部８の構成を示す。図７に示すように、警報送出部８は、論理積回路５０１、フリップフロップ５０２、論理積回路５０３を有している。比較制御部６からのサージ異常信号と比較部７からの伝送異常信号は、論理積回路５０１に入力される。論理積回路５０１は、比較制御部６から送出されるサージ異常信号、比較部７から送出される伝送異常信号のいずれもがＨｉｇｈレベルのときに、出力をＨｉｇｈレベルとする。
【００５２】
論理積回路５０１の出力は、フリップフロップ５０２に入力される。フリップフロップ５０２は、論理積回路５０１の出力がＨｉｇｈレベルのときに、Ｑ出力をＨｉｇｈレベルにする。論理積回路５０３には、比較制御部６からのサージ異常信号とフリップフロップ５０２の反転出力端子Ｑバーからの出力信号が入力される。論理積回路５０３は、サージ異常信号及びフリップフロップ５０２の反転出力端子Ｑバーからの出力信号のいずれもがＨｉｇｈレベルのときに出力をＨｉｇｈレベルにする。
【００５３】
警報送出部８は、サージ異常信号と伝送異常信号のどちらもＨｉｇｈレベルのとき、すなわち、閾値を超えたサージ電流が検出されるとともに、マイクロストリップライン１０１に異常が発生した場合に、緊急ＡＬＭを送出する。また、警報送出部８は、伝送異常信号がＬｏｗレベルで、サージ異常信号のみがＨｉｇｈレベルの場合に不急ＡＬＭを送出する。
【００５４】
ここで、送信出力端子５に誘導雷サージが印加された場合の避雷器１０の動作について説明する。送信出力端子５から侵入した誘導雷サージは、サージ検出部３を経て接地ＦＧ（大地）に流れ落ちる場合と、接地ＦＧから侵入し送信出力端子５に抜けていく場合の２種類があるが、ここでは前者の場合で説明する。
【００５５】
送信出力端子５に誘導雷サージが印加された場合、サージ電流はマイクロストリップライン１０１を含む第２カプラ４を流れた後に、図３に示すようにサージ検出部３のトランス２０１を経て接地ＦＧに流れる。このため、第１カプラ２のマイクロストリップライン１０１や増幅部１に対して損傷を与えない。
【００５６】
サージ電流は必ずサージ検出部３を通るためサージ検波は行われるが、所定の閾値を超えない限り警報ＡＬＭは送出されない。すなわち、図４に示すように、送信出力端子５からトランス２０１までのマイクロストリップライン１０１が劣化しない範囲のサージ電流であれば、図５に示す比較制御部６の比較増幅器３０３の出力はＬｏｗレベルとなる。従って、１ショットマルチ回路３０４は動作せずＬｏｗレベルを維持する。
【００５７】
この場合、図７に示す警報送出部８の比較制御部６からの入力信号はＬｏｗレベルのため、比較部７からの入力信号がＨｉｇｈレベル又はＬｏｗレベルのいずれであろうとも、フリップフロップ５０２からは緊急ＡＬＭ、不急ＡＬＭとも送出されない。
【００５８】
一方、マイクロストリップライン１０１に損傷を与えるような過大サージ電流が送信出力端子５に侵入した場合を説明する。図５に示す比較制御部６の比較増幅器３０３が、図４に示す送信出力端子５からトランス２０１までのマイクロストリップライン１０１が劣化し始める劣化ポイントを超えたサージ電流（過大サージ）を検出した場合には、比較増幅器３０３からの出力はＨｉｇｈレベルに変化する。
【００５９】
１ショットマルチ回路３０４は、比較増幅器３０３からの出力に応じて、例えば約５００ｍｓ間Ｈｉｇｈレベルのサージ異常信号を送出する。これと同時に、マイクロストリップライン１０１に異常が発生すると、図６の比較部７の比較増幅部４０６からＨｉｇｈレベルの伝送異常信号が送出される。
【００６０】
警報送出部８の両信号入力ともＨｉｇｈレベルとなるため、フリップフロップ５０２の入力はＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに変化する。これにより、Ｑ出力はＨｉｇｈレベルにセットされ緊急ＡＬＭが送出される。Ｑバー出力はＱ出力の反転となるため、Ｌｏｗレベルとなっている。Ｑ出力、Ｑバー出力はラッチされるので、その後に状態変化が発生しても維持される。
