(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定周波数の高周波信号を発生する送信ユニット及びその電源装置と、前記送信ユニットで発生した高周波信号を空間に放射するアンテナ装置とを備えた非常用位置指示無線標識において、
前記送信ユニットを構成する各部の内で、少なくとも水晶発振回路又は水晶振動子を分離区分して真空層又は断熱層で包囲した保温容器内に収納すると共に、該保温容器内に不凍液又はゾル状又はゲル状の充填物を充填したことを特徴とする非常用位置指示無線標識。
【請求項２】
前記保温容器内に、その内部温度を一定若しくはほぼ一定に保持すべく、前記不凍液又はゾル状又はゲル状の充填物の温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段の検出温度に対応して不凍液又はゾル状又はゲル状の充填物を外部電源からの無接触電力供給によって加熱する発熱手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の非常用位置指示無線標識。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、非常用位置指示無線標識に関し、さらに詳しくは、例えば、船舶に搭載して使用し、緊急時に海に投げ込むことで、或は手動にて電源を投入することにより所定周波数の電波を発信する非常用位置指示無線標識の改良に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、無線通信装置においては、送信機による送信電波の周波数及び受信機でのローカル発振出力の周波数の夫々が、周辺環境温度の変化によっても何らの影響を受けずに、常に一定値又は所定の許容偏差値以内に保持することが要求される。
従って、従来の無線通信装置では、たとえ周辺環境温度が変化しても出力周波数を常に一定値又は所定の許容偏差値以内に保持するために、通常の場合、温度補償型の水晶発振器を用いている。
【０００３】
そして、前記従来の温度補償方法としては、例えば、温度によって抵抗値が変化するサーミスタやバリキャップを水晶発振回路に組み込む手段とか、あるいはサーミスタとコンデンサを並列接続した温度補償回路を水晶振動子に直列接続して、温度変化に伴って生ずる温度補償回路の等価リアクタンスの変化を負荷容量変化として利用する手段等が用いられている。
【０００４】
しかしながら、前記従来の各手段を用いた温度補償方法の場合には、周辺環境温度が−３０℃〜＋７５℃の範囲内で、その周波数変動の補償範囲がせいぜい±１ｐｐｍ程度を限界にしている。
例えば、人工衛星からの送信電波を受信し、そのドップラー効果を測定して利用するＮＮＳＳ方式（ｎａｖｙ  ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  ｓｙｓｔｅｍ）の場合には、送信機の出力周波数の安定度，いわゆるｆ安定度（絶対的な周波数安定度）は水晶発振器等の周波数安定度に依存することになる。従って、温度変化に対する水晶発振器の安定度が、送信機の出力周波数を安定させる為に重要な要素となる。
【０００５】
一方、前記人工衛星による位置検出の一つの手段として、従来から、ＥＰＩＲＢ（ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ  ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ  ｒａｄｉｏ  ｂｕｏｙ：非常用位置指示無線標識）を用いたシステムがある。このシステムは、例えば、無線標識を船舶に搭載しておくか、又は船舶に装備される救命ボートに設置しておき、緊急時に海に投げ込むことにより、自動的に作動して人工衛星に向けて所定周波数の電波を送信し、人工衛星側では、これを受信して該無線標識の位置を算出すると共に、地上局或は海上船舶局に対して緊急信号を送信するもので、前記したＮＮＳＳ方式の原理に基づいている。
【０００６】
ここで、前記ＥＰＩＲＢを用いる非常用位置指示方式の場合にあって問題となるのは、内部に組み込まれている送信用水晶発振器のｆ安定度の内で、特に短期安定度である。
即ち、前記安定度については、該当規格によると、４００ＭＨｚ帯を使用するＥＰＩＲＢの場合、
１００ｍｓの間に  ±２×１０−９以内
１ｓｅｃの間に    ±１×１０−９以内
１年の間に        １．４ＫＨｚ（±３．５ｐｐｍに相当）以内
であることが必要条件とされている。
【０００７】
