(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定レベルの送信信号を生成する送信部と、該送信部からの前記送信信号を外部に放射する送信アンテナと、該送信アンテナに近接した受信アンテナと、該受信アンテナの受信信号を入力し外部からの送信情報の抽出処理を行う受信部と、該受信部で抽出された外部送信情報を処理する情報処理部とを有する送受信機能を備えた無線装置において、
前記受信アンテナで受信される前記送信アンテナからの回り込み信号レベルが正常レベルか否かを監視する第１監視手段と、
チェック用データ送信アンテナと、
該チェック用データ送信アンテナからのチェック用データの送信動作を制御すると共に前記情報処理部から外部送信情報の受信検知信号が入力した時にチェック用データ送信動作を停止する制御部と、
前記情報処理部でチェック用データが正常に受信されたか否かを監視する第３監視手段と、
を備えて構成したことを特徴とする無線装置。
【請求項２】
前記送信部の送信信号の出力レベルが正常レベルか否かを監視する第２監視手段を備えて構成した請求項１に記載の無線装置。
【請求項３】
前記チェック用データ送信アンテナが、前記受信アンテナに近接して配置されたチェック用データ専用アンテナである請求項１又は２に記載の無線装置。
【請求項４】
前記チェック用データ送信アンテナが、外部に送信信号を放射する前記送信アンテナである請求項１又は２に記載の無線装置。
【請求項５】
前記第１監視手段と第３監視手段の両出力に基づいて故障判定を行う第２判定手段を備えて構成した請求項１に記載の無線装置。
【請求項６】
前記第１監視手段、第２監視手段及び第３監視手段の各出力を入力して故障判定を行う第３判定手段を備えて構成した請求項２に記載の無線装置。
【請求項７】
前記第１監視手段、第２監視手段及び第３監視手段の各出力をオン／オフ切り換え可能なスイッチ手段を備えて構成した請求項６に記載の無線装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線装置、特に、自己診断機能を備えた無線装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道等では、運転管理、運転案内、走行制御等のための各種情報を、車上−地上間で伝送するため、無線装置が使用される。
例えば、近年では、地上側に質問情報を送信する送受信装置（質問器）を備え、車上側には、地上側の送受信装置からの質問情報を受信して対応する応答情報を地上側に返信する送受信装置（応答器）を設け、列車が通過する際に、地上の質問器から質問波を放射し、これを受信した応答器から対応する応答波が質問器に対して放射される。このようにして、地上側と車上側の各送受信装置間で各種情報を伝送し、列車の運行を制御するようにしている。尚、車上側に質問器を搭載し地上側に応答器を設置する場合もある。
【０００３】
ところで、鉄道設備においては、安全性が極めて重要視されるため、列車運行管理等の制御に必要な情報を伝送する無線装置は高い信頼性が要求され、故障監視のための自己診断機能が必要とされる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の送信装置や送受信装置等の無線装置の自己診断機能としては、送信部の送信出力レベルを監視することは通常行われているが、送信部とコネクタ接続するアンテナを含めて受信機能までの全てを診断するものはなかった。このため、例えば、コネクタが外れたりすると、送信部が正常でもアンテナから正常な信号が送信されない等の問題が生じる。送受信装置では、受信波が正常に受信されているか否かが判断できなかった。
【０００５】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、送信部からアンテナを含めて受信機能までの全てを自己診断可能な送受信機能を備えた無線装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に記載の発明では、所定レベルの送信信号を生成する送信部と、該送信部からの前記送信信号を外部に放射する送信アンテナと、該送信アンテナに近接した受信アンテナと、該受信アンテナの受信信号を入力し外部からの送信情報の抽出処理を行う受信部と、該受信部で抽出された外部送信情報を処理する情報処理部とを有する送受信機能を備えた無線装置において、前記受信アンテナで受信される前記送信アンテナからの回り込み信号レベルが正常レベルか否かを監視する第１監視手段と、チェック用データ送信アンテナと、該チェック用データ送信アンテナからのチェック用データの送信動作を制御すると共に前記情報処理部から外部送信情報の受信検知信号が入力した時にチェック用データ送信動作を停止する制御部と、前記情報処理部でチェック用データが正常に受信されたか否かを監視する第３監視手段とを備えて構成した。
【０００７】
かかる構成では、送信部からアンテナ部を含めて受信機能までの全ての故障監視が可能となる。
また、請求項２に記載のように、前記送信部の送信信号の出力レベルが正常レベルか否かを監視する第２監視手段を備えて構成するとよい。
かかる構成により、第２監視手段によって送信部の送信出力レベルが監視されるので、送信部とアンテナ部の異常を識別できるようになる。
【０００８】