【００６１】
過大サージが検出されサージ異常信号（Ｈｉｇｈレベル）が警報送出部８に入力されている時に、マイクロストリップライン１０１に異常が無く比較部７からの出力がＬｏｗレベルの場合には、論理積回路５０１の出力はＬｏｗレベルで変化しない。この場合、フリップフロップ５０２のＱ出力はＬｏｗレベル、Ｑバー出力はＨｉｇｈレベルを維持する。これにより、不急ＡＬＭが約５００ｍｓ間外部に送出される。不急ＡＬＭはラッチされない。
【００６２】
このように、本実施の形態に係る避雷器は、送信出力が伝送されるプリント基板上に形成したマイクロストリップラインと接地ＦＧ間に、無線周波数帯で高インピーダンスを有し、サージ電流を流す経路を備えるとともにサージ電流を検出する機能と、過大サージ電流が流れる毎にマイクロストリップラインの正常性を確認する機能を具備している。
【００６３】
以上説明したように、本発明においては、送信出力が伝送されるプリント基板上に形成したマイクロストリップラインと接地ＦＧ間にサージ電流を流す経路を有し、過大サージ電流を確実に検出できる。また、過大サージ電流が流れる毎にマイクロストリップラインの状態を確認し、マイクロストリップラインの異常時には緊急ＡＬＭを送出できる。これにより、マイクロストリップラインの異常を的確に検出し、警報を送出することができる。さらに、送出される不急ＡＬＭの回数を管理することにより、マイクロストリップラインの劣化状態を推定でき、避雷器が故障する前に交換することができる。
【００６４】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る避雷器について、図８−１０を参照して説明する。図８は、本実施の形態に係る避雷器のサージ検出部３の構成を示す図である。本実施の形態では、実施の形態１で説明したサージ検出部３のトランス２０１の代わりに、プリント基板上に形成した誘導結合パターン６０１を用いている。なお、サージ検出部３以外の構成要素については、実施の形態１において説明したものと同様のものを用いることができる。
【００６５】
図８に示すように、本実施の形態に係る避雷器のサージ検出部３は、誘導結合パターン６０１、負荷抵抗６０２、ブリッジダイオード６０３、負荷抵抗６０４を有している。誘導結合パターン６０１は、プリント配線基板上に形成されている。負荷抵抗６０２は、負荷終端のために設けられている。ブリッジダイオード６０３は、負荷抵抗６０２の両端に発生するサージ電流を検波し電圧に変換する。
【００６６】
図９は、本実施の形態に係る避雷器のサージ検出部３における、プリント基板上に形成された誘導結合パターン６０１を示す図であり、図１０はそのプリント基板のＶ−Ｖ断面図である。図９に示すように、誘導結合パターン６０１は、２分岐マイクロストリップライン７０１、カップリングライン７０２、引き出しライン７０３を有している。
【００６７】
マイクロストリップライン１０１と接地ＦＧ間には、２分岐構造の２分岐マイクロストリップライン７０１が設けられている。２分岐マイクロストリップライン７０１の２つに分岐されたそれぞれの経路７０１ａは、それぞれ増幅部１の使用周波数帯から一義的に決定される１／４波長の長さとなっている。２分岐マイクロストリップライン７０１と接地ＦＧで囲まれた領域には、カップリングライン７０２が配置されている。
【００６８】
カップリングライン７０２は、２分岐マイクロストリップライン７０１のそれぞれの経路７０１ａと誘電結合されている。カップリングライン７０２は、２分岐マイクロストリップライン７０１との結合度が大きくなっている。図１０に示すように、引き出しライン７０３は、プリント配線基板７００の裏面側に配置されている。
【００６９】