一方、ＥＰＩＲＢは、バッテリィ作動されるが、その動作時間は４８時間程度あればよいことになっている。そこで、前記仕様条件を満たすために、現在のＥＰＩＲＢの場合には、その発振方式として恒温槽式によるＯＳＣ，いわゆるＯＣＸＯ（ｏｖｅｎ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｘ’ｔａｌ  ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）  を用いており、該ＯＣＸＯにおいては、恒温槽中にニクロム線等の発熱体と共にＸ’ｔａｌ・ＯＳＣ，又はつまり水晶振動子を収納しておき、温度監視下で、該発熱体への通電制御をなして、例えば、＋７５℃〜＋８５℃程度の範囲内に該恒温槽内の温度を維持し、これによって、その出力発振周波数を一定に保持するものである。
【０００８】
しかし、従来のＥＰＩＲＢを用いる非常用位置指示方式にあっては、例えば、図６に示されているように、水晶発振回路と温度補償回路を内蔵する送信装置４１，そのアンテナ装置４２，作動電源としてのバッテリィ４３及び海への投げ込みで自動的にオン作動される電源スイッチ４４をそれぞれに備える回路構成において、別に、前記送信装置４１内の温度補償回路を制御する制御装置４５を必要としており、装置の回路構成、特に温度補償のための回路を含む全体構成の複雑化が避けられないという不利がある。
又、一方では、前記水晶振動子の周辺温度を一定に保持するために、前記恒温槽内の発熱体への通電が必要であり、これに対応して前記バッテリィ４３の容量も大きくしなければならず、装置自体の大型化，コストアップを招くものであった。
【０００９】
【発明の目的】
本発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、簡単な装置構成によって水晶発振回路，又は水晶振動子の発振周波数を一定値，又は所定の許容偏差値範囲以内に保持し、特に発振周波数の単位時間当たりの変化を小さくした非常用位置指示無線標識を提供することを目的としている。
【００１０】
【発明の概要】
前記目的を達成するために、本発明は、所定周波数の高周波信号を発生する送信ユニット及びその電源装置と、前記送信ユニットで発生した高周波信号を空間に放射するアンテナ装置とを備えた非常用位置指示無線標識において、前記送信ユニットを構成する各部の内で、少なくとも水晶発振回路又は水晶振動子を分離区分して真空層又は断熱層で包囲した保温容器内に収納すると共に、該保温容器内に不凍液又はオイルを充填したことを特徴とするものである。
【００１１】
又、本発明は、前記非常用位置指示無線標識の構成において、前記保温容器内に、その内部温度を一定若しくはほぼ一定に保持すべく、前記不凍液又はオイルの温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段の検出温度に対応して不凍液又はオイルを外部電源からの無接触電力供給によって加熱する発熱手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
【作用】
本発明では、送信ユニットの内で、周辺環境温度によって発振周波数が変化する惧れのある水晶発振回路又は水晶振動子を真空層又は断熱層で包囲した保温容器内に収納し、且つ該保温容器内を不凍液又はオイルで充填してあるために、例えば周囲環境温度が急激に変化した場合であっても、前記保温容器のもつ保温性によって、内部に収納した水晶発振回路又は水晶振動子を常に一定温度又はほぼ一定温度に保持すると共にこれらに及ぼす温度の急激な変化を防止し、この結果、該水晶発振回路又は水晶振動子の発振周波数を常に一定値又は所定の許容偏差値範囲以内に保持できると共に、単位時間当たりの変化を小さくできる。
【００１３】
又、前記保温容器内に対して、前記不凍液又はオイルの温度検出手段と、検出温度対応に該不凍液又はオイルを外部からの無接触による電力供給で加熱する発熱手段とを設けたので、通常時には、該保温容器内の温度が外部電源からの無接触による電力供給によって常に一定温度又はほぼ一定温度に保持されており、このために緊急時に際しては、保温容器内の水晶発振回路又は水晶振動子の発振周波数を一定値又は所定の許容偏差値範囲以内に保持したまま発信できる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明に係る非常用位置指示無線標識を船舶に搭載する場合の実施例につき、図１ないし図５を参照して詳細に説明する。
先ず、本発明の第１実施例について述べる。
図１は、本発明の第１実施例を適用した非常用位置指示無線標識の概要構成を模式的に示す断面図、図２は、前記第１実施例による非常用位置指示無線標識の保温容器を取り出して模式的に示す断面図であり、図３は、前記第１実施例による非常用位置指示無線標識の回路構成例を示すブロック図である。
【００１５】