前記チェック用データ送信アンテナとして、請求項３に記載のように、前記受信アンテナに近接して配置されたチェック用データ専用アンテナを用いてもよく、また、請求項４に記載のように、既存の送信アンテナを用いてもよい。既存の送信アンテナを利用すれば、部品点数が少なくて済むようになる。
【０００９】
請求項５に記載のように、前記第１監視手段と第３監視手段を備えるものにあっては、両監視手段の各監視出力に基づいて故障判定を行う第２判定手段を備えて構成するとよい。
【００１０】
また、請求項６に記載のように、前記第１監視手段、第２監視手段及び第３監視手段を備えるものにあっては、３つの監視手段の各監視出力に基づいて故障判定を行う第３判定手段を備えて構成するとよい。
請求項７に記載のように、前記第１監視手段、第２監視手段及び第３監視手段の各出力をオン／オフ切り換え可能なスイッチ手段を備えて構成するとよい。
かかる構成では、監視したい部分を特定して故障監視を行うことが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１に本発明に係る送受信機能を備えた無線装置の第１実施形態の構成を示す。
図１において、本実施形態の送受信装置７０は、高周波の送信波を生成する発振器３１及びこの発振器３１からの送信波を増幅する増幅器３２とを備えた送信部３３と、基板３４上に形成され前記送信部３３とコネクタ３５で接続された送信アンテナ３６と、同じく基板３４上に形成される受信アンテナ３７と、受信アンテナ３７とコネクタ３８を介して接続される受信部３９と、受信部３９からの受信データを処理する情報処理部としてのデータ処理部４４と、受信アンテナ３７から受信部３９に伝送される受信信号の電力を直流電圧に変換するダイオード４５と、該ダイオード４５からの直流電圧レベルを監視する第１監視手段としての第１モニタ回路４６と、送信部３３からの送信波電力を直流電圧に変換するダイオード６１と、このダイオード６１からの直流電圧レベルを監視して送信部３３の異常監視を行う第２監視手段としての第２モニタ回路６２と、受信アンテナ３７の近傍に、当該受信アンテナ３７に向けてチェック用データを送信するためのチェック用データ送信専用の送信アンテナ７１と、該送信アンテナ７１にチェック用データ信号を伝送するチェック用データ送信部７２と、該チェック用データ送信部７２のデータ送信を制御する制御部７３と、受信部３９及びデータ処理部４４が正常か否かを監視する第３監視手段としての第３モニタ回路７４と、第１〜第３モニタ回路４６、６２、７４の各出力に基づいて故障判定を行う第３判定手段としての判定部７５と、送受信装置７０内部の各部に電源を供給する電源部４７と、これら各機器を収納するレドーム４８とを備えて構成されている。
【００１２】
前記送信アンテナ３６は、例えば銅箔で円形に形成されたマイクロストリップアンテナ（ＭＳＡ）であり、コネクタ３５からの配線が貫通孔を通して図中上面側で半田付けされて電気的に接続される。
前記受信アンテナ３７は、送信アンテナ３６と同様に形成された銅箔のマイクロストリップアンテナ（ＭＳＡ）であり、コネクタ３８からの配線が貫通孔を通して図中上面側で半田付けされている。
前記受信部３９は、受信信号を増幅する増幅器４０と、増幅器４０からの増幅信号と送信部３３の発振器３１からの送信信号とを乗算して受信信号を抽出するミキサ４１と、ミキサ４１からの受信信号を増幅する増幅器４２と、増幅器４２からの受信信号を復調処理してデータ処理部４４に出力する復調部４３とを備えて構成される。
【００１３】
第１モニタ回路４６は、送信アンテナ３６と受信アンテナ３７との距離、送信波の出力レベル等に基づいて発生する電波の回り込み（アイソレーション）レベルに応じて、予め設定した閾値範囲と入力する直流電圧レベルとを比較し、入力電圧レベルが所定の閾値範囲内にあるか否かを監視する。
第２モニタ回路６２は、予め設定された送信波の出力レベル範囲に基づいて予め設定した上限と下限の閾値と入力する直流電圧レベルとを比較し、入力電圧レベルが前記上限及び下限の閾値範囲内にあるか否かを監視する。
前記制御部７３は、通常はチェック用データ送信部７２から連続或いは所定間隔でチェック用データを送信するようにし、応答器５０からの応答波が受信されデータ処理部４４から正規のデータ受信検知信号が入力すると、チェック用データ送信部７２のチェック用データ送信動作を停止させるよう構成されている。
そして、本実施形態の送受信装置７０は、例えば質問器としての機能を有し、例えば地上に設置され列車側に搭載した応答器５０に対して、列車の通過時に送信アンテナ３６から質問波を放射し、応答器５０からの応答波を受信アンテナ３７で受信し応答データを処理して中央の指令室（図示せず）に伝送する端末装置の役割を行う。
【００１４】
次に動作を説明する。
発振器３１から高周波の送信波が生成され増幅器３２で所定レベルに増幅されて送信部３３から所定レベルの送信波が送信アンテナ３６に伝送されて外部に放射される。送信波の放射の際、電波の回り込み現象（アイソレーション）が発生し、一部が受信アンテナ３７で受信され、その受信信号がダイオード４５で直流電圧に変換されて第１モニタ回路４６に入力する。第１モニタ回路４６では、入力した電圧を予め設定されている上限及び下限の閾値と比較し、入力電圧レベルが上限及び下限の閾範囲内にあれば送信部３３、送信アンテナ３６、受信アンテナ３７までの伝送経路の全てが正常と判断して正常を示す監視出力を発生する。入力電圧レベルが下限閾値より低い場合には、前記伝送経路のどこかに異常があると判断して故障を示す監視出力を発生する。入力電圧レベルが上限閾値より大きい場合には外部からのノイズが存在することがわかる。