カップリングライン７０２は、プリント配線基板７００に設けられたスルーホールを経由して引き出しライン７０３を通して負荷抵抗６０２に接続されている。カップリングライン７０２には誘導結合により誘導サージ電流が流れるが、２分岐マイクロストリップライン７０１の２つに分岐されたそれぞれの経路７０１ａには誘導サージ電流の約半分が流れる。
【００７０】
第１の実施の形態と同様に、同じサージ電流が流れた時に同じサージ検波電圧が発生するように２分岐マイクロストリップライン７０１とカップリングライン７０２間の結合度（カップリングライン７０２のパターン幅、長さ及びマイクロストリップライン７０１との間隔）が設定される。
【００７１】
２分岐マイクロストリップライン７０１の経路７０１ａは１／４波長の長さのため、無線周波数帯において高インピーダンスとなる。このため、伝送される送信出力に影響を与えることはない。マイクロストリップライン７０１の経路７０１ａの太さは、マイクロストリップライン１０１の２倍以上とし、少なくとも８ｋＡ（時間２０μｓ）で破損しないような太さとする。また、接地ＦＧパターンも同様にマイクロストリップライン７０１より十分太くし、８ｋＡ（時間２０μｓ）で破損しないようにすることが好ましい。
【００７２】
ここで、実施の形態２に係る避雷器のサージ検出部３の動作について説明する。図８−１０において、送信出力端子５から侵入したサージ電流は、第２カプラ４のマイクロストリップライン１０１を通り、２分岐マイクロストリップライン７０１を経て接地ＦＧに流れる。カップリングライン７０２には誘導結合により誘導サージ電流が流れる。
【００７３】
誘導サージ電流は、負荷抵抗６０２を経てブリッジダイオード６０３に供給され、負荷抵抗６０４によりサージ検波電圧に変換される。なお、サージ電流対サージ検波電圧のカーブは図４と同等とし、マイクロストリップライン１０１を構成している銅箔が剥離し始めるサージ電流を劣化ポイントとする。サージ電流が接地ＦＧから侵入した場合でも、カップリングライン７０２の結合度は同じのため、同様に検出できる。以降は、第１の実施例と同じ動作を行う。
【００７４】
このようにして、第２の実施例においても、無線周波数帯で高インピーダンスを有しサージ電流を流す経路と共にサージ電流を的確に検出する機能を有しているため、マイクロストリップライン１０１の劣化状態を的確に検出し、警報を送出することができる。
【００７５】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、増幅器１の代わりに、送信機を用いることも可能である。警報送出部８から送出される不急ＡＬＭの回数を管理する管理部を設け、マイクロストリップラインの劣化状態を推定し、避雷器が故障する前に交換することも可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１  増幅部
２  第１カプラ
３  サージ検出部
４  第２カプラ
５  送信出力端子
６  比較制御部
７  比較部
８  警報送出部
１０１  マイクロストリップライン
１０２  カップリングライン
１０３  ダイオード
１０４  負荷抵抗
１０５  コンデンサ
１０６  終端抵抗
２０１  トランス
２０２、２０４、６０２、６０４  負荷抵抗
２０３、６０３  ブリッジダイオード
３０１  コンデンサ
３０２  基準電源
３０３  比較増幅器
３０４  １ショットマルチ回路
３０５  抵抗
３０６  コンデンサ
４０１、４０２  入力抵抗
４０３、４０４、４０５  分圧抵抗
４０６  比較増幅器
５０１  論理積回路
５０２  フリップフロップ
５０３  論理積回路
６０１  誘導結合パターン
７００  プリント配線基板
７０１  ２分岐マイクロストリップライン
７０２  カップリングライン
７０３  引き出しライン
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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