これらの第１実施例各図の構成において、船舶等に搭載して使用する非常用位置指示無線標識１０は、図１に示したように、防水構造の装置筺体１１を有し、該装置筺体１１の内部上方側には、周囲を中空の真空層１３（必要によっては断熱層）で包囲すると共に、上部開口を栓体１４で密栓した保温容器１２を発泡スチロールその他の保温材を兼ねる支持構造物Ａにより固定的に配置してあり、且つ内部下方側には、作動電源装置としての内部電源バッテリィ１５を同様に固定的に配置してある。又、前記装置筺体１１の外部，例えば、底部には、通常時にオフされていて、緊急時に本装置を海に投げ込んだ時点で自動的にオン作動される電源スイッチ，例えば、海水・海水圧検知センサ等の電源スイッチ１６を設け、更に、外部上方には、アンテナ装置１７を設けてある。
保温容器１２の支持構造としては、たとえば、図示のごとき発泡スチロール等を筐体１１の内壁との間に介在させることが有効であり、保温機能を兼ねる。
【００１６】
一方、本第１実施例の場合には、図２及び図３に示したように、プリント基板上に形成された水晶発振回路２２を含む送信ユニット，即ち例えば、ＰＤ，ＬＰＦ，ＶＣＯを含むＰＬＬと、その出力を増幅する電力増幅器ＰＡと、前記ＰＤ、ＬＰＦとの間に変調信号を供給しＰＳＫ変調を行う為の諸回路によって構成され、所定周波数の送信電波を発生する送信ユニット２１を設け、この送信ユニット２１を前記保温容器１２の内部に適当する支持部材２３を用いて密封処理して収容すると共に、該保温容器１２内に不凍剤であるオイル２４を充填してある。そして、前記保温容器１２の栓体１４を通して、前記内部電源バッテリィ１５から電源スイッチ１６を介して電源ケーブル２５を前記送信ユニット２１に導いて接続し、且つ同様に該栓体１４を通して、前記送信ユニット２１から出力する所定周波数の高周波信号を送信ケーブル２６を介して、前記アンテナ装置１７に導いて外部空間に放射し得るように構成したものである。なお、保温容器１２内に充填するものとしては、不凍剤であるオイルの他、不凍液、オイル、更にはゾル状、ゲル状の充填物、固形の充填物（例えば、オイルに添加物を加えて固化させたもの等々）であってもよい。即ち、充填物としては、熱容量が大きいものが好ましい。
【００１７】
従って、上記構成による本第１実施例の非常用位置指示無線標識１０においては、緊急時にあって、これを海に投げ込むことにより、電源スイッチ１６が自動的にオン作動されて、送信ユニット２１に内部電源からの作動電力が供給され、且つアンテナ装置１７から所定の送信電波が外部空間に放射される。
【００１８】
そして、本第１実施例構成の場合には、特に周辺環境温度の変化によって発振周波数が変化する惧れのある水晶発振回路２２を含んだ送信ユニット２１の全体を真空層（又は断熱層）で包囲した保温容器１２内に収納し、且つ該保温容器１２内を不凍剤のオイル２４で充填してあるために、保温容器１２が備えている保温性によって、内部に収納した水晶発振回路を含む送信ユニット２１を少なくとも該非常用位置指示無線標識の動作が期待される期間内においては、常に一定温度又はほぼ一定温度に保持し得るもので、このために該水晶発振回路の発振周波数を常に一定値又は所定の許容偏差値範囲以内に容易且つ効果的に保持することができる。
【００１９】
又、この場合、前記非常用位置指示無線標識１０を海に投げ込むと、例えば、海水の温度が低温であるときには、外部環境温度が急変することになるが、この外部環境温度の急変が保温容器１２内に収納した水晶発振回路２２の発振周波数に影響を及ぼすに至るまでは長時間かかるために、先に述べた短期安定度を十分に維持できるのであり、より以上の長期安定度を得るための対策としては、別に他の温度補償手段を講ずればよく、この結果、本第１実施例で必要な内部電源としては、従来の場合にたとえば単一乾電池にて１２Ｖ程度であったものが、送信ユニット２１の駆動のためのみの３Ｖ程度で済ませることができる。
【００２０】
尚、ここで、前記第１実施例構成においては、水晶発振回路２２を含んで所定周波数の送信電波を発生する送信ユニット２１の全体を保温容器１２内に収納しているが、必ずしもこのように保温容器１２内に対して送信ユニット２１の全体を収納させる必要はなく、前記した如く、周辺環境温度の変化によって出力周波数に変動を生じ易い少なくとも水晶発振回路２２又は水晶振動子のみを分離区分して収納するようにし、他の諸回路については、該保温容器１２外の前記装置筺体１１内に収容してもよい。
更に、本第１実施例では、本非常用位置指示無線標識１０を船舶に搭載して使用する場合について述べたが、必要に応じて前記電源スイッチ１６を用途対応のセンサ又はスイッチに変更することで、その他の非常用位置指示無線標識としても使用可能である。
【００２１】
次に、本発明の第２実施例について述べる。
図４は、本発明の第２実施例を適用した非常用位置指示無線標識の概要構成を模式的に示す断面図、図５は、前記第２実施例による非常用位置指示無線標識の保温容器を取り出して模式的に示す断面図である。