【００１５】
そして、送受信装置７０から送信波を常時発生させることで、応答器５０からの応答波が受信可能な状態になっているか否かを知ることができ、列車運行管理における安全性を向上できる。
また、第２モニタ回路６２からの監視出力によって送信部３３の故障を知ることができる。
更に、応答器５０からの応答波が受信されていない時には、制御部７３からの制御指令に基づいてチェック用データ送信部７２からチェック用データが発生し、送信アンテナ７１からチェック用データが受信アンテナ３７に向けて送信される。受信アンテナ３７で受信されたチェック用データは、受信部３９を介してデータ処理部４４に伝送される。データ処理部４４は、チェック用データか正規の受信データかを判断し、チェック用データの時には制御部７３にチェック用データの送信制御の継続を指令する。そして、チェック用データが確実に受信されている場合は第３モニタ回路７４にデータが受信されていることを示す信号を出力し、第３モニタ回路７４から正常を示す監視出力が判定部７５に出力される。
【００１６】
かかる構成によれば、送信部３３だけでなく、送信部３３、送信アンテナ３６及び送信部３３から送信アンテナ３６での伝送経路等のいずれかに故障があれば、第１モニタ回路４６からの監視出力によって異常を知ることができる。また、第２モニタ回路６２からの監視出力によって送信部３３の故障を知ることができる。そして、チェック用データの受信動作によって、第３モニタ回路７４の監視出力に基づき受信部３９及びデータ処理部４４が正常に動作しているか否かを予め監視することができるようになる。従って、本第１実施形態の構成では、この送受信装置７０の送信系及び受信系の全てについて、第１、第２及び第３モニタ回路４６、６２、７４の各監視出力から判定部７５でどこに故障が発生したかを知ることができるようになる。
【００１７】
図２に本発明の第２実施形態を示す。
この実施形態は、チェック用データを既存の送信アンテナ３６から送信するようにして、図１のチェック用データ送信専用の送信アンテナ７１を省略するようにしたものである。
従って、この第２実施形態の送受信装置７０′では、図２に示すように、チェック用データ送信部７２の出力端を送信部３３と送信アンテナ３６との間の伝送路に接続する構成としている。
【００１８】
かかる構成によれば、送信アンテナ３６からの電波の回り込みによってチェック用データが受信アンテナ３７で受信される。これにより、第１実施形態と同様に送信系及び受信系の全てについて故障監視が可能となり、更に加えて、チェック用データ専用の送信アンテナ７１を省略でき部品点数を削減できるという利点がある。
【００１９】
尚、第１及び第２実施形態において、第２モニタ回路６２を省略してもよい。この場合には、第１モニタ回路４６によって、送信アンテナから受信アンテナまでの伝送経路の監視ができ、第３モニタ回路７４によってデータ処理部４４の監視ができ、判定部７５は第２判定手段として機能する。また、第１及び第２実施形態において、第１モニタ回路４６、第２モニタ回路６２、第３モニタ回路７４の各出力端の切り換えが可能な切換えスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３を設けておけば、切換えスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３の切換え操作によって、各部の故障点検を個別に行うことができることは明らかである。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載の発明によれば、送受信機能を備えた無線装置において、送信系から受信アンテナまでの経路、受信部及びデータ処理部までの故障監視が可能となる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて送信系から受信アンテナまでの経路における故障箇所を特定することが可能となる。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、チェック用データ送信専用アンテナを設ける必要がなく、部品点数の削減及びコストの低減ができる。
請求項５、６に記載の発明によれば、送信系からデータ処理部までの送信系及び受信系の全てにおいて故障箇所を特定することが可能となる。
請求項７に記載の発明によれば、メンテナンス時に監視したい箇所を個々に調べることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る送受信機能を備えた無線装置の第１実施形態を示すブロック図
【図２】本発明の第２実施形態のブロック図
【符号の説明】
７０、７０′    送受信装置
３３    送信部
３６    送信アンテナ
３７    受信アンテナ
３９    受信部
４４    データ処理部
４６    第１モニタ回路
６２    第２モニタ回路
６３、７５    判定部
７１    チェック用データ送信アンテナ
７２    チェック用データ送信部
７３    制御部
ＳＷ１〜ＳＷ３    切換えスイッチ
【図１】
0003667977.tif 000002
【図２】
0003667977.tif 000003