本第２実施例による非常用位置指示無線標識３０の場合には、図４及び図５に示したように、上記第１実施例の構成において、保温容器１２内に対し、その上部開口を密栓する栓体１４から延長して不凍剤のオイル２４を加熱する発熱部３１と、送信ユニット２１に適宜に保持して内部温度，ここではオイル２４の温度を検出すると共に、該検出温度が常に設定温度に維持されるように前記発熱部３１の通電制御をなす温度検出部３２とを配置し、又、装置筺体１１内の一部にあって、外部電源３４に接続した非接触電力供給部３５に非接触で対向して電磁誘導等で作動電力の供給を受ける非接触電力導入部３３を設けたものである。
【００２２】
従って、上記構成による本第２実施例の非常用位置指示無線標識１０においては、通常時にあって、非接触電力導入部３３を通して導入される外部電源３４からの作動電力で、温度検出部３２がオイル２４の温度，ひいては保温容器１２の内部温度の監視を常に続けており、放熱等で該内部温度が低下したときには、発熱部３１に通電し、オイル２４を加熱昇温させることで常に一定温度又はほぼ一定温度に保持しており、又、緊急時にあっては、これを海に投げ込むことによって、前記非接触電力導入部３３を通した外部電源３４からの作動電力の供給が断たれると共に、今度は、第１実施例の場合と全く同様に、電源スイッチ１６が自動的にオン作動され、送信ユニット２１に内部電源からの作動電力が供給されて同様な作用が果たされるのである。
この第２の実施例によれば、非常用位置指示無線標識の動作初期の発振器環境がほぼ一定値となるから極端に低温となって周波数が規定値から大きくずれるという不具合を回避できる。
【００２３】
【発明の効果】
以上、実施例によって詳述したように、本発明によれば、所定周波数の電波を発生する送信ユニット及びその電源装置と、前記送信ユニットで発生した電波を空間に放射するアンテナ装置とを備えた非常用位置指示無線標識において、送信ユニットを構成する少なくとも水晶発振回路又は水晶振動子を分離区分して真空層又は断熱層で包囲した保温容器内に収納し、且つ保温容器内を不凍液又はオイルによって充填したので、保温容器が備える保温性によって、内部に収納した水晶発振回路又は水晶振動子を常に一定温度又はほぼ一定温度に保持でき、この結果、水晶発振回路又は水晶振動子の発振周波数を常に一定値又は所定の許容偏差値範囲以内に保持できて、発振周波数の変化を効果的に回避し得るのであり、しかも装置構成が極めて簡単で全体の小型化，低コスト化を容易に達成できるものである。
【００２４】
又、保温容器内に対して、不凍液又はオイルの温度検出手段と、検出温度対応に該不凍液又はオイルを外部からの無接触による電力供給で加熱する発熱手段とを設けるときは、通常時にあって、該保温容器内の温度を外部電源からの無接触による電力供給で常に一定温度又はほぼ一定温度に保持されることになり、このために緊急時に際して、保温容器内の水晶発振回路又は水晶振動子の発振周波数を一定値又は所定の許容偏差値範囲以内に保持したまま発信でき、発振周波数の変化をより一層効果的に回避し得るのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を適用した非常用位置指示無線標識の概要構成を模式的に示す断面図である。
【図２】前記第１実施例による非常用位置指示無線標識の保温容器を取り出して模式的に示す断面図である。
【図３】前記第１実施例による非常用位置指示無線標識の回路構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の第２実施例を適用した非常用位置指示無線標識の概要構成を模式的に示す断面図である。
【図５】前記第２実施例による非常用位置指示無線標識の保温容器を取り出して模式的に示す断面図である。
【図６】従来の非常用位置指示無線標識の回路構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０，３０  非常用位置指示無線標識
１１  装置筺体
１２  保温容器
１３  真空層
１４  栓体
１５  内部電源バッテリィ
１６  海に投げ込んだ時点で自動的にオン作動される電源スイッチ
１７  アンテナ装置
２１  送信ユニット
２２  水晶発振回路
２３  支持部材
２４  オイル
２５  電源ケーブル
２６  送信ケーブル
３１  発熱部
３２  温度検出部
３３  非接触電力導入部
３４  外部電源
３５  非接触電力供給部
【